JP2007293152A - 照明装置及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】高輝度かつコンパクトで、従来よりも光利用効率を高くすることが可能な照明装
置を提供する。
【解決手段】楕円面リフレクタ及び凹レンズからなる第１の光源装置１０と、放物面リフ
レクタからなる第２の光源装置２０と、第１の光源装置１０からの照明光束を反射せずそ
のまま通過させるとともに、第２の光源装置２０からの照明光束を偏光分離及び合成した
後光軸１０ａｘに沿った方向に向けて射出する偏光分離合成光学系４０と、インテグレー
タ光学系７００とを備える照明装置１００。偏光分離合成光学系４０は、偏光分離面５４
と、第１のλ／２板５６と、偏光分離合成面６０と、反射面６４と、第２のλ／２板６６
と、偏光合成面７０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。

近年、高輝度かつコンパクトな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、照明光束の射出方向が互いに異なる方向となるように配置された２組の光源装置
と、２組の光源装置から射出される照明光束のうち一方の光源装置から射出される照明光
束を他方の光源装置から射出される照明光束の射出方向と同じ方向に向けて反射する２つ
の反射素子とを有する照明装置を用いたプロジェクタ（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、２組の光源装置を用いているため、
高輝度のプロジェクタを構成することができる。なお、従来の２灯式のプロジェクタに用
いる照明装置（以下、従来の照明装置という。）においては、光源装置から射出される照
明光束のうち光源装置の光軸を含む一定範囲の領域から射出される照明光束（以下、中央
部分の照明光束という。）についてのみ照明光として利用し、当該一定範囲外の領域から
射出される照明光束（以下、周辺部分の照明光束という。）については照明光として利用
していないが、光源装置から射出される照明光束の面内光強度分布は光源装置の光軸及び
その近傍で急峻なピークを示し光源装置の光軸から離れるに従って急激に減少するような
特性曲線からなる分布となることから、光源装置における周辺部分の照明光束については
照明光として利用していなくとも十分に高輝度のプロジェクタとなる。

また、従来の２灯式のプロジェクタによれば、照明光束の射出方向がすべて同じ方向と
なるように２組の光源装置を並列に配置するのではなく、照明光束の射出方向が互いに異
なる方向となるように２組の光源装置を配置するとともに、２つの反射素子を用いること
により２組の光源装置から射出される照明光束の射出方向を一方方向に揃える構成として
いるため、高輝度でありながらコンパクトなプロジェクタを構成することができる。

特開２００５−３４６１０９号公報

ところで、従来の２灯式のプロジェクタにおいては、照明装置における光利用効率をさ
らに高くしたいという要望がある。照明装置における光利用効率をさらに高くすることが
できれば、プロジェクタの高輝度化を図ることが可能となるだけでなく、照明装置におけ
る迷光レベルを低減して投写画像の画像品質を向上することが可能となり、また、迷光等
に起因した不要な熱の発生を抑制することができ放熱構造の簡略化を図ることも可能とな
る。

そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、高輝度かつコンパクトで
、従来よりも光利用効率を高くすることが可能な照明装置及びプロジェクタを提供するこ
とを目的とする。

本発明の照明装置は、楕円面リフレクタ、前記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、前記第１の発光管から被照明領域側に向けて射出される光を
前記第１の発光管に向けて反射する第１の反射手段及び前記楕円面リフレクタからの集束
光を略平行光として射出する凹レンズを有し、第１の光軸を中心軸とする照明光束を射出
する第１の光源装置と、放物面リフレクタ、前記放物面リフレクタの焦点近傍に発光中心
を有する第２の発光管及び前記第２の発光管から被照明領域側に向けて射出される光を前
記第２の発光管に向けて反射する第２の反射手段を有し、第２の光軸を中心軸とする照明
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を反射せずそのま
ま通過させるとともに、前記第２の光源装置からの照明光束を偏光分離及び合成した後前
記第１の光軸に沿った方向に向けて射出する偏光分離合成光学系と、前記第１の光源装置
からの照明光束及び前記偏光分離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、前記偏光分離合成光学系
は、前記第２の光源装置からの照明光束の光路における、前記第１の光源装置からの照明
光束の光路よりも前記第２の光源装置側の所定位置に配置され、前記第２の光源装置から
射出される照明光束のうち前記放物面リフレクタの開口面における一方側略半分の領域か
ら射出される照明光束について第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光路
における、前記第１の光源装置からの照明光束の光路よりも前記第２の光源装置側の所定
位置に配置され、前記第２の光源装置から射出される照明光束のうち前記放物面リフレク
タの開口面における他方側略半分の領域から射出される照明光束について第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光路における、前記第１の光源装置からの照明光束の光路
よりも前記第２の光源装置とは反対側の所定位置に配置され、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、前記放物面リフレクタの開口面における他
方側略半分の領域から射出され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２の光源装置からの照明光束の光路におけ
る、前記第１の光源装置からの照明光束の光路よりも前記第２の光源装置とは反対側の所
定位置に配置され、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、本発明の照明装置によれば、偏光分離合成光学系は、第１の光源装置からの
照明光束を反射せずそのまま通過させる機能を有するため、第１の光源装置について、光
源装置における中央部分の照明光束だけでなく、従来照明光として利用していなかった周
辺部分の照明光束も利用することが可能となる。また、偏光分離合成光学系は、第２の光
源装置からの照明光束を偏光分離及び合成した後第１の光軸に沿った方向に向けて射出す
る機能を有するため、第２の光源装置について、光源装置における中央部分の照明光束だ
けでなく、従来照明光として利用していなかった周辺部分の照明光束も利用することが可
能となる。すなわち、本発明の照明装置によれば、第１の光源装置及び第２の光源装置の
いずれについても、光源装置における中央部分の照明光束及び周辺部分の照明光束の両方
を利用することが可能となるため、高輝度化を図るとともに、従来よりも光利用効率を高
くすることが可能となる。

また、本発明の照明装置によれば、照明光束の射出方向が互いに異なる方向となるよう
に第１の光源装置及び第２の光源装置を配置するとともに、偏光分離合成光学系を用いる
ことにより第１の光源装置及び第２の光源装置から射出される照明光束の射出方向を一方
方向に揃える構成としているため、コンパクトな照明装置を構成することができる。

また、本発明の照明装置によれば、第１の光源装置として楕円面リフレクタ及び凹レン
ズからなる光源装置を用いているため、第１の光源装置から射出される照明光束の径寸法
を比較的小さくすることができる。すなわち、偏光分離合成光学系の大きさを比較的小さ
なものとすることができるため、照明装置全体としてはコンパクトな照明装置を維持する
ことが可能となる。

また、本発明の照明装置によれば、第１の発光管には上記した第１の反射手段が設けら
れ、第２の発光管には上記した第２の反射手段が設けられているため、第１の発光管及び
第２の発光管の被照明領域側端部まで覆うような大きさに楕円面リフレクタ及び放物面リ
フレクタの大きさを設定することを必要とせず、楕円面リフレクタ及び放物面リフレクタ
の小型化を図ることができ、結果としてコンパクトな照明装置を実現することが可能とな
る。さらに、楕円面リフレクタ及び放物面リフレクタの小型化を図ることができることに
より、光路後段に配置されるインテグレータ光学系の大きさを小さくすることができるた
め、さらにコンパクトな照明装置となる。

したがって、本発明の照明装置は、高輝度かつコンパクトで、従来よりも光利用効率を
高くすることが可能な照明装置となる。

また、本発明の照明装置においては、第１の光源装置として楕円面リフレクタ及び凹レ
ンズからなる光源装置を用い、第２の光源装置として放物面リフレクタからなる光源装置
を用いているため、さらに以下の効果を有する。

すなわち、本発明の照明装置において、第１の光源装置から射出される照明光束はイン
テグレータ光学系の中心領域を通過することとなるが、本発明の照明装置によれば、第１
の光源装置として、照明光束の中心部分において発光管及び反射手段による影の領域（面
内光強度分布が極端に小さな領域）を無くすることが可能な、楕円面リフレクタ及び凹レ
ンズからなる光源装置（例えば、国際公開第２００５／１９９２８号パンフレット参照。
）を用いているため、照明光束の中心部分において発光管及び反射手段による影の領域が
存在することに起因して被照明領域における面内光強度分布が不均一になってしまうのを
抑制することが可能となる。

また、本発明の照明装置によれば、第２の光源装置として照明光束の平行度が高い放物
面リフレクタからなる光源装置を用いているため、第２の光源装置から偏光分離合成光学
系における偏光分離面、偏光分離合成面、反射面及び偏光合成面までの距離がそれぞれ異
なることに起因して被照明領域における面内光強度分布が不均一になってしまうのを抑制
することが可能となる。

なお、第２の発光管のアークの位置が経時的な変化によって初期位置からずれてしまい
、第２の光源装置から射出される照明光束の面内光強度分布が放物面リフレクタの開口面
における一方側略半分の領域と他方側略半分の領域とで不均一になってしまう場合がある
。このような場合であっても、本発明の照明装置によれば、偏光分離合成光学系における
偏光分離合成面及び偏光合成面のいずれについても、放物面リフレクタの開口面における
一方側略半分の領域から射出される照明光束と放物面リフレクタの開口面における他方側
略半分の領域から射出される照明光束とを混合してインテグレータ光学系の周辺領域に向
けて射出することとしているため、第２の光源装置から射出される照明光束の面内光強度
分布の不均一性を補償することができる。

本発明の照明装置においては、前記偏光分離合成光学系は、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、
偏光分離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、照明装置をよりコンパクトなものとすることが可能となる。

本発明の照明装置においては、前記偏光分離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。

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、前記インテグレータ光学系は、前記第１の光源装置から
の照明光束及び前記偏光分離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ロッドの光入射面には、中央部に光
入射のための開口部を有する反射層が配置され、前記インテグレータロッドの光射出面に
は、光進行方向に沿ってλ／４板と反射型偏光板とがこの順序で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、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型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の光入射面と前記偏光変換素
子の光射出面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、前記第１の光源装置から
の照明光束及び前記偏光分離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小レンズを有する第１レンズアレイと、前記第１レンズアレイの各第１小レンズに
対応する第２小レンズを有する第２レンズアレイと、前記第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偏光変換素子と、前記偏
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レンズアレイ、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、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。

本発明の照明装置においては、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイは、前
記第１の光源装置からの照明光束の光路に配置され、各第１小レンズ又は各第２小レンズ
における長辺方向に沿った方向に４列に分割されたレンズアレイと、前記偏光分離合成光
学系における前記偏光分離合成面に対応する位置から射出される照明光束の光路に配置さ
れ、各第１小レンズ又は各第２小レンズにおける長辺方向に沿った方向に２列に分割され
たレンズアレイと、前記偏光分離合成光学系における前記偏光合成面に対応する位置から
射出される照明光束の光路に配置され、各第１小レンズ又は各第２小レンズにおける長辺
方向に沿った方向に２列に分割されたレンズアレイとの３つのレンズアレイからそれぞれ
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、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイをそれぞれ３
つのレンズアレイで構成することができるため、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイ
がそれぞれ１つのレンズアレイで構成されている場合と比較して、各レンズアレイの大き
さを小さくすることができるため、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの設計及び製
造を容易にすることができる。
また、上記のように各レンズアレイを４列及び２列に分割することにより、電気光学変
調装置の被照明領域における光強度分布をある程度均一化しつつ、各小レンズの大きさを
ある程度以上の大きさにすることができる。これにより、各第１小レンズの短辺の長さが
極端に短くなってしまうことがなくなるため、第１レンズアレイの各第１小レンズの像が
、対応する第２レンズアレイの各第２小レンズに良好に呑み込まれるようになり、良好な
光利用効率を得ることが可能となる。

本発明の照明装置においては、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイを構成
する各レンズアレイは、各第１小レンズ又は各第２小レンズにおける短辺方向に沿った方
向に６行に分割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、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイを構成
する各レンズアレイは、各第１小レンズ又は各第２小レンズにおける短辺方向に沿った方
向に７行に分割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。

本発明の照明装置においては、他の放物面リフレクタ、前記他の放物面リフレクタの焦
点近傍に発光中心を有する第３の発光管及び前記第３の発光管から被照明領域側に向けて
射出される光を前記第３の発光管に向けて反射する第３の反射手段を有し、第３の光軸を
中心軸とする照明光束を射出する第３の光源装置と、前記第１の光源装置からの照明光束
を反射せずそのまま通過させるとともに、前記第３の光源装置からの照明光束を偏光分離
及び合成した後前記第１の光軸に沿った方向に向けて射出する他の偏光分離合成光学系と
をさらに備え、前記他の偏光分離合成光学系は、前記第３の光源装置からの照明光束の光
路における、前記第１の光源装置からの照明光束の光路よりも前記第３の光源装置側の所
定位置に配置され、前記第３の光源装置から射出される照明光束のうち前記他の放物面リ
フレクタの開口面における一方側略半分の領域から射出される照明光束について第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他の偏光分離面
と、前記他の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３
の位相差板と、前記第３の光源装置からの照明光束の光路における、前記第１の光源装置
からの照明光束の光路よりも前記第３の光源装置側の所定位置に配置され、前記第３の光
源装置から射出される照明光束のうち前記他の放物面リフレクタの開口面における他方側
略半分の領域から射出される照明光束について第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３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他の偏光分離合成面と、前記第３の光源装置からの照
明光束の光路における、前記第１の光源装置からの照明光束の光路よりも前記第３の光源
装置とは反対側の所定位置に配置され、前記他の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他の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他の反射面と、前記他の放物面リフレクタの開口面における他方側
略半分の領域から射出され前記他の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４の位相差板と、前記第３の光源装置からの照明光束の光路におけ
る、前記第１の光源装置からの照明光束の光路よりも前記第３の光源装置とは反対側の所
定位置に配置され、前記他の反射面で反射された第１の偏光成分に係る照明光束と前記第
４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他の偏光合成面とを
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３の光源装置をさらに備えているため、さらに高輝
度な照明装置を実現することができる。
また、他の偏光分離合成光学系は、第３の光源装置からの照明光束を偏光分離及び合成
した後第１の光軸に沿った方向に向けて射出する機能を有するため、第３の光源装置につ
いても、光源装置における中央部分の照明光束だけでなく、従来照明光として利用してい
なかった周辺部分の照明光束も利用することが可能となる。すなわち、本発明の照明装置
によれば、第１の光源装置〜第３の光源装置のいずれについても、光源装置における中央
部分の照明光束及び周辺部分の照明光束の両方を利用することが可能となるため、高輝度
化を図るとともに、従来よりも光利用効率を高くすることが可能となる。
さらに、他の偏光分離合成光学系における他の偏光分離合成面及び他の偏光合成面のい
ずれについても、他の放物面リフレクタの開口面における一方側略半分の領域から射出さ
れる照明光束と他の放物面リフレクタの開口面における他方側略半分の領域から射出され
る照明光束とを混合してインテグレータ光学系の周辺領域に向けて射出することとしてい
るため、第３の光源装置から射出される照明光束の面内光強度分布の不均一性を補償する
ことができる。

本発明のプロジェクタは、上記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、上記した本発明の照明装置を備えているた
め、高輝度かつコンパクトで、従来よりも光利用効率を高く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の光学系を示す図
である。図２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２（ａ）は照明装置１００の要部の上面図であり、図２（ｂ）は照明装置１００の要
部の側面図である。図３は、実施形態１に係る照明装置１００の要部の斜視図である。な
お、図３において、インテグレータ光学系７００については図示を省略している。

図４は、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の流れを
模式的に示す図である。図５は、インテグレータ光学系７００を説明するために示す図で
ある。図６は、第１レンズアレイ７１０の正面図である。なお、図６においては、照明光
束の輪郭Ｌも併せて示している。

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に
おけるシステム光軸ＯＣ方向）、ｘ軸方向（図１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，４
００Ｇ，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〜図３に示すように、略平行な照明光束を射
出する第１の光源装置１０と、略平行な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からの照明光束を反射せずそのまま通過させるとともに、第２の光源装置
２０からの照明光束を偏光分離及び合成した後第１の光源装置１０の光軸１０ａｘに沿っ
た方向に向けて射出する偏光分離合成光学系４０と、第１の光源装置１０からの照明光束
及び偏光分離合成光学系４０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７００とを備えた照明装置である。

まず、第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０の構成を説明する。

第１の光源装置１０は、図１〜図３に示すように、楕円面リフレクタ１４と、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の発光管１２
から被照明領域側に向けて射出される光を第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の副鏡１６と、楕円面リフレクタ１４からの集束光を略平行光として射
出する凹レンズ１８とを有している。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、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。

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の副鏡１６は、第１の発光管１２の管球部の略半分を覆い、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の副鏡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の副鏡１６は、第１の発光管１２から放射
された光のうち楕円面リフレクタ１４に向かわない光を第１の発光管１２に戻し楕円面リ
フレクタ１４に入射させる。

凹レンズ１８は、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、楕
円面リフレクタ１４からの光を偏光分離合成光学系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、放物面リフレクタ２４と、放物面リフレクタ２４の焦点近傍に
発光中心を有する第２の発光管２２と、第２の発光管２２から被照明領域側に向けて射出
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の副鏡２６と
を有している。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２２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。

放物面リフレクタ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被照明領域側にに向けて反射する反射凹
面とを有している。放物面リフレクタ２４から射出される光は略平行光となる。

第２の副鏡２６は、第２の発光管２２の管球部の略半分を覆い、放物面リフレクタ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の副鏡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の副鏡２６は、第２の発光管２２から放射
された光のうち放物面リフレクタ２４に向かわない光を第２の発光管２２に戻し放物面リ
フレクタ２４に入射させる。

次に、偏光分離合成光学系４０の構成を説明する。

偏光分離合成光学系４０は、図２〜図４に示すように、第２の光源装置２０からの照明
光束の光路における、第１の光源装置１０からの照明光束の光路よりも第２の光源装置２
０側の所定位置に配置される偏光プリズム５２，５８と、第２の光源装置２０からの照明
光束の光路における、第１の光源装置１０からの照明光束の光路よりも第２の光源装置２
０とは反対側の所定位置に配置される反射プリズム６２及び偏光プリズム６８と、第１の
光源装置１０からの照明光束の光路と第２の光源装置２０からの照明光束の光路とが重な
る位置に配置される透光性部材５０と、偏光プリズム５２と偏光プリズム５８との間に配
置される第１の位相差板としての第１のλ／２板５６と、偏光プリズム５８と透光性部材
５０との間に配置される第２の位相差板としての第２のλ／２板６６とを有している。

偏光プリズム５２は、２つの三角柱プリズムの界面に偏光分離面５４が形成されたプリ
ズムである。偏光分離面５４は、第２の光源装置２０から射出される照明光束のうち放物
面リフレクタ２４の開口面における一方側略半分の領域から射出される照明光束について
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。

第１のλ／２板５６は、偏光分離面５４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
機能を有する。

偏光プリズム５８は、２つの三角柱プリズムの界面に偏光分離合成面６０が形成された
プリズムである。偏光分離合成面６０は、第２の光源装置２０から射出される照明光束の
うち放物面リフレクタ２４の開口面における他方側略半分の領域から射出される照明光束
について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。また
、偏光分離面５４で反射され第１のλ／２板５６を通過したＰ偏光成分に係る照明光束を
透過する。つまり、偏光分離合成面６０は、放物面リフレクタ２４の開口面における一方
側略半分の領域から射出される照明光束と、放物面リフレクタ２４の開口面における他方
側略半分の領域から射出される照明光束とを合成し、見かけ上無偏光の光として射出する
。

ここで、「放物面リフレクタ２４の開口面における一方側略半分の領域」とは、放物面
リフレクタ２４の開口面を、第１の光源装置１０の光軸１０ａｘに直交し第２の光源装置
２０の光軸２０ａｘを含む仮想平面で分割したときの、偏光分離合成光学系４０側から見
て右側略半分の領域（図２に示す符号Ｒ_１の領域）のことをいう。また、「放物面リフレ
クタ２４の開口面における他方側略半分の領域」とは、放物面リフレクタ２４の開口面を
上記の仮想平面で分割したときの、偏光分離合成光学系４０側から見て左側略半分の領域
（図２に示す符号Ｒ_２の領域）のことをいう。

反射プリズム６２は、三角柱プリズムの一面に反射面６４が形成されたプリズムである
。反射面６４は、偏光分離面５４を透過したＰ偏光成分に係る照明光束を偏光分離面５４
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。

第２のλ／２板６６は、放物面リフレクタ２４の開口面における他方側略半分の領域か
ら射出され偏光分離合成面６０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機能を有する
。

偏光プリズム６８は、２つの三角柱プリズムの界面に偏光合成面７０が形成されたプリ
ズムである。偏光合成面７０は、反射面６４で反射されたＰ偏光成分に係る照明光束と第
２のλ／２板６６を通過したＳ偏光成分に係る照明光束とを合成する。つまり、偏光合成
面７０は、放物面リフレクタ２４の開口面における一方側略半分の領域から射出される照
明光束と、放物面リフレクタ２４の開口面における他方側略半分の領域から射出される照
明光束とを合成し、見かけ上無偏光の光として射出する。

透光性部材５０は、第１の光源装置１０からの照明光束の光路と第２の光源装置２０か
らの照明光束の光路とが重なる位置に配置され、例えば直方体又は立方体のガラスブロッ
クからなる。

このように構成された偏光分離合成光学系４０により、第１の光源装置１０からの照明
光束を反射せずそのまま通過させるとともに、第２の光源装置２０からの照明光束を偏光
分離及び合成した後光軸１０ａｘ（システム光軸ＯＣ）に沿った方向に向けて射出するこ
とが可能となる（図４参照。）。

なお、偏光分離合成光学系４０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５４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偏光分離合成面６０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偏光合成面
７０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偏光分離合成光学系としても、偏光分離合成光学系は、第１の
光源装置１０からの照明光束を反射せずそのまま通過させるとともに、第２の光源装置２
０からの照明光束を偏光分離及び合成した後光軸１０ａｘ（システム光軸ＯＣ）に沿った
方向に向けて射出する。

次に、インテグレー光学系７００の構成を説明する。

インテグレータ光学系７００は、図５及び図６に示すように、第１の光源装置１０から
の照明光束及び偏光分離合成光学系４０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７１２ａ，７１２ｂ，７１２ｃを有する第１レンズアレイ７１０と、各
第１小レンズ７１２ａ，７１２ｂ，７１２ｃに対応する複数の第２小レンズ７２２ａ，７
２２ｂ，７２２ｃを有する第２レンズアレイ７２０と、第２レンズアレイ７２０からの部
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偏光変換素子７３０と、偏光変
換素子７３０からの光を被照明領域で重畳させる重畳レンズ７４０とを有している。

第１レンズアレイ７１０は、第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０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、第１の光源装置１０から
の照明光束の光路に配置されたレンズアレイ７１０ａと、偏光プリズム５８から射出され
る照明光束の光路に配置されたレンズアレイ７１０ｂと、偏光プリズム６８から射出され
る照明光束の光路に配置されたレンズアレイ７１０ｃとの３つのレンズアレイから構成さ
れている。

レンズアレイ７１０ａは、図６に示すように、複数の第１小レンズ７１２ａ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。レンズアレイ７１
０ｂは、複数の第１小レンズ７１２ｂがｚ軸に垂直な面内に６行・２列のマトリクス状に
配列された構成を有している。レンズアレイ７１０ｃは、複数の第１小レンズ７１２ｃが
ｚ軸に垂直な面内に６行・２列のマトリクス状に配列された構成を有している。

各第１小レンズ７１２ａ，７１２ｂ，７１２ｃの輪郭形状は、液晶装置４００Ｒ，４０
０Ｇ，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７１２ａ，７１２ｂ，７１２ｃ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７２０は、重畳レンズ７４０とともに、第１レンズアレイ７１０の各
第１小レンズ７１２ａ，７１２ｂ，７１２ｃの像を液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００
Ｂの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。第２レンズアレイ７２０は、第１レン
ズアレイ７１０と略同様な構成を有し、第１の光源装置１０からの照明光束の光路に配置
されたレンズアレイ７２０ａと、偏光プリズム５８から射出される照明光束の光路に配置
されたレンズアレイ７２０ｂと、偏光プリズム６８から射出される照明光束の光路に配置
されたレンズアレイ７２０ｃとの３つのレンズアレイから構成されている。

レンズアレイ７２０ａは、ここでは図示による説明を省略するが、複数の第２小レンズ
７２２ａ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
。レンズアレイ７２０ｂは、複数の第２小レンズ７２２ｂがｚ軸に垂直な面内に６行・２
列のマトリクス状に配列された構成を有している。レンズアレイ７２０ｃは、複数の第２
小レンズ７２２ｃがｚ軸に垂直な面内に６行・２列のマトリクス状に配列された構成を有
している。

偏光変換素子７３０は、第１レンズアレイ７１０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７３０は、図５に示すように、２つの偏光分離素子７３０ａ，７３０ｂと
、各偏光分離素子７３０ａ，７３０ｂの光射出面における所定位置に配置される位相差板
としてのλ／２板７３６ａ，７３６ｂとを有している。

偏光分離素子７３０ａは、第２レンズアレイ７２０（レンズアレイ７２０ａの一部及び
レンズアレイ７２０ｂ）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７３２ａと、偏光分離面７３２ａで反射されたＳ偏光成分に係る光束を偏光分離面
７３２ａ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７３４ａとを有している。
λ／２板７３６ａは、偏光分離素子７３０ａ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
機能を有する。

偏光分離素子７３０ｂは、第２レンズアレイ７２０（レンズアレイ７２０ａの一部及び
レンズアレイ７２０ｃ）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７３２ｂと、偏光分離面７３２ｂで反射されたＳ偏光成分に係る光束を偏光分離面
７３２ｂ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７３４ｂとを有している。
λ／２板７３６ｂは、偏光分離素子７３０ｂ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
機能を有する。

重畳レンズ７４０は、第１レンズアレイ７１０、第２レンズアレイ７２０及び偏光変換
素子７３０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７４０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７４０が配置されている。
なお、図１及び図５に示す重畳レンズ７４０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。

次に、インテグレータ光学系７００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。

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７４０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７４０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４０
０Ｂ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４０
０Ｂ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４
００Ｒ，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、偏光分離合成光学
系４０は、第１の光源装置１０からの照明光束を反射せずそのまま通過させる機能を有す
るため、第１の光源装置１０について、光源装置１０における中央部分の照明光束だけで
なく、従来照明光として利用していなかった周辺部分の照明光束も利用することが可能と
なる。また、偏光分離合成光学系４０は、第２の光源装置２０からの照明光束を偏光分離
及び合成した後第１の光源装置１０の光軸１０ａｘ（システム光軸ＯＣ）に沿った方向に
向けて射出する機能を有するため、第２の光源装置２０について、光源装置２０における
中央部分の照明光束だけでなく、従来照明光として利用していなかった周辺部分の照明光
束も利用することが可能となる。すなわち、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のいずれについても、光源装置における中央
部分の照明光束及び周辺部分の照明光束の両方を利用することが可能となるため、高輝度
化を図るとともに、従来よりも光利用効率を高く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によれば、照明光束の射出方向が互いに異なる
方向となるように第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０を配置するとともに、偏光
分離合成光学系４０を用いることにより第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の射出方向を一方方向に揃える構成としているため、コンパクトな照
明装置を構成することができる。

また、実施形態１に係る照明装置１００によれば、第１の光源装置１０として楕円面リ
フレクタ及び凹レンズからなる光源装置を用いているため、第１の光源装置１０から射出
される照明光束の径寸法を比較的小さくすることができる。すなわち、偏光分離合成光学
系４０の大きさを比較的小さなものとすることができるため、照明装置全体としてはコン
パクトな照明装置を維持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によれば、第１の発光管１２には上記した第１
の副鏡１６が設けられ、第２の発光管２２には上記した第２の副鏡２６が設けられている
ため、第１の発光管１２及び第２の発光管２２の被照明領域側端部まで覆うような大きさ
に楕円面リフレクタ１４及び放物面リフレクタ２４の大きさを設定することを必要とせず
、楕円面リフレクタ１４及び放物面リフレクタ２４の小型化を図ることができ、結果とし
てコンパクトな照明装置を実現することが可能となる。さらに、楕円面リフレクタ１４及
び放物面リフレクタ２４の小型化を図ることができることにより、光路後段に配置される
インテグレータ光学系７００の大きさを小さくすることができるため、さらにコンパクト
な照明装置となる。

したがって、実施形態１に係る照明装置１００は、高輝度かつコンパクトで、従来より
も光利用効率を高くすることが可能な照明装置となる。

また、実施形態１に係る照明装置１００においては、第１の光源装置１０として楕円面
リフレクタ及び凹レンズからなる光源装置を用い、第２の光源装置２０として放物面リフ
レクタからなる光源装置を用いているため、さらに以下の効果を有する。

すなわち、実施形態１に係る照明装置１００において、第１の光源装置１０から射出さ
れる照明光束はインテグレータ光学系７００の中心領域を通過することとなるが、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として、照明光束の中心部分に
おいて発光管及び副鏡による影の領域（面内光強度分布が極端に小さな領域）を無くする
ことが可能な、楕円面リフレクタ及び凹レンズからなる光源装置を用いているため、照明
光束の中心部分において発光管及び副鏡による影の領域が存在することに起因して被照明
領域における面内光強度分布が不均一になってしまうのを抑制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によれば、第２の光源装置２０として照明光束
の平行度が高い放物面リフレクタからなる光源装置を用いているため、第２の光源装置２
０から偏光分離合成光学系４０における偏光分離面５４、偏光分離合成面６０、反射面６
４及び偏光合成面７０までの距離がそれぞれ異なることに起因して被照明領域における面
内光強度分布が不均一になってしまうのを抑制することが可能となる。

なお、第２の発光管２２のアークの位置が経時的な変化によって初期位置からずれてし
まい、第２の光源装置２０から射出される照明光束の面内光強度分布が放物面リフレクタ
２４の開口面における一方側略半分の領域と他方側略半分の領域とで不均一になってしま
う場合がある。このような場合であっても、実施形態１に係る照明装置１００によれば、
偏光分離合成光学系４０における偏光分離合成面６０及び偏光合成面７０のいずれについ
ても、放物面リフレクタ２４の開口面における一方側略半分の領域から射出される照明光
束と放物面リフレクタ２４の開口面における他方側略半分の領域から射出される照明光束
とを混合してインテグレータ光学系７００の周辺領域に向けて射出することとしているた
め、第２の光源装置２０から射出される照明光束の面内光強度分布の不均一性を補償する
ことができる。

実施形態１に係る照明装置１００においては、偏光分離合成光学系４０は、複数のプリ
ズム（３つの偏光プリズム５２，５８，６８及び反射プリズム６２）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、偏光分離合成光学系４
０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、照
明装置１００をよりコンパクトなものとすることが可能となる。

実施形態１に係る照明装置１００においては、偏光分離合成光学系４０を構成する偏光
プリズム５２，５８，６８及び反射プリズム６２は、接着層を介してそれぞれ接着されて
いる。これにより、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。
なお、偏光プリズム５２，５８，６８及び反射プリズム６２とほぼ同じ屈折率を有する
接着剤を用いることがより好ましい。

実施形態１に係る照明装置１００においては、インテグレータ光学系７００は、上記の
第１レンズアレイ７１０と、上記の第２レンズアレイ７２０と、第２レンズアレイ７２０
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偏光変換素
子７３０と、偏光変換素子７３０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７４０とを有するため、第１レンズアレイ７１０、第２レンズアレイ７２０及び重畳レ
ンズ７４０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、偏光変換素子７３０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。

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７１０は、第１の光源
装置１０からの照明光束の光路に配置され第１小レンズの長辺方向に沿った方向（ｘ軸方
向）に４列に分割されたレンズアレイ７１０ａと、偏光プリズム５８から射出される照明
光束の光路に配置され２列に分割されたレンズアレイ７１０ｂと、偏光プリズム６８から
射出される照明光束の光路に配置され２列に分割されたレンズアレイ７１０ｃとの３つの
レンズアレイから構成されている。また、第２レンズアレイ７２０は、第１の光源装置１
０からの照明光束の光路に配置され、第２小レンズの長辺方向に沿った方向に４列に分割
されたレンズアレイ７２０ａと、偏光プリズム５８から射出される照明光束の光路に配置
され２列に分割されたレンズアレイ７２０ｂと、偏光プリズム６８から射出される照明光
束の光路に配置され２列に分割されたレンズアレイ７２０ｃとの３つのレンズアレイから
構成されている。

これにより、第１レンズアレイ７１０及び第２レンズアレイ７２０をそれぞれ３つのレ
ンズアレイで構成することができるため、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイがそれ
ぞれ１つのレンズアレイで構成されている場合と比較して、各レンズアレイの大きさを小
さくすることができるため、第１レンズアレイ７１０及び第２レンズアレイ７２０の設計
及び製造を容易にすることができる。
また、上記のように各レンズアレイを４列及び２列に分割することにより、液晶装置４
００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの被照明領域における光強度分布をある程度均一化しつつ、
各小レンズの大きさをある程度以上の大きさにすることができる。これにより、各第１小
レンズの短辺の長さが極端に短くなってしまうことがなくなるため、第１レンズアレイ７
１０の各第１小レンズ７１２ａ，７１２ｂ，７１２ｃの像が、対応する第２レンズアレイ
７２０の各第２小レンズ７２２ａ，７２２ｂ，７２２ｃに良好に呑み込まれるようになり
、良好な光利用効率を得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、第１レンズアレイ７１０を構成す
る各レンズアレイ７１０ａ，７１０ｂ，７１０ｃは、第１小レンズにおける短辺方向に沿
った方向（ｙ軸方向）に６行に分割されたレンズアレイであり、第２レンズアレイ７２０
を構成する各レンズアレイ７２０ａ，７２０ｂ，７２０ｃは、第２小レンズにおける短辺
方向に沿った方向に６行に分割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７３０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。

実施形態１に係る照明装置１００においては、図５に示すように、第２レンズアレイ７
２０におけるｘ軸方向に沿った長さは、第１レンズアレイ７１０における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７１０（レンズアレイ７１０ａ，７１０ｂ
，７１０ｃ）及び第２レンズアレイ７２０（レンズアレイ７２０ａ，７２０ｂ，７２０ｃ
）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７１０及び第２レンズアレイ７２０の製造が容易となる。

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、上記した優れた照明装置
１００を備えているため、高輝度かつコンパクトで、従来よりも光利用効率を高くするこ
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２のλ／２板６６は偏光プリズ
ム５８と透光性部材５０との間に配置されているが、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］
図７は、実施形態１の変形例に係る照明装置１００ａの要部を示す図である。なお、図
７において、図２（ａ）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、第２のλ／２板の配置位置が実施形態１に係る照
明装置１００とは異なっている。

すなわち、変形例に係る照明装置１００ａにおいては、図７に示すように、第２のλ／
２板６６ａは、偏光プリズム６８と透光性部材５０との間に配置されている。

このように構成された変形例における偏光分離合成光学系４０ａによっても、実施形態
１で説明した偏光分離合成光学系４０の場合と同様に、第１の光源装置１０からの照明光
束を反射せずそのまま通過させるとともに、第２の光源装置２０からの照明光束を偏光分
離及び合成した後第１の光源装置１０の光軸１０ａｘ（システム光軸ＯＣ）に沿った方向
に向けて射出することが可能となる。

［実施形態２］
実施形態２に係る照明装置１０２の特徴及び効果を説明するにあたり、まず、照明装置
１０２の構成について、図８〜図１２を用いて説明する。

図８は、実施形態２に係る照明装置１０２の要部を説明するために示す図である。図８
（ａ）は照明装置１０２の要部の上面図であり、図８（ｂ）は照明装置１０２の要部の側
面図である。図９は、実施形態２に係る照明装置１０２の要部を説明するために示す図で
ある。図９（ａ）は照明装置１０２の要部の斜視図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）とは
異なる方向から見たときの照明装置１０２の要部の斜視図である。なお、図９（ａ）及び
図９（ｂ）において、インテグレータ光学系７０１については図示を省略している。

図１０は、第１の光源装置１０〜第３の光源装置３０から射出される照明光束の流れを
模式的に示す図である。図１０（ａ）は第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の流れを模式的に示す図であり、図１０（ｂ）は第１の光源装置１０
及び第３の光源装置３０から射出される照明光束の流れを模式的に示す図である。図１１
は、インテグレータ光学系７０１を説明するために示す図である。図１２は、第１レンズ
アレイ７１１の正面図である。図１２においては、照明光束の輪郭Ｌも併せて示している
。

なお、図８〜図１２において、図２〜図６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、図８〜図１１に示すように、略平行な照明光束を
射出する第１の光源装置１０と、略平行な照明光束を射出する第２の光源装置２０と、略
平行な照明光束を射出する第３の光源装置３０と、第１の光源装置１０からの照明光束を
反射せずそのまま通過させるとともに、第２の光源装置２０からの照明光束を偏光分離及
び合成した後第１の光源装置１０の光軸１０ａｘ（システム光軸ＯＣ）に沿った方向に向
けて射出する偏光分離合成光学系４０と、第１の光源装置１０からの照明光束を反射せず
そのまま通過させるとともに、第３の光源装置３０からの照明光束を偏光分離及び合成し
た後第１の光源装置１０の光軸１０ａｘ（システム光軸ＯＣ）に沿った方向に向けて射出
する偏光分離合成光学系４２と、第１の光源装置１０からの照明光束及び偏光分離合成光
学系４０，４２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７０１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及び偏光分離合成光学系４０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。

第３の光源装置３０は、図８に示すように、放物面リフレクタ３４と、放物面リフレク
タ３４の焦点近傍に発光中心を有する第３の発光管３２と、第３の発光管３２から被照明
領域側に向けて射出される光を第３の発光管３２に向けて反射する第３の反射手段として
の第３の副鏡３６とを有している。第３の光源装置３０は、光軸３０ａｘを中心軸とする
光束を射出する。

第３の発光管３２、放物面リフレクタ３４及び第３の副鏡３６のそれぞれは、実施形態
１で説明した第２の発光管２２、放物面リフレクタ２４及び第２の副鏡２６と同様の構成
であるため、詳細な説明は省略する。

次に、偏光分離合成光学系４２の構成を説明する。

偏光分離合成光学系４２は、図８〜図１０に示すように、第３の光源装置３０からの照
明光束の光路における、第１の光源装置１０からの照明光束の光路よりも第３の光源装置
３０側の所定位置に配置される偏光プリズム７２，７８と、第３の光源装置３０からの照
明光束の光路における、第１の光源装置１０からの照明光束の光路よりも第３の光源装置
３０とは反対側の所定位置に配置される反射プリズム８２及び偏光プリズム８８と、第１
の光源装置１０からの照明光束の光路と第３の光源装置３０からの照明光束の光路とが重
なる位置に配置される透光性部材５０と、偏光プリズム７２と偏光プリズム７８との間に
配置される第３の位相差板としての第３のλ／２板７６と、偏光プリズム７８と透光性部
材５０との間に配置される第４の位相差板としての第４のλ／２板８６とを有している。
なお、偏光分離合成光学系４０及び他の偏光分離合成光学系４２は、透光性部材５０を共
有している。

偏光プリズム７２は、２つの三角柱プリズムの界面に偏光分離面７４が形成されたプリ
ズムである。偏光分離面７４は、第３の光源装置３０から射出される照明光束のうち放物
面リフレクタ３４の開口面における一方側略半分の領域から射出される照明光束について
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。

第３のλ／２板７６は、偏光分離面７４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
機能を有する。

偏光プリズム７８は、２つの三角柱プリズムの界面に偏光分離合成面８０が形成された
プリズムである。偏光分離合成面８０は、第３の光源装置３０から射出される照明光束の
うち放物面リフレクタ３４の開口面における他方側略半分の領域から射出される照明光束
について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。また
、偏光分離面７４で反射され第３のλ／２板７６を通過したＰ偏光成分に係る照明光束を
透過する。つまり、偏光分離合成面８０は、放物面リフレクタ３４の開口面における一方
側略半分の領域から射出される照明光束と、放物面リフレクタ３４の開口面における他方
側略半分の領域から射出される照明光束とを合成し、見かけ上無偏光の光として射出する
。

ここで、「放物面リフレクタ３４の開口面における一方側略半分の領域」とは、放物面
リフレクタ３４の開口面を、第１の光源装置１０の光軸１０ａｘに直交し第３の光源装置
３０の光軸３０ａｘを含む仮想平面で分割したときの、図８（ｂ）に示す符号Ｒ_３の領域
のことをいう。また、「放物面リフレクタ３４の開口面における他方側略半分の領域」と
は、放物面リフレクタ３４の開口面を上記の仮想平面で分割したときの、図８（ｂ）に示
す符号Ｒ_４の領域のことをいう。

反射プリズム８２は、三角柱プリズムの一面に反射面８４が形成されたプリズムである
。反射面８４は、偏光分離面７４を透過したＰ偏光成分に係る照明光束を偏光分離面７４
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。

第４のλ／２板８６は、放物面リフレクタ３４の開口面における他方側略半分の領域か
ら射出され偏光分離合成面８０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機能を有する
。

偏光プリズム８８は、２つの三角柱プリズムの界面に偏光合成面９０が形成されたプリ
ズムである。偏光合成面９０は、反射面８４で反射されたＰ偏光成分に係る照明光束と第
４のλ／２板８６を通過したＳ偏光成分に係る照明光束とを合成する。つまり、偏光合成
面９０は、放物面リフレクタ３４の開口面における一方側略半分の領域から射出される照
明光束と、放物面リフレクタ３４の開口面における他方側略半分の領域から射出される照
明光束とを合成し、見かけ上無偏光の光として射出する。

このように構成された偏光分離合成光学系４２により、第１の光源装置１０からの照明
光束を反射せずそのまま通過させるとともに、第３の光源装置３０からの照明光束を偏光
分離及び合成した後光軸１０ａｘ（システム光軸ＯＣ）に沿った方向に向けて射出するこ
とが可能となる（図８（ｂ）参照。）。

なお、偏光分離合成光学系４２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７４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偏光分離合成面８０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偏光合成面
９０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偏光分離合成光学系としても、偏光分離合成光学系は、第１の
光源装置１０からの照明光束を反射せずそのまま通過させるとともに、第３の光源装置３
０からの照明光束を偏光分離及び合成した後光軸１０ａｘ（システム光軸ＯＣ）に沿った
方向に向けて射出する。

次に、インテグレー光学系７０１の構成を説明する。

インテグレータ光学系７０１は、図１１及び図１２に示すように、第１の光源装置１０
からの照明光束及び偏光分離合成光学系４０，４２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７１２ａ，７１２ｂ，７１２ｃ，７１２ｄ，７１２ｅを有す
る第１レンズアレイ７１１と、各第１小レンズ７１２ａ〜７１２ｅに対応する複数の第２
小レンズ７２２ａ，７２２ｂ，７２２ｃ，７２２ｄ，７２２ｅを有する第２レンズアレイ
７２１と、第２レンズアレイ７２１からの部分光束を略１種類の直線偏光成分を有する光
束に変換する偏光変換素子７３１と、偏光変換素子７３０からの光を被照明領域で重畳さ
せる重畳レンズ７４１とを有している。

第１レンズアレイ７１１は、第１の光源装置１０〜第３の光源装置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、第１の光源装置１０からの
照明光束の光路に配置されたレンズアレイ７１０ａと、偏光プリズム５８から射出される
照明光束の光路に配置されたレンズアレイ７１０ｂと、偏光プリズム６８から射出される
照明光束の光路に配置されたレンズアレイ７１０ｃと、偏光プリズム７８から射出される
照明光束の光路に配置されたレンズアレイ７１０ｄと、偏光プリズム８８から射出される
照明光束の光路に配置されたレンズアレイ７１０ｅとの５つのレンズアレイから構成され
ている。なお、レンズアレイ７１０ａ，７１０ｂ，７１０ｃは、実施形態１で説明したも
のと同様であるため、詳細な説明は省略する。

レンズアレイ７１０ｄは、図１２に示すように、複数の第１小レンズ７１２ｄがｚ軸に
垂直な面内に３行・４列のマトリクス状に配列された構成を有している。レンズアレイ７
１０ｅは、複数の第１小レンズ７１２ｅがｚ軸に垂直な面内に３行・４列のマトリクス状
に配列された構成を有している。

各第１小レンズ７１２ａ〜７１２ｅの輪郭形状は、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４０
０Ｂ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２に係る
照明装置１０２においては、各第１小レンズ７１２ａ〜７１２ｅ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７２１は、重畳レンズ７４０とともに、第１レンズアレイ７１１の各
第１小レンズ７１２ａ〜７１２ｅ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。第２レンズアレイ７２１は、第１レンズアレイ７
１１と略同様な構成を有し、第１の光源装置１０からの照明光束の光路に配置されたレン
ズアレイ７２０ａ（図示せず。）と、偏光プリズム５８から射出される照明光束の光路に
配置されたレンズアレイ７２０ｂと、偏光プリズム６８から射出される照明光束の光路に
配置されたレンズアレイ７２０ｃと、偏光プリズム７８から射出される照明光束の光路に
配置されたレンズアレイ７２０ｄと、偏光プリズム８８から射出される照明光束の光路に
配置されたレンズアレイ７２０ｅ（図示せず。）との５つのレンズアレイから構成されて
いる。なお、レンズアレイ７２０ａ，７２０ｂ，７２０ｃは、実施形態１で説明したもの
と同様であるため、詳細な説明は省略する。

レンズアレイ７２０ｄは、ここでは図示による説明を省略するが、複数の第２小レンズ
７２２ｄがｚ軸に垂直な面内に３行・４列のマトリクス状に配列された構成を有している
。レンズアレイ７２０ｅは、複数の第２小レンズ７２２ｅがｚ軸に垂直な面内に３行・４
列のマトリクス状に配列された構成を有している。

偏光変換素子７３１は、第１レンズアレイ７１１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７３１は、図１１に示すように、２つの偏光分離素子７３１ａ，７３１ｂ
と、各偏光分離素子７３１ａ，７３１ｂの光射出面における所定位置に配置される位相差
板としてのλ／２板７３７ａ，７３７ｂとを有している。

偏光分離素子７３１ａは、第２レンズアレイ７２１（レンズアレイ７２０ａの一部及び
レンズアレイ７２０ｂ）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７３３ａと、偏光分離面７３３ａで反射されたＳ偏光成分に係る光束を偏光分離面
７３３ａ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７３５ａとを有している。
λ／２板７３７ａは、偏光分離素子７３１ａ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
機能を有する。

偏光分離素子７３１ｂは、第２レンズアレイ７２１（レンズアレイ７２０ａの一部及び
レンズアレイ７２０ｃ）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７３３ｂと、偏光分離面７３３ｂで反射されたＳ偏光成分に係る光束を偏光分離面
７３３ｂ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７３５ｂとを有している。
λ／２板７３７ｂは、偏光分離素子７３１ｂ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
機能を有する。

重畳レンズ７４１は、第１レンズアレイ７１１、第２レンズアレイ７２１及び偏光変換
素子７３１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７４１の光軸と照明装置
１０２のシステム光軸ＯＣとが略一致するように、重畳レンズ７４１が配置されている。
なお、図１１に示す重畳レンズ７４１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。

以上のように構成された実施形態２に係る照明装置１０２によれば、３組の光源装置（
第１の光源装置１０、第２の光源装置２０及び第３の光源装置３０）を備えているため、
高輝度な照明装置を実現することができる。

また、実施形態２に係る照明装置１０２によれば、実施形態１に係る照明装置１００の
場合と同様に、偏光分離合成光学系４０は、第１の光源装置１０からの照明光束を反射せ
ずそのまま通過させる機能を有するため、第１の光源装置１０について、光源装置１０に
おける中央部分の照明光束だけでなく、従来照明光として利用していなかった周辺部分の
照明光束も利用することが可能となる。また、偏光分離合成光学系４０，４２は、第２の
光源装置２０及び第３の光源装置３０からの照明光束を偏光分離及び合成した後第１の光
源装置１０の光軸１０ａｘ（システム光軸ＯＣ）に沿った方向に向けて射出する機能を有
するため、第２の光源装置２０及び第３の光源装置３０について、各光源装置２０，３０
における中央部分の照明光束だけでなく、従来照明光として利用していなかった周辺部分
の照明光束も利用することが可能となる。すなわち、実施形態２に係る照明装置１０２に
よれば、第１の光源装置１０〜第３の光源装置３０のいずれについても、光源装置におけ
る中央部分の照明光束及び周辺部分の照明光束の両方を利用することが可能となるため、
高輝度化を図るとともに、従来よりも光利用効率を高くすることが可能となる。

また、実施形態２に係る照明装置１０２によれば、照明光束の射出方向が互いに異なる
方向となるように第１の光源装置１０〜第３の光源装置３０を配置するとともに、偏光分
離合成光学系４０，４２を用いることにより第１の光源装置１０〜第３の光源装置３０か
ら射出される照明光束の射出方向を一方方向に揃える構成としているため、コンパクトな
照明装置を構成することができる。

また、実施形態２に係る照明装置１０２によれば、第１の光源装置１０として楕円面リ
フレクタ及び凹レンズからなる光源装置を用いているため、第１の光源装置１０から射出
される照明光束の径寸法を比較的小さくすることができる。すなわち、偏光分離合成光学
系４０，４２の大きさを比較的小さなものとすることができるため、照明装置全体として
はコンパクトな照明装置を維持することが可能となる。

また、実施形態２に係る照明装置１０２によれば、第１の発光管１２〜第３の発光管３
２には上記した第１の副鏡１６〜第３の副鏡３６が設けられているため、第１の発光管１
２〜第３の発光管３２の被照明領域側端部まで覆うような大きさに楕円面リフレクタ１４
及び放物面リフレクタ２４，３４の大きさを設定することを必要とせず、楕円面リフレク
タ１４及び放物面リフレクタ２４，３４の小型化を図ることができ、結果としてコンパク
トな照明装置を実現することが可能となる。さらに、楕円面リフレクタ１４及び放物面リ
フレクタ２４，３４の小型化を図ることができることにより、光路後段に配置されるイン
テグレータ光学系７０１の大きさを小さくすることができるため、さらにコンパクトな照
明装置となる。

したがって、実施形態２に係る照明装置１０２は、高輝度かつコンパクトで、従来より
も光利用効率を高くすることが可能な照明装置となる。

また、実施形態２に係る照明装置１０２によれば、偏光分離合成光学系４２における偏
光分離合成面８０及び偏光合成面９０のいずれについても、放物面リフレクタ３４の開口
面における一方側略半分の領域から射出される照明光束と放物面リフレクタ３４の開口面
における他方側略半分の領域から射出される照明光束とを混合してインテグレータ光学系
７０１の周辺領域に向けて射出することとしているため、第３の光源装置３０から射出さ
れる照明光束の面内光強度分布の不均一性を補償することができるという効果もある。

実施形態２に係る照明装置１０２は、第３の光源装置３０及び偏光分離合成光学系４２
をさらに備える点並びにインテグレータ光学系の構成が異なる点以外の点では、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］
実施形態３に係る照明装置１０４及びプロジェクタ１００４の特徴及び効果を説明する
にあたり、まず、プロジェクタ１００４の構成について、図１３を用いて説明する。

図１３は、実施形態３に係る照明装置１０４及びプロジェクタ１００４を説明するため
に示す図である。図１３（ａ）はプロジェクタ１００４の光学系を示す平面図であり、図
１３（ｂ）はプロジェクタ１００４の光学系を示す側面図であり、図１３（ｃ）はカラー
ホイール８１０をシステム光軸ＯＣに沿って見た図である。なお、図１３（ａ）及び図１
３（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３に係るプロジェクタ１００４は、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すよう
に、照明装置１０４と、照明装置１０４からの照明光束を被照明領域に導光するリレー光
学系８２０と、リレー光学系８２０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３に係る照明装置１０４は、略平行な照明光束を射出する第１の光源装置１０
と、略平行な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
光束を反射せずそのまま通過させるとともに、第２の光源装置２０からの照明光束を偏光
分離及び合成した後第１の光源装置１０の光軸１０ａｘに沿った方向に向けて射出する偏
光分離合成光学系４０と、第１の光源装置１０からの照明光束及び偏光分離合成光学系４
０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７０２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、偏光分離合成光学系４０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７０２は、第１の光源装置１０からの照明光束及び偏光分離合成
光学系４０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７５０と、集光レン
ズ７５０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７６０とを有している。

集光レンズ７５０は、第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０からの照明光束をイ
ンテグレータロッド７６０の光入射面近傍に集光させる機能を有している。なお、図１３
（ａ）及び図１３（ｂ）に示す集光レンズ７５０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７６０は、集光レンズ７５０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７５０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７６０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７６０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７６
０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７６０の光射出側には、カラーホイール８１０が配置されている
。カラーホイール８１０は、図１３（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８１２Ｒ，８１２Ｇ，８１２Ｂが形成さ
た円板状部材である。カラーホイール８１０の中心部分には、カラーホイール８１０を回
転させるためのモータ８１４が配置されている。

カラーフィルタ８１２Ｒは、インテグレータロッド７６０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８１２Ｇ，８１２Ｂは、それぞれ、イ
ンテグレータロッド７６０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８１２Ｒ，８１２Ｇ，８１２Ｂ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８１２Ｒ，８１２Ｇ，８１２Ｂ以外の部分は、透光領域８
１２Ｗとなっており、インテグレータロッド７６０から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８１２Ｗ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８１０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７６０から射出された照明光束は、カラーホイール８１０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８２０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８２０は、リレーレンズ８２２と、反射ミラー８２４と、集光レンズ８２
６とを有し、照明装置１０４（カラーホイール８１０）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８２２は、集光レンズ８２６とともに、照明装置１０４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１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すリレーレンズ８２２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８２４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８２
２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８２６は、リレーレンズ８２２及び反射ミラー８２４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８２０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３に係るプロジェクタ１００４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３に係る照明装置１０４及びプロジェクタ１００４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、
偏光分離合成光学系４０は、第１の光源装置１０からの照明光束を反射せずそのまま通過
させる機能を有するため、第１の光源装置１０について、光源装置１０における中央部分
の照明光束だけでなく、従来照明光として利用していなかった周辺部分の照明光束も利用
することが可能となる。また、偏光分離合成光学系４０は、第２の光源装置２０からの照
明光束を偏光分離及び合成した後第１の光源装置１０の光軸１０ａｘ（システム光軸ＯＣ
）に沿った方向に向けて射出する機能を有するため、第２の光源装置２０について、光源
装置２０における中央部分の照明光束だけでなく、従来照明光として利用していなかった
周辺部分の照明光束も利用することが可能となる。すなわち、実施形態３に係る照明装置
１０４によれば、第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０のいずれについても、光源
装置における中央部分の照明光束及び周辺部分の照明光束の両方を利用することが可能と
なるため、高輝度化を図るとともに、従来よりも光利用効率を高くすることが可能となる
。

また、実施形態３に係る照明装置１０４によれば、照明光束の射出方向が互いに異なる
方向となるように第１の光源装置１０及び第２の光源装置２０を配置するとともに、偏光
分離合成光学系４０を用いることにより第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の射出方向を一方方向に揃える構成としているため、コンパクトな照
明装置を構成することができる。

また、実施形態３に係る照明装置１０４によれば、第１の光源装置１０として楕円面リ
フレクタ及び凹レンズからなる光源装置を用いているため、第１の光源装置１０から射出
される照明光束の径寸法を比較的小さくすることができる。すなわち、偏光分離合成光学
系４０の大きさを比較的小さなものとすることができるため、照明装置全体としてはコン
パクトな照明装置を維持することが可能となる。

また、実施形態３に係る照明装置１０４によれば、第１の発光管１２には上記した第１
の副鏡１６が設けられ、第２の発光管２２には上記した第２の副鏡２６が設けられている
ため、第１の発光管１２及び第２の発光管２２の被照明領域側端部まで覆うような大きさ
に楕円面リフレクタ１４及び放物面リフレクタ２４の大きさを設定することを必要とせず
、楕円面リフレクタ１４及び放物面リフレクタ２４の小型化を図ることができ、結果とし
てコンパクトな照明装置を実現することが可能となる。さらに、楕円面リフレクタ１４及
び放物面リフレクタ２４の小型化を図ることができることにより、光路後段に配置される
インテグレータ光学系７０２の大きさを小さくすることができるため、さらにコンパクト
な照明装置となる。

したがって、実施形態３に係る照明装置１０４は、高輝度かつコンパクトで、従来より
も光利用効率を高くすることが可能な照明装置となる。

実施形態３に係る照明装置１０４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１０
０の場合と同様の効果を有する。

実施形態３に係るプロジェクタ１００４は、上記した照明装置１０４を備えているため
、高輝度かつコンパクトで、従来よりも光利用効率を高くすることが可能なプロジェクタ
となる。

［実施形態４］
図１４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１４（ａ）はプロジェクタ１００６の光学系を示す平面図であり、図
１４（ｂ）はプロジェクタ１００６の光学系を示す側面図であり、図１４（ｃ）はインテ
グレータロッド７６０Ｂ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
１４（ａ）及び図１４（ｂ）において、図１及び図１３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に係る照明装置１０６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１
００とは異なっている。

すなわち、実施形態４に係る照明装置１０６においては、図１４（ａ）及び図１４（ｂ
）に示すように、インテグレータ光学系７０２Ｂは、第１の光源装置１０からの照明光束
及び偏光分離合成光学系４０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７５
０と、集光レンズ７５０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７６０Ｂと、インテグレータロッド７６０Ｂ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７７２と、インテグレータロッド７６０Ｂの
光射出面に配置されるλ／４板７７４と、λ／４板７７４の光射出側に配置される反射型
偏光板７７６とを有している。

インテグレータロッド７６０Ｂは、集光レンズ７５０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７５０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７６０Ｂ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７６０Ｂの光射出面の形状は、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４
００Ｂ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１０６の光路後段には、照明装置１０６からの照明光束を導光するリレ
ーレンズ８３０が配置されている。リレーレンズ８３０は、集光レンズ３００Ｒ，３００
Ｇ，３００Ｂとともに、照明装置１０６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１４
（ａ）及び図１４（ｂ）に示すリレーレンズ８３０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４に係る照明装置１０６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、その他の点については実施形態１に
係る照明装置１００と同様の構成を有しているため、実施形態１に係る照明装置１００の
場合と同様に、高輝度かつコンパクトで、従来よりも光利用効率を高くすることが可能な
照明装置となる。

また、実施形態４に係る照明装置１０６においては、図１４に示すように、インテグレ
ータ光学系７０２Ｂは、インテグレータロッド７６０Ｂ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７７２と、インテグレータロッド７６０Ｂの光射出
面に配置されるλ／４板７７４と、λ／４板７７４の光射出側に配置される反射型偏光板
７７６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７６０Ｂ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７７６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７７６で反射される。この
反射光はインテグレータロッド７６０Ｂの光入射面に配置された反射層７７２で反射され
、再度反射型偏光板７７６に到達する。このとき、この光はλ／４板７７４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７７６を通過する。すなわち、インテグレータロッド７６０Ｂ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４に係る照明装置１０６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１０
０の場合と同様の効果を有する。

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
、高輝度かつコンパクトで、従来よりも光利用効率を高くすることが可能なプロジェクタ
となる。

［実施形態５］
図１５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１５（ａ）はプロジェクタ１００８の光学系を示す平面図であり、図
１５（ｂ）はプロジェクタ１００８の光学系を示す側面図であり、図１５（ｃ）は偏光変
換素子７８０及びインテグレータロッド７６０Ｃの斜視図である。なお、図１５（ａ）及
び図１５（ｂ）において、図１及び図１４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４に係る照明装置１
０６とは異なっている。

実施形態５に係る照明装置１０８は、図１５に示すように、インテグレータ光学系７０
２Ｃは、第１の光源装置１０からの照明光束及び偏光分離合成光学系４０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７５０と、集光レンズ７５０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７８０と、偏光変換素子７８
０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７６
０Ｃとを有している。

偏光変換素子７８０は、集光レンズ７５０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７８２
と、偏光分離面７８２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７８４と、偏光分離面７８２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７８６とを有している。
なお、偏光変換素子７８０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７８２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７６０Ｃは、偏光変換素子７８０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７８０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７６０Ｃ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７６０Ｃの光射出面の形状は、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４
００Ｂ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５に係る照明装置１０８は、実施形態４に係る照明装置１０６と
は、インテグレータ光学系の構成が異なっているが、その他の点については実施形態１及
び４に係る照明装置１００，１０６と同様の構成を有しているため、実施形態１及び４に
係る照明装置１００，１０６の場合と同様に、高輝度かつコンパクトで、従来よりも光利
用効率を高くすることが可能な照明装置となる。

また、実施形態５に係る照明装置１０８においては、インテグレータ光学系７０２Ｃは
、インテグレータロッド７６０Ｃの光入射側に配置され、集光レンズ７５０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７８０をさらに有する
。これにより、インテグレータロッド７６０Ｃ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５に係る照明装置１０８においては、図１５に示すように、インテグレ
ータロッド７６０Ｃと偏光変換素子７８０とは、インテグレータロッド７６０Ｃ及び偏光
変換素子７８０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
７８０とインテグレータロッド７６０Ｃ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７８０とインテグレータロッド７６０Ｃとを容易に一体化することができる。また、
偏光変換素子７８０とインテグレータロッド７６０Ｃ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及び４に係る照明装置１００，１０６と同様の構成を有するため、実施形態１及び
４に係る照明装置１００，１０６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
、高輝度かつコンパクトで、従来よりも光利用効率を高く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）上記各実施形態の照明装置１００〜１０８においては、第１の光源装置１０として
楕円面リフレクタ及び凹レンズからなる光源装置を用い、第２の光源装置２０又は第３の
光源装置３０として放物面リフレクタからな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。第１の光源装置として放物面リフレクタからなる光源装置を用いる
こともできるし、第２の光源装置又は第３の光源装置として楕円面リフレクタ及び凹レン
ズからなる光源装置を用いることもできる。

（２）上記各実施形態の照明装置１００〜１０８においては、発光管に配設される反射手
段として副鏡を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、反射手段として反射
膜を用いることも好ましい。また、上記各実施形態の照明装置１００〜１０８においては
、発光管に反射手段としての副鏡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、副鏡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。

（３）上記実施形態３〜５に係る照明装置１０４〜１０８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。

（４）上記各実施形態の照明装置１００〜１０８においては、偏光分離合成光学系４０又
は偏光分離合成光学系４２を構成する各プリズムが接着層を介してそれぞれ接着されてい
る場合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、各プリズムがそ
れぞれ離隔して配置されていてもよい。

（５）上記各実施形態の照明装置１００〜１０８においては、偏光分離合成光学系４０又
は偏光分離合成光学系４２が透光性部材５０を有するものであったが、本発明はこれに限
定されるものではなく、偏光分離合成光学系４０又は偏光分離合成光学系４２が透光性部
材５０を有していなくてもよい。

（６）上記各実施形態の照明装置１００〜１０８においては、偏光分離合成光学系４０又
は偏光分離合成光学系４２として、各種のプリズム（偏光プリズム及び反射プリズム）か
ら構成された偏光分離合成光学系を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、
プレートタイプの偏光分離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
タイプの偏光分離合成光学系としては、透光性の基板に偏光分離膜又は反射膜などを設け
た構成のものなどを適宜採用することができる。

（７）上記実施形態１、４及び５に係るプロジェクタ１０００，１００６，１００８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、第
１の光源装置１０からの照明光束の光路に配置され各第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レンズアレイと、偏光プリズム５８から射出され
る照明光束の光路に配置され各第１小レンズがｚ軸に垂直な面内に７行・２列のマトリク
ス状に配列されたレンズアレイと、偏光プリズム６８から射出される照明光束の光路に配
置され各第１小レンズがｚ軸に垂直な面内に７行・２列のマトリクス状に配列されたレン
ズアレイとの３つのレンズアレイから構成されたものを用いることが好ましい。

（８）上記実施形態１、４及び５に係るプロジェクタ１０００，１００６，１００８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。

（９）上記実施形態１、４及び５に係るプロジェクタ１０００，１００６，１００８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。

（１０）上記実施形態３に係るプロジェクタ１００４においては、１つのマイクロミラー
型光変調装置４１０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、複数のマイクロミラー型光変調装置を用いたプロジェクタにも適用可
能である。

（１１）上記実施形態３に係るプロジェクタ１００４においては、インテグレータロッド
７６０の光射出側にカラーホイール８１０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。

（１２）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の光学系を示す図。 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の要部の斜視図。 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の流れを模式的に示す図。 インテグレータ光学系７００を説明するために示す図。 第１レンズアレイ７１０の正面図。 実施形態１の変形例に係る照明装置１００ａの要部を示す図。 実施形態２に係る照明装置１０２の要部を説明するために示す図。 実施形態２に係る照明装置１０２の要部を説明するために示す図。 第１の光源装置１０〜第３の光源装置３０から射出される照明光束の流れを模式的に示す図。 インテグレータ光学系７０１を説明するために示す図。 第１レンズアレイ７１１の正面図。 実施形態３に係る照明装置１０４及びプロジェクタ１００４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。

符号の説明

１０，２０，３０…光源装置、１０ａｘ，２０ａｘ，３０ａｘ…光源装置の光軸、１２，
２２，３２…発光管、１４…楕円面リフレクタ、１６，２６，３６…副鏡、１８…凹レン
ズ、２４，３４…放物面リフレクタ、４０，４０ａ，４２…偏光分離合成光学系、５０…
透光性部材、５２，５８，６８，７２，７８，８８…偏光プリズム、５４，７４，７３２
ａ，７３２ｂ，７３３ａ，７３３ｂ，７８２…偏光分離面、６０，８０…偏光分離合成面
、６２，８２…反射プリズム、６４，８４，７３４ａ，７３４ｂ，７３５ａ，７３５ｂ，
７８４…反射面、５６，６６，６６ａ，７６，８６，７３６ａ，７３６ｂ，７３７ａ，７
３７ｂ，７８６…λ／２板、７０，９０…偏光合成面、１００，１００ａ，１０２，１０
４，１０６，１０８…照明装置、２００…色分離導光光学系、２１０，２２０…ダイクロ
イックミラー、２３０，２４０，２５０，８２４…反射ミラー、２６０…入射側レンズ、
２７０，８２２，８３０…リレーレンズ、３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂ，７５０，８２
６…集光レンズ、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…液晶装置、４１０…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、６
１０ａｘ…投写光軸、７００，７０１，７０２，７０２Ｂ，７０２Ｃ…インテグレータ光
学系、７１０，７１１…第１レンズアレイ、７１０ａ，７１０ｂ，７１０ｃ，７１０ｄ，
７１０ｅ…（第１レンズアレイの）レンズアレイ、７１２ａ，７１２ｂ，７１２ｃ，７１
２ｄ，７１２ｅ…第１小レンズ、７２０，７２１…第２レンズアレイ、７２０ａ，７２０
ｂ，７２０ｃ，７２０ｄ…（第２レンズアレイの）レンズアレイ、７２２ａ，７２２ｂ，
７２２ｃ，７２２ｄ…第２小レンズ、７３０，７３１，７８０…偏光変換素子、７３０ａ
，７３０ｂ，７３１ａ，７３１ｂ…偏光分離素子、７４０，７４１…重畳レンズ、７６０
，７６０Ｂ，７６０Ｃ…インテグレータロッド、７７２…反射層、７７４…λ／４板、７
７６…反射型偏光板、８１０…カラーホイール、８１２Ｒ，８１２Ｇ，８１２Ｂ…カラー
フィルタ、８１２Ｗ…透光領域、８１４…モータ、８２０…リレー光学系、１０００，１
００４，１００６，１００８…プロジェクタ、Ｌ…照明光束の輪郭、ＯＣ…システム光軸
、ＳＣＲ…スクリーン

Claims (10)

1. 楕円面リフレクタ、前記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、前記第１の発光管から被照明領域側に向けて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の反射手段及び前記楕円面リフレクタからの集束光を略平行光として射
   出する凹レンズを有し、第１の光軸を中心軸とする照明光束を射出する第１の光源装置と
   、
   放物面リフレクタ、前記放物面リフレクタの焦点近傍に発光中心を有する第２の発光管
   及び前記第２の発光管から被照明領域側に向けて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の反射手段を有し、第２の光軸を中心軸とする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を反射せずそのまま通過させるとともに、前記第２
   の光源装置からの照明光束を偏光分離及び合成した後前記第１の光軸に沿った方向に向け
   て射出する偏光分離合成光学系と、
   前記第１の光源装置からの照明光束及び前記偏光分離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、
   前記偏光分離合成光学系は、
   前記第２の光源装置からの照明光束の光路における、前記第１の光源装置からの照明光
   束の光路よりも前記第２の光源装置側の所定位置に配置され、前記第２の光源装置から射
   出される照明光束のうち前記放物面リフレクタの開口面における一方側略半分の領域から
   射出される照明光束について第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光路における、前記第１の光源装置からの照明光
   束の光路よりも前記第２の光源装置側の所定位置に配置され、前記第２の光源装置から射
   出される照明光束のうち前記放物面リフレクタの開口面における他方側略半分の領域から
   射出される照明光束について第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光路における、前記第１の光源装置からの照明光
   束の光路よりも前記第２の光源装置とは反対側の所定位置に配置され、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、
   前記放物面リフレクタの開口面における他方側略半分の領域から射出され前記偏光分離
   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２の光源装置からの照明光束の光路における、前記第１の光源装置からの照明光
   束の光路よりも前記第２の光源装置とは反対側の所定位置に配置され、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. 請求項１に記載の照明装置において、
   前記偏光分離合成光学系は、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。
3. 請求項２に記載の照明装置において、
   前記偏光分離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。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の照明装置において、
   前記インテグレータ光学系は、
   前記第１の光源装置からの照明光束及び前記偏光分離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。
5. 請求項４に記載の照明装置において、
   前記インテグレータロッドの光入射面には、中央部に光入射のための開口部を有する反
   射層が配置され、
   前記インテグレータロッドの光射出面には、光進行方向に沿ってλ／４板と反射型偏光
   板とがこの順序で配置されていることを特徴とする照明装置。
6. 請求項４に記載の照明装置において、
   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。
7. 請求項１〜３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、
   前記第１の光源装置からの照明光束及び前記偏光分離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小レンズを有する第１レンズアレイと、
   前記第１レンズアレイの各第１小レンズに対応する第２小レンズを有する第２レンズア
   レイと、
   前記第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
   束に変換する偏光変換素子と、
   前記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する
   ことを特徴とする照明装置。
8. 請求項７に記載の照明装置において、
   前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイは、
   前記第１の光源装置からの照明光束の光路に配置され、各第１小レンズ又は各第２小レ
   ンズにおける長辺方向に沿った方向に４列に分割されたレンズアレイと、
   前記偏光分離合成光学系における前記偏光分離合成面に対応する位置から射出される照
   明光束の光路に配置され、各第１小レンズ又は各第２小レンズにおける長辺方向に沿った
   方向に２列に分割されたレンズアレイと、
   前記偏光分離合成光学系における前記偏光合成面に対応する位置から射出される照明光
   束の光路に配置され、各第１小レンズ又は各第２小レンズにおける長辺方向に沿った方向
   に２列に分割されたレンズアレイとの３つのレンズアレイからそれぞれ構成されているこ
   とを特徴とする照明装置。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の照明装置において、
   他の放物面リフレクタ、前記他の放物面リフレクタの焦点近傍に発光中心を有する第３
   の発光管及び前記第３の発光管から被照明領域側に向けて射出される光を前記第３の発光
   管に向けて反射する第３の反射手段を有し、第３の光軸を中心軸とする照明光束を射出す
   る第３の光源装置と、
   前記第１の光源装置からの照明光束を反射せずそのまま通過させるとともに、前記第３
   の光源装置からの照明光束を偏光分離及び合成した後前記第１の光軸に沿った方向に向け
   て射出する他の偏光分離合成光学系とをさらに備え、
   前記他の偏光分離合成光学系は、
   前記第３の光源装置からの照明光束の光路における、前記第１の光源装置からの照明光
   束の光路よりも前記第３の光源装置側の所定位置に配置され、前記第３の光源装置から射
   出される照明光束のうち前記他の放物面リフレクタの開口面における一方側略半分の領域
   から射出される照明光束について第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他の偏光分離面と、
   前記他の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３の
   位相差板と、
   前記第３の光源装置からの照明光束の光路における、前記第１の光源装置からの照明光
   束の光路よりも前記第３の光源装置側の所定位置に配置され、前記第３の光源装置から射
   出される照明光束のうち前記他の放物面リフレクタの開口面における他方側略半分の領域
   から射出される照明光束について第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３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他の偏光分離合成面と、
   前記第３の光源装置からの照明光束の光路における、前記第１の光源装置からの照明光
   束の光路よりも前記第３の光源装置とは反対側の所定位置に配置され、前記他の偏光分離
   面を透過した第１の偏光成分に係る照明光束を前記他の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他の反射面と、
   前記他の放物面リフレクタの開口面における他方側略半分の領域から射出され前記他の
   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４の位相差板
   と、
   前記第３の光源装置からの照明光束の光路における、前記第１の光源装置からの照明光
   束の光路よりも前記第３の光源装置とは反対側の所定位置に配置され、前記他の反射面で
   反射された第１の偏光成分に係る照明光束と前記第４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他の偏光合成面とを有することを特徴とする照明装置。
10. 請求項１〜９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。