JP6939834B2 - 光源装置、プロジェクター及び光源モジュール - Google Patents

Description

本発明は、光源装置、プロジェクター及び光源モジュールに関する。

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）。

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。

特開平４−６０５３８号公報

特許文献１に記載のプロジェクターでは、白色光源としてハロゲンランプやキセノンランプ等の光源ランプが採用され、光変調素子として液晶表示素子が採用されている。光源ランプから出射される光は、非偏光であるが、光変調素子として液晶表示素子を用いる場合には、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。
これに対し、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一対のマルチレンズと、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。このような偏光変換素子として、光の入射方向に直交する方向に沿って交互に配列される複数の偏光分離層及び複数の反射層と、偏光分離層を透過した光の光路、又は、反射層にて反射された光の光路に設けられる位相差層と、を備える偏光変換素子が挙げられる。

しかしながら、近年の小型化の要求に応じて、特許文献１に記載のプロジェクターを小型化しようとした場合、偏光分離層と反射層との間のピッチが狭い偏光変換素子を製造することは困難であるという問題がある。このため、例えば、偏光変換素子を備える光源装置の小型化、ひいては、光源装置を備えるプロジェクターの小型化が困難であるという問題がある。
このような問題から、偏光方向が揃えられた複数の色光を出射できる光源装置が要望されてきた。

本発明の第１態様に係る光源装置は、第１光を出射する光源部と、前記光源部から出射されて第１方向に沿って入射される前記第１光のうち、前記第１光の第１偏光成分を前記第１方向に透過し、前記第１光の第２偏光成分を前記第１方向に直交する第２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１方向に位置し、前記第１方向に入射される前記第１光の第１偏光成分を、前記第２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２方向に位置し、入射される前記第１光を前記第２方向とは反対方向に反射する第１反射素子と、前記第２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、前記第１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２方向に位置し、前記第２方向に入射される前記第１光の第１偏光成分を波長変換した非偏光の第２光を、前記第２方向とは反対方向に出射する波長変換素子と、前記第１偏光分離素子に対して前記第２方向とは反対方向に位置し、前記第１偏光分離素子から前記第２方向とは反対方向に入射される光を、変換前の第３光と、第４光とに分離する第１色分離素子と、前記第１色分離素子によって分離された前記変換前の第３光の光路に位置する１／２波長板であり、前記変換前の第３光の偏光方向を変換して第３光として出射する第２位相差素子と、前記第２偏光分離素子に対して前記第２方向とは反対方向に位置し、前記第２偏光分離素子を透過した前記第２光が入射される１／２波長板である第３位相差素子と、前記第３位相差素子に対して前記第２方向とは反対方向に位置し、前記第３位相差素子から入射される前記第２光を第５光及び第６光に分離する第２色分離素子と、を備え、前記第２偏光分離素子は、前記第２方向とは反対方向に入射される前記第２光のうち、前記第２光の第１偏光成分を前記第２方向とは反対方向に透過して前記第３位相差素子に入射させ、前記第２光の第２偏光成分を前記第１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２方向とは反対方向に入射される前記第１光の第１偏光成分を前記第２方向とは反対方向に透過して前記第１色分離素子に入射させ、前記第１方向とは反対方向に入射される前記第２光の第２偏光成分を前記第２方向とは反対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偏光分離素子から入射される前記第１光の第１偏光成分を前記変換前の第３光として前記第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第２光の第２偏光成分を前記第４光として出射し、前記第２色分離素子は、前記第３位相差素子から入射される前記第２光の第２偏光成分に含まれる第１色成分を前記第５光として出射し、前記第２光の第２偏光成分に含まれる第２色成分を前記第６光として出射することを特徴とする。

上記第１態様では、前記光源部は、光源と、前記光源から出射された前記第１光の第２偏光成分の一部を前記第１光の第１偏光成分に変換する第４位相差素子と、を備えることが好ましい。

上記第１態様では、前記光源部は、前記第１方向に沿う回転軸を中心として前記第４位相差素子を回転させる回転装置を備えることが好ましい。

上記第１態様では、前記第４光の光路に位置し、入射される前記第４光の一部を前記第１色分離素子に向けて反射する第２反射素子を備えることが好ましい。

上記第１態様では、前記第４光の光路に位置し、入射される前記第４光のうち、前記第５光と略同じ波長帯域の光を透過させ、前記第６光と略同じ波長帯域の光を前記第１色分離素子に向けて反射する第３色分離素子を備えることが好ましい。

上記第１態様では、前記第１位相差素子と前記第１反射素子との間に位置し、前記第１位相差素子から入射される前記第１光を前記第１反射素子に集光する第１集光素子を備えることが好ましい。

上記第１態様では、前記第２偏光分離素子と前記波長変換素子との間に位置し、前記第２偏光分離素子から入射される前記第１光を前記波長変換素子に集光する第２集光素子を備えることが好ましい。

本発明の第２態様に係るプロジェクターは、上記光源装置と、前記光源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、を備えることを特徴とする。

上記第２態様では、前記光源装置と前記光変調装置との間に位置する均一化装置を備え、前記均一化装置は、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、前記光変調装置に重畳する重畳レンズと、を有することが好ましい。

上記第２態様では、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、前記液晶パネルに対する光入射側に位置し、前記複数の画素に対応する複数のマイクロレンズを有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３光を前記第１サブ画素に入射させ、前記第４光を前記第２サブ画素に入射させ、前記第５光を前記第３サブ画素に入射させ、前記第６光を前記第４サブ画素に入射させることが好ましい。

本発明の第３態様に係る光源モジュールは、光源装置に用いられ、複数の色光を出射する光源モジュールであって、第１光を出射する光源部と、前記光源部から出射されて第１方向に沿って入射される前記第１光のうち、前記第１光の第１偏光成分を前記第１方向に透過し、前記第１光の第２偏光成分を前記第１方向に直交する第２方向に反射する第１偏光分離素子と、前記第１偏光分離素子に対して前記第１方向に位置し、前記第１方向に入射される前記第１光の第１偏光成分を、前記第２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２方向に位置し、入射される前記第１光を、前記第２方向とは反対方向に反射する第１反射素子と、前記第２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、前記第１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２方向に位置し、入射される前記第１光の第１偏光成分を波長変換した非偏光の第２光を、前記第２方向とは反対方向に出射する波長変換素子と、を備え、前記第２偏光分離素子は、前記第２方向とは反対方向に入射される前記第２光のうち、前記第２光の第１偏光成分を前記第２方向とは反対方向に透過し、前記第２光の第２偏光成分を前記第１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２方向とは反対方向に入射される前記第１光の第１偏光成分を前記第２方向とは反対方向に透過し、前記第１方向とは反対方向に入射される前記第２光の第２偏光成分を前記第２方向とは反対方向に反射することを特徴とする。

第１実施形態におけるプロジェクターの構成を示す模式図。 第１実施形態における光源装置の構成を示す模式図。 第１実施形態における光源装置を示す側面図。 第１実施形態における光源装置を示す側面図。 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。 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。 第２実施形態におけるプロジェクターが備える光源装置の一部を示す模式図。 第２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。

［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の内部構成を模式的に示す平面図である。
本実施形態に係るプロジェクター１は、光源装置２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。詳述すると、プロジェクター１は、いわゆる単板式のプロジェクターと呼ばれるものであり、光源装置２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２、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。

フィールドレンズ５は、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２から光変調装置６に入射される光をテレセントリックにする。
投射光学装置７は、光変調装置６によって変調された光、すなわち、画像を形成する光を投射する。

以下の説明では、照明光軸Ａｘに沿って光源装置２から出射された光が進行する方向を＋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。

［光源装置の構成］
図２は、光源装置２の構成を示す模式図である。換言すると、図２は、光源装置２を＋Ｙ方向から見た平面図である。
光源装置２は、光変調装置６を照明する照明光を、照明光軸Ａｘに沿って＋Ｚ方向に出射する。光源装置２が出射する照明光は、偏光方向が揃った直線偏光であり、空間的に分離された複数の色光である。本実施形態では、光源装置２が出射する照明光は、図２に示すように、それぞれｓ偏光であり、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である。
光源装置２は、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２９、第２位相差素子３０、第２反射素子３１、第３位相差素子３２及び第２色分離素子３３を有する。
これらのうち、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反射素子２６及び波長変換素子２８は、光源モジュールＬＭを構成する。すなわち、光源装置２には、光源モジュールＬＭが採用されている。
なお、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。

［光源部の構成］
光源部２１は、第１偏光分離素子２２に第１方向である＋Ｘ方向に沿って入射される第１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、ｓ偏光の青色光ＢＬｓを出射する半導体レーザーである。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。

回転位相差装置２１３は、第４位相差素子としての位相差素子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によって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を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。

このように、光源部２１は、ｓ偏光の青色光ＢＬｓ及びｐ偏光の青色光ＢＬｐを第１光として出射する。
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。

［第１偏光分離素子の構成］
第１偏光分離素子２２には、第１光である青色光ＢＬｓ，ＢＬｐが、第１方向である＋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、第１偏光分離層に相当し、＋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。

偏光分離層２２１は、入射される光のうち、第１偏光成分であるｐ偏光を透過し、第２偏光成分である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、第１偏光成分であるｐ偏光を透過し、第２偏光成分である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青色光のうち、第１光の第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１光の第２偏光成分であるｓ偏光の青色光ＢＬｓを＋Ｘ方向に直交する第２方向である−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。

［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方向に位置し、第２偏光分離素子２３には、第１偏光分離素子２２を透過した第１光の第１偏光成分である青色光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、第２偏光分離層に相当し、＋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。

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、第２偏光成分であるｓ偏光を反射し、第１偏光成分である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、第１偏光分離素子２２から入射される第１光の第１偏光成分である青色光ＢＬｐを、第２方向である−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。

［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に対して第２方向である−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、入射される第１光である青色光の偏光成分を変換する。換言すると、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。

［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２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。

［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、後述する波長変換素子２８から出射される黄色光ＹＬと同様の拡散角で、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、ランバート反射に近い反射特性を有し、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。

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に入射される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２９に入射される。

［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に対して第２方向である−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から第２偏光分離素子２３に入射される黄色光ＹＬを平行化する。なお、図２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。

［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に対して第２方向である−Ｚ方向に位置する。
波長変換素子２８は、光が入射されることによって励起され、入射された光の波長とは異なる波長を有する光を、光の入射方向とは反対方向に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、変換した光を光の入射方向とは反対方向に出射する反射型の波長変換素子である。

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方向に沿って入射される励起光であり、第１光の第１偏光成分である青色光ＢＬｐの波長より長い波長を有する蛍光である非偏光の黄色光ＹＬを、第２光として＋Ｚ方向に出射する。黄色光ＹＬは、例えばピーク波長が５００〜７００ｎｍの光である。すなわち、黄色光ＹＬ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。
波長変換素子２８から出射された黄色光ＹＬは、＋Ｚ方向に沿って第２集光素子２７を通過して平行化された後、第２偏光分離素子２３に入射される。
なお、光源装置２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。

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に入射された第２光である非偏光の黄色光ＹＬのうち、ｓ偏光の黄色光ＹＬｓは、偏光分離層２３１によって第１方向とは反対方向である−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２９に入射される。
一方、偏光分離層２３１に入射された第２光である非偏光の黄色光ＹＬ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。

［第１色分離素子の構成］
図３は、光源装置２を−Ｘ方向から見た側面図である。換言すると、図３は、第１色分離素子２９、第２位相差素子３０及び第２反射素子３１を−Ｘ方向から見た模式図である。なお、図３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２９は、第１偏光分離素子２２に対して第２方向とは反対方向である＋Ｚ方向に位置し、第１偏光分離素子２２から＋Ｚ方向に出射された光から、青色光と黄色光とを分離する。
第１色分離素子２９は、図３に示すように、ダイクロイックプリズム２９１及び反射プリズム２９２を有する。

ダイクロイックプリズム２９１は、第１偏光分離素子２２から出射された光が入射する。ダイクロイックプリズム２９１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色分離素子であり、２つのプリズム片の界面には、色分離層２９１１が設けられている。

色分離層２９１１は、＋Ｙ方向及び＋Ｚ方向に対して４５°傾斜している。詳述すると、色分離層２９１１は、ＸＹ平面及びＹＺ平面に対して４５°傾斜している。
色分離層２９１１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偏光分離素子２２からダイクロイックプリズム２９１に入射した光のうち、第１光の第１偏光成分である青色光ＢＬｐは、色分離層２９１１を＋Ｚ方向に透過して、ダイクロイックプリズム２９１外に出射される。この青色光ＢＬｐは、変換前の第３光に相当する。
一方、第１偏光分離素子２２からダイクロイックプリズム２９１に入射した光のうち、第２光の第２偏光成分である黄色光ＹＬｓは、色分離層２９１１にて−Ｙ方向に反射される。
なお、ダイクロイックプリズム２９１に代えて、色分離層２９１１を有するダイクロイックミラーを採用してもよい。
また、第１色分離素子２９は、偏光分離層を有する偏光分離素子と、反射プリズム２９２とを有する構成であってもよい。例えば、入射された青色光ＢＬｐを＋Ｚ方向に透過させ、黄色光ＹＬｓを反射プリズム２９２に向けて−Ｙ方向に反射する偏光分離素子をダイクロイックプリズム２９１に代えて第１色分離素子２９に採用しても、ダイクロイックプリズム２９１を有する第１色分離素子２９と同様に、青色光ＢＬｐと黄色光ＹＬｓとを分離できる。

反射プリズム２９２は、ダイクロイックプリズム２９１に対して−Ｙ方向に位置する。反射プリズム２９２には、色分離層２９１１にて反射された黄色光ＹＬｓが入射される。
反射プリズム２９２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反射素子であり、２つのプリズム片の界面には、反射層２９２１が設けられている。

反射層２９２１は、＋Ｙ方向及び＋Ｚ方向に対して４５°傾斜している。詳述すると、反射層２９２１は、ＸＹ平面及びＹＺ平面に対して４５°傾斜している。すなわち、反射層２９２１と色分離層２９１１とは、平行である。
反射層２９２１は、ダイクロイックプリズム２９１から−Ｙ方向に入射される第２光の第２偏光成分である黄色光ＹＬｓを＋Ｚ方向に反射する。反射層２９２１によって反射された黄色光ＹＬｓは、反射プリズム２９２から＋Ｚ方向に第４光として出射される。
なお、反射プリズム２９２に代えて、反射層２９２１を有する反射ミラーを採用してもよい。

［第２位相差素子の構成］
第２位相差素子３０は、ダイクロイックプリズム２９１に対する＋Ｚ方向に配置され、ダイクロイックプリズム２９１から出射される青色光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、ダイクロイックプリズム２９１から入射される青色光ＢＬｐを、第１光の第２偏光成分であるｓ偏光の青色光ＢＬｓに変換する。
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２から第３光として＋Ｚ方向に出射されて、均一化装置４に入射される。
なお、第２位相差素子３０は、ダイクロイックプリズム２９１において青色光ＢＬｐが出射される面に設けられていてもよい。

［第２反射素子の構成］
第２反射素子３１は、反射プリズム２９２に対する＋Ｚ方向に配置され、反射プリズム２９２から出射される第４光としての黄色光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。
このため、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、光源装置２から＋Ｚ方向に出射され、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２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に入射される。詳述すると、黄色光ＹＬｓは、光源装置２における青色光ＢＬｓの出射位置に対する−Ｙ方向の出射位置から均一化装置４に入射される。

一方、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、再び反射プリズム２９２に入射される。そして、反射プリズム２９２に入射された他の黄色光ＹＬｓは、反射層２９２１にて＋Ｙ方向に反射され、ダイクロイックプリズム２９１、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。

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ＹＬとなり、黄色蛍光体にて生じた黄色光ＹＬ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ＹＬ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、予め設定できる。また、第２反射素子３１は、反射プリズム２９２において黄色光ＹＬｓが出射される面に設けられていてもよい。

［第３位相差素子の構成］
図４は、光源装置２を＋Ｘ方向から見た側面図である。換言すると、図４は、＋Ｘ方向から見た第３位相差素子３２及び第２色分離素子３３を示す模式図である。なお、図４においては、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３位相差素子３２は、図２及び図４に示すように、第２偏光分離素子２３に対して第２方向とは反対方向である＋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を透過した黄色光ＹＬｐが入射する。
第３位相差素子３２は、１／２波長板であり、黄色光ＹＬｐを第２光の第２偏光成分であるｓ偏光の黄色光ＹＬｓに変換する。ｓ偏光に変換された黄色光ＹＬｓは、第２色分離素子３３に入射する。

［第２色分離素子の構成］
第２色分離素子３３は、第３位相差素子３２に対して＋Ｚ方向に位置する。すなわち、第２色分離素子３３は、第２偏光分離素子２３に対して第２方向とは反対方向である＋Ｚ方向に位置する。第２色分離素子３３は、第２偏光分離素子２３から＋Ｚ方向に出射され、第３位相差素子３２にてｓ偏光に変換された黄色光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３３は、図４に示すように、ダイクロイックプリズム３３１及び反射プリズム３３２を有する。

ダイクロイックプリズム３３１は、ダイクロイックプリズム２９１と同様のプリズム型の色分離素子であり、２つのプリズム片の界面には、色分離層３３１１が設けられている。色分離層３３１１は、＋Ｙ方向及び＋Ｚ方向に対して４５°傾斜している。詳述すると、色分離層３３１１は、ＸＹ平面及びＹＺ平面に対して４５°傾斜しており、色分離層２９１１及び反射層２９２１と平行である。
色分離層３３１１は、入射される光のうち、緑色光成分を＋Ｚ方向に透過させ、赤色光成分を−Ｙ方向に反射する。このため、ダイクロイックプリズム３３１に入射した黄色光ＹＬｓのうち、ｓ偏光の緑色光成分である緑色光ＧＬｓは、色分離層３３１１を＋Ｚ方向に透過して、ダイクロイックプリズム３３１外に第５光として出射される。そして、緑色光ＧＬｓは、光源装置２から＋Ｚ方向に出射され、均一化装置４に入射される。すなわち、緑色光ＧＬｓは、青色光ＢＬｓ及び黄色光ＹＬｓとは空間的に分離され、青色光ＢＬｓ及び黄色光ＹＬｓとは異なる位置から均一化装置４に入射される。詳述すると、緑色光ＧＬｓは、光源装置２における青色光ＢＬｓの出射位置に対する＋Ｘ方向の出射位置から均一化装置４に入射される。

一方、ダイクロイックプリズム３３１に入射した黄色光ＹＬｓのうち、ｓ偏光の赤色光成分である赤色光ＲＬｓは、色分離層３３１１にて−Ｙ方向に反射される。
なお、ダイクロイックプリズム３３１に代えて、色分離層３３１１を有するダイクロイックミラーを採用してもよい。

反射プリズム３３２は、反射プリズム２９２と同様の構成を有する。すなわち、反射プリズム３３２は、色分離層２９１１，３３１１及び反射層２９２１と平行な反射層３３２１を有する。
反射層３３２１は、色分離層３３１１にて反射されて入射される赤色光ＲＬｓを＋Ｚ方向に反射する。反射層３３２１にて反射された赤色光ＲＬｓは、反射プリズム３３２外に第６光として出射される。そして、赤色光ＲＬｓは、光源装置２から＋Ｚ方向に出射され、均一化装置４に入射される。すなわち、赤色光ＲＬｓは、青色光ＢＬｓ、黄色光ＹＬｓ及び緑色光ＧＬｓとは空間的に分離され、青色光ＢＬｓ、黄色光ＹＬｓ及び緑色光ＧＬｓとは異なる位置から均一化装置４に入射される。詳述すると、赤色光ＲＬｓは、光源装置２における緑色光ＧＬｓの出射位置に対する−Ｙ方向で、黄色光ＹＬｓの出射位置に対する＋Ｘ方向の出射位置から均一化装置４に入射される。

［均一化装置の構成］
均一化装置４は、図１に示すように、光源装置２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２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、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２から入射される光を複数の部分光束に分割する。

図５は、−Ｚ方向から見たマルチレンズ４１における各色光の入射位置を示す模式図である。
光源装置２から出射された第３光としての青色光ＢＬｓ、第４光としての黄色光ＹＬｓ、第５光としての緑色光ＧＬｓ、及び、第６光としての赤色光ＲＬｓは、図５に示すように、マルチレンズ４１に入射される。
光源装置２における−Ｘ方向で＋Ｙ方向の位置から出射された青色光ＢＬｓは、マルチレンズ４１における−Ｘ方向で＋Ｙ方向の領域Ａ１に配置された複数のレンズ４１１に入射される。
光源装置２における−Ｘ方向で−Ｙ方向の位置から出射された黄色光ＹＬｓは、マルチレンズ４１における−Ｘ方向で−Ｙ方向の領域Ａ２に配置された複数のレンズ４１１に入射される。

光源装置２における＋Ｘ方向で＋Ｙ方向の位置から出射された緑色光ＧＬｓは、マルチレンズ４１における＋Ｘ方向で＋Ｙ方向の領域Ａ３に配置された複数のレンズ４１１に入射される。
光源装置２における＋Ｘ方向で−Ｙ方向の位置から出射された赤色光ＲＬｓは、マルチレンズ４１における＋Ｘ方向で−Ｙ方向の領域Ａ４に配置された複数のレンズ４１１に入射される。
そして、各レンズ４１１に入射された各色光は、複数の部分光束となって、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。

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から出射された複数の部分光束が入射される。そして、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に異なる角度で入射される。

［光変調装置の構成］
光変調装置６は、図１に示すように、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２から出射された光を変調する。詳述すると、光変調装置６は、光源装置２から出射されて均一化装置４及びフィールドレンズ５を介して入射される各色光を画像情報に応じてそれぞれ変調し、当該画像情報に応じた画像を形成する。光変調装置６は、１つの液晶パネル６１と、１つのマイクロレンズアレイ６２と、を備える。

［液晶パネルの構成］
図６は、−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６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６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。

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ＳＸ（ＳＸ１〜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。

［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、対応する画素ＰＸ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。本実施形態では、各マイクロレンズ６２１は、＋Ｘ方向に配列された２つの画素ＰＸ、及び、＋Ｙ方向に配列された２つの画素ＰＸに対応して設けられている。

各マイクロレンズ６２１には、均一化装置４によって重畳された青色光ＢＬｓ、黄色光ＹＬｓ、緑色光ＧＬｓ及び赤色光ＲＬｓがそれぞれ異なる角度で入射される。そして、各マイクロレンズ６２１は、入射される色光を、対応するサブ画素ＳＸに入射させる。
具体的に、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。そして、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３光である青色光ＢＬｓを導き、第２サブ画素ＳＸ２に第４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５光である緑色光ＧＬｓを導き、第４サブ画素ＳＸ４に第６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。
このような液晶パネル６１によって変調された光、すなわち、画像を形成する光は、上記のように、投射光学装置７によって図示しない被投射面上に投射される。

［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。
プロジェクター１は、光源装置２と、光源装置２から出射された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。
光源装置２は、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反射素子２６、波長変換素子２８、第１色分離素子２９、第２位相差素子３０、第３位相差素子３２及び第２色分離素子３３を備える。

光源部２１は、第１光としての青色光ＢＬｓ，ＢＬｐを出射する。第１偏光分離素子２２は、光源部２１から出射された青色光ＢＬｓ，ＢＬｐが第１方向である＋Ｘ方向に沿って入射され、青色光ＢＬｓ，ＢＬｐのうち、第１光の第１偏光成分であるｐ偏光の青色光ＢＬｐを＋Ｘ方向に透過し、第１光の第２偏光成分であるｓ偏光の青色光ＢＬｓを＋Ｘ方向に直交する第２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、入射される青色光を第２方向とは反対方向である＋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、第１偏光分離素子２２から入射される青色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方向に入射される第１光の第１偏光成分である青色光ＢＬｐを波長変換した非偏光の第２光である黄色光ＹＬを、第２方向とは反対方向である＋Ｚ方向に出射する。

第１色分離素子２９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＋Ｚ方向に入射される青色光ＢＬｐ及び黄色光ＹＬｓを青色光ＢＬｐと黄色光ＹＬｓとに分離する。第１色分離素子２９にて分離される青色光ＢＬｐは、変換前の第３光であり、黄色光ＹＬｓは、第４光である。
第２位相差素子３０は、第１色分離素子２９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てｓ偏光の青色光ＢＬｓとし、青色光ＢＬｓを第３光として出射する。
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を透過した第２光である黄色光ＹＬｐが入射される１／２波長板であり、黄色光ＹＬｐの偏光方向を変換してｓ偏光の黄色光ＹＬｓを出射する。
第２色分離素子３３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から入射される第２光である黄色光ＹＬｓを第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に分離する。

ここで、第２偏光分離素子２３は、＋Ｚ方向に入射される黄色光ＹＬのうち、第２光の第１偏光成分であるｐ偏光の黄色光ＹＬｐを＋Ｚ方向に透過して第３位相差素子３２に入射させ、第２光の第２偏光成分であるｓ偏光の黄色光ＹＬｓを第１方向とは反対方向である−Ｘ方向に反射する。
第１偏光分離素子２２は、＋Ｚ方向に入射される第１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２９に入射させ、−Ｘ方向に入射される第２光の第２偏光成分である黄色光ＹＬｓを＋Ｚ方向に反射して第１色分離素子２９に入射させる。
第１色分離素子２９は、第１偏光分離素子２２から入射される青色光ＢＬｐを、変換前の第３光として第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を第４光として出射する。なお、上記のように、青色光ＢＬｐは、第２位相差素子３０によって、青色光ＢＬｓに変換され、第３光として出射される。
第２色分離素子３３は、第３位相差素子３２から入射される黄色光ＹＬｓに含まれる緑色光成分である緑色光ＧＬｓを第５光として出射し、赤色光成分を第６光として出射する。

このような構成によれば、上記のようなピッチが狭い偏光変換素子を用いることなく、空間的に分離され、第２偏光成分であるｓ偏光に揃えられた複数の色光である青色光ＢＬｓ、黄色光ＹＬｓ、緑色光ＧＬｓ及び赤色光ＲＬｓを出射する光源装置２を構成できる。従って、光源装置２の小型化が可能となり、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。
また、青色光ＢＬｓ、緑色光ＧＬｓ及び赤色光ＲＬｓに加えて、黄色光ＹＬｓが光変調装置６に入射されるので、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輝度を高めることができる。

光源部２１は、光源２１１と、光源２１１から出射された第１光の第２偏光成分である青色光ＢＬｓの一部を第１光の第１偏光成分である青色光ＢＬｐに変換する第４位相差素子としての位相差素子２１３１を備える。
このような構成によれば、第１光の第１偏光成分である青色光ＢＬｐと第１光の第２偏光成分である青色光ＢＬｓとを、第１偏光分離素子２２に確実に入射させることができる。この他、光源２１１を一種の固体光源によって構成できるので、光源２１１を簡易に構成できる。

光源部２１は、＋Ｘ方向に沿う回転軸を中心として位相差素子２１３１を回転させる回転装置２１３２を備える。
このような構成によれば、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から出射されて第１偏光分離素子２２に入射される青色光ＢＬｓ及び青色光ＢＬｐの割合を調整できる。従って、光源装置２から出射される青色光ＢＬｓと、黄色光ＹＬｓ、緑色光ＧＬｓ及び赤色光ＲＬｓとの割合を調整でき、光源装置２の汎用性を高めることができる。

光源装置２は、第４光である黄色光ＹＬｓの光路に位置し、入射される黄色光ＹＬｓの一部を第１色分離素子２９の反射プリズム２９２に向けて反射する第２反射素子３１を備える。
このような構成によれば、光源装置２から出射される黄色光ＹＬｓと、緑色光ＧＬｓ及び赤色光ＲＬｓとの割合を調整できる。従って、光源装置２の汎用性を高めることができる。そして、黄色光ＹＬｓの割合を高めることによって、投射される画像の輝度を高めることができ、また、緑色光ＧＬｓ及び赤色光ＲＬｓの割合を高めることによって、投射される画像の色再現性を高めることができる。

光源装置２は、第１位相差素子２４と第１反射素子２６との間に位置し、第１位相差素子２４から入射される青色光ＢＬｓを第１反射素子２６に集光する第１集光素子２５を備える。
このような構成によれば、第１集光素子２５によって、第１位相差素子２４から出射された青色光ＢＬｓを第１反射素子２６に効率よく集光できる他、第１反射素子２６から出射された青色光ＢＬｓを平行化できる。従って、青色光ＢＬｓが損失されることを抑制でき、青色光ＢＬｓの利用効率を高めることができる。

光源装置２は、第２偏光分離素子２３と波長変換素子２８との間に位置し、第２偏光分離素子２３から入射される青色光ＢＬｐを波長変換素子２８に集光する第２集光素子２７を備える。
このような構成によれば、第２集光素子２７によって、第２偏光分離素子２３から出射された青色光ＢＬｐを波長変換素子２８に効率よく集光できる他、波長変換素子２８から出射された黄色光ＹＬを平行化できる。従って、青色光ＢＬｐ及び黄色光ＹＬが損失されることを抑制でき、青色光ＢＬｐ及び黄色光ＹＬの利用効率を高めることができる。

プロジェクター１は、光源装置２と光変調装置６との間に位置する均一化装置４を備える。均一化装置４は、光源装置２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、光変調装置６に重畳する重畳レンズ４３と、を有する。
このような構成によれば、空間分離されて光源装置２から出射される青色光ＢＬｓ、黄色光ＹＬｓ、緑色光ＧＬｓ及び赤色光ＲＬｓによって、光変調装置６を略均一に照明できる。従って、投射される画像に色むら及び輝度むらが発生することを抑制できる。

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、液晶パネル６１に対する光入射側に位置し、複数の画素ＰＸに対応する複数のマイクロレンズ６２１を有するマイクロレンズアレイ６２と、を備える。複数の画素ＰＸのそれぞれは、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を有し、複数のマイクロレンズ６２１のそれぞれは、第３光である青色光ＢＬｓを第１サブ画素ＳＸ１に入射させ、第４光である黄色光ＹＬｓを第２サブ画素ＳＸ２に入射させ、第５光である緑色光ＧＬｓを第３サブ画素ＳＸ３に入射させ、第６光である赤色光ＲＬｓを第４サブ画素ＳＸ４に入射させる。
これによれば、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２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。

光源モジュールＬＭは、光源装置２に用いられ、複数の色光を出射する。光源モジュールＬＭは、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反射素子２６及び波長変換素子２８を備える。

光源部２１は、第１光として青色光ＢＬｓ，ＢＬｐ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１方向である＋Ｘ方向に沿って入射される青色光ＢＬｓ，ＢＬｐのうち、第１光の第１偏光成分である青色光ＢＬｐを＋Ｘ方向に透過し、第１光の第２偏光成分である青色光ＢＬｓを第１方向に直交する第２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に対して＋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、入射される青色光を、第２方向とは反対方向である＋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、第１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、入射される第１光の第１偏光成分である青色光ＢＬｐを波長変換した非偏光の第２光である黄色光ＹＬを＋Ｚ方向に出射する。
ここで、第２偏光分離素子２３は、＋Ｚ方向に入射される非偏光の黄色光ＹＬのうち、第２光の第１偏光成分であるｐ偏光の黄色光ＹＬｐを＋Ｚ方向に透過し、第２光の第２偏光成分であるｓ偏光の黄色光ＹＬｓを第１方向とは反対方向である−Ｘ方向に反射する。また、第１偏光分離素子２２は、＋Ｚ方向に入射される第１光の第１偏光成分である青色光ＢＬｐを＋Ｚ方向に透過し、−Ｘ方向に入射される第２光の第２偏光成分である黄色光ＹＬｓを＋Ｚ方向に反射する。

このような構成によれば、第１偏光分離素子２２から青色光ＢＬｐ及び黄色光ＹＬｓを出射でき、第２偏光分離素子２３から黄色光ＹＬｐを出射できる。このため、このような光源モジュールＬＭを用いることによって、偏光方向が揃えられ、空間的に分離された複数の色光を出射可能な光源装置２を、簡易に構成できる。

［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。
本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と同様の構成を有するが、光源装置が第２反射素子３１に代えて第３色分離素子を有する。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。

図７は、本実施形態に係るプロジェクターが備える光源装置２Ａの一部を示す模式図である。詳述すると、図７は、光源装置２Ａを−Ｘ方向から見た側面図である。なお、図７においては、光源装置２Ａが有する回転位相差装置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。
本実施形態に係るプロジェクターは、光源装置２に代えて光源装置２Ａを有する他は、第１実施形態に係るプロジェクター１と同様の構成及び機能を有する。
光源装置２Ａは、図７に示すように、第２反射素子３１に代えて第３色分離素子３５を有する他は、光源装置２と同様の構成を有する。すなわち、光源装置２Ａは、光源モジュールＬＭを有する。
なお、本実施形態においても、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。

第３色分離素子３５は、第１色分離素子２９によって分離された黄色光ＹＬｓの光路に配置されている。第３色分離素子３５は、緑色光を透過し、赤色光を反射する特性を有するダイクロイックミラーである。すなわち、第３色分離素子３５は、第５光としての緑色光ＧＬｓと略同じ波長帯域の光である緑色光ＧＬｓを透過させ、第６光としての赤色光ＲＬｓと略同じ波長帯域の光である赤色光ＲＬｓを第１色分離素子２９に向けて反射する。
このため、第１色分離素子２９の反射プリズム２９２から第３色分離素子３５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３５を透過して、光源装置２Ａから出射される。すなわち、光源装置２Ａは、第４光である黄色光ＹＬｓに代えて緑色光ＧＬｓを第４光として出射する。

一方、第３色分離素子３５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３５にて反射されて、反射プリズム２９２に＋Ｚ方向から入射される。そして、赤色光ＲＬｓは、光源装置２において第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２９、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ＹＬ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３５にて反射されて波長変換素子２８に戻るが、ｐ偏光の赤色光は、第２偏光分離素子２３を＋Ｚ方向に透過し、ひいては、光源装置２Ａの外部に出射される。
このような第３色分離素子３５として、本実施形態ではダイクロイックミラーが採用されているが、ダイクロイックプリズムを採用してもよい。

図８は、光源装置２Ａのマルチレンズ４１における各色光の入射位置を示す模式図である。
光源装置２Ａは、第４光である黄色光ＹＬｓに代えて緑色光ＧＬｓを出射する。すなわち、光源装置２Ａは、第３光としての青色光ＢＬｓと、第４光としての黄色光ＹＬｓに代わる第４光である緑色光ＧＬｓと、第５光としての緑色光ＧＬｓと、第６光としての赤色光ＲＬｓと、を出射する。
第４光としての緑色光ＧＬｓは、光源装置２Ａにおける−Ｘ方向で−Ｙ方向の位置から出射され、図８に示すように、マルチレンズ４１における−Ｘ方向で−Ｙ方向の領域Ａ２に配置された複数のレンズ４１１に入射される。
図示を省略するが、第４光としての緑色光ＧＬｓは、プロジェクター１における黄色光ＹＬｓと同様に、マルチレンズ４１，４２、重畳レンズ４３及びフィールドレンズ５を介して各マイクロレンズ６２１に入射する。そして、各マイクロレンズ６２１に入射された緑色光ＧＬｓは、対応する画素ＰＸに設けられた第２サブ画素ＳＸ２に入射される。

［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２Ａは、第４光としての黄色光ＹＬｓの光路に位置し、入射される黄色光ＹＬｓのうち、第５光としての緑色光ＧＬｓと略同じ波長帯域の光である緑色光ＧＬｓを透過させ、第６光としての赤色光ＲＬｓと略同じ波長帯域の光である赤色光ＲＬｓを第１色分離素子２９に向けて反射する第３色分離素子３５を備える。
これによれば、画素ＰＸに入射される緑色光ＧＬｓの光量を増やすことができる。従って、投射される画像の色純度を高めることができる。

第３色分離素子３５は、緑色光ＧＬｓを反射し、赤色光ＲＬｓを透過させる構成としてもよい。
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ＹＬ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３５が、緑色光ＧＬｓを反射し、赤色光ＲＬｓを透過させる場合には、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。この場合、投射される画像の色純度を高めることができる。

［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。
上記各実施形態では、第１色分離素子２９が黄色光ＹＬｓを出射する位置は、青色光ＢＬｓを出射する位置に対して−Ｙ方向の位置であり、第２色分離素子３３が赤色光ＲＬｓを出射する位置は、緑色光ＧＬｓを出射する位置に対して−Ｙ方向の位置であるとした。しかしながら、これに限らず、第１色分離素子２９が黄色光ＹＬｓを出射する位置は、青色光ＢＬｓを出射する位置に対して＋Ｙ方向の位置であってもよく、第２色分離素子３３が赤色光ＲＬｓを出射する位置は、緑色光ＧＬｓを出射する位置に対して＋Ｙ方向の位置であってもよい。

上記各実施形態では、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とした。具体的に、第１偏光分離素子２２は、第１偏光成分であるｐ偏光の青色光ＢＬｐを透過させ、第２偏光成分であるｓ偏光の青色光ＢＬｓを反射する構成とした。また、第２偏光分離素子２３は、第１偏光成分であるｐ偏光の青色光ＢＬｐを反射するとともに、第１偏光成分であるｐ偏光の黄色光ＹＬｐを透過させ、第２偏光成分であるｓ偏光の黄色光ＹＬｓを反射する構成とした。しかしながら、これに限らず、ｓ偏光が第１偏光成分であってもよく、ｐ偏光が第２偏光成分であってもよい。この場合、例えば、第１偏光分離素子２２は、第２偏光成分であるｐ偏光の青色光ＢＬｐを反射し、第１偏光成分であるｓ偏光の青色光ＢＬｓを透過させるとともに、第２偏光成分であるｓ偏光の黄色光ＹＬｓを反射する構成であってもよい。また、第２偏光分離素子２３は、第１偏光成分であるｓ偏光の青色光ＢＬｓを反射し、第１偏光成分であるｓ偏光の黄色光ＹＬｓを反射するとともに、第２偏光成分であるｐ偏光の黄色光ＹＬｐを透過させる構成としてもよい。すなわち、第２偏光分離素子２３は、第１偏光成分であるｓ偏光の光を反射し、第２偏光成分であるｐ偏光の光を透過させる偏光分離素子であってもよい。

上記各実施形態では、光源装置２，２Ａは、第１集光素子２５及び第２集光素子２７を備えるとした。しかしながら、これに限らず、第１集光素子２５及び第２集光素子２７のうち少なくとも一方の集光素子は、無くてもよい。

上記各実施形態では、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、反射部材によって青色光ＢＬｓ，ＢＬｐを反射してもよい。

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。

上記各実施形態では、光源装置２，２Ａは、４つの出射位置のそれぞれから色光を出射し、光変調装置６を構成する液晶パネル６１は、１つの画素ＰＸに４つのサブ画素ＳＸを有する構成であるとした。しかしながら、これに限らず、光源装置は、３つの色光を出射し、液晶パネルは、１つの画素に３つのサブ画素を有する構成としてもよい。この場合、例えば、黄色光ＹＬｓの光路に全反射部材を設けてもよい。

上記第１実施形態では、光源装置２は、それぞれｓ偏光であり、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２Ａは、それぞれｓ偏光であり、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ｐ偏光であり、空間的に分離された複数の色光を出射する構成であってもよい。また、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。例えば、光源装置は、青色光及び黄色光に代えて白色光を出射する構成であってもよい。

１…プロジェクター、２，２Ａ…光源装置、２１…光源部、２１１…光源、２１２…コリメーターレンズ、２１３…回転位相差素子、２１３１…位相差素子（第４位相差素子）、２１３２…回転装置、２２…第１偏光分離素子、２２１…偏光分離層、２３…第２偏光分離素子、２３１…偏光分離素子、２４…第１位相差素子、２５…第１集光素子、２５１，２５２…レンズ、２６…第１反射素子、２６１…反射板、２６２…回転部、２７…第２集光素子、２７１，２７２…レンズ、２８…波長変換素子、２９…第１色分離素子、２９１…ダイクロイックプリズム、３０…第２位相差素子、３１…第２反射素子、３２…第３位相差素子、３３…第２色分離素子、３３１…ダイクロイックプリズム、３５…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、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。

Claims (14)

1. 第１光を出射する光源と、
   第１方向から入射する前記第１光の第１偏光成分を前記第１方向に透過し、前記第１光の第２偏光成分を前記第１方向に直交する第２方向に反射する第１偏光分離素子と、
   前記第１偏光分離素子に対して前記第１方向に位置し、前記第１光の第１偏光成分を前記第２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２方向に位置し、前記第１光を前記第２方向とは反対方向である第３方向に反射する第１反射素子と、
   前記第２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、前記第１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２方向に位置し、前記第１光の第１偏光成分を第２光に変換し、前記第２光を前記第３方向に出射する波長変換素子と、
   前記第１偏光分離素子に対して前記第３方向に位置し、前記第１光及び前記第２光を含む光を第３光と第４光に分離する第１色分離素子と、
   前記第３光の光路に位置し、前記第３光の偏光成分を変換する第２位相差素子と、
   前記第２偏光分離素子に対して前記第３方向に位置し、前記第２光の偏光成分を変換する第３位相差素子と、
   前記第３位相差素子に対して前記第３方向に位置し、前記第２光を第５光と第６光に分離する第２色分離素子と、を備え、
   前記第２偏光分離素子は、前記第２光について、前記第２光の第１偏光成分を前記第３方向に透過し、前記第２光の第２偏光成分を前記第１方向とは反対方向である第４方向に反射し、
   前記第１偏光分離素子は、前記第３方向から入射する前記第１光の第１偏光成分を前記第３方向に透過し、前記第４方向から入射する前記第２光の第２偏光成分を前記第３方向に反射することを特徴とする光源装置。
2. 請求項１に記載の光源装置において、
   前記光源から出射された前記第１光の第２偏光成分の一部を前記第１光の第１偏光成分に変換する第４位相差素子と、を備えることを特徴とする光源装置。
3. 請求項２に記載の光源装置において、
   前記第１方向に沿う回転軸を中心として前記第４位相差素子を回転させる回転装置を備えることを特徴とする光源装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光源装置において、
   前記第４光の光路に位置し、前記第４光の一部を前記第１色分離素子に向けて反射する第２反射素子を備えることを特徴とする光源装置。
5. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光源装置において、
   前記第４光の光路に位置し、前記第４光のうち、前記第５光と略同じ波長帯域の光を透過させ、前記第６光と略同じ波長帯域の光を前記第１色分離素子に向けて反射する第３色分離素子を備えることを特徴とする光源装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光源装置において、
   前記第１位相差素子と前記第１反射素子との間に位置し、前記第１位相差素子から入射される前記第１光を前記第１反射素子に集光する第１集光素子を備えることを特徴とする光源装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光源装置において、
   前記第２偏光分離素子と前記波長変換素子との間に位置し、前記第２偏光分離素子から入射される前記第１光を前記波長変換素子に集光する第２集光素子を備えることを特徴とする光源装置。
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３光、前記第４光、前記第５光及び前記第６光は、それぞれ空間的に分離された位置から出射されることを特徴とする光源装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の光源装置と、
   前記光源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、を備えることを特徴とするプロジェクター。
10. 請求項９に記載のプロジェクターにおいて、
    前記光源装置と前記光変調装置との間に位置する均一化装置を備え、
    前記均一化装置は、
    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、前記光変調装置に重畳する重畳レンズと、を有することを特徴とするプロジェクター。
11. 請求項１０に記載のプロジェクターにおいて、
    前記第３光は、前記均一化装置の第１位置に入射し、
    前記第４光は、前記均一化装置の第２位置に入射し、
    前記第５光は、前記均一化装置の第３位置に入射し、
    前記第６光は、前記均一化装置の第４位置に入射することを特徴とするプロジェクター。
12. 請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載のプロジェクターにおいて、
    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、
    前記液晶パネルに対する光入射側に位置し、前記複数の画素に対応する複数のマイクロレンズを有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３光を前記第１サブ画素に入射させ、
    前記第４光を前記第２サブ画素に入射させ、
    前記第５光を前記第３サブ画素に入射させ、
    前記第６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。
13. 第１光を出射する光源と、
    第１方向から入射する前記第１光の第１偏光成分を前記第１方向に透過し、前記第１光の第２偏光成分を前記第１方向に直交する第２方向に反射する第１偏光分離素子と、
    前記第１偏光分離素子に対して前記第１方向に位置し、前記第１光の第１偏光成分を、前記第２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２方向に位置し、前記第１光を前記第２方向とは反対方向である第３方向に反射する第１反射素子と、
    前記第２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、前記第１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２方向に位置し、前記第１光の第１偏光成分を第２光に変換し、前記第３方向に出射する波長変換素子と、を備え、
    前記第２偏光分離素子は、前記第２光について、前記第２光の第１偏光成分を前記第３方向に透過し、前記第２光の第２偏光成分を前記第１方向とは反対方向である第４方向に反射し、
    前記第１偏光分離素子は、前記第３方向から入射する前記第１光の第１偏光成分を前記第３方向に透過し、前記第４方向から入射する前記第２光の第２偏光成分を前記第３方向に反射することを特徴とする光源モジュール。
14. 第１光を出射する光源と、
    前記第１光の第１偏光成分を透過し、前記第１光の第２偏光成分を反射し、第２光の第２偏光成分を反射する第１偏光分離素子と、
    前記第１光の第１偏光成分を反射し、前記第２光の第１偏光成分を透過し、前記第２光の第２偏光成分を反射する第２偏光分離素子と、
    入射する前記第１光を前記第１偏光分離素子に向けて反射する第１反射素子と、
    前記第２偏光分離素子にて反射された前記第１光の第１偏光成分を前記第２光に変換して、前記第２偏光分離素子に向けて出射する波長変換素子と、
    前記第１偏光分離素子から出射された前記第１光の第１偏光成分及び前記第２光の第２偏光成分を含む光を第３光と第４光とに分離する第１色分離素子と、
    前記第２偏光分離素子を透過した前記第２光を第５光と第６光とに分離する第２色分離素子と、
    前記第１光の光路において前記第１偏光分離素子と前記第１反射素子との間に設けられ、前記第１偏光分離素子から入射する前記第１光の第２偏光成分を前記第１光の第１円偏光に変換し、前記第１円偏光の回転方向とは回転方向が反対方向である前記第１光の第２円偏光を前記第１光の第１偏光成分に変換する第１位相差素子と、
    前記第２偏光分離素子と前記第２色分離素子との間に設けられ、前記第２偏光分離素子を透過した前記第２光の第１偏光成分を変換する第２位相差素子と、
    前記第１色分離素子によって分離された前記第３光の偏光成分を変換する第３位相差素子と、を備えることを特徴とする光源装置。

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