JP3473557B2 - 照明装置及びプロジェクタ - Google Patents

照明装置及びプロジェクタ

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JP3473557B2
JP3473557B2 JP2000220838A JP2000220838A JP3473557B2 JP 3473557 B2 JP3473557 B2 JP 3473557B2 JP 2000220838 A JP2000220838 A JP 2000220838A JP 2000220838 A JP2000220838 A JP 2000220838A JP 3473557 B2 JP3473557 B2 JP 3473557B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、照明装置およびプ
ロジェクタに関し、特に、光利用効率を向上させ得る照
明装置およびプロジェクタに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、液晶装置の画像を投写表示するプ
ロジェクタにおいて、投写画像の明るさとその均一性を
示す照度比を如何にして改善するかという点に注目が集
まっている。そして、これらを同時に実現する技術とし
て、複数のレンズを並べて構成したレンズアレイや棒状
の導光体を用い、光源からの光束を一旦分割してから液
晶パネル上で重畳すると共に、その光路上で偏光分離及
び偏光変換を行うことによって偏光方向を揃える、いわ
ゆるインテグレータ偏光変換光学系が主流になってきて
いる。
【0003】ここで、本出願人は、分割された光束のそ
れぞれについて偏光分離及び偏光変換を行うための手段
として、偏光方向が略直交する2つの偏光光束の一方
(P偏光光束)を透過し他方(S偏光光束)を反射する
偏光分離膜と、この偏光分離膜と平行に配置され、偏光
分離膜によって反射されたS偏光光束を、偏光分離膜を
透過したP偏光光束の射出方向と同じ方向に反射する反
射膜と、を有する複数の偏光分離部を組み合わせ、偏光
分離膜を透過した偏光光束又は反射膜にて反射された偏
光光束の内のいずれか一方の偏光光束の偏光方向をλ/
2板等によって略90度回転させて、他方の偏光光束の
偏光方向にそろえる偏光変換手段を用いることを提案し
ている(特開平10−170869号公報)。この提案
によれば、光源光の利用効率を高めながら、照明装置の
小型化を図ることが可能になる上、口径の小さな投写レ
ンズを採用した場合でも、明るく表示ムラのない投写画
像を形成できる小型のプロジェクタを実現することが可
能となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な偏光変換手段を使用する場合において、偏光分離膜を
経ずに反射膜に直接入射する光束が存在すると、偏光変
換手段の異なる位置から射出される直線偏光光束の分離
性が低下する。すなわち、反射膜を経て偏光分離膜に入
射した光束と、偏光分離膜に直接入射した光束とでは、
偏光分離膜に入射する幾何学的な方向が略90度異なる
ため、偏光分離膜から直接射出されるP偏光光束の中に
(偏光分離膜を経ずに反射膜に直接入射する光束に起因
する)S偏光光束が混入し、同時に、偏光分離膜を経て
反射膜から射出されるS偏光光束の中に(偏光分離膜を
経ずに反射膜に直接入射する光束に起因する)P偏光光
束が混入してしまう。その結果、偏光分離膜を経ずに反
射膜に直接入射した光束に起因するこれらの偏光光束
は、液晶パネルの前段に設けられた偏光板に吸収され、
液晶パネルで変調のために利用できない無駄な光となる
ばかりでなく、偏光板を帯熱させる要因にもなる。
【0005】この問題を解決するため、偏光変換手段の
入射面側にスリット状の遮蔽板を取り付け、偏光変換手
段の反射膜に直接入射する光束を予め遮蔽する方法が提
案されているが、光利用効率の向上という観点からは、
更なる改善が望まれていた。
【0006】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、偏光変換手段を使用しながら、光利用効率をさ
らに向上させ得る照明装置、および、それを用いたプロ
ジェクタを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】(1)上記課題を解決す
るため、本発明は、光束分割手段の略中心を通る仮想の
照明光軸と略直交する仮想面内に複数の光源像を形成す
るように、光源からの光束が前記光束分割手段によって
複数の部分光束に分割され、この複数の部分光束につい
て、それぞれの偏光方向が偏光変換手段にて略同一方向
に揃えられると共に、リレー光学系にて所定の被照明領
域上に伝達される照明装置において、前記偏光変換手段
は、前記複数の光源像が形成される位置またはその近傍
に配置され、前記部分光束を透過光と反射光に分離する
ことにより偏光方向が異なる2つの偏光光束に分離する
偏光分離膜と、前記反射光を前記透過光の進行方向と略
同じ方向に向けて反射する反射膜と、前記透過光及び前
記反射光の内の一方を他方の偏光光束の偏光方向に合せ
る手段と、を含む偏光変換部を、前記仮想面内において
前記複数の光源像が形成される少なくとも第1の方向に
沿って複数配置してなり、前記光束分割手段は、入射端
面から入射した前記光源からの光束を反射面にて反射さ
せて前記複数の部分光束に分割し射出端面から射出する
棒状の導光体であって、少なくとも前記第1の方向に沿
って並ぶ前記複数の光源像が前記第1の方向に沿って配
置された各偏光変換部の前記偏光分離膜上に位置し得る
間隔で形成されるように、前記第1の方向に向けて対向
する一対の前記反射面を少なくとも前記照明光軸または
前記射出端面に対して傾斜させて形成したことを特徴と
する。
【0008】また、光束分割手段の略中心を通る仮想の
照明光軸と略直交する仮想面内に複数の光源像を形成す
るように、光源からの光束が前記光束分割手段によって
複数の部分光束に分割され、この複数の部分光束につい
て、それぞれの偏光方向が偏光変換手段にて略同一方向
に揃えられると共に、リレー光学系にて所定の被照明領
域上に伝達される照明装置において、前記偏光変換手段
は、前記複数の光源像が形成される位置またはその近傍
に配置され、前記部分光束を透過光と反射光に分離する
ことにより偏光方向が異なる2つの偏光光束に分離する
偏光分離膜と、前記反射光を前記透過光の進行方向と略
同じ方向に向けて反射する反射膜と、前記透過光及び前
記反射光の内の一方を他方の偏光光束の偏光方向に合せ
る手段と、を含む偏光変換部を、前記仮想面内において
前記複数の光源像が形成される少なくとも第1の方向に
沿って複数配置してなり、前記光束分割手段は、入射端
面から入射した前記光源からの光束を反射面にて反射さ
せて前記複数の部分光束に分割し射出端面から射出する
棒状の導光体であって、前記複数の光源像の配置間隔が
前記第1の方向に広くなるように、前記第1の方向に向
けて対向する一対の前記反射面を少なくとも前記照明光
軸または前記射出端面に対して傾斜させて形成したこと
を特徴とする。
【0009】本発明によれば、所定の第1の方向に沿っ
て並ぶ複数の光源像が偏光変換手段の反射膜を避けて偏
光分離膜上に位置し得る間隔で形成されるように、ある
いは、前記複数の光源像の配置間隔が前記第1の方向に
のみ広くなるように、第1の方向に向けて対向する一対
の反射面を少なくとも照明光軸または射出端面に対して
傾斜させて光束分割手段が形成されることから、光束分
割手段によって形成された複数の光束を偏光分離手段の
偏光分離膜の部分に一致するように選択的に入射させる
ことが可能となる。よって、光入射率の向上により偏光
変換手段における偏光変換効率を向上させつつ、照明装
置における光利用効率の向上を図ることが可能となる。
【0010】一般に、棒状の導光体からなる光束分割手
段において、一対の反射面が入射端面から射出端面に向
ってその間隔が狭まるように傾斜させて形成されると、
複数の光源像が形成される間隔が、傾斜した一対の反射
面の対向する方向において広くなる。これとは逆に、入
射端面から射出端面に向ってその間隔が広がるように傾
斜させて一対の反射面が形成されると、複数の光源像が
形成される間隔は、傾斜した一対の反射面の対向する方
向において狭くなる。
【0011】また、一般に、複数の偏光分離膜を有する
偏光変換手段は、入射した非偏光光束を2種類の偏光光
束に空間的に分離するために、入射する光束の大きさに
合わせた偏光分離膜を、所定の間隔をおいて複数配列し
て形成されている。
【0012】よって、本発明において、光束分割手段
は、第1の方向に向けて対向する一対の反射面間の間隔
が入射端面から射出端面に向って狭まるように形成され
ることが好ましい。
【0013】これにより、複数の光源像が形成される間
隔を偏光変換手段の偏光分離膜の配列間隔に合せて十分
に広げ、偏光分離膜への光の入射効率を向上させること
ができる。その結果、偏光変換手段における偏光変換効
率を確実に向上させつつ、照明装置における光利用効率
を向上させることが可能となる。
【0014】また、実用的な偏光分離膜は、その偏光分
離性能が入射光束に対して大きな入射角依存性を有す
る。特に、入射光線の略中心軸と偏光分離膜の法線とを
含む入射面(第1の方向に平行な面)に対して直交する
平面を規定した場合、その平面を含む方向において光束
の入射角が大きくなると、偏光分離性能が著しく低下す
る特徴を有する。
【0015】このため、本発明において、光束分割手段
は、第1の方向と略直交する第2の方向に向って対向す
る他の一対の反射面間の間隔が入射端面から射出端面に
向って広がるように形成されることが好ましい。
【0016】このような構成によれば、光束分割手段に
よって形成される複数の光源像の間隔が、第2の方向に
おいて狭くなる。このため、偏光分離膜への部分光束の
入射角が第2の方向において小さくなり、偏光分離膜に
おける偏光分離性能が向上する。さらに、複数の光源像
が形成される空間を縮小することができることから、偏
光変換手段を小型化でき、照明装置全体の小型化・軽量
化を一層推進することが可能となる。また、例えば偏光
ビームスプリッターのように、偏光分離膜と同様な入射
角依存性を有する光学素子を用いた光学系(例えば反射
型光学系)に本発明の照明装置を適用した場合にも、入
射角依存性が大きい方向に並ぶ光源像の間隔を狭めるこ
とにより光学系全体の光利用効率を向上させることが可
能となる。もちろん、第1の方向に向けて対向する一対
の反射面の間隔が入射端面から射出端面に向かって狭め
られ、同時に、第2の方向に向けて対向する一対の反射
面の間隔が入射端面から射出端面に向かって広がるよう
に形成されてなる光束分割手段を採用することもでき
る。その場合には、光学系全体の光利用効率をさらに向
上させることが可能となる。
【0017】このような本発明において、光束分割手段
は、少なくとも第1及び第2の方向に向けて対向する2
組の反射面を備えていれば良く、したがって、その断面
形状は4角形以上の多角形で有ればよい。例えば、断面
形状が8角形や12角形をなしていても良い。しかし、
照明装置における光利用効率を考慮すると、光束分割手
段は、正方形状の入射端面を有することが好ましい。一
般に、光源からの光束の強度分布は、光源ランプの略中
心を通る軸を中心とした点対称性を有するため、入射端
面を正方形状に形成することにより、光束分割手段への
光の入射効率を向上させることが可能となる。
【0018】また、このような光束分割手段は、入射端
面の端部において光源光束の入射許容開口を制限する遮
蔽手段を有することが好ましい。このような遮蔽手段を
用いれば光束分割手段により形成される複数の光源像の
各々の大きさを小さく、かつ隣接する光源像との間隔を
拡げることができるので、偏光分離手段の偏光分離膜の
みに光束を入射させられ、その結果、偏光分離手段にお
ける偏光変換効率を向上させることができる。また、電
気光学装置(例えば液晶装置)や偏光板にとっては不要
である光束を予め遮断できるので、電気光学装置や偏光
板をより効率的に冷却することができる。
【0019】さらに、本発明において、光束分割手段
は、被照明領域の形状と相似形をなす射出端面を有する
ことが好ましい。これにより、照明効率の向上を図るこ
とが可能となる。
【0020】また、発明に使用される棒状の光束分割手
段は、入射光束を反射面で反射させることによって複数
の光束に分割可能である限り、導光性の材料の塊として
形成されてもよいし、筒状に形成されてもよい。光束分
割手段が、反射面を有する部材を筒状に形成した中空ロ
ッドである場合は、内部の空間と当該部材との界面が反
射面(表面反射面であることが好ましい)となるので、
入射光は中空ロッドの内側の反射面で反射される。導光
性材料の棒状の塊からなる中実ロッドである場合には、
導光部材の表面が全反射面となるので、入射光は中実ロ
ッドの表面で全反射されることになる。後者のような導
光性の材料の塊として形成された光束分割手段によれ
ば、光損失がほとんど無い表面反射により光束を伝達す
るので伝達効率が高いという特徴がある。一方、前者の
ような反射面を有する筒状の光束分割手段によれば、入
射端面から射出端面までの寸法を比較的短く設定しても
均一な照明光束を実現することができ、さらに、前者の
光束分割手段よりも製造が容易であることから、前者の
場合よりも照明装置の低コスト化を図ることが可能とな
る。
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
【0027】
【0028】
【0029】
【0030】
【0031】
【0032】
【0033】
【0034】
【0035】
【0036】
【0037】また、棒状の導光体は、複数の光源像を第
1の方向及び仮想面内における第1の方向と略直交する
第2の方向に略マトリクス状に形成し、かつ、第2の方
向で隣接する複数の光源像を同一の偏光分離膜上に形成
することが好ましい。より具体的には、第2の方向に沿
って列ぶ光源像は、隣接する光源像同士が重なり合うこ
となく、密接した状態で形成されることが望ましい。
【0038】これにより、偏光変換手段の構成を簡略化
・小型化することが可能となる。また、第2の方向に偏
光分離膜同士の仕切り部がないことから、第2の方向に
光源像間の間隔を狭める場合に、偏光変換手段の構成を
考慮する必要がない。
【0039】(2)また、本発明は、プロジェクタにお
いて、上述した照明装置のいずれかを使用したことを特
徴とする。
【0040】本発明によれば、照明装置そのものにおけ
る光利用効率が高いことから、明るくコントラスト比の
高い投写画像を実現することが可能となる。また、偏光
変換手段から射出される光束の射出角が小さくなる照明
装置が使用される場合には、投写光学系における光利用
効率が向上し、より鮮明な投写画像の実現が可能とな
る。
【0041】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。
【0042】まず、投写型液晶表示装置に使用される本
発明に係る照明装置の実施の形態を、図1〜図13に基
づき第1の実施の形態〜第9の実施の形態として説明
し、その後、本発明に係るプロジェクタの実施の形態を
図14〜図21に基づき説明する。
【0043】A.照明装置 1.照明装置の第1の実施の形態 図1は、本発明の照明装置の第1の実施の形態を示す概
略平面図である。
【0044】本実施の形態において、照明装置は、仮想
の照明光軸Lに沿って配置された光源10と、光源10
からの光束を複数の光源像を形成する複数の部分光束に
分割する棒状(あるいは柱状ともいう)の光束分割手段
20と、光束分割手段20の射出端面26上の像を被照
明領域に伝達するリレー光学系30と、そのリレー光学
系30の中に配置されて偏光分離及び偏光変換を行う偏
光変換手段40とを備えている。被照明領域は、光変調
により画像を生成する電気光学装置の一例としての液晶
装置1000によって形成されている。また、本実施の
形態における液晶装置1000の表示面の形状は、X軸
方向の寸法とY軸方向の寸法が等しい正方形状を想定し
ている。
【0045】なお、本実施の形態及び以下の全ての実施
の形態において、Z軸方向は光2の進行方向を、Y軸方
向は光2の進行方向に向って12時又は6時の方向を
(図1では紙面と直交する方向)、X方向は光2の進行
方向に向って3時または9時の方向を示す。照明光軸L
はZ軸と略平行な関係にあり、照明光軸Lに直交する仮
想面は、X−Y平面として規定される。
【0046】1−1 光源 光源10は、放射状に光線を放射する光源ランプ11
と、光源ランプ11から放射された光を集める楕円リフ
レクタ12とを備えており、楕円リフレクタ12の2つ
の焦点の内の一方は光源ランプ11またはその近傍に、
また、他方は光束分割手段20の入射端面22またはそ
の近傍に位置するように設定されている。光源ランプ1
1から放射された光束は楕円リフレクタ12によって光
束分割手段20の入射端面22付近に集光され、集光さ
れた状態で光束分割手段20に入射する。なお、楕円リ
フレクタ12に代えてパラボラリフレクタや球面リフレ
クタを使用することもできる。但し、その場合にはリフ
レクタの射出側にリフレクタから出射される略平行光束
を光束分割手段20の入射端面22に向けて集光するた
めの集光レンズを設置する必要がある。
【0047】1−2 光束分割手段 光束分割手段20は、光源10からの光束を複数の部分
光束に分割して、X−Y平面内に略マトリクス状に位置
する複数の光源像を形成するための部材である。
【0048】本実施の形態において、光束分割手段20
は透明な導光材料、例えばガラス材によって形成された
棒状(柱状)の導光体であり、図2(光束分割手段20
の形状と光源像の形成位置及び偏光変換手段40の構成
との関係を示す概略斜視図)に示すように、光束が入射
する入射端面22と、光束を伝達する4つの反射面24
a,24b,24c,24dと、伝達された光束が射出
される射出端面26と、を有する6面体である。このよ
うな導光体は、導光性の材料の塊からなる中実ロッドあ
るいは導光性材料を筒状に形成した中空ロッドによって
構成することができ、中実ロッドの場合は全反射、中空
ロッドの場合は一般的な反射によって、光束を伝達す
る。中空ロッドの場合、反射面には一般的な反射ミラー
やその反射ミラーの表面に誘電体多層膜により増反射膜
を形成したものなどを使用できる。中空ロッドは中実ロ
ッドよりも製造が容易であることから、中実ロッドを使
用する場合よりも照明装置の低コスト化を図ることが可
能となる。さらに、中空ロッドの内部は空気(屈折率≒
1)であるため、中実ロッド(屈折率>1)を使用する
場合よりも光束分割手段20のZ軸方向の寸法を短くで
き、照明装置の小型化を図ることが可能となる。光束分
割手段20においての入射光の反射は、導光性材料の棒
状の塊からなる中実ロッドである場合には、導光部材の
表面が全反射面となるので、入射光は中実ロッドの表面
で全反射されることになる。導光性材料を筒状に形成し
た中空ロッドである場合は、内部の空間と導光性部材と
の界面が反射面となるので、入射光は中空ロッドの内側
の反射面で反射される。入射端面22と射出端面26の
X―Y平面における断面形状はいずれも矩形状であり、
特に、本実施の形態の場合には、入射端面22はX軸方
向に細長い矩形形状に、射出端面26は被照明領域であ
る液晶装置1000の表示面の形状と相似形となるよう
に、すなわち正方形状に、各々形成されている。この光
束分割手段20に入射した光束は、反射面24a,24
b,24c,24dにおける反射回数の違いに応じて、
射出端面26からの射出角度が異なる複数の部分光束に
分割される。
【0049】光束分割手段20から異なる角度で射出さ
れた複数の部分光束は集光レンズ31によって集光さ
れ、光束分割手段20から所定の距離を隔てた位置で、
射出端面26と略平行なX−Y平面内に略マトリクス状
に複数の光源像を形成する。ここで、これらの光源像の
形成間隔は、射出端面26あるいは照明光軸Lに対する
反射面24a,24b,24c,24dの形成角度を調
節することによって、任意に制御することができる。す
なわち、対面して配置される一対の反射面を光が進行す
る方向に、言い換えれば入射端面から射出端面に向かっ
て、その間隔を狭く(以下では、このような一対の反射
面の配置状態を「テーパー状態」と呼称する)していけ
ば、一対の反射面が配置されている方向に並ぶ光源像の
間隔を拡げることができ、逆に、その間隔を拡げ(以下
では、このような一対の反射面の配置状態を「逆テーパ
ー状態」と呼称する)ていけば、光源像の間隔を狭める
ことができる。尚、本実施の形態では、集光レンズ31
を集光レンズ31aと集光レンズ31bの2枚のレンズ
によって構成しているが、この構成に限定されるもので
はない。但し、後述する偏光変換手段40において、高
い偏光変換効率を得るためには小さな光源像を形成する
ことが必要であり、それを実現するための一つの手段と
して、複数のレンズによって集光レンズ31を構成し、
集光レンズ31において発生する各種の収差を低減する
構成を採用することができる。
【0050】ここで、4つの反射面24a,24b,2
4c,24dの内、Y軸方向で対向する一対の反射面2
4c,24dは、図2に示すように射出端面26に対し
て略垂直に形成され、X軸方向で対向する他の一対の反
射面24a,24bは、図1及び図2に示すように入射
端面22から射出端面26に向うにしたがってその間隔
が狭まるように、すなわちテーパー状態を成すように射
出端面26に対して或いは照明光軸(Z軸)に対して傾
斜させて形成されている。このため、複数の光源像は図
2及び図4(a)に示すような配置となり、各光源像の
間隔は、テーパーのない光束分割手段を用いた場合(図
2中に点線で示す)よりも、テーパー状態を成す一対の
反射面24a,24bの配置方向に対応するX軸方向に
広くなる。このように光源像の配置間隔を設定した理由
については、さらに後述する。
【0051】複数の光源像が形成される位置またはその
近傍には、第1の伝達レンズ50、偏光変換手段40、
第2の伝達レンズ52が配置されている。
【0052】1−3 偏光変換手段 偏光変換手段40は、入射した光束を所定の直線偏光光
束に変換する機能を有しており、図3はその構成を示す
説明図である。なお、図3(a)は平面図、図3(b)
は外観斜視図である。この偏光変換手段40は、偏光分
離膜42と反射膜44とが交互に複数配列された偏光ビ
ームスプリッタアレイ43と、その光出射面の偏光分離
膜42に対応する位置に設けられた偏光回転手段である
位相差板48を備えている。偏光分離膜42と反射膜4
4の間隔は、断面形状が平行四辺形である柱状の複数の
透光性部材(例えばガラス材)を介して維持されてい
る。このような偏光変換手段40は、例えば、偏光分離
膜42及び反射膜44が形成された複数の透光性板材
と、これらの膜が形成されていない透光性板材を交互に
接着剤で貼り合わせて透光性板材のブロックを形成し、
これを当該ブロックの面に対して所定の角度で切断する
ことによって形成することが可能である。なお、偏光変
換手段40は、偏光分離膜42と、反射膜44と、位相
差板48とを含んで構成される偏光変換部41を、所定
方向(本実施形態ではX軸方向)に沿って、複数配置し
たものと考えることができる。
【0053】なお、偏光分離膜42及び反射膜44がY
−Z平面を対称面として互い違いに向かい合うように、
複数の偏光ビームスプリッタアレイ43を配置すること
もできる。
【0054】ここで、便宜上、偏光変換手段40の光束
が入射する側の面において、偏光分離膜42に直接対応
する面を「入射面45A」、反射膜44に直接対応する
面を「入射面45B」と呼称し、同様に、光束が射出さ
れる側の面において、偏光分離膜42に直接対応する面
を「射出面46A」、反射膜44に直接対応する面を
「射出面46B」と呼称する。偏光変換部41が上述の
ように配置されることから,図3(a),(b)に示す
ように、入射面45A及び入射面45Bは、偏光分離膜
42における偏光分離方向、すなわちX軸方向に沿って
交互に所定間隔をおいて複数形成されている。同様に、
射出面46A及び射出面46Bも、X軸方向に沿って交
互に所定間隔をおいて複数形成されている。
【0055】偏光分離膜42は、入射光に含まれる略直
交する直線偏光光束(P偏光光束及びS偏光光束)の一
方(例えばP偏光光束)を透過し、他方(例えばS偏光
光束)を反射する。本実施の形態では、偏光分離膜42
は、反射光(S偏光光束)をX軸方向と略平行に反射す
るような性質及び角度に形成される。この偏光分離膜4
2の機能は、誘電体多層膜により実現することができ
る。なお、偏光分離面42を透過する偏光光束と反射す
る偏光光束は、上記の例の逆でも構わない。
【0056】反射膜44は、偏光分離膜42からの反射
光を再度反射し、その進行方向を透過光の進行方向と略
同一方向に向ける機能を有する。この反射膜44の機能
は、透光部材に形成された誘電体多層膜やアルミニウム
膜等で実現することができる。
【0057】位相差板48は、透過光または反射光の内
の一方の偏光光束の偏光方向を他方の偏光光束の偏光方
向に略一致させて、透過光と反射光の偏光方向を揃える
ために設けられる。本実施の形態では、位相差板48と
してλ/2板が使用され、図3(a)(b)に示すよう
に、射出面46Bを避けて射出面46Aに選択的に設置
されている。これにより、透過光の偏光方向が略90度
回転され、その結果、偏光変換手段40から射出される
光束のほとんどが反射光と同じ偏光方向を有する1種類
の偏光光束に変換される。この位相差板48は透光部材
の射出面に対して配置される。
【0058】なお、偏光分離膜42にて分離された2つ
の偏光光束の偏光方向を1種類の偏光光束に統一可能で
ある限り、位相差板の種類および配置は特に限定されな
い。たとえば、λ/2板に代えて、入射光束の偏光方向
を45度回転させるλ/4を2枚重ねて使用してもよ
い。あるいは、射出面46A及び射出面46Bのそれぞ
れに位相差の異なる2種類の位相差板を各々配置して、
各位相差板を通過する偏光光束の偏光方向を揃えるよう
な構成とすることもできる。
【0059】このような偏光変換手段40が用いられる
ことから、1種類の直線偏光光束しか利用できない電気
光学装置(液晶装置)1000において、光源10から
の光の利用効率を向上させることが可能となる。
【0060】なお、入射面45Bを通って入射した光束
は反射膜44を経て偏光分離膜42に入射するため、偏
光分離膜42において、透過光がX軸方向に透過され、
反射光がZ軸方向に透過されてしまう。このような透過
光と反射光の関係は、偏光分離膜42に直接入射して分
離された透過光と反射光の関係と比べると、幾何学的に
90度ずれた状態にある。そのため、入射面45Bに入
射する光束があると、例えば射出面46Aからは、入射
面46Aから偏光分離膜42に直接入射してこの偏光分
離膜42を透過したP偏光光束と、入射面46Bから反
射膜44を経て偏光分離膜42に入射しこの偏光分離膜
42にて反射されたS偏光光束とが射出されてしまう。
すなわち、偏光分離膜42における偏光分離性能が低下
することになる。従って、偏光変換手段40において高
い偏光変換効率を得るためには、入射面45Aあるいは
入射面45Bの内の、どちらか片方の入射端面のみに選
択的に光束を入射させることが極めて重要となる。
【0061】1−4 リレー光学系 図1に戻ってリレー光学系30について説明する。リレ
ー光学系30は、棒状の導光体からなる光束分割手段2
0の射出端面26の像を被照射面である電気光学装置
(液晶装置)1000に伝達するための伝達光学系であ
る。本実施の形態において、リレー光学系30は、集光
レンズ31と、第1及び第2の伝達レンズ50、52
と、平行化レンズ32とを含んで構成されている。
【0062】このうち、集光レンズ31は、第1の伝達
レンズ50のレンズ瞳に光束分割手段20からの部分光
束を導き入れるためのものであり、光束分割手段20の
射出端面26の近傍に配置されている。また、この集光
レンズ31は、集光レンズ31a,31bの2枚の集光
レンズを組合せた組みレンズで形成されている。このた
め、部分光束を第1の伝達レンズ50に導く際の光学収
差の発生が低減される。
【0063】第1の伝達レンズ50は、光束の中心軸が
照明光軸Lに対してある角度を伴って入射した場合に、
その中心軸を照明光軸Lと平行になるように変換すると
共に偏光変換手段40に入射する光束を更に絞り込むた
めのものであり、偏光変換手段40の入射側に配置され
ている。また、この第1の伝達レンズ50は、複数の矩
形状の微小レンズ51を略マトリックス状に組合せたレ
ンズアレイで形成される。微小レンズ51の数とその配
置は、部分光束により形成される光源像の数とその形成
位置に対応させて決定される。一般に、偏光分離膜42
における偏光分離性能を向上させるためには、偏光分離
膜42に対して45度の入射角度で、すなわち、偏光変
換手段40の入射端面に対して0度(垂直)の入射角度
で光束を入射させることが望ましい。従って、第1の伝
達レンズ50を用いることにより、偏光分離膜42にお
ける偏光分離性能を向上させられると共に、光束分割手
段20にて所定の間隔をおいて形成された複数の部分光
束のそれぞれを、偏光変換手段40の入射面45Aに効
率的に導き入れることが可能となる。
【0064】なお、微小レンズ51の形状は限定されな
いが、本実施の形態のように平面的に矩形状の微小レン
ズをアレイ化して板状に形成したものが利用し易い。ま
た、本実施の形態のように複数の微小レンズ51を用い
て構成すれば、各々の微小レンズ51の集光特性を最適
化できるため、光束を伝達する際に発生し易い光学収差
の低減に有効である。なお、光束分割手段20から射出
される光束の特性(例えば放射角が小さい場合)によっ
ては、複数の微小レンズを用いずに1枚のレンズによっ
て第1の伝達レンズ50を構成しても良く、さらには、
省略することも可能である。
【0065】第2の伝達レンズ52は、偏光変換手段4
0から射出される複数の部分光束を被照明領域である液
晶装置1000上に伝達し、それらの部分光束を一カ所
の被照明領域上で重畳させるためのものであり、偏光変
換手段40の射出側に配置されている。この第2の伝達
レンズ52は、1枚のレンズによって形成されている
が、先の第1の伝達レンズ50と同様に複数のレンズに
よって構成されてもよい。また、光束分割手段20から
射出される光束の特性(例えば放射角が小さい場合)に
よっては、第1の伝達レンズ50を偏光変換手段40の
射出側に配置した構成とすることも可能である。特にこ
の場合には、第1の伝達レンズ50に第2の伝達レンズ
52の機能を併せ持たせられるため、第2の伝達レンズ
52を省略し、照明装置の低コスト化を図ることができ
る。
【0066】平行化レンズ32は、第2の伝達レンズ5
2から液晶装置1000に入射する部分光束を各々の中
心軸に平行な光束に変換して、光束を効率的に液晶装置
1000に導き入れるためのものである。このため、平
行化レンズ32は液晶装置1000の入射側に設置され
ている。
【0067】このようなリレー光学系30を配置してい
ることから、光束分割手段20の射出端面26上に形成
された像は、拡大されて(リレー系を構成する光学要素
の光学設定値によっては縮小されて)被照明領域である
液晶装置1000上に伝達される。その場合、光束分割
手段20から射出した非偏光な光束は、その射出角度に
応じて複数の部分光束に分割された後、偏光変換手段4
0で偏光方向がほぼ揃った1種類の偏光光束に変換さ
れ、リレー光学系30によって液晶装置1000上で重
畳される。その結果、液晶装置1000等からなる被照
明面は明るさムラが少なく、光強度が一様で、偏光方向
がほぼ揃った照明光束にて均一に照明される。
【0068】1−5 電気光学装置 本発明の照明装置によって照明される被照明領域を構成
する電気光学装置としては、液晶装置1000が例示さ
れる。液晶装置1000は外部からの電気信号に応じて
透過する光の偏光状態を変化させる電気光学装置の一例
であり、光を変調して画像を生成するために使用され
る。この液晶装置1000は、透過型液晶パネルの場合
には液晶装置1000の前後に図示しない一対の偏光手
段を介在させて、また、反射型液晶パネルの場合には液
晶装置1000の入射側と射出側とを兼ねる一面に偏光
手段を配置して構成される。
【0069】なお、電気光学装置としては、液晶装置の
他に、入射光の偏光状態を変調することのできる種々の
デバイスを用いることができる。さらには、被照明領域
としては、電気光学装置ではなく、光照射されるスクリ
ーン領域やスライド・映画・OHP・写真等のフィル
ム、等の各種の被照明部材でも構わない。
【0070】1−6 本実施の形態の特徴 本実施の形態の特徴は、上述した光束分割手段20のテ
ーパー形状が、偏光変換手段40における偏光分離膜4
2と反射膜44との配列の構造を考慮して設定されてい
る点にある。すなわち、偏光変換手段40の入射面45
Aの部分のみに光束分割手段20からの光束が入射する
ように、別の言い方をすれば、光束分割手段20からの
光束が偏光変換手段40の入射面45Aの部分に一致す
るように、また、複数の光源像の配置間隔がX方向にの
み広くなるように、光束分割手段20においてX軸方向
で対向する一対の反射面24a,24bの傾斜角度(反
射面24a、24bのX―Y平面に対する角度)は設定
されている。その結果、図4(b)(光源像と偏光変換
手段の位置関係を示す図)に示すように、偏光変換手段
40を光が入射する側の面から見れば、反射膜44に対
応する入射面45Bの部分を避けるように、偏光分離膜
42に対応する入射面45A、あるいは、入射面45A
と対応する偏光分離膜42(図示せず)の近傍の部分に
複数の光源像(実線円Sで示す)が形成されることが判
る。
【0071】1−7 作用効果 上記のように光束分割手段20と偏光分離手段40を構
成し、なおかつ、それらの配置関係を設定することによ
り、本実施の形態では、光束分割手段20によって形成
された複数の光束を偏光分離手段40の偏光分離膜42
の部分のみに選択的に入射させ、偏光変換を行うことが
できる。その結果、偏光変換手段40における偏光変換
効率を向上させつつ、照明装置における光利用効率の向
上を図ることができる。
【0072】また、本実施の形態の照明装置では、効率
よく1種類の偏光光束を発生できるので、偏光モードを
利用した電気光学装置に対する照明装置として好適であ
る。
【0073】なお、本実施の形態では、偏光変換手段4
0における偏光分離膜42と反射膜44の間隔は、すべ
て同じにしているが、光源像の大きさに合わせてこれら
の間隔を調整しても良い。この場合、光束の中心軸から
見たこれらの配置間隔は不均一となる。このようにすれ
ば、より確実に光源像を偏光分離手段40の偏光分離膜
42のみに導き入れることが可能となるため、偏光分離
手段40における偏光変換効率を一層高めることが可能
となる。ここで、偏光分離膜42の配置間隔は、光束分
割手段20によって形成される一連の光源像の大きさに
基づいて決定されるものである。具体的には入射面45
Aの寸法が光源像を包含できる最小の寸法となるよう
に、設定されることが望ましい。
【0074】さらに、被照明領域の形状(液晶装置10
00の表示面の形状)が一方向に長い矩形状の場合に
は、その細長い方向に合わせて偏光分離手段40の偏光
分離膜42と反射膜44とを配列すれば、被照明領域
(液晶装置)1000を照明する場合に光束の照明角を
比較的小さくすることができる。一般に電気光学装置で
ある液晶装置の表示性能は、入射光に対して大きな入射
角依存性を示すため、上記のような構成とすれば、液晶
装置の表示性能を向上できるという点で都合がよい。ま
た、本実施の形態では、反射を利用して光束を分割する
光束分割手段20を用いているため、被照明領域である
液晶装置1000を照明する光束の平行性が比較的高
い。従って、本例の照明装置は被照明領域が小さい場
合、電気光学装置の場合は表示領域の狭い小型の電気光
学装置(液晶装置)を照明する際に都合がよい。
【0075】2.照明装置の第2の実施の形態 次に、本発明の照明装置の第2の実施の形態について説
明する。この第2の実施の形態の要部を示す斜視図を図
5に示す。
【0076】この第2の実施の形態は、上述した第1の
実施の形態において光束分割手段によりX軸方向の形成
間隔が制御された複数の光源像の間隔を、さらにY軸方
向において狭めることを目的とする。Y軸方向における
光源像の間隔を狭めるための構成以外の部分は第1の実
施の形態と同じように構成することが可能であることか
ら、以下においては、同じ構成要素には第1の実施の形
態と同一の符号を付してその説明を省略する。なお、以
降の実施の形態においても、先の実施の形態において説
明した構成要素と同一の構成要素に付いては、同一の符
号を付してその説明を省略する。なお、図5において、
点線は、図2の場合と同様、テーパーのない光束分割手
段と、これを用いた場合の光源像の位置を示している。
【0077】本実施の形態において、光束分割手段2
0’は第1の実施の形態における光束分割手段20とほ
ぼ同様の構成を有する。ただし、図5に示すように、X
軸方向で対面する一対の反射面24a,24bのみなら
ず、Y軸方向で対面する他の一対の反射面24c,24
dもX−Y平面に対して或いは光軸であるX軸に対して
傾斜させて形成されている点が光束分割手段20とは異
なる。これらの反射面24a,24b,24c,24d
のうち、X軸方向で対向する一対の反射面24a,24
bは、第1の実施の形態の光束分割手段20と同様に形
成されている。一方、Y軸方向で対向する一対の反射面
24c,24dは、相互の間隔が入射端面22から射出
端面26に向うにしたがって拡がるように形成されてい
る。すなわち、一対の反射面24c,24dは、逆テー
パー形状をなす。なお、第1の実施の形態と同様に、こ
の光束分割手段20’は、導光性の材料の塊からなる中
実ロッドあるいは導光性材料を筒状に形成した中空ロッ
ドによって構成することができ、中実ロッドの場合は全
反射、中空ロッドの場合は一般的な反射によって、光束
を伝達する。
【0078】このような構成により、複数の部分光束に
よって、図6(a)に示すようにX軸方向の間隔が広
く、Y軸方向の間隔が図4(a)と比較して極めて狭い
複数の光源像が形成される。X軸方向で対向する一対の
反射面24a,24bが第1の実施の形態の場合と同様
な角度で設定されていることから、X軸方向で隣接する
複数の光源像は、図6(b)に示すように、偏光分離膜
42に対応する入射面45A内、あるいは、入射面45
Aと対応する偏光分離膜42(図示せず)の近傍にのみ
位置するように形成される。
【0079】ここで、誘電体多層膜で形成される実用的
な偏光分離膜42は、その偏光分離性能が入射光束に対
して大きな入射角依存性を有し、特に、入射光線の略中
心軸(図1の照明光軸L)と偏光分離膜42の法線とを
含んで規定される入射面(図6のX―Z平面)と直交す
る平面(図6のY―Z平面)内において光束の入射角が
大きくなると、その偏光分離性能が著しく低下する傾向
にある。
【0080】本実施の形態では、Y軸方向において光源
像の間隔が狭められることから、偏光分離膜42への光
束の入射角がY軸方向において小さくなる。その結果、
偏光分離膜42の偏光分離性能が向上し、偏光変換手段
40の偏光変換効率も向上する。したがって、第1の実
施の形態の場合よりも、偏光変換手段40における光利
用効率を一層高めることが可能となる。また、後に説明
する偏光ビームスプリッター60(図14)のように、
偏光分離膜42と同様な入射角依存性を有する光学素子
を用いた光学系に本実施の形態の照明装置を適用した場
合にも、Y軸方向に並ぶ光源像の間隔を狭めることによ
り光学系全体の光利用効率を向上させることが可能とな
る。さらに、Y軸方向に並ぶ光源像の間隔を狭めた結
果、偏光分離手段40のY軸方向の寸法も小さくでき、
照明装置の小型化と低コスト化を達成することができ
る。さらにまた、このような照明装置を用いてプロジェ
クタを構成した場合には、偏光分離手段40の寸法を小
型化した結果、投写光学系の寸法も小型化でき、口径の
小さなレンズを用いても明るい投写画像を実現すること
ができる。
【0081】なお、Y軸方向で隣接する複数の光源像
は、図6に示すように同一の偏光分離膜42に対応する
同一の入射面45A内に位置することから、Y軸方向に
並ぶ光源像の間隔を詰める際に偏光変換手段40の構成
を変更する必要はない。
【0082】3.照明装置の第3の実施の形態 次に、本発明の照明装置の第3の実施の形態について説
明する。本実施の形態は、棒状の光束分割手段により形
成される複数の光源像の個々の輪郭を明確にすると共
に、光源像の寸法を小さくして、偏光変換手段において
不要となる光を予め除去することで、液晶装置の前に配
された偏光板の帯熱防止を図ることを目的とする。その
ために、以下に説明するように、光束分割手段の入射端
面の端部に光を遮蔽する遮蔽手段を配置することで、光
源からの光束の入射を許容する入射許容開口を設けてい
る。それ以外の部分については、第1の実施の形態と同
じように構成することが可能である。本実施形態の説明
において、第1の実施形態と同じ構成要素には第1の実
施の形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
【0083】先の実施の形態で説明したように、光束分
割手段20によって形成された光源像を偏光分離手段4
0の入射面45Aの部分のみに導き入れるために、光束
分割手段20の反射面の配置角度や偏光分離手段40の
入射面45Aの配置間隔を調整しているが、光源像の寸
法がかなり大きい場合にはそれに応じて偏光分離手段4
0の寸法も大きくなる場合がある。ここで、光束分割手
段20によって形成される光源像に着目すると、光源像
の輪郭部分は不鮮明でありその光強度も小さいことが判
る。その理由は、光源10からの光束の強度分布は光源
ランプ11の略中心を通る軸を中心とした点対称性を有
し、その軸から径方向に離れるに従って光強度は小さく
なるためである。従って、光源像の輪郭部分を形成する
光強度の小さい光束を予め除去することにより光源像の
寸法を小さくしておけば、偏光分離手段40の入射面4
5Aへの入射効率をほとんど低下させることなく、偏光
分離手段40の小型化を実現できると共に、電気光学装
置(液晶装置)1000の入射側に配置される偏光板
(図示せず)の帯熱を防止することができる。
【0084】この目的を達成するため、図7(a),
(b)に示すように、本実施の形態では、光束分割手段
20の入射端面22A,22Bの端部に光を遮蔽する遮
蔽手段28A,28Bを配置し、光源10からの光束の
入射を許容する入射許容開口を設けている。なお、図7
は、第3の実施の形態の要部を示す図であり、(a)は
遮蔽手段28Aにより長方形の入射端面22Aの中央部
に略正方形状の入射許容開口27Aが形成された例を、
(b)は遮蔽手段28Bにより正方形状の入射端面22
Bの中央部に円形の入射許容開口27Bが形成された例
を、それぞれ示す。
【0085】このように光束分割手段20の入射端面2
2に遮蔽手段28A,28Bを設けて入射光の輪郭が画
されることから、本実施の形態では、くっきりとした輪
郭の複数の光源像が形成される。これにより、偏光変換
手段40の入射面45A上に形成したはずの光源像の輪
郭部分の光が余分なところ、すなわち偏光変換手段40
の入射面45Bにまで入射してしまうことが防止でき
る。したがって、液晶装置1000(図1参照)の手前
に配置される図示しない偏光板での光吸収を防止して、
偏光板の帯熱を抑制することが可能となる。
【0086】なお、遮蔽手段としては、光束分割手段2
0の面に形成または貼り付けられた金属膜や金属板、遮
光性を有する各種膜、各種板材でもよいし、遮光性の膜
を印刷することでもよく、種々用いることができる。
【0087】光束分割手段20により形成される複数の
光源像の大きさとその間隔は、入射端面22上に形成さ
れる光源像の大きさと入射端面22の縁から光源像まで
の距離に依存する。従って、光束分割手段20の入射端
面22A,22Bに遮蔽手段28A,28Bを設けるこ
とは、形成される光源像を小さくし、隣接する光源像と
の間に光の存在しない空間を形成することになる。すな
わち、本実施の形態によれば、光束分割手段20により
形成される複数の光源像の各々の大きさを小さく、かつ
隣接する光源像との間隔を拡げることができる。したが
って、偏光分離手段40の偏光分離膜42に対応する入
射面45Aの部分のみに光束を入射させられ、その結
果、偏光分離手段40における偏光変換効率を向上させ
ることができる。また、電気光学装置(液晶装置)や偏
光板にとっては不要である光束を予め遮断しているの
で、電気光学装置(液晶装置)や偏光板の帯熱をより効
率的に抑制することができる。
【0088】さらに、上述したように光源からの光束の
強度分布は、一般に、光源ランプの略中心を通る軸を中
心とした点対称性を有するため、図7(b)のように円
形状の入射許容開口を入射端面22に形成したり、入射
端面22自体を正方形状に形成することによって、光束
分割手段20への光の入射効率を向上させることが可能
となる。
【0089】また、光束分割手段20の入射端面22あ
るいは入射許容開口の形状は、偏光分離手段40の偏光
分離膜42に対応する入射面45Aの形状と略相似形を
なすように設定しても良い。その場合には、偏光分離手
段40への入射効率を向上させることが可能となる。
【0090】なお、ここでは、第1実施形態の光束分割
手段20に入射許容開口27A,27Bを設けることに
ついて説明したが、第2実施形態の光束分割手段20’
にこのような入射許容開口を設けても構わない。
【0091】4.照明装置の第4の実施の形態 図8は、本発明の照明装置の第4の実施の形態の概略的
構成を示す平面図である。この第4の実施の形態は、柱
状の導光体に代えて、複数の小レンズからなるレンズア
レイを光束分割手段として使用することにより、第1の
実施の形態と同様に、図4(a)、(b)に示すような
位置関係の複数の光源像を形成する点に特徴を有する。
また、これ以下に示す照明装置の実施の形態は、いずれ
もレンズアレイからなる光束分割手段を採用したもので
ある。なお、以下、第1の実施の形態と同じ構成要素に
は同一の符号を付してその説明を省略する。第1の実施
の形態と同じ構成要素の部分は、第1の実施形態で説明
したのと同様に構成することが可能である。
【0092】光源10’のリフレクターは、パラボラリ
フレクター14である。このパラボラリフレクター14
は、光源ランプ11から放射された非偏光な光束を略平
行化しつつ一方向に向ける機能を有する。パラボラリフ
レクター14の代わりに、球面リフレクタや楕円リフレ
クタを使用することも可能である。但し、その場合には
リフレクタの射出面にリフレクタから射出される集光光
を略平行化するためのレンズを設置する必要がある。
【0093】光束分割手段600は、複数の小レンズ6
00aを略マトリクス状に配置してなるレンズアレイで
構成される。各小レンズ600aの外形形状は、被照明
領域を形成する液晶装置1000の表示面の形状(被照
明領域の形状)と略相似形をなすように設定される。光
源10から光束分割手段600に入射した光束は、各小
レンズ600aの集光作用により複数の部分光束に分割
され、照明光軸Lに対して垂直なX−Y平面内に小レン
ズ600aの数と同数の光源像を略マトリクス状に形成
する。
【0094】ここで、各小レンズ600aは、図4
(a)に示すようにX軸方向の間隔が相対的に広い複数
の光源像が、図4(b)に示すように偏光変換手段40
の入射面45A上にのみ形成されるような集光特性に設
定される。本実施の形態では、複数の小レンズ600a
の一部に、光学的中心が幾何学的中心と一致していな
い、いわゆる偏心レンズを採用することにより、光源像
の形成間隔の制御を容易に達成している。
【0095】また、レンズアレイからなる光束分割手段
600を使用したことに伴い、リレー光学系30に代え
て、分割された部分光束を電気光学装置の一例である液
晶装置1000上で重畳するための重畳光学系として重
畳レンズ620が用いられている。
【0096】重畳レンズ620は、1枚の重畳レンズで
形成され、偏光変換手段40の射出側に設置されてい
る。この重畳レンズ620は軸対称の球面レンズで形成
されているが、これに限定されるものではなく、他の形
態のレンズで形成することも可能である。例えば、フレ
ネルレンズのように、中央部と周辺部とで分割された形
態のレンズや、複数のレンズからなる組レンズを重畳レ
ンズ620として使用することができる。中央部と周辺
部とで分割された形態のレンズや組レンズを用いた場合
には、各種の光学収差を低減することが可能である。ま
た、前者の場合にはレンズの中心厚を薄くすることがで
き、照明装置の軽量化に都合がよい。
【0097】さらに、本実施の形態では、伝達レンズ5
0に代えて集光レンズアレイ610が偏光変換手段40
の入射側に設置されている。この集光レンズアレイ61
0は、第1〜第3の実施の形態における伝達レンズ50
とほぼ同様の機能を有するものであり、光束分割手段6
00を形成する小レンズ600aと同数の集光レンズ6
10aにより構成されている。また、この集光レンズア
レイ610は、複数の部分光束により形成される光源像
の位置に各集光レンズ610aを対応させて、偏光分離
手段40の入射側に配置される。集光レンズ610aの
形状には制約はないが、矩形形状や6角形状などに設定
すれば、アレイ化し易いため都合がよい。
【0098】各集光レンズ610aは、光束分割手段6
00からの複数の部分光束を偏光変換手段40の入射面
45Aに対して略垂直に入射させるような集光特性に設
定される。本実施の形態では、このような集光特性に設
定するために、集光レンズ610aの一部を偏心レンズ
で構成しているが、集光レンズ610aの全部を偏心レ
ンズで構成することによっても上記集光特性に設定する
ことが可能である。このように構成されることから、集
光レンズアレイ610によれば、偏光変換手段40の入
射面45Aに対して光束を略垂直に入射させることが可
能となる。その結果、偏光変換手段40における偏光変
換効率を向上させることが可能となる。
【0099】なお、集光レンズアレイ610は必ずしも
必要なものではなく、光源からの光束の平行性が高い場
合には省略することができる。さらに、光束分割手段6
00から射出される光束の特性(例えば平行性が高い場
合)によっては、集光レンズアレイを偏光変換手段40
の射出側に配置した構成としても良い。特にこの場合に
は、集光レンズアレイに重畳レンズ620の機能を併せ
持たせられるため、重畳レンズ620を省略し、照明装
置の簡素化と低コスト化を図ることができる。この構成
については、後述の第5の実施の形態で具体例を示す。
【0100】このような構成を有することから、本実施
の形態でも、第1の実施の形態における作用効果と同様
の作用効果を達成することができる。すなわち、複数の
光源像の配置間隔をX方向にのみ広げ、複数の光源像を
偏光分離膜42にのみ選択的に入射させることにより、
偏光変換手段40における偏光変換効率を向上させつ
つ、照明装置全体の光利用効率の向上を図ることが可能
となる。また、第1〜第3の実施の形態とは異なり、光
束分割手段20がレンズアレイで構成されることから、
照明装置の小型化を図ることができる。
【0101】なお、本実施の形態においても、第1の実
施形態で説明したのと同様、光源像の大きさに合わせて
偏光変換手段40における偏光分離膜42と反射膜44
の配置間隔を調整しても良い。このようにすれば、より
確実に光源像を偏光分離手段40の偏光分離膜42のみ
に導き入れることが可能となるため、偏光分離手段40
における偏光変換効率を一層高めることが可能となる。
【0102】さらに、光束分割手段600と集光レンズ
アレイ610の集光特性を工夫して、図6(a)、
(b)に示すように、Y軸方向に列ぶ複数の光源像が互
いに重なり合わない状態で密接して配置されるような構
成を採用することができる。この場合には、集光レンズ
アレイ610、偏光変換手段40、重畳レンズ620等
のY軸方向の寸法を小型化できるため、照明装置の小型
化に都合がよい。
【0103】5.照明装置の第5の実施の形態 図9は、本発明の照明装置の第5の実施の形態の概略的
構成を示す平面図である。この第5の実施の形態は、上
述した第4の実施の形態の変形例であって、特に複数の
集光レンズからなる集光レンズアレイが偏光変換手段4
0と重畳レンズ620の間に配置されている点が第4の
実施の形態と異なっている。このような構成は、光束分
割手段600から射出される光束の特性が優れている場
合(例えば平行性が高い場合)に採用し易い。以下の説
明において、第4の実施の形態と同じ構成要素には同一
の符号を付してその説明を省略する。第4の実施の形態
と同じ構成要素の部分は、第4の実施形態で説明したの
と同様に構成することが可能である。
【0104】本実施の形態の基本的な作用効果は、第4
の実施の形態の作用効果と同様であるが、本実施の形態
によれば、さらに、集光レンズアレイ612と重畳レン
ズ620を一体化できるという効果がある。また、集光
レンズアレイ612に重畳レンズ620の機能を併せ持
たせられるため、重畳レンズ620を省略し、照明装置
の低コスト化を図ることも可能である。
【0105】なお、図9では、偏光分離手段40の射出
面46Aと射出面46Bの2つに対して1つの集光レン
ズ612aが対応する形態となっているが、偏光分離手
段40の射出面46Aと射出面46Bの各々に1対1で
対応するように集光レンズ612aを配置すれば、すな
わち、図9の集光レンズ610aの2倍の数の集光レン
ズ612aを用いて集光レンズアレイ612を形成すれ
ば、集光レンズアレイ612における光利用効率を一層
向上させることができる。
【0106】6.照明装置の第6の実施の形態 図10は、本発明の照明装置の第6の実施の形態の概略
的構成を示し、(a)はX軸方向から見た断面図、
(b)はY軸方向から見た断面図である。
【0107】この第6の実施の形態は、レンズアレイか
らなる光束分割手段600によって略マトリクス状に形
成される複数の光源像のX軸方向の形成位置を制御し、
さらに縮小光学系としてのアフォーカル光学系700に
よってY軸方向の形成位置を制御して、図6(a),
(b)に示すような配置及び位置関係の光源像を形成す
る点に特徴を有する。以下の説明において、第4の実施
の形態と同じ構成要素には同一の符号を付してその説明
を省略する。第4の実施の形態と同じ構成要素の部分
は、第4の実施形態で説明したのと同様に構成すること
が可能である。
【0108】アフォーカル光学系700は、通過する光
束の平行性をあまり悪化させることなく全体の光束径を
縮小化する機能を有する。本実施の形態では、一方向の
みにレンズパワー(レンズ曲率)を有するシリンドリカ
ル状凸レンズ710とシリンドリカル状凹レンズ712
によってアフォーカル光学系700が形成されている。
【0109】アフォーカル光学系700のうち、シリン
ドリカル状凸レンズ710は、レンズアレイからなる光
束分割手段600の射出側に設置され、シリンドリカル
状凸レンズ710を通過する光束をY軸方向にのみ屈折
させて照明光軸Lの方向に内向させる。一方、シリンド
リカル状凹レンズ712は、集光レンズアレイ610の
入射側に設置され、シリンドリカル状凸レンズ710か
らの光束を光軸Lに対して略平行化する。ここで、これ
らのシリンドリカル状凸レンズ710及びシリンドリカ
ル状凹レンズ712は、それらのレンズパワーを有する
方向が、偏光変換手段40における複数の偏光分離膜4
2が配列される方向に対して略直交するように配置され
る。このような配置関係をとる理由は、偏光分離膜42
が配列する方向(X軸方向)においては偏光分離を行う
ための空間を確保する必要があるが、偏光分離膜42が
配列される方向と略直交する方向(Y軸方向)において
は偏光分離を行わないため、光源像をより密接して配置
し易いためである。その結果、アフォーカル光学系70
0を通過した光束は、光束全体の広がり幅が一方向(Y
軸方向)に縮小化されている。
【0110】このような構成によっても、上述した第2
の実施の形態の作用効果と同様の作用を達成することが
可能である。すなわち、Y軸方向において光源像の間隔
が狭められることから、偏光分離膜42への光束の入射
角がY軸方向において小さくなり、偏光分離膜42での
偏光分離性能、及び偏光変換手段40での偏光変換効率
が向上する。したがって、偏光変換手段40における光
利用効率を一層高めることが可能となる。また、後に説
明する偏光ビームスプリッター60(図14)のよう
に、偏光分離膜42と同様な入射角依存性を有する光学
素子を用いた光学系に本実施の形態の照明装置を適用し
た場合にも、Y軸方向に並ぶ光源像の間隔を狭めること
により光学系全体の光利用効率を向上させることが可能
となる。さらに、Y軸方向に並ぶ光源像の間隔を狭めた
結果、偏光分離手段40のY軸方向の寸法も小さくで
き、照明装置の小型化と低コスト化を達成することがで
きる。さらにまた、このような照明装置を用いてプロジ
ェクタを構成した場合には、偏光分離手段40の寸法を
小型化した結果、投写光学系の寸法も小型化でき、口径
の小さなレンズを用いても明るい投写画像を実現するこ
とができる。特に、本実施の形態の場合は、光束分割手
段600を形成する複数の小レンズ600aの集光特性
を複雑に設定することなく、偏光分離膜42における偏
光分離性能を向上させられると共に、偏光分離手段40
のY軸方向における寸法を小さくできるので、照明装置
における光利用効率の向上と小型化を実現することが可
能となる。
【0111】なお、光束分割手段600とシリンドリカ
ル状凸レンズ710との位置関係、及び、シリンドリカ
ル状凹レンズ712と集光レンズアレイ610との位置
関係については、本実施の形態に限定されない。すなわ
ち、光束分割手段600はシリンドリカル状凸レンズ7
10の射出側に配置することができ、同様に集光レンズ
アレイ610もシリンドリカル状凹レンズ712の入射
側に配置することができる。これらの変形例について
は、第7の実施の形態で具体例を示す。
【0112】さらに、本実施の形態においても、光源像
が形成される間隔と一致するように偏光変換手段40に
おける偏光分離膜42と反射膜44の配置間隔を調整し
ても良い。これらを上記の構成と併用すれば、より確実
に光源像を偏光分離手段40の偏光分離膜42のみに導
き入れることが可能となるため、偏光分離手段40にお
ける偏光変換効率を一層高めることが可能となる。ここ
で、偏光分離膜42の配置間隔は光束分割手段20によ
って形成される光源像の大きさに基づいて決定されるも
のであり、具体的には入射面45Aの寸法が光源像を包
含できる最小の寸法となるように、偏光分離膜42の配
置間隔は設定されることが望ましい。
【0113】さらにまた、光束分割手段600によって
形成される光源像の寸法が小さい場合には、シリンドリ
カル状凸レンズ710とシリンドリカル状凹レンズ71
2の両方を、2方向にレンズパワーを有する一般的な凸
レンズと凹レンズ、あるいはトーリックレンズに代えた
構成を採用することができる。
【0114】7.照明装置の第7の実施の形態 図11は、本発明の照明装置の第7の実施の形態の概略
的構成を示す断面図である。この第7の実施の形態は、
上述した第6の実施の形態の変形例であり、アフォーカ
ル光学系700を構成するシリンドリカル状凸レンズ7
10が、レンズアレイからなる光束分割手段600の入
射側に配設される点に特徴を有する。以下の説明におい
て、第6の実施の形態と同じ構成要素には同一の符号を
付してその説明を省略する。第6の実施の形態と同じ構
成要素の部分は、第6の実施形態で説明したのと同様に
構成することが可能である。
【0115】本実施の形態によれば、光源10からの光
束は、シリンドリカル状凸レンズ710によって集光さ
れつつ光束分割手段600に入射し、複数の部分光束に
分割された後、シリンドリカル状凹レンズ712と集光
レンズアレイ610によって各集光レンズ610aを通
過する光束の主光線は略平行化される。すなわち、光束
全体の径はY軸方向において圧縮される。したがって、
このような構成配置によっても、第6の実施の形態と同
様の作用効果を達成することが可能である。
【0116】なお、シリンドリカル状凹レンズ712を
集光レンズアレイ610の射出側に配置した構成として
もよい。さらに、図10及び図11に示す実施の形態に
おいて、複数の光源像の形成間隔を調節する機能を、ア
フォーカル光学系のみによって実現することも可能であ
る。その場合には、偏光変換手段40で複数の偏光分離
膜42が配列する方向(X軸方向)においては、反射膜
44と対応する入射面45Bを避けて偏光分離膜42と
対応する入射面45A内に各光源像が形成されるように
複数の光源像の形成間隔を拡げ、同時に、複数の偏光分
離膜42が配列する方向とは略直交する方向(Y軸方
向)においては、複数の光源像の形成間隔を狭めるよう
に、アフォーカル光学系を構成すればよい。これによ
り、特別な集光特性を有するレンズを用いてレンズアレ
イ状の光束分割手段を形成する必要がなくなるため、照
明装置の簡略化、軽量化、小型化及び低コスト化等を実
現することができる。
【0117】8.照明装置の第8の実施の形態 図12は、本発明の照明装置の第8の実施の形態の概略
的構成を示す図であり、(a)はX軸方向から見た断面
図、(b)はY軸方向から見た断面図である。この第8
の実施の形態は、レンズアレイからなる光束分割手段を
使用しながら、アフォーカル光学系を別途用いることな
く、図6(a),(b)に示すような配置の光源像を形
成する点に特徴を有する。以下の説明において、第4の
実施の形態と同じ構成要素には同一の符号を付してその
説明を省略する。第4の実施の形態と同じ構成要素の部
分は、第4の実施形態で説明したのと同様に構成するこ
とが可能である。
【0118】光束分割手段800は、複数の光源像がX
軸方向に広い間隔をあけつつY軸方向に狭い間隔で配列
して偏光変換手段40の入射面45A内にのみ位置する
ような集光特性に設定されている。このような集光特性
を容易に実現するため、光束分割手段800を形成する
複数の小レンズ800aのほとんどが偏心レンズで構成
されている。
【0119】一方、集光レンズアレイ810の集光特性
は、各集光レンズ810aを通過した光束の主光線が照
明光軸Lと略平行となるように設定されている。その結
果、本実施の形態では、上述したアフォーカル光学系7
00を通過した光束のように、光束全体の広がり幅が一
方向(Y軸方向)に縮小化される。このような機能を容
易に実現するため、集光レンズアレイ810を形成する
複数の集光レンズ810aも、そのほとんどが偏心レン
ズで形成されている。
【0120】これにより、上述の第6及び第7の実施の
形態と同様の作用効果を達成することが可能となる。さ
らに、レンズアレイからなる光束分割手段及び集光レン
ズアレイによって、アフォーカル光学系と同様の機能を
実現できることから、部材点数の省略による照明装置の
小型化、軽量化、及び低コスト化等を実現することが可
能となる。
【0121】9.照明装置の第9の実施の形態 図13は、本発明の照明装置の第9の実施の形態の概略
的構成を示す断面図である。
【0122】この第9の実施の形態では、さらに、光束
径をX軸及びY軸方向に圧縮する作用を有する凹レンズ
900が重畳レンズ620と液晶装置1000の間に配
設されている点に特徴を有する。その他の部分について
は、第4の実施形態と同様に構成することが可能であ
る。第4の実施の形態と同じ構成要素には同一の符号を
付してその説明を省略する。凹レンズ900は光学収差
を低減するため、複数枚のレンズ(本実施の形態では2
枚の凹レンズ900a,900b)を組み合わせて形成
された組レンズとすることが望ましい。
【0123】このような構成を有することから、本実施
の形態では、第4の実施の形態、あるいは、第8の実施
の形態で説明した作用効果に加えて、被照明領域である
液晶装置1000に入射する光束の入射角を小さくでき
ると共に、同じ入射角を設定した場合には、照明装置の
Z軸方向の大きさを小型化することができる。特に前者
の効果は、偏光ビームスプリッターのように、偏光分離
膜42と同様な入射角依存性を有する光学素子を用いた
光学系(例えば反射型光学系)に本実施の形態の照明装
置を適用した場合に、光束の入射角を小さくすることに
より光学系全体の光利用効率を向上させることが可能と
なる。
【0124】なお、凹レンズ900を一方向にのみレン
ズパワーを有するシリンドリカル状凹レンズとし、被照
明領域である液晶装置1000に入射する光束の入射角
を一方向においてのみ小さくした構成とすることも可能
である。
【0125】B.プロジェクタ 次に、本発明に係るプロジェクタの例について、図14
〜図18を参照しつつ説明する。
【0126】1.第1の実施の形態 図14は、本発明に係るプロジェクタの第1の実施の形
態を示す概略平面図である。本実施の形態のプロジェク
タは、照明装置1と、照明装置1から射出された光束に
画像情報を付して表示画像を形成するための手段(偏光
ビームスプリッター60、偏光板70,72、電気光学
装置の一例としての反射型の液晶装置1000’)と、
形成された表示画像を投写する投写光学系(投写レンズ
300)とによって大略構成されている。
【0127】照明装置1は、図5及び図6を参照しつつ
説明した照明装置(照明装置の第2の実施の形態)と同
一のものである。照明装置1から射出された光束は、予
めほぼ1種類の直線偏光光束(本実施の形態ではS偏光
光束)に変換されて後述する偏光ビームスプリッター6
0に導かれる。なお、前述した照明装置の他の実施の形
態にかかるものを本実施の形態の照明装置1として使用
することも可能である。
【0128】偏光ビームスプリッター60は、2つの直
角プリズムの斜面同士を、その間に偏光分離面62を挟
んで接合したものであり、入射した非偏光光束を偏光方
向が略直交する2種類の直線偏光光束に空間的に分離す
る機能を有する光学素子である。
【0129】偏光分離面62は、偏光変換手段40を形
成する偏光分離膜42と同様に誘電体多層膜で形成さ
れ、偏光方向が略直交する2つの直線偏光光束(P偏光
光束、S偏光光束)の一方を透過し、他方を反射する。
本実施の形態の偏光分離面62はS偏光光束を反射する
ように形成されているが、S偏光光束を透過するように
形成されていてもよい。
【0130】照明装置1から射出されたS偏光光束は、
偏光板70を経て偏光ビームスプリッター60に入射
し、偏光分離面62で反射され、その進行方向を略90
度曲げられ液晶装置1000’に入射する。
【0131】液晶装置1000’は、図示しない外部か
らの画像信号に応じて入射した光を変調し、具体的には
偏光状態を変え、入射側と同じ側から射出する。
【0132】ところで、前記偏光分離面62は、その偏
光分離性能が入射光束に対して大きな入射角依存性を有
する。
【0133】図18には、前記偏光分離面62と、照明
装置1から入射されるS偏光光束(入射光2)との関係
が示されている。入射光束2の進行方向(入射光束の光
中心軸方向)をZ軸方向とする。そして、この入射光束
2の中心軸が偏光分離面62と交差する位置における、
この偏光分離面62の法線をRとする。そして前記入射
光束2の中心軸Zと法線Rとを含む面を入射面4と定義
する。
【0134】また、前記入射光束2のZ軸に対し、12
時の方向をY軸方向とし、3時の方向をX軸方向と定義
する。このZ軸、Y軸、X軸の関係は、前述した図1に
示すZ軸、Y軸、X軸の関係と何ら変わるところはな
い。
【0135】偏光分離面62の偏光分離性能は、入射面
4と直交するY方向においてその入射角が大きくなる
と、著しく低下する特徴を有する。具体的には、入射光
束2のXY断面形状が、入射面4と直交するY方向に大
きくなると、偏光分離面62の偏光分離性能が著しく低
下する。
【0136】前記入射光束2の断面形状は、前述した図
3〜図5に示すように、光束分割手段20により仮想面
内に形成される部分光束全体の断面形状とほぼ相似形と
なる。
【0137】しかも、本実施の形態においては、図3〜
図5に示すように、偏光変換手段40において偏光分離
膜42が並ぶ方向がX軸方向となるように設定されてい
るため、前記部分光束群は、前述したリレー光学系30
により入射光束2のX軸方向が前記入射面4と平行にな
るように偏光分離面42に入射される。もちろん、光束
分割手段としてレンズアレイを使用した他の照明装置を
用いた場合でも、前記部分光束群は、重畳光学系620
により、その入射光束2のX軸方向が前記入射面4と平
行になるように偏光分離面42に入射される。
【0138】本実施の形態で使用される照明装置1で
は、光束分割手段20から射出された部分光束によって
図6(a)、(b)に示す位置に複数の光源像を形成す
る構成を採用している。具体的には、複数の光源像を形
成する部分光束全体の断面寸法が、Y軸方向が狭くX軸
方向に長くなるように形成されている。従って、図18
に示す入射光束2の断面形状も、入射面4と直交するY
軸方向には狭く入射面4と平行なX軸方向に広い形状と
なる。
【0139】この結果、偏光分離面62へ入射する入射
光束2のY軸方向における入射角度を小さくすることが
でき、入射光束2に対する偏光分離面62の偏光分離性
能が向上し、明るくコントラスト比の高い投写画像を実
現することが可能となる。しかも、投写光学系における
光利用効率が向上するため、より鮮明な投写画像の生成
が可能となる。
【0140】次に、液晶装置1000’の構成例を図1
5及び図16に示す。図15は液晶装置1000’を形
成する反射型基板の平面図、図16は液晶装置100
0’の部分拡大断面図である。
【0141】これらの図において、液晶装置1000’
は、ガラス基板等の透明基板からなる入射側基板101
0及び反射側基板1020の間に、TN型等の液晶10
30をシール材1031にて封入して形成される。
【0142】反射側基板1020には、図15に示すよ
うに、中央部に画素電極1021がマトリクス状に形成
されてなる画素領域1022が設けられ、その周囲に、
信号線に画像データを供給する信号線駆動回路1023
や上記信号線上の電圧を画素電極に印加するスイッチン
グ素子としての薄膜トランジスタ(TFT)のゲートが
接続された走査線1042を順番に選択する選択走査線
駆動回路1024、パッド領域1025を介して外部か
ら入力される画像データを取り込む入力回路1026、
これらの回路を制御するタイミング制御回路1027等
からなる周辺回路が設けられている。
【0143】また、反射側基板1020の表面には、T
FTの動作領域となるポリシリコン等の半導体層104
1が島状に形成され、この半導体層1041の上にはゲ
ート絶縁膜を介して2層目のポリシリコンまたはポリシ
リコンと高融点金属の多層からなる走査線兼ゲート電極
1042が形成され、この走査線兼ゲート電極1042
の上方から入射側基板1020の表面にかけてはPSG
膜のような層間絶縁膜1043が形成されている。ま
た、この層間絶縁膜1043の上にはアルミニウム等の
金属層からなる信号線1044が形成され、この信号線
1044は層間絶縁膜1043に形成されたコンタクト
ホールにて半導体層1041のゲート電極1042の側
方に位置するソース(もしくはドレイン)領域に接続さ
れている。
【0144】そして、信号線1044及び層間絶縁膜1
043の上には二酸化シリコンのような絶縁物からなる
LTO(Low Temperature Oxide)膜あるいはスピンコ
ートにより形成されたSOG膜などからなる平坦化膜1
045が形成され、この平坦化膜1045の上に2層目
のアルミニウム層等の金属からなる画素電極1021が
形成され,この画素電極1021の一部が平坦化膜10
45及び層間絶縁膜1043に形成されたコンタクトホ
ールにてTFTのドレイン(もしくはソース)領域に電
気的に接続されている。
【0145】このように、液晶装置1000’がTN型
液晶を採用した反射型液晶装置であることから、液晶層
1030への印加電圧がほぼ0の画素(OFF状態)で
は、入射した光は液晶層1030にて楕円偏光され、画
素電極1021により反射され、液晶層1030により
再度楕円偏光されるので、入射した光の偏光軸とほぼ9
0度ずれた偏光軸の光として反射・射出される。一方、
液晶層1030に電圧印加された画素(ON状態)で
は、入射した光のまま画素電極に至り、反射されて,入
射時と同一方向の偏光軸のまま反射・射出される。ま
た、画素電極1021に印加された電圧に応じてTN型
液晶の液晶分子の配列角度が変化するので、入射光に対
する反射光の偏光軸の角度は、画素のトランジスタを介
して画素電極に印加する電圧に応じて可変される。
【0146】例えば、液晶装置1000’にP偏光の光
が入射されると、OFF状態画素はS偏光に変換して反
射・射出し、ON状態画素はP偏光のまま反射・射出す
る。
【0147】なお、単結晶シリコンのような半導体基板
の上にMOSFETや画素電極などを形成したものを液
晶装置1000’の反射型基板として用いることもでき
る。
【0148】また、画素電極へ電圧を印加する素子とし
て、MIM(Meta-Insulator-Metal)等の2端子型非線
形素子を使用することも可能である。さらに、TN型液
晶に代えて、垂直配向型やねじれの無い水平配向型、強
誘電型等、種々用いることができる。
【0149】本実施の形態において、液晶装置100
0’は、図14に示すように偏光ビームスプリッター6
0の偏光分離面62にて反射された光の進行方向に設置
されている。なお、偏光ビームスプリッター60の偏光
分離面62が照明装置1からの直線偏光光束を透過する
ように形成されている場合には、透過光の進行方向に液
晶装置1000’を設置した構成とすることができる。
【0150】また、液晶装置1000’から射出された
光は、上述のように画像信号に応じて部分的にP偏光光
束に変換されているため、再び偏光ビームスプリッター
60に入射したこれらの偏光光束は偏光分離面62を透
過し、偏光板72を経て、投写光学系である投写レンズ
300によりスクリーン2000上に拡大投影される。
【0151】なお、偏光ビームスプリッター60の入射
側及び射出側に配置された2つの偏光板70、72は、
それらの偏光板を通過する偏光光束の偏光度をさらに高
める機能を有している。したがって、照明装置1から射
出される偏光光束の偏光度が十分に高い場合には偏光板
70を、同様に、偏光ビームスプリッター60から投写
光学系に向けて射出される偏光光束の偏光度が十分に高
い場合には偏光板72を省略することができる。
【0152】以上説明したように、本実施の形態のプロ
ジェクタに使用している照明装置1では、光束分割手段
20から射出された部分光束によって図6(a)、
(b)に示すような位置に複数の光源像を形成する構成
を採用しているため、照明装置1における光利用効率が
高く、照明装置1から偏光ビームスプリッター60の偏
光分離面に入射する光束のY軸方向(入射面4と直交す
る方向)における入射角度を小さくすることができる。
そのため、偏光ビームスプリッター60への光入射率と
偏光ビームスプリッター60における光利用効率を向上
させることができ、光学系全体の光利用効率も向上させ
ることができる。さらに、光束分割手段20によってY
軸方向に並ぶ光源像の間隔が狭められた結果、偏光分離
手段40のY軸方向の寸法を小さくできるため、照明装
置1の小型化・低コスト化によるプロジェクタの小型化
・低コスト化を達成することが可能となる。
【0153】このように、本実施の形態では、プロジェ
クタにおける光学系全体の光利用効率が向上することか
ら、極めて明るく、コントラスト比の高い投写画像を実
現することが可能となる。
【0154】2.第2の実施の形態 図17は、本発明に係るプロジェクタの第2の実施の形
態の要部を示す概略平面図である。本実施の形態は、上
記第1の実施の形態の変形例であり、偏光ビームスプリ
ッター60から射出された光束を、分光手段としてのく
さび型プリズムを用いて赤色光、青色光、緑色光に分離
し、各色光毎に対応して設けられた3枚の液晶装置に各
色光を入射させてカラー画像を実現する点に特徴を有す
る。よって、第1の実施の形態と共通の部材に付いて
は、同一の符号を付してその説明を省略する。第1の実
施形態と共通の部分については、第1の実施形態と同様
に構成することが可能である。
【0155】さらに、この第2の実施の形態では、偏光
分離面62へ入射する入射光束2は、図18を用いて説
明した前記第1の実施の形態と同様に、偏光分離面62
の入射面4と直交するY軸方向には狭く、入射面4と平
行なX軸方向には広くなるような断面形状に形成されて
いる。従って、前記第1の実施の形態と同様に、偏光分
離面62の偏光分離性能が向上し、明るくコントラスト
比の高い投写画像を生成することができる。なお、その
構成は前記第1の実施の形態と同様であるので、ここで
はその説明を省略する。
【0156】図17において、分光手段100は、3つ
のくさび型プリズム100a,100b,100cを組
合せて形成されている。くさび型プリズム100aは、
直角三角形の断面形状を有する角柱状を成し、直角を挟
む辺の一方に相当する面に赤色光を反射し他の色光を透
過する赤色用ダイクロイック膜Rが形成され、斜辺に相
当する面を偏光ビームスプリッター60に間隔をおいて
対面させて設置されている。また、くさび型プリズム1
00bは、くさび型プリズム100aとほぼ同様の構成
を有するが、赤色用ダイクロイック膜Rの代わりに青色
を反射し他の色を透過する青色用ダイクロイック膜Bが
形成され、斜辺に相当する面をくさび型プリズム100
aの赤色用ダイクロイック膜Rに間隔を置いて対面させ
て設置されている。さらに、くさび型プリズム100c
は、一辺が斜辺として形成された略台形状の断面形状を
有する角柱状を成し、斜辺に相当する面をくさび型プリ
ズム100bの青色用ダイクロイック膜Bに当接させて
設置されている。
【0157】なお、本実施の形態において、分光手段1
00は、偏光ビームスプリッター60の偏光分離面62
にて反射された光の進行方向に設置されているが、偏光
ビームスプリッター60の偏光分離面62が照明装置1
からの直線偏光光束を透過するように形成されている場
合には、透過光の進行方向に分光手段100を設置した
構成とすることができる。
【0158】液晶装置1000R’は、赤色光を変調す
る反射型液晶装置であり、くさび型プリズム100aの
直角を挟む面の内赤色用ダイクロイック膜Rが形成され
ていない面に対面させて設置されている。また、液晶装
置1000B’は、青色光を変調する反射型液晶装置で
あり、くさび型プリズム100bの直角を挟む面の内青
色用ダイクロイック膜Bが形成されていない面に対面さ
せて設置されている。さらに、液晶装置1000G’
は、緑色光を変調する反射型液晶装置であり、くさび型
プリズム100cの斜辺の対辺に相当する面に対面させ
て設置されている。各液晶装置1000R’、1000
B’、1000G’は、上述した第1の実施の形態に使
用される液晶装置1000’と同一の構成を有してい
る。
【0159】本実施の形態において照明装置1から射出
され偏光ビームスプリッター60の偏光分離面62にて
反射された直線偏光光束は、まずくさび型プリズム10
0aに入射し、赤色用ダイクロイック膜Rにて赤色光と
その他の光に分離される。上述のように、くさび型プリ
ズム100aと偏光ビームスプリッター60の間には間
隔が形成されていることから,くさび型プリズム100
aにおける偏光ビームスプリッター60との界面が全反
射面となる。同様に、くさび型プリズム100bにおい
てくさび型プリズム100aに対面する面も、全反射可
能な界面となる。このため、赤色用ダイクロイック膜R
にて反射された赤色光は、くさび型プリズム100aの
界面で全反射して赤色専用の液晶装置1000R’に入
射し、変調されて、同一光路を戻る。赤色用ダイクロイ
ック膜Rを透過してくさび型プリズム100b入射した
光の内、青色光は青色用ダイクロイック膜Bにて反射さ
れ、くさび型プリズム100bの界面において全反射し
て青色専用の液晶装置1000B’に入射し、変調され
て、同一光路を戻る。青色用ダイクロイック膜Bを透過
した緑色光は、くさび型プリズム100c内を略直進し
て緑色専用の液晶装置1000G’に入射し、変調され
て、同一光路を戻る。
【0160】各液晶装置1000R’、1000B’、
1000G’にて変調され、同一光路を戻って偏光ビー
ムスプリッター60に再度入射した各色光は、今度は偏
光分離面62を透過し、投写手段である投写レンズ30
0によって前方のスクリーン2000上に拡大投写され
る。3枚の液晶装置1000R’、1000B’、10
00G’により変調された3つの色光は、以上の過程に
おいてスクリーン2000上では同位置に重なるように
投写される。
【0161】本実施の形態によれば、カラー画像を実現
可能な3板型のプロジェクタにおいて、光学系全体の光
利用効率の向上並びに、小型化・低コスト化を達成する
ことが可能となる。
【0162】なお、本実施の形態では、図17に示すよ
うに、各液晶装置1000R’、1000B’、100
0G’の寸法に比べて、偏光ビームスプリッター60等
の寸法が相対的に大きくなっている。このため、偏光ビ
ームスプリッター60の光源側に光束を細くするための
集光レンズを配置することが好ましい。
【0163】3.第3の実施の形態 図19は、本発明に係るプロジェクタの実施の形態を示
す概略平面図である。本実施の形態のプロジェクタは、
照明装置2と、照明装置2から射出された光束を赤色
光、青色光、緑色光に分離する分光手段としてのダイク
ロイックミラー110と、ダイクロイックミラー110
にて分離された各色光を略平行化して液晶装置1100
に導く平行化レンズ120と、液晶装置1100で変調
された光をスクリーン2000に拡大投写する投写光学
系としての投写レンズ300によって大略構成されてい
る。
【0164】照明装置2は、図10を参照しつつ説明し
た照明装置(第6の実施の形態)と同一のものである。
なお、前述した照明装置の他の実施の形態にかかるもの
を本実施の形態の照明装置2として使用することも可能
である。
【0165】ダイクロイックミラー110は、赤色光、
緑色光、青色光を選択的に反射または透過する互いに異
なる波長選択反射膜がそれぞれ形成され、互いに所定の
角度を有して配置された3枚のダイクロイックミラー1
10R、110G、110Bを備えている。これら3枚
のダイクロイックミラー110R、110G、110B
は誘電体多層膜によって形成できる。例えば、ダイクロ
イックミラー110Rは、赤色光を反射し、緑色光、青
色光を透過するミラーである。ダイクロイックミラー1
10Gは、ダイクロイックミラー110Rを透過した緑
色光、青色光をさらに分離するミラーであって、緑色光
を反射して、青色光を透過する。ダイクロイックミラー
110Bは、ダイクロイックミラー110Gを透過した
青色光を反射するミラーである。各ダイクロイックミラ
ー110R、110G、110Bは、互いに所定の角度
を持って配置されており、反射された光は平行化レンズ
120を経て、それぞれ異なる方向から液晶装置110
0に入射する。なお、ダイクロイックミラー110は3
枚のダイクロイックミラー110R、110G、110
Bによって構成されているが、光路上で最も後ろ側に配
置されたミラー(110B)は一般的な全反射ミラーで
もよく、少なくとも2つのダイクロイックミラーを用い
れば分光手段を構成することができる。また、ダイクロ
イックミラーでなくとも波長選択反射膜が形成されたプ
リズムに置き換えてもよい。また、赤色光、緑色光、青
色光の各色光の分光の順序はいずれでも構わない。
【0166】図20は、図19における液晶装置110
0の部分断面図(ZY平面で切断した部分断面図)であ
る。液晶装置1100は、ダイクロイックミラー110
により分光された各色光束のそれぞれに対応する3種類
(3色分)のサブ画素1139R、1139G、113
9Bとμレンズアレイ1133を有しており、3つのサ
ブ画素1139R、1139G、1139Bに対して1
つのマイクロレンズ1133aが対応するように構成さ
れている。液晶装置1100は、ダイクロイックミラー
110により分光された各色光束をそれぞれ対応する画
素に集光するためのマイクロレンズアレイ1133を備
えたアクティブマトリクス液晶パネル(以下「液晶パネ
ル」という)1110を含んで成り、それらの前後には
不図示の一対の偏光板が配置される。液晶パネル111
0は、2枚の硝子等の透明基板1134、1135の間
にTN型液晶1136が封入され、一方の基板1134
には共通電極1137および不要光を遮蔽する遮光マト
リクス部として機能するブラックマトリクス1138等
が形成され、他方の基板1135には画素電極1139
R、1139G、1139B、スイッチング素子として
の薄膜トランジスタ(TFT)1140等が形成され、
TFT1140を介して画素電極1139R、1139
G、1139Bに電圧が印加されると共通電極1137
との間に挟まれた液晶1136が駆動される構成であ
る。なお、他方の基板1135には、複数の走査線と複
数のデータ線が交差して配置され、その交差部付近にT
FT1140がゲートを走査線、ソースをデータ線、ド
レインを画素電極1139R、1139G、1139B
に接続して配置される。そして、走査線には順次選択電
圧が印加され、それに応じてオンした水平方向の画素の
TFT1140を介して各画素の駆動電圧が画素電極1
139R、1139G、1139Bに書き込まれる。T
FT1140は非選択電圧の印加によりオフとなり印加
された駆動電圧を図示されない蓄積容量等に保持する。
液晶パネルの画素開口部(ブラックマトリクス1138
の画素開口部)に相当する領域に画素電極1139R、
1139G、1139Bは配置され、TFT1140と
画素電極1139R、1139G、1139B(必要に
応じて画素電極に接続された蓄積容量)により各画素が
構成される。本実施の形態において、透過型液晶パネル
1110の詳細な断面構成の説明は割愛するが、図16
における反射型液晶パネルにおける反射型画素電極10
21をITO等の透明導電膜に置き換えた構造となる。
【0167】なお、画素電極へ電圧を印加する素子とし
ては、MIM(Meta-Insulator-Metal)等の2端子型非
線形素子を使用することも可能である。さらに、TN型
液晶に代えて、垂直配向型やねじれの無い水平配向型、
強誘電型等、種々用いることができる。
【0168】ここで、3色分のサブ画素を1枚の液晶装
置に形成する場合には、一般に、液晶装置の大型化を避
けるため、単色の液晶装置における1画素分のスペース
内に3色分のサブ画素が形成される。また、3色分のサ
ブ画素の各々は縦長に形成され、人間の視覚特性を考慮
して、人間の目から見て横方向に3色に対応したサブ画
素が並ぶように配置される。このため、サブ画素113
9R、1139G、1139Bの開口部は、図21に示
すように、X軸方向に長い矩形をなす。図21は、サブ
画素の開口部の形状及び配置を示す概略正面図である。
【0169】ダイクロイックミラー110で分光される
と共に射出方向が分離された3種類の赤色光、緑色光、
青色光は、マイクロレンズ1133aによって集光さ
れ、対応するサブ画素1139R、1139G、113
9Bの開口部に入射する。サブ画素1139R、113
9G、1139Bに入射した各色光は、図示しない外部
からの画像情報に応じて変調され、投写光学系である投
写レンズ300によりスクリーン上2000に拡大投影
される。この形態の液晶装置1100では、大きな光損
失を伴うカラーフィルターを用いることなくカラー画像
を形成できるので、液晶装置における光利用効率が高い
という特徴がある。
【0170】このようにサブ画素1139R、1139
G、1139Bの開口部がX軸方向に長い矩形をなすこ
とから、液晶装置1100における光の利用効率を向上
させ、混色を防止する上では、照明装置2から射出され
る光束の平行性をサブ画素の形状異方性に合わせた特性
とすることが重要である。すなわち、光束の平行性をサ
ブ画素の長手方向に対応する(図21の)X軸方向でよ
りも、サブ画素の短手方向に対応する(図21の)Y軸
方向でより高めることが重要となる。このため、本実施
の形態における照明装置2は、例えば図3に示すよう
に、偏光変換手段40の偏光分離膜42が列ぶ方向(図
3、図19ではX軸方向)が液晶装置1100のサブ画
素1139R、1139G、1139Bが列ぶ方向(図
19ではY軸方向)に対して略直交するように、配置さ
れる。
【0171】すなわち、前述したように、光束分割手段
20、600によって偏光分離手段40の偏光分離膜4
2上に結像される光束群は、例えば図6に示すようにY
軸方向に狭くX軸方向に広がったほぼ長方形状に形成さ
れる。本実施の形態では、前記光束分割手段20、60
により仮想平面内に形成される光束群全体の形状が、図
21に示す開口部1139R、1139G、1139B
とほぼ相似形をした長方形状となるように形成する。そ
して、このように全体形状が長方形状に形成された光束
群を、前述した光学系を用いて3種類の赤色光、緑色
光、青色光に分離し、マイクロレンズ1133aを介し
て対応するサブ画素1139R、1139G、1139
Bの開口部に入射する。このとき入射される各赤色光、
緑色光、青色光の断面形状は、断面が前記長方形状をし
た前記開口部1139R、1139G、1139Bとほ
ぼ同一の断面形状とすることができる。このため、各原
色光を対応する開口部1139内をはみ出すことなく通
過させ、対応するサブ画素に入射させることが可能とな
る。この結果、光の利用効率が向上し、しかも原色光が
隣接する他の開口部へ侵入することがないため、混色等
が効果的に防止され、色のにじみのないきれいなカラー
画像を生成することができる。
【0172】また、エッチング等により硝子板上に形成
されたマイクロレンズアレイ1133と一方の基板11
34とが、低屈折率の樹脂層(接着剤)1141を介し
て互いに接着されている。マイクロレンズアレイ113
3の単位レンズ(レンズの凸部または凹部)は、液晶装
置1100の水平方向(走査線方向)の画素ピッチの3
倍に相当するピッチを有し、ダイクロイックミラー11
0にて異なる角度で反射して出射する赤色光、緑色光、
青色光がマイクロレンズアレイ1133の各単位レンズ
に異なる角度で入射し、この各単位レンズにより赤色
光、緑色光、青色光がそれぞれ水平方向に隣接して単位
レンズと対応する3つの画素の画素電極1139R、1
139G、1139B付近に集光されるようになる。マ
イクロレンズアレイ1133の各単位レンズは、各色光
をこのレンズと対応する3つの隣接画素の画素電極に入
射光を集光するような焦点距離を有する。図において
は、液晶装置1100に対して略直進して入射される緑
色光Gはマイクロレンズアレイ1133の単位レンズに
より画素電極1139Gに集光されてそのまま出射され
る。一方、ダイクロイックミラー110Rと110Bが
110Gに対して有する角度に対応した角度で、緑色光
Gに対して互いに対称に入射される赤色光Rと青色光B
は、単位レンズにより画素電極1139Rと1139B
にそれぞれ集光され、緑色光Gと対称な角度をもって出
射される。なお、ダイクロイックミラー110での分光
の順序が異なれば、それに応じて図20に示される液晶
装置1100への色光の入射位置も異なる。
【0173】上記のようにして液晶装置1100の画素
電極1139R、1139G、1139Bに対して集光
した各光束は、液晶装置1100に印加された信号に応
じた変調を受けて出射し、投写手段である投写レンズ3
00によって前方のスクリーン2000上に拡大投写さ
れる。隣接する3つの画素により変調された3つの色光
は、以上の過程においてスクリーン2000上では同位
置に重なるように投写される。
【0174】本実施の形態のプロジェクタによれば、光
利用効率の高い照明装置2が使用されることから、ダイ
クロイックミラー110への光入射率が向上する。ま
た、上述のように、サブ画素1139R、1139G、
1139Bの開口部の形状及びその配列の仕方と、照明
装置2から射出される光束の平行性との関係を考慮して
照明装置2を配置していることから、マイクロレンズア
レイ1133にて集光された色光を所定の画素のみに効
率よく入射させることができる。その結果、本実施の形
態では、隣接する他の画素への色光の入射が防止され、
混色や色のにじみのない鮮明な投写画像を実現すること
が可能となる。さらに、レンズアレイからなる光束分割
手段が使用されていることから、照明装置2の小型化・
軽量化による投射型表示装置の小型化・軽量化が可能と
なる。
【0175】なお、本発明の実施の形態は、上述の例に
限定されるものではなく、発明の範囲内において種々変
更することができる。例えば、図1、図5に示す照明装
置に代えて、図7〜図13のいずれかの照明装置を使用
してもよい。また、プロジェクタは、スクリーンを背面
から投写するリア型でも、前面から投写するフロント型
でもかまわない。図14、図17、図19等に示す本発
明のプロジェクタにおける被照明領域を、液晶に代え
て、光照射されるスクリーン領域やスライド・映画・O
HP・写真等のフィルム、等の各種の被照明部材に置き
換えて、プロジェクタを構成しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の照明装置の第1の実施の形態を示す概
略平面図である。
【図2】光束分割手段の形状と光源像の形成位置及び偏
光変換手段の構成との関係を示す概略斜視図である。
【図3】偏光変換手段の構成を示す図であり、(a)は
平面図、(b)は外観斜視図である。
【図4】本実施の形態における光源像の形成位置と偏光
変換手段の関係を示す正面図であり、(a)は光源像相
互の位置関係を示し、(b)は光源像と偏光変換手段の
関係を示している。
【図5】本発明の照明装置の第2の実施の形態の要部を
示す斜視図である。
【図6】本実施の形態における光源像の形成位置と偏光
変換手段の関係を示す正面図であり、(a)は光源像相
互の位置関係を示し、(b)は光源像と偏光変換手段の
関係を示している。
【図7】本発明の照明装置の第3の実施の形態の要部を
示す図であり、(a)は長方形の入射端面の中央部に略
正方形状の入射許容開口が形成された例を、(b)は正
方形状の入射端面の中央部に円形の入射許容開口が形成
された例を、それぞれ示す。
【図8】本発明の照明装置の第4の実施の形態の概略的
構成を示す平面図である。
【図9】本発明の照明装置の第5の実施の形態の概略的
構成を示す平面図である。
【図10】本発明の照明装置の第6の実施の形態の概略
的構成を示し、(a)はX軸方向から見た断面図、
(b)はY軸方向から見た平面図である。
【図11】本発明の照明装置の第7の実施の形態の概略
的構成を示す断面図である。
【図12】本発明の照明装置の第8の実施の形態の概略
的構成を示す図であり、(a)はX軸方向から見た断面
図、(b)はY軸方向から見た断面図である。
【図13】本発明の照明装置の第9の実施の形態の概略
的構成を示す断面図である。
【図14】本発明に係るプロジェクタの第1の実施の形
態を示す概略平面図である。
【図15】本実施の形態に使用される液晶装置を形成す
る反射型基板の平面図である。
【図16】本実施の形態に使用される液晶装置の部分拡
大断面図である。
【図17】本発明に係るプロジェクタの第2の実施の形
態の要部を示す概略平面図である。
【図18】本実施の形態における入射光束と偏光分離膜
との関係の説明図である。
【図19】本発明に係るプロジェクタの第3の実施の形
態を示す概略平面図である。
【図20】図19における液晶装置の部分断面図であ
る。
【図21】ブラックマトリクスの開口部の形状及び配置
を示す概略正面図である。
【符号の説明】
2 入射光束 4 入射面 10,10’ 光源 12 楕円リフレクター 14 パラボラリフレクタ− 20,20’,600 光束分割手段 22 入射端面 24a,24b,24c,24d 反射面 26 射出端面 28 遮蔽手段 30,32,50,52 リレー光学系 40 偏光変換手段 41 偏光変換部 42 偏光分離膜 44 反射膜 45 入射部 46 位相差板 60 偏光ビームスプリッター 62 偏光分離面 620 重畳光学系 700 アフォーカル光学系(縮小光学系) 710 シリンドリカル状凸レンズ 720 シリンドリカル状凹レンズ
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H04N 5/74 H04N 9/31 C 9/31 G02F 1/1335 530 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03B 21/00 - 21/30 G02F 1/13 G02F 1/1335 - 1/13363

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光束分割手段の略中心を通る仮想の照明
    光軸と略直交する仮想面内に複数の光源像を形成するよ
    うに、光源からの光束が前記光束分割手段によって複数
    の部分光束に分割され、この複数の部分光束について、
    それぞれの偏光方向が偏光変換手段にて略同一方向に揃
    えられると共に、リレー光学系にて所定の被照明領域上
    に伝達される照明装置において、 前記偏光変換手段は、 前記複数の光源像が形成される位置またはその近傍に配
    置され、前記部分光束を透過光と反射光に分離すること
    により偏光方向が異なる2つの偏光光束に分離する偏光
    分離膜と、前記反射光を前記透過光の進行方向と略同じ
    方向に向けて反射する反射膜と、前記透過光及び前記反
    射光の内の一方を他方の偏光光束の偏光方向に合せる手
    段と、を含む偏光変換部を、前記仮想面内において前記
    複数の光源像が形成される少なくとも第1の方向に沿っ
    て複数配置してなり、 前記光束分割手段は、 入射端面から入射した前記光源からの光束を反射面にて
    反射させて前記複数の部分光束に分割し射出端面から射
    出する棒状の導光体であって、少なくとも前記第1の方
    向に沿って並ぶ前記複数の光源像が前記第1の方向に沿
    って配置された各偏光変換部の前記偏光分離膜上に位置
    し得る間隔で形成されるように、前記第1の方向に向け
    て対向する一対の前記反射面を少なくとも前記照明光軸
    または前記射出端面に対して傾斜させて形成したことを
    特徴とする照明装置。
  2. 【請求項2】 光束分割手段の略中心を通る仮想の照明
    光軸と略直交する仮想面内に複数の光源像を形成するよ
    うに、光源からの光束が前記光束分割手段によって複数
    の部分光束に分割され、この複数の部分光束について、
    それぞれの偏光方向が偏光変換手段にて略同一方向に揃
    えられると共に、リレー光学系にて所定の被照明領域上
    に伝達される照明装置において、 前記偏光変換手段は、 前記複数の光源像が形成される位置またはその近傍に配
    置され、前記部分光束を透過光と反射光に分離すること
    により偏光方向が異なる2つの偏光光束に分離する偏光
    分離膜と、前記反射光を前記透過光の進行方向と略同じ
    方向に向けて反射する反射膜と、前記透過光及び前記反
    射光の内の一方を他方の偏光光束の偏光方向に合せる手
    段と、を含む偏光変換部を、前記仮想面内において前記
    複数の光源像が形成される少なくとも第1の方向に沿っ
    て複数配置してなり、 前記光束分割手段は、 入射端面から入射した前記光源からの光束を反射面にて
    反射させて前記複数の部分光束に分割し射出端面から射
    出する棒状の導光体であって、前記複数の光源像の配置
    間隔が前記第1の方向に広くなるように、前記第1の方
    向に向けて対向する一対の前記反射面を少なくとも前記
    照明光軸または前記射出端面に対して傾斜させて形成し
    たことを特徴とする照明装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2において、 前記光束分割手段は、前記第1の方向に沿って位置する
    一対の前記反射面間の間隔が前記入射端面から前記射出
    端面に向って狭まるように形成されることを特徴とする
    照明装置。
  4. 【請求項4】 請求項3において、 前記光束分割手段は、前記仮想面内において前記第1の
    方向と略直交する第2の方向に向って対向する他の一対
    の前記反射面間の間隔が前記入射端面から前記射出端面
    に向って広がるように形成されることを特徴とする照明
    装置。
  5. 【請求項5】 請求項1または2において、 前記光束分割手段は、前記第1の方向に向って対向する
    一対の前記反射面間の間隔が前記入射端面から前記射出
    端面に向って狭まるように形成され、前記第1の方向と
    略直交する第2の方向に向って対向する他の一対の前記
    反射面間の間隔が前記入射端面から前記射出端面に向っ
    て広がるように傾斜させて形成されることを特徴とする
    照明装置。
  6. 【請求項6】 請求項1から請求項5までのいずれかに
    おいて、 前記光束分割手段は、正方形状の前記入射端面を有する
    ことを特徴とする照明装置。
  7. 【請求項7】 請求項1から請求項6までのいずれかに
    おいて、 前記光束分割手段は、前記入射端面の端部において前記
    光源光束の入射許容開口を制限する遮蔽手段を有するこ
    とを特徴とする照明装置。
  8. 【請求項8】 請求項1から請求項7までのいずれかに
    おいて、 前記光束分割手段は、前記被照明領域の形状と略相似形
    をなす前記射出端面を有することを特徴とする照明装
    置。
  9. 【請求項9】 請求項1から請求項8までのいずれかに
    おいて、 前記光束分割手段は、導光性を有する材料の塊として形
    成されることを特徴とする照明装置。
  10. 【請求項10】 請求項1から請求項8までのいずれか
    において、 前記光束分割手段は、筒状に形成されることを特徴とす
    る照明装置。
  11. 【請求項11】 請求項1から請求項10までのいずれ
    かにおいて、 前記光束分割手段は、複数の前記光源像を前記第1の方
    向及び前記仮想面内における前記第1の方向と略直交す
    る第2の方向に略マトリクス状に形成し、かつ、前記第
    2の方向で隣接する複数の前記光源像を同一の前記偏光
    分離膜上に形成することを特徴とする照明装置。
  12. 【請求項12】 請求項1から請求項11までのいずれ
    かにかかる照明装置を使用したことを特徴とするプロジ
    ェクタ。
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