JP2007233121A - 照明装置及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】高輝度のプロジェクタに好適に用いることのできる２灯式の照明装置であって、複数の光源装置のうちいずれかの光源装置において発光管の発光が弱まったり切れたりしても、被照明領域における面内光強度分布が不均一になることを抑制することが可能となるとともに投写画像の品質が劣化することを抑制することが可能な照明装置を提供する。
【解決手段】第１の光源装置１０と、第２の光源装置２０と、第１の光源装置１０からの照明光束と第２の光源装置２０からの照明光束とを合成して射出する光合成光学系３０と、インテグレータ光学系１２０とを備える照明装置１００。光合成光学系３０は、偏光分離面４０と、反射面４２と、第１のλ／２板５０と、偏光分離合成面４４と、第２のλ／２板５２と、偏光合成面４６とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、照明装置及びプロジェクタに関する。

従来より高輝度のプロジェクタが求められており、その要求に応えるものとして２つの光源装置からの光を三角プリズムで合成する構成を有するプロジェクタ（いわゆる２灯式のプロジェクタ）が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

このような従来の２灯式のプロジェクタによれば、照明装置として、２つの光源装置を有する照明装置を用いているため、従来より高輝度のプロジェクタを構成することができる。

特開２００２−７２０８３号公報（図４）

しかしながら、このような従来の２灯式のプロジェクタにおいては、２つの光源装置のうちいずれかの光源装置において発光管の発光が弱まったり切れたりすると、被照明領域における面内光強度分布が不均一になり、その結果、投写画像の品質が劣化するという問題があった。この問題は、２灯式のプロジェクタのみに見られる問題ではなく、３組以上の光源装置を有するプロジェクタにおいても共通して見られる問題である。

そこで、本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、高輝度のプロジェクタに好適に用いることのできる照明装置であって、複数の光源装置のうちいずれの光源装置において発光管の発光が弱まったり切れたりしても、被照明領域における面内光強度分布が不均一になることを抑制することが可能となるとともに投写画像の品質が劣化することを抑制することが可能な照明装置を提供することを目的とする。また、本発明は、このような照明装置を備えたプロジェクタを提供することを目的とする。

本発明者は、上記目的を達成するため、従来の２灯式のプロジェクタにおいて、２つの光源装置のうち一方の光源装置において発光管の発光が弱まったり切れたりすると、被照明領域における面内光強度分布が不均一になる原因を徹底的に調査した。その結果、その原因は、２つの光源装置からの照明光束が所定の角度をもって三角プリズムで合成されるために、２つの光源装置からの照明光束が、被照明領域では同じ照明範囲で重畳されているが同じ角度をもって重畳されていないことに起因することが判明した。本発明者は、この知見に基づき、２つの光源装置からの照明光束が同じ角度をもって重畳されるようにすると、上記問題を解決することができることに想到し、本発明を完成させるに至った。

本発明の照明装置は、照明光束を射出する第１の光源装置と、照明光束を射出する第２の光源装置と、前記第１の光源装置からの照明光束と前記第２の光源装置からの照明光束とを合成して射出する光合成光学系と、前記光合成光学系からの照明光束をより均一な強度分布を有する光に変換する機能を有するインテグレータ光学系とを備え、前記光合成光学系は、前記第１の光源装置からの照明光束のうち第１の偏光成分に係る照明光束を透過し第２の偏光成分に係る照明光束を反射する偏光分離面と、前記偏光分離面で反射された第２の偏光成分に係る照明光束を前記偏光分離面を透過した第１の偏光成分に係る照明光束に平行な方向に向けて反射する反射面と、前記反射面で反射された第２の偏光成分に係る照明光束が通過する位置に配置され、第２の偏光成分に係る照明光束を第１の偏光成分に係る照明光束に変換する第１の位相差板と、前記第２の光源装置からの照明光束のうち第１の偏光成分に係る照明光束を透過し第２の偏光成分に係る照明光束を反射するとともに、前記偏光分離面を透過した第１の偏光成分に係る照明光束を透過する偏光分離合成面と、前記第２の光源装置からの照明光束のうち前記偏光分離合成面を透過した第１の偏光成分に係る照明光束が通過する位置に配置され、第１の偏光成分に係る照明光束を第２の偏光成分に係る照明光束に変換する第２の位相差板と、前記第１の位相差板を通過した第１の偏光成分に係る照明光束と前記第２の位相差板を通過した第２の偏光成分に係る照明光束とを合成する偏光合成面とを有することを特徴とする。

また、本発明の照明装置は、照明光束を射出する第１の光源装置と、照明光束を射出する第２の光源装置と、前記第１の光源装置からの照明光束と前記第２の光源装置からの照明光束とを合成して射出する光合成光学系と、前記光合成光学系からの照明光束をより均一な強度分布を有する光に変換する機能を有するインテグレータ光学系とを備え、前記光合成光学系は、前記第１の光源装置からの照明光束のうち第１の偏光成分に係る照明光束を透過し第２の偏光成分に係る照明光束を反射する偏光分離面と、前記偏光分離面で反射された第２の偏光成分に係る照明光束を前記偏光分離面を透過した第１の偏光成分に係る照明光束に平行な方向に向けて反射する反射面と、前記反射面で反射された第２の偏光成分に係る照明光束が通過する位置に配置され、第２の偏光成分に係る照明光束を第１の偏光成分に係る照明光束に変換する第１の位相差板と、前記第２の光源装置からの照明光束のうち第１の偏光成分に係る照明光束を透過し第２の偏光成分に係る照明光束を反射するとともに、前記第１の位相差板を通過した第１の偏光成分に係る照明光束を透過する偏光分離合成面と、前記第２の光源装置からの照明光束のうち前記偏光分離合成面を透過した第１の偏光成分に係る照明光束が通過する位置に配置され、第１の偏光成分に係る照明光束を第２の偏光成分に係る照明光束に変換する第２の位相差板と、前記偏光分離面を透過した第１の偏光成分に係る照明光束と前記第２の位相差板を通過した第２の偏光成分に係る照明光束とを合成する偏光合成面とを有することを特徴とする。

さらにまた、本発明の照明装置は、照明光束を射出する第１の光源装置と、照明光束を射出する第２の光源装置と、前記第１の光源装置からの照明光束と前記第２の光源装置からの照明光束とを合成して射出する光合成光学系と、前記光合成光学系からの照明光束をより均一な強度分布を有する光に変換する機能を有するインテグレータ光学系とを備え、前記光合成光学系は、前記第１の光源装置からの照明光束のうち第１の偏光成分に係る照明光束を透過し第２の偏光成分に係る照明光束を反射する偏光分離面と、前記偏光分離面を透過した第１の偏光成分に係る照明光束を前記偏光分離面で反射された第２の偏光成分に係る照明光束に平行な方向に向けて反射する反射面と、前記偏光分離面で反射された第２の偏光成分に係る照明光束が通過する位置に配置され、第２の偏光成分に係る照明光束を第１の偏光成分に係る照明光束に変換する第１の位相差板と、前記第２の光源装置からの照明光束のうち第１の偏光成分に係る照明光束を透過し第２の偏光成分に係る照明光束を反射するとともに、前記反射面で反射された第１の偏光成分に係る照明光束を透過する偏光分離合成面と、前記第２の光源装置からの照明光束のうち前記偏光分離合成面を透過した第１の偏光成分に係る照明光束が通過する位置に配置され、第１の偏光成分に係る照明光束を第２の偏光成分に係る照明光束に変換する第２の位相差板と、前記第１の位相差板を通過した第１の偏光成分に係る照明光束と前記第２の位相差板を通過した第２の偏光成分に係る照明光束とを合成する偏光合成面とを有することを特徴とする。

このため、こられ本発明の照明装置によれば、第１の光源装置及び第２の光源装置から照明光束を射出させ、これらの照明光束を光合成光学系にそれぞれ入射させることにより、光合成光学系からは、２つの光源装置（第１の光源装置及び第２の光源装置）からの照明光束が同じ角度をもって重畳された形で射出されるようになる。このため、２つの光源装置のうちいずれの光源装置において発光管の発光が弱まったり切れたりしても、被照明領域における面内光強度分布が不均一になることを抑制することが可能となるとともに投写画像の品質が劣化することを抑制することが可能な照明装置を提供することが可能になる。

なお、本発明の照明装置を２組以上用いることによって、２つの光源装置を有する２灯式のプロジェクタのみならず、複数の光源装置を有する多灯式のプロジェクタを構成できるようになる。

本発明の照明装置においては、前記第１の光源装置は、第１の楕円面リフレクタと、前記第１の楕円面リフレクタの第１焦点近傍に発光中心を有する第１の発光管と、前記第１の楕円面リフレクタからの集束光を前記光合成光学系における前記偏光分離面に向けて射出する第１の凹レンズとを有し、前記第２の光源装置は、第２の楕円面リフレクタと、前記第２の楕円面リフレクタの第１焦点近傍に発光中心を有する第２の発光管と、前記第２の楕円面リフレクタからの集束光を前記光合成光学系における前記偏光分離合成面に向けて射出する第２の凹レンズとを有することが好ましい。

このように構成することにより、第１の光源装置及び第２の光源装置からは楕円面リフレクタの大きさよりも小さな略平行光束が射出されるようになるため、照明装置の小型化を図ることができる。

本発明の照明装置においては、前記第１の発光管には、前記第１の発光管から被照明領域側に射出される光を前記第１の発光管に向けて反射する第１の反射手段が設けられ、前記第２の発光管には、前記第２の発光管から被照明領域側に射出される光を前記第２の発光管に向けて反射する第２の反射手段が設けられていることが好ましい。

このように構成することにより、発光管から被照明領域側に放射される光が発光管に向けて反射されるため、発光管の被照明領域側端部まで覆うような大きさに各楕円面リフレクタの大きさを設定することを必要とせず、各楕円面リフレクタの小型化を図ることができ、結果として照明装置の小型化を図ることができる。
また、各楕円面リフレクタの小型化を図ることができることにより、楕円面リフレクタから楕円面リフレクタの第２焦点に向けて集束するビームの集束角やビームスポットを小さくすることができるため、各凹レンズの大きさ、光合成光学系の大きさ、インテグレータ光学系の大きさをさらに小さくすることができ、照明装置のさらなる小型化を図ることができる。

本発明の照明装置においては、前記光合成光学系は、複数のプリズムを組み合わせて構成されていることが好ましい。

このように構成することにより、プリズムの屈折率は空気の屈折率よりも大きいため、光合成光学系を通過する照明光束の光路長を比較的短いものにすることが可能となる。その結果、光合成光学系の小型化、ひいては照明装置の小型化を図ることができる。

本発明の照明装置においては、前記光合成光学系は、同一形状の３つの偏光プリズムと、１つの反射プリズムとを組み合わせて構成されているが好ましい。

このように構成することにより、２種類の光学部材で光合成光学系を構成することができるため、製造コストの低廉化を図ることができる。

本発明の照明装置においては、前記光合成光学系を構成する各プリズムは、それぞれ接着されていることが好ましい。

このように構成することにより、プリズム間における不要な反射が低減するため、光利用効率が向上するとともに迷光レベルが低減する。

この場合、各プリズムとほぼ同じ屈折率を有する接着剤を用いることが好ましい。

本発明の照明装置においては、前記第１の凹レンズと、前記光合成光学系における前記第１の凹レンズに対応する位置に配置されるプリズムとは接着され、前記第２の凹レンズと、前記光合成光学系における前記第２の凹レンズに対応する位置に配置されるプリズムとは接着されていることが好ましい。

このように構成することにより、上記部品間における不要な反射が低減するため、光利用効率が向上するとともに迷光レベルが低減する。

この場合、各光学要素とほぼ同じ屈折率を有する接着剤を用いることが好ましい。

本発明の照明装置においては、前記第１の凹レンズと、前記光合成光学系における前記第１の凹レンズに対応する位置に配置されるプリズムとは離隔して配置され、前記第２の凹レンズと、前記光合成光学系における前記第２の凹レンズに対応する位置に配置されるプリズムとは離隔して配置されていることも好ましい。

このように構成した場合には、各光学要素間の位置調整を容易に行うことができるようになる。また、各光学要素に及ぼす熱的影響を軽減することができる。

この場合、第１の凹レンズの光入射面及び光射出面、第２の凹レンズの光入射面及び光射出面並びに光合成光学系の光入射面（第１の凹レンズに対応する位置及び第２の凹レンズに対応する位置）には、減反射膜がコーティングされていることが好ましい。

これにより、上記の各光学要素に入射する照明光束及び上記の各光学要素から射出される照明光束における不要な反射の発生を抑制することができる。

本発明の照明装置においては、前記第１の位相差板及び前記第２の位相差板は、無機材料からなることが好ましい。

第１の光源装置及び第２の光源装置から射出される光は、単位面積当たりの光強度が極めて強いため、第１の位相差板及び第２の位相差板で少しの割合でも光が吸収されると多量の熱が発生し、第１の位相差板及び第２の位相差板の温度が上昇してしまう。このため、第１の位相差板及び第２の位相差板として、耐熱性の高い無機材料からなるものを用いることが好ましい。耐熱性の高い無機材料としては、雲母や水晶などを例示することができる。

本発明の照明装置においては、前記インテグレータ光学系は、前記光合成光学系からの照明光束を集束光に変換して射出する集光レンズと、前記集光レンズからの照明光束をより均一な強度分布を有する光に変換するインテグレータロッドとを有することが好ましい。

このように構成することにより、インテグレータロッドの働きによって、照明光束の面内光強度分布をより均一なものにすることが可能となる。

本発明の照明装置においては、前記インテグレータロッドは、中空のインテグレータロッドであってもよいし、中実のインテグレータロッドであってもよい。

中空のインテグレータロッドとしては、例えば４枚の反射ミラーにおける反射面を内側に向けて貼り合わせた筒状のライトトンネルなどを好適に用いることができる。また、中実のインテグレータロッドとしては、例えば内面全反射タイプの中実のロッド部材（ガラスロッド）などを好適に用いることができる。

本発明の照明装置においては、前記インテグレータ光学系は、前記インテグレータロッドの光入射面に配置され、中央部に光入射のための開口部を有する反射層と、前記インテグレータロッドの光射出面に配置されるλ／４板と、前記λ／４板の光射出側に配置される反射型偏光板とをさらに有することが好ましい。

このように構成することにより、インテグレータロッドに入射した照明光束のうち一方の偏光成分に係る照明光束が反射側偏光板を通過する場合には、他方の偏光成分に係る照明光束は反射型偏光板で反射される。この反射光はインテグレータロッドの光入射面に配置された反射層で反射され、再度反射型偏光板に到達する。このとき、この光はλ／４板をすでに２回通過しているため、偏光方向が９０度回転し、一方の偏光成分に係る照明光束として反射型偏光板を通過する。すなわち、インテグレータロッドから射出される光の偏光方向を略１種類の偏光方向に揃えることが可能となる。したがって、液晶装置のように偏光方向を制御する電気光学変調装置を用いたプロジェクタにおいて特に好適なものとなる。

本発明の照明装置においては、前記インテグレータ光学系は、前記インテグレータロッドの光入射側に配置され、前記集光レンズからの照明光束を略１種類の直線偏光成分を有する光束に変換する偏光変換素子をさらに有することが好ましい。

このように構成することによっても、インテグレータロッドに入射する光の偏光方向を略１種類の偏光方向に揃えることが可能となるため、液晶装置のように偏光方向を制御する電気光学変調装置を用いたプロジェクタにおいて特に好適なものとなる。

本発明の照明装置においては、前記インテグレータロッドと前記偏光変換素子とは接着されていることが好ましい。

このように構成することにより、偏光変換素子とインテグレータロッドとの間における望ましくない多重反射が抑制され、光利用効率が低下したり迷光レベルが上昇したりすることがなくなる。また、偏光変換素子とインテグレータロッドとを容易に一体化することができる。また、偏光変換素子とインテグレータロッドとの間において、装置組み立て後における位置ずれの発生を未然に防止することができる。

この場合、偏光変換素子及びインテグレータロッドとほぼ同じ屈折率を有する接着剤を用いることが好ましい。

本発明の照明装置においては、前記インテグレータ光学系は、前記光合成光学系からの照明光束を複数の部分光束に分割する複数の第１小レンズをそれぞれ有する２つの第１レンズアレイと、前記２つの第１レンズアレイの各第１小レンズに対応する複数の第２小レンズをそれぞれ有する２つの第２レンズアレイと、前記２つの第２レンズアレイからのそれぞれの部分光束を略１種類の直線偏光成分を有する光束に変換する２つの偏光変換素子と、前記２つの偏光変換素子からのそれぞれの光を被照明領域で重畳させる重畳レンズとを有し、前記２つの第１レンズアレイ、前記２つの第２レンズアレイ及び前記２つの偏光変換素子のそれぞれが、前記重畳レンズの光軸を含む仮想面に対して対称に配置されていることが好ましい。

このように構成することにより、２つの第１レンズアレイ、２つの第２レンズアレイ及び重畳レンズの働きによって、照明光束の面内光強度分布をより均一なものにすることが可能となる。また、２つの偏光変換素子の働きによって、照明光束の偏光方向を略１種類の偏光方向に揃えることが可能となるため、液晶装置のように偏光方向を制御する電気光学変調装置を用いたプロジェクタにおいて特に好適なものとなる。

また、本発明の照明装置によれば、光合成光学系の光路後段に第１レンズアレイ、第２レンズアレイ及び偏光変換素子がそれぞれ２つずつ配置された構成を有しているため、光合成光学系の光路後段に第１レンズアレイ、第２レンズアレイ及び偏光変換素子がそれぞれ１つずつ配置された構成を有するものと比べて、各第１レンズアレイ、第２レンズアレイ及び偏光変換素子の大きさを小さくすることができ、第１レンズアレイ、第２レンズアレイ及び偏光変換素子の製造が容易となるという効果もある。

本発明の照明装置においては、各第２レンズアレイにおける他方方向に沿った長さは、各第１レンズアレイにおける他方方向に沿った長さと略同一であることが好ましい。

このように構成することにより、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイとして偏心のない又は偏心の小さいレンズアレイを用いることが可能となるため、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの製造が容易となる。

本発明の照明装置においては、各第２レンズアレイにおける他方方向に沿った長さは、各第１レンズアレイにおける他方方向に沿った長さよりも長いことが好ましい。

このように構成することにより、第２レンズアレイにおける各第２小レンズの大きさをある程度大きくすることができるため、第１レンズアレイにおける各第１小レンズのアーク像を各第２小レンズ内に収めることが容易となり、光利用効率の向上を図ることが可能となる。

本発明の照明装置においては、前記２つの第１レンズアレイのそれぞれは、各第１小レンズが一方方向及び一方方向に直交する他方方向をそれぞれ６行と４列とするマトリクス状に配列されたレンズアレイであることが好ましい。

このように構成することにより、レンズアレイによる十分な光均一化効果を得ながら光路後段に配置される偏光変換素子を比較的単純で小型の構造にすることが可能となる。本発明の照明装置は、画像形成領域のアスペクト比（縦横比）が３：４である電気光学変調装置を備えるプロジェクタに好適な照明装置となる。

本発明の照明装置においては、前記２つの第１レンズアレイのそれぞれは、各第１小レンズが一方方向及び一方方向に直交する他方方向をそれぞれ７行と４列とするマトリクス状に配列されたレンズアレイであることが好ましい。

このように構成することにより、レンズアレイによる十分な光均一化効果を得ながら光路後段に配置される偏光変換素子を比較的単純で小型の構造にすることが可能となる。本発明の照明装置は、画像形成領域のアスペクト比（縦横比）が９：１６であるワイドビジョン用の電気光学変調装置を備えるプロジェクタに好適な照明装置となる。

本発明のプロジェクタは、上述した本発明の照明装置と、前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、前記電気光学変調装置により変調された光を投写する投写光学系とを備えることを特徴とする。

このため、本発明のプロジェクタによれば、上記したような優れた本発明の照明装置を備えているため、高輝度のプロジェクタであって、複数の光源装置のうちいずれの光源装置において発光管の発光が弱まったり切れたりしても、投写画像の品質が劣化することを抑制することが可能なプロジェクタとなる。

以下、本発明の照明装置及びプロジェクタについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。

［実施形態１］
図１は、実施形態１に係る照明装置１００及びプロジェクタ１０００を説明するために示す図である。図１（ａ）はプロジェクタ１０００の光学系を示す平面図であり、図１（ｂ）はプロジェクタ１０００の光学系を示す側面図であり、図１（ｃ）は第１の凹レンズ１８を第１の発光管１２側から見た図であり、図１（ｄ）は第２の凹レンズ５８を第２の発光管５２側から見た図である。図２及び図３は、実施形態１に係る照明装置１００の要部を説明するために示す図である。

図４は、第１レンズアレイ１３０，１３４の正面図である。なお、図４においては、照明光束の輪郭Ｌも併せて示している。図５は、インテグレータ光学系１２０における光線を示す図である。図６は、偏光変換素子１５０，１５５の光射出面における面内光強度分布を示す図である。図７は、第１の光源装置１０の第１の発光管１２の発光が切れたときの照明状態を説明するために示す図である。図８は、第２の光源装置２０の第２の発光管２２の発光が切れたときの照明状態を説明するために示す図である。図９は、光合成光学系３０を構成する光学部材を分解して示す図である。

なお、以下の説明においては、互いに直交する３つの方向をそれぞれｚ軸方向（図１（ａ）におけるシステム光軸ＯＣ方向）、ｘ軸方向（図１（ａ）における紙面に平行かつｚ軸に直交する方向）及びｙ軸方向（図１（ａ）における紙面に垂直かつｚ軸に直交する方向）とする。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、図１に示すように、いわゆる２灯式の照明装置１００と、照明装置１００からの照明光束を３つの色光に分離して被照明領域に導光する色分離導光光学系２００と、色分離導光光学系２００で分離された３つの色光のそれぞれを画像情報に応じて変調する電気光学変調装置としての３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂによって変調された色光を合成するクロスダイクロイックプリズム５００と、クロスダイクロイックプリズム５００によって合成された光をスクリーンＳＣＲ等の投写面に投写する投写光学系６００とを備えたプロジェクタである。

実施形態１に係る照明装置１００は、図１及び図２に示すように、照明光束を射出する第１の光源装置１０と、照明光束を射出する第２の光源装置２０と、第１の光源装置１０からの照明光束と第２の光源装置２０からの照明光束とを合成して射出する光合成光学系３０と、光合成光学系３０からの照明光束をより均一な強度分布を有する光に変換する機能を有するインテグレータ光学系１２０とを備えた照明装置である。

まず、第１の光源装置１０、第２の光源装置２０及び光合成光学系３０の構成を説明する。

第１の光源装置１０は、図１に示すように、第１の楕円面リフレクタ１４と、第１の楕円面リフレクタ１４の第１焦点近傍に発光中心を有する第１の発光管１２と、第１の楕円面リフレクタ１４からの集束光を光合成光学系３０における偏光分離面４０に向けて射出する第１の凹レンズ１８とを有している。第１の発光管１２には、第１の発光管１２から被照明領域側に射出される光を第１の発光管１２に向けて反射する第１の反射手段としての第１の補助ミラー１６が設けられている。第１の光源装置１０は、光軸１０ａｘを中心軸とする光束を射出する。

第１の発光管１２は、管球部と、管球部の両側に延びる一対の封止部とを有している。管球部は、球状に形成された石英ガラス製であって、この管球部内に配置された一対の電極と、管球部内に封入された水銀、希ガス及び少量のハロゲンとを有する。第１の発光管１２及び後述する第２の発光管２２としては、高輝度発光する種々の発光管を採用でき、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を採用できる。

第１の楕円面リフレクタ１４は、第１の発光管１２の一方の封止部に挿通・固着される筒状の首状部と、第１の発光管１２から放射された光を第２焦点位置に向けて反射する反射凹面とを有している。

第１の補助ミラー１６は、第１の発光管１２の管球部の略半分を覆い、第１の楕円面リフレクタ１４の反射凹面と対向して配置される反射手段である。第１の補助ミラー１６は、第１の発光管１２の他方の封止部に挿通・固着されている。第１の補助ミラー１６は、第１の発光管１２から放射された光のうち第１の楕円面リフレクタ１４に向かわない光を第１の発光管１２に戻し第１の楕円面リフレクタ１４に入射させる。

第１の凹レンズ１８は、第１の楕円面リフレクタ１４の被照明領域側に配置されている。そして、第１の楕円面リフレクタ１４からの光を光合成光学系３０における偏光分離面４０に向けて射出するように構成されている。

第２の光源装置２０は、第２の楕円面リフレクタ２４と、第２の楕円面リフレクタ２４の第１焦点近傍に発光中心を有する第２の発光管２２と、第２の楕円面リフレクタ２４からの集束光を光合成光学系３０における偏光分離合成面４４に向けて射出する第２の凹レンズ２８とを有している。第２の発光管２２には、第２の発光管２２から被照明領域側に射出される光を第２の発光管２２に向けて反射する第２の反射手段としての第２の補助ミラー２６が設けられている。第２の光源装置２０は、光軸２０ａｘを中心軸とする光束を射出する。

第２の発光管５２は、管球部と、管球部の両側に延びる一対の封止部とを有している。管球部は、窮状に形成された石英ガラス製であって、この管球部内に配置された一対の電極と、管球部内に封入された水銀、希ガス及び少量のハロゲンとを有する。

第２の楕円面リフレクタ２４は、第２の発光管２２の一方の封止部に挿通・固着される筒状の首状部と、第２の発光管２２から放射された光を第２焦点位置に向けて反射する反射凹面とを有している。

第２の補助ミラー２６は、第２の発光管２２の管球部の略半分を覆い、第２の楕円面リフレクタ２４の反射凹面と対向して配置される反射手段である。第２の補助ミラー２６は、第２の発光管２２の他方の封止部に挿通・固着されている。第２の補助ミラー２６は、第２の発光管２２から放射された光のうち第２の楕円面リフレクタ２４に向かわない光を第２の発光管２２に戻し第２の楕円面リフレクタ２４に入射させる。

第２の凹レンズ２８は、第２の楕円面リフレクタ２４の被照明領域側に配置されている。そして、第２の楕円面リフレクタ２４からの光を光合成光学系３０における偏光分離合成面４４に向けて射出するように構成されている。

光合成光学系３０は、図２、図３、図７及び図８に示すように、第１の光源装置１０からの照明光束のうちＰ偏光成分（第１の偏光成分）に係る照明光束を透過しＳ偏光成分（第２の偏光成分）に係る照明光束を反射する偏光分離面４０と、偏光分離面４０で反射されたＳ偏光成分に係る照明光束を偏光分離面４０を透過したＰ偏光成分に係る照明光束に平行な方向に向けて反射する反射面４２と、反射面４２で反射されたＳ偏光成分に係る照明光束が通過する位置に配置され、Ｓ偏光成分に係る照明光束をＰ偏光成分に係る照明光束に変換する第１の位相差板としての第１のλ／２板５０と、第２の光源装置２０からの照明光束のうちＰ偏光成分に係る照明光束を透過しＳ偏光成分に係る照明光束を反射するとともに、偏光分離面４０を透過したＰ偏光成分に係る照明光束を透過する偏光分離合成面４４と、第２の光源装置２０からの照明光束のうち偏光分離合成面４４を透過したＰ偏光成分に係る照明光束が通過する位置に配置され、Ｐ偏光成分に係る照明光束をＳ偏光成分に係る照明光束に変換する第２の位相差板としての第２のλ／２板５２と、第１のλ／２板５０を通過したＰ偏光成分に係る照明光束と第２のλ／２板５２を通過したＳ偏光成分に係る照明光束とを合成する偏光合成面４６とを有している。

偏光分離合成面４４は、第１の光源装置１０からの照明光束のうち偏光分離面４０を透過したＰ偏光成分に係る照明光束と、第２の光源装置２０からの照明光束のうちＳ偏光成分に係る照明光束とを合成し、無偏光の光として射出する。また、偏光合成面４６は、Ｐ偏光成分に係る照明光束を透過しＳ偏光成分に係る照明光束を反射することにより、第１の光源装置１０からの照明光束のうち第１のλ／２板５０を通過したＰ偏光成分に係る照明光束と、第２の光源装置２０からの照明光束のうち第２のλ／２板５２を通過したＳ偏光成分に係る照明光束とを合成し、無偏光の光として射出する。
その結果、光合成光学系３０からは、第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０からの照明光束が同じ角度をもって重畳された形で射出されるようになる。

なお、光合成光学系３０は、（ア）Ｐ偏光成分に係る照明光束を透過しＳ偏光成分に係る照明光束を反射する偏光分離面４０を、Ｓ偏光成分に係る照明光束を透過しＰ偏光成分に係る照明光束を反射する他の偏光分離面に替え、（イ）Ｐ偏光成分に係る照明光束を透過しＳ偏光成分に係る照明光束を反射するとともにＰ偏光成分に係る照明光束を透過する偏光分離合成面４４を、Ｓ偏光成分に係る照明光束を透過しＰ偏光成分に係る照明光束を反射するとともにＳ偏光成分に係る照明光束を透過する他の偏光分離合成面に替え、（ウ）Ｐ偏光成分に係る照明光束を透過しＳ偏光成分に係る照明光束を反射することにより２つの照明光束を合成する偏光合成面４６を、Ｓ偏光成分に係る照明光束を透過しＰ偏光成分に係る照明光束を反射することにより２つの照明光束を合成する他の偏光合成面に替えることも可能である。このように他の偏光分離面、他の偏光分離合成面及び他の偏光合成面を備えた光合成光学系としても、光合成光学系３０からは、第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０からの照明光束が同じ角度をもって重畳された形で射出されるようになる。

次に、光合成光学系３０よりも光路後段に配置された各光学要素の構成を説明する。

第１レンズアレイ１３０，１３４は、図２、図４及び図５に示すように、光合成光学系３０からの光を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有し、複数の第１小レンズ１３２，１３６がｚ軸に垂直な面内に６行・４列のマトリクス状に配列された構成を有している。第１レンズアレイ１３０，１３４の各第１小レンズ１３２，１３６の輪郭形状は、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。実施形態１に係る照明装置１００においては、各第１小レンズ１３２，１３６は、「短辺：長辺＝３：４の長方形」の平面形状を有している。

第２レンズアレイ１４０，１４４は、第１レンズアレイ１３０，１３４と略同様な構成を有し、ｚ軸に垂直な面内に複数の第２小レンズ１４２，１４６が６行・４列のマトリクス状に配列された構成を有している。第２レンズアレイ１４０，１４４は、重畳レンズ１６０とともに、第１レンズアレイ１３０，１３４の各第１小レンズ１３２，１３６の像を液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。

偏光変換素子１５０，１５５は、第１レンズアレイ１３０，１３４により分割された各部分光束の偏光方向を、偏光方向の揃った略１種類の直線偏光光として射出する偏光変換素子である。

偏光変換素子１５０は、第２レンズアレイ１４０から射出される光束のうちＰ偏光成分に係る光束を透過しＳ偏光成分に係る光束をシステム光軸ＯＣから遠ざかる方向（ｘ軸方向）に向けて反射する偏光分離面１５１と、偏光分離面１５１で反射されたＳ偏光成分に係る光束を偏光分離面１５１を透過したＰ偏光成分に係る光束に平行な方向（ｚ軸方向）に向けて反射する反射面１５２と、偏光変換素子１５０の光射出面におけるＰ偏光成分に係る光束が射出される位置に配置され、Ｐ偏光成分に係る光束をＳ偏光成分に係る光束に変換する位相差板としてのλ／２板１５３とを有している。

偏光変換素子１５５も、偏光変換素子１５０と同様の構成を有し、第２レンズアレイ１４４から射出される光束のうちＰ偏光成分に係る光束を透過しＳ偏光成分に係る光束をシステム光軸ＯＣから遠ざかる方向（ｘ軸方向）に向けて反射する偏光分離面１５６と、偏光分離面１５６で反射されたＳ偏光成分に係る光束を偏光分離面１５６を透過したＰ偏光成分に係る光束に平行な方向（ｚ軸方向）に向けて反射する反射面１５７と、偏光変換素子１５５の光射出面におけるＰ偏光成分に係る光束が射出される位置に配置され、Ｐ偏光成分に係る光束をＳ偏光成分に係る光束に変換する位相差板としてのλ／２板１５８とを有している。

重畳レンズ１６０は、第１レンズアレイ１３０，１３４、第２レンズアレイ１４０，１４４及び偏光変換素子１５０，１５５を経た複数の部分光束を集光して液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域近傍に重畳させるための光学素子である。重畳レンズ１６０の光軸と照明装置１００のシステム光軸ＯＣとが略一致するように、重畳レンズ１６０が配置されている。なお、図１、図２及び図５に示す重畳レンズ１６０は１枚のレンズで構成されているが、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。

第１レンズアレイ１３０、第２レンズアレイ１４０及び偏光変換素子１５０と、第１レンズアレイ１３４、第２レンズアレイ１４４及び偏光変換素子１５５とは、図２に示すように、システム光軸ＯＣ（重畳レンズ１６０の光軸）を含む仮想面に対して対称に配置されている。

色分離導光光学系２００は、図１に示すように、ダイクロイックミラー２１０，２２０と、反射ミラー２３０，２４０，２５０と、入射側レンズ２６０と、リレーレンズ２７０とを有している。色分離導光光学系２００は、重畳レンズ１６０から射出される照明光束を、赤色光、緑色光及び青色光の３つの色光に分離して、それぞれの色光を照明対象となる３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに導く機能を有している。

ダイクロイックミラー２１０，２２０は、基板上に所定の波長領域の光束を反射し、他の波長領域の光束を透過する波長選択膜が形成された光学素子である。光路前段に配置されるダイクロイックミラー２１０は、赤色光成分を反射し、その他の色光成分を透過させるミラーである。光路後段に配置されるダイクロイックミラー２２０は、緑色光成分を反射し、青色光成分を透過させるミラーである。

ダイクロイックミラー２１０で反射された赤色光成分は、反射ミラー２３０により曲折され、集光レンズ３００Ｒを介して赤色光用の液晶装置４００Ｒの画像形成領域に入射する。

集光レンズ３００Ｒは、重畳レンズ１６０からの各部分光束を各主光線に対して略平行な光束に変換するために設けられている。他の液晶装置４００Ｇ，４００Ｂの光路前段に配置された集光レンズ３００Ｇ，３００Ｂも、集光レンズ３００Ｒと同様に構成されている。

ダイクロイックミラー２１０を透過した緑色光成分及び青色光成分のうち緑色光成分は、ダイクロイックミラー２２０で反射され、集光レンズ３００Ｇを通過して緑色光用の液晶装置４００Ｇの画像形成領域に入射する。一方、青色光成分は、ダイクロイックミラー２２０を透過し、入射側レンズ２６０、入射側の反射ミラー２４０、リレーレンズ２７０、射出側の反射ミラー２５０及び集光レンズ３００Ｂを通過して青色光用の液晶装置４００Ｂの画像形成領域に入射する。入射側レンズ２６０、リレーレンズ２７０及び反射ミラー２４０，２５０は、ダイクロイックミラー２２０を透過した青色光成分を液晶装置４００Ｂまで導く機能を有している。

なお、青色光の光路にこのような入射側レンズ２６０、リレーレンズ２７０及び反射ミラー２４０，２５０が設けられているのは、青色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、青色光の光路の長さが長いのでこのような構成とされているが、赤色光の光路の長さを長くして、入射側レンズ２６０、リレーレンズ２７０及び反射ミラー２４０，２５０を赤色光の光路に用いる構成も考えられる。

液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、照明光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、照明装置１００の照明対象となる。
液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像情報に従って、入射側偏光板から射出された１種類の直線偏光の偏光方向を変調する。
液晶装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂとしては、画像形成領域が「短辺：長辺＝３：４の長方形」の平面形状を有する液晶装置を用いている。

なお、図示を省略したが、各集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂと各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間には、それぞれ入射側偏光板が介在配置され、各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとクロスダイクロイックプリズム５００との間には、それぞれ射出側偏光板が介在配置されている。これら入射側偏光板、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ及び射出側偏光板によって入射する各色光の光変調が行われる。

クロスダイクロイックプリズム５００は、射出側偏光板から射出された各色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム５００は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。

クロスダイクロイックプリズム５００から射出されたカラー画像は、投写光学系６００によって拡大投写され、スクリーンＳＣＲ上で大画面画像を形成する。

以上のように構成された実施形態１に係る照明装置１００によれば、第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０から照明光束を射出させ、これらの照明光束を光合成光学系３０にそれぞれ入射させることにより、光合成光学系３０からは、２つの光源装置（第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０）からの照明光束が同じ角度をもって重畳された形で射出されるようになる。このため、図７及び図８に示すように、２つの光源装置のうちいずれの光源装置において発光管の発光が弱まったり切れたりしても、被照明領域における面内光強度分布が不均一になることを抑制することが可能となるとともに投写画像の品質が劣化することを抑制することが可能となる。

なお、実施形態１に係る照明装置１００を２組以上用いることによって、２つの光源装置を有する２灯式のプロジェクタのみならず、複数の光源装置を有する多灯式のプロジェクタを構成できるようになる。

実施形態１に係る照明装置１００においては、上記したように、第１の光源装置１０は、第１の楕円面リフレクタ１４と、第１の発光管１２と、第１の凹レンズ１８とを有し、第２の光源装置２０は、第２の楕円面リフレクタ２４と、第２の発光管２２と、第２の凹レンズ２８とを有している。

このため、第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０からは各楕円面リフレクタ１４，２４の大きさよりも小さな略平行光束が射出されるようになるため、照明装置１００の小型化を図ることができる。

実施形態１に係る照明装置１００においては、上記したように、第１の発光管１２及び第２の発光管２２には、反射手段としての第１の補助ミラー１６及び第２の補助ミラー２６がそれぞれ設けられている。

このため、各発光管１２，２２から被照明領域側に放射される光が各発光管１２，２２に向けて反射されるため、各発光管１２，２２の被照明領域側端部まで覆うような大きさに各楕円面リフレクタ１４，２４の大きさを設定することを必要とせず、各楕円面リフレクタ１４，２４の小型化を図ることができ、結果として照明装置１００の小型化を図ることができる。
また、各楕円面リフレクタ１４，２４の小型化を図ることができることにより、各楕円面リフレクタ１４，２４から各楕円面リフレクタ１４，２４の第２焦点に向けて集束するビームの集束角やビームスポットを小さくすることができるため、各凹レンズ１８，２８の大きさ、光合成光学系３０の大きさ、インテグレータ光学系１２０の大きさをさらに小さくすることができ、照明装置１００のさらなる小型化を図ることができる。

実施形態１に係る照明装置１００においては、図９に示すように、光合成光学系３０は、複数のプリズム（１つの反射プリズム６２及び同一形状の３つの偏光プリズム６０，６４，６６）を組み合わせて構成されている。プリズムの屈折率は空気の屈折率よりも大きいため、光合成光学系３０を通過する照明光束の光路長を比較的短いものにすることが可能となる。その結果、光合成光学系３０の小型化、ひいては照明装置１００の小型化を図ることができる。

また、実施形態１に係る照明装置１００によれば、上述したように光合成光学系３０を通過する照明光束の光路長を比較的短いものにすることが可能であることから、各凹レンズ１８，２８と第１レンズアレイ１３０，１３４との間の距離（光路長）を短くすることが可能となる。このため、各第１小レンズ１３２，１３６のアーク像を良好に第２レンズアレイ１４０，１４４の各第２小レンズ１４２，１４６に導くことが可能となり、偏光変換素子１５０，１５５における光ののみ込みを良くすることが可能となる（図６参照。）。これにより、照明装置における光利用効率を向上することが可能となる。

また、実施形態１に係る照明装置１００においては、１つの反射プリズム６２及び同一形状の３つの偏光プリズム６０，６４，６６を組み合わせて構成されている。このため、光合成光学系３０を製造するにあたり、第１のλ／板５０及び第２のλ／２板５２を除けば、２種類の光学部材（反射プリズムと偏光プリズム）で光合成光学系３０を構成することができるため、製造コストの低廉化を図ることができる。

実施形態１に係る照明装置１００においては、反射プリズム６２及び偏光プリズム６０，６４，６６は、接着層Ｃを介してそれぞれ接着されている（図２参照。）。このため、プリズム間における不要な反射が低減するため、光利用効率が向上するとともに迷光レベルが低減する。
なお、各プリズムとほぼ同じ屈折率を有する接着剤を用いている。

実施形態１に係る照明装置１００においては、第１の凹レンズ１８と偏光プリズム６０とは離隔して配置され、第２の凹レンズ２８と偏光プリズム６４とは離隔して配置されているため、各光学要素間の位置調整を容易に行うことができるようになる。また、各光学要素に及ぼす熱的影響を軽減することができる。

なお、ここでは図示を省略したが、第１の凹レンズ１８の光入射面及び光射出面、第２の凹レンズ２８の光入射面及び光射出面並びに光合成光学系３０の光入射面（第１の凹レンズ１８に対応する位置及び第２の凹レンズ２８に対応する位置）には、減反射膜がコーティングされている。これにより、上記の各光学要素に入射する照明光束及び上記の各光学要素から射出される照明光束における不要な反射の発生を抑制することができる。

実施形態１に係る照明装置１００においては、第１のλ／２板５０及び第２のλ／２板５２の材料として水晶を用いている。

第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０から射出される光は、単位面積当たりの光強度が極めて強いため、第１のλ／２板５０及び第２のλ／２板５２で少しの割合でも光が吸収されると多量の熱が発生し、第１のλ／２板５０及び第２のλ／２板５２の温度が上昇してしまう。実施形態１に係る照明装置１００によれば、第１のλ／２板５０及び第２のλ／２板５２として水晶を用いているため、第１のλ／２板５０及び第２のλ／２板５２の温度上昇を抑制することができる。

実施形態１に係る照明装置１００においては、図２及び図５に示すように、インテグレータ光学系１２０は、光合成光学系３０からの照明光束を複数の部分光束に分割する複数の第１小レンズ１３２，１３６をそれぞれ有する２つの第１レンズアレイ１３０，１３４と、２つの第１レンズアレイ１３０，１３４の各第１小レンズ１３２，１３６に対応する複数の第２小レンズ１４２，１４６をそれぞれ有する２つの第２レンズアレイ１４０，１４４と、２つの第２レンズアレイ１４０，１４４からのそれぞれの部分光束を略１種類の直線偏光成分を有する光束に変換する２つの偏光変換素子１５０，１５５と、２つの偏光変換素子１５０，１５５からのそれぞれの光を被照明領域で重畳させる重畳レンズ１６０とを有している。

このため、２つの第１レンズアレイ１３０，１３４、２つの第２レンズアレイ１４０，１４４及び重畳レンズ１６０の働きによって、照明光束の面内光強度分布をより均一なものにすることが可能となる。また、２つの偏光変換素子１５０，１５５の働きによって、照明光束の偏光方向を略１種類の偏光方向に揃えることが可能となるため、液晶装置のように偏光方向を制御する電気光学変調装置を用いたプロジェクタにおいて特に好適なものとなる。

また、実施形態１に係る照明装置１００によれば、光合成光学系３０の光路後段に第１レンズアレイ、第２レンズアレイ及び偏光変換素子がそれぞれ２つずつ配置された構成を有しているため、光合成光学系の光路後段に第１レンズアレイ、第２レンズアレイ及び偏光変換素子がそれぞれ１つずつ配置された構成を有するものと比べて、各第１レンズアレイ１３０，１３４、第２レンズアレイ１４０，１４４及び偏光変換素子１５０，１５５の大きさを小さくすることができ、第１レンズアレイ１３０，１３４、第２レンズアレイ１４０，１４４及び偏光変換素子１５０，１５５の製造が容易となるという効果もある。

実施形態１に係る照明装置１００においては、図４に示すように、２つの第１レンズアレイ１３０，１３４のそれぞれは、各第１小レンズ１３２，１３６が縦方向及び横方向をそれぞれ６行と４列とするマトリクス状に配列されたレンズアレイであるため、レンズアレイによる十分な光均一化効果を得ながら光路後段に配置される偏光変換素子１５０，１５５を比較的単純で小型の構造にすることが可能となる。実施形態１に係る照明装置１００は、画像形成領域のアスペクト比（縦横比）が３：４である液晶装置を備えるプロジェクタに好適な照明装置となる。

実施形態１に係る照明装置１００においては、図２に示すように、各第２レンズアレイ１４０，１４４における横方向（ｘ軸方向）に沿った長さは、各第１レンズアレイ１３０，１３４における横方向（ｘ軸方向）に沿った長さと略同一であるため、第１レンズアレイ１３０，１３４及び第２レンズアレイ１４０，１４４として偏心のない又は偏心の小さいレンズアレイを用いることが可能となり、第１レンズアレイ１３０，１３４及び第２レンズアレイ１４０，１４４の製造が容易となる。

実施形態１に係る照明装置１００においては、２つの偏光変換素子１５０，１５５のそれぞれは、第２レンズアレイ１４０，１４４から射出される光束のうちＰ偏光成分に係る光束を透過しＳ偏光成分に係る光束をシステム光軸ＯＣから遠ざかる方向（ｘ軸方向）に向けて反射する偏光分離面１５１，１５６を有しているため、システム光軸ＯＣ（重畳レンズ１６０の光軸）近傍における光束の密度を減らすことができ、偏光変換素子１５０，１５５の配置の自由度を高めることが可能となる。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、上記した実施形態１に係る照明装置１００と、照明装置１００からの光を画像情報に応じて変調する液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂにより変調された光を投写する投写光学系６００とを備えるプロジェクタである。

このため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、上記した照明装置１００を備えているため、高輝度のプロジェクタであって、第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０のうちいずれの光源装置において発光管の発光が弱まったり切れたりしても、投写画像の品質が劣化することを抑制することが可能なプロジェクタとなる。

なお、実施形態１に係る照明装置１００においては、第１の凹レンズ１８と光合成光学系３０とは離隔して配置され、第２の凹レンズ２８と光合成光学系３０とは離隔して配置されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形も可能である。

［変形例１］
図１０は、実施形態１の変形例１に係る照明装置１００ａの要部を示す平面図である。なお、図１０において、図３と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

実施形態１の変形例１に係る照明装置１００ａは、基本的には実施形態１に係る照明装置１００とよく似た構成を有しているが、図１０に示すように、第１の凹レンズ１８と光合成光学系３０（偏光プリズム６０）とは接着され、第２の凹レンズ２８と光合成光学系３０（偏光プリズム６４）とは接着されている点で、実施形態１に係る照明装置１００とは異なっている。

このため、変形例１に係る照明装置１００ａによれば、第１の凹レンズ１８と光合成光学系３０との間、及び第２の凹レンズ２８と光合成光学系３０との間における不要な反射を低減させることが可能となり、光利用効率が向上するとともに迷光レベルが低減する。

また、実施形態１に係る照明装置１００においては、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイとして同じ大きさのものを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形も可能である。

［変形例２］
図１１は、実施形態１の変形例２に係る照明装置１００ｂを説明するために示す図である。なお、図１１において、図２と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

実施形態１の変形例２に係る照明装置１００ｂは、基本的には実施形態１に係る照明装置１００とよく似た構成を有しているが、第１レンズアレイと第２レンズアレイの大きさが異なっている点で、実施形態１に係る照明装置１００とは異なっている。

すなわち、変形例２に係る照明装置１００ｂにおいては、図１１に示すように、実施形態１に係る照明装置１００で用いた第１レンズアレイ１３０，１３４及び第２レンズアレイ１４０，１４４に代えて、第１レンズアレイ１３０ｂ，１３４ｂ及び第２レンズアレイ１４０ｂ，１４４ｂを用いている。第１レンズアレイ１３０ｂ，１３４ｂにおける各第１小レンズ１３２ｂ，１３６ｂ及び第２レンズアレイ１４０ｂ，１４４ｂにおける各第２小レンズ１４２ｂ，１４６ｂは、それぞれ偏心している。

変形例２に係る照明装置１００ｂにおいては、図１１に示すように、各第２レンズアレイ１４０ｂ，１４４ｂにおけるｘ軸方向に沿った長さは、各第１レンズアレイ１３０ｂ，１３４ｂにおけるｘ軸方向に沿った長さよりも長い。また、第２レンズアレイ１４０ｂにおけるｘ軸方向に沿った長さと第２レンズアレイ１４４ｂにおけるｘ軸方向に沿った長さとの和は、光合成光学系３０の光射出面のｘ軸方向に沿った長さと略同一である。

このように、変形例２に係る照明装置１００ｂによれば、各第２レンズアレイ１４０ｂ，１４４ｂにおけるｘ軸方向に沿った長さは、各第１レンズアレイ１３０ｂ，１３４ｂにおけるｘ軸方向に沿った長さよりも長いため、第２レンズアレイ１４０ｂ，１４４ｂにおける各第２小レンズ１４２ｂ，１４６ｂの大きさをある程度大きくすることができる。このため、第１レンズアレイ１３０ｂ，１３４ｂにおける各第１小レンズ１３２ｂ，１３６ｂのアーク像を各第２小レンズ１４２ｂ，１４６ｂ内に収めることが容易となり、光利用効率の向上を図ることが可能となる。

［変形例３］
図１２は、実施形態１の変形例３に係る照明装置１００ｃを説明するために示す図である。なお、図１２において、図２と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

実施形態１の変形例３に係る照明装置１００ｃは、基本的には実施形態１に係る照明装置１００とよく似た構成を有しているが、第１レンズアレイと第２レンズアレイの大きさが異なっている点で、実施形態１に係る照明装置１００とは異なっている。

すなわち、変形例３に係る照明装置１００ｃにおいては、図１２に示すように、実施形態１に係る照明装置１００で用いた第１レンズアレイ１３０，１３４及び第２レンズアレイ１４０，１４４に代えて、第１レンズアレイ１３０ｃ，１３４ｃ及び第２レンズアレイ１４０ｃ，１４４ｃを用いている。また、大きさの異なる第１レンズアレイ及び第２レンズアレイを用いたことに伴い、実施形態１に係る照明装置１００で用いた偏光変換素子１５０，１５５に代えて、偏光変換素子１５０ｂ，１５５ｂを用いている。第１レンズアレイ１３０ｃ，１３４ｃにおける各第１小レンズ１３２ｃ，１３６ｃ及び第２レンズアレイ１４０ｃ，１４４ｃにおける各第２小レンズ１４２ｃ，１４６ｃは、それぞれ偏心している。

変形例３に係る照明装置１００ｃにおいては、図１２に示すように、各第２レンズアレイ１４０ｃ，１４４ｃにおけるｘ軸方向に沿った長さは、各第１レンズアレイ１３０ｃ，１３４ｃにおけるｘ軸方向に沿った長さよりも長い。また、第１レンズアレイ１３０ｃにおけるｘ軸方向に沿った長さと第１レンズアレイ１３４ｃにおけるｘ軸方向に沿った長さとの和は、光合成光学系３０の光射出面のｘ軸方向に沿った長さと略同一である。

このように、変形例３に係る照明装置１００ｃによれば、各第２レンズアレイ１４０ｃ，１４４ｃにおけるｘ軸方向に沿った長さは、各第１レンズアレイ１３０ｃ，１３４ｃにおけるｘ軸方向に沿った長さよりも長いため、第２レンズアレイ１４０ｃ，１４４ｃにおける各第２小レンズ１４２ｃ，１４６ｃの大きさをある程度大きくすることができる。このため、第１レンズアレイ１３０ｃ，１３４ｃにおける各第１小レンズ１３２ｃ，１３６ｃのアーク像を各第２小レンズ１４２ｃ，１４６ｃ内に収めることが容易となり、光利用効率の向上を図ることが可能となる。

また、実施形態１に係る照明装置１００においては、偏光変換素子として、図２に示すような構成を有する偏光変換素子１５０，１５５を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形も可能である。

［変形例４］
図１３は、実施形態１の変形例４に係る照明装置１００ｄを説明するために示す図である。なお、図１３において、図２と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

実施形態１の変形例４に係る照明装置１００ｄは、基本的には実施形態１に係る照明装置１００とよく似た構成を有しているが、偏光変換素子の構成が実施形態１に係る照明装置１００とは異なっている。

すなわち、変形例４に係る照明装置１００ｄにおいては、図１３に示すように、実施形態１に係る照明装置１００で用いた偏光変換素子１５０，１５５に代えて、偏光変換素子１５０ｃ，１５５ｃを用いている。また、構成の異なる偏光変換素子を用いたことに伴い、実施形態１に係る照明装置１００で用いた第１レンズアレイ１３０，１３４及び第２レンズアレイ１４０，１４４に代えて、第１レンズアレイ１３０ｄ，１３４ｄ及び第２レンズアレイ１４０ｄ，１４４ｄを用いている。第１レンズアレイ１３０ｄ，１３４ｄにおける各第１小レンズ１３２ｄ，１３６ｄ及び第２レンズアレイ１４０ｄ，１４４ｄにおける各第２小レンズ１４２ｄ，１４６ｄは、それぞれ偏心している。

偏光変換素子１５０ｃは、第２レンズアレイ１４０ｄから射出される光束のうちＰ偏光成分に係る光束を透過しＳ偏光成分に係る光束をシステム光軸ＯＣから遠ざかる方向又は近づく方向に向けて反射する偏光分離面１５１ｃ_１〜１５１ｃ_４と、偏光分離面１５１ｃ_１〜１５１ｃ_４で反射されたＳ偏光成分に係る光束を偏光分離面１５１ｃ_１〜１５１ｃ_４を透過したＰ偏光成分に係る光束に平行な方向（ｚ軸方向）に向けて反射する反射面１５２ｃと、偏光変換素子１５０ｃの光射出面におけるＰ偏光成分に係る光束が射出される位置に配置され、Ｐ偏光成分に係る光束をＳ偏光成分に係る光束に変換する位相差板としてのλ／２板１５３ｃとを有している。

偏光変換素子１５０ｃにおける４つの偏光分離面１５１ｃ_１〜１５１ｃ_４のうち、システム光軸ＯＣから遠い位置に配置された２つの偏光分離面１５１ｃ_１，１５１ｃ_２は、Ｓ偏光成分に係る光束をシステム光軸ＯＣから遠ざかる方向に向けて反射するように配置され、システム光軸ＯＣに近い位置に配置された２つの偏光分離面１５１ｃ_３，１５１ｃ_４は、Ｓ偏光成分に係る光束をシステム光軸ＯＣに近づく方向に向けて反射するように配置されている。

偏光変換素子１５５ｃも、偏光変換素子１５０ｃと同様の構成を有し、第２レンズアレイ１４４ｄから射出される光束のうちＰ偏光成分に係る光束を透過しＳ偏光成分に係る光束をシステム光軸ＯＣから遠ざかる方向又は近づく方向に向けて反射する偏光分離面１５６ｃ_１〜１５６ｃ_４と、偏光分離面１５６ｃ_１〜１５６ｃ_４で反射されたＳ偏光成分に係る光束を偏光分離面１５６ｃ_１〜１５６ｃ_４を透過したＰ偏光成分に係る光束に平行な方向（ｚ軸方向）に向けて反射する反射面１５７ｃと、偏光変換素子１５５ｃの光射出面におけるＰ偏光成分に係る光束が射出される位置に配置され、Ｐ偏光成分に係る光束をＳ偏光成分に係る光束に変換する位相差板としてのλ／２板１５８ｃとを有している。

偏光変換素子１５５ｃにおける４つの偏光分離面１５６ｃ_１〜１５６ｃ_４のうち、システム光軸ＯＣから遠い位置に配置された２つの偏光分離面１５６ｃ_１，１５６ｃ_２は、Ｓ偏光成分に係る光束をシステム光軸ＯＣから遠ざかる方向に向けて反射するように配置され、システム光軸ＯＣに近い位置に配置された２つの偏光分離面１５６ｃ_３，１５６ｃ_４は、Ｓ偏光成分に係る光束をシステム光軸ＯＣに近づく方向に向けて反射するように配置されている。

このように、変形例４に係る照明装置１００ｄは、実施形態１に係る照明装置１００とは偏光変換素子の構成が異なっているが、実施形態１に係る照明装置１００の場合と同様に、第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０から照明光束を射出させ、これらの照明光束を光合成光学系３０にそれぞれ入射させることにより、光合成光学系３０からは、２つの光源装置（第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０）からの照明光束が同じ角度をもって重畳された形で射出されるようになる。このため、２つの光源装置のうちいずれの光源装置において発光管の発光が弱まったり切れたりしても、被照明領域における面内光強度分布が不均一になることを抑制することが可能となるとともに投写画像の品質が劣化することを抑制することが可能となる。

［実施形態２］
図１４は、実施形態２に係る照明装置１０２を説明するために示す図である。なお、図１４において、図３と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

実施形態２に係る照明装置１０２は、基本的には実施形態１に係る照明装置１００とよく似た構成を有しているが、光合成光学系の構成が実施形態１に係る照明装置１００とは異なっている。

すなわち、実施形態２に係る照明装置１０２においては、図１４に示すように、光合成光学系３０Ｂは、第１の光源装置１０（図示せず。）からの照明光束のうちＰ偏光成分に係る照明光束を透過しＳ偏光成分に係る照明光束を反射する偏光分離面４０Ｂと、偏光分離面４０Ｂで反射されたＳ偏光成分に係る照明光束を偏光分離面４０Ｂを透過したＰ偏光成分に係る照明光束に平行な方向に向けて反射する反射面４２Ｂと、反射面４２Ｂで反射されたＳ偏光成分に係る照明光束が通過する位置に配置され、Ｓ偏光成分に係る照明光束をＰ偏光成分に係る照明光束に変換する第１の位相差板としての第１のλ／２板５０Ｂと、第２の光源装置２０（図示せず。）からの照明光束のうちＰ偏光成分に係る照明光束を透過しＳ偏光成分に係る照明光束を反射するとともに、第１のλ／２板５０Ｂを通過したＰ偏光成分に係る照明光束を透過する偏光分離合成面４４Ｂと、第２の光源装置２０からの照明光束のうち偏光分離合成面４４Ｂを透過したＰ偏光成分に係る照明光束が通過する位置に配置され、Ｐ偏光成分に係る照明光束をＳ偏光成分に係る照明光束に変換する第２の位相差板としての第２のλ／２板５２Ｂと、偏光分離面４０Ｂを透過したＰ偏光成分に係る照明光束と第２のλ／２板５２Ｂを通過したＳ偏光成分に係る照明光束とを合成する偏光合成面４６Ｂとを有している。

偏光分離合成面４４Ｂは、第１の光源装置１０からの照明光束のうち第１のλ／２板５０Ｂを通過したＰ偏光成分に係る照明光束と、第２の光源装置２０からの照明光束のうちＳ偏光成分に係る照明光束とを合成し、無偏光の光として射出する。また、偏光合成面４６Ｂは、Ｐ偏光成分に係る照明光束を透過しＳ偏光成分に係る照明光束を反射することにより、第１の光源装置１０からの照明光束のうち偏光分離面４０Ｂを透過したＰ偏光成分に係る照明光束と、第２の光源装置２０からの照明光束のうち第２のλ／２板５２Ｂを通過したＳ偏光成分に係る照明光束とを合成し、無偏光の光として射出する。
その結果、光合成光学系３０Ｂからは、第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０からの照明光束が同じ角度をもって重畳された形で射出されるようになる。

なお、光合成光学系３０Ｂは、（ア）Ｐ偏光成分に係る照明光束を透過しＳ偏光成分に係る照明光束を反射する偏光分離面４０Ｂを、Ｓ偏光成分に係る照明光束を透過しＰ偏光成分に係る照明光束を反射する他の偏光分離面に替え、（イ）Ｐ偏光成分に係る照明光束を透過しＳ偏光成分に係る照明光束を反射するとともにＰ偏光成分に係る照明光束を透過する偏光分離合成面４４Ｂを、Ｓ偏光成分に係る照明光束を透過しＰ偏光成分に係る照明光束を反射するとともにＳ偏光成分に係る照明光束を透過する他の偏光分離合成面に替え、（ウ）Ｐ偏光成分に係る照明光束を透過しＳ偏光成分に係る照明光束を反射することにより２つの照明光束を合成する偏光合成面４６Ｂを、Ｓ偏光成分に係る照明光束を透過しＰ偏光成分に係る照明光束を反射することにより２つの照明光束を合成する他の偏光合成面に替えることも可能である。このように他の偏光分離面、他の偏光分離合成面及び他の偏光合成面を備えた光合成光学系としても、光合成光学系３０Ｂからは、第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０からの照明光束が同じ角度をもって重畳された形で射出されるようになる。

このように、実施形態２に係る照明装置１０２は、実施形態１に係る照明装置１００とは光合成光学系の構成が異なっているが、実施形態１に係る照明装置１００の場合と同様に、第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０から照明光束を射出させ、これらの照明光束を光合成光学系３０Ｂにそれぞれ入射させることにより、光合成光学系３０Ｂからは、２つの光源装置（第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０）からの照明光束が同じ角度をもって重畳された形で射出されるようになる。このため、２つの光源装置のうちいずれの光源装置において発光管の発光が弱まったり切れたりしても、被照明領域における面内光強度分布が不均一になることを抑制することが可能となるとともに投写画像の品質が劣化することを抑制することが可能となる。

実施形態２に係る照明装置１０２は、光合成光学系の構成以外の点では、実施形態１に係る照明装置１００と同様の構成を有するため、実施形態１に係る照明装置１００の場合と同様の効果を有する。

［実施形態３］
図１５は、実施形態３に係る照明装置１０４を説明するために示す図である。なお、図１５において、図３と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

実施形態３に係る照明装置１０４は、基本的には実施形態１に係る照明装置１００とよく似た構成を有しているが、光合成光学系の構成が実施形態１に係る照明装置１００とは異なっている。

すなわち、実施形態３に係る照明装置１０４においては、図１５に示すように、光合成光学系３０Ｃは、第１の光源装置１０（図示せず。）からの照明光束のうちＰ偏光成分に係る照明光束を透過しＳ偏光成分に係る照明光束を反射する偏光分離面４０Ｃと、偏光分離面４０Ｃを透過したＰ偏光成分に係る照明光束を偏光分離面４０Ｃで反射されたＳ偏光成分に係る照明光束に平行な方向に向けて反射する反射面４２Ｃと、偏光分離面４０Ｃで反射されたＳ偏光成分に係る照明光束が通過する位置に配置され、Ｓ偏光成分に係る照明光束をＰ偏光成分に係る照明光束に変換する第１の位相差板としての第１のλ／２板５０Ｃと、第２の光源装置２０（図示せず。）からの照明光束のうちＰ偏光成分に係る照明光束を透過しＳ偏光成分に係る照明光束を反射するとともに、反射面４２Ｃで反射されたＰ偏光成分に係る照明光束を透過する偏光分離合成面４４Ｃと、第２の光源装置２０からの照明光束のうち偏光分離合成面４４Ｃを透過したＰ偏光成分に係る照明光束が通過する位置に配置され、Ｐ偏光成分に係る照明光束をＳ偏光成分に係る照明光束に変換する第２の位相差板としての第２のλ／２板５２Ｃと、第１のλ／２板５０Ｃを通過したＰ偏光成分に係る照明光束と第２のλ／２板５２Ｃを通過したＳ偏光成分に係る照明光束とを合成する偏光合成面４６Ｃとを有している。

偏光分離合成面４４Ｃは、第１の光源装置１０からの照明光束のうち反射面４２Ｃで反射されたＰ偏光成分に係る照明光束と、第２の光源装置２０からの照明光束のうちＳ偏光成分に係る照明光束とを合成し、無偏光の光として射出する。また、偏光合成面４６Ｃは、Ｐ偏光成分に係る照明光束を透過しＳ偏光成分に係る照明光束を反射することにより、第１の光源装置１０からの照明光束のうち第１のλ／２板５０Ｃを通過したＰ偏光成分に係る照明光束と、第２の光源装置２０からの照明光束のうち第２のλ／２板５２Ｃを通過したＳ偏光成分に係る照明光束とを合成し、無偏光の光として射出する。
その結果、光合成光学系３０Ｃからは、第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０からの照明光束が同じ角度をもって重畳された形で射出されるようになる。

なお、光合成光学系３０Ｃは、（ア）Ｐ偏光成分に係る照明光束を透過しＳ偏光成分に係る照明光束を反射する偏光分離面４０Ｃを、Ｓ偏光成分に係る照明光束を透過しＰ偏光成分に係る照明光束を反射する他の偏光分離面に替え、（イ）Ｐ偏光成分に係る照明光束を透過しＳ偏光成分に係る照明光束を反射するとともにＰ偏光成分に係る照明光束を透過する偏光分離合成面４４Ｃを、Ｓ偏光成分に係る照明光束を透過しＰ偏光成分に係る照明光束を反射するとともにＳ偏光成分に係る照明光束を透過する他の偏光分離合成面に替え、（ウ）Ｐ偏光成分に係る照明光束を透過しＳ偏光成分に係る照明光束を反射することにより２つの照明光束を合成する偏光合成面４６Ｃを、Ｓ偏光成分に係る照明光束を透過しＰ偏光成分に係る照明光束を反射することにより２つの照明光束を合成する他の偏光合成面に替えることも可能である。このように他の偏光分離面、他の偏光分離合成面及び他の偏光合成面を備えた光合成光学系としても、光合成光学系３０Ｃからは、第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０からの照明光束が同じ角度をもって重畳された形で射出されるようになる。

このように、実施形態３に係る照明装置１０４は、実施形態１に係る照明装置１００とは光合成光学系の構成が異なっているが、実施形態１に係る照明装置１００の場合と同様に、第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０から照明光束を射出させ、これらの照明光束を光合成光学系３０Ｂにそれぞれ入射させることにより、光合成光学系３０Ｂからは、２つの光源装置（第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０）からの照明光束が同じ角度をもって重畳された形で射出されるようになる。このため、２つの光源装置のうちいずれの光源装置において発光管の発光が弱まったり切れたりしても、被照明領域における面内光強度分布が不均一になることを抑制することが可能となるとともに投写画像の品質が劣化することを抑制することが可能となる。

実施形態３に係る照明装置１０４は、光合成光学系の構成以外の点では、実施形態１に係る照明装置１００と同様の構成を有するため、実施形態１に係る照明装置１００の場合と同様の効果を有する。

［実施形態４］
実施形態４に係る照明装置１０６及びプロジェクタ１００６の特徴及び効果を説明するにあたり、まず、プロジェクタ１００６の構成について、図１６を用いて説明する。

図１６は、実施形態４に係る照明装置１０６及びプロジェクタ１００６を説明するために示す図である。図１６（ａ）はプロジェクタ１００６の光学系を示す平面図であり、図１６（ｂ）はプロジェクタ１００６の光学系を示す側面図であり、図１６（ｃ）はカラーホイール７１０をシステム光軸ＯＣに沿って見た図である。なお、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）において、図１と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

実施形態４に係るプロジェクタ１００６は、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すように、照明装置１０６と、照明装置１０６からの照明光束を被照明領域に導光するリレー光学系７２０と、リレー光学系７２０からの光を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置としてのマイクロミラー型光変調装置４１０と、マイクロミラー型光変調装置４１０によって変調された光をスクリーンＳＣＲ等の投写面に投写する投写光学系６１０とを備えたプロジェクタである。

実施形態４に係る照明装置１０６は、第１の光源装置１０と、第２の光源装置２０と、第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０から射出される照明光束を合成して射出する光合成光学系３０と、光合成光学系３０からの照明光束をより均一な強度分布を有する光に変換する機能を有するインテグレータ光学系１２２とを備えた照明装置である。

第１の光源装置１０、第２の光源装置２０及び光合成光学系３０については、実施形態１で説明したものと同様であるため説明を省略する。

インテグレータ光学系１２２は、光合成光学系３０からの照明光束を集束光に変換して射出する集光レンズ１６２と、集光レンズ１６２からの照明光束をより均一な強度分布を有する光に変換するインテグレータロッド１７０とを有している。

集光レンズ１６２は、光合成光学系３０からの照明光束をインテグレータロッド１７０の光入射面近傍に集光させる機能を有している。なお、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示す集光レンズ１６２は１枚のレンズで構成されているが、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。

インテグレータロッド１７０は、集光レンズ１６２からの光を内面で多重反射させることにより、集光レンズ１６２からの光をより均一な強度分布を有する光に変換する機能を有する光学部材である。インテグレータロッド１７０としては、例えば、中実のガラスロッドを好適に用いることができる。

インテグレータロッド１７０の光射出面の形状は、マイクロミラー型光変調装置４１０の画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。ただし、システム光軸ＯＣはマイクロミラー型光変調装置４１０の中心軸に対して傾斜して配置されているので、マイクロミラー型光変調装置４１０に照射される光は、この傾斜に応じて歪んだ輪郭形状を有することとなる。したがって、このような場合におけるインテグレータロッド１７０の光射出面の形状としては、マイクロミラー型光変調装置４１０に照射される光の輪郭の歪みを補正するような形状とすることがより好ましい。

インテグレータロッド１７０の光射出側には、カラーホイール７１０が配置されている。カラーホイール７１０は、図１６（ｃ）に示すように、回転方向に沿って区切られた４つの扇形の領域に３つの透過型のカラーフィルタ７１２Ｒ，７１２Ｇ，７１２Ｂが形成さた円板状部材である。カラーホイール７１０の中心部分には、カラーホイール７１０を回転させるためのモータ７１４が配置されている。

カラーフィルタ７１２Ｒは、インテグレータロッド１７０からの照明光束のうち、赤の波長領域の光を透過し、他の波長領域の光を反射又は吸収することにより、赤色光成分のみを透過するものである。同様に、カラーフィルタ７１２Ｇ，７１２Ｂは、それぞれ、インテグレータロッド７１０からの照明光束のうち、緑又は青の波長領域の光を透過し、他の波長領域の光を反射又は吸収することにより、緑色光成分又は青色光成分のみを透過するものである。カラーフィルタ７１２Ｒ，７１２Ｇ，７１２Ｂは、例えば、誘電体多層膜や、塗料を用いて形成されたフィルタ板などを好適に用いることができる。４つの扇形の領域において、カラーフィルタ７１２Ｒ，７１２Ｇ，７１２Ｂ以外の部分は、透光領域７１２Ｗとなっており、インテグレータロッド１７０かの光がそのまま通過できるようになっている。この透光領域７１２Ｗにより、投写画像中の輝度を上げることができ、投写画像の明るさを確保することができる。

なお、カラーホイール７１０は省略することも可能であり、この場合における投写画像はモノクロ画像である。

インテグレータロッド１７０から射出された照明光束は、カラーホイール７１０を通過することにより、上述のように赤色光、緑色光及び青色光の３つの色光成分を含む照明光束になり、この照明光束は、リレー光学系７２０によって拡大されて、マイクロミラー型光変調装置４１０の画像形成領域上に照射される。

リレー光学系７２０は、リレーレンズ７２２と、反射ミラー７２４と、集光レンズ７２６とを有し、照明装置１０６（カラーホイール７１０）からの照明光束をマイクロミラー型光変調装置４１０の画像形成領域に導く機能を有している。

リレーレンズ７２２は、集光レンズ７２４とともに、照明装置１０６からの照明光束を発散させずにマイクロミラー型光変調装置４１０の画像形成領域近傍に結像させる機能を有している。なお、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すリレーレンズ７２２は１枚のレンズで構成されているが、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。

反射ミラー７２４は、システム光軸ＯＣに対して傾斜して配置され、リレーレンズ７２２からの照明光束を曲折し、マイクロミラー型光変調装置４１０へと導光する。これにより、プロジェクタをコンパクトにすることができる。

集光レンズ７２６は、リレーレンズ７２２及び反射ミラー７２４からの照明光束をマイクロミラー型光変調装置４１０の画像形成領域にほぼ重畳させ、かつ、マイクロミラー型光変調装置４１０によって変調された光を投写光学系６１０とともに拡大投写するものである。

マイクロミラー型光変調装置４１０は、リレー光学系７２０からの光を画像情報に応じて各画素に対応するマイクロミラーで反射することにより、画像を表す画像光を投写光学系６１０へと射出する機能を有する反射方向制御型光変調装置である。マイクロミラー型光変調装置４１０としては、例えば、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）（ＴＩ社の商標）を用いることができる。

マイクロミラー型光変調装置４１０から射出される画像光は、投写光学系６１０によって拡大投写され、スクリーンＳＣＲ上で大画面画像を形成する。

マイクロミラー型光変調装置４１０と投写光学系６１０とは、それぞれの中心軸が一致するように配置されている。なお、実施形態４に係るプロジェクタ１００６をあおり投写の構成を有するプロジェクタとする場合には、マイクロミラー型光変調装置４１０の中心軸に対して投写光学系６１０の投写光軸６１０ａｘがあおり方向にずれるように構成することが好ましい。

以上のように構成された実施形態４に係る照明装置１０６及びプロジェクタ１００６においても、実施形態１に係る照明装置１００及びプロジェクタ１０００の場合と同様に、照明光束を射出する第１の光源装置１０と、照明光束を射出する第２の光源装置２０と、第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０から射出される照明光束を合成して射出する光合成光学系３０とを備えている。

このため、実施形態４に係る照明装置１０６によれば、第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０から照明光束を射出させ、これらの照明光束を光合成光学系３０にそれぞれ入射させることにより、光合成光学系３０からは、２つの光源装置（第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０）からの照明光束が同じ角度をもって重畳された形で射出されるようになる。このため、２つの光源装置のうちいずれの光源装置において発光管の発光が弱まったり切れたりしても、被照明領域における面内光強度分布が不均一になることを抑制することが可能となるとともに投写画像の品質が劣化することを抑制することが可能となる。

また、実施形態４に係る照明装置１０６においては、インテグレータ光学系１２２は、光合成光学系３０からの照明光束を集束光に変換して射出する集光レンズ１６２と、集光レンズ１６２からの照明光束をより均一な強度分布を有する光に変換するインテグレータロッド１７０とを有するため、照明光束の面内光強度分布をより均一なものにすることが可能となる。

実施形態４に係るプロジェクタ１００６は、上記した照明装置１０６を備えているため、高輝度のプロジェクタであって、第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０のうちいずれの光源装置において発光管の発光が弱まったり切れたりしても、投写画像の品質が劣化することを抑制することが可能なプロジェクタとなる。

［実施形態５］
図１７は、実施形態５に係る照明装置１０８及びプロジェクタ１００８を説明するために示す図である。図１７（ａ）はプロジェクタ１００８の光学系を示す平面図であり、図１７（ｂ）はプロジェクタ１００８の光学系を示す側面図であり、図１７（ｃ）はインテグレータロッド１７０Ｂの光入射面をシステム光軸ＯＣに沿って見た図である。なお、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）において、図１及び図１６と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

実施形態５に係る照明装置１０８は、基本的には実施形態１に係る照明装置１００とよく似た構成を有しているが、インテグレータ光学系の構成が実施形態１に係る照明装置１００とは異なっている。

すなわち、実施形態５に係る照明装置１０８においては、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示すように、インテグレータ光学系１２２Ｂは、光合成光学系３０からの照明光束を集束光に変換して射出する集光レンズ１６２と、集光レンズ１６２からの照明光束をより均一な強度分布を有する光に変換するインテグレータロッド１７０Ｂと、インテグレータロッド１７０Ｂの光入射面に配置され、中央部に光入射のための開口部を有する反射層１８２と、インテグレータロッド１７０Ｂの光射出面に配置されるλ／４板１８４と、λ／４板１８４の光射出側に配置される反射型偏光板１８６とを有している。

インテグレータロッド１７０Ｂは、集光レンズ１６２からの光を内面で多重反射させることにより、集光レンズ１６２からの光をより均一な強度分布を有する光に変換する機能を有する光学部材である。インテグレータロッド１７０Ｂとしては、例えば、中実のガラスロッドを好適に用いることができる。

インテグレータロッド１７０Ｂの光射出面の形状は、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。

なお、照明装置１０８の光路後段には、照明装置１０８からの照明光束を導光するリレーレンズ７３０が配置されている。リレーレンズ７３０は、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂとともに、照明装置１０８からの照明光束を発散させずに液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域近傍に結像させる機能を有している。なお、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示すリレーレンズ７３０は１枚のレンズで構成されているが、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。

このように、実施形態５に係る照明装置１０８は、実施形態１に係る照明装置１００とは、インテグレータ光学系の構成が異なっているが、実施形態１に係る照明装置１００の場合と同様に、第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０から照明光束を射出させ、これらの照明光束を光合成光学系３０にそれぞれ入射させることにより、光合成光学系３０からは、２つの光源装置（第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０）からの照明光束が同じ角度をもって重畳された形で射出されるようになる。このため、２つの光源装置のうちいずれの光源装置において発光管の発光が弱まったり切れたりしても、被照明領域における面内光強度分布が不均一になることを抑制することが可能となるとともに投写画像の品質が劣化することを抑制することが可能となる。

また、実施形態５に係る照明装置１０８においては、図１７に示すように、インテグレータ光学系１２２Ｂは、インテグレータロッド１７０Ｂの光入射面に配置され、中央部に光入射のための開口部を有する反射層１８２と、インテグレータロッド１７０Ｂの光射出面に配置されるλ／４板１８４と、λ／４板１８４の光射出側に配置される反射型偏光板１８６とをさらに有している。

これにより、インテグレータロッド１７０Ｂに入射した照明光束のうち一方の偏光成分（例えばＳ偏光成分）に係る照明光束が反射型偏光板１８６を通過する場合には、他方の偏光成分（例えばＰ偏光成分）に係る照明光束は反射型偏光板１８６で反射される。この反射光はインテグレータロッド１７０Ｂの光入射面に配置された反射層１８２で反射され、再度反射型偏光板１８６に到達する。このとき、この光はλ／４板１８４をすでに２回通過しているため、偏光方向が９０度回転し、一方の偏光成分に係る照明光束として反射型偏光板１８６を通過する。すなわち、インテグレータロッド１７０Ｂから射出される光の偏光方向を略１種類の偏光方向に揃えることが可能となる。したがって、液晶装置のように偏光方向を制御する電気光学変調装置を用いたプロジェクタにおいて特に好適なものとなる。

実施形態５に係る照明装置１０８は、インテグレータ光学系の構成以外の点では、実施形態１に係る照明装置１００と同様の構成を有するため、実施形態１に係る照明装置１００の場合と同様の効果を有する。

実施形態５に係るプロジェクタ１００８は、上記した照明装置１０８を備えているため、高輝度のプロジェクタであって、第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０のうちいずれの光源装置において発光管の発光が弱まったり切れたりしても、投写画像の品質が劣化することを抑制することが可能なプロジェクタとなる。

［実施形態６］
図１８は、実施形態６に係る照明装置１１０及びプロジェクタ１０１０を説明するために示す図である。図１８（ａ）はプロジェクタ１０１０の光学系を示す平面図であり、図１８（ｂ）はプロジェクタ１０１０の光学系を示す側面図であり、図１８（ｃ）は偏光変換素子１９０及びインテグレータロッド１７０Ｃの斜視図である。なお、図１８（ａ）及び図１８（ｂ）において、図１及び図１７と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

実施形態６に係る照明装置１１０は、基本的には実施形態５に係る照明装置１０８とよく似た構成を有しているが、インテグレータ光学系の構成が実施形態５に係る照明装置１０８とは異なっている。

実施形態６に係る照明装置１１０は、図１８に示すように、インテグレータ光学系１２２Ｃは、光合成光学系３０からの照明光束を集束光に変換して射出する集光レンズ１６２と、集光レンズ１６２からの照明光束を略１種類の直線偏光成分を有する光束に変換する偏光変換素子１９０と、偏光変換素子１９０からの照明光束をより均一な強度分布を有する光に変換するインテグレータロッド１７０Ｃとを有している。

偏光変換素子１９０は、光合成光学系３０からの照明光束に含まれる偏光成分のうち一方の直線偏光成分（例えばＰ偏光成分）をそのまま透過し、他方の直線偏光成分（例えばＳ偏光成分）をシステム光軸ＯＣに垂直な方向（ｘ軸方向）に反射する偏光分離面１９２と、偏光分離面１９２で反射された他方の直線偏光成分をシステム光軸ＯＣに平行な方向（ｚ軸方向）に反射する反射面１９４と、偏光分離面１９２を透過した一方の直線偏光成分を他方の直線偏光成分に変換する位相差板としてのλ／２板１９６とを有している。
なお、偏光変換素子１９０は、Ｐ偏光成分に係る照明光束を透過しＳ偏光成分に係る照明光束を反射する偏光分離面１９２を、Ｓ偏光成分に係る照明光束を透過しＰ偏光成分に係る照明光束を反射する他の偏光分離面に替えることも可能である。

インテグレータロッド１７０Ｃは、偏光変換素子１９０からの光を内面で多重反射させることにより、偏光変換素子１９０からの光をより均一な強度分布を有する光に変換する機能を有する光学部材である。インテグレータロッド１７０Ｃとしては、例えば、中実のガラスロッドを好適に用いることができる。

インテグレータロッド１７０Ｃの光射出面の形状は、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。

このように、実施形態６に係る照明装置１１０は、実施形態５に係る照明装置１０８とは、インテグレータ光学系の構成が異なっているが、実施形態１及び５に係る照明装置１００，１０８の場合と同様に、第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０から照明光束を射出させ、これらの照明光束を光合成光学系３０にそれぞれ入射させることにより、光合成光学系３０からは、２つの光源装置（第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０）からの照明光束が同じ角度をもって重畳された形で射出されるようになる。このため、２つの光源装置のうちいずれの光源装置において発光管の発光が弱まったり切れたりしても、被照明領域における面内光強度分布が不均一になることを抑制することが可能となるとともに投写画像の品質が劣化することを抑制することが可能となる。

また、実施形態６に係る照明装置１１０においては、インテグレータ光学系１２２Ｃは、インテグレータロッド１７０Ｃの光入射側に配置され、集光レンズ１６２からの照明光束を略１種類の直線偏光成分を有する光束に変換する偏光変換素子１９０をさらに有する。これにより、インテグレータロッド１７０Ｃに入射する光の偏光方向を略１種類の偏光方向に揃えることが可能となるため、液晶装置のように偏光方向を制御する電気光学変調装置を用いたプロジェクタにおいて特に好適なものとなる。

また、実施形態６に係る照明装置１１０においては、図１８に示すように、インテグレータロッド１７０Ｃと偏光変換素子１９０とは、インテグレータロッド１７０Ｃ及び偏光変換素子１９０と同じ屈折率を有する接着剤によって接着されているため、偏光変換素子１９０とインテグレータロッド１７０Ｃとの間における望ましくない多重反射が抑制され、光利用効率が低下したり迷光レベルが上昇したりすることがなくなる。また、偏光変換素子１９０とインテグレータロッド１７０Ｃとを容易に一体化することができる。また、偏光変換素子１９０とインテグレータロッド１７０Ｃとの間において、装置組み立て後における位置ずれの発生を未然に防止することができる。

実施形態６に係る照明装置１１０は、インテグレータ光学系の構成以外の点では、実施形態１及び５に係る照明装置１００，１０８と同様の構成を有するため、実施形態１及び５に係る照明装置１００，１０８の場合と同様の効果を有する。

実施形態６に係るプロジェクタ１０１０は、上記した照明装置１１０を備えているため、高輝度のプロジェクタであって、第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０のうちいずれの光源装置において発光管の発光が弱まったり切れたりしても、投写画像の品質が劣化することを抑制することが可能なプロジェクタとなる。

［実施形態７］
図１９は、実施形態７に係るプロジェクタ１０１２を説明するために示す図である。なお、図１９において、図１６と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

実施形態７に係るプロジェクタ１０１２は、基本的には実施形態４に係るプロジェクタ１００６とよく似た構成を有しているが、電気光学変調装置として複数のマイクロミラー型光変調装置を用いている点で、実施形態４に係るプロジェクタ１００６とは異なっている。

実施形態７に係るプロジェクタ１０１２は、図１９に示すように、実施形態４に係る照明装置１０６と、照明装置１０６からの照明光束を被照明領域に導光するリレーレンズ７３０と、リレーレンズ７３０からの照明光束を３つの色光に分離して被照明領域に導光するとともにマイクロミラー型光変調装置４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂによって変調された色光を合成する色分離合成光学系７４０と、色分離合成光学系７４０で分離された３つの色光のそれぞれを画像情報に応じて変調する電気光学変調装置としての３つのマイクロミラー型光変調装置４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂと、色分離合成光学系７４０によって合成された光をスクリーンＳＣＲ等の投写面に投写する投写光学系６１０とを備えたプロジェクタである。

このように、実施形態７に係るプロジェクタ１０１２は、実施形態４に係るプロジェクタ１００６とは、電気光学変調装置として複数のマイクロミラー型光変調装置を用いている点で異なっているが、実施形態４に係る照明装置１０６を備えているため、実施形態４に係るプロジェクタ１００６の場合と同様に、高輝度のプロジェクタであって、第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０のうちいずれの光源装置において発光管の発光が弱まったり切れたりしても、投写画像の品質が劣化することを抑制することが可能なプロジェクタとなる。

以上、本発明の照明装置及びプロジェクタを上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

（１）上記実施形態１、５及び６に係るプロジェクタ１０００，１００８，１０１０においては、液晶装置として、画像形成領域が「短辺：長辺＝３：４の長方形」の平面形状を有する液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、画像形成領域が「短辺：長辺＝９：１６の長方形」の平面形状を有するワイドビジョン用の液晶装置を用いることもできる。この場合、第１レンズアレイとしては、複数の第１小レンズがｚ軸に垂直な面内に７行・４列のマトリクス状に配列された構成を有するものを用いることが好ましい。

（２）上記各実施形態の照明装置１００〜１１０においては、第１の光源装置及び第２の光源装置として、楕円面リフレクタと、楕円面リフレクタの第１焦点近傍に発光中心を有する発光管と、楕円面リフレクタで反射された集束光を光合成光学系における所定位置に向けて射出する凹レンズとを有する光源装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。放物面リフレクタと、放物面リフレクタの焦点近傍に発光中心を有する発光管とを有する光源装置をも好ましく用いることができる。

（３）上記各実施形態の照明装置１００〜１１０においては、発光管に反射手段としての補助ミラーが配設された照明装置を例示して説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、補助ミラーが配設されていない照明装置に本発明を適用することも可能である。

（４）上記各実施形態の照明装置１００〜１１０においては、光合成光学系として、１つの反射プリズム及び同一形状の３つの偏光プリズムが貼り合わされたキューブタイプの光合成光学系３０を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、プレートタイプの光合成光学系をも好ましく用いることができる。なお、プレートタイプの光合成光学系としては、透光性の基板に偏光分離膜や反射膜などを設けた構成のものなどを適宜採用することができる。

（５）上記実施形態７に係るプロジェクタ１０１２において、電気光学変調装置として複数のマイクロミラー型光変調装置を用いた構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、電気光学変調装置として複数の反射型の液晶装置を用いる構成とすることも可能である。

（６）上記実施形態１、５及び６に係るプロジェクタ１０００，１００８，１０１０は透過型のプロジェクタであるが、本発明はこれに限定されるものではない。反射型のプロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶装置等のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、反射型の液晶装置のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクタにこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクタと同様の効果を得ることができる。

（７）上記実施形態１、５及び６に係るプロジェクタ１０００，１００８，１０１０においては、３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂを用いたプロジェクタを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１つ、２つ又は４つ以上の液晶装置を用いたプロジェクタにも適用可能である。

（８）上記実施形態４〜７に係る照明装置１０６〜１１０においては、インテグレータロッドとして、内面全反射タイプの中実のガラスロッドを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、４枚の反射ミラーにおける反射面を内側に向けて貼り合わせた筒状のライトトンネルなどの中空のロッドを用いてもよい。

（９）上記実施形態４に係るプロジェクタ１００６においては、インテグレータロッド１７０の光射出側にカラーホイール７１０が配置されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、インテグレータロッドの光入射側にカラーホイールが配置されていてもよい。

（１０）本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクタに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクタに適用する場合にも可能である。

実施形態１に係る照明装置１００及びプロジェクタ１０００を説明するために示す図。 実施形態１に係る照明装置１００の要部を説明するために示す図。 実施形態１に係る照明装置１００の要部を説明するために示す図。 第１レンズアレイ１３０，１３４の正面図。 インテグレータ光学系１２０における光線を示す図。 偏光変換素子１５０，１５５の光射出面における面内光強度分布を示す図。 第１の光源装置１０の第１の発光管１２の発光が切れたときの照明状態を説明するために示す図。 第２の光源装置２０の第２の発光管２２の発光が切れたときの照明状態を説明するために示す図。 光合成光学系３０を構成する光学部材を分解して示す図である。 実施形態１の変形例１に係る照明装置１００ａの要部を示す平面図。 実施形態１の変形例２に係る照明装置１００ｂを説明するために示す図。 実施形態１の変形例３に係る照明装置１００ｃを説明するために示す図。 実施形態１の変形例４に係る照明装置１００ｄを説明するために示す図。 実施形態２に係る照明装置１０２を説明するために示す図。 実施形態３に係る照明装置１０４を説明するために示す図。 実施形態４に係る照明装置１０６及びプロジェクタ１００６を説明するために示す図。 実施形態５に係る照明装置１０８及びプロジェクタ１００８を説明するために示す図。 実施形態６に係る照明装置１１０及びプロジェクタ１０１０を説明するために示す図。 実施形態７に係るプロジェクタ１０１２を説明するために示す図。

符号の説明

１０，２０…光源装置、１０ａｘ，２０ａｘ…光源装置の光軸、１２，２２…発光管、１４，２４…楕円面リフレクタ、１６，２６…補助ミラー、１８，２８…凹レンズ、３０，３０Ｂ，３０Ｃ…光合成光学系、４０，４０Ｂ，４０Ｃ，１５１，１５１ｂ，１５１ｃ_１〜１５１ｃ_４，１５６，１５６ｂ，１５６ｃ_１〜１５６ｃ_４，１９２…偏光分離面、４２，４２Ｂ，４２Ｃ，１５２，１５２ｂ，１５２ｃ，１５７，１５７ｂ，１５７ｃ，１９４…反射面、４４，４４Ｂ，４４Ｃ…偏光分離合成面、４６，４６Ｂ，４６Ｃ…偏光合成面、５０，５０Ｂ，５０Ｃ，５２，５２Ｂ，５２Ｃ，１５３，１５３ｂ，１５３ｃ，１５８，１５８ｂ，１５８ｃ，１９６…λ／２板、６０，６４，６６…偏光プリズム、６２…反射プリズム、１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１０２，１０４，１０６，１０８，１１０…照明装置、１２０，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄ，１２２，１２２Ｂ，１２２Ｃ…インテグレータ光学系、１３０，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄ，１３４，１３４ｂ，１３４ｃ，１３４ｄ…第１レンズアレイ、１３２，１３２ｂ，１３２ｃ，１３２ｄ，１３６，１３６ｂ，１３６ｃ，１３６ｄ…第１小レンズ、１４０，１４０ｂ，１４０ｃ，１４０ｄ，１４４，１４４ｂ，１４４ｃ，１４４ｄ…第２レンズアレイ、１４２，１４２ｂ，１４２ｃ，１４２ｄ，１４６，１４６ｂ，１４６ｃ，１４６ｄ…第２小レンズ、１５０，１５０ｂ，１５０ｃ，１５５，１５５ｂ，１５５ｃ，１９０…偏光変換素子、１６０…重畳レンズ、１６２，３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂ，７２６…集光レンズ、１７０，１７０Ｂ，１７０Ｃ…インテグレータロッド、１８２…反射層、１８４…λ／４板、１８６…反射型偏光板、２００…色分離導光光学系、２１０，２２０…ダイクロイックミラー、２３０，２４０，２５０，７２４…反射ミラー、２６０…入射側レンズ、２７０，７２２，７３０…リレーレンズ、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…液晶装置、４１０，４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂ…マイクロミラー型光変調装置、５００…クロスダイクロイックプリズム、６００，６１０…投写光学系、６００ａｘ，６１０ａｘ…投写光軸、７１０…カラーホイール、７１２Ｒ，７１２Ｇ，７１２Ｂ…カラーフィルタ、７１２Ｗ…透光領域、７１４…モータ、７２０…リレー光学系、７４０…色分離合成光学系、１０００，１００６，１００８，１０１０，１０１２…プロジェクタ、Ｃ…接着層、Ｌ…照明光束の輪郭、ＯＣ…システム光軸、ＳＣＲ…スクリーン

Claims (15)

1. 照明光束を射出する第１の光源装置と、
   照明光束を射出する第２の光源装置と、
   前記第１の光源装置からの照明光束と前記第２の光源装置からの照明光束とを合成して射出する光合成光学系と、
   前記光合成光学系からの照明光束をより均一な強度分布を有する光に変換する機能を有するインテグレータ光学系とを備え、
   前記光合成光学系は、
   前記第１の光源装置からの照明光束のうち第１の偏光成分に係る照明光束を透過し第２の偏光成分に係る照明光束を反射する偏光分離面と、
   前記偏光分離面で反射された第２の偏光成分に係る照明光束を前記偏光分離面を透過した第１の偏光成分に係る照明光束に平行な方向に向けて反射する反射面と、
   前記反射面で反射された第２の偏光成分に係る照明光束が通過する位置に配置され、第２の偏光成分に係る照明光束を第１の偏光成分に係る照明光束に変換する第１の位相差板と、
   前記第２の光源装置からの照明光束のうち第１の偏光成分に係る照明光束を透過し第２の偏光成分に係る照明光束を反射するとともに、前記偏光分離面を透過した第１の偏光成分に係る照明光束を透過する偏光分離合成面と、
   前記第２の光源装置からの照明光束のうち前記偏光分離合成面を透過した第１の偏光成分に係る照明光束が通過する位置に配置され、第１の偏光成分に係る照明光束を第２の偏光成分に係る照明光束に変換する第２の位相差板と、
   前記第１の位相差板を通過した第１の偏光成分に係る照明光束と前記第２の位相差板を通過した第２の偏光成分に係る照明光束とを合成する偏光合成面とを有することを特徴とする照明装置。
2. 照明光束を射出する第１の光源装置と、
   照明光束を射出する第２の光源装置と、
   前記第１の光源装置からの照明光束と前記第２の光源装置からの照明光束とを合成して射出する光合成光学系と、
   前記光合成光学系からの照明光束をより均一な強度分布を有する光に変換する機能を有するインテグレータ光学系とを備え、
   前記光合成光学系は、
   前記第１の光源装置からの照明光束のうち第１の偏光成分に係る照明光束を透過し第２の偏光成分に係る照明光束を反射する偏光分離面と、
   前記偏光分離面で反射された第２の偏光成分に係る照明光束を前記偏光分離面を透過した第１の偏光成分に係る照明光束に平行な方向に向けて反射する反射面と、
   前記反射面で反射された第２の偏光成分に係る照明光束が通過する位置に配置され、第２の偏光成分に係る照明光束を第１の偏光成分に係る照明光束に変換する第１の位相差板と、
   前記第２の光源装置からの照明光束のうち第１の偏光成分に係る照明光束を透過し第２の偏光成分に係る照明光束を反射するとともに、前記第１の位相差板を通過した第１の偏光成分に係る照明光束を透過する偏光分離合成面と、
   前記第２の光源装置からの照明光束のうち前記偏光分離合成面を透過した第１の偏光成分に係る照明光束が通過する位置に配置され、第１の偏光成分に係る照明光束を第２の偏光成分に係る照明光束に変換する第２の位相差板と、
   前記偏光分離面を透過した第１の偏光成分に係る照明光束と前記第２の位相差板を通過した第２の偏光成分に係る照明光束とを合成する偏光合成面とを有することを特徴とする照明装置。
3. 照明光束を射出する第１の光源装置と、
   照明光束を射出する第２の光源装置と、
   前記第１の光源装置からの照明光束と前記第２の光源装置からの照明光束とを合成して射出する光合成光学系と、
   前記光合成光学系からの照明光束をより均一な強度分布を有する光に変換する機能を有するインテグレータ光学系とを備え、
   前記光合成光学系は、
   前記第１の光源装置からの照明光束のうち第１の偏光成分に係る照明光束を透過し第２の偏光成分に係る照明光束を反射する偏光分離面と、
   前記偏光分離面を透過した第１の偏光成分に係る照明光束を前記偏光分離面で反射された第２の偏光成分に係る照明光束に平行な方向に向けて反射する反射面と、
   前記偏光分離面で反射された第２の偏光成分に係る照明光束が通過する位置に配置され、第２の偏光成分に係る照明光束を第１の偏光成分に係る照明光束に変換する第１の位相差板と、
   前記第２の光源装置からの照明光束のうち第１の偏光成分に係る照明光束を透過し第２の偏光成分に係る照明光束を反射するとともに、前記反射面で反射された第１の偏光成分に係る照明光束を透過する偏光分離合成面と、
   前記第２の光源装置からの照明光束のうち前記偏光分離合成面を透過した第１の偏光成分に係る照明光束が通過する位置に配置され、第１の偏光成分に係る照明光束を第２の偏光成分に係る照明光束に変換する第２の位相差板と、
   前記第１の位相差板を通過した第１の偏光成分に係る照明光束と前記第２の位相差板を通過した第２の偏光成分に係る照明光束とを合成する偏光合成面とを有することを特徴とする照明装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の照明装置において、
   前記第１の光源装置は、第１の楕円面リフレクタと、前記第１の楕円面リフレクタの第１焦点近傍に発光中心を有する第１の発光管と、前記第１の楕円面リフレクタからの集束光を前記光合成光学系における前記偏光分離面に向けて射出する第１の凹レンズとを有し、
   前記第２の光源装置は、第２の楕円面リフレクタと、前記第２の楕円面リフレクタの第１焦点近傍に発光中心を有する第２の発光管と、前記第２の楕円面リフレクタからの集束光を前記光合成光学系における前記偏光分離合成面に向けて射出する第２の凹レンズとを有することを特徴とする照明装置。
5. 請求項４に記載の照明装置において、
   前記第１の発光管には、前記第１の発光管から被照明領域側に射出される光を前記第１の発光管に向けて反射する第１の反射手段が設けられ、
   前記第２の発光管には、前記第２の発光管から被照明領域側に射出される光を前記第２の発光管に向けて反射する第２の反射手段が設けられていることを特徴とする照明装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の照明装置において、
   前記光合成光学系は、複数のプリズムを組み合わせて構成されていることを特徴とする照明装置。
7. 請求項６に記載の照明装置において、
   前記光合成光学系は、同一形状の３つの偏光プリズムと、１つの反射プリズムとを組み合わせて構成されていることを特徴とする照明装置。
8. 請求項６又は７に記載の照明装置において、
   前記光合成光学系を構成する各プリズムは、それぞれ接着されていることを特徴とする照明装置。
9. 請求項６〜８のいずれかに記載の照明装置において、
   前記第１の凹レンズと、前記光合成光学系における前記第１の凹レンズに対応する位置に配置されるプリズムとは接着され、
   前記第２の凹レンズと、前記光合成光学系における前記第２の凹レンズに対応する位置に配置されるプリズムとは接着されていることを特徴とする照明装置。
10. 請求項６〜８のいずれかに記載の照明装置において、
    前記第１の凹レンズと、前記光合成光学系における前記第１の凹レンズに対応する位置に配置されるプリズムとは離隔して配置され、
    前記第２の凹レンズと、前記光合成光学系における前記第２の凹レンズに対応する位置に配置されるプリズムとは離隔して配置されていることを特徴とする照明装置。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載の照明装置において、
    前記インテグレータ光学系は、
    前記光合成光学系からの照明光束を集束光に変換して射出する集光レンズと、
    前記集光レンズからの照明光束をより均一な強度分布を有する光に変換するインテグレータロッドとを有することを特徴とする照明装置。
12. 請求項１１に記載の照明装置において、
    前記インテグレータ光学系は、
    前記インテグレータロッドの光入射面に配置され、中央部に光入射のための開口部を有する反射層と、
    前記インテグレータロッドの光射出面に配置されるλ／４板と、
    前記λ／４板の光射出側に配置される反射型偏光板とをさらに有することを特徴とする照明装置。
13. 請求項１１に記載の照明装置において、
    前記インテグレータ光学系は、
    前記インテグレータロッドの光入射側に配置され、前記集光レンズからの照明光束を略１種類の直線偏光成分を有する光束に変換する偏光変換素子をさらに有することを特徴とする照明装置。
14. 請求項１〜１０のいずれかに記載の照明装置において、
    前記インテグレータ光学系は、
    前記光合成光学系からの照明光束を複数の部分光束に分割する複数の第１小レンズをそれぞれ有する２つの第１レンズアレイと、
    前記２つの第１レンズアレイの各第１小レンズに対応する複数の第２小レンズをそれぞれ有する２つの第２レンズアレイと、
    前記２つの第２レンズアレイからのそれぞれの部分光束を略１種類の直線偏光成分を有する光束に変換する２つの偏光変換素子と、
    前記２つの偏光変換素子からのそれぞれの光を被照明領域で重畳させる重畳レンズとを有し、
    前記２つの第１レンズアレイ、前記２つの第２レンズアレイ及び前記２つの偏光変換素子のそれぞれが、前記重畳レンズの光軸を含む仮想面に対して対称に配置されていることを特徴とする照明装置。
15. 請求項１〜１４のいずれかに記載の照明装置と、
    前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、
    前記電気光学変調装置により変調された光を投写する投写光学系とを備えることを特徴とするプロジェクタ。