JP2021012284A - 光源装置およびプロジェクター - Google Patents

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Abstract

【課題】透過型の波長変換層を備え、ホワイトバランスを調整可能な光源装置を提供する。【解決手段】本発明の光源装置は、第１波長帯の第１の光を射出する発光部と、第１の光の一部を第２波長帯の第２の光に変換し、第２の光および第１の光の他の一部を第２面から射出する波長変換層と、波長変換層の第２面に対向して設けられ、第１波長帯および第１偏光方向を有する第３の光を反射させ、第１波長帯および第２偏光方向を有する第４の光を透過させ、第２波長帯および第１偏光方向を有する第５の光を反射させ、第２波長帯および第２偏光方向を有する第６の光を透過させる偏光分離素子と、を備える。波長変換層に入射する第１の光のうち第１偏光方向を有する光の光量と、第２偏光方向を有する光の光量と、を制御することにより、第４の光の光量を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、光源装置およびプロジェクターに関する。
プロジェクターに用いる光源装置として、光源から射出された励起光を蛍光体に照射した際に蛍光体から発せられる蛍光を利用した光源装置が提案されている。下記の特許文献１に、固体光源ユニットと、ダイクロイックミラーと、蛍光発光板と、第１位相差板と、反射板と、第２位相差板と、を備えた光源装置が開示されている。この光源装置においては、第２位相差板を用いて、ダイクロイックミラーに入射する光に含まれるＰ偏光とＳ偏光との比率を調整する。これにより、蛍光発光板に入射する光の量と反射板に入射する光の量とを調整し、ホワイトバランスを調整している。
下記の特許文献２に、青色光を射出する発光素子と、青色光を黄色光に変換する透過型の波長変換素子と、黄色光を伝播させる導光体と、導光体の射出面に配置された反射型偏光素子と、を備えた光源装置が開示されている。この光源装置において、導光体から射出される光のうち、一方の偏光方向の光は反射型偏光素子で反射し、波長変換素子に再入射し、波長変換素子の反射膜で反射する。このとき、一部の光は、偏光方向が回転することにより反射型偏光素子を透過する光に変換され、照明光として再利用される。
特開２０１２−１３７７４４号公報 特開２０１１−１３８６２７号公報
特許文献２のような透過型の波長変換素子を備えた光源装置においても、特許文献１のように、ホワイトバランスの調整が可能な構成が求められている。
上記の課題を解決するために、本発明の一つの態様の光源装置は、第１波長帯を有する第１の光を射出する発光部と、前記第１の光が入射される第１面と、前記第１面とは異なる第２面と、を有し、前記第１の光の一部を前記第１波長帯とは異なる第２波長帯を有する第２の光に変換し、前記第２の光および前記第１の光の他の一部を前記第２面から射出する波長変換層と、前記波長変換層の前記第２面に対向して設けられ、前記第１波長帯および第１偏光方向を有し、前記第２面から射出される第３の光を反射させ、前記第１波長帯および前記第１偏光方向とは異なる第２偏光方向を有し、前記第２面から射出される第４の光を透過させ、前記第２波長帯および前記第１偏光方向を有し、前記第２面から射出される第５の光を反射させ、前記第２波長帯および前記第２偏光方向を有し、前記第２面から射出される第６の光を透過させる偏光分離素子と、を備え、前記波長変換層に入射する前記第１の光のうち前記第１偏光方向を有する光の光量と、前記波長変換層に入射する前記第１の光のうち前記第２偏光方向を有する光の光量と、を制御することにより、前記第４の光の光量を制御する。
本発明の一つの態様の光源装置は、前記偏光分離素子を透過する前記第４の光および前記第６の光を検出する検出部と、前記検出部の検出結果を所定値と比較することにより、前記波長変換層に入射する前記第１の光のうち前記第１偏光方向を有する光の光量と、前記波長変換層に入射する前記第１の光のうち前記第２偏光方向を有する光の光量と、を制御する制御部と、を備えていてもよい。
本発明の一つの態様の光源装置は、前記発光部と前記波長変換層との間に設けられ、前記発光素子から射出される前記第１の光が入射する位相差素子を備え、前記制御部は、前記位相差素子を回転させることにより、前記波長変換層に入射する前記第１の光のうち前記第１偏光方向を有する光の光量と、前記波長変換層に入射する前記第１の光のうち前記第２偏光方向を有する光の光量と、を制御してもよい。
本発明の一つの態様の光源装置において、前記発光部は、前記第１偏光方向および前記第２偏光方向と交差する回転軸の周りに回転可能とされ、前記制御部は、前記発光部を回転させることにより、前記波長変換層に入射する前記第１の光のうち前記第１偏光方向を有する光の光量と、前記波長変換層に入射する前記第１の光のうち前記第２偏光方向を有する光の光量と、を制御してもよい。
本発明の一つの態様の光源装置は、前記波長変換層の前記第１面に設けられ、前記第１の光を透過させ、前記第２の光を反射させる光学素子を備えていてもよい。
本発明の一つの態様の光源装置において、前記偏光分離素子によって反射した前記第３の光は、前記波長変換層の前記第２面から前記波長変換層に入射し、前記第２の光に変換されてもよい。
本発明の一つの態様の光源装置において、前記偏光分離素子によって反射した前記第５の光は、前記波長変換層の前記第２面から前記波長変換層に入射し、前記第２面から前記波長変換層に入射した前記第５の光の一部は、前記第６の光に変換されてもよい。
本発明の一つの態様のプロジェクターは、本発明の一つの態様の光源装置と、前記光源装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、を備える。
第１実施形態のプロジェクターの概略構成図である。 第１実施形態の照明装置の概略構成図である。 位相差板と回転調整機構とを示す斜視図である。 位相差板および制御部を示す模式図である。 重畳レンズに対する光量モニター用ミラーの配置を示す図である。 ホワイトバランスの調整の考え方を示すフローチャートである。 位相差板通過前の光の偏光状態を示す図である。 位相差板通過後の光の偏光状態を示す図である。 波長変換素子に入射する光の偏光比と反射型偏光素子から射出される光のホワイトバランスとの関係の第１例を示す図である。 波長変換素子に入射する光の偏光比と反射型偏光素子から射出される光のホワイトバランスとの関係の第２例を示す図である。 波長変換素子に入射する光の偏光比と反射型偏光素子から射出される光のホワイトバランスとの関係の第３例を示す図である。 第２実施形態の照明装置の概略構成図である。 発光部と回転調整機構を示す斜視図である。 発光部の正面図である。 発光部の基準姿勢の一例を示す正面図である。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図１０を用いて説明する。
以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
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１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、投射光学装置６と、を備えている。照明装置２の構成については、後で説明する。
色分離光学系３は、第１ダイクロイックミラー７ａと、第２ダイクロイックミラー７ｂと、反射ミラー８ａと、反射ミラー８ｂと、反射ミラー８ｃと、リレーレンズ９ａと、リレーレンズ９ｂと、を備えている。色分離光学系３は、照明装置２から射出された白色光ＬＷを赤色光ＬＲと緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離し、赤色光ＬＲを光変調装置４Ｒに導き、緑色光ＬＧを光変調装置４Ｇに導き、青色光ＬＢを光変調装置４Ｂに導く。
フィールドレンズ１０Ｒは、色分離光学系３と光変調装置４Ｒとの間に配置され、入射した光を略平行化して光変調装置４Ｒに向けて射出する。フィールドレンズ１０Ｇは、色分離光学系３と光変調装置４Ｇとの間に配置され、入射した光を略平行化して光変調装置４Ｇに向けて射出する。フィールドレンズ１０Ｂは、色分離光学系３と光変調装置４Ｂとの間に配置され、入射した光を略平行化して光変調装置４Ｂに向けて射出する。
第１ダイクロイックミラー７ａは、赤色光成分を透過させ、緑色光成分および青色光成分を反射させる。第２ダイクロイックミラー７ｂは、緑色光成分を反射させ、青色光成分を透過させる。反射ミラー８ａは、赤色光成分を反射させる。反射ミラー８ｂおよび反射ミラー８ｃは、青色光成分を反射させる。
第１ダイクロイックミラー７ａを透過した赤色光ＬＲは、反射ミラー８ａで反射し、フィールドレンズ１０Ｒを透過して赤色光用の光変調装置４Ｒの画像形成領域に入射する。第１ダイクロイックミラー７ａで反射した緑色光ＬＧは、第２ダイクロイックミラー７ｂでさらに反射し、フィールドレンズ１０Ｇを透過して緑色光用の光変調装置４Ｇの画像形成領域に入射する。第２ダイクロイックミラー７ｂを透過した青色光ＬＢは、リレーレンズ９ａ、入射側の反射ミラー８ｂ、リレーレンズ９ｂ、射出側の反射ミラー８ｃ、およびフィールドレンズ１０Ｂを経て青色光用の光変調装置４Ｂの画像形成領域に入射する。
光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂのそれぞれは、入射された色光を画像情報に応じて変調し、画像光を形成する。光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂのそれぞれは、液晶ライトバルブから構成されている。図示を省略したが、光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂの光入射側に、入射側偏光板がそれぞれ配置されている。光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂの光射出側に、射出側偏光板がそれぞれ配置されている。
合成光学系５は、光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂから射出された各画像光を合成してフルカラーの画像光を形成する。合成光学系５は、４つの直角プリズムを貼り合わせた、平面視で略正方形状をなすクロスダイクロイックプリズムで構成されている。直角プリズム同士を貼り合わせた略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。
合成光学系５から射出された画像光は、投射光学装置６によって拡大投射され、スクリーンＳＣＲ上で画像を形成する。すなわち、投射光学装置６は、光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂにより変調された光を投射する。投射光学装置６は、複数の投射レンズで構成されている。
本実施形態の照明装置２の一例について説明する。
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１１と、均一化照明光学系１２と、を備えている。
光源装置１１は、発光部１４と、位相差板２１（位相差素子）と、集光レンズ２２と、波長変換素子２３と、コリメーターレンズ２４と、反射型偏光素子２５（偏光分離素子）と、光量モニター用ミラー２６と、センサーユニット２７（検出部）と、制御部２８と、回転機構２９と、を備えている。
発光部１４は、光源ユニット１５と、コリメーター光学系１６と、を有する。発光部１４は、レーザー光からなる第１波長帯を有する第１の光Ｌ１を射出する。
光源ユニット１５は、第１の光Ｌ１を射出する複数の半導体レーザー１７を有している。第１の光Ｌ１の第１波長帯は、例えば４４０〜４５０ｎｍであり、発光強度のピーク波長は、例えば４４５ｎｍである。すなわち、第１の光Ｌ１は、青色光である。複数の半導体レーザー１７は、照明光軸ＡＸ１と直交する一つの平面内においてアレイ状に配置されている。本実施形態では、例えば９個の半導体レーザー１７が３行３列にアレイ状に配置されているが、半導体レーザー１７の数および配置は特に限定されない。半導体レーザー１７は、４４５ｎｍ以外のピーク波長、例えば４５５ｎｍまたは４６０ｎｍのピーク波長を有する第１の光Ｌ１を射出してもよい。
コリメーター光学系１６は、複数のコリメーターレンズ１８から構成されている。コリメーターレンズ１８は、各半導体レーザー１７に対応して設けられ、照明光軸ＡＸ１と直交する一つの平面内においてアレイ状に配置されている。コリメーターレンズ１８は、対応する半導体レーザー１７から射出された第１の光Ｌ１を平行光に変換する。なお、照明光軸ＡＸ１は、アレイ状に配置された複数の半導体レーザー１７のうち、中心の半導体レーザー１７から射出される第１の光の中心軸と定義する。
発光部１４の各半導体レーザー１７から射出される第１の光Ｌ１は、特定の偏光方向を有する直線偏光である。本実施形態では、第１の光Ｌ１は、例えばＳ偏光であるが、Ｐ偏光であってもよい。なお、光源装置１１において、位相差板２１、波長変換素子２３、および反射型偏光素子２５の光が入射する面は、照明光軸ＡＸ１に垂直、かつ互いに平行に配置されている。したがって、Ｓ偏光は、位相差板２１、波長変換素子２３、および反射型偏光素子２５のいずれに対してもＳ偏光であり、Ｐ偏光は、位相差板２１、波長変換素子２３、および反射型偏光素子２５のいずれに対してもＰ偏光である。そのため、以下の説明では、これらの直線偏光を単にＳ偏光またはＰ偏光と称し、どの光学素子に対してＳ偏光またはＰ偏光であるかの記載は省略する。
位相差板２１は、コリメーター光学系１６と集光レンズ２２との間の光路上に設けられている。位相差板２１は、照明光軸ＡＸ１に垂直な面、すなわち第１の光Ｌ１が入射する面内で回転可能に設けられている。位相差板２１は、第１の光Ｌ１のピーク波長である４４５ｎｍに対する１／２波長板で構成されている。位相差板２１の光学軸は、位相差板２１に入射する第１の光Ｌ１の偏光軸と交差する。なお、位相差板２１の光学軸は、位相差板２１の進相軸もしくは遅相軸のいずれであってもよい。
上述したように、第１の光Ｌ１は、発光部１４から射出された時点ではＳ偏光成分のみを含んでいる。ただし、第１の光Ｌ１の偏光軸が位相差板２１の光学軸と交差しているため、第１の光Ｌ１が位相差板２１を透過することにより、Ｓ偏光成分の一部がＰ偏光成分に変換される。その結果、位相差板２１を透過した第１の光Ｌ１は、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分とが所定の割合で混在した光となる。
位相差板２１に、位相差板２１を回転させるための回転機構２９が接続されている。位相差板２１の回転機構２９の構成については後述する。
集光レンズ２２は、位相差板２１から射出された第１の光Ｌ１を集光させ、波長変換素子２３に入射させる。集光レンズ２２は、凸レンズから構成されている。
波長変換素子２３は、基材３１と、波長変換層３２と、ダイクロイックミラー３３（光学素子）と、を備えている。基材３１、ダイクロイックミラー３３、および波長変換層３２は、第１の光Ｌ１が入射する波長変換素子２３の第１面２３ａから第２面２３ｂに向けてこの順に積層されている。
基材３１は、透光性材料から構成されている。また、基材３１を構成する透光性材料は、高い熱伝導率を有することが望ましい。
波長変換層３２は、第１の光が入射する第１面３２ａと、第１面３２ａとは異なる第２面３２ｂと、を有している。波長変換層３２は、第１波長帯を有する第１の光Ｌ１の一部を第１波長帯とは異なる第２波長帯を有する第２の光Ｌ２に変換する。このように、第１の光Ｌ１の一部が第２の光Ｌ２に変換され、第１の光Ｌ１の他の一部は第２の光Ｌ２に変換されないため、波長変換層３２からは、第１の光Ｌ１の他の一部Ｌ１１と第２の光Ｌ２とを含む白色光ＬＷが射出される。すなわち、波長変換層３２の第２面３２ｂからは、第１の光Ｌ１の他の一部Ｌ１１と第２の光Ｌ２とを含む白色光ＬＷが射出される。よって、波長変換層３２は、第１面３２ａから第１の光が入射し、第２面３２ｂから第１の光Ｌ１の他の一部Ｌ１１と第２の光Ｌ２とを含む白色光ＬＷが射出される透過型の波長変換層である。同様に、波長変換素子２３は、第１面２３ａから第１の光が入射し、第２面２３ｂから第１の光Ｌ１の他の一部Ｌ１１と第２の光Ｌ２とを含む白色光ＬＷが射出される透過型の波長変換素子である。
波長変換層３２は、セラミック蛍光体を含んでいてもよいし、単結晶蛍光体を含んでいてもよい。第２波長帯は、例えば４９０〜７５０ｎｍである。すなわち、第２の光Ｌ２は、緑色光成分および赤色光成分を含む黄色光である。
波長変換層３２は、例えばイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系蛍光体を含んでいる。賦活剤としてセリウム（Ｃｅ）を含有するＹＡＧ：Ｃｅを例にとると、波長変換層３２として、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＣｅＯ３等の構成元素を含む原料粉末を混合して固相反応させた材料、共沈法やソルゲル法等の湿式法により得られるＹ−Ａｌ−Ｏアモルファス粒子、噴霧乾燥法や火炎熱分解法、熱プラズマ法等の気相法により得られるＹＡＧ粒子等を用いることができる。
波長変換層３２に入射した第１の光Ｌ１のうち、第２の光Ｌ２に変換されない第１の光Ｌ１の他の一部Ｌ１１は、偏光方向が保存された状態で波長変換層３２から射出される。したがって、波長変換層３２に入射する第１の光Ｌ１にＰ偏光とＳ偏光とが含まれていたとすると、波長変換層３２に入射する第１の光Ｌ１に含まれるＰ偏光の光量とＳ偏光の光量との比は、波長変換層３２から射出される第１の光Ｌ１に含まれるＰ偏光の光量とＳ偏光の光量との比と等しい。その一方、波長変換層３２において第１の光Ｌ１が波長変換された第２の光Ｌ２は、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分とを含む光である。以下の説明では、Ｐ偏光の光量とＳ偏光の光量との比を偏光比と称する。
ダイクロイックミラー３３は、波長変換層３２の第１面３２ａに設けられている。すなわち、ダイクロイックミラー３３は、基材３１と波長変換層３２との間に設けられている。ダイクロイックミラー３３は、第１の光Ｌ１を透過させ、第２の光Ｌ２を反射させる。ダイクロイックミラー３３は、誘電体多層膜から構成されている。誘電体多層膜は、例えばＳｉＯ２とＴｉＯ２とが交互に複数積層された膜で構成される。すなわち、誘電体多層膜は、屈折率が互いに異なる２種の誘電体膜が交互に複数積層された構成を有する。誘電体多層膜を構成する各誘電体膜の層数や膜厚は、特に限定されない。
コリメーターレンズ２４は、波長変換素子２３から射出される白色光ＬＷを略平行化する。コリメーターレンズ２４は、凸レンズから構成されている。
反射型偏光素子２５は、コリメーターレンズ２４と均一化照明光学系１２との間の光路上に設けられている。すなわち、反射型偏光素子２５は、コリメーターレンズ２４を間に挟んで波長変換層３２の第２面３２ｂに対向して設けられている。反射型偏光素子２５は、第２面３２ｂから射出される青色のＳ偏光（第１波長帯および第１偏光方向を有する第３の光）を反射させ、第２面３２ｂから射出される青色のＰ偏光（第１波長帯および第２偏光方向を有する第４の光）を透過させ、第２面３２ｂから射出される黄色のＳ偏光（第２波長帯および第１偏光方向を有する第５の光）を反射させ、第２面３２ｂから射出される黄色のＰ偏光（第２波長帯および第２偏光方向を有する第６の光）を透過させる。
反射型偏光素子２５は、例えばアルミニウム等からなる複数の金属細線が微細なピッチで基材の一面に設けられたワイヤーグリッド型偏光素子で構成されている。ワイヤーグリッド型偏光素子を用いた場合、反射型偏光素子２５の耐熱性を高めることができる。ただし、反射型偏光素子２５として、有機材料を用いた反射型偏光素子が用いられてもよい。
均一化照明光学系１２は、第１レンズアレイ３５と、第２レンズアレイ３６と、重畳レンズ３７と、を有している。
第１レンズアレイ３５は、反射型偏光素子２５から射出された白色光ＬＷを複数の部分光束に分割するための複数の第１レンズ３５１を有している。複数の第１レンズ３５１は、照明光軸ＡＸ１と直交する面内にマトリクス状に配列されている。
第２レンズアレイ３６は、第１レンズアレイ３５の複数の第１レンズ３５１に対応する複数の第２レンズ３６１を有している。第２レンズアレイ３６は、重畳レンズ３７とともに、第１レンズアレイ３５の各第１レンズ３５１の像を光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの画像形成領域近傍に結像させる。複数の第２レンズ３６１は、照明光軸ＡＸ１に直交する面内にマトリクス状に配列されている。
重畳レンズ３７は、第２レンズアレイ３６から射出される各部分光束を集光して光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの画像形成領域近傍で互いに重畳させる。これにより、第１レンズアレイ３５、第２レンズアレイ３６および重畳レンズ３７は、白色光ＬＷの面内光強度分布を均一化する。
第２レンズアレイ３６と重畳レンズ３７との間の光路上に、光量モニター用ミラー２６が設けられている。光量モニター用ミラー２６は、照明光軸ＡＸ１に対して４５°の角度をなすように配置されている。光量モニター用ミラー２６は、入射した光の一部を透過し、残りを反射する。光量モニター用ミラー２６を透過した光は重畳レンズ３７に入射し、光量モニター用ミラー２６で反射した光はセンサーユニット２７に入射する。センサーユニット２７の詳細な構成については後述する。
図５は、重畳レンズ３７に対する光量モニター用ミラー２６の配置を示す正面図である。
図５に示すように、光量モニター用ミラー２６は、重畳レンズ３７の光入射領域Ｒを避けて配置された保持部材４１によって保持されている。重畳レンズ３７の光入射領域Ｒとは、第２レンズアレイ３６から射出された複数の部分光束の各々が入射する領域である。光量モニター用ミラー２６は、白色光ＬＷの２次光源像Ｚが形成される位置に配置される。
本実施形態の場合、光量モニター用ミラー２６は、第２レンズアレイ３６と重畳レンズ３７との間の光路上の２次光源像Ｚの形成位置に配置されている。そのため、光路中に光量モニター用ミラー２６を配置して光の一部を取り出したとしても、被照明領域である赤色光用の光変調装置４Ｒ、緑色光用の光変調装置４Ｇ、および青色光用の光変調装置４Ｂ上において照度ムラが生じることはない。したがって、２次光源像１個分の照度低下を許容できるならば、光量モニター用ミラー２６は、必ずしも一部の光を透過し、残りを反射するミラーでなくてもよく、全ての光を反射するミラーであってもよい。
以下、位相差板２１の回転機構２９について説明する。
図３は、位相差板２１と回転機構２９を示す斜視図である。
図３に示すように、位相差板２１は、円形の板体２１ａと、板体２１ａから外側に突出する棒状部２１ｂが設けられている。位相差板２１は、保持部材４３によって回転可能に保持されている。位相差板２１の棒状部２１ｂは、保持部材４３の外側に突出している。位相差板２１は、棒状部２１ｂが保持部材４３の端面４３ｃに沿った方向、すなわち矢印Ａで示す方向に移動することによって回転する。
図４は、位相差板２１および制御部２８を示す模式図である。
図４に示すように、位相差板２１の棒状部２１ｂと保持部材４３の壁部４３ａとの間の空間にバネ４４が挿入されている。また、モーター４５の回転軸４５ａの先端に、ネジ部材４６が固定されている。モーター４５の回転によりネジ部材４６が回転すると、ネジ部材４６が図４の矢印Ａ１の向きに棒状部２１ｂを押し、位相差板２１は反時計回りに回転する。ネジ部材４６が棒状部２１ｂを押す力が解除されると、バネ４４の作用により位相差板２１は時計回りに回転し、中立位置に戻る。位相差板２１の回転に伴い、位相差板２１の光学軸２１ａｘが回転する。
センサーユニット２７は、青色光の強度を検出する青色光用センサー４７と、黄色光の強度を検出する黄色光用センサー４８と、青色光と黄色光とを分離するダイクロイックミラー４９と、を備えている。光量モニター用ミラー２６から取り出された白色光ＬＷは、センサーユニット２７に入射し、ダイクロイックミラー４９により青色光ＬＢ１と黄色光ＬＹ１とに分離される。青色光ＬＢ１は、青色光用センサー４７により強度が検出される。黄色光ＬＹ１は、黄色光用センサー４８により強度が検出される。このように、センサーユニット２７は、反射型偏光素子２５を透過する青色のＰ偏光および黄色のＰ偏光を検出する。
センサーユニット２７からの青色光ＬＢ１の強度検出結果と黄色光ＬＹ１の強度検出結果は、制御部２８に出力される。制御部２８は、青色光ＬＢ１の強度と黄色光ＬＹ１の強度との比が基準値に近付くように、位相差板２１を回転させ、位相差板２１の光学軸２１ｃの方向を変化させる。青色光ＬＢ１の強度と黄色光ＬＹ１の強度との比の基準値は、センサーユニット２７により測定された、プロジェクター１の使用開始時点の初期の青色光ＬＢ１の強度と黄色光ＬＹ１の強度とに基づいて決定された値であってもよい。または、青色光ＬＢ１の強度と黄色光ＬＹ１の強度との比の基準値として、プロジェクター１の設計値が用いられてもよい。
制御部２８は、位相差板２１を回転させることにより、波長変換層３２に入射する第１の光Ｌ１のうち、Ｓ偏光の光量とＰ偏光の光量とを制御する。さらに、制御部２８は、波長変換層３２に入射する第１の光Ｌ１のうち、Ｓ偏光の光量とＰ偏光の光量とを制御することにより、反射型偏光素子２５から射出される青色のＰ偏光の光量を制御する。
ここで、プロジェクター使用時の経時変化により半導体レーザー１７から射出される光の出力が低下した場合を想定する。この場合に生じるホワイトバランスのずれに対する本実施形態の対応策の考え方を、図６のフローチャートに基づいて説明する。
半導体レーザー１７の出力が低下すると（図６のＳ１）、それに伴って波長変換層３２の蛍光体を励起させる第１の光Ｌ１の光量が低下する。第１の光Ｌ１の光量が低下することは、第１の光Ｌ１の光密度（単位面積あたりの光量）が低下することと等価である（図６のＳ２）。
蛍光体は、一般的に、励起光の光密度が低下すると、励起光を蛍光光に変換する際の変換効率が上昇する、という特性を有している。そのため、第１の光Ｌ１の光量が低下したとしても、変換効率の上昇による第２の光Ｌ２の増加分が第１の光Ｌ１の光量低下による第２の光Ｌ２の減少分を上回ったとき、波長変換層３２から射出される第２の光Ｌ２の光量は増加する（図６のＳ３）。ここでは、第２の光Ｌ２の光量が増加する場合を例にとって説明するが、第２の光Ｌ２の光量は減少する場合もある。しかし、いずれの場合も、プロジェクター１の使用開始直後の状態に対してホワイトバランスが崩れる。
ここで、半導体レーザー１７の出力の低下に伴って、第１の光Ｌ１の光量、第２の光Ｌ２の光量はともに低下している。しかしながら、蛍光体の変換効率が上昇しているため、第１の光Ｌ１の光量に対する第２の光Ｌ２の光量の比は相対的に増加する（図６のＳ４）。その結果、青色の第１の光Ｌ１と黄色の第２の光Ｌ２との比率が変化して、経時変化前に対して白色光ＬＷのホワイトバランスが崩れる（図６のＳ５）。具体的には、青色の第１の光Ｌ１の光量に対する黄色の第２の光Ｌ２の光量が相対的に増加するため、第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とが合成された白色光ＬＷは、黄色味を帯びる。
ここで、センサーユニット２７は、光量モニター用ミラー２６から取り出された光に含まれる青色光ＬＢ１の光量および黄色光ＬＹ１の光量を測定する（図６のＳ６）。制御部に、プロジェクター１の使用開始時点の初期の強度値に基づいて決定された、青色光強度と黄色光強度との比の基準値が予め記憶されている。制御部２８は、センサーユニット２７が測定した現在の青色光と黄色光との光量比と記憶済みの基準光量比とを比較する。その結果、測定した光量比と基準光量比との差が許容範囲を超えている場合、現在の光量比が基準光量比に近付くように、位相差板２１を回転させる（図６のＳ７）。
位相差板２１を所定の角度だけ回転させることにより、位相差板２１から射出されるＳ偏光の光量とＰ偏光の光量との比を調整できる。この例で言えば、ホワイトバランスのずれによって白色光が黄色味を帯びているため、反射型偏光素子２５から射出される青色光の光量を相対的に増やせばよい。反射型偏光素子２５から射出される青色光の光量を増やすためには、反射型偏光素子２５がＰ偏光を透過させるため、第１の光Ｌ１に含まれるＰ偏光の光量を相対的に増やし、Ｓ偏光の光量を相対的に減らせばよい。これにより、ホワイトバランスがずれたときと比べて、反射型偏光素子２５を透過する青色光の光量が相対的に増加するため、白色光の黄色味が薄れ、ホワイトバランスを修正することができる（図６のＳ８）。
位相差板２１を所定の角度だけ回転させることにより、位相差板２１から射出されるＳ偏光の光量とＰ偏光の光量との割合を調整できることを図７Ａおよび図７Ｂを用いて説明する。
図７Ａは、位相差板２１を通過する前の光の偏光状態を示す図である。図７Ｂは、位相差板２１を通過した後の光の偏光状態を示す図である。
本実施形態の場合、位相差板２１を通過する前の第１の光Ｌ１はＳ偏光（直線偏光）である。図７Ａに示すように、位相差板２１は、Ｓ偏光の偏光方向Ｐ１と位相差板２１の光学軸２１ａｘとが角度θをなして交差するように設定されている。
第１の光Ｌ１は、位相差板２１を通過した後、図７Ｂに示すように、偏光方向Ｐ１が時計回りに角度２θだけ回転し、偏光方向Ｐ２となる。このとき、Ｓ偏光成分ＢＬｓとＰ偏光成分ＢＬｐとが生じ、Ｓ偏光成分ＢＬｓの光量とＰ偏光成分ＢＬｐの光量との比はｃｏｓ（２θ）：ｓｉｎ（２θ）となる。例えばθ＝２°の場合、Ｓ偏光成分ＢＬｓの光量とＰ偏光成分ＢＬｐの光量との比は１４．３：１となる。したがって、図７Ａおよび図７Ｂの配置においては、回転角θを大きくすることによって、Ｓ偏光の光量に対するＰ偏光の光量を相対的に増やすことができる。
以下、本実施形態の光源装置１１におけるホワイトバランスの調整方法を具体的な数値例を挙げて説明する。
図８は、ホワイトバランス調整の第１例を示す図である。図９は、ホワイトバランス調整の第２例を示す図である。図１０は、ホワイトバランス調整の第３例を示す図である。
以下の数値例において、波長変換層３２は、第１の光Ｌ１の２０％を透過し、第１の光Ｌ１の８０％が波長変換されて第２の光Ｌ２に変わると仮定する。また、波長変換層３２において、波長変換前の第１の光Ｌ１の光量と波長変換後の第２の光Ｌ２の光量とは等しいと仮定する。また、波長変換層３２で生成される第２の光Ｌ２に含まれるＰ偏光の光量とＳ偏光の光量とは互いに等しいと仮定する。また、波長変換層３２および反射型偏光素子２５による光の吸収はないものと仮定する。
第１例は、波長変換層３２に入射する第１の光Ｌ１の偏光比が、Ｐ偏光：１００％、Ｓ偏光：０％の場合である。
図８に示すように、全てがＰ偏光Ｌ１ｐからなる第１の光Ｌ１が波長変換層３２に入射した場合、波長変換層３２を透過する光の偏光方向は保存されるため、波長変換層３２に入射した第１の光Ｌ１のうちの２０％の光量の青色のＰ偏光ＬＢｐが波長変換層３２を透過する。青色のＰ偏光ＬＢｐは、反射型偏光素子２５を透過する第４の光Ｌ４となる。
一方、波長変換層３２に入射した第１の光Ｌ１のうち、８０％の光量の黄色の第２の光Ｌ２が波長変換層３２から射出される。反射型偏光素子２５は、Ｓ偏光を反射させ、Ｐ偏光を透過させる特性を有するため、黄色の第２の光Ｌ２のうち、５０％の光量のＳ偏光Ｌ５ｓ（第５の光）は反射型偏光素子２５で反射し、５０％の光量のＰ偏光Ｌ６ｐ（第６の光）は反射型偏光素子２５を透過する。すなわち、波長変換層３２に入射した第１の光Ｌ１に対して、４０％の光量の黄色のＰ偏光Ｌ６ｐが反射型偏光素子から射出される。
反射型偏光素子２５で反射したＳ偏光Ｌ５ｓは、その後、波長変換層３２に再入射し、ダイクロイックミラー３３での反射、および波長変換層３２内での散乱を繰り返すことによって、Ｓ偏光成分の一部がＰ偏光成分に変換され、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分とを含む光となって波長変換層３２から射出される。そのうち、Ｐ偏光成分は、反射型偏光素子２５を透過する。一方、波長変換層３２から射出されたＳ偏光は、反射型偏光素子で反射され、上記の作用を繰り返す。
第２例は、波長変換層３２に入射する第１の光Ｌ１の偏光比が、Ｐ偏光：５０％、Ｓ偏光：５０％の場合である。
図９に示すように、ともに５０％の光量を有するＰ偏光Ｌ１ｐとＳ偏光Ｌ１ｓとを含む第１の光Ｌ１が波長変換層３２に入射した場合、波長変換層３２を透過する光の偏光方向は保存されるため、波長変換層３２に入射した第１の光Ｌ１のうち、１０％の光量の青色のＰ偏光Ｌ１２ｐと１０％の光量の青色のＳ偏光Ｌ１２ｓとが波長変換層３２を透過する。１０％の光量の青色のＰ偏光Ｌ１２ｐは、反射型偏光素子２５を透過する第４の光Ｌ４となる。また、１０％の光量の青色のＳ偏光Ｌ１２ｓは、反射型偏光素子２５で反射する第３の光Ｌ３となる。
また、波長変換層３２において生成された第２の光Ｌ２の作用は、第１例における第２の光Ｌ２の作用と同じである。
第２例の場合、波長変換層３２を透過した青色のＳ偏光Ｌ１２ｓは、反射型偏光素子２５で反射した後、波長変換層３２に再入射する。再入射した青色のＳ偏光Ｌ１２ｓの一部は、黄色の第２の光Ｌ２に変換される。このように、青色のＳ偏光Ｌ１２ｓは、反射型偏光素子２５で反射することによって、波長変換に再度寄与することができる。
第３例は、波長変換層３２に入射する第１の光の偏光比が、Ｐ偏光：１０％、Ｓ偏光：９０％の場合である。
図１０に示すように、１０％の光量を有するＰ偏光Ｌ１ｐと９０％の光量を有するＳ偏光Ｌ１ｓとを含む第１の光Ｌ１が波長変換層３２に入射した場合、波長変換層３２を透過する光の偏光方向は保存されるため、波長変換層３２に入射した第１の光Ｌ１のうち、２％の光量の青色のＰ偏光Ｌ１３ｐと１８％の光量の青色のＳ偏光Ｌ１３ｓとが波長変換層３２を透過する。２％の光量の青色のＰ偏光Ｌ１３ｐは、反射型偏光素子２５を透過する第４の光Ｌ４となる。１８％の光量の青色のＳ偏光Ｌ１３ｓは、反射型偏光素子２５で反射する第３の光Ｌ３となる。
また、波長変換層３２において生成された第２の光Ｌ２の作用は、第１例における第２の光Ｌ２の作用と同じである。
また、第３例の場合も第２例と同様、波長変換層３２を透過した青色のＳ偏光Ｌ１３ｓは、反射型偏光素子２５で反射した後、波長変換層３２に再入射し、波長変換に寄与することができる。
なお、図８〜図１０においては、反射型偏光素子２５で一旦反射した後、偏光方向が変換され、反射型偏光素子２５に２回以上入射した後に反射型偏光素子２５を透過する黄色光については、図示を省略している。
以上、図８〜図１０に示したように、波長変換層３２に入射する第１の光Ｌ１のうち、Ｓ偏光の割合が多くなる程、反射型偏光素子２５を透過するＰ偏光の青色光ＬＢｐ，Ｌ１２ｐ，Ｌ１３ｐ（第４の光Ｌ４）の光量が減少し、反射型偏光素子２５で反射するＳ偏光の青色光Ｌ１２ｓ，Ｌ１３ｓ（第３の光Ｌ３）の光量が増加する。これに伴って、波長変換層３２において再度波長変換される黄色光の光量も増加する。
すなわち、波長変換層３２に入射する第１の光Ｌ１のうち、Ｓ偏光Ｌ１ｓの割合が多くなる程、白色光に占める青色光の光量が減少し、白色光に占める黄色光の光量が増加するため、黄色味がかった白色光が得られる。逆に、波長変換層３２に入射する第１の光Ｌ１のうち、Ｐ偏光Ｌ１ｐの割合が多くなる程、白色光に占める青色光の光量が増加し、黄色光の光量が減少するため、青色味がかった白色光が得られる。このようにして、本実施形態の光源装置１１によれば、白色光のホワイトバランスを調整することができる。
透過型の波長変換素子または透過型の波長変換層を備えた従来の光源装置においては、波長変換素子の厚さを変えることによって、青色光の光量と黄色光の光量との比を調整することが提案されている。しかしながら、この場合、波長変換素子の厚さを制御することが難しく、厚さのばらつきが避けられないため、青色光の光量と黄色光の光量との比を所望の値に調整することが困難であった。また、波長変換素子を一旦作製すると、青色光の光量と黄色光の光量との比が所定の値に固定されるため、ホワイトバランスの経時的な変化に対応できなかった。光源装置をプロジェクターに適用する場合には、例えばいずれかの光変調装置の光量を低下させることでホワイトバランスを調整することも考えられる。しかしながら、その場合には、投射画像が暗くなる、という問題があった。
これらの問題に対し、本実施形態の光源装置１１は、透過型の波長変換層３２を有する透過型の波長変換素子２３を備え、位相差板２１を適宜回転させることによって反射型偏光素子２５から射出される白色光ＬＷのホワイトバランスを調整することができるため、波長変換層３２の厚さを精密に制御する必要がなく、ホワイトバランスの経時的な変化に対応することができる。
また、本実施形態のプロジェクター１によれば、上記の光源装置１１が用いられているため、ホワイトバランスの調整に光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの光量を低下させる必要がなく、投射画像が暗くなるおそれを少なくすることができる。
また、本実施形態の光源装置１１においては、波長変換層３２と反射型偏光素子２５との間にコリメーターレンズ２４が設けられているため、反射型偏光素子２５に入射する光がより平行化され、反射型偏光素子２５に入射する光の入射角分布が狭まる。これにより、反射型偏光素子の偏光分離特性の低下が抑えられるため、光利用効率の低下を抑えることができる。
なお、波長変換層３２に入射する第１の光Ｌ１の偏光比を調整する手段として、本実施形態の位相差板２１を回転させる手段に代えて、以下の第１変形例または第２変形例を採用してもよい。
（第１変形例）
光が透過した際の位相差がそれぞれ異なる複数種の位相差板を予め用意しておき、複数種の位相差板の中から所望の光量比が得られる１枚の位相差板を選択し、選択した位相差板を光源装置１１に用いる。ホワイトバランスの経時的な変化に対応する場合には、現状の位相差板を異なる位相差を有する位相差板と適宜交換すればよい。
この構成では、位相差板を回転させる上記実施形態のように、青色光と黄色光との光量比を連続的に変化させることはできず、得られる光量比の値は離散的になる。ただし、位相差板の回転機構は不要であるため、光源装置１１の構成を簡略化できる。
（第２変形例）
光が透過した際の位相差が互いに等しい複数枚の位相差板を予め用意しておき、所望の光量比が得られるように、複数枚の位相差板を重ねて光源装置に用いる。ホワイトバランスの経時的な変化に対応する場合には、位相差板を重ねる枚数を適宜変更すればよい。
第２変形例の構成も第１変形例の構成と同様、得られる光量比の値は離散的になる。ただし、位相差板の回転機構は不要であるため、光源装置１１の構成を簡略化できる。
なお、位相差板を重ねる枚数を変更することに代えて、厚さがそれぞれ異なる複数枚の位相差板を予め用意しておき、その中から所望の光量比が得られる厚さを有する位相差板を選択するようにしてもよい。
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図１１〜図１４を用いて説明する。
第２実施形態のプロジェクターの構成は第１実施形態と同様であり、光源装置の構成が第１実施形態と異なる。そのため、プロジェクターの説明は省略する。
図１１は、第２実施形態の照明装置の概略構成図である。
図１１において、第１実施形態で用いた図２と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
図１１に示すように、照明装置５２は、光源装置５３と、均一化照明光学系１２と、を備えている。
光源装置５３は、発光部５５と、集光レンズ２２と、波長変換素子２３と、コリメーターレンズ２４と、反射型偏光素子２５と、光量モニター用ミラー２６と、センサーユニット２７（検出部）と、制御部２８と、回転機構５６と、を備えている。発光部５５は、第１偏光方向および第２偏光方向と交差する回転軸、すなわちＳ偏光の偏光方向およびＰ偏光の偏光方向と交差する回転軸の周りに回転可能とされている。
本実施形態の場合、制御部２８は、発光部５５を回転させることにより、波長変換層３２に入射する第１の光Ｌ１のうち、Ｓ偏光の光量とＰ偏光の光量とを制御する。さらに、制御部２８は、波長変換層３２に入射する第１の光Ｌ１のうち、Ｓ偏光の光量とＰ偏光の光量とを制御することにより、反射型偏光素子２５から射出される青色のＰ偏光の光量を制御する。よって、本実施形態においては、発光部５５と集光レンズ２２との間に、位相差板２１が設けられていない。
図１２は、発光部５５および回転機構５６を示す斜視図である。
図１２に示すように、発光部５５は、複数の半導体レーザー５８を備えた光源ユニット５９と、光源ユニット５９を回転させる回転機構５６と、を備えている。回転機構５６は、枠部６０と、棒状部６１と、を備えている。枠部６０は、光源ユニット５９を回転可能に保持する。棒状部６１は、光源ユニット５９の一端から延び、枠部６０の外側に突出している。光源ユニット５９は、棒状部６１が枠部６０の端面６０ｃに沿った方向、すなわち矢印Ａで示す方向に移動することによって回転する。
棒状部６１を矢印Ａの方向に移動させることによって、光源ユニット５９を回転させる部分の具体的な構成は、第１実施形態の図４に示す位相差板２１を回転させる部分の構成と略同様である。
図１３は、Ｘ方向から見た光源ユニット５９の正面図である。
図１３に示すように、光源ユニット５９は、複数の半導体レーザー５８と、複数の半導体レーザー５８を保持する保持部材６３と、を備えている。半導体レーザー５８は、第１の波長帯を有する第１の光Ｌ１をＸ方向に射出する。本実施形態では、光源ユニット５９は、７個の半導体レーザー５８を備えている。したがって、光源ユニット５９の全体として、７本の第１の光Ｌ１を含む光が射出される。
半導体レーザー５８は、ＣＡＮパッケージタイプの半導体レーザーで構成されている。半導体レーザー５８は、半導体レーザーチップ６４と、半導体レーザーチップ６４を収容する筐体６５と、を備えている。筐体６５は、台座６６と、台座６６の一面側を覆う缶体６７と、から構成されている。図１３の例では、一つの半導体レーザーチップ６４がそれぞれ各筐体６５の内部に収容されているが、複数の半導体レーザーチップ６４がそれぞれ各筐体６５の内部に収容されていてもよい。
保持部材６３は、光源ユニット５９からの第１の光Ｌ１の射出方向（Ｘ方向）から見た形状が円形の板材で構成されている。板材には、複数の半導体レーザー５８の個数に対応し、缶体６７の寸法に対応した７個の孔が設けられている。板材の材料は特に限定されないが、例えば熱伝導率が高い金属が望ましい。複数の半導体レーザー５８の各々は、保持部材６３の孔に缶体６７が挿通された状態で台座６６の一面が保持部材６３の一面に当接することによって保持部材６３に支持されている。保持部材６３は、複数の半導体レーザー５８を回転対称の位置に保持する。
複数の半導体レーザー５８のうち、１個の半導体レーザー５８ａは、光源ユニット５９の中心部に位置するように保持部材６３に配置されている。他の６個の半導体レーザー５８ｂは、中心の１個の半導体レーザー５８ａを取り囲むように、保持部材６３において中心の半導体レーザー５８ａの周縁部に回転対称に配置されている。
周辺の６個の半導体レーザー５８ｂは、中心の１個の半導体レーザー５８ａを中心として６個の半導体レーザー５８ｂに外接する仮想円に沿うように保持部材６３に配置されている。本実施形態では、仮想円は保持部材６３の輪郭をなす円と略一致する。以上の配置により、光源ユニット５９において、複数の半導体レーザーチップ６４の発光中心同士を結んだ複数の直線ｋ１〜ｋ３，ｍ１〜ｍ３，ｎ１〜ｎ３が互いになす角度は互いに等しく、全て６０°である。また、複数の半導体レーザー５８において、隣り合う半導体レーザー５８同士の筐体６５は、台座６６の部分で互いに当接している。
７個の半導体レーザー５８は、半導体レーザーチップ６４の向きが同じ方向を向くように配置されている。光源ユニット５９において、半導体レーザー５８は、半導体レーザーチップ６４の長辺がＺ軸と平行になるように配置されている。この配置によれば、符号ＬＳの矢印で示すように、第１の光Ｌ１として、偏光方向がＺ軸と平行な直線偏光が射出される。本実施形態の場合、偏光方向がＺ軸と平行な直線偏光は、Ｓ偏光である。
半導体レーザーチップ６４は、光を射出する発光領域６４ａを有している。発光領域６４ａは、射出された第１の光Ｌ１の中心軸の方向に沿って見たとき、長方形状の平面形状を有している。
図１４は、照明装置２から白色光ＬＷが射出される際の基準姿勢とした光源ユニット５９の正面図である。
上述したように、半導体レーザーチップ６４の発光領域６４ａの長辺がＺ軸と平行になるように光源ユニット５９が配置された場合（光源ユニット５９の回転が中立状態である場合、図１３参照）、全ての半導体レーザー５８から波長変換層３２に対して、Ｓ偏光の第１の光Ｌ１が射出される。これに対して、プロジェクター１を使用する際、すなわち照明装置２から白色の照明光ＬＷが射出される際には、図１４に示すように、半導体レーザー５８は、半導体レーザーチップ６４の発光領域６４ａの長辺がＺ軸に対して所定の角度θをなすように配置される。
すなわち、光源ユニット５９は、図１３に示した姿勢から所定の角度θだけ回転される。光源ユニット５９の角度θを０°から徐々に大きくしていくと、Ｓ偏光に対するＰ偏光の割合が徐々に増え、光源ユニット５９の角度θが９０°になると、光源ユニット５９から射出される第１の光Ｌ１の全てがＰ偏光に変化する。このように、光源ユニット５９を回転させることによって、波長変換層３２に入射する第１の光Ｌ１のうち、Ｐ偏光の光量とＳ偏光の光量とを制御することができる。
光源装置５３のその他の構成は、第１実施形態の光源装置１１の構成と略同様である。
本実施形態においても、透過型の波長変換層３２を有する透過型の波長変換素子２３を備え、ホワイトバランスの調整が可能な光源装置５３を実現できる、ホワイトバランスの経時的な変化に対応できる。すなわち、本実施形態も第１実施形態と同様の効果が得られる。
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記第１、第２実施形態に共通の変形例として、波長変換素子と反射型偏光素子との間にコリメーターレンズが設けられていなくてもよい。または、波長変換素子と反射型偏光素子との間に、コリメーターレンズに代えて、テーパーロッドレンズが設けられていてもよい。
また、上記実施形態では、ホワイトバランスのずれを検出する手段として、反射型偏光素子を透過した青色光の光量と黄色光の光量とを検出するセンサーを用いたが、このセンサーに代えて、例えばプロジェクターから投射される画像を撮像し、画像の色を検出する手段が用いられてもよい。
また、上記実施形態では、回転可能とされていない固定型の波長変換素子の例を挙げたが、本発明は、モーターによって回転可能とされた波長変換素子にも適用が可能である。
その他、波長変換素子、光源装置、およびプロジェクターの各構成要素の形状、数、配置、材料等の具体的な記載については、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。上記実施形態では、本発明による光源装置を、液晶ライトバルブを用いた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を、光変調装置としてデジタルマイクロミラーデバイスを用いたプロジェクターに搭載してもよい。
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。
１…プロジェクター、４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ…光変調装置、６…投射光学装置、１１，５３…光源装置、１４，５５…発光部、２５…反射型偏光素子（偏光分離素子）、２７…センサーユニット（検出部）、２８…制御部、３２…波長変換層、３２ａ…第１面、３２ｂ…第２面、３３…ダイクロイックミラー（光学素子）、Ｌ１…第１の光、Ｌ２…第２の光、Ｌ３…第３の光、Ｌ４…第４の光、Ｌ５ｓ…第５の光、Ｌ６ｐ…第６の光。

Claims (8)

  1. 第１波長帯を有する第１の光を射出する発光部と、
    前記第１の光が入射される第１面と、前記第１面とは異なる第２面と、を有し、前記第１の光の一部を前記第１波長帯とは異なる第２波長帯を有する第２の光に変換し、前記第２の光および前記第１の光の他の一部を前記第２面から射出する波長変換層と、
    前記波長変換層の前記第２面に対向して設けられ、前記第１波長帯および第１偏光方向を有し、前記第２面から射出される第３の光を反射させ、前記第１波長帯および前記第１偏光方向とは異なる第２偏光方向を有し、前記第２面から射出される第４の光を透過させ、前記第２波長帯および前記第１偏光方向を有し、前記第２面から射出される第５の光を反射させ、前記第２波長帯および前記第２偏光方向を有し、前記第２面から射出される第６の光を透過させる偏光分離素子と、
    を備え、
    前記波長変換層に入射する前記第１の光のうち、前記第１偏光方向を有する光の光量と、前記波長変換層に入射する前記第１の光のうち、前記第２偏光方向を有する光の光量と、を制御することにより、前記第４の光の光量を制御する、光源装置。
  2. 前記偏光分離素子を透過する前記第４の光および前記第６の光を検出する検出部と、
    前記検出部の検出結果を所定値と比較することにより、前記波長変換層に入射する前記第１の光のうち前記第１偏光方向を有する光の光量と、前記波長変換層に入射する前記第１の光のうち前記第２偏光方向を有する光の光量と、を制御する制御部と、を備える、請求項１に記載の光源装置。
  3. 前記発光部と前記波長変換層との間に設けられ、前記発光素子から射出される前記第１の光が入射する位相差素子を備え、
    前記制御部は、前記位相差素子を回転させることにより、前記波長変換層に入射する前記第１の光のうち前記第１偏光方向を有する光の光量と、前記波長変換層に入射する前記第１の光のうち前記第２偏光方向を有する光の光量と、を制御する、請求項２に記載の光源装置。
  4. 前記発光部は、前記第１偏光方向および前記第２偏光方向と交差する回転軸の周りに回転可能とされ、
    前記制御部は、前記発光部を回転させることにより、前記波長変換層に入射する前記第１の光のうち前記第１偏光方向を有する光の光量と、前記波長変換層に入射する前記第１の光のうち前記第２偏光方向を有する光の光量と、を制御する、請求項２に記載の光源装置。
  5. 前記波長変換層の前記第１面に対向して設けられ、前記第１の光を透過させ、前記第２の光を反射させる光学素子を備える、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の光源装置。
  6. 前記偏光分離素子によって反射した前記第３の光は、前記波長変換層の前記第２面から前記波長変換層に入射し、前記第２の光に変換される、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の光源装置。
  7. 前記偏光分離素子によって反射した前記第５の光は、前記波長変換層の前記第２面から前記波長変換層に入射し、前記第２面から前記波長変換層に入射した前記第５の光の一部は、前記第６の光に変換される、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の光源装置。
  8. 請求項１から請求項７まで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光変調装置と、
    前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、
    を備える、プロジェクター。
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