(57)【要約】【課題】構成を簡略化しつつ、光の利用効率を向上させることができる照明装置及びプロジェクターを提供すること。【解決手段】光源装置及び均一化装置を備え、均一化装置は、被照明領域と略相似形状を有する複数の第１レンズが光源装置からの光の中心軸に対する直交面に配列され、入射光を複数の部分光束に分割する第１レンズアレイと、被照明領域と略相似形状を有する複数の第２レンズが上記直交面に配列され、複数の部分光束を上記被照明領域に重畳させる第２レンズアレイとを有し、光源装置は、固体光源と、固体光源から出射された光の波長を変換する波長変換素子と、固体光源と波長変換素子との間に配置され、出射される光の形状を、複数の第２レンズのそれぞれの有効領域の形状に合わせる異方性拡散素子とを有する照明装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源装置と、
前記光源装置から出射された光の中心軸に対する直交面内の照度を均一化する均一化装置と、を備え、
前記均一化装置は、
被照明領域と略相似形状を有する複数の第１レンズが前記直交面に配列され、入射された光を前記複数の第１レンズによって複数の部分光束に分割する第１レンズアレイと、
前記被照明領域と略相似形状を有する複数の第２レンズが前記直交面に配列され、前記複数の部分光束を前記複数の第２レンズによって前記被照明領域に重畳させる第２レンズアレイと、を有し、
前記光源装置は、
固体光源と、
前記固体光源から出射された光の波長を変換する波長変換素子と、
前記固体光源と前記波長変換素子との間に配置され、出射される光の形状を、前記複数の第２レンズのそれぞれの有効領域の形状に合わせる異方性拡散素子と、を有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の照明装置において、
前記光源装置は、前記固体光源から出射された光を集光して前記異方性拡散素子に入射させる光学素子を有することを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の照明装置において、
前記均一化装置は、前記複数の部分光束の偏光方向を揃える偏光変換素子を備え、
前記偏光変換素子は、
前記複数の部分光束の進行方向である第１方向に対してそれぞれ傾斜する複数の偏光分離層と、
前記第１方向に直交する第２方向に沿って前記複数の偏光分離層のそれぞれと交互に配列され、前記第１方向に対して傾斜して、前記複数の偏光分離層にて反射された光を、前記複数の偏光分離層を透過した光の進行方向と平行に反射させる複数の反射層と、
前記複数の偏光分離層を透過した光の光路、及び、前記複数の反射層によって反射された光の光路のいずれかの光路上に設けられ、入射される光の偏光方向を変換する複数の位相差層と、を有し、
前記有効領域は、前記第１レンズアレイ側から前記第２レンズアレイを見た場合に、前記複数の第２レンズのそれぞれにおいて前記複数の反射層と重ならない領域であることを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の照明装置と、
前記照明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って変調された光を投射する投射光学装置と、を備え、
前記被照明領域は、前記光変調装置において入射される光を変調する変調領域であ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、照明装置及びプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、励起光を出射する固体光源と、当該励起光により励起されて蛍光を出射する波長変換素子と、を有する照明装置を備えたプロジェクターが知られている（例えば、特許文献１参照）。具体的に、特許文献１に記載のプロジェクターは、アレイ光源、コリメーター光学系、アフォーカル光学系、第１の位相差板、プリズム、発光素子（波長変換素子）、第２の位相差板、拡散反射素子、インテグレーター光学系、偏光変換素子及び重畳光学系を有する照明装置を備えている。
【０００３】
アレイ光源は、固体光源である複数の半導体レーザーがアレイ状に並んだ構成を有し、当該アレイ光源から出射されたレーザー光であるＳ偏光の青色光は、コリメーター光学系により平行光束に変換され、アフォーカル光学系によって光束径が調整される。この青色光の偏光軸は、当該青色光が１／２波長板である第１の位相差板を通過することによって回転され、Ｓ偏光である青色光の一部がＰ偏光に変換される。
【０００４】
上記青色光に含まれるＳ偏光成分及びＰ偏光成分のうち、Ｓ偏光成分は、プリズムの偏光分離素子にて反射され、Ｐ偏光成分は、偏光分離素子を透過する。
反射されたＳ偏光成分は、発光素子の蛍光体層に励起光として入射され、これにより、黄色の蛍光光が生成される。この蛍光光は、偏光方向が揃っていない非偏光光であり、非偏光状態のまま上記偏光分離素子を透過し、インテグレーター光学系に入射される。
一方、偏光分離素子を透過した青色光のＰ偏光成分は、第２の位相差板を通過し、拡散反射素子にて拡散反射される。この青色光は、第２の位相差板に再度入射されることによってＳ偏光成分に変換され、上記偏光分離素子によって反射されて、インテグレーター光学系に入射される。
【０００５】
インテグレーター光学系は、複数の第１レンズを有する第１レンズアレイと、複数の第１レンズに対応する複数の第２レンズを有する第２レンズアレイとを有し、上記青色光及び上記蛍光光を含む照明光を複数の部分光束に分割し、重畳光学系とともに、被照明領域である光変調装置に重畳する。これらインテグレーター光学系及び重畳光学系の間には、偏光変換素子が配置され、これにより偏光方向が揃えられる。
そして、各光変調装置によって変調された各色光（画像光）は、合成光学系によって合成された後、投射光学装置によってスクリーンに拡大投射される。
【０００６】
なお、偏光変換素子は、偏光分離層（偏光分離膜）及び反射層（ミラー）が光軸直交方向に沿って交互に配列され、偏光分離層を透過した光、又は、偏光分離層によって反射された後に反射層によって反射された光の光路上に位相差層が配置された構成を有する。そして、上記第２レンズアレイの各第２レンズの焦点位置は、各部分光束が偏光分離層に入射されるように設定されている。なお、偏光変換素子における光入射側にて反射層を覆う遮光部が設けられるものも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−１０６１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、半導体レーザーは、特性上、光軸直交面における形状が横長のアスペクト比を有する形状（略長方形状、又は、略楕円形状）となる光を出射する。この半導体レーザーがアレイ状に並んだアレイ光源から出射された光によって生成された上記照明光の形状も、同様のアスペクト比を有する形状となり、上記各第１レンズによって分割された各部分光束の第２レンズ上の形状も、それぞれ横長のアスペクト比を有する形状となる。
このような部分光束が上記第２レンズにおける光入射面の略全面に入射される場合、当該部分光束の一部は、当該第２レンズにおいて偏光変換素子の反射層に応じた位置に入射される（遮光部が設けられる場合には、当該遮光部に応じた位置に入射される）。このような光は、光変調装置による画像形成に利用されないことから、光の損失が生じる。
【０００９】
これに対し、第１レンズアレイと第２レンズアレイとの距離を短くし、第２レンズにおいて、当該第２レンズから出射される部分光束の略全てが偏光分離層に入射される略正方形の有効領域内に、第１レンズから部分光束を入射させることが考えられる。
この場合には、重畳光学系と光変調装置との距離を短くして、各部分光束が適切に重畳されるように構成する必要があるが、当該重畳光学系によって各部分光束が集光されて光変調装置に入射されるので、当該光変調装置に対する光の入射角が大きくなる。このため、光変調装置から出射される光の出射角が大きくなって、投射光学装置から出射されない画像光の光量が多くなり、ひいては、投射画像の輝度が低下するという問題がある。
【００１０】
このような問題から、第１の位相差板とプリズムとの間に配置される一対のマルチレンズアレイを有するホモジナイザー光学系により、上記発光素子（波長変換素子）に入射される光の形状を調整して、第１レンズアレイと第２レンズアレイとの距離を短くすることなく、上記有効領域に部分光束の略全てを入射させることが考えられる。
しかしながら、ホモジナイザー光学系は、互いに離間配置される一対のマルチレンズアレイを有することから、照明装置の構成が複雑化しやすく、製造コストが高いという問題がある。
【００１１】
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、構成を簡略化しつつ、光の利用効率を向上させることができる照明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】
【００１２】
本発明の第１態様に係る照明装置は、光源装置と、前記光源装置から出射された光の中心軸に対する直交面内の照度を均一化する均一化装置と、を備え、前記均一化装置は、被照明領域と略相似形状を有する複数の第１レンズが前記直交面に配列され、入射された光を前記複数の第１レンズによって複数の部分光束に分割する第１レンズアレイと、前記被照明領域と略相似形状を有する複数の第２レンズが前記直交面に配列され、前記複数の部分光束を前記複数の第２レンズによって前記被照明領域に重畳させる第２レンズアレイと、を有し、前記光源装置は、固体光源と、前記固体光源から出射された光の波長を変換する波長変換素子と、前記固体光源と前記波長変換素子との間に配置され、出射される光の形状を、前記複数の第２レンズのそれぞれの有効領域の形状に合わせる異方性拡散素子と、を有することを特徴とする。
【００１３】
このような異方性拡散素子は、光軸直交面内の直交２軸のうち少なくとも１軸における光の拡散具合を調整して、出射される光束の形状を調整可能な素子であり、当該直交２軸のそれぞれにおける光の拡散具合を個別に調整可能な素子も含まれる。このような異方性拡散素子として、ホログラムや、複数の小レンズが光軸直交面に配列されたマルチレンズ、或いは、上記直交２軸における粗し方がそれぞれ異なる粗面を有する構成を例示できる。これらのうち、マルチレンズに採用される小レンズとしては、例えば、シリンドリカルレンズ形状を有する小レンズを挙げることができる。
【００１４】
上記第１態様によれば、上記異方性拡散素子により、固体光源から出射され、波長変換素子を介して均一化装置に入射される光の形状を、第２レンズの有効領域の形状に合わせることができる。このため、固体光源が、光軸直交面における形状が横長のアスペクト比を有する形状となる光を出射する場合でも、当該有効領域の形状に合わせた形状の光、すなわち、当該有効領域と相似形を有する光を第１レンズアレイに入射させることができる。これにより、各第１レンズにて生じる部分光束は、それぞれ、当該有効領域と相似形を有する光となるので、第１レンズアレイと第２レンズアレイとの距離を短くすることなく、当該有効領域の略全面に部分光束の略全てを入射させることができる。
そして、このような照明装置がプロジェクターに採用され、被照明領域が、当該プロジェクターの光変調装置に設定されている場合に、当該光変調装置から投射光学装置への光の出射角が大きくなることを抑制できるので、当該投射光学装置に入射されない光の発生を抑制でき、投射画像の輝度の低下を抑制できる。従って、光源装置から出射された光の利用効率を向上させることができる。
また、上記第１態様では、異方性拡散素子によって上記効果を奏することができるので、一対のマルチレンズアレイを有するホモジナイザー光学系を採用する必要がない。このため、照明装置の構成を簡略化でき、製造コストを低減できる。
【００１５】
上記第１態様では、前記光源装置は、前記固体光源から出射された光を集光して前記異方性拡散素子に入射させる光学素子を有することが好ましい。
上記光学素子としては、アフォーカル光学系を構成する凸レンズ及び凹レンズの組合せを例示できる。
【００１６】
このような構成によれば、上記光学素子により、異方性拡散素子に入射される光の光束径を小さくすることができるので、異方性拡散素子を小さくすることができる他、当該異方性拡散素子から出射される光の光路上に位置する光学部品を小さくすることができる。従って、照明装置を小型化できる。
【００１７】
上記第１態様では、前記均一化装置は、前記複数の部分光束の偏光方向を揃える偏光変換素子を備え、前記偏光変換素子は、前記複数の部分光束の進行方向である第１方向に対してそれぞれ傾斜する複数の偏光分離層と、前記第１方向に直交する第２方向に沿って前記複数の偏光分離層のそれぞれと交互に配列され、前記第１方向に対して傾斜して、前記複数の偏光分離層にて反射された光を、前記複数の偏光分離層を透過した光の進行方向と平行に反射させる複数の反射層と、前記複数の偏光分離層を透過した光の光路、及び、前記複数の反射層によって反射された光の光路のいずれかの光路上に設けられ、入射される光の偏光方向を変換する複数の位相差層と、を有し、前記有効領域は、前記第１レンズアレイ側から前記第２レンズアレイを見た場合に、前記複数の第２レンズのそれぞれにおいて前記複数の反射層と重ならない領域であることが好ましい。
【００１８】
なお、偏光変換素子が、複数の反射層のそれぞれに対して第１方向側とは反対側に位置する複数の遮光層を有する場合には、上記有効領域は、第１レンズアレイ側から第２レンズアレイを見た場合に、複数の第２レンズのそれぞれにおいて複数の反射層と重ならない領域と言い換えることができる。
このような構成によれば、偏光変換素子により、偏光方向が揃えられた光を出射できるので、照明装置の汎用性を向上させることができる。
また、異方性拡散素子が入射される光の形状を合わせる第２レンズの有効領域が、上記のように設定されることにより、各部分光束を当該有効領域の略全面に入射させることができ、これにより、当該第２レンズから出射される部分光束の略全てを、反射層又は遮光層に入射させずに偏光分離層に入射させることができる。従って、光の損失が生じることを抑制でき、光の利用効率を確実に向上させることができる。
【００１９】
本発明の第２態様に係るプロジェクターは、上記照明装置と、前記照明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って変調された光を投射する投射光学装置と、を備え、前記被照明領域は、前記光変調装置において入射される光を変調する変調領域であることを特徴とする。
上記第２態様によれば、上記第１態様に係る照明装置と同様の効果を奏することができる。また、被照明領域が光変調装置の変調領域であるので、当該変調領域を照度分布が均一な光によって照明できるので、投射される画像に輝度むらが生じることを抑制できる。更に、第１レンズアレイと第２レンズアレイとの距離を短くする必要がないので、光変調装置から投射光学装置に出射される光（画像光）の出射角が大きくなることが抑制される。従って、投射画像の輝度が低下することを抑制できる一方で、光源装置からの光の利用効率が向上されるので、当該投射画像の輝度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一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】上記実施形態における照明装置の構成を示す模式図。
【図３】上記実施形態における偏光変換素子の一部を模式的に示す断面図。
【図４】上記実施形態における第２レンズアレイを光入射側から見た場合に第２レンズアレイにおいて遮光部と重なる重なり領域の位置を示す図。
【図５】上記実施形態における第２レンズと重なり領域との位置関係を拡大して示す図。
【図６】上記実施形態における異方性拡散素子に入射される励起光の光軸直交面内における形状を示す図。
【図７】上記実施形態における異方性拡散素子から出射される励起光の光軸直交面内における形状を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態について、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。
本実施形態に係るプロジェクター１は、内部に設けられた照明装置３１から出射された光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、詳しくは後述するが、光源から出射された光の利用効率を高めつつ構成を簡略化するために、均一化装置５を構成する第２レンズアレイ５２の有効領域ＡＲの略全面に部分光束が入射されるように、当該均一化装置５に入射される光束の形状を調整する機能を有することを特徴の１つとしている。
このようなプロジェクター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と、を備える。この他、図示を省略するが、プロジェクター１は、当該プロジェクター１を制御する制御装置、光学部品等の冷却対象を冷却する冷却装置、及び、電子部品に電力を供給する電源装置を備える。
【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、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。
これらのうち、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、後に詳述する。
【００２３】
色分離装置３２は、照明装置３１から入射される照明光ＷＬを赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢ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、反射ミラー３２３，３２４，３２５及びリレーレンズ３２６，３２７を備える。
これらのうち、ダイクロイックミラー３２１は、上記照明光ＷＬから赤色光ＬＲと他の色光（緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢ）とを分離する。分離された赤色光ＬＲは、反射ミラー３２３によって反射されて、平行化レンズ３３（３３Ｒ）に導かれる。また、分離された当該他の色光は、ダイクロイックミラー３２２に入射される。
ダイクロイックミラー３２２は、上記他の色光から緑色光ＬＧと青色光ＬＢとを分離する。分離された緑色光ＬＧは、平行化レンズ３３（３３Ｇ）に導かれる。また、分離された青色光ＬＢは、リレーレンズ３２６、反射ミラー３２４、リレーレンズ３２７及び反射ミラー３２５を介して、平行化レンズ３３（３３Ｂ）に導かれる。
平行化レンズ３３（赤、緑及び青の各色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ用の平行化レンズを、それぞれ３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂとする）は、入射される光を平行化する。
【００２４】
光変調装置３４（赤、緑及び青の各色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ用の光変調装置を、それぞれ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂとする）は、それぞれ入射される上記色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを変調して、画像情報に応じた画像光を形成する。これら光変調装置３４は、入射される色光を変調する液晶パネルと、当該光変調装置３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂの入射側及び射出側に配置される一対の偏光板と、を備えて構成される。
このような光変調装置３４において、入射される色光を変調して画像を形成する画像形成領域である変調領域３４１は、液晶パネルにおける変調領域である。この変調領域３４１は、横長のアスペクト比（長辺と短辺との比率）を有する領域となっており、本実施形態では、当該アスペクト比は１６：９となっている。しかしながら、これに限らず、変調領域３４１のアスペクト比は４：３でもよい。
【００２５】
色合成装置３５は、光変調装置３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂから入射される画像光（上記色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢによりそれぞれ形成される画像光）を合成する。この色合成装置３５は、例えばクロスダイクロイックプリズムにより構成できる。
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。このような投射光学装置としては、図示を省略するが、鏡筒内に複数のレンズが配置された組レンズを採用できる。
このような光学ユニット３により、スクリーンＳＣ１に拡大された画像が投射される。
【００２６】
［照明装置の構成］
図２は、照明装置３１の構成を示す模式図である。
照明装置３１は、上記のように、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を有する。
【００２７】
［光源装置の構成］
光源装置４は、均一化装置５に光束を出射する。この光源装置４は、光源部４１、アフォーカル光学系４２、第１位相差板４３、異方性拡散素子４４、偏光分離装置４５、第２位相差板４６、第１ピックアップレンズ４７、拡散反射素子４８、第２ピックアップレンズ４９及び波長変換装置４Ａを備える。
これらのうち、光源部４１、アフォーカル光学系４２、第１位相差板４３、異方性拡散素子４４、偏光分離装置４５、第２位相差板４６、第１ピックアップレンズ４７及び拡散反射素子４８は、照明光軸Ａｘ１上に配置されている。なお、偏光分離装置４５は、照明光軸Ａｘ１と、当該照明光軸Ａｘ１に直交する照明光軸Ａｘ２との交差部分に配置される。
【００２８】
［光源部の構成］
光源部４１は、それぞれＬＤ（Laser Diode）である複数の固体光源４１１、及び、各固体光源４１１に応じた複数の平行化レンズ４１２を有し、アフォーカル光学系４２に向けて青色光である励起光を出射する。なお、本実施形態では、各固体光源４１１は、例えばピーク波長が４４０ｎｍの励起光を射出するが、ピーク波長が４４６ｎｍの励起光を出射するＬＤを固体光源４１１として採用してもよく、ピーク波長が４４０ｎｍ及び４４６ｎｍの励起光をそれぞれ出射するＬＤを混在させてもよい。これら固体光源４１１から出射された励起光は、平行化レンズ４１２により平行化されてアフォーカル光学系４２に入射される。なお、本実施形態では、各固体光源４１１から出射される励起光は、Ｓ偏光光である。
【００２９】
［アフォーカル光学系の構成］
アフォーカル光学系４２は、光源部４１から入射される励起光の光束径を調整する。具体的に、アフォーカル光学系４２は、光源部４１から平行光として入射される励起光を集光し、光束径を縮小させた上で、平行化して出射する光学素子である。このアフォーカル光学系４２は、それぞれ凸レンズ及び凹レンズであるレンズ４２１，４２２を備えて構成され、光源部４１から出射された励起光は、当該アフォーカル光学系４２により集光されて、第１位相差板４３、ひいては、異方性拡散素子４４に入射される。
【００３０】
［第１位相差板の構成］
第１位相差板４３は、１／２波長板である。この第１位相差板４３を透過することにより、光源部４１から出射されたＳ偏光光である励起光は、当該Ｓ偏光光の一部がＰ偏光光に変換され、Ｓ偏光光とＰ偏光光とが混在した光となる。このような第１位相差板４３を透過した励起光は、異方性拡散素子４４に入射される。
【００３１】
［異方性拡散素子の構成］
異方性拡散素子４４は、一対のマルチレンズアレイを有するホモジナイザー光学系の代替となるものである。この異方性拡散素子４４は、光軸直交面（照明光軸Ａｘ１に直交する面）における直交２軸においてそれぞれ異なる拡散率で入射光束を拡散させて、出射光束の光軸直交面における照度を均一化する他、当該出射光束の形状を調整する。
このような異方性拡散素子４４としては、ホログラムを有する構成の他、複数の小レンズが光軸直交面に配列されたマルチレンズや、上記直交２軸における粗し方がそれぞれ異なる粗面を有する板状体を例示できる。これらのうち、マルチレンズに採用される小レンズとしては、シリンドリカルレンズ形状を有する小レンズを例示できる。
なお、異方性拡散素子４４への入射光束の形状、及び、当該異方性拡散素子４４からの出射光束の形状については、後に詳述する。
【００３２】
［偏光分離装置の構成］
偏光分離装置４５は、プリズム型のＰＢＳ（Polarizing Beam Splitter）であり、それぞれ略三角柱状に形成されたプリズム４５１，４５２が界面にて貼り合わされ、これにより全体が略直方体形状に形成されている。これらプリズム４５１，４５２の界面は、照明光軸Ａｘ１及び照明光軸Ａｘ２のそれぞれに対して略４５°傾斜している。そして、偏光分離装置４５において異方性拡散素子４４側（すなわち光源部４１側）に位置するプリズム４５１の界面には、波長選択性を有する偏光分離層４５３が形成されている。
【００３３】
偏光分離層４５３は、励起光に含まれるＳ偏光光とＰ偏光光とを分離する特性を有する。また、偏光分離層４５３は、後述する波長変換装置４Ａに励起光が入射されて生じる蛍光光を、当該蛍光光の偏光状態にかかわらず透過させる機能を有する。すなわち、偏光分離層４５３は、所定波長領域の光についてはＳ偏光光とＰ偏光光とを分離するが、他の所定波長領域の光についてはＳ偏光光とＰ偏光光とを分離せずに透過させる、波長選択性の偏光分離特性を有する。
このような偏光分離装置４５により、異方性拡散素子４４から入射された励起光のうち、Ｐ偏光光は、照明光軸Ａｘ１に沿って第２位相差板４６側に透過され、Ｓ偏光光は、照明光軸Ａｘ２に沿って第２ピックアップレンズ４９側に反射される。
【００３４】
［第２位相差板、第１ピックアップレンズ及び拡散反射素子の構成］
第２位相差板４６は、１／４波長板であり、偏光分離装置４５から入射される励起光の偏光方向を回転させる。
第１ピックアップレンズ４７は、第２位相差板４６を透過した励起光を拡散反射素子４８に集束させる。なお、第１ピックアップレンズ４７を構成するレンズの数は、本実施形態では３としているが、当該レンズの数は問わない。
拡散反射素子４８は、後述する波長変換素子４Ａ１にて生成及び出射される蛍光光と同様に、入射される励起光を拡散反射させる。この拡散反射素子４８としては、入射光をランバート反射させる反射部材を例示できる。
このような拡散反射素子４８にて拡散反射された励起光は、第１ピックアップレンズ４７を介して再び第２位相差板４６に入射される。この第２位相差板４６を透過する過程にて、励起光の偏光方向は更に回転され、当該励起光は、Ｓ偏光の励起光に変換される。そして、当該励起光は、偏光分離装置４５の偏光分離層４５３によって反射され、照明光軸Ａｘ２に沿って均一化装置５に青色光として入射される。
【００３５】
第２ピックアップレンズ４９及び波長変換装置４Ａは、上記照明光軸Ａｘ２上に配置される。
第２ピックアップレンズ４９には、異方性拡散素子４４を通過して偏光分離層４５３にて反射されたＳ偏光の励起光が入射される。この第２ピックアップレンズ４９は、当該励起光を波長変換素子４Ａ１に集束させる。この第２ピックアップレンズ４９を構成するレンズの数は、本実施形態では３としているが、当該レンズの数は問わない。
【００３６】
［波長変換装置の構成］
波長変換装置４Ａは、入射される励起光を蛍光光に変換する。この波長変換装置４Ａは、波長変換素子４Ａ１及び回転装置４Ａ５を備える。
これらのうち、回転装置４Ａ５は、波長変換素子４Ａ１の中心軸を中心として回転させるモーター等により構成されている。
【００３７】
波長変換素子４Ａ１は、基板４Ａ２と、当該基板４Ａ２において励起光の入射側の面に位置する蛍光体層４Ａ３及び反射層４Ａ４と、を有する。
基板４Ａ２は、励起光の入射側から見て略円形状に形成されている。この基板４Ａ２は、金属やセラミックス等により構成できる。
蛍光体層４Ａ３は、入射された励起光により励起されて蛍光光（例えば５００〜７００ｎｍの波長域にピーク波長を有する蛍光光）を出射する蛍光体を含む。この蛍光体層４Ａ３にて生じる蛍光光の一部は、第２ピックアップレンズ４９側に出射され、他の一部は、反射層４Ａ４側に出射される。
反射層４Ａ４は、蛍光体層４Ａ３と基板４Ａ２との間に配置され、当該蛍光体層４Ａ３から入射される蛍光光を第２ピックアップレンズ４９側に反射させる。
このような波長変換素子４Ａ１から射出された蛍光光は、非偏光光である。この蛍光光は、第２ピックアップレンズ４９を介して偏光分離装置４５の偏光分離層４５３に入射され、照明光軸Ａｘ２に沿って偏光分離層４５３を透過して、均一化装置５に入射される。
【００３８】
このように、異方性拡散素子４４を介して偏光分離装置４５に入射された励起光のうち、Ｐ偏光光は、上記拡散反射素子４８に入射されることによって拡散されるとともに、第２位相差板４６を２回透過し、偏光分離装置４５にて反射されて青色光として均一化装置５に入射される。一方、Ｓ偏光光は、波長変換装置４Ａによって蛍光光（緑色光及び赤色光）に波長変換された後、偏光分離装置４５を透過して均一化装置５に入射される。すなわち、これら青色光、緑色光及び赤色光は、偏光分離装置４５にて合成されて、白色の照明光ＷＬとして均一化装置５に入射される。
【００３９】
［均一化装置の構成］
均一化装置５は、光源装置４から入射される照明光ＷＬの中心軸に対する直交面（光軸直交面）の照度を均一化するものであり、具体的には、各光変調装置３４（３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ）における被照明領域である変調領域３４１における光束の照度分布を均一化する。この均一化装置５は、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。
【００４０】
［第１レンズアレイ、第２レンズアレイ及び重畳レンズの構成］
第１レンズアレイ５１は、それぞれ小レンズである複数の第１レンズ５１１が光軸直交面にてマトリクス状に配列された構成を有し、当該複数の第１レンズ５１１により、入射される照明光ＷＬを複数の部分光束に分割する。なお、第１レンズアレイ５１のレンズ面（複数の第１レンズ５１１間の谷を繋いだ仮想面）は、各光学部品を介して上記光変調装置３４の変調領域３４１と共役関係にある。このため、各第１レンズ５１１の形状と変調領域３４１の形状とは相似関係にあり、各第１レンズ５１１は、本実施形態では当該変調領域３４１と同様に、横長のアスペクト比を有する矩形状に形成されている。
第２レンズアレイ５２は、第１レンズアレイ５１と同様に、それぞれ小レンズである複数の第２レンズ５２１が光軸直交面にてマトリクス状に配列された構成を有し、各第２レンズ５２１は、対応する第１レンズ５１１と１対１の関係にある。すなわち、或る第２レンズ５２１には、対応する第１レンズ５１１から出射された部分光束が入射される。これら第２レンズ５２１は、各第１レンズ５１１により分割された複数の部分光束を、重畳レンズ５４とともに各光変調装置３４の変調領域３４１に重畳させる。なお、各第２レンズ５２１の形状は、対応する第１レンズ５１１の形状と相似関係にある。
【００４１】
［偏光変換素子の構成］
図３は、偏光変換素子５３の一部を模式的に示す断面図である。
偏光変換素子５３は、第２レンズアレイ５２と重畳レンズ５４との間に配置され、入射される複数の部分光束の偏光方向を揃える機能を有する。この偏光変換素子５３は、図３に示すように、透光性部材５３１と、位相差層５３４と、遮光部５３５と、を有する。
【００４２】
透光性部材５３１は、それぞれの断面視が三角形状又は平行四辺形状に形成された柱状体５３１１が接合された構成を有し、全体が略矩形板状に形成されている。これら柱状体５３１１は、上記部分光束が透過可能な白板ガラス等の透光性材料によって形成されている。そして、各柱状体５３１１の界面には、偏光分離層５３２又は反射層５３３が形成されている。
【００４３】
偏光分離層５３２及び反射層５３３は、入射される各部分光束の進行方向であり、照明光軸Ａｘ２に沿う方向であるＺ方向（第１方向）に対してそれぞれ略４５°傾斜し、当該Ｚ方向に直交するＸ方向（第２方向）に沿って交互に配列されている。
これら偏光分離層５３２及び反射層５３３は、詳しい図示を省略するが、Ｚ方向に対する直交面内において、Ｘ方向に短手方向を有し、当該Ｘ方向に対する直交方向であるＹ方向に長手方向を有する矩形状に形成されている。そして、第１レンズアレイ５１にて分割された各部分光束は、対応する偏光分離層５３２に応じた光入射面５３１Ａ（透光性部材５３１の光入射面５３１Ａ）を介して当該偏光分離層５３２に入射される。
偏光分離層５３２は、入射されるＰ偏光光及びＳ偏光光のうち、一方を透過させ、他方を反射させる層であり、誘電体多層膜により構成されている。
反射層５３３は、偏光分離層５３２にて反射された偏光光を、当該偏光分離層５３２を透過した偏光光の進行方向と平行で、当該透過した偏光光と同じ方向に反射させる。
【００４４】
位相差層５３４は、透光性部材５３１の光出射面５３１Ｂに設けられている。本実施形態では、位相差層５３４は、偏光分離層５３２を透過した偏光光の光路上にそれぞれ配置され、入射される光の偏光方向を９０°回転させて、当該偏光分離層５３２にて反射される偏光光と偏光方向を同一にする。これら位相差層５３４により、偏光変換素子５３（偏光分離層５３２）から出射される光の偏光方向が揃えられる。
なお、位相差層５３４は、反射層５３３によって反射された偏光光の光路上に配置されてもよい。すなわち、位相差層５３４が、偏光分離層５３２を透過した光の光路上に配置されている場合で、当該偏光分離層５３２がＳ偏光光を透過させる構成であれば、偏光変換素子５３から出射される各部分光束はＰ偏光となり、当該偏光分離層５３２がＰ偏光光を透過させる構成であれば、偏光変換素子５３から出射される各部分光束はＳ偏光となる。また、位相差層５３４が、反射層５３３によって反射された光の光路上に配置されている場合で、偏光分離層５３２がＳ偏光光を透過させる構成であれば、偏光変換素子５３から出射される各部分光束はＳ偏光となり、当該偏光分離層５３２がＰ偏光光を透過させる構成であれば、偏光変換素子５３から出射される各部分光束はＰ偏光となる。これらのいずれの場合でも、偏光変換素子５３から出射される光は、一種類の偏光光となる。
【００４５】
遮光部５３５は、例えばステンレスやアルミニウム合金等の金属により形成され、透光性部材５３１の光入射側に複数配置されている。具体的に、各遮光部５３５は、透光性部材５３１の光入射側で、かつ、反射層５３３に応じた位置に設けられている。このような遮光部５３５は、各第２レンズ５２１から射出された部分光束が、偏光分離層５３２にのみ入射されるように配置されており、反射層５３３に直接入射される可能性のある光は、遮光部５３５によって遮光される。従って、各第２レンズ５２１から射出された各部分光束の略全ては、遮光部５３５によって覆われていない光入射面５３１Ａに入射され、ひいては、上記偏光分離層５３２に入射される。
なお、第２レンズ５２１から出射される光の一部が、反射層５３３に入射されても画像形成に大きく影響しない場合には、遮光部５３５は無くてもよい。
【００４６】
［第２レンズにおける有効領域］
図４は、第２レンズアレイ５２を光入射側（第１レンズアレイ５１側）から見た場合に当該第２レンズアレイ５２において上記遮光部５３５と重なる重なり領域ＲＥの位置を示す図である。また、図５は、第２レンズ５２１と重なり領域ＲＥとの位置関係を拡大して示す図である。換言すると、図５は、第２レンズ５２１のレンズ形状と有効領域ＡＲとの関係を示す図である。なお、図４及び図５においては、見易さを考慮して、一部の第２レンズ５２１にのみ符号を付す。
上記遮光部５３５は、反射層５３３に応じた位置に配置される。このため、図４及び図５に示すように、第２レンズアレイ５２を光入射側、すなわち、第１レンズアレイ５１側から見た場合に、各第２レンズ５２１（図５において二点鎖線で示す第２レンズ５２１）の一部が、遮光部５３５（又は反射層５３３）と重なる。換言すると、各第２レンズ５２１からの出射光が透過する透過領域の一部が、遮光部５３５によって遮蔽される。
【００４７】
第２レンズアレイ５２において、これら遮光部５３５（又は反射層５３３）の重なり領域ＲＥは、上記アスペクト比を有する横長の第２レンズ５２１の長手方向、すなわち、上記Ｘ方向における両端部分に位置する。換言すると、第２レンズ５２１において重なり領域ＲＥ以外の略正方形の領域が、当該第２レンズ５２１に入射された光を確実に上記偏光分離層５３２に入射させることができる有効領域ＡＲ（当該第２レンズ５２１の有効領域ＡＲ）となる。
なお、第２レンズ５２１の短手方向は、上記Ｙ方向である。
【００４８】
［異方性拡散素子による入射光の形状調整］
図６は、異方性拡散素子４４に入射される励起光ＢＬの光軸直交面における形状を示す図である。
一般的なＬＤから出射される光は、横長のアスペクト比を有する光であり、ＬＤにより構成される上記固体光源４１１から出射される励起光も、同様である。そして、光源部４１は、複数の固体光源４１１から出射される光を重ねて出射するため、異方性拡散素子４４には、図６に点線で示すように、横長のアスペクト比を有する励起光ＢＬが入射される。
【００４９】
ここで、異方性拡散素子４４が設けられていない場合、上記横長のアスペクト比を有する励起光ＢＬに基づいて生成される上記照明光ＷＬの光軸直交面における形状は、当該励起光ＢＬの形状の相似形となる。
このような照明光ＷＬが第１レンズアレイ５１に入射されると、各第１レンズ５１１から出射される部分光束は、それぞれ横長のアスペクト比を有する光束となる。このような部分光束が、図５において二点鎖線で示される第２レンズ５２１における一点鎖線で示される領域ＰＬに入射される場合、当該部分光束が第２レンズ５２１を透過して偏光変換素子５３に入射される際に、長手方向の両端の光が遮光部５３５により遮蔽されてしまう。このような光は、光変調装置３４による画像形成に利用されないことから、上記光源部４１から出射された光の利用効率が低下し、投射画像の輝度が低下するという問題がある。
【００５０】
このような問題に対し、第１レンズアレイ５１と第２レンズアレイ５２との距離を短くして、横長のアスペクト比を有する部分光束を、当該アスペクト比を維持したまま、図５に点線で示した上記有効領域ＡＲに入射させることが考えられる。この場合、当該部分光束は、遮光部５３５によってほぼ遮蔽されないので、各第２レンズ５２１に入射された部分光束の略全てを上記光入射面５３１Ａ、ひいては、偏光分離層５３２に入射させることができる。
【００５１】
しかしながら、第１レンズアレイ５１と第２レンズアレイ５２との距離を短くすると、重畳レンズ５４と光変調装置３４との間の距離を短くして、各部分光束が光変調装置３４に集光されるように、当該各部分光束を重畳させる必要がある。この場合、当該各部分光束における端縁近傍の光は、光変調装置３４に対して大きな入射角で入射されることから、当該光変調装置３４から出射される変調光（画像光）の出射角も大きくなってしまう。そして、このような場合には、投射光学装置３６に入射されない光が増加しやすくなり、投射画像の輝度が低下するという問題がある。すなわち、このような場合でも、上記光源部４１から出射された光の利用効率が低下するという問題が生じる。
【００５２】
図７は、異方性拡散素子４４から出射される励起光ＢＬの光軸直交面内における形状を示す図である。
これらの問題に対し、本実施形態では、異方性拡散素子４４が、出射される光の形状を、有効領域ＡＲに合わせるように調整する。すなわち、異方性拡散素子４４は、各第２レンズ５２１に入射される励起光ＢＬの形状が有効領域ＡＲの形状の相似形となるように、当該励起光ＢＬを拡散させる。具体的に、異方性拡散素子４４は、図６に示した励起光ＢＬの長手方向の長さ寸法と、短手方向の長さ寸法とが略一致するように、当該励起光ＢＬを長手方向より短手方向に広く拡散させる。
これにより、励起光ＢＬの形状は、図７に点線で示すように、上記有効領域ＡＲ（図５参照）と同様に略正方形状となる。
なお、異方性拡散素子４４は、拡散された励起光ＢＬの形状が、有効領域ＡＲの形状と略相似形となれば、当該励起光ＢＬを長手方向にも拡散させてもよく、出射される励起光ＢＬの拡散角を調整して、当該励起光ＢＬを長手方向において縮径させてもよい。
【００５３】
このように、異方性拡散素子４４を透過させて、励起光ＢＬの形状を有効領域ＡＲの形状に応じた形状とすることにより、上記のように、上記照明光ＷＬの形状も当該有効領域ＡＲの形状と相似形となる。このため、第１レンズアレイ５１の各第１レンズ５１１によって当該照明光ＷＬが分割されて生成される各部分光束の形状も、当該有効領域ＡＲの形状と相似形となる。これにより、それぞれの部分光束の略全てを有効領域ＡＲの全面に入射させることができる。そして、これら有効領域ＡＲを通過し偏光変換素子５３を介した光が、重畳レンズ５４によって変調領域３４１に重畳されることにより、画像形成において、光源部４１から出射された光の利用効率を向上させることができる。
なお、各第２レンズ５２１における部分光束の形状と、偏光変換素子５３における部分光束の形状とは、厳密には異なる。しかしながら、第２レンズアレイ５２と偏光変換素子５３とが十分に近く配置されていれば、これら部分光束の形状を略同じ形状と見なすことができる。このため、第２レンズ５２１の有効領域ＡＲの全面に部分光束が入射されることにより、当該部分光束の略全てを、遮光部５３５によって遮蔽されないように偏光変換素子５３に入射させることができる。従って、上記効果を確実に奏することができる。
【００５４】
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター１によれば、以下の効果がある。
異方性拡散素子４４により、ＬＤである固体光源４１１から出射されて、波長変換素子４Ａ１及び拡散反射素子４８を介して、均一化装置５に入射される光の形状を、第２レンズ５２１の有効領域ＡＲの形状に合わせることができる。このため、各固体光源４１１が、上記横長のアスペクト比を有する形状の光を出射する場合でも、当該有効領域ＡＲと相似形を有する光を第１レンズアレイ５１に入射させることができる。これにより、各第１レンズ５１１にて生じる部分光束は、それぞれ、当該有効領域ＡＲと相似形を有する光となる。従って、当該有効領域ＡＲの略全面に部分光束の略全てを入射させることができる。
そして、第１レンズアレイ５１と第２レンズアレイ５２との距離を比較的短くしなくてもよいので、光変調装置３４から投射光学装置３６への光の出射角が大きくなることを抑制できる。これにより、投射光学装置３６に入射されない光の発生を抑制でき、投射画像の輝度の低下を抑制できる。従って、光源装置４（光源部４１）から出射された光の利用効率を向上させることができる。
また、異方性拡散素子４４によって当該効果を奏することができるので、一対のマルチレンズアレイを有するホモジナイザー光学系を採用する必要がない。このため、照明装置３１の構成を簡略化でき、製造コストを低減できる。
【００５５】
上記照明装置３１は、固体光源４１１から出射されて平行化レンズ４１２を介して入射される光（励起光）を集光して異方性拡散素子４４に入射させる光学素子としてのアフォーカル光学系４２を有する。これによれば、異方性拡散素子４４に入射される光の光束径を小さくすることができるので、異方性拡散素子４４を小さくすることができる他、当該異方性拡散素子４４から出射される光の光路上に位置する光学部品（例えば、上記構成４４〜４９，４Ａ）を小さくすることができる。従って、照明装置３１を小型化できる。
【００５６】
照明装置３１を構成する均一化装置５は、上記偏光変換素子５３を有する。これによれば、照明装置３１は、偏光方向が揃えられた照明光ＷＬを出射できるので、照明装置３１の汎用性を向上させることができる。
また、異方性拡散素子４４が励起光の形状を合わせる第２レンズ５２１の有効領域ＡＲは、当該第２レンズ５２１に入射された光を確実に偏光分離層５３２に入射させることができる領域であるので、部分光束の略全てを有効領域ＡＲの略全面に入射させることができることにより、当該第２レンズ５２１から出射される部分光束の略全てを、反射層５３３や遮光部５３５に入射させずに偏光分離層５３２に入射させることができる。従って、光の損失が生じることを抑制でき、光の利用効率を確実に向上させることができる。
【００５７】
照明装置３１による被照明領域は、光変調装置３４の変調領域３４１であるので、当該変調領域３４１を照度分布が均一な光によって照明できる。従って、投射される画像に輝度むらが生じることを抑制できる。また、上記のように、第１レンズアレイ５１と第２レンズアレイ５２との距離を短くする必要がないので、光変調装置３４から投射光学装置３６に出射される光（画像光）の出射角が大きくなることが抑制される。従って、投射画像の輝度が低下することを抑制できる一方で、光源部４１からの光の利用効率が向上されるので、当該投射画像の輝度を高めることができる。
【００５８】
［実施形態の変形］
本発明は、上記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。
異方性拡散素子４４は、横長のアスペクト比を有する入射光束（励起光）を短手方向において拡散させる構成とした。しかしながら、これに限らず、上記のように、異方性拡散素子４４として、長手方向において縮径させる素子を採用してもよい。すなわち、異方性拡散素子４４は、当該異方性拡散素子４４から出射される光束の形状を、第２レンズ５２１における有効領域ＡＲの形状の相似形となるように調整できればよい。
また、このような異方性拡散素子４４として、ホログラムやマルチレンズを有する構成の他、光軸直交面において互いに交差する２軸における粗し方がそれぞれ異なる粗面を有する構成を例示した。しかしながら、これに限らず、異方性拡散素子４４の構成も、適宜変更可能である。
更に、異方性拡散素子４４は、入射光束を透過させる構成に限らず、入射光束を反射させる構成としてもよい。
【００５９】
光源装置４は、固体光源４１１を有する光源部４１と異方性拡散素子４４との間に配置されるアフォーカル光学系４２を有するとした。しかしながら、このようなアフォーカル光学系４２はなくてもよい。また、アフォーカル光学系４２に代えて、光源部４１から出射された光束を異方性拡散素子４４に集光する他の光学素子を採用してもよい。
【００６０】
第２レンズ５２１における有効領域ＡＲは、当該第２レンズ５２１に入射された光を確実に偏光分離層５３２に入射させることができる領域として設定された。しかしながら、これに限らず、他の要素によって有効領域を定義してもよい。例えば、光変調装置３４の変調領域３４１の形状と、第２レンズ５２１の形状とが相似関係にない場合に、第２レンズ５２１において、当該第２レンズ５２１を透過した部分光束の略全てが変調領域３４１の略全てに入射される領域を有効領域と定義してもよい。
【００６１】
波長変換装置４Ａは、第２ピックアップレンズ４９から励起光が入射されることによって蛍光体層４Ａ３にて生成された蛍光光を当該第２ピックアップレンズ４９に反射させる反射層４Ａ４を有する構成とした。すなわち、波長変換装置４Ａは、励起光の入射によって生成された蛍光光を反射させる反射型の波長変換装置であった。これに対し、上記波長変換装置４Ａを、入射される励起光の進行方向に沿って蛍光光が出射される透過型の波長変換素子として構成してもよい。この場合、例えば、反射層４Ａ４に代えて、励起光を透過し、蛍光光を反射させる波長選択性の反射層を、蛍光体層４Ａ３に対する励起光の入射側に配置させ、基板４Ａ２を光透過性の基板としてもよい。
また、蛍光体層４Ａ３にて発生する熱の問題が解消されれば、波長変換素子４Ａ１（基板４Ａ２）は回転されなくてもよい。
【００６２】
プロジェクター１は、光変調装置としての液晶パネルを有する３つの光変調装置３４（３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ）を備えるとした。しかしながら、２つ以下、あるいは、４つ以上の光変調装置を有するプロジェクターにも、本発明を適用可能である。
また、光変調装置３４は、光束入射面と光束射出面とが異なる透過型の液晶パネルを有する構成としていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを有する構成としてもよい。この他、入射光束を変調して画像情報に応じた画像を形成可能な光変調装置であれば、マイクロミラーを用いたデバイス、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等を利用したものなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。
【００６３】
光学ユニット３は、図１及び図２に示した光学部品及び配置を有する構成を例示したが、これに限らず、他の構成及び配置を採用してもよい。
例えば、照明装置３１では、第１位相差板４３及び偏光分離装置４５により、光源部４１から出射された励起光の一部を分離し、当該一部の励起光を青色光として蛍光光に合成して照明光ＷＬを生成していた。これに対し、光源部４１から出射された励起光の一部を分離して青色光として用いるのではなく、当該光源部４１に加えて、青色光を出射する別の光源部を採用してもよい。この場合、光源部４１から出射された励起光により生成される蛍光光と、当該他の光源部から出射された青色光とを合成して照明光ＷＬを生成してもよく、当該蛍光光から分離した緑色光ＬＧ及び赤色光ＬＲをそれぞれ光変調装置３４Ｇ，３４Ｒに入射させ、上記他の光源部から出射された青色光を光変調装置３４Ｂに入射させてもよい。
【００６４】
上記照明装置３１は、プロジェクター１に適用されていた。しかしながら、これに限らず、照明装置３１を、例えば照明器具や自動車の光源装置に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１…プロジェクター、３１…照明装置、３４（３４Ｂ，３４Ｇ，３４Ｒ）…光変調装置、３４１…変調領域、３６…投射光学装置、４…光源装置、４１１…固体光源、４１２…平行化レンズ、４２…アフォーカル光学系（光学素子）、４２１，４２２…レンズ、４３…第１位相差板、４４…異方性拡散素子、４５…偏光分離装置、４５１，４５２…プリズム、４５３…偏光分離層、４６…第２位相差板、４７…第１ピックアップレンズ、４８…拡散反射素子、４９…第２ピックアップレンズ、４Ａ…波長変換装置、４Ａ１…波長変換素子、４Ａ２…基板、４Ａ３…蛍光体層、４Ａ４…反射層、５…均一化装置、５１…第１レンズアレイ、５１１…第１レンズ、５２…第２レンズアレイ、５２１…第２レンズ、５３…偏光変換素子、５３２…偏光分離層、５３３…反射層、５３４…位相差層、５４…重畳レンズ、ＡＲ…有効領域、Ｚ…方向（第１方向）、Ｘ…方向（第２方向）。
【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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