JP2000249985A - 偏光変換装置、照明装置及び液晶投写装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光利用効率を向上させる。 【解決手段】偏光変換素子２５Ａは、要素の長手方向が
Ｚ方向の偏光変換素子２５Ｕ及び２５Ｄと、これらの間
に配置され要素の長手方向がＸ方向の偏光変換素子２５
Ｍとを備え、光源の発光部像が帯状有効入射領域（ハッ
チング部）に収まる。レンズアレイの中央部のみレンズ
サイズを他の部分のレンズより大きくし、偏光変換素子
の要素の入射面の幅を、対応するレンズ幅の半分にして
もよい。放物面鏡の光軸に対しアークギャップの方向を
傾斜させるだけでもよい。両側部がカットされた放物面
鏡を用いる場合には、偏光変換素子の帯状有効入射領域
の長手方向を、放物面鏡開口端の長手方向と平行にす
る。放物面鏡の替わりに球面鏡と凸レンズの組を用いる
場合には、光源の突出部を光軸と直角な方向にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、偏光変換装置、照
明装置及び液晶投写装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶投写装置では、より明るい投写画像
を得るために、光源から放射された光の利用効率を向上
させることが要求されている。

【０００３】図１８に示す無偏光照明装置１０では、メ
タルハライドランプ１１のアークギャップ中心が放物面
鏡１２の焦点に一致され、放物面鏡１２の開口側にＵＶ
−ＩＲカットフィルター１３が配置されている。メタル
ハライドランプ１１から放射された無偏光は、放物面鏡
１２で反射されて実質的に平行光となり、白色光のみＵ
Ｖ−ＩＲカットフィルター１３を通る。

【０００４】例えば液晶投写装置では、直線偏光のみ用
いる液晶パネルでの吸熱量を低減するために、ＵＶ−Ｉ
Ｒカットフィルター１３を通った光が、図１９に示す偏
光変換装置２０のレンズアレイ２１に入射される。レン
ズアレイ２１と同一形状のレンズアレイ２２は、レンズ
アレイ２１との間隔Ａをレンズアレイ２１のレンズ焦点
距離に一致させて、レンズアレイ２１と対向して配置さ
れている。レンズアレイ２２と被照射面２４との間のレ
ンズアレイ２２側には、集光レンズ２３が配置されてい
る。レンズアレイ２２の焦点距離はレンズアレイ２１の
それと同じである必要はない。

【０００５】レンズアレイ２１の例えばレンズ２１０に
入射した平行光束は、レンズアレイ２２の対応するレン
ズ２２０の中心に収束し、集光レンズ２３を通って被照
射面２４の全域に照射される。同様に、レンズアレイ２
１のレンズ２１１に入射した平行光束は、レンズアレイ
２２の対応するレンズ２２１の中心に収束し、集光レン
ズ２３を通って被照射面２４の全域に照射される。無偏
光照明装置１０の出射光強度は中央部で高く周辺部で低
くなっているが、レンズアレイ２１、２２及び集光レン
ズ２３のこのような作用により、被照射面２４での照明
スポットの照度分布が略均一になる。

【０００６】レンズアレイ２２と集光レンズ２３との間
には、偏光変換素子２５が配置されている。

【０００７】偏光変換素子２５は、断面が平行四辺形で
紙面垂直方向に延びた互いに同一形状の四角柱のプリズ
ム２５０がＸ方向に配列され、プリズム間及びＸ方向端
部のプリズムのＸ方向端面に、誘電体多層膜で形成され
た偏光ビームスプリッタ２５１とミラー２５２とが交互
に形成され、１つおきのプリズムの出射面に１／２波長
板２５３が形成されている。この平行四辺形は、一対の
対向する入射面及び出射面の幅が、レンズアレイ２２の
レンズの幅ＣＸの半分であり、他の一対の対向辺の長さ
が２^-0.5ＣＸであり、一対の対向角が４５゜である。レ
ンズアレイ２２の各レンズ中心が偏光ビームスプリッタ
２５１のＺ方向中心と一致するように、偏光変換素子２
５が配置されている。

【０００８】例えばレンズ２１１の光軸に沿って進む光
は、そのＰ偏光成分が偏光ビームスプリッタ２５１を透
過し、Ｓ偏光成分が偏光ビームスプリッタ２５１で反射
される。このＳ偏光成分は、さらにミラー２５２で反射
され、１／２波長板２５３を通ってＰ偏光に変換され
る。これにより、偏光変換素子２５から出射した光はＰ
偏光となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図１８のメタルハライ
ドランプ１１は、発光部が点光源でないために、無偏光
照明装置１０からの放射光は完全な平行光ではない。図
１９に示すように非平行光の大部分は光線Ｌ１のよう
に、ミラー２５２で反射された後さらに偏光ビームスプ
リッタ２５１でそのＳ偏光成分が反射されて偏光変換素
子２５から出射し、一部は光線Ｌ２のように、無偏光の
まま偏光変換素子２５を透過する。このため、光利用効
率が低減して投写画像が暗くなる原因となる。

【００１０】図１８において、光強度が平行光のそれの
１／２以上である非平行光の発散角φは、放物面鏡１２
上の点から見たメタルハライドランプ１１の発光部の見
込角に依存する。無偏光照明装置１０の出射光の平行度
は、メタルハライドランプ１１が高出力になるほど低下
する。例えば、無偏光照明装置１０の光出力として１５
００ｌｍを得るためには、３５０Ｗ以上のメタルハライ
ドランプを用いる必要があり、この場合、非平行光の発
散角φは最大約８゜になる。

【００１１】図１９において、レンズアレイ２１の任意
のレンズから見た偏光変換素子２５の対応する偏光変換
要素の入射面の見込み角θは、次式で表される。

【００１２】 θ＝ａｔａｎ（ＣＸ／２Ａ） ・・・（１） 被照射面２４の長さをＤＸ、レンズアレイ２２から被照
射面２４までの距離をＢで表すと、相似関係から次式が
成立する。

【００１３】 ＣＸ：ＤＸ＝Ａ：Ｂ ・・・（２） これらの関係からθは、 θ＝ａｔａｎ（ＤＸ／２Ｂ）・・・（３） と表され、ＤＸとＢの値で定まる。

【００１４】光利用効率を向上させるためには、φ＜θ
の関係を満たす必要がある。

【００１５】対角５０ｍｍの液晶パネルを用いた場合、
Ｂ及びＤＸは通常それぞれ２５０ｍｍ及び４０ｍｍ程度
であるので、θは約４．６゜である。したがって、上記
光源の場合、光利用効率はφが最大となる部分で約半分
となり、全体としても６５％程度になる。

【００１６】本発明の目的は、このような問題点に鑑
み、光利用効率を向上させることが可能な偏光変換装
置、照明装置及び液晶投写装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段及びその作用効果】請求項
１では、例えば図２〜図６に示す如く、第１レンズアレ
イと、該第１レンズアレイの各レンズの略焦点位置に、
該各レンズに対応したレンズが形成されている第２レン
ズアレイと、該第２レンズアレイに対し該第１レンズア
レイと反対側に配置された集光レンズと、該第２レンズ
アレイと該集光レンズとの間に配置された偏光変換素子
と、を有する偏光変換装置において、該偏光変換素子
は、複数並列された偏光変換要素からなる第１偏光変換
素子と偏光変換要素からなる第２偏光変換素子とを有
し、該偏光変換要素は、帯状有効入射領域と、この領域
と隣り合う帯状無効入射領域とを有し、該有効入射領域
に入射した無偏光を直線偏光に変換し、該無効入射領域
に入射した無偏光を該直線偏光と偏光面が９０゜異なる
直線偏光に変換し又はこの無偏光を透過させ、該第１偏
光変換素子の該帯状有効入射領域と該第２偏光変換素子
の該帯状有効入射領域とが直角になり、該第２レンズア
レイの各レンズの中心が該第１又は第２偏光変換素子の
該帯状有効入射領域の略中央ライン上に位置するように
該第１及び第２偏光変換素子が配置されている。

【００１８】従来では、偏光変換素子の帯状有効入射領
域の長手方向が全て同一方向であったので、例えば図７
（Ｂ）に示すように最も光利用効率が悪い部分では発光
部像の明るい両端部が有効入射領域から外れて無駄な光
となっていたが、請求項１の偏光変換装置によれば、こ
の部分に対応する第２偏光変換素子を発光部像の長手方
向と同一方向にすることができるので、例えば図７
（Ａ）に示すように発光部像の殆どが帯状有効入射領域
に入射して直線偏光に変換され、光利用効率が向上す
る。

【００１９】請求項２の偏光変換装置では、請求項１に
おいて例えば図３及び図４に示す如く、上記偏光変換要
素は、断面が平行四辺形で該平行四辺形の１対の対向角
が略４５゜の柱状プリズムと、該平行四辺形の長辺を含
む対向面の一方の面に形成された偏光ビームスプリッタ
と、該対向面の他方の面に形成された反射ミラーと、該
平行四辺形の短辺を含む対向面の一方の面に形成された
１／２波長板とを有し、上記帯状有効入射領域は、該短
辺を含む対向面の他方の面である。

【００２０】請求項３の偏光変換装置では、請求項１又
は２において例えば図４に示す如く、上記第１偏光変換
素子を２つ有し、該２つの第１偏光変換素子の間に上記
第２偏光変換素子が配置されている。

【００２１】請求項４の偏光変換装置では、請求項１乃
至３のいずれか１つにおいて例えば図８に示す如く、上
記第１偏光変換素子は上記第２偏光変換素子の上記帯状
無効入射領域側に配置され、該第１偏光変換素子と上記
第２レンズアレイとの間に、該第２レンズアレイを通っ
た光が該第２偏光変換素子から遠ざかる方向へずれるよ
うに第２レンズアレイに対し傾斜して配置された光路補
正板をさらに有する。

【００２２】この偏光変換装置によれば、第２偏光変換
素子の帯状無効入射領域に入射しようとする光が光路補
正板で屈折されて第１偏光変換素子側へずれて第１偏光
変換素子の有効入射領域に入射するので、光利用効率が
さらに向上する。

【００２３】請求項５では、例えば図１０〜図１２に示
す如く、第１レンズアレイと、該第１レンズアレイの各
レンズの略焦点位置に、該各レンズに対応したレンズが
形成されている第２レンズアレイと、該第２レンズアレ
イに対し該第１レンズアレイと反対側に配置された集光
レンズと、該第２レンズアレイと該集光レンズとの間に
配置された偏光変換素子と、を有する偏光変換装置にお
いて、該第１レンズアレイは、第１矩形のレンズの列が
複数配列された第１レンズ領域と、該第１矩形と相似形
で該第１矩形より大きい第２矩形のレンズ列が配置され
た第２レンズ領域とを有し、該偏光変換素子は、複数並
列された偏光変換要素からなる第１偏光変換素子と偏光
変換要素からなる第２偏光変換素子とを有し、該偏光変
換要素は、帯状有効入射領域と、この領域と隣り合う帯
状無効入射領域とを有し、該有効入射領域に入射した無
偏光を直線偏光に変換し、該無効入射領域に入射した無
偏光を該直線偏光と偏光面が９０゜異なる直線偏光に変
換し又はこの無偏光を透過させ、該第１及び第２偏光変
換素子の該帯状有効入射領域の長手方向が互いに平行で
あり、該第２レンズアレイの各レンズの中心が該第１又
は第２偏光変換素子の該帯状有効入射領域の略中央ライ
ン上に位置するように、該第１及び第２偏光変換素子が
配置されている。

【００２４】この偏光変換装置によれば、第２レンズア
レイ領域内のレンズの中心から見た第２偏光変換素子の
対応する帯状有効入射領域の幅方向見込角が、第１レン
ズアレイ領域内のレンズの中心から見たそれよりも大き
くなり、これにより帯状有効入射領域に入射する割合が
従来よりも大きくなって、光利用効率が向上する。ま
た、第２レンズアレイ領域内のみ大きいレンズを用いて
いるので、偏光変換装置の出射光を被照射面を照明した
ときの輝度分布が略均一になることを確保することがで
きる。

【００２５】請求項６の偏光変換装置では、請求項５に
おいて例えば図１１に示す如く、上記偏光変換要素は、
断面が平行四辺形で該平行四辺形の１対の対向角が略４
５゜の柱状プリズムと、該平行四辺形の長辺を含む対向
面の一方の面に形成された偏光ビームスプリッタと、該
対向面の他方の面に形成された反射ミラーと、該平行四
辺形の短辺を含む対向面の一方の面に形成された１／２
波長板とを有し、上記帯状有効入射領域は、該短辺を含
む対向面の他方の面である。

【００２６】請求項７の偏光変換装置では、請求項５又
は６において例えば図１２に示す如く、上記第１レンズ
領域を２つ有し、該２つの第１レンズ領域の間に上記第
２レンズ領域が配置されている。

【００２７】請求項８の偏光照明装置では、請求項１乃
至７のいずれか１つに記載の偏光変換装置と、一方向の
長さが該一方向と直角な方向の長さよりも大きい発光部
を有する光源と、該光源からの放射光を反射又は屈折さ
せて略一方向へ揃える光整列手段とを有する。

【００２８】請求項９の偏光照明装置では、例えば図１
３に示す如く、一方向の長さが該一方向と直角な方向の
長さよりも大きい発光部を有する光源と、該光源からの
放射光を反射又は屈折させて略一方向へ揃える光整列手
段と、該光整列手段の出射光が入射するように配置され
た第１レンズアレイと、該第１レンズアレイの各レンズ
の略焦点位置に、該各レンズに対応したレンズが形成さ
れている第２レンズアレイと、該第２レンズアレイに対
し該第１レンズアレイと反対側に配置された集光レンズ
と、該第２レンズアレイと該集光レンズとの間に配置さ
れた偏光変換素子と、を有し、該偏光変換素子は、複数
並列された偏光変換要素を有し、該偏光変換要素は、帯
状有効入射領域と、この領域と隣り合う帯状無効入射領
域とを有し、該有効入射領域に入射した無偏光を直線偏
光に変換し、該無効入射領域に入射した無偏光を該直線
偏光と偏光面が９０゜異なる直線偏光に変換し又はこの
無偏光を透過させ、該光整列手段の光軸に対し該一方向
が傾斜し、該光整列手段の光軸と該発光部の一方向とを
含む面が、該帯状有効入射領域の長手方向と略平行であ
る。

【００２９】この照明装置によれば、光源をこのように
傾斜させるという簡単な構成で、傾斜していない場合よ
りも光利用効率が向上する。

【００３０】請求項１０の偏光照明装置では、例えば図
１５に示す如く、一方向の長さがこの一方向と直角な方
向の長さよりも大きい発光部を有する光源と、該光源か
らの放射光を反射又は屈折させて略一方向へ揃え、出射
面内の第１方向の幅がこの第１方向と直角な第２方向の
幅より広い光整列手段と、該光整列手段の出射光が入射
するように配置された第１レンズアレイと、該第１レン
ズアレイの各レンズの略焦点位置に、該各レンズに対応
したレンズが形成されている第２レンズアレイと、該第
２レンズアレイに対し該第１レンズアレイと反対側に配
置された集光レンズと、該第２レンズアレイと該集光レ
ンズとの間に配置された偏光変換素子と、をさらに有
し、該偏光変換素子は、複数並列された偏光変換要素を
有し、該偏光変換要素は、帯状有効入射領域と、この領
域と隣り合う帯状無効入射領域とを有し、該有効入射領
域に入射した無偏光を直線偏光に変換し、該無効入射領
域に入射した無偏光を該直線偏光と偏光面が９０゜異な
る直線偏光に変換し又はこの無偏光を透過させ、該帯状
有効入射領域の長手方向が該第１方向と略平行である。

【００３１】この偏光照明装置によれば、出射面内の第
１方向の幅を第２方向の幅より狭くした場合よりも、偏
光照明装置の光利用効率が向上する。

【００３２】請求項１１の偏光照明装置では、請求項１
０において例えば図１５に示す如く、上記光源に接続さ
れて該光源の一方の電極と導通したリード線が、上記光
整列手段の光軸を通り上記第２方向に略平行な面に沿っ
て延びている。

【００３３】この偏光照明装置によれば、第２レンズア
レイ上に形成されるリード線の影が、帯状有効入射領域
及び帯状無効入射領域の長手方向と略直角になるので、
この影の略半分は無効領域を通ることになる。したがっ
て、リード線をこの状態から光軸の回りに９０゜回転さ
せて第２レンズアレイ上の有効入射領域に影を形成した
場合よりも、偏光照明装置の光利用効率が向上する。ま
た、この回転によりリード線の影の殆どが無効領域に形
成されるようにしたとしても、リード線の位置ずれによ
りその影が帯状有効入射領域に入る割合が製品毎にばら
つく。これに対し、本偏光照明装置によれば、このよう
なばらつきが無くなる。

【００３４】請求項１２の偏光照明装置では、請求項８
〜１１のいずれかにおいて例えば図１６に示す如く、上
記光源は、バルブと、該バルブの中心部に形成された発
光部と、該バルブの外側に形成された口金とを備え、上
記光整列手段は、該口金が挿入されて取り付けられる孔
が光軸上に形成されたネック部を有する放物面鏡であ
り、該放物面鏡の反射面のネック部側端点から該発光部
の中心と該発光部の口金側端点とを見た見込角が、該ネ
ック部側端点を通り該光軸と平行な直線と、該ネック部
側端点を通り該直線及び該光軸を含む面内で該バルブと
接する直線とのなす角度に略等しい。

【００３５】この偏光照明装置によれば、光利用効率を
殆ど低下させずに光源から放物面鏡への熱伝導を低減す
ることができる。

【００３６】請求項１３の偏光照明装置では、請求項８
〜１１のいずれかにおいて例えば図１６に示す如く、上
記光源は、チップが形成されたバルブ内に発光部を備
え、上記光整列手段は、該光源からの放射光を略一方向
へ反射する凹面鏡であり、該発光部の凹面鏡開口側端点
と該凹面鏡の開口端とを結んだ錐体の内側に該チップが
存在する。

【００３７】バルブ封止時に形成されるチップを透過し
た放射光は、チップで屈折して平行度が悪く、無効光と
なるが、この偏光照明装置によれば、これが防止されて
光利用効率が向上する。

【００３８】請求項１４の偏光照明装置では、請求項８
〜１１のいずれかにおいて例えば図１７に示す如く、上
記光源は、バルブと、該バルブ内に形成された発光部
と、該バルブから突出した突出部とを備え、上記光整列
手段は、中心に該発光部を一致させて該光源が配置され
た球面鏡と、該球面鏡の開口端側に該球面鏡と同心に配
置された凸レンズとを備え、該突出部が該球面鏡の光軸
と略直角な方向である。

【００３９】請求項１５の液晶投写装置では、請求項８
〜１４のいずれか１つに記載の偏光照明装置と、該偏光
照明装置からの直線偏光が入射され、映像信号に応答し
て画素透過率が変化する液晶ライトバルブと、該液晶ラ
イトバルブからの光をスクリーン上に投写させるための
投写レンズとを有する。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。

【００４１】［第１実施形態］図１は、本発明の特徴的
な偏光照明装置３０を備えた液晶投写装置を示す。偏光
照明装置３０以外の構成は従来と同一である。

【００４２】偏光照明装置３０の出射光は、収束してい
る白色の直線偏光であり、その青色光Ｂがダイクロイッ
クミラー３１を透過し、緑色光Ｇ及び赤色光Ｒがダイク
ロイックミラー３１で反射される。この反射光は、ダイ
クロイックミラー３２で、透過光の赤色光Ｒと反射光の
緑色光Ｇとに分割される。ダイクロイックミラー３１を
通った青色光Ｂは、全反射ミラー３３で反射され、フィ
ールドレンズ３４Ｂを通って液晶ライトバルブ３５Ｂに
入射する。ダイクロイックミラー３２で反射された緑色
光Ｇは、フィールドレンズ３４Ｇを通って液晶ライトバ
ルブ３５Ｇに入射する。ダイクロイックミラー３１を通
った赤色光Ｒは、フィールドレンズ３４Ｒを通って液晶
ライトバルブ３５Ｒに入射する。

【００４３】液晶ライトバルブ３５Ｂ、３５Ｇ及び３５
Ｒの液晶パネルの位置は、図１９中の被照射面２４の位
置に対応している。液晶ライトバルブ３５Ｂ、３５Ｇ及
び３５Ｒはいずれも、液晶パネルと、その両側に配置さ
れ透過軸方向が互いに９０゜異なる偏光板とを備え、該
液晶パネルに供給される映像信号に応答して、液晶ライ
トバルブの各画素の透過率が変化する。

【００４４】液晶ライトバルブ３５Ｂからの出射光は、
ダイクロイックミラー３６及び３７を通って投写レンズ
３８に入射する。液晶ライトバルブ３５Ｇからの出射光
はダイクロイックミラー３６で反射され、ダイクロイッ
クミラー３７を通って投写レンズ３８に入射する。液晶
ライトバルブ３５Ｒからの出射光は、全反射ミラー３９
で反射され、さらにダイクロイックミラー３７で反射さ
れて投写レンズ３８に入射する。これにより、スクリー
ン４０上に拡大画像が得られる。

【００４５】フィールドレンズ３４Ｂ、３４Ｇ及び３４
Ｒは、周辺部の光を光軸側へ曲げて投写レンズ３８に入
射させることにより、投写画像の明るさを向上させるた
めのものである。

【００４６】図２は、偏光照明装置３０の、光軸を通る
横断面概略図であり、図３は、偏光照明装置３０の、光
軸を通る縦断面概略図である。

【００４７】偏光照明装置３０は、無偏光照明装置１０
と、その前方に配置された偏光変換装置２０Ａとからな
る。この偏光変換装置２０Ａは、偏光変換素子２５Ａ以
外は図１９の偏光変換装置２０と同一であり、被照射面
２４での照明スポットの照度分布を改善するとともに、
無偏光を直線偏光に変換する。

【００４８】図４は、偏光変換素子２５Ａの斜視図であ
る。図示のように、Ｙ軸が光軸に平行なＸ−Ｙ−Ｚ直交
座標系を考える。

【００４９】偏光変換素子２５Ａは、互いに構成及びサ
イズが同一の偏光変換素子２５Ｕ及び２５Ｄと、これら
の間に配置された偏光変換素子２５Ｍとからなる。偏光
変換素子２５Ｕ及び２５Ｄの各偏光変換要素の長手方向
がＺ軸に平行であるのに対し、偏光変換素子２５Ｍのそ
れはＸ軸に平行である。偏光変換素子２５Ｕは、Ｚ方向
の長さ以外は図１９の偏光変換素子２５と同一である。
偏光変換素子２５Ｕと２５Ｄの間隔は、レンズアレイ２
１及び２２の各レンズのＺ方向長さＣＺの１．２５倍で
ある。

【００５０】偏光変換素子２５Ｍは、偏光変換素子２５
Ｕの要素とサイズ以外は同一構成であり、Ｙ−Ｚ面に平
行な断面が平行四辺形でＸ方向に延びた四角柱のプリズ
ム２５Ｍ０と、このプリズム２５Ｍ０の対向する一方及
び他方の面に形成された偏光ビームスプリッタ２５Ｍ１
及びミラー２５Ｍ２と、一面が偏光ビームスプリッタ２
５Ｍ１の面に接合された３角柱プリズム２５Ｍ５と、入
射面２５Ｍ４と対向する３角柱プリズム２５Ｍ５の出射
面に形成された１／２波長板２５Ｍ３（図３）とを備え
ている。入射面２５Ｍ４及びミラー２５Ｍ２のＸ軸と直
角な方向の幅はそれぞれ、ＣＺ／２及びその√２倍であ
り、偏光ビームスプリッタ２５Ｍ１と入射面２５Ｍ４の
なす角度は４５゜である。入射面２５Ｍ４は、偏光変換
素子２５Ｕ及び２５Ｄの入射面と同一平面内に存在し又
は平行である。

【００５１】偏光変換素子２５Ｕ及び２５Ｄに入射した
光の経路は、図１９について上述したものと同一であ
る。偏光変換素子２５Ｍに入射した光は、そのＰ偏光が
偏光ビームスプリッタ２５Ｍ１を透過し、１／２波長板
２５Ｍ３を通ってＳ偏光に変換され、Ｓ偏光が偏光ビー
ムスプリッタ２５Ｍ１で反射されさらにミラー２５Ｍ２
で反射されてプリズム２５Ｍ０から出射する。これによ
り、偏光変換素子２５Ｕ、２５Ｍ及び２５Ｄから出射し
た直線偏光の偏光面が同一になる。

【００５２】図３において、メタルハライドランプ１１
の発光部は、矩形レンズがマトリックス状に形成された
レンズアレイ２１の各レンズにより、レンズアレイ２２
の対応するレンズの位置に結像される。図５は、レンズ
アレイ２２上に結像されるこの像の等輝度ラインを示
す。メタルハライドランプ１１の発光部が、アーク方向
の方がこれに直角な方向よりも長く、かつ、放物面鏡１
２が光軸に関し回転対称形であるので、各発光部像は、
レンズアレイ２２の中心からそのレンズの中心への方向
を長軸とする楕円形になっており、また、放物面鏡１２
の開口端の光強度が光軸から離れるに従って小さくなる
ので、レンズアレイ２２の中心から離れるほどこの楕円
形も小さくなっている。

【００５３】図６は、図４の偏光変換素子２５Ａの前面
に図５のレンズアレイ２２を配置したものであり、レン
ズアレイ２２を平面で簡略記載している。２点差線のハ
ッチングを施した領域は、偏光変換素子２５Ａに対する
有効入射領域である。すなわち、この領域に入射した光
は偏光変換素子２５ＡでＰ偏光に変換されるが、この領
域から外れた位置に入射した光の殆どはそのＳ偏光成分
が偏光変換素子２５Ａから出射する。

【００５４】図７（Ａ）は、図６中のレンズアレイ２２
のレンズ２２２上に形成された発光部の等輝度ラインと
有効入射領域（ハッチング部）との関係を示す。図３に
示すメタルハライドランプ１１の対向する電極端部で最
も明るいので、図７（Ａ）において、ＢＲ１の輝度はＢ
Ｒ２のそれよりも大きく、ＢＲ２の輝度はＢＲ３のそれ
よりも大きい。

【００５５】図７（Ｂ）は、図１９に示す従来例での図
７（Ａ）に対応した図である。

【００５６】従来では、偏光変換素子２５の偏光変換要
素の長手方向が全て同一方向であったので、図７（Ｂ）
に示すように最も光利用効率が悪い部分では発光部像の
明るい両端部が有効入射領域から外れて無駄な光となっ
ていたが、本第１実施形態ではこの部分に対応する偏光
変換素子２５Ｍが発光部像の長手方向と同一方向となっ
ているので、発光部像の殆どが有効入射領域に入射して
偏光変換素子２５ＡでＰ偏光に変換され、光利用効率が
向上する。

【００５７】図３の偏光照明装置３０の数値例は、以下
の通りである。

【００５８】 メタルハライドランプ１１ ：アーク長３ｍｍ 放物面鏡１２ ：焦点距離１３ｍｍ レンズアレイ２１ ：横８ｍｍ×縦６ｍｍで焦点距離Ａ
＝６０ｍｍのレンズが横１２個×縦１６個形成されたも
の レンズアレイ２２ ：レンズアレイ２１と同一 偏光変換素子２５Ａ ：２５Ｕ及び偏光変換素子２５Ｄ
はいずれも１２個の偏光変換要素と要素間に接合された
プリズムを有し、偏光変換素子２５Ｍは６個の偏光変換
要素と要素間に接合されたプリズムを有するもの なお、ミラー２５Ｍ２は少なくともＳ偏光を反射できれ
ばよく、偏光ビームスプリッタであってもよい。また、
偏光変換素子２５Ａは偏光面が１方向の直線偏光に変換
することができればよく、１／２波長板２５Ｍ３の位置
を３角柱プリズム２５Ｍ５の出射面に配置してＳ偏光に
するものであってもよい。

【００５９】［第２実施形態］図８は、本発明の第２実
施形態に係る偏光照明装置３０Ａの、光軸を通る縦断面
概略図である。

【００６０】レンズアレイ２２のレンズのＺ方向長さＣ
Ｚに対し、偏光変換素子２５Ｍの入射面２５Ｍ４（有効
入射領域）のＺ方向幅及びその隣の無効入射領域のＺ方
向幅がいずれもＣＺ／２であり、かつ、この有効入射領
域のＺ方向中心位置が偏光変換素子２５Ｍと対向したレ
ンズ２２０のＺ方向中心位置と同じであるので、偏光変
換素子２５Ｍの無効入射領域がレンズ２２０のＺ方向の
端からＺ方向へ長さＣＺ／４だけ突出している。このた
め、レンズ２２０の隣のレンズ２２３に入射した光束の
うち、レンズ２２０側の一部が偏光変換素子２５Ｍの無
効入射領域に入射する。

【００６１】そこで、これを防止するために、偏光変換
装置２０Ｂでは、レンズアレイ２２と偏光変換素子２５
Ｕとの間に光路補正板２６が、レンズアレイ２２に対し
傾斜して配置されている。光路補正板２６は紙面垂直方
向に延びており、その長さはレンズアレイ２２の紙面垂
直方向長さに等しい。

【００６２】レンズ２２３を通ってＹ方向に進む光は、
光路補正板２６を通りながらＺ方向へずれ、光路補正板
２６から出射するとＹ方向と平行になる。レンズアレイ
２２に対する光路補正板２６の傾斜角及び光路補正板２
６の厚みを適当に選定してこのずれをＣＺ／４以上にす
ることにより、レンズ２２３を通った光はミラー２５Ｍ
２に入射せずに光路補正板２６、偏光変換素子２５Ｕ及
び集光レンズ２３を通る。例えばＣＺ＝６ｍｍの場合、
光路補正板２６の傾斜角を４８゜、光路補正板２６の厚
みを１０ｍｍとすることにより、上記ずれをＣＺ／４に
等しい１．５ｍｍにする。

【００６３】他の点は上記第１実施形態と同一である。

【００６４】本第２実施形態によれば、偏光変換素子２
５Ｍの無効入射領域に入射しようとする光が光路補正板
２６で屈折されてこの無効入射領域に入射するのが防止
されるので、光利用効率が第１実施形態の場合よりも向
上する。

【００６５】［第３実施形態］図９は、本発明の第３実
施形態に係る偏光照明装置３０Ｂの、光軸を通る縦断面
概略図である。

【００６６】この無偏光照明装置１０Ａでは、メタルハ
ライドランプ１１からの放射光に対する反射面が、半放
物面鏡１２Ａと球面鏡１２Ｂとで形成されている。半放
物面鏡１２Ａは、図８の放物面鏡１２を、光軸を通る面
で２分割したものの一方のみである。球面鏡１２Ｂの半
径は、半放物面鏡１２Ａの焦点距離に等しく、球面鏡１
２Ｂの球中心と半放物面鏡１２Ａの焦点とが一致してい
る。この一致点にメタルハライドランプ１１のアークギ
ャップ中心が一致するように、メタルハライドランプ１
１が配置されている。

【００６７】メタルハライドランプ１１からの放射光の
うち、球面鏡１２Ｂに入射した光は逆進してメタルハラ
イドランプ１１を通り、半放物面鏡１２Ａで反射される
ので、光放出面積は図８の場合の半分になり、光強度は
図８の場合の約２倍になる。これに対応して無偏光照明
装置１０ＡのＵＶ−ＩＲカットフィルター１３Ａ並びに
偏光変換装置２０Ｃのレンズアレイ２１Ａ、２２Ａ及び
集光レンズ２３ＡのＺ方向長さは、図８の対応するもの
の約半分になっている。偏光変換素子２５Ｂは、図８の
偏光変換素子２５Ｄに対応するものが無く、偏光変換素
子２５Ｕと２５Ｍとからなる。

【００６８】他の点は上記第１実施形態と同一である。

【００６９】［第４実施形態］図１０は、本発明の第４
実施形態に係る偏光照明装置３０Ｃの、光軸を通る縦断
面概略図である。図１１は、偏光変換素子２５Ｃの斜視
図である。

【００７０】偏光変換装置２０Ｄは、レンズアレイ２１
ＢのＺ方向中央部のレンズサイズが、他の部分のそれよ
りも大きくなっている。レンズアレイ２１Ｂ内のレンズ
の焦点距離は互いに等しい。レンズアレイ２１Ｂ内の大
きいレンズと小さいレンズのＹ−Ｚ面は相似形であり、
大きいレンズのＹ方向及びＺ方向長さをそれぞれＥＹ及
びＥＺで表すと、 ＣＸ：ＣＺ＝ＥＸ：ＥＺ が成立している。例えば、ＣＺ＝６ｍｍ、ＣＸ＝８ｍｍ
に対しＥＺ＝９ｍｍ、ＥＸ＝１２ｍｍである。レンズア
レイ２１Ｂと対向して配置されたレンズアレイ２２Ｂ
は、レンズアレイ２１Ｂと同一形状である。但し、レン
ズアレイ２２Ｂの焦点距離はレンズアレイ２１Ｂのそれ
と同じである必要はない。

【００７１】偏光変換素子２５Ｃは、レンズアレイ２２
Ｂのレンズのサイズと対応して、中央部の偏光変換素子
２５ＣＭとその両側の偏光変換素子２５ＣＵ及び２５Ｃ
Ｄとからなる。偏光変換素子２５ＣＵと２５ＣＤとは互
いに同一形状であり、偏光変換素子２５ＣＭの偏光変換
要素の横断面は偏光変換素子２５ＣＵのそれと相似形で
ある。偏光変換素子２５ＣＭの入射面のＸ方向及びＺ方
向の長さはそれぞれ、ＥＸ／２及びＥＺである。

【００７２】図１２は、レンズアレイ２２Ｂ中に偏光変
換素子２５Ｃの有効入射領域をハッチングで表したもの
である。

【００７３】本第４実施形態では、レンズアレイ２１Ｂ
及び２２Ｂの中央行のレンズのサイズが他の部分のそれ
よりも大きく、これに対応して偏光変換素子２５ＣＭの
各偏光変換要素のＸ方向幅が大きくなっているので、レ
ンズアレイ２１Ｂの大きいレンズの中心から見た偏光変
換素子２５ＣＭの対応する有効入射領域のＸ方向見込角
が、小さいレンズについてのそれよりも大きくなり、こ
れにより有効入射領域に入射する割合が従来よりも大き
くなって、光利用効率が向上する。また、中央行のみ大
きいレンズを用いているので、偏光照明装置３０Ｃで被
照射面を照明したときの輝度分布が略均一になることを
確保することができる。

【００７４】レンズアレイ２２Ｂとして焦点距離６０ｍ
ｍの上記寸法のレンズが形成され、大きいレンズが中央
に４行、小さいレンズが上下にそれぞれ５行形成された
ものを用いた結果、全て小さいレンズで形成されたレン
ズアレイを用いた場合よりも光利用効率が約１５％増加
した。

【００７５】［第５実施形態］図１３は、本発明の第５
実施形態に係る偏光照明装置３０Ｄの、光軸を通る縦断
面概略図である。

【００７６】無偏光照明装置１０Ｂでは、放物面鏡１２
の光軸ＡＸに対しメタルハライドランプ１１のアークギ
ャップの方向が傾斜している。アークギャップの方向と
光軸ＡＸとを含む面は、偏光変換素子２５の偏光変換要
素の長手方向と平行になっている。

【００７７】この傾斜により、図１３において、放物面
鏡１２上の点Ｐ１から発光部を見た見込角が傾斜しない
場合よりも小さくなるので、レンズアレイ２２に形成さ
れる最も大きい発光像が図１４に示す如く図７（Ｂ）の
場合よりも小さくなる。これに対し、点Ｐ２から発光部
を見た見込角が傾斜しない場合よりも大きくなるが、点
Ｐ２で反射された光の強度は点Ｐ１でのそれよりも小さ
いので、レンズアレイ２２での発光像が少し大きくなっ
ても光利用効率上問題ない。

【００７８】横８ｍｍ×縦６ｍｍで焦点距離が６０ｍｍ
のレンズが１２個×１６個形成されたレンズアレイ２１
及び２２、焦点距離が１３ｍｍの放物面鏡１２及びアー
クギャップが３．０ｍｍのメタルハライドランプ１１を
用い、該傾斜角を１５度にすることにより偏光変換装置
２０から出射する光量を約１０％向上させることができ
た。

【００７９】本第５実施形態によれば、メタルハライド
ランプ１１のアークギャップの方向と光軸ＡＸとを含む
面が偏光変換素子２５の偏光変換要素の長手方向と平行
になるようにアークギャップの方向を傾斜させるという
簡単な構成で、光利用効率が向上する。

【００８０】［第６実施形態］図１５（Ａ）は、本発明
の第６実施形態に係る偏光照明装置３０Ｅの、光軸を通
る縦断面概略図である。図１５（Ｂ）は放物面鏡１２Ｃ
の正面図である。

【００８１】放物面鏡１２Ｃは、空冷効率を向上させる
ために放物面鏡１２ＣのＸ方向端部が切除されている。
これにより、放物面鏡１２ＣのＸ方向の幅は、Ｚ方向の
幅よりも狭くなっている。例えば放物面鏡１２Ｃは、開
口端直径１００ｍｍ、Ｘ方向の幅７８ｍｍである。

【００８２】放物面鏡１２Ｃの開口端長手方向は、偏光
変換素子２５の偏光変換要素の長手方向と平行にされて
いる。これにより、レンズアレイ２２上に形成される光
源発光部像のＸ方向の幅が、図５のそれよりも狭くな
る。したがって、放物面鏡１２Ｃの開口端長手方向をＸ
方向と平行にした場合よりも、偏光照明装置３０Ｅの光
利用効率が向上する。

【００８３】また、メタルハライドランプ１１内におい
て陰極がリード棒に接続され、このリード棒の端部１１
１がメタルハライドランプ１１の外側のリード線１４に
接続されている。リード線１４は例えば、直径約２ｍｍ
の裸線である。リード線１４は、Ｘ−Ｙ面に平行な面内
を通って、放物面鏡１２Ｃに形成された孔１５を貫通し
ている。

【００８４】これにより、レンズアレイ２２上に形成さ
れるリード線１４の影は、Ｘ方向に平行、すなわち偏光
変換素子２５の偏光変換要素の長手方向と直角になるの
で、この影の半分は無効入射領域を通ることになる。し
たがって、リード線１４を放物面鏡１２Ｃの光軸の回り
に９０゜回転させてレンズアレイ２２上の有効入射領域
に影を形成した場合よりも、偏光照明装置３０Ｅの光利
用効率が向上する。また、この回転によりリード線１４
の影の殆どが無効入射領域に形成されるようにしたとし
ても、リード線１４の位置ずれによりその影が有効入射
領域に入る割合が製品毎にばらつく。これに対し、本第
６実施形態によれば、このようなばらつきが無くなる。

【００８５】［第７実施形態］図１６は、本発明の第７
実施形態に係る無偏光照明装置の、光軸を通る縦断面概
略図である。

【００８６】メタルハライドランプ１１は、その口金１
１２が接着剤１６を介して放物面鏡１２のネック部１２
１に固定されている。放物面鏡１２の焦点距離は例えば
１３ｍｍであり、メタルハライドランプ１１の発光部は
ネック部１２１に接近している。メタルハライドランプ
１１の陽極から口金１１２及び接着剤１６を介して放物
面鏡１２に伝導する熱量を低減するためには、ネック部
１２１の直径ｄを大きくしたほうが好ましい。他方、メ
タルハライドランプ１１からの放射光が放物面鏡１２で
反射された後、メタルハライドランプ１１に入射する
と、メタルハライドランプ１１のガラス球で屈折して放
物面鏡１２の光軸に対する平行度が悪くなり、無効光と
なる。この無効光の割合はネック部直径ｄを小さくする
ほど多くなる。

【００８７】アークギャップ中心Ｆから鏡面ネック側端
点Ｈへ進む光は、点Ｈで反射されて、光軸に平行な直線
Ｌ３を通る。陽極端Ｇから点Ｈへ進む光は、点Ｈで反射
されて直線Ｌ４を通る。したがって、∠ＦＨＧ＝θ１
は、直線Ｌ３と直線Ｌ４のなす角度に等しい。直線Ｌ３
と光軸を通る面内で点Ｈを通りメタルハライドランプ１
１のバルブ面と接する直線ＬＴと直線Ｌ３とのなす角度
をθ２とすると、θ１が略θ２になるようにネック部直
径ｄを定めている。

【００８８】このようにすれば、光利用効率を殆ど低下
させずにメタルハライドランプ１１から放物面鏡１２へ
の熱伝導を低減することができる。

【００８９】アークギャップの長さをｇ、メタルハライ
ドランプ１１の光軸に垂直な断面でのバルブ直径をＲ、
放物面鏡１２の焦点距離をｆとすると、θ１及びθ２は
次式で表される。

【００９０】θ１＝ａｒｃｔａｎ（０．５ｄ／（ｆ−ｇ
／２））−ａｒｃｔａｎ（０．５ｄ／ｆ） θ２＝ａｒｃｔａｎ（（Ｒ−ｄ）／（２ｆ）） また、管封止時に形成されるチップ１１３を透過した放
射光は、チップ１１３で屈折して平行度が悪く、無効光
となる。そこで、これを防止して光利用効率を向上する
ために、メタルハライドランプ１１の陰極端Ｊと放物面
鏡１２の開口端Ｋとを結んでできる錐体の内側にチップ
１１３が位置するようにしている。

【００９１】［第８実施形態］図１７は、本発明の第８
実施形態に係る偏光照明装置３０Ｆの、光軸を通る縦断
面概略図である。

【００９２】無偏光照明装置１０Ｄは、図１６の放物面
鏡１２の替わりに、球面鏡１２Ｄと、球面鏡１２ＤとＵ
Ｖ−ＩＲカットフィルター１３との間に配置された凸レ
ンズ１７とを用いている。メタルハライドランプ１１
は、そのアークギャップ中心が球面鏡１２Ｄの中心に位
置するように配置されている。

【００９３】このような構成は公知であるが、本第８実
施形態の特徴は、メタルハライドランプ１１の電極方向
をＺ軸と平行にしてメタルハライドランプ１１の突出部
で放射光及び放物面鏡１２からの反射光が妨げられない
ようにすることにより、図１６の場合よりも光利用効率
を向上させている。

【００９４】なお、本発明には外にも種々の変形例が含
まれる。

【００９５】例えば、上述の無偏光照明装置、偏光照明
装置及び偏光変換装置の用途は液晶投写装置に限定され
ない。

【００９６】液晶投写装置は図１のものに限定されず、
液晶ライトバルブを１つのみ用いる単板式であってもよ
い。

【００９７】また、光源はメタルハライドランプに限定
されず、用途に応じて各種のものを用いることができ
る。

【００９８】さらに、用途や使用目的に応じて、光源発
光部を放物面鏡の焦点位置からずらして配置することに
より、照明装置の出射光を収束光又は発散光にしてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の特徴的な偏光照明装置を備えた液晶投
写装置を示す概略図である。

【図２】図１中の偏光照明装置の構成例を示す、光軸を
通る横断面概略図である。

【図３】図１中の偏光照明装置の構成例を示す、光軸を
通る縦断面概略図である。

【図４】図３中の偏光変換素子の斜視図である。

【図５】レンズアレイによりこれと対向するレンズアレ
イの位置に結像された光源発光部像の等輝度ラインを示
す図である。

【図６】図４の偏光変換素子の前面に図５の、平面で簡
略記載したレンズアレイを配置し、入射有効入射領域を
ハッチングで示した図である。

【図７】（Ａ）は、図６中のレンズアレイのレンズ２２
２上に形成された発光部の等輝度ラインと有効入射領域
（ハッチング部）との関係を示す図であり、（Ｂ）は図
１９に示す従来例での（Ａ）に対応した図である。

【図８】本発明の第２実施形態に係る偏光照明装置の、
光軸を通る縦断面概略図である。

【図９】本発明の第３実施形態に係る偏光照明装置の、
光軸を通る縦断面概略図である。

【図１０】本発明の第４実施形態に係る偏光照明装置
の、光軸を通る縦断面概略図である。

【図１１】図１１中の偏光変換素子の斜視図である。

【図１２】図１０のレンズアレイ中に偏光変換素子の有
効入射領域をハッチングで表した図である。

【図１３】本発明の第５実施形態に係る偏光照明装置
の、光軸を通る縦断面概略図である。

【図１４】図１３中のレンズアレイのレンズ上に形成さ
れた発光部の等輝度ラインと有効入射領域（ハッチング
部）との関係を示す、図７（Ｂ）に対応した図である。

【図１５】本発明の第６実施形態に係る偏光照明装置
の、光軸を通る縦断面概略図である。

【図１６】本発明の第７実施形態に係る無偏光照明装置
の、光軸を通る縦断面概略図である。

【図１７】本発明の第８実施形態に係る偏光照明装置
の、光軸を通る縦断面概略図である。

【図１８】従来の無偏光照明装置の、光軸を通る断面概
略図である。

【図１９】従来の偏光変換装置の、光軸を通る断面概略
図である。

【符号の説明】

１０、１０Ａ〜１０Ｄ 無偏光照明装置 ２０、２０Ａ〜２０Ｄ 偏光変換装置 ３０、３０Ａ〜３０Ｆ 偏光照明装置 １１ メタルハライドランプ １１２ 口金 １１３ チップ １２、１２Ｃ 放物面鏡 １２Ａ 半放物面鏡 １２Ｂ、１２Ｄ 球面鏡 １３ ＵＶ−ＩＲカットフィルター １４ リード線 １５ 孔 １６ 接着剤 ２１、２１Ａ、２１Ｂ、２２、２２Ａ、２２Ｂ レンズ
アレイ ２１０、２１１、２２０〜２２２ レンズ ２３、２３Ａ 集光レンズ ２４ 被照射面 ２５、２５Ａ〜２５Ｃ、２５Ｕ、２５Ｄ、２５ＣＵ、２
５ＣＤ、２５Ｍ、２５ＣＭ 偏光変換素子 ２５０、２５Ｍ０ プリズム ２５１、２５Ｍ１ 偏光ビームスプリッタ ２５２、２５Ｍ２ ミラー ２５３、２５Ｍ３ １／２波長板 ２５Ｍ４ 入射面 ２６ 光路補正板 ３１、３２、３６、３７ ダイクロイックミラー ３３、３９ 全反射ミラー ３４Ｂ、３４Ｇ、３４Ｒ フィールドレンズ ３５Ｂ、３５Ｇ、３５Ｒ 液晶ライトバルブ ３８ 投写レンズ ４０ スクリーン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 哲也 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 浜田 哲也 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 後藤 猛 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 菅原 真理 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 2H088 EA13 EA14 EA15 EA18 HA13 HA15 HA20 HA24 HA25 HA28 MA06 2H099 AA12 BA09 CA01 CA08 DA05

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１レンズアレイと、 該第１レンズアレイの各レンズの略焦点位置に、該各レ
   ンズに対応したレンズが形成されている第２レンズアレ
   イと、 該第２レンズアレイに対し該第１レンズアレイと反対側
   に配置された集光レンズと、 該第２レンズアレイと該集光レンズとの間に配置された
   偏光変換素子と、 を有する偏光変換装置において、 該偏光変換素子は、複数並列された偏光変換要素からな
   る第１偏光変換素子と偏光変換要素からなる第２偏光変
   換素子とを有し、 該偏光変換要素は、帯状有効入射領域と、この領域と隣
   り合う帯状無効入射領域とを有し、該有効入射領域に入
   射した無偏光を直線偏光に変換し、該無効入射領域に入
   射した無偏光を該直線偏光と偏光面が９０゜異なる直線
   偏光に変換し又はこの無偏光を透過させ、 該第１偏光変換素子の該帯状有効入射領域と該第２偏光
   変換素子の該帯状有効入射領域とが直角になり、該第２
   レンズアレイの各レンズの中心が該第１又は第２偏光変
   換素子の該帯状有効入射領域の略中央ライン上に位置す
   るように該第１及び第２偏光変換素子が配置されてい
   る、 ことを特徴とする偏光変換装置。
2. 【請求項２】 上記偏光変換要素は、 断面が平行四辺形で該平行四辺形の１対の対向角が略４
   ５゜の柱状プリズムと、 該平行四辺形の長辺を含む対向面の一方の面に形成され
   た偏光ビームスプリッタと、 該対向面の他方の面に形成された反射ミラーと、 該平行四辺形の短辺を含む対向面の一方の面に形成され
   た１／２波長板と、 を有し、上記帯状有効入射領域は、該短辺を含む対向面
   の他方の面であることを特徴とする請求項１記載の偏光
   変換装置。
3. 【請求項３】 上記第１偏光変換素子を２つ有し、該２
   つの第１偏光変換素子の間に上記第２偏光変換素子が配
   置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の偏
   光変換装置。
4. 【請求項４】 上記第１偏光変換素子は上記第２偏光変
   換素子の上記帯状無効入射領域側に配置され、 該第１偏光変換素子と上記第２レンズアレイとの間に、
   該第２レンズアレイを通った光が該第２偏光変換素子か
   ら遠ざかる方向へずれるように第２レンズアレイに対し
   傾斜して配置された光路補正板、 をさらに有することを特徴とする請求項１乃至３のいず
   れか１つに記載の偏光変換装置。
5. 【請求項５】 第１レンズアレイと、 該第１レンズアレイの各レンズの略焦点位置に、該各レ
   ンズに対応したレンズが形成されている第２レンズアレ
   イと、 該第２レンズアレイに対し該第１レンズアレイと反対側
   に配置された集光レンズと、 該第２レンズアレイと該集光レンズとの間に配置された
   偏光変換素子と、 を有する偏光変換装置において、 該第１レンズアレイは、第１矩形のレンズの列が複数配
   列された第１レンズ領域と、該第１矩形と相似形で該第
   １矩形より大きい第２矩形のレンズ列が配置された第２
   レンズ領域とを有し、 該偏光変換素子は、複数並列された偏光変換要素からな
   る第１偏光変換素子と偏光変換要素からなる第２偏光変
   換素子とを有し、 該偏光変換要素は、帯状有効入射領域と、この領域と隣
   り合う帯状無効入射領域とを有し、該有効入射領域に入
   射した無偏光を直線偏光に変換し、該無効入射領域に入
   射した無偏光を該直線偏光と偏光面が９０゜異なる直線
   偏光に変換し又はこの無偏光を透過させ、 該第１及び第２偏光変換素子の該帯状有効入射領域の長
   手方向が互いに平行であり、該第２レンズアレイの各レ
   ンズの中心が該第１又は第２偏光変換素子の該帯状有効
   入射領域の略中央ライン上に位置するように、該第１及
   び第２偏光変換素子が配置されている、 ことを特徴とする偏光変換装置。
6. 【請求項６】 上記偏光変換要素は、 断面が平行四辺形で該平行四辺形の１対の対向角が略４
   ５゜の柱状プリズムと、 該平行四辺形の長辺を含む対向面の一方の面に形成され
   た偏光ビームスプリッタと、 該対向面の他方の面に形成された反射ミラーと、 該平行四辺形の短辺を含む対向面の一方の面に形成され
   た１／２波長板と、 を有し、上記帯状有効入射領域は、該短辺を含む対向面
   の他方の面であることを特徴とする請求項５記載の偏光
   変換装置。
7. 【請求項７】 上記第１レンズ領域を２つ有し、該２つ
   の第１レンズ領域の間に上記第２レンズ領域が配置され
   ていることを特徴とする請求項５又は６記載の偏光変換
   装置。
8. 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれか１つに記載の
   偏光変換装置と、 一方向の長さが該一方向と直角な方向の長さよりも大き
   い発光部を有する光源と、 該光源からの放射光を反射又は屈折させて略一方向へ揃
   える光整列手段と、 を有することを特徴とする偏光照明装置。
9. 【請求項９】 一方向の長さが該一方向と直角な方向の
   長さよりも大きい発光部を有する光源と、 該光源からの放射光を反射又は屈折させて略一方向へ揃
   える光整列手段と、 該光整列手段の出射光が入射するように配置された第１
   レンズアレイと、 該第１レンズアレイの各レンズの略焦点位置に、該各レ
   ンズに対応したレンズが形成されている第２レンズアレ
   イと、 該第２レンズアレイに対し該第１レンズアレイと反対側
   に配置された集光レンズと、 該第２レンズアレイと該集光レンズとの間に配置された
   偏光変換素子と、 を有し、 該偏光変換素子は、複数並列された偏光変換要素を有
   し、 該偏光変換要素は、帯状有効入射領域と、この領域と隣
   り合う帯状無効入射領域とを有し、該有効入射領域に入
   射した無偏光を直線偏光に変換し、該無効入射領域に入
   射した無偏光を該直線偏光と偏光面が９０゜異なる直線
   偏光に変換し又はこの無偏光を透過させ、 該光整列手段の光軸に対し該一方向が傾斜し、 該光整列手段の光軸と該発光部の一方向とを含む面が、
   該帯状有効入射領域の長手方向と略平行である、 ことを特徴とする偏光照明装置。
10. 【請求項１０】 一方向の長さがこの一方向と直角な方
    向の長さよりも大きい発光部を有する光源と、 該光源からの放射光を反射又は屈折させて略一方向へ揃
    え、出射面内の第１方向の幅がこの第１方向と直角な第
    ２方向の幅より広い光整列手段と、 該光整列手段の出射光が入射するように配置された第１
    レンズアレイと、 該第１レンズアレイの各レンズの略焦点位置に、該各レ
    ンズに対応したレンズが形成されている第２レンズアレ
    イと、 該第２レンズアレイに対し該第１レンズアレイと反対側
    に配置された集光レンズと、 該第２レンズアレイと該集光レンズとの間に配置された
    偏光変換素子と、 をさらに有し、 該偏光変換素子は、複数並列された偏光変換要素を有
    し、 該偏光変換要素は、帯状有効入射領域と、この領域と隣
    り合う帯状無効入射領域とを有し、該有効入射領域に入
    射した無偏光を直線偏光に変換し、該無効入射領域に入
    射した無偏光を該直線偏光と偏光面が９０゜異なる直線
    偏光に変換し又はこの無偏光を透過させ、 該帯状有効入射領域の長手方向が該第１方向と略平行で
    あることを特徴とする偏光照明装置。
11. 【請求項１１】 上記光源に接続されて該光源の一方の
    電極と導通したリード線が、上記光整列手段の光軸を通
    り上記第２方向に略平行な面に沿って延びていることを
    特徴とする請求項１０記載の偏光照明装置。
12. 【請求項１２】 上記光源は、バルブと、該バルブの中
    心部に形成された発光部と、該バルブの外側に形成され
    た口金とを備え、 上記光整列手段は、該口金が挿入されて取り付けられる
    孔が光軸上に形成されたネック部を有する放物面鏡であ
    り、 該放物面鏡の反射面のネック部側端点から該発光部の中
    心と該発光部の口金側端点とを見た見込角が、該ネック
    部側端点を通り該光軸と平行な直線と、該ネック部側端
    点を通り該直線及び該光軸を含む面内で該バルブと接す
    る直線とのなす角度に略等しいことを特徴とする請求項
    ８〜１１のいずれか１つに記載の偏光照明装置。
13. 【請求項１３】 上記光源は、チップが形成されたバル
    ブ内に発光部を備え、 上記光整列手段は、該光源からの放射光を略一方向へ反
    射する凹面鏡であり、 該発光部の凹面鏡開口側端点と該凹面鏡の開口端とを結
    んだ錐体の内側に該チップが存在することを特徴とする
    請求項８〜１１のいずれか１つに記載の偏光照明装置。
14. 【請求項１４】 上記光源は、バルブと、該バルブ内に
    形成された発光部と、該バルブから突出した突出部とを
    備え、 上記光整列手段は、中心に該発光部を一致させて該光源
    が配置された球面鏡と、該球面鏡の開口端側に該球面鏡
    と同心に配置された凸レンズとを備え、 該突出部が該球面鏡の光軸と略直角な方向であることを
    特徴とする請求項８〜１１のいずれか１つに記載の偏光
    照明装置。
15. 【請求項１５】 請求項８〜１４のいずれか１つに記載
    の偏光照明装置と、 該偏光照明装置からの直線偏光が入射され、映像信号に
    応答して画素透過率が変化する液晶ライトバルブと、 該液晶ライトバルブからの光をスクリーン上に投写させ
    るための投写レンズと、 を有することを特徴とする液晶投写装置。