JP2003066374A

JP2003066374A - 照明装置

Info

Publication number: JP2003066374A
Application number: JP2001252497A
Authority: JP
Inventors: Katsuto Sumi; 克人角; Toshihiko Omori; 利彦大森
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2001-08-23
Filing date: 2001-08-23
Publication date: 2003-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】偏光合波により照明光量を増大させることので
きる照明装置を具体的に構成する。【解決手段】少なくとも１次元方向に延び、その後側焦
点面の近傍に線または点のアレイを生成する第一のレン
ズアレイ板と、前記線または点のアレイのピッチに略等
しいピッチを持ち、前記第一のレンズアレイ板の後側焦
点面の近傍に配置され、入射された光をＰ偏光のみ、又
はＳ偏光のみの光束に変換する偏光変換素子と、前記偏
光変換素子のピッチの略１／２のピッチを持ち、その前
側焦点面が、前記第一のレンズアレイ板の後側焦点面に
略一致するように配置され、略平行光束を射出する第二
のレンズアレイ板の組みから成る光学系により、前記各
光源からの無偏光の光束を、それぞれＰ偏光のみ及びＳ
偏光のみの光束とし、これらの光束を偏光素子により偏
光合波することで前記課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶やＤＭＤ（デ
ジタルマイクロミラーデバイス）等の空間光変調素子に
より光像を制御して、光像を投影するプロジェクタや、
光像を感材等に照射する露光装置等に使用され、前記空
間光変調素子等の被照明体を照明する照明装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶プロジェクターは、液晶パネルに照
射された照明光を、表示させたい画像データに応じて変
調し、この変調光をスクリーン上に投影して画像を表示
している。一般に、液晶プロジェクターでは、キセノン
ランプやメタルハライドランプ、水銀ランプ等の無偏光
の光源を使用するが、液晶による光制御は、光の偏光を
利用するため、液晶パネルの入射側に偏光板を配置し
て、光源から射出された非偏光な光をこの偏光板によっ
て直線偏光光としていた。しかし、偏光板を使用する
と、約６０％の光量が偏光板によって吸収されて失われ
るため、光の利用効率が著しく低下する。さらに、吸収
された光が熱に変わり、偏光板の性能を劣化させてしま
う。

【０００３】そこで、光源からの自然光を全て同一方向
に偏光した直線偏光に変換して、光の利用効率を向上さ
せる偏光変換光学系が採用されている。例えば、特開平
７−１２０７５３号公報、特開平９−１４６０６４号公
報等に、偏光変換光学系と、均一な照明分布を実現する
レンズアレイ板を用いたインテグレータ光学系を組み合
わせた照明光学系を使用した液晶プロジェクターが開示
されている。また、最近では、反射型の空間光変調素子
であるＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）を使
用したプロジェクターが開発されており、これは偏光に
依存しないため上記偏光変換光学系は必要とせず、イン
テグレータ照明光学系を使用したＤＭＤプロジェクター
が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現状で
は、プロジェクター装置の輝度向上の要望はいまだに高
く、輝度向上のためには、非常に高いワット数の光源を
使用しなければならず、様々な問題がある。例えば上記
プロジェクター装置や露光装置等においては、光量を増
加させるために、大きなワット数の光源を使用すると、
光源のサイズや冷却部の増大、ひいては装置サイズの増
大、コスト高、寿命の低下を招く等の問題がある。ま
た、必然的に、より点光源でなくなるため、照明効果が
低下し、光源のワット数を高くしても、光量はほとんど
増加しない等の不具合がある。さらに、前記空間光変調
素子を使用した露光装置等においても、生産性向上のた
めに光量を増加させる必要があり、やはり非常に高いワ
ット数の光源を使用しなければならず、前記のプロジェ
クターと同様に、様々な問題がある。

【０００５】本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされ
たものであり、照明光束を直線偏光に変換し、偏光合波
を行なうことにより、照明光量を増大させることのでき
る照明装置の具体的構成を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の第一の態様は、無偏光光を発する２つの光
源と、前記各光源に対し、それぞれ、その光路上に配置
され、少なくとも１次元方向に延び、その後側焦点面の
近傍に線または点のアレイを生成する第一のレンズアレ
イ板と、前記線または点のアレイのピッチに略等しいピ
ッチを持ち、前記第一のレンズアレイ板の後側焦点面の
近傍に配置され、入射された光をＰ偏光のみ、またはＳ
偏光のみの光束に変換する偏光変換素子と、前記偏光変
換素子のピッチの略１／２のピッチを持ち、その前側焦
点面が、前記第一のレンズアレイ板の後側焦点面に略一
致するように配置され、略平行光束を射出する第二のレ
ンズアレイ板と、前記第一のレンズアレイ板、前記偏光
変換素子および前記第二のレンズアレイ板の組みから成
る光学系により、前記各光源からの無偏光の光束から、
それぞれＰ偏光のみの光束およびＳ偏光のみの光束とさ
れた、２つの光束を偏光合波する偏光素子と、を有する
ことを特徴とする照明装置を提供する。

【０００７】また、前記課題を解決するために、本発明
の第二の態様は、ｎを３以上の整数とし、ｎ個の光源
と、２つの光を偏光合波するｎ−１個の偏光素子と、請
求項１に記載の、第一のレンズアレイ板、偏光変換素子
及び第二のレンズアレイ板の組から成る光学系を少なく
とも２ｎ−２組有し、前記ｎ個の光源のうち２個の光源
からの光を、それぞれ前記光学系により、Ｐ偏光または
Ｓ偏光のみの光とし、前記偏光素子により偏光合波し、
前記偏光合波された光、あるいは他の光源からの光に対
し、同様にして偏光合波を繰り返すことにより、前記ｎ
個の光源からの光を合波することを特徴とする照明装置
を提供する。

【０００８】また、前記光源として、発光体と放物面鏡
または楕円面鏡の組み合わせを用いたことが好ましい。

【０００９】また、前記第一および第二のレンズアレイ
板として、２次元的配列を持つアレイ状レンズを用いた
ことが好ましい。

【００１０】また、前記第一のレンズアレイ板、偏光変
換素子および第二のレンズアレイ板の組み合わせから成
る光学系を一体的に構成したことが好ましい。

【００１１】また、前記第二のレンズアレイ板を、個々
のレンズの焦点距離を１個置きに異なるものとして構成
したことが好ましい。

【００１２】また、前記偏光素子として、偏光ビームス
プリッタを用いたことが好ましい。

【００１３】また、前記照明装置において、さらに、イ
ンテグレータを有し、前記合波された光束を、前記イン
テグレータを介して、所定の被照明体を照明するように
したことが好ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る照明装置につ
いて、添付の図面に示される好適実施形態を基に、詳細
に説明する。

【００１５】図１は、本発明に係る照明装置の第一実施
形態の概略を示す構成図である。図１に示すように、本
第一実施形態の照明装置１０は、２つの光源、すなわち
第一の光源２０および第二の光源３０からの光を、偏光
合波する偏光素子である偏光ビームスプリッタ４０で合
波するものである。第一の光源２０から偏光ビームスプ
リッタ４０に至る光路には、光源２０側から順に、第一
のレンズアレイ板２４、第一の光源２０からの光を全て
Ｐ偏光に変換する偏光変換素子２６、及び偏光変換素子
２６によって偏光光とされた光を平行光束とする第二の
レンズアレイ板２８が配置されている。また、同様に、
第二の光源３０から偏光ビームスプリッタ４０に至る光
路には、光源３０側から順に、第一のレンズアレイ板３
４、第二の光源３０からの光を全てＳ偏光に変換する偏
光変換素子３６、および偏光変換素子３６によって偏光
光とされた光を平行光束とする第二のレンズアレイ板３
８が配置されている。

【００１６】第一の光源２０および第二の光源び３０
は、それぞれ、放射状の光線を射出する放射光源として
の光源ランプ２１および３１と、光源ランプ２１および
３１から射出された放射光を略平行な光線束として射出
するリフレクタ（凹面鏡）２２および３２とを有してい
る。光源ランプ２１および３１としては、ハロゲンラン
プ、メタルハライドランプ、キセノンランプまたは紫外
線ランプや水銀ランプ等の放電ランプが用いられる。ま
た、リフレクタ２２および３２としては、放物面鏡を用
いることが好ましいが、放物面鏡に限定されるものでは
なく、楕円面鏡や球面鏡等を用いることもできる。

【００１７】第一のレンズアレイ板２４、３４は、それ
ぞれ、少なくとも１次元方向に延びるレンズアレイであ
り、図１に示すように、それぞれ光源２０および３０か
ら射出された無偏光の光（ランダム偏光）から、その後
側焦点面の近傍に線状または点状のアレイを生成するも
のである。レンズアレイ板２４、３４は、例えば、略矩
形形状の輪郭を有する平凸状の小レンズを、１次元方向
に、または２次元方向にマトリクス状に配置して構成さ
れる。

【００１８】第一の光源２０からの光の光路中に配置さ
れる偏光変換素子２６は、前記第一のレンズアレイ板２
４によって、その後側焦点面近傍に生成される線状また
は点状のアレイのピッチに略等しいピッチを有し、前記
焦点面近傍に配置され、第一の光源２０から射出された
光を、全てＰ偏光に変換するものである。図２に、偏光
変換素子２６の一部を拡大して、その構成を示す。図２
に示すように、偏光変換素子２６は、Ｐ偏光とＳ偏光を
分離する誘電体多層膜をコーティングした偏光分離面２
６ａおよび全反射面２６ｂとλ／２波長板２６ｃを有し
て構成される。図２において、両方むきの矢印の記号お
よび白丸の中に点を打った記号は、それぞれの光の偏光
方向を表したものである。すなわち、両方むきの矢印記
号は、図の左右方向の偏光を表し、白丸の中に点を打っ
た記号は、図の紙面に垂直な方向の偏光を表している。

【００１９】第一のレンズアレイ板２４を透過して偏光
変換素子２６に入射した光束５０は、偏光分離面２６ａ
で、それぞれ互いに直交する２つの直線偏光成分の光束
に分離される。すなわち、光束５０のうち、Ｐ偏光５１
は偏光分離面２６ａを通過し、Ｓ偏光５２は偏光分離面
２６ａで反射される。偏光分離面２６ａを透過したＰ偏
光５１は、そのまま偏光変換素子２６から射出される。
また、偏光分離面２６ａで反射されたＳ偏光５２は、反
射面２６ｂで反射された後、λ／２波長板２６ｃを通過
することにより、Ｐ偏光に変換されて偏光変換素子２６
から射出される。従って、偏光変換素子２６に入射され
る光束５０は、全てＰ偏光に変換されて射出されること
となる。

【００２０】また、第二の光源３０からの光の光路中に
配置される偏光変換素子３６は、前記第一のレンズアレ
イ板３４によって、その後側焦点面近傍に生成される線
状または点状のアレイのピッチに略等しいピッチを有
し、前記焦点面近傍に配置され、第二の光源３０から射
出された光を、全てＳ偏光に変換するものである。図３
に、偏光変換素子３６の一部を拡大して、その構成を示
す。図３に示すように、偏光変換素子３６は、Ｐ偏光と
Ｓ偏光を分離する誘電体多層膜をコーティングした偏光
分離面３６ａおよび反射面３６ｂとλ／２波長板３６ｃ
を有して構成される。図３における、両方むきの矢印の
記号および白丸の中に点を打った記号は、図２と同様
に、それぞれの光の偏光方向を表したものである。

【００２１】第一のレンズアレイ板３４を透過して偏光
変換素子３６に入射した光束６０は、偏光分離面３６ａ
で、それぞれ互いに直交する２つの直線偏光成分の光束
に分離される。すなわち、光束６０のうち、偏光分離面
３６ａを通過したＰ偏光６１は、その後λ／２波長板３
６ｃを通過することにより、Ｓ偏光に変換されて偏光変
換素子３６から射出される。一方、偏光分離面３６ａで
反射されたＳ偏光６２は、全反射面３６ｂで全反射さ
れ、そのまま偏光変換素子３６から射出される。従っ
て、偏光変換素子３６に入射される光束６０は、全てＳ
偏光に変換されて射出されることとなる。図２および図
３で説明したように、第一のレンズアレイ板と偏光変換
素子の位相をずらすことにより、Ｐ偏光光およびＳ偏光
光を選択的に生成することができる。

【００２２】再び、図１にもどり、第一の光源２０から
の光の光路中に配置される第二のレンズアレイ板２８
は、偏光変換素子２６のピッチの約１／２のピッチを持
ち、その前側焦点面が前記第一のレンズアレイ板２４の
後側焦点面に略一致するように配置される。これによ
り、第二のレンズアレイ板２８からの射出光束が略平行
光となり、この平行光束が偏光ビームスプリッタ４０に
入射される。また、同様に第二の光源３０からの光の光
路中に配置される第二のレンズアレイ板３８は、偏光変
換素子３６のピッチの約１／２のピッチを持ち、その前
側焦点面が前記第一のレンズアレイ板３４の後側焦点面
に略一致するように配置され、第二のレンズアレイ板２
８からの射出光束が略平行光束として偏光ビームスプリ
ッタ４０に入射される。

【００２３】偏光ビームスプリッタ４０は、光量ロスを
抑制した合波を行う偏光素子であり、第一の光源２０か
ら射出され偏光変換素子２６によりＰ偏光光に変換され
た光と、第二の光源３０から射出され偏光変換素子３６
によりＳ偏光光に変換された光を合波するものである。
偏光ビームスプリッタ４０は、Ｓ偏光光を反射し、Ｐ偏
光光を透過させる光学特性を有する偏光分離面４０ａを
有している。従って、第一の光源２０側から偏光ビーム
スプリッタ４０に入射されたＰ偏光光は、偏光分離面４
０ａを透過して、そのまま射出される。また、第二の光
源３０側から偏光ビームスプリッタ４０に入射されたＳ
偏光光は、偏光分離面４０ａで反射され、前記Ｐ偏光と
同方向に射出され、これにより両偏光光が合波される。

【００２４】このようにして合波された光束を、通常の
インテグレータを用いた光学系等により、被照明体を照
射する。被照明体としては、液晶やＤＭＤ等があり、本
実施形態の照明装置は、液晶プロジェクタあるいはＤＭ
Ｄを用いた画像記録装置等に好適に用いられる。例え
ば、上記照明装置１０によって合波されて射出される照
明光を液晶（液晶ライトバルブ）を通し、投影レンズを
介してスクリーンに投影することにより、液晶プロジェ
クターとして利用することができる。

【００２５】また、上記照明装置１０による照明光を、
例えば、ミラー等を介して所定の角度でＤＭＤに入射
し、画像を表す変調データによって制御されるＤＭＤに
よりこの光を反射する。このＤＭＤによる反射光を、投
影レンズを介してスクリーンに投影すれば、ＤＭＤを用
いたプロジェクターが得られ、前記反射光をコリメータ
レンズ、フォーカシングレンズ等を介して記録媒体を露
光し、画像記録すれば、露光装置あるいは画像記録装置
が得られる。

【００２６】また、第二のレンズアレイ板２８および３
８については、図４に示すように、焦点距離の長いレン
ズ２８ａ（３８ａ）と焦点距離の短いレンズ２８ｂ（３
８ｂ）を交互に並べるようにして、一個置きに焦点距離
が異なるように構成することが好ましい。このようにす
ることで、偏光変換素子２６あるいは３６を通過する光
の光路長の差を補正することができ、第二のレンズアレ
イ板２８あるいは３８からの射出光の平行度が良好にな
るため、合波効率が向上し、特に、この後述べる３個以
上の光源からの光を合波する多重合波の場合に効果があ
る。

【００２７】また、光源からの光を偏光光に変換して偏
光ビームスプリッタに入射する光学系を、図５に示すよ
うに、第一のレンズアレイ板４２、偏光変換素子４４お
よび第二のレンズアレイ板４６を、例えば接着等により
一体化して構成するようにしてもよい。これは、レンズ
アレイ板への入射光束の角度変化、あるいは、温度や経
時等に起因する第一および第二レンズアレイ板および偏
光変換素子の相対位置変化等の変化により合波効率が変
化するからである。例えば、第一レンズアレイ板と偏光
変換素子の位相がずれると、Ｐ偏光がＳ偏光となってし
まい、当初予定していたような合波ができない場合があ
る。また、第一レンズアレイ板および第二レンズアレイ
板の位相がずれると、第二レンズアレイ板からの射出光
束の射出方向がずれてしまい、やはりうまく合波ができ
ない場合がある。そこで、上記のように偏光変換素子等
を一体型の構成とすることにより、合波効率の変化を抑
制することができ、光量や光量分布について安定した照
明光を得ることができる。

【００２８】次に、本発明の第二実施形態として、３つ
の光源からの光を合波する場合について説明する。図６
に、３つの光源からの光を合波する照明装置の概略構成
を示す。図６に示すように、本実施形態に係る、３波を
合波する照明装置１００は、３つの光源１２０、１３０
及び１５０と、２つの偏光ビームスプリッタ１４０及び
１６０を有しており、まず第一の光源１２０からの光
と、第二の光源１３０からの光を第一の偏光ビームスプ
リッタ１４０で合波し、次に、今合波された光と、第三
の光源１５０からの光を第二の偏光ビームスプリッタ１
６０で合波するものである。

【００２９】第一の光源１２０からの光と第二の光源１
３０からの光を第一の偏光ビームスプリッタ１４０で合
波する部分については、前記第一実施形態と同様であ
る。すなわち、第一の光源１２０は、光源ランプ１２１
とリフレクタ１２２を有し、第一の光源１２０から射出
された光は、第一のレンズアレイ板１２４を介し、偏光
変換素子１２６で例えばＰ偏光光に変換され、第二のレ
ンズアレイ板１２８で平行光束とされ第一の偏光ビーム
スプリッタ１４０に入射される。一方、第二の光源１３
０は、光源ランプ１３１とリフレクタ１３２を有し、第
二の光源１３０から射出された光は、第一のレンズアレ
イ板１３４を介し、偏光変換素子１３６で例えばＳ偏光
光に変換され、第二のレンズアレイ板１３８で平行光束
とされ、前記第一の光源１２０からの光とは略直交する
方向から第一の偏光ビームスプリッタ１４０に、入射さ
れる。

【００３０】第一の偏光ビームスプリッタ１４０は、Ｐ
偏光光は透過させ、Ｓ偏光光は反射するという特性を有
する偏光分離面１４０ａを有している。従って、第一の
偏光ビームスプリッタ１４０は、第一光源１２０からの
Ｐ偏光光はそのまま透過させ、第二光源１３０からのＳ
偏光光は、偏光分離面１４０ａで反射して、前記Ｐ偏光
光と同方向に射出することにより、これらの両偏光を合
波する。

【００３１】第一の偏光ビームスプリッタ１４０から射
出された光は、第一のレンズアレイ板１４４、偏光変換
素子１４６および第二のレンズアレイ板１４８を透過す
ることにより、再びＰ偏光の光束に変換され、第二の偏
光ビームスプリッタ１６０に入射される。また、第三の
光源１５０は、光源ランプ１５１とリフレクタ１５２を
有し、第三の光源１５０から射出された光は、第一のレ
ンズアレイ板１５４を介し、偏光変換素子１５６で例え
ばＳ偏光光に変換され、第二のレンズアレイ板１５８で
平行光束とされ、前記第一の偏光ビームスプリッタ１４
０から射出された光とは略直交する方向から第二の偏光
ビームスプリッタ１６０に、入射される。

【００３２】第二の偏光ビームスプリッタ１６０は、Ｐ
偏光光は透過させ、Ｓ偏光光は反射するという特性を有
する偏光分離面１６０ａを有している。従って、第二の
偏光ビームスプリッタ１６０は、第一の偏光ビームスプ
リッタ１４０からのＰ偏光光はそのまま透過させ、第三
光源１５０からのＳ偏光光は、偏光分離面１６０ａで反
射して、前記Ｐ偏光光と同方向に射出することにより、
これらの両偏光光を合波する。以上により、３つの光源
からの光が合波される。合波されて、第二の偏光ビーム
スプリッタ１６０から射出された光は、レンズアレイ板
１６２および１６４からなる通常のインテグレータ光学
系を介して、所定の被照明体を照明する。

【００３３】上記照明装置１００において、各第二のレ
ンズアレイ板１２８、１３８、１４８および１５８は、
いずれも図４に示すような、個々のレンズの焦点距離を
一個置きに異なるものとした構成であり、その射出光の
平行度が良好になるようにされているため、光束が広が
ることが少なく、合波を繰り返しても、合波効率が良好
に保たれる。

【００３４】次に、本発明の第三実施形態として、４つ
の光源からの光を合波する照明装置について説明する。
図７に、本実施形態に係る照明装置２００の概略構成を
示す。図７に示すように、本実施形態の照明装置２００
は、４つの光源２１０、２２０、２３０、２４０と、３
つの偏光ビームスプリッタ２５０、２６０、２７０を有
している。また、各符号２１２、２２２、２３２、２４
２、２５２および２８２は、いずれも第一のレンズアレ
イ板、偏光変換素子及び第二のレンズアレイ板から成る
光学系であり、それぞれ入射光をＰ偏光またはＳ偏光の
平行光束に変換して射出するものである。

【００３５】第一の偏光ビームスプリッタ２５０は、第
一の光源２１０から射出され、光学系２１２により、例
えばＰ偏光の平行光束に変換された光と、第二の光源２
２０から射出され、光学系２２２により、例えばＳ偏光
の平行光束に変換された光とを合波する。また、第二の
偏光ビームスプリッタ２６０は、第三の光源２３０から
射出され、光学系２３２により、例えばＰ偏光の平行光
束に変換された光と、第四の光源２４０から射出され、
光学系２４２により、例えばＳ偏光の平行光束に変換さ
れた光とを合波する。

【００３６】第三の偏光ビームスプリッタ２７０は、第
一の偏光ビームスプリッタ２５０で合波された光を光学
系２５２で、例えばＳ偏光の平行光束に変換した光と、
第二の偏光ビームスプリッタ２６０で合波された光を光
学系２６２で、例えばＰ偏光の平行光束に変換した光と
を合波する。以上の偏光合波において、それぞれ第一光
源〜第四光源から、第三の偏光ビームスプリッタ２７０
までの光路長はすべて等しくなるように設定されている
ものとする。

【００３７】このようにして、最終的に４つの光源から
の光が合波される。このように合波を繰り返すことによ
り、一般に、ｎ重（ｎ≧３）の合波を行なうことが可能
となる。しかも、偏光変換素子で偏光光となった光を、
一つ置きに焦点距離の異なるレンズを配列したレンズア
レイ板を用いて平行光束とすることにより、平行度を良
好にすることができ、合波効率を向上させることができ
る。

【００３８】以上、説明したように、本実施形態によれ
ば、偏光合波を行なうことにより、低ワット数の光源を
用いても、照明光量を増大させることができる。以上、
本発明の照明装置について詳細に説明したが、本発明
は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは
もちろんである。

【００３９】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、偏
光合波を行なうことにより、照明光量を増大させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る照明装置の第一実施形態の概略
を示す構成図である。

【図２】本実施形態の偏光変換素子の概略を示す構成
図である。

【図３】同じく、本実施形態の偏光変換素子の概略を
示す構成図である。

【図４】本実施形態の第二のレンズアレイ板の構成を
示す説明図である。

【図５】第一及び第二のレンズアレイ板と偏光変換素
子を一体化して構成した用雨を示す説明図である。

【図６】本発明に係る照明装置の第二実施形態の概略
を示す構成図である。

【図７】本発明に係る照明装置の第三実施形態の概略
を示す構成図である。

【符号の説明】

１０第一実施形態の照明装置２０第一の光源２１、３１光源ランプ２２、３２リフレクタ２４、３４第一のレンズアレイ板２６、３６偏光変換素子２６ａ、３６ａ偏光分離面２６ｂ、３６ｂ全反射面２６ｃ、３６ｃ λ／２波長板２８、３８第二のレンズアレイ板３０第二の光源４０偏光ビームスプリッタ（偏光素子）４０ａ偏光分離面１００第二実施形態の照明装置２００第三実施形態の照明装置

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｇ０３Ｂ 21/14 Ｇ０３Ｂ 21/14 Ａ 33/12 33/12 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 ＡＦターム(参考） 2H042 CA06 CA10 CA14 CA17 2H049 BA02 BA06 BA43 BB03 BC12 BC22 2H052 BA02 BA03 BA09 BA14 2H099 AA11 BA09 CA02 CA08 DA05 5C058 AB06 EA11 EA12 EA26 EA51

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無偏光光を発する２つの光源と、前記各光源に対し、それぞれ、その光路上に配置され、
少なくとも１次元方向に延び、その後側焦点面の近傍に
線または点のアレイを生成する第一のレンズアレイ板
と、前記線または点のアレイのピッチに略等しいピッチを持
ち、前記第一のレンズアレイ板の後側焦点面の近傍に配
置され、入射された光をＰ偏光のみ、またはＳ偏光のみ
の光束に変換する偏光変換素子と、前記偏光変換素子のピッチの略１／２のピッチを持ち、
その前側焦点面が、前記第一のレンズアレイ板の後側焦
点面に略一致するように配置され、略平行光束を射出す
る第二のレンズアレイ板と、前記第一のレンズアレイ板、前記偏光変換素子および前
記第二のレンズアレイ板の組みから成る光学系により、
前記各光源からの無偏光の光束から、それぞれＰ偏光の
みの光束およびＳ偏光のみの光束とされた、２つの光束
を偏光合波する偏光素子と、を有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】ｎを３以上の整数とし、ｎ個の光源と、２つの光を偏光合波するｎ−１個の偏光素子と、請求項１に記載の、第一のレンズアレイ板、偏光変換素
子及び第二のレンズアレイ板の組から成る光学系を少な
くとも２ｎ−２組有し、前記ｎ個の光源のうち２個の光源からの光を、それぞれ
前記光学系により、Ｐ偏光またはＳ偏光のみの光とし、
前記偏光素子により偏光合波し、前記偏光合波された光、あるいは他の光源からの光に対
し、同様にして偏光合波を繰り返すことにより、前記ｎ
個の光源からの光を合波することを特徴とする照明装
置。
【請求項３】前記光源として、発光体と放物面鏡または
楕円面鏡の組み合わせを用いた請求項１または２に記載
の照明装置。
【請求項４】前記第一および第二のレンズアレイ板とし
て、２次元的配列を持つアレイ状レンズを用いた請求項
１〜３のいずれかに記載の照明装置。
【請求項５】前記第一のレンズアレイ板、偏光変換素子
および第二のレンズアレイ板の組み合わせから成る光学
系を一体的に構成した請求項１〜４のいずれかに記載の
照明装置。
【請求項６】前記第二のレンズアレイ板を、個々のレン
ズの焦点距離を１個置きに異なるものとして構成した請
求項１〜５のいずれかに記載の照明装置。
【請求項７】前記偏光素子として、偏光ビームスプリッ
タを用いた請求項１〜６のいずれかに記載の照明装置。
【請求項８】請求項１〜７のいずれかに記載の照明装置
において、さらに、インテグレータを有し、前記合波さ
れた光束を、前記インテグレータを介して、所定の被照
明体を照明するようにした照明装置。