(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の偏光成分を含む光を射出する光源部と、
前記第１の偏光成分が入射する集光光学系と、
前記集光光学系を透過した前記第１の偏光成分が入射する光学素子と、
前記光学素子を経由した前記第１の偏光成分が入射するピックアップ光学系と、を備えた光源装置であって、
前記集光光学系は前記ピックアップ光学系を兼ねており、
前記集光光学系および前記ピックアップ光学系は、第１のレンズを含み、
前記第１のレンズが正の線膨張係数を持つ場合、前記第１のレンズは、前記第１の偏光成分が前記第１のレンズに入射していないとき、表層に圧縮応力を有し、
前記第１のレンズが負の線膨張係数を持つ場合、前記第１のレンズは、前記第１の偏光成分が前記第１のレンズに入射していないとき、表層に引張応力を有する
光源装置。
【請求項２】
前記光学素子は前記第１の偏光成分を反射させる反射面を備え、
前記光源部と前記集光光学系との間の光路中に設けられた偏光分離素子と、
前記偏光分離素子と前記集光光学系との間の光路中に設けられ、前記光のうち前記偏光分離素子を経由した前記第１の偏光成分が入射する位相差素子と、をさらに備え、
前記反射面で反射された前記第１の偏光成分は、前記ピックアップ光学系と前記位相差素子とを透過して前記偏光分離素子に入射する
請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
第１の偏光成分を含む光を射出する光源部と、
前記第１の偏光成分が入射する集光光学系と、
前記集光光学系を透過した前記第１の偏光成分が入射する光学素子と、
前記光学素子を経由した前記第１の偏光成分が入射するピックアップ光学系と、を備えた光源装置であって、
前記集光光学系は、第１のレンズと第２のレンズとを含み、
前記第１のレンズおよび前記第２のレンズの一方は、前記集光光学系において最も前記光学素子側に配置されており、
前記第１のレンズが正の線膨張係数を持つ場合、前記第１のレンズは、前記第１の偏光成分が前記第１のレンズに入射していないとき、表層に圧縮応力を有し、
前記第１のレンズが負の線膨張係数を持つ場合、前記第１のレンズは、前記第１の偏光成分が前記第１のレンズに入射していないとき、表層に引張応力を有する
光源装置。
【請求項４】
前記第２のレンズは石英で形成されている
請求項３に記載の光源装置。
【請求項５】
前記第２のレンズは、前記集光光学系において最も前記光学素子側に配置されている
請求項４に記載の光源装置。
【請求項６】
前記第１のレンズは、前記集光光学系において最も前記光学素子側に配置されている
請求項３に記載の光源装置。
【請求項７】
前記第１のレンズは、イオン交換法によって強化されたレンズであり、Ｋ２Ｏを含有する
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項８】
前記光のうち前記偏光分離素子を経由した第２の偏光成分が入射する波長変換素子をさらに含む
請求項２に記載の光源装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置からの光を画像情報に応じて変調することにより画像光を形成する光変調装置と、
前記画像光を投射する投射光学系と、を備える
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ものである。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクター用の光源装置として、レーザー光からなる青色光を射出する固体光源を用いたものが提案されている（例えば特許文献１）。この光源装置において、固体光源から射出された青色光のうちＰ偏光成分はダイクロイックミラーを透過する。ダイクロイックミラーを透過した青色光は集光レンズによって蛍光体に集光される。青色光のうち一部は蛍光体で蛍光に変換され、蛍光に変換されなかった青色光はダイクロイックミラーに向かって反射される。ダイクロイックミラーと蛍光体との間には位相差板が設けられているため、ダイクロイックミラーに再び入射する青色光はＳ偏光となっている。Ｓ偏光の青色光は蛍光とともに、被照明物に向けてダイクロイックミラーで反射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１０８４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記光源装置において、青色光（レーザー光）のパワーを大きくすると、集光レンズの温度が上昇し、膨張する。その結果、光弾性効果によって集光レンズを構成する硝子に複屈折が発生し、青色光の偏光状態が乱される、という問題があった。この場合、ダイクロイックミラーに再び入射した青色光がダイクロイックミラーで反射されない成分を含んでいるため、青色光の利用効率が低い。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、光の偏光状態が乱されにくい、光源装置及びプロジェクターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１態様に従えば、第１の偏光成分を含む光を射出する光源部と、前記第１の偏光成分が入射する集光光学系と、前記集光光学系を透過した前記第１の偏光成分が入射する光学素子と、前記光学素子を経由した前記第１の偏光成分が入射するピックアップ光学系と、を備えた光源装置であって、前記集光光学系および前記ピックアップ光学系のうち少なくとも一方は、第１のレンズを含み、前記第１のレンズが正の線膨張係数を持つ場合、前記第１のレンズは、前記第１の偏光成分が前記第１のレンズに入射していないとき、表層に圧縮応力を有し、前記第１のレンズが負の線膨張係数を持つ場合、前記第１のレンズは、前記第１の偏光成分が前記第１のレンズに入射していないとき、表層に引張応力を有する光源装置が提供される。
【０００７】
第１態様に係る光源装置によれば、第１の偏光成分の入射に伴う温度上昇により第１のレンズに発生した応力の少なくとも一部を、該第１のレンズの潜在応力（圧縮応力或いは引張応力）により相殺することができる。よって、第１のレンズの温度が上昇した時において、第１の偏向成分の偏光状態の乱れが低減される。
【０００８】
上記第１態様において、前記光学素子は前記第１の偏光成分を反射させる反射面を備え、前記光源部と前記集光光学系との間の光路中に設けられた偏光分離素子と、前記偏光分離素子と前記集光光学系との間の光路中に設けられ、前記光のうち前記偏光分離素子を経由した前記第１の偏光成分が入射する位相差素子と、をさらに備え、前記集光光学系は前記ピックアップ光学系を兼ねており、前記反射面で反射された前記第１の偏光成分は、前記ピックアップ光学系と前記位相差素子とを透過して前記偏光分離素子に入射するのが好ましい。
この構成によれば、第１の偏光成分の偏光状態は、位相差素子を２回透過することで異なる偏光状態に変換される。そのため、反射面で反射されてピックアップ光学系及び位相差素子を透過した第１の偏光成分を偏光分離素子で効率的に反射させることができる。
【０００９】
上記第１態様において、前記集光光学系は、前記第１のレンズと、石英で形成された第２のレンズとを含むのが好ましい。
この構成によれば、第２のレンズが内部吸収および熱膨張係数が小さい石英で形成されているので、第２のレンズは光吸収による自己発熱をしにくい。たとえ光吸収によって第２のレンズの温度が上昇しても、第２のレンズの熱歪みによって生じる複屈折があまり大きくならない。そのため、ピックアップ光学系に比べて温度上昇がし易い集光光学系において、第１の偏向成分の偏光状態の乱れがより低減される。
【００１０】
上記第１態様において、前記第２のレンズは、前記集光光学系において最も前記光学素子側に配置されているのが好ましい。
この構成によれば、最も温度が上昇し易い光学素子側に第２のレンズが配置されているため、第１の偏向成分の偏光状態の乱れを良好に低減できる。
【００１１】
上記第１態様において、前記集光光学系は、前記第１のレンズと第２のレンズとを含み、前記第１のレンズは、前記集光光学系において最も前記光学素子側に配置されているのが好ましい。
この構成によれば、集光光学系が複数のレンズから構成される場合において、最も温度が上昇し易い光学素子側に第１のレンズが配置されているため、第１の偏向成分の偏光状態の乱れを良好に低減できる。
【００１２】
上記第１態様において、前記第１のレンズは、イオン交換法によって強化されたレンズであり、Ｋ２Ｏを含有するのが好ましい。
この構成によれば、第１のレンズは表層に所定の応力層を備えるため、第１の偏向成分の偏光状態の乱れを良好に低減できる。
【００１３】
上記第１態様において、前記光のうち前記偏光分離素子を経由した第２の偏光成分が入射する波長変換素子をさらに含むのが好ましい。
この構成によれば、光源部から射出した光と異なる波長帯の光を生成することができる。
【００１４】
本発明の第２態様に従えば、上記第２態様に係る光源装置と、前記光源装置からの光を画像情報に応じて変調することにより画像光を形成する光変調装置と、前記画像光を投射する投射光学系と、を備えるプロジェクターが提供される。
【００１５】
第２態様に係るプロジェクターは上記第２態様に係る光源装置を備えるので、明るい画像光を投射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態のプロジェクターの概略構成を示す図。
【図２】照明装置の概略構成を示す図。
【図３】拡散反射素子の断面図。
【図４】比較用レンズに生じる発熱時の温度分布のシミュレーション結果を示す図。
【図５】発熱時の比較用レンズに生じる応力分布のシミュレーション結果を示す図。
【図６】比較用レンズで熱歪みが生じた場合の現象を模式的に示す図。
【図７】レンズで熱歪みが生じた場合の現象を模式的に示す図。
【図８】第２実施形態のプロジェクターの概略構成を示す図。
【図９】第１レンズ及び第２レンズに熱歪みが生じた場合の現象を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００１８】
（第１実施形態）
まず、本実施形態に係るプロジェクターの一例について説明する。
図１は、本実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す図である。
図１に示すように、本実施形態のプロジェクター１は、スクリーンＳＣＲ上にカラー映像を表示する投射型画像表示装置である。プロジェクター１は、照明装置２と、色分離光学系３と、光変調装置４Ｒ，光変調装置４Ｇ，光変調装置４Ｂと、合成光学系５と、投射光学系６とを備えている。
【００１９】
色分離光学系３は、照明光ＷＬを赤色光ＬＲと、緑色光ＬＧと、青色光ＬＢとに分離する。色分離光学系３は、第１のダイクロイックミラー７ａ及び第２のダイクロイックミラー７ｂと、第１の全反射ミラー８ａ、第２の全反射ミラー８ｂ及び第３の全反射ミラー８ｃと、第１のリレーレンズ９ａ及び第２のリレーレンズ９ｂとを概略備えている。
【００２０】
第１のダイクロイックミラー７ａは、照明装置２からの照明光ＷＬを赤色光ＬＲと、その他の光（緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢ）とに分離する。第１のダイクロイックミラー７ａは、分離された赤色光ＬＲを透過すると共に、その他の光（緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢ）を反射する。一方、第２のダイクロイックミラー７ｂは、緑色光ＬＧを反射すると共に青色光ＬＢを透過することによって、その他の光を緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する。
【００２１】
第１の全反射ミラー８ａは、赤色光ＬＲの光路中に配置されて、第１のダイクロイックミラー７ａを透過した赤色光ＬＲを光変調装置４Ｒに向けて反射する。一方、第２の全反射ミラー８ｂ及び第３の全反射ミラー８ｃは、青色光ＬＢの光路中に配置されて、第２のダイクロイックミラー７ｂを透過した青色光ＬＢを光変調装置４Ｂに導く。緑色光ＬＧは、第２のダイクロイックミラー７ｂから光変調装置４Ｇに向けて反射される。
【００２２】
第１のリレーレンズ９ａ及び第２のリレーレンズ９ｂは、青色光ＬＢの光路中における第２の全反射ミラー８ｂの光射出側に配置されている。第１のリレーレンズ９ａ及び第２のリレーレンズ９ｂは、青色光ＬＢの光路長が赤色光ＬＲや緑色光ＬＧの光路長よりも長くなることに起因した青色光ＬＢの光損失を補償する機能を有している。
【００２３】
光変調装置４Ｒは、赤色光ＬＲを画像情報に応じて変調し、赤色光ＬＲに対応した画像光を形成する。光変調装置４Ｇは、緑色光ＬＧを画像情報に応じて変調し、緑色光ＬＧに対応した画像光を形成する。光変調装置４Ｂは、青色光ＬＢを画像情報に応じて変調し、青色光ＬＢに対応した画像光を形成する。
【００２４】
光変調装置４Ｒ，光変調装置４Ｇ，光変調装置４Ｂには、例えば透過型の液晶パネルが用いられている。また、液晶パネルの入射側及び射出側各々には、偏光板（図示せず。）が配置されている。
【００２５】
また、光変調装置４Ｒ，光変調装置４Ｇ，光変調装置４Ｂの入射側には、それぞれフィールドレンズ１０Ｒ，フィールドレンズ１０Ｇ，フィールドレンズ１０Ｂが配置されている。フィールドレンズ１０Ｒ，フィールドレンズ１０Ｇ，フィールドレンズ１０Ｂは、光変調装置４Ｒ，光変調装置４Ｇ，光変調装置４Ｂそれぞれに入射する赤色光ＬＲ，緑色光ＬＧ，青色光ＬＢそれぞれを平行化する。
【００２６】
合成光学系５には、光変調装置４Ｒ，光変調装置４Ｇ，光変調装置４Ｂからの画像光が入射する。合成光学系５は、各々が赤色光ＬＲ，緑色光ＬＧ，青色光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系６に向けて射出する。合成光学系５には、例えばクロスダイクロイックプリズムが用いられている。
【００２７】
投射光学系６は、投射レンズ群からなり、合成光学系５により合成された画像光をスクリーンＳＣＲに向けて拡大投射する。これにより、スクリーンＳＣＲ上には、拡大されたカラー映像が表示される。
【００２８】
（照明装置）
続いて、本発明の一実施形態に係る照明装置２について説明する。図２は照明装置２の概略構成を示す図である。図２に示すように、照明装置２は、光源装置２Ａと、インテグレーター光学系３１と、偏光変換素子３２と、重畳レンズ３３ａとを備えている。本実施形態において、インテグレーター光学系３１と重畳レンズ３３ａとは重畳光学系３３を構成している。
【００２９】
光源装置２Ａは、アレイ光源２１Ａと、コリメーター光学系２２と、アフォーカル光学系２３と、第１の位相差板２８ａと、ホモジナイザー光学系２４と、偏光分離素子５０Ａを含む光学素子２５Ａと、第１の集光光学系２６と、蛍光発光素子２７と、第２の位相差板２８ｂと、第２の集光光学系２９と、拡散反射素子３０とを備える。
【００３０】
アレイ光源２１Ａと、コリメーター光学系２２と、アフォーカル光学系２３と、第１の位相差板２８ａと、ホモジナイザー光学系２４と、光学素子２５Ａと、第２の位相差板２８ｂと、第２の集光光学系２９と、拡散反射素子３０とは、光軸ａｘ１上に順次並んで配置されている。一方、蛍光発光素子２７と、第１の集光光学系２６と、光学素子２５Ａと、インテグレーター光学系３１と、偏光変換素子３２と、重畳レンズ３３ａとは、光軸ａｘ２上に順次並んで配置されている。光軸ａｘ１と光軸ａｘ２とは、同一面内にあり、互いに直交する。
【００３１】
アレイ光源２１Ａは、固体光源としての複数の半導体レーザー２１１を備える。複数の半導体レーザー２１１は光軸ａｘ１と直交する同一面内において、アレイ状に並んで配置されている。半導体レーザー２１１は、例えば青色の光線ＢＬ（例えばピーク波長が４６０ｎｍのレーザー光）を射出する。本実施形態において、アレイ光源２１Ａは、複数の光線ＢＬからなる光線束を射出する。
【００３２】
アレイ光源２１Ａから射出された光線ＢＬは、コリメーター光学系２２に入射する。コリメーター光学系２２は、アレイ光源２１Ａから射出された光線ＢＬを平行光束に変換する。コリメーター光学系２２は、例えばアレイ状に並んで配置された複数のコリメーターレンズ２２ａから構成されている。複数のコリメーターレンズ２２ａは、複数の半導体レーザー２１１に対応して配置されている。
【００３３】
コリメーター光学系２２を通過した光線ＢＬは、アフォーカル光学系２３に入射する。アフォーカル光学系２３は、光線ＢＬの光束径を調整する。アフォーカル光学系２３は、例えば凸レンズ２３ａ，凹レンズ２３ｂから構成されている。
【００３４】
アフォーカル光学系２３を通過した光線ＢＬは第１の位相差板２８ａに入射する。第１の位相差板２８ａは、例えば回転可能とされた１／２波長板である。半導体レーザー２１１から射出された光線ＢＬは直線偏光である。１／２波長板の回転角度を適切に設定することにより、第１の位相差板２８ａを透過した光線ＢＬを、光学素子２５Ａに対するＳ偏光成分とＰ偏光成分とを所定の比率で含む光線とすることができる。第１の位相差板２８ａを回転させることにより、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分との比率を変化させることができる。
【００３５】
第１の位相差板２８ａを通過することによりＳ偏光成分の光線ＢＬｓとＰ偏光成分の光線ＢＬｐとを含む光は、ホモジナイザー光学系２４に入射する。本実施形態において、第１の位相差板２８ａ及びアレイ光源２１Ａは、特許請求の範囲の「光源部」に相当し、Ｐ偏光成分の光線ＢＬｐは、特許請求の範囲の「第１の偏光成分」に相当する。
【００３６】
ホモジナイザー光学系２４は、第１の集光光学系２６と協働して、蛍光体層３４上での光線ＢＬｓによる照度分布を均一化する。また、ホモジナイザー光学系２４は、第２の集光光学系２９と協働して、後述する拡散反射素子３０上での青色光ＢＬｃ１による照度分布を均一化する。ホモジナイザー光学系２４は、例えば第１のレンズアレイ２４ａと第２のレンズアレイ２４ｂとから構成されている。第１のレンズアレイ２４ａは複数の第１小レンズ２４ａｍを含み、第２のレンズアレイ２４ｂは複数の第２小レンズ２４ｂｍを含む。複数の第２小レンズ２４ｂｍは複数の第１小レンズ２４ａｍとそれぞれ対応している。
【００３７】
ホモジナイザー光学系２４を透過した光は光学素子２５Ａに入射する。光学素子２５Ａは、例えば波長選択性を有するダイクロイックプリズムから構成されている。ダイクロイックプリズムは、光軸ａｘ１に対して４５°の角度をなす傾斜面Ｋを有している。傾斜面Ｋは、光軸ａｘ２に対しても４５°の角度をなしている。
【００３８】
傾斜面Ｋには、波長選択特性を有する偏光分離素子５０Ａが設けられている。偏光分離素子５０Ａは、第１の位相差板２８ａを通過した光を、偏光分離素子５０Ａに対するＳ偏光成分とＰ偏光成分とに分離する偏光分離機能を有している。具体的に、偏光分離素子５０Ａは、Ｓ偏光成分の光線ＢＬｓを反射させ、Ｐ偏光成分の光線ＢＬｐを透過させる。
【００３９】
また、偏光分離素子５０Ａは光線ＢＬｓ及び光線ＢＬｐとは波長帯が異なる蛍光ＹＬ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している。
【００４０】
偏光分離素子５０Ａから射出されたＳ偏光の光線ＢＬｓは、第１の集光光学系２６に入射する。第１の集光光学系２６は、光線ＢＬｓを蛍光体層３４に向けて集光させるとともに、蛍光体層３４の上で互いに重畳させる。本実施形態において、蛍光体層３４は特許請求の範囲の「波長変換素子」に相当する。
【００４１】
本実施形態において、第１の集光光学系２６は、例えば第１レンズ２６ａ及び第２レンズ２６ｂから構成されている。第１の集光光学系２６から射出された光線ＢＬｓは、蛍光発光素子２７に入射する。蛍光発光素子２７は、蛍光体層３４と、この蛍光体層３４を支持する基板３５と、蛍光体層３４を基板３５に固定する固定部材３６とを有している。
【００４２】
本実施形態において、蛍光体層３４は、蛍光体層３４の側面と基板３５との間に設けられた固定部材３６により、基板３５に固定されている。蛍光体層３４の光線ＢＬｓが入射する側とは反対側の面は基板３５に接触している。
【００４３】
蛍光体層３４は、波長４４０ｎｍの光線ＢＬを吸収して励起される蛍光体を含む。
この光線ＢＬｓにより励起された蛍光体は、例えば５００〜７００ｎｍの波長域にピーク波長を有する蛍光（黄色光）ＹＬを射出する。
【００４４】
蛍光体層３４には、耐熱性及び表面加工性に優れたものを用いることが好ましい。このような蛍光体層３４としては、例えば、アルミナ等の無機バインダー中に蛍光体粒子を分散させた蛍光体層や、バインダーを用いずに蛍光体粒子を焼結した蛍光体層などを好適に用いることができる。
【００４５】
蛍光体層３４の光線ＢＬｓが入射する側とは反対側には、第１の反射素子としての反射部３７が設けられている。反射部３７は、蛍光体層３４で生成された蛍光ＹＬのうち、基板３５に向かって進む成分を反射する。
【００４６】
基板３５の蛍光体層３４を支持する面とは反対側の面には、ヒートシンク３８が配置されている。蛍光発光素子２７では、このヒートシンク３８を介して放熱できるため、蛍光体層３４の熱劣化を防ぐことができる。
【００４７】
蛍光体層３４で生成された蛍光ＹＬのうち、一部の蛍光ＹＬは、反射部３７によって反射され、蛍光体層３４の外部へと射出される。また、蛍光体層３４で生成された蛍光ＹＬのうち、他の一部の蛍光ＹＬは、反射部３７を介さずに蛍光体層３４の外部へと射出される。このようにして、蛍光ＹＬが蛍光体層３４から射出される。
【００４８】
蛍光体層３４から射出された蛍光ＹＬは、非偏光光である。蛍光ＹＬは、第１の集光光学系２６を通過した後、偏光分離素子５０Ａに入射する。そして、この蛍光ＹＬは、偏光分離素子５０Ａからインテグレーター光学系３１に向けて進む。
【００４９】
一方、偏光分離素子５０Ａから射出されたＰ偏光の光線ＢＬｐは、第２の位相差板２８ｂに入射する。第２の位相差板２８ｂは、偏光分離素子５０Ａと拡散反射素子３０との間の光路中に配置された１／４波長板から構成されている。したがって、偏光分離素子５０Ａから射出されたＰ偏光の光線ＢＬｐは、この第２の位相差板２８ｂによって、例えば、右回り円偏光の青色光ＢＬｃ１に変換された後、第２の集光光学系２９に入射する。本実施形態において、第２の位相差板２８ｂは特許請求の範囲の「位相差素子」に相当する。
【００５０】
本実施形態において、第２の集光光学系２９は、例えば１つのレンズ２９ａから構成されており、青色光ＢＬｃ１を拡散反射素子３０に向けて集光させる。本実施形態において、レンズ２９ａは、例えば、正の線膨張係数を持つ硝子から構成されている。
【００５１】
拡散反射素子３０は、第２の集光光学系２９から射出された青色光ＢＬｃ１を偏光分離素子５０Ａに向けて拡散反射させる。拡散反射素子３０としては、青色光ＢＬｃ１をランバート反射させるものを用いることが好ましい。
【００５２】
図３は拡散反射素子３０の断面図である。
図３に示すように、拡散反射素子３０は、基材４３と、反射膜４４と、を備えている。基材４３は、例えば硝子等の任意の材料で構成されている。
【００５３】
基材４３の２つの面のうち、青色光ＢＬｃ１が入射する側の面に、ランダムに配置された複数の曲面を含む凹凸構造４３ａが設けられている。本実施形態では、凹凸構造４３ａは複数の凹部からなり、個々の凹部は略球面状に形成されている。凹部の深さは、例えば球面全体の径の１／４程度である。拡散反射素子３０を光の入射方向から見た場合、複数の凹部はランダムに配置されている。
【００５４】
反射膜４４は、例えば銀、アルミニウム等の光反射率の高い金属で形成された金属反射膜である。反射膜４４は凹凸構造４３ａの形状に沿って形成されており、反射膜４４の表面も略球面状の形状を呈している。凹凸構造４３ａの表面に反射膜４４が形成されたことにより、凹凸構造４３ａは反射性を有する。拡散反射素子３０の反射膜４４の形成面に青色光ＢＬｃ１が入射したとき、青色光ＢＬｃ１は１回の反射で射出され、多重反射は生じない。これにより、青色光ＢＬｃ１が拡散反射素子３０によって反射されるときの、その偏光状態の乱れが低減される。
【００５５】
反射膜４４として、金属反射膜に限らず、例えば誘電体多層膜を用いることも可能である。しかしながら、反射膜４４として金属反射膜を用いた場合、誘電体多層膜からなる反射膜を用いた場合と比べて、光の入射角が変化しても反射特性が低下しにくい。その結果、拡散反射素子３０による光の損失が少なくなり、光の利用効率を高めることができる。
【００５６】
なお、拡散反射素子３０の構造は図３に示した構成に限定されない。例えば、基材が銀、アルミニウム等の金属を形成しても良い。この場合、基材自体が光反射性を有しているため、基材上に金属膜を形成する必要がない。また、図３に示した構造では、凹凸構造４３ａの表面に反射膜４４を形成したが、基材４３の２つの面のうち、青色光ＢＬｃ１が入射する側の面と反対側の面に反射膜４４を形成しても良い。
【００５７】
拡散反射素子３０によって拡散反射された光を青色光ＢＬｃ２と称する。本実施形態によれば、上記拡散反射素子３０を用いることにより、青色光ＢＬｃ１を拡散反射させて、略均一な照度分布を有する青色光ＢＬｃ２を得ることができる。ここで、右回り円偏光の青色光ＢＬｃ１は左回り円偏光の青色光ＢＬｃ２として反射される。
【００５８】
青色光ＢＬｃ２は第２の集光光学系２９にピックアップされることで平行光に変換された後に再び第２の位相差板２８ｂに入射する。本実施形態において、第２の集光光学系２９は、特許請求の範囲に記載の「集光光学系」及び「ピックアップ光学系」に相当するものである。つまり、第２の集光光学系２９は、集光光学系としての機能とピックアップ光学系としての機能とを兼ねた光学系を構成している。
【００５９】
左回り円偏光の青色光ＢＬｃ２は、第２の位相差板２８ｂによってＳ偏光の青色光ＢＬ’ｓに変換される。Ｓ偏光の青色光ＢＬ’ｓは、偏光分離素子５０Ａによってインテグレーター光学系３１に向けて反射される。
【００６０】
これにより、青色光ＢＬ’ｓは、偏光分離素子５０Ａを透過した蛍光ＹＬと共に、照明光ＷＬとして利用されることになる。すなわち、青色光ＢＬ’ｓ及び蛍光ＹＬは、偏光分離素子５０Ａから互いに同一方向に向けて射出される。これにより、青色光ＢＬ’ｓと蛍光（黄色光）ＹＬとが混ざった白色の照明光ＷＬが得られる。
【００６１】
照明光ＷＬは、インテグレーター光学系３１に向けて射出される。インテグレーター光学系３１は、例えば、レンズアレイ３１ａ，レンズアレイ３１ｂから構成されている。レンズアレイ３１ａ，３１ｂは、複数の小レンズがアレイ状に配列されたものからなる。
【００６２】
インテグレーター光学系３１を透過した照明光ＷＬは、偏光変換素子３２に入射する。偏光変換素子３２は、偏光分離膜と位相差板とから構成されている。偏光変換素子３２は、非偏光の蛍光ＹＬを含む照明光ＷＬを直線偏光に変換する。
【００６３】
偏光変換素子３２を透過した照明光ＷＬは、重畳光学系３３に入射する。重畳光学系３３はインテグレーター光学系３１と協同して、被照明領域における照明光ＷＬによる照度の分布を均一化する。このようにして、照明装置２は照明光ＷＬを生成する。
【００６４】
ところで、上記説明では理想的な場合について説明した。すなわち、拡散反射素子３０から戻ってきた青色光ＢＬｃ２が第２の位相差板２８ｂによってＳ偏光に変換される場合について説明した。この場合、偏光分離素子５０Ａにより反射された青色光ＢＬ’ｓの光量は偏光分離素子５０Ａに入射した青色光ＢＬ’ｓの光量とほぼ同じである。しかしながら、実際には、偏光分離素子５０Ａにより反射された青色光ＢＬ’ｓの光量が反射前の光量に比べて減少する場合がある。この傾向は半導体レーザー２１１のパワーが大きくなるほど顕著となる。
【００６５】
ここで、第２の集光光学系２９（レンズ２９ａ）を構成する硝材は内部吸収率がゼロではない。そのため、レンズ２９ａはアレイ光源２１Ａから射出されたレーザー光（青色光ＢＬｃ１或いはＢＬｃ２）の一部を吸収して発熱する。
【００６６】
ここで、比較例として、レンズ２９ａと同じ正の線膨張係数を持つ硝子からなるレンズがレーザー光を吸収した場合のシミュレーション結果について説明する。以下、このレンズを比較用レンズ２９ｂと呼ぶ。比較用レンズ２９ｂとレンズ２９ａとの違いは、後述のように光が入射していない状態において表層に応力を有しているか否かの点である。
【００６７】
図４は比較用レンズ２９ｂに生じる発熱時の温度分布のシミュレーション結果を示す図である。図４に示すように、比較用レンズ２９ｂはレーザー光を吸収すると、中央部に最も高温となる高温部を有した温度分布が生じる。
【００６８】
図５は発熱時の比較用レンズ２９ｂに生じる応力分布のシミュレーション結果である。なお、図５において、符号Ａ１で示す領域は圧縮応力が生じている圧縮応力発生領域に相当し、符号Ａ２で示す領域は引張応力が生じている引張応力発生領域に相当する。
【００６９】
図５に示すように、比較用レンズ２９ｂでは、発熱による熱歪み（膨張）によって、その表層に引張応力が生じ、その内部に圧縮応力が生じた状態となる。
【００７０】
図６は比較用レンズ２９ｂにおいて熱歪みが生じた場合の現象を模式的に示した図である。図６中の矢印左側に示される状態は比較用レンズ２９ｂに熱歪みが生じない非発熱時に相当し、図６中の矢印右側に示される状態は比較用レンズ２９ｂに熱歪みが生じる発熱時の状態に相当する。
【００７１】
熱歪によって膨張した比較用レンズ２９ｂは、図６に示すように、その表層に引張応力Ｆ１が生じ、その内部に圧縮応力Ｆ２が生じた状態となる。比較用レンズ２９ｂは熱歪みによって複屈折が大きくなるため、入射光（青色光ＢＬｃ１或いは青色光ＢＬｃ２）の偏光状態を乱すようになる。
【００７２】
光弾性効果による偏光状態の乱れは、偏光分離素子５０Ａによりインテグレーター光学系３１に向けて反射された青色光ＢＬ’ｓの光量を減少させる。そのため、照明光ＷＬとして利用できる青色光ＢＬ’ｓの青色光ＢＬｃ２に対する割合が減少する。つまり、光線ＢＬｐ（第１の偏光成分）の利用効率が低下してしまう。
【００７３】
これに対し、本実施形態においては、第２の集光光学系２９を構成するレンズ２９ａとして予め表層及び内部に応力を有したレンズを用いている。つまり、レンズ２９ａは特許請求の範囲の「第１のレンズ」に相当する。
【００７４】
本実施形態のレンズ２９ａは、青色光ＢＬｃ１が該レンズ２９ａに入射していないとき、表層に圧縮応力を有し、内部に引張応力を有している。ここで、青色光ＢＬｃ１が該レンズ２９ａに入射していないときとは、例えば、プロジェクター１の電源がＯＦＦ状態のため、アレイ光源２１Ａからレーザー光が射出されず、レンズ２９ａが室温となっている状態を意味する。
【００７５】
このようなレンズ２９ａは物理強化法或いは化学強化法（イオン交換法）によって形成することができる。ここで、一般に化学強化法によってレンズ表層に形成される圧縮応力層の厚さは、物理強化法によってレンズ表層に形成される圧縮応力層の厚さよりも薄い。しかしながら、物理強化法によって圧縮応力層に所定の応力分布を持たせることは難しい。
【００７６】
そこで、本実施形態では、レンズ２９ａとしてイオン交換法によって強化されたレンズを用いた。さらに、レンズ２９ａの表層に圧縮応力層をより深く形成するため、Ｋ２Ｏを含有した硝子を用いてレンズ２９ａを形成するようにした。Ｋ２Ｏは、化学強化におけるイオン交換速度を大きくする作用があるため、レンズ２９ａの表層に形成される圧縮応力層の厚さを大きくすることができる。このように本実施形態では、Ｋ２Ｏを含有する硝子をイオン交換法によって強化することで、後述の圧力分布を有したレンズ２９ａを実現している。
【００７７】
図７は、上記応力分布を有するレンズ２９ａにおいて熱歪みが生じた場合の現象を模式的に示した図である。図７において、符号Ｆ１１はレンズ２９ａの表層に生じている圧縮応力であり、符号Ｆ２２はレンズ２９ａの内部に生じている引張応力である。図７中の矢印左側に示される状態はレンズ２９ａに熱歪みが生じない非発熱時に相当し、図７中の矢印右側に示される状態はレンズ２９ａに熱歪みが生じる発熱時の状態に相当する。
【００７８】
レンズ２９ａにおいて上述の温度分布が発生すると、図６に示した比較用レンズ２９ｂと同様に、その表層に引張応力Ｆ１が発生し、内部に圧縮応力Ｆ２が発生する。このとき、レンズ２９ａは表層及び内部に上記応力が予め生じているため、レンズ２９ａの表層においては上記圧縮応力Ｆ１１と上記引張応力Ｆ１とが合成され、レンズ２９ａの内部においては上記引張応力Ｆ２２と上記圧縮応力Ｆ２とが合成される。
【００７９】
本実施形態においては、光源装置２Ａの使用時にレンズ２９ａに生じる熱歪みの大きさから上記応力（図６に示した引張応力Ｆ１及び圧縮応力Ｆ２）を予め算出している。そして、この応力を打ち消す大きさに圧縮応力Ｆ１１及び引張応力Ｆ２２を設定するようにしている。そのため、熱歪みによりレンズ２９ａに発生した応力の少なくとも一部は該レンズ２９ａ内に生じている潜在的な応力（圧縮応力Ｆ１１及び上記引張応力Ｆ２２）により相殺される。そのため、光源装置２Ａの使用時においてレンズ２９ａ内に生じる応力分布は比較的小さい。
【００８０】
なお、レンズに生じる熱歪みは以下の方法で検出可能である。例えば、一対の偏光板の間にスライスしたレンズを配置し、単一波長光束を一方の偏向板側から他方の偏光板側に向かって照射する。このとき、一対の偏光板を平行ニコルに保ちながら光線軸回りに一回転したときの、透過光強度の角度依存性からレンズの位相差を算出し、この位相差からレンズに生じている歪みを算出する。
【００８１】
本実施形態の光源装置２Ａによれば、光源装置２Ａの使用時に温度が上昇した場合、光弾性効果による複屈折が小さくなるので、レンズ２９ａに入射した光の偏光状態の乱れを低減することができる。よって、レンズ２９ａに入射した青色光ＢＬｃ２は、偏光状態が乱れることなく円偏光状態を保ったまま第２の位相差板２８ｂに入射し、第２の位相差板２８ｂによってＳ偏光に変換される。これにより、青色光ＢＬｃ２は偏光分離素子５０Ａによって高い効率で反射され、照明光ＷＬとして有効利用される。
【００８２】
したがって、本実施形態の照明装置２は、明るい照明光ＷＬを照射することができる。
また、本実施形態のプロジェクター１によれば、明るい照明光ＷＬを射出する照明装置２を備えるので、明るい画像光をスクリーンＳＣＲ上に投射できる。
【００８３】
（第２実施形態）
続いて、第２実施形態に係るプロジェクター１について説明する。なお、上記実施形態と共通の構成及び部材については同じ符号を付し、その説明については省略若しくは簡略化する。
【００８４】
図８は本実施形態のプロジェクターの概略構成を示す図である。
図８に示すように、本実施形態のプロジェクター１Ａは、上記実施形態のプロジェクター１における照明装置２の代わりに、第１照明装置１２Ａおよび第２照明装置１２Ｂを備えている。
【００８５】
本実施形態において、第１照明装置１２Ａは赤色光及び緑色光を含む黄色の蛍光ＹＬを射出し、第２照明装置１２Ｂは青色光を射出する。そのため、本実施形態のプロジェクター１Ａは、色分離光学系３Ａの構成が上記実施形態の色分離光学系３とは異なっている。
【００８６】
本実施形態の色分離光学系３Ａは、第１照明装置１２Ａから射出された蛍光ＹＬを赤色光ＬＲと、緑色光ＬＧとに分離する。色分離光学系３Ａは、第１のダイクロイックミラー７ａと、第１の全反射ミラー８ａと、第４の全反射ミラー８ｄとを含む。
【００８７】
第１のダイクロイックミラー７ａは、第１照明装置１２Ａからの蛍光ＹＬを赤色光ＬＲと、緑色光ＬＧとに分離する。第１のダイクロイックミラー７ａは、分離された赤色光ＬＲを透過すると共に緑色光ＬＧを反射する。第１の全反射ミラー８ａは、赤色光ＬＲを反射して光変調装置４Ｒに導く。第４の全反射ミラー８ｄは、緑色光ＬＧを反射して光変調装置４Ｇに導く。
【００８８】
第１照明装置１２Ａは、図８に示すように、第１光源１００、コリメート光学系７０、ダイクロイックミラー８０、コリメート集光光学系９０、回転蛍光板４０、インテグレーター光学系３１と、偏光変換素子３２と、重畳レンズ３３ａとを備える。
【００８９】
第１光源１００は、励起光としてレーザー光からなる第１の波長帯の青色光（発光強度のピーク：約４４５ｎｍ）Ｅを射出する半導体レーザーからなる。第１光源１００は、１つの半導体レーザーからなるものであってもよいし、多数の半導体レーザーからなるものであってもよい。なお、第１光源１００は、４４５ｎｍ以外の波長（例えば、４６０ｎｍ）の青色光を射出する半導体レーザーを用いることもできる。
【００９０】
本実施形態において、第１光源１００は、その光軸が照明光軸１００ａｘと直交するように配置されている。
コリメート光学系７０は、第１レンズ７２と、第２レンズ７４とを備え、第１光源１００からの光を略平行化する。第１レンズ７２及び第２レンズ７４は、凸レンズからなる。
【００９１】
ダイクロイックミラー８０は、コリメート光学系７０からコリメート集光光学系９０までの光路中に、第１光源１００の光軸及び照明光軸１００ａｘのそれぞれに対して４５°の角度で交わるように配置されている。ダイクロイックミラー８０は、青色光Ｅを反射し、赤色光及び緑色光を含む黄色の蛍光ＹＬを通過させる。
【００９２】
コリメート集光光学系９０は、ダイクロイックミラー８０からの青色光Ｅを略集光した状態で回転蛍光板４０の蛍光体層４２に入射させる機能と、回転蛍光板４０から射出される蛍光ＹＬを略平行化する機能とを有する。コリメート集光光学系９０は、第１レンズ９２及び第２レンズ９４を備える。第１レンズ９２及び第２レンズ９４は、凸レンズからなる。
【００９３】
回転蛍光板４０は、モーター５０と、モーター５０により回転する円板４０ａと、円板４０ａ上に形成された蛍光体層４２と、蛍光体層４２と円板４０ａとの間に形成された反射層４１と、を備える。蛍光体層４２及び反射層４１は、円板４０ａ上にリング状に形成される。
【００９４】
第２照明装置１２Ｂは、第２光源１１０と、集光光学系１６０と、拡散板１３２と、ピックアップ光学系１７０と、インテグレーター光学系３１と、重畳レンズ３３ａとを備える。本実施形態において、第２光源１１０、集光光学系１６０、拡散板１３２及びピックアップ光学系１７０は光源装置１２Ｂ１を構成する。
【００９５】
第２光源１１０は、上記第１照明装置１２Ａの第１光源１００と同一構成からなり、例えば、複数の半導体レーザーから構成される。第２光源１１０は、その光軸が照明光軸１０１ａｘと平行に配置され、レーザー光からなる青色光Ｂを射出する。本実施形態において、第２光源１１０は、特許請求の範囲の「光源部」に相当する。
【００９６】
集光光学系１６０は、第１レンズ１６２及び第２レンズ１６４を備える。集光光学系１６０は、第２光源１１０からの青色光を拡散板１３２付近に集光する。第１レンズ１６２及び第２レンズ１６４は、凸レンズからなる。第１レンズ１６２は、第２レンズ１６４よりも拡散板１３２の近くに配置される。本実施形態において、拡散板１３２は、特許請求の範囲の「光学素子」に相当する。
【００９７】
拡散板１３２は、第２光源１１０からの青色光Ｂを拡散し、回転蛍光板４０から射出される蛍光ＹＬの配光分布に似た配光分布を有する青色光Ｂを生成する。拡散板１３２としては、例えば、光学硝子からなる磨り硝子を用いることができる。なお、拡散板１３２をモーター等の駆動装置により回転させるようにしても良い。このようにすれば、レーザー光からなる青色光Ｂのスペックルを低減させることができる。
【００９８】
ピックアップ光学系１７０は、第１ピックアップレンズ１７２と、第２ピックアップレンズ１７４とを備え、拡散板１３２からの光をピックアップして略平行化する。第１ピックアップレンズ１７２及び第２ピックアップレンズ１７４は、凸レンズからなる。第１ピックアップレンズ１７２は、第２ピックアップレンズ１７４よりも拡散板１３２の近くに配置される。
【００９９】
本実施形態において、光源装置１２Ｂ１から射出された青色光Ｂは、インテグレーター光学系３１、重畳レンズ３３ａ、第３の全反射ミラー８ｃおよびフィールドレンズ１０Ｂを介して被照明領域（光変調装置４Ｂの画素形成領域近傍）に青色光ＬＢとして重畳される。これにより、被照明領域は略均一な照度分布の青色光ＬＢで照明される。
【０１００】
ところで、本実施形態の第２照明装置１２Ｂにおいて、集光光学系１６０或いはピックアップ光学系１７０は第１光源１００から射出されたレーザー光（青色光Ｂ）の一部を吸収して発熱するおそれがある。
【０１０１】
本実施形態において、第１光源１００から射出される青色光Ｂは直線偏光である。そのため、上述のように集光光学系１６０或いはピックアップ光学系１７０が発熱すると熱歪みが生じ、光弾性効果によって青色光Ｂの偏光状態が乱れる。
【０１０２】
青色光Ｂの偏光状態が乱れると、青色光Ｂの一部の成分は、光変調装置４Ｂの前段に配置された入射側偏光板（不図示）を通過できない。
【０１０３】
つまり、青色光Ｂの光利用効率が低下してしまうおそれがある。特に集光光学系１６０はレーザー光を集光させるため、発熱量が大きくなることで熱歪みが生じやすく、光弾性効果による複屈折が大きくなる。そのため、青色光Ｂの光利用効率が大きく低下するおそれがある。
【０１０４】
本実施形態では、集光光学系１６０は、第１レンズ１６２及び第２レンズ１６４から構成されている。第１レンズ１６２を通過する青色光Ｂの集光度は第２レンズ１６４を通過する青色光Ｂの集光度よりも高いため、第１レンズ１６２の方が第２レンズ１６４よりも温度が高くなりやすい。そのため、光源装置１２Ｂ１の使用時に第１レンズ１６２の方がより大きな複屈折を持つ。
【０１０５】
本実施形態においては、第１レンズ１６２として表層および内部に応力を有したレンズを用いた。つまり、第１レンズ１６２は特許請求の範囲の「第１のレンズ」に相当する。一方、第２レンズ１６４としては、応力分布を有しない、一般的な硝子からなるレンズを用いた。
【０１０６】
図９は第１レンズ１６２及び第２レンズ１６４で熱歪みが生じた場合の現象を模式的に示した図である。なお、本実施形態の第１レンズ１６２は、正の線膨張係数を持ち、Ｋ２Ｏを含有した硝子から構成されたレンズである。図９中の矢印左側に示される状態は第１レンズ１６２及び第２レンズ１６４に熱歪みが生じない非発熱時に相当し、図９中の矢印右側に示される状態は第１レンズ１６２及び第２レンズ１６４に熱歪みが生じる発熱時の状態に相当する。
【０１０７】
図９において、符号Ｆ３は第１レンズ１６２の表層に生じている圧縮応力であり、符号Ｆ４は第１レンズ１６２の内部に生じている引張応力である。なお、第１レンズ１６２においては、青色光Ｂが入射しないとき（室温状態の場合）、これら圧縮応力Ｆ３及び引張応力Ｆ４が生じている。
【０１０８】
本実施形態において、圧縮応力Ｆ３及び引張応力Ｆ４は、青色光Ｂが入射することで発熱した際に第１レンズ１６２に生じる熱歪みによる後述の引張応力Ｆ３２及び圧縮応力Ｆ４２をそれぞれ相殺する力よりも強い力に設定されている。以下、便宜上、圧縮応力Ｆ３を強圧縮応力Ｆ３と称し、引張応力Ｆ４を強引張応力Ｆ４と称す。
【０１０９】
集光光学系１６０に青色光Ｂが入射すると、青色光Ｂの一部を吸収することで第２レンズ１６４及び第１レンズ１６２が発熱する。
光源に近い第２レンズ１６４においては、その表層に引張応力Ｆ３１が発生し、内部に圧縮応力Ｆ４１が発生する。第２レンズ１６４においては、第１レンズ１６２で生じる温度分布よりも小さい温度分布が生じる。そのため、第２レンズ１６４には、その表層に相対的に弱い引張応力Ｆ３１（以下、弱引張応力Ｆ３１と称す）が発生し、内部に相対的に弱い圧縮応力Ｆ４１（以下、弱圧縮応力Ｆ４１と称す）が発生する。
このような応力分布が生じた第２レンズ１６４においては、光弾性効果による複屈折が僅かに生じてしまう。そのため、第２レンズ１６４を透過した青色光Ｂにおいては、僅かな偏光状態の乱れが生じる。
【０１１０】
一方、第１レンズ１６２においては発熱による熱歪みによって、その表層に引張応力Ｆ３２が生じ、内部に圧縮応力Ｆ４２が生じる。
【０１１１】
第１レンズ１６２は強圧縮応力Ｆ３及び強引張応力Ｆ４を予め有するため、第１レンズ１６２の表層では上記強圧縮応力Ｆ３と上記弱引張応力Ｆ３２とが合成され、第１レンズ１６２の内部では上記強引張応力Ｆ４と上記弱圧縮応力Ｆ４２とが合成されることになる。
【０１１２】
そのため、第１レンズ１６２は、表層において強圧縮応力Ｆ３よりも弱い弱圧縮応力Ｆ３３が発生し、内部において強引張応力Ｆ４よりも弱い弱引張応力Ｆ４３が発生する。本実施形態において、弱圧縮応力Ｆ３３と弱引張応力Ｆ４３の大きさはそれぞれ、第２レンズ１６４に生じている弱引張応力Ｆ３１と弱圧縮応力Ｆ４１の大きさと略同等となっている。
【０１１３】
このような応力分布が生じた第１レンズ１６２においては、光弾性効果による複屈折が僅かに生じてしまう。
【０１１４】
ここで、第１レンズ１６２に生じている応力分布は、第２レンズ１６４の応力分布をレンズ内部と表層とで反転させた関係となっている。そのため、第１レンズ１６２によって生じる複屈折は、第２レンズ１６４によって生じる複屈折によって略相殺される。つまり、第２レンズ１６４を透過した際に生じていた青色光Ｂの偏光状態の乱れが第１レンズ１６２を透過することで低減される。
【０１１５】
本実施形態の第２照明装置１２Ｂによれば、第１レンズ１６２に付与する室温時の応力分布を調整することで、青色光Ｂが集光光学系１６０を透過する際に生じる偏光状態の乱れを低減することができる。よって、偏光状態の乱れが低減された青色光Ｂは光変調装置４Ｂの前段に配置された入射側偏光板（不図示）を高い効率で通過する。つまり、青色光Ｂの光利用効率を向上させることができる。
【０１１６】
本実施形態においては、光変調装置４Ｂに偏光状態の乱れが低減された青色光Ｂが入射するので、前記入射側偏光板を省略してもよい。このようにすれば、入射側偏光板による青色光Ｂの損失が起こらないので、青色光Ｂを効率良く利用することができる。
【０１１７】
以上述べたように、本実施形態のプロジェクター１Ａによれば、明るい青色光Ｂを射出する第２照明装置１２Ｂを備えるので、明るい画像光をスクリーンＳＣＲ上に投射できる。
【０１１８】
なお、本発明は上記実施形態の内容に限定されることはなく、発明の主旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記第２実施形態では、集光光学系１６０を構成する第１レンズ１６２及び第２レンズ１６４のうち、拡散板１３２に近い第１レンズ１６２に応力分布を持たせるようにしたが、第２レンズ１６４に応力分布を持たせるようにしても良い。
【０１１９】
また、拡散板１３２で拡散された青色光Ｂが入射するピックアップ光学系１７０においても発熱による熱歪みが生じることで、青色光Ｂの偏光状態に乱れが生じるおそれがある。そこで、ピックアップ光学系１７０を構成する第１ピックアップレンズ１７２及び第２ピックアップレンズ１７４のいずれか一方に応力分布を持たせることで複屈折を低減するようにしても良い。
【０１２０】
また、集光光学系１６０を構成する第１レンズ１６２及び第２レンズ１６４の一方を石英レンズで形成しても用いても良い。
ここで、石英レンズとしては例えば、合成石英を用いることができる。合成石英は、青色光Ｂの波長において内部吸収率が例えば、０．１％以下であり、一般の光学硝子の内部吸収率の１／５０程度である。そのため、強い光が入射しても発熱しにくい。また、合成石英は、熱膨張係数が一般の光学硝子の熱膨張係数の１／１０程度であるため、温度が上昇しても歪みにくい。そのため、青色光Ｂの強度を強くしても、大きな熱歪みが起こりにくい。つまり、光弾性効果による偏光状態の変化が起こりにくい。
【０１２１】
石英レンズは、通常の硝子からなるレンズに比べて、光弾性効果による偏光状態の変化が起こり難くい。そのため、第１レンズ１６２及び第２レンズ１６４のうち、拡散板１３２に近く高温となる第１レンズ１６２を石英レンズで形成するのが好ましい。この構成によれば、偏光状態の変化をより低減させることができる。なお、この場合において、第１レンズ１６２は特許請求の範囲の「第２のレンズ」に相当する。
【０１２２】
また、上記実施形態では、第２の集光光学系２９を構成するレンズ２９ａ及び集光光学系１６０の第１レンズ１６２が正の線膨張係数を持つ硝子から構成される場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されない。
【０１２３】
例えば、レンズ２９ａ及び第１レンズ１６２が負の線膨張係数を持つ硝子から構成されていても良い。この場合、レンズ２９ａ及び第１レンズ１６２は、室温において表層に引張応力を有し、内部に圧縮応力を有していればよい。例えば、レンズ２９ａにおいて熱歪みが生じると、その表層に圧縮応力が発生し、内部に引張応力が発生する。このとき、レンズ２９ａは表層及び内部に上記応力が生じているため、レンズ２９ａの表層においては引張応力と圧縮応力とが合成され、レンズ２９ａの内部においては圧縮応力と引張応力とが合成される。これにより、発熱時にレンズ２９ａに発生する応力分布を低減することができる。
【０１２４】
また、上記実施形態では、３つの光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを備えるプロジェクター１を例示したが、１つの光変調装置でカラー映像を表示するプロジェクターに適用することも可能である。また、光変調装置として、デジタルミラーデバイスを用いてもよい。
【０１２５】
また、上記実施形態では本発明による光源装置をプロジェクターに搭載した例を示したが、これに限られない。本発明による光源装置は、照明器具や自動車のヘッドライト等にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１２６】
１，１Ａ…プロジェクター、２，２Ａ…光源装置、４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ…光変調装置、６…投射光学系、２８ｂ…第２の位相差板（位相差素子）、２９…第２の集光光学系、２９ａ…レンズ（第１のレンズ）、３０…拡散反射素子（光学素子）、３４…蛍光体層（波長変換素子）、４４…反射膜（反射面）、５０Ａ…偏光分離素子、１１０…第２光源（光源部）、１３２…拡散板（光学素子）、１６０…集光光学系、１６２…第１レンズ、ＢＬｐ…光線（第１の偏光成分）、Ｆ３，Ｆ１１…圧縮応力、Ｆ４，Ｆ２２…引張応力。
【図１】
0006651829.tif 000002
【図２】
0006651829.tif 000003
【図３】
0006651829.tif 000004
【図４】
0006651829.tif 000005
【図５】
0006651829.tif 000006
【図６】
0006651829.tif 000007
【図７】
0006651829.tif 000008
【図８】
0006651829.tif 000009
【図９】
0006651829.tif 000010