JP3591026B2

JP3591026B2 - 照明装置及びそれを用いた投写型表示装置

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Publication number: JP3591026B2
Application number: JP01919595A
Authority: JP
Inventors: 嘉高伊藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1995-02-07
Filing date: 1995-02-07
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2019-11-17
Also published as: JPH08211329A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、特定の矩形領域などを均一に照明する照明装置、およびこの照明装置から出射された光をライトバルブにより変調して映像をスクリーン上に拡大表示する投写型表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ライトバルブの映像を投写表示する液晶プロジェクターの解決すべき課題の一つに光源光の有効利用、つまり、光利用効率の向上がある。この光利用効率の向上策の一つとして、インテグレータ光学系が提案されている。この構成は、特開平３−１１１８０６号公報にその内容が詳しく述べられている。
【０００３】
インテグレータ光学系は、原理的には露光機に使用されているものと同じで、光源からの光束を複数の矩形状レンズ（以下、第１のレンズ板と呼ぶ）により分割し、各矩形レンズにより切り出されたイメージ（光源像）を各矩形レンズに対応させたレンズ系（以下、第２のレンズ板と呼ぶ）により、一箇所の照明領域上に重畳結像させるものである。この光学系では、光源から液晶ライトバルブに向かう光束の大部分を液晶ライトバルブに導くことが出来るため、照明効率が向上すると共に、液晶ライトバルブを照明する光の強度分布をほぼ一様にする事が出来るという特徴がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
第１レンズ板により切り出されたイメージは、第２レンズ板により照明領域に伝達されるが、この部分の伝達効率を向上させることが、インテグレータ光学系の効率向上につながる。そのためには、レンズパワーの大きな矩形状レンズにより第１レンズ板を構成することが必要となる。
【０００５】
しかし、レンズパワーを大きくするほど、レンズ特有の収差の影響が無視できなくなる。その結果、例えば、光源光の伝達効率が大きな波長依存性を示し、照明光のスペクトル分布が変化してしまうと言った弊害が生じる。従って、インテグレータ光学系をレンズ光学要素だけで構成する限り、光学系全体の効率はそれほど上げられない。上記のような弊害を生じさせないためには、各種の収差の発生を伴わない反射型の光学要素を用いてインテグレータ光学系を構成することが望ましい。
【０００６】
そこで、本発明はこのような問題点を解決するもので、その目的とするところは、インテグレータを用いた照明光学系において、光の伝達効率を向上させ、高品位で明るい照明装置を実現することにある。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、かかる照明装置を用いて、光の利用効率を向上して、明るい投写映像を形成可能な投写型表示装置を実現することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係わる照明装置は、
略平行光束を出射する光源部と、
光源部から出射された光束を偏光方向が互いに直交するＰ偏光光とＳ偏光光の２種類の偏光光に分離して出射する偏光分離部と、
矩形状の外形を有する複数の微小集光ミラーにより構成され、偏光分離部から出射されるＰ偏光光を集光し、複数の２次光源像を形成するための第１の集光ミラー板と、
その第１の集光ミラー板と同一の寸法形状をなし、偏光分離部から出射されるＳ偏光光を集光し、複数の２次光源像を形成するための第２の集光ミラー板と、第１の集光ミラー板と偏光分離部との間に、及び、第２の集光ミラー板と偏光分離部との間に各々置かれた第１のλ／４位相差板、及び、第２のλ／４位相差板と、
第１の集光ミラー板及び第２の集光ミラー板により形成される複数の２次光源像が形成される位置の近傍に置かれ、第１或いは第２の集光ミラー板を構成する微小集光ミラーと同数の微小レンズにより構成され、第１の集光ミラー板及び第２の集光ミラー板により切り取られたイメージ面を照明領域上に重畳結像させる集光レンズ板とを設けたことに特徴を有する。
【０００９】
本発明においては、集光レンズ板を構成する微小レンズは、微小集光ミラーと相似形であることが好ましい。
【００１０】
また、本発明においては、偏光分離部は、集光レンズ板と第１の集光ミラー板、及び集光レンズ板と第２の集光ミラー板と一体化されていることが好ましい。
【００１１】
本発明において、第１の集光ミラー板や第２の集光ミラー板は、入射面が平面であり、裏面が曲面であるガラス製ブロックと、前記裏面に形成された反射面と、によって構成されていることがある。
また、偏光分離部は、平板状の偏光分離板により構成されていることもある。
【００１２】
また、本発明において、前記偏光分離部は、透明板によって構成されたプリズム構造体と、前記プリズム構造体の内部に配置された平板状の偏光分離板と、前記プリズム構造体の内部に充填された液体と、によって構成されていることもある。
また、本発明に係わる照明装置は、光源部から出射された略平行光束を、偏光方向が互いに直交するＰ偏光光とＳ偏光光の２種類の偏光光に分離して出射し、前記Ｐ偏光光を、第１のλ／４位相差板によってＳ偏光光に変換すると共に、矩形状の外形を有する複数の第１の微小集光ミラーによって集光して、複数の２次光源像を形成し、
前記Ｓ偏光光を、第２のλ／４位相差板によってＰ偏光光に変換すると共に、矩形状の外形を有する複数の第２の微小集光ミラーによって集光して、複数の２次光源像を形成し、
前記複数の２次光源像を照明領域上に重畳結像させることに特徴を有する。
【００１３】
さらに、本発明においては、λ／４位相差板はＴＮ（ツイスティド・ネマチック）液晶で形成されていることがある。
【００１４】
本発明に係わる投写型表示装置は、以上のような照明装置から射出された光を変調し、変調された光を光投写手段によって投写することに特徴を有する。
【００１５】
ここで、色合成手段は、ダイクロイックプリズムを有し、色分離手段から各ライトバルブに至る各色光の光路のうち、光路長が最も長い光路には、導光手段を設けることが好ましい。
【００１６】
【実施例】
以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００１７】
（実施例１）
図１は、本例の照明装置の要部を平面的にみた概略構成図である。
【００１８】
図１において、本例の照明装置１０Ａは、その直角に折れ曲がるシステム光軸Ｌ（Ｌ’）に沿って、光源部２０、偏光分離部３０、第１の集光ミラー板４０、第１のλ／４位相差板３３、第２の集光ミラー板５０、第２のλ／４位相差板３４、及び集光レンズ板６０を有し、光源部２０から出射された光束は、偏光分離部３０において偏光方向の違いにより２つの光束に分離された後、第１の集光ミラー板４０と第２の集光ミラー板５０を経て偏光分離部３０で再び１つの光束に合成され、集光レンズ板６０により矩形状の照明領域７０に至るようになっている。
【００１９】
光源部２０は、光源ランプ２１と、放物面リフレクター２２とから大略構成されており、光源ランプ２１から放射された光は、放物面リフレクター２２によって一方向に反射され、略平行な光束となって偏光分離部３０に入射される。ここで、放物面リフレクター２２に代えて、楕円面リフレクター、球面リフレクターなども用いることができる。
【００２０】
偏光分離部３０は一般的な四角柱状の偏光ビームスプリッタであり、つまり、誘電体多層膜からなる偏光分離膜３１を２つのガラス製の直角プリズム（三角柱プリズム）３２の斜面で挟持した構造となっている。この時、偏光分離膜３１は偏光分離部３０の入射面３０１に対して角度α＝４５度をなすように形成されている。但し、αは４５度に限定されることはなく、光源部２０からの入射光束の入射角に応じて設定すればよい。
【００２１】
偏光分離部３０の第１の出射面３０２には第１のλ／４位相差板３３が、また第２の出射面３０３には第２のλ／４位相差板３４が各々形成され、それらの位相差板の外側には、偏光分離部３０の中心を向くように第１の集光ミラー板４０及び第２の集光ミラー板５０がシステム光軸Ｌ’（Ｌ）に対して垂直な向きに設置されている。これらの集光ミラー板は、その外観図を図２に示すように、いずれも矩形状の外形を有する同一の微小集光ミラー４１をマトリックス状に複数配列してなるもので、本例では、微小集光ミラー４１の反射面４２は放物面状に形成されている。但し、この反射面４２の曲率形状は、球面状、楕円面状、或いは、トーリック面状であってもよく、それらは、光源部２０からの入射光束の入射角に応じて設定すればよい。
【００２２】
偏光分離部３０の第３の出射面３０４の照明領域７０側には、集光レンズ板６０が、後述する過程を経て第１の集光ミラー板４０及び第２の集光ミラー板５０によって２次光源像が形成される位置にシステム光軸Ｌに対して垂直な向きに設置されている。集光レンズ板６０は、その外観図を図３に示すように、矩形状の微小レンズ６１からなる複合レンズ体であり、集光レンズ板６０を構成する微小レンズの数は第１及び第２の集光ミラー板（４０及び５０）を構成する微小集光ミラー４１の数に等しい。尚、本例の場合、複数の微小レンズ６１の一部には偏心レンズを使用している。
【００２３】
以上のように構成された照明装置１０Ａにおいて、図１に示すように、光源部２０からは、ランダムな偏光光が放射され、偏光分離部３０に入射される。偏光分離部３０に入射されたランダムな偏光光は、Ｐ偏光光とＳ偏光光との混合光として考えることができ、偏光分離部３０において、混合光は、偏光分離膜３１によってＰ偏光光とＳ偏光光の２種類の偏光光に分離される。すなわち、ランダムな偏光光に含まれるＰ偏光光は、偏光分離膜３１をそのまま透過し第１の出射面３０２へと向かうが、他方、Ｓ偏光光は、偏光分離膜３１で反射されて偏光分離部３０の第２の出射面３０３へと進行方向を変える。
【００２４】
偏光分離部３０により分離された２種類の偏光光は、λ／４位相差板を通過し、集光ミラー板により反射され、再度λ／４位相差板を通過する間に、偏光光の進行方向を１８０度反転されると同時に偏光面が９０度回転する。この偏光光の変化の様子を図４により説明する。尚、図４では説明の簡略化のために、第１或いは第２の集光ミラー板（４０或いは５０）を平面状のミラー板３３２として描いてある。λ／４位相差板３３１に入射したＰ偏光光３３３は、λ／４位相差板により右回りの円偏光光３３５に変換されミラー板３３２へと達する。ミラー板３３２により光は反射されるが、同時に偏光面の回転方向も変化する。すなわち、右回りの偏光光３３５は左回りの偏光光３３６へと（左回りの偏光光は右回りの偏光光へと）変化する。ミラー板３３２により光の進行方向を１８０度反転され、同時に左回りの円偏光光３３６となった偏光光は、再度λ／４位相差板３３１を通過する際にＳ偏光光３３４へと変換される。また、同様の過程を経て、Ｓ偏光光はＰ偏光光へと変換される。
【００２５】
従って、第１の出射面３０２に達したＰ偏光光は、第１のλ／４位相差板３３及び第１の集光ミラー板４０により偏光光の進行方向を１８０度反転されると同時にＳ偏光光へと変換され、偏光分離膜３１で反射され進行方向を変えて、第３の出射面３０４へと向かう。他方、第２の出射面３０３に達したＳ偏光光は、第２のλ／４位相差板３４及び第２の集光ミラー板５０により偏光光の進行方向を１８０度反転されると同時にＰ偏光光へと変換され、今度は偏光分離膜３１をそのまま透過し、第３の出射面３０４へと向かう。すなわち、この時偏光分離膜３１は偏光合成膜としても作用していることになる。
【００２６】
第１の集光ミラー板４０及び第２の集光ミラー板５０は集光作用を有する微小集光ミラー４１により構成されているため、偏光光の進行方向を略反転させると同時に、各々の集光ミラー板を構成する微小集光ミラーと同数の複数の２次光源像（集光像）を形成する。
【００２７】
２次光源像が形成される位置には、形成される２次光源像の数に対応させた複数の微小レンズ６１からなる集光レンズ板６０が配置されており、それぞれの２次光源像は対応する微小レンズ６１のレンズ瞳内に結像され、第１の集光ミラー板４０及び第２の集光ミラー板５０の微小集光ミラー４１で切り出されたイメージ面は、集光レンズ板６０によって一か所に重畳結像される。その結果、照明領域７０はほぼ均一な強度分布を伴って照明される。
【００２８】
従来のインテグレータ光学系の第１のレンズ板に相当する光学素子を、本発明においては、各種の収差発生を伴わない反射型の光学素子を用いて構成しているため、焦点距離の短い微小集光ミラーを用いても、収差に起因して発生する各種の弊害が少ない。特に、反射型の光学素子では色収差が殆ど発生しないため、集光レンズ板で集めた光束を正確に微小レンズのレンズ瞳に導くことが出来るため、光の伝達効率が高い。従って、照明系としての効率が高く、高品位で明るい照明装置を実現することが出来る。
【００２９】
さらに、横長の矩形形状である照明領域７０の形状に合わせて、第１の集光ミラー板４０及び第２の集光ミラー板５０を構成する微小集光ミラー４１を横長の矩形形状としているため、横長の矩形形状を有する照明領域７０を形成する場合でも、光量を無駄にすることなく、照明効率を高めることができる。
【００３０】
（実施例２）
先の実施例１においては、偏光分離部３０、第１の集光ミラー板４０、第２の集光ミラー板５０、及び集光レンズ板６０が分離されていたが、それらを一体化することもできる。
【００３１】
すなわち、図５に示す実施例２に係わる照明装置１０Ｂのように構成してもよい。この照明装置、および以下に説明する各実施例では、基本的な構成が実施例１に係る照明装置と同じであるため、同じ機能を有する部分には同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００３２】
図５に示す照明装置１０Ｂでは、図６にその外観を示すような集光ミラー板７２を使用している。すなわち、光の入射面７２１は平面であり、ガラス製ブロック７２２の裏面に反射面７２３が形成されている。この様な形状とすることで、図５に示したように、偏光分離部３０、第１の集光ミラー板４０、第１のλ／４位相差板３３、第２の集光ミラー板５０、第２のλ／４位相差板３４、及び集光レンズ板６０を一体化することができ、光学系がより小型化できると共に、界面における光の反射損失を削減できる効果がある。
【００３３】
（実施例３）
図７に示す照明装置１０Ｃでは、主要な各光学系の配置は、実施例１の照明装置１０Ａと同じであるが、偏光分離部３０を平板状の構造体としているところに特徴がある。すなわち、偏光分離膜３１が形成された偏光分離板７４をシステム光軸Ｌ’に対してγ＝４５度の角度を成すように配置することで、図１に示した主に２つの直角プリズムからなる偏光分離部３０とほぼ同様の機能を発揮させている。これにより、偏光分離部３０の低コスト化及び軽量化を図ることができる。
【００３４】
（実施例４）
図８に示す照明装置１０Ｄでは、主要な各光学系の配置は、実施例１の照明装置１０Ａと同じであるが、壁面を構成する６枚の透明板７３でプリズム構造体３０Ｇを構成し、その内部に偏光分離膜３１が形成されている平板状の偏光分離板７４を配置し、さらに液体７５を充填してなる構造体を偏光分離部３０として用いている点に特徴がある。これにより、偏光分離部３０の低コスト化及び軽量化を図ることができる。
【００３５】
（実施例５）
本例の投写型表示装置（液晶プロジェクター）は、先の実施例１の照明装置を用いて、その映像の明るさを向上したものであり、そのうち、図９は、図１に示した照明装置を用いた投写型表示装置を平面的にみた概略構成図である。
【００３６】
図９において、本例の投写型表示装置８００には、照明装置１０Ａが組み込まれており、つまり、光源部２０から放射された略平行光束は、偏光分離部３０において偏光方向の違いにより２つの光束に分離された後、第１の集光ミラー板４０と第２の集光ミラー板５０を経て偏光分離部３０で再び１つの光束に合成され、集光レンズ板６０により矩形状の照明領域をほぼ均一な強度の光により照明するようになっている。
【００３７】
かかる照明装置１０Ａから出射された光束は、まず、青色緑色反射ダイクロイックミラー８０１において、赤色光が透過し、青色光および緑色光が反射するようになっている。赤色光は、反射ミラー８０２で反射され、第１の液晶ライトバルブ８０３に達する。一方、青色光および緑色光のうち、緑色光は、緑色反射ダイクロイックミラー８０４によって反射され、第２の液晶ライトバルブ８０５に達する。
【００３８】
ここで、青色光は、各色光のうちで最も長い光路長をもつため、青色光に対しては、入射側レンズ８０６、リレーレンズ８０８、および出射側レンズ８１０からなるリレーレンズ系で構成した導光手段８５０を設けてある。すなわち、青色光は、緑色反射ダイクロイックミラー８０４を透過した後、まず、出射側レンズ８０６、および反射ミラー８０７を経て、リレーレンズ８０８に導かれ、このリレーレンズ８０８で集束された後、反射ミラー８０９によって出射側レンズ８１０に導かれ、しかる後に、第３の液晶ライトバルブ８１１に達する。ここで、第１および第３の液晶ライトバルブ８０３、８０５、８１１は、それぞれの色光を変調し、各色に対応した映像情報を含ませた後、変調した色光をダイクロイックプリズム８１３（色合成手段）に入射する。ダイクロイックプリズム８１３は、赤色反射の誘電体多層膜と、青色反射の誘電体多層膜とを十字状に有しており、それぞれの変調光束を合成する。ここで合成された光束は、投写レンズ８１４（投写手段）を通過してスクリーン８１５上に映像を形成することになる。
【００３９】
このように構成した投写型表示装置８００では、液晶ライトバルブの形状に合わせて、光源部からの光束を微小集光ミラーにより細分化し、それらの細分化された光束を液晶ライトバルブ上で重畳結合することにより、光源部が有する照明光の不均一性（例えば、照明強度の不均一性やスペクトル分布の不均一性など）が平均化されるため、極めて均質な照明光を液晶ライトバルブに照射することが出来る。
【００４０】
また、本発明においては、各種の収差発生を伴わない反射型のミラーを集光用の光学素子として用いているため、集光効率を高めるために焦点距離を短くしても、色収差の発生がなく、照明光の伝達効率を高く維持できると共に、高品位で明るい投写映像を実現することが出来る。
【００４１】
さらに、横長の矩形形状を有する液晶ライトバルブの形状に合わせて、第１の集光ミラー板４０及び第２の集光ミラー板５０を構成する微小集光ミラー４１を横長の矩形形状としているため、光量を無駄にすることがなく、照明効率を高めることができる。それ故、照明装置１０Ａは、見やすくて、かつ、迫力のある映像を投写できる横長の液晶ライトバルブを搭載した投写型表示装置用の照明装置として適している。
【００４２】
加えて、本例では、色合成手段としては、ダイクロイックプリズム８１３を用いているため、小型化が可能であると共に、液晶ライトバルブ８０３、８０５、８１１と投写レンズ８１４との間の光路長が短いため、比較的小口径の投写レンズを用いても、明るい投写映像を実現できる特徴がある。また、各色光は、３光路の内の一光路のみ、その光路長が異なるが、本例では、光路長が最も長い青色光に対しては、入射側レンズ８０６、リレーレンズ８０８、および出射側レンズ８１０からなるリレーレンズ系で構成した導光手段８５０を設けてあるため、色差などが生じない。
【００４３】
（実施例６）
なお、投写型表示装置としては、図１０に示すように、ミラー光学系で色合成手段を構成してもよい。色合成手段にミラー光学系を用いた場合には、３箇所の液晶ライトバルブ８０３、８０５、８１１と光源部２０との光路長が何れも等しいため、特別な導光手段を用いなくても、明るさムラや色ムラの少ない効果的な照明を行い得る特徴がある。
【００４４】
すなわち、図１０において、本例の投写型表示装置９００では、図２に示した照明装置１０Ｂが用いられており、つまり、光源部２０から放射された略平行光束は、偏光分離部３０において偏光方向の違いにより２つの光束に分離された後、第１の集光ミラー板４０と第２の集光ミラー板５０を経て偏光分離部３０で再び１つの光束に合成され、集光レンズ板６０により矩形状の照明領域をほぼ均一な強度の光により照明するようになっている。
【００４５】
かかる照明装置１０Ｂから出射された光束は、まず、赤色反射ダイクロイックミラー９０１において、赤色光が反射し、青色光および緑色光が透過するようになっている。ここで、赤色光は、反射ミラー９０２で反射され、第１の液晶ライトバルブ８０３に達する。一方、青色光および緑色光のうち、緑色光は、緑色反射ダイクロイックミラー９０３によって反射され、第２の液晶ライトバルブ８０５に達する。青色光は、緑色反射ダイクロイックミラー９０３を透過した後、第３の液晶ライトバルブ８１１に達する。しかる後、第１および第３の液晶ライトバルブ８０３、８０５、８１１は、それぞれの色光を変調し、各色に対応した映像情報を含ませた後、変調した色光を出射する。ここで、強度変調された赤色光は、緑色反射ダイクロイックミラー９０４および青色反射ダイクロイックミラー９０５を透過して、投写レンズ８１４（投写手段）に達する。強度変調された緑色光は、緑色反射ダイクロイックミラー９０４で反射した後、青色反射ダイクロイックミラー９０５を透過して、投写レンズ８１４に達する。強度変調された緑色光は、緑色反射ダイクロイックミラー９０４で反射した後、青色反射ダイクロイックミラー９０５を透過して、投写レンズ８１４に達する。強度変調された青色光は、青色反射ダイクロイックミラー９０５で反射した後、投写レンズ８１４に達する。
【００４６】
このように、ダイクロイックミラーからなるミラー光学系で色合成手段を構成した投写型表示装置９００においても、先の実施例５において説明した投写型表示装置８００の場合と同様に、照明光の伝達効率を高く維持できると共に、高品位で明るい投写映像を実現することが出来る。
【００４７】
（その他の実施例）
尚、上記の各実施例においては、一般的な高分子フィルムからなるλ／４位相差板を用いて構成されてるが、それらの位相差板をツイスティド・ネマチック液晶（ＴＮ液晶）を用いて構成してもよい。ＴＮ液晶を用いた場合には、位相差板の波長依存性を小さくできるため、一般的な高分子フィルムを用いた場合に比べて、λ／４位相差板の偏光変換性能を向上できる効果がある。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係わる照明装置では、従来のインテグレータ光学系の第１のレンズ板に相当する光学素子を各種の収差発生を伴わない反射型の光学素子を用いて構成しているため、集光効率を高めるために焦点距離の短い光学配置としても、収差に起因して発生する各種の弊害が少なく、高い光の伝達効率を得ることが出来る。従って、照明系としての効率が高く、高品位で明るい照明装置を実現することが出来る。
【００４９】
さらに、本発明の照明装置を用いて構成した投写型表示装置においては、均質且つ高輝度の照明光を効率的に供給できるため、投写型表示装置全体における光の利用効率が向上し、高品位で明るい投写映像を得ることが出来る。さらに、光の利用効率の向上は、投写型表示装置における発熱量の低減をもたらすため、副次的効果として、冷却装置の小型化や低騒音化を可能にするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る照明装置の構成を示す概略平面図。
【図２】実施例１に示す照明装置に使用される集光ミラー板の構成を示す外観図。
【図３】実施例１に示す照明装置に使用される集光レンズ板の構成を示す外観図。
【図４】λ／４位相差板と集光ミラー板による偏光面の回転過程を説明するための図。
【図５】本発明の実施例２に係る照明装置の構成を示す概略平面図。
【図６】実施例２に示す照明装置に使用される集光レンズ板の構成を示す外観図。
【図７】本発明の実施例３に係る照明装置の構成を示す概略平面図。
【図８】本発明の実施例４に係る照明装置の構成を示す概略平面図。
【図９】本発明の実施例５に係る投写型表示装置の構成を示す概略平面図。
【図１０】本発明の実施例６に係る投写型表示装置の構成を示す概略平面図。
【符号の説明】
１０Ａ〜１０Ｄ・・・照明装置
２０・・・光源
２１・・・光源ランプ
２２・・・放物面リフレクター
３０・・・偏光分離部
３０Ｇ・・・プリズム構造体
３０１・・・入射面
３０２・・・第１の出射面
３０３・・・第２の出射面
３０４・・・第３の出射面
３１・・・偏光分離膜
３２・・・直角プリズム
３３・・・第１のλ／４位相差板
３３１・・・λ／４位相差板
３３２・・・ミラー板
３３３・・・Ｐ偏光光
３３４・・・Ｓ偏光光
３３５・・・右回りの円偏光光
３３６・・・左回りの円偏光光
３４・・・第２のλ／４位相差板
４０・・・第１の集光ミラー板
４１・・・微小集光ミラー
４２・・・反射面
５０・・・第２の集光ミラー板
６０・・・集光レンズ板
６１・・・微小レンズ
７０・・・照明領域
７２・・・集光ミラー板
７２１・・・入射面
７２２・・・ガラス製ブロック
７２３・・・反射面
７３・・・透明板
７４・・・偏光分離板
７５・・・液体
８００・・・投写型表示装置（ダイクロイックプリズム型）
８０１・・・青色緑色反射ダイクロイックミラー
８０２・・・反射ミラー
８０３・・・第１の液晶ライトバルブ
８０４・・・緑色反射ダイクロイックミラー
８０５・・・第２の液晶ライトバルブ
８０６・・・入射側レンズ
８０７、８０９・・・反射ミラー
８０８・・・リレーレンズ
８１０・・・出射側レンズ
８１１・・・第３の液晶ライトバルブ
８１３・・・ダイクロイックプリズム
８１４・・・投写レンズ
８１５・・・スクリーン
８５０・・・導光手段
９００・・・投写型表示装置（ミラー光学系）
９０１・・・赤色反射ダイクロイックミラー
９０２・・・反射ミラー
９０３、９０４・・・緑色反射ダイクロイックミラー
９０５・・・青色反射ダイクロイックミラー

Claims

略平行光束を出射する光源部と、
前記光源部から出射された光束を偏光方向が互いに直交するＰ偏光光とＳ偏光光の２種類の偏光光に分離して出射する偏光分離部と、
矩形状の外形を有する複数の微小集光ミラーにより構成され、前記偏光分離部から出射されるＰ偏光光を集光し、複数の２次光源像を形成するための第１の集光ミラー板と、
前記第１の集光ミラー板と同一の寸法形状をなし、前記偏光分離部から出射されるＳ偏光光を集光し、複数の２次光源像を形成するための第２の集光ミラー板と、
前記第１の集光ミラー板と前記偏光分離部との間に、及び、前記第２の集光ミラー板と前記偏光分離部との間に各々置かれた第１のλ／４位相差板、及び、第２のλ／４位相差板と、
前記第１の集光ミラー板及び前記第２の集光ミラー板により形成される複数の２次光源像が形成される位置の近傍に置かれ、前記第１或いは第２の集光ミラー板を構成する微小集光ミラーと同数の微小レンズにより構成され、前記第１の集光ミラー板及び前記第２の集光ミラー板により切り取られたイメージ面を照明領域上に重畳結像させる集光レンズ板と、
を有することを特徴とする照明装置。
請求項１において、前記集光レンズ板を構成する前記微小レンズは、前記微小集光ミラーと相似形であることを特徴とする照明装置。
請求項１または２において、前記第１の集光ミラー板は、入射面が平面であり、裏面が曲面であるガラス製ブロックと、前記裏面に形成された反射面と、によって構成されていることを特徴とする照明装置。
請求項１ないし３のいずれかの項において、前記第２の集光ミラー板は、入射面が平面であり、裏面が曲面であるガラス製ブロックと、前記裏面に形成された反射面と、によって構成されていることを特徴とする照明装置。
請求項１ないし４のいずれかの項において、前記偏光分離部は、前記集光レンズ板と前記第１の集光ミラー板、及び前記集光レンズ板と前記第２の集光ミラー板と一体化されていることを特徴とする照明装置。
請求項１ないし５のいずれかの項において、前記偏光分離部は、平板状の偏光分離板により構成されていることを特徴とする照明装置。
請求項１ないし５のいずれかの項において、前記偏光分離部は、透明板によって構成されたプリズム構造体と、前記プリズム構造体の内部に配置された平板状の偏光分離板と、前記プリズム構造体の内部に充填された液体と、によって構成されていることを特徴とする照明装置。
請求項１ないし７のいずれかの項において、λ／４位相差板はツイスティド・ネマチック液晶で形成されていることを特徴とする照明装置。
光源部から出射された略平行光束を、偏光方向が互いに直交するＰ偏光光とＳ偏光光の２種類の偏光光に分離して出射し、
前記Ｐ偏光光を、第１のλ／４位相差板によってＳ偏光光に変換すると共に、矩形状の外形を有する複数の第１の微小集光ミラーによって集光して、複数の２次光源像を形成し、
前記Ｓ偏光光を、第２のλ／４位相差板によってＰ偏光光に変換すると共に、矩形状の外形を有する複数の第２の微小集光ミラーによって集光して、複数の２次光源像を形成し、
前記複数の２次光源像を照明領域上に重畳結像させる
ことを特徴とする照明装置。
請求項１ないし９のいずれかの項に記載された照明装置から射出された光を変調し、変調された光を光投写手段によって投写することを特徴とする投写型表示装置。