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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024132722
(43)【公開日】2024-10-01
(54)【発明の名称】プロジェクター
(51)【国際特許分類】
G03B 21/00 20060101AFI20240920BHJP
G03B 21/14 20060101ALI20240920BHJP
H04N 5/74 20060101ALI20240920BHJP
F21V 14/06 20060101ALI20240920BHJP
F21S 2/00 20160101ALI20240920BHJP
F21Y 115/30 20160101ALN20240920BHJP
【ＦＩ】
G03B21/00 D
G03B21/14 A
G03B21/14 Z
H04N5/74 Z
F21V14/06
F21S2/00 340
F21S2/00 355
F21Y115:30
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023043614
(22)【出願日】2023-03-17
(71)【出願人】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(74)【代理人】
【識別番号】100114937
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 裕幸
(74)【代理人】
【識別番号】100196058
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 彰雄
(72)【発明者】
【氏名】米山 拓応
【テーマコード（参考）】
2K203
5C058
【Ｆターム（参考）】
2K203FA32
2K203FA44
2K203GA22
2K203GA33
2K203GA36
2K203GA49
2K203HA03
2K203HA14
2K203HA84
2K203MA02
2K203MA04
2K203MA05
5C058BA35
5C058EA51
(57)【要約】
【課題】画像品質に優れるプロジェクターを提供する。
【解決手段】本発明のプロジェクターは、光源装置と、第１入射面と第１射出面とを有する第１透過光学素子と、第２入射面と第２射出面とを有する第２透過光学素子と、１つの光変調装置と、投射光学装置と、を備える。第１透過光学素子は、第１透過光学素子に対する光の入射方向である第１方向に交差する第２方向に沿って延びる第１回転軸を中心として回転可能とされる。第２透過光学素子は、第１方向および第２方向のそれぞれに交差する第３方向に沿って延びる第２回転軸を中心として回転可能とされる。第１入射面と第１射出面とは互いに平行であり、第２入射面と第２射出面とは互いに平行である。
【選択図】図１
【解決手段】本発明のプロジェクターは、光源装置と、第１入射面と第１射出面とを有する第１透過光学素子と、第２入射面と第２射出面とを有する第２透過光学素子と、１つの光変調装置と、投射光学装置と、を備える。第１透過光学素子は、第１透過光学素子に対する光の入射方向である第１方向に交差する第２方向に沿って延びる第１回転軸を中心として回転可能とされる。第２透過光学素子は、第１方向および第２方向のそれぞれに交差する第３方向に沿って延びる第２回転軸を中心として回転可能とされる。第１入射面と第１射出面とは互いに平行であり、第２入射面と第２射出面とは互いに平行である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光を射出する光源部と、
回転可能に支持された透光性部材から構成され、前記光源部から射出される前記光が入射する第１入射面と、前記第１入射面から入射する前記光を射出させる第１射出面と、を有する第１透過光学素子と、
回転可能に支持された透光性部材から構成され、前記第１透過光学素子から射出される前記光が入射する第２入射面と、前記第２入射面から入射する前記光を射出させる第２射出面と、を有する第２透過光学素子と、
前記第２透過光学素子から射出される前記光を画像情報に基づいて変調する１つの光変調装置と、
前記光変調装置により変調される光を投射する投射光学装置と、
を備え、
前記第１透過光学素子は、前記第１透過光学素子に対する前記光の入射方向である第１方向に交差する第２方向に沿って延びる第１回転軸を中心として回転し、
前記第２透過光学素子は、前記第１方向および前記第２方向のそれぞれに交差する第３方向に沿って延びる第２回転軸を中心として回転し、
前記第１入射面と前記第１射出面とは互いに平行であり、
前記第２入射面と前記第２射出面とは互いに平行である、プロジェクター。
回転可能に支持された透光性部材から構成され、前記光源部から射出される前記光が入射する第１入射面と、前記第１入射面から入射する前記光を射出させる第１射出面と、を有する第１透過光学素子と、
回転可能に支持された透光性部材から構成され、前記第１透過光学素子から射出される前記光が入射する第２入射面と、前記第２入射面から入射する前記光を射出させる第２射出面と、を有する第２透過光学素子と、
前記第２透過光学素子から射出される前記光を画像情報に基づいて変調する１つの光変調装置と、
前記光変調装置により変調される光を投射する投射光学装置と、
を備え、
前記第１透過光学素子は、前記第１透過光学素子に対する前記光の入射方向である第１方向に交差する第２方向に沿って延びる第１回転軸を中心として回転し、
前記第２透過光学素子は、前記第１方向および前記第２方向のそれぞれに交差する第３方向に沿って延びる第２回転軸を中心として回転し、
前記第１入射面と前記第１射出面とは互いに平行であり、
前記第２入射面と前記第２射出面とは互いに平行である、プロジェクター。
【請求項2】
前記第１透過光学素子は、前記第１回転軸を中心として回転することにより、前記光源部から射出される前記光を、第１走査方向に走査し、
前記第２透過光学素子は、前記第２回転軸を中心として回転することにより、前記第１透過光学素子から射出される前記光を、前記第１走査方向と交差する第２走査方向に走査し、
前記第１透過光学素子と前記第２透過光学素子とにより、前記光は２次元に走査される、請求項１に記載のプロジェクター。
前記第２透過光学素子は、前記第２回転軸を中心として回転することにより、前記第１透過光学素子から射出される前記光を、前記第１走査方向と交差する第２走査方向に走査し、
前記第１透過光学素子と前記第２透過光学素子とにより、前記光は２次元に走査される、請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項3】
前記第１透過光学素子は、前記第１回転軸に交差する第１面および第２面と、前記第１面および前記第２面に接する２×ｍ（ｍ：２以上の自然数）個の第１側面と、を有し、
前記第１入射面および前記第１射出面は、前記２×ｍ個の前記第１側面のうちの互いに平行な２つの前記第１側面であり、
前記第２透過光学素子は、前記第２回転軸に交差する第３面および第４面と、前記第３面および前記第４面に接する２×ｎ（ｎ：２以上の自然数）個の第２側面と、を有し、
前記第２入射面および前記第２射出面は、前記２×ｎ個の前記第２側面のうちの互いに平行な２つの前記第２側面である、請求項１または請求項２に記載のプロジェクター。
前記第１入射面および前記第１射出面は、前記２×ｍ個の前記第１側面のうちの互いに平行な２つの前記第１側面であり、
前記第２透過光学素子は、前記第２回転軸に交差する第３面および第４面と、前記第３面および前記第４面に接する２×ｎ（ｎ：２以上の自然数）個の第２側面と、を有し、
前記第２入射面および前記第２射出面は、前記２×ｎ個の前記第２側面のうちの互いに平行な２つの前記第２側面である、請求項１または請求項２に記載のプロジェクター。
【請求項4】
前記第１透過光学素子および前記第２透過光学素子の少なくとも一方は、石英から構成される、請求項１または請求項２に記載のプロジェクター。
【請求項5】
前記第２透過光学素子から射出される前記光を前記光変調装置に向けて反射する反射部と、
前記反射部によって反射される前記光を集光して前記光変調装置に導く導光素子と、
をさらに備え、
前記光は、第１波長帯の第１光と、前記第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光と、前記第１波長帯および前記第２波長帯とは異なる第３波長帯の第３光と、を含み、
前記反射部は、
前記第２透過光学素子から射出される前記第１光、前記第２光、および前記第３光が入射し、前記第１光と前記第２光とを透過し、前記第３光を第１反射角で反射する第１反射素子と、
前記第１反射素子を透過する前記第１光および前記第２光が入射し、前記第１光を透過し、前記第２光を前記第１反射角とは異なる第２反射角で反射する第２反射素子と、
前記第２反射素子を透過する前記第１光が入射し、前記第１光を前記第１反射角および前記第２反射角とは異なる第３反射角で反射する第３反射素子と、
を備え、
前記光変調装置は、
前記第１光を変調する第１サブ画素と、
前記第２光を変調する第２サブ画素と、
前記第３光を変調する第３サブ画素と、を有し、
前記導光素子は、
前記反射部から射出される前記第１光を前記第１サブ画素に入射させ、
前記反射部から射出される前記第２光を前記第２サブ画素に入射させ、
前記反射部から射出される前記第３光を前記第３サブ画素に入射させる、請求項１または請求項２に記載のプロジェクター。
前記反射部によって反射される前記光を集光して前記光変調装置に導く導光素子と、
をさらに備え、
前記光は、第１波長帯の第１光と、前記第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光と、前記第１波長帯および前記第２波長帯とは異なる第３波長帯の第３光と、を含み、
前記反射部は、
前記第２透過光学素子から射出される前記第１光、前記第２光、および前記第３光が入射し、前記第１光と前記第２光とを透過し、前記第３光を第１反射角で反射する第１反射素子と、
前記第１反射素子を透過する前記第１光および前記第２光が入射し、前記第１光を透過し、前記第２光を前記第１反射角とは異なる第２反射角で反射する第２反射素子と、
前記第２反射素子を透過する前記第１光が入射し、前記第１光を前記第１反射角および前記第２反射角とは異なる第３反射角で反射する第３反射素子と、
を備え、
前記光変調装置は、
前記第１光を変調する第１サブ画素と、
前記第２光を変調する第２サブ画素と、
前記第３光を変調する第３サブ画素と、を有し、
前記導光素子は、
前記反射部から射出される前記第１光を前記第１サブ画素に入射させ、
前記反射部から射出される前記第２光を前記第２サブ画素に入射させ、
前記反射部から射出される前記第３光を前記第３サブ画素に入射させる、請求項１または請求項２に記載のプロジェクター。
【請求項6】
前記第１光は赤色光であり、
前記第２光は緑色光であり、
前記第３光は青色光であり、
前記光変調装置に対する前記第１光の入射角は、前記光変調装置に対する前記第２光の入射角よりも大きく、
前記光変調装置に対する前記第２光の入射角は、前記光変調装置に対する前記第３光の入射角よりも大きい、請求項５に記載のプロジェクター。
前記第２光は緑色光であり、
前記第３光は青色光であり、
前記光変調装置に対する前記第１光の入射角は、前記光変調装置に対する前記第２光の入射角よりも大きく、
前記光変調装置に対する前記第２光の入射角は、前記光変調装置に対する前記第３光の入射角よりも大きい、請求項５に記載のプロジェクター。
【請求項7】
前記光源部は、
前記第１光を射出する第１発光素子と、
前記第２光を射出する第２発光素子と、
前記第３光を射出する第３発光素子と、
前記第１光と前記第２光と前記第３光とを合成して合成光を生成し、前記合成光を前記第１透過光学素子に向けて射出する光合成光学系と、
を備え、
前記第１発光素子、前記第２発光素子、および前記第３発光素子のそれぞれは、レーザー光を射出するレーザーダイオードである、請求項５に記載のプロジェクター。
前記第１光を射出する第１発光素子と、
前記第２光を射出する第２発光素子と、
前記第３光を射出する第３発光素子と、
前記第１光と前記第２光と前記第３光とを合成して合成光を生成し、前記合成光を前記第１透過光学素子に向けて射出する光合成光学系と、
を備え、
前記第１発光素子、前記第２発光素子、および前記第３発光素子のそれぞれは、レーザー光を射出するレーザーダイオードである、請求項５に記載のプロジェクター。
【請求項8】
前記第１透過光学素子は、
第１屈折率を有する第１透光性部材と、
前記第１屈折率よりも低い第２屈折率を有する第２透光性部材と、
前記第２屈折率よりも低い第３屈折率を有する第３透光性部材と、
を備え、
前記第１透光性部材、前記第２透光性部材、および前記第３透光性部材は、前記第２方向に沿って配置され、
前記第１光は、前記第１透光性部材に入射し、
前記第２光は、前記第２透光性部材に入射し、
前記第３光は、前記第３透光性部材に入射する、請求項５に記載のプロジェクター。
第１屈折率を有する第１透光性部材と、
前記第１屈折率よりも低い第２屈折率を有する第２透光性部材と、
前記第２屈折率よりも低い第３屈折率を有する第３透光性部材と、
を備え、
前記第１透光性部材、前記第２透光性部材、および前記第３透光性部材は、前記第２方向に沿って配置され、
前記第１光は、前記第１透光性部材に入射し、
前記第２光は、前記第２透光性部材に入射し、
前記第３光は、前記第３透光性部材に入射する、請求項５に記載のプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プロジェクターに関する。
【背景技術】
【0002】
プロジェクターに用いる光源装置として、発光素子から射出された光を液晶パネル等の光変調装置上で時間的に走査することにより、光変調装置を照明する光源装置が提案されている。
【0003】
下記の特許文献１には、光源ランプを含む光源装置と、液晶ライトバルブと、光源装置と液晶ライトバルブとの間に設けられたポリゴンミラーと、投射レンズと、を備えるプロジェクターが開示されている。このプロジェクターにおいて、光源装置は、楕円形の光束断面を有する光を射出する。ポリゴンミラーは、光源装置から射出される光を反射して、液晶ライトバルブの画像形成領域上で楕円形の光束断面の短軸方向に走査する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００７－２２５９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところが、特許文献１のプロジェクターのように、光の走査にポリゴンミラーを用いた場合、完全な平行光をポリゴンミラーに入射させたとしても、ポリゴンミラーによって光の平行度が損なわれる。すなわち、ポリゴンミラーが回転しつつ光を反射するため、ポリゴンミラーの反射面に対する光の入射角が時間的に変化し、ポリゴンミラーに入射した平行光が所定の発散角を有する光となって液晶ライトバルブを照明する。その結果、液晶ライトバルブにおける明るさやコントラストの低下、色むらの発生、投射レンズでの光の損失等、プロジェクターの画像品質に関係する様々な不具合が生じるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の課題を解決するために、本発明の一つの態様のプロジェクターは、光を射出する光源装置と、回転可能に支持された透光性部材から構成され、前記光源装置から射出される前記光が入射する第１入射面と、前記第１入射面から入射する前記光を射出させる第１射出面と、を有する第１透過光学素子と、回転可能に支持された透光性部材から構成され、前記第１透過光学素子から射出される前記光が入射する第２入射面と、前記第２入射面から入射する前記光を射出させる第２射出面と、を有する第２透過光学素子と、前記第２透過光学素子から射出される前記光を画像情報に基づいて変調する１つの光変調装置と、前記光変調装置により変調される光を投射する投射光学装置と、を備える。前記第１透過光学素子は、前記第１透過光学素子に対する前記光の入射方向である第１方向に交差する第２方向に沿って延びる第１回転軸を中心として回転可能とされる。前記第２透過光学素子は、前記第１方向および前記第２方向のそれぞれに交差する第３方向に沿って延びる第２回転軸を中心として回転可能とされる。前記第１入射面と前記第１射出面とは互いに平行であり、前記第２入射面と前記第２射出面とは互いに平行である。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】第１実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
【図2】光変調装置の正面図である。
【図3】光源装置の斜視図である。
【図4A】透過光学素子が回転する際の光の挙動を説明するための模式図である。
【図5】シミュレーションのモデルである透過光学素子を示す模式図である。
【図6A】透過光学素子の屈折率が１．５の場合の回転角度と変位量との関係を示すグラフである。
【図6B】透過光学素子の屈折率が１．７５の場合の回転角度と変位量との関係を示すグラフである。
【図6C】透過光学素子の屈折率が２．０の場合の回転角度と変位量との関係を示すグラフである。
【図6D】透過光学素子の屈折率が２．５の場合の回転角度と変位量との関係を示すグラフである。
【図6E】透過光学素子の屈折率が３．０の場合の回転角度と変位量との関係を示すグラフである。
【図7】透過光学素子と光の屈折角との関係を示す模式図である。
【図8】透過光学素子への光線の入射角θ１と、光軸と光線とのなす角度θ２´との関係を示すグラフである。
【図9A】発光素子から射出される光の照度分布を示す図である。
【図9B】第２透過光学素子から射出される光線の軌跡を示す図であって、軌跡の間隔が広い場合を示す。
【図10A】発光素子から射出される光の照度分布を示す図である。
【図10B】第２透過光学素子から射出される光線の軌跡を示す図であって、軌跡の間隔が狭い場合を示す。
【図10C】被照明面における光の照度分布を示す図であって、走査線の間隔が狭い場合を示す。
【図11A】２つの透過光学素子の屈折率が相対的に低い場合の光の照度分布を示す図である。
【図11B】２つの透過光学素子の屈折率が相対的に高い場合の光の照度分布を示す図である。
【図12】６角柱状の透過光学素子と光の変位量との関係を示す模式図である。
【図13】透過光学素子の形状と最大入射角との関係を示す模式図である。
【図14A】光線の軌跡を示す図であり、透過光学素子の屈折率が１．４９２、透過光学素子の形状が正４角柱の場合を示す。
【図14B】光線の軌跡を示す図であり、透過光学素子の屈折率が２．５、透過光学素子の形状が正４角柱の場合を示す。
【図14C】光線の軌跡を示す図であり、透過光学素子の屈折率が１．４９２、透過光学素子の形状が正６角柱の場合を示す。
【図14D】光線の軌跡を示す図であり、透過光学素子の屈折率が１．４９２、透過光学素子の形状が正８角柱の場合を示す。
【図15】光の照度分布と伝播距離との関係を示す図である。
【図16】第２実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
【図17】光変調装置の断面構造を示す模式図である。
【図18】第３実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
【図19】第４実施形態のプロジェクターにおける光源装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図面を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターは、光変調装置として液晶パネルを用いた液晶プロジェクターの一例である。
以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
以下、本発明の第１実施形態について、図面を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターは、光変調装置として液晶パネルを用いた液晶プロジェクターの一例である。
以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【0009】
【0010】
図３は、本実施形態の光源装置１０の概略構成を示す斜視図である。
図３に示すように、本実施形態の光源装置１０は、第１発光素子１１と、第１透過光学素子１３と、第２透過光学素子１４と、第１回転駆動装置１５と、第２回転駆動装置１６と、を備える。本実施形態の場合、第１発光素子１１は光源部１０Ａを構成する。
図３に示すように、本実施形態の光源装置１０は、第１発光素子１１と、第１透過光学素子１３と、第２透過光学素子１４と、第１回転駆動装置１５と、第２回転駆動装置１６と、を備える。本実施形態の場合、第１発光素子１１は光源部１０Ａを構成する。
【0011】
以下、図面において、必要に応じてＸＹＺ直交座標系を用いて説明する。Ｘ軸は、第１発光素子１１の光軸に平行な軸である。第１発光素子１１の光軸ＡＸは、第１発光素子１１から射出される第１光Ｌ１の主光線に沿う軸と定義する。Ｙ軸は、Ｘ軸に直交する軸であり、第１透過光学素子１３の第１回転軸Ｃ１に沿う軸である。Ｚ軸は、Ｘ軸およびＹ軸に直交する軸であり、第２透過光学素子１４の第２回転軸Ｃ２に沿う軸である。
本実施形態のＸ軸方向は、特許請求の範囲の第１方向に対応する。本実施形態のＹ軸方向は、特許請求の範囲の第２方向に対応する。本実施形態のＺ軸方向は、特許請求の範囲の第３方向に対応する。
本実施形態のＸ軸方向は、特許請求の範囲の第１方向に対応する。本実施形態のＹ軸方向は、特許請求の範囲の第２方向に対応する。本実施形態のＺ軸方向は、特許請求の範囲の第３方向に対応する。
【0012】
第１発光素子１１は、第１透過光学素子１３に向けて第１波長帯の第１光Ｌ１を射出する。第１発光素子１１は、レーザーダイオードから構成されている。そのため、第１発光素子１１から射出される第１光Ｌ１は、可干渉性を有する直線偏光であり、光束幅が狭く、平行度が高い光である。第１波長帯は、可視光波長帯の範囲内であればよく、特に限定されない。
【0013】
第１透過光学素子１３は、第１発光素子１１の光軸ＡＸ上において、第１発光素子１１と第２透過光学素子１４との間に設けられている。第１透過光学素子１３は、回転可能に支持された透光性部材から構成されている。第１透過光学素子１３は、Ｙ軸方向に沿って延びる第１回転軸Ｃ１を中心として回転可能とされている。第１回転軸Ｃ１は、モーター等からなる第１回転駆動装置１５に連結されている。第１透過光学素子１３は、第１回転駆動装置１５の駆動によって第１回転軸Ｃ１を中心として回転する。
【0014】
第１透過光学素子１３を構成する透光性部材の硝材として、例えばＢＫ７等の光学ガラス、石英、樹脂等の透光性材料が用いられる。第１透過光学素子１３は、第１回転軸Ｃ１に交差する第１面１３ａおよび第２面１３ｂと、第１面１３ａおよび第２面１３ｂに対して垂直に接する４つの第１側面１３ｃ１，１３ｃ２，１３ｃ３，１３ｃ４と、を有する。すなわち、第１透過光学素子１３の形状は、第１面１３ａ、第２面１３ｂ、および４つの第１側面１３ｃ１，１３ｃ２，１３ｃ３，１３ｃ４を含む６つの平面を有する正４角柱である。第１回転軸Ｃ１に垂直な面で切断した第１透過光学素子１３の断面形状は、正方形である。すなわち、４つの第１側面１３ｃ１，１３ｃ２，１３ｃ３，１３ｃ４は、互いに同じ面積を有し、互いに対向する２つの第１側面同士は平行である。
【0015】
第１透過光学素子１３は、第１回転軸Ｃ１を中心として回転しつつ、第１発光素子１１から射出される第１光Ｌ１を透過させる。したがって、第１発光素子１１から射出される第１光Ｌ１が第１透過光学素子１３に入射する第１側面は、１つに決まっておらず、時間を追って変化する。同様に、第１透過光学素子１３に入射した第１光Ｌ１が外部空間に射出される第１側面は、１つに決まっておらず、時間を追って変化する。第１透過光学素子１３において、第１発光素子１１から射出される第１光Ｌ１が入射する第１側面を第１入射面と称する。第１入射面から入射する第１光Ｌ１を射出させる第１側面を第１射出面と称する。この場合、第１入射面および第１射出面は、時間を追って変化し、４つの第１側面１３ｃ１，１３ｃ２，１３ｃ３，１３ｃ４のうちの互いに平行な２つの第１側面のいずれかである。
【0016】
本明細書において、透過光学素子の２つの面が互いに平行であると称する場合、透光性部材を構成する硝材の加工精度、光の平行度の許容範囲等を考慮して、２つの面のなす角度が０±５度の範囲にある場合を「平行」と称する。
【0017】
本実施形態の場合、第１透過光学素子１３は、４個の第１側面１３ｃ１，１３ｃ２，１３ｃ３，１３ｃ４を有するが、第１側面の数は必ずしも４個でなくてもよく、２×ｍ（ｍ：２以上の自然数）個であることが望ましい。すなわち、第１側面の数は、例えば６個、８個等、偶数個であることが望ましい。第１側面の数が偶数個であれば、全ての第１側面のそれぞれは、当該第１側面に対向する第１側面に対して平行になり、平行でない第１側面が存在しない。これにより、第１透過光学素子１３における迷光の発生が少なく、光利用効率を高めることができる。
【0018】
第２透過光学素子１４は、第１発光素子１１の光軸ＡＸ上において、第１透過光学素子１３の光射出側に設けられている。第２透過光学素子１４は、回転可能に支持された透光性部材から構成されている。第２透過光学素子１４は、Ｚ軸方向に沿って延びる第２回転軸Ｃ２を中心として回転可能とされている。すなわち、第１回転軸Ｃ１と第２回転軸Ｃ２とは、光軸ＡＸに垂直な仮想面内において互いに直交する方向に延びている。第２回転軸Ｃ２は、モーター等からなる第２回転駆動装置１６に連結されている。第２透過光学素子１４は、第２回転駆動装置１６の駆動によって第２回転軸Ｃ２を中心として回転する。
【0019】
第２透過光学素子１４を構成する透光性部材は、第１透過光学素子１３を構成する透光性部材と略同様である。透光性部材の硝材として、例えばＢＫ７等の光学ガラス、石英、樹脂等の透光性材料が用いられる。特に第２透過光学素子１４の場合、第１透過光学素子１３とは異なり、第１透過光学素子１３によって一方向に走査された後の第１光Ｌ１が入射するため、第１透過光学素子１３に入射する時点の第１光Ｌ１よりも光密度が小さい。そのため、耐光性や耐熱性が低い樹脂材料を使用できる可能性が第１透過光学素子１３よりも高い。
【0020】
第２透過光学素子１４は、第２回転軸Ｃ２に交差する第３面１４ａおよび第４面１４ｂと、第３面１４ａおよび第４面１４ｂに対して垂直に接する４つの第２側面１４ｃ１，１４ｃ２，１４ｃ３，１４ｃ４と、を有する。すなわち、第２透過光学素子１４の形状は、第３面１４ａ、第４面１４ｂ、および４つの第２側面１４ｃ１，１４ｃ２，１４ｃ３，１４ｃ４を含む６つの平面を有する正４角柱である。第２回転軸Ｃ２に垂直な面で切断した第２透過光学素子１４の断面形状は、正方形である。すなわち、４つの第２側面１４ｃ１，１４ｃ２，１４ｃ３，１４ｃ４は、互いに同じ面積を有し、互いに対向する２つの第２側面同士は平行である。
【0021】
第２透過光学素子１４は、第２回転軸Ｃ２を中心として回転しつつ、第１透過光学素子１３から射出される第１光Ｌ１を透過させる。したがって、第１透過光学素子１３から射出される第１光Ｌ１が第２透過光学素子１４に入射する第２側面は、１つに決まっておらず、時間を追って変化する。同様に、第２透過光学素子１４に入射した第１光Ｌ１が外部空間に射出される第２側面は、１つに決まっておらず、時間を追って変化する。第２透過光学素子１４において、第１透過光学素子１３から射出される第１光Ｌ１が入射する第２側面を第２入射面と称する。第２入射面から入射する第１光Ｌ１を射出させる第２側面を第２射出面と称する。この場合、第２入射面および第２射出面は、時間を追って変化し、４つの第２側面１４ｃ１，１４ｃ２，１４ｃ３，１４ｃ４のうちの互いに平行な２つの第２側面のいずれかである。
【0022】
本実施形態の場合、第２透過光学素子１４は、４個の第２側面１４ｃ１，１４ｃ２，１４ｃ３，１４ｃ４を有するが、第２側面の数は必ずしも４個でなくてもよく、２×ｎ（ｎ：２以上の自然数）個であることが望ましい。すなわち、第２側面の数は、例えば６個、８個等、偶数個であることが望ましい。第２側面の数が偶数個であれば、全ての第２側面のそれぞれは、当該第２側面に対向する第２側面に対して平行になり、平行でない第２側面が存在しない。これにより、第２透過光学素子１４における迷光の発生が少なく、光利用効率を高めることができる。
【0023】
本実施形態では、第１透過光学素子１３および第２透過光学素子１４は、ともに正４角柱の形状を有しているが、互いに平行な入射面と射出面とを有してさえいれば、第１透過光学素子１３と第２透過光学素子１４とが異なる形状を有していてもよい。
【0024】
図３においては、第１透過光学素子１３を第２透過光学素子１４と同じ大きさに示しているが、第１透過光学素子１３は、後述するように、第１光Ｌ１をＺ軸方向に走査するが、Ｙ軸方向には走査しないため、Ｙ軸方向の辺の長さをＸ軸方向およびＺ軸方向の辺の長さよりも小さくしてもよい。すなわち、第１透過光学素子１３は、図３に示す立方体に近い形状に代えて、Ｙ軸方向の辺の長さがＸ軸方向およびＺ軸方向の辺の長さよりも短い直方体の形状としてもよい。これにより、第１透過光学素子１３の薄型化が図れる。その場合、第２透過光学素子１４の寸法が第１透過光学素子１３の寸法よりも大きくなるが、上述したように、第２透過光学素子１４では、入射光の光密度が低いことから、樹脂材料を用いることができる。透光性部材の硝材として樹脂材料を用いると、第２透過光学素子１４が軽量になるため、第２回転駆動装置１６の小型化が図れる。
【0025】
第１透過光学素子１３および第２透過光学素子１４の少なくとも一方は、石英で構成されていてもよい。第１透過光学素子１３および第２透過光学素子１４において、透光性部材を透過する光の量が多くなるに従って、透光性部材で吸収される光の量も多くなり、透光性部材に熱歪みが生じる場合がある。この場合、第１発光素子１１から射出される第１光Ｌ１の偏光方向が乱れ、透光性部材に入射した直線偏光が楕円偏光になって透光性部材から射出される。その結果、光源装置１０をプロジェクターに適用した場合、第１発光素子１１にレーザーダイオードを用いることにより、入射側偏光板を備えることなく、所定のコントラストが得られる、という効果が得られなくなる。すなわち、第１発光素子１１にレーザーダイオードを用いているにもかかわらず、偏光方向を揃えるための入射側偏光板を用いる必要が生じる。そこで、上記の効果を得るためには、熱歪みの少ない硝材として、ヤング率と熱膨張係数とが小さい硝材を用いることが望ましく、一例として石英を用いることが望ましい。
【0026】
以下、第１光Ｌ１が第１透過光学素子１３および第２透過光学素子１４を透過する際の第１光Ｌ１の挙動について説明する。なお、第１透過光学素子１３の作用と第２透過光学素子１４の作用とは同様であり、方向が異なるだけであるため、以下では第１透過光学素子１３のみを図示して説明する。
【0027】
図４Ａ～図４Ｆは、第１透過光学素子１３が回転する際の第１光Ｌ１の挙動を説明するための模式図である。この例では、＋Ｙ側から見て、第１透過光学素子１３は第１回転軸Ｃ１を中心として時計回りに回転しており、図４Ａから図４Ｆに向かって時間が経過している状態を示す。
【0028】
図４Ａ～図４Ｆにおいて、第１回転軸Ｃ１を通り、第１透過光学素子１３の第１側面１３ｃ１に直交する直線Ｍと光軸ＡＸとのなす角度を第１透過光学素子１３の回転角度ωと定義する。また、実際には第１光Ｌ１はＺ軸方向に所定の光束幅を有しているが、ここでは光軸ＡＸ上を進行する光線Ｌ１ａの挙動に着目して考える。
【0029】
図４Ａは、第１透過光学素子１３の初期状態を示す。すなわち、第１透過光学素子１３は回転しておらず、直線Ｍと光軸ＡＸとが重なっており、回転角度ωが０度である。この場合、光線Ｌ１ａは、第１側面１３ｃ１に対して垂直に入射するため、第１側面１３ｃ１で屈折することなく、第１透過光学素子１３の内部を光軸ＡＸに沿って進行する。次に、光線Ｌ１ａは、第１側面１３ｃ１に対して平行な第１側面１３ｃ３に対しても垂直に入射する。そのため、光線は、第１側面１３ｃ３でも屈折することなく、第１透過光学素子１３から射出され、光軸ＡＸ上を進行する。
【0030】
次に、図４Ｂに示すように、第１透過光学素子１３が回転角度ωだけ回転すると、光線Ｌ１ａは、第１側面１３ｃ１に対して回転角度ωと等しい入射角で入射する。そのため、光線Ｌ１ａは、図に示す方向（＋Ｚ側）に屈折し、第１透過光学素子１３の内部を進行する。次に、光線Ｌ１ａは、第１側面１３ｃ３に対しても所定の入射角で入射するため、第１側面１３ｃ３で屈折し、第１透過光学素子１３から射出される。このとき、第１側面１３ｃ１と第１側面１３ｃ３とが互いに平行であるため、第１側面１３ｃ１に対する光線Ｌ１ａの入射角と第１側面１３ｃ３に対する光線Ｌ１ａの入射角とが等しく、第１側面１３ｃ１に入射する光線Ｌ１ａの屈折角と第１側面１３ｃ３から射出される光線Ｌ１ａの屈折角とは、符号が逆向きで絶対値が等しくなる。これにより、光線Ｌ１ａの第１側面１３ｃ１への入射時の屈折角と第１側面１３ｃ３からの射出時の屈折角とが相殺される。その結果、光線Ｌ１ａは、光軸ＡＸから＋Ｚ側に変位量ｄだけ変位した位置を光軸ＡＸと平行に進行する。
【0031】
次に、図４Ｃに示すように、第１透過光学素子１３の回転角度ωが図４Ｂよりも大きくなると、光線Ｌ１ａの入射角が大きくなり、屈折角が大きくなる。そのため、光線Ｌ１ａの光軸ＡＸからの変位量ｄは、図４Ｂのときよりも大きくなる。また、光線Ｌ１ａが光軸ＡＸと平行に進行する状態は常に維持される。回転角度ωが０度から４５度までの間は、回転角度ωの増加に伴って変位量ｄが単調に増加する。
【0032】
次に、図４Ｄに示すように、第１透過光学素子１３の回転角度ωが４５度を超えると、光線Ｌ１ａの入射面が第１側面１３ｃ１から第１側面１３ｃ２に変わる。このとき、光線Ｌ１ａは、第１側面１３ｃ２で屈折するが、図４Ｃまでの期間とは屈折方向が変わり、図に示す方向（－Ｚ側）に屈折する。また、光線Ｌ１ａの射出面も第１側面１３ｃ３から第１側面１３ｃ４に変わるが、第１側面１３ｃ２と第１側面１３ｃ４とが互いに平行であるため、光線Ｌ１ａの第１側面１３ｃ３への入射時の屈折角と第１側面１３ｃ４からの射出時の屈折角とが相殺されるという関係は、図４Ｃまでの期間と変わらない。その結果、光線Ｌ１ａは、光軸ＡＸから－Ｚ側に変位量ｄだけ変位した位置を光軸ＡＸと平行に進行する。
【0033】
次に、図４Ｅに示すように、第１透過光学素子１３の回転角度ωが図４Ｄよりも大きくなると、光線Ｌ１ａの入射角が小さくなり、屈折角が小さくなる。そのため、光線Ｌ１ａの光軸ＡＸからの変位量ｄは、図４Ｄのときよりも小さくなる。このように、回転角度ωが４５度から９０度までの間は、回転角度ωの増加に伴って変位量ｄが単調に減少する。
【0034】
【0035】
このように、第１透過光学素子１３の第１入射面と第１射出面とが互いに平行であれば、第１透過光学素子１３の回転角度ωにかかわらず、光線Ｌ１ａの進行方向が変化することはなく、光線Ｌ１ａは時間の経過とともに光軸ＡＸと平行な方向に平行移動する。回転角度ωが０度のとき、光線Ｌ１ａの変位量ｄは０であり、回転角度ωが０度から４５度までの間は＋Ｚ側、－Ｚ側のいずれか一方に変位量ｄが増加する。回転角度ωが４５度を超えた瞬間に、変位量ｄの絶対値が同じままで変位の方向が逆になり、回転角度ωが４５度から９０度までの間は変位量ｄが減少し、回転角度ωが９０度になると、変位量ｄは０となる。９０度以降は、上記の挙動を繰り返す。したがって、第１透過光学素子１３が１回転すると、光線Ｌ１ａの変位量ｄは、上記のサイクルを４周期繰り返す。光線Ｌ１ａの変位量は、第１透過光学素子１３の屈折率、サイズ等のパラメーターを調整することで適宜設定することができる。
【0036】
以上、第１透過光学素子１３による１方向の変位のみについて説明したが、光源装置１０は、互いに直交する回転軸を有する第１透過光学素子１３と第２透過光学素子１４とを備えている。そのため、第１光Ｌ１は、時間の経過によって互いに直交する２方向に変位する。具体的には、図３に示すように、第１発光素子１１から射出される第１光Ｌ１は、第１透過光学素子１３によってＺ軸方向に走査され、第２透過光学素子１４によってＺ軸方向と直交するＹ軸方向に走査される。すなわち、第１透過光学素子１３と第２透過光学素子１４とは、第１光Ｌ１を被照明面における２次元の被照明領域Ｑ内で走査する。
本実施形態のＺ軸方向は、特許請求の範囲の第１走査方向に対応する。本実施形態のＹ軸方向は、特許請求の範囲の第２走査方向に対応する。
本実施形態のＺ軸方向は、特許請求の範囲の第１走査方向に対応する。本実施形態のＹ軸方向は、特許請求の範囲の第２走査方向に対応する。
【0037】
図１に示すように、光変調装置２１は、光軸ＡＸ上において、光源装置１０の光射出側に設けられている。光変調装置２１は、光源装置１０から射出される第１光Ｌ１を画像情報に応じて変調し、画像光を形成する。光変調装置２１には、透過型の液晶パネルが用いられる。液晶パネルは、カラーフィルターを備えていてもよいし、カラーフィルターを備えていなくてもよい。液晶パネルがカラーフィルターを備える場合、カラー表示が可能なプロジェクター２０を実現することができる。液晶パネルがカラーフィルターを備えていない場合、単色表示が可能なプロジェクター２０を実現することができる。液晶パネルの駆動方式としては、ツイステッド・ネマティック（ＴＮ）方式、垂直配向（ＶＡ）方式、横電界（ＩＰＳ）方式等が用いられ、特に限定されない。
【0038】
図２は、光軸ＡＸの方向から見た光変調装置２１の正面図である。
図２に示すように、光変調装置２１は、光変調領域２１ｃと、遮光領域２１ｄと、を有する。光変調領域２１ｃは、複数の画素がマトリクス状に配列された領域であって、光変調装置２１に入射する第１光Ｌ１を変調して射出する。遮光領域２１ｄは、光変調領域２１ｃの周囲に位置し、光変調装置２１に入射する第１光Ｌ１のうち、変調に寄与しない光を遮断する。光源装置１０の第２透過光学素子１４から射出される第１光Ｌ１が２次元に走査される被照明領域Ｑは、光変調領域２１ｃに対応する。光源装置１０の各透過光学素子１３，１４のサイズ、屈折率等のパラメーターは、光変調領域２１ｃのサイズやアスペクト比に合わせて設計される。
図２に示すように、光変調装置２１は、光変調領域２１ｃと、遮光領域２１ｄと、を有する。光変調領域２１ｃは、複数の画素がマトリクス状に配列された領域であって、光変調装置２１に入射する第１光Ｌ１を変調して射出する。遮光領域２１ｄは、光変調領域２１ｃの周囲に位置し、光変調装置２１に入射する第１光Ｌ１のうち、変調に寄与しない光を遮断する。光源装置１０の第２透過光学素子１４から射出される第１光Ｌ１が２次元に走査される被照明領域Ｑは、光変調領域２１ｃに対応する。光源装置１０の各透過光学素子１３，１４のサイズ、屈折率等のパラメーターは、光変調領域２１ｃのサイズやアスペクト比に合わせて設計される。
【0039】
図１に示すように、射出側偏光板２２は、光軸ＡＸ上において、光変調装置２１と投射光学装置２３との間に設けられている。射出側偏光板２２は、光変調装置２１から射出される特定方向の直線偏光を投射光学装置２３に向けて透過させる。本実施形態の場合、第１発光素子１１にレーザーダイオードが用いられているため、光源装置１０から直線偏光が射出される。そのため、光変調装置２１の光入射側に設けられる入射側偏光板は、不要である。
【0040】
投射光学装置２３は、複数の投射レンズから構成されている。投射光学装置２３は、光変調装置２１により変調された画像光をスクリーン等の被投射面に向けて拡大投射する。これにより、被投射面上に画像が表示される。
【0041】
［第１実施形態の効果］
本実施形態のプロジェクター２０は、第１光Ｌ１を射出する光源装置１０と、回転可能に支持された透光性部材から構成され、光源装置１０から射出される第１光Ｌ１が入射する第１入射面と、第１入射面から入射する第１光Ｌ１を射出させる第１射出面と、を有する第１透過光学素子１３と、回転可能に支持された透光性部材から構成され、第１透過光学素子１３から射出される第１光Ｌ１が入射する第２入射面と、第２入射面から入射する第１光Ｌ１を射出させる第２射出面と、を有する第２透過光学素子１４と、第２透過光学素子１４から射出される第１光Ｌ１を画像情報に基づいて変調する１つの光変調装置２１と、光変調装置２１により変調される画像光を投射する投射光学装置２３と、を備える。第１透過光学素子１３は、Ｙ軸方向に沿って延びる第１回転軸Ｃ１を中心として回転可能とされる。第２透過光学素子１４は、Ｚ軸方向に沿って延びる第２回転軸Ｃ２を中心として回転可能とされる。第１入射面と第１射出面とは互いに平行であり、第２入射面と第２射出面とは互いに平行である。
本実施形態のプロジェクター２０は、第１光Ｌ１を射出する光源装置１０と、回転可能に支持された透光性部材から構成され、光源装置１０から射出される第１光Ｌ１が入射する第１入射面と、第１入射面から入射する第１光Ｌ１を射出させる第１射出面と、を有する第１透過光学素子１３と、回転可能に支持された透光性部材から構成され、第１透過光学素子１３から射出される第１光Ｌ１が入射する第２入射面と、第２入射面から入射する第１光Ｌ１を射出させる第２射出面と、を有する第２透過光学素子１４と、第２透過光学素子１４から射出される第１光Ｌ１を画像情報に基づいて変調する１つの光変調装置２１と、光変調装置２１により変調される画像光を投射する投射光学装置２３と、を備える。第１透過光学素子１３は、Ｙ軸方向に沿って延びる第１回転軸Ｃ１を中心として回転可能とされる。第２透過光学素子１４は、Ｚ軸方向に沿って延びる第２回転軸Ｃ２を中心として回転可能とされる。第１入射面と第１射出面とは互いに平行であり、第２入射面と第２射出面とは互いに平行である。
【0042】
従来の光源装置のように、光を走査する手段としてポリゴンミラーを用いた場合、ポリゴンミラーが回転しつつ光を反射するため、被照明面に入射する光の入射角が時間によって刻々と変化する。したがって、たとえポリゴンミラーに入射させる光が平行光であったとしても、ポリゴンミラーから射出される光は発散光となるため、被照明面に対して光を常に垂直に入射させることは極めて難しい。したがって、ポリゴンミラーを備える従来のプロジェクターにおいては、光変調装置における明るさやコントラストの低下、色むらの発生、投射光学装置での光の損失等が生じ、プロジェクターの画像品質が低下するおそれがある。
【0043】
上記の問題に対して、本実施形態の光源装置１０によれば、図４Ａ～図４Ｆに示すように、第１光Ｌ１は、第１透過光学素子１３および第２透過光学素子１４の回転に伴って、第１発光素子１１の光軸ＡＸに対して平行な状態を維持したまま、第１光Ｌ１の進行方向と直交する方向に変位する。また、互いに直交する回転軸Ｃ１，Ｃ２を有する第１透過光学素子１３と第２透過光学素子１４とを備えることにより、第１光Ｌ１を任意の被照明面における２次元の被照明領域Ｑ内で走査することができる。したがって、光源装置１０を備えるプロジェクター２０においては、光変調装置２１に対して第１光Ｌ１を常に垂直に入射させることができる。これにより、光変調装置２１における明るさやコントラストの低下、色むらの発生、投射光学装置２３での光の損失等が抑えられ、表示品質に優れるプロジェクター２０を簡易な構成で実現することができる。
【0044】
また、第１発光素子１１から射出される第１光Ｌ１が可干渉性を有するレーザー光であっても、第１光Ｌ１が光変調装置２１上において２次元に高速に走査されることによって時間的に重畳される。これにより、可干渉性を有する光源を使用したことによる照度ムラを抑制することができる。また、第１光Ｌ１の軌跡を密にすることにより、疑似的に複数の第１光Ｌ１が重なり合った状態を作ることができる。この作用によってもスペックルノイズを抑制することができる。
【0045】
本実施形態の光源装置１０によれば、マルチレンズ等、光を矩形に成形するための光学系を用いなくても、略矩形の形状に照明することができる。そのため、全体の光路長を比較的短くすることができるとともに、光学部品を減らすことにより、光学系と空気との界面の数を減らすことができるため、界面反射による光のロスを低減することができる。
【0046】
本実施形態の光源装置１０は走査型の照明装置であるため、光変調領域２１ｃ内の黒を表示したい領域に第１光Ｌ１が到達した際に第１発光素子１１を消灯することもできる。これにより、黒表示以外の領域のみを照明する方法、いわゆるエリア照明が可能となり、非走査型の従来の照明方式と比べて、入力電力に対する射出光強度の効率を十分に向上させることができる。これに伴って、黒表示時に射出側偏光板２２で吸収される光が減ることにより、射出側偏光板２２の負荷を軽減させることができる。これにより、射出側偏光板２２の信頼性向上、有機材料からなる偏光板の採用によるコントラスト向上、等の効果が期待できる。
【0047】
［透過光学素子の各種パラメーターに関するシミュレーション］
本発明者は、透過光学素子の屈折率、形状等の各種のパラメーターが照明特性にどのように影響するかを調べるため、シミュレーションを行った。以下、シミュレーション結果について説明する。
本発明者は、透過光学素子の屈折率、形状等の各種のパラメーターが照明特性にどのように影響するかを調べるため、シミュレーションを行った。以下、シミュレーション結果について説明する。
【0048】
図５は、シミュレーションのモデルとなる透過光学素子１８を示す模式図である。
図５に示すように、透過光学素子１８は、上記実施形態と同様、回転軸Ｏに垂直な断面形状が正方形であり、４つの側面を有する。正方形の１辺の長さｌは、２０ｍｍとする。光線Ｌ１ａは、光軸ＡＸと平行に進み、点Ｐ１において入射角θ１で透過光学素子１８に入射し、屈折角θ２で屈折した後、点Ｐ２において透過光学素子１８から射出され、光軸ＡＸと平行に進む。光線Ｌ１ａとして、光軸ＡＸ上を進む光線と、光軸ＡＸから距離ｓだけ離れた位置を進む光線と、を想定する。具体的には、距離ｓ（ｍｍ）として、－４，－２，０，＋２，＋４の５種類を設定する。すなわち、シミュレーションにおいて、間隔が２ｍｍの５本の光線を設定する。
図５に示すように、透過光学素子１８は、上記実施形態と同様、回転軸Ｏに垂直な断面形状が正方形であり、４つの側面を有する。正方形の１辺の長さｌは、２０ｍｍとする。光線Ｌ１ａは、光軸ＡＸと平行に進み、点Ｐ１において入射角θ１で透過光学素子１８に入射し、屈折角θ２で屈折した後、点Ｐ２において透過光学素子１８から射出され、光軸ＡＸと平行に進む。光線Ｌ１ａとして、光軸ＡＸ上を進む光線と、光軸ＡＸから距離ｓだけ離れた位置を進む光線と、を想定する。具体的には、距離ｓ（ｍｍ）として、－４，－２，０，＋２，＋４の５種類を設定する。すなわち、シミュレーションにおいて、間隔が２ｍｍの５本の光線を設定する。
【0049】
透過光学素子１８の外部空間（空気）の屈折率ｎ１を１．０とし、透過光学素子１８の屈折率ｎ２を１．５，１．７５，２．０，２．５，３．０の５種類に変化させ、透過光学素子１８の回転角度と変位量ｄとの相関関係に関するシミュレーションを行った。
【0050】
シミュレーション結果を図６Ａ～図６Ｅに示す。図６Ａは、屈折率ｎ２＝１．５の結果である。図６Ｂは、屈折率ｎ２＝１．７５の結果である。図６Ｃは、屈折率ｎ２＝２．０の結果である。図６Ｄは、屈折率ｎ２＝２．５の結果である。図６Ｅは、屈折率ｎ２＝３．０の結果である。図６Ａ～図６Ｅにおいて、横軸は回転角度（度）を示し、縦軸は変位量（ｍｍ）を示す。符号Ａのグラフは、ｓ＝－４の光線を示す。符号Ｂのグラフは、ｓ＝－２の光線を示す。符号Ｃのグラフは、ｓ＝０（光軸上）の光線を示す。符号Ｄのグラフは、ｓ＝＋２の光線を示す。符号Ｅのグラフは、ｓ＝＋４の光線を示す。
【0051】
例えば図６Ａの符号Ｃ（光軸上の光線）のグラフに着目すると、図４Ａ～図４Ｆを用いて説明したように、回転角度が０度のときの変位量は０であり、回転角度が０度から４５度まで増加するに従って、変位量は＋７ｍｍ程度まで増加する。回転角度が４５度を超えると、変位量は－７ｍｍ程度まで逆方向に反転し、回転角度が４５度から９０度まで増加するに従って、変位量は０ｍｍに向けて減少する。以下、この周期を繰り返す。したがって、グラフの全体形状は、鋸刃状となる。また、他のグラフＡ，Ｂ，Ｄ，Ｅも、グラフＣと同様の傾向を示す。
【0052】
図６Ａ～図６Ｅを比較すると、透過光学素子１８の屈折率ｎ２を１．５から３．０まで高くすると、変位量ｄが±７ｍｍ程度から±１１ｍｍ程度まで大きくなることが判った。これにより、透過光学素子１８のサイズが同じであっても、透過光学素子１８の屈折率ｎ２を１．５から３．０まで高くすることにより、光線Ｌ１ａの走査範囲を大きくすることができる。
【0053】
また、透過光学素子１８の屈折率ｎ２を１．５から３．０まで高くすると、鋸刃形状のグラフの線形性が高くなることが判った。例えば図６Ａを見ると、特に透過光学素子１８の入射面が切り替わる回転角度の近傍、すなわち、鋸刃形状の尖った部分の近傍でグラフが湾曲していることが判る。これに対して、図６Ｅを見ると、透過光学素子１８の入射面が切り替わる回転角度の近傍でも、グラフが直線状に延びていることが判る。詳細な説明を省略するが、本発明者は、鋸刃形状のグラフの線形性が高い程、被照明領域における光の照度分布が高くなるという知見を得ている。
【0054】
次に、図７に示すように、透過光学素子１８に対する光線Ｌ１ａの入射角θ１と、透過光学素子１８に入射した後の光線Ｌ１ａと光軸ＡＸとのなす角度θ２´と、の関係について考察する。
角度θ２´は、以下の（１）式で表される。θ２は屈折角である。
角度θ２´は、以下の（１）式で表される。θ２は屈折角である。
【0055】
【数1】
【0056】
（１）式から、透過光学素子１８の屈折率ｎ２を無限大に向けて高くしていくと、角度θ２´は入射角θ１に限りなく近づくことが判る。
【0057】
したがって、上式（１から下式（２）が導かれる。
【0058】
【数2】
【0059】
図８は、（２）式の入射角θ１と角度θ２´との関係を示すグラフである。図８において、横軸はθ１（度）であり、縦軸はθ２´（度）である。符号Ｆのグラフは、屈折率ｎ２が１．５の場合を示す。符号Ｇのグラフは、屈折率ｎ２が２．０の場合を示す。符号Ｈのグラフは、屈折率ｎ２が２．５の場合を示す。符号Ｉのグラフは、屈折率ｎ２が３．０の場合を示す。符号Ｊのグラフは、仮に屈折率ｎ２について極限値をとった場合である屈折率ｎ２が１０００の場合を示す。
【0060】
図８に示すように、透過光学素子１８の屈折率ｎ２を大きくすると、角度θ２´が入射角θ１に近付いていくことが判る。したがって、透過光学素子１８の屈折率ｎ２を大きくすることにより、光線Ｌ１ａの変位量を大きくすることができる。
【0061】
次に、透過光学素子の屈折率ｎ２が十分大きく、変位量が理想的な鋸刃形状の場合に、２つの透過光学素子を用いて、２次元の被照明領域を照明する場合の照度分布について考察する。
【0062】
上記実施形態における第１透過光学素子１３および第２透過光学素子１４のそれぞれの回転周波数を調整することにより、２次元の被照明領域における光の走査が可能となる。第１透過光学素子１３および第２透過光学素子１４が互いに直交する２つの方向に光を走査するため、特に変位量が理想的な鋸刃形状を示す場合、光は、例えば２次元の被照明領域において斜めに延びる複数本の直線の軌跡を描くように走査される。
【0063】
画面を描画する周波数を固定した時を考えると、２つの透過光学素子のそれぞれの回転周波数が相対的に低い場合、換言すると、２つの透過光学素子のそれぞれの回転速度が相対的に遅い場合、隣り合う２本の軌跡の間隔は相対的に広くなる。
図９Ａは、発光素子から射出される光の照度分布を示す図である。図９Ｂは、第２透過光学素子から射出される光線の軌跡を示す図である。
図９Ａは、発光素子から射出される光の照度分布を示す図である。図９Ｂは、第２透過光学素子から射出される光線の軌跡を示す図である。
【0064】
この場合、図９Ｂに示すように、各光線の軌跡は、図の左上から右下に向かって斜めに延び、隣り合う２本の軌跡の間隔は比較的広い。図９Ａに示すように、発光素子から射出される光の照度分布が横長の楕円形状の分布を示す場合、被照明面における光の照度分布は、軌跡と交差する方向に沿って明暗の照度ムラが発生する。
【0065】
これに対して、２つの透過光学素子の回転周波数が相対的に高い場合、換言すると、２つの透過光学素子の回転速度が相対的に速い場合、隣り合う２本の軌跡の間隔は相対的に狭くなる。
図１０Ａは、発光素子から射出される光の照度分布を示す図である。図１０Ｂは、第２透過光学素子から射出される光線の軌跡を示す図である。図１０Ｃは、被照明面における光の照度分布を示す図である。
図１０Ａは、発光素子から射出される光の照度分布を示す図である。図１０Ｂは、第２透過光学素子から射出される光線の軌跡を示す図である。図１０Ｃは、被照明面における光の照度分布を示す図である。
【0066】
この場合、図１０Ｂに示すように、各光線の軌跡は、図の左上から右下に向かって斜めに延び、隣り合う２本の軌跡の間隔は、図９Ｂに比べて十分に狭い。図１０Ａに示すように、発光素子から射出される光の照度分布が楕円形状の分布を示す場合、被照明面における光の照度分布は、図１０Ｃに示すように、被照明領域の全域にわたって略均一な照度分布を示す。なお、被照明領域の周縁部に見える照度のにじみは、発光素子から射出される光の照度分布に依存する。
【0067】
以上のことから、本発明の光源装置をプロジェクターに適用する場合には、２つの透過光学素子の回転周波数を相対的に高くすることによって、明るさムラの少ない画像を得ることができる。
【0068】
次に、透過光学素子の屈折率ｎ２があまり大きくなく、変位量が理想的な鋸刃形状でない場合に、２つの透過光学素子を用いて、２次元の被照明領域を照明する場合の照度分布について考察する。
【0069】
変位量が理想的な鋸刃形状でない場合、被照明領域における光走査時の軌跡は、図９Ｂまたは図１０Ｂとは異なり、曲線状となる。そのため、被照明領域における軌跡の粗密、すなわち、光線の滞在時間密度によって、照度分布のムラが生じる。そこで、照度分布のムラを改善する方法として、透過光学素子の屈折率を高くする、または、透過光学素子の形状を変えて側面の数が多い正多角柱を使用する、の２通りの方法が考えられる。
【0070】
まず、透過光学素子の屈折率を高くする方法について検討する。
図１１Ａは、２つの透過光学素子のそれぞれの屈折率が相対的に低い場合の光の照度分布を示す図である。図１１Ｂは、２つの透過光学素子のそれぞれの屈折率が相対的に高い場合の光の照度分布を示す図である。具体的には、図１１Ａにおいて、第１透過光学素子の屈折率は１．５であり、第２透過光学素子の屈折率は１．８である。図１１Ｂにおいて、第１透過光学素子の屈折率は２．５であり、第２透過光学素子の屈折率は２．５である。図１１Ａおよび図１１Ｂにおいては、同一の照度を示す点を曲線で結んだ等照度曲線を示す。
図１１Ａは、２つの透過光学素子のそれぞれの屈折率が相対的に低い場合の光の照度分布を示す図である。図１１Ｂは、２つの透過光学素子のそれぞれの屈折率が相対的に高い場合の光の照度分布を示す図である。具体的には、図１１Ａにおいて、第１透過光学素子の屈折率は１．５であり、第２透過光学素子の屈折率は１．８である。図１１Ｂにおいて、第１透過光学素子の屈折率は２．５であり、第２透過光学素子の屈折率は２．５である。図１１Ａおよび図１１Ｂにおいては、同一の照度を示す点を曲線で結んだ等照度曲線を示す。
【0071】
図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、各透過光学素子の屈折率が相対的に低い場合、等照度曲線の数が多く、照度の変化が大きいのに対し、各透過光学素子の屈折率が相対的に高い場合、等照度曲線の数が少なく、照度の変化が小さい。このことから、２つの透過光学素子の屈折率を相対的に高くすることによって、照度分布をより均一にできることが判った。
【0072】
次に、側面の数が多い正多角柱を使用する方法について検討する。
透過光学素子の形状として、上記では４つの側面を有する正４角柱の例を挙げたが、ここでは６つの側面を有する正６角柱の例を挙げる。
透過光学素子の形状として、上記では４つの側面を有する正４角柱の例を挙げたが、ここでは６つの側面を有する正６角柱の例を挙げる。
【0073】
図１２は、正６角柱状の透過光学素子１９と光の変位との関係を示す模式図である。
図１２に示すように、正６角柱状の透過光学素子１９の場合、回転方向における１つの側面の幅ｌは、透過光学素子の体積が同じであったとすると、図５に示した正４角柱状の透過光学素子１８の１つの側面の幅ｌに比べて短くなる。そのため、正６角柱状の透過光学素子１９における光軸ＡＸ上を通る光線Ｌ１ａの最大入射角は、正４角柱状の透過光学素子１８における光軸ＡＸ上を通る光線Ｌ１ａの最大入射角に比べて小さくなる。
図１２に示すように、正６角柱状の透過光学素子１９の場合、回転方向における１つの側面の幅ｌは、透過光学素子の体積が同じであったとすると、図５に示した正４角柱状の透過光学素子１８の１つの側面の幅ｌに比べて短くなる。そのため、正６角柱状の透過光学素子１９における光軸ＡＸ上を通る光線Ｌ１ａの最大入射角は、正４角柱状の透過光学素子１８における光軸ＡＸ上を通る光線Ｌ１ａの最大入射角に比べて小さくなる。
【0074】
一般的に、透過光学素子の形状を正（２×ｍ）角柱（ｍ：２以上の自然数）とすると、光軸上を通る光線の最大入射角は、９０／ｍ（度）と表すことができる。具体的には、正４角柱状の場合の最大入射角は４５度であり、正６角柱状の場合の最大入射角は３０度である。すなわち、透過光学素子の形状と最大入射角との関係は、図１３で示すようになる。図１３において、横軸は透過光学素子の形状を示し、縦軸は最大入射角（度）を示す。
【0075】
図１３に示すように、透過光学素子を構成する正多角柱の側面の数が多くなる程、最大入射角が小さくなる。そのため、正多角柱の側面の数が多くなる程、光線の最大変位量も小さくなる。したがって、正多角柱の側面の数を多くしつつ光線の最大変位量を確保するためには、正多角柱の体積を大きくし、回転方向における１つの側面の幅ｌを大きくする必要がある。その結果、透過光学素子が大型化するという欠点がある。その一方、正多角柱の側面の数を多くした場合、光線の最大変位量が小さくなることは、図６Ａ～図６Ｅに示した鋸刃形状のグラフの頂点近傍の曲線部分が少なくなることを意味する。そのため、正多角柱の側面の数を多くすると、照度分布を均一にできるという利点がある。
【0076】
【0077】
図１４Ａは、透過光学素子の屈折率が１．４９２であり、透過光学素子の形状が正４角柱の場合を示す。図１４Ｂは、透過光学素子の屈折率が２．５であり、透過光学素子の形状が正４角柱の場合を示す。図１４Ｃは、透過光学素子の屈折率が１．４９２であり、透過光学素子の形状が正６角柱の場合を示す。図１４Ｄは、透過光学素子の屈折率が１．４９２であり、透過光学素子の形状が正８角柱の場合を示す。
【0078】
図１４Ａに示すように、透過光学素子の屈折率が１．４９２、透過光学素子の形状が正４角柱の場合、光線の軌跡が全体的に湾曲していることが判る。この場合、被照明領域における照度ムラが発生するおそれがある。これに対し、図１４Ｂに示すように、透過光学素子の形状が同じであっても、透過光学素子の屈折率を２．５まで高くすると、光線の軌跡の直線性が高くなる。これにより、被照明領域における照度ムラを抑制することができる。または、図１４Ｃに示すように、透過光学素子の屈折率が同じであっても、透過光学素子の形状を正６角柱にすると、光線の軌跡の直線性が高くなる。これにより、被照明領域における照度ムラを抑制することができる。図１４Ｄに示すように、透過光学素子の形状を正８角柱にすると、光線の軌跡の直線性がさらに高くなる。これにより、被照明領域における照度ムラをさらに抑制することができる。
【0079】
図１５は、５つの光源から射出された光が所定の距離だけ伝播した際の照度分布の変化を示す模式図である。図１５において、横軸は光の伝搬方向と直交する方向の光源の位置を示し、縦軸は伝播距離を示す。
図１５に示すように、光源から射出される光が理想的なガウシアンビームである場合、等間隔に配置された５つの光源を点灯させると、光が伝播するにつれて、５つの光の照度分布を全て合成した合成照度分布は、徐々に平均化されてなだらかになる。さらに、各光源から射出される光が所定の距離だけ伝播した時点で、合成照度分布は、ほぼ凹凸を持たないフラットな形状となる。
図１５に示すように、光源から射出される光が理想的なガウシアンビームである場合、等間隔に配置された５つの光源を点灯させると、光が伝播するにつれて、５つの光の照度分布を全て合成した合成照度分布は、徐々に平均化されてなだらかになる。さらに、各光源から射出される光が所定の距離だけ伝播した時点で、合成照度分布は、ほぼ凹凸を持たないフラットな形状となる。
【0080】
上記の考え方を本発明の光源装置にも適用することができる。すなわち、本発明の光源装置は光を走査して照明を行う走査照明系であるから、例えば図１４Ａ～図１４Ｄのシミュレーション結果において、被照明領域を水平方向（図の横方向）に切断した断面における照度分布を考えると、複数本の軌跡の位置を照度の頂点とする複数の光源が水平方向に並んだ状態と見なすことができる。そのため、軌跡の間隔を調整した上で、光源から被照明面までの距離、プロジェクターの場合には光源装置から光変調装置までの距離を、複数の光からなる合成照度分布がフラットな形状となる距離に一致するように設定すればよい。軌跡の間隔は、透過光学素子の回転速度によって調整することができる。これにより、光変調装置において均一な照度分布を得ることができる。上の説明では、一例として水平方向の断面に着目したが、全ての方向において成り立つ。
【0081】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図１６および図１７を用いて説明する。
図１６は、本実施形態のプロジェクター３０の概略構成図である。図１７は、光変調装置の断面構造を示す模式図である。
図１６および図１７において、第１実施形態の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。
以下、本発明の第２実施形態について、図１６および図１７を用いて説明する。
図１６は、本実施形態のプロジェクター３０の概略構成図である。図１７は、光変調装置の断面構造を示す模式図である。
図１６および図１７において、第１実施形態の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。
【0082】
図１６に示すように、プロジェクター３０は、光源装置４０と、反射部４１と、光変調装置４２と、第１マイクロレンズアレイ４３（図１７参照）と、第２マイクロレンズアレイ４４（図１７参照）と、射出側偏光板２２と、投射光学装置２３と、を備える。以下の実施形態において、投射光学装置２３の光軸を投射光軸ＡＸ４と定義する。
【0083】
光源装置４０は、光源部４０Ａと、第１透過光学素子１３と、第２透過光学素子１４と、光束幅調整光学系７３と、を備える。光源部４０Ａは、第１発光素子４７と、第２発光素子４８と、第３発光素子４９と、光合成光学系７２と、を備える。第１透過光学素子１３および第２透過光学素子１４の構成は、第１実施形態と同様である。
【0084】
第１発光素子４７は、第１波長帯の第１光ＬＢを射出する。第１発光素子４７は、レーザーダイオードから構成される。そのため、第１発光素子４７から射出される第１光ＬＢは、可干渉性を有する直線偏光であり、光束幅が狭く、平行度が高いレーザー光である。第１波長帯は、例えば４５０ｎｍ±５ｎｍの青色波長帯である。すなわち、第１光ＬＢは、青色光である。以下、第１光ＬＢを青色光ＬＢと称する。
【0085】
第２発光素子４８は、第２波長帯の第２光ＬＧを射出する。第２発光素子４８は、レーザーダイオードから構成される。そのため、第２発光素子４８から射出される第２光ＬＧは、可干渉性を有する直線偏光であり、光束幅が狭く、平行度が高いレーザー光である。第２波長帯は、例えば５３０ｎｍ±５ｎｍの緑色波長帯である。すなわち、第２光ＬＧは、緑色光である。以下、第２光ＬＧを緑色光ＬＧと称する。
【0086】
第３発光素子４９は、第３波長帯の第３光ＬＲを射出する。第３発光素子４９は、レーザーダイオードから構成される。そのため、第３発光素子４９から射出される第３光ＬＲは、可干渉性を有する直線偏光であり、光束幅が狭く、平行度が高いレーザー光である。第３波長帯は、例えば６５０ｎｍ±５ｎｍの赤色波長帯である。すなわち、第３光ＬＲは、赤色光である。以下、第３光ＬＲを赤色光ＬＲと称する。
【0087】
第１発光素子４７の光軸ＡＸ１は、第１発光素子４７から射出される青色光ＬＢの主光線に沿う軸と定義する。第２発光素子４８の光軸ＡＸ２は、第２発光素子４８から射出される緑色光ＬＧの主光線に沿う軸と定義する。第３発光素子４９の光軸ＡＸ３は、第３発光素子４９から射出される赤色光ＬＲの主光線に沿う軸と定義する。
【0088】
第１発光素子４７は、第１発光素子４７の光軸ＡＸ１が第２発光素子４８の光軸ＡＸ２に対して直交する向きに配置されている。第３発光素子４９は、第３発光素子４９の光軸ＡＸ３が第２発光素子４８の光軸ＡＸ２に対して直交する向きに配置されている。本実施形態では、第１発光素子４７が第２発光素子４８に近い側に配置され、第３発光素子４９が第２発光素子４８から遠い側に配置されているが、第１発光素子４７の位置と第３発光素子４９の位置とは逆であってもよい。以上説明してきたように、第１発光素子４７と第２発光素子４８と第３発光素子４９の配置は、本実施形態に記載の配置に限られず、配置については、どのような組み合わせであっても良い。
【0089】
光合成光学系７２は、第１光合成素子７５と、第２光合成素子７６と、を備える。第１光合成素子７５は、光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２とが交差する位置に設けられている。第１光合成素子７５は、緑色光を透過し、青色光を反射するダイクロイックミラーから構成される。第２光合成素子７６は、光軸ＡＸ２と光軸ＡＸ３とが交差する位置に設けられている。第２光合成素子７６は、緑色光および青色光を透過し、赤色光を反射するダイクロイックミラーから構成される。光合成光学系７２は、第１発光素子４７から射出される緑色光ＬＧ、第２発光素子４８から射出される青色光ＬＢ、および第３発光素子４９から射出される赤色光ＬＲを合成し、白色の合成光ＬＷを生成する。すなわち、合成光ＬＷは、緑色光ＬＧと青色光ＬＢと赤色光ＬＲとを含み、第１透過光学素子１３に向けて射出される。
【0090】
光束幅調整光学系７３は、第２透過光学素子１４と反射部４１との間に設けられている。光束幅調整光学系７３は、１つの凹レンズ７７と１つの凸レンズ７８から構成されているが、レンズの種類や数は特に限定されない。光束幅調整光学系７３は、第２透過光学素子１４から射出される合成光ＬＷの光束幅を調整する。本実施形態の光束幅調整光学系７３は、光束幅調整光学系７３に入射する平行光を光束幅が調整された平行光として射出する光学系、いわゆるアフォーカル光学系である。本実施形態の場合、光束幅調整光学系７３が設けられたことにより、必要な光束幅が大きい場合であっても、各透過光学素子１３，１４のサイズを小さくすることができる。ただし、光束幅の調整が必要ない場合、光束幅調整光学系７３は設けられていなくてもよい。
【0091】
反射部４１は、第１反射素子５１と、第２反射素子５２と、第３反射素子５３と、を備える。反射部４１は、光源装置４０から射出される合成光ＬＷを３つの色光に分離し、光変調装置４２に向けて反射する。第１反射素子５１、第２反射素子５２、および第３反射素子５３は、光束幅調整光学系７３から射出される合成光ＬＷが入射する側から、この順に配置されている。第１反射素子５１、第２反射素子５２、および第３反射素子５３のそれぞれは、光軸ＡＸ２および投射光軸ＡＸ４のそれぞれに対して傾斜して配置され、傾斜角度が互いに異なる。
【0092】
第１反射素子５１は、緑色光と青色光とを透過し、赤色光を反射するダイクロイックミラーから構成されている。したがって、第１反射素子５１は、光源装置４０から射出される合成光ＬＷが入射し、緑色光ＬＧと青色光ＬＢとを第２反射素子５２に向けて透過し、赤色光ＬＲを光変調装置４２に向けて所定の反射角で反射する。
【0093】
第２反射素子５２は、青色光を透過し、緑色光を反射するダイクロイックミラーから構成されている。したがって、第２反射素子５２は、第１反射素子５１を透過する青色光ＬＢおよび緑色光ＬＧが入射し、青色光ＬＢを第３反射素子５３に向けて透過し、緑色光ＬＧを光変調装置４２に向けて所定の反射角で反射する。
【0094】
第３反射素子５３は、波長依存性を持たない反射ミラーから構成されている。したがって、第３反射素子５３は、第２反射素子５２を透過する青色光ＬＢが入射し、青色光ＬＢを光変調装置４２に向けて所定の反射角で反射する。なお、第３反射素子５３は、青色光を反射するダイクロイックミラーから構成されていてもよい。
【0095】
第１反射素子５１の反射面と光軸ＡＸ２とのなす角度は、第２反射素子５２の反射面と光軸ＡＸ２とのなす角度よりも小さい。第２反射素子５２の反射面と光軸ＡＸ２とのなす角度は、第３反射素子５３の反射面と光軸ＡＸ２とのなす角度よりも小さい。以上の各反射素子５１，５２，５３の配置から、第１反射素子５１に入射する光の入射角は、第２反射素子５２に入射する光の入射角よりも大きい。第２反射素子５２に入射する光の入射角は、第３反射素子５３に入射する光の入射角よりも大きい。したがって、第１反射素子５１で反射する赤色光ＬＲの反射角は、第２反射素子５２で反射する緑色光ＬＧの反射角よりも大きい。第２反射素子５２で反射する緑色光ＬＧの反射角は、第３反射素子５３で反射する青色光ＬＢの反射角よりも大きい。その結果、赤色光ＬＲと緑色光ＬＧと青色光ＬＢとは、互いに異なる入射角で光変調装置４２に入射する。
【0096】
図１７に示すように、光変調装置４２を構成する液晶パネルは、複数の青色サブ画素ＰＸ１と、複数の緑色サブ画素ＰＸ２と、複数の赤色サブ画素ＰＸ３と、が周期的にマトリクス状に配列された光変調領域を有する。青色サブ画素ＰＸ１は、青色光ＬＢを変調する。緑色サブ画素ＰＸ２は、緑色光ＬＧを変調する。赤色サブ画素ＰＸ３は、赤色光ＬＲを変調する。画像の最小単位である１つの画素は、１つの青色サブ画素ＰＸ１と、１つの緑色サブ画素ＰＸ２と、１つの赤色サブ画素ＰＸ３と、から構成される。隣り合う２つのサブ画素の間に、ブラックマトリクスと称される遮光膜５５が設けられている。本実施形態の青色サブ画素ＰＸ１は、特許請求の範囲の第１サブ画素に対応する。本実施形態の緑色サブ画素ＰＸ２は、特許請求の範囲の第２サブ画素に対応する。本実施形態の赤色サブ画素ＰＸ３は、特許請求の範囲の第３サブ画素に対応する。
【0097】
第１マイクロレンズアレイ４３は、液晶パネルを構成する第１基板５７の光入射側に設けられている。第１マイクロレンズアレイ４３は、複数の第１マイクロレンズ４３１がマトリクス状に配列された構成を有する。第１マイクロレンズアレイ４３は、反射部４１によって反射される各色光を集光して光変調装置４２の各サブ画素ＰＸ１，ＰＸ２，ＰＸ３に導く。１つの第１マイクロレンズ４３１は、レンチキュラーレンズで構成され、１つの画素、すなわち、一方向に並んだ異なる色の３つのサブ画素ＰＸ１，ＰＸ２，ＰＸ３にわたって配置されている。
【0098】
反射部４１から射出される青色光ＬＢと緑色光ＬＧと赤色光ＬＲとは、第１マイクロレンズ４３１に対して互いに異なる入射角で入射するため、互いに異なる方向に向かって進み、集光される。これにより、青色光ＬＢは青色サブ画素ＰＸ１に入射し、緑色光ＬＧは緑色サブ画素ＰＸ２に入射し、赤色光ＬＲは赤色サブ画素ＰＸ３に入射する。すなわち、第１マイクロレンズアレイ４３は、反射部４１から射出される青色光ＬＢを青色サブ画素ＰＸ１に入射させ、反射部４１から射出される緑色光ＬＧを緑色サブ画素ＰＸ２に入射させ、反射部４１から射出される赤色光ＬＲを赤色サブ画素ＰＸ３に入射させる。本実施形態の第１マイクロレンズアレイ４３は、特許請求の範囲の導光素子に対応する。
【0099】
第２マイクロレンズアレイ４４は、液晶パネルを構成する第２基板５８の光射出側に設けられている。第２マイクロレンズアレイ４４は、複数の第２マイクロレンズ４４１がマトリクス状に配列された構成を有する。第２マイクロレンズアレイ４４は、液晶パネルから射出される各色光を平行化する。第２マイクロレンズ４４１は、１つのサブ画素毎に設けられている。なお、本実施形態では、各色光の平行化を液晶パネルから射出された後に行う例を挙げたが、この構成に代えて、第２マイクロレンズアレイ４４を液晶パネルの光入射側に配置し、各色光の平行化を液晶パネルに入射する前に行ってもよい。
プロジェクター３０のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
プロジェクター３０のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
【0100】
［第２実施形態の効果］
本実施形態においても、光変調装置４２における明るさやコントラストの低下、色むらの発生、投射光学装置２３での光の損失、可干渉性を有する光源を使用したことによる照度ムラ等の問題が改善できる、光学部品を減らすことにより、光学系と空気との界面の数を減らすことができるため、界面反射による光のロスを低減することができる、光を矩形に成形するための光学系を用いずに光利用効率を高めることができる、エリア照明が可能となる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
本実施形態においても、光変調装置４２における明るさやコントラストの低下、色むらの発生、投射光学装置２３での光の損失、可干渉性を有する光源を使用したことによる照度ムラ等の問題が改善できる、光学部品を減らすことにより、光学系と空気との界面の数を減らすことができるため、界面反射による光のロスを低減することができる、光を矩形に成形するための光学系を用いずに光利用効率を高めることができる、エリア照明が可能となる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
【0101】
また、本実施形態のプロジェクター３０は、発光色が互いに異なる３つの発光素子４７，４８，４９を備えており、３つの反射素子５１，５２，５３を含む反射部４１と第１マイクロレンズアレイ４３との作用によって、３つの色光ＬＢ，ＬＧ，ＬＲを空間的に分離し、各色光ＬＢ，ＬＧ，ＬＲを対応する各サブ画素ＰＸ１，ＰＸ２，ＰＸ３に入射させることができる。これにより、光変調装置４２にカラーフィルターを用いることなく、簡易な構成でカラー画像を表示可能なプロジェクター３０を実現することができる。
【0102】
このように、３つの反射素子を含む反射部を備えるプロジェクターは、第１マイクロレンズアレイに対する各色光の入射角が常に一定であることを前提として設計されている。ところが、従来の光源装置のように、光を走査する手段としてポリゴンミラーを用いた場合、ポリゴンミラーが回転しつつ光を反射するため、各反射素子を経て第１マイクロレンズアレイに入射する各色光の入射角が時間によって変化する。この場合、特定の色光が当該色光に対応しない隣りのサブ画素に入射することで表示画像の色純度が低下する、という問題が生じるおそれがある。また、液晶パネルのブラックマトリクスに入射する光が増え、表示画像の明るさが低下する、という問題が生じるおそれがある。
【0103】
上記の問題に対して、本実施形態のプロジェクター３０によれば、第２透過光学素子１４から射出される合成光ＬＷが略平行光となるため、第１マイクロレンズアレイ４３に対する各色光ＬＢ，ＬＧ，ＬＲの入射角の時間的変化が極めて少ない。これにより、特定の色光が当該色光に対応しない隣りのサブ画素やブラックマトリクスに入射する割合が減るため、表示画像の色純度や明るさの低下を抑えることができる。
【0104】
また、本実施形態のプロジェクター３０によれば、クロスダイクロイックプリズム等の光合成光学系を用いないため、光合成光学系を用いるプロジェクターに比べて、投射光学装置２３を光変調装置４２に近付けて配置することができる。これにより、投射レンズのバックフォーカスが短くて済む。また、第２マイクロレンズアレイ４４によって光変調装置４２から射出される各色光が平行化されているため、投射レンズで光を取り込み可能な角度が小さくて済む。これらの要因により、投射レンズの性能向上やコスト低減を図ることができる。また、イメージサークルが液晶パネルのサイズをカバーできている場合、市販のカメラレンズを装着することもできる。
【0105】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図１８を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターの基本構成は第２実施形態のプロジェクターと略同様であり、反射部の構成が第２実施形態と異なる。
図１８は、本実施形態のプロジェクター６０の概略構成図である。
図１８において、第２実施形態の図１６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。
以下、本発明の第３実施形態について、図１８を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターの基本構成は第２実施形態のプロジェクターと略同様であり、反射部の構成が第２実施形態と異なる。
図１８は、本実施形態のプロジェクター６０の概略構成図である。
図１８において、第２実施形態の図１６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。
【0106】
図１８に示すように、本実施形態の光源装置７０の光源部７０Ａにおいて、第１発光素子８１は、第１波長帯の第１光ＬＲを射出する。本実施形態の第１光ＬＲは、赤色光である。以下、第１光ＬＲを赤色光ＬＲと称する。第２発光素子８２は、第２波長帯の第２光ＬＧを射出する。本実施形態の第２光ＬＧは、緑色光である。以下、第２光ＬＧを緑色光ＬＧと称する。第３発光素子８３は、第３波長帯の第３光ＬＢを射出する。本実施形態の第３光ＬＢは、青色光である。以下、第３光ＬＢを青色光ＬＢと称する。なお、本実施形態では、特許請求の範囲との整合性を取るため、発光素子および色光の名称を第２実施形態とは異ならせているが、発光素子および色光の配置は第２実施形態と同じである。
【0107】
反射部８４において、第１反射素子８５は、赤色光と緑色光とを透過し、青色光を反射するダイクロイックミラーから構成されている。したがって、第１反射素子８５は、光源装置７０から射出される合成光ＬＷが入射し、赤色光ＬＲと緑色光ＬＧとを第２反射素子８６に向けて透過し、青色光ＬＢを光変調装置４２に向けて所定の反射角で反射する。
【0108】
第２反射素子８６は、赤色光を透過し、緑色光を反射するダイクロイックミラーから構成されている。したがって、第２反射素子８６は、第１反射素子８５を透過する赤色光ＬＲおよび緑色光ＬＧが入射し、赤色光ＬＲを第３反射素子８７に向けて透過し、緑色光ＬＧを光変調装置４２に向けて所定の反射角で反射する。
【0109】
第３反射素子８７は、波長依存性を持たない反射ミラーから構成されている。したがって、第３反射素子８７は、第２反射素子８６を透過する赤色光ＬＲが入射し、赤色光ＬＲを光変調装置４２に向けて所定の反射角で反射する。なお、第３反射素子８７は、赤色光を反射するダイクロイックミラーから構成されていてもよい。
【0110】
このように、第２実施形態の反射部４１と第３実施形態の反射部８４とでは、各色光の反射の順番が異なる。すなわち、図１６に示す第２実施形態の反射部４１では、光が第１反射素子５１から第３反射素子５３に向かって進む間に、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、および青色光ＬＢがこの順に反射する。これに対して、図１８に示す第３実施形態の反射部８４では、光が第１反射素子８５から第３反射素子８７に向かって進む間に、青色光ＬＢ、緑色光ＬＧ、および赤色光ＬＲがこの順に反射する。
【0111】
本実施形態の場合、第１反射素子８５で反射する青色光ＬＢの反射角は、第２反射素子８６で反射する緑色光ＬＧの反射角よりも大きい。第２反射素子８６で反射する緑色光ＬＧの反射角は、第３反射素子８７で反射する赤色光ＬＲの反射角よりも大きい。これにより、青色光ＬＢと緑色光ＬＧと赤色光ＬＲとは、互いに異なる入射角で光変調装置４２に入射する。また、３つの色光のうち、第１反射素子８５で反射する青色光ＬＢは、光変調装置４２に対して最も垂直に近い方向から入射する設定となっている。そのため、光変調装置４２に対する赤色光ＬＲの入射角は、光変調装置４２に対する緑色光ＬＧの入射角よりも大きく、光変調装置４２に対する緑色光ＬＧの入射角は、光変調装置４２に対する青色光ＬＢの入射角よりも大きい。
プロジェクター６０のその他の構成は、第２実施形態と同様である。
プロジェクター６０のその他の構成は、第２実施形態と同様である。
【0112】
［第３実施形態の効果］
本実施形態においても、光変調装置４２における明るさやコントラストの低下、色むらの発生、投射光学装置２３での光の損失、可干渉性を有する光源を使用したことによる照度ムラ等の問題が改善できる、光学部品を減らすことにより、光学系と空気との界面の数を減らすことができるため、界面反射による光のロスを低減することができる、光を矩形に成形するための光学系を用いずに光利用効率を高めることができる、エリア照明が可能となる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
本実施形態においても、光変調装置４２における明るさやコントラストの低下、色むらの発生、投射光学装置２３での光の損失、可干渉性を有する光源を使用したことによる照度ムラ等の問題が改善できる、光学部品を減らすことにより、光学系と空気との界面の数を減らすことができるため、界面反射による光のロスを低減することができる、光を矩形に成形するための光学系を用いずに光利用効率を高めることができる、エリア照明が可能となる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
【0113】
また、本実施形態においても、光変調装置４２にカラーフィルターを用いることなく、簡易な構成でカラー画像を表示することができる、第２透過光学素子１４から射出される光が略平行光となることで表示画像の色純度や明るさの低下を抑えることができる、といった第２実施形態と同様の効果が得られる。
【0114】
さらに、本実施形態によれば、以下に述べる特有の効果が得られる。
光源装置７０を構成する２つの透過光学素子１３，１４の硝材が色収差を有しているため、各透過光学素子１３，１４における屈折角が光の波長によって異なり、変位量が光の波長によって異なる。具体的には、各色光の変位量は、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢの順に大きくなる。これにより、第２透過光学素子１４から射出される各色光の主光線に垂直な断面のサイズも赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢの順に大きくなる。
光源装置７０を構成する２つの透過光学素子１３，１４の硝材が色収差を有しているため、各透過光学素子１３，１４における屈折角が光の波長によって異なり、変位量が光の波長によって異なる。具体的には、各色光の変位量は、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢの順に大きくなる。これにより、第２透過光学素子１４から射出される各色光の主光線に垂直な断面のサイズも赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢの順に大きくなる。
【0115】
一方、本実施形態では、光変調装置４２に対する各色光の入射角が青色光ＬＢ、緑色光ＬＧ、赤色光ＬＲの順に大きくなっているため、光変調装置４２に入射する各色光の主光線に垂直な断面のサイズは、青色光ＬＢ、緑色光ＬＧ、赤色光ＬＲの順に大きくなる。したがって、各透過光学素子１３，１４の波長分散による各色光のサイズの大小と、光変調装置４２に対する各色光の入射角の相違による各色光のサイズの大小と、が相殺されるため、光変調装置４２上での各色光のサイズの違いが第２実施形態に比べて小さくなる。そのため、アクロマート、アポクロマート等の色収差補正用レンズを用いることなく、透過光学素子１３，１４の色収差に起因する光変調装置４２上での各色光のサイズの違いを小さくすることができ、画像周縁部における色ずれを抑制することができる。
【0116】
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について、図１９および図２０を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターの基本構成は第３実施形態のプロジェクターと略同様であり、光源装置の構成が第３実施形態と異なる。したがって、本実施形態では、プロジェクター全体の図示を省略し、光源装置のみを図示する。
図１９は、本実施形態の光源装置９０の概略構成図である。図２０は、図１９とは直交する方向から見た光源装置９０の概略構成図である。図１９および図２０では、光束幅調整光学系の図示を省略する。
図１９および図２０において、第３実施形態の図１８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。
以下、本発明の第４実施形態について、図１９および図２０を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターの基本構成は第３実施形態のプロジェクターと略同様であり、光源装置の構成が第３実施形態と異なる。したがって、本実施形態では、プロジェクター全体の図示を省略し、光源装置のみを図示する。
図１９は、本実施形態の光源装置９０の概略構成図である。図２０は、図１９とは直交する方向から見た光源装置９０の概略構成図である。図１９および図２０では、光束幅調整光学系の図示を省略する。
図１９および図２０において、第３実施形態の図１８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。
【0117】
図１９に示すように、光源装置９０を第１回転軸Ｃ１の方向から見ると、図１８に示す第２実施形態の光源装置７０と同様である。これに対して、図２０に示すように、光源装置９０を第１回転軸Ｃ１に直交する第２回転軸Ｃ２の方向から見ると、第１透過光学素子９１は、第１透光性部材９３と、第２透光性部材９４と、第３透光性部材９５と、を備える。第１透光性部材９３、第２透光性部材９４、および第３透光性部材９５のそれぞれは、板状の部材からなり、第１回転軸Ｃ１の延在方向に沿って互いに接合され、一体化されている。なお、３つの透光性部材９３，９４，９５は、必ずしも互いに接合されていなくてもよく、互いに離間していてもよい。すなわち、第１透光性部材９３、第２透光性部材９４、および第３透光性部材９５は、第１回転軸Ｃ１の延在方向に沿って配置されていればよい。
【0118】
第１透光性部材９３、第２透光性部材９４、および第３透光性部材９５は、互いに異なる屈折率を有する硝材から構成されている。第１透光性部材９３は、第１屈折率ｎ１を有する。第２透光性部材９４は、第１屈折率ｎ１よりも低い第２屈折率ｎ２を有する。第３透光性部材９５は、第２屈折率ｎ２よりも低い第３屈折率ｎ３を有する。すなわち、屈折率の大小関係は、ｎ１＞ｎ２＞ｎ３である。
【0119】
第１発光素子８１から射出される赤色光ＬＲは、光合成光学系７２を経て、第１透過光学素子９１の第１透光性部材９３に入射する。第２発光素子８２から射出される緑色光ＬＧは、光合成光学系７２を経て、第１透過光学素子９１の第２透光性部材９４に入射する。第３発光素子８３から射出される青色光ＬＢは、光合成光学系７２を経て、第１透過光学素子９１の第３透光性部材９５に入射する。このように、各発光素子から射出される各色光は、互いに異なる透光性部材に入射するように構成されている。すなわち、相対的に長波長の光が入射する透光性部材は、相対的に高い屈折率を有する。相対的に短波長の光が入射する透光性部材は、相対的に低い屈折率を有する。
【0120】
本実施形態では、各色光を互いに異なる透光性部材に入射させるため、第１発光素子８１、第２発光素子８２、および第３発光素子８３の第１回転軸Ｃ１の延在方向における位置を、互いに異ならせている。したがって、各透過光学素子９１，１４を透過する各色光の光路が第１回転軸Ｃ１の延在方向にずれ、第２透過光学素子１４から射出される各色光の位置が第１回転軸Ｃ１の延在方向にずれる。このずれは、反射部８４を構成する各反射素子８５，８６，８７の傾きを調整することにより補正することができる。第１透過光学素子９１の互いに異なる位置から射出される赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、および青色光ＬＢのそれぞれは、第２透過光学素子１４に入射する。
プロジェクターのその他の構成は、第３実施形態と同様である。
プロジェクターのその他の構成は、第３実施形態と同様である。
【0121】
［第４実施形態の効果］
本実施形態においても、光変調装置４２における明るさやコントラストの低下、色むらの発生、投射光学装置２３での光の損失、可干渉性を有する光源を使用したことによる照度ムラ等の問題が改善できる、光学部品を減らすことにより、光学系と空気との界面の数を減らすことができるため、界面反射による光のロスを低減することができる、光を矩形に成形するための光学系を用いずに光利用効率を高めることができる、エリア照明が可能となる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
本実施形態においても、光変調装置４２における明るさやコントラストの低下、色むらの発生、投射光学装置２３での光の損失、可干渉性を有する光源を使用したことによる照度ムラ等の問題が改善できる、光学部品を減らすことにより、光学系と空気との界面の数を減らすことができるため、界面反射による光のロスを低減することができる、光を矩形に成形するための光学系を用いずに光利用効率を高めることができる、エリア照明が可能となる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
【0122】
また、本実施形態においても、光変調装置４２にカラーフィルターを用いることなく、簡易な構成でカラー画像を表示することができる、第２透過光学素子１４から射出される光が略平行光となることで表示画像の色純度や明るさの低下を抑えることができる、といった第２実施形態と同様の効果が得られる。
【0123】
さらに、本実施形態によれば、以下に述べる特有の効果が得られる。
第３実施形態において、透過光学素子１３，１４の波長分散による各色光のサイズの大小を、光変調装置４２に対する各色光の入射角の相違による各色光のサイズの大小によって相殺し、補正できると述べた。ただし、この場合、補正が可能な光のサイズは、光変調装置４２に対する光の入射角が調整できる方向、すなわち、図１８の紙面の横方向であって、図１８の紙面に垂直な方向の光のサイズを調整することはできない。
第３実施形態において、透過光学素子１３，１４の波長分散による各色光のサイズの大小を、光変調装置４２に対する各色光の入射角の相違による各色光のサイズの大小によって相殺し、補正できると述べた。ただし、この場合、補正が可能な光のサイズは、光変調装置４２に対する光の入射角が調整できる方向、すなわち、図１８の紙面の横方向であって、図１８の紙面に垂直な方向の光のサイズを調整することはできない。
【0124】
これに対して、本実施形態の構成によれば、屈折率が互いに異なる３つの透光性部材９３，９４，９５が図１９の紙面に垂直な方向に積層された第１透過光学素子９１を用いることによって、図１８の紙面に垂直な方向の光のサイズを３つの色光で略一致させることができる。このように、第３実施形態の反射部８４の構成と、本実施形態の第１透過光学素子９１の構成と、を組み合わせることにより、光変調装置４２の光入射面の２方向において３つの色光のサイズの違いを小さくすることができる。その結果、画像周縁部における色ずれをより良く抑制することができる。
【0125】
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。また、本発明の一つの態様は、上記の各実施形態の特徴部分を適宜組み合わせた構成とすることができる。
【0126】
上記実施形態の光源装置においては、各透過光学素子の形状として、側面の数が偶数の多角柱の例を挙げた。迷光の発生が少なく、光利用効率が高いという観点では、側面の数が偶数の多角柱が望ましい。ただし、互いに平行な１組の入射面および射出面を有していれば、側面の数が偶数の多角柱以外の形状であってもよい。また、本願実施形態における「回転」は、透過光学素子を揺動して同様な走査を行うことも含めることができる。
【0127】
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、液晶パネルを用いたプロジェクターに搭載した例を示したが、これに限られない。本発明による光源装置を、光変調装置としてデジタルマイクロミラーデバイスを用いたプロジェクターに適用してもよい。
【0128】
［本開示のまとめ］
以下、本開示のまとめを付記する。
以下、本開示のまとめを付記する。
【0129】
（付記１）
光を射出する光源部と、
回転可能に支持された透光性部材から構成され、前記光源部から射出される前記光が入射する第１入射面と、前記第１入射面から入射する前記光を射出させる第１射出面と、を有する第１透過光学素子と、
回転可能に支持された透光性部材から構成され、前記第１透過光学素子から射出される前記光が入射する第２入射面と、前記第２入射面から入射する前記光を射出させる第２射出面と、を有する第２透過光学素子と、
前記第２透過光学素子から射出される前記光を画像情報に基づいて変調する１つの光変調装置と、
前記光変調装置により変調される光を投射する投射光学装置と、
を備え、
前記第１透過光学素子は、前記第１透過光学素子に対する前記光の入射方向である第１方向に交差する第２方向に沿って延びる第１回転軸を中心として回転し、
前記第２透過光学素子は、前記第１方向および前記第２方向のそれぞれに交差する第３方向に沿って延びる第２回転軸を中心として回転し、
前記第１入射面と前記第１射出面とは互いに平行であり、
前記第２入射面と前記第２射出面とは互いに平行である、プロジェクター。
光を射出する光源部と、
回転可能に支持された透光性部材から構成され、前記光源部から射出される前記光が入射する第１入射面と、前記第１入射面から入射する前記光を射出させる第１射出面と、を有する第１透過光学素子と、
回転可能に支持された透光性部材から構成され、前記第１透過光学素子から射出される前記光が入射する第２入射面と、前記第２入射面から入射する前記光を射出させる第２射出面と、を有する第２透過光学素子と、
前記第２透過光学素子から射出される前記光を画像情報に基づいて変調する１つの光変調装置と、
前記光変調装置により変調される光を投射する投射光学装置と、
を備え、
前記第１透過光学素子は、前記第１透過光学素子に対する前記光の入射方向である第１方向に交差する第２方向に沿って延びる第１回転軸を中心として回転し、
前記第２透過光学素子は、前記第１方向および前記第２方向のそれぞれに交差する第３方向に沿って延びる第２回転軸を中心として回転し、
前記第１入射面と前記第１射出面とは互いに平行であり、
前記第２入射面と前記第２射出面とは互いに平行である、プロジェクター。
【0130】
付記１の構成によれば、光源部から射出される光は、第１透過光学素子および第２透過光学素子の回転に伴って、光軸に対して平行な状態を維持したまま、光の進行方向と直交する方向に変位する。そのため、光変調装置に対して光を常に垂直に入射させることができる。これにより、明るさやコントラストの低下、色むらの発生等が少なく、表示品質に優れるプロジェクターを実現することができる。
【0131】
（付記２）
前記第１透過光学素子は、前記第１回転軸を中心として回転することにより、前記光源部から射出される前記光を、第１走査方向に走査し、
前記第２透過光学素子は、前記第２回転軸を中心として回転することにより、前記第１透過光学素子から射出される前記光を、前記第１走査方向と交差する第２走査方向に走査し、
前記第１透過光学素子と前記第２透過光学素子とにより、前記光は２次元に走査される、付記１に記載のプロジェクター。
前記第１透過光学素子は、前記第１回転軸を中心として回転することにより、前記光源部から射出される前記光を、第１走査方向に走査し、
前記第２透過光学素子は、前記第２回転軸を中心として回転することにより、前記第１透過光学素子から射出される前記光を、前記第１走査方向と交差する第２走査方向に走査し、
前記第１透過光学素子と前記第２透過光学素子とにより、前記光は２次元に走査される、付記１に記載のプロジェクター。
【0132】
付記２の構成によれば、第１透過光学素子と第２透過光学素子とが光を所望の照明領域内二次元に走査するため、光の平行度の高い照明光を生成することができる。
【0133】
（付記３）
前記第１透過光学素子は、前記第１回転軸に交差する第１面および第２面と、前記第１面および前記第２面に接する２×ｍ（ｍ：２以上の自然数）個の第１側面と、を有し、
前記第１入射面および前記第１射出面は、前記２×ｍ個の前記第１側面のうちの互いに平行な２つの前記第１側面であり、
前記第２透過光学素子は、前記第２回転軸に交差する第３面および第４面と、前記第３面および前記第４面に接する２×ｎ（ｎ：２以上の自然数）個の第２側面と、を有し、
前記第２入射面および前記第２射出面は、前記２×ｎ個の前記第２側面のうちの互いに平行な２つの前記第２側面である、付記１または付記２に記載の光源装置。
前記第１透過光学素子は、前記第１回転軸に交差する第１面および第２面と、前記第１面および前記第２面に接する２×ｍ（ｍ：２以上の自然数）個の第１側面と、を有し、
前記第１入射面および前記第１射出面は、前記２×ｍ個の前記第１側面のうちの互いに平行な２つの前記第１側面であり、
前記第２透過光学素子は、前記第２回転軸に交差する第３面および第４面と、前記第３面および前記第４面に接する２×ｎ（ｎ：２以上の自然数）個の第２側面と、を有し、
前記第２入射面および前記第２射出面は、前記２×ｎ個の前記第２側面のうちの互いに平行な２つの前記第２側面である、付記１または付記２に記載の光源装置。
【0134】
付記３の構成によれば、互いに平行でない第１側面または第２側面に入射する光が存在しないため、各透過光学素子における迷光の発生が少なく、光利用効率を高めることができる。
【0135】
（付記４）
前記第１透過光学素子および前記第２透過光学素子の少なくとも一方は、石英から構成される、付記１から付記３までのいずれか一項に記載の光源装置。
前記第１透過光学素子および前記第２透過光学素子の少なくとも一方は、石英から構成される、付記１から付記３までのいずれか一項に記載の光源装置。
【0136】
付記４の構成によれば、石英のヤング率と熱膨張係数とが小さいため、各透過光学素子の熱歪みが小さく、光の偏光方向の乱れを抑えることができる。
【0137】
（付記５）
前記第２透過光学素子から射出される前記光を前記光変調装置に向けて反射する反射部と、
前記反射部によって反射される前記光を集光して前記光変調装置に導く導光素子と、
をさらに備え、
前記光は、第１波長帯の第１光と、前記第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光と、前記第１波長帯および前記第２波長帯とは異なる第３波長帯の第３光と、を含み、
前記反射部は、
前記第２透過光学素子から射出される前記第１光、前記第２光、および前記第３光が入射し、前記第１光と前記第２光とを透過し、前記第３光を第１反射角で反射する第１反射素子と、
前記第１反射素子を透過する前記第１光および前記第２光が入射し、前記第１光を透過し、前記第２光を前記第１反射角とは異なる第２反射角で反射する第２反射素子と、
前記第２反射素子を透過する前記第１光が入射し、前記第１光を前記第１反射角および前記第２反射角とは異なる第３反射角で反射する第３反射素子と、
を備え、
前記光変調装置は、
前記第１光を変調する第１サブ画素と、
前記第２光を変調する第２サブ画素と、
前記第３光を変調する第３サブ画素と、を有し、
前記導光素子は、
前記反射部から射出される前記第１光を前記第１サブ画素に入射させ、
前記反射部から射出される前記第２光を前記第２サブ画素に入射させ、
前記反射部から射出される前記第３光を前記第３サブ画素に入射させる、付記１から付記４までのいずれか一項に記載のプロジェクター。
前記第２透過光学素子から射出される前記光を前記光変調装置に向けて反射する反射部と、
前記反射部によって反射される前記光を集光して前記光変調装置に導く導光素子と、
をさらに備え、
前記光は、第１波長帯の第１光と、前記第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光と、前記第１波長帯および前記第２波長帯とは異なる第３波長帯の第３光と、を含み、
前記反射部は、
前記第２透過光学素子から射出される前記第１光、前記第２光、および前記第３光が入射し、前記第１光と前記第２光とを透過し、前記第３光を第１反射角で反射する第１反射素子と、
前記第１反射素子を透過する前記第１光および前記第２光が入射し、前記第１光を透過し、前記第２光を前記第１反射角とは異なる第２反射角で反射する第２反射素子と、
前記第２反射素子を透過する前記第１光が入射し、前記第１光を前記第１反射角および前記第２反射角とは異なる第３反射角で反射する第３反射素子と、
を備え、
前記光変調装置は、
前記第１光を変調する第１サブ画素と、
前記第２光を変調する第２サブ画素と、
前記第３光を変調する第３サブ画素と、を有し、
前記導光素子は、
前記反射部から射出される前記第１光を前記第１サブ画素に入射させ、
前記反射部から射出される前記第２光を前記第２サブ画素に入射させ、
前記反射部から射出される前記第３光を前記第３サブ画素に入射させる、付記１から付記４までのいずれか一項に記載のプロジェクター。
【0138】
付記５の構成によれば、光変調装置にカラーフィルターを設ける必要がなく、簡易な構成でカラー画像を表示可能なプロジェクターを実現することができる。さらに、この構成において、特定の色光が当該色光に対応しない隣りのサブ画素に入射する割合が少なく、表示画像の色純度や明るさを確保することができる。
【0139】
（付記６）
前記第１光は赤色光であり、
前記第２光は緑色光であり、
前記第３光は青色光であり、
前記光変調装置に対する前記第１光の入射角は、前記光変調装置に対する前記第２光の入射角よりも大きく、
前記光変調装置に対する前記第２光の入射角は、前記光変調装置に対する前記第３光の入射角よりも大きい、付記５に記載のプロジェクター。
前記第１光は赤色光であり、
前記第２光は緑色光であり、
前記第３光は青色光であり、
前記光変調装置に対する前記第１光の入射角は、前記光変調装置に対する前記第２光の入射角よりも大きく、
前記光変調装置に対する前記第２光の入射角は、前記光変調装置に対する前記第３光の入射角よりも大きい、付記５に記載のプロジェクター。
【0140】
付記６の構成によれば、透過光学素子の色収差による各色光のサイズの大小と、光変調装置に対する各色光の入射角の相違による各色光のサイズの大小と、が相殺されるため、光変調装置上での各色光のサイズの違いが小さくなる。これにより、色収差補正用レンズを用いることなく、画像周縁部での色ずれの発生を抑制することができる。
【0141】
（付記７）
前記光源装置は、
前記第１光を射出する第１発光素子と、
前記第２光を射出する第２発光素子と、
前記第３光を射出する第３発光素子と、
前記第１光と前記第２光と前記第３光とを合成して合成光を生成し、前記合成光を前記第１透過光学素子に向けて射出する光合成光学系と、
を備え、
前記第１発光素子、前記第２発光素子、および前記第３発光素子のそれぞれは、レーザー光を射出するレーザーダイオードである、付記５または付記６に記載のプロジェクター。
前記光源装置は、
前記第１光を射出する第１発光素子と、
前記第２光を射出する第２発光素子と、
前記第３光を射出する第３発光素子と、
前記第１光と前記第２光と前記第３光とを合成して合成光を生成し、前記合成光を前記第１透過光学素子に向けて射出する光合成光学系と、
を備え、
前記第１発光素子、前記第２発光素子、および前記第３発光素子のそれぞれは、レーザー光を射出するレーザーダイオードである、付記５または付記６に記載のプロジェクター。
【0142】
付記７の構成によれば、光合成光学系によって合成される合成光を第１透過光学素子に入射させることができる。また、各発光素子から射出される各光が直線偏光のレーザー光であるため、光変調装置に液晶パネルを用いた場合に入射側偏光板を省略することができる。
【0143】
（付記８）
前記第１透過光学素子は、
第１屈折率を有する第１透光性部材と、
前記第１屈折率よりも低い第２屈折率を有する第２透光性部材と、
前記第２屈折率よりも低い第３屈折率を有する第３透光性部材と、
を備え、
前記第１透光性部材、前記第２透光性部材、および前記第３透光性部材は、前記第２方向に沿って配置され、
前記第１光は、前記第１透光性部材に入射し、
前記第２光は、前記第２透光性部材に入射し、
前記第３光は、前記第３透光性部材に入射する、付記５から付記７までのいずれか一項に記載のプロジェクター。
前記第１透過光学素子は、
第１屈折率を有する第１透光性部材と、
前記第１屈折率よりも低い第２屈折率を有する第２透光性部材と、
前記第２屈折率よりも低い第３屈折率を有する第３透光性部材と、
を備え、
前記第１透光性部材、前記第２透光性部材、および前記第３透光性部材は、前記第２方向に沿って配置され、
前記第１光は、前記第１透光性部材に入射し、
前記第２光は、前記第２透光性部材に入射し、
前記第３光は、前記第３透光性部材に入射する、付記５から付記７までのいずれか一項に記載のプロジェクター。
【0144】
付記８の構成によれば、屈折率が互いに異なる３つの透光性部材を備える第１透過光学素子を用い、各透光性部材に異なる波長帯の光を入射させることによって、第１透過光学素子の色収差を補正することができる。これにより、画像周縁部での色ずれの発生を抑制することができる。
【符号の説明】
【0145】
１０，４０，７０，９０…光源装置、１０Ａ，４０Ａ，７０Ａ…光源部、２０，３０，６０…プロジェクター、２１，４２…光変調装置、２３…投射光学装置、１３，９１…第１透過光学素子、１３ａ…第１面、１３ｂ…第２面、１３ｃ１，１３ｃ２，１３ｃ３，１３ｃ４…第１側面、１４…第２透過光学素子、１４ａ…第３面、１４ｂ…第４面、１４ｃ１，１４ｃ２，１４ｃ３，１４ｃ４…第２側面、４１，８４…反射部、４３…第１マイクロレンズアレイ（導光素子）、１１，４７，８１…第１発光素子、４８，８２…第２発光素子、４９，８３…第３発光素子、５１，８５…第１反射素子、５２，８６…第２反射素子、５３，８７…第３反射素子、７２…光合成光学系、９３…第１透光性部材、９４…第２透光性部材、９５…第３透光性部材、Ｃ１…第１回転軸、Ｃ２…第２回転軸、Ｌ１…第１光、ＬＢ…青色光（第１光、第３光）、ＬＧ…緑色光（第２光）、ＬＲ…赤色光（第３光、第１光）、ＰＸ１…青色サブ画素（第１サブ画素）、ＰＸ２…緑色サブ画素（第２サブ画素）、ＰＸ３…赤色サブ画素（第３サブ画素）。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図4F】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図6E】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図14C】
【図14D】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】