(57)【要約】【課題】  測定対象である光の偏光状態に関わらず、当該光の光量を安定して測定することが可能となる光検出装置及び光源装置を提供する。【解決手段】  光源装置２は、光を出射する光源部３と、光検出装置５とを備える。光検出装置５は、入射光Ｌ１の一部を検出すべく検出光Ｌ２として反射又は透過する光学素子７と、検出光Ｌ２の少なくとも一部を偏光成分毎に検出する光検出部８とを備え、光学素子７を透過又は反射する光を出射光Ｌ３として外部に出射する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光の一部を検出すべく検出光として反射又は透過する光学素子と、
前記検出光の少なくとも一部を偏光成分毎に検出する光検出部と、を備え、
前記光学素子を透過又は反射する光を出射光として外部に出射する光検出装置。
【請求項２】
前記光検出部が検出する偏光成分毎の光量に基づいて、前記出射光及び前記入射光の少なくとも一方の光量を演算する演算部を備える請求項１に記載の光検出装置。
【請求項３】
前記光検出部は、前記検出光の少なくとも一部に対し、一方の偏光成分と他方の偏光成分とを個別にそれぞれ抽出する偏光選択部と、前記偏光選択部が抽出する一方の偏光成分の光を受光する第１の受光部と、前記偏光選択部が抽出する他方の偏光成分の光を受光する第２の受光部と、を備える請求項１又は２に記載の光検出装置。
【請求項４】
前記偏光選択部は、一方の偏光成分のみを透過する第１の偏光子と、他方の偏光成分のみを透過する第２の偏光子と、を備え、
前記第１の受光部は、前記第１の偏光子を透過する光を受光し、
前記第２の受光部は、前記第２の偏光子を透過する光を受光する請求項３に記載の光検出装置。
【請求項５】
前記偏光選択部は、一方の偏光成分のみを透過する偏光子と、前記偏光子に入射する光の偏光方向を９０度回転させるための１／２波長板と、を備え、
前記第１の受光部は、前記１／２波長板及び前記偏光子のうち、前記偏光子のみを透過する光を受光し、
前記第２の受光部は、前記１／２波長板及び前記偏光子の両方を透過する光を受光する請求項３に記載の光検出装置。
【請求項６】
前記偏光選択部は、前記検出光の一部がそれぞれ入射されて且つ該入射される光の一部を反射する第１及び第２の反射部材を備え、
前記第１の反射部材は、入射される前記検出光のうち、一方の偏光成分のみ反射すべく、前記検出光の入射角がブリュースター角となるように配置され、
前記第２の反射部材は、入射される前記検出光のうち、他方の偏光成分のみ反射すべく、前記検出光の入射角がブリュースター角となるように配置され、
前記第１の受光部は、前記第１の反射部材で反射される光を受光し、
前記第２の受光部は、前記第２の反射部材で反射される光を受光する請求項３に記載の光検出装置。
【請求項７】
前記光検出部は、前記検出光の少なくとも一部に対し、一方の偏光成分のみを透過する状態と他方の偏光成分のみを透過する状態とに切り替え可能な偏光選択切替部と、前記偏光選択切替部を透過する光を受光する受光部と、を備える請求項１又は２に記載の光検出装置。
【請求項８】
光を出射する光源部と、
請求項１〜７の何れか１項に記載の光検出装置と、を備える光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を検出する光検出部を備える光検出装置に関し、また、該光検出装置を備える光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光検出装置として、レンズに斜めに入射された入射光のうち、入射される面で反射された検出光を検出する光検出部を備える光検出装置が、知られている（例えば、特許文献１）。斯かる光検出装置によれば、光検出部が検出した検出光の光量に基づいて、レンズを透過した出射光の光量を演算して測定することができる。
【０００３】
レーザ光が用いられる場合には、光が部分的に偏光していることがある。その偏光状態は、例えば半導体レーザでは、レーザの温度によって変化することがある。また、光ファイバを用いている場合には、光ファイバの配置方法によっても変化することがある。
【０００４】
ところで、光がレンズの入射面に入射する際には、一部の光が入射面で反射し、一部の光が入射面を透過する。そして、測定する光の偏光状態が異なっている場合、反射光と透過光の比は異なっている。
【０００５】
これにより、測定する光の偏光状態が異なる場合には、レンズに入射される入射光の光量が一定であっても、光検出部で検出される反射光や透過光、即ち、検出光の光量が変化してしまう。したがって、測定対象である光量（即ち、レンズに入射される入射光の光量、又はレンズを透過する出射光の光量）の測定精度が安定しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１６５６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
よって、本発明は、斯かる事情に鑑み、測定対象である光の偏光状態に関わらず、当該光の光量を安定して測定することが可能となる光検出装置及び光源装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る光検出装置は、入射光の一部を検出すべく検出光として反射又は透過する光学素子と、前記検出光の少なくとも一部を偏光成分毎に検出する光検出部と、を備え、前記光学素子を透過又は反射する光を出射光として外部に出射する。
【０００９】
本発明に係る光検出装置によれば、光学素子は、入射光の一部を検出すべく検出光として反射（又は透過）する一方、透過（又は反射）する光を出射光として、外部に出射する。このとき、光学素子に対する入射光の入射角が一定であるため、光学素子の偏光成分（Ｐ波成分、Ｓ波成分）毎の反射率（透過率）は、一定である。
【００１０】
そして、光検出部は、検出光の少なくとも一部を偏光成分毎に検出する。これにより、光検出部が検出する偏光成分毎の検出光の光量と、出射光（及び／又は入射光）の偏光成分毎の光量とが、所定の関係を有しているため、入射光の偏光状態に関わらず、出射光（及び／又は入射光）の光量を安定して測定することが可能となる。
【００１１】
また、本発明に係る光検出装置は、前記光検出部が検出する偏光成分毎の光量に基づいて、前記出射光及び前記入射光の少なくとも一方の光量を演算する演算部を備える、という構成でもよい。
【００１２】
斯かる構成によれば、演算部は、光検出部で検出された偏光成分毎の光量に基づいて、出射光（及び／又は入射光）の光量を演算している。これにより、光検出部で検出された偏光成分毎の検出光の光量に基づいて、入射光の偏光状態に関わらず、出射光（及び／又は入射光）の光量を安定して測定することができる。
【００１３】
また、本発明に係る光検出装置においては、前記光検出部は、前記検出光の少なくとも一部に対し、一方の偏光成分と他方の偏光成分とを個別にそれぞれ抽出する偏光選択部と、前記偏光選択部が抽出する一方の偏光成分の光を受光する第１の受光部と、前記偏光選択部が抽出する他方の偏光成分の光を受光する第２の受光部と、を備える、という構成でもよい。
【００１４】
斯かる構成によれば、偏光選択部は、検出光の少なくとも一部に対し、一方の偏光成分と他方の偏光成分とを個別にそれぞれ抽出する。そして、第１の受光部は、偏光選択部が抽出する一方の偏光成分の光を受光し、第２の受光部は、偏光選択部が抽出する他方の偏光成分の光を受光する。これにより、光検出部は、検出光の少なくとも一部を偏光成分毎に検出できる。
【００１５】
また、本発明に係る光検出装置においては、前記偏光選択部は、一方の偏光成分のみを透過する第１の偏光子と、他方の偏光成分のみを透過する第２の偏光子と、を備え、前記第１の受光部は、前記第１の偏光子を透過する光を受光し、前記第２の受光部は、前記第２の偏光子を透過する光を受光する、という構成でもよい。
【００１６】
また、本発明に係る光検出装置においては、前記偏光選択部は、一方の偏光成分のみを透過する偏光子と、前記偏光子に入射する光の偏光方向を９０度回転させるための１／２波長板と、を備え、前記第１の受光部は、前記１／２波長板及び前記偏光子のうち、前記偏光子のみを透過する光を受光し、前記第２の受光部は、前記１／２波長板及び前記偏光子の両方を透過する光を受光する、という構成でもよい。
【００１７】
また、本発明に係る光検出装置においては、前記偏光選択部は、前記検出光の一部がそれぞれ入射されて且つ該入射される光の一部を反射する第１及び第２の反射部材を備え、前記第１の反射部材は、入射される前記検出光のうち、一方の偏光成分のみ反射すべく、前記検出光の入射角がブリュースター角となるように配置され、前記第２の反射部材は、入射される前記検出光のうち、他方の偏光成分のみ反射すべく、前記検出光の入射角がブリュースター角となるように配置され、前記第１の受光部は、前記第１の反射部材で反射される光を受光し、前記第２の受光部は、前記第２の反射部材で反射される光を受光する、という構成でもよい。
【００１８】
また、本発明に係る光検出装置においては、前記光検出部は、前記検出光の少なくとも一部に対し、一方の偏光成分のみを透過する状態と他方の偏光成分のみを透過する状態とに切り替え可能な偏光選択切替部と、前記偏光選択切替部を透過する光を受光する受光部と、を備える、という構成でもよい。
【００１９】
斯かる構成によれば、偏光選択切替部は、検出光の少なくとも一部に対し、一方の偏光成分のみを透過する状態と他方の偏光成分のみを透過する状態とに切り替える。そして、受光部は、偏光選択切替部を透過する光を受光する、即ち、一方の偏光成分のみ、又は、他方の偏光成分のみの光を受光する。これにより、光検出部は、検出光の少なくとも一部を偏光成分毎に検出できる。
【００２０】
また、本発明に係る光源装置は、光を出射する光源部と、前記光検出装置と、を備える。
【発明の効果】
【００２１】
以上の如く、本発明は、測定対象である光の偏光状態に関わらず、当該光の光量を安定して測定することが可能となる、という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る光源装置を有する画像投影装置の全体概略図である。
【図２】同実施形態に係る光源装置の要部概要図である。
【図３】同実施形態に係る光源装置の要部概要図である。
【図４】同実施形態に係る光学素子における入射光の入射角と偏光成分毎の反射率との関係を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る光源装置の要部概要図である。
【図６】本発明のさらに他の実施形態に係る光源装置の要部概要図である。
【図７】同実施形態に係る光検出装置の作用を説明する要部概要図である。
【図８】同実施形態に係る光検出装置の作用を説明する要部概要図である。
【図９】本発明のさらに他の実施形態に係る光源装置の要部概要図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態に係る光源装置を有する画像投影装置の全体概略図である。
【図１１】同実施形態に係る光検出装置の要部概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る光検出装置及び光源装置における第１の実施形態について、図１〜図４を参酌して説明する。なお、各図（図５〜図１１も同様）において、図面の寸法比と実際の寸法比とは、必ずしも一致していない。
【００２４】
図１に示すように、画像投影装置１は、それぞれ異なる色の光を出射する複数（本実施形態においては３つ）の光源装置２（２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ）を備えている。また、画像投影装置１は、光源装置２から出射されたレーザ光を入射して光画像を生成する画像光学系１５と、画像光学系１５から出射された光画像を入射してスクリーン１７に投影する投影光学系（例えば、投影レンズ）１６とを備えている。
【００２５】
第１の光源装置２Ｒは、第１の色（例えば、赤色）の光を出射し、第２の光源装置２Ｇは、第２の色（例えば、緑色）の光を出射し、第３の光源装置２Ｂは、第３の色（例えば、青色）の光を出射する。即ち、複数の光源装置２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは、それぞれ異なる波長の光を出射している。
【００２６】
画像光学系１５は、光源装置２から出射された光のうち所定の偏光成分のみを透過する偏光ビームスプリッタ１５ａと、偏光ビームスプリッタ１５ａから出射された光を変調することで光画像にする空間変調素子１５ｂとを備えている。また、画像光学系１５は、各空間変調素子１５ｂで透過された光を合成するダイクロイックプリズム１５ｃと、第１及び第３の光源装置２Ｒ，２Ｂから出射されたレーザ光を反射する反射ミラー１５ｄとを備えている。
【００２７】
本実施形態においては、各空間変調素子１５ｂは、透過型液晶素子としている。なお、画像光学系１５は、反射型液晶素子又はデジタルマイクロミラーデバイスである空間変調素子１５ｂを備える、という構成でもよい。
【００２８】
本実施形態に係る光源装置２は、光を出射する光源部３と、光源部３から出射される光が入射される光ファイバ４と、光ファイバ４から出射された光を検出する光検出装置５とを備えている。なお、光ファイバ４の入射側の端部は、光源部３に対して着脱可能に構成されていてもよく、また、光ファイバ４の出射側の端部は、光検出装置５に対して着脱可能に構成されていてもよい。
【００２９】
光源部３は、図２に示すように、レーザ光を出射する複数の光源（半導体レーザ）３１と、各光源３１から出射された光が入射され、該光を平行な光にして出射する複数のコリメータレンズ３２とを備えている。また、光源部３は、複数のコリメータレンズ３２から出射された光が入射されて該光を収束させて光ファイバ４に向けて出射する収束レンズ３３を備えている。
【００３０】
本実施形態においては、第１の光源装置２Ｒの光源部（第１の光源部）３Ｒは、赤色光を出射すべく、５９０〜６９３ｎｍの波長の光を出射している。第２の光源装置２Ｇの光源部（第２の光源部）３Ｇは、緑色光を出射すべく、４９８〜５８０ｎｍの波長の光を出射している。第３の光源装置２Ｂの光源部（第３の光源部）３Ｂは、青色光を出射すべく、４１０〜４９６ｎｍの波長の光を出射している。
【００３１】
光検出装置５は、図３に示すように、光ファイバ４から出射された光が入射されて該光を平行な光にして出射するコリメータレンズ６と、コリメータレンズ６から出射された光が入射される光学素子７とを備えている。また、光検出装置５は、光学素子７で反射された光を偏光成分毎に検出する光検出部８と、光検出部８で検出した光量の情報を処理する処理部９とを備えている。
【００３２】
光学素子７は、平板状に形成されており、入射光Ｌ１が入射される光学素子７の表面は、平面状に形成されている。また、光学素子７は、入射光Ｌ１が所定の入射角θ１で入射するように傾斜して配置されている。そして、光学素子７は、空気と異なる屈折率を有しており、本実施形態においては、光学ガラスで形成されている。
【００３３】
光学素子７は、入射光Ｌ１の一部を光検出部８で検出するための検出光（反射光）Ｌ２として反射する一方、入射光Ｌ１の大部分を透過して、出射光Ｌ３として検出装置５の外部、即ち、画像光学系１５に向けて出射している。そして、当該出射光Ｌ３は、画像投影装置１の投影光として用いられる。図３において、入射光Ｌ１の光軸ＬＸ１と検出光Ｌ２の光軸ＬＸ２は、一点鎖線で示され、入射光Ｌ１と出射光Ｌ３は、２点鎖線で示され、検出光Ｌ２は、破線で示されている。
【００３４】
ここで、各光Ｌ１〜Ｌ３は、２つの偏光成分を含んでいる。一方の偏光成分、即ち、ｐ波成分は、幾何光学における入射面に対して平行な方向の成分であり、他方の偏光成分、即ち、ｓ波成分は、該入射面に対して垂直な方向の成分である。なお、幾何光学における入射面は、入射光と反射光とを含む面である。
【００３５】
具体的には、幾何光学における入射面は、入射光Ｌ１の光軸ＬＸ１と検出光Ｌ２の光軸ＬＸ２とを含む面であって、図３においては、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とを含む面である。また、図３においては、入射光Ｌ１のｐ波成分は、第２方向Ｄ２の成分であり、検出光Ｌ２のｐ波成分は、第１方向Ｄ１の成分であり、入射光Ｌ１及び検出光Ｌ２のｓ波成分は、第３方向Ｄ３の成分である。
【００３６】
光検出部８は、検出光Ｌ２の一部に対し、ｐ波成分とｓ波成分とを個別にそれぞれ抽出する偏光選択部８１を備えている。また、光検出部８は、偏光選択部８１が抽出するｐ波成分の光を受光する第１の受光部８２と、偏光選択部８１が抽出するｓ波成分の光を受光する第２の受光部８３とを備えている。
【００３７】
偏光選択部８１は、ｐ波成分のみを透過する第１の偏光子８１ａと、ｓ波成分のみを透過する第２の偏光子８１ｂとを備えている。そして、第１及び第２の偏光子８１ａ，８１ｂは、それぞれの透過軸が直交するように、配置されている。図３においては、第１の偏光子８１ａの透過軸は、第１方向Ｄ１と平行な方向であり、第２の偏光子８１ｂの透過軸は、第３方向Ｄ３と平行な方向である。
【００３８】
第１の受光部８２は、光学素子７との間に第１の偏光子８１ａを介在するようにして配置され、第１の偏光子８１ａを透過する検出光Ｌ２１を受光している。また、第２の受光部８３は、光学素子７との間に第２の偏光子８１ｂを介在するようにして配置され、第２の偏光子８１ｂを透過する検出光Ｌ２２を受光している。本実施形態においては、各受光部８２，８３は、受光した光の光量を測定する光量センサとしている。
【００３９】
処理部９は、検出光Ｌ２１，Ｌ２２の光量と出射光Ｌ３の光量との関係の情報を記憶する記憶部９１と、出射光Ｌ３の光量を演算する演算部９２とを備えている。また、処理部９は、光源装置２（特に、光源部３）を制御する制御部９３を備えている。
【００４０】
演算部９２は、光検出部８が検出する偏光成分毎の光量に基づいて、出射光Ｌ３の光量を演算する。具体的には、演算部９２は、各受光部８２，８３で検出された検出光Ｌ２１，Ｌ２２の光量と、記憶部９１で記憶されている検出光Ｌ２１，Ｌ２２の光量と出射光Ｌ３の光量との関係の情報とに基づいて、出射光Ｌ３の光量を演算する。そして、制御部９３は、演算部９２で演算した出射光Ｌ３の光量に基づいて、光源部３に供給する電力（電流、電圧）等を制御することにより、光源部３の出力を制御する。
【００４１】
本実施形態に係る光検出装置５の構成については以上の通りであり、次に、本実施形態に係る光検出装置５の光検出の基本原理について説明する。
【００４２】
まず、入射光Ｌ１の光量Ｐ１は、ｐ波成分の光量Ｐ１１と、ｓ波成分の光量Ｐ１２とからなる。即ち、以下の式（１）が成立する。
Ｐ１＝Ｐ１１＋Ｐ１２                          ・・・（１）
同様に、検出光Ｌ２の光量Ｐ２も、ｐ波成分の光量Ｐ２１と、ｓ波成分の光量Ｐ２２とからなり、出射光Ｌ３の光量Ｐ３も、ｐ波成分の光量Ｐ３１と、ｓ波成分の光量Ｐ３２とからなり、以下の式（２）及び（３）が成立する。
Ｐ２＝Ｐ２１＋Ｐ２２                          ・・・（２）
Ｐ３＝Ｐ３１＋Ｐ３２                          ・・・（３）
【００４３】
また、光学素子７への入射光Ｌ１は、反射する検出光Ｌ２と透過する出射光Ｌ３とのみに分離するため、以下の式（４）〜（６）が成立する。なお、光学素子７における入射光Ｌ１が入射する面や出射する面で散乱すること等が無いものとしている。
Ｐ１＝Ｐ２＋Ｐ３                              ・・・（４）
Ｐ１１＝Ｐ２１＋Ｐ３１                        ・・・（５）
Ｐ１２＝Ｐ２２＋Ｐ３２                        ・・・（６）
【００４４】
そして、光学素子７におけるｐ波成分の反射率Ｒ１及びｓ波成分の反射率Ｒ２と、各光量Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ３１，Ｐ３２との関係は、以下の式（７）〜（１０）が成立する。
Ｐ２１＝Ｒ１×Ｐ１１                          ・・・（７）
Ｐ２２＝Ｒ２×Ｐ１２                          ・・・（８）
Ｐ３１＝（１−Ｒ１）×Ｐ１１                  ・・・（９）
Ｐ３２＝（１−Ｒ２）×Ｐ１２                  ・・・（１０）
【００４５】
なお、上記式（７）〜（１０）を変形すると、それぞれ以下の式（１１）〜（１４）となる。
Ｐ１１＝（１／Ｒ１）×Ｐ２１                  ・・・（１１）
Ｐ１２＝（１／Ｒ２）×Ｐ２２                  ・・・（１２）
Ｐ３１＝（１−Ｒ１）×（１／Ｒ１）×Ｐ２１    ・・・（１３）
Ｐ３２＝（１−Ｒ２）×（１／Ｒ２）×Ｐ２２    ・・・（１４）
【００４６】
ところで、光学素子７の偏光成分毎の反射率、即ち、ｐ波成分の反射率Ｒ１及びｓ波成分の反射率Ｒ２は、図４に示すように、光学素子７に対する入射光Ｌ１の入射角θ１により定まる。なお、図４は、屈折率が１．５である光学素子７に対する入射光Ｌ１の入射角θ１と偏光成分毎の反射率Ｒ１，Ｒ２との関係を示している。
【００４７】
本実施形態においては、入射角θ１が４５度に設定されているため、屈折率が１．５である光学素子７において、ｐ波成分の反射率Ｒ１は、０．９％であり、ｓ波成分の反射率Ｒ２は、９．６％である。なお、同じ材質の光学素子７であっても、入射光Ｌ１の波長が異なる場合、その屈折率が異なることになるため、光学素子７の偏光成分毎の反射率Ｒ１，Ｒ２も異なることになる。
【００４８】
このように、上記式（１）〜（１４）のうち、反射率Ｒ１，Ｒ２は、定数であり、検出光Ｌ２の偏光成分毎の光量Ｐ２１，Ｐ２２に対応する光量は、光検出部８で検出される。したがって、残りの光量、即ち、入射光Ｌ１の光量Ｐ１、その偏光成分毎の光量Ｐ１１，Ｐ１２、検出光Ｌ２の光量Ｐ２、出射光Ｌ３の光量Ｐ３、及びその偏光成分毎の光量Ｐ３１，Ｐ３２は、検出光Ｌ２の偏光成分毎の光量Ｐ２１，Ｐ２２に対応する光量と一定の関係を有しているため、検出できる。
【００４９】
本実施形態においては、光検出部８で検出した検出光Ｌ２１，Ｌ２２の光量に基づいて、出射光Ｌ３の光量を検出している。演算部９２は、光検出部８で検出する検出光Ｌ２１，Ｌ２２の光量と、出射光Ｌ３の光量との関係（例えば、実測結果）を示すテーブルに基づいて、出射光Ｌ３の光量を演算してもよく、また、光検出部８で検出する検出光Ｌ２１，Ｌ２２の光量と、出射光Ｌ３の光量との関係を示す計算式に基づいて、出射光Ｌ３の光量を演算してもよい。
【００５０】
以上より、本実施形態に係る光検出装置５によれば、光学素子７は、入射光Ｌ１の一部を検出すべく検出光Ｌ２として反射する一方、透過する光を出射光Ｌ３として、外部に出射する。このとき、光学素子７に対する入射光Ｌ１の入射角θ１が一定であるため、光学素子７の偏光成分（ｐ波成分、ｓ波成分）毎の反射率Ｒ１，Ｒ２は、一定である。
【００５１】
そして、光検出部８は、検出光Ｌ２の一部を偏光成分毎に検出する。これにより、光検出部８が検出する偏光成分毎の検出光Ｌ２１，Ｌ２２の光量と、出射光Ｌ３の偏光成分毎の光量とが、所定の関係を有しているため、入射光Ｌ１の偏光状態に関わらず、出射光Ｌ３の光量を安定して測定することが可能となる。
【００５２】
また、本実施形態に係る光検出装置５によれば、演算部９２は、光検出部８で検出された偏光成分毎の光量に基づいて、出射光Ｌ３の光量を演算している。これにより、光検出部８で検出された偏光成分毎の検出光Ｌ２１，Ｌ２２の光量に基づいて、入射光Ｌ１の偏光状態に関わらず、出射光Ｌ３の光量を安定して測定することができる。
【００５３】
また、本実施形態に係る光検出装置５によれば、偏光選択部８１は、検出光Ｌ２の一部に対し、一方の偏光成分と他方の偏光成分とを個別にそれぞれ抽出する。そして、第１の受光部８２は、偏光選択部８１が抽出する一方の偏光成分の光を受光し、第２の受光部８３は、偏光選択部８１が抽出する他方の偏光成分の光を受光する。これにより、光検出部８は、検出光Ｌ２の一部を偏光成分毎に検出できる。
【００５４】
また、本実施形態に係る光検出装置５によれば、第１の偏光子８１ａは、入射される検出光Ｌ２のうち、一方の偏光成分のみを透過し、第２の偏光子８１ｂは、入射される検出光Ｌ２のうち、他方の偏光成分のみを透過している。そして、第１の受光部８２は、第１の偏光子８１ａを透過する光を受光し、第２の受光部８３は、第２の偏光子８１ｂを透過する光を受光している。これにより、光検出部８は、検出光Ｌ２の一部を偏光成分毎に検出できる。
【００５５】
＜第２実施形態＞
次に、本発明に係る光検出装置及び光源装置における第２の実施形態について、図５を参酌して説明する。なお、図５において、図１〜図４の符号と同一の符号を付した部分は、第１実施形態と同様の構成又は要素を表し、その説明は、繰り返さない。
【００５６】
図５に示すように、本実施形態に係る光源装置２は、第１実施形態に係る光源装置２に対し、光検出部８の構成で相違している。したがって、光検出部８の構成について、以下に説明する。
【００５７】
光検出部８は、検出光Ｌ２の一部に対し、ｐ波成分とｓ波成分とを個別にそれぞれ抽出する偏光選択部８１を備えている。また、光検出部８は、偏光選択部８１が抽出するｐ波成分の光を受光する第１の受光部８２と、偏光選択部８１が抽出するｓ波成分の光を受光する第２の受光部８３とを備えている。
【００５８】
偏光選択部８１は、一方の偏光成分のみを透過する偏光子８１ｃと、偏光子８１ｃに入射する光の偏光方向を９０度回転させるための１／２波長板８１ｄとを備えている。そして、偏光子８１ｃと１／２波長板８１ｄとは、それぞれ平板状に形成されている。また、偏光子８１ｃと１／２波長板８１ｄとは、平行となるように対面して、配置されている。
【００５９】
偏光子８１ｃは、本実施形態においては、光学素子７で反射された検出光Ｌ２の偏光状態が維持されて入射された場合、ｐ波成分のみを透過する。図５においては、偏光子８１ｃの透過軸は、第１方向Ｄ１と平行な方向である。
【００６０】
１／２波長板８１ｄの光学軸は、偏光子８１ｃと１／２波長板８１ｄとが対面する方向と直交する面（図５における第１方向Ｄ１及び第３方向Ｄ３を含む面）において、ｐ波方向（図５における第１方向Ｄ１）から４５度傾けている。即ち、１／２波長板８１ｄの光学軸は、偏光子８１ｃの透過軸に対して、４５度傾いている。これにより、１／２波長板８１ｄを透過する検出光Ｌ２２ａは、入射した検出光Ｌ２に対して、偏光方位を９０度（＝４５度×２）傾くことになる。
【００６１】
第１の受光部８２は、１／２波長板８１ｄ及び偏光子８１ｃのうち、偏光子８１ｃのみを透過する光Ｌ２１ａを受光している。また、第２の受光部８３は、１／２波長板８１ｄ及び偏光子８１ｃの両方を透過する光Ｌ２２ｂを受光している。これにより、第１の受光部８２は、検出光Ｌ２の一部に対して、ｐ波成分の光を受光し、第２の受光部８３は、検出光Ｌ２の一部に対して、ｓ波成分の光を受光していることになる。
【００６２】
以上より、本実施形態に係る光検出装置５によれば、偏光子８１ｃは、入射される検出光Ｌ２のうち、一方の偏光成分のみを透過し、１／２波長板８１ｄは、偏光子８１ｃに入射する光の偏光方向を９０度回転させている。そして、第１の受光部８２は、１／２波長板８１ｄ及び偏光子８１ｃのうち、偏光子８１ｃのみを透過する光Ｌ２１ａを受光し、第２の受光部８３は、１／２波長板８１ｄ及び偏光子８１ｃの両方を透過する光Ｌ２２ｂを受光している。これにより、光検出部８は、検出光Ｌ２の一部を偏光成分毎に検出できる。
【００６３】
＜第３実施形態＞
次に、本発明に係る光検出装置及び光源装置における第３の実施形態について、図６〜図８を参酌して説明する。なお、図６〜図８において、図１〜図４の符号と同一の符号を付した部分は、第１実施形態と同様の構成又は要素を表し、その説明は、繰り返さない。
【００６４】
図６に示すように、本実施形態に係る光源装置２は、第１実施形態に係る光源装置２に対し、光検出部８の構成で相違している。したがって、光検出部８の構成について、以下に説明する。
【００６５】
光検出部８は、検出光Ｌ２の一部に対し、ｐ波成分とｓ波成分とを個別にそれぞれ抽出する偏光選択部８１を備えている。また、光検出部８は、偏光選択部８１が抽出するｐ波成分の光を受光する第１の受光部８２と、偏光選択部８１が抽出するｓ波成分の光を受光する第２の受光部８３とを備えている。
【００６６】
偏光選択部８１は、検出光Ｌ２の一部がそれぞれ入射されて且つ該一部を反射する第１及び第２の反射部材８１ｅ，８１ｆを備えている。各反射部材８１ｅ，８１ｆは、平板状に形成されており、検出光Ｌ２が入射される各反射部材８１ｅ，８１ｆの表面は、平面状に形成されている。そして、各反射部材８１ｅ，８１ｆは、空気と異なる屈折率を有しており、本実施形態においては、光学ガラスで形成されている。
【００６７】
図７及び図８に示すように、各反射部材８１ｅ，８１ｆは、検出光Ｌ２が所定の入射角θ２，θ３で入射するように傾斜して配置されている。具体的には、第１の反射部材８１ｅは、入射される検出光Ｌ２のうち、（光学素子７における）ｐ波成分のみ反射すべく、検出光Ｌ２の入射角θ２がブリュースター角となるように配置されており、第２の反射部材８１ｆは、入射される検出光Ｌ２のうち、（光学素子７における）ｓ波成分のみ反射すべく、検出光Ｌ２の入射角θ３がブリュースター角となるように配置されている。
【００６８】
なお、ブリュースター角は、例えば、屈折率１．５１９の光学ガラスで形成される反射部材８１ｅ，８１ｆにおいては、５６．６度であり、屈折率１．４６１の光学ガラスで形成される反射部材８１ｅ，８１ｆにおいては、５５．６度である。なお、同じ材質の反射部材８１ｅ，８１ｆであっても、検出光Ｌ２の波長が異なる場合、その屈折率が異なることになるため、ブリュースター角も異なることになる。
【００６９】
第１の受光部８２は、第１の反射部材８１ｅで反射される光Ｌ２１ｂを受光し、第２の受光部８３は、第２の反射部材８１ｆで反射される光Ｌ２２ｃを受光している。これにより、第１の受光部８２は、検出光Ｌ２の一部に対して、光学素子７におけるｐ波成分の光を受光し、第２の受光部８３は、検出光Ｌ２の一部に対して、光学素子７におけるｓ波成分の光を受光していることになる。
【００７０】
ここで、各反射部材８１ｅ，８１ｆの作用について説明する。なお、図７及び図８において、理解し易いように、光学素子７で反射された検出光Ｌ２は、ｐ波成分（第１方向Ｄ１の成分）の光Ｌ２ａと、ｓ波成分（第３方向Ｄ３の成分）の光Ｌ２ｂとに分離して示されている。
【００７１】
図６及び図７に示すように、光学素子７のｐ波成分（第１方向Ｄ１の成分）の光Ｌ２ａは、第１の反射部材８１ｅのｐ波成分になり、光学素子７のｓ波成分（第３方向Ｄ３の成分）の光Ｌ２ｂは、第１の反射部材８１ｅにおけるｓ波成分になる。そして、検出光Ｌ２が第１の反射部材８１ｅに入射する入射角θ２は、ブリュースター角である。
【００７２】
これにより、光学素子７のｐ波成分の光Ｌ２ａは、第１の反射部材８１ｅで反射することなく透過する。また、光学素子７のｓ波成分の光Ｌ２ｂにおいては、一部は、第１の反射部材８１ｅで反射され、大部分は、第１の反射部材８１ｅを透過する。そして、第１の受光部８２は、第１の反射部材８１ｅで反射された光Ｌ２１ｂを受光する。
【００７３】
図６及び図８に示すように、光学素子７のｐ波成分（第１方向Ｄ１の成分）の光Ｌ２ａは、第２の反射部材８１ｆのｓ波成分になり、光学素子７のｓ波成分（第３方向Ｄ３の成分）の光Ｌ２ｂは、第２の反射部材８１ｆにおけるｐ波成分になる。そして、検出光Ｌ２が第２の反射部材８１ｆに入射する入射角θ３は、ブリュースター角である。
【００７４】
これにより、光学素子７のｓ波成分の光Ｌ２ｂは、第２の反射部材８１ｆで反射することなく透過する。また、光学素子７のｐ波成分の光Ｌ２ａにおいては、一部は、第２の反射部材８１ｆで反射され、大部分は、第２の反射部材８１ｆを透過する。そして、第２の受光部８３は、第２の反射部材８１ｆで反射された光Ｌ２２ｃを受光する。
【００７５】
以上より、本実施形態係る光検出装置５によれば、第１及び第２の反射部材８１ｅ，８１ｆは、検出光Ｌ２の一部がそれぞれ入射されて、該入射された光の一部を反射している。斯かる第１の反射部材８１ｅは、検出光Ｌ２の入射角θ２がブリュースター角となるように配置されているため、検出光Ｌ２のうち、一方の偏光成分のみ反射している。そして、第１の受光部８２は、第１の反射部材８１ｅで反射された光Ｌ２１ｂを受光している。
【００７６】
また、第２の反射部材８１ｆは、検出光Ｌ２の入射角θ３がブリュースター角となるように配置されているため、入射される検出光Ｌ２のうち、他方の偏光成分のみ反射している。そして、第２の受光部８３は、第２の反射部材８１ｆで反射された光Ｌ２２ｃを受光している。これにより、光検出部８は、検出光Ｌ２の一部を偏光成分毎に検出できる。
【００７７】
＜第４実施形態＞
次に、本発明に係る光検出装置及び光源装置における第４の実施形態について、図９を参酌して説明する。なお、図９において、図１〜図４の符号と同一の符号を付した部分は、第１実施形態と同様の構成又は要素を表し、その説明は、繰り返さない。
【００７８】
図９に示すように、本実施形態に係る光源装置２は、第１実施形態に係る光源装置２に対し、光検出部８の構成で相違している。したがって、光検出部８の構成について、以下に説明する。
【００７９】
光検出部８は、検出光Ｌ２の一部に対し、ｐ波成分のみを透過する状態とｓ波成分のみを透過する状態とに切り替え可能な偏光選択切替部８４と、偏光選択切替部８４を透過する光Ｌ２ｄを受光する受光部８５とを備えている。本実施形態においては、受光部８５は、上記実施形態に係る各受光部８２，８３と同様に、受光した光の光量を測定する光量センサとしている。
【００８０】
偏光選択切替部８４は、入射された光の偏光状態を維持させて出射する状態と変更させて出射する状態とに切り替えられる偏光状態変更部８６と、偏光状態変更部８６から出射された光Ｌ２ｃが入射され、入射された光Ｌ２ｃのうち、一方の偏光成分のみを透過する偏光子８７とを備えている。本実施形態においては、偏光子８７は、光学素子７で反射された検出光Ｌ２の偏光状態が維持されて入射された場合、ｐ波成分のみを透過する。図９においては、偏光子８７の透過軸は、第１方向Ｄ１と平行な方向である。
【００８１】
偏光状態変更部８６は、入射された検出光Ｌ２の偏光状態を維持させて出射する状態（維持状態）と、カー効果、ポッケルス効果、又はファラデー効果等を利用することにより、入射された検出光Ｌ２の偏光状態に対して、光の偏光方向を９０度回転させて出射する状態（変更状態）とに切り替えられる。これにより、受光部８５は、検出光Ｌ２の一部に対して、偏光状態変更部８６が維持状態の際に、ｐ波成分の光を受光し、偏光状態変更部８６が変更状態の際に、ｓ波成分の光を受光していることになる。
【００８２】
なお、カー効果又はポッケルス効果を利用する形態においては、偏光状態変更部８６は、検出光Ｌ２が入射される電気光学素子８６ａと、電気光学素子８６ａに電場を印加する印加機構８６ｂとを備えている。そして、電気光学素子８６ａは、カー効果を利用する形態においては、例えば、タンタル酸ニオブ酸カリウム、チタン酸バリウム等を採用でき、ポッケルス効果を利用する形態においては、例えば、リン酸二水素アンモニウム、リン酸二水素カリウム、リン酸二重水素カリウム等を採用できる。
【００８３】
また、ファラデー効果を利用する形態においては、偏光状態変更部８６は、検出光Ｌ２が入射される磁気光学素子８６ｃと、磁気光学素子８６ｃに磁場を印加する印加機構８６ｄとを備えている。そして、磁気光学素子８６ｃは、例えば、磁性ガーネット型結晶等を採用できる。
【００８４】
以上より、本実施形態係る光検出装置５によれば、偏光選択切替部８４は、検出光Ｌ２の一部に対し、一方の偏光成分のみを透過する状態と他方の偏光成分のみを透過する状態とに切り替えている。そして、受光部８５は、偏光選択切替部８４を透過する光を受光している。これにより、光検出部８は、検出光Ｌ２の一部を偏光成分毎に検出できる。
【００８５】
＜第５実施形態＞
次に、本発明に係る光検出装置及び光源装置における第５の実施形態について、図１０及び図１１を参酌して説明する。なお、図１０及び図１１において、図１〜図４の符号と同一の符号を付した部分は、第１実施形態と同様の構成又は要素を表し、その説明は、繰り返さない。
【００８６】
本実施形態に係る光源装置２は、第１実施形態に係る光源装置２に対し、複数（三つ）の光源部３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに対して一つの光検出装置５を有する点と、画像光学系１５の構成とで相違している。したがって、光源装置２の構成と、画像光学系１５の構成とついて、以下に説明する。
【００８７】
光源装置２は、第１〜第３の光源部３Ｒ，３Ｇ，３Ｂと、各光源部３Ｒ，３Ｇ，３Ｂから出射される光が入射される複数の光ファイバ４とを備えている。また、光源装置２は、各光ファイバ４から出射される光が入射される光源側光学系１０と、光源側光学系１０から出射される光が入射される光検出装置５とを備えている。
【００８８】
光源側光学系１０は、反射ミラー１０ａと、ダイクロイックミラー１０ｂ，１０ｂとを備えている。そして、光源側光学系１０は、各光ファイバ４から出射されたレーザ光の進行方向を一致させている。そして、一致された進行方向は、光検出装置５に入射する際の光の進行方向でもある。
【００８９】
画像光学系１５は、光検出装置５から出射された光を変調することで、光画像にする空間変調素子１５ｅを備えている。本実施形態においては、各空間変調素子１５ｅは、デジタルマイクロミラーデバイスである。また、画像光学系１５は、全反射プリズム１５ｆと、ダイクロイックプリズム１５ｇと、反射ミラー１５ｈとを備えている。
【００９０】
光検出装置５は、図１１に示すように、光ファイバ４から出射された光が入射されて該光を平行な光にして出射するコリメータレンズ６と、コリメータレンズ６から出射された光が入射される光学素子７とを備えている。また、光検出装置５は、光学素子７で反射された検出光Ｌ２を、色波長毎の光に分離する分離光学系１１と、分離光学系１１で分離された光Ｌ２ｅ，Ｌ２ｆ，Ｌ２ｇを偏光成分毎に検出する複数の光検出部８と、各光検出部８で検出した光量の情報を処理する処理部９とを備えている。
【００９１】
分離光学系１１は、ダイクロイックミラー１１ａ，１１ａと、反射ミラー１１ｂとを備えている。そして、分離光学系１１で分離された赤色光（５９０〜６９３ｎｍの波長の光）Ｌ２ｅは、第１の光検出部８Ｒに入射され、分離光学系１１で分離された緑色光（４９８〜５８０ｎｍの波長の光）Ｌ２ｆは、第２の光検出部８Ｇに入射され、分離光学系１１で分離された青色光（４１０〜４９６ｎｍの波長の光）Ｌ２ｇは、第３の光検出部８Ｂに入射される。
【００９２】
そして、各光検出部８は、入射された光Ｌ２ｅ，Ｌ２ｆ，Ｌ２ｇを偏光成分毎に検出する。なお、各光検出部８は、上記実施形態１〜４に係る検出部８のうち、何れの検出部８の構成を採用してもよい。
【００９３】
なお、本発明は、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものではない。また、本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記した複数の実施形態の各構成や各方法等を任意に採用して組み合わせてもよく（１つの実施形態に係る各構成や各方法等を他の実施形態に係る構成や方法等に適用してもよく）、さらに、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。
【００９４】
例えば、本発明に係る光検出装置５は、光学素子７で反射した検出光Ｌ２を集光する光学系、検出光Ｌ２の進行方向を変更する光学系、又は検出光Ｌ２を拡散させる光学系を備える、という構成でもよい。そして、該光学系は、出射する光を光検出部８に入射させる。なお、斯かる光学系としては、集光レンズ、反射ミラー、拡散板等がそれぞれ挙げられる。
【００９５】
また、上記実施形態に係る光検出装置５においては、演算部９２は、光検出部８で検出される偏光成分毎の光量に基づいて、出射光Ｌ３の光量を演算する、という構成である。しかしながら、本発明に係る光検出装置は、斯かる構成に限られない。例えば、本発明に係る光検出装置においては、演算部９２は、光検出部８で検出される偏光成分毎の光量に基づいて、入射光Ｌ１の光量を演算する、という構成でもよい。
【００９６】
また、上記実施形態に係る光検出装置５においては、光検出部８は、光学素子７で反射した光を、検出光Ｌ２として検出する、という構成である。しかしながら、本発明に係る光検出装置は、斯かる構成に限られない。例えば、本発明に係る光検出装置においては、光検出部８は、光学素子７を透過した光を、検出光Ｌ２として検出する、という構成でもよく、斯かる構成においては、光学素子７を反射する光を出射光Ｌ３として外部に出射する。
【００９７】
また、上記実施形態に係る光検出装置５においては、光検出部８は、光学素子７で反射した光の一部を、検出光Ｌ２として検出する、という構成である。しかしながら、本発明に係る光検出装置は、斯かる構成に限られない。例えば、本発明に係る光検出装置においては、光検出部８は、光学素子７で反射した光の全部を、検出光Ｌ２として検出する、という構成でもよい。
【符号の説明】
【００９８】
１…画像投影装置、２…光源装置、２Ｒ…第１の光源装置、２Ｇ…第２の光源装置、２Ｂ…第３の光源装置、３…光源部、３Ｒ…第１の光源部、３Ｇ…第２の光源部、３Ｂ…第３の光源部、４…光ファイバ、５…光検出装置、６…コリメータレンズ、７…光学素子、８…光検出部、８Ｒ…第１の光検出部、８Ｇ…第２の光検出部、８Ｂ…第３の光検出部、９…処理部、１０…光源側光学系、１０ａ…反射ミラー、１０ｂ…ダイクロイックミラー、１１…分離光学系、１１ａ…ダイクロイックミラー、１１ｂ…反射ミラー、１５…画像光学系、１５ａ…偏光ビームスプリッタ、１５ｂ…空間変調素子、１５ｃ…ダイクロイックプリズム、１５ｄ…反射ミラー、１５ｅ…空間変調素子、１５ｆ…全反射プリズム、１５ｇ…ダイクロイックプリズム、１５ｈ…反射ミラー、１６…投影光学系、１７…スクリーン、３１…光源、３２…コリメータレンズ、３３…収束レンズ、８１…偏光選択部、８１ａ…第１の偏光子、８１ｂ…第２の偏光子、８１ｃ…偏光子、８１ｄ…１／２波長板、８１ｅ…第１の反射部材、８１ｆ…第２の反射部材、８２…第１の受光部、８３…第２の受光部、８４…偏光選択切替部、８５…受光部、８６…偏光状態変更部、８６ａ…電気光学素子、８６ｂ…印加機構、８６ｃ…磁気光学素子、８６ｄ…印加機構、８７…偏光子、９１…記憶部、９２…演算部、９３…制御部、Ｌ１…入射光、Ｌ２…検出光、Ｌ３…出射光、Ｒ１…ｐ波成分の反射率、Ｒ２…ｓ波成分の反射率
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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