JP7463933B2 - 光源装置、プロジェクターおよび表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、光源装置、プロジェクターおよび表示装置に関する。

光源から射出された光を変調して画像情報に基づく画像光を生成し、生成された画像光を投射するプロジェクターが知られている。下記の特許文献１に、光源と、複数のダイクロイックミラーと、マイクロレンズアレイを有する液晶表示素子と、投射レンズと、を備えた投射型カラー画像表示装置が開示されている。投射型カラー画像表示装置は、光源から射出された白色光を互いに異なる色の複数の色光に分離し、分離された複数の色光のそれぞれを１つの液晶表示素子内の異な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。

上記の投射型カラー画像表示装置においては、光源から射出される白色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、およ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。光源から射出された白色光は、上記のダイクロイックミラーを通過することにより、進行方向が互いに異なる赤色光、緑色光、および青色光に分離される。赤色光、緑色光、および青色光は、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、およ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の投射型カラー画像表示装置では、白色光源としてハロゲンランプ、キセノンランプ等のランプ光源が採用され、光変調素子として液晶表示素子が採用されている。ランプ光源から射出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、液晶表示素子に入射される光は特定の偏光方向を有する直線偏光である必要がある。これに対し、液晶表示素子を均一に照明する手段として、白色光源から液晶表示素子までの間に、入射光を複数の部分光束に分割する一対のマルチレンズアレイと、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。この場合、光の入射方向に交差する方向に沿って交互に配列される複数の偏光分離層および複数の反射層と、偏光分離層を透過した光の光路、または、反射層で反射された光の光路のいずれかに設けられる位相差層と、を備える偏光変換素子が一般的に用いられる。

しかしながら、近年の小型化の要求に応じて、上記の投射型カラー画像表示装置を小型化する場合、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が難しい。このため、この種の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。このような課題から、ピッチが狭い偏光変換素子を用いることなく、空間的に異なる位置から複数の色光を射出できる光源装置の提供が求められている。

また、１枚の液晶パネルを備えたプロジェクター、いわゆる単板方式のプロジェクターは、赤色光、緑色光、および青色光のそれぞれを変調する３枚の液晶パネルを備えたプロジェクターに比べて、液晶パネルの各画素に照射される光のエネルギー密度が高くなる。特に青色光は、赤色光および緑色光に比べて、当該青色光が照射されるサブ画素において光照射による大きなダメージを及ぼす。そのため、液晶パネルの当該サブ画素がダメージを受け、液晶パネルの信頼性が低下するおそれがある。

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波長帯を有し、第１偏光方向に偏光する第１光と前記第１偏光方向とは異なる第２偏光方向に偏光する第１光とを含む光を射出する光源部と、前記光源部から第１方向に沿って入射される前記第１偏光方向に偏光する前記第１光を前記第１方向に透過し、前記第２偏光方向に偏光する前記第１光を前記第１方向と交差する第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方向に配置され、前記第１偏光分離素子から前記第１方向に沿って入射される前記第１偏光方向に偏光する前記第１光を前記第２偏光方向に偏光する前記第１光に変換する第１位相差素子と、前記第１位相差素子に対して前記第１方向に配置され、前記第１位相差素子から前記第１方向に沿って入射される前記第２偏光方向に偏光する前記第１光を前記第２方向に反射する第２偏光分離素子と、前記第１偏光分離素子および前記第２偏光分離素子から前記第２方向に沿って前記第２偏光方向に偏光する前記第１光が入射される第２位相差素子と、前記第２位相差素子から前記第２方向に沿って入射される前記第１光を拡散させて前記第２方向とは反対方向である第３方向に射出する拡散素子と、前記第２位相差素子から前記第２方向に沿って入射される前記第１光を波長変換して前記第１波長帯とは異なる第２波長帯を有する第２光を前記第３方向に射出する第１波長変換素子と、前記第１光の進行方向に沿う回転軸を中心として回転する基板と、を有する光変換装置と、を備え、前記拡散素子と前記第１波長変換素子とは、前記基板の一面における前記回転軸を中心とする同一円周上に並んで設けられ、前記第２位相差素子は、前記第１偏光分離素子と前記基板との間に設けられ、前記第２位相差素子は、前記第２偏光分離素子と前記基板との間に設けられ、前記第１偏光分離素子は、前記拡散素子から前記第３方向に沿って入射される前記第１光を前記第３方向に透過し、前記第１波長変換素子から前記第３方向に沿って入射される前記第２光を前記第３方向に透過し、前記第２偏光分離素子は、前記拡散素子から前記第３方向に沿って入射される前記第１光を前記第３方向に透過し、前記第１波長変換素子から前記第３方向に沿って入射される前記第２光を前記第３方向に透過する。

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。

本発明の一つの態様の表示装置は、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、を備え、前記光変調装置は、複数の画素を有する液晶パネルを有し、前記複数の画素のそれぞれは、第１サブ画素と、第２サブ画素と、を少なくとも有し、前記光源装置は、第１波長帯を有する第１光を射出し、前記第１波長帯とは異なる第２波長帯を有する第２光を射出し、前記第１光が前記第１サブ画素に入射し、前記第２光が前記第２サブ画素に入射する第１状態と、前記第１光が前記第２サブ画素に入射し、前記第２光が前記第１サブ画素に入射する第２状態と、を切り替える切替部を有する。

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実施形態の光源装置の斜視図である。 ＋Ｙ方向から見た光源装置の上段部分の構成を示す平面図であり、第１期間における光の振る舞いを示している。 ＋Ｙ方向から見た光源装置の上段部分の構成を示す平面図であり、第２期間における光の振る舞いを示している。 ＋Ｙ方向から見た光源装置の下段部分の構成を示す平面図である。 －Ｚ方向から見た光変換装置の正面図である。 マルチレンズ上の各色光の入射位置を示す模式図である。 光変調装置の拡大図である。 変形例の光源装置において、＋Ｚ方向から見た光変換装置の正面図である。 第２実施形態の光源装置において、＋Ｚ方向から見た光変換装置の正面図である。 第３実施形態の光源装置の斜視図である。 ＋Ｙ方向から見た光源装置の平面図であり、第１期間における光の振る舞いを示している。 ＋Ｙ方向から見た光源装置の平面図であり、第２期間における光の振る舞いを示している。 －Ｚ方向から見た光変換装置の正面図である。 －Ｘ方向から見た光源装置の側面図であり、第１期間における光の振る舞いを示している。 ＋Ｘ方向から見た光源装置の側面図であり、第１期間における光の振る舞いを示している。 ＋Ｙ方向から見た第４実施形態の光源装置の上段部分の構成を示す平面図である。 ＋Ｙ方向から見た第４実施形態の光源装置の下段部分の構成を示す平面図である。 ＋Ｚ方向から見た光変換装置の正面図である。

［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７を用いて説明する。
図１は、本実施形態のプロジェクター１の概略構成図である。
なお、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１は、光源装置２から射出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して投射する。換言すると、プロジェクター１は、光源装置２から射出された光を１つの液晶パネル６１を含む１つの光変調装置６により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、いわゆる、単板方式のプロジェクターである。

図１に示すように、プロジェクター１は、光源装置２と、均一化装置４と、偏光変換素子８と、フィールドレンズ５と、光変調装置６と、投射光学装置７と、を備える。光源装置２、均一化装置４、偏光変換素子８と、フィールドレンズ５、光変調装置６、および投射光学装置７は、照明光軸Ａｘに沿う所定の位置に配置されている。照明光軸Ａｘは、光源装置２から射出される光Ｌの主光線の進行方向に沿う軸と定義する。

光源装置２および均一化装置４の構成については、後で詳しく説明する。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から射出される光Ｌを平行化し、光変調装置６に導く。偏光変換素子８は、光源装置２から射出される光Ｌの一部の光束が入射する位置に設けられている。偏光変換素子８は、偏光変換素子８に入射する光束の偏光方向を他の光束の偏光方向に揃える。

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スクリーンなどの被投射面（図示略）上に投射する。投射光学装置７は、単数または複数の投射レンズを有する。

以下の説明においては、照明光軸Ａｘに沿って光源装置２から射出された光の進行方向に平行な軸をＺ軸とし、光の進行方向を＋Ｚ方向とする。また、Ｚ軸にそれぞれ直交し、かつ、互いに直交する２つの軸をＸ軸およびＹ軸とする。これらの軸に沿う方向のうち、プロジェクター１を設置した空間における鉛直方向上方を＋Ｙ方向とする。また、＋Ｙ方向が鉛直方向上方を向くように、＋Ｚ方向に沿って光が入射される対象物を見た場合の水平方向右方を＋Ｘ方向とする。図示を省略するが、＋Ｘ方向の反対方向を－Ｘ方向とし、＋Ｙ方向の反対方向を－Ｙ方向とし、＋Ｚ方向の反対方向を－Ｚ方向とする。
本実施形態の＋Ｘ方向は、特許請求の範囲の第１方向に対応する。本実施形態の－Ｚ方向は、特許請求の範囲の第２方向に対応する。本実施形態の＋Ｚ方向は、特許請求の範囲の第３方向に対応する。本実施形態の－Ｘ方向は、特許請求の範囲の第４方向に対応する。本実施形態の－Ｙ方向は、特許請求の範囲の第５方向に対応する。

［光源装置の構成］
図２は、本実施形態の光源装置２の斜視図である。図３は、＋Ｙ方向から見た光源装置２の上段部分の構成を示す平面図であり、第１期間における光の振る舞いを示している。図４は、＋Ｙ方向から見た光源装置２の上段部分の構成を示す平面図であり、第２期間における光の振る舞いを示している。図５は、＋Ｙ方向から見た光源装置２の下段部分の構成を示す平面図である。

図２～図５に示すように、光源装置２は、光変調装置６を照明する光Ｌを、照明光軸Ａｘに平行な方向、すなわち＋Ｚ方向に射出する。光源装置２が射出する光Ｌは、空間的に分離された位置から射出される複数の色光を含む。本実施形態では、光源装置２が射出する光Ｌは、青色光ＢＬｐ、赤色光ＲＬ、緑色光ＧＬｐ、および緑色光ＧＬｐからなる４本の光束で構成されている。

本実施形態のＰ偏光は、特許請求の範囲の第１偏光方向に偏光する光に相当する。本実施形態のＳ偏光は、特許請求の範囲の第２偏光方向に偏光する光に相当する。また、本実施形態のＰ偏光は、第１偏光分離素子２２、第２偏光分離素子２３、第１光学素子３５、および第２光学素子３６に対するＰ偏光である。本実施形態のＳ偏光は、第１偏光分離素子２２、第２偏光分離素子２３、第１光学素子３５、および第２光学素子３６に対するＳ偏光である。
なお、各図面においては、Ｐ偏光を破線の矢印で示し、Ｓ偏光を実線の矢印で示し、Ｐ偏光およびＳ偏光以外の偏光状態の光を１点鎖線の矢印で示す。

光源装置２は、光源部２１と、第１偏光分離素子２２と、第１位相差素子３７と、第２偏光分離素子２３と、第２位相差素子２４と、第１集光素子２５と、第２集光素子２７と、光変換装置３１と、第１光学素子３５と、第２光学素子３６と、第３集光素子５３と、第２波長変換素子５４と、第４位相差素子３０と、を備える。

［光源部の構成］
光源部２１は、第１偏光分離素子２２に入射される青色光ＢＬｓ，ＢＬｓと、第１光学素子３５に入射される励起光ＥＬｓと、を＋Ｘ方向に沿って射出する。光源部２１は、複数の第１発光素子２１１と、複数の第１コリメーターレンズ２１２と、回転位相差装置２１３と、複数の第２発光素子２１４と、複数の第２コリメーターレンズ２１５と、を有する。

第１発光素子２１１は、青色光ＢＬｓを射出する固体光源で構成されている。具体的には、第１発光素子２１１は、Ｓ偏光の青色光ＢＬｓを射出する半導体レーザーで構成されている。青色光ＢＬｓは、例えば４４０～４８０ｎｍの青色波長帯を有し、例えば４５０～４６０ｎｍの範囲内にピーク波長を有するレーザー光である。

図３および図４に示すように、複数の第１発光素子２１１は、Ｚ軸に沿って間隔をおいて配列されている。本実施形態の光源部２１は、２個の第１発光素子２１１を有しているが、第１発光素子２１１の数は限定されず、第１発光素子２１１の数は１個であってもよい。また、複数の第１発光素子２１１の配置も限定されない。また、第１発光素子２１１は、Ｓ偏光の青色光ＢＬｓを射出するように配置されているが、後述する回転位相差装置２１３によってＳ偏光とＰ偏光の光量比が任意に設定できるため、Ｐ偏光の青色光を射出するように配置されていてもよい。すなわち、第１発光素子２１１は、図３および図４に示す姿勢から射出光軸を中心として９０°回転していてもよい。

複数の第１コリメーターレンズ２１２は、複数の第１発光素子２１１と回転位相差装置２１３との間に設けられている。１つの第１コリメーターレンズ２１２は、１つの第１発光素子２１１に対応して設けられている。第１コリメーターレンズ２１２は、第１発光素子２１１から射出された光ＢＬｓを平行化する。

回転位相差装置２１３は、第３位相差素子２１３１と、回転装置２１３２と、を有する。第３位相差素子２１３１は、第３位相差素子２１３１に入射する光の進行方向に沿う回転軸、すなわち、Ｘ軸と平行な回転軸を中心として回転可能とされている。回転装置２１３２は、モーター等から構成され、第３位相差素子２１３１を回転させる。

第３位相差素子２１３１は、青色波長帯に対する１／２波長板または１／４波長板で構成されている。第３位相差素子２１３１に入射されたＳ偏光の青色光ＢＬｓの一部は、第３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、第３位相差素子２１３１を透過した青色光は、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。すなわち、第３位相差素子２１３１は、発光素子２１１から射出される青色光ＢＬｓが入射され、Ｓ偏光成分の青色光ＢＬｓとＰ偏光成分の青色光ＢＬｐとを含む青色光を射出する。
本実施形態のＰ偏光の青色光ＢＬｐは、特許請求の範囲の第１偏光方向に偏光する第１光に対応する。本実施形態のＳ偏光の青色光ＢＬｓは、特許請求の範囲の第２偏光方向に偏光する第１光に対応する。

回転装置２１３２によって第３位相差素子２１３１の回転角が調整されることにより、第３位相差素子２１３１を透過した光に含まれるＳ偏光の青色光ＢＬｓの光量とＰ偏光の青色光ＢＬｐの光量との割合が調整される。なお、青色光ＢＬｓの光量と青色光ＢＬｐの光量との割合を調整する必要がない場合には、第３位相差素子２１３１を回転させる回転装置２１３２は設けられていなくてもよい。その場合には、青色光ＢＬｓの光量と青色光ＢＬｐの光量との割合が予め設定された光量の割合になるように、第３位相差素子２１３１の回転角が設定された後、第３位相差素子２１３１の回転位置が固定される。

このようにして、光源部２１は、Ｓ偏光の青色光ＢＬｓとＰ偏光の青色光ＢＬｐとを含む青色光を射出する。なお、本実施形態では、複数の第１発光素子２１１の全てがＳ偏光の青色光ＢＬｓを射出する構成であるが、Ｓ偏光の青色光ＢＬｓを射出する発光素子２１１と、Ｐ偏光の青色光ＢＬｐを射出する発光素子２１１と、が混在していてもよい。この構成によれば、回転位相差装置２１３を省略することもできる。また、第１発光素子２１１は、半導体レーザーに代えて、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の他の固体光源から構成されていてもよい。

第２発光素子２１４は、励起光ＥＬｓを射出する固体光源で構成されている。具体的には、第２発光素子２１４は、Ｓ偏光の励起光ＥＬｓを射出する半導体レーザーで構成されている。励起光ＥＬｓは、例えば４４０～４８０ｎｍの励起波長帯を有し、例えば４５０～４６０ｎｍの範囲内にピーク波長を有するレーザー光である。本実施形態の場合、第１発光素子２１１の青色波長帯と第２発光素子２１４の励起波長帯とは、同一の波長帯である。この場合、第１発光素子２１１と第２発光素子２１４とで、同一の半導体レーザーを用いることができる。これにより、光源部２１の製作が容易になる。なお、第１発光素子２１１の青色波長帯と第２発光素子２１４の励起波長帯とは、第１波長変換素子２８および第２波長変換素子５４のそれぞれが含む蛍光体の励起波長に合わせて変えてもよく、互いに異なっていてもよい。

図５に示すように、複数の第２発光素子２１４は、Ｚ軸に沿って間隔をおいて配置されている。本実施形態の光源部２１は、２個の第２発光素子２１４を有しているが、第２発光素子２１４の数は限定されず、第２発光素子２１４の数は１個であってもよい。また、複数の第２発光素子２１４の配置も限定されない。なお、第１発光素子２１１の数と第２発光素子２１４の数とは互いに異なっていてもよいし、第１発光素子２１１の配置と第２発光素子２１４の配置とは互いに異なっていてもよい。

複数の第２コリメーターレンズ２１５は、複数の第２発光素子２１４と第１光学素子３５との間に設けられている。１つの第２コリメーターレンズ２１５は、１つの第２発光素子２１４に対応して設けられている。第２コリメーターレンズ２１５は、第２発光素子２１４から射出された光Ｌを平行化する。

第２発光素子２１４から射出される励起光ＥＬｓは、第１発光素子２１１とは異なり、第３位相差素子２１３１を通過しない。そのため、励起光ＥＬｓは、第２発光素子２１４の射出後から偏光状態が変化することなく、第１光学素子３５に入射する。本実施形態では、励起光ＥＬｓはＳ偏光であるが、励起光ＥＬｓの偏光方向は限定されない。また、第２発光素子２１４は、半導体レーザーに代えて、ＬＥＤ等の他の固体光源から構成されていてもよい。

［第１偏光分離素子の構成］
図３および図４に示すように、第１偏光分離素子２２は、光源部２１の第１発光素子２１１に対して＋Ｘ方向に配置されている。第１偏光分離素子２２には、光源部２１から射出されるＳ偏光の青色光ＢＬｓとＰ偏光の青色光ＢＬｐとを含む青色光が、＋Ｘ方向に沿って入射される。また、第１偏光分離素子２２には、光変換装置３１の拡散素子３２から射出される青色光ＢＬｐと、第１波長変換素子２８から射出される赤色光ＲＬとが、＋Ｚ方向に沿って入射される。

第１偏光分離素子２２は、第１偏光分離層２２１と、第１偏光分離層２２１を挟んで設けられる２つの第１基材２２２と、を有する。すなわち、第１偏光分離素子２２は、プリズム型の偏光分離素子で構成されている。具体的には、２つの第１基材２２２の各々は、略直角二等辺三角柱状の形状を有する。２つの第１基材２２２は、傾斜面同士が対向するように組み合わされ、全体として略直方体状に形成されている。第１偏光分離層２２１は、２つの第１基材２２２の傾斜面の間に設けられている。したがって、第１偏光分離層２２１は、Ｘ軸およびＺ軸に対して４５°傾斜している。言い換えると、第１偏光分離層２２１は、ＸＹ平面およびＹＺ平面に対して４５°傾斜している。

第１偏光分離層２２１は、青色波長帯の光に対して、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。また、第１偏光分離層２２１は、赤色波長帯の光を偏光状態に係わらず透過する特性を有する。したがって、第１偏光分離素子２２は、光源部２１から＋Ｘ方向に沿って入射されるＰ偏光の青色光ＢＬｐを＋Ｘ方向に透過し、光源部２１から＋Ｘ方向に沿って入射されるＳ偏光の青色光ＢＬｓを＋Ｘ方向と交差する－Ｚ方向に反射する。また、第１偏光分離素子２２は、拡散素子３２から＋Ｚ方向に沿って入射されるＰ偏光の青色光ＢＬｐを＋Ｚ方向に透過し、第１波長変換素子２８から＋Ｚ方向に沿って入射される赤色光ＲＬを＋Ｚ方向に透過する。

なお、第１偏光分離素子２２は、１枚の基材と、基材の１面または２面に設けられる光学膜と、から構成されていてもよい。すなわち、第１偏光分離素子２２は、プレート型の偏光分離素子から構成されていてもよい。

［第１位相差素子の構成］
第１位相差素子３７は、第１偏光分離素子２２に対して＋Ｘ方向に配置されている。換言すると、第１位相差素子３７は、Ｘ軸上において第１偏光分離素子２２と第２偏光分離素子２３との間に配置されている。第１位相差素子３７は、第１位相差素子３７に入射される青色光ＢＬｐが有する青色波長帯に対する１／２波長板で構成されている。したがって、第１位相差素子３７は、第１偏光分離素子２２から射出されるＰ偏光の青色光ＢＬｐをＳ偏光の青色光ＢＬｓに変換する。第１偏光分離素子２２から射出され、第１位相差素子３７によってＳ偏光に変換された青色光ＢＬｓは、第２偏光分離素子２３に入射する。

［第２偏光分離素子の構成］
第２偏光分離素子２３は、第１位相差素子３７に対して＋Ｘ方向に配置されている。第２偏光分離素子２３には、第１位相差素子３７から射出されるＳ偏光の青色光ＢＬｓが、＋Ｘ方向に沿って入射される。また、第２偏光分離素子２３には、光変換装置３１の拡散素子３２から射出される青色光ＢＬｐと、第１波長変換素子２８から射出される赤色光ＲＬとが、＋Ｚ方向に沿って入射される。

第２偏光分離素子２３は、第２偏光分離層２３１と、第２偏光分離層２３１を挟んで設けられる２つの第２基材２３２と、を有する。すなわち、第２偏光分離素子２３は、プリズム型の偏光分離素子で構成されている。具体的には、２つの第２基材２３２の各々は、略直角二等辺三角柱状の形状を有する。２つの第２基材２３２は、傾斜面同士が対向するように組み合わされ、全体として略直方体状に形成されている。第２偏光分離層２３１は、２つの第２基材２３２の傾斜面の間に設けられている。したがって、第２偏光分離層２３１は、Ｘ軸およびＺ軸に対して４５°傾斜している。言い換えると、第２偏光分離層２３１は、ＸＹ平面およびＹＺ平面に対して４５°傾斜している。

第２偏光分離層２３１は、青色波長帯の光に対して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。また、第２偏光分離層２３１は、赤色波長帯の光を偏光状態に係わらず透過する特性を有する。すなわち、第２偏光分離層２３１が有する特性と、第１偏光分離層２２１が有する特性とは、同じである。したがって、第２偏光分離素子２３は、第１位相差素子３７から＋Ｘ方向に沿って入射されるＳ偏光の青色光ＢＬｓを－Ｚ方向に反射する。また、第２偏光分離素子２３は、光変換装置３１の拡散素子３２から＋Ｚ方向に沿って入射されるＰ偏光の青色光ＢＬｐを＋Ｚ方向に透過し、第１波長変換素子２８から＋Ｚ方向に沿って入射される赤色光ＲＬを＋Ｚ方向に透過する。

なお、第２偏光分離素子２３は、１枚の基材と、基材の１面または２面に設けられる光学膜と、から構成されていてもよい。すなわち、第２偏光分離素子２３は、プレート型の偏光分離素子から構成されていてもよい。

［第２位相差素子の構成］
第２位相差素子２４は、第１偏光分離素子２２および第２偏光分離素子２３に対して－Ｚ方向に配置されている。すなわち、第２位相差素子２４は、Ｘ軸上において第１偏光分離素子２２と光変換装置３１の基板３４との間に配置されている。また、第２位相差素子２４は、Ｘ軸上において第２偏光分離素子２３と光変換装置３１の基板３４との間に配置されている。本実施形態の第２位相差素子２４は、第１偏光分離素子２２と第２偏光分離素子２３との－Ｚ方向に一体の部材として設けられているが、第１偏光分離素子２２に対して－Ｚ方向に位置する部分と、第２偏光分離素子２３に対して－Ｚ方向に位置する部分と、が分割された別体の部材で構成されていてもよい。

第２位相差素子２４は、第１偏光分離素子２２および第２偏光分離素子２３から－Ｚ方向に沿ってＳ偏光の青色光ＢＬｓがそれぞれ入射される。第２位相差素子２４は、第２位相差素子２４に入射される青色光ＢＬｓの青色波長帯に対する１／４波長板で構成されている。そのため、第１偏光分離素子２２から射出されるＳ偏光の青色光ＢＬｓは、第２位相差素子２４によって例えば右回りの円偏光の青色光ＢＬｃ１に変換された後、第１集光素子２５に向けて射出される。同様に、第２偏光分離素子２３から射出されるＳ偏光の青色光ＢＬｓは、第２位相差素子２４によって例えば右回りの円偏光の青色光ＢＬｃ１に変換された後、第２集光素子２７に向けて射出される。このように、第２位相差素子２４は、第１偏光分離素子２２および第２偏光分離素子２３から－Ｚ方向に沿ってＳ偏光の青色光ＢＬｓが入射され、青色光ＢＬｓの偏光状態を直線偏光から円偏光に変換する。

［第１集光素子の構成］
第１集光素子２５は、第２位相差素子２４を介して第１偏光分離素子２２に対して－Ｚ方向に配置されている。第１集光素子２５は、第２位相差素子２４から入射される青色光ＢＬｃ１を光変換装置３１の基板３４上に集束させる。また、第１集光素子２５は、光変換装置３１から射出される青色光ＢＬｃ２および赤色光ＲＬを平行化し、第２位相差素子２４に向けて射出する。本実施形態では、第１集光素子２５は、第１レンズ２５１と、第２レンズ２５２と、の２枚の凸レンズから構成されている。なお、第１集光素子２５を構成するレンズの数は、特に限定されない。

［第２集光素子の構成］
第２集光素子２７は、第２位相差素子２４を介して第２偏光分離素子２３に対して－Ｚ方向に配置されている。第２集光素子２７は、第２位相差素子２４から入射される青色光ＢＬｃ１を光変換装置３１の基板３４上に集束させる。また、第２集光素子２７は、光変換装置３１から射出される青色光ＢＬｃ２および赤色光ＲＬを平行化し、第２位相差素子２４に向けて射出する。本実施形態では、第２集光素子２７は、第１レンズ２７１と、第２レンズ２７２と、の２枚の凸レンズから構成されている。なお、第２集光素子２７を構成するレンズの数は、特に限定されない。

［光変換装置の構成］
光変換装置３１は、第１集光素子２５および第２集光素子２７に対して－Ｚ方向に配置されている。光変換装置３１は、基板３４と、回転装置３８と、拡散素子３２と、第１波長変換素子２８と、を有する。

基板３４は、＋Ｚ方向から見て円形の板材から構成され、第１集光素子２５および第２集光素子２７に対向する第１面３４ａと、第１面３４ａとは異なる第２面３４ｂと、を有する。回転装置３８は、モーター等から構成され、基板３４に入射する青色光ＢＬｃ１の進行方向に沿う回転軸Ｒｘを中心として基板３４を回転させる。

図６は、－Ｚ方向から見た光変換装置３１の正面図である。なお、図６において、－Ｚ方向から見た光変換装置３１を見たとき、実際には拡散素子３２と第１波長変換素子２８とは基板３４に隠れて見えないが、図面を見易くするため、拡散素子３２および第１波長変換素子２８を実線で描いている。

図６に示すように、基板３４の回転軸Ｒｘは、第１集光素子２５の光軸Ｃ１と第２集光素子２７の光軸Ｃ２とを結ぶ直線上に配置されている。基板３４の第１面３４ａのうち、回転軸Ｒｘを中心とする径方向において、回転軸Ｒｘから所定の距離離れた環状の領域を第１環状領域Ｄ１とし、第１環状領域Ｄ１よりも径方向内側に位置する環状の領域を第２環状領域Ｄ２とする。すなわち、第１環状領域Ｄ１と第２環状領域Ｄ２とは、回転軸Ｒｘを中心とする同心円である。また、回転軸Ｒｘを中心とする径方向において、第１環状領域Ｄ１と回転軸Ｒｘとの間の距離は、第２環状領域Ｄ２と回転軸Ｒｘとの間の距離よりも長い。換言すると、－Ｚ方向から見た平面視において、第２環状領域Ｄ２は、回転軸Ｒｘを中心とする全周にわたって第１環状領域Ｄ１の内側に設けられている。

第１環状領域Ｄ１は、第１集光素子２５の光軸Ｃ１を通り、基板３４が回転する際に、第１偏光分離素子２２から射出され、第２位相差素子２４および第１集光素子２５を介して基板３４に入射する青色光ＢＬｃ１が照射される環状の領域である。第２環状領域Ｄ２は、第２集光素子２７の光軸Ｃ２を通り、基板３４が回転する際に、第２偏光分離素子２３から射出され、第２位相差素子２４および第２集光素子２７を介して基板３４に入射する青色光ＢＬｃ１が照射される環状の領域である。

第１環状領域Ｄ１において、拡散素子３２と第１波長変換素子２８とは、交互に配置されている。本実施形態の場合、第１環状領域Ｄ１は、回転軸Ｒｘを中心として所定の中心角を有する４つの分割領域に分割され、４つの分割領域に対して拡散素子３２と第１波長変換素子２８とが交互に配置されている。同様に、第２環状領域Ｄ２は、回転軸Ｒｘを中心として所定の中心角を有する４つの分割領域に分割され、４つの分割領域に対して拡散素子３２と第１波長変換素子２８とが交互に配置されている。

また、回転軸Ｒｘを中心とする径方向において、第１環状領域Ｄ１の拡散素子３２の径方向内側に、第２環状領域Ｄ２の第１波長変換素子２８が配置されている。第１環状領域Ｄ１の第１波長変換素子２８の径方向内側には、第２環状領域Ｄ２の拡散素子３２が配置されている。すなわち、第１環状領域Ｄ１と第２環状領域Ｄ２とでは、拡散素子３２と第１波長変換素子２８とが互い違いに配置されている。なお、本実施形態では、第１環状領域Ｄ１および第２環状領域Ｄ２のそれぞれが４つの分割領域に分割されているが、第１環状領域Ｄ１および第２環状領域Ｄ２のそれぞれの分割数は、４に限らず、適宜変更してもよい。

この構成により、第１偏光分離素子２２から射出される青色光ＢＬｃ１は、第１環状領域Ｄ１において拡散素子３２と第１波長変換素子２８とに時間的に交互に入射する。第２偏光分離素子２３から射出される青色光ＢＬｃ１は、第２環状領域Ｄ２において第１波長変換素子２８と拡散素子３２とに時間的に交互に入射する。

具体的には、図３に示すように、第１偏光分離素子２２から射出される青色光ＢＬｃ１が第１環状領域Ｄ１の拡散素子３２に入射する第１期間においては、第２偏光分離素子２３から射出される青色光ＢＬｃ１は、第２環状領域Ｄ２の第１波長変換素子２８に入射する。また、図４に示すように、第１偏光分離素子２２から射出される青色光ＢＬｃ１が第１環状領域Ｄ１の第１波長変換素子２８に入射する第２期間においては、第２偏光分離素子２３から射出される青色光ＢＬｃ１は、第２環状領域Ｄ２の拡散素子３２に入射する。

拡散素子３２は、第１偏光分離素子２２および第２偏光分離素子２３から－Ｚ方向に沿って入射される青色光ＢＬｃ１を、第１波長変換素子２８から射出される赤色光ＲＬと同等の拡散角となるように拡散させ、拡散した青色光ＢＬｃ２を＋Ｚ方向に射出する。拡散素子３２は、例えば表面に凹凸構造が形成された金属層、または内部に気泡等の散乱材を含む透光層で構成される。

拡散素子３２は、できる限りランバート散乱に近い反射特性を持つことが好ましく、拡散素子３２に入射された青色光ＢＬｃ１を広角に反射する。拡散素子３２に入射した青色光ＢＬｃ１は、拡散素子３２で反射することにより、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。すなわち、右回りの円偏光の青色光ＢＬｃ１は、拡散素子３２によって左回りの円偏光の青色光ＢＬｃ２に変換される。

図３に示すように、第１期間において、第１環状領域Ｄ１の拡散素子３２から射出された青色光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、第２位相差素子２４に入射する。このとき、第１集光素子２５から第２位相差素子２４に入射される青色光ＢＬｃ２は、第２位相差素子２４によって、Ｐ偏光の青色光ＢＬｐに変換される。Ｐ偏光の青色光ＢＬｐは、第１偏光分離素子２２を＋Ｚ方向に透過し、第１偏光分離素子２２から射出される。

また、図４に示すように、第２期間において、第２環状領域Ｄ２の拡散素子３２から射出された青色光ＢＬｃ２は、第２集光素子２７を＋Ｚ方向に通過して平行化された後、第２位相差素子２４に入射する。このとき、第２集光素子２７から第２位相差素子２４に入射される青色光ＢＬｃ２は、第２位相差素子２４によって、Ｐ偏光の青色光ＢＬｐに変換される。Ｐ偏光の青色光ＢＬｐは、第２偏光分離素子２３を＋Ｚ方向に透過し、第２偏光分離素子２３から射出される。

第１波長変換素子２８は、青色光ＢＬｃ１が入射されることによって励起され、第１波長変換素子２８に入射した青色光ＢＬｃ１の波長帯とは異なる波長帯を有する赤色光ＲＬを、光の入射方向とは反対方向に射出する反射型の波長変換素子である。換言すると、第１波長変換素子２８は、第１波長変換素子２８に入射された光を波長変換し、波長変換された光を光の入射方向とは反対方向に射出する。
本実施形態の赤色光ＲＬは、特許請求の範囲の第２波長帯を有する第２光に対応する。

本実施形態では、第１波長変換素子２８は、青色光によって励起されて赤色光を射出する赤色蛍光体を含有する。赤色蛍光体として、例えば賦活剤としてＰｒ、Ｅｕ、Ｃｒのいずれかが分散された（Ｙ_１－ｘ，Ｇｄ_ｘ）_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２からなるＹＡＧ系蛍光体（Ｐｒ：ＹＡＧ，Ｅｕ：ＹＡＧ，Ｃｒ：ＹＡＧのいずれか）が用いられる。なお、賦活剤は、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｃｒから選ばれる一種が含まれていてもよいし、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｃｒから選ばれる複数種が含まれた共賦活の賦活剤であってもよい。赤色光ＲＬは、例えば６００～８００ｎｍの範囲内にピーク波長を含む波長帯を有する非偏光の光である。

図３に示すように、第１期間において、第２環状領域Ｄ２の第１波長変換素子２８から射出された赤色光ＲＬは、＋Ｚ方向に沿って第２集光素子２７を透過して平行化された後、第２位相差素子２４を透過し、第２偏光分離素子２３に入射する。＋Ｚ方向に沿って第２偏光分離素子２３に入射する赤色光ＲＬは、第２偏光分離素子２３を＋Ｚ方向に透過する。

また、図４に示すように、第２期間において、第１環状領域Ｄ１の第１波長変換素子２８から射出された赤色光ＲＬは、＋Ｚ方向に沿って第１集光素子２５を透過して平行化された後、第２位相差素子２４を透過し、第１偏光分離素子２２に入射する。＋Ｚ方向に沿って第１偏光分離素子２２に入射する赤色光ＲＬは、第１偏光分離素子２２を＋Ｚ方向に透過する。なお、図３および図４のいずれにおいても、赤色光ＲＬは、非偏光であるため、第２位相差素子２４を透過する際に非偏光の状態が変わることはない。

すなわち、第１期間においては、青色光ＢＬｐが第１偏光分離素子２２から＋Ｚ方向に射出され、赤色光ＲＬが第２偏光分離素子２３から＋Ｚ方向に射出される。第２期間においては、赤色光ＲＬが第１偏光分離素子２２から＋Ｚ方向に射出され、青色光ＢＬｐが第２偏光分離素子２３から＋Ｚ方向に射出される。本実施形態の場合、第１期間および第２期間の長さは、図６に示す基板３４が１回転する時間の１／４の長さである。また、第１期間および第２期間は、基板３４が回転している間、時間的に交互に繰り返される。このように、青色光ＢＬｐと赤色光ＲＬとは、第１偏光分離素子２２と第２偏光分離素子２３とから交互に入れ替わりながら射出される。

［第１光学素子の構成］
図５に示すように、第１光学素子３５は、光源部２１の第２発光素子２１４に対して＋Ｘ方向に配置されている。また、図２に示すように、第１光学素子３５は、第１偏光分離素子２２に対して－Ｙ方向に配置されている。第１光学素子３５には、第２発光素子２１４から射出される励起光ＥＬｓが、＋Ｘ方向に沿って入射される。また、第１光学素子３５には、第２光学素子３６から射出されるＳ偏光の緑色光ＧＬｓが、－Ｘ方向に沿って入射される。

第１光学素子３５は、第１光学層３５１と、第１光学層３５１を挟んで設けられる２つの第３基材３５２と、を有する。すなわち、第１光学素子３５は、プリズム型の光学素子で構成されている。具体的には、２つの第３基材３５２の各々は、略直角二等辺三角柱状の形状を有する。２つの第３基材３５２は、傾斜面同士が対向するように組み合わされ、全体として略直方体状に形成されている。第１光学層３５１は、２つの第３基材３５２の傾斜面の間に設けられている。したがって、第１光学層３５１は、Ｘ軸およびＺ軸に対して４５°傾斜している。言い換えると、第１光学層３５１は、ＸＹ平面およびＹＺ平面に対して４５°傾斜している。

第１光学層３５１は、青色波長帯の光を偏光方向に係わらず透過し、緑色波長帯の光に対しては少なくともＳ偏光を反射する特性を有する。したがって、第１光学層３５１は、青色波長帯の光を透過し、緑色波長帯の光を反射するダイクロイックミラーで構成することができる。したがって、第１光学素子３５は、光源部２１から＋Ｘ方向に沿って入射される励起光ＥＬｓを＋Ｘ方向に透過し、第２光学素子から－Ｘ方向に沿って入射されるＳ偏光の緑色光ＧＬｓを＋Ｚ方向に反射する。

なお、第１光学素子３５は、１枚の基材と、基材の１面または２面に設けられる光学膜と、から構成されていてもよい。すなわち、第１光学素子は、プレート型の光学素子から構成されていてもよい。

［第２光学素子の構成］
図５に示すように、第２光学素子３６は、第１光学素子３５に対して＋Ｘ方向に配置されている。また、図２に示すように、第２光学素子３６は、第２偏光分離素子２３に対して－Ｙ方向に配置されている。第２光学素子３６には、第１光学素子３５から射出される励起光ＥＬｓが、＋Ｘ方向に沿って入射される。また、第２光学素子３６には、第２波長変換素子５４から射出される緑色光ＧＬが、＋Ｚ方向に沿って入射される。

第２光学素子３６は、第２光学層３６１と、第２光学層３６１を挟んで設けられる２つの第４基材３６２と、を有する。すなわち、第２光学素子３６は、プリズム型の光学素子で構成されている。具体的には、２つの第４基材３６２の各々は、略直角二等辺三角柱状の形状を有する。２つの第４基材３６２は、傾斜面同士が対向するように組み合わされ、全体として略直方体状に形成されている。第２光学層３６１は、２つの第４基材３６２の傾斜面の間に設けられている。したがって、第２光学層３６１は、Ｘ軸およびＺ軸に対して４５°傾斜している。言い換えると、第２光学層３６１は、ＸＹ平面およびＹＺ平面に対して４５°傾斜している。

第２光学層３６１は、青色波長帯の光に対して少なくともＳ偏光を反射し、緑色波長帯の光に対しては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。したがって、第２光学素子３６は、第１光学素子３５から＋Ｘ方向に沿って入射される励起光ＥＬｓを－Ｚ方向に反射し、第２波長変換素子５４から＋Ｚ方向に沿って入射される緑色光ＧＬのうち、Ｐ偏光の緑色光ＧＬｐを＋Ｚ方向に透過し、Ｓ偏光の緑色光ＧＬｓを－Ｘ方向に反射する。
本実施形態のＰ偏光の緑色光ＧＬｐは、第１偏光方向に偏光する第３光に対応する。本実施形態のＳ偏光の緑色光ＧＬｓは、第２偏光方向に偏光する第３光に対応する。

なお、第２光学素子３６は、１枚の基材と、基材の１面または２面に設けられる光学膜と、から構成されていてもよい。すなわち、第２光学素子は、プレート型の光学素子から構成されていてもよい。

［第３集光素子の構成］
第３集光素子５３は、第２光学素子３６に対して－Ｚ方向に配置されている。第３集光素子５３は、第２光学素子３６から入射される励起光ＥＬｓを第２波長変換素子５４上に集束させる。また、第３集光素子５３は、第２波長変換素子５４から射出される緑色光ＧＬを平行化し、第２光学素子３６に向けて射出する。本実施形態では、第３集光素子５３は、第１レンズ５３１と、第２レンズ５３２と、の２枚の凸レンズから構成されている。なお、第３集光素子５３を構成するレンズの数は、特に限定されない。

［第２波長変換素子の構成］
第２波長変換素子５４は、第３集光素子５３に対して－Ｚ方向に配置されている。すなわち、第２波長変換素子５４は、第２光学素子３６に対して－Ｚ方向に配置されている。第２波長変換素子５４は、励起光ＥＬｓが入射されることによって励起され、励起光ＥＬｓの波長帯とは異なる波長帯を有する光を、励起光ＥＬｓの入射方向とは反対方向に射出する反射型の波長変換素子で構成されている。換言すると、第２波長変換素子５４は、入射された励起光ＥＬｓを波長変換し、波長変換された緑色光ＧＬを励起光ＥＬｓの入射方向とは反対方向に射出する。

第２波長変換素子５４は、青色波長帯を有する光によって励起されて緑色光を射出する緑色蛍光体を含有している。具体的には、第２波長変換素子５４は、例えばＬｕ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋系蛍光体、Ｙ_３Ｏ_４：Ｅｕ^２＋系蛍光体、（Ｂａ，Ｓｒ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋系蛍光体、Ｂａ_３Ｓｉ_６Ｏ_１２Ｎ_２：Ｅｕ^２＋系蛍光体、（Ｓｉ，Ａｌ）_６（Ｏ，Ｎ）_８：Ｅｕ^２＋系蛍光体等の蛍光体材料を含んでいる。第２波長変換素子５４から射出される緑色光ＧＬは、例えば５００～５７０ｎｍの範囲内にピーク波長を有する非偏光の緑色光である。
本実施形態の緑色光ＧＬは、特許請求の範囲の第３波長帯を有する第３光に対応する。

第２波長変換素子５４から射出された緑色光ＧＬは、＋Ｚ方向に沿って第３集光素子５３を透過して平行化された後、第２光学素子３６に入射する。本実施形態では、第２波長変換素子５４として、固定型の波長変換素子が用いられているが、この構成に代えて、Ｚ軸に平行な回転軸を中心として第２波長変換素子５４を回転させる回転装置を備える回転型の波長変換素子が用いられてもよい。この場合、第２波長変換素子５４の温度上昇が抑えられ、波長変換効率を高めることができる。

上述したように、第２光学素子３６の第２光学層３６１は、緑色波長帯の光に対する偏光分離特性を有する。このため、第２光学素子３６に入射した非偏光の緑色光ＧＬのうち、Ｓ偏光の緑色光ＧＬｓは、第２光学層３６１によって－Ｘ方向に反射され、第１光学素子３５に入射される。上述したように、第１光学素子３５の第１光学層３５１は、緑色波長帯の光に対して少なくともＳ偏光を反射する特性を有する。このため、第１光学素子３５に－Ｘ方向に沿って入射された緑色光ＧＬｓは、第１光学層３５１によって＋Ｚ方向に反射され、第１光学素子３５から射出される。

一方、第２光学素子３６に入射した非偏光の緑色光ＧＬのうち、Ｐ偏光の緑色光ＧＬｐは、第２光学層３６１を＋Ｚ方向に透過して、第２光学素子３６から射出される。

［第４位相差素子の構成］
第４位相差素子３０は、第１光学素子３５に対して＋Ｚ方向に配置されている。換言すると、第４位相差素子３０は、第１光学素子３５から射出される緑色光ＧＬｓの光路上に配置されている。第４位相差素子３０は、緑色光ＧＬｓが有する緑色波長帯に対する１／２波長板で構成されている。第４位相差素子３０は、第１光学素子３５から射出されるＳ偏光の緑色光ＧＬｓをＰ偏光の緑色光ＧＬｐに変換する。第４位相差素子３０によってＰ偏光に変換された緑色光ＧＬｐは、光源装置２から＋Ｚ方向に射出される。

以上の構成により、本実施形態の光源装置２においては、赤色光ＲＬ、青色光ＢＬｐ、緑色光ＧＬｐ、および緑色光ＧＬｐからなる４つの色光が空間的に分離され、互いに異なる位置から射出され、均一化装置４に入射される。具体的には、図３および図４に示すように、ＸＹ平面内において、赤色光ＲＬは、－Ｘ方向で＋Ｙ方向の位置、または＋Ｘ方向で＋Ｙ方向の位置から時間的に交互に射出される。青色光ＢＬｐは、＋Ｘ方向で＋Ｙ方向の位置、または－Ｘ方向で＋Ｙ方向の位置から時間的に交互に射出される。図５に示すように、２つの緑色光ＧＬｐは、－Ｘ方向で－Ｙ方向の位置、および＋Ｘ方向で－Ｙ方向の位置から常時射出される。

［均一化装置の構成］
図１に示すように、均一化装置４は、光源装置２から射出された光が照射される光変調装置６の画像形成領域における照度を均一化する。均一化装置４は、第１マルチレンズ４１と、第２マルチレンズ４２と、重畳レンズ４３と、を有する。

第１マルチレンズ４１は、光源装置２から入射される光Ｌの中心軸、すなわち、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。第１マルチレンズ４１は、複数のレンズ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７は、－Ｚ方向から見た第１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。
図７に示すように、光源装置２から射出された青色光ＢＬｐ、赤色光ＲＬ、緑色光ＧＬｐ、および緑色光ＧＬｐは、第１マルチレンズ４１に入射される。第１期間において、光源装置２における－Ｘ方向で＋Ｙ方向の位置から射出された青色光ＢＬｐは、第１マルチレンズ４１における－Ｘ方向で＋Ｙ方向の領域Ａ１に含まれる複数のレンズ４１１に入射される。また、第１期間において、光源装置２における＋Ｘ方向で＋Ｙ方向の位置から射出された赤色光ＲＬは、第１マルチレンズ４１における＋Ｘ方向で＋Ｙ方向の領域Ａ２に含まれる複数のレンズ４１１に入射される。第２期間においては、青色光ＢＬｐの入射位置と赤色光ＲＬの入射位置とが、上記第１期間の入射位置から互いに入れ替わる。

また、光源装置２における－Ｘ方向で－Ｙ方向の位置から射出された緑色光ＧＬｐは、第１マルチレンズ４１における－Ｘ方向で－Ｙ方向の領域Ａ３に含まれる複数のレンズ４１１に入射される。光源装置２における＋Ｘ方向で－Ｙ方向の位置から射出された緑色光ＧＬｐは、第１マルチレンズ４１における＋Ｘ方向で－Ｙ方向の領域Ａ４に含まれる複数のレンズ４１１に入射される。各レンズ４１１に入射された各色光は、複数の部分光束に変換され、第２マルチレンズ４２においてレンズ４１１に対応するレンズ４２１に入射する。

図１に示すように、第２マルチレンズ４２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るとともに、第１マルチレンズ４１の複数のレンズ４１１に対応した複数のレンズ４２１を有する。各レンズ４２１には、当該レンズ４２１に対向するレンズ４１１から射出された部分光束が入射される。各レンズ４２１は、部分光束を重畳レンズ４３に入射させる。

重畳レンズ４３は、第２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の画像形成領域において重畳させる。詳述すると、各々が複数の部分光束に分割された青色光ＢＬｐ、赤色光ＲＬ、緑色光ＧＬｐ、および緑色光ＧＬｐは、第２マルチレンズ４２と重畳レンズ４３とによって、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の各々に異なる角度で入射する。

また、第２マルチレンズ４２と重畳レンズ４３との間には、偏光変換素子８が設けられている。偏光変換素子８は、照明光軸Ａｘに対して＋Ｙ方向に配置されている。換言すると、偏光変換素子８は、光源装置２から射出される青色光ＢＬｐ、赤色光ＲＬ、緑色光ＧＬｐ、および緑色光ＧＬｐのうち、青色光ＢＬｐおよび赤色光ＲＬの光路上に配置されている。光源装置２から射出される４つの光束のうち、赤色光ＲＬを除く３つの光束はＰ偏光であり、赤色光ＲＬは非偏光である。そのため、偏光変換素子８を青色光ＢＬｐおよび赤色光ＲＬの光路上に設けることによって、赤色光ＲＬも、他の色光と同じＰ偏光に揃えることができる。

［光変調装置の構成］
図１に示すように、光変調装置６は、光源装置２から射出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から射出されて均一化装置４およ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、画像情報に応じた画像光を形成する。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８は、－Ｚ方向から見た光変調装置６の一部を拡大視した模式図である。換言すると、図８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、の対応関係を示している。
図８に示すように、液晶パネル６１は、照明光軸Ａｘ（Ｚ軸）に直交する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。

１つの画素ＰＸは、互いに異なる色の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内において、－Ｘ方向で＋Ｙ方向の位置に、第１サブ画素ＳＸ１が配置されている。－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。＋Ｘ方向で＋Ｙ方向の位置に、第３サブ画素ＳＸ３が配置されている。＋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］
図１に示すように、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方向に設けられている。マイクロレンズアレイ６２は、マイクロレンズアレイ６２に入射される複数の色光を個々の画素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。

図８に示すように、複数のマイクロレンズ６２１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、１つのマイクロレンズ６２１は、＋Ｘ方向に配列された２つのサブ画素と、＋Ｙ方向に配列された２つのサブ画素と、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、ＸＹ平面内に２行２列に配列された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には、均一化装置４によって重畳された青色光ＢＬｐ、赤色光ＲＬｐ、緑色光ＧＬｐ、および緑色光ＧＬｐがそれぞれ異なる角度で入射される。マイクロレンズ６２１は、マイクロレンズ６２１に入射される色光を、当該色光に対応するサブ画素ＳＸに入射させる。

具体的には、マイクロレンズ６２１は、第１期間において、当該マイクロレンズ６２１に対応する画素ＰＸの４個のサブ画素ＳＸのうち、第１サブ画素ＳＸ１に青色光ＢＬｐを入射させ、第２サブ画素ＳＸ２に赤色光ＲＬｐを入射させ、第３サブ画素ＳＸ３に緑色光ＧＬｐを入射させ、第４サブ画素ＳＸ４に緑色光ＧＬｐを入射させる。また、マイクロレンズ６２１は、第２期間においては、当該マイクロレンズ６２１に対応する画素ＰＸの４個のサブ画素ＳＸのうち、第１サブ画素ＳＸ１に赤色光ＲＬｐを入射させ、第２サブ画素ＳＸ２に青色光ＢＬｐを入射させ、第３サブ画素ＳＸ３に緑色光ＧＬｐを入射させ、第４サブ画素ＳＸ４に緑色光ＧＬｐを入射させる。

これにより、各サブ画素ＳＸ１～ＳＸ４に、当該サブ画素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それぞれ変調される。このとき、光変換装置３１によって、青色光ＢＬｐが第１サブ画素ＳＸ１に入射し、赤色光ＲＬｐが第２サブ画素ＳＸ２に入射する第１期間と、青色光ＢＬｐが第２サブ画素ＳＸ２に入射し、赤色光ＲＬｐが第１サブ画素ＳＸ１に入射する第２期間と、が時間的に切り替えられる。このように、液晶パネル６１によって変調された画像光は、投射光学装置７によって図示しないスクリーン等の被投射面上に投射される。

なお、本実施形態のプロジェクター１においては、第１サブ画素ＳＸ１および第２サブ画素ＳＸ２に入射する光が時間的に切り替わるため、液晶パネル６１の第１サブ画素ＳＸ１および第２サブ画素ＳＸ２に供給する画像信号を、第１サブ画素ＳＸ１および第２サブ画素ＳＸ２に入射する光の切り替えに連動させて時間的に切り替える。

［第１実施形態の効果］
特許文献１に記載された従来のプロジェクターにおいては、光源としてランプが用いられている。ランプから射出される光は偏光方向が揃っていないため、光変調装置として液晶パネルを用いるためには、偏光方向を揃えるための偏光変換手段が必要となる。プロジェクターには、マルチレンズアレイと偏光分離素子（ＰＢＳ）アレイとを備える偏光変換手段が一般的に用いられている。ところが、プロジェクターを小型化するために、ピッチが狭いマルチレンズアレイとＰＢＳアレイとが必要となるが、ピッチが狭いＰＢＳアレイの作製は非常に困難である。

この問題に対して、本実施形態の光源装置２は、青色波長帯を有し、Ｐ偏光の青色光ＢＬｐとＳ偏光の青色光ＢＬｓとを含む光を射出する光源部２１と、光源部２１から＋Ｘ方向に沿って入射されるＰ偏光の青色光ＢＬｐを＋Ｘ方向に透過し、Ｓ偏光の青色光ＢＬｓを－Ｚ方向に反射する第１偏光分離素子２２と、第１偏光分離素子２２に対して＋Ｘ方向に配置され、第１偏光分離素子２２から＋Ｘ方向に沿って入射されるＰ偏光の青色光ＢＬｐをＳ偏光の青色光ＢＬｓに変換する第１位相差素子３７と、第１位相差素子３７に対して＋Ｘ方向に配置され、第１位相差素子３７から＋Ｘ方向に沿って入射されるＳ偏光の青色光ＢＬｓを－Ｚ方向に反射する第２偏光分離素子２３と、第１偏光分離素子２２および第２偏光分離素子２３から－Ｚ方向に沿ってＳ偏光の青色光ＢＬｓが入射される第２位相差素子２４と、第２位相差素子２４から－Ｚ方向に沿って入射される青色光ＢＬｃ１を拡散させて＋Ｚ方向に射出する拡散素子３２と、第２位相差素子２４から－Ｚ方向に沿って入射される青色光ＢＬｃ１を波長変換して青色波長帯とは異なる赤色波長帯を有する赤色光ＲＬを＋Ｚ方向に射出する第１波長変換素子２８と、青色光ＢＬｃ１の進行方向に沿う回転軸Ｒｘを中心として回転する基板３４と、を有する光変換装置３１と、を備え、拡散素子３２と第１波長変換素子２８とは、基板３４の第１面３４ａにおける回転軸Ｒｘを中心とする同一円周上に並んで設けられ、第２位相差素子２４は、第１偏光分離素子２２と基板３４との間に設けられ、第２位相差素子２４は、第２偏光分離素子２３と基板３４との間に設けられ、第１偏光分離素子２２は、拡散素子３２から＋Ｚ方向に沿って入射される青色光ＢＬｐを＋Ｚ方向に透過し、第１波長変換素子２８から＋Ｚ方向に沿って入射される赤色光ＲＬを＋Ｚ方向に透過し、第２偏光分離素子２３は、拡散素子３２から＋Ｚ方向に沿って入射される青色光ＢＬｐを＋Ｚ方向に透過し、第１波長変換素子２８から＋Ｚ方向に沿って入射される赤色光ＲＬを＋Ｚ方向に透過する。

また、本実施形態の光源装置２は、第１偏光分離素子２２に対して－Ｙ方向に配置され、光源部２１から＋Ｘ方向に沿って入射される励起光ＥＬｓを＋Ｘ方向に透過する第１光学素子３５と、第１光学素子３５に対して＋Ｘ方向に配置され、第１光学素子３５から＋Ｘ方向に沿って入射される励起光ＥＬｓを－Ｚ方向に反射する第２光学素子３６と、第２光学素子３６に対して－Ｚ方向に配置され、第２光学素子３６から入射される励起光ＥＬｓを波長変換して緑色波長帯を有する緑色光ＧＬを＋Ｚ方向に射出する第２波長変換素子５４と、をさらに備え、第２光学素子３６は、第２波長変換素子５４から＋Ｚ方向に沿って緑色光ＧＬが入射され、Ｐ偏光の緑色光ＧＬｐを＋Ｚ方向に透過し、Ｓ偏光の緑色光ＧＬｓを－Ｘ方向に反射し、第１光学素子３５は、第２光学素子３６から－Ｘ方向に沿って入射されるＳ偏光の緑色光ＧＬｓを＋Ｚ方向に反射する。

本実施形態においては、青色光ＢＬｐ、赤色光ＲＬ、緑色光ＧＬｐ、および緑色光ＧＬｐの４つの色光が光変調装置６に入射する。この構成によれば、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、空間的に分離された複数の色光を射出可能な光源装置２を実現することができる。これにより、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、一般に単板方式のプロジェクターにおいては、赤色光、緑色光、および青色光のそれぞれを変調する３枚の液晶パネルを備えたプロジェクターに比べて、液晶パネルの各画素に照射される光のエネルギー密度が高くなる。特に青色光は、赤色光および緑色光に比べて、当該青色光が照射されるサブ画素において光照射による大きなダメージを及ぼす。そのため、液晶パネルの当該サブ画素がダメージを受け、液晶パネルの信頼性が低下するおそれがある。

この問題に対して、本実施形態のプロジェクター１は、光変調装置６の画素ＰＸを構成する４つのサブ画素ＳＸのうち、第１サブ画素ＳＸ１および第２サブ画素ＳＸ２に対して、青色光ＢＬｐと赤色光ＲＬとが時間的に交互に入れ替わって入射する構成を有しているため、１つのサブ画素ＳＸに対して青色光が連続的に入射することがない。これにより、青色光が特定のサブ画素ＳＸに連続的に照射されることによる液晶パネル６１のダメージが抑えられ、液晶パネル６１の信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態の光源装置２においては、拡散素子３２と第１波長変換素子２８とが基板３４の第１面３４ａにおける回転軸Ｒｘを中心とする同一円周上に並んで設けられている。そのため、青色光ＢＬｐと赤色光ＲＬとを時間的に交互に無駄なく射出させることができる。これにより、各色光の利用効率を高めることができる。

また、ＸＹ平面内において空間的に離れた位置に４つの色光を射出できる光源装置を検討する際、本実施形態と同様の光源部を用いることを前提とした上で、例えば第１偏光分離素子および第２偏光分離素子からなる２つの偏光分離素子を＋Ｘ方向に順次配置し、第１偏光分離素子に対して－Ｚ方向に拡散素子を配置し、第２偏光分離素子に対して－Ｚ方向に波長変換素子を配置し、拡散素子および波長変換素子から得られる４つの色光を＋Ｚ方向に射出させる構成を採用することも考えられる。以下、この光源装置を比較例の光源装置と称する。

比較例の光源装置においては、第１偏光分離素子で－Ｚ方向に反射したＳ偏光の青色光を拡散素子に入射させ、第１偏光分離素子を＋Ｘ方向に透過したＰ偏光の青色光を第２偏光分離素子で－Ｚ方向に反射させて波長変換素子に入射させる必要がある。すなわち、Ｐ偏光の青色光を第１偏光分離素子では透過させる一方、第２偏光分離素子では反射させる必要がある。

しかしながら、偏光分離素子で用いる偏光分離膜は、Ｓ偏光を反射させ、Ｐ偏光を透過させる特性を有することが一般的である。したがって、比較例の光源装置を実現する場合、Ｐ偏光の青色光を反射させる第２偏光分離素子を作製することが難しい。具体的には、上記の特性を実現するためには、第２偏光分離素子の偏光分離膜を構成する誘電体多層膜の層数を極めて多くする必要があり、誘電体多層膜の成膜が困難である。また、層数が非常に多い誘電体多層膜は、光の吸収が多いため、光の損失が発生する、という問題もある。

この問題に対し、本実施形態の光源装置２は、第１偏光分離素子２２と第２偏光分離素子２３との間に、青色波長帯に対する１／２波長板から構成される第１位相差素子３７を備えている。そのため、第１偏光分離素子２２から射出されるＰ偏光の青色光ＢＬｐは、第１位相差素子３７によってＳ偏光の青色光ＢＬｓに変換された後、第２偏光分離素子２３で反射し、光変換装置３１に入射する。

このように、本実施形態の光源装置２においては、第１偏光分離素子２２、第２偏光分離素子２３を構成する誘電体多層膜は、Ｐ偏光を反射させる、Ｓ偏光を透過させる等の特殊な特性が要求されないため、成膜が容易である。具体的には、誘電体多層膜の層数を少なくすることができるため、製造コストの低減および歩留まりの向上を図ることができる。また、光分離特性に優れた第１偏光分離素子２２および第２偏光分離素子２３を作製することができる。このように、本実施形態の光源装置２によれば、比較例の光源装置が有する上記の問題を解消することができる。

また、本実施形態の光源装置２は、第１偏光分離素子２２と光変換装置３１の基板３４との間、および第２偏光分離素子２３と光変換装置３１の基板３４との間に、－Ｚ方向に沿ってＳ偏光の青色光ＢＬｓが入射される第２位相差素子２４をさらに備えている。

この構成によれば、第１偏光分離素子２２および第２偏光分離素子２３から射出されたＳ偏光の青色光ＢＬｓを第２位相差素子２４によって円偏光の青色光ＢＬｃ１に変換した後、拡散素子３２から射出された円偏光の青色光ＢＬｃ２を第２位相差素子２４によってＰ偏光の青色光ＢＬｐに変換し、第１偏光分離素子２２および第２偏光分離素子２３を透過させることができる。これにより、拡散素子３２から射出された青色光ＢＬｃ２の利用効率を高めることができる。

また、本実施形態の光源装置２において、光源部２１は、青色波長帯を有する青色光ＢＬｓを射出する第１発光素子２１１と、励起波長帯を有する励起光ＥＬｓを射出する第２発光素子２１４と、を有している。

この構成によれば、第１発光素子２１１から射出される青色光ＢＬｓの一部は、光源装置２から射出される光Ｌを構成する１つの色光として寄与し、青色光ＢＬｓの他の一部は、第１波長変換素子２８を励起させるための励起光として寄与する。また、第２発光素子２１４から射出される励起光ＥＬｓは、第２波長変換素子５４を励起させるための励起光として寄与する。したがって、本実施形態のように、第１波長変換素子用の励起光を発する第１発光素子２１１と、第２波長変換素子用の励起光を発する第２発光素子２１４と、が別個に設けられることにより、各波長変換層の蛍光体を励起させるために最適な波長帯を有する発光素子を適宜選択することができる。

なお、青色光ＢＬｓの青色波長帯と励起光ＥＬｓの励起波長帯とが同一の波長帯である場合には、第１発光素子２１１と第２発光素子２１４とで同一仕様の半導体レーザーを用いることができる。これにより、光源装置２の構成を簡略化することができる。

また、本実施形態の光源装置２において、光源部２１は、青色波長帯を有する青色光ＢＬｓを射出する第１発光素子２１１と、第１発光素子２１１から射出される青色光ＢＬｓが入射され、Ｓ偏光の青色光ＢＬｓとＰ偏光の青色光ＢＬｐとを含む青色光を射出する第３位相差素子２１３１と、を有する。

この構成によれば、Ｐ偏光の青色光ＢＬｐとＳ偏光の青色光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。さらに、この構成によれば、複数の発光素子２１１から射出される光の偏光方向が同じでよいため、同一の固体光源を同一の向きに配置すればよく、光源部２１の構成を簡単にすることができる。

また、本実施形態の光源装置２において、第３位相差素子２１３１は、第３位相差素子２１３１に入射する青色光ＢＬｓの進行方向に沿う回転軸を中心として回転可能とされている。

この構成によれば、第３位相差素子２１３１の回転角を調整することによって、第１偏光分離素子２２に入射される青色光ＢＬｓの光量と青色光ＢＬｐの光量との割合を調整することができる。

本実施形態のプロジェクター１は、本実施形態の光源装置２と、光源装置２からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置６と、光変調装置６により変調された光を投射する投射光学装置７と、を備えている。

この構成によれば、小型で光利用効率に優れる単板方式のプロジェクター１を実現することができる。

また、本実施形態のプロジェクター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を備えている。

この構成によれば、光源装置２から射出される青色光ＢＬｐ、赤色光ＲＬ、緑色光ＧＬｐおよび、緑色光ＧＬｐによって光変調装置６を略均一に照明することができる。これにより、投射画像の色むらおよび輝度むらを抑制することができる。

また、本実施形態のプロジェクター１においては、光変調装置６が複数の画素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を備えている。

この構成によれば、光変調装置６に入射される４色の色光を、マイクロレンズ６２１によって液晶パネル６１の対応する４つのサブ画素ＳＸに入射させることができる。これにより、光源装置２から射出された各色光を各サブ画素ＳＸに効率良く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。

本実施形態のプロジェクター１は、光源装置２と、光源装置２からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置６と、を備え、光変調装置６は、複数の画素ＰＸを有する液晶パネル６１を有し、複数の画素ＰＸのそれぞれは、第１サブ画素ＳＸ１と、第２サブ画素ＳＸ２と、を少なくとも有し、光源装置２は、青色波長帯を有する青色光ＢＬｐを射出し、赤色波長帯を有する赤色光ＲＬを射出し、青色光ＢＬｐが第１サブ画素ＳＸ１に入射し、赤色光ＲＬが第２サブ画素ＳＸ２に入射する第１期間と、青色光ＢＬｐが第２サブ画素ＳＸ２に入射し、赤色光ＲＬが第１サブ画素ＳＸ１に入射する第２期間と、を時間的に切り替える光変換装置３１を有する。
なお、本実施形態のプロジェクターは、特許請求の範囲の表示装置に対応する。本実施形態の光変換装置３１は、特許請求の範囲の切替部に対応する。

この構成によれば、１つのサブ画素ＳＸに対して青色光が連続的に入射することがないため、青色光が特定のサブ画素ＳＸに連続的に照射されることによる液晶パネル６１のダメージが抑えられ、液晶パネル６１の信頼性を向上させることができる。

［変形例］
本実施形態の光源装置２は、以下の構成を有していてもよい。
図９は、変形例の光源装置１３において、＋Ｚ方向から見た光変換装置７１の正面図である。なお、図９において、上記実施形態で用いた図６と共通の構成要素には同一の符号を付す。また、図９において、－Ｚ方向から見た光変換装置７１を見たとき、実際には拡散素子３２と第１波長変換素子２８とは基板３４に隠れて見えないが、図面を見易くするため、拡散素子３２および第１波長変換素子２８を実線で描いている。

上記実施形態においては、図６に示すように、基板３４の回転軸Ｒｘは、第１集光素子２５の光軸Ｃ１と第２集光素子２７の光軸Ｃ２とを結ぶ直線上に配置されていた。これに対して、本変形例の光源装置１３においては、図９に示すように、基板３４の回転軸Ｒｘは、第１集光素子２５の光軸Ｃ１と第２集光素子２７の光軸Ｃ２とを結ぶ直線よりも＋Ｙ方向にずれた位置に配置されている。また、第１環状領域Ｄ１における拡散素子３２と第１波長変換素子２８との境界の位置と、第２環状領域Ｄ２における拡散素子３２と第１波長変換素子２８との境界の位置とは、回転軸Ｒｘを中心として周方向にずれている。

変形例の光源装置１３においても、青色光ＢＬｐと赤色光ＲＬとを時間的に交互に入れ替えつつ射出することができる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図１０を用いて説明する。
第２実施形態の光源装置およびプロジェクターの基本構成は第１実施形態と同様であり、波長変換素子の構成が第１実施形態と異なる。そのため、本実施形態では、光源装置およびプロジェクターの全体説明は省略する。
図１０は、第２実施形態の光源装置１４において、＋Ｚ方向から見た光変換装置７２の正面図である。
図１０において、第１実施形態で用いた図面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。また、図１０において、－Ｚ方向から見た光変換装置７２を見たとき、実際には拡散素子３２、第１波長変換素子２８、および第２波長変換素子７３は基板３４に隠れて見えないが、図面を見易くするため、拡散素子３２、第１波長変換素子２８、および第２波長変換素子７３を実線で描いている。

第１実施形態において、拡散素子３２と第１波長変換素子２８とは、基板３４上に設けられ、第２波長変換素子５４は、基板３４とは別個に設けられていた。これに対して、本実施形態においては、第２波長変換素子７３は、拡散素子３２および第１波長変換素子２８とともに基板３４上に設けられている。

図１０に示すように、本実施形態の光変換装置７２において、基板３４の第１面３４ａのうち、回転軸Ｒｘを中心とする径方向において回転軸Ｒｘから所定の距離離れた環状の領域を第１環状領域Ｄ１とし、第１環状領域Ｄ１よりも径方向内側に位置する環状の領域を第２環状領域Ｄ２とし、第１環状領域Ｄ１よりも径方向外側に位置する環状の領域を第３環状領域Ｄ３とする。すなわち、第１環状領域Ｄ１と第２環状領域Ｄ２と第３環状領域Ｄ３とは、回転軸Ｒｘを中心とする同心円である。また、回転軸Ｒｘを中心とする径方向において、第１環状領域Ｄ１と回転軸Ｒｘとの間の距離は、第２環状領域Ｄ２と回転軸Ｒｘとの間の距離よりも長い。また、第３環状領域Ｄ３と回転軸Ｒｘとの間の距離は、第１環状領域Ｄ１と回転軸Ｒｘとの間の距離よりも長い。換言すると、－Ｚ方向から見た平面視において、第２環状領域Ｄ２は、回転軸Ｒｘを中心とする全周にわたって第１環状領域Ｄ１の内側に設けられている。第１環状領域Ｄ１は、回転軸Ｒｘを中心とする全周にわたって第３環状領域Ｄ３の内側に設けられている。

第１環状領域Ｄ１は、第１集光素子２５の光軸Ｃ１を通り、基板３４が回転する際に、第１偏光分離素子２２から射出され、第２位相差素子２４および第１集光素子２５を介して基板３４に入射する青色光ＢＬｃ１が照射される環状の領域である。また、第２環状領域Ｄ２は、第２集光素子２７の光軸Ｃ２を通り、基板３４が回転する際に、第２偏光分離素子２３から射出され、第２位相差素子２４および第２集光素子２７を介して基板３４に入射する青色光ＢＬｃ１が照射される環状の領域である。また、第３環状領域Ｄ３は、第３集光素子５３の光軸Ｃ３を通り、基板３４が回転する際に、第２光学素子３６から射出され、第３集光素子５３を介して基板３４に入射する励起光ＥＬｓが照射される環状の領域である。

第１環状領域Ｄ１および第２環状領域Ｄ２の構成は、第１実施形態と略同様である。すなわち、第１環状領域Ｄ１において、拡散素子３２と第１波長変換素子２８とは、回転軸Ｒｘを中心とする周方向に沿って交互に配置されている。第２環状領域Ｄ２において、拡散素子３２と第１波長変換素子２８とは、回転軸Ｒｘを中心とする周方向に沿って交互に配置されている。また、第３環状領域Ｄ３には、回転軸Ｒｘを中心とする周方向に沿う全周にわたって、第２波長変換素子５５が設けられている。第２波長変換素子５５は、第１実施形態の第２波長変換素子５４と同様、励起光ＥＬｓを波長変換して緑色光ＧＬを射出する緑色蛍光体を含んでいる。すなわち、回転軸Ｒｘを中心とする径方向において、第２波長変換素子５５と回転軸Ｒｘとの間の距離は、拡散素子３２および第１波長変換素子２８と回転軸Ｒｘとの間の距離よりも長い。
光源装置１４のその他の構成は、第１実施形態の光源装置２の構成と同様である。

上記の構成により、第１偏光分離素子２２から射出される青色光ＢＬｃ１は、第１環状領域Ｄ１において拡散素子３２と第１波長変換素子２８とに時間的に交互に入射する。第２偏光分離素子２３から射出される青色光ＢＬｃ１は、第２環状領域Ｄ２において第１波長変換素子２８と拡散素子３２とに時間的に交互に入射する。第２光学素子３６から射出される励起光ＥＬｓは、第３環状領域Ｄ３の第２波長変換素子５５に常時入射する。

［第２実施形態の効果］
本実施形態においても、ピッチが狭い偏光変換素子を用いることなく、偏光方向が揃えられた複数の色光を射出可能な光源装置１４を実現できる、光源装置１４およびプロジェクター１の小型化が図れる、光変調装置６を構成する液晶パネル６１の信頼性を向上させることができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。

また、本実施形態の光源装置１４において、第２波長変換素子５５は、基板３４の第１面３４ａに設けられ、回転軸Ｒｘを中心とする径方向において、第２波長変換素子５５と回転軸Ｒｘとの間の距離は、拡散素子３２および第１波長変換素子２８と回転軸Ｒｘとの間の距離よりも長い。

この構成によれば、光変換装置７２とは別体の第２波長変換素子を設ける必要がないため、光源装置１４の構成を簡略化することができる。また、第２波長変換素子５５が基板３４上に環状に形成され、励起光ＥＬｓの照射位置が第２波長変換素子５５上を移動するため、第２波長変換素子５５の温度上昇が抑えられ、第２波長変換素子５５の波長変換効率および信頼性を向上させることができる。

［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図１１～図１６を用いて説明する。
第３実施形態のプロジェクターの基本構成は第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、本実施形態では、プロジェクターの全体説明は省略する。
図１１は、本実施形態の光源装置１５の斜視図である。図１２は、＋Ｙ方向から見た光源装置１５の平面図であり、第１期間における光の振る舞いを示す。図１３は、＋Ｙ方向から見た光源装置１５の平面図であり、第２期間における光の振る舞いを示す。図１４は、－Ｚ方向から見た光変換装置６５の正面図である。図１５は、－Ｘ方向から見た光源装置１５の側面図であり、第１期間における光の振る舞いを示す。図１６は、＋Ｘ方向から見た光源装置１５の側面図であり、第１期間における光の振る舞いを示す。
図１１～図１６において、第１実施形態で用いた図面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。なお、図１４において、－Ｚ方向から見た光変換装置６５を見たとき、実際には拡散素子７５、第１波長変換素子７６、および第２波長変換素子７７は基板３４に隠れて見えないが、図面を見易くするため、拡散素子７５、第１波長変換素子７６、および第２波長変換素子７７を実線で描いている。

図１１に示すように、本実施形態の光源装置１５は、空間的に互いに異なる位置から射出される赤色光ＲＬ、青色光ＢＬｐ、緑色光ＧＬ１、および緑色光ＧＬ０の４本の光束からなる光Ｌを射出する。

図１１～図１６に示すように、光源装置１５は、光源部２０と、第１偏光分離素子６３と、第１位相差素子３７と、第２偏光分離素子６４と、第２位相差素子２４と、第１集光素子２５と、第２集光素子２７と、光変換装置６５と、第１色分離素子２９と、第２色分離素子３３と、を備える。

本実施形態のＰ偏光は、特許請求の範囲の第１偏光方向に偏光する光に相当する。本実施形態のＳ偏光は、特許請求の範囲の第２偏光方向に偏光する光に相当する。また、後述するように、第１偏光分離素子６３および第２偏光分離素子６４と、第１色分離素子２９および第２色分離素子３３とでは、偏光または色光を分離する膜の向きが異なっている。したがって、本実施形態におけるＰ偏光およびＳ偏光という表記は、第１偏光分離素子６３および第２偏光分離素子６４に対する偏光方向で表しており、第１色分離素子２９および第２色分離素子３３に対する偏光方向としては逆になる。

すなわち、第１偏光分離素子６３および第２偏光分離素子６４に対するＰ偏光は、第１色分離素子２９および第２色分離素子３３に対するＳ偏光である。第１偏光分離素子６３および第２偏光分離素子６４に対するＳ偏光は、第１色分離素子２９および第２色分離素子３３に対するＰ偏光である。ただし、偏光が入射する素子に応じて一つの光の名称を変えると、説明が混乱するおそれがあるため、以下では、Ｐ偏光およびＳ偏光を、これらの偏光が入射する素子によって偏光の名称を変えることなく、第１偏光分離素子６３および第２偏光分離素子６４に対する偏光方向として表記する。
また、各図面においては、Ｐ偏光を破線の矢印で示し、Ｓ偏光を実線の矢印で示し、Ｐ偏光およびＳ偏光以外の偏光状態の光を１点鎖線の矢印で示す。

［光源部の構成］
光源部２０は、第１偏光分離素子６３に入射される青色光ＢＬｓ，ＢＬｓを＋Ｘ方向に沿って射出する。光源部２０は、複数の第１発光素子２１１と、複数の第１コリメーターレンズ２１２と、回転位相差装置２１３と、を有する。すなわち、本実施形態の光源部２０は、第２波長変換素子５４を励起させる励起光を射出する第２発光素子２１４を有していない。

第１発光素子２１１、第１コリメーターレンズ２１２、および回転位相差装置２１３の構成は、第１実施形態と同様である。ただし、本実施形態においては、後述するように、第１波長変換素子７６に含まれる蛍光体は、第１実施形態における第１波長変換素子２８の蛍光体とは異なる。したがって、本実施形態で用いられる蛍光体に合わせて、第１発光素子２１１から射出される光の波長帯を、第１実施形態における第１発光素子２１１から射出される光の波長帯とは異ならせてもよい。

［第１偏光分離素子の構成］
第１偏光分離素子６３は、光源部２０の第１発光素子２１１に対して＋Ｘ方向に配置されている。第１偏光分離素子６３には、光源部２０から射出されるＳ偏光の青色光ＢＬｓとＰ偏光の青色光ＢＬｐとを含む青色光が、＋Ｘ方向に沿って入射される。また、第１偏光分離素子６３には、光変換装置６５の拡散素子７５から射出される青色光ＢＬｐと、第２波長変換素子７７から射出される緑色光ＧＬ０と、第１波長変換素子７６から射出される黄色光ＹＬとが、＋Ｚ方向に沿って入射される。

第１偏光分離素子６３の基本構成は、第１実施形態の第１偏光分離素子２２の基本構成と同様である。第１偏光分離素子６３は、第１偏光分離層６３１と、第１基材６３２と、を有する。ただし、第１偏光分離素子６３に入射する光の波長帯の違いに伴って、第１偏光分離層６３１の特性は、第１実施形態における第１偏光分離層２２１の特性とは異なる。すなわち、第１偏光分離層６３１は、青色波長帯の光に対してＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する偏光分離特性を有し、緑色波長帯と赤色波長帯とを含む波長帯の光を偏光方向に係わらず透過する特性を有する。

したがって、第１偏光分離素子６３は、光源部２０から＋Ｘ方向に沿って入射されるＰ偏光の青色光ＢＬｐを＋Ｘ方向に透過し、光源部２０から＋Ｘ方向に沿って入射されるＳ偏光の青色光ＢＬｓを＋Ｘ方向と交差する－Ｚ方向に反射する。また、第１偏光分離素子６３は、光変換装置６５の拡散素子７５から＋Ｚ方向に沿って入射される青色光ＢＬｐを＋Ｚ方向に透過し、第２波長変換素子７７から＋Ｚ方向に沿って入射される緑色光ＧＬを＋Ｚ方向に透過し、第１波長変換素子７６から＋Ｚ方向に沿って入射される黄色光ＹＬを＋Ｚ方向に透過する。

なお、第１偏光分離素子６３は、１枚の基材と、基材の１面または２面に設けられる光学膜と、から構成されていてもよい。すなわち、第１偏光分離素子６３は、プレート型の偏光分離素子から構成されていてもよい。

［第２偏光分離素子の構成］
第２偏光分離素子６４は、第１位相差素子３７に対して＋Ｘ方向に配置されている。第２偏光分離素子６４には、第１位相差素子３７から射出されるＳ偏光の青色光ＢＬｓが、＋Ｘ方向に沿って入射される。また、第２偏光分離素子６４には、光変換装置６５の拡散素子７５から射出される青色光ＢＬｐと、第２波長変換素子７７から射出される緑色光ＧＬ０と、第１波長変換素子７６から射出される黄色光ＹＬとが、＋Ｚ方向に沿って入射される。

第２偏光分離素子６４の基本構成は、第１実施形態の第２偏光分離素子２３の基本構成と同様である。第２偏光分離素子６４は、第２偏光分離層６４１と、第２基材６４２と、を有する。ただし、第１偏光分離素子６３と同様、第２偏光分離素子６４に入射する光の波長帯の違いに伴って、第２偏光分離層６４１の特性は、第１実施形態における第２偏光分離層２３１の特性とは異なる。すなわち、第２偏光分離層６４１は、緑色波長帯と赤色波長帯とを含む波長帯の光を偏光方向に係わらず透過する特性を有する。

したがって、第２偏光分離素子６４は、第１位相差素子３７から＋Ｘ方向に沿って入射されるＳ偏光の青色光ＢＬｓを＋Ｘ方向と交差する－Ｚ方向に反射する。また、第２偏光分離素子６４は、光変換装置６５の拡散素子７５から＋Ｚ方向に沿って入射される青色光ＢＬｐを＋Ｚ方向に透過し、第２波長変換素子７７から＋Ｚ方向に沿って入射される緑色光ＧＬを＋Ｚ方向に透過し、第１波長変換素子７６から＋Ｚ方向に沿って入射される黄色光ＹＬを＋Ｚ方向に透過する。

なお、第２偏光分離素子６４は、１枚の基材と、基材の１面または２面に設けられる光学膜と、から構成されていてもよい。すなわち、第２偏光分離素子６４は、プレート型の偏光分離素子から構成されていてもよい。

［光変換装置の構成］
図１４に示すように、本実施形態の光変換装置６５において、基板３４の第１面３４ａには、第１環状領域Ｄ１と、第１環状領域Ｄ１よりも径方向内側に位置する第２環状領域Ｄ２と、が設けられている。第１環状領域Ｄ１には、第１偏光分離素子６３から射出され、第２位相差素子２４および第１集光素子２５を介して入射する青色光ＢＬｃ１が照射される。また、第２環状領域Ｄ２には、第２偏光分離素子６４から射出され、第２位相差素子２４および第２集光素子２７を介して入射する青色光ＢＬｃ１が照射される。

本実施形態の場合、第１環状領域Ｄ１は、回転軸Ｒｘを中心とした所定の中心角を有する４つの分割領域に分割されている。互いに隣り合う２つの分割領域の一方を第１分割領域ＤＢ１とし、他方を第２分割領域ＤＢ２とすると、第１分割領域ＤＢ１に拡散素子７５と第２波長変換素子７７とが設けられ、第２分割領域ＤＢ２には第１波長変換素子７６が設けられている。すなわち、第１波長変換素子７６と第２波長変換素子７７とは、回転軸Ｒｘを中心とする基板３４の同一円周上に並んで設けられている。また、回転軸Ｒｘを中心とする基板３４の同一円周上において、拡散素子７５と第２波長変換素子７７とが設けられた第１分割領域ＤＢ１と、第１波長変換素子７６が設けられた第２分割領域ＤＢ２と、が並んで設けられている。

第１分割領域ＤＢ１において、複数の拡散素子７５は分散して設けられ、第２波長変換素子７７は複数の拡散素子７５の周囲を取り囲んで設けられている。換言すると、複数の拡散素子７５は、第２波長変換素子７７の形成領域の内側に分散して設けられている。複数の拡散素子７５は、第１実施形態の拡散素子３２と同様の構成を有し、拡散素子７５に入射する青色光ＢＬｃ１を拡散させる。また、第２波長変換素子７７は、緑色蛍光体を含み、第２波長変換素子７７に入射する青色光ＢＬｃ１を波長変換して緑色光ＧＬ０を射出する。

一方、第２分割領域ＤＢ２に設けられた第１波長変換素子７６は、黄色蛍光体を含み、第１波長変換素子７６に入射する青色光ＢＬｃ１を波長変換して黄色光ＹＬを射出する。具体的には、第１波長変換素子７６は、例えば賦活剤としてセリウム（Ｃｅ）を含有するイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系蛍光体を含んでいる。第１波長変換素子７６は、第１波長変換素子７６に入射される青色光ＢＬｃ１の青色波長帯よりも長い緑色波長帯と赤色波長帯とを含む波長帯を有する蛍光、すなわち、黄色光ＹＬを射出する。黄色光ＹＬは、例えば５００～６５０ｎｍの波長帯を有する。黄色光ＹＬは、緑色波長帯と赤色波長帯とを含む波長帯を有する光である。
本実施形態の黄色光ＹＬは、特許請求の範囲の第２波長帯を有する第２光に対応する。

第２環状領域Ｄ２の構成は、第１環状領域Ｄ１の構成と同様である。すなわち、第２環状領域Ｄ２には、回転軸Ｒｘを中心とする基板３４の同一円周上において、拡散素子７５と第２波長変換素子７７とが設けられた第１分割領域ＤＢ１と、第１波長変換素子７６が設けられた第２分割領域ＤＢ２と、が並んで設けられている。

また、回転軸Ｒｘを中心とする径方向において、第１環状領域Ｄ１の第１分割領域ＤＢ１の径方向内側に第２環状領域Ｄ２の第２分割領域ＤＢ２が配置され、第１環状領域Ｄ１の第２分割領域ＤＢ２の径方向内側には第２環状領域Ｄ２の第１分割領域ＤＢ１が配置されている。すなわち、第１環状領域Ｄ１と第２環状領域Ｄ２とでは、第１分割領域ＤＢ１と第２分割領域ＤＢ２とが互い違いに配置されている。なお、本実施形態では、第１環状領域Ｄ１および第２環状領域Ｄ２のそれぞれが４つの分割領域に分割されているが、第１環状領域Ｄ１および第２環状領域Ｄ２のそれぞれの分割数は、４に限らず、適宜変更してもよい。

この構成により、第１偏光分離素子６３から射出される青色光ＢＬｃ１は、第１環状領域Ｄ１において第１分割領域ＤＢ１と第２分割領域ＤＢ２とに時間的に交互に入射する。第２偏光分離素子６４から射出される青色光ＢＬｃ１は、第２環状領域Ｄ２において第２分割領域ＤＢ２と第１分割領域ＤＢ１とに時間的に交互に入射する。図１２に示すように、第１偏光分離素子６３から射出される青色光ＢＬｃ１が第１環状領域Ｄ１の第１分割領域ＤＢ１に入射する第１期間においては、第２偏光分離素子６４から射出される青色光ＢＬｃ１は、第２環状領域Ｄ２の第２分割領域ＤＢ２に入射する。図１３に示すように、第１偏光分離素子６３から射出される青色光ＢＬｃ１が第１環状領域Ｄ１の第２分割領域ＤＢ２に入射する第２期間においては、第２偏光分離素子６４から射出される青色光ＢＬｃ１は、第２環状領域Ｄ２の第１分割領域ＤＢ１に入射する。

したがって、第１期間においては、図１２に示すように、第１環状領域Ｄ１から、拡散素子７５で生成される青色光ＢＬｃ２と、第２波長変換素子７７で生成される緑色光ＧＬ０と、が同時に射出される。青色光ＢＬｃ２および緑色光ＧＬ０は、第１集光素子２５を＋Ｚ方向に通過して平行化された後、第２位相差素子２４に入射する。このとき、第１集光素子２５から第２位相差素子２４に入射される青色光ＢＬｃ２は、第２位相差素子２４によって、Ｐ偏光の青色光ＢＬｐに変換される。Ｐ偏光の青色光ＢＬｐは、第１偏光分離素子６３を＋Ｚ方向に透過し、第１偏光分離素子６３から射出される。また、緑色光ＧＬ０は、非偏光であるため、第２位相差素子２４に入射しても偏光状態に変化がなく、第１偏光分離素子６３を＋Ｚ方向に透過し、第１偏光分離素子６３から射出される。このようにして、青色光ＢＬｐと緑色光ＧＬ０とは、第１偏光分離素子６３から射出される。

一方、第１期間において、第２環状領域Ｄ２から、第１波長変換素子７６で生成される黄色光ＹＬが射出される。黄色光ＹＬは、第２集光素子２７を＋Ｚ方向に通過して平行化された後、第２位相差素子２４に入射する。黄色光ＹＬは、非偏光であるため、第２位相差素子２４に入射しても偏光状態に変化がなく、第２偏光分離素子６４を＋Ｚ方向に透過し、第２偏光分離素子６４から射出される。

また、第２期間においては、図１３に示すように、第１偏光分離素子６３から射出される光と、第２偏光分離素子６４から射出される光とが、第１期間とは入れ替わる。すなわち、黄色光ＹＬは、第１偏光分離素子６３から射出され、青色光ＢＬｐと緑色光ＧＬ０とを含む光は、第２偏光分離素子６４から射出される。このように、青色光ＢＬｐと緑色光ＧＬ０とを含む光と、赤色光ＲＬとは、第１偏光分離素子６３と第２偏光分離素子６４とから時間的に交互に入れ替わりながら射出される。

［第１色分離素子の構成］
図１５は、－Ｘ方向から見た光源装置１５の側面図である。すなわち、図１５は、第１色分離素子２９を－Ｘ方向から見た状態を示している。図１６は、＋Ｘ方向から見た光源装置１５の側面図である。すなわち、図１６は、第２色分離素子３３を＋Ｘ方向から見た状態を示している。図１５および図１６においては、図面を見やすくするため、図１１に示した構成要素のうち、回転位相差装置２１３、第２位相差素子２４、第１集光素子２５、光変換装置６５等の図示を省略している。図１５および図１６では、第１期間における光の振る舞いを示す。

図１５に示すように、第１色分離素子２９は、第１偏光分離素子６３に対して＋Ｚ方向に配置されている。また、図１６に示すように、第２色分離素子３３は、第２偏光分離素子６４に対して＋Ｚ方向に配置されている。また、互いに異なる波長帯を有する２つの光、すなわち、青色光ＢＬｐと緑色光ＧＬ０とを含む光と、黄色光ＹＬと、が第１偏光分離素子６３と第２偏光分離素子６４とから時間的に交互に射出されるため、第１色分離素子２９と第２色分離素子３３とは、互いに同じ特性を有している。

第１色分離素子２９は、ダイクロイックプリズム２９１と、反射プリズム２９２と、を有する。ダイクロイックプリズム２９１と反射プリズム２９２とは、Ｙ軸に沿って並んで配置されている。第１色分離素子２９は、第１期間においては、第１偏光分離素子６３から＋Ｚ方向に射出される光を、青色波長帯を有する青色光ＢＬｐと、緑色波長帯を有する緑色光ＧＬ０と、に分離する。また、第１色分離素子２９は、第２期間においては、第１偏光分離素子６３から＋Ｚ方向に射出される黄色光ＹＬを、赤色波長帯を有する赤色光ＲＬと、緑色波長帯を有する緑色光ＧＬ１と、に分離する。
本実施形態の青色波長帯を有する青色光ＢＬｐは、特許請求の範囲の第１波長帯を有する第３光に対応する。本実施形態の緑色波長帯を有する緑色光ＧＬ０は、特許請求の範囲の第３波長帯を有する第４光に対応する。本実施形態の緑色波長帯を有する緑色光ＧＬ１は、特許請求の範囲の第４波長帯を有する第５光に対応する。本実施形態の赤色波長帯を有する赤色光ＲＬは、特許請求の範囲の第５波長帯を有する第６光に対応する。

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つの基材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から構成されている。２つの基材の界面には、色分離層２９１１が設けられている。色分離層２９１１は、Ｙ軸およびＺ軸に対して４５°傾斜している。換言すると、色分離層２９１１は、ＸＹ平面およびＸＺ平面に対して４５°傾斜している。なお、ダイクロイックプリズムに代えて、ダイクロイックミラーを採用してもよい。

色分離層２９１１は、色分離層２９１１に入射する光のうち、緑色波長帯を有する光を反射させ、緑色波長帯以外の波長帯を有する色光を透過するダイクロイック膜で構成されている。このため、第１期間において、ダイクロイックプリズム２９１に＋Ｚ方向に沿って青色光ＢＬｐと緑色光ＧＬ０とを含む光が入射した際には、緑色光ＧＬ０を－Ｙ方向に反射させ、青色光ＢＬｐを＋Ｚ方向に透過させる。青色光ＢＬｐは、ダイクロイックプリズム２９１の外部に射出され、図１に示す均一化装置４に入射する。また、第２期間において、ダイクロイックプリズム２９１に＋Ｚ方向に沿って黄色光ＹＬが入射した際には、緑色光ＧＬ１を－Ｙ方向に反射させ、赤色光ＲＬを＋Ｚ方向に透過させる。赤色光ＲＬは、ダイクロイックプリズム２９１の外部に射出され、図１に示す均一化装置４に入射する。

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方向に配置されている。反射プリズム２９２は、略直角二等辺三角柱状の２つの基材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る。２つの基材の界面には、反射層２９２１が設けられている。

反射層２９２１は、ダイクロイックプリズム２９１から－Ｙ方向に沿って入射される光を＋Ｚ方向に反射する。反射層２９２１によって反射された光は、反射プリズム２９２から＋Ｚ方向に射出される。したがって、反射プリズム２９２は、第１期間において、－Ｙ方向に沿って反射プリズム２９２に入射する緑色光ＧＬ０を＋Ｚ方向に反射する。また、反射プリズム２９２は、第２期間において、－Ｙ方向に沿って反射プリズム２９２に入射する緑色光ＧＬ１を＋Ｚ方向に反射する。なお、反射プリズム２９２に代えて、反射ミラーを採用してもよい。

［第２色分離素子の構成］
図１６に示すように、第２色分離素子３３は、ダイクロイックプリズム３３１と、反射プリズム３３２と、を有する。ダイクロイックプリズム３３１と反射プリズム３３２とは、Ｙ軸に沿って並んで配置されている。第２色分離素子３３は、第１期間においては、第２偏光分離素子６４から＋Ｚ方向に射出される黄色光ＹＬを、赤色波長帯を有する赤色光ＲＬと、緑色波長帯を有する緑色光ＧＬ１と、に分離する。また、第２色分離素子３３は、第２期間においては、第２偏光分離素子６４から＋Ｚ方向に射出される光を、青色波長帯を有する青色光ＢＬｐと、緑色波長帯を有する緑色光ＧＬ０と、に分離する。

ダイクロイックプリズム３３１は、略直角二等辺三角柱状の２つの基材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から構成されている。２つの基材の界面には、色分離層３３１１が設けられている。色分離層３３１１は、色分離層３３１１に入射する光のうち、緑色波長帯を有する光を反射させ、緑色波長帯以外の波長帯を有する色光を透過するダイクロイック膜で構成されている。このため、第１期間において、ダイクロイックプリズム３３１に＋Ｚ方向に沿って黄色光ＹＬが入射した際には、緑色光ＧＬ１を－Ｙ方向に反射させ、赤色光ＲＬを＋Ｚ方向に透過させる。赤色光ＲＬは、ダイクロイックプリズム３３１の外部に射出され、図１に示す均一化装置４に入射する。また、第２期間において、ダイクロイックプリズム３３１に＋Ｚ方向に沿って青色光ＢＬｐと緑色光ＧＬ０とを含む光が入射した際には、緑色光ＧＬ０を－Ｙ方向に反射させ、青色光ＢＬｐを＋Ｚ方向に透過させる。青色光ＢＬｐは、ダイクロイックプリズム２９１の外部に射出され、図１に示す均一化装置４に入射する。

反射プリズム３３２は、ダイクロイックプリズム３３１に対して－Ｙ方向に配置されている。反射プリズム３３２は、略直角二等辺三角柱状の２つの基材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る。２つの基材の界面には、反射層３３２１が設けられている。

反射層３３２１は、ダイクロイックプリズム３３１から－Ｙ方向に沿って入射される光を＋Ｚ方向に反射する。反射層３３２１によって反射された光は、反射プリズム３３２から＋Ｚ方向に射出される。したがって、反射プリズム３３２は、第１期間において、－Ｙ方向に沿って反射プリズム３３２に入射する緑色光ＧＬ１を＋Ｚ方向に反射する。また、反射プリズム３３２は、第２期間において、－Ｙ方向に沿って反射プリズム３３２に入射する緑色光ＧＬ０を＋Ｚ方向に反射する。

本実施形態の光源装置１５は、上記の構成により、青色光ＢＬｐ、緑色光ＧＬ０、赤色光ＲＬ、および緑色光ＧＬ１からなる４つの色光が空間的に分離され、互いに異なる位置から射出される。具体的には、ＸＹ平面内において、第１期間では、光源装置１５における－Ｘ方向で＋Ｙ方向の位置から射出された赤色光ＲＬは、第１マルチレンズ４１における－Ｘ方向で＋Ｙ方向の領域Ａ１に含まれる複数のレンズ４１１に入射される。光源装置１５における＋Ｘ方向で＋Ｙ方向の位置から射出された青色光ＢＬｐは、第１マルチレンズ４１における＋Ｘ方向で＋Ｙ方向の領域Ａ２に含まれる複数のレンズ４１１に入射される。光源装置１５における－Ｘ方向で－Ｙ方向の位置から射出された緑色光ＧＬ１は、第１マルチレンズ４１における－Ｘ方向で－Ｙ方向の領域Ａ３に含まれる複数のレンズ４１１に入射される。光源装置１５における＋Ｘ方向で－Ｙ方向の位置から射出された緑色光ＧＬ０は、第１マルチレンズ４１における＋Ｘ方向で－Ｙ方向の領域Ａ４に含まれる複数のレンズ４１１に入射される。

第２期間においては、赤色光ＲＬの入射位置と青色光ＢＬｐの入射位置とが、上記第１期間での入射位置から互いに入れ替わる。また、緑色光ＧＬ１の入射位置と緑色光ＧＬ０の入射位置とが、上記第１期間での入射位置から互いに入れ替わる。緑色光ＧＬ０は、緑色蛍光体から射出された緑色光であり、緑色光ＧＬ１は、黄色蛍光体から射出された黄色光から分離されて得られた緑色光である。そのため、緑色光ＧＬ０と緑色光ＧＬ１とは、互いに同じ波長帯を有していてもよいし、互いに異なる波長帯を有していてもよい。

［第３実施形態の効果］
本実施形態においても、ピッチが狭い偏光変換素子を用いることなく、偏光方向が揃えられた複数の色光を射出可能な光源装置１５を実現できる、光源装置１５およびプロジェクター１の小型化が図れる、光変調装置６を構成する液晶パネル６１の信頼性を向上させることができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。

また、本実施形態の光源装置１５は、第２位相差素子２４から－Ｚ方向に沿って入射される青色光ＢＬｃ１を波長変換して緑色波長帯を有する緑色光ＧＬ０を＋Ｚ方向に射出する第２波長変換素子７７をさらに備え、第１波長変換素子７６と第２波長変換素子７７とは、回転軸Ｒｘを中心とする基板３４の同一円周上に並んで設けられ、回転軸Ｒｘを中心とする基板３４の同一円周上において、拡散素子７５と第２波長変換素子７７とが設けられた第１分割領域ＤＢ１と、第１波長変換素子７６が設けられた第２分割領域ＤＢ２と、が並んで設けられている。

この構成によれば、光源部２０から射出される青色光ＢＬｐ，ＢＬｓを偏光方向によって２つの青色光に分割し、一方の青色光を第１波長変換素子７６に入射させ、他方の青色光を第２波長変換素子７７に入射させることができる。そのため、第２波長変換素子７７に入射させる励起光を射出する第２発光素子を用いる必要がなく、光源部２０の構成を第１実施形態の光源部２１に比べて簡略化することができる。

また、本実施形態の光源装置１５は、第１偏光分離素子６３に対して＋Ｚ方向に配置され、第１期間において、第１偏光分離素子６３から射出される光を、青色波長帯を有する青色光ＢＬｐと、緑色波長帯を有する緑色光ＧＬ０と、に分離し、第２期間において、第１偏光分離素子６３から射出される黄色光ＹＬを、緑色波長帯を有する緑色光ＧＬ１と、赤色波長帯を有する赤色光ＲＬと、に分離する第１色分離素子２９と、第２偏光分離素子６４に対して＋Ｚ方向に配置され、第１期間において、第２偏光分離素子６４から射出される黄色光ＹＬを、緑色波長帯を有する緑色光ＧＬ１と、赤色波長帯を有する赤色光ＲＬと、に分離し、第２期間において、第２偏光分離素子６４から射出される光を、青色波長帯を有する青色光ＢＬｐと、緑色波長帯を有する緑色光ＧＬ０と、に分離する第２色分離素子３３と、をさらに備える。

この構成によれば、第１偏光分離素子６３と第２偏光分離素子６４とからＸ軸に沿って互いに離れた位置から射出される２つの光束のそれぞれを、第１色分離素子２９と第２色分離素子３３とによってＹ軸に沿って互いに離れた位置から射出される２つの光束に分離することができる。これにより、本実施形態の光源装置１５は、ＸＹ平面内において空間的に互いに離れた位置から４つの色光を射出することができる。

［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について、図１７～図１９を用いて説明する。
第４実施形態のプロジェクターの基本構成は第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、本実施形態では、プロジェクターの全体説明は省略する。
図１７は、＋Ｙ方向から見た本実施形態の光源装置１６の上段部分の構成を示す平面図である。図１８は、＋Ｙ方向から見た光源装置１６の下段部分の構成を示す平面図である。図１９は、＋Ｚ方向から見た光変換装置の正面図である。
図１７～図１９において、以前の実施形態で用いた図面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１７および図１８に示すように、本実施形態の光源装置１６は、光源部２１と、第１偏光分離素子８１と、第１位相差素子３７と、第２偏光分離素子８２と、第１光学素子８３と、第２光学素子８４と、第２位相差素子２４と、第１集光素子２５と、第２集光素子２７と、第３集光素子５３と、光変換装置８６と、第４位相差素子８７と、を備える。光源部２１の構成は、第１実施形態と同様である。

［光変換装置の構成］
図１９に示すように、本実施形態の光変換装置８６においては、基板３４の第１面３４ａに、第１環状領域Ｄ１、第２環状領域Ｄ２、第３環状領域Ｄ３が設けられている。第１環状領域Ｄ１には、第１偏光分離素子８１から射出され、第２位相差素子２４および第１集光素子２５を介して基板３４に入射する青色光ＢＬｃ１が照射される。第２環状領域Ｄ２には、第２偏光分離素子８２から射出され、第２位相差素子２４および第２集光素子２７を介して基板３４に入射する青色光ＢＬｃ１が照射される。第３環状領域Ｄ３は、第２光学素子８４から射出され、第３集光素子５３を介して基板３４に入射する励起光ＥＬｓが照射される。

本実施形態の場合、基板３４の周方向の特定の位置を基準として時計回りに見たとき、第１環状領域Ｄ１においては、拡散素子３２、第１波長変換素子２８、第２波長変換素子７７、および第１波長変換素子２８がこの順に設けられている。第２環状領域Ｄ２においては、第２波長変換素子７７、拡散素子３２、第１波長変換素子２８、および拡散素子３２がこの順に設けられている。第３環状領域Ｄ３においては、第１波長変換素子２８、第２波長変換素子７７、拡散素子３２、および第２波長変換素子７７がこの順に設けられている。

上記構成の基板３４に対して光源部２１からの光を照射した場合、第１期間では、第１偏光分離素子８１からの青色光ＢＬｃ１は、第１環状領域Ｄ１上の拡散素子３２に入射し、第２偏光分離素子８２からの青色光ＢＬｃ１は、第２環状領域Ｄ２上の第１波長変換素子２８に入射し、第２光学素子８４からの励起光ＥＬｓは、第３環状領域Ｄ３上の第２波長変換素子７７に入射する。

第１期間の次の第２期間では、第１偏光分離素子８１からの青色光ＢＬｃ１は、第１環状領域Ｄ１上の第１波長変換素子２８に入射し、第２偏光分離素子８２からの青色光ＢＬｃ１は、第２環状領域Ｄ２上の第２波長変換素子７７に入射し、第２光学素子８４からの励起光ＥＬｓは、第３環状領域Ｄ３上の拡散素子３２に入射する。

第２期間の次の第３期間では、第１偏光分離素子８１からの青色光ＢＬｃ１は、第１環状領域Ｄ１上の拡散素子３２に入射し、第２偏光分離素子８２からの青色光ＢＬｃ１は、第２環状領域Ｄ２上の第１波長変換素子２８に入射し、第２光学素子８４からの励起光ＥＬｓは、第３環状領域Ｄ３上の第２波長変換素子７７に入射する。

第３期間の次の第４期間では、第１偏光分離素子８１からの青色光ＢＬｃ１は、第１環状領域Ｄ１上の第２波長変換素子７７に入射し、第２偏光分離素子８２からの青色光ＢＬｃ１は、第２環状領域Ｄ２上の拡散素子３２に入射し、第２光学素子８４からの励起光ＥＬｓは、第３環状領域Ｄ３上の第１波長変換素子２８に入射する。以降、第１期間に戻り、このサイクルを繰り返す。

［第１偏光分離素子の構成］
第１偏光分離素子８１の第１偏光分離層８１１は、青色波長帯を有する光に対して、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する偏光分離特性を有し、青色波長帯以外の波長帯を有する光を偏光状態に係わらず透過する特性を有する。したがって、第１偏光分離素子８１は、光源部２１から＋Ｘ方向に沿って入射されるＰ偏光の青色光ＢＬｐを＋Ｘ方向に透過し、光源部２１から＋Ｘ方向に沿って入射されるＳ偏光の青色光ＢＬｓを－Ｚ方向に反射する。また、第１偏光分離素子８１は、拡散素子３２から＋Ｚ方向に沿って入射される青色光ＢＬｐを＋Ｚ方向に透過し、第１波長変換素子２８から＋Ｚ方向に沿って入射される赤色光ＲＬを＋Ｚ方向に透過し、第２波長変換素子７７から＋Ｚ方向に沿って入射される緑色光ＧＬを＋Ｚ方向に透過する。

［第２偏光分離素子の構成］
第２偏光分離素子８２の第２偏光分離層８２１は、青色波長帯を有する光に対して、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する偏光分離特性を有し、青色波長帯以外の波長帯を有する光を偏光状態に係わらず透過する特性を有する。したがって、第２偏光分離素子８２は、第１位相差素子３７から＋Ｘ方向に沿って入射されるＳ偏光の青色光ＢＬｓを－Ｚ方向に反射する。また、第２偏光分離素子８２は、拡散素子３２から＋Ｚ方向に沿って入射される青色光ＢＬｐを＋Ｚ方向に透過し、第１波長変換素子２８から＋Ｚ方向に沿って入射される赤色光ＲＬを＋Ｚ方向に透過し、第２波長変換素子７７から＋Ｚ方向に沿って入射される緑色光ＧＬを＋Ｚ方向に透過する。

［第１光学素子の構成］
第１光学素子８３の第１光学層８３１は、青色波長帯を有する光を偏光状態に係わらず透過し、青色波長帯以外の波長帯を有する光を偏光状態に係わらず反射する特性を有する。すなわち、第１光学層８３１は、ダイクロイック層で構成することができる。これにより、第１光学素子８３は、光源部２１から＋Ｘ方向に沿って入射される励起光ＥＬｓを＋Ｘ方向に透過する。また、第１光学素子８３は、第２光学素子８４から－Ｘ方向に沿って入射されるＳ偏光の青色光ＢＬｓを－Ｘ方向に透過し、第２光学素子８４から－Ｘ方向に沿って入射される赤色光ＲＬを＋Ｚ方向に反射し、第２光学素子８４から－Ｘ方向に沿って入射される緑色光ＧＬを＋Ｚ方向に反射する。

［第２光学素子の構成］
第２光学素子８４の第２光学層８４１は、青色波長帯を有する光に対してＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する偏光分離特性を有し、青色波長帯以外の波長帯、すなわち、緑色波長帯と赤色波長帯とを含む波長帯を有する光に対して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。すなわち、第２光学層８４１は、可視帯域全域に対応する偏光分離層で構成することができる。これにより、第２光学素子８４は、第１位相差素子３７から＋Ｘ方向に沿って入射されるＳ偏光の励起光ＥＬｓを－Ｚ方向に反射する。また、第２光学素子８４は、拡散素子３２から＋Ｚ方向に沿って入射されるＰ偏光の青色光ＢＬｐを＋Ｚ方向に透過し、第１波長変換素子２８から＋Ｚ方向に沿って入射される赤色光ＲＬのうち、Ｐ偏光の赤色光ＲＬｐを＋Ｚ方向に透過し、Ｓ偏光の赤色光ＲＬｓを－Ｘ方向に反射し、第２波長変換素子７７から＋Ｚ方向に沿って入射される緑色光ＧＬのうち、Ｐ偏光の緑色光ＧＬｐを＋Ｚ方向に透過し、Ｓ偏光の緑色光ＧＬｓを－Ｘ方向に反射する。

以上の構成により、第１期間においては、第１偏光分離素子８１から青色光ＢＬｐが射出されて第１サブ画素ＳＸ１に入射し、第２偏光分離素子８２から赤色光ＲＬが射出されて第２サブ画素ＳＸ２に入射し、第１光学素子８３から緑色光ＧＬｐが射出されて第３サブ画素ＳＸ３に入射し、第２光学素子８４から緑色光ＧＬｐが射出されて第４サブ画素ＳＸ４に入射する。

次に、第２期間においては、第１偏光分離素子８１から赤色光ＲＬが射出されて第１サブ画素ＳＸ１に入射し、第２偏光分離素子８２から緑色光ＧＬが射出されて第２サブ画素ＳＸ２に入射し、第１光学素子８３から青色光ＢＬｐが射出されて第３サブ画素ＳＸ３に入射し、第２光学素子８４からは光が射出されない。

次に、第３期間においては、第１偏光分離素子８１から青色光ＢＬｐが射出されて第１サブ画素ＳＸ１に入射し、第２偏光分離素子８２から赤色光ＲＬが射出されて第２サブ画素ＳＸ２に入射し、第１光学素子８３から緑色光ＧＬｓが射出されて第３サブ画素ＳＸ３に入射し、第２光学素子８４から緑色光ＧＬｐが射出されて第４サブ画素ＳＸ４に入射する。

次に、第４期間においては、第１偏光分離素子８１から緑色光ＧＬが射出されて第１サブ画素ＳＸ１に入射し、第２偏光分離素子８２から青色光ＢＬｐが射出されて第２サブ画素ＳＸ２に入射し、第１光学素子８３から赤色光ＲＬｓが射出されて第３サブ画素ＳＸ３に入射し、第２光学素子８４から赤色光ＲＬｐが射出されて第４サブ画素ＳＸ４に入射する。以降、第１期間に戻り、このサイクルを繰り返す。

なお、第１光学素子８３から射出される光の光路上に、緑色波長帯と赤色波長帯とを含む波長帯に対する１／２波長板から構成される第４位相差素子８７が設けられている。そのため、第１光学素子８３から射出されるＳ偏光の緑色光ＧＬｓおよび赤色光ＲＬｓは、Ｐ偏光の緑色光ＧＬｐおよび赤色光ＲＬｐに変換される。

［第４実施形態の効果］
本実施形態においても、ピッチが狭い偏光変換素子を用いることなく、偏光方向が揃えられた複数の色光を射出可能な光源装置１６を実現できる、光源装置１６およびプロジェクター１の小型化が図れる、光変調装置を構成する液晶パネルの信頼性を向上させることができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。

第１～第３実施形態の光源装置においては、液晶パネル６１の１つの画素ＰＸを構成する４つのサブ画素ＳＸのうち、２つのサブ画素ＳＸに入射する色光が、青色光とその他の色光とで互いに入れ替わる構成を有していた。これに対して、本実施形態の光源装置１６においては、液晶パネル６１の１つの画素ＰＸを構成する４つのサブ画素ＳＸに対して、３色の色光が順次入れ替わりつつ入射する構成を有している。この構成においても、青色光が特定のサブ画素ＳＸに連続的に照射されることによる液晶パネル６１のダメージが抑えられ、液晶パネル６１の信頼性を向上させることができる。

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。
例えば上記実施形態では、第１波長変換素子が赤色蛍光体を含み、第２波長変換素子が緑色蛍光体を含む構成を示したが、この構成に代えて、第１波長変換素子が緑色蛍光体を含み、第２波長変換素子が赤色蛍光体を含んでいてもよい。

また、上記実施形態において、光源装置は、第１集光素子２５および第２集光素子２７を備えている。しかしながら、この構成に限らず、第１集光素子２５および第２集光素子２７のうち少なくとも一方の集光素子は、設けられていなくてもよい。

上記各実施形態では、光源部２１は、＋Ｘ方向に青色光ＢＬｓ，ＢＬｐを射出する。しかしながら、これに限らず、光源部２１は、＋Ｘ方向に交差する方向に青色光ＢＬｓ，ＢＬｐを射出し、例えば反射部材を用いて青色光ＢＬｓ，ＢＬｐを反射させた後、＋Ｘ方向に第１偏光分離素子２２に入射させる構成としてもよい。

上記各実施形態では、プロジェクターは、第１マルチレンズ４１、第２マルチレンズ４２、および重畳レンズ４３を有する均一化装置４を備えている。この構成に代えて、他の構成を有する均一化装置が設けられてもよいし、均一化装置４は設けられていなくてもよい。

上記各実施形態の光源装置は、４つの射出位置のそれぞれから色光を射出し、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を有している。この構成に代えて、光源装置は、３つの色光を射出し、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であってもよい。

また、上記実施形態において、光源装置が射出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、それぞれがＳ偏光であり、空間的に分離された複数の色光を射出する構成であってもよい。また、光源装置が射出する色光は、青色光、赤色光、および緑色光に限らず、他の色光であってもよい。例えば光源装置は、黄色光または白色光を射出する構成を有していてもよい。したがって、第３実施形態の光源装置において、黄色光を緑色光と赤色光とに分離する色分離素子が設けられていなくてもよい。

その他、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。また、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。本発明の一つの形態の光源装置は、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。

本発明の一つの態様の光源装置は、以下の構成を有していてもよい。
本発明の一つの態様の光源装置は、第１波長帯を有し、第１偏光方向に偏光する第１光と前記第１偏光方向とは異なる第２偏光方向に偏光する第１光とを含む光を射出する光源部と、前記光源部から第１方向に沿って入射される前記第１偏光方向に偏光する前記第１光を前記第１方向に透過し、前記第２偏光方向に偏光する前記第１光を前記第１方向と交差する第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方向に配置され、前記第１偏光分離素子から前記第１方向に沿って入射される前記第１偏光方向に偏光する前記第１光を前記第２偏光方向に偏光する前記第１光に変換する第１位相差素子と、前記第１位相差素子に対して前記第１方向に配置され、前記第１位相差素子から前記第１方向に沿って入射される前記第２偏光方向に偏光する前記第１光を前記第２方向に反射する第２偏光分離素子と、前記第１偏光分離素子および前記第２偏光分離素子から前記第２方向に沿って前記第２偏光方向に偏光する前記第１光が入射される第２位相差素子と、前記第２位相差素子から前記第２方向に沿って入射される前記第１光を拡散させて前記第２方向とは反対方向である第３方向に射出する拡散素子と、前記第２位相差素子から前記第２方向に沿って入射される前記第１光を波長変換して前記第１波長帯とは異なる第２波長帯を有する第２光を前記第３方向に射出する第１波長変換素子と、前記第１光の進行方向に沿う回転軸を中心として回転する基板と、を有する光変換装置と、を備え、前記拡散素子と前記第１波長変換素子とは、前記基板の一面における前記回転軸を中心とする同一円周上に並んで設けられ、前記第２位相差素子は、前記第１偏光分離素子と前記基板との間に設けられ、前記第２位相差素子は、前記第２偏光分離素子と前記基板との間に設けられ、前記第１偏光分離素子は、前記拡散素子から前記第３方向に沿って入射される前記第１光を前記第３方向に透過し、前記第１波長変換素子から前記第３方向に沿って入射される前記第２光を前記第３方向に透過し、前記第２偏光分離素子は、前記拡散素子から前記第３方向に沿って入射される前記第１光を前記第３方向に透過し、前記波長変換層から前記第３方向に沿って入射される前記第２光を前記第３方向に透過する。

本発明の一つの態様の光源装置は、前記第１偏光分離素子に対して前記第１方向、前記第２方向、および前記第３方向に交差する第５方向に配置され、前記光源部から前記第１方向に沿って入射される前記第１光を前記第１方向に透過する第１光学素子と、前記第１光学素子に対して前記第１方向に配置され、前記第１光学素子から前記第１方向に沿って入射される前記第１光を前記第２方向に反射する第２光学素子と、前記第２光学素子に対して前記第２方向に配置され、前記第２光学素子から入射される前記第１光を波長変換して前記第１波長帯および前記第２波長帯とは異なる第３波長帯を有する第３光を前記第３方向に射出する第２波長変換素子と、をさらに備え、前記第２光学素子は、前記第２波長変換素子から前記第３方向に沿って前記第３光が入射され、前記第１偏光方向に偏光する前記第３光を前記第３方向に透過し、前記第２偏光方向に偏光する前記第３光を前記第１方向とは反対方向である第４方向に反射し、前記第１光学素子は、前記第２光学素子から前記第４方向に沿って入射される前記第２偏光方向に偏光する前記第３光を前記第３方向に反射してもよい。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記光源部は、前記第１波長帯を有する前記第１光を射出する第１発光素子と、前記第２波長変換素子を励起させる励起波長帯を有する励起光を射出する第２発光素子と、を有していてもよい。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記第１波長帯と前記励起波長帯とは、同一の波長帯であってもよい。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記第２波長変換素子は、前記基板の一面に設けられ、前記回転軸を中心とする径方向において、前記第２波長変換素子と前記回転軸との間の距離は、前記拡散素子および前記第１波長変換素子と前記回転軸との間の距離よりも長くてもよい。

本発明の一つの態様の光源装置は、前記第２位相差素子から前記第２方向に沿って入射される前記第１光を波長変換して前記第１波長帯および前記第２波長帯とは異なる第３波長帯を有する第３光を前記第３方向に射出する第２波長変換素子をさらに備え、前記第１波長変換素子と前記第２波長変換素子とは、前記回転軸を中心とする前記基板の同一円周上に並んで設けられ、前記回転軸を中心とする前記基板の同一円周上において、前記拡散素子と前記第２波長変換素子とが設けられた第１分割領域と、前記第１波長変換素子が設けられた第２分割領域と、が並んで設けられていてもよい。

本発明の一つの態様の光源装置は、前記第１偏光分離素子に対して前記第３方向に配置され、第１期間において、前記第１偏光分離素子から射出される光を、前記第１波長帯を有する前記第３光と、前記第３波長帯を有する第４光と、に分離し、前記第１期間とは異なる第２期間において、前記第１偏光分離素子から射出される光を、前記第１波長帯および前記第２波長帯とは異なる第４波長帯を有する第５光と、前記第１波長帯、前記第２波長帯、前記第３波長帯、および前記第４波長帯とは異なる第５波長帯を有する第６光と、に分離する第１色分離素子と、前記第２偏光分離素子に対して前記第３方向に配置され、前記第１期間において、前記第２偏光分離素子から射出される光を、前記第４波長帯を有する前記第５光と、前記第５波長帯を有する前記第６光と、に分離し、前記第２期間において、前記第２偏光分離素子から射出される光を、前記第１波長帯を有する第３光と、前記第３波長帯を有する前記第３光と、に分離する第２色分離素子と、をさらに備えていてもよい。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記光源部は、前記第１波長帯を有する前記第１光を射出する第１発光素子と、前記第１発光素子から入射される前記第１光を、前記第１偏光方向に偏光する前記第１光と前記第２偏光方向に偏光する前記第１光とを含む光に変換する第３位相差素子と、を有していてもよい。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記第３位相差素子は、前記第３位相差素子に入射する前記光の進行方向に沿う回転軸を中心として回転可能とされていてもよい。

本発明の一つの態様のプロジェクターは、以下の構成を有していてもよい。
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。

本発明の一つの態様のプロジェクターは、前記光源装置と前記光変調装置との間に設けられる均一化装置をさらに備え、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させる重畳レンズと、を有していてもよい。

本発明の一つの態様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液晶パネルと、前記液晶パネルに対して光入射側に設けられ、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、を有し、前記複数の画素のそれぞれは、第１サブ画素、第２サブ画素、第３サブ画素、および第４サブ画素を有し、前記マイクロレンズは、前記第５光を前記第１サブ画素に入射させ、前記第６光を前記第２サブ画素に入射させ、前記第３光を前記第３サブ画素に入射させ、前記第４光を前記第４サブ画素に入射させてもよい。

本発明の一つの態様の表示装置は、以下の構成を有していてもよい。
本発明の一つの態様の表示装置は、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、を備え、前記光変調装置は、複数の画素を有する液晶パネルを有し、前記複数の画素のそれぞれは、第１サブ画素と、第２サブ画素と、を少なくとも有し、前記光源装置は、第１波長帯を有する第１光を射出し、前記第１波長帯とは異なる第２波長帯を有する第２光を射出し、前記第１光が前記第１サブ画素に入射し、前記第２光が前記第２サブ画素に入射する第１状態と、前記第１光が前記第２サブ画素に入射し、前記第２光が前記第１サブ画素に入射する第２状態と、を切り替える切替部を有する。

１…プロジェクター、２，１３，１４，１５，１６…光源装置、４…均一化装置、６…光変調装置、７…投射光学装置、２０，２１…光源部、２２，６３，８１…第１偏光分離素子、２３，６４，８２…第２偏光分離素子、２４…第１位相差素子、２８，７６…第１波長変換素子、２９…第１色分離素子、３１，６５，７１，７２，８６…光変換装置、３２，７５…拡散素子、３３…第２色分離素子、３４…基板、３５，５１，８３…第１光学素子、３６，８４…第２光学素子、３７…第１位相差素子、５４，５５，７３，７７…第２波長変換素子、６１…液晶パネル、６２…マイクロレンズアレイ、２１１…第１発光素子、２１４…第２発光素子、２１３１…第３位相差素子、ＢＬｐ…Ｐ偏光の青色光（第１偏光方向に偏光する第１光）、ＢＬｓ…Ｓ偏光の青色光（第２偏光方向に偏光する第１光、第３光）、ＥＬｓ…励起光、ＧＬ…緑色光（第３波長帯を有する第３光）、ＧＬｐ…Ｐ偏光の緑色光（第１偏光方向を有する第３光）、ＧＬｓ…Ｓ偏光の緑色光（第２偏光方向を有する第３光）、ＧＬ０…緑色光（第３波長帯を有する第４光）、ＧＬ１…緑色光（第４波長帯を有する第５光）、ＲＬ…赤色光（第２波長帯を有する第２光、第５波長帯を有する第６光）、ＹＬ…黄色光（第２波長帯を有する第２光）、ＤＢ１…第１分割領域、ＤＢ２…第２分割領域、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、＋Ｘ方向…第１方向、－Ｚ方向…第２方向、＋Ｚ方向…第３方向、－Ｘ方向…第４方向、Ｒｘ…回転軸。

Claims (13)

1. 第１波長帯を有し、第１偏光方向に偏光する第１光と前記第１偏光方向とは異なる第２偏光方向に偏光する第１光とを含む光を射出する光源部と、
   前記光源部から第１方向に沿って入射される前記第１偏光方向に偏光する前記第１光を前記第１方向に透過し、前記第２偏光方向に偏光する前記第１光を前記第１方向と交差する第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方向に配置され、前記第１偏光分離素子から前記第１方向に沿って入射される前記第１偏光方向に偏光する前記第１光を前記第２偏光方向に偏光する前記第１光に変換する第１位相差素子と、
   前記第１位相差素子に対して前記第１方向に配置され、前記第１位相差素子から前記第１方向に沿って入射される前記第２偏光方向に偏光する前記第１光を前記第２方向に反射する第２偏光分離素子と、
   前記第１偏光分離素子および前記第２偏光分離素子から前記第２方向に沿って前記第２偏光方向に偏光する前記第１光が入射される第２位相差素子と、
   前記第２位相差素子から前記第２方向に沿って入射される前記第１光を拡散させて前記第２方向とは反対方向である第３方向に射出する拡散素子と、前記第２位相差素子から前記第２方向に沿って入射される前記第１光を波長変換して前記第１波長帯とは異なる第２波長帯を有する第２光を前記第３方向に射出する第１波長変換素子と、前記第１光の進行方向に沿う回転軸を中心として回転する基板と、を有する光変換装置と、
   を備え、
   前記拡散素子と前記第１波長変換素子とは、前記基板の一面における前記回転軸を中心とする同一円周上に並んで設けられ、
   前記第２位相差素子は、前記第１偏光分離素子と前記基板との間に設けられ、
   前記第２位相差素子は、前記第２偏光分離素子と前記基板との間に設けられ、
   前記第１偏光分離素子は、前記拡散素子から前記第３方向に沿って入射される前記第１光を前記第３方向に透過し、前記第１波長変換素子から前記第３方向に沿って入射される前記第２光を前記第３方向に透過し、
   前記第２偏光分離素子は、前記拡散素子から前記第３方向に沿って入射される前記第１光を前記第３方向に透過し、前記第１波長変換素子から前記第３方向に沿って入射される前記第２光を前記第３方向に透過する、光源装置。
2. 前記第１偏光分離素子に対して前記第１方向、前記第２方向、および前記第３方向に交差する第５方向に配置され、前記光源部から前記第１方向に沿って入射される前記第１光を前記第１方向に透過する第１光学素子と、
   前記第１光学素子に対して前記第１方向に配置され、前記第１光学素子から前記第１方向に沿って入射される前記第１光を前記第２方向に反射する第２光学素子と、
   前記第２光学素子に対して前記第２方向に配置され、前記第２光学素子から入射される前記第１光を波長変換して前記第１波長帯および前記第２波長帯とは異なる第３波長帯を有する第３光を前記第３方向に射出する第２波長変換素子と、
   をさらに備え、
   前記第２光学素子は、前記第２波長変換素子から前記第３方向に沿って前記第３光が入射され、前記第１偏光方向に偏光する前記第３光を前記第３方向に透過し、前記第２偏光方向に偏光する前記第３光を前記第１方向とは反対方向である第４方向に反射し、
   前記第１光学素子は、前記第２光学素子から前記第４方向に沿って入射される前記第２偏光方向に偏光する前記第３光を前記第３方向に反射する、請求項１に記載の光源装置。
3. 前記光源部は、前記第１波長帯を有する前記第１光を射出する第１発光素子と、前記第２波長変換素子を励起させる励起波長帯を有する励起光を射出する第２発光素子と、を有する、請求項２に記載の光源装置。
4. 前記第１波長帯と前記励起波長帯とは、同一の波長帯である、請求項３に記載の光源装置。
5. 前記第２波長変換素子は、前記基板の一面に設けられ、
   前記回転軸を中心とする径方向において、前記第２波長変換素子と前記回転軸との間の距離は、前記拡散素子および前記第１波長変換素子と前記回転軸との間の距離よりも長い、請求項２から請求項４までのいずれか一項に記載の光源装置。
6. 前記第２位相差素子から前記第２方向に沿って入射される前記第１光を波長変換して前記第１波長帯および前記第２波長帯とは異なる第３波長帯を有する第３光を前記第３方向に射出する第２波長変換素子をさらに備え、
   前記第１波長変換素子と前記第２波長変換素子とは、前記回転軸を中心とする前記基板の同一円周上に並んで設けられ、
   前記回転軸を中心とする前記基板の同一円周上において、前記拡散素子と前記第２波長変換素子とが設けられた第１分割領域と、前記第１波長変換素子が設けられた第２分割領域と、が並んで設けられている、請求項１に記載の光源装置。
7. 前記第１偏光分離素子に対して前記第３方向に配置され、第１期間において、前記第１偏光分離素子から射出される光を、前記第１波長帯を有する前記第３光と、前記第３波長帯を有する第４光と、に分離し、前記第１期間とは異なる第２期間において、前記第１偏光分離素子から射出される光を、前記第１波長帯および前記第２波長帯とは異なる第４波長帯を有する第５光と、前記第１波長帯、前記第２波長帯、前記第３波長帯、および前記第４波長帯とは異なる第５波長帯を有する第６光と、に分離する第１色分離素子と、
   前記第２偏光分離素子に対して前記第３方向に配置され、前記第１期間において、前記第２偏光分離素子から射出される光を、前記第４波長帯を有する前記第５光と、前記第５波長帯を有する前記第６光と、に分離し、前記第２期間において、前記第２偏光分離素子から射出される光を、前記第１波長帯を有する第３光と、前記第３波長帯を有する前記第３光と、に分離する第２色分離素子と、
   をさらに備える、請求項６に記載の光源装置。
8. 前記光源部は、
   前記第１波長帯を有する前記第１光を射出する第１発光素子と、
   前記第１発光素子から入射される前記第１光を、前記第１偏光方向に偏光する前記第１光と前記第２偏光方向に偏光する前記第１光とを含む光に変換する第３位相差素子と、
   を有する、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。
9. 前記第３位相差素子は、前記第３位相差素子に入射する前記光の進行方向に沿う回転軸を中心として回転可能とされている、請求項８に記載の光源装置。
10. 請求項７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。
11. 前記光源装置と前記光変調装置との間に設けられる均一化装置をさらに備え、
    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させる重畳レンズと、を有する、請求項１０に記載のプロジェクター。
12. 前記光変調装置は、複数の画素を有する液晶パネルと、前記液晶パネルに対して光入射側に設けられ、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、を有し、
    前記複数の画素のそれぞれは、第１サブ画素、第２サブ画素、第３サブ画素、および第４サブ画素を有し、
    前記マイクロレンズは、
    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、請求項１１に記載のプロジェクター。
13. 請求項１から請求項９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、
    を備え、
    前記光変調装置は、複数の画素を有する液晶パネルを有し、
    前記複数の画素のそれぞれは、第１サブ画素と、第２サブ画素と、を少なくとも有し、
    前記光源装置は、第１波長帯を有する第１光を射出し、前記第１波長帯とは異なる第２波長帯を有する第２光を射出し、
    前記第１光が前記第１サブ画素に入射し、前記第２光が前記第２サブ画素に入射する第１期間と、前記第１光が前記第２サブ画素に入射し、前記第２光が前記第１サブ画素に入射する第２期間と、を時間的に切り替える切替部を有する、表示装置。

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