JP6939703B2 - プロジェクタ及びマルチプロジェクションシステム - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクタ及びマルチプロジェクションシステムに関する。

マルチプロジェクションシステムは複数のプロジェクタを有する。マルチプロジェクションシステムは、複数のプロジェクタによって複数の画像をスクリーン等に並べて投影することにより、スクリーン等にマルチ投影画像を表示する。

マルチプロジェクションシステムでは、投影画像同士の境界部を目立たなくするため、各投影画像をエッジブレンディング処理する。エッジブレンディング処理とは、隣り合った画像同士を所定の領域だけ重ねて投影するときに、投影画像同士の重なる領域が明るくなりすぎないように投影画像の明るさを調整する処理である。

特許文献１には、投影画像同士の重なる領域に対応する投影画像の領域が端に向かって連続的に暗くなるように投影画像の明るさを調整するエッジブレンディング処理が記載されている。

特許文献１に記載されているような電気的エッジブレンディング処理では、明るい投影画像に対しては有効であるが、暗い投影画像に対しては明るさを調整するためのダイナミックレンジを十分に確保することができない。そのため、電気的エッジブレンディング処理では、暗い投影画像に対しては投影画像同士の重なる領域が明るくなってしまい、マルチ投影画像の品位を悪化させる要因となる。

特許文献２には、プロジェクタとスクリーンとの間に遮光板を配置し、投影画像の端部が遮光板にかかることによって影となり、投影画像同士の重なる領域に対応する投影画像の領域が端に向かって連続的に暗くなるように投影画像の明るさを調整するエッジブレンディング処理が記載されている。

特許文献２に記載されているような光学的エッジブレンディング処理では、投影画像の明るさに関係なく投影画像同士の重なる領域に対応する投影画像の領域の明るさを調整することができる。

特開２００９−１５９３７２号公報 特開平３−５３２８８号公報

プロジェクタは複数の照明光源を有する場合がある。例えば、プロジェクタは、複数の照明光源として青色レーザ光源と蛍光体とが用いられる。青色レーザ光源は青色レーザ光を青色照明光として射出する。蛍光体は、青色レーザ光源から照射された青色レーザ光のエネルギを赤色帯域と緑色帯域とを含む波長帯域の黄色照明光に変換する。プロジェクタは黄色照明光を赤色照明光と緑色照明光とに分離する。

プロジェクタは、各色成分の画像データに基づいて赤色照明光、緑色照明光、及び、青色照明光をそれぞれ光変調し、赤色画像光、緑色画像光、及び、青色画像光を生成する。プロジェクタは、赤色画像光、緑色画像光、及び、青色画像光を合成してスクリーン等に投影する。即ち、スクリーン等に投影される青色画像に対応する青色画像光は青色レーザ光源を照明光源として生成される。赤色画像、及び、緑色画像に対応する赤色画像光、及び、緑色画像光は蛍光体を照明光源として生成される。

青色レーザ光源を照明光源とする青色画像光と蛍光体を照明光源とする赤色画像光、及び、緑色画像光とは投影画像の配向分布が異なる。遮光板を用いた光学的エッジブレンディング処理では、配向分布の違いに起因して投影画像同士の重なる領域に対応する投影画像の領域に色分布が生じ、マルチ投影画像の品位を悪化させる要因となる。

本発明は、プロジェクタが複数の照明光源を有する場合において、マルチ投影画像の品位の悪化を抑制することができるプロジェクタ及びマルチプロジェクションシステムを提供することを目的とする。

本発明は、青色レーザ光源であって、直線偏光であるｓ偏光及びｐ偏光のいずれか一方を第１の偏光とし、他方を第２の偏光としたとき、前記第２の偏光である青色レーザ光を第１の照明光として射出する第１の照明光源と、蛍光体であって、前記蛍光体に前記第１の照明光が照射されることにより生成される赤色帯域の成分と緑色帯域の成分とを含む黄色照明光を第２の照明光として射出する第２の照明光源と、前記第１及び第２の照明光の光路上に配置され、前記第２の偏光を透過させ、かつ、前記第１の偏光及び前記第２の照明光を反射する特定偏光反射領域と、前記第１及び第２の照明光を反射する全反射領域とを有する第１のダイクロイックミラーと、前記第１のダイクロイックミラーにより反射された前記第１及び第２の照明光の光路上に配置され、前記直線偏光を円偏光に変換する位相差板と、前記位相差板を透過した前記第１及び第２の照明光の光路上に配置され、前記第１の偏光及び前記第２の偏光のいずれか一方の偏光を透過させ、他方の偏光の光軸をシフトさせ、かつ、前記第１及び第２の照明光を前記第１の偏光または前記第２の偏光に揃える偏光変換素子とを備えるプロジェクタを提供する。

また、本発明は、画像を投影する上記のプロジェクタと、前記画像の一部の領域を遮光するように前記プロジェクタに対応して配置されている遮光板とを複数備え、前記複数のプロジェクタが投影する複数の画像を前記一部の領域同士を重ねてマルチ投影画像として表示するマルチプロジェクションシステムを提供する。

本発明のプロジェクタ及びマルチプロジェクションシステムによれば、プロジェクタが複数の照明光源を有する場合において、マルチ投影画像の品位の悪化を抑制できる。

第１及び第２実施形態のマルチプロジェクションシステムの一例を示す構成図である。 スクリーンに表示される投影画像の明るさを示す図である。 スクリーンに表示されるマルチ投影画像の明るさを示す図である。 第１実施形態のプロジェクタの一例を示す構成図である。 第１実施形態のプロジェクタにおけるダイクロイックミラーの一例を示す構成図である。 第１実施形態のプロジェクタにおけるダイクロイックミラーの一例を示す構成図である。 赤色照明光及び緑色照明光の明るさの分布を示す図である。 図５Ａに示すＡ１−Ａ１における赤色照明光及び緑色照明光の光強度の分布を示す図である。 青色照明光の明るさの分布を示す図である。 図６Ａに示すＡ２−Ａ２における青色照明光の光強度の分布を示す図である。 青色照明光におけるｓ偏光の明るさの分布を示す図である。 図７Ａに示すＡ３−Ａ３における青色照明光のｓ偏光の光強度の分布を示す図である。 青色照明光におけるｐ偏光の明るさの分布を示す図である。 図８Ａに示すＡ４−Ａ４における青色照明光のｐ偏光の光強度の分布を示す図である。 赤色照明光及び緑色照明光の明るさの分布を示す図である。 図９Ａに示すＡ５−Ａ５における赤色照明光及び緑色照明光の光強度の分布を示す図である。 青色照明光の明るさの分布を示す図である。 図１０Ａに示すＡ６−Ａ６における青色照明光の光強度の分布を示す図である。 青色照明光におけるｓ偏光の明るさの分布を示す図である。 図１１Ａに示すＡ７−Ａ７における青色照明光のｓ偏光の光強度の分布を示す図である。 青色照明光におけるｐ偏光の明るさの分布を示す図である。 図１２Ａに示すＡ８−Ａ８における青色照明光のｐ偏光の光強度の分布を示す図である。 偏光変換素子の一例を示す構成図である。 赤色照明光及び緑色照明光の明るさの分布を示す図である。 図１４Ａに示すＡ９−Ａ９における赤色照明光及び緑色照明光の光強度の分布を示す図である。 照明瞳における青色照明光の明るさの分布を示す図である。 図１５Ａに示すＡ１０−Ａ１０における青色照明光の光強度の分布を示す図である。 照明瞳における青色照明光の明るさの分布を示す図である。 図１６Ａに示すＡ１１−Ａ１１における青色照明光の光強度の分布を示す図である。 照明瞳における青色照明光の明るさの分布を示す図である。 図１７Ａに示すＡ１２−Ａ１２における青色照明光の光強度の分布を示す図である。 第２実施形態のプロジェクタの一例を示す構成図である。 第２実施形態のプロジェクタにおけるダイクロイックミラーの一例を示す構成図である。 第２実施形態のプロジェクタにおけるダイクロイックミラーの一例を示す構成図である。 赤色照明光及び緑色照明光の明るさの分布を示す図である。 図２０Ａに示すＡ２１−Ａ２１における赤色照明光及び緑色照明光の光強度の分布を示す図である。 青色照明光の明るさの分布を示す図である。 図２１Ａに示すＡ２２−Ａ２２における青色照明光の光強度の分布を示す図である。 青色照明光におけるｓ偏光の明るさの分布を示す図である。 図２２Ａに示すＡ２３−Ａ２３における青色照明光のｓ偏光の光強度の分布を示す図である。 青色照明光におけるｐ偏光の明るさの分布を示す図である。 図２３Ａに示すＡ２４−Ａ２４における青色照明光のｐ偏光の光強度の分布を示す図である。 偏光変換素子の一例を示す構成図である。 偏光変換素子の一例を示す構成図である。

図１、図２Ａ、及び、図２Ｂを用いて、マルチプロジェクションシステムの構成例を説明する。図１に示すように、マルチプロジェクションシステム１は複数のプロジェクタＰＪと複数の遮光板１０とを備える。プロジェクタＰＪは画像ＩＭをスクリーンＳＲＮに投影する。図１では２台のプロジェクタＰＪが水平方向に配置されている状態を示している。２台のプロジェクタＰＪを区別するため、左側のプロジェクタＰＪをプロジェクタＰＪａとし、右側のプロジェクタＰＪをプロジェクタＰＪｂとする。

遮光板１０はプロジェクタＰＪとスクリーンＳＲＮとの間に配置されている。遮光板１０はプロジェクタＰＪごとに配置されている。プロジェクタＰＪａに対応する遮光板１０を遮光板１０ａとし、プロジェクタＰＪｂに対応する遮光板１０を遮光板１０ｂとする。

図２Ａ、及び、図２Ｂでは、スクリーンＳＲＮに表示される投影画像の明るさを濃淡で示している。なお、図２Ａ、及び、図２Ｂでは、投影画像を見やすくするためにプロジェクタＰＪａ及びＰＪｂ、及び、スクリーンＳＲＮのみを示している。

図２Ａに示すように、プロジェクタＰＪａは画像ＩＭａをスクリーンＳＲＮに投影する。図１に示すように、遮光板１０ａは、画像ＩＭａの一部の領域を遮光するようにプロジェクタＰＪａに対応して配置されている。具体的には遮光板１０ａは、画像ＩＭａの右側の領域が遮光板１０ａにかかるように配置されている。従って、プロジェクタＰＪａは遮光板１０ａによる影を画像ＩＭａの一部としてスクリーンＳＲＮに投影する。

スクリーンＳＲＮに投影される画像ＩＭａは、遮光板１０ａにかかる領域が遮光板１０ａによる影の領域に対応する。画像ＩＭａの右側の領域は、遮光板１０ａによって遮光される度合いが右端に向かって大きくなる。従って、スクリーンＳＲＮに投影される画像ＩＭａは、遮光板１０ａによる影の度合いが右端に向かって大きくなる。そのため、スクリーンＳＲＮに投影される画像ＩＭａは、右側の領域ＩＭＲａが右端に向かって連続的に暗くなる。スクリーンＳＲＮに投影された画像ＩＭａを投影画像ＰＩＭａとする。

図２Ａに示すように、プロジェクタＰＪｂは画像ＩＭｂをスクリーンＳＲＮに投影する。図１に示すように、遮光板１０ｂは、画像ＩＭｂの一部の領域を遮光するようにプロジェクタＰＪｂに対応して配置されている。具体的には遮光板１０ｂは、画像ＩＭｂの左側の領域が遮光板１０ｂにかかるように配置されている。従って、プロジェクタＰＪｂは遮光板１０ｂによる影を画像ＩＭｂの一部としてスクリーンＳＲＮに投影する。

スクリーンＳＲＮに投影される画像ＩＭｂは、遮光板１０ｂにかかる領域が遮光板１０ｂによる影の領域に対応する。画像ＩＭｂの左側の領域は、遮光板１０ｂによって遮光される度合いが左端に向かって大きくなる。従って、スクリーンＳＲＮに投影される画像ＩＭｂは、遮光板１０ｂによる影の度合いが左端に向かって大きくなる。そのため、スクリーンＳＲＮに投影される画像ＩＭｂは、左側の領域ＩＭＲｂが左端に向かって連続的に暗くなる。スクリーンＳＲＮに投影された画像ＩＭｂを投影画像ＰＩＭｂとする。

図１または図２Ｂに示すように、プロジェクタＰＪａとプロジェクタＰＪｂとは、投影画像ＰＩＭａの右側の領域ＩＭＲａと投影画像ＰＩＭｂの左側の領域ＩＭＬｂとが重なるように、画像ＩＭａと画像ＩＭｂとをスクリーンＳＲＮに投影する。

即ち、マルチプロジェクションシステム１は、複数の投影画像ＰＩＭにおいて遮光板１０により遮光させる一部の領域同士、具体的には投影画像ＰＩＭａにおいて遮光板１０ａにかかる領域ＩＭＲａと投影画像ＰＩＭｂにおいて遮光板１０ｂにかかる領域ＩＭＬｂとが重なるように、複数のプロジェクタＰＪａ及びＰＪｂが投影する画像ＩＭａ及びＩＭｂをマルチ投影画像ＭＰＩＭとしてスクリーンＳＲＮに表示する。

従って、マルチプロジェクションシステム１は、遮光板１０ａ及び１０ｂにより投影画像ＰＩＭａと投影画像ＰＩＭｂとの重なり領域の明るさがそれ以外の領域の明るさと同じになるように光学的エッジブレンディング処理されたマルチ投影画像ＭＰＩＭをスクリーンＳＲＮに表示させることができる。

［第１実施形態］
図３を用いて、プロジェクタＰＪの構成例を説明する。図３に示す第１実施形態のプロジェクタ１００は、図１、図２Ａ、及び、図２Ｂに示すプロジェクタＰＪ（ＰＪａ及びＰＪｂ）に相当する。プロジェクタ１００は、光源１０１と、蛍光体１０２と、ダイクロイックミラー１２０と、レンズ１３１〜１３７と、反射ミラー１４１〜１４３と、位相差板１０３と、偏光変換素子１５０とを備える。第１実施形態において位相差板１０３を第１の位相差板とする。

さらにプロジェクタ１００は、ダイクロイックミラー１０５及び１０６と、反射型偏光板１０７Ｒ、１０７Ｇ、及び、１０７Ｂと、画像表示素子１０８Ｒ、１０８Ｇ、及び、１０８Ｂと、色合成プリズム１０９と、絞り１１０と、投射レンズ１１１とを備える。第１実施形態では、ダイクロイックミラー１２０を第１のダイクロイックミラーとし、ダイクロイックミラー１０５を第２のダイクロイックミラーとし、ダイクロイックミラー１０６を第３のダイクロイックミラーとする。

光源１０１は、複数の青色レーザ素子ＢＬが配列されたアレイ構造を有する青色レーザ光源である。光源１０１は複数の青色レーザ素子ＢＬから青色レーザ光をそれぞれ射出する。青色レーザ光はｓ偏光またはｐ偏光の直線偏光である。図３は、青色レーザ光がｓ偏光の直線偏光である場合を示している。青色レーザ光はダイクロイックミラー１２０に照射される。第１実施形態では、光源１０１を第１の照明光源とし、青色レーザ光を第１の照明光とする。また、ｓ偏光を第１の偏光とし、ｐ偏光を第２の偏光とする。

ダイクロイックミラー１２０は、青色レーザ光の偏光方向がダイクロイックミラー１２０に対してｓ偏光となる向きに配置されている。ダイクロイックミラー１２０は、青色レーザ光に対してｓ偏光を反射し、ｐ偏光を透過する光学特性を有する。レンズ１３１は例えば集光レンズである。光源１０１から射出された青色レーザ光はダイクロイックミラー１２０により反射され、さらにレンズ１３１により集光されて蛍光体１０２に照射される。

蛍光体１０２は蛍光層と反射面とを有する。蛍光層は、光源１０１から照射された光のエネルギ、具体的には光源１０１から照射された青色レーザ光のエネルギ強度に応じた強度の赤色帯域の成分と緑色帯域の成分とを含む黄色照明光を生成する。反射面は、蛍光層を透過した青色レーザ光と蛍光層により生成された黄色照明光とを反射する。

第１実施形態では、蛍光体１０２を第２の照明光源とし、黄色照明光を第２の照明光とする。従って、プロジェクタ１００は、複数の照明光源として第１の照明光源である光源１０１（青色レーザ素子ＢＬ）と第２の照明光源である蛍光体１０２とを有する。

蛍光体１０２により生成された蛍光である黄色照明光は、レンズ１３１を介してダイクロイックミラー１２０に照射される。青色レーザ光の一部は、蛍光体１０２により拡散されて複数の偏光が混ざったランダム偏光となり、レンズ１３１を介してダイクロイックミラー１２０に照射される。即ち、ダイクロイックミラー１２０は、青色レーザ光及び黄色照明光の光路上に配置されている。ダイクロイックミラー１２０は、黄色照明光を透過する光学特性を有する。

図４Ａはダイクロイックミラー１２０の構成例を示している。図４Ａは、ダイクロイックミラー１２０を光源１０１とは反対側から見た状態、即ち、図３においてダイクロイックミラー１２０を下側から見た状態を示している。ダイクロイックミラー１２０は、特定偏光反射領域１２０Ｒと透過領域１２０Ｔとを有する。

特定偏光反射領域１２０Ｒは、青色レーザ光におけるｓ偏光を反射し、青色レーザ光におけるｐ偏光と黄色照明光とを透過させる。透過領域１２０Ｔは青色レーザ光におけるｓ偏光とｐ偏光とを含む全ての偏光と黄色照明光とを透過させる。

特定偏光反射領域１２０Ｒは青色レーザ素子ＢＬの光軸ＢＬＡ上に配置されている。特定偏光反射領域１２０Ｒは、青色レーザ光の光束幅よりも大きい面積となるように形成されている。従って、複数の青色レーザ素子ＢＬから射出された全ての青色レーザ光は、ダイクロイックミラー１２０によりレンズ１３１に向けて反射する。さらに青色レーザ光は、レンズ１３１により集光され、蛍光体１０２に照射される。

特定偏光反射領域１２０Ｒは、蛍光体１０２からレンズ１３１を介して照射される拡散光の光束幅よりも小さい面積となるように形成されている。蛍光体１０２から特定偏光反射領域１２０Ｒに照射される青色レーザ光のうち、ｐ偏光成分は特定偏光反射領域１２０Ｒを透過し、ｓ偏光成分は特定偏光反射領域１２０Ｒにより反射され、光源１０１へ戻される。蛍光体１０２から透過領域１２０Ｔに照射される青色レーザ光は、透過領域１２０Ｔを透過する。ダイクロイックミラー１２０を透過した青色レーザ光を青色照明光とする。

蛍光体１０２からレンズ１３１を介してダイクロイックミラー１２０に照射される黄色照明光は、特定偏光反射領域１２０Ｒ、及び、透過領域１２０Ｔを透過する。図４Ｂに示すように、ダイクロイックミラー１２０は、特定偏光反射領域１２０Ｒが青色レーザ素子ＢＬの光軸ＢＬＡ上にそれぞれ配置され、特定偏光反射領域１２０Ｒ以外の領域を透過領域１２０Ｔとする構成としてもよい。

ダイクロイックミラー１２０は、ガラス板またはプリズム等の透明材料の所定の領域に例えば誘電体多層膜を形成することにより作製することができる。誘電体多層膜が形成されている領域が特定偏光反射領域１２０Ｒとなる。誘電体多層膜を構成する誘電体の材質及び膜厚に応じて特定偏光反射領域１２０Ｒの光学特性を設定することができる。

図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ、及び、図８Ｂを用いて、青色照明光、及び、黄色照明光がダイクロイックミラー１２０を透過した位置Ｐａにおける青色照明光と黄色照明光に含まれる赤色照明光、及び、緑色照明光との明るさの分布について説明する。なお、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ、及び、図８Ｂは、ダイクロイックミラー１２０が図４Ａに示す形状を有する場合を示している。

図５Ａは、位置Ｐａにおいて、黄色照明光に含まれる赤色照明光、及び、緑色照明光の明るさの分布を濃淡で示している。図５Ｂは、図５Ａに示すＡ１−Ａ１における赤色照明光、及び、緑色照明光の明るさの分布を光強度の分布として示している。赤色照明光は黄色照明光に含まれる赤色帯域の成分により構成され、緑色照明光は黄色照明光に含まれる緑色帯域の成分により構成されている。

黄色照明光はダイクロイックミラー１２０の特定偏光反射領域１２０Ｒ、及び、透過領域１２０Ｔを透過する。従って、位置Ｐａでは、図５Ａまたは図５Ｂに示すように、赤色照明光、及び、緑色照明光の明るさ（光強度）の分布は均一である。位置Ｐａにおける赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度をＢＲ１とする。

図６Ａは、図５Ａに対応し、青色照明光の明るさの分布を濃淡で示している。図６Ｂは、図６Ａに示すＡ２−Ａ２における青色照明光の明るさの分布を光強度の分布として示している。図７Ａは、図６Ａに対応し、青色照明光におけるｓ偏光の明るさの分布を濃淡で示している。図７Ｂは、図７Ａに示すＡ３−Ａ３における青色照明光のｓ偏光の明るさの分布を光強度の分布として示している。図８Ａは、図６Ａに対応し、青色照明光におけるｐ偏光の明るさの分布を濃淡で示している。図８Ｂは、図８Ａに示すＡ４−Ａ４における青色照明光のｐ偏光の明るさの分布を光強度の分布として示している。

青色照明光におけるｓ偏光は、ダイクロイックミラー１２０の透過領域１２０Ｔを透過し、特定偏光反射領域１２０Ｒでは反射する。そのため、青色照明光におけるｓ偏光は、結果的に特定偏光反射領域１２０Ｒにより遮光される。従って、位置Ｐａでは、青色照明光におけるｓ偏光は、図７Ａに示すように、特定偏光反射領域１２０Ｒに対応する領域が遮光され、かつ、透過領域１２０Ｔに対応する領域が赤色照明光、及び、緑色照明光よりも暗い明るさ（光強度）の分布となる。

即ち、青色照明光におけるｓ偏光は、図７Ｂに示すように、透過領域１２０Ｔに対応する領域では赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度ＢＲ１よりも小さい光強度ＢＲ２（ＢＲ２＜ＢＲ１）を有し、特定偏光反射領域１２０Ｒに対応する領域では透過領域１２０Ｔに対応する領域の光強度ＢＲ２よりも小さい光強度ＢＲ３（ＢＲ２＞ＢＲ３＝０）を有する。

青色照明光におけるｐ偏光は、ダイクロイックミラー１２０の特定偏光反射領域１２０Ｒ、及び、透過領域１２０Ｔを透過する。従って、位置Ｐａでは、図８Ａに示すように、青色照明光におけるｐ偏光は赤色照明光、及び、緑色照明光よりも暗く、かつ、明るさ（光強度）の分布が均一である。即ち、青色照明光におけるｐ偏光は、図８Ｂに示すように、位置Ｐａでは、赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度ＢＲ１よりも小さい光強度ＢＲ４（ＢＲ４＜ＢＲ１）を有する。

従って、図７Ａ及び図７Ｂに示す明るさ（光強度）の分布を有するｓ偏光と図８Ａ及び図８Ｂに示す明るさ（光強度）の分布を有するｐ偏光とを含む青色照明光は、図６Ａに示すように、透過領域１２０Ｔに対応する領域が赤色照明光、及び、緑色照明光と同じ明るさであり、かつ、特定偏光反射領域１２０Ｒに対応する領域が赤色照明光、及び、緑色照明光よりも暗い明るさ（光強度）の分布となる。

即ち、青色照明光は、図６Ｂに示すように、透過領域１２０Ｔに対応する領域では赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度ＢＲ１と同じ光強度ＢＲ５（ＢＲ５＝ＢＲ１）を有し、特定偏光反射領域１２０Ｒに対応する領域では透過領域１２０Ｔに対応する領域の光強度ＢＲ５よりも小さい光強度ＢＲ６（ＢＲ６＜ＢＲ５）を有する。位置Ｐａにおける青色照明光の光強度ＢＲ５と光強度ＢＲ６との差分を光強度差ＢＲＤａとする。

図３に示すレンズ１３２及び１３３は例えばフライアイレンズである。図３に示すように、ダイクロイックミラー１２０を透過した青色照明光、及び、黄色照明光は、反射ミラー１４１により反射する。さらに青色照明光、及び、黄色照明光は、レンズ１３２及び１３３によって、画像表示素子１０８Ｒ、１０８Ｇ、及び１０８Ｂに照射される赤色照明光、緑色照明光、青色照明光の照明分布を均一化する。

位相差板１０３は、青色照明光、及び、黄色照明光の光路上においてダイクロイックミラー１２０と偏光変換素子１５０との間に配置されている。図３は、位相差板１０３がレンズ１３２とレンズ１３３との間に配置されている状態を一例として示している。位相差板１０３は直線偏光を円偏光に変換する方向に配置されている。位相差板１０３は例えばλ／４位相差板である。

図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１２Ａ、及び、図１２Ｂを用いて、青色照明光、及び、黄色照明光が位相差板１０３を透過した位置Ｐｂにおける青色照明光と黄色照明光に含まれる赤色照明光、及び、緑色照明光との明るさの分布について説明する。図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１２Ａ、及び、図１２Ｂは、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ、及び、図８Ｂにそれぞれ対応する。

図９Ａは、黄色照明光に含まれる赤色照明光、及び、緑色照明光の明るさの分布を濃淡で示している。図９Ｂは、図９Ａに示すＡ５−Ａ５における赤色照明光、及び、緑色照明光の明るさの分布を光強度の分布として示している。位置Ｐｂでは、図９Ａに示すように、赤色照明光、及び、緑色照明光の明るさ（光強度）の分布は均一である。図９Ｂに示すように、位置Ｐｂにおける赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度をＢＲ７とする。

図１０Ａは、図９Ａに対応し、青色照明光の明るさの分布を濃淡で示している。図１０Ｂは、図１０Ａに示すＡ６−Ａ６における青色照明光の明るさの分布を光強度の分布として示している。図１１Ａは、図１０Ａに対応し、青色照明光におけるｓ偏光の明るさの分布を濃淡で示している。図１１Ｂは、図１１Ａに示すＡ７−Ａ７における青色照明光のｓ偏光の明るさの分布を光強度の分布として示している。図１２Ａは、図１０Ａに対応し、青色照明光におけるｐ偏光の明るさの分布を濃淡で示している。図１２Ｂは、図１２Ａに示すＡ８−Ａ８における青色照明光のｐ偏光の明るさの分布を光強度の分布として示している。

位相差板１０３は、直線偏光である青色照明光を円偏光に変換する。位相差板１０３は、青色照明光を円偏光に変換することにより、図１１Ａ及び図１２Ａに示すように、青色照明光におけるｓ偏光とｐ偏光とを同じ明るさ（光強度）の分布にすることができる。青色照明光におけるｓ偏光、及び、ｐ偏光は、透過領域１２０Ｔに対応する領域が赤色照明光、及び、緑色照明光よりも暗く、かつ、特定偏光反射領域１２０Ｒに対応する領域が透過領域１２０Ｔに対応する領域よりもさらに暗い明るさ（光強度）の分布となる。

即ち、青色照明光におけるｓ偏光は、図１１Ｂに示すように、透過領域１２０Ｔに対応する領域では赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度ＢＲ７よりも小さい光強度ＢＲ８（ＢＲ８＜ＢＲ７）を有し、特定偏光反射領域１２０Ｒに対応する領域では透過領域１２０Ｔに対応する領域の光強度ＢＲ８よりも小さい光強度ＢＲ９（ＢＲ９＜ＢＲ８）を有する。

青色照明光におけるｐ偏光は、図１２Ｂに示すように、透過領域１２０Ｔに対応する領域では赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度ＢＲ７よりも小さい光強度ＢＲ１０（ＢＲ１０＜ＢＲ７）を有し、特定偏光反射領域１２０Ｒに対応する領域では透過領域１２０Ｔに対応する領域の光強度ＢＲ１０よりも小さい光強度ＢＲ１１（ＢＲ１１＜ＢＲ１０）を有する。

従って、図１１Ａ及び図１１Ｂに示す明るさ（光強度）の分布を有するｓ偏光と図１２Ａ及び図１２Ｂに示す明るさ（光強度）の分布を有するｐ偏光とを含む青色照明光は、図１０Ａに示すように、透過領域１２０Ｔに対応する領域が赤色照明光、及び、緑色照明光と同じ明るさであり、かつ、特定偏光反射領域１２０Ｒに対応する領域が赤色照明光、及び、緑色照明光よりも暗い明るさ（光強度）の分布となる。

即ち、青色照明光は、図１０Ｂに示すように、透過領域１２０Ｔに対応する領域では赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度ＢＲ７と同じ光強度ＢＲ１２（ＢＲ１２＝ＢＲ７）を有し、特定偏光反射領域１２０Ｒに対応する領域では透過領域１２０Ｔに対応する領域の光強度ＢＲ１２よりも小さい光強度ＢＲ１３（ＢＲ１３＜ＢＲ１２）を有する。位置Ｐｂにおける青色照明光の光強度ＢＲ１２と光強度ＢＲ１３との差分を光強度差ＢＲＤｂとする。

位置Ｐｂにおいて、青色照明光におけるｓ偏光の光強度ＢＲ８及びＢＲ９とｐ偏光の光強度ＢＲ１０及びＢＲ１１とをそれぞれ同じ値にすることが好ましい。青色照明光がダイクロイックミラー１２０を透過した位置Ｐａと位相差板１０３を透過した位置Ｐｂとでは、光強度差ＢＲＤａと光強度差ＢＲＤｂとはほぼ同じ値である。

図３に示すように、偏光変換素子１５０は、位相差板１０３を透過した青色照明光、及び、黄色照明光の光路上に配置されている。位相差板１０３を透過した青色照明光、及び、黄色照明光は偏光変換素子１５０に入射する。

図１３は、偏光変換素子１５０の構成例を示している。偏光変換素子１５０は、偏光ビームスプリッタ１５１と位相差板１５２とを有する。第１実施形態において位相差板１５２を第２の位相差板とする。偏光ビームスプリッタ１５１は、ｓ偏光及びｐ偏光のいずれか一方を反射し、他方を透過させる。図１３は、偏光ビームスプリッタ１５１がｓ偏光を反射し、ｐ偏光を透過させる状態を示している。

位相差板１５２はｓ偏光及びｐ偏光のいずれか一方を他方に変換する。図１３は、位相差板１５２がｓ偏光をｐ偏光に変換する状態を示している。位相差板１５２は例えばλ／２位相差板である。ダイクロイックミラー１２０の特定偏光反射領域１２０Ｒと偏光変換素子１５０の位相差板１５２とは対応している。

図１４Ａ、図１４Ｂ、図１５Ａ、図１５Ｂ、図１６Ａ、図１６Ｂ、図１７Ａ、及び、図１７Ｂを用いて、青色照明光、及び、黄色照明光が偏光変換素子１５０を透過した位置Ｐｃにおける青色照明光と黄色照明光に含まれる赤色照明光、及び、緑色照明光との明るさの分布について説明する。位置Ｐｃは照明瞳の位置に相当する。図１４Ａ、図１４Ｂ、図１５Ａ、図１５Ｂ、図１６Ａ、図１６Ｂ、図１７Ａ、及び、図１７Ｂは、図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１２Ａ、及び、図１２Ｂにそれぞれ対応する。

図１４Ａは、黄色照明光に含まれる赤色照明光、及び、緑色照明光の明るさの分布を濃淡で示している。図１４Ｂは、図１４Ａに示すＡ９−Ａ９における赤色照明光、及び、緑色照明光の明るさの分布を光強度の分布として示している。黄色照明光は偏光変換素子１５０によってｐ偏光に揃えられる。照明瞳（位置Ｐｃ）では、図１４Ａに示すように、赤色照明光、及び、緑色照明光の明るさ（光強度）の分布は均一である。図１４Ｂに示すように、照明瞳における赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度をＢＲ１４とする。

図１５Ａは、図１４Ａに対応し、照明瞳（位置Ｐｃ）における青色照明光の明るさの分布を濃淡で示している。図１５Ｂは、図１５Ａに示すＡ１０−Ａ１０における青色照明光の明るさの分布を光強度の分布として示している。図１６Ａ及び図１７Ａは、図１５Ａに対応し、青色照明光の明るさの分布を濃淡で示している。図１６Ｂは、図１６Ａに示すＡ１１−Ａ１１における青色照明光の明るさの分布を光強度の分布として示している。図１７Ｂは、図１７Ａに示すＡ１２−Ａ１２における青色照明光の明るさの分布を光強度の分布として示している。

図１６Ａ及び図１６Ｂは図１１Ａ及び図１１Ｂに対応する。図１６Ａ及び図１６Ｂに示す青色照明光の明るさ（光強度）の分布は、偏光変換素子１５０に入射する青色照明光におけるｓ偏光の明るさ（光強度）の分布に対応している。図１７Ａ及び図１７Ｂは図１２Ａ及び図１２Ｂに対応する。図１７Ａ及び図１７Ｂに示す青色照明光の明るさ（光強度）の分布は、偏光変換素子１５０に入射する青色照明光におけるｐ偏光の明るさ（光強度）の分布に対応している。

図１３に示すように、偏光変換素子１５０はｐ偏光を透過させる。偏光変換素子１５０に入射した青色照明光におけるｐ偏光は、図１７Ａに示すように、透過領域１２０Ｔに対応する領域が赤色照明光、及び、緑色照明光よりも暗く、かつ、特定偏光反射領域１２０Ｒに対応する領域が透過領域１２０Ｔに対応する領域よりも暗い明るさ（光強度）の分布を有して偏光変換素子１５０を透過する。

即ち、偏光変換素子１５０に入射した青色照明光におけるｐ偏光は、図１７Ｂに示すように、透過領域１２０Ｔに対応する領域では赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度ＢＲ１４よりも小さい光強度ＢＲ１９（ＢＲ１９＜ＢＲ１４）を有し、特定偏光反射領域１２０Ｒに対応する領域では透過領域１２０Ｔに対応する領域の光強度ＢＲ１９よりも小さい光強度ＢＲ２０（ＢＲ２０＜ＢＲ１９）を有して偏光変換素子１５０を透過する。

図１３に示すように、偏光変換素子１５０は、偏光変換素子１５０に入射したｓ偏光を偏光ビームスプリッタ１５１内で反射させることにより、ｓ偏光の光軸を反射方向にシフトさせる。偏光変換素子１５０は、ｓ偏光を位相差板１５２によりｐ偏光に変換する。従って、青色照明光は偏光変換素子１５０によってｐ偏光に揃えられる。

図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、偏光変換素子１５０に入射した青色照明光におけるｓ偏光は、図１１Ａ及び図１１Ｂに示す明るさ（光強度）の分布が偏光変換素子１５０によって反射方向にシフトした明るさ（光強度）の分布を有するｐ偏光の青色照明光となって偏光変換素子１５０から射出される。

偏光変換素子１５０に入射した青色照明光におけるｓ偏光は、透過領域１２０Ｔに対応する領域が赤色照明光、及び、緑色照明光よりも暗く、かつ、特定偏光反射領域１２０Ｒに対応する領域が透過領域１２０Ｔに対応する領域よりも暗い明るさ（光強度）の分布を有するｐ偏光の青色照明光となって偏光変換素子１５０から射出される。

即ち、偏光変換素子１５０に入射した青色照明光におけるｓ偏光は、図１６Ｂに示すように、透過領域１２０Ｔに対応する領域では赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度ＢＲ１４よりも小さい光強度ＢＲ１７（ＢＲ１７＜ＢＲ１４）を有し、特定偏光反射領域１２０Ｒに対応する領域では透過領域１２０Ｔに対応する領域の光強度ＢＲ１７よりも小さい光強度ＢＲ１８（ＢＲ１８＜ＢＲ１７）を有するｐ偏光の青色照明光となって偏光変換素子１５０から射出される。

従って、偏光変換素子１５０によってｐ偏光に揃えられた青色照明光は、図１５Ａに示すように、透過領域１２０Ｔに対応する領域が赤色照明光、及び、緑色照明光と同じ明るさであり、かつ、特定偏光反射領域１２０Ｒに対応する領域が赤色照明光、及び、緑色照明光よりも暗い明るさ（光強度）の分布となる。

即ち、偏光変換素子１５０から射出される青色照明光は、図１５Ｂに示すように、透過領域１２０Ｔに対応する領域では赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度ＢＲ１４と同じ光強度ＢＲ１５（ＢＲ１５＝ＢＲ１４）を有し、特定偏光反射領域１２０Ｒに対応する領域では透過領域１２０Ｔに対応する領域の光強度ＢＲ１５よりも小さい光強度ＢＲ１６（ＢＲ１６＜ＢＲ１５）を有する。照明瞳（位置Ｐｃ）における青色照明光の光強度ＢＲ１５と光強度ＢＲ１６との差分を光強度差ＢＲＤｃとする。

プロジェクタ１００及びプロジェクタ１００を用いたマルチプロジェクションシステム１では、光源１０１を構成する複数の青色レーザ素子ＢＬから射出される青色照明光を位相差板１０３によって直線偏光から円偏光に変換し、さらに偏光変換素子１５０によって青色照明光におけるｐ偏光を透過させ、ｓ偏光の光軸をシフトさせる。

従って、プロジェクタ１００及びマルチプロジェクションシステム１によれば、照明瞳（位置Ｐｃ）における青色照明光の光強度差ＢＲＤｃを、位置Ｐａ及びＰｂにおける青色照明光の光強度差ＢＲＤａ及びＢＲＤｂよりも小さくすることができるので、青色照明光の明るさのばらつきを低減することができる。

図３に示すように、ダイクロイックミラー１０５は、偏光変換素子１５０を透過した青色照明光、及び、黄色照明光の光路上に配置されている。偏光変換素子１５０によってＰ偏光に揃えられた青色照明光、及び、黄色照明光は、レンズ１３４を介してダイクロイックミラー１０５に照射される。レンズ１３４は例えば集光レンズである。ダイクロイックミラー１０５は、入射した青色照明光と黄色照明光とを分離する。

ダイクロイックミラー１０５によって分離された黄色照明光ＹＬＬは、反射ミラー１４２により反射する。ダイクロイックミラー１０６は黄色照明光ＹＬＬの光路上に配置されている。反射ミラー１４２により反射した黄色照明光ＹＬＬはダイクロイックミラー１０６に照射される。ダイクロイックミラー１０６は、分離波長を分離境界として、入射した光を反射と透過によって分離する。

ダイクロイックミラー１０６は、黄色照明光ＹＬＬを、赤色帯域の成分を含む赤色照明光ＲＬＬと緑色帯域の成分を含む緑色照明光ＧＬＬとに分離する。図３では、ダイクロイックミラー１０６は、入射した黄色照射光ＹＬＬに対して緑色照明光ＧＬＬを反射し、赤色照明光ＲＬＬを透過させることにより、緑色照明光ＧＬＬと赤色照明光ＲＬＬとに分離する。ここで、緑色照明光ＧＬＬの反射率と赤色照明光ＲＬＬの透過率は、分離波長を境界として短波長側が反射率１００％、長波長側が透過率１００％になる。

分離波長の付近の波長では、緑色照明光ＧＬＬの反射率と赤色照明光ＲＬＬの透過率が小さくなるため、分離境界には、分離波長を中心とした幅があると言える。この分離境界の幅によって、赤色照明光ＲＬＬには緑色の波長帯域の成分が含まれ、緑色照明光ＧＬＬには赤色の波長帯域の成分が含まれる。分離境界の幅がないことが光エネルギの利用効率の観点で理想的である。

ダイクロイックミラー１０６によって分離された赤色照明光ＲＬＬは、レンズ１３５を介して反射型偏光板１０７Ｒに照射される。ダイクロイックミラー１０６によって分離された緑色照明光ＧＬＬは、レンズ１３６を介して反射型偏光板１０７Ｇに照射される。ダイクロイックミラー１０５によって分離された青色照明光ＢＬＬは、反射ミラー１４３により反射し、レンズ１３７を介して反射型偏光板１０７Ｂに照射される。

反射型偏光板１０７Ｒ、１０７Ｇ、及び、１０７Ｂは、ｓ偏光及びｐ偏光のいずれか一方を反射し、他方を透過させる。図３は、反射型偏光板１０７Ｒ、１０７Ｇ、及び、１０７Ｂがｓ偏光を反射し、ｐ偏光を透過させる状態を示している。反射型偏光板１０７Ｒ、１０７Ｇ、及び、１０７Ｂとしてワイヤグリッドを用いてもよい。ｐ偏光である赤色照明光ＲＬＬ、緑色照明光ＧＬＬ、及び、青色照明光ＢＬＬは、反射型偏光板１０７Ｒ、１０７Ｇ、及び、１０７Ｂをそれぞれ透過し、画像表示素子１０８Ｒ、１０８Ｇ、及び、１０８Ｂにそれぞれ照射される。

画像表示素子１０８Ｒは、赤色の成分の画像データに基づいて赤色照明光ＲＬＬを光変調し、ｓ偏光の赤色画像光ＲＭＬを生成する。画像表示素子１０８Ｇは、緑色の成分の画像データに基づいて緑色照明光ＧＬＬを光変調し、ｓ偏光の緑色画像光ＧＭＬを生成する。画像表示素子１０８Ｂは、青色の成分の画像データに基づいて青色照明光ＢＬＬを光変調し、ｓ偏光の青色画像光ＢＭＬを生成する。即ち、画像表示素子１０８Ｒは赤色画像用光変調素子として機能し、画像表示素子１０８Ｇは緑色画像用光変調素子として機能し、画像表示素子１０８Ｂは青色画像用光変調素子として機能する。

画像表示素子１０８Ｒ、１０８Ｇ、及び、１０８Ｂによって生成された赤色画像光ＲＭＬ、緑色画像光ＧＭＬ、及び、青色画像光ＢＭＬは、反射型偏光板１０７Ｒ、１０７Ｇ、及び、１０７Ｂによってそれぞれ反射し、色合成プリズム１０９に照射される。色合成プリズム１０９は、赤色画像光ＲＭＬ、及び、青色画像光ＢＭＬを反射し、緑色画像光ＧＭＬを透過させることにより、赤色画像光ＲＭＬと緑色画像光ＧＭＬと青色画像光ＢＭＬとを合成する。

色合成プリズム１０９により合成された赤色画像光ＲＭＬ、緑色画像光ＧＭＬ、及び、青色画像光ＢＭＬは、図１または図３に示すように、絞り１１０及び投射レンズ１１１を介してスクリーンＳＲＮ等へ投射される。これにより、プロジェクタ１００は、赤色画像光ＲＭＬ、緑色画像光ＧＭＬ、及び、青色画像光ＢＭＬが合成されたフルカラーの画像ＩＭをスクリーンＳＲＮ等に表示する。

図３に示すように、絞り１１０の位置Ｐｄは投射瞳の位置に相当する。照明瞳と投射瞳とは共役の関係を有する。従って、投射瞳の位置に相当する位置Ｐｄにおける赤色画像光ＲＭＬ、緑色画像光ＧＭＬ、及び、青色画像光ＢＭＬの明るさの分布は、照明瞳の位置に相当する位置Ｐｃにおける赤色照明光ＲＬＬ、緑色照明光ＧＬＬ、及び、青色照明光ＢＬＬの明るさの分布に対応する。

位相差板１０３が配置されていない状態を比較例とする。比較例では、投射瞳の位置に相当する位置Ｐｄにおける赤色画像光ＲＭＬ、緑色画像光ＧＭＬ、及び、青色画像光ＢＭＬの明るさの分布は、位置Ｐａにおける赤色照明光ＲＬＬ、緑色照明光ＧＬＬ、及び、青色照明光ＢＬＬの明るさの分布に対応する。

従って、プロジェクタ１００及びマルチプロジェクションシステム１によれば、青色照明光ＢＬＬを位相差板１０３によって円偏光に変換し、さらに偏光変換素子１５０によって青色照明光のｓ偏光の光軸をシフトさせることにより、比較例に対して投射瞳における青色画像光ＢＬＬの明るさのばらつきを低減することができる。

よって、プロジェクタ１００及びマルチプロジェクションシステム１によれば、投射瞳における青色画像光ＢＬＬの明るさのばらつきを低減することにより、遮光板１０によって生じる色分布を低減することができる。プロジェクタ１００及びマルチプロジェクションシステム１によれば、プロジェクタ１００が複数の照明光源である青色レーザ素子ＢＬと蛍光体１０２とを有する場合において、マルチ投影画像の品位の悪化を抑制することができる。

［第２実施形態］
図１８を用いて、プロジェクタＰＪの構成例を説明する。図１８に示す第２実施形態のプロジェクタ２００は、図１、図２Ａ、及び、図２Ｂに示すプロジェクタＰＪ（ＰＪａ及びＰＪｂ）に相当する。図１８は図３に対応する。説明をわかりやすくするために、第１実施形態のプロジェクタ１００と同じ構成部には同じ符号を付す。

第２実施形態のプロジェクタ２００は、第１実施形態のプロジェクタ１００と比較して、ダイクロイックミラー１２０に対応するダイクロイックミラー２２０の構成、及び、ダイクロイックミラー２２０に対する光源１０１と蛍光体１０２との位置関係が異なる。

図１８に示すように、プロジェクタ２００は、光源１０１と、蛍光体１０２と、ダイクロイックミラー２２０と、レンズ１３１〜１３７と、反射ミラー１４１〜１４３と、位相差板１０３と、偏光変換素子１５０とを備える。第２実施形態において位相差板１０３を第１の位相差板とする。

さらにプロジェクタ２００は、ダイクロイックミラー１０５及び１０６と、反射型偏光板１０７Ｒ、１０７Ｇ、及び、１０７Ｂと、画像表示素子１０８Ｒ、１０８Ｇ、及び、１０８Ｂと、色合成プリズム１０９と、絞り１１０と、投射レンズ１１１とを備える。

第２実施形態では、ダイクロイックミラー２２０を第１のダイクロイックミラーとし、ダイクロイックミラー１０５を第２のダイクロイックミラーとし、ダイクロイックミラー１０６を第３のダイクロイックミラーとする。

光源１０１は複数の青色レーザ素子ＢＬから青色レーザ光をそれぞれ射出する。青色レーザ光はｓ偏光またはｐ偏光の直線偏光である。図１８は、青色レーザ光がｐ偏光の直線偏光である場合を示している。青色レーザ光はダイクロイックミラー２２０に照射される。第２実施形態では、光源１０１を第１の照明光源とし、青色レーザ光を第１の照明光とする。また、ｓ偏光を第１の偏光とし、ｐ偏光を第２の偏光とする。

ダイクロイックミラー２２０は、青色レーザ光の偏光方向がダイクロイックミラー２２０に対してｓ偏光となる向きに配置されている。ダイクロイックミラー２２０は、青色レーザ光に対してｓ偏光を反射し、ｐ偏光を透過する光学特性を有する。光源１０１から射出された青色レーザ光はダイクロイックミラー２２０を透過し、さらにレンズ１３１により集光されて蛍光体１０２に照射される。

蛍光体１０２は蛍光層と反射面とを有する。蛍光層は、光源１０１から照射された光のエネルギ、具体的には光源１０１から照射された青色レーザ光のエネルギ強度に応じた強度の赤色帯域の成分と緑色帯域の成分とを含む黄色照明光を生成する。反射面は、蛍光層を透過した青色レーザ光と蛍光層により生成された黄色照明光とを反射する。

第２実施形態では、蛍光体１０２を第２の照明光源とし、黄色照明光を第２の照明光とする。従って、プロジェクタ２００は、複数の照明光源として第１の照明光源である光源１０１（青色レーザ素子ＢＬ）と第２の照明光源である蛍光体１０２とを有する。

蛍光体１０２により生成された蛍光である黄色照明光は、レンズ１３１を介してダイクロイックミラー２２０に照射される。青色レーザ光の一部は、蛍光体１０２により拡散されて複数の偏光が混ざったランダム偏光となり、レンズ１３１を介してダイクロイックミラー２２０に照射される。即ち、ダイクロイックミラー２２０は、青色レーザ光及び黄色照明光の光路上に配置されている。ダイクロイックミラー２２０は、黄色照明光を反射する光学特性を有する。

図１９Ａはダイクロイックミラー２２０の構成例を示している。図１９Ａは、ダイクロイックミラー２２０を光源１０１とは反対側から見た状態、即ち、図１８においてダイクロイックミラー２２０を下側から見た状態を示している。ダイクロイックミラー２２０は、特定偏光反射領域２２０Ｒと全反射領域２２０Ｔとを有する。

特定偏光反射領域２２０Ｒは、青色レーザ光におけるｐ偏光を透過させ、青色レーザ光におけるｓ偏光と黄色照明光とを反射する。全反射領域２２０Ｔは青色レーザ光におけるｓ偏光とｐ偏光とを含む全ての偏光と黄色照明光とを反射する。

特定偏光反射領域２２０Ｒは青色レーザ素子ＢＬの光軸ＢＬＡ上に配置されている。特定偏光反射領域２２０Ｒは、青色レーザ光の光束幅よりも大きい面積となるように形成されている。従って、複数の青色レーザ素子ＢＬから射出された全ての青色レーザ光は、ダイクロイックミラー２２０を透過し、レンズ１３１に照射される。さらに青色レーザ光は、レンズ１３１により集光され、蛍光体１０２に照射される。

特定偏光反射領域２２０Ｒは、蛍光体１０２からレンズ１３１を介して照射される拡散光の光束幅よりも小さい面積となるように形成されている。蛍光体１０２から特定偏光反射領域２２０Ｒに照射される青色レーザ光のうち、ｓ偏光成分は特定偏光反射領域２２０Ｒにより反射ミラー１４１に向けて反射する。蛍光体１０２から特定偏光反射領域２２０Ｒに照射される青色レーザ光のうち、ｐ偏光成分は特定偏光反射領域１２０Ｒを透過し、光源１０１へ戻される。

蛍光体１０２から全反射領域２２０Ｔに照射される青色レーザ光は、全反射領域２２０Ｔにより反射ミラー１４１に向けて反射する。ダイクロイックミラー２２０により反射ミラー１４１に向けて反射した青色レーザ光を青色照明光とする。

蛍光体１０２からレンズ１３１を介してダイクロイックミラー２２０に照射される黄色照明光は、特定偏光反射領域２２０Ｒ、及び、全反射領域２２０Ｔにより反射ミラー１４１に向けて反射する。図１９Ｂに示すように、ダイクロイックミラー２２０は、特定偏光反射領域２２０Ｒが青色レーザ素子ＢＬの光軸ＢＬＡ上にそれぞれ配置され、特定偏光反射領域２２０Ｒ以外の領域を全反射領域２２０Ｔとする構成としてもよい。

ダイクロイックミラー２２０は、ガラス板またはプリズム等の透明材料を用いて、特定偏光反射領域２２０Ｒとなる領域に例えば誘電体多層膜を形成し、全反射領域２２０Ｔとなる領域に例えば金属膜または誘電体多層膜等の反射膜を形成することにより作製することができる。誘電体多層膜を構成する誘電体の材質及び膜厚に応じて特定偏光反射領域１２０Ｒの光学特性を設定することができる。

図２０Ａ、図２０Ｂ、図２１Ａ、図２１Ｂ、図２２Ａ、図２２Ｂ、図２３Ａ、及び、図２３Ｂを用いて、青色照明光、及び、黄色照明光がダイクロイックミラー２２０により反射した位置Ｐｅにおける青色照明光と黄色照明光に含まれる赤色照明光、及び、緑色照明光との明るさの分布について説明する。なお、図２０Ａ、図２０Ｂ、図２１Ａ、図２１Ｂ、図２２Ａ、図２２Ｂ、図２３Ａ、及び、図２３Ｂは、ダイクロイックミラー２２０が図１９Ａに示す形状を有する場合を示している。

図１８に示す位置Ｐｅは図３に示す位置Ｐａに相当する。位置Ｐｅにおいて特定偏光反射領域２２０Ｒに対応する領域は位置Ｐａにおいて特定偏光反射領域１２０Ｒに対応する領域に相当する。位置Ｐｅにおいて全反射領域２２０Ｔに対応する領域は位置Ｐａにおいて透過領域１２０Ｔに対応する領域に相当する。

図２０Ａは、位置Ｐｅにおいて、黄色照明光に含まれる赤色照明光、及び、緑色照明光の明るさの分布を濃淡で示している。図２１Ｂは、図２０Ａに示すＡ２１−Ａ２１における赤色照明光、及び、緑色照明光の明るさの分布を光強度の分布として示している。赤色照明光は黄色照明光に含まれる赤色帯域の成分により構成され、緑色照明光は黄色照明光に含まれる緑色帯域の成分により構成されている。

黄色照明光はダイクロイックミラー２２０の特定偏光反射領域２２０Ｒ、及び、全反射領域２２０Ｔを反射する。従って、位置Ｐｅでは、図２０Ａまたは図２０Ｂに示すように、赤色照明光、及び、緑色照明光の明るさ（光強度）の分布は均一である。位置Ｐｅにおける赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度をＢＲ２１とする。

図２０Ａ及び図２０Ｂに示す赤色照明光、及び、緑色照明光の明るさ（光強度）の分布は、図５Ａ及び図５Ｂに示す赤色照明光、及び、緑色照明光の明るさ（光強度）の分布に相当する。位置Ｐｅにおける赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度ＢＲ２１は、位置Ｐａにおける赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度ＢＲ１に相当する。

図２１Ａは、図２０Ａに対応し、青色照明光の明るさの分布を濃淡で示している。図２１Ｂは、図２１Ａに示すＡ２２−Ａ２２における青色照明光の明るさの分布を光強度の分布として示している。図２２Ａは、図２１Ａに対応し、青色照明光におけるｓ偏光の明るさの分布を濃淡で示している。図２２Ｂは、図２２Ａに示すＡ２３−Ａ２３における青色照明光のｓ偏光の明るさの分布を光強度の分布として示している。図２３Ａは、図２１Ａに対応し、青色照明光におけるｐ偏光の明るさの分布を濃淡で示している。図２３Ｂは、図２３Ａに示すＡ２４−Ａ２４における青色照明光のｐ偏光の明るさの分布を光強度の分布として示している。

青色照明光におけるｓ偏光は、ダイクロイックミラー２２０の特定偏光反射領域２２０Ｒ、及び、全反射領域２２０Ｔを反射する。従って、位置Ｐｅでは、図２２Ａに示すように、青色照明光におけるｓ偏光は赤色照明光、及び、緑色照明光よりも暗く、かつ、明るさ（光強度）の分布が均一である。即ち、青色照明光におけるｓ偏光は、図２２Ｂに示すように、位置Ｐｅでは、赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度ＢＲ２１よりも小さい光強度ＢＲ２２（ＢＲ２２＜ＢＲ２１）を有する。

図２２Ａ及び図２２Ｂに示す青色照明光におけるｓ偏光の明るさ（光強度）の分布は、図８Ａ及び図８Ｂに示す青色照明光におけるｐ偏光の明るさ（光強度）の分布に相当する。位置Ｐｅにおける青色照明光のｓ偏光の光強度ＢＲ２２は、位置Ｐａにおける青色照明光のｐ偏光の光強度ＢＲ４に相当する。

青色照明光におけるｐ偏光は、ダイクロイックミラー２２０の特定偏光反射領域２２０Ｒを透過し、全反射領域２２０Ｔでは反射する。そのため、青色照明光におけるｐ偏光は、位置Ｐｅにおいて特定偏光反射領域２２０Ｒに対応する領域には照射されない。従って、位置Ｐｅでは、青色照明光におけるｐ偏光は、図２３Ａに示すように、特定偏光反射領域２２０Ｒに対応する領域には照射されず、かつ、全反射領域２２０Ｔに対応する領域が赤色照明光、及び、緑色照明光よりも暗い明るさ（光強度）の分布となる。

即ち、青色照明光におけるｐ偏光は、図２３Ｂに示すように、全反射領域２２０Ｔに対応する領域では赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度ＢＲ２１よりも小さい光強度ＢＲ２３（ＢＲ２３＜ＢＲ２１）を有し、特定偏光反射領域２２０Ｒに対応する領域では全反射領域２２０Ｔに対応する領域の光強度ＢＲ２３よりも小さい光強度ＢＲ２４（ＢＲ２３＞ＢＲ４＝０）を有する。

図２３Ａ及び図２３Ｂに示す青色照明光におけるｐ偏光の明るさ（光強度）の分布は、図７Ａ及び図７Ｂに示す青色照明光におけるｓ偏光の明るさ（光強度）の分布に相当する。位置Ｐｅにおける青色照明光のｐ偏光の光強度ＢＲ２３及びＢＲ２４は、位置Ｐａにおける青色照明光のｓ偏光の光強度ＢＲ２及びＢＲ３に相当する。

従って、図２２Ａ及び図２２Ｂに示す明るさ（光強度）の分布を有するｓ偏光と図２３Ａ及び図２３Ｂに示す明るさ（光強度）の分布を有するｐ偏光とを含む青色照明光は、図２１Ａに示すように、全反射領域２２０Ｔに対応する領域が赤色照明光、及び、緑色照明光と同じ明るさであり、かつ、特定偏光反射領域２２０Ｒに対応する領域が赤色照明光、及び、緑色照明光よりも暗い明るさ（光強度）の分布となる。

即ち、青色照明光は、図２１Ｂに示すように、全反射領域２２０Ｔに対応する領域では赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度ＢＲ２１と同じ光強度ＢＲ２５（ＢＲ２５＝ＢＲ２１）を有し、特定偏光反射領域２２０Ｒに対応する領域では全反射領域２２０Ｔに対応する領域の光強度ＢＲ２５よりも小さい光強度ＢＲ２６（ＢＲ２６＜ＢＲ２５）を有する。位置Ｐｅにおける青色照明光の光強度ＢＲ２５と光強度ＢＲ２６との差分を光強度差ＢＲＤｅとする。

図２１Ａ及び図２１Ｂに示す青色照明光の明るさ（光強度）の分布は、図６Ａ及び図６Ｂに示す青色照明光の明るさ（光強度）の分布に相当する。位置Ｐｅにおける青色照明光の光強度ＢＲ２５及びＢＲ２６は、位置Ｐａにおける青色照明光の光強度ＢＲ５及びＢＲ６に相当する。位置Ｐｅにおける青色照明光の光強度差ＢＲＤｅは、位置Ｐａにおける青色照明光の光強度差ＢＲＤａに相当する。

図１８に示すように、ダイクロイックミラー２２０により反射した青色照明光、及び、黄色照明光は、さらに反射ミラー１４１により反射する。青色照明光、及び、黄色照明光は、レンズ１３２及び１３３によって、画像表示素子１０８Ｒ、１０８Ｇ、及び１０８Ｂに照射される赤色照明光、緑色照明光、青色照明光の照明分布を均一化する。

位相差板１０３は、青色照明光、及び、黄色照明光の光路上においてダイクロイックミラー１２０と偏光変換素子１５０との間に配置されている。図１８は、位相差板１０３がレンズ１３２とレンズ１３３との間に配置されている状態を一例として示している。位相差板１０３は直線偏光を円偏光に変換する方向に配置されている。位相差板１０３は例えばλ／４位相差板である。

図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１２Ａ、及び、図１２Ｂを用いて、青色照明光、及び、黄色照明光が位相差板１０３を透過した位置Ｐｆにおける青色照明光と黄色照明光に含まれる赤色照明光、及び、緑色照明光との明るさの分布について説明する。図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１２Ａ、及び、図１２Ｂは、図２０Ａ、図２０Ｂ、図２１Ａ、図２１Ｂ、図２２Ａ、図２２Ｂ、図２３Ａ、及び、図２３Ｂにそれぞれ対応する。

図１８に示す位置Ｐｆは図３に示す位置Ｐｂに相当する。位置Ｐｆにおいて特定偏光反射領域２２０Ｒに対応する領域は位置Ｐｂにおいて特定偏光反射領域１２０Ｒに対応する領域に相当する。位置Ｐｆにおいて全反射領域２２０Ｔに対応する領域は位置Ｐｂにおいて透過領域１２０Ｔに対応する領域に相当する。

位置Ｐｆでは、図９Ａに示すように、赤色照明光、及び、緑色照明光の明るさ（光強度）の分布は均一である。図９Ｂに示すように、位置Ｐｆにおける赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度をＢＲ２７とする。位置Ｐｆにおける赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度ＢＲ２７は、位置Ｐｂにおける赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度ＢＲ７に相当する。

位相差板１０３は、直線偏光である青色照明光を円偏光に変換する。位相差板１０３は、青色照明光を円偏光に変換することにより、図１１Ａ及び図１２Ａに示すように、青色照明光におけるｓ偏光とｐ偏光とを同じ明るさ（光強度）の分布にすることができる。

青色照明光におけるｓ偏光、及び、ｐ偏光は、全反射領域２２０Ｔに対応する領域が赤色照明光、及び、緑色照明光よりも暗く、かつ、特定偏光反射領域２２０Ｒに対応する領域が全反射領域２２０Ｔに対応する領域よりもさらに暗い明るさ（光強度）の分布となる。

即ち、青色照明光におけるｓ偏光は、図１１Ｂに示すように、全反射領域２２０Ｔに対応する領域では赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度ＢＲ２７よりも小さい光強度ＢＲ２８（ＢＲ２８＜ＢＲ２７）を有し、特定偏光反射領域２２０Ｒに対応する領域では全反射領域２２０Ｔに対応する領域の光強度ＢＲ２８よりも小さい光強度ＢＲ２９（ＢＲ２９＜ＢＲ２８）を有する。位置Ｐｆにおける青色照明光のｓ偏光の光強度ＢＲ２８及びＢＲ２９は、位置Ｐｂにおける青色照明光のｓ偏光の光強度ＢＲ８及びＢＲ９に相当する。

青色照明光におけるｐ偏光は、図１２Ｂに示すように、全反射領域２２０Ｔに対応する領域では赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度ＢＲ２７よりも小さい光強度ＢＲ３０（ＢＲ３０＜ＢＲ２７）を有し、特定偏光反射領域２２０Ｒに対応する領域では全反射領域２２０Ｔに対応する領域の光強度ＢＲ３０よりも小さい光強度ＢＲ３１（ＢＲ３１＜ＢＲ３０）を有する。位置Ｐｆにおける青色照明光のｐ偏光の光強度ＢＲ３０及びＢＲ３１は、位置Ｐｂにおける青色照明光のｐ偏光の光強度ＢＲ１０及びＢＲ１１に相当する。

従って、図１１Ａ及び図１１Ｂに示す明るさ（光強度）の分布を有するｓ偏光と図１２Ａ及び図１２Ｂに示す明るさ（光強度）の分布を有するｐ偏光とを含む青色照明光は、図１０Ａに示すように、全反射領域２２０Ｔに対応する領域が赤色照明光、及び、緑色照明光と同じ明るさであり、かつ、特定偏光反射領域２２０Ｒに対応する領域が赤色照明光、及び、緑色照明光よりも暗い明るさ（光強度）の分布となる。

即ち、青色照明光は、図１０Ｂに示すように、全反射領域２２０Ｔに対応する領域では赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度ＢＲ２７と同じ光強度ＢＲ３２（ＢＲ３２＝ＢＲ２７）を有し、特定偏光反射領域２２０Ｒに対応する領域では全反射領域２２０Ｔに対応する領域の光強度ＢＲ３２よりも小さい光強度ＢＲ３３（ＢＲ３３＜ＢＲ３２）を有する。位置Ｐｆにおける青色照明光の光強度ＢＲ３２と光強度ＢＲ３３との差分を光強度差ＢＲＤｆとする。

位置Ｐｆにおける青色照明光の光強度ＢＲ３２及びＢＲ３３は、位置Ｐｂにおける青色照明光の光強度ＢＲ１２及びＢＲ１３に相当する。位置Ｐｆにおける青色照明光の光強度差ＢＲＤｆは、位置Ｐｂにおける青色照明光の光強度差ＢＲＤｂに相当する。

位置Ｐｆにおいて、青色照明光におけるｓ偏光の光強度ＢＲ２８及びＢＲ２９とｐ偏光の光強度ＢＲ３０及びＢＲ３１とをそれぞれ同じ値にすることが好ましい。青色照明光がダイクロイックミラー２２０を反射した位置Ｐｅと位相差板１０３を透過した位置Ｐｆとでは、光強度差ＢＲＤｅと光強度差ＢＲＤｆとはほぼ同じ値である。

図３に示すように、偏光変換素子１５０は、位相差板１０３を透過した青色照明光、及び、黄色照明光の光路上に配置されている。位相差板１０３を透過した青色照明光、及び、黄色照明光は、図３及び図１３に示す偏光変換素子１５０に入射する。ダイクロイックミラー２２０の特定偏光反射領域２２０Ｒと偏光変換素子１５０の位相差板１５２とは対応している。第２実施形態において位相差板１５２を第２の位相差板とする。

図１４Ａ、図１４Ｂ、図１５Ａ、図１５Ｂ、図１６Ａ、図１６Ｂ、図１７Ａ、及び、図１７Ｂを用いて、青色照明光、及び、黄色照明光が偏光変換素子１５０を透過した位置Ｐｇにおける青色照明光と黄色照明光に含まれる赤色照明光、及び、緑色照明光との明るさの分布について説明する。位置Ｐｇは照明瞳の位置に相当する。図１４Ａ、図１４Ｂ、図１５Ａ、図１５Ｂ、図１６Ａ、図１６Ｂ、図１７Ａ、及び、図１７Ｂは、図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１２Ａ、及び、図１２Ｂにそれぞれ対応する。

図１８に示す位置Ｐｇは図３に示す位置Ｐｃに相当する。位置Ｐｇにおいて特定偏光反射領域２２０Ｒに対応する領域は位置Ｐｃにおいて特定偏光反射領域１２０Ｒに対応する領域に相当する。位置Ｐｇにおいて全反射領域２２０Ｔに対応する領域は位置Ｐｃにおいて透過領域１２０Ｔに対応する領域に相当する。

黄色照明光は偏光変換素子１５０によってｐ偏光に揃えられる。照明瞳（位置Ｐｇ）では、図１４Ａに示すように、赤色照明光、及び、緑色照明光の明るさ（光強度）の分布は均一である。図１４Ｂに示すように、照明瞳における赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度をＢＲ３４とする。位置Ｐｇにおける赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度ＢＲ３４は、位置Ｐｃにおける赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度ＢＲ１４に相当する。

図１３に示すように、偏光変換素子１５０はｐ偏光を透過させる。偏光変換素子１５０に入射した青色照明光におけるｐ偏光は、図１７Ａに示すように、全反射領域２２０Ｔに対応する領域が赤色照明光、及び、緑色照明光よりも暗く、かつ、特定偏光反射領域２２０Ｒに対応する領域が全反射領域２２０Ｔに対応する領域よりも暗い明るさ（光強度）の分布を有して偏光変換素子１５０を透過する。

即ち、偏光変換素子１５０に入射した青色照明光におけるｐ偏光は、図１７Ｂに示すように、全反射領域２２０Ｔに対応する領域では赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度ＢＲ３４よりも小さい光強度ＢＲ３９（ＢＲ３９＜ＢＲ３４）を有し、特定偏光反射領域２２０Ｒに対応する領域では全反射領域２２０Ｔに対応する領域の光強度ＢＲ３９よりも小さい光強度ＢＲ４０（ＢＲ４０＜ＢＲ３９）を有して偏光変換素子１５０を透過する。位置Ｐｇにおける青色照明光のｐ偏光の光強度ＢＲ３９及びＢＲ４０は、位置Ｐｃにおける青色照明光のｐ偏光の光強度ＢＲ１９及びＢＲ２０に相当する。

図１３に示すように、偏光変換素子１５０は、偏光変換素子１５０に入射したｓ偏光を偏光ビームスプリッタ１５１内で反射させることにより、ｓ偏光の光軸を反射方向にシフトさせる。偏光変換素子１５０は、ｓ偏光を位相差板１５２によりｐ偏光に変換する。従って、青色照明光は偏光変換素子１５０によってｐ偏光に揃えられる。

図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、偏光変換素子１５０に入射した青色照明光におけるｓ偏光は、図１１Ａ及び図１１Ｂに示す明るさ（光強度）の分布が偏光変換素子１５０によって反射方向にシフトした明るさ（光強度）の分布を有するｐ偏光の青色照明光となって偏光変換素子１５０から射出される。

偏光変換素子１５０に入射した青色照明光におけるｓ偏光は、全反射領域２２０Ｔに対応する領域が赤色照明光、及び、緑色照明光よりも暗く、かつ、特定偏光反射領域２２０Ｒに対応する領域が全反射領域２２０Ｔに対応する領域よりも暗い明るさ（光強度）の分布を有するｐ偏光の青色照明光となって偏光変換素子１５０から射出される。

即ち、偏光変換素子１５０に入射した青色照明光におけるｓ偏光は、図１６Ｂに示すように、全反射領域２２０Ｔに対応する領域では赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度ＢＲ３４よりも小さい光強度ＢＲ３７（ＢＲ３７＜ＢＲ３４）を有し、特定偏光反射領域２２０Ｒに対応する領域では全反射領域２２０Ｔに対応する領域の光強度ＢＲ３７よりも小さい光強度ＢＲ３８（ＢＲ３８＜ＢＲ３７）を有するｐ偏光の青色照明光となって偏光変換素子１５０から射出される。

位置Ｐｆにおける青色照明光のｓ偏光に対応する位置Ｐｇにおける青色照明光のｐ偏光の光強度ＢＲ３７及びＢＲ３８は、位置Ｐｂにおける青色照明光のｓ偏光に対応する位置Ｐｃにおける青色照明光のｐ偏光の光強度ＢＲ１７及びＢＲ１８に相当する。

従って、偏光変換素子１５０によってｐ偏光に揃えられた青色照明光は、図１５Ａに示すように、全反射領域２２０Ｔに対応する領域が赤色照明光、及び、緑色照明光と同じ明るさであり、かつ、特定偏光反射領域２２０Ｒに対応する領域が赤色照明光、及び、緑色照明光よりも暗い明るさ（光強度）の分布となる。

即ち、偏光変換素子１５０から射出される青色照明光は、図１５Ｂに示すように、全反射領域２２０Ｔに対応する領域では赤色照明光、及び、緑色照明光の光強度ＢＲ３４と同じ光強度ＢＲ３５（ＢＲ３５＝ＢＲ３４）を有し、特定偏光反射領域２２０Ｒに対応する領域では全反射領域２２０Ｔに対応する領域の光強度ＢＲ３５よりも小さい光強度ＢＲ３６（ＢＲ３６＜ＢＲ３５）を有する。照明瞳（位置Ｐｇ）における青色照明光の光強度ＢＲ３５と光強度ＢＲ３６との差分を光強度差ＢＲＤｇとする。

位置Ｐｇにおける青色照明光の光強度ＢＲ３５及びＢＲ３６は、位置Ｐｃにおける青色照明光の光強度ＢＲ１５及びＢＲ１６に相当する。位置Ｐｇにおける青色照明光の光強度差ＢＲＤｇは、位置Ｐｃにおける青色照明光の光強度差ＢＲＤｃに相当する。

プロジェクタ２００及びプロジェクタ２００を用いたマルチプロジェクションシステム１では、光源１０１を構成する複数の青色レーザ素子ＢＬから射出される青色照明光を位相差板１０３によって直線偏光から円偏光に変換し、さらに偏光変換素子１５０によって青色照明光におけるｐ偏光を透過させ、ｓ偏光の光軸をシフトさせる。

従って、プロジェクタ２００及びマルチプロジェクションシステム１によれば、照明瞳（位置Ｐｇ）における青色照明光の光強度差ＢＲＤｇを、位置Ｐｅ及びＰｆにおける青色照明光の光強度差ＢＲＤｅ及びＢＲＤｆよりも小さくすることができるので、青色照明光の明るさのばらつきを低減することができる。

図１８に示すように、偏光変換素子１５０によってＰ偏光に揃えられた青色照明光、及び、黄色照明光は、レンズ１３４を介してダイクロイックミラー１０５に照射される。ダイクロイックミラー１０５は、入射した青色照明光と黄色照明光とを分離する。

ダイクロイックミラー１０５によって分離された黄色照明光ＹＬＬは、反射ミラー１４２を反射し、ダイクロイックミラー１０６に照射される。ダイクロイックミラー１０６は、黄色照明光ＹＬＬを、赤色帯域の成分を含む赤色照明光ＲＬＬと緑色帯域の成分を含む緑色照明光ＧＬＬとに分離する。

ダイクロイックミラー１０６によって分離された赤色照明光ＲＬＬは、レンズ１３５を介して反射型偏光板１０７Ｒに照射される。ダイクロイックミラー１０６によって分離された緑色照明光ＧＬＬは、レンズ１３６を介して反射型偏光板１０７Ｇに照射される。ダイクロイックミラー１０５によって分離された青色照明光ＢＬＬは、反射ミラー１４３により反射し、レンズ１３７を介して反射型偏光板１０７Ｂに照射される。

反射型偏光板１０７Ｒ、１０７Ｇ、及び、１０７Ｂは、ｓ偏光及びｐ偏光のいずれか一方を反射し、他方を透過させる。図１８は、反射型偏光板１０７Ｒ、１０７Ｇ、及び、１０７Ｂがｓ偏光を反射し、ｐ偏光を透過させる状態を示している。ｐ偏光である赤色照明光ＲＬＬ、緑色照明光ＧＬＬ、及び、青色照明光ＢＬＬは、反射型偏光板１０７Ｒ、１０７Ｇ、及び、１０７Ｂをそれぞれ透過し、画像表示素子１０８Ｒ、１０８Ｇ、及び、１０８Ｂにそれぞれ照射される。

画像表示素子１０８Ｒは、赤色の成分の画像データに基づいて赤色照明光ＲＬＬを光変調し、ｓ偏光の赤色画像光ＲＭＬを生成する。画像表示素子１０８Ｇは、緑色の成分の画像データに基づいて緑色照明光ＧＬＬを光変調し、ｓ偏光の緑色画像光ＧＭＬを生成する。画像表示素子１０８Ｂは、青色の成分の画像データに基づいて青色照明光ＢＬＬを光変調し、ｓ偏光の青色画像光ＢＭＬを生成する。

画像表示素子１０８Ｒ、１０８Ｇ、及び、１０８Ｂによって生成された赤色画像光ＲＭＬ、緑色画像光ＧＭＬ、及び、青色画像光ＢＭＬは、反射型偏光板１０７Ｒ、１０７Ｇ、及び、１０７Ｂによってそれぞれ反射し、色合成プリズム１０９に照射される。色合成プリズム１０９は、赤色画像光ＲＭＬ、及び、青色画像光ＢＭＬを反射し、緑色画像光ＧＭＬを透過させることにより、赤色画像光ＲＭＬと緑色画像光ＧＭＬと青色画像光ＢＭＬとを合成する。

色合成プリズム１０９により合成された赤色画像光ＲＭＬ、緑色画像光ＧＭＬ、及び、青色画像光ＢＭＬは、図１または図１８に示すように、絞り１１０及び投射レンズ１１１を介してスクリーンＳＲＮ等へ投射される。これにより、プロジェクタ２００は、赤色画像光ＲＭＬ、緑色画像光ＧＭＬ、及び、青色画像光ＢＭＬが合成されたフルカラーの画像ＩＭをスクリーンＳＲＮ等に表示する。

図１８に示すように、絞り１１０の位置Ｐｈは投射瞳の位置に相当する。図１８に示す位置Ｐｈは図３に示す位置Ｐｄに相当する。照明瞳と投射瞳とは共役の関係を有する。従って、投射瞳の位置に相当する位置Ｐｈにおける赤色画像光ＲＭＬ、緑色画像光ＧＭＬ、及び、青色画像光ＢＭＬの明るさの分布は、照明瞳の位置に相当する位置Ｐｇにおける赤色照明光ＲＬＬ、緑色照明光ＧＬＬ、及び、青色照明光ＢＬＬの明るさの分布に対応する。

位相差板１０３が配置されていない状態を比較例とする。比較例では、投射瞳の位置に相当する位置Ｐｈにおける赤色画像光ＲＭＬ、緑色画像光ＧＭＬ、及び、青色画像光ＢＭＬの明るさの分布は、位置Ｐｅにおける赤色照明光ＲＬＬ、緑色照明光ＧＬＬ、及び、青色照明光ＢＬＬの明るさの分布に対応する。

従って、プロジェクタ２００及びマルチプロジェクションシステム１によれば、青色照明光ＢＬＬを位相差板１０３によって円偏光に変換し、さらに偏光変換素子１５０によって青色照明光のｓ偏光の光軸をシフトさせることにより、比較例に対して投射瞳における青色画像光ＢＬＬの明るさのばらつきを低減することができる。

よって、プロジェクタ２００及びマルチプロジェクションシステム１によれば、投射瞳における青色画像光ＢＬＬの明るさのばらつきを低減することにより、遮光板１０によって生じる色分布を低減することができる。プロジェクタ２００及びマルチプロジェクションシステム１によれば、プロジェクタ２００が複数の照明光源である青色レーザ素子ＢＬと蛍光体１０２とを有する場合において、マルチ投影画像の品位の悪化を抑制することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

第１及び第２実施形態のプロジェクタ１００及び２００では、図１３に示すように、偏光変換素子１５０は、位相差板１５２がｓ偏光の光路上に配置されている。図２４に示すように、偏光変換素子１５０は、位相差板１５２がｓ偏光に替えてｐ偏光の光路上に配置されていてもよい。

この場合、偏光変換素子１５０は、偏光変換素子１５０に入射したｓ偏光を偏光ビームスプリッタ１５１内で反射させることにより、ｓ偏光の光軸を反射方向にシフトさせる。偏光変換素子１５０は、ｐ偏光を位相差板１５２によりｓ偏光に変換する。従って、偏光変換素子１５０から射出される青色照明光、及び、黄色照明光は、偏光変換素子１５０によってｓ偏光に揃えられる。

第１及び第２実施形態のプロジェクタ１００及び２００では、図３及び図１８に示すように、ダイクロイックミラー１２０及び２２０は、特定偏光反射領域１２０Ｒ及び２２０Ｒ、及び、透過領域１２０Ｔ及び全反射領域２２０Ｔの長手方向が紙面の手前奥方向となるようにそれぞれ配置されている。偏光変換素子１５０では、ダイクロイックミラー１２０及び２２０に対応させて、図１３に示すように、偏光ビームスプリッタ１５１がｓ偏光の光軸を紙面の左右方向にシフトさせ、かつ、位相差板１５２の長手方向が紙面の手前奥方向となるように配置されている。

ダイクロイックミラー１２０及び２２０は、特定偏光反射領域１２０Ｒ及び２２０Ｒ、及び、透過領域１２０Ｔ及び全反射領域２２０Ｔの長手方向が紙面の上下方向となるようにそれぞれ配置されていてもよい。具体的には、ダイクロイックミラー１２０は図４Ａに示す状態に対して時計回りまたは半時計回りに９０度回転させた状態となるように配置されていてもよい。ダイクロイックミラー２２０は図１９Ａに示す状態に対して時計回りまたは半時計回りに９０度回転させた状態となるように配置されていてもよい。

偏光変換素子１５０は、ダイクロイックミラー１２０及び２２０に対応させて、偏光ビームスプリッタ１５１がｓ偏光の光軸を紙面の手前奥方向にシフトさせ、かつ、位相差板１５２の長手方向が紙面の左右方向となるように配置される。

この場合、偏光変換素子１５０は、図２５に示すように、偏光変換素子１５０に入射したｐ偏光を偏光ビームスプリッタ１５１内で反射させることにより、ｐ偏光の光軸を反射方向にシフトさせる。さらに偏光変換素子１５０は、ｐ偏光を位相差板１５２によりｓ偏光に変換する。偏光変換素子１５０は、偏光変換素子１５０に入射したｓ偏光を透過させる。

従って、偏光変換素子１５０から射出される青色照明光、及び、黄色照明光は、偏光変換素子１５０によってｓ偏光に揃えられる。なお、偏光変換素子１５０よりも後段の各構成部は、青色照明光、及び、黄色照明光が偏光変換素子１５０によってｐ偏光に揃えられる場合に対して、ｓ偏光及びｐ偏光に対する特性が逆になる。

また、図２４と図２５とを組み合わせた構成、即ち、偏光変換素子１５０において偏光ビームスプリッタ１５１がｓ偏光の光軸を図１３に示す状態に対して紙面の手前奥方向にシフトさせ、かつ、位相差板１５２の長手方向が紙面の左右方向となるように配置され、かつ、位相差板１５２がｓ偏光に替えてｐ偏光の光路上に配置された構成としてもよい。

ダイクロイックミラー１２０及び２２０は、特定偏光反射領域１２０Ｒ及び２２０Ｒ、及び、透過領域１２０Ｔ及び全反射領域２２０Ｔの長手方向が図３及び図１８に示す状態に対して紙面の上下方向となるようにそれぞれ配置される。

この場合、偏光変換素子１５０は、偏光変換素子１５０に入射したｐ偏光を偏光ビームスプリッタ１５１内で反射させることにより、ｐ偏光の光軸を反射方向にシフトさせる。偏光変換素子１５０は、偏光変換素子１５０に入射したｓ偏光を位相差板１５２によりｐ偏光に変換する。従って、偏光変換素子１５０から射出される青色照明光、及び、黄色照明光は、偏光変換素子１５０によってｐ偏光に揃えられる。

本実施形態のプロジェクタ１００では、光源１０１（青色レーザ素子ＢＬ）はｓ偏光の青色レーザ光を射出する構成としているが、ｐ偏光の青色レーザ光を射出する構成としてもよい。その場合、各構成部のｓ偏光及びｐ偏光に対する特性は逆になる。

例えば、ダイクロイックミラー１２０は、青色レーザ光の偏光方向がダイクロイックミラー１２０に対してｐ偏光となる向きに配置され、青色レーザ光に対してｐ偏光を反射し、ｓ偏光を透過する光学特性を有する。その場合、ｐ偏光を第１の直線偏光とし、ｓ偏光を第２の直線偏光とする。

本実施形態のプロジェクタ２００では、光源１０１（青色レーザ素子ＢＬ）はｐ偏光の青色レーザ光を射出する構成としているが、ｓ偏光の青色レーザ光を射出する構成としてもよい。その場合、各構成部のｐ偏光及びｓ偏光に対する特性は逆になる。

例えば、ダイクロイックミラー２２０は、青色レーザ光の偏光方向がダイクロイックミラー２２０に対してｐ偏光となる向きに配置され、青色レーザ光に対してｐ偏光を反射し、ｓ偏光を透過する光学特性を有する。その場合、ｐ偏光を第１の直線偏光とし、ｓ偏光を第２の直線偏光とする。

１ マルチプロジェクションシステム
１０，１０ａ，１０ｂ 遮光板
ＰＪ，ＰＪａ，ＰＪｂ，１００，２００ プロジェクタ
１０１ 光源（第１の照明光源）
１０２ 蛍光体（第２の照明光源）
１０３ 位相差板
１０５ ダイクロイックミラー（第２のダイクロイックミラー）
１０６ ダイクロイックミラー（第３のダイクロイックミラー）
１２０，２２０ ダイクロイックミラー（第１のダイクロイックミラー）
１５０ 偏光変換素子
ＩＭ，ＩＭａ，ＩＭｂ 画像
ＭＰＩＭ マルチ投影画像

Claims (4)

1. 青色レーザ光源であって、直線偏光であるｓ偏光及びｐ偏光のいずれか一方を第１の偏光とし、他方を第２の偏光としたとき、前記第２の偏光である青色レーザ光を第１の照明光として射出する第１の照明光源と、
   蛍光体であって、前記蛍光体に前記第１の照明光が照射されることにより生成される赤色帯域の成分と緑色帯域の成分とを含む黄色照明光を第２の照明光として射出する第２の照明光源と、
   前記第１及び第２の照明光の光路上に配置され、前記第２の偏光を透過させ、かつ、前記第１の偏光及び前記第２の照明光を反射する特定偏光反射領域と、前記第１及び第２の照明光を反射する全反射領域とを有する第１のダイクロイックミラーと、
   前記第１のダイクロイックミラーにより反射された前記第１及び第２の照明光の光路上に配置され、前記直線偏光を円偏光に変換する位相差板と、
   前記位相差板を透過した前記第１及び第２の照明光の光路上に配置され、前記第１の偏光及び前記第２の偏光のいずれか一方の偏光を透過させ、他方の偏光の光軸をシフトさせ、かつ、前記第１及び第２の照明光を前記第１の偏光または前記第２の偏光に揃える偏光変換素子と、
   を備えるプロジェクタ。
2. 前記蛍光体は、前記青色レーザ光を拡散して複数の偏光が混ざったランダム偏光とし、前記黄色照明光とランダム偏光とされた青色レーザ光とを前記第１のダイクロイックミラーに照射する請求項１に記載のプロジェクタ。
3. 前記偏光変換素子を透過した前記第１及び第２の照明光の光路上に配置され、前記黄色照明光と前記青色レーザ光である青色照明光とを分離する第２のダイクロイックミラーと、
   前記第２のダイクロイックミラーによって分離された前記黄色照明光の光路上に配置され、前記黄色照明光を前記赤色帯域の成分を含む赤色照明光と前記緑色帯域の成分を含む緑色照明光とに分離する第３のダイクロイックミラーと、
   をさらに備える請求項２に記載のプロジェクタ。
4. 画像を投影する請求項１〜３のいずれか１項に記載のプロジェクタと、
   前記画像の一部の領域を遮光するように前記プロジェクタに対応して配置されている遮光板と、
   を複数備え、
   前記複数のプロジェクタが投影する複数の画像を前記一部の領域同士を重ねてマルチ投影画像として表示するマルチプロジェクションシステム。

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