(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に光を出射する光源装置であって、
前記第１方向に直交し、かつ、互いに直交する二方向を第２方向及び第３方向とした場合、
第１色光を出射する第１出射位置と、
前記第１出射位置に対して前記第２方向に位置し、第２色光を出射する第２出射位置と、
前記第１出射位置に対して前記第３方向に位置し、第３色光を出射する第３出射位置と、
前記第３出射位置に対して前記第２方向に位置し、第４色光を出射する第４出射位置と、を有し、
前記第１色光、前記第２色光、前記第３色光及び前記第４色光のうち、少なくとも１つの色光は、ピーク波長が基準波長範囲外の色光であって光束径が調整される対象色光であり、
前記対象色光の光路には、調整素子が設けられ、
前記調整素子は、
前記対象色光が前記基準波長範囲の上限値より長いピーク波長を有する場合、前記対象色光の光束径を縮める縮径素子であり、
前記対象色光が前記基準波長範囲の下限値より短いピーク波長を有する場合、前記対象色光の光束径を拡げる拡径素子であ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、
前記縮径素子は、凸レンズ及び凹面鏡のいずれかであり、
前記拡径素子は、凹レンズ及び凸面鏡のいずれかであることを特徴とする光源装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の光源装置において、
前記第１色光、前記第２色光、前記第３色光及び前記第４色光のうち、
１つの光は、緑色光であり、
１つの光は、赤色光であり、
１つの光は、青色光であり、
１つの光は、緑色光及び黄色光のいずれかであることを特徴とする光源装置。
【請求項４】
請求項３に記載の光源装置において、
前記第１色光及び前記第２色光のうち一方の色光は、青色光であり、
前記第１色光及び前記第２色光のうち他方の色光は、緑色光及び黄色光のいずれかであり、
前記第３色光及び前記第４色光のうち一方の色光は、緑色光であり、
前記第３色光及び前記第４色光のうち他方の色光は、赤色光であ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、
前記基準波長範囲は、緑色光の波長領域に含まれ、
前記第３色光及び前記第４色光のうち他方の色光である赤色光の光路には、前記縮径素子が設けられ、
前記第１色光及び前記第２色光のうち一方の色光である青色光の光路には、前記拡径素子が設けられていることを特徴とする光源装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光源装置において、
前記第１色光及び前記第２色光のうち他方の色光は、黄色光であり、
前記第１色光及び前記第２色光のうち他方の色光である黄色光の光路には、前記縮径素子が設けられていることを特徴とする光源装置。
【請求項７】
請求項５に記載の光源装置において、
前記第１色光及び前記第２色光のうち他方の色光は、緑色光であり、
前記第１色光及び前記第２色光のうち他方の色光である緑色光の光路には、緑色光を透過し、他の色光を遮蔽する遮蔽素子が設けられていることを特徴とする光源装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の光源装置において、
前記第１色光及び前記第２色光を含む光から前記第１色光と前記第２色光とを分離する第１色分離素子と、
前記第３色光及び前記第４色光を含む光から前記第３色光と前記第４色光とを分離する第２色分離素子と、を有することを特徴とする光源装置。
【請求項９】
請求項８に記載の光源装置において、
前記調整素子は、前記第１色分離素子及び前記第２色分離素子のうち、前記対象色光を分離する色分離素子によって分離された前記対象色光の光路上に設けられていることを特徴とする光源装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の光源装置において、
前記調整素子は、前記第１色分離素子及び前記第２色分離素子のうち、前記対象色光を分離する色分離素子と一体化されていることを特徴とする光源装置。
【請求項１１】
請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載の光源装置において、
前記第１色分離素子は、
前記第１色光を透過し、前記第２色光を反射させる第１色分離層と、
前記第１色分離層に対して前記第２方向に位置して、前記第１色分離層にて反射された前記第２色光を、前記第１色分離層を透過する前記第１色光と平行に反射させる第１反射層と、を有し、
前記第２色分離素子は、
前記第３色光を透過し、前記第４色光を反射させる第２色分離層と、
前記第２色分離層に対して前記第２方向に位置して、前記第２色分離層にて反射された前記第４色光を、前記第２色分離層を透過する前記第３色光と平行に反射させる第２反射層と、を有することを特徴とする光源装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光源装置において、
前記第１色光の光路に前記調整素子が設けられる場合、前記第１色分離層は、前記調整素子の光入射面に設けられ、
前記第２色光の光路に前記調整素子が設けられる場合、前記第１反射層は、前記調整素子の光入射面に設けられ、
前記第３色光の光路に前記調整素子が設けられる場合、前記第２色分離層は、前記調整素子の光入射面に設けられ、
前記第４色光の光路に前記調整素子が設けられる場合、前記第２反射層は、前記調整素子の光入射面に設けられることを特徴とする光源装置。
【請求項１３】
請求項８から請求項１２のいずれか一項に記載の光源装置において、
光源光を出射する光源部と、
前記光源部から出射されて前記第３方向に沿って入射される前記光源光のうち、前記光源光の第１偏光成分を前記第３方向に透過し、前記光源光の第２偏光成分を前記第１方向とは反対方向に反射する第１偏光分離素子と、
前記第１偏光分離素子に対する前記第３方向に位置し、前記第３方向に入射される前記光源光の第１偏光成分を、前記第１方向とは反対方向に反射する第２偏光分離素子と、
前記第１偏光分離素子に対して前記第１方向とは反対方向に位置し、入射される前記光源光を前記第１方向に反射する第１反射素子と、
前記第１方向において前記第１偏光分離素子と前記第１反射素子との間に位置し、前記光源光の偏光成分を変換する第１位相差素子と、
前記第２偏光分離素子に対して前記第１方向とは反対方向に位置し、前記第１方向とは反対方向に入射される前記光源光の第１偏光成分を波長変換した非偏光の変換光を、前記第１方向に出射する波長変換素子と、
前記第１色分離素子によって分離された前記第１色光の光路に位置する１／２波長板であり、前記第１色光の偏光方向を変換して出射する第２位相差素子と、
前記第２偏光分離素子に対して前記第１方向に位置し、前記第２偏光分離素子を透過した前記変換光が入射される１／２波長板である第３位相差素子と、を備え、
前記第２偏光分離素子は、前記第１方向に入射される前記変換光のうち、前記変換光の第１偏光成分を前記第１方向に透過して前記第３位相差素子に入射させ、前記変換光の第２偏光成分を前記第３方向とは反対方向に反射し、
前記第１偏光分離素子は、前記第１方向に入射される前記光源光の第１偏光成分を前記第１方向に透過して前記第１色分離素子に入射させ、前記第３方向とは反対方向に入射される前記変換光の第２偏光成分を前記第１方向に反射して前記第１色分離素子に入射させ、
前記第１色分離素子は、前記第１偏光分離素子に対する前記第１方向に位置し、前記第１偏光分離素子から入射される前記光源光の第１偏光成分を前記第２位相差素子に出射し、前記第１偏光分離素子から入射される前記変換光の第２偏光成分を出射し、
前記第２色分離素子は、前記第３位相差素子に対して前記第１方向に位置し、前記第３位相差素子から入射される前記変換光の第２偏光成分に含まれる第１色成分を出射し、前記変換光の第２偏光成分に含まれる第２色成分を出射することを特徴とする光源装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置から入射される光を複数の部分光束に分割する２つのマルチレンズと、
前記２つのマルチレンズから入射される前記複数の部分光束を、所定の位置に重畳させる重畳レンズと、を有することを特徴とする照明光学装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の照明光学装置と、
前記照明光学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、
前記光変調装置は、
複数の画素を有する１つの液晶パネルと、
前記複数の画素に対応する複数のマイクロレンズを有し、前記１つの液晶パネルに対する光入射側に位置するマイクロレンズアレイと、を備え、
前記複数の画素は、第１サブ画素、第２サブ画素、第３サブ画素及び第４サブ画素をそれぞれ有し、
前記複数のマイクロレンズは、
前記第１色光を前記第１サブ画素に入射させ、
前記第２色光を前記第２サブ画素に入射させ、
前記第３色光を前記第３サブ画素に入射させ、
前記第４色光を前記第４サブ画素に入射させ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、照明光学装置及びプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源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、形成された画像を投射する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として、白色光源から出射された光を複数の色光に空間分離し、分離された各色光をそれぞれ対応するサブ画素に入射させることによってカラー表示を行う単板式のプロジェクターが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載のプロジェクターでは、光源から出射された光の入射光軸に沿って、赤色反射ダイクロイックミラー、緑色反射ダイクロイックミラー及び青色反射ダイクロイックミラーが互いに非平行な状態で配置されている。これによって、光源から出射された光は、同一平面上で進行方向が互いに僅かに異なる赤色光、緑色光及び青色光に分離される。分離された赤色光、緑色光及び青色光は、光変調素子の入射側に設けられたマイクロレンズによってそれぞれ集光され、空間的に分離された状態で、光変調素子の赤色サブ画素、緑色サブ画素及び青色サブ画素にそれぞれ入射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−６０５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のプロジェクターでは、各ダイクロイックミラーによって分離された各色光は、マイクロレンズに入射される前の段階で、空間的に分離されていない。このため、各色光は、対応するサブ画素だけでなく、他のサブ画素に入射されやすく、光変調装置によって形成される画像の色再現性が低いという問題がある。これに対し、空間的に分離された複数の色光を出射する光源装置と、光源装置から出射された複数の色光をマイクロレンズに重畳する重畳レンズとを、プロジェクターに採用することが考えられる。
【０００６】
また、光変調装置としての液晶表示素子に入射される光は、一種類の直線偏光である必要がある。しかしながら、特許文献１に記載のプロジェクターでは、白色光源としての非偏光光を出射する光源ランプが採用されていることから、投射される画像のコントラストが低いという問題がある。これに対し、白色光源と液晶表示素子との間に、液晶表示素子での画像形成に適さない直線偏光を遮蔽する偏光板を設けた場合には、白色光源から出射された光の利用効率が低下するという問題がある。
【０００７】
光の利用効率の低下に対して、上記重畳レンズを有するプロジェクターにおいて、白色光源から液晶表示素子までの間に、入射される光を複数の部分光束に分割する入射側マルチレンズと、出射側マルチレンズと、出射側マルチレンズを介して入射される複数の部分光束の偏光方向を揃える偏光変換素子と、を設けることが考えられる。
しかしながら、空間的に分離されて入射側マルチレンズに入射される複数の色光の光束径がそれぞれ異なっていると、重畳レンズによる各色光の重畳性能が悪くなり、照明対象である液晶表示素子に照度むらが生じるおそれがあり、ひいては、液晶表示素子によって形成される画像に色むらが生じるおそれがある。
【０００８】
なお、入射される光の一部を遮蔽することによって複数の色光の光束径を揃える遮光板を設けた場合には、光源装置から出射されて液晶表示素子による画像形成に用いられる光の利用効率が低下するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１態様に係る光源装置は、第１方向に光を出射する光源装置であって、前記第１方向に直交し、かつ、互いに直交する二方向を第２方向及び第３方向とした場合、第１色光を出射する第１出射位置と、前記第１出射位置に対して前記第２方向に位置し、第２色光を出射する第２出射位置と、前記第１出射位置に対して前記第３方向に位置し、第３色光を出射する第３出射位置と、前記第３出射位置に対して前記第２方向に位置し、第４色光を出射する第４出射位置と、を有し、前記第１色光、前記第２色光、前記第３色光及び前記第４色光のうち、少なくとも１つの色光は、ピーク波長が基準波長範囲外の色光であって光束径が調整される対象色光であり、前記対象色光の光路には、調整素子が設けられ、前記調整素子は、前記対象色光が前記基準波長範囲の上限値より長いピーク波長を有する場合、前記対象色光の光束径を縮める縮径素子であり、前記対象色光が前記基準波長範囲の下限値より短いピーク波長を有する場合、前記対象色光の光束径を拡げる拡径素子であることを特徴とする。
【００１０】
上記第１態様では、前記縮径素子は、凸レンズ及び凹面鏡のいずれかであり、前記拡径素子は、凹レンズ及び凸面鏡のいずれかであることが好ましい。
【００１１】
上記第１態様では、前記第１色光、前記第２色光、前記第３色光及び前記第４色光のうち、１つの光は、緑色光であり、１つの光は、赤色光であり、１つの光は、青色光であり、１つの光は、緑色光及び黄色光のいずれかであることが好ましい。
【００１２】
上記第１態様では、前記第１色光及び前記第２色光のうち一方の色光は、青色光であり、前記第１色光及び前記第２色光のうち他方の色光は、緑色光及び黄色光のいずれかであり、前記第３色光及び前記第４色光のうち一方の色光は、緑色光であり、前記第３色光及び前記第４色光のうち他方の色光は、赤色光であることが好ましい。
【００１３】
上記第１態様では、前記基準波長範囲は、緑色光の波長領域に含まれ、前記第３色光及び前記第４色光のうち他方の色光である赤色光の光路には、前記縮径素子が設けられ、前記第１色光及び前記第２色光のうち一方の色光である青色光の光路には、前記拡径素子が設けられていることが好ましい。
【００１４】
上記第１態様では、前記第１色光及び前記第２色光のうち他方の色光は、黄色光であり、前記第１色光及び前記第２色光のうち他方の色光である黄色光の光路には、前記縮径素子が設けられていることが好ましい。
【００１５】
上記第１態様では、前記第１色光及び前記第２色光のうち他方の色光は、緑色光であり、前記第１色光及び前記第２色光のうち他方の色光である緑色光の光路には、緑色光を透過し、他の色光を遮蔽する遮蔽素子が設けられていることが好ましい。
【００１６】
上記第１態様では、前記第１色光及び前記第２色光を含む光から前記第１色光と前記第２色光とを分離する第１色分離素子と、前記第３色光及び前記第４色光を含む光から前記第３色光と前記第４色光とを分離する第２色分離素子と、を有することが好ましい。
【００１７】
上記第１態様では、前記調整素子は、前記第１色分離素子及び前記第２色分離素子のうち、前記対象色光を分離する色分離素子によって分離された前記対象色光の光路上に設けられていることが好ましい。
【００１８】
上記第１態様では、前記調整素子は、前記第１色分離素子及び前記第２色分離素子のうち、前記対象色光を分離する色分離素子と一体化されていることが好ましい。
【００１９】
上記第１態様では、前記第１色分離素子は、前記第１色光を透過し、前記第２色光を反射させる第１色分離層と、前記第１色分離層に対して前記第２方向に位置して、前記第１色分離層にて反射された前記第２色光を、前記第１色分離層を透過する前記第１色光と平行に反射させる第１反射層と、を有し、前記第２色分離素子は、前記第３色光を透過し、前記第４色光を反射させる第２色分離層と、前記第２色分離層に対して前記第２方向に位置して、前記第２色分離層にて反射された前記第４色光を、前記第２色分離層を透過する前記第３色光と平行に反射させる第２反射層と、を有することが好ましい。
【００２０】
上記第１態様では、前記第１色光の光路に前記調整素子が設けられる場合、前記第１色分離層は、前記調整素子の光入射面に設けられ、前記第２色光の光路に前記調整素子が設けられる場合、前記第１反射層は、前記調整素子の光入射面に設けられ、前記第３色光の光路に前記調整素子が設けられる場合、前記第２色分離層は、前記調整素子の光入射面に設けられ、前記第４色光の光路に前記調整素子が設けられる場合、前記第２反射層は、前記調整素子の光入射面に設けられることが好ましい。
【００２１】
上記第１態様では、光源光を出射する光源部と、前記光源部から出射されて前記第３方向に沿って入射される前記光源光のうち、前記光源光の第１偏光成分を前記第３方向に透過し、前記光源光の第２偏光成分を前記第１方向とは反対方向に反射する第１偏光分離素子と、前記第１偏光分離素子に対する前記第３方向に位置し、前記第３方向に入射される前記光源光の第１偏光成分を、前記第１方向とは反対方向に反射する第２偏光分離素子と、前記第１偏光分離素子に対して前記第１方向とは反対方向に位置し、入射される前記光源光を前記第１方向に反射する第１反射素子と、前記第１方向において前記第１偏光分離素子と前記第１反射素子との間に位置し、前記光源光の偏光成分を変換する第１位相差素子と、前記第２偏光分離素子に対して前記第１方向とは反対方向に位置し、前記第１方向とは反対方向に入射される前記光源光の第１偏光成分を波長変換した非偏光の変換光を、前記第１方向に出射する波長変換素子と、前記第１色分離素子によって分離された前記第１色光の光路に位置する１／２波長板であり、前記第１色光の偏光方向を変換して出射する第２位相差素子と、前記第２偏光分離素子に対して前記第１方向に位置し、前記第２偏光分離素子を透過した前記変換光が入射される１／２波長板である第３位相差素子と、を備え、前記第２偏光分離素子は、前記第１方向に入射される前記変換光のうち、前記変換光の第１偏光成分を前記第１方向に透過して前記第３位相差素子に入射させ、前記変換光の第２偏光成分を前記第３方向とは反対方向に反射し、前記第１偏光分離素子は、前記第１方向に入射される前記光源光の第１偏光成分を前記第１方向に透過して前記第１色分離素子に入射させ、前記第３方向とは反対方向に入射される前記変換光の第２偏光成分を前記第１方向に反射して前記第１色分離素子に入射させ、前記第１色分離素子は、前記第１偏光分離素子に対する前記第１方向に位置し、前記第１偏光分離素子から入射される前記光源光の第１偏光成分を前記第２位相差素子に出射し、前記第１偏光分離素子から入射される前記変換光の第２偏光成分を出射し、前記第２色分離素子は、前記第３位相差素子に対して前記第１方向に位置し、前記第３位相差素子から入射される前記変換光の第２偏光成分に含まれる第１色成分を出射し、前記変換光の第２偏光成分に含まれる第２色成分を出射することが好ましい。
【００２２】
本発明の第２態様に係る照明光学装置は、上記光源装置と、前記光源装置から入射される光を複数の部分光束に分割する２つのマルチレンズと、前記２つのマルチレンズから入射される前記複数の部分光束を、所定の位置に重畳させる重畳レンズと、を有することを特徴とする。
【００２３】
本発明の第３態様に係るプロジェクターは、上記照明光学装置と、前記照明光学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、前記光変調装置は、複数の画素を有する１つの液晶パネルと、前記複数の画素に対応する複数のマイクロレンズを有し、前記１つの液晶パネルに対する光入射側に位置するマイクロレンズアレイと、を備え、前記複数の画素は、第１サブ画素、第２サブ画素、第３サブ画素及び第４サブ画素をそれぞれ有し、前記複数のマイクロレンズは、前記第１色光を前記第１サブ画素に入射させ、前記第２色光を前記第２サブ画素に入射させ、前記第３色光を前記第３サブ画素に入射させ、前記第４色光を前記第４サブ画素に入射させることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態におけるプロジェクターの内部構成を示す模式図。
【図２】第１実施形態におけるマルチレンズにおける各色光の入射位置を示す模式図。
【図３】第１実施形態における光変調装置の一部を拡大して示す模式図。
【図４】第１実施形態における光源装置の構成を示す模式図。
【図５】第１実施形態における光源装置を−Ｘ方向から見た模式図。
【図６】第１実施形態における光源装置を＋Ｘ方向から見た模式図。
【図７】第１実施形態における第１反射素子によって反射されて第１集光素子を通過した青色光の光束径を示す模式図。
【図８】第１実施形態における波長変換素子から出射されて第２集光素子を通過した緑色光の光束径及び赤色光の光束径を示す模式図。
【図９】第１実施形態における調整素子を備えない光源装置から出射される各色光の光束径を示す模式図。
【図１０】第１実施形態における光源装置から出射される各色光の光束径を示す模式図。
【図１１】第１実施形態の第１変形例における光源装置を−Ｘ方向から見た模式図。
【図１２】第１実施形態の第１変形例における光源装置を＋Ｘ方向から見た模式図。
【図１３】第１実施形態の第２変形例における光源装置を−Ｘ方向から見た模式図。
【図１４】第１実施形態の第２変形例における光源装置を＋Ｘ方向から見た模式図。
【図１５】第２実施形態における光源装置から出射される光の出射位置を示す模式図。
【図１６】第２実施形態における光源装置を−Ｘ方向から見た模式図。
【図１７】第２実施形態の第２変形例における光源装置における各色光の出射位置を示す模式図。
【図１８】第２実施形態の第２変形例における光源装置を−Ｘ方向から見た模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［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の内部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、光源装置２Ａ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、形成された画像をスクリーン等の被投射面上に拡大投射するものである。詳述すると、プロジェクター１は、いわゆる単板式プロジェクターであり、光源装置２Ａから出射された光を１つの液晶パネル６１を有する１つの光変調装置６によって変調して画像を形成し、形成された画像を投射する。
プロジェクター１は、図１に示すように、光源装置２Ａ、均一化装置４、フィールドレンズ５、光変調装置６及び投射光学装置７を備え、これらは、プロジェクター１に設定された照明光軸Ａｘにおける所定の位置に配置される。
なお、光源装置２Ａ及び均一化装置４は、光変調装置６における画像形成領域を照明する照明光学装置１０を構成する。
【００２６】
［光源装置の概略構成］
光源装置２Ａは、それぞれ同じ直線偏光であり、空間的に分離された複数の色光を出射する。詳述すると、光源装置２Ａは、それぞれ同じ偏光方向に偏光した直線偏光である第１色光、第２色光、第３色光及び第４色光を、それぞれ異なる出射位置から出射する。本実施形態では、光源装置２Ａは、第１色光として青色光、第２色光として黄色光、第３色光として緑色光、第４色光として赤色光を出射する。
光源装置２Ａは、光源装置２Ａを構成する光学部品を内部に収容する光源装置用筐体である筐体ＣＡを有する。光源装置２Ａから出射される各色光は、筐体ＣＡにおいて均一化装置４と対向する出射面ＥＳから出射される。
なお、光源装置２Ａの構成については、後に詳述する。
【００２７】
以下の説明では、照明光軸Ａｘに沿って光源装置２Ａが光を出射する方向を＋Ｚ方向とし、＋Ｚ方向にそれぞれ直交し、かつ、互いに直交する二方向を＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向とする。これらのうち、＋Ｙ方向を、プロジェクター１における上方向とする。また、＋Ｘ方向を、＋Ｙ方向が上方を向くように、＋Ｚ方向に沿って光が入射される対象物を見た場合の右方向とする。図示を省略するが、＋Ｘ方向とは反対方向を−Ｘ方向とし、＋Ｙ方向とは反対方向を−Ｙ方向とし、＋Ｚ方向とは反対方向を−Ｚ方向とする。
なお、＋Ｚ方向は第１方向に相当し、−Ｙ方向は第２方向に相当し、＋Ｘ方向は第３方向に相当する。
【００２８】
［均一化装置の構成］
均一化装置４は、光源装置２Ａから出射された光によって照明される光変調装置６における照度を均一化する。均一化装置４は、２つのマルチレンズ４１，４２及び重畳レンズ４３を有する。
マルチレンズ４１は、光源装置２Ａから入射される光束の中心軸に直交する面内にマトリクス状に配列された複数のレンズ４１１を有する。換言すると、マルチレンズ４１は、＋Ｚ方向と平行な照明光軸Ａｘに直交する面内にマトリクス状に配列された複数のレンズ４１１を有する。マルチレンズ４１は、各レンズ４１１によって、光源装置２Ａから入射される各色光を複数の部分光束に分割する。
【００２９】
図２は、マルチレンズ４１を光入射側である−Ｚ方向から見た模式図である。換言すると、図２は、マルチレンズ４１において光源装置２Ａから出射された各色光の入射位置を示す模式図である。
具体的に、光源装置２Ａからそれぞれ出射された青色光ＢＬｓ、黄色光ＹＬｓ、緑色光ＧＬｓ及び赤色光ＲＬｓは、図２に示すように、マルチレンズ４１に入射される。
第１色光である青色光ＢＬｓは、マルチレンズ４１における−Ｘ方向で＋Ｙ方向の領域Ａ１に入射される。
第２色光である黄色光ＹＬｓは、マルチレンズ４１における−Ｘ方向で−Ｙ方向の領域Ａ２に入射される。
【００３０】
第３色光である緑色光ＧＬｓは、マルチレンズ４１における＋Ｘ方向で＋Ｙ方向の領域Ａ３に入射される。
第４色光である赤色光ＲＬｓは、マルチレンズ４１における＋Ｘ方向で−Ｙ方向の領域Ａ４に入射される。
そして、領域Ａ１〜Ａ４に入射された各色光は、それぞれの領域に配置された複数のレンズ４１１によって複数の部分光束に分割され、マルチレンズ４２において対応するレンズ４２１に入射される。
【００３１】
マルチレンズ４２は、図１に示すように、複数のレンズ４１１に対応した複数のレンズ４２１を有し、各レンズ４２１には、対応するレンズ４１１から出射された部分光束が入射される。各レンズ４２１は、入射された部分光束を重畳レンズ４３に入射させる。
重畳レンズ４３は、マルチレンズ４２から入射される複数の部分光束を、光変調装置６に重畳する。詳述すると、それぞれ複数の部分光束に分割された青色光ＢＬｓ、黄色光ＹＬｓ、緑色光ＧＬｓ及び赤色光ＲＬｓは、マルチレンズ４２及び重畳レンズ４３によって、フィールドレンズ５を介して、光変調装置６の後述するマイクロレンズアレイ６２を構成する複数のマイクロレンズ６２１にそれぞれ異なる角度で入射される。
【００３２】
［フィールドレンズの構成］
フィールドレンズ５は、＋Ｚ方向において均一化装置４と光変調装置６との間に配置されている。フィールドレンズ５は、均一化装置４を介して光源装置２Ａから光変調装置６に入射される光束全体をテレセントリックにする。
【００３３】
［光変調装置の構成］
光変調装置６は、プロジェクター１に１つ設けられている。光変調装置６は、光源装置２Ａ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する。詳述すると、光変調装置６は、光源装置２Ａ及び均一化装置４を有する照明光学装置１０から出射されてフィールドレンズ５を介して入射される各色光をそれぞれ変調して、画像情報に応じた画像を形成する。
光変調装置６は、液晶パネル６１と、マイクロレンズアレイ６２と、を備える。
【００３４】
［液晶パネルの構成］
図３は、光入射側である−Ｚ方向から見た光変調装置６の一部を拡大して示す模式図である。換言すると、図３は、液晶パネル６１が有する画素ＰＸとマイクロレンズアレイ６２が有するマイクロレンズ６２１との対応関係を示す模式図である。
液晶パネル６１は、図３に示すように、照明光軸Ａｘに対する直交面内にマトリクス状に配列された複数の画素ＰＸを有する。
【００３５】
各画素ＰＸは、それぞれ対応する色光を変調する複数のサブ画素ＳＸを有する。本実施形態では、各画素ＰＸは、４つのサブ画素ＳＸ１，ＳＸ２，ＳＸ３，ＳＸ４を有する。
具体的に、１つの画素ＰＸにおいて、−Ｘ方向で−Ｙ方向の位置に第１サブ画素ＳＸ１が配置され、−Ｘ方向で＋Ｙ方向の位置に第２サブ画素ＳＸ２が配置されている。また、１つの画素ＰＸにおいて、＋Ｘ方向で−Ｙ方向の位置に第３サブ画素ＳＸ３が配置され、＋Ｘ方向で＋Ｙ方向の位置に第４サブ画素ＳＸ４が配置されている。
【００３６】
［マイクロレンズアレイの構成］
マイクロレンズアレイ６２は、液晶パネル６１に対して光入射側である−Ｚ方向に設けられ、入射される色光を、対応するサブ画素ＳＸに導く。マイクロレンズアレイ６２は、複数の画素ＰＸに対応する複数のマイクロレンズ６２１を有する。
複数のマイクロレンズ６２１は、照明光軸Ａｘに対する直交面内にマトリクス状に配列されている。換言すると、複数のマイクロレンズ６２１は、フィールドレンズ５から入射される光の中心軸に対する直交面内にマトリクス状に配列されている。
【００３７】
各マイクロレンズ６２１には、均一化装置４によってそれぞれ複数の部分光束である青色光ＢＬｓ、黄色光ＹＬｓ、緑色光ＧＬｓ及び赤色光ＲＬｓが重畳され、それぞれ異なる角度で各色光が入射される。各マイクロレンズ６２１は、入射される各色光を、対応するサブ画素ＳＸに入射させる。
本実施形態では、１つのマイクロレンズ６２１は、１つの画素ＰＸに対応して設けられている。すなわち、１つのマイクロレンズ６２１は、１つの画素ＰＸを構成する４つのサブ画素ＳＸ１〜ＳＸ４に対応して設けられている。マイクロレンズ６２１は、対応する画素ＰＸのサブ画素ＳＸのうち、第１サブ画素ＳＸ１に第１色光である青色光ＢＬｓを導き、第２サブ画素ＳＸ２に第２色光である黄色光ＹＬｓを導く。また、マイクロレンズ６２１は、第３サブ画素ＳＸ３に第３色光である緑色光ＧＬｓを導き、第４サブ画素ＳＸ４に第４色光である赤色光ＲＬｓを導く。
これにより、各サブ画素ＳＸ１〜ＳＸ４に対応する色光が入射され、各サブ画素ＳＸ１〜ＳＸ４によって対応する色光が変調される。このようなサブ画素ＳＸ１〜ＳＸ４による入射色光の変調が、液晶パネル６１の各画素ＰＸにて行われる。
【００３８】
［投射光学装置の構成］
投射光学装置７は、光変調装置６によって変調された光を投射する。具体的に、投射光学装置７は、入射された各色光が液晶パネル６１によって変調されて形成された画像を、図示しない被投射面上に投射する。このような投射光学装置７としては、鏡筒と、鏡筒内に設けられた少なくとも１つのレンズとを有する組レンズを採用できる。
【００３９】
［光源装置の詳細構成］
図４は、光源装置２Ａの構成を示す模式図である。換言すると、図４は、光源装置２Ａを＋Ｙ方向から見た平面図である。
光源装置２Ａは、光変調装置６を照明する光を＋Ｚ方向に出射する。上記のように、光源装置２Ａが出射する光は、偏光方向が揃った直線偏光であり、それぞれ空間的に分離された第１色光としての青色光、第２色光としての黄色光、第３色光としての緑色光、及び、第４色光としての赤色光である。詳しくは、光源装置２Ａは、青色光ＢＬｓ、黄色光ＹＬｓ、緑色光ＧＬｓ及び赤色光ＲＬｓを出射する。
光源装置２Ａは、図４に示すように、光源部２１、第１偏光分離素子２２、第２偏光分離素子２３、第１位相差素子２４、第１集光素子２５、第１反射素子２６、第２集光素子２７、波長変換素子２８、第１色分離素子２９Ａ、第２位相差素子３０、第２反射素子３１、第３位相差素子３２、第２色分離素子３３Ａ及び調整素子３４を有する。
【００４０】
［光源部の構成］
光源部２１は、第１偏光分離素子２２に＋Ｘ方向に沿って入射される光源光を出射する。光源部２１は、光源２１１、コリメーターレンズ２１２及び回転位相差装置２１３を有する。
光源２１１は、青色光を出射する固体光源である。詳述すると、光源２１１は、第１偏光分離素子２２の偏光分離層２２１及び第２偏光分離素子２３の偏光分離層２３１に対してｓ偏光の青色光ＢＬｓを出射する半導体レーザーである。光源２１１が出射する青色光ＢＬｓは、例えばピーク波長が４５０〜４６０ｎｍのレーザー光である。
コリメーターレンズ２１２は、光源２１１から出射された光を平行化する。
【００４１】
回転位相差装置２１３は、第４位相差素子である位相差素子２１３１と、位相差素子２１３１を＋Ｘ方向と平行な回転軸を中心として回転させる回転装置２１３２とを有する。
位相差素子２１３１は、１／２波長板又は１／４波長板である。位相差素子２１３１に入射されたｓ偏光の青色光ＢＬｓの一部は、位相差素子２１３１を通過するときにｐ偏光の青色光ＢＬｐに変換される。このため、位相差素子２１３１を透過した青色光は、元々のｓ偏光の青色光ＢＬｓとｐ偏光の青色光ＢＬｐとが、所定の割合で混在した光となる。
そして、回転装置２１３２によって位相差素子２１３１の回転角が調整されることによって、位相差素子２１３１を透過した青色光に含まれる青色光ＢＬｓと青色光ＢＬｐとの割合が調整される。なお、位相差素子２１３１を回転させる回転装置２１３２は無くてもよい。
【００４２】
このように、光源部２１は、第１偏光成分であり、第１偏光分離素子２２の偏光分離層２２１及び第２偏光分離素子２３の偏光分離層２３１に対するｐ偏光である青色光ＢＬｐと、第２偏光成分であり、第１偏光分離素子２２の偏光分離層２２１及び第２偏光分離素子２３の偏光分離層２３１に対してｓ偏光である青色光ＢＬｓとを含む光源光を出射する。
なお、上記のように、光源２１１は、ｓ偏光の青色光ＢＬｓを出射する構成であるが、ｓ偏光の青色光ＢＬｓとｐ偏光の青色光ＢＬｐとを出射する構成としてもよい。この場合、回転位相差装置２１３を省略できる。また、光源２１１は、半導体レーザーに代えてＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の他の固体光源を備えていてもよい。
以下の説明において、ｓ偏光という場合には、第１偏光分離素子２２の偏光分離層２２１及び第２偏光分離素子２３の偏光分離層２３１に対してｓ偏光であることを示す。同様に、ｐ偏光という場合には、第１偏光分離素子２２の偏光分離層２２１及び第２偏光分離素子２３の偏光分離層２３１に対してｐ偏光であることを示す。
本実施形態では、ｐ偏光は第１偏光成分に相当し、ｓ偏光は第２偏光成分に相当する。
【００４３】
［第１偏光分離素子の構成］
第１偏光分離素子２２には、光源光である青色光ＢＬｓ，ＢＬｐが＋Ｘ方向に沿って入射される。
第１偏光分離素子２２は、略直角二等辺三角柱状の２つのプリズム片を組み合わせて略直方体形状に形成されたプリズム型の偏光分離素子であり、２つのプリズム片の界面には、偏光分離層２２１が設けられている。
偏光分離層２２１は、＋Ｘ方向及び＋Ｚ方向に対して４５°傾斜している。詳述すると、偏光分離層２２１は、ＸＹ平面及びＹＺ平面に対して４５°傾斜している。
【００４４】
偏光分離層２２１は、入射される光のうちｐ偏光を透過し、ｓ偏光を反射する偏光分離特性を有する。或いは、偏光分離層２２１は、入射される光が青色光である場合には、ｐ偏光を透過し、ｓ偏光を反射する一方で、入射される光が青色光の波長より長い波長を有する光である場合には、偏光状態に関わらず、入射される光を反射する波長選択性の偏光分離特性を有する。
このため、第１偏光分離素子２２は、＋Ｘ方向に沿って入射される光源光のうち、第１偏光成分であるｐ偏光の青色光ＢＬｐを＋Ｘ方向に沿って透過させ、第２偏光成分であるｓ偏光の青色光ＢＬｓを−Ｚ方向に反射する。
なお、第１偏光分離素子２２は、プリズム型の偏光分離素子に限らず、偏光分離層２２１を有するプレート型の偏光分離素子であってもよい。
【００４５】
［第２偏光分離素子の構成］
第２偏光分離素子２３は、第１偏光分離素子２２に対して＋Ｘ方向に位置する。第２偏光分離素子２３には、第１偏光分離素子２２を通過した青色光ＢＬｐが入射される。
第２偏光分離素子２３は、第１偏光分離素子２２と同様に、プリズム型の偏光分離素子であり、２つのプリズム片の界面に設けられた偏光分離層２３１を有する。
偏光分離層２３１は、＋Ｘ方向及び＋Ｚ方向に対して４５°傾斜している。詳述すると、偏光分離層２３１は、ＸＹ平面及びＹＺ平面に対して４５°傾斜している。そして、偏光分離層２３１と偏光分離層２２１とは平行である。
【００４６】
偏光分離層２３１は、青色光を反射する一方で、青色光の波長より長い波長を有する光に対しては、ｓ偏光を反射し、ｐ偏光を透過する波長選択性の偏光分離特性を有する。このため、第２偏光分離素子２３は、＋Ｘ方向に沿って第１偏光分離素子２２から入射される青色光ＢＬｐを−Ｚ方向に反射する。
なお、第２偏光分離素子２３は、プリズム型の偏光分離素子に限らず、偏光分離層２３１を有するプレート型の偏光分離素子であってもよい。
【００４７】
［第１位相差素子の構成］
第１位相差素子２４は、第１偏光分離素子２２に対して−Ｚ方向に位置する。すなわち、第１位相差素子２４は、＋Ｚ方向において第１偏光分離素子２２と第１反射素子２６との間に位置する。
第１位相差素子２４は、１／４波長板であり、第１偏光分離素子２２にて反射された青色光ＢＬｓは、第１位相差素子２４によって円偏光の青色光ＢＬｃ１に変換された後、第１集光素子２５に入射される。すなわち、第１位相差素子２４は、入射される青色光の偏光状態を変換する。
【００４８】
［第１集光素子の構成］
第１集光素子２５は、第１位相差素子２４に対して−Ｚ方向に位置する。すなわち、第１集光素子２５は、−Ｚ方向において第１位相差素子２４と第１反射素子２６との間に位置する。
第１集光素子２５は、第１位相差素子２４から入射される青色光ＢＬｃ１を第１反射素子２６に集光する。また、第１集光素子２５は、第１反射素子２６から入射される青色光ＢＬｃ２を平行化する。なお、図４の例では、第１集光素子２５は、２つのレンズ２５１，２５２を有する構成であるが、第１集光素子２５を構成するレンズの数は問わない。
【００４９】
［第１反射素子の構成］
第１反射素子２６は、第１集光素子２５に対して−Ｚ方向に位置する。すなわち、第１反射素子２６は、第１偏光分離素子２２に対して−Ｚ方向に位置する。
第１反射素子２６は、第１集光素子２５から−Ｚ方向に入射される青色光ＢＬｃ１を、＋Ｚ方向に拡散反射する。第１反射素子２６は、入射された青色光ＢＬｃ１を反射する反射板２６１と、反射板２６１を＋Ｚ方向と平行な回転軸Ｒｘを中心として回転させる回転部２６２とを備える。
【００５０】
反射板２６１に入射された青色光ＢＬｃ１は、反射板２６１にて反射される際に、回転方向が反対方向の円偏光である青色光ＢＬｃ２に変換される。
第１反射素子２６から出射された青色光ＢＬｃ２は、第１集光素子２５を＋Ｚ方向に通過して平行化された後、再び第１位相差素子２４に入射される。このため、第１集光素子２５から第１位相差素子２４に入射される青色光ＢＬｃ２は、第１位相差素子２４によって、第１偏光分離素子２２から第１位相差素子２４に入射されたｓ偏光の青色光ＢＬｓではなく、ｐ偏光の青色光ＢＬｐに変換される。変換された青色光ＢＬｐは、第１偏光分離素子２２を＋Ｚ方向に透過して、第１色分離素子２９Ａに入射される。
【００５１】
［第２集光素子の構成］
第２集光素子２７は、第２偏光分離素子２３に対して−Ｚ方向に位置する。すなわち、第２集光素子２７は、＋Ｚ方向において第２偏光分離素子２３と波長変換素子２８との間に位置する。
第２集光素子２７は、第２偏光分離素子２３にて−Ｚ方向に反射された青色光ＢＬｐを波長変換素子２８に集光する。また、第２集光素子２７は、波長変換素子２８から入射される黄色光ＹＬｎを平行化する。なお、図４の例では、第２集光素子２７は、２つのレンズ２７１，２７２を有する構成であるが、第２集光素子２７を構成するレンズの数は問わない。
【００５２】
［波長変換素子の構成］
波長変換素子２８は、第２集光素子２７に対して−Ｚ方向に位置する。すなわち、波長変換素子２８は、第２偏光分離素子２３に対して−Ｚ方向に位置する。
波長変換素子２８は、入射された光によって励起され、入射された光の波長とは異なる波長を有する光である変換光を出射する。詳述すると、波長変換素子２８は、光の入射方向とは反対方向に変換光を出射する反射型の波長変換素子である。換言すると、波長変換素子２８は、入射された光の波長を変換した変換光を光の入射方向とは反対方向に出射する。
【００５３】
本実施形態では、波長変換素子２８は、青色光によって励起されて黄色光を出射する黄色蛍光体を含有しており、波長変換素子２８は、−Ｚ方向に入射される青色光ＢＬｐの波長より長い波長を有する蛍光である黄色光ＹＬｎを、変換光として＋Ｚ方向に出射する。
黄色光ＹＬｎは、例えばピーク波長が５００〜７００ｎｍの光であり、非偏光の光である。すなわち、黄色光ＹＬｎは、第１色成分としての緑色光成分と、第２色成分としての赤色光成分とを含み、それぞれの成分においてｓ偏光及びｐ偏光が混在した光である。
なお、光源装置２Ａは、＋Ｚ方向と平行な回転軸を中心として波長変換素子２８を回転させる回転装置を備えていてもよい。この場合、波長変換素子２８の放熱効率を高めることができる。
【００５４】
第２集光素子２７から＋Ｚ方向に出射された黄色光ＹＬｎは、第２偏光分離素子２３に入射される。
第２偏光分離素子２３の偏光分離層２３１は、上記のように、波長選択性の偏光分離特性を有する。このため、偏光分離層２３１に入射された黄色光ＹＬｎのうち、ｓ偏光の黄色光ＹＬｓは、偏光分離層２３１によって−Ｘ方向に反射されて、第１偏光分離素子２２に入射される。第１偏光分離素子２２の偏光分離層２２１は、上記のように、ｓ偏光の黄色光ＹＬｓを反射する偏光分離特性を有する。このため、−Ｘ方向に偏光分離層２２１に入射された黄色光ＹＬｓは、第１偏光分離素子２２にて＋Ｚ方向に反射され、第１色分離素子２９Ａに入射される。
一方、偏光分離層２３１に入射された黄色光ＹＬｎのうち、ｐ偏光の黄色光ＹＬｐは、偏光分離層２３１を＋Ｚ方向に透過して、第３位相差素子３２に入射する。
【００５５】
［第１色分離素子の構成］
図５は、光源装置２Ａを−Ｘ方向から見た模式図である。換言すると、図５は、第１色分離素子２９Ａ、第２位相差素子３０、第２反射素子３１及び調整素子３４を−Ｘ方向から見た模式図である。なお、図５においては、回転位相差装置２１３、第１位相差素子２４、第１集光素子２５及び第１反射素子２６の図示を省略している。
第１色分離素子２９Ａは、第１偏光分離素子２２に対して＋Ｚ方向に位置し、第１偏光分離素子２２から入射される光から、青色光ＢＬｐと黄色光ＹＬｓとを分離する。
第１色分離素子２９Ａは、図５に示すように、第１色分離層２９１Ａ及び第１反射層２９２Ａを有する。
【００５６】
第１色分離層２９１Ａは、入射される光のうち、青色光を＋Ｚ方向に透過させ、青色光ＢＬｓの波長より大きい波長を有する色光を−Ｙ方向に反射する。このため、第１色分離層２９１Ａは、第１偏光分離素子２２から入射される青色光ＢＬｐを＋Ｚ方向に透過させ、第１偏光分離素子２２から入射される黄色光ＹＬｓを−Ｙ方向に反射させる。
第１反射層２９２Ａは、第１色分離層２９１Ａに対して−Ｙ方向に位置し、第１色分離層２９１Ａから−Ｙ方向に入射される黄色光ＹＬｓを＋Ｚ方向に反射する。第１反射層２９２Ａによって反射された黄色光ＹＬｓは、第２反射素子３１に入射される。
詳しくは後述するが、第１色分離層２９１Ａは、調整素子３４を構成する第１調整素子３４１の光入射面３４１１に設けられ、第１反射層２９２Ａは、調整素子３４を構成する第２調整素子３４２の光入射面３４２１に設けられている。
【００５７】
［第２位相差素子の構成］
第２位相差素子３０は、第１色分離層２９１Ａに対する＋Ｚ方向で、第１色分離層２９１Ａ及び第１調整素子３４１を通過した青色光ＢＬｐの光路に位置する。第２位相差素子３０は、入射される光の偏光方向を変換する１／２波長板であり、第２位相差素子３０に入射された青色光ＢＬｐは、ｓ偏光の青色光ＢＬｓに変換される。
第２位相差素子３０によってｓ偏光に変換された青色光ＢＬｓは、光源装置２Ａから＋Ｚ方向に出射されて、均一化装置４に入射される。すなわち、光源装置２Ａは、第１色光として青色光ＢＬｓを出射する。
【００５８】
［第２反射素子の構成］
第２反射素子３１は、第１反射層２９２Ａに対する＋Ｚ方向で、第１反射層２９２Ａにて反射された黄色光ＹＬｓの光路に位置する。第２反射素子３１は、入射される光のうち、一部の光を透過させ、他の光を反射する。
第２反射素子３１に入射された黄色光ＹＬｓのうち、一部の黄色光ＹＬｓは、第２反射素子３１を透過して、均一化装置４に入射される。すなわち、黄色光ＹＬｓは、青色光ＢＬｓとは空間的に分離され、光源装置２Ａにおける青色光ＢＬｓの出射位置とは異なる出射位置から均一化装置４に出射される。詳述すると、光源装置２Ａは、青色光ＢＬｓの出射位置に対して−Ｙ方向の出射位置から、第２色光として黄色光ＹＬｓを出射する。
【００５９】
第２反射素子３１に入射された黄色光ＹＬｓのうち、他の黄色光ＹＬｓは、第２反射素子３１によって反射されて、再び第１反射層２９２Ａに入射される。第１反射層２９２Ａに入射された他の黄色光ＹＬｓは＋Ｙ方向に反射され、第１色分離層２９１Ａ、第１偏光分離素子２２、第２偏光分離素子２３、第２集光素子２７を介して、波長変換素子２８に入射される。
【００６０】
ここで、波長変換素子２８に含有される黄色蛍光体は、外部から入射された黄色光をほぼ吸収しない。このため、波長変換素子２８に入射された黄色光ＹＬｓは、波長変換素子２８内にて繰り返し反射されることによって非偏光の黄色光ＹＬｎとなり、黄色蛍光体にて生じた黄色光ＹＬｎとともに波長変換素子２８の外部に出射される。そして、波長変換素子２８から出射された黄色光ＹＬｎは、上記のように、第２集光素子２７を介して、第２偏光分離素子２３に入射される。
なお、第２反射素子３１は、例えばハーフミラーによって構成できるが、第２反射素子３１を透過する黄色光ＹＬｓの光量と、第２反射素子３１にて反射される黄色光ＹＬｓの光量との割合は、適宜設定可能である。また、第２反射素子３１は、無くてもよい。
【００６１】
［第３位相差素子の構成］
第３位相差素子３２は、図４に示すように、第２偏光分離素子２３に対して＋Ｚ方向に位置する。第３位相差素子３２には、第２偏光分離素子２３を＋Ｚ方向に透過した黄色光ＹＬｐが入射する。
第３位相差素子３２は、入射した黄色光ＹＬｐをｓ偏光の黄色光ＹＬｓに変換する１／２波長板である。変換された黄色光ＹＬｓは、第２色分離素子３３Ａに入射される。
【００６２】
［第２色分離素子の構成］
図６は、光源装置２Ａを＋Ｘ方向から見た模式図である。換言すると、図６は、第２色分離素子３３Ａ及び調整素子３４を＋Ｘ方向から見た模式図である。なお、図６では、第２集光素子２７及び波長変換素子２８の図示を省略している。
第２色分離素子３３Ａは、図４及び図６に示すように、第３位相差素子３２に対して＋Ｚ方向に位置する。第２色分離素子３３Ａは、第３位相差素子３２から入射される黄色光ＹＬｓから、第１色成分である緑色光成分と第２色成分である赤色光成分とを分離する。
第２色分離素子３３Ａは、図６に示すように、第２色分離層３３１Ａ及び第２反射層３３２Ａを有する。
【００６３】
第２色分離層３３１Ａは、入射される光のうち、緑色光を＋Ｚ方向に透過させ、赤色光を−Ｙ方向に反射する。このため、第２色分離層３３１Ａに入射した黄色光ＹＬｓのうち、第１色成分である緑色光ＧＬｓは、第２色分離層３３１Ａを＋Ｚ方向に透過して、均一化装置４に入射する。すなわち、光源装置２Ａは、青色光ＢＬｓの出射位置に対して＋Ｘ方向の出射位置から、第３色光として緑色光ＧＬｓを出射する。
一方、第２色分離層３３１Ａに入射した黄色光ＹＬｓのうち、第２色成分である赤色光ＲＬｓは、第２色分離層３３１Ａにて−Ｙ方向に反射される。
なお、第２色分離層３３１Ａは、本実施形態では、平板状の透光性基板に設けられている。すなわち、第２色分離層３３１Ａは、ダイクロイックミラーによって構成できる。
【００６４】
第２反射層３３２Ａは、第２色分離層３３１Ａから−Ｙ方向に入射される赤色光ＲＬｓを＋Ｚ方向に反射する。第２反射層３３２Ａにて反射された赤色光ＲＬｓは、均一化装置４に入射される。すなわち、光源装置２Ａは、緑色光ＧＬｓの出射位置に対して−Ｙ方向の出射位置から、第４色光として赤色光ＲＬｓを出射する。
第２反射層３３２Ａは、第３調整素子３４３の光入射面３４３１に設けられている。
【００６５】
［調整素子の構成］
調整素子３４は、図５及び図６に示すように、入射される光の光束径を調整する。詳述すると、調整素子３４は、ピーク波長が予め設定された波長範囲である基準波長範囲外であって光束径が調整される対象色光の光路に設けられ、対象色光の光束径を調整する。
本実施形態では、基準波長範囲は、緑色光の波長領域内の範囲であり、基準波長範囲にピーク波長を有する色光である基準色光は、緑色光である。このため、光源装置２Ａが出射する青色光、黄色光、緑色光及び赤色光のうち、基準色光である緑色光の光路には、調整素子３４は設けられていない。換言すると、調整素子３４は、第１色光である青色光の光路に設けられる第１調整素子３４１と、第２色光である黄色光の光路に設けられる第２調整素子３４２と、第４色光である赤色光の光路に設けられる第３調整素子３４３と、を含む。
【００６６】
第１調整素子３４１は、図５に示すように、第１色分離層２９１Ａによって分離され、基準波長範囲の下限値より短いピーク波長を有する青色光ＢＬｐの光路に設けられ、青色光ＢＬｐは、第１調整素子３４１を通過する。
第１調整素子３４１は、−Ｙ方向及び−Ｚ方向を向く平面である光入射面３４１１と、＋Ｙ方向及び＋Ｚ方向を向く凹曲面である光出射面３４１２と、を有する平凹レンズである。すなわち、第１調整素子３４１は、入射される青色光ＢＬｐの光束径を拡げる拡径素子であり、青色光ＢＬｐは、第１調整素子３４１を通過することによって拡径される。なお、第１調整素子３４１を通過した青色光ＢＬｐは、上記した第２位相差素子３０に入射される。
本実施形態では、上記した第１色分離層２９１Ａは、光入射面３４１１に設けられている。すなわち、第１色分離層２９１Ａと第１調整素子３４１とは、一体化されている。
【００６７】
第２調整素子３４２は、第１色分離層２９１Ａによって分離され、基準波長範囲の上限値より長いピーク波長を有する赤色光ＲＬｓを含む黄色光ＹＬｓの光路に設けられている。
第２調整素子３４２は、＋Ｙ方向及び＋Ｚ方向を向く凹曲面である光入射面３４２１を有する。本実施形態では、上記した第１反射層２９２Ａは、光入射面３４２１に設けられており、第２調整素子３４２は、縮径素子である凹面鏡として構成されている。すなわち、第１反射層２９２Ａと第２調整素子３４２とは、一体化されている。
第２調整素子３４２は、第１色分離層２９１Ａによって分離された黄色光ＹＬｓが第１反射層２９２Ａによって反射されるときに、光入射面３４２１の形状によって、黄色光ＹＬｓを縮径する。第１反射層２９２Ａによって反射された黄色光ＹＬｓは、上記した第２反射素子３１に入射される。
【００６８】
ここで、上記のように、第１調整素子３４１において第１色分離層２９１Ａが設けられる光入射面３４１１は、平面である。換言すると、第１調整素子３４１は、第１色分離層２９１Ａが設けられる光入射面３４１１が平面であり、光出射面３４１２が凹曲面である平凹レンズである。これは、青色光ＢＬｐの光束径の調整と黄色光ＹＬｓの光束径の調整とを、第１調整素子３４１と第２調整素子３４２とで独立して行うことによって、各色光の光束径の調整を実施しやすくするためである。
一方、第１調整素子３４１を両凹レンズによって構成し、第１色分離層２９１Ａを通過する青色光ＢＬｐの光束径を第１調整素子３４１によって調整し、光入射面３４１１に設けられた第１色分離層２９１Ａにて黄色光ＹＬｓが反射されるときに、−Ｚ方向に凹となる凹曲面である光入射面３４１１の形状に応じて、黄色光ＹＬｓの光束径を調整する構成としてもよい。この場合、第２調整素子３４２は無くてもよい。この場合、−Ｙ方向に入射する光を＋Ｚ方向に反射する反射部材を第２調整素子３４２の代わりに設ければよい。反射部材は、平板状の反射ミラーとしてもよい。
【００６９】
第３調整素子３４３は、図６に示すように、第２色分離層３３１Ａによって分離され、上記基準波長範囲の上限値より長いピーク波長を有する赤色光ＲＬｓの光路に設けられている。
第３調整素子３４３は、第２調整素子３４２と同様に、＋Ｙ方向及び＋Ｚ方向を向く凹曲面である光入射面３４３１を有する。本実施形態では、上記した第２反射層３３２Ａは、光入射面３４３１に設けられており、第３調整素子３４３は、縮径素子である凹面鏡として構成されている。すなわち、第２反射層３３２Ａと第３調整素子３４３とは、一体化されている。
第３調整素子３４３は、第２色分離層３３１Ａによって分離された赤色光ＲＬｓが第２反射層３３２Ａによって反射されるときに、光入射面３４３１の形状によって、赤色光ＲＬｓを縮径する。第２反射層３３２Ａによって反射された赤色光ＲＬｓは、上記のように、第４色光として光源装置２Ａから出射される。
【００７０】
［調整素子の作用］
図７は、第１反射素子２６によって反射されて第１集光素子２５を通過した青色光ＢＬの光束径を示す模式図である。なお、図７において示す緑色光ＧＬの光束径ＲＧは、青色光ＢＬの光束径ＲＢとの比較のために図示したものである。
ここで、第１反射素子２６の反射板２６１は、ランバート反射に近い拡散反射特性を有する。しかしながら、図７に示すように、反射板２６１によって反射された青色光ＢＬの拡散角を、波長変換素子２８によって拡散されて出射される黄色光の拡散角と同じにすることは難しく、反射板２６１による青色光ＢＬの拡散角は、波長変換素子２８から出射される黄色光に含まれる緑色光ＧＬの拡散角より小さくなりやすい。青色光ＢＬの拡散角が緑色光ＧＬの拡散角より小さいと、反射板２６１にて反射されて第１集光素子２５から出射される青色光ＢＬの光束径ＲＢは、波長変換素子２８から出射された緑色光ＧＬの光束径ＲＧより小さくなる。
【００７１】
図８は、波長変換素子２８から出射されて第２集光素子２７をそれぞれ通過した緑色光ＧＬの光束径及び赤色光ＲＬの光束径を示す模式図である。
ここで、本実施形態においては、波長変換素子２８は、第２集光素子２７の焦点に配置されている。詳述すると、波長変換素子２８は、波長変換素子２８から黄色光が入射される第２集光素子２７の緑色光における前側焦点に配置されている。換言すると、波長変換素子２８は、上記基準色光である緑色光における第２集光素子２７の前側焦点の位置に配置されている。
このため、波長変換素子２８から第２集光素子２７に入射された黄色光に含まれる緑色光ＧＬは、第２集光素子２７によって平行化される。一方、黄色光に含まれる赤色光ＲＬは、第２集光素子２７の色収差の影響によって僅かに拡径される。すなわち、第２集光素子２７から出射された赤色光ＲＬの光束径は、第２集光素子２７から出射された緑色光ＧＬの光束径より大きくなる。
【００７２】
図９は、調整素子３４を備えない光源装置ＬＤの出射面ＬＤ１を＋Ｚ方向から見た図であり、光源装置ＬＤから出射される各色光の光束径を示す模式図である。なお、図９においては、緑色光ＧＬｓの光束の外縁を点線にて示している。
ここで、図９を参照して、調整素子３４を備えない光源装置ＬＤから出射された各色光の光束径について説明する。なお、光源装置ＬＤは、調整素子３４を備えない他は、光源装置２Ａと同様の構成を備える。すなわち、光源装置ＬＤは、各調整素子３４１〜３４３を備えておらず、光源装置ＬＤにおいては、第１色分離層２９１Ａ、第１反射層２９２Ａ及び第２反射層３３２Ａは、第２色分離層３３１Ａと同様に、平板状の透光性基板に設けられている。
【００７３】
光源装置ＬＤは、光源装置２Ａと同様に、それぞれ空間的に分離された青色光ＢＬｓ、黄色光ＹＬｓ、緑色光ＧＬｓ及び赤色光ＲＬｓを出射する。具体的に、光源装置ＬＤは、図９に示すように、出射面ＬＤ１において−Ｘ方向で＋Ｙ方向の出射位置から青色光ＢＬｓを出射し、−Ｘ方向で−Ｙ方向の出射位置から黄色光ＹＬｓを出射する。また、光源装置ＬＤは、出射面ＬＤ１において＋Ｘ方向で＋Ｙ方向の出射位置から緑色光ＧＬｓを出射し、＋Ｘ方向で−Ｙ方向の出射位置から赤色光ＲＬｓを出射する。
【００７４】
上記のように、反射板２６１にて反射されて第１集光素子２５から出射される青色光の光束径は、第２集光素子２７から出射される緑色光の光束径より小さい。このため、光源装置ＬＤから出射される青色光ＢＬｓの光束径は、光源装置ＬＤから出射される緑色光ＧＬｓの光束径より小さい。
また、第２集光素子２７から出射される赤色光の光束径は、第２集光素子２７から出射される緑色光の光束径より大きい。このため、光源装置ＬＤから出射される赤色光ＲＬｓの光束径は、光源装置ＬＤから出射される緑色光ＧＬｓの光束径より大きい。更に、赤色光ＲＬｓを含んで光源装置ＬＤから出射される黄色光ＹＬｓの光束径は、光源装置ＬＤから出射される緑色光ＧＬｓの光束径より大きい。
【００７５】
このような光束径の各色光が、マルチレンズ４１において対応する領域Ａ１〜Ａ４に入射されると、領域Ａ１〜Ａ４において、色光が入射されるレンズ４１１の数が揃わなくなり、領域Ａ１〜Ａ４のそれぞれから出射される部分光束の数が揃わなくなる可能性が生じる。この場合、マルチレンズ４２及び重畳レンズ４３による光変調装置６への各色光の重畳性能が低下し、光変調装置６において照度むらが発生し、ひいては、光変調装置６によって形成されて投射光学装置７によって投射される画像に色むらが生じる場合がある。
このため、マルチレンズ４１における領域Ａ１〜Ａ４に、対応する色光を同じ条件にて入射させることが好ましい。すなわち、領域Ａ１〜Ａ４に、それぞれ同じ光束径の各色光を入射させることが好ましい。
【００７６】
これに対し、本実施形態では、基準色光を緑色光とし、図５にて示したように、緑色光の波長領域に含まれる基準波長範囲の下限値より短いピーク波長を有し、かつ、第１色分離素子２９Ａによって分離された青色光ＢＬｐの光路上に、第１調整素子３４１が配置されている。また、基準波長範囲の上限値より長いピーク波長を有する赤色光ＲＬｓを含み、かつ、第１色分離素子２９Ａによって分離された黄色光ＹＬｓの光路上に、第２調整素子３４２が配置されている。更に、図６に示したように、基準波長範囲の下限値より長いピーク波長を有し、かつ、第２色分離素子３３Ａによって分離された赤色光ＲＬｓの光路上に、第３調整素子３４３が配置されている。
【００７７】
図１０は、光源装置２Ａの出射面ＥＳを＋Ｚ方向から見た図であり、光源装置２Ａから出射される各色光の光束径を示す模式図である。なお、図１０においては、緑色光ＧＬｓの光束の外縁を点線にて示す。
第１調整素子３４１は、上記のように拡径素子であり、入射される青色光ＢＬｐを、基準色光である緑色光ＧＬｓの光束径と略同じ光束径の色光となるように拡径する。このため、第１色分離素子２９Ａによって分離された青色光ＢＬｐが、第１調整素子３４１に入射されることによって、緑色光ＧＬｓと略同じ光束径を有する色光となる。そして、拡径された青色光ＢＬｐは、第２位相差素子３０によって青色光ＢＬｓとなって、第１色光として光源装置２Ａから出射される。
なお、青色光ＢＬｓを出射する第１出射位置Ｓ１は、光源装置２Ａの出射面ＥＳにおいて−Ｘ方向で＋Ｙ方向の位置であり、緑色光ＧＬｓを出射する第３出射位置Ｓ３は、出射面ＥＳにおいて＋Ｘ方向で＋Ｙ方向の位置である。
【００７８】
第２調整素子３４２は、上記のように縮径素子であり、入射される黄色光ＹＬｓを、基準色光である緑色光ＧＬｓの光束径と略同じ光束径の色光となるように縮径する。このため、第１色分離層２９１Ａによって分離された黄色光ＹＬｓは、第２調整素子３４２に設けられた第１反射層２９２Ａにて反射されることによって、緑色光ＧＬｓと略同じ光束径を有する色光となる。そして、縮径された黄色光ＹＬｓの一部が第２反射素子３１を通過することによって、第２色光として光源装置２Ａから出射される。
なお、黄色光ＹＬｓを出射する第２出射位置Ｓ２は、出射面ＥＳにおいて−Ｘ方向で−Ｙ方向の位置である。
【００７９】
第３調整素子３４３は、上記のように縮径素子であり、入射される赤色光ＲＬｓを、基準色光である緑色光ＧＬｓの光束径と略同じ光束径の色光となるように縮径する。このため、第２色分離層３３１Ａによって分離された赤色光ＲＬｓは、第３調整素子３４３に設けられた第２反射層３３２Ａにて反射されることによって、緑色光ＧＬｓと略同じ光束径を有する色光となって、第４色光として光源装置２Ａから出射される。
なお、赤色光ＲＬｓを出射する第４出射位置Ｓ４は、出射面ＥＳにおいて＋Ｘ方向で−Ｙ方向の位置である。
【００８０】
このように、光源装置２Ａから出射されてマルチレンズ４１に入射される青色光ＢＬｓ、黄色光ＹＬｓ、緑色光ＧＬｓ及び赤色光ＲＬｓのそれぞれの光束径は略一致する。これにより、マルチレンズ４１にて生じる各色光の部分光束の数を一致させることができ、マルチレンズ４２及び重畳レンズ４３による光変調装置６への各色光の重畳性能の低下を抑制できる。従って、光変調装置６での照度むらの発生を抑制でき、光変調装置６によって形成されて投射光学装置７によって投射される画像に色むらが生じることを抑制できる。
【００８１】
［第１実施形態の効果］
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、以下の効果を奏することができる。
＋Ｚ方向に光を出射する光源装置２Ａは、第１色光である青色光ＢＬｓを出射する第１出射位置Ｓ１と、第１出射位置Ｓ１に対して−Ｙ方向に位置し、第２色光である黄色光ＹＬｓを出射する第２出射位置Ｓ２と、第１出射位置Ｓ１に対して＋Ｘ方向に位置し、第３色光である緑色光ＧＬｓを出射する第３出射位置Ｓ３と、第３出射位置Ｓ３に対して−Ｙ方向に位置し、第４色光である赤色光ＲＬｓを出射する第４出射位置Ｓ４と、を有する。
なお、＋Ｚ方向は、第１方向に相当し、＋Ｚ方向にそれぞれ直交し、かつ、互いに直交する二方向である−Ｙ方向及び＋Ｘ方向は、それぞれ第２方向及び第３方向に相当する。
【００８２】
上記各色光のうち、青色光ＢＬｓ、黄色光ＹＬｓ及び赤色光ＲＬｓは、ピーク波長が緑色光の波長領域内に含まれる基準波長範囲外の色光であって、光束径が調整される対象色光であり、対象色光の光路には、調整素子３４が設けられている。調整素子３４は、対象色光が基準波長範囲の上限値より長いピーク波長を有する場合、対象色光の光束径を縮める縮径素子であり、対象色光が基準波長範囲の下限値より短いピーク波長を有する場合、対象色光の光束径を拡げる拡径素子である。
【００８３】
このような構成によれば、光源装置２Ａから出射される青色光ＢＬｓ、黄色光ＹＬｓ及び赤色光ＲＬｓの光束径を、基準色光である緑色光ＧＬｓの光束径に揃えることができる。このため、光源装置ＬＤから出射されてマルチレンズ４１に入射される各色光の光束径が異なる場合のように、光変調装置６に照度むらが発生することを抑制できる。従って、被投射面上に投射される画像に色むらが発生することを抑制できる。
【００８４】
拡径素子である第１調整素子３４１は、凹レンズである。このような構成によれば、第１調整素子３４１に入射される青色光ＢＬｐの光束径を、基準色光である緑色光ＧＬｓの光束径に揃えやすくすることができる。
縮径素子である第２調整素子３４２及び第３調整素子３４３は、凹面鏡である。このような構成によれば、第２調整素子３４２に入射される黄色光ＹＬｓの光束径、及び、第３調整素子３４３に入射される赤色光ＲＬｓの光束径を、基準色光である緑色光ＧＬｓの光束径に揃えやすくすることができる。
【００８５】
それぞれ空間的に分離されて光源装置２Ａから出射される第１〜第４色光は、青色光ＢＬｓ、黄色光ＹＬｓ、緑色光ＧＬｓ及び赤色光ＲＬｓである。
このような構成によれば、光変調装置６に青色光ＢＬｓ、黄色光ＹＬｓ、緑色光ＧＬｓ及び赤色光ＲＬｓを入射させることができるので、光変調装置６によって、フルカラーの画像を形成できる。また、光変調装置６に入射される光に黄色光ＹＬｓが含まれることにより、光変調装置６が、輝度が高い画像を形成できる。
【００８６】
第１色光は青色光ＢＬｓであり、第２色光は、黄色光ＹＬｓである。第３色光は緑色光ＧＬｓであり、第４色光は赤色光ＲＬｓである。
このような構成によれば、マイクロレンズアレイ６２によって、液晶パネル６１の各画素ＰＸにおいて上記のように配列されたサブ画素ＳＸ１〜ＳＸ４に、対応する色光を入射させやすくすることができる。
【００８７】
基準波長範囲は、緑色光の波長領域に含まれる。赤色光ＲＬｓの光路には、縮径素子である第３調整素子３４３が設けられ、青色光ＢＬｓの光路には、拡径素子である第１調整素子３４１が設けられている。
ここで、光源装置２Ａのように、プロジェクターに用いられる光源装置では、緑色光の出射光量は、青色光の出射光量及び赤色光の出射光量より大きくなりやすい。また、緑色光は、青色光及び赤色光に比べて、眼の感受性が高い。
このため、基準波長範囲を緑色光の波長領域に含まれる領域とし、基準色光を緑色光として、赤色光ＲＬｓの光束径、及び、青色光ＢＬｓの光束径を、緑色光ＧＬｓの光束径に合わせることにより、光源装置２Ａからそれぞれ出射される赤色光ＲＬｓ、青色光ＢＬｓ及び緑色光ＧＬｓの光束径を揃えやすくすることができる。
【００８８】
ここで、黄色光ＹＬｓには、緑色光ＧＬｓ及び赤色光ＲＬｓが含まれる。このことから、基準色光を緑色光とすると、赤色光ＲＬｓの光束径が、緑色光ＧＬｓの光束径より大きくなりやすい。
これに対し、第２色光である黄色光ＹＬｓの光路には、縮径素子である第２調整素子３４２が設けられている。これによれば、黄色光ＹＬｓの光束径を、基準色光である緑色光ＧＬｓの光束径に揃えやすくすることができる。
【００８９】
光源装置２Ａは、第１色分離素子２９Ａ及び第２色分離素子３３Ａを有する。第１色分離素子２９Ａは、青色光ＢＬｐ及び黄色光ＹＬｓを含む光から、第１色光である青色光ＢＬｐと第２色光である黄色光ＹＬｓとを分離する。第２色分離素子３３Ａは、緑色光ＧＬｓ及び赤色光ＲＬｓを含む黄色光ＹＬｓから、第３色光である緑色光ＧＬｓと第４色光である赤色光ＲＬｓとを分離する。
このような構成によれば、第１色光である青色光と、第２色光である黄色光と、第３色光である緑色光と、第４色光である赤色光とを分離できるので、光源装置２Ａからそれぞれ空間的に分離された第１〜第４色光を出射できる。
【００９０】
第１調整素子３４１は、第１色分離素子２９Ａによって分離された対象色光である青色光ＢＬｐの光路上に設けられている。第２調整素子３４２は、第１色分離層２９１Ａによって分離された対象色光である黄色光ＹＬｓの光路上に設けられている。第３調整素子３４３は、第２色分離素子３３Ａによって分離された対象色光である赤色光ＲＬｓの光路上に設けられている。
このような構成によれば、光源装置２Ａから出射される青色光ＢＬｓを、第１色分離素子２９Ａによって分離されて、第１調整素子３４１によって光束径が調整された色光とすることができる。また、光源装置２Ａから出射される黄色光ＹＬｓを、第１色分離素子２９Ａによって分離されて、第２調整素子３４２によって光束径が調整された色光とすることができる。同様に、光源装置２Ａから出射される赤色光ＲＬｓを、第２色分離素子３３Ａによって分離されて、第３調整素子３４３によって光束径が調整された色光とすることができる。従って、各調整素子３４１〜３４３によって、対象色光である青色光、黄色光及び赤色光の光束径を確実に調整できる。
【００９１】
第１調整素子３４１及び第２調整素子３４２は、第１色分離素子２９Ａと一体化されている。第３調整素子３４３は、第２色分離素子３３Ａと一体化されている。
このような構成によれば、第１色分離素子２９Ａと第１調整素子３４１及び第２調整素子３４２との間、並びに、第２色分離素子３３Ａと第３調整素子３４３との間に、隙間が設けられない。このため、光源装置２Ａの大型化を抑制できる。この他、第１色分離素子２９Ａを固定する固定部材と、第１調整素子３４１及び第２調整素子３４２を固定する固定部材とを別途設ける必要がない。同様に、第２色分離素子３３Ａを固定する固定部材と、第３調整素子３４３を固定する固定部材とを別途設ける必要がない。これにより、光源装置２Ａの部品点数の増加を抑制できる。
【００９２】
第１色分離素子２９Ａは、第１色光である青色光ＢＬｐを透過し、第２色光である黄色光ＹＬｓを反射させる第１色分離層２９１Ａと、第１色分離層２９１Ａに対して第２方向である−Ｙ方向に位置して、第１色分離層２９１Ａにて反射された黄色光ＹＬｓを、第１色分離層２９１Ａを透過する青色光ＢＬｐと平行に反射させる第１反射層２９２Ａと、を有する。第２色分離素子３３Ａは、第３色光である緑色光ＧＬｓを透過し、第４色光である赤色光ＲＬｓを反射させる第２色分離層３３１Ａと、第２色分離層３３１Ａに対して−Ｙ方向に位置して、第２色分離層３３１Ａにて反射された赤色光ＲＬｓを、第２色分離層３３１Ａを透過する緑色光ＧＬｓと平行に反射させる第２反射層３３２Ａと、を有する。
このような構成によれば、第１色光である青色光と、第２色光である黄色光とを、空間的に分離した状態にて光源装置２Ａから出射できる。同様に、第３色光である緑色光と、第４色光である赤色光とを、空間的に分離された状態にて光源装置２Ａから出射できる。従って、光源装置２Ａが、それぞれ空間的に分離された青色光、黄色光、緑色光及び赤色光を確実に出射できる。
【００９３】
第１色分離層２９１Ａは、第１色光である青色光の光路に設けられる第１調整素子３４１の光入射面３４１１に設けられている。第１反射層２９２Ａは、第２色光である黄色光の光路に設けられる第２調整素子３４２の光入射面３４２１に設けられている。第２反射層３３２Ａは、第４色光である赤色光の光路に設けられる第３調整素子３４３の光入射面３４３１に設けられている。
このような構成によれば、第１調整素子３４１を第１色分離層２９１Ａの支持部材として利用できる。同様に、第２調整素子３４２を第１反射層２９２Ａの支持部材として利用でき、第３調整素子３４３を第２反射層３３２Ａの支持部材として利用できる。従って、光源装置２Ａの部品点数の増加を抑制できる。
【００９４】
光源装置２Ａは、第１色分離素子２９Ａ、第２色分離素子３３Ａ及び調整素子３４に加えて、光源部２１、第１偏光分離素子２２、第２偏光分離素子２３、第１位相差素子２４、第１集光素子２５、第１反射素子２６、第２集光素子２７、波長変換素子２８、第２位相差素子３０、第２反射素子３１及び第３位相差素子３２を有する。
光源部２１は、光源光を出射する。第１偏光分離素子２２は、光源部２１から出射されて第３方向である＋Ｘ方向に沿って入射される光源光のうち、光源光の第１偏光成分である青色光ＢＬｐを＋Ｘ方向に透過し、光源光の第２偏光成分である青色光ＢＬｓを第１方向とは反対方向である−Ｚ方向に反射する。第２偏光分離素子２３は、第１偏光分離素子２２に対する＋Ｘ方向に位置し、＋Ｘ方向に入射される青色光ＢＬｐを−Ｚ方向に反射する。第１反射素子２６は、第１偏光分離素子２２に対して−Ｚ方向に位置し、入射される光源光を＋Ｚ方向に反射する。第１位相差素子２４は、＋Ｚ方向において第１偏光分離素子２２と第１反射素子２６との間に位置し、光源光の偏光成分を変換する。波長変換素子２８は、第２偏光分離素子２３に対して−Ｚ方向に位置し、−Ｚ方向に入射される青色光ＢＬｐを波長変換した非偏光の変換光である黄色光ＹＬｎを、＋Ｚ方向に出射する。第２位相差素子３０は、第１色分離素子２９Ａによって分離された青色光ＢＬｐの光路に位置する１／２波長板であり、青色光ＢＬｐの偏光方向を変換した青色光ＢＬｓを出射する。第３位相差素子３２は、第２偏光分離素子２３に対して＋Ｚ方向に位置し、第２偏光分離素子２３を透過した黄色光ＹＬｐが入射される１／２波長板である。
【００９５】
第２偏光分離素子２３は、＋Ｚ方向に入射される黄色光ＹＬｎのうち、黄色光ＹＬｎの第１偏光成分である黄色光ＹＬｐを＋Ｚ方向に透過して第３位相差素子３２に入射させ、黄色光ＹＬｎの第２偏光成分である黄色光ＹＬｓを−Ｘ方向に反射する。第１偏光分離素子２２は、＋Ｚ方向に入射される光源光の第１偏光成分である青色光ＢＬｐを＋Ｚ方向に透過して第１色分離素子２９Ａに入射させ、−Ｘ方向に入射される黄色光ＹＬｓを＋Ｚ方向に反射して第１色分離素子２９Ａに入射させる。第１色分離素子２９Ａは、第１偏光分離素子２２に対する＋Ｚ方向に位置しており、第１偏光分離素子２２から入射される青色光ＢＬｐを第２位相差素子３０に出射し、第１偏光分離素子２２から入射される黄色光ＹＬｓを出射する。第２色分離素子３３Ａは、第３位相差素子３２に対して＋Ｚ方向に位置し、第３位相差素子３２から入射される黄色光ＹＬｓに含まれる第１色成分である緑色光ＧＬｓを出射し、黄色光ＹＬｓに含まれる第２色成分である赤色光ＲＬｓを出射する。
【００９６】
このような構成によれば、光源装置２Ａは、第１〜第４色光として、それぞれｓ偏光である青色光ＢＬｓ、黄色光ＹＬｓ、緑色光ＧＬｓ及び赤色光ＲＬｓを出射できる。このため、入射される光の偏光方向を揃えて出射する偏光変換素子を用いずに、光変調装置６の液晶パネル６１に入射される各色光の偏光方向を揃えることができる。従って、光源装置２Ａ、ひいては、プロジェクター１の小型化を図ることができる。
【００９７】
照明光学装置１０は、上記した光源装置２Ａと、光源装置２Ａから入射される光を複数の部分光束に分割する２つのマルチレンズ４１，４２と、２つのマルチレンズ４１，４２から入射される複数の部分光束を、所定の位置である光変調装置６の配置位置に重畳させる重畳レンズ４３と、を有する。
このような構成によれば、上記した光源装置２Ａと同様の効果を奏することができる。
この他、光源装置２Ａからマルチレンズ４１に入射される第１〜第４色光の光束径がそれぞれ略一致するので、マルチレンズ４１によって分割される部分光束の数が、第１〜第４色光のそれぞれにて同じになる。このため、マルチレンズ４２及び重畳レンズ４３によって第１〜第４色光が重畳される光変調装置６の画像形成領域、すなわち、画素ＰＸが配列された領域に照度むらが発生することを抑制できる。
【００９８】
プロジェクター１は、上記した照明光学装置１０と、照明光学装置１０から入射される光を変調する光変調装置６と、光変調装置６によって変調された光を投射する投射光学装置７と、を備える。光変調装置６は、複数の画素ＰＸを有する１つの液晶パネル６１と、複数の画素ＰＸに対応する複数のマイクロレンズ６２１を有し、１つの液晶パネル６１に対する光入射側に位置するマイクロレンズアレイ６２と、を備える。複数の画素ＰＸは、第１サブ画素ＳＸ１、第２サブ画素ＳＸ２、第３サブ画素ＳＸ３及び第４サブ画素ＳＸ４をそれぞれ有する。複数のマイクロレンズ６２１は、第１色光である青色光ＢＬｓを第１サブ画素ＳＸ１に入射させ、第２色光である黄色光ＹＬｓを第２サブ画素ＳＸ２に入射させ、第３色光である緑色光ＧＬｓを第３サブ画素ＳＸ３に入射させ、第４色光である赤色光ＲＬｓを第４サブ画素ＳＸ４に入射させる。
このような構成によれば、上記照明光学装置１０と同様の効果を奏することができる。
この他、マイクロレンズ６２１によって、光変調装置６に入射される複数の色光を、液晶パネル６１において対応する画素ＰＸのサブ画素ＳＸに入射させることができる。従って、光源装置２Ａから出射された各色光を効率よくサブ画素ＳＸに入射させることができ、各色光の利用効率を高めることができる。
【００９９】
［第１実施形態の第１変形例］
光源装置２Ａでは、基準波長範囲は、緑色光の波長領域内の範囲とし、基準色光を緑色光として、緑色光の光束径に合わせるように、青色光を拡径し、黄色光及び赤色光を縮径するとした。しかしながら、これに限らず、基準波長範囲は、他の色光の波長領域内の範囲であってもよい。
【０１００】
図１１及び図１２は、光源装置２Ａの第１変形例である光源装置２Ｂが備える調整素子３５を−Ｘ方向及び＋Ｘ方向から見た模式図である。換言すると、図１１は、光源装置２Ｂがそれぞれ備える第１色分離素子２９Ｂ、第２位相差素子３０、第２反射素子３１及び調整素子３５を−Ｘ方向から見た模式図である。また、図１２は、光源装置２Ｂがそれぞれ備える第３位相差素子３２、第２色分離素子３３Ｂ及び調整素子３５を＋Ｘ方向から見た模式図である。
例えば、光源装置２Ａの第１変形例である光源装置２Ｂは、図１１及び図１２に示すように、第１色分離素子２９Ａ、第２色分離素子３３Ａ及び調整素子３４に代えて第１色分離素子２９Ｂ、第２色分離素子３３Ｂ及び調整素子３５を備える他は、光源装置２Ａと同様の構成及び機能を有する。そして、光源装置２Ｂでは、調整素子３５における基準波長範囲は、青色光の波長領域内の範囲に設定されている。すなわち、光源装置２Ｂでは、基準色光は青色光である。
【０１０１】
第１色分離素子２９Ｂは、第１色分離素子２９Ａと同様に、第１偏光分離素子２２から入射される光から青色光ＢＬｐと黄色光ＹＬｓとを分離する。第１色分離素子２９Ｂは、図１１に示すように、青色光を透過し、青色光の波長より大きな波長の光を反射する第１色分離層２９１Ｂと、入射される光を反射する第１反射層２９２Ｂと、を有する。
【０１０２】
第１色分離層２９１Ｂは、第１偏光分離素子２２から入射される青色光ＢＬｐを＋Ｚ方向に透過し、第１偏光分離素子２２から入射される黄色光ＹＬｓを−Ｙ方向に反射する。第１色分離層２９１Ｂを透過した青色光ＢＬｐは、第２位相差素子３０に入射される。
なお、光源装置２Ｂでは、第１色分離層２９１Ｂは、平板状の透光性基板に設けられている。すなわち、第１色分離層２９１Ｂは、ダイクロイックミラーによって構成できる。
【０１０３】
第１反射層２９２Ｂは、第１色分離層２９１Ｂから−Ｙ方向に入射される黄色光ＹＬｓを、第１色分離層２９１Ｂを透過した青色光ＢＬｐの進行方向である＋Ｚ方向と平行に反射する。すなわち、第１反射層２９２Ｂは、−Ｙ方向に入射される黄色光ＹＬｓを＋Ｚ方向に反射する。第１反射層２９２Ｂは、第１調整素子３５１の光入射面３５１１に設けられている。
【０１０４】
第２色分離素子３３Ｂは、第２色分離素子３３Ａと同様に、第３位相差素子３２から入射される黄色光ＹＬｓから、緑色光ＧＬｓと赤色光ＲＬｓとを分離する。第２色分離素子３３Ｂは、図１２に示すように、緑色光ＧＬｓを＋Ｚ方向に透過し、赤色光ＲＬｓを−Ｙ方向に反射する第２色分離層３３１Ｂと、第２色分離層３３１Ｂにて−Ｙ方向に反射された赤色光ＲＬｓを＋Ｚ方向に反射する第２反射層３３２Ｂと、を有する。
第２色分離層３３１Ｂは、第２調整素子３５２の光入射面３５２１に設けられている。
第２反射層３３２Ｂは、第３調整素子３５３の光入射面３５３１に設けられている。
【０１０５】
調整素子３５は、調整素子３４と同様に、光源装置２Ｂから出射される４つの光のうち、ピーク波長が基準波長範囲外の色光であって、光束径を調整する必要がある対象色光の光路に設けられる。そして、対象色光が基準波長範囲の下限値より短いピーク波長を有する色光である場合、対象色光の光路に設けられる調整素子３５は、対象色光の光束径を拡げる拡径素子であり、対象色光が基準波長範囲の上限値より長いピーク波長を有する色光である場合、対象色光の光路に設けられる調整素子３５は、対象色光の光束径を縮める縮径素子である。なお、上記のように、調整素子３５では、基準波長範囲は青色光の波長領域内の範囲であり、基準色光は青色光である。
このような調整素子３５は、図１１に示すように、第２色光である黄色光ＹＬｓの光路に設けられる第１調整素子３４１を含む他、図１２に示すように、第３色光である緑色光ＧＬｓの光路に設けられる第２調整素子３５２と、第４色光である赤色光ＲＬｓの光路に設けられる第３調整素子３５３と、を含む。
【０１０６】
第１調整素子３５１は、図１１に示すように、＋Ｙ方向及び＋Ｚ方向を向く凹曲面である光入射面３５１１を有する。光源装置２Ｂでは、上記した第１反射層２９２Ａは、光入射面３５１１に設けられており、第１調整素子３５１は、縮径素子である凹面鏡として構成されている。すなわち、第１反射層２９２Ｂと第１調整素子３５１とは、一体化されている。
第１調整素子３５１は、第１色分離層２９１Ｂによって分離された黄色光ＹＬｓが第１反射層２９２Ｂによって反射されるときに、光入射面３５１１の形状によって、黄色光ＹＬｓを縮径する。第１反射層２９２Ｂによって反射された黄色光ＹＬｓは、上記した第２反射素子３１に入射される。
【０１０７】
第２調整素子３５２は、図１２に示すように、−Ｙ方向及び−Ｚ方向を向く平面である光入射面３５２１と、＋Ｙ方向及び＋Ｚ方向を向く凸曲面である光出射面３５２２と、を有する平凸レンズである。すなわち、第２調整素子３５２は、入射される緑色光ＧＬｓの光束径を縮める縮径素子であり、緑色光ＧＬｓは、第２調整素子３５２を通過することによって縮径される。なお、第２調整素子３５２を通過した緑色光ＧＬｓは、第３色光として光源装置２Ｂから出射される。
【０１０８】
第３調整素子３５３は、＋Ｙ方向及び＋Ｚ方向を向く凹曲面である光入射面３５３１を有する。光源装置２Ｂでは、上記した第２反射層３３２Ｂは、光入射面３５３１に設けられており、第３調整素子３５３は、縮径素子である凹面鏡として構成されている。すなわち、第２反射層３３２Ｂと第３調整素子３５３とは、一体化されている。
第３調整素子３５３は、第２色分離層３３１Ａによって分離された赤色光ＲＬｓが第２反射層３３２Ａによって反射されるときに、光入射面３５３１の形状によって、赤色光ＲＬｓを縮径する。第２反射層３３２Ａによって反射された赤色光ＲＬｓは、第４色光として光源装置２Ｂから出射される。
【０１０９】
このような光源装置２Ｂを光源装置２Ａに代えて備えるプロジェクター１によっても、光源装置２Ａを備えるプロジェクター１と同様の効果を奏することができる。
また、縮径素子である第２調整素子３５２は、凸レンズである。これによれば、第２調整素子３５２を通過する緑色光ＧＬｓを、簡易な構成で縮径できる。
【０１１０】
［第１実施形態の第２変形例］
図１３及び図１４は、光源装置２Ａの第２変形例である光源装置２Ｃが備える調整素子３６を−Ｘ方向及び＋Ｘ方向から見た模式図である。換言すると、図１３は、光源装置２Ｃがそれぞれ備える第１色分離素子２９Ｃ、第２位相差素子３０、第２反射素子３１及び調整素子３６を−Ｘ方向から見た模式図である。また、図１４は、光源装置２Ｃがそれぞれ備える第３位相差素子３２、第２色分離素子３３Ｃ及び調整素子３６を＋Ｘ方向から見た模式図である。
例えば、光源装置２Ａの第２変形例である光源装置２Ｃは、図１３及び図１４に示すように、第１色分離素子２９Ａ、第２色分離素子３３Ａ及び調整素子３４に代えて第１色分離素子２９Ｃ、第２色分離素子３３Ｃ及び調整素子３６を備える他は、光源装置２Ａと同様の構成及び機能を有する。そして、光源装置２Ｃでは、調整素子３５における基準波長範囲は赤色光の波長領域内の範囲に設定されている。すなわち、光源装置２Ｃでは、基準色光は赤色光である。
【０１１１】
第１色分離素子２９Ｃは、第１色分離素子２９Ａと同様に、第１偏光分離素子２２から入射される光から青色光ＢＬｐと黄色光ＹＬｓとを分離する。第１色分離素子２９Ｃは、図１３に示すように、青色光を透過し、青色光の波長より大きな波長の光を反射する第１色分離層２９１Ｃと、入射される光を反射する第１反射層２９２Ｃと、を有する。
【０１１２】
第１色分離層２９１Ｃは、第１偏光分離素子２２から入射される青色光ＢＬｐを＋Ｚ方向に透過し、第１偏光分離素子２２から入射される黄色光ＹＬｓを−Ｙ方向に反射する。第１色分離層２９１Ｃを透過した青色光ＢＬｐは、第２位相差素子３０に入射される。
なお、光源装置２Ｃでは、第１色分離層２９１Ｃは、第１調整素子３６１の光入射面３６１１に設けられている。
【０１１３】
第１反射層２９２Ｃは、第１色分離層２９１Ｃから−Ｙ方向に入射される黄色光ＹＬｓを、第１色分離層２９１Ｃを透過した青色光ＢＬｐの進行方向である＋Ｚ方向と平行に反射する。すなわち、第１反射層２９２Ｃは、−Ｙ方向に入射される黄色光ＹＬｓを＋Ｚ方向に反射する。第１反射層２９２Ｃにて反射された黄色光ＹＬｓは、第２反射素子３１に入射される。第１反射層２９２Ｃは、平板状の基板に設けられている。
【０１１４】
第２色分離素子３３Ｃは、第２色分離素子３３Ａと同様に、第３位相差素子３２から入射される黄色光ＹＬｓから、緑色光ＧＬｓと赤色光ＲＬｓとを分離する。第２色分離素子３３Ｃは、図１４に示すように、緑色光ＧＬｓを＋Ｚ方向に透過し、赤色光ＲＬｓを−Ｙ方向に反射する第２色分離層３３１Ｃと、第２色分離層３３１Ａにて−Ｙ方向に反射された赤色光ＲＬｓを＋Ｚ方向に反射する第２反射層３３２Ｃと、を有する。
第２色分離層３３１Ｃは、第２調整素子３６２の光入射面３６２１に設けられている。
第２反射層３３２Ｃは、平板状の基板に設けられている。第２反射層３３２Ｃにて反射された赤色光ＲＬｓは、第４色光として光源装置２Ｃから出射される。
【０１１５】
調整素子３６は、調整素子３４と同様に、光源装置２Ｃから出射される４つの光のうち、ピーク波長が基準波長範囲外の色光であって、光束径を調整する必要がある対象色光の光路に設けられる。そして、対象色光が基準波長範囲の下限値より短いピーク波長を有する色光である場合、対象色光の光路に設けられる調整素子３６は、対象色光の光束径を拡げる拡径素子であり、対象色光が基準波長範囲の上限値より長いピーク波長を有する色光である場合、対象色光の光路に設けられる調整素子３６は、対象色光の光束径を縮める縮径素子である。
【０１１６】
このような調整素子３６は、図１３に示すように、第１色光である青色光ＢＬｐの光路に設けられる第１調整素子３６１を含む他、図１４に示すように、第３色光である緑色光ＧＬｓの光路に設けられる第２調整素子３６２を含む。
なお、上記のように、光源装置２Ｃでは、基準波長範囲は、光源装置２Ｃから出射される４つの光のうち、波長が最も長い赤色光の波長領域内の範囲であり、赤色光を基準色光としている。このことから、赤色光成分を含む黄色光ＹＬｓの光束径を調整する必要はないため、第２色光として出射される黄色光ＹＬｓの光路には、調整素子３６は設けられていない。
【０１１７】
第１調整素子３６１は、図１３に示すように、−Ｙ方向及び−Ｚ方向を向く平面である光入射面３６１１と、＋Ｙ方向及び＋Ｚ方向を向く凹曲面である光出射面３６１２と、を有する平凹レンズである。すなわち、第１調整素子３６１は、入射される青色光ＢＬｐの光束径を拡げる拡径素子である。光源装置２Ｃでは、上記した第１色分離層２９１Ｃは、光入射面３６１１に設けられており、第１色分離層２９１Ｃと第１調整素子３６１とは、一体化されている。
第１色分離層２９１Ｃを透過した青色光ＢＬｐは、第１調整素子３６１を通過することによって拡径される。第１調整素子３６１を通過した青色光ＢＬｐは、第２位相差素子３０に入射される。
【０１１８】
第２調整素子３６２は、図１４に示すように、−Ｙ方向及び−Ｚ方向を向く平面である光入射面３６２１と、＋Ｙ方向及び＋Ｚ方向を向く凹曲面である光出射面３６２２と、を有する平凹レンズである。すなわち、第２調整素子３６２は、入射される緑色光ＧＬｓの光束径を拡げる拡径素子である。光源装置２Ｃでは、上記した第２色分離層３３１Ｃは、光入射面３６２１に設けられており、第２色分離層３３１Ｃと第２調整素子３６２とは、一体化されている。
第２色分離層３３１Ｃを透過した緑色光ＧＬｓは、第２調整素子３６２を通過することによって拡径される。第２調整素子３６２を通過した緑色光ＧＬｓは、第３色光として光源装置２Ｃから出射される。
【０１１９】
このような光源装置２Ｃを光源装置２Ａに代えて備えるプロジェクター１によっても、光源装置２Ａを備えるプロジェクター１と同様の効果を奏することができる。
また、拡径素子である第１調整素子３６１及び第２調整素子３６２は、凹レンズである。これによれば、第１調整素子３６１を通過する青色光ＢＬｐ、及び、第２調整素子３６２を通過する緑色光ＧＬｓを、簡易な構成で拡径できる。
【０１２０】
［第１実施形態の第３変形例］
上記した光源装置２Ａ〜２Ｃでは、第１色光である青色光ＢＬｓは、第１出射位置Ｓ１から出射され、第２色光である黄色光ＹＬｓは、第２出射位置Ｓ２から出射され、第３色光である緑色光ＧＬｓは、第３出射位置Ｓ３から出射され、第４色光である赤色光ＲＬｓは、第４出射位置Ｓ４から出射されるとした。しかしながら、これに限らない。例えば、青色光ＢＬｓが第２出射位置Ｓ２から出射され、黄色光ＹＬｓが第１出射位置Ｓ１から出射されるように、光源装置２Ａ〜２Ｃを構成してもよい。また例えば、緑色光ＧＬｓが第４出射位置Ｓ４から出射され、赤色光ＲＬｓが第３出射位置Ｓ３から出射されるように、光源装置２Ａ〜２Ｃを構成してもよい。
【０１２１】
すなわち、青色光ＢＬｓ及び黄色光ＹＬｓのうち、一方の色光が第１出射位置Ｓ１から出射され、他方の色光が第２出射位置Ｓ２から出射され、また、緑色光ＧＬｓ及び赤色光ＲＬｓのうち、一方の色光が第３出射位置Ｓ３から出射され、他方の色光が第４出射位置Ｓ４から出射されるように、光源装置２Ａ〜２Ｃを構成してもよい。この場合、青色光ＢＬｓ、黄色光ＹＬｓ、緑色光ＧＬｓ及び赤色光ＲＬｓのうち、基準色光を除く色光を対象色光とし、対象色光が基準波長範囲の下限値より短いピーク波長を有する場合、対象色光の光路に調整素子である拡径素子を配置し、また、対象色光が基準波長範囲の上限値より長いピーク波長を有する場合、対象色光の光路に調整素子である縮径素子を配置すればよい。なお、黄色光ＹＬｓは、緑色光ＧＬｓ及び赤色光ＲＬｓが含まれる光であるので、上記のように、基準色光が青色光又は緑色光の場合には、黄色光ＹＬｓの光路に縮径素子を設ければよく、基準色光が赤色光の場合には、黄色光ＹＬｓの光路に調整素子を設けなくてもよい。
【０１２２】
［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。
第２実施形態に係るプロジェクターは、第１実施形態に係るプロジェクター１と同様の構成を備えるが、黄色光に代えて緑色光又は赤色光を出射する点で相違する。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、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１２３】
図１５は、本実施形態に係る光源装置２Ｄから出射される光の出射位置Ｓ１〜Ｓ４を示す模式図である。なお、図１５は、光源装置２Ｄの出射面ＥＳを光出射側である＋Ｚ方向から見た図である。
本実施形態に係るプロジェクターは、光源装置２Ａに代えて、図１５に示す光源装置２Ｄを有する他は、上記したプロジェクター１と同様の構成及び機能を有する。
光源装置２Ｄは、光変調装置６を照明する光を＋Ｚ方向に出射する。光源装置２Ｄが出射する光は、偏光方向が揃った直線偏光であり、それぞれ空間的に分離された第１色光である青色光ＢＬｓ、第２色光である緑色光ＧＬｓ、第３色光である緑色光ＧＬｓ、及び、第４色光である赤色光ＲＬｓである。
【０１２４】
光源装置２Ｄは、光源装置２Ａと同様に、それぞれ光を出射する出射位置Ｓ１〜Ｓ４を出射面ＥＳに有する。
第１出射位置Ｓ１は、出射面ＥＳにおける−Ｘ方向で＋Ｙ方向に位置し、第１色光である青色光ＢＬｓを出射する。
第１出射位置Ｓ１に対して第２方向である−Ｙ方向に位置する第２出射位置Ｓ２は、第２色光である緑色光ＧＬｓを出射する。
第１出射位置Ｓ１に対して第３方向である＋Ｘ方向に位置する第３出射位置Ｓ３は、第３色光である緑色光ＧＬｓを出射する。
第３出射位置Ｓ３に対して第２方向である−Ｙ方向に位置する第４出射位置Ｓ４は、第４色光としての赤色光ＲＬｓを出射する。
【０１２５】
図１６は、光源装置２Ｄを−Ｘ方向から見た模式図であり、光源装置２Ｄがそれぞれ備える第１色分離素子２９Ｄ、第２位相差素子３０、調整素子３５及び第３色分離素子３７を−Ｘ方向から見た模式図である。
光源装置２Ｄは、図１６に示すように、第１色分離素子２９Ａ及び第２反射素子３１に代えて第１色分離素子２９Ｄ及び第３色分離素子３７を有し、第２調整素子３４２を有さない他は、光源装置２Ａと同様の構成及び機能を有する。なお、光源装置２Ｄでは、光源装置２Ａでの場合と同様に、基準波長範囲は、緑色光の波長領域に含まれ、基準色光は、緑色光である。
【０１２６】
第１色分離素子２９Ｄは、第１色分離素子２９Ａと同様に、入射される青色光ＢＬｐ及び黄色光ＹＬｓから、青色光ＢＬｐと黄色光ＹＬｓとを分離する。第１色分離素子２９Ｄは、入射される青色光ＢＬｐを＋Ｚ方向に透過し、入射される黄色光ＹＬｓを−Ｙ方向に反射する第１色分離層２９１Ａと、第１色分離層２９１Ａにて反射された黄色光ＹＬｓを＋Ｚ方向に反射する第１反射層２９２Ｄと、を有する。
第１色分離層２９１Ａは、上記のように、凹レンズである第１調整素子３４１において平面である光入射面３４１１に設けられている。
第１反射層２９２Ｄは、平板状の基板に設けられている。第１反射層２９２Ｄにて反射された黄色光ＹＬｓは、第３色分離素子３７に入射される。
【０１２７】
第３色分離素子３７は、第２反射素子３１と同様の配置位置に設けられている。すなわち、第３色分離素子３７は、第１反射層２９２Ｄによって反射された黄色光ＹＬｓの光路に配置されている。第３色分離素子３７は、緑色光を透過し、赤色光を反射する特性を有する。換言すると、第３色分離素子３７は、緑色光を透過し、赤色光を遮蔽する遮蔽素子である。
このため、第３色分離素子３７に入射される黄色光ＹＬｓに含まれる緑色光ＧＬｓは、第３色分離素子３７を透過して、第２色光として光源装置２Ａから出射される。
【０１２８】
一方、第３色分離素子３７に入射される黄色光ＹＬｓに含まれる赤色光ＲＬｓは、第３色分離素子３７にて反射される。反射された赤色光ＲＬｓは、第２反射素子３１にて反射された黄色光ＹＬｓと同様に、第１色分離素子２９Ｄ、第１偏光分離素子２２、第２偏光分離素子２３及び第２集光素子２７を介して、波長変換素子２８に入射される。
上記のように、波長変換素子２８に含有される黄色蛍光体は、外部から入射された黄色光をほぼ吸収しないことから、黄色蛍光体は、赤色光ＲＬｓを吸収しない。このため、波長変換素子２８に入射された赤色光ＲＬｓは、波長変換素子２８内にて繰り返し反射されることによって非偏光の赤色光となり、黄色蛍光体にて生じた黄色光ＹＬｎとともに波長変換素子２８の外部に出射される。
波長変換素子２８から出射された赤色光のうち、ｓ偏光の赤色光ＲＬｓは、第３色分離素子３７にて反射されて波長変換素子２８に戻る。一方、波長変換素子２８から出射された赤色光のうち、ｐ偏光の赤色光は、第２偏光分離素子２３を＋Ｚ方向に通過し、第３位相差素子３２によって赤色光ＲＬｓに変換され、ひいては、光源装置２Ｄから第４色光として出射される。
【０１２９】
このように、第３色分離素子３７を透過して、光源装置２Ｄから出射される第２色光は、緑色光ＧＬｓである。そして、緑色光ＧＬｓは、第２集光素子２７によって平行化されているので、第２色光である緑色光ＧＬｓの光束径は、第３色光である緑色光ＧＬｓの光束径と略一致する。基準色光が緑色光である光源装置２Ｄでは、第３色分離素子３７を通過する緑色光ＧＬｓの光束径を調整する必要がない。このため、光源装置２Ｄには、第１色分離素子２９Ｄによって分離された黄色光ＹＬｓの光路上に第２調整素子３４２が設けられていない。
なお、基準波長範囲が緑色光の波長領域に含まれず、基準色光が緑色光ではない場合には、第１反射層２９２Ｄは、入射される黄色光ＹＬｓの光束径を調整する調整素子の光入射面に設けられることが好ましい。
【０１３０】
［第２実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係るプロジェクターによれば、第１実施形態に係るプロジェクター１と同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
光源装置２Ｄは、第２色光として緑色光ＧＬｓを出射する。第１色分離素子２９Ｄによって分離される黄色光ＹＬｓの光路には、緑色光ＧＬｓを透過し、他の色光である赤色光ＲＬｓを反射することによって赤色光ＲＬｓを遮蔽する遮蔽素子としての第３色分離素子３７が設けられている。
これによれば、光源装置２Ｄは、第３色光としての緑色光ＧＬｓに加えて、第２色光としての緑色光ＧＬｓを出射できる他、第４色光として出射される赤色光の光量を増やすことができる。従って、光源装置２Ｄから出射された光を変調する光変調装置６によって形成されて、投射光学装置７によって投射される画像の色純度を高めることができる。
また、光源装置２Ｄから出射される各色光の並びは、光変調装置６と投射光学装置７との間に設けられ、光変調装置６から出射された画像光の被投射面での投射位置をシフトさせる画素シフトを実行する画素シフト機構を有するプロジェクターに好適に採用できる。
【０１３１】
［第２実施形態の第１変形例］
光源装置２Ｄでは、基準波長範囲を、緑色光の波長領域に含まれる範囲とし、基準色光を緑色光とした。しかしながら、これに限らず、基準波長範囲は、例えば青色光の波長領域に含まれてもよく、赤色光の波長領域に含まれてもよい。すなわち、基準色光は、青色光でもよく、赤色光でもよい。
この場合、上記した第１実施形態の第１変形例及び第２変形例のように、第１色分離素子２９Ｄ及び第２色分離素子３３Ａによって分離される色光のうち、基準波長範囲における下限値より短いピーク波長を有する対象色光の光路に、縮径素子である調整素子を設ければよく、基準波長範囲における上限値より長いピーク波長を有する対象色光の光路に、拡径素子である調整素子を設ければよい。
【０１３２】
［第２実施形態の第２変形例］
光源装置２Ｄでは、第３色分離素子３７は、緑色光ＧＬｓを透過し、赤色光ＲＬｓを反射する特性を有するものであった。しかしながら、これに限らず、第３色分離素子３７は、緑色光ＧＬｓを反射する等して遮蔽し、赤色光ＲＬｓを透過する特性を有するものであってもよい。
ここで、波長変換素子２８が含有する黄色蛍光体によっては、波長変換素子２８から出射される黄色光に含まれる赤色光が不足する場合がある。
これに対し、第３色分離素子３７が、緑色光ＧＬｓを反射し、赤色光ＲＬｓを透過する場合には、光源装置２Ｄから出射される赤色光ＲＬｓの光量を一層増やすことができる。そして、液晶パネル６１の画素ＰＸが有するサブ画素ＳＸ１〜ＳＸ４のうち、第２サブ画素ＳＸ２と第４サブ画素ＳＸ４とに赤色光を入射させることができるので、この場合には、投射される画像の色純度を高めることができる。
【０１３３】
［第２実施形態の第３変形例］
光源装置２Ｄは、第１色光である青色光ＢＬｓを第１出射位置Ｓ１から出射し、第２色光である緑色光ＧＬｓを第２出射位置Ｓ２から出射し、第３色光である緑色光ＧＬｓを第３出射位置Ｓ３から出射し、第４色光である赤色光ＲＬｓを第４出射位置Ｓ４から出射するとした。しかしながら、これに限らない。
【０１３４】
すなわち、青色光ＢＬｓ及び緑色光ＧＬｓのうち、一方の色光が第１出射位置Ｓ１から出射され、他方の色光が第２出射位置Ｓ２から出射され、また、緑色光ＧＬｓ及び赤色光ＲＬｓのうち、一方の色光が第３出射位置Ｓ３から出射され、他方の色光が第４出射位置Ｓ４から出射されるように、光源装置２Ｄを構成してもよい。この場合、青色光ＢＬｓ、黄色光ＹＬｓ、緑色光ＧＬｓ及び赤色光ＲＬｓのうち、ピーク波長が基準波長範囲外である対象色光の光路に、調整素子が配置されればよい。この際、基準波長範囲における下限値より短いピーク波長を有する対象色光の光路に、拡径素子である調整素子を配置すればよく、基準波長範囲における上限値より長いピーク波長を有する対象色光の光路に、縮径素子である調整素子を配置すればよい。なお、黄色光ＹＬｓは、緑色光ＧＬｓと、緑色光ＧＬｓよりピーク波長が長い赤色光ＲＬｓとが含まれるので、ピーク波長は、赤色光ＲＬｓの波長領域に含まれるピーク波長とすることが好ましい。
【０１３５】
図１７は、光源装置２Ｄの第３変形例である光源装置２Ｅにおける各色光の出射位置を光出射側である＋Ｚ方向から見た模式図である。
例えば、光源装置２Ｄの第３変形例である光源装置２Ｅは、光変調装置６を照明する光を＋Ｚ方向に出射する。光源装置２Ｅが出射する光は、光源装置２Ｄと同様に、偏光方向が揃った直線偏光であり、図１７に示すように、それぞれ空間的に分離された第１色光である緑色光ＧＬｓ、第２色光である青色光ＢＬｓ、第３色光である緑色光ＧＬｓ、及び、第４色光である赤色光ＲＬｓである。なお、光源装置２Ｅでは、基準波長範囲は、緑色光の波長領域に含まれる範囲であり、基準色光は、緑色光である。
【０１３６】
光源装置２Ｅは、光源装置２Ａ〜２Ｄと同様に、それぞれ光を出射する出射位置Ｓ１〜Ｓ４を出射面ＥＳに有する。
第１出射位置Ｓ１は、出射面ＥＳにおける−Ｘ方向で＋Ｙ方向に位置し、第１色光である緑色光ＧＬｓを出射する。
第１出射位置Ｓ１に対して第２方向である−Ｙ方向に位置する第２出射位置Ｓ２は、第２色光である青色光ＢＬｓを出射する。
第１出射位置Ｓ１に対して第３方向である＋Ｘ方向に位置する第３出射位置Ｓ３は、第３色光である緑色光ＧＬｓを出射する。
第３出射位置Ｓ３に対して第２方向である−Ｙ方向に位置する第４出射位置Ｓ４は、第４色光としての赤色光ＲＬｓを出射する。
【０１３７】
図１８は、光源装置２Ｅを−Ｘ方向から見た模式図であり、光源装置２Ｅがそれぞれ備える第１色分離素子２９Ｅ、第２位相差素子３０、調整素子３８及び第３色分離素子３７を−Ｘ方向から見た模式図である。
光源装置２Ｅは、図１８に示すように、第１色分離素子２９Ｄに代えて第１色分離素子２９Ｅを有し、更に調整素子３８を有する他は、光源装置２Ｄと同様の構成及び機能を有する。すなわち、光源装置２Ｅにおいて、第３色光である緑色光ＧＬｓを出射する構成、及び、第４色光である赤色光ＲＬｓを出射する構成は、光源装置２Ｄと同じである。
【０１３８】
第１色分離素子２９Ｅは、第１色分離素子２９Ｄと同様に、第１偏光分離素子２２から入射される青色光ＢＬｐ及び黄色光ＹＬｓから青色光ＢＬｐと黄色光ＹＬｓとを分離する。第１色分離素子２９Ｅは、黄色光ＹＬｓを＋Ｚ方向に透過し、青色光ＢＬｐを−Ｙ方向に反射する第１色分離層２９１Ｅと、第１色分離層２９１Ｅから−Ｙ方向に入射する青色光ＢＬｐを、第１色分離層２９１Ｅを透過する黄色光ＹＬｓと平行な＋Ｚ方向に反射する第１反射層２９２Ｅと、を有する。
第１色分離層２９１Ｅは、平板状の基板に設けられている。第１色分離層２９１Ｅを透過した黄色光ＹＬｓは、第３色分離素子３７に入射される。第３色分離素子３７に入射された黄色光ＹＬｓに含まれる緑色光ＧＬｓは、第３色分離素子３７を通過して、第１色光として光源装置２Ｅから出射される。一方、第３色分離素子３７に入射された黄色光ＹＬｓに含まれる赤色光ＲＬｓは、第３色分離素子３７にて反射される。
第１反射層２９２Ｅは、調整素子３８の光入射面３８１１に設けられている。
【０１３９】
調整素子３８は、第１色分離層２９１Ｅにて分離された青色光ＢＬｐの光路に設けられている。調整素子３８は、＋Ｙ方向及び＋Ｚ方向を向く凸曲面である光入射面３８１１を有する。光源装置２Ｅでは、上記した第１反射層２９２Ｅは、光入射面３８１１に設けられており、調整素子３８は、拡径素子である凸面鏡として構成されている。すなわち、第１反射層２９２Ｅと調整素子３８とは、一体化されている。
調整素子３８は、第１色分離層２９１Ｅによって分離された青色光ＢＬｐが第１反射層２９２Ｅによって反射されるときに、光入射面３８１１の形状によって、青色光ＢＬｐを拡径する。調整素子３８によって拡径された青色光ＢＬｐは、第２位相差素子３０にて青色光ＢＬｓに変換され、青色光ＢＬｓは、第２色光として光源装置２Ｅから出射される。
このような光源装置２Ｅを光源装置２Ｄに代えて有するプロジェクターによっても、光源装置２Ｄを有するプロジェクターと同様の効果を奏することができる。
【０１４０】
［各実施形態の変形］
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。
上記第１実施形態では、光源装置２Ａ〜２Ｃは、ｓ偏光であり、それぞれ空間的に分離された青色光ＢＬｓ、黄色光ＹＬｓ、緑色光ＧＬｓ及び赤色光ＲＬｓを出射するとした。上記第２実施形態では、光源装置２Ｄ，２Ｅは、ｓ偏光であり、それぞれ空間的に分離された青色光ＢＬｓ、緑色光ＧＬｓ及び赤色光ＲＬｓを出射するとした。しかしながら、これに限らず、光源装置が出射する各色光の偏光状態は、他の偏光状態であってもよい。例えば、光源装置は、それぞれ空間的に分離されたｐ偏光の第１〜第４色光を出射する構成であってもよい。
また、光源装置から出射される色光の偏光方向は、それぞれ同じでなくてもよく、光源装置から出射される複数の色光のうち少なくとも１つの色光は、他の色光とは異なる偏光光であってもよい。
【０１４１】
上記各実施形態では、基準波長範囲は、光源装置が出射する第１〜第４色光のうち、いずれかの色光の波長領域に含まれるとし、基準色光は、第１〜第４色光のいずれかであるとした。しかしながら、これに限らず、基準波長範囲及び基準色光は、光源装置が出射する色光とは異なる色光に基づいて設定してもよい。
【０１４２】
上記各実施形態では、調整素子によって光束径が調整される対象色光は、光源装置から出射される４つの色光のうち、２つの色光又は３つの色光であるとした。しかしながら、これに限らず、対象色光は、光源装置から出射される４つの色光のうちの１つのみであってもよい。すなわち、調整素子が光路に設けられて、光束径が調整される色光は、光源装置から出射される４つの色光のうち１つのみであってもよい。
【０１４３】
上記各実施形態では、調整素子である拡径素子は、凹レンズ又は凸面鏡であるとし、調整素子である縮径素子は、凸レンズ又は凹面鏡であるとした。しかしながら、これに限らず、入射される光の光束径を調整できれば、他の構成でもよい。
【０１４４】
上記第１実施形態では、光源装置２Ａ〜２Ｃから出射される色光は、青色光、黄色光、緑色光及び赤色光であるとした。上記第２実施形態では、光源装置２Ｄ，２Ｅから出射される色光は、青色光、緑色光及び赤色光であるとした。しかしながら、光源装置が出射する色光は、青色光、黄色光、緑色光及び赤色光に限らず、他の色光であってもよい。
【０１４５】
上記第１実施形態では、第１色光及び第２色光のうち一方の色光は、青色光であるとし、他方の色光は、緑色光及び黄色光のいずれかであるとした。また、第３色光及び第４色光のうち一方の色光は、緑色光であり、他方の色光は、赤色光であるとした。しかしながら、これに限らず、光源装置の構成によって、第１〜第４色光として出射される色光は、適宜変更可能である。また、基準波長範囲及び基準色光は、適宜変更可能であり、これに基づいて、調整素子の位置も適宜変更可能である。
【０１４６】
上記各実施形態では、第１色分離素子と調整素子とは一体化されているとし、第２色分離素子と調整素子とは一体化されているとした。例えば、第１色分離層２９１Ａと第１調整素子３４１とは一体化され、第１反射層２９２Ａと第２調整素子３４２とは一体化されているとした。また例えば、第２反射層３３２Ａと第３調整素子３４３とは一体化され、第２色分離層３３１Ｂと第２調整素子３５２とは一体化されているとした。しかしながら、これに限らず、第１色分離素子の第１色分離層及び第１反射層と調整素子とは、それぞれ別に設けられていてもよく、第２色分離素子の第２色分離層及び第２反射層と調整素子とは、それぞれ別に設けられていてもよい。
更に、第１色分離素子は、第１色分離層及び第１反射層を有する構成に限らず、他の構成でもよい。第２色分離素子も同様である。
【０１４７】
上記各実施形態では、光源装置２Ａ〜２Ｅの構成は、上記各図にて参照されるが、本発明を適用可能な光源装置の構成は、上記に限定されない。すなわち、それぞれ空間的に分離された第１〜第４色光を出射する光源装置であれば、本発明を適用可能である。
例えば、光源部２１は、＋Ｘ方向に青色光ＢＬｓ，ＢＬｐを出射するとした。しかしながら、これに限らず、光源２１１は、＋Ｘ方向に交差する方向に青色光ＢＬｓ，ＢＬｐを出射し、＋Ｘ方向に第１偏光分離素子２２に入射されるように、反射部材によって＋Ｘ方向に青色光ＢＬｓ，ＢＬｐを反射してもよい。
また、光源装置２Ａ〜２Ｅは、光源装置用筐体である筐体ＣＡを有するとした。しかしながら、これに限らず、筐体ＣＡは無くてもよい。この場合、光源装置が各色光を出射する＋Ｚ方向に対する仮想の直交面を出射面ＥＳとし、仮想の直交面において第１〜第４色光がそれぞれ通過する位置を第１〜第４出射位置とすればよい。
【０１４８】
上記各実施形態では、プロジェクターは、マルチレンズ４１，４２及び重畳レンズ４３を有する均一化装置４を備えることとした。しかしながら、これに限らず、均一化装置４は無くてもよい。この場合、他の構成を有する均一化装置を設けてもよい。
【０１４９】
上記各実施形態では、光源装置２Ａ〜２Ｅは、液晶パネル６１及びマイクロレンズアレイ６２を有する光変調装置６に入射される光を出射するものであるとした。しかしながら、これに限らず、本発明の光源装置によって照明される光変調装置の構成は、上記に限定されない。
また、本発明の光源装置は、プロジェクターに採用される光源装置に限らず、他の用途に用いられるものであってもよい。
【符号の説明】
【０１５０】
１…プロジェクター、１０…照明光学装置、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ…光源装置、２１…光源部、２１１…光源、２１２…コリメーターレンズ、２２…第１偏光分離素子、２３…第２偏光分離素子、２４…第１位相差素子、２５…第１集光素子、２６…第１反射素子、２７…第２集光素子、２８…波長変換素子、２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄ，２９Ｅ…第１色分離素子、２９１Ａ，２９１Ｂ，２９１Ｃ，２９１Ｅ…第１色分離層、２９２Ａ，２９２Ｂ，２９２Ｃ，２９２Ｄ，２９２Ｅ…第１反射層、３０…第２位相差素子、３１…第２反射素子、３２…第３位相差素子、３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ…第２色分離素子、３３１Ａ，３３１Ｂ，３３１Ｃ，３３１Ｄ…第２色分離層、３３２Ａ，３３２Ｂ，３３２Ｃ，３３２Ｄ…第２反射層、３４，３５，３６，３８…調整素子、３４１，３５１，３６１…第１調整素子、３４１１，３４２１，３４３１，３５１１，３５２１，３５３１，３６１１，３６２１，３８１１…光入射面、３４１２，３５２２，３６１２，３６２２…光出射面、３４２，３５２，３６２…第２調整素子、３４３，３５３…第３調整素子、３７…第３色分離素子、４…均一化装置、４１，４２…マルチレンズ、４３…重畳レンズ、５…フィールドレンズ、６…光変調装置、６１…液晶パネル、６２…マイクロレンズアレイ、６２１…マイクロレンズ、７…投射光学装置、ＰＸ…画素、Ｓ１…第１出射位置、Ｓ２…第２出射位置、Ｓ３…第３出射位置、Ｓ４…第４出射位置、ＳＸ１…第１サブ画素、ＳＸ２…第２サブ画素、ＳＸ３…第３サブ画素、ＳＸ４…第４サブ画素。
【図１】
0006954331.tif 000002
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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