JP2003057602A

JP2003057602A - プロジェクタ

Info

Publication number: JP2003057602A
Application number: JP2001246509A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Takezawa; 武士竹澤; Toshiaki Hashizume; 俊明橋爪
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-08-15
Filing date: 2001-08-15
Publication date: 2003-02-26
Anticipated expiration: 2021-08-15
Also published as: JP4006965B2

Abstract

(57)【要約】【課題】インテグレータ光学系および偏光変換光学系
を比較的容易に製造することのでき、製造コストも低く
抑えることができるようにする。【解決手段】光源装置１２０は非偏光な光を出射する
ランプ１２２と回転楕円面形状の凹面を有するリフレク
タ１２４とを備えている。偏光ビームスプリッタ１３０
は光源装置１２０からの集光された非偏光な光線束をほ
ぼ一定方向に偏光方向が揃った偏光光線束に変換する。
ロッドインテグレータ１４０は略長方形の断面形状を有
するロッド状の透光性部材で構成されており、その内側
面が光が全反射する反射面となっていて、偏光ビームス
プリッタ１３０からのｓ偏光光線束を入射部で入射して
内側面で複数回反射しながら出射部に導き、照度分布の
ほぼ均一な光線束を出射する。液晶ライトバルブ１６０
は照明領域ＬＡに入射したｓ偏光光線束を画像情報に基
づいて変調して画像光として出射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像を投写表示す
るプロジェクタに関し、特に、光の照度分布を均一にす
ることが可能なロッドインテグレータを備えたプロジェ
クタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プロジェクタでは、光源装置から出射さ
れた光を、ライトバルブを用いて画像情報に応じて変調
し、変調して得られた画像光をスクリーン上に投写する
ことにより画像表示を実現している。

【０００３】プロジェクタにおいては、投写表示される
画像の輝度分布はほぼ均一であることが好ましい。この
ため、プロジェクタにおいては、ライトバルブにおける
画像光が形成される部分（照明領域）を、ほぼ均一な照
度分布で照明することができるように、通常、第１およ
び第２のレンズアレイと、重畳レンズと、を組み合わせ
たインテグレータ光学系が用いられる。

【０００４】また、このようなインテグレータ光学系
に、非偏光な光をほぼ一定方向に偏光方向が揃った偏光
光に変換するための偏光変換光学系を組み合わせる場
合、例えば、第２のレンズアレイと重畳レンズとの間
に、偏光変換光学系として、偏光ビームスプリッタアレ
イを配置する。

【０００５】以上のような光学系を備えた従来における
プロジェクタの要部の構成を図９に示す。すなわち、こ
のプロジェクタでは、光源装置９２０と、第１および第
２のレンズアレイ９４０，９５０と、偏光ビームスプリ
ッタアレイ９６０と、重畳レンズ９７０と、液晶ライト
バルブ９８０と、を備えている。

【０００６】光源装置９２０は、ランプ９２２と回転放
物面形状の凹面を有するリフレクタ９２４とを備えてい
る。ランプ９２２から出射された光は、リフレクタ９２
４によって反射され、リフレクタ９２４からは、略平行
な光線束が射出される。

【０００７】第１のレンズアレイ９４０は、マトリクス
状に配列された複数の小レンズ９４２を有している。第
１のレンズアレイ９４０は、光源装置９２０から射出さ
れた略平行な光線束を複数の部分光線束に分割して射出
する。第２のレンズアレイ９５０も、マトリクス状に配
列された複数の小レンズ９５２を有している。第２のレ
ンズアレイ９５０と重畳レンズ９７０とは、第１のレン
ズアレイ９４０の各小レンズ９４２の像を液晶ライトバ
ルブ９８０の照明領域ＬＺ上に結像させる機能を有して
いる。第１のレンズアレイ９４０の各小レンズ９４２か
ら出射された部分光線束は、第２のレンズアレイ９５０
を介して、偏光ビームスプリッタアレイ９６０内におい
て集光される。

【０００８】偏光ビームスプリッタアレイ９６０は、遮
光板９６２と、偏光ビームスプリッタアレイ本体９６４
と、選択位相差板９６６とを備えている。遮光板９６２
は、遮光面９６２ｂと開口面９６２ａとがストライプ状
に配列されて構成されている。偏光ビームスプリッタア
レイ本体９６４は、略平行四辺形の断面を有する柱状の
ガラス基板９６４ｃが複数貼り合わされて構成されてい
る。各ガラス基板９６４ｃの界面には、偏光分離膜９６
４ａと反射膜９６４ｂとが交互に形成されている。第１
のレンズアレイ９４０から射出された各部分光線束は、
遮光板９６２の開口面９６２ａを通過し、偏光分離膜９
６４ａに入射する。偏光分離膜９６４ａは、入射した部
分光線束をｓ偏光の部分光線束とｐ偏光の部分光線束と
に分離する。選択位相差板９６６は、開口層９６６ａと
λ／２位相差層９６６ｂとがストライプ状に配列されて
構成されている。開口層９６６ａは、入射するｓ偏光の
部分光線束をそのまま透過し、λ／２位相差層９６６ｂ
は、入射するｐ偏光の部分光線束を偏光方向が直交する
ｓ偏光の部分光線束に変換する。これにより、偏光ビー
ムスプリッタアレイ９６０からは、ほぼ一定方向に偏光
方向の揃った（ｓ偏光）複数の部分光線束が出射され
る。

【０００９】重畳レンズ９７０は、偏光ビームスプリッ
タアレイ９６０から出射された複数のｓ偏光の部分光線
束を、液晶ライトバルブ９８０の照明領域ＬＺ上で重畳
する機能を有している。

【００１０】このようにして、光源装置９２０から出射
された光が、ほぼ一定方向に偏光方向の揃った偏光光線
束となって、液晶ライトバルブ９８０の照明領域ＬＺ
を、ほぼ均一な照度分布で照明することになる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うな従来のプロジェクタにおいては、インテグレータ光
学系および偏光変換光学系を製造するのが比較的困難で
あり、製造コストが高くなるという問題があった。すな
わち、インテグレータ光学系では、第１および第２のレ
ンズアレイ９４０，９５０が、偏光変換光学系では、偏
光ビームスプリッタアレイ９６０が、それぞれ、比較的
複雑な構造を有しており、製造するのに比較的手間が掛
かるからである。

【００１２】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決し、インテグレータ光学系および偏光変換光学
系を比較的容易に製造することのでき、製造コストも低
く抑えることができるプロジェクタを提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明
のプロジェクタは、集光する非偏光な光を出射する光源
装置と、前記光の集光点の近傍に配置され、前記光を入
射して、該光を偏光方向がほぼ一定方向に揃った偏光光
に変換して出射する偏光変換素子と、内側面に反射面を
有し、前記偏光光を入射部から入射し、前記内側面で反
射しながら出射部へ導き、該出射部から照度分布のほぼ
均一な偏光光を出射するロッドインテグレータと、ある
いは、前記偏光光を入射部から入射し、媒質の屈折率の
差による内部全反射により出射部へ導き、該出射部から
照度分布のほぼ均一な偏光光を出射するロッドインテグ
レータと、該ロッドインテグレータからの前記偏光光を
入射し、該偏光光を、画像情報に基づいて変調して出射
するライトバルブと、を備え、前記ロッドインテグレー
タは、前記入射部の入射面積が前記出射部の出射面積よ
りも小さいことを要旨とする。

【００１４】本発明のプロジェクタでは、偏光変換光学
系である偏光変換素子は、光源装置によって集光された
光を入射しており、分割された複数の部分光線束を入射
するわけではないので、従来において用いられていた偏
光ビームスプリッタアレイに比較して、構造が簡単で済
む。また、インテグレータ光学系であるロッドインテグ
レータも、従来において用いられていたレンズアレイと
重畳レンズとの組み合わせた光学系に比較して、構造が
簡単であり、部品点数が少なくて済む。従って、これら
偏光変換素子やロッドインテグレータは、比較的容易に
製造することができ、製造コストも低く抑えることがで
きる。特に、ロッドインテグレータは、その入射部の入
射面積が出射部の出射面積よりも小さいので、ロッドイ
ンテグレータの出射部の出射面積がライトバルブの照明
領域の面積と同等か、それ以上になるように構成したと
しても、入射部の入射面積を偏光変換素子の出射面の面
積と同等にするものとすると、偏光変換素子の大きさを
非常に小さくすることができ、その分、製造コストを安
くすることができる。

【００１５】本発明のプロジェクタにおいて、前記ロッ
ドインテグレータと前記ライトバルブとを所定寸法以下
に近接させて配置することが好ましい。

【００１６】また、本発明のプロジェクタにおいて、前
記偏光素子と前記ロッドインテグレータとを所定寸法以
下に近接させて配置することが好ましい。

【００１７】このように、近接させて配置することによ
り、光の拡散漏れを少なくすることができる。なお、所
定寸法以下に近接させるという概念には、当然ながら、
接している場合も含まれる。

【００１８】本発明のプロジェクタにおいて、前記ロッ
ドインテグレータにおける前記入射部の入射面積は、前
記偏光変換素子の出射面の面積とほぼ同等の大きさであ
ることが好ましい。

【００１９】ロッドインテグレータの入射部の入射面積
が、偏光変換素子の出射面の面積よりも小さいとする
と、偏光変換素子から出射された光は、その一部しかロ
ッドインテグレータに入射されないことになり、光の損
失が多くなる。逆に、入射面積が、偏光変換素子の出射
面の面積よりも大きいとすると、ロッドインテグレータ
に入射された光の内側面での１回目の反射位置は、入射
部から遠くなるため、内側面で光を複数回反射させよう
とすると、ロッドインテグレータの長さを長くしなけれ
ばならならず、その分、プロジェクタを大きくしなけれ
ばならないからである。

【００２０】本発明のプロジェクタにおいて、前記ライ
トバルブは、照明領域を有し、該照明領域に入射された
前記偏光光を変調すると共に、前記ロッドインテグレー
タにおける前記出射部の出射面積は、前記ライトバルブ
の前記照明領域の面積以上であることが好ましい。

【００２１】ロッドインテグレータの出射部の出射面積
が、ライトバルブの照明領域の面積とほぼ同等の場合に
は、ロッドインテグレータから出射された光をライトバ
ルブの照明領域に、効率よく入射させることができる。
また、ロッドインテグレータの出射部の出射面積が、ラ
イトバルブの照明領域の面積よりも大きい場合には、ロ
ッドインテグレータとライトバルブとの位置ずれに対す
るマージンを大きくとることができる。

【００２２】本発明のプロジェクタにおいて、前記光源
装置は、点光源と、該点光源からの光を反射して集光す
る楕円リフレクタと、を備えることが好ましい。

【００２３】このように構成することよって、集光する
非偏光な光を容易に発生させることができる。

【００２４】本発明のプロジェクタにおいて、前記偏光
素子は、偏光分離膜を備えるようにしても良い。

【００２５】また、本発明のプロジェクタにおいて、前
記偏光素子は、回折格子を備えるようにしても良い。

【００２６】このような構成要素を備えることにより、
非偏光な光を互いに直交する２種類の直線偏光光に容易
に分離することができる。

【００２７】本発明のプロジェクタにおいて、前記ロッ
ドインテグレータの横断面の形状は、長方形であると共
に、前記ロッドインテグレータの前記内側面で反射され
る前記偏光光の偏光方向は、前記偏光光の前記内側面に
対する入射面に対し、平行であるかもしくは垂直である
ことが好ましい。

【００２８】このように構成することによって、偏光光
が内側面で反射されても、その反射によって、偏光光の
偏光状態が変化することがなく、偏光光が楕円偏光にな
ることはない。

【００２９】本発明のプロジェクタにおいて、前記ロッ
ドインテグレータとライトバルブとの間に、レンズをさ
らに備えることが好ましい。

【００３０】このようなレンズを備えることにより、ロ
ッドインテグレータから出射された光のうち、外側に逃
げようとする光を、このレンズによって内側に曲げるこ
とができ、ロッドインテグレータからの光を、効率よ
く、ライトバルブの照明領域に入射させることができ
る。本発明のプロジェクタにおいて、前記ロッドインテ
グレータの出射部の出射面は、レンズ形状を成すように
しても良い。

【００３１】このように構成することによって、ロッド
インテグレータからの光を、効率よく、ライトバルブの
照明領域に入射させることができると共に、部品点数を
減らすことが可能となる。

【００３２】本発明のプロジェクタにおいて、前記ロッ
ドインテグレータは、その内部に、所定波長域の光を選
択的に反射する波長選択ミラーを備えるようにしても良
い。

【００３３】このような波長選択ミラーを備えることに
より、ロッドインテグレータに、光を波長域の異なる色
光に分離する機能をさらに持たせることができる。

【００３４】本発明のプロジェクタにおいて、前記波長
選択ミラーは、誘電体多層膜から成るようにしても良
い。

【００３５】本発明のプロジェクタにおいて、前記波長
選択ミラーは、前記ロッドインテグレータ内において、
該ロッドインテグレータの中心軸に対し４５度になるよ
うに配置されていることが好ましい。

【００３６】このように配置することにより、光を直進
方向（中心軸と平行な方向）と直交方向（中心軸と垂直
な方向）とに分離することができる。を特徴するプロジ
ェクタ。

【００３７】本発明のプロジェクタにおいて、前記ロッ
ドインテグレータ内を導かれ、前記波長選択ミラーのミ
ラー面に入射される前記偏光光の偏光方向は、前記偏光
光の前記ミラー面に対する入射面に対し、平行であるか
もしくは垂直であることが好ましい。

【００３８】このように構成することによって、偏光光
が波長選択ミラーのミラー面で反射されても、その反射
によって、偏光光線の偏光状態が変化することがなく、
偏光光線が楕円偏光になることはない。

【００３９】本発明のプロジェクタにおいて、前記ロッ
ドインテグレータの長さおよび前記入射部の入射面積に
対する前記出射部の出射面積の比は、前記光源装置から
出射され前記ロッドインテグレータを介して前記ライト
バルブに入射される前記偏光光の入射角が１５度以下と
なるように、設定されていることが好ましい。

【００４０】仮に、入射角が１５度よりも大きい光線が
ライトバルブに入射された場合、その光線は、ライトバ
ルブによって透過されるべきところを遮断されたり、逆
に、遮断されるべきところを透過されたりすることにな
り、画像情報に応じた正常な変調がなされない可能性が
あるため、上記したように、ライトバルブに入射される
光の入射角を１５度以下とすることにより、ライトバル
ブの照明領域に入射した光すべてに、画像情報に応じた
正常な変調を施すことができる。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて以下の順序で説明する。Ａ．第１の実施例：Ｂ．第２の実施例：Ｃ．変形例：

【００４２】Ａ．第１の実施例：図１は、本発明の第１
の実施例としてのプロジェクタの要部の構成を示す構成
図である。図１において、（ａ）は＋ｙ方向からの見た
ときの、（ｂ）は−ｘ方向から見たときの、それぞれ平
面図を示している。本実施例のプロジェクタ１００は、
単板式のプロジェクタであって、光源装置１２０と、偏
光変換光学系である偏光ビームスプリッタ１３０と、イ
ンテグレータ光学系であるロッドインテグレータ１４０
と、フィールドレンズ１５０と、液晶ライトバルブ１６
０と、を備えており、液晶ライトバルブ１６０の後段に
配されるべき投写光学系は省略されている。

【００４３】なお、図１において、液晶ライトバルブ１
６０における照明領域ＬＡは画像光が形成される部分で
あって、光源装置１２０から出射された光はほぼ一定方
向に偏光方向の揃った偏光光線束となって、この照明領
域ＬＡをほぼ均一な照度分布で照明する必要がある。ま
た、図１において、光源装置１２０から出射された光線
束の中心軸Ｌａｘは一点鎖線で示されている。

【００４４】光源装置１２０は、ランプ１２２と、回転
楕円面形状の凹面を有するリフレクタ１２４とを備えて
いる。ランプ１２２は、回転楕円面の第１焦点Ｆａの近
傍位置に配置されている。ランプ１２２から出射された
非偏光な光（偏りのない光）は、リフレクタ１２４によ
って反射され、その反射光は、回転楕円面の第２焦点Ｆ
ｂに集光する。なお、ランプ１２２としては、高圧水銀
ランプやメタルハライドランプなどを用いることができ
る。

【００４５】なお、この光源装置１２０は、本発明にお
ける光源装置に相当し、ランプ１２２は、点光源に、リ
フレクタ１２４は、楕円リフレクタに、それぞれ相当す
る。

【００４６】偏光ビームスプリッタ１３０は、光源装置
１２０から出射され集光された非偏光な光線束を、ほぼ
一定方向に偏光方向が揃った偏光光線束に変換する。偏
光ビームスプリッタ１３０は、光源装置１２０から出射
された光線束の集光点Ｆｂの近傍位置に配置されてい
る。これにより、光源装置１２０から出射された光を、
偏光ビームスプリッタ１３０内に効率よく入射させるこ
とができる。

【００４７】なお、この偏光ビームスプリッタ１３０
は、本発明における偏光変換素子に相当する。

【００４８】図２は、図１の偏光ビームスプリッタ１３
０を拡大して示す斜視図である。偏光ビームスプリッタ
１３０は、偏光ビームスプリッタ本体１３２とλ／２位
相差板１３４とを備えている。

【００４９】偏光ビームスプリッタ本体１３２は、３つ
の直角プリズム１３２ａ〜１３２ｃを備えている。第１
の直角プリズム１３２ａは、第２および第３の直角プリ
ズム１３２ｂ，１３２ｃと接合されている。第１および
第２の直角プリズム１３２ａ，１３２ｂの界面には、偏
光分離膜１３２ｄが形成されており、第３の直角プリズ
ム１３２ｃには、偏光分離膜１３２ｄと略平行に、反射
膜１３２ｅが形成されている。ここで、偏光分離膜１３
２ｄは、入射する非偏光な光線束を偏光方向が互いに直
交する２種類の偏光光線束に分離するための薄膜であ
り、誘電体多層膜で形成されている。また、反射膜１３
２ｅは、偏光分離膜１３２ｄで反射された一方の偏光光
線束を反射させるための薄膜であり、誘電体多層膜や金
属膜で形成されている。なお、本実施例では、第１およ
び第３のプリズム１３２ａ，１３２ｃは、別体で構成さ
れているが、略平行四辺形の断面を有する柱状のガラス
基板などで一体的に構成するようにしても良い。

【００５０】第１の直角プリズム１３２ａに入射した非
偏光な光線束（ｓ＋ｐ）は、偏光分離膜１３２ｄでｐ偏
光光線束とｓ偏光光線束とに分離される。偏光分離膜１
３２ｄを透過したｐ偏光光線束は、第２の直角プリズム
１３２ｂを通過して出射される。一方、偏光分離膜１３
２ｄで反射されたｓ偏光光線束は、第３の直角プリズム
１３２ｃに入射して、反射膜１３２ｅで反射されて出射
される。

【００５１】λ／２位相差板１３４は、入射する直線偏
光光を、偏光方向が直交する直線偏光光に変換する機能
を有している。本実施例においては、λ／２位相差板１
３４は、偏光ビームスプリッタ本体１３２の第２の直角
プリズム１３２ｂの出射面に設けられている。第２の直
角プリズム１３２ｃから出射されたｐ偏光光線束は、λ
／２位相差板１３４において、ｓ偏光の光線束に変換さ
れる。

【００５２】上記のように、偏光ビームスプリッタ１３
０は、入射する非偏光な光線束（ｓ＋ｐ）を２つのｓ偏
光光線束に変換して出射する。

【００５３】ロッドインテグレータ１４０は、略長方形
の断面形状を有するロッド状の透光性部材（例えば、ガ
ラス部材やプラスチック部材）で構成されており、光源
装置１２０から出射された光の面内強度分布をほぼ均一
にする機能を有している。すなわち、ロッドインテグレ
ータ１４０は、その内側面が、光が全反射する反射面と
なっていて、偏光ビームスプリッタ１３０から出射され
たｓ偏光光線束を、入射部で入射して、入射した光線束
を内側面で複数回反射しながら出射部に導き、出射部か
ら照度分布のほぼ均一な光線束を出射する。

【００５４】なお、このロッドインテグレータ１４０
は、本発明におけるロッドインテグレータに相当する。

【００５５】図３は、図１のロッドインテグレータ１４
０を拡大して示す斜視図である。本実施例では、図３に
示すように、ロッドインテグレータ１４０は、入射部１
４０ａの入射面積Ｓ１が出射部１４０ｂの出射面積Ｓ２
よりも小さくなるように構成されている。

【００５６】このように構成することにより、ロッドイ
ンテグレータ１４０の出射部１４０ｂの出射面積Ｓ２
が、後述するように、液晶ライトバルブ１６０の照明領
域ＬＡの面積と同等か、それ以上になるように構成した
としても、入射部１４０ａの入射面積Ｓ１は、出射部１
４０ｂの出射面積Ｓ２よりも小さいので、入射部１４０
ａの入射面積Ｓ１を、後述するように、偏光ビームスプ
リッタ１３０の出射面の面積と同等にするものとする
と、偏光ビームスプリッタ１３０の大きさを非常に小さ
くすることができる。

【００５７】また、本実施例では、図３に示すように、
ロッドインテグレータ１４０の入射部１４０ａの形状
は、偏光ビームスプリッタ１３０の出射面の形状と対応
している。図２に示したとおり、偏光ビームスプリッタ
１３０の出射面は、ほぼ長方形を成し、そのｘ方向とｙ
方向との寸法比は、２：１となっている。従って、ロッ
ドインテグレータ１４０の入射部１４０ａの形状も、同
様に、ほぼ長方形を成し、ｘ方向とｙ方向との寸法比
も、ほぼ２：１となっている。また、ロッドインテグレ
ータ１４０の入射部１４０ａの入射面積Ｓ１は、偏光ビ
ームスプリッタ１３０の出射面の面積とほぼ同等となっ
ている。

【００５８】ロッドインテグレータ１４０の入射部１４
０ａが、このように構成されていることにより、偏光ビ
ームスプリッタ１３０から出射された光は、効率よくロ
ッドインテグレータ１４０に入射される。すなわち、例
えば、ロッドインテグレータ１４０の入射部１４０ａの
入射面積Ｓ１が、偏光ビームスプリッタ１３０の出射面
の面積よりも小さいとすると、偏光ビームスプリッタ１
３０から出射された光は、その一部しかロッドインテグ
レータ１４０に入射されないことになり、光の損失が多
くなる。逆に、入射面積Ｓ１が、偏光ビームスプリッタ
１３０の出射面の面積よりも大きいとすると、ロッドイ
ンテグレータ１４０に入射された光の内側面での１回目
の反射位置は、入射部１４０ａから遠くなるため、内側
面で光を複数回反射させようとすると、ロッドインテグ
レータ１４０の長さを長くしなければならならず、その
分、プロジェクタを大きくしなければならない。

【００５９】また、本実施例では、偏光ビームスプリッ
タ１３０の出射面とロッドインテグレータ１４０の入射
部１４０ａとは、所定寸法（例えば、２０ｍｍ）以下に
近接している（完全に接していても良い。）。偏光ビー
ムスプリッタ１３０とロッドインテグレータ１４０とを
このように配置することにより、光の拡散漏れを少なく
することができる。

【００６０】さらに、本実施例では、偏光ビームスプリ
ッタ１３０からロッドインテグレータ１４０に入射され
たｓ偏光光線束のうち、ロッドインテグレータ１４０の
内側面で反射される各ｓ偏光光線は、それぞれ、その偏
光方向が、そのｓ偏光光線の内側面に対する入射面に対
し、平行または垂直となるようになっている。すなわ
ち、ロッドインテグレータ１４０の内側面は、上下内側
面１４０ｃ，１４０ｄと左右内側面１４０ｅ，１４０ｆ
の、４面から成っており、このうち、上下内側面１４０
ｃ，１４０ｄでｓ偏光光線が反射される場合には、その
偏光方向は入射面に対して平行になるようになってお
り、左右内側面１４０ｅ，１４０ｆで反射される場合に
は、その偏光方向は入射面に対して垂直になるようにな
っている。

【００６１】図４は、図１のロッドインテグレータ１４
０の内側面で反射されるｓ偏光光線の様子を示す説明図
である。例えば、左内側面１４０ｅでｓ偏光光線が反射
される場合は、図４（ａ）に示すように、まず、その入
射面１４０ｉｎは、入射するｓ偏光光線と、左内側面１
４０ｅに対する法線ｖと、を含む平面であり、その際
に、入射するｓ偏光光線の偏光方向は、矢印で示すよう
に、入射面１４０ｉｎに対して垂直になっている。

【００６２】この結果、その左内側面１４０ｅで反射さ
れた後の偏光光線の偏光方向も、矢印で示すように、入
射面１４０ｉｎに対して垂直となり、ｓ偏光（すなわ
ち、直線偏光）の状態が保たれる。

【００６３】従って、このように、入射するｓ偏光光線
の偏光方向が入射面１４０ｉｎに対して垂直になってい
ることにより、左内側面１４０ｅでの反射によって、偏
光光線の偏光状態が変化することがなく、偏光光線が楕
円偏光になることはない。

【００６４】また、下内側面１４０ｄでｓ偏光光線が反
射される場合は、図４（ｂ）に示すように、まず、その
入射面１４０ｉｎは、入射するｓ偏光光線と、下内側面
１４０ｄに対する法線ｖと、を含む平面であり、その際
に、入射するｓ偏光光線の偏光方向は、矢印で示すよう
に、入射面１４０ｉｎに対して平行になっている。

【００６５】この結果、その下内側面１４０ｄで反射さ
れた後の偏光光線の偏光方向も、矢印で示すように、入
射面１４０ｉｎに対して平行となり、ｓ偏光（すなわ
ち、直線偏光）の状態が保たれる。

【００６６】従って、このように、入射するｓ偏光光線
の偏光方向が入射面１４０ｉｎに対して平行になってい
ることにより、下内側面１４０ｄでの反射によって、偏
光光線の偏光状態が変化することがなく、偏光光線が楕
円偏光になることはない。

【００６７】次に、フィールドレンズ１５０は、図１に
示すように、ロッドインテグレータ１４０から出射され
た照度分布のほぼ均一なｓ偏光光線束を、液晶ライトバ
ルブ１６０の照明領域ＬＡに入射させる機能を有してい
る。すなわち、ロッドインテグレータ１４０から出射さ
れた光のうち、外側に逃げようとする光を、このフィー
ルドレンズ１５０によって内側に曲げることにより、ロ
ッドインテグレータ１４０からの光を、効率よく、液晶
ライトバルブ１６０の照明領域ＬＡに入射させることが
できる。

【００６８】このフィールドレンズ１５０は、本発明に
おけるレンズに相当する。なお、本実施例では、フィー
ルドレンズ１５０として両凸レンズが用いられている
が、平凸レンズを用いることも可能である。また、本実
施例では、１つのレンズが用いられているが、複数のレ
ンズを組み合わせて用いるようにしてもよい。

【００６９】ところで、本実施例では、図３に示したよ
うに、ロッドインテグレータ１４０の出射部１４０ｂの
形状は、液晶ライトバルブ１６０の照明領域ＬＡの形状
に対応している。本実施例において、液晶ライトバルブ
１６０の照明領域ＬＡは、ほぼ長方形であり、そのｘ方
向とｙ方向との寸法比は、４：３に設定されているた
め、ロッドインテグレータ１４０の出射部１４０ｂの形
状も、ほぼ長方形を成しており、ｘ方向とｙ方向との寸
法比も、ほぼ４：３となっている。また、ロッドインテ
グレータ１４０の出射部１４０ｂの出射面積Ｓ２は、液
晶ライトバルブ１６０の照明領域ＬＡの面積とほぼ同等
か、それ以上の大きさとなっている。

【００７０】ロッドインテグレータ１４０の出射部１４
０ｂが、このように構成されていることにより、出射面
積Ｓ２が、液晶ライトバルブ１６０の照明領域ＬＡの面
積とほぼ同等の場合には、ロッドインテグレータ１４０
から出射された光をフィールドレンズ１５０を介して液
晶ライトバルブ１６０の照明領域ＬＡに、効率よく入射
させることができる。また、ロッドインテグレータ１４
０の出射部１４０ｂの出射面積Ｓ２が、液晶ライトバル
ブ１６０の照明領域ＬＡの面積よりも大きい場合には、
ロッドインテグレータ１４０と液晶ライトバルブ１６０
との位置ずれに対するマージンを大きくとることができ
る。

【００７１】なお、仮に、ロッドインテグレータ１４０
の出射部１４０ｂの出射面積Ｓ２が、液晶ライトバルブ
１６０の照明領域ＬＡの面積よりも小さいとすると、液
晶ライトバルブ１６０の全面を照明できなくなり、スク
リーン画像の周辺が暗くなってしまう。

【００７２】また、本実施例では、ロッドインテグレー
タ１４０の出射部１４０ｂと液晶ライトバルブ１６０の
入射面とは、所定寸法（例えば、２０ｍｍ）以下に近接
している。ロッドインテグレータ１４０と液晶ライトバ
ルブ１６０をこのように配置することにより、光の拡散
漏れを少なくすることができる。なお、ロッドインテグ
レータ１４０の出射部１４０ｂと液晶ライトバルブ１６
０の入射面との距離が上記条件を満たしていれば、ロッ
ドインテグレータ１４０と液晶ライトバルブ１６０との
間に配置されているフィールドレンズ１５０は、ロッド
インテグレータ１４０や液晶ライトバルブ１６０と、接
していても良いし、離れていても良い。

【００７３】以上説明したようにして、液晶ライトバル
ブ１６０の照明領域ＬＡには、ロッドインテグレータ１
４０から出射された照度分布のほぼ均一なｓ偏光光線束
が入射されることになる。

【００７４】液晶ライトバルブ１６０は、照明領域ＬＡ
に入射したｓ偏光光線束を、画像情報に基づいて変調し
て、画像光として出射する。液晶ライトバルブ１６０
は、照明領域ＬＡに対応する液晶パネル（図示せず）
と、その光入射面側および光射出面側に配置された偏光
板（図示せず）と、を備えている。この液晶ライトバル
ブ１６０には、液晶パネルに画像情報を供給して駆動さ
せるための図示しない駆動部が接続されている。

【００７５】なお、この液晶ライトバルブ１６０が、本
発明におけるライトバルブに相当する。

【００７６】液晶ライトバルブ１６０において、画像情
報に応じて変調された変調光線束は、図示せざる投写光
学系によってスクリーン（図示せず）上に投写される。
これにより、スクリーン上に画像が表示される。

【００７７】本実施例では、光源装置１２０から出射さ
れロッドインテグレータ１４０を介して液晶ライトバル
ブ１６０に入射される光線束の大部分（約９０％以上）
が、液晶ライトバルブ１６０の入射面に対して、入射角
１５度以下で入射するように、ロッドインテグレータ１
４０の長さＬと、入射部１４０ａの入射面積Ｓ１に対す
る出射部１４０ｂの出射面積Ｓ２の面積比（Ｓ１：Ｓ
２）と、がそれぞれ設定されている。

【００７８】図５は、図１のロッドインテグレータ１４
０に入射された光線の、内側面で反射される様子を示す
説明図である。この図は、ロッドインテグレータ１４０
を−ｘ方向から見て示したもので、偏光ビームスプリッ
タ１３０およびフィールドレンズ１５０は省略して描い
てある。

【００７９】図５に示すように、ロッドインテグレータ
１４０の長さＬは、ロッドインテグレータ１４０に入射
される光線束のうち、或る光線が内側面で反射される回
数などに関係し、入射部１４０ａの入射面積Ｓ１に対す
る出射部１４０ｂの出射面積Ｓ２の面積比は、或る光線
が内側面で反射される際の入射角度及び反射角度などに
関係する。

【００８０】本実施例におけるロッドインテグレータ１
４０では、入射部１４０ａの入射面積Ｓ１が出射部１４
０ｂの出射面積Ｓ２より小さいため、内側面は、入射部
１４０ａから出射部１４０ｂに向けて末広がりの傾斜を
成しており、そのため、入射された光線束のうち、内側
面で反射される光線は、反射される毎に、その進行方向
が特定の方向に収束される。このとき、内側面で反射さ
れる回数や内側面で反射される際の光線の入射角度，反
射角度などによって、各光線の収束される割合や収束さ
れる方向などが決定される。そして、これら光線の収束
される方向が、すなわち、液晶ライトバルブ１６０の入
射面に対する入射角に影響を与える。

【００８１】従って、ロッドインテグレータ１４０の長
さと、入射部１４０ａの入射面積Ｓ１に対する出射部１
４０ｂの出射面積Ｓ２の面積比と、をそれぞれ適切に設
定することによって、ロッドインテグレータ１４０から
出射され液晶ライトバルブ１６０に入射される各光線の
入射角が、１５度以下になるようにすることができる。

【００８２】仮に、入射角が１５度よりも大きい光線が
液晶ライトバルブ１６０に入射された場合、その光線
は、液晶ライトバルブ１６０によって透過されるべきと
ころを遮断されたり、逆に、遮断されるべきところを透
過されたりすることになり、画像情報に応じた正常な変
調がなされない可能性がある。従って、上記したよう
に、液晶ライトバルブ１６０に入射される光の入射角を
１５度以下とすることにより、液晶ライトバルブ１６０
の照明領域ＬＡに入射した光すべてに、画像情報に応じ
た正常な変調を施すことができる。

【００８３】以上説明したように、本実施例によれば、
偏光変換光学系である偏光ビームスプリッタ１３０と、
インテグレータ光学系であるロッドインテグレータ１４
０とは、構造が簡単であるため、比較的容易に製造する
ことができ、製造コストも低く抑えることができる。特
に、ロッドインテグレータ１４０の入射部１４０ａの入
射面積Ｓ１が、出射部１４０ｂの出射面積Ｓ２よりも小
さいので、偏光ビームスプリッタ１３０の大きさを非常
に小さくすることができ、その分、製造コストを安くす
ることができる。

【００８４】Ｂ．第２の実施例：図６は、本発明の第２
の実施例としてのプロジェクタの構成を示す構成図であ
る。この図は＋ｙ方向からの見たときの平面図を示して
いる。本実施例のプロジェクタ２００は、３板式のプロ
ジェクタであって、光源装置１２０と、偏光変換光学系
である偏光ビームスプリッタ１３０と、インテグレータ
光学系と色光分離光学系とを兼ねたロッドインテグレー
タ２２０と、３つのフィールドレンズ２３０Ｒ，２３０
Ｇ，２３０Ｂと、３つの液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２
４０Ｇ，２４０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム２
５０と、投写光学系２６０とを備えている。

【００８５】本実施例において、光源装置１２０と、偏
光ビームスプリッタ１３０は、図１に示した第１の実施
例における光源装置１２０および偏光ビームスプリッタ
１３０と同一であるので、説明は省略する。

【００８６】一方、ロッドインテグレータ２２０は、図
１に示した第１の実施例におけるロッドインテグレータ
１４０とは異なり、内部に、波長選択ミラーである２つ
のダイクロイックミラー２２０ｄ，２２０ｅを備えてお
り、光源装置１２０から出射された光の面内強度分布を
ほぼ均一にする機能を有する他、波長域の異なる３つの
色光に分離する機能も有している。

【００８７】すなわち、ロッドインテグレータ２２０
は、図６に示すように、ロッドインテグレータ本体であ
る前段部２２０ａ，中段部２２０ｂ，後段部２２０ｃ
と、前段部２２０ａと中段部２２０ｂとの間に配置され
たダイクロイックミラー２２０ｄと、中段部２２０ｂと
後段部２２０ｃとの間に配置されたダイクロイックミラ
ー２２０ｅと、前段部２２０ａに設けられた反射ミラー
２２０ｆと、後段部２２０ｃに設けられた反射ミラー２
２０ｇ，２２０ｈと、を備えている。

【００８８】これらのうち、前段部２２０ａ，中段部２
２０ｂ，および後段部２２０ｃは、略長方形の断面形状
を有し、ロッド状であるが、それぞれ所望の形状に形成
された透光性部材（例えば、ガラス部材やプラスチック
部材）から成り、その内側面が、光が全反射する反射面
となっている。そして、これら前段部２２０ａ，中段部
２２０ｂ，および後段部２２０ｃは、それぞれ、ダイク
ロイックミラー２２０ｄ，２２０ｅを間に介して、一体
的に固定されている。

【００８９】また、ダイクロイックミラー２２０ｄ，２
２０ｅは、それぞれ、所定の波長域の色光を選択的に反
射し、それ以外の波長域の色光を透過する機能を有して
いる。これらのダイクロイックミラー２２０ｄ，２２０
ｅは、前段部２２０ａ，中段部２２０ｂ，または後段部
２２０ｃを構成する透光性部材に、誘電体多層膜を蒸着
することにより作製される。これらダイクロイックミラ
ー２２０ｄ，２２０ｅは、それぞれ、ロッドインテグレ
ータ２２０の中心軸に対し、側方から見て４５度になる
ように配置されている。このように配置することによ
り、光を直進方向（中心軸と平行な方向）と直交方向
（中心軸と垂直な方向）とに分離することができる。

【００９０】また、反射ミラー２２０ｆ，２２０ｇ，２
２０ｈは、それぞれ、導かれる光を反射して、光路をほ
ぼ直角に折り曲げる機能を有している。これら反射ミラ
ー２２０ｆ，２２０ｇ，２２０ｈも、それぞれ、ロッド
インテグレータ２２０の中心軸に対し、側面から見て４
５度になるように配置されている。

【００９１】従って、本実施例におけるロッドインテグ
レータ２２０は、偏光ビームスプリッタ１３０から出射
されたｓ偏光光線束を、前段部２２０ａにおける入射部
で入射し、入射した光線束を内側面で複数回反射しつ
つ、２つのダイクロイックミラー２２０ｄ，２２０ｅに
よって、波長域の異なる３つの色光に分離して、反射ミ
ラー２２０ｆ，２２０ｇ，２２０ｈ等を利用して、前段
部２２０ａ，中段部２２０ｂ，後段部２２０ｃの３つの
出射部に導き、これら出射部から、それぞれ、照度分布
がほぼ均一で、波長域の異なる３つの色光光線束を出射
する。

【００９２】具体的には、偏光ビームスプリッタ１３０
から出射された光は、前段部２２０ａの入射部から入射
し、前段部２２０ａ内を通ってダイクロイックミラー２
２０ｄへ導かれる。そして、ダイクロイックミラー２２
０ｄでは、導かれた光のうち、長波長側の色光（赤色
光）を選択的に反射させるとともに、反射された色光よ
りも短波長側の色光（緑色光および青色光）を透過させ
る。ダイクロイックミラー２２０ｄを反射した赤色光
は、前段部２２０ａ内を通って反射ミラー２２０ｆで反
射され、前段部２２０ａの出射部からフィールドレンズ
２３０Ｒを通って赤色光用の液晶ライトバルブ２４０Ｒ
に達する。

【００９３】ダイクロイックミラー２２０ｄを透過した
緑色光と青色光は、中段部２２０ｂ内を通ってダイクロ
イックミラー２２０ｅへ導かれる。これら光のうち、緑
色光はダイクロイックミラー２２０ｅによって選択的に
反射され、中段部２２０ｂの出射部からフィールドレン
ズ２３０Ｇを通って緑色光用の液晶ライトバルブ２４０
Ｇに達する。一方、青色光は、ダイクロイックミラー２
２０ｅを透過し、後段部２２０ｃ内を通って２つの反射
ミラー２２０ｇ，２２０ｈでそれぞれ反射され、後段部
２２０ｃの出射部からフィールドレンズ２３０Ｂを通っ
て青色光用の液晶ライトバルブ２４０Ｂに達する。

【００９４】３つの液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０
Ｇ，２４０Ｂは、入射した光を、与えられた画像情報に
従って変調する。これにより、３つの液晶ライトバルブ
２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂに入射した各色光は、与
えられた画像情報に従って変調されて各色光の画像を形
成する。

【００９５】３つの液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０
Ｇ，２４０Ｂから出射した３色の画像光は、クロスダイ
クロイックプリズム２５０に入射する。クロスダイクロ
イックプリズム２５０は、３色の画像光を合成してカラ
ー画像を形成する機能を有している。クロスダイクロイ
ックプリズム２５０には、赤光を反射する誘電体多層膜
２５０Ｒと、青光を反射する誘電体多層膜２５０Ｂと
が、４つの直角プリズムの界面に略Ｘ字状に形成されて
いる。これらの誘電体多層膜によって３色の画像光が合
成されて、カラー画像を投写するための合成光が形成さ
れる。クロスダイクロイックプリズム２５０で生成され
た合成光は、投写光学系２６０に出射される。投写光学
系２６０は、この合成光を投写する機能を有し、カラー
画像をスクリーンＳＣに投写する。

【００９６】ところで、本実施例では、ロッドインテグ
レータ２２０内を導かれ、ダイクロイックミラー２２０
ｄ，２２０ｅのミラー面に入射される各ｓ偏光光線は、
それぞれ、その偏光方向が、そのｓ偏光光線のミラー面
に対する入射面に対し、垂直となるようになっている。

【００９７】すなわち、ダイクロイックミラー２２０
ｄ，２２０ｅのミラーでｓ偏光光線が反射される場合、
図４（ａ）で示した場合と同様に、まず、その入射面
は、入射するｓ偏光光線と、ミラー面に対する法線ｖ
と、を含む平面であり、その際に、入射するｓ偏光光線
の偏光方向は、入射面に対して垂直になっている。

【００９８】この結果、そのミラー面で反射された後の
偏光光線の偏光方向も、入射面に対して垂直となり、ｓ
偏光（すなわち、直線偏光）の状態が保たれる。

【００９９】従って、このように、入射するｓ偏光光線
の偏光方向がミラー面に対して垂直になっていることに
より、ミラー面での反射によって、偏光光線の偏光状態
が変化することがなく、偏光光線が楕円偏光になること
はない。

【０１００】以上説明したように、本実施例において
は、偏光ビームスプリッタ１３０によってほぼ一定方向
に偏光方向が揃ったｓ偏光光線束を、ロッドインテグレ
ータ２２０によって、照度分布がほぼ均一になるように
しながら、波長域の異なる３つの色光に分離して、各色
光に対応した液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２
４０Ｂに入射させることより、輝度分布が均一なカラー
画像を投写表示させることができる。

【０１０１】Ｃ．変形例：なお、本発明は上記した実施
例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲において種々の態様にて実施することが可能
である。

【０１０２】上記した各実施例では、ロッドインテグレ
ータ１４０、およびロッドインテグレータ２２０の前段
部２２０ａ，中段部２２０ｂ，後段部２２０ｃは、それ
ぞれ、透光性部材で構成されており、その内側面は、光
が全反射する反射面となっていたが、その反射面は反射
膜が形成されていても良い。

【０１０３】また、上記した透光性部材の代わりに、内
部が中空の中空部材を用いるようにしても良い。この場
合、この中空部材の内側面は、光を反射する反射面とな
っていて、これら反射面は反射膜で構成されることにな
る。

【０１０４】なお、上記した反射膜としては、銀や、ア
ルミニウムや、銀合金や、アルミニウム合金などで形成
される金属膜や、合成樹脂の多層膜などを用いることが
できる。また、中空部材としては、例えば、ガラス部材
やプラスチック部材を用いることができる。

【０１０５】また、ロッドインテグレータの入射部およ
び出射部には、光の反射を防止するための反射防止膜を
形成するようにしても良い。

【０１０６】上記した各実施例では、ロッドインテグレ
ータとライトバルブとの間に、フィールドレンズを備え
ているが、このフィールドレンズは無くても良い。この
場合、ロッドインテグレータの出射部とライトバルブの
入射面とは接していても良い。

【０１０７】また、ロッドインテグレータとライトバル
ブとの間に、フィールドレンズを備える代わりに、ロッ
ドインテグレータの出射部の出射面をレンズ形状にして
も良い。

【０１０８】図７は、図１のロッドインテグレータの変
形例を示す説明図である。すなわち、図７に示すよう
に、ロッドインテグレータ１４０’における出射部１４
０ｂ’の出射面を、フィールドレンズと同様の機能を有
する凸レンズ形状にしても良い。

【０１０９】このように構成することによって、ロッド
インテグレータ１４０からの光を、効率よく、液晶ライ
トバルブ１６０の照明領域ＬＡに入射させることができ
ると共に、部品点数を減らすことが可能となる。

【０１１０】上記した第１の実施例では、ロッドインテ
グレータ１４０の入射部１４０ａのｘ方向とｙ方向との
寸法比が２：１となっており、出射部１４０ｂのｘ方向
とｙ方向との寸法比が４：３となっていたが、これらの
比は必要に応じて変更するようしても良い。

【０１１１】上記した各実施例においては、偏光ビーム
スプリッタ１３０から出射される偏光光はｓ偏光光であ
ったが、ｐ偏光光を出射するようにしても良い。この場
合、図２において、ｓ偏光光線束が出射される第３の直
角プリズム１３２ｃの出射面に、λ／２位相差板１３４
を配置するようにすれば、偏光ビームスプリッタ１３０
は、入射する非偏光な光線束（ｓ＋ｐ）を２つのｐ偏光
光線束に変換して出射するようになる。

【０１１２】このように、偏光ビームスプリッタ１３０
から出射される偏光光がｐ偏光である場合、第１の実施
例において、ロッドインテグレータ１４０の内側面に対
する偏光方向は、次のようになる。すなわち、上下内側
面１４０ｃ，１４０ｄでｐ偏光光線が反射される場合に
は、その偏光方向は入射面に対して垂直になるようにな
り、左右内側面１４０ｅ，１４０ｆで反射される場合に
は、その偏光方向は入射面に対して平行になるようにな
る。

【０１１３】また、第２の実施例において、ダイクロイ
ックミラー２２０ｄ，２２０ｅのミラー面に対する偏光
方向は、次のようになる。すなわち、ミラー面でｐ偏光
光線が反射される場合は、まず、その入射面は、入射す
るｐ偏光光線と、ミラー面に対する法線ｖと、を含む平
面であり、その際に、入射するｐ偏光光線の偏光方向
は、入射面に対して平行になっている。この結果、その
ミラー面で反射された後の偏光光線の偏光方向も、入射
面に対して平行となり、ｐ偏光（すなわち、直線偏光）
の状態が保たれる。従って、このように、入射するｐ偏
光光線の偏光方向が入射面に対して平行になっているこ
とにより、ミラー面での反射によって、偏光光線の偏光
状態が変化することがなく、偏光光線が楕円偏光になる
ことはない。

【０１１４】上記した各実施例においては、偏光ビーム
スプリッタを用いたが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、例えば、偏光板を用いるようにしても良い。

【０１１５】偏光板としては、透過させない種類の偏光
光を反射するタイプの光反射型偏光板を用いることもで
きるし、透過させない種類の偏光光を吸収するタイプ
の、光吸収型偏光板を用いることもできる。

【０１１６】光反射型偏光板としては、回折格子を利用
した構造複屈折型偏光板を用いることができる。

【０１１７】図８は、光反射型偏光板としての構造複屈
折型偏光板３００の種々の例を示す説明図である。構造
複屈折型偏光板３００は、所定方向（図中Ｘ方向）に沿
って周期的に形成された微細構造体を備える偏光板であ
り、微細構造体の周期は、入射する光の波長よりも小さ
く設定されている。なお、微細構造体の材質や周期等を
調整することにより、所望の屈折率分布や光学異方性を
実現することができ、この結果、所望の偏光特性を実現
することができる。

【０１１８】図８（ａ）は、ワイヤグリッド型の構造複
屈折型偏光板３００の概略構造を示す斜視図である。ワ
イヤグリッド型の偏光板３００は、透明基板３１０上に
形成された金属薄膜３１１がＹ方向に延びた微細な溝３
１２によって周期的に分断された構造を有している。金
属薄膜（微細構造体）３１１は、偏光されるべき波長域
において光を反射する性質を備えており、金属薄膜３１
１としては、アルミニウムやタングステン等を用いるこ
とができる。なお、金属薄膜３１１は、蒸着法やスパッ
タ法によって形成することができる。また、微細な溝３
１２は、２光束干渉露光法や、電子線描画法、Ｘ線リソ
グラフィー法等と、エッチングとを組み合わせることに
よって形成することができる。ワイヤグリッド型の構造
複屈折型偏光板３００は、構造が単純なので容易に製造
することができるという利点がある。

【０１１９】図８（ｂ）は、構造複屈折型偏光板３００
の別の例を示す断面図である。この構造複屈折型偏光板
３００は、透明基板３１０上に形成された多層膜３１５
がＹ方向に延びた微細な溝３１２によって周期的に分断
された構造を有している。多層膜（微細構造体）３１５
は、互いに屈折率が異なり、等方性を有する２種類の誘
電体薄膜３１３，３１４が交互に積層されて形成されて
いる。なお、多層膜３１５および溝３１２は、図８
（ａ）の金属薄膜３１１および溝３１２と同様に形成さ
れる。

【０１２０】図８（ａ），（ｂ）に示すような構造複屈
折型偏光板３００に偏りのない光が入射すると、微細な
溝３１２が延びるＹ方向に平行な偏光成分であるＹ偏光
光と、これに垂直な偏光成分であるＸ偏光光と、に分離
される。Ｘ偏光光は構造複屈折型偏光板３００を透過
し、Ｙ偏光光は構造複屈折型偏光板３００で反射され
る。このように、構造複屈折型偏光板３００は、透過し
ない種類の偏光光を反射させる光反射型偏光板として機
能しており、構造複屈折型偏光板３００における光吸収
は原理上かなり少ない。

【０１２１】また、上記した各実施例においては、偏光
ビームスプリッタ１３０において、非偏光な光線束を偏
光方向が互いに直交する２種類の偏光光線束に分離する
ために偏光分離膜を利用したが、偏光分離膜に代えて、
上記した構造複不屈折型偏光板を利用するようにしても
良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例としてのプロジェクタの
要部の構成を示す構成図である。

【図２】図１の偏光ビームスプリッタ１３０を拡大して
示す斜視図である。

【図３】図１のロッドインテグレータ１４０を拡大して
示す斜視図である。

【図４】図１のロッドインテグレータ１４０の内側面で
反射されるｓ偏光光線の様子を示す説明図である。

【図５】図１のロッドインテグレータ１４０に入射され
た光線の、内側面で反射される様子を示す説明図であ
る。

【図６】本発明の第２の実施例としてのプロジェクタの
構成を示す構成図である。

【図７】図１のロッドインテグレータの変形例を示す説
明図である。

【図８】光反射型偏光板としての構造複屈折型偏光板３
００の種々の例を示す説明図である。

【図９】従来におけるプロジェクタの要部の構成を示す
構成図である。

【符号の説明】

１００…プロジェクタ１２０…光源装置１２２…ランプ１２４…リフレクタ１３０…偏光ビームスプリッタ１３２…偏光ビームスプリッタ本体１３２ａ…第１の直角プリズム１３２ｂ…第２の直角プリズム１３２ｃ…第３の直角プリズム１３２ｄ…偏光分離膜１３２ｅ…反射膜１４０…ロッドインテグレータ１４０ａ…入射部１４０ｂ…出射部１４０ｃ，１４０ｄ…上下内側面１４０ｅ，１４０ｆ…左右内側面１４０ｉｎ…入射面１５０…フィールドレンズ１６０…液晶ライトバルブ２００…プロジェクタ２２０…ロッドインテグレータ２２０ａ…前段部２２０ｂ…中段部２２０ｃ…後段部２２０ｄ，２２０ｅ…ダイクロイックミラー２２０ｆ，２２０ｇ，２２０ｈ…反射ミラー２３０Ｒ，２３０Ｇ，２３０Ｂ…フィールドレンズ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂ…液晶ライトバルブ２５０…クロスダイクロイックプリズム２５０Ｂ…誘電体多層膜２５０Ｒ…誘電体多層膜２６０…投写光学系３００…構造複屈折型偏光板３１０…透明基板３１１…金属薄膜３１２…溝３１３，３１４…誘電体薄膜３１５…多層膜９２０…光源装置９２２…ランプ９２４…リフレクタ９４０…第１のレンズアレイ９４２…小レンズ９５０…第２のレンズアレイ９５２…小レンズ９６０…偏光ビームスプリッタアレイ９６２…遮光板９６２ａ…開口面９６２ｂ…遮光面９６４…偏光ビームスプリッタアレイ本体９６４ａ…偏光分離膜９６４ｂ…反射膜９６４ｃ…ガラス基板９６６…選択位相差板９６６ａ…開口層９７０…重畳レンズ９８０…液晶ライトバルブＦａ…第１焦点Ｆｂ…第２焦点Ｆｂ…集光点ＬＡ…照明領域ＬＺ…照明領域Ｌａｘ…中心軸Ｓ１…入射面積Ｓ２…出射面積ＳＣ…スクリーンｖ…法線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 ＡＦターム(参考） 2H088 EA15 HA13 HA20 HA24 HA28 2H091 FA05Z FA10Z FA26X FA26Z FA41Z FD01 FD12 LA12 LA18 2H099 AA11 BA09 BA17 CA02 CA08 5C058 BA35 EA02 EA12 EA26 EA51

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プロジェクタであって、集光する非偏光な光を出射する光源装置と、前記光の集光点の近傍に配置され、前記光を入射して、
該光を偏光方向がほぼ一定方向に揃った偏光光に変換し
て出射する偏光変換素子と、内側面に反射面を有し、前記偏光光を入射部から入射
し、前記内側面で反射しながら出射部へ導き、該出射部
から照度分布のほぼ均一な偏光光を出射するロッドイン
テグレータと、あるいは、前記偏光光を入射部から入射
し、媒質の屈折率の差による内部全反射により出射部へ
導き、該出射部から照度分布のほぼ均一な偏光光を出射
するロッドインテグレータと、該ロッドインテグレータからの前記偏光光を入射し、該
偏光光を、画像情報に基づいて変調して出射するライト
バルブと、を備え、前記ロッドインテグレータは、前記入射部の入射面積が
前記出射部の出射面積よりも小さいことを特徴とするプ
ロジェクタ。
【請求項２】請求項１に記載のプロジェクタにおい
て、前記ロッドインテグレータと前記ライトバルブとを所定
寸法以下に近接させて配置したことを特徴するプロジェ
クタ。
【請求項３】請求項１に記載のプロジェクタにおい
て、前記偏光素子と前記ロッドインテグレータとを所定寸法
以下に近接させて配置したことを特徴とするプロジェク
タ。
【請求項４】請求項１に記載のプロジェクタにおい
て、前記ロッドインテグレータにおける前記入射部の入射面
積は、前記偏光変換素子の出射面の面積とほぼ同等の大
きさであることを特徴するプロジェクタ。
【請求項５】請求項１に記載のプロジェクタにおい
て、前記ライトバルブは、照明領域を有し、該照明領域に入
射された前記偏光光を変調すると共に、前記ロッドインテグレータにおける前記出射部の出射面
積は、前記ライトバルブの前記照明領域の面積以上であ
ることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項６】請求項１に記載のプロジェクタにおい
て、前記光源装置は、点光源と、該点光源からの光を反射し
て集光する楕円リフレクタと、を備えることを特徴する
プロジェクタ。
【請求項７】請求項１に記載のプロジェクタにおい
て、前記偏光素子は、偏光分離膜を備えることを特徴するプ
ロジェクタ。
【請求項８】請求項１に記載のプロジェクタにおい
て、前記偏光素子は、回折格子を備えることを特徴するプロ
ジェクタ。
【請求項９】請求項１に記載のプロジェクタにおい
て、前記ロッドインテグレータの横断面の形状は、長方形で
あると共に、前記ロッドインテグレータの前記内側面で反射される前
記偏光光の偏光方向は、前記偏光光の前記内側面に対す
る入射面に対し、平行であるかもしくは垂直であること
を特徴するプロジェクタ。
【請求項１０】請求項１に記載のプロジェクタにおい
て、前記ロッドインテグレータとライトバルブとの間に、レ
ンズをさらに備えることを特徴するプロジェクタ。
【請求項１１】請求項１に記載のプロジェクタにおい
て、前記ロッドインテグレータの出射部の出射面は、レンズ
形状を成すことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１２】請求項１に記載のプロジェクタにおい
て、前記ロッドインテグレータは、その内部に、所定波長域
の光を選択的に反射する波長選択ミラーを備えることを
特徴するプロジェクタ。
【請求項１３】請求項１２に記載のプロジェクタにお
いて、前記波長選択ミラーは、誘電体多層膜から成ることを特
徴するプロジェクタ。
【請求項１４】請求項１２に記載のプロジェクタにお
いて、前記波長選択ミラーは、前記ロッドインテグレータ内に
おいて、該ロッドインテグレータの中心軸に対し４５度
になるように配置されていることを特徴するプロジェク
タ。
【請求項１５】請求項１２に記載のプロジェクタにお
いて、前記ロッドインテグレータ内を導かれ、前記波長選択ミ
ラーのミラー面に入射される前記偏光光の偏光方向は、
前記偏光光の前記ミラー面に対する入射面に対し、平行
であるかもしくは垂直であることを特徴するプロジェク
タ。
【請求項１６】請求項１に記載のプロジェクタにおい
て、前記ロッドインテグレータの長さおよび前記入射部の入
射面積に対する前記出射部の出射面積の比は、前記光源
装置から出射され前記ロッドインテグレータを介して前
記ライトバルブに入射される前記偏光光の入射角が１５
度以下となるように、設定されていることを特徴するプ
ロジェクタ。