(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から出射された光を第１光及び第２光に分離する分離合成素子と、
入射される前記第１光を集光する集光光学系と、
前記集光光学系により集光された前記光を拡散反射させる拡散素子と、
前記集光光学系を冷却する冷却装置と、
を備え、
前記冷却装置は、
前記集光光学系を収容する収容部材と、
前記拡散素子により拡散反射されて出射される前記第１光の出射方向に沿って前記収容部材を摺動可能に支持する支持部材と、
を有することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光源装置において、
前記集光光学系は、複数の集光素子を有し、
前記冷却装置は、前記複数の集光素子のうち、少なくとも前記拡散素子から最も離れた集光素子に冷却気体を流通させることを特徴とする光源装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光源装置において、
前記収容部材及び前記支持部材は、互いに連通する開口部を有することを特徴とする光源装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の光源装置において、
前記冷却装置は、
前記集光光学系に冷却気体を流通させる冷却ファンと、
前記支持部材の一部と一体化される筐体と、
を有することを特徴とする光源装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光源装置において、
前記筐体は、略密閉され、
前記冷却気体は、前記筐体内を循環することを特徴とする光源装置。
【請求項６】
光源と、
前記光源から出射された光を第１光と第２光とに分離する分離合成素子と、
入射される前記第１光を集光する集光光学系と、
前記集光光学系により集光された光を拡散させて反射させる拡散素子を有する光反射装置と、
を備え、
前記光反射装置は、
冷却気体を送出する冷却ファンと、
前記冷却気体が流通する開口部を有し、前記集光光学系を収容する収容部材と、
前記収容部材及び前記冷却ファンを収容する筐体と、
を有し、
前記冷却ファンは、前記冷却気体を前記筐体内で循環させ、前記集光光学系を冷却することを特徴とする光源装置。
【請求項７】
請求項６に記載の光源装置において、
前記集光光学系は、前記拡散素子により反射された光が進行する方向に沿って配置された第１レンズ、第２レンズ、及び第３レンズを有し、
前記収容部材は、前記第１レンズと前記第２レンズとの間に前記冷却気体が流通する第１流路と、前記第２レンズと前記第３レンズとの間に前記冷却気体が流通する第２流路と、を有することを特徴とする光源装置。
【請求項８】
請求項７に記載の光源装置において、
前記第２流路を流通する前記冷却気体の風量は、前記第１流路を流通する前記冷却気体の風量よりも大きいことを特徴とする光源装置。
【請求項９】
請求項４から８のいずれか一項に記載の光源装置において、
前記筐体に設けられ、前記筐体内を流通する冷却気体の熱を前記筐体外に放熱する放熱部材を備えることを特徴とする光源装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の光源装置において、
前記分離合成素子と前記集光光学系との間に位置し、入射された前記第１光の偏光方向を変化させる位相差板と、
入射される前記第２光の波長を変換させて蛍光光として反射させる波長変換素子と、
を備え、
前記分離合成素子は、前記第１光及び前記第２光のうち一方の光を反射させ、前記第１光及び前記第２光のうち他方の光を透過させ、かつ前記蛍光光を透過させる偏光分離層を有し、
前記分離合成素子は、前記拡散素子により拡散反射されて前記位相差板を介して入射される光と、前記波長変換素子から出射されて入射される前記蛍光光と、を合成して同方向に出射させることを特徴とする光源装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、
を備えることを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置及びプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源装置と、当該光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、当該光変調装置によって変調された光を投射する投射光学装置とを備えたプロジェクターが知られている。このようなプロジェクターに用いられる光源装置として、蛍光を出射する光源装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載の光源装置は、固体光源ユニット、ダイクロイックミラー、蛍光発光板及び偏光方向変換部を有する。固体光源ユニットは、青色光を出射する固体光源（半導体レーザー）を有し、当該固体光源ユニットから出射された青色光のうち、一部の光は、ダイクロイックミラーにて反射されて蛍光発光板に入射され、他の一部の光は、ダイクロイックミラーを透過して偏光方向変換部に入射される。
蛍光発光板は、蛍光体を含む蛍光体層を有し、入射された青色光により励起されて緑成分及び赤成分を含む黄色光（蛍光）を出射する。この黄色光は、ダイクロイックミラーを透過する。
偏光方向変換部は、入射された光の偏光方向を変換して反射させる。この偏光方向変換部によって偏光方向が変換された光は、ダイクロイックミラーによって、上記蛍光の進行方向と同方向に反射される。
このように、当該光源装置は、ダイクロイックミラーによって、青色光と、緑成分及び赤成分を含む蛍光とが合成された白色光を出射する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１３７７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１に記載の光源装置では、青色光の光束径と蛍光の光束径とが異なる場合があり、例えば、蛍光成分の光束径が青色光の光束径よりも大きい場合、同方向に出射される青色光の光束径の範囲においては、白色光を出射できるのに対して、青色光の光束径の外側の範囲では、蛍光のみが出射され、白色光を出射できない。このため、上記半導体レーザーから出射された光のうち、上記他の一部の光（青色光）を拡散させることにより、青色光の光束径及び蛍光の光束径を揃える構成の光源装置が考えられる。
このような光源装置は、例えば、半導体レーザーと、入射された光を偏光方向に応じて分離する偏光分離装置と、複数のレンズにより構成され、上記他の一部の光を集光する集光光学系と、当該集光光学系を介した光が入射される拡散反射素子と、偏光分離装置と集光光学系との間に配置され、直線偏光を円偏光に変換する位相差板（λ／４板）と、を備える。
【０００６】
しかしながら、複数のレンズにより構成される集光光学系の温度が上記入射される光により上昇すると、当該温度上昇により当該複数のレンズが熱ひずみを起こし、入射される光の偏光方向が変化するおそれがある。このため、上記偏光分離装置が上記半導体レーザーから出射された光のうち、一方の偏光方向の光（青色光）を透過させ、他方の偏光方向の光を反射させ、かつ、蛍光を透過させる場合に、拡散反射層により反射された青色光が当該偏光分離装置に再度入射される場合に偏光方向が変化され、本来偏光分離装置にて反射されるべき拡散反射された青色光が当該偏光分離装置を透過してしまう可能性がある。この偏光分離装置を透過した青色光は、光源装置から出射されなくなり、当該光源装置から出射される光の出射光量が低下したり、出射される光のホワイトバランスが適切ではなくなるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決することを目的としたものであり、出射光の出射効率の低下を抑制できる光源装置及びプロジェクターを提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１態様に係る光源装置は、入射される光を集光する集光光学系と、前記集光光学系により集光された前記光を拡散させる拡散素子と、前記拡散素子により拡散された前記光を他方から入射された光と合成して出射する分離合成素子と、前記集光光学系を冷却する冷却装置と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
なお、上記拡散素子としては、入射された光を拡散させる拡散素子の他、波長変換素子（蛍光反射素子）を例示できる。また、上記拡散素子は、透過型の拡散素子及び反射型の拡散素子のいずれも含む。
上記第１態様によれば、集光光学系を介して分離合成素子に入射される光により、当該集光光学系の温度が上昇しても、当該集光光学系を冷却する冷却装置を備えるので、集光光学系を確実に冷却できる。これにより、集光光学系の熱歪みによる透過光の偏光方向の回転を抑制できる。従って、分離合成素子により、拡散素子により拡散された光の略全てと他方から入射された光とを合成して出射できるので、光源装置から出射される光の出射効率の低減を抑制できる。
【００１０】
上記第１態様では、光源を備え、前記分離合成素子は、前記光源から出射された光を偏光方向に応じて第１光と第２光とに分離する機能を有し、前記集光光学系及び前記拡散素子は、前記第１光の光路上に位置し、前記拡散素子は、前記集光光学系を介して入射された前記第１光を拡散反射させることを特徴とする。
上記第１態様によれば、集光光学系を第１光が２度透過することにより、当該集光光学系の温度が上昇しても、当該集光光学系を冷却する冷却装置を備えているので、集光光学系の熱を確実に放熱できる。また、例えば、上記第２光を蛍光光に変換して反射させる蛍光反射素子を備えていれば、第２光の光束径よりも大きい光束径として出射される蛍光と、拡散された第１光の光束径と、を揃えることができるので、白色光を光源装置から出射させることができる。
【００１１】
上記第１態様では、前記集光光学系は、複数の集光素子を有し、前記冷却装置は、前記複数の集光素子のうち、少なくとも前記拡散素子から最も離れた集光素子に冷却気体を流通させることが好ましい。
なお、複数の集光素子としては、複数のレンズを例示できる。
ここで、集光光学系を構成する複数の集光素子（レンズ）のうち、拡散素子から最も離れた集光素子は、レンズ設計の面から加工しやすい素材（例えば、樹脂やガラス等）により構成される。このため、拡散素子から最も離れた集光素子は、熱ひずみが生じやすい。
これに対して、上記第１態様では、冷却装置が少なくとも拡散素子から最も離れた集光素子に冷却気体を流通させるので、当該集光素子を確実に冷却でき、熱ひずみの発生を抑制できる。従って、集光光学系に入射され、出射される第１光の偏光方向の変化をより確実に抑制できる。
【００１２】
上記第１態様では、前記冷却装置は、前記集光光学系を収容する収容部材と、前記収容部材を前記拡散素子により拡散反射されて出射される前記第１光の出射方向に沿って摺動可能に支持する支持部材と、を備えることが好ましい。
上記第１態様では、支持部材が集光光学系を収容した収容部材を拡散素子により拡散反射されて出射される第１光の出射方向に沿って摺動可能に支持するので、拡散素子に対して集光されて入射される第１光の光束径を調整できる。
【００１３】
上記第１態様では、前記収容部材及び前記支持部材は、互いに連通する開口部を有することが好ましい。
上記第１態様では、収容部材及び支持部材が互いに連通する開口部を有しているので、例えば、支持部材に流通された冷却気体が収容部材、ひいては、収容部材に収容された集光光学系を冷却できる。従って、集光光学系をより確実に冷却できる。
【００１４】
上記第１態様では、前記冷却装置は、前記集光光学系に冷却気体を流通させる冷却ファンと、前記支持部材の一部と一体化される筐体と、を有することが好ましい。
上記第１態様では、支持部材の一部と一体化する筐体を備えているので、例えば、筐体に冷却ファンから流出される冷却気体が供給された場合、当該冷却気体が筐体、支持部材の一部及び当該支持部材に支持される収容部材に流通する。これによれば、冷却ファンの駆動により、筐体、支持部材及び収容部材、ひいては、収容部材に収容された集光光学系を冷却できる。従って、集光光学系を更に確実に冷却できる。
【００１５】
上記第１態様では、前記筐体は、略密閉され、前記冷却気体は、前記筐体内を循環することが好ましい。
上記第１態様では、略密閉された筐体、すなわち、当該筐体、当該筐体と一体化された収容部材及び支持部材の一部内を循環するので、収容部材に収容された集光光学系を継続的に冷却できる。また、筐体が略密閉されているので、当該筐体内への塵埃の侵入を抑制でき、集光光学系に塵埃が付着することを抑制できる。
【００１６】
上記第１態様では、前記筐体に設けられ、当該筐体内を流通する冷却気体の熱を当該筐体外に放熱する放熱部材を備えることが好ましい。
上記第１態様では、筐体内を循環する冷却気体の熱を放熱部材により筐体外に放熱できる。従って、放熱された冷却気体を収容部材に収容された集光光学系に供給できるので、当該集光光学系を確実に冷却できる。
【００１７】
本発明の第２態様では、励起光を出射する光源と、前記励起光が入射され、当該励起光を偏光方向に応じて第１光及び第２光に分離する分離合成素子と、前記第１光の光路上に位置し、当該第１光を集光する集光光学系と、前記集光光学系により集光された前記第１光を拡散反射させる拡散反射素子と、前記分離合成素子と前記集光光学系との間に位置し、入射された前記第１光の偏光方向を変化させる位相差板と、前記第２光の光路上に位置し、当該第２光の波長を変換させて蛍光光として反射させる波長変換素子と、前記集光光学系を冷却する冷却装置と、を備え、前記分離合成素子は、前記第１光及び前記第２光のうち一方の光を反射させ、前記第１光及び前記第２光のうち他方の光を透過させ、かつ前記蛍光光を透過させる偏光分離層を有し、前記分離合成素子は、前記拡散反射素子により拡散反射されて前記位相差板を介して入射される光と、前記波長変換素子から出射されて入射される前記蛍光光と、を同方向に出射させることを特徴とする。
【００１８】
上記第１光としては、ｐ偏光の光を例示でき、上記第２光としては、ｓ偏光の光を例示できる。また、上記位相差板としては、入射された直線偏光の光を円偏光に変化させるλ／４板を例示できる。
上記第１態様によれば、分離合成素子により分離された第１光は、位相差板を介して集光光学系により集光され、拡散反射素子に入射され、当該拡散反射素子により拡散反射される。そして、拡散反射された第１光は、集光光学系を介して、再度、位相差板を介して分離合成素子に入射される。例えば、第１光がｐ偏光の光であり、第２光がｓ偏光の光であり、かつ位相差板が入射された第１光を円偏光に変換させるλ／４板であれば、第１光が上記位相差板を２回透過することにより、当該拡散された第１光は、第２光として分離合成素子に入射される。これにより、拡散反射された第２光は、上記偏光分離層により反射され、上記波長変換素子により蛍光に変換された第２光（蛍光光）とともに、分離合成素子から同方向に出射される。
上記第１態様では、集光光学系を介して拡散反射素子に入射される第１光により、当該集光光学系の温度が上昇しても、当該集光光学系を冷却する冷却装置を備えるので、集光光学系を確実に冷却できる。また、集光光学系が確実に冷却できるので、第１光の偏光方向の変化を抑制できる。従って、分離合成素子に偏光方向が９０°回転した状態の第１光（すなわち、第２光）を入射させることができるので、当該拡散された青色光の略全てを偏光分離層により反射させ、上記蛍光とともに出射させることができる。従って、出射光の出射効率の低下を抑制できる。
【００１９】
本発明の第３態様に係るプロジェクターは、上記光源装置と、前記光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、を備えることを特徴とする。
上記第３態様では、上記第１態様及び上記第２態様に係る光源装置と同様の効果を奏することができる。また、光源装置から出射光が確実に出射されるので、投射光学装置から投射される投射画像の彩度及び輝度の低下を抑制でき、プロジェクターの信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクターの構成を示す模式図。
【図２】上記第１実施形態に係る照明装置の構成を示す模式図。
【図３】上記第１実施形態に係る青色光反射装置を光入射側から見た斜視図。
【図４】上記第１実施形態に係る青色光反射装置を光入射側から見た分解斜視図。
【図５】上記第１実施形態に係る青色光反射装置の断面図。
【図６】上記第１実施形態に係る青色光反射装置の断面図。
【図７】本発明の第２実施形態に係るプロジェクターの青色光反射装置の断面図。
【図８】本発明の第３実施形態に係るプロジェクターの青色光反射装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図面に基づいて説明する。
［プロジェクターの概略構成］
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１の構成を示す模式図である。
プロジェクター１は、内部に設けられた光源から出射された光束を変調して画像情報に応じた画像を形成し、当該画像をスクリーンＳＣ１等の被投射面上に拡大投射する表示装置である。
このプロジェクター１は、図１に示すように、外装筐体２と、当該外装筐体２内に収納される光学ユニット３、当該プロジェクター１を制御する制御装置ＣＵの他、図示を省略するが、冷却対象を冷却する冷却装置、及び当該プロジェクター１を構成する電子部品に電力を供給する電源装置を備える。また、プロジェクター１は、色合成装置に入射される光の成分比率に応じて、投射光学装置から投射される画像の色域を変化させる機能を有する。
【００２２】
［光学ユニットの構成］
光学ユニット３は、照明装置３１、色分離装置３２、平行化レンズ３３、複数の光変調装置３４、色合成装置３５、及び投射光学装置３６を備える。
照明装置３１は、照明光ＷＬを出射する。なお、照明装置３１の構成については、後述する。
色分離装置３２は、照明装置３１から入射された照明光ＷＬを赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢの３つの色光に分離する。この色分離装置３２は、ダイクロイックミラー３２１，３２２、全反射ミラー３２３，３２４，３２５及びリレーレンズ３２６，３２７を備える。
【００２３】
ダイクロイックミラー３２１は、照明装置３１からの照明光ＷＬから青色光ＬＢ及びその他の色光（緑色光ＬＧ及び赤色光ＬＲ）を含む光を分離する。ダイクロイックミラー３２１は、青色光ＬＢを透過させるとともに、緑色光ＬＧ及び赤色光ＬＲを含む上記光を反射させる。
ダイクロイックミラー３２２は、ダイクロイックミラー３２１により分離された上記光から緑色光ＬＧ及び赤色光ＬＲを分離する。具体的に、ダイクロイックミラー３２２は、緑色光ＬＧを反射するとともに、赤色光ＬＲを透過させる。
【００２４】
全反射ミラー３２３は、青色光ＬＢの光路中に配置され、ダイクロイックミラー３２１にて透過された青色光ＬＢを光変調装置３４（３４Ｂ）に向けて反射させる。一方、全反射ミラー３２４，３２５は、赤色光ＬＲの光路中に配置され、ダイクロイックミラー３２２を透過した赤色光ＬＲを光変調装置３４（３４Ｒ）に向けて反射させる。また、緑色光ＬＧは、ダイクロイックミラー３２２にて、光変調装置３４（３４Ｇ）に向けて反射される。
リレーレンズ３２６，３２７は、赤色光ＬＲの光路の、ダイクロイックミラー３２２の下流に配置されている。これらリレーレンズ３２６，３２７は、赤色光ＬＲの光路長が青色光ＬＢや緑色光ＬＧの光路長よりも長くなることによる赤色光ＬＲの光損失を補償する機能を有する。
【００２５】
平行化レンズ３３は、後述する光変調装置３４に入射する光を平行化する。なお、赤、緑及び青の各色光用の平行化レンズを、それぞれ３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂとする。また、赤、緑及び青の各色光用の光変調装置を、それぞれ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂとする。
【００２６】
複数の光変調装置３４（３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ）は、ダイクロイックミラー３２１及びダイクロイックミラー３２２により分離され、それぞれ入射される各色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを変調して、画像情報に応じた色画像を形成する。これら光変調装置３４は、入射される光を変調する液晶パネルにより構成される。なお、光変調装置３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂの入射側及び出射側にはそれぞれ、入射側偏光板３４１（３４１Ｒ，３４１Ｇ，３４１Ｂ）及び出射側偏光板３４２（３４２Ｒ，３４２Ｇ，３４２Ｂ）が配置されている。
【００２７】
色合成装置３５には、各光変調装置３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂからの画像光が入射される。この色合成装置３５は、各色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢに対応した画像光を合成し、この合成された画像光を投射光学装置３６に向けて出射させる。本実施形態では、色合成装置３５は、クロスダイクロイックプリズムにより構成される。
投射光学装置３６は、色合成装置３５にて合成された画像光をスクリーンＳＣ１等の被投射面に投射する。このような構成により、スクリーンＳＣ１に拡大された画像が投射される。
【００２８】
［照明装置の構成］
図２は、本実施形態のプロジェクター１における照明装置３１の構成を示す概略図である。
照明装置３１は、前述したように照明光ＷＬを色分離装置３２に向けて出射する。この照明装置３１は、図２に示すように、光源装置４及び均一化装置５を備える。この光源装置４は、均一化装置５に向けて青色光及び蛍光を出射させ、均一化装置５は、当該入射された青色光及び蛍光を均一化し、照明光ＷＬとして色分離装置３２に向けて出射させる。
【００２９】
［光源装置の構成］
光源装置４は、図２に示すように、光源部４１、アフォーカルレンズ４２、ホモジナイザー光学系４３、第１位相差板４４、偏光分離装置４５、第２位相差板４６、蛍光反射装置６及び青色光反射装置８を備える。
光源部４１は、アレイ光源４１１及びコリメーター光学系４１２を備える。このアレイ光源４１１は、本発明の光源に相当する複数の半導体レーザー４１１１により構成される。具体的に、アレイ光源４１１は、当該アレイ光源４１１から出射される光束の照明光軸Ａｘ１に直交する一平面内に複数の半導体レーザー４１１１がアレイ状に配列されることにより形成される。なお、詳しくは後述するが、蛍光反射装置６にて反射された光束の照明光軸をＡｘ２としたとき、照明光軸Ａｘ１と照明光軸Ａｘ２とは同一平面内にあり、且つ互いに直交している。照明光軸Ａｘ１上においては、アレイ光源４１１と、コリメーター光学系４１２と、アフォーカルレンズ４２と、ホモジナイザー光学系４３と、第１位相差板４４と、偏光分離装置４５と、第２位相差板４６と、青色光反射装置８とが、この順に並んで配置されている。
一方、照明光軸Ａｘ２上においては、蛍光反射装置６（波長変換素子７及びピックアップ光学系６１）と、偏光分離装置４５と、均一化装置５（第１レンズアレイ５１、第２レンズアレイ５２、偏光変換素子５３及び重畳レンズ５４）とが、この順に並んで配置されている。
【００３０】
アレイ光源４１１を構成する半導体レーザー４１１１は、例えば、４４５ｎｍの波長領域にピーク波長を有する励起光（青色光ＢＬ）を出射する。また、半導体レーザー４１１１から出射される青色光ＢＬは、ｓ偏光及びｐ偏光を含むランダムな直線偏光であり、アフォーカルレンズ４２に向けて出射される。そして、このアレイ光源４１１から出射された青色光ＢＬは、コリメーター光学系４１２に入射される。
【００３１】
コリメーター光学系４１２は、アレイ光源４１１から出射された青色光ＢＬを平行光に変換する。このコリメーター光学系４１２は、例えば各半導体レーザー４１１１に対応してアレイ状に配置された複数のコリメーターレンズ４１２１を備える。このコリメーター光学系４１２を通過することにより平行光に変換された青色光ＢＬは、アフォーカルレンズ４２に入射される。
アフォーカルレンズ４２は、コリメーター光学系４１２から入射された青色光ＢＬの光束径を調整する。このアフォーカルレンズ４２は、レンズ４２１と、レンズ４２２とを備え、青色光ＢＬは、レンズ４２１により集光され、レンズ４２２により平行化されて、ホモジナイザー光学系４３に入射する。
【００３２】
ホモジナイザー光学系４３は、被照明領域における青色光ＢＬによる照度分布を均一化する。このホモジナイザー光学系４３は、一対のマルチレンズアレイ４３１，４３２を備える。このホモジナイザー光学系４３から出射された青色光ＢＬは、第１位相差板４４に入射される。
第１位相差板４４は、ホモジナイザー光学系４３と偏光分離装置４５との間に配置され、入射される青色光ＢＬの偏光方向を略９０°回転させる。本実施形態では、第１位相差板４４は、λ／２波長板により構成される。この第１位相差板４４に入射された青色光ＢＬは、偏光方向が略９０°回転され、ｐ偏光成分の青色光ＢＬｐ及びｓ偏光成分の青色光ＢＬｓに分離され、偏光分離装置４５に入射される。
【００３３】
［偏光分離装置の構成］
偏光分離装置４５は、いわゆるプリズム型の偏光ビームスプリッターであり、ｐ偏光及びｓ偏光のうち、一方の偏光光を通過させ、他方の偏光光を反射させる。この偏光分離装置４５は、本発明の分離合成素子に相当し、プリズム４５１，４５２及び偏光分離層４５３を備える。これらプリズム４５１，４５２は、略三角柱形状に形成され、それぞれ照明光軸Ａｘ１に対して４５°の角度をなす傾斜面を有し、かつ、照明光軸Ａｘ２に対して４５°の角度をなしている。
【００３４】
偏光分離層４５３は、上記傾斜面に設けられ、当該偏光分離層４５３に入射した青色光ＢＬｐ，ＢＬｓをｐ偏光成分の青色光ＢＬｐとｓ偏光成分の青色光ＢＬｓとに分離する偏光分離機能を有する。この偏光分離層４５３は、本発明の第２光に相当するｓ偏光成分の青色光ＢＬｓを反射させ、本発明の第１光に相当するｐ偏光成分の青色光ＢＬｐを透過させる。また、偏光分離層４５３は、当該偏光分離層４５３に入射した光のうち、第１の波長帯（青色光ＢＬｓ，ＢＬｐの波長帯）とは異なる第２の波長帯（蛍光ＹＬ）の光を、その偏光状態にかかわらず透過させる色分離機能を有する。なお、偏光分離装置４５は、プリズム型のものに限らず、プレート型の偏光分離装置を用いてもよい。
そして、偏光分離層４５３に入射した青色光ＢＬｐ，ＢＬｓのうち、ｓ偏光成分の青色光ＢＬｓは、偏光分離装置４５から蛍光反射装置６に向けて出射され、ｐ偏光成分の青色光ＢＬｐは、偏光分離装置４５から青色光反射装置８に向けて出射される。
【００３５】
［蛍光反射装置の構成］
蛍光反射装置６は、偏光分離装置４５から入射されたｓ偏光成分の青色光（励起光）ＢＬｓを蛍光ＹＬに変換し、当該偏光分離装置４５に向けて反射させる。この蛍光反射装置６は、ピックアップ光学系６１及び波長変換素子７を備える。これらのうち、ピックアップ光学系６１は、青色光ＢＬｓを波長変換素子７の波長変換層７２に向けて集光させる。このピックアップ光学系６１は、レンズ６１１、レンズ６１２及びレンズ６１３を備える。具体的に、ピックアップ光学系６１は、入射された複数の光束（青色光ＢＬｓ）を後述する波長変換層７２に向けて集光させるとともに、当該波長変換層７２上で互いに重畳させる。
【００３６】
波長変換素子７は、基材７１、上記波長変換層７２及びモーター７３を備える。基材７１は、略円板状に形成され、当該基材７１のピックアップ光学系６１側の面には、上記波長変換層７２が形成されている。この波長変換層７２は、例えば、ＹＡＧ蛍光体を含む蛍光体層であり、当該波長変換層７２に入射された青色光ＢＬｓを蛍光ＹＬに変換する。
モーター７３は、基材７１の上記波長変換層７２が設けられた側とは反対方向側に取り付けられ、当該モーター７３の駆動により基材７１が回転する。これにより、波長変換層７２の温度が上昇することを抑制している。このような構成により、波長変換層７２により青色光ＢＬｓは、蛍光ＹＬに変換され、再度ピックアップ光学系６１に入射され、当該ピックアップ光学系６１を介して偏光分離装置４５に入射される。
【００３７】
一方、偏光分離層４５３に入射した青色光ＢＬｐ，ＢＬｓのうち、ｐ偏光成分の青色光ＢＬｐは、当該偏光分離層４５３を透過し、第２位相差板４６に入射される。
第２位相差板４６は、青色光反射装置８と偏光分離装置４５との間に配置され、入射されるｐ偏光成分の青色光ＢＬｐを円偏光に変換させる。本実施形態では、この第２位相差板４６は、λ／４波長板により構成される。そして、第２位相差板４６により上記円偏光に変換された青色光ＢＬｐは、青色光反射装置８の拡散反射装置８２に入射される。
【００３８】
このような拡散反射装置８２にて拡散反射された青色光ＢＬｐは、ピックアップ光学系８１を介して再び第２位相差板４６に入射される。この拡散反射装置８２にて反射される時に、拡散反射層８２２に入射された円偏光は逆廻りの円偏光となり、第２位相差板４６を透過する過程にて、青色光ＢＬｐの偏光に対して９０°回転されたｓ偏光の青色光ＢＬｓに変換される。そして、青色光ＢＬｓは、偏光分離装置４５に入射される。
なお、青色光反射装置８の詳しい構成については、後述する。
【００３９】
拡散反射装置８２及びピックアップ光学系８１を介して偏光分離装置４５に入射された青色光ＢＬｓは、偏光分離層４５３に反射され、当該偏光分離装置４５のプリズム４５２側から均一化装置５に向けて出射される。
一方、偏光分離装置４５に入射された蛍光ＹＬは、偏光分離層４５３を介して、当該偏光分離装置４５のプリズム４５２側から出射され、上記均一化装置５に向けて出射される。
【００４０】
［均一化装置の構成］
均一化装置５は、光源装置４から出射された青色光ＢＬ及び蛍光ＹＬを均一化する機能を有する。この均一化装置５は、図２に示すように、第１レンズアレイ５１、第２レンズアレイ５２、偏光変換素子５３及び重畳レンズ５４を備える。
第１レンズアレイ５１は、偏光分離装置４５から出射された光（光束）の中心軸（上記照明光軸Ａｘ２）に対する直交面内にアレイ状に配列された複数の第１レンズ５１１を有する。この第１レンズアレイ５１は、第１レンズアレイ５１の複数の第１レンズ５１１により、当該第１レンズアレイ５１に入射された光束を複数の部分光束に分割する。
第２レンズアレイ５２は、上記照明光軸Ａｘ１に対する直交面内にアレイ状に配列された第１レンズアレイ５１の複数の第１レンズ５１１に応じた複数の第２レンズ５２１を有する。この第２レンズアレイ５２は、複数の第２レンズ５２１により、第１レンズ５１１により分割された部分光束を偏光変換素子５３に向けて出射させる。
【００４１】
偏光変換素子５３は、第２レンズアレイ５２から出射され、入射された光の偏光方向をｓ偏光の照明光ＷＬとして、重畳レンズ５４に向けて出射する。
なお、本実施形態では、偏光変換素子５３は、入射された光の偏光方向をｓ偏光に揃えることとしたが、ｐ偏光に揃えるようにしてもよい。
重畳レンズ５４は、照明光ＷＬを被照明領域において重畳させることにより、被照明領域の照度分布を均一化する。このようにして、蛍光ＹＬ及び青色光ＢＬは、重畳レンズ５４により合成され、照度分布が均一化された照明光ＷＬとして、照明装置３１からダイクロイックミラー３２１に向けて出射される。
【００４２】
［青色光反射装置の構成］
図３は、青色光反射装置８を光入射側から見た斜視図であり、図４は、青色光反射装置８の分解斜視図である。
青色光反射装置８は、図３及び図４に示すように、ピックアップ光学系８１、拡散反射装置８２、収容部材８３、支持部材８４、固定部材８５、筐体８６及び冷却ファン８７（図５及び図６参照）を備える。これらのうち、収容部材８３、支持部材８４及び冷却ファン８７は、本発明の冷却装置ＲＵを構成する。
なお、以下の説明では、青色光反射装置８から拡散されて出射される青色光ＢＬｐの出射方向をＺ方向とし、当該Ｚ方向にそれぞれ直交し、かつ、互いに直交する方向をＸ方向及びＹ方向として説明する。
【００４３】
［ピックアップ光学系の構成］
ピックアップ光学系８１は、本発明の集光光学系に相当し、青色光ＢＬｐを拡散反射装置８２の拡散反射層８２２に向けて集光させる。このピックアップ光学系８１は、第１レンズ８１１、第２レンズ８１２及び第３レンズ８１３を備える。具体的に、ピックアップ光学系８１は、入射された複数の光束（青色光ＢＬｐ）を拡散反射層８２２に向けて集光させるとともに、当該拡散反射層８２２上で互いに重畳させる。すなわち、第１〜第３レンズ８１１〜８１３は、本発明の集光素子に相当する。
【００４４】
ここで、第１〜第３レンズ８１１〜８１３に入射される青色光ＢＬｐと、第１〜第３レンズに入射して、拡散されて出射される青色光ＢＬｐとは、第２位相差板４６により偏光方向が回転されている。このため、第１〜第３レンズ８１１〜８１３において、当該第１〜第３レンズ８１１〜８１３の温度が上昇することにより、位相差が発生することを抑制する必要がある。
このため、発明者は、鋭意研究の結果、第１〜第３レンズ８１１〜８１３の少なくともいずれかが、以下の式（１）を満たす場合に、位相差が発生しにくいことを発見した。
なお、式（１）において、αは、熱膨張率であり、βは、光弾性係数であり、Ｅは、ヤング率であり、ｋは、熱伝導率であり、τは、透過率である。
【００４５】
[数１]
（（α×β×Ｅ）÷ｋ）×（１−τ））＞０．１    …（１）
【００４６】
例えば、石英は、上記式（１）を満たしているため、熱による位相差が発生しにくい。この点、第１〜第３レンズ８１１〜８１３の全てを石英にて構成することも考えられるが、レンズ設計の面から好ましくない。このため、本実施形態では、第１レンズ８１１をガラスや樹脂等により構成し、第２レンズ８１２及び第３レンズ８１３を石英により構成している。
【００４７】
［拡散反射装置の構成］
拡散反射装置８２は、本発明の拡散素子（拡散反射素子）に相当し、ピックアップ光学系８１のＺ方向とは反対方向側に位置する固定部材８５により固定され、当該ピックアップ光学系８１から入射された青色光ＢＬｐを拡散させて反射させる機能を有する。この拡散反射装置８２は、基材８２１、拡散反射層８２２及びモーター８２３を備える。基材８２１は、略円板状の基材により構成され、当該基材８２１のピックアップ光学系８１側の面には、拡散反射層８２２が形成されている。この拡散反射層８２２は、入射された光を散乱させて反射させる機能を有する。
モーター８２３は、基材８２１の上記拡散反射層８２２が設けられた側とは反対方向側に取り付けられ、当該モーター８２３の駆動により基材８２１が回転する。これにより、拡散反射層８２２の温度が上昇することを抑制している。なお、モーター８２３は、上記制御装置ＣＵとケーブルＣＢを介して接続され、当該制御装置ＣＵの制御により回転速度が調整される。
このような構成により、拡散反射装置８２に入射された青色光ＢＬｐは、拡散反射層８２２に入射され、当該拡散反射層８２２により拡散（散乱）され、ピックアップ光学系８１に向けて出射される。
【００４８】
［収容部材の構成］
図５は、青色光反射装置８を図３のＡ１−Ａ１線に沿って切断した断面をＹ方向側から見た断面図であり、図６は、青色光反射装置８を図３のＢ１−Ｂ１線に沿って切断した断面をＸ方向とは反対方向側から見た断面図である。
収容部材８３は、図３〜図６に示すように、ピックアップ光学系８１を構成する第１レンズ８１１，第２レンズ８１２及び第３レンズ８１３を収容する。この収容部材８３は、本体部８３１、第１開口部８３２、第２開口部８３３、及び溝部８３４，８３５，８３６を備える。これらのうち、本体部８３１は、円筒状に形成されている。この本体部８３１のＹ方向側には、第１開口部８３２が形成され、当該本体部８３１のＹ方向とは反対方向側には、第２開口部８３３が形成されている。換言すると、第１開口部８３２及び第２開口部８３３は、本体部８３１のＹ方向に沿う方向に対向配置されている。これら第１開口部８３２及び第２開口部８３３は、同形状に形成され、当該第１及び第２開口部８３２，８３３のＺ方向に沿う幅寸法は、後述する支持部材８４の支持部８４２における開口部８４２２及び開口部８４２３の幅寸法よりも大きい。
【００４９】
溝部８３４には、第１レンズ８１１が嵌め込まれ、溝部８３５には、第２レンズ８１２が嵌め込まれ、溝部８３６には、第３レンズ嵌め込まれ、それぞれ接着剤等により固定される。これにより、収容部材８３をＺ方向に沿う方向に移動させることで、当該収容部材８３に固定されたピックアップ光学系８１をＺ方向に沿う方向に移動させることができる。
このような収容部材８３は、後述する支持部材８４にＺ方向に沿って摺動自在に支持され、所望の位置にて当該支持部材８４に接着剤等により固定される。なお、本実施形態では、支持部材８４に接着剤等により固定されることとしたが、これに限らず、例えば、接着剤等により固定されることなく、常に摺動自在に支持部材８４に固定される構成であってもよい。
【００５０】
［支持部材の構成］
支持部材８４は、拡散反射装置８２により拡散されて出射される青色光ＢＬｐの出射方向、すなわち、Ｚ方向に沿って上記収容部材８３を摺動可能に支持する機能を有する。この支持部材８４は、図３〜図６に示すように、板状部８４１、支持部８４２及び整流部材８４３，８４４を備える。これらのうち、板状部８４１は、Ｙ方向側から見て、矩形板状に形成され、当該板状部８４１のＹ方向側の面８４１１におけるＺ方向側とは反対方向側には、上記拡散反射装置８２を固定する固定部材８５が配置される。一方、板状部８４１の上記面８４１１のＺ方向側の位置には、当該位置からＹ方向に突出する支持部８４２が配置される。
【００５１】
支持部８４２は、収納部８４２１、開口部８４２２及び開口部８４２３を備える。収納部８４２１は、上記収容部材８３の本体部８３１より若干直径が大きく設定された円筒状の開口部であり、当該収納部８４２１に上記収容部材８３がＺ方向に沿う方向に摺動自在に収納される。この収納部８４２１のＹ方向側には、矩形状の開口部８４２２が形成され、当該開口部８４２２は、当該支持部８４２をＹ方向に貫くように延びる形状である。また、収納部８４２１のＹ方向とは反対方向側には、矩形状の開口部８４２３が形成され、当該開口部８４２３は、当該支持部８４２をＹ方向とは反対方向に貫くように延びる形状である。
【００５２】
この支持部８４２の収納部８４２１に収容部材８３が収納されると、開口部８４２２と収容部材８３の第１開口部８３２とが連通し、開口部８４２３と収容部材８３の第２開口部８３３とが連通する。
また、これら開口部８４２２及び開口部８４２３のＺ方向に沿う方向の幅寸法は、収容部材８３の第１開口部８３２及び第２開口部８３３のＺ方向に沿う方向の幅寸法より小さくなっているので、例えば収容部材８３がＺ方向に沿って摺動した場合であっても、当該開口部８４２２及び開口部８４２３の開口面積の略全領域に冷却気体が流通することとなる。
整流部材８４４は、図６に示すように、開口部８４２２から収容部材８３の第１開口部８３２に向けて延び、かつ、上記第１開口部８３２（第２レンズ８１２）に向かうに従ってＺ方向に傾斜している。また、整流部材８４４は、開口部８４２３から収容部材８３の第２開口部８３３に向けて延び、かつ、上記第２開口部８３３（第２レンズ８１２）に向かうに従ってＺ方向に傾斜している。
【００５３】
［固定部材の構成］
固定部材８５は、図４〜図６に示すように、１枚の板状体の一部を折り曲げることにより形成され、板状部８５１及び突出部８５２を備える。板状部８５１は、支持部材８４の板状部８４１の面８４１１に固定される。また、突出部８５２は、板状部８５１のＺ方向側の端部からＹ方向に向けて突出する矩形板状の部材であり、当該突出部８５２のＺ方向側の面８５２１に上記モーター８２３が固定される。これにより、拡散反射装置８２の拡散反射層８２２がピックアップ光学系８１に対向する位置に固定され、当該ピックアップ光学系８１を介した青色光ＢＬｐが拡散反射装置８２の拡散反射層８２２に入射され、拡散反射される。
【００５４】
［筐体の構成］
筐体８６は、中空状に形成された筐体であり、図３〜図６に示すように、収容部材８３及び支持部材８４の一部である支持部８４２と一体化され、略密閉された空間を構成する。この筐体８６は、Ｙ方向側に位置する第１筐体８６Ｕ及びＹ方向とは反対方向側に位置する第２筐体８６Ｌにより構成される。具体的に、第１筐体８６Ｕ及び第２筐体８６Ｌが上記収容部材８３を支持した支持部材８４を挟持して略密閉された空間を構成している。
第１筐体８６Ｕは、四角柱状の本体部８６Ｕ１と、当該本体部８６Ｕ１からＸ方向とは反対方向に延びる延出部８６Ｕ２を有する。これら本体部８６Ｕ１及び延出部８６Ｕ２は、それぞれ中空状に形成され、それぞれ連通している。また、延出部８６Ｕ２は、支持部８４２の開口部８４２２とそれぞれ連通している。
同様に、第２筐体８６Ｌは、四角柱状の本体部８６Ｌ１と、当該本体部８６Ｌ１からＸ方向とは反対方向に延びる延出部８６Ｌ２を有する。これら本体部８６Ｌ１及び延出部８６Ｌ２は、それぞれ中空状に形成され、それぞれ連通している。この延出部８６Ｌ２は、Ｘ方向とは反対方向側に延出するに従って、Ｙ方向に向けて収縮する形状である。具体的に、延出部８６Ｌ２は、当該延出部８６Ｌ２のＺ方向に沿う方向の幅寸法がＸ方向とは反対方向に向かうに従って小さくなり、かつ、当該延出部８６Ｌ２のＹ方向とは反対方向側の面がＹ方向に向けて傾斜している。この延出部８６Ｌ２は、上記支持部８４２の開口部８４２３と連通している。
なお、詳しくは後述するが、当該第２筐体８６Ｌには、冷却ファン８７が配置される。
【００５５】
［冷却ファンの構成］
冷却ファン８７は、図５及び図６に示すように、筐体８６を構成する第２筐体８６Ｌの内部において、Ｙ方向とは反対側に、回転軸がＹ方向となるように配置される。この冷却ファン８７は、シロッコファンにより構成され、冷却気体を吸引する吸気面８７１と、当該吸気面８７１から吸気した冷却気体を吐出する吐出口８７２と、を備える。これらのうち、吸気面８７１は、Ｙ方向側に配置され、筐体８６内を流通した冷却気体を当該方向から吸引する。また、吐出口８７２は、Ｘ方向とは反対方向側に設けられ、当該吐出口８７２から上記吸引された冷却気体がＸ方向とは反対方向に向けて吐出させる。
なお、本実施形態では、冷却ファン８７は、シロッコファンにより構成することとしたが、これに限られず、軸流ファン等により構成されてもよい。
【００５６】
［冷却装置内における冷却気体の流通方向］
冷却装置ＲＵ内における冷却気体は、当該冷却装置ＲＵ（筐体８６）内を循環する。具体的に、冷却ファン８７が駆動すると、冷却ファン８７の吐出口８７２から冷却気体がＸ方向とは反対方向側に吐出される。この冷却気体は、筐体８６の第２筐体８６Ｌに沿ってＸ方向とは反対方向側に流通する。上述したように、筐体８６を構成する第２筐体８６Ｌの延出部８６Ｌ２は、Ｘ方向とは反対方向側に延出するに従って、Ｙ方向に向けて収縮する形状であることから、上記冷却気体は、当該延出部８６Ｌ２に沿って流通し、当該第２筐体８６ＬのＸ方向とは反対側の面に衝突し、Ｙ方向に向けて流通する。
【００５７】
この冷却気体は、図６に示すように、支持部８４２の開口部８４２３及び収容部材８３の開口部８３３を介して本体部８３１内に流入する。ここで、支持部材８４の支持部８４２には、上記整流部材８４４が設けられているため、冷却気体の略８割が収容部材８３の本体部８３１に保持される第１レンズ８１１及び第２レンズ８１２により構成される流路を流通する。他方、冷却気体の略２割が本体部８３１に保持される第２レンズ８１２及び第３レンズ８１３により構成される流路を流通する。すなわち、冷却気体は、上記整流部材８４４により、拡散反射装置８２から最も離れた位置に配置された第１レンズ８１１により構成される流路に最も流通し、当該第１レンズ８１１を冷却する。
【００５８】
このようにして、上記２つの流路を流通した冷却気体は、第１筐体８６ＵのＹ方向側の面に衝突し、当該延出部８６Ｕ２に沿ってＸ方向側に流通する。そして、冷却気体は、図６に示すように、第１筐体８６Ｕの本体部８６Ｕ１の側面に沿って流通し、冷却ファン８７の吸気面８７１から吸引される。そして、冷却ファン８７の吸気面８７１により吸引された冷却気体は、再度、吐出口８７２から吐出される。このようにして、筐体８６、収容部材８３及び支持部材８４の支持部８４２により構成される密閉空間内を冷却気体が循環し、ピックアップ光学系８１（特に、第１レンズ８１１）を冷却している。
【００５９】
［第１実施形態の効果］
以上説明したプロジェクター１は、以下の効果がある。
ピックアップ光学系８１を介して偏光分離装置４５に入射される光により、当該ピックアップ光学系８１の温度が上昇しても、当該ピックアップ光学系８１を冷却する冷却装置ＲＵを備えるので、ピックアップ光学系８１を確実に冷却できる。これにより、ピックアップ光学系８１の熱歪みによる透過光の偏光方向の回転を抑制できる。従って、偏光分離装置４５により、拡散反射装置により拡散された青色光ＢＬｓの略全てと他方から入射された蛍光ＹＬとを合成して出射できるので、光源装置４から出射される光の出射効率の低減を抑制できる。
【００６０】
上記第１態様によれば、ピックアップ光学系８１を青色光ＢＬｐが２度透過することにより、当該ピックアップ光学系８１の温度が上昇しても、当該ピックアップ光学系８１を冷却する冷却装置ＲＵを備えているので、ピックアップ光学系８１の熱を確実に放熱できる。また、偏光分離層４５３により反射された青色光ＢＬｓが蛍光反射装置６により、蛍光光（蛍光ＹＬ）に変換されて反射させるので、当該青色光ＢＬｓの光束径よりも大きい光束径として出射される蛍光ＹＬと、拡散された青色光ＢＬｓの光束径と、を揃えることができるので、白色光を光源装置４から出射させることができる。
【００６１】
ここで、ピックアップ光学系８１を構成する複数の第１〜第３レンズ８１１〜８１３のうち、拡散反射装置８２から最も離れた第１レンズ８１１は、レンズ設計の面から加工しやすい素材（例えば、樹脂やガラス等）により構成される。このため、拡散反射装置８２から最も離れた第１レンズ８１１は、熱ひずみが生じやすい。
これに対して、本実施形態では、冷却装置ＲＵが少なくとも拡散反射装置８２から最も離れた第１レンズ８１１に冷却気体を流通させるので、当該第１レンズ８１１を確実に冷却でき、熱ひずみの発生を抑制できる。従って、ピックアップ光学系８１に入射され、出射される青色光ＢＬｐの偏光方向の変化をより確実に抑制できる。
【００６２】
支持部材８４がピックアップ光学系８１を収容した収容部材８３を拡散反射装置８２により拡散反射されて出射される青色光ＢＬｐの出射方向であるＺ方向に沿って摺動可能に支持するので、拡散反射装置８２に対して集光されて入射される青色光ＢＬｐの光束径を調整できる。
また、収容部材８３及び支持部材８４の支持部８４２が互いに連通する第１開口部８３２、第２開口部８３３及び開口部８４２２，８４２３を有しているので、支持部材８４の支持部８４２に流通された冷却気体が収容部材８３、ひいては、収容部材８３に収容されたピックアップ光学系８１を冷却できる。従って、ピックアップ光学系８１をより確実に冷却できる。
【００６３】
支持部材８４の支持部８４２と一体化する筐体８６を備えているので、筐体８６に冷却ファン８７から流出される冷却気体が供給されると、当該冷却気体が筐体８６、支持部８４２及び当該支持部材８４に支持される収容部材８３に流通する。これによれば、冷却ファン８７の駆動により、筐体８６、支持部材８４及び収容部材８３、ひいては、収容部材８３に収容されたピックアップ光学系８１を冷却できる。従って、ピックアップ光学系８１を更に確実に冷却できる。
【００６４】
上記第１態様では、略密閉された筐体８６、すなわち、当該筐体８６、当該筐体８６と一体化された収容部材８３及び支持部材８４の支持部８４２内を循環するので、収容部材８３に収容されたピックアップ光学系８１を継続的に冷却できる。また、筐体８６が略密閉されているので、当該筐体８６内への塵埃の侵入を抑制でき、ピックアップ光学系８１に塵埃が付着することを抑制できる。
【００６５】
偏光分離装置４５により分離された青色光ＢＬｐは、第２位相差板４６を介してピックアップ光学系８１により集光され、拡散反射装置８２に入射され、当該拡散反射装置８２により拡散反射される。そして、拡散反射された青色光ＢＬｐは、ピックアップ光学系８１を介して、再度、第２位相差板４６を介して偏光分離装置４５に入射される。本実施形態では、第２位相差板４６は、λ／４板により構成されているので、第１光が上記位相差板を２回透過することにより、当該拡散された青色光ＢＬｐは、青色光ＢＬｓとして偏光分離装置４５に入射される。これにより、拡散反射された青色光ＢＬｓは、上記偏光分離層４５３により反射され、波長変換素子７により蛍光に変換された青色光ＢＬｓ（蛍光ＹＬ）とともに、偏光分離装置４５から同方向に出射される。
本実施形態では、ピックアップ光学系８１を介して拡散反射装置８２に入射される青色光ＢＬｐにより、当該ピックアップ光学系８１の温度が上昇しても、当該ピックアップ光学系８１を冷却する冷却装置ＲＵを備えるので、ピックアップ光学系８１を確実に冷却できる。また、ピックアップ光学系８１が確実に冷却できるので、青色光ＢＬｐの偏光方向の変化を抑制できる。従って、偏光分離装置４５に偏光方向が９０°回転した状態の青色光（すなわち、青色光ＢＬｓ）を入射させることができるので、当該拡散された青色光ＢＬｓの略全てを偏光分離層４５３により反射させ、上記蛍光ＹＬとともに出射させることができる。従って、光源装置４から出射される出射光の出射効率の低下を抑制できる。
また、光源装置４から出射光が確実に出射されるので、投射光学装置３６から投射される投射画像の彩度及び輝度の低下を抑制でき、プロジェクター１の信頼性を高めることができる。
【００６６】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記第１実施形態に係るプロジェクター１と略同一の構成を備える他、上記プロジェクター１と青色光反射装置の構成が一部異なる。具体的に、上記プロジェクター１の青色光反射装置８は、ヒートシンクを備えないのに対し、本実施形態の青色光反射装置は、ヒートシンクを備えている点で相違する。
なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同様の符号を付して説明を省略する。
【００６７】
図７は、本実施形態に係るプロジェクターの青色光反射装置８Ａの断面を示す断面図である。
青色光反射装置８Ａは、上記青色光反射装置８と同一の構成を備える他、本発明の放熱部材としてのヒートシンク８Ａ１を備える。このヒートシンク８Ａ１は、筐体８６のＸ方向側の面に設けられ、筐体８６内を流通する冷却気体の熱を当該筐体８６外に放熱する機能を有する。これにより、筐体８６内を流通する冷却気体は、当該筐体８６内を流通する際に冷却される。
【００６８】
［第２実施形態の効果］
本実施形態に係るプロジェクターは、上記プロジェクター１と同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
筐体８６内を循環する冷却気体の熱をヒートシンク８Ａ１により筐体８６外に放熱できる。従って、放熱された冷却気体を収容部材８３に収容されたピックアップ光学系８１に供給できるので、当該ピックアップ光学系８１を確実に冷却できる。
【００６９】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記第１実施形態に係るプロジェクター１と略同一の構成を備える他、上記プロジェクター１と青色光反射装置の構成が一部異なる。具体的に、上記プロジェクター１の青色光反射装置８は、冷却気体を第１レンズ８１１及び第２レンズ８１２により構成される流路、並びに、第２レンズ８１２及び第３レンズ８１３により構成される流路を流通させているのに対し、本実施形態の青色光反射装置は、当該２つの流路に加えて、第１レンズ８１１及び第２位相差板４６により構成される流路にも冷却気体を流通させている点で相違する。
なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同様の符号を付して説明を省略する。
【００７０】
図８は、本実施形態に係るプロジェクターの青色光反射装置８Ｂを図３のＢ１−Ｂ１線に沿って切断した断面をＸ方向とは反対方向側から見た断面図である。
青色光反射装置８Ｂは、上記青色光反射装置８と略同一の構成を備える他、収容部材８３に代えて収容部材８３Ｂを備え、筐体８６に代えて筐体８６Ｂを備える。
収容部材８３Ｂは、図８に示すように、ピックアップ光学系８１を構成する第１レンズ８１１，第２レンズ８１２及び第３レンズ８１３、並びに、第２位相差板４６を収容する。この収容部材８３Ｂは、本体部８３１Ｂ、第１開口部８３２、第２開口部８３３、溝部８３４，８３５，８３６、保持部８３Ｂ１、第３開口部８３Ｂ２及び第４開口部８３Ｂ３を備える。これらのうち、本体部８３１Ｂは、円筒状に形成され、当該本体部８３１ＢのＺ方向側の端部に、上記保持部８３Ｂ１が設けられている。この保持部８３Ｂ１は、上記第２位相差板４６を保持する機能を有する。
これにより、収容部材８３ＢをＺ方向に沿う方向に移動させることで、当該収容部材８３Ｂに固定されたピックアップ光学系８１及び第２位相差板４６をＺ方向に沿う方向に移動させることができる。また、このような収容部材８３Ｂは、支持部材８４にＺ方向に沿って摺動自在に支持され、所望の位置にて当該支持部材８４に接着剤等により固定される。
【００７１】
また、第１開口部８３２のＺ方向側の位置には、第３開口部８３Ｂ２が形成され、当該第３開口部８３Ｂ２に対向する位置には、第４開口部８３Ｂ３が形成されている。換言すると、第３開口部８３Ｂ２及び第４開口部８３Ｂ３は、本体部８３１のＹ方向に沿う方向に対向配置されている。
【００７２】
筐体８６Ｂは、中空状に形成された筐体であり、図８に示すように、収容部材８３Ｂ及び支持部材８４の一部である支持部８４２と一体化され、略密閉された空間を構成する。この筐体８６Ｂは、Ｙ方向側に位置する第１筐体８６ＵＢ及びＹ方向とは反対方向側に位置する第２筐体８６ＬＢにより構成される。具体的に、第１筐体８６ＵＢ及び第２筐体８６ＬＢが上記収容部材８３Ｂを支持した支持部材８４を挟持して略密閉された空間を構成している。
第１筐体８６ＵＢは、上記四角柱状の本体部８６Ｕ１と同形状の本体部と、当該本体部からＸ方向とは反対方向に延びる延出部８６ＵＢ２を有する。これら上記本体部及び延出部８６ＵＢ２は、それぞれ中空状に形成され、それぞれ連通している。また、延出部８６ＵＢ２は、支持部８４２の開口部８４２２及び収容部材８３Ｂの第３開口部８３Ｂ２とそれぞれ連通している。
同様に、第２筐体８６ＬＢは、上記本体部８６Ｌ１と同形状の本体部と、当該本体部からＸ方向とは反対方向に延びる延出部８６ＬＢ２を有する。これら上記本体部及び延出部８６ＬＢ２は、それぞれ中空状に形成され、それぞれ連通している。この延出部８６ＬＢ２は、上記延出部８６Ｌ２と同様に、Ｘ方向とは反対方向側に延出するに従って、Ｙ方向に向けて収縮する形状である。この延出部８６ＬＢ２は、上記支持部８４２の開口部８４２３及び収容部材８３Ｂの第４開口部８３Ｂ３とそれぞれ連通している。
【００７３】
［冷却装置内における冷却気体の流通方向］
冷却装置ＲＵ内における冷却気体は、当該冷却装置ＲＵ（筐体８６Ｂ）内を循環する。具体的に、冷却ファン８７が駆動すると、冷却ファン８７の吐出口８７２から冷却気体がＸ方向とは反対方向側に吐出される。この冷却気体は、筐体８６Ｂの延出部８６ＬＢ２に沿ってＸ方向とは反対方向側に流通する。上述したように、筐体８６Ｂを構成する第２筐体８６ＬＢの延出部８６ＬＢ２は、Ｘ方向とは反対方向側に延出するに従って、Ｙ方向に向けて収縮する形状であることから、上記冷却気体は、当該延出部８６ＬＢ２に沿って流通し、当該第２筐体８６ＬＢのＸ方向とは反対方向側の面に衝突し、Ｙ方向に向けて流通する。
【００７４】
この冷却気体は、図８に示すように、支持部８４２の開口部８４２３及び収容部材８３の開口部８３３を介して本体部８３１内に流入するとともに、収容部材８３Ｂの第４開口部８３Ｂ３を介して本体部８３１Ｂに流入する。上述したように、整流部材８４４が設けられているため、開口部８４２３を介して本体部８３１Ｂに流入する冷却気体の略８割が収容部材８３Ｂの本体部８３１Ｂに保持される第１レンズ８１１及び第２レンズ８１２により構成される流路を流通する。他方、冷却気体の略２割が本体部８３１Ｂに保持される第２レンズ８１２及び第３レンズ８１３により構成される流路を流通する。
また、第４開口部８３Ｂ３を介して流入される冷却気体は、第１レンズ８１１及び第２位相差板４６により構成される流路をＹ方向に向けて流通する。すなわち、本実施形態では、第１レンズ８１１のＺ方向側の面及びＺ方向とは反対方向側の面を冷却気体により冷却している。換言すると、冷却気体は、拡散反射装置８２から最も離れた位置に配置された第１レンズ８１１により構成される２つの流路に最も流通し、当該第１レンズ８１１を冷却する。
【００７５】
このようにして、上記３つの流路を流通した冷却気体は、第１筐体８６ＵＢの延出部８６ＵＢ２のＹ方向側の面に衝突し、当該延出部８６ＵＢ２に沿ってＸ方向側に流通する。そして、冷却気体は、冷却ファン８７の吸気面８７１から吸引される。そして、冷却ファン８７の吸気面８７１により吸引された冷却気体は、再度、吐出口８７２から吐出される。このようにして、筐体８６Ｂ、収容部材８３Ｂ及び支持部材８４の支持部８４２により構成される密閉空間内を冷却気体が循環し、ピックアップ光学系８１（特に、第１レンズ８１１）を冷却している。
【００７６】
［第３実施形態の効果］
本実施形態に係るプロジェクターは、上記プロジェクター１と同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
本実施形態では、冷却気体が第１レンズ８１１及び第２位相差板４６により構成される流路にも流通するので、第１レンズ８１１のＺ方向とは反対方向側の面のみならず、Ｚ方向側の面も冷却できる。これによれば、樹脂等により構成される第１レンズ８１１を確実に冷却できるので、熱ひずみによりピックアップ光学系８１を透過する青色光ＢＬｐの偏光方向が変更されることを確実に抑制できる。従って、光源装置４から出射される出射光の出射効率が低減することを確実に抑制できる。
【００７７】
［実施形態の変形］
本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
上記各実施形態では、ピックアップ光学系８１は、第１〜第３レンズ８１１〜８１３を備えることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、第２レンズ８１２はなくてもよいし、これら第１〜第３レンズ８１１〜８１３に加えて、他のレンズを備えてもよい。このような場合であっても、拡散反射装置８２から最も離れた位置に配置されるレンズに冷却気体が流通すればよい。
【００７８】
上記各実施形態では、支持部材８４は、収容部材８３，８３ＢをＺ方向に沿って摺動可能に支持することとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、支持部材８４は、収容部材８３，８３ＢをＺ方向に沿って摺動可能に支持しなくてもよいし、Ｚ方向のみならず、Ｘ方向及びＹ方向に摺動可能に支持してもよい。
また、上記各実施形態では、支持部材８４に収容部材８３，８３Ｂを所望の位置に摺動させた後、接着剤等により固定することとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、接着剤等により固定することなく、収容部材８３，８３Ｂを常に摺動可能に支持部材８４に支持させるようにしてもよい。
【００７９】
上記各実施形態では、収容部材８３，８３Ｂ及び支持部材８４は、互いに連通する第１開口部８３２及び第２開口部８３３、並びに、開口部８４２２，８４２３を備えることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、上記収容部材８３，８３Ｂ及び支持部材８４は、互いに連通する第１開口部８３２及び第２開口部８３３、開口部８４２２，８４２３、並びに、筐体８６を備えなくてもよい。この場合であっても、拡散反射装置８２から最も離間した位置に配置された第１レンズ８１１が冷却できればよい。
【００８０】
上記各実施形態では、整流部材８４３，８４４を備えることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、整流部材８４３，８４４はなくてもよい。また、整流部材８４３は、更にＹ方向に延出してもよいし、整流部材８４４は、更にＹ方向とは反対方向側に延出してもよい。すなわち、第２レンズ８１２及び第３レンズ８１３により構成される流路を塞ぐ形状であってもよい。この場合、冷却ファン８７から流出する冷却気体の殆どが第１レンズ８１１に供給されるので、確実に第１レンズ８１１を冷却できる。
【００８１】
上記各実施形態では、冷却ファン８７を備えることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、冷却ファン８７を備えていなくても、拡散反射装置８２から最も離間した位置に配置された第１レンズ８１１が冷却できればよい。
また、冷却ファン８７は、筐体８６内に配置されることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、冷却ファン８７は、筐体８６外に配置され、当該筐体８６内に冷却気体を流通させる構成であってもよい。
【００８２】
上記各実施形態では、冷却ファン８７は、筐体８６，８６Ｂを構成する第２筐体８６Ｌ，８６ＬＢに配置されることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、冷却ファン８７の吸気面８７１をＹ方向とは反対方向に向けた状態で、第１筐体８６Ｕ，８６ＵＢに設けることとしてもよい。この場合、冷却気体は、筐体８６，８６Ｂ内を上記各実施形態とは、反対方向に循環し、Ｙ方向側からＹ方向とは反対方向側に冷却気体がピックアップ光学系８１（特に第１レンズ８１１）に供給される。この場合であっても、支持部８４２のＹ方向側に位置する整流部材８４３が、上記整流部材８４４と同様の作用を奏するため、第１レンズ８１１及び第２レンズ８１２により構成される流路に最も冷却気体を流通させることができる。これによれば、上記各実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００８３】
上記各実施形態では、筐体８６は、略密閉されていることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、筐体８６は、略密閉されていなくてもよい。また、筐体８６内を冷却気体が循環する構成でなくてもよい。
上記各実施形態では、筐体８６，８６Ｂは、第１筐体８６Ｕ，８６ＵＢ及び第２筐体８６Ｌ，８６ＬＢにより構成されることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、筐体８６，８６Ｂは、一体形成されることとしてもよいし、更に分割できることとしてもよい。
上記各実施形態では、第１筐体８６Ｕ，８６ＵＢは、四角柱状の本体部８６Ｕ１，８６ＵＢ１を備え、第２筐体８６Ｌ，８６ＬＢは、四角柱状の本体部８６Ｌ１，８６ＬＢ１を備えることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、上述したように、冷却ファン８７が筐体８６，８６Ｂ内に配置されない場合は、当該筐体８６，８６Ｂを更に小さくできる。
【００８４】
上記第３実施形態では、青色光反射装置８Ｂは、ヒートシンク８Ａ１を備えていないこととした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、青色光反射装置８Ｂは、ヒートシンク８Ａ１を備えることとしてもよい。
また、上記第３実施形態では、収容部材８３Ｂは、第２位相差板４６を保持する保持部８３Ｂ１を備えることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、収容部材８３Ｂは、保持部８３Ｂ１を備えなくてもよい。この場合、筐体８６Ｂが第２位相差板４６を保持することとしてもよい。この場合であっても、当該収容部材をＺ方向に移動させることで、ピックアップ光学系８１をＺ方向に沿って移動させることができる。
【００８５】
上記各実施形態では、第１レンズ８１１は、ガラス及び樹脂等により構成され、第２レンズ８１２及び第３レンズ８１３は、石英により構成されることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、第２レンズ８１２もガラス及び樹脂等により構成されてもよい。この場合であっても、第１レンズ８１１及び第２レンズ８１２に冷却気体が流通するので、上記各実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００８６】
上記各実施形態では、偏光分離層４５３は、ｐ偏光成分の光を透過させ、ｓ偏光成分の光を反射させることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、偏光分離層４５３は、ｓ偏光成分の光を透過させ、ｐ偏光成分の光を反射させることとしてもよい。この場合、蛍光反射装置６と青色光反射装置８の位置を入れ替えれば、上記各実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００８７】
上記各実施形態では、冷却装置ＲＵは、青色光反射装置８，８Ａ，８Ｂのピックアップ光学系８１を冷却することとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、上記冷却装置ＲＵを蛍光反射装置６のピックアップ光学系６１に適用してもよい。
【００８８】
上記各実施形態では、光変調装置として透過型の光変調装置を用いることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、光変調装置として反射型の光変調装置を用いてもよい。この場合、色分離装置３２を設けることなく、当該色合成装置３５により、色分離及び色合成を実行するようにしてもよい。
【００８９】
上記各実施形態では、プロジェクター１は、３つの光変調装置３４（３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ）を備えるとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、光変調装置は、１つでもよいし、２つでもよいし、４つ以上でもよい。
また、光変調装置として、デジタルマイクロミラーデバイス等、液晶パネル以外の光変調装置を用いてもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１…プロジェクター、３４，３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ…光変調装置、３６…投射光学装置、４…光源装置、４１１１…半導体レーザー（光源）、４５…偏光分離装置（分離合成素子）、４５３…偏光分離層、４６…第２位相差板（位相差板）、５３…偏光変換素子、７…波長変換素子、８，８Ａ，８Ｂ…青色光反射装置、８１…ピックアップ光学系（集光光学系）、８１１…第１レンズ（集光素子）、８１２…第２レンズ（集光素子）、８１３…第３レンズ（集光素子）、８２…拡散反射装置（拡散反射素子、拡散素子）、８２１…基材、８２２…拡散反射層、８３，８３Ｂ…収容部材、８３１…本体部、８３１Ｂ…本体部、８３２…第１開口部、８３３…第２開口部、８３Ｂ２…第３開口部、８３Ｂ３…第４開口部、８４…支持部材、８４２２，８４２３…開口部、８６，８６Ｂ…筐体、８７…冷却ファン、８Ａ１…ヒートシンク（放熱部材）、ＣＵ…制御装置、ＲＵ…冷却装置、ＢＬｐ…青色光（第１光）、ＢＬｓ…青色光（第２光）、ＹＬ…蛍光（蛍光光）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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