JP4006965B2 - プロジェクタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像を投写表示するプロジェクタに関し、特に、光の照度分布を均一にすることが可能なロッドインテグレータを備えたプロジェクタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクタでは、光源装置から出射された光を、ライトバルブを用いて画像情報に応じて変調し、変調して得られた画像光をスクリーン上に投写することにより画像表示を実現している。
【０００３】
プロジェクタにおいては、投写表示される画像の輝度分布はほぼ均一であることが好ましい。このため、プロジェクタにおいては、ライトバルブにおける画像光が形成される部分（照明領域）を、ほぼ均一な照度分布で照明することができるように、通常、第１および第２のレンズアレイと、重畳レンズと、を組み合わせたインテグレータ光学系が用いられる。
【０００４】
また、このようなインテグレータ光学系に、非偏光な光をほぼ一定方向に偏光方向が揃った偏光光に変換するための偏光変換光学系を組み合わせる場合、例えば、第２のレンズアレイと重畳レンズとの間に、偏光変換光学系として、偏光ビームスプリッタアレイを配置する。
【０００５】
以上のような光学系を備えた従来におけるプロジェクタの要部の構成を図９に示す。すなわち、このプロジェクタでは、光源装置９２０と、第１および第２のレンズアレイ９４０，９５０と、偏光ビームスプリッタアレイ９６０と、重畳レンズ９７０と、液晶ライトバルブ９８０と、を備えている。
【０００６】
光源装置９２０は、ランプ９２２と回転放物面形状の凹面を有するリフレクタ９２４とを備えている。ランプ９２２から出射された光は、リフレクタ９２４によって反射され、リフレクタ９２４からは、略平行な光線束が射出される。
【０００７】
第１のレンズアレイ９４０は、マトリクス状に配列された複数の小レンズ９４２を有している。第１のレンズアレイ９４０は、光源装置９２０から射出された略平行な光線束を複数の部分光線束に分割して射出する。第２のレンズアレイ９５０も、マトリクス状に配列された複数の小レンズ９５２を有している。第２のレンズアレイ９５０と重畳レンズ９７０とは、第１のレンズアレイ９４０の各小レンズ９４２の像を液晶ライトバルブ９８０の照明領域ＬＺ上に結像させる機能を有している。第１のレンズアレイ９４０の各小レンズ９４２から出射された部分光線束は、第２のレンズアレイ９５０を介して、偏光ビームスプリッタアレイ９６０内において集光される。
【０００８】
偏光ビームスプリッタアレイ９６０は、遮光板９６２と、偏光ビームスプリッタアレイ本体９６４と、選択位相差板９６６とを備えている。遮光板９６２は、遮光面９６２ｂと開口面９６２ａとがストライプ状に配列されて構成されている。偏光ビームスプリッタアレイ本体９６４は、略平行四辺形の断面を有する柱状のガラス基板９６４ｃが複数貼り合わされて構成されている。各ガラス基板９６４ｃの界面には、偏光分離膜９６４ａと反射膜９６４ｂとが交互に形成されている。第１のレンズアレイ９４０から射出された各部分光線束は、遮光板９６２の開口面９６２ａを通過し、偏光分離膜９６４ａに入射する。偏光分離膜９６４ａは、入射した部分光線束をｓ偏光の部分光線束とｐ偏光の部分光線束とに分離する。選択位相差板９６６は、開口層９６６ａとλ／２位相差層９６６ｂとがストライプ状に配列されて構成されている。開口層９６６ａは、入射するｓ偏光の部分光線束をそのまま透過し、λ／２位相差層９６６ｂは、入射するｐ偏光の部分光線束を偏光方向が直交するｓ偏光の部分光線束に変換する。これにより、偏光ビームスプリッタアレイ９６０からは、ほぼ一定方向に偏光方向の揃った（ｓ偏光）複数の部分光線束が出射される。
【０００９】
重畳レンズ９７０は、偏光ビームスプリッタアレイ９６０から出射された複数のｓ偏光の部分光線束を、液晶ライトバルブ９８０の照明領域ＬＺ上で重畳する機能を有している。
【００１０】
このようにして、光源装置９２０から出射された光が、ほぼ一定方向に偏光方向の揃った偏光光線束となって、液晶ライトバルブ９８０の照明領域ＬＺを、ほぼ均一な照度分布で照明することになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したような従来のプロジェクタにおいては、インテグレータ光学系および偏光変換光学系を製造するのが比較的困難であり、製造コストが高くなるという問題があった。すなわち、インテグレータ光学系では、第１および第２のレンズアレイ９４０，９５０が、偏光変換光学系では、偏光ビームスプリッタアレイ９６０が、それぞれ、比較的複雑な構造を有しており、製造するのに比較的手間が掛かるからである。
【００１２】
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、インテグレータ光学系および偏光変換光学系を比較的容易に製造することのでき、製造コストも低く抑えることができるプロジェクタを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明のプロジェクタは、
集光する非偏光な光を出射する光源装置と、
前記光の集光点の近傍に配置され、前記光を入射して、該光を偏光方向がほぼ一定方向に揃った偏光光に変換して出射する偏光変換素子と、
内側面に反射面を有し、前記偏光光を入射部から入射し、前記内側面で反射しながら出射部へ導き、該出射部から照度分布のほぼ均一な偏光光を出射するロッドインテグレータと、あるいは、前記偏光光を入射部から入射し、媒質の屈折率の差による内部全反射により出射部へ導き、該出射部から照度分布のほぼ均一な偏光光を出射するロッドインテグレータと、
該ロッドインテグレータからの前記偏光光を入射し、該偏光光を、画像情報に基づいて変調して出射するライトバルブと、
を備え、
前記ロッドインテグレータは、前記入射部の入射面積が前記出射部の出射面積よりも小さいことを要旨とする。
【００１４】
本発明のプロジェクタでは、偏光変換光学系である偏光変換素子は、光源装置によって集光された光を入射しており、分割された複数の部分光線束を入射するわけではないので、従来において用いられていた偏光ビームスプリッタアレイに比較して、構造が簡単で済む。また、インテグレータ光学系であるロッドインテグレータも、従来において用いられていたレンズアレイと重畳レンズとの組み合わせた光学系に比較して、構造が簡単であり、部品点数が少なくて済む。従って、これら偏光変換素子やロッドインテグレータは、比較的容易に製造することができ、製造コストも低く抑えることができる。特に、ロッドインテグレータは、その入射部の入射面積が出射部の出射面積よりも小さいので、ロッドインテグレータの出射部の出射面積がライトバルブの照明領域の面積と同等か、それ以上になるように構成したとしても、入射部の入射面積を偏光変換素子の出射面の面積と同等にするものとすると、偏光変換素子の大きさを非常に小さくすることができ、その分、製造コストを安くすることができる。
【００１５】
本発明のプロジェクタにおいて、前記ロッドインテグレータと前記ライトバルブとを所定寸法以下に近接させて配置することが好ましい。
【００１６】
また、本発明のプロジェクタにおいて、前記偏光変換素子と前記ロッドインテグレータとを所定寸法以下に近接させて配置することが好ましい。
【００１７】
このように、近接させて配置することにより、光の拡散漏れを少なくすることができる。なお、所定寸法以下に近接させるという概念には、当然ながら、接している場合も含まれる。
【００１８】
本発明のプロジェクタにおいて、前記ロッドインテグレータにおける前記入射部の入射面積は、前記偏光変換素子の出射面の面積とほぼ同等の大きさであることが好ましい。
【００１９】
ロッドインテグレータの入射部の入射面積が、偏光変換素子の出射面の面積よりも小さいとすると、偏光変換素子から出射された光は、その一部しかロッドインテグレータに入射されないことになり、光の損失が多くなる。逆に、入射面積が、偏光変換素子の出射面の面積よりも大きいとすると、ロッドインテグレータに入射された光の内側面での１回目の反射位置は、入射部から遠くなるため、内側面で光を複数回反射させようとすると、ロッドインテグレータの長さを長くしなければならならず、その分、プロジェクタを大きくしなければならないからである。
【００２０】
本発明のプロジェクタにおいて、前記ライトバルブは、照明領域を有し、該照明領域に入射された前記偏光光を変調すると共に、
前記ロッドインテグレータにおける前記出射部の出射面積は、前記ライトバルブの前記照明領域の面積以上であることが好ましい。
【００２１】
ロッドインテグレータの出射部の出射面積が、ライトバルブの照明領域の面積とほぼ同等の場合には、ロッドインテグレータから出射された光をライトバルブの照明領域に、効率よく入射させることができる。また、ロッドインテグレータの出射部の出射面積が、ライトバルブの照明領域の面積よりも大きい場合には、ロッドインテグレータとライトバルブとの位置ずれに対するマージンを大きくとることができる。
【００２２】
本発明のプロジェクタにおいて、前記光源装置は、点光源と、該点光源からの光を反射して集光する楕円リフレクタと、を備えることが好ましい。
【００２３】
このように構成することよって、集光する非偏光な光を容易に発生させることができる。
【００２４】
本発明のプロジェクタにおいて、前記偏光変換素子は、偏光分離膜を備えるようにしても良い。
【００２５】
また、本発明のプロジェクタにおいて、前記偏光変換素子は、回折格子を備えるようにしても良い。
【００２６】
このような構成要素を備えることにより、非偏光な光を互いに直交する２種類の直線偏光光に容易に分離することができる。
【００２７】
本発明のプロジェクタにおいて、
前記ロッドインテグレータの横断面の形状は、長方形であると共に、
前記ロッドインテグレータの前記内側面で反射される前記偏光光の偏光方向は、前記偏光光の前記内側面に対する入射面に対し、平行であるかもしくは垂直であることが好ましい。
【００２８】
このように構成することによって、偏光光が内側面で反射されても、その反射によって、偏光光の偏光状態が変化することがなく、偏光光が楕円偏光になることはない。
【００２９】
本発明のプロジェクタにおいて、前記ロッドインテグレータとライトバルブとの間に、レンズをさらに備えることが好ましい。
【００３０】
このようなレンズを備えることにより、ロッドインテグレータから出射された光のうち、外側に逃げようとする光を、このレンズによって内側に曲げることができ、ロッドインテグレータからの光を、効率よく、ライトバルブの照明領域に入射させることができる。
本発明のプロジェクタにおいて、前記ロッドインテグレータの出射部の出射面は、レンズ形状を成すようにしても良い。
【００３１】
このように構成することによって、ロッドインテグレータからの光を、効率よく、ライトバルブの照明領域に入射させることができると共に、部品点数を減らすことが可能となる。
【００３２】
本発明のプロジェクタにおいて、前記ロッドインテグレータは、その内部に、所定波長域の光を選択的に反射する波長選択ミラーを備えるようにしても良い。
【００３３】
このような波長選択ミラーを備えることにより、ロッドインテグレータに、光を波長域の異なる色光に分離する機能をさらに持たせることができる。
【００３４】
本発明のプロジェクタにおいて、前記波長選択ミラーは、誘電体多層膜から成るようにしても良い。
【００３５】
本発明のプロジェクタにおいて、前記波長選択ミラーは、前記ロッドインテグレータ内において、該ロッドインテグレータの中心軸に対し４５度になるように配置されていることが好ましい。
【００３６】
このように配置することにより、光を直進方向（中心軸と平行な方向）と直交方向（中心軸と垂直な方向）とに分離することができる。
を特徴するプロジェクタ。
【００３７】
本発明のプロジェクタにおいて、前記ロッドインテグレータ内を導かれ、前記波長選択ミラーのミラー面に入射される前記偏光光の偏光方向は、前記偏光光の前記ミラー面に対する入射面に対し、平行であるかもしくは垂直であることが好ましい。
【００３８】
このように構成することによって、偏光光が波長選択ミラーのミラー面で反射されても、その反射によって、偏光光線の偏光状態が変化することがなく、偏光光線が楕円偏光になることはない。
【００３９】
本発明のプロジェクタにおいて、前記ロッドインテグレータの長さおよび前記入射部の入射面積に対する前記出射部の出射面積の比は、前記光源装置から出射され前記ロッドインテグレータを介して前記ライトバルブに入射される前記偏光光の入射角が１５度以下となるように、設定されていることが好ましい。
【００４０】
仮に、入射角が１５度よりも大きい光線がライトバルブに入射された場合、その光線は、ライトバルブによって透過されるべきところを遮断されたり、逆に、遮断されるべきところを透過されたりすることになり、画像情報に応じた正常な変調がなされない可能性があるため、上記したように、ライトバルブに入射される光の入射角を１５度以下とすることにより、ライトバルブの照明領域に入射した光すべてに、画像情報に応じた正常な変調を施すことができる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．第１の実施例：
Ｂ．第２の実施例：
Ｃ．変形例：
【００４２】
Ａ．第１の実施例：
図１は、本発明の第１の実施例としてのプロジェクタの要部の構成を示す構成図である。図１において、（ａ）は＋ｙ方向からの見たときの、（ｂ）は−ｘ方向から見たときの、それぞれ平面図を示している。本実施例のプロジェクタ１００は、単板式のプロジェクタであって、光源装置１２０と、偏光変換光学系である偏光ビームスプリッタ１３０と、インテグレータ光学系であるロッドインテグレータ１４０と、フィールドレンズ１５０と、液晶ライトバルブ１６０と、を備えており、液晶ライトバルブ１６０の後段に配されるべき投写光学系は省略されている。
【００４３】
なお、図１において、液晶ライトバルブ１６０における照明領域ＬＡは画像光が形成される部分であって、光源装置１２０から出射された光はほぼ一定方向に偏光方向の揃った偏光光線束となって、この照明領域ＬＡをほぼ均一な照度分布で照明する必要がある。また、図１において、光源装置１２０から出射された光線束の中心軸Ｌａｘは一点鎖線で示されている。
【００４４】
光源装置１２０は、ランプ１２２と、回転楕円面形状の凹面を有するリフレクタ１２４とを備えている。ランプ１２２は、回転楕円面の第１焦点Ｆａの近傍位置に配置されている。ランプ１２２から出射された非偏光な光（偏りのない光）は、リフレクタ１２４によって反射され、その反射光は、回転楕円面の第２焦点Ｆｂに集光する。なお、ランプ１２２としては、高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどを用いることができる。
【００４５】
なお、この光源装置１２０は、本発明における光源装置に相当し、ランプ１２２は、点光源に、リフレクタ１２４は、楕円リフレクタに、それぞれ相当する。
【００４６】
偏光ビームスプリッタ１３０は、光源装置１２０から出射され集光された非偏光な光線束を、ほぼ一定方向に偏光方向が揃った偏光光線束に変換する。偏光ビームスプリッタ１３０は、光源装置１２０から出射された光線束の集光点Ｆｂの近傍位置に配置されている。これにより、光源装置１２０から出射された光を、偏光ビームスプリッタ１３０内に効率よく入射させることができる。
【００４７】
なお、この偏光ビームスプリッタ１３０は、本発明における偏光変換素子に相当する。
【００４８】
図２は、図１の偏光ビームスプリッタ１３０を拡大して示す斜視図である。偏光ビームスプリッタ１３０は、偏光ビームスプリッタ本体１３２とλ／２位相差板１３４とを備えている。
【００４９】
偏光ビームスプリッタ本体１３２は、３つの直角プリズム１３２ａ〜１３２ｃを備えている。第１の直角プリズム１３２ａは、第２および第３の直角プリズム１３２ｂ，１３２ｃと接合されている。第１および第２の直角プリズム１３２ａ，１３２ｂの界面には、偏光分離膜１３２ｄが形成されており、第３の直角プリズム１３２ｃには、偏光分離膜１３２ｄと略平行に、反射膜１３２ｅが形成されている。ここで、偏光分離膜１３２ｄは、入射する非偏光な光線束を偏光方向が互いに直交する２種類の偏光光線束に分離するための薄膜であり、誘電体多層膜で形成されている。また、反射膜１３２ｅは、偏光分離膜１３２ｄで反射された一方の偏光光線束を反射させるための薄膜であり、誘電体多層膜や金属膜で形成されている。なお、本実施例では、第１および第３のプリズム１３２ａ，１３２ｃは、別体で構成されているが、略平行四辺形の断面を有する柱状のガラス基板などで一体的に構成するようにしても良い。
【００５０】
第１の直角プリズム１３２ａに入射した非偏光な光線束（ｓ＋ｐ）は、偏光分離膜１３２ｄでｐ偏光光線束とｓ偏光光線束とに分離される。偏光分離膜１３２ｄを透過したｐ偏光光線束は、第２の直角プリズム１３２ｂを通過して出射される。一方、偏光分離膜１３２ｄで反射されたｓ偏光光線束は、第３の直角プリズム１３２ｃに入射して、反射膜１３２ｅで反射されて出射される。
【００５１】
λ／２位相差板１３４は、入射する直線偏光光を、偏光方向が直交する直線偏光光に変換する機能を有している。本実施例においては、λ／２位相差板１３４は、偏光ビームスプリッタ本体１３２の第２の直角プリズム１３２ｂの出射面に設けられている。第２の直角プリズム１３２ｃから出射されたｐ偏光光線束は、λ／２位相差板１３４において、ｓ偏光の光線束に変換される。
【００５２】
上記のように、偏光ビームスプリッタ１３０は、入射する非偏光な光線束（ｓ＋ｐ）を２つのｓ偏光光線束に変換して出射する。
【００５３】
ロッドインテグレータ１４０は、略長方形の断面形状を有するロッド状の透光性部材（例えば、ガラス部材やプラスチック部材）で構成されており、光源装置１２０から出射された光の面内強度分布をほぼ均一にする機能を有している。すなわち、ロッドインテグレータ１４０は、その内側面が、光が全反射する反射面となっていて、偏光ビームスプリッタ１３０から出射されたｓ偏光光線束を、入射部で入射して、入射した光線束を内側面で複数回反射しながら出射部に導き、出射部から照度分布のほぼ均一な光線束を出射する。
【００５４】
なお、このロッドインテグレータ１４０は、本発明におけるロッドインテグレータに相当する。
【００５５】
図３は、図１のロッドインテグレータ１４０を拡大して示す斜視図である。本実施例では、図３に示すように、ロッドインテグレータ１４０は、入射部１４０ａの入射面積Ｓ１が出射部１４０ｂの出射面積Ｓ２よりも小さくなるように構成されている。
【００５６】
このように構成することにより、ロッドインテグレータ１４０の出射部１４０ｂの出射面積Ｓ２が、後述するように、液晶ライトバルブ１６０の照明領域ＬＡの面積と同等か、それ以上になるように構成したとしても、入射部１４０ａの入射面積Ｓ１は、出射部１４０ｂの出射面積Ｓ２よりも小さいので、入射部１４０ａの入射面積Ｓ１を、後述するように、偏光ビームスプリッタ１３０の出射面の面積と同等にするものとすると、偏光ビームスプリッタ１３０の大きさを非常に小さくすることができる。
【００５７】
また、本実施例では、図３に示すように、ロッドインテグレータ１４０の入射部１４０ａの形状は、偏光ビームスプリッタ１３０の出射面の形状と対応している。図２に示したとおり、偏光ビームスプリッタ１３０の出射面は、ほぼ長方形を成し、そのｘ方向とｙ方向との寸法比は、２：１となっている。従って、ロッドインテグレータ１４０の入射部１４０ａの形状も、同様に、ほぼ長方形を成し、ｘ方向とｙ方向との寸法比も、ほぼ２：１となっている。また、ロッドインテグレータ１４０の入射部１４０ａの入射面積Ｓ１は、偏光ビームスプリッタ１３０の出射面の面積とほぼ同等となっている。
【００５８】
ロッドインテグレータ１４０の入射部１４０ａが、このように構成されていることにより、偏光ビームスプリッタ１３０から出射された光は、効率よくロッドインテグレータ１４０に入射される。すなわち、例えば、ロッドインテグレータ１４０の入射部１４０ａの入射面積Ｓ１が、偏光ビームスプリッタ１３０の出射面の面積よりも小さいとすると、偏光ビームスプリッタ１３０から出射された光は、その一部しかロッドインテグレータ１４０に入射されないことになり、光の損失が多くなる。逆に、入射面積Ｓ１が、偏光ビームスプリッタ１３０の出射面の面積よりも大きいとすると、ロッドインテグレータ１４０に入射された光の内側面での１回目の反射位置は、入射部１４０ａから遠くなるため、内側面で光を複数回反射させようとすると、ロッドインテグレータ１４０の長さを長くしなければならならず、その分、プロジェクタを大きくしなければならない。
【００５９】
また、本実施例では、偏光ビームスプリッタ１３０の出射面とロッドインテグレータ１４０の入射部１４０ａとは、所定寸法（例えば、２０ｍｍ）以下に近接している（完全に接していても良い。）。偏光ビームスプリッタ１３０とロッドインテグレータ１４０とをこのように配置することにより、光の拡散漏れを少なくすることができる。
【００６０】
さらに、本実施例では、偏光ビームスプリッタ１３０からロッドインテグレータ１４０に入射されたｓ偏光光線束のうち、ロッドインテグレータ１４０の内側面で反射される各ｓ偏光光線は、それぞれ、その偏光方向が、そのｓ偏光光線の内側面に対する入射面に対し、平行または垂直となるようになっている。すなわち、ロッドインテグレータ１４０の内側面は、上下内側面１４０ｃ，１４０ｄと左右内側面１４０ｅ，１４０ｆの、４面から成っており、このうち、上下内側面１４０ｃ，１４０ｄでｓ偏光光線が反射される場合には、その偏光方向は入射面に対して平行になるようになっており、左右内側面１４０ｅ，１４０ｆで反射される場合には、その偏光方向は入射面に対して垂直になるようになっている。
【００６１】
図４は、図１のロッドインテグレータ１４０の内側面で反射されるｓ偏光光線の様子を示す説明図である。例えば、左内側面１４０ｅでｓ偏光光線が反射される場合は、図４（ａ）に示すように、まず、その入射面１４０ｉｎは、入射するｓ偏光光線と、左内側面１４０ｅに対する法線ｖと、を含む平面であり、その際に、入射するｓ偏光光線の偏光方向は、矢印で示すように、入射面１４０ｉｎに対して垂直になっている。
【００６２】
この結果、その左内側面１４０ｅで反射された後の偏光光線の偏光方向も、矢印で示すように、入射面１４０ｉｎに対して垂直となり、ｓ偏光（すなわち、直線偏光）の状態が保たれる。
【００６３】
従って、このように、入射するｓ偏光光線の偏光方向が入射面１４０ｉｎに対して垂直になっていることにより、左内側面１４０ｅでの反射によって、偏光光線の偏光状態が変化することがなく、偏光光線が楕円偏光になることはない。
【００６４】
また、下内側面１４０ｄでｓ偏光光線が反射される場合は、図４（ｂ）に示すように、まず、その入射面１４０ｉｎは、入射するｓ偏光光線と、下内側面１４０ｄに対する法線ｖと、を含む平面であり、その際に、入射するｓ偏光光線の偏光方向は、矢印で示すように、入射面１４０ｉｎに対して平行になっている。
【００６５】
この結果、その下内側面１４０ｄで反射された後の偏光光線の偏光方向も、矢印で示すように、入射面１４０ｉｎに対して平行となり、ｓ偏光（すなわち、直線偏光）の状態が保たれる。
【００６６】
従って、このように、入射するｓ偏光光線の偏光方向が入射面１４０ｉｎに対して平行になっていることにより、下内側面１４０ｄでの反射によって、偏光光線の偏光状態が変化することがなく、偏光光線が楕円偏光になることはない。
【００６７】
次に、フィールドレンズ１５０は、図１に示すように、ロッドインテグレータ１４０から出射された照度分布のほぼ均一なｓ偏光光線束を、液晶ライトバルブ１６０の照明領域ＬＡに入射させる機能を有している。すなわち、ロッドインテグレータ１４０から出射された光のうち、外側に逃げようとする光を、このフィールドレンズ１５０によって内側に曲げることにより、ロッドインテグレータ１４０からの光を、効率よく、液晶ライトバルブ１６０の照明領域ＬＡに入射させることができる。
【００６８】
このフィールドレンズ１５０は、本発明におけるレンズに相当する。なお、本実施例では、フィールドレンズ１５０として両凸レンズが用いられているが、平凸レンズを用いることも可能である。また、本実施例では、１つのレンズが用いられているが、複数のレンズを組み合わせて用いるようにしてもよい。
【００６９】
ところで、本実施例では、図３に示したように、ロッドインテグレータ１４０の出射部１４０ｂの形状は、液晶ライトバルブ１６０の照明領域ＬＡの形状に対応している。本実施例において、液晶ライトバルブ１６０の照明領域ＬＡは、ほぼ長方形であり、そのｘ方向とｙ方向との寸法比は、４：３に設定されているため、ロッドインテグレータ１４０の出射部１４０ｂの形状も、ほぼ長方形を成しており、ｘ方向とｙ方向との寸法比も、ほぼ４：３となっている。また、ロッドインテグレータ１４０の出射部１４０ｂの出射面積Ｓ２は、液晶ライトバルブ１６０の照明領域ＬＡの面積とほぼ同等か、それ以上の大きさとなっている。
【００７０】
ロッドインテグレータ１４０の出射部１４０ｂが、このように構成されていることにより、出射面積Ｓ２が、液晶ライトバルブ１６０の照明領域ＬＡの面積とほぼ同等の場合には、ロッドインテグレータ１４０から出射された光をフィールドレンズ１５０を介して液晶ライトバルブ１６０の照明領域ＬＡに、効率よく入射させることができる。また、ロッドインテグレータ１４０の出射部１４０ｂの出射面積Ｓ２が、液晶ライトバルブ１６０の照明領域ＬＡの面積よりも大きい場合には、ロッドインテグレータ１４０と液晶ライトバルブ１６０との位置ずれに対するマージンを大きくとることができる。
【００７１】
なお、仮に、ロッドインテグレータ１４０の出射部１４０ｂの出射面積Ｓ２が、液晶ライトバルブ１６０の照明領域ＬＡの面積よりも小さいとすると、液晶ライトバルブ１６０の全面を照明できなくなり、スクリーン画像の周辺が暗くなってしまう。
【００７２】
また、本実施例では、ロッドインテグレータ１４０の出射部１４０ｂと液晶ライトバルブ１６０の入射面とは、所定寸法（例えば、２０ｍｍ）以下に近接している。ロッドインテグレータ１４０と液晶ライトバルブ１６０をこのように配置することにより、光の拡散漏れを少なくすることができる。なお、ロッドインテグレータ１４０の出射部１４０ｂと液晶ライトバルブ１６０の入射面との距離が上記条件を満たしていれば、ロッドインテグレータ１４０と液晶ライトバルブ１６０との間に配置されているフィールドレンズ１５０は、ロッドインテグレータ１４０や液晶ライトバルブ１６０と、接していても良いし、離れていても良い。
【００７３】
以上説明したようにして、液晶ライトバルブ１６０の照明領域ＬＡには、ロッドインテグレータ１４０から出射された照度分布のほぼ均一なｓ偏光光線束が入射されることになる。
【００７４】
液晶ライトバルブ１６０は、照明領域ＬＡに入射したｓ偏光光線束を、画像情報に基づいて変調して、画像光として出射する。液晶ライトバルブ１６０は、照明領域ＬＡに対応する液晶パネル（図示せず）と、その光入射面側および光射出面側に配置された偏光板（図示せず）と、を備えている。この液晶ライトバルブ１６０には、液晶パネルに画像情報を供給して駆動させるための図示しない駆動部が接続されている。
【００７５】
なお、この液晶ライトバルブ１６０が、本発明におけるライトバルブに相当する。
【００７６】
液晶ライトバルブ１６０において、画像情報に応じて変調された変調光線束は、図示せざる投写光学系によってスクリーン（図示せず）上に投写される。これにより、スクリーン上に画像が表示される。
【００７７】
本実施例では、光源装置１２０から出射されロッドインテグレータ１４０を介して液晶ライトバルブ１６０に入射される光線束の大部分（約９０％以上）が、液晶ライトバルブ１６０の入射面に対して、入射角１５度以下で入射するように、ロッドインテグレータ１４０の長さＬと、入射部１４０ａの入射面積Ｓ１に対する出射部１４０ｂの出射面積Ｓ２の面積比（Ｓ１：Ｓ２）と、がそれぞれ設定されている。
【００７８】
図５は、図１のロッドインテグレータ１４０に入射された光線の、内側面で反射される様子を示す説明図である。この図は、ロッドインテグレータ１４０を−ｘ方向から見て示したもので、偏光ビームスプリッタ１３０およびフィールドレンズ１５０は省略して描いてある。
【００７９】
図５に示すように、ロッドインテグレータ１４０の長さＬは、ロッドインテグレータ１４０に入射される光線束のうち、或る光線が内側面で反射される回数などに関係し、入射部１４０ａの入射面積Ｓ１に対する出射部１４０ｂの出射面積Ｓ２の面積比は、或る光線が内側面で反射される際の入射角度及び反射角度などに関係する。
【００８０】
本実施例におけるロッドインテグレータ１４０では、入射部１４０ａの入射面積Ｓ１が出射部１４０ｂの出射面積Ｓ２より小さいため、内側面は、入射部１４０ａから出射部１４０ｂに向けて末広がりの傾斜を成しており、そのため、入射された光線束のうち、内側面で反射される光線は、反射される毎に、その進行方向が特定の方向に収束される。このとき、内側面で反射される回数や内側面で反射される際の光線の入射角度，反射角度などによって、各光線の収束される割合や収束される方向などが決定される。そして、これら光線の収束される方向が、すなわち、液晶ライトバルブ１６０の入射面に対する入射角に影響を与える。
【００８１】
従って、ロッドインテグレータ１４０の長さと、入射部１４０ａの入射面積Ｓ１に対する出射部１４０ｂの出射面積Ｓ２の面積比と、をそれぞれ適切に設定することによって、ロッドインテグレータ１４０から出射され液晶ライトバルブ１６０に入射される各光線の入射角が、１５度以下になるようにすることができる。
【００８２】
仮に、入射角が１５度よりも大きい光線が液晶ライトバルブ１６０に入射された場合、その光線は、液晶ライトバルブ１６０によって透過されるべきところを遮断されたり、逆に、遮断されるべきところを透過されたりすることになり、画像情報に応じた正常な変調がなされない可能性がある。従って、上記したように、液晶ライトバルブ１６０に入射される光の入射角を１５度以下とすることにより、液晶ライトバルブ１６０の照明領域ＬＡに入射した光すべてに、画像情報に応じた正常な変調を施すことができる。
【００８３】
以上説明したように、本実施例によれば、偏光変換光学系である偏光ビームスプリッタ１３０と、インテグレータ光学系であるロッドインテグレータ１４０とは、構造が簡単であるため、比較的容易に製造することができ、製造コストも低く抑えることができる。特に、ロッドインテグレータ１４０の入射部１４０ａの入射面積Ｓ１が、出射部１４０ｂの出射面積Ｓ２よりも小さいので、偏光ビームスプリッタ１３０の大きさを非常に小さくすることができ、その分、製造コストを安くすることができる。
【００８４】
Ｂ．第２の実施例：
図６は、本発明の第２の実施例としてのプロジェクタの構成を示す構成図である。この図は＋ｙ方向からの見たときの平面図を示している。本実施例のプロジェクタ２００は、３板式のプロジェクタであって、光源装置１２０と、偏光変換光学系である偏光ビームスプリッタ１３０と、インテグレータ光学系と色光分離光学系とを兼ねたロッドインテグレータ２２０と、３つのフィールドレンズ２３０Ｒ，２３０Ｇ，２３０Ｂと、３つの液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム２５０と、投写光学系２６０とを備えている。
【００８５】
本実施例において、光源装置１２０と、偏光ビームスプリッタ１３０は、図１に示した第１の実施例における光源装置１２０および偏光ビームスプリッタ１３０と同一であるので、説明は省略する。
【００８６】
一方、ロッドインテグレータ２２０は、図１に示した第１の実施例におけるロッドインテグレータ１４０とは異なり、内部に、波長選択ミラーである２つのダイクロイックミラー２２０ｄ，２２０ｅを備えており、光源装置１２０から出射された光の面内強度分布をほぼ均一にする機能を有する他、波長域の異なる３つの色光に分離する機能も有している。
【００８７】
すなわち、ロッドインテグレータ２２０は、図６に示すように、ロッドインテグレータ本体である前段部２２０ａ，中段部２２０ｂ，後段部２２０ｃと、前段部２２０ａと中段部２２０ｂとの間に配置されたダイクロイックミラー２２０ｄと、中段部２２０ｂと後段部２２０ｃとの間に配置されたダイクロイックミラー２２０ｅと、前段部２２０ａに設けられた反射ミラー２２０ｆと、後段部２２０ｃに設けられた反射ミラー２２０ｇ，２２０ｈと、を備えている。
【００８８】
これらのうち、前段部２２０ａ，中段部２２０ｂ，および後段部２２０ｃは、略長方形の断面形状を有し、ロッド状であるが、それぞれ所望の形状に形成された透光性部材（例えば、ガラス部材やプラスチック部材）から成り、その内側面が、光が全反射する反射面となっている。そして、これら前段部２２０ａ，中段部２２０ｂ，および後段部２２０ｃは、それぞれ、ダイクロイックミラー２２０ｄ，２２０ｅを間に介して、一体的に固定されている。
【００８９】
また、ダイクロイックミラー２２０ｄ，２２０ｅは、それぞれ、所定の波長域の色光を選択的に反射し、それ以外の波長域の色光を透過する機能を有している。これらのダイクロイックミラー２２０ｄ，２２０ｅは、前段部２２０ａ，中段部２２０ｂ，または後段部２２０ｃを構成する透光性部材に、誘電体多層膜を蒸着することにより作製される。これらダイクロイックミラー２２０ｄ，２２０ｅは、それぞれ、ロッドインテグレータ２２０の中心軸に対し、側方から見て４５度になるように配置されている。このように配置することにより、光を直進方向（中心軸と平行な方向）と直交方向（中心軸と垂直な方向）とに分離することができる。
【００９０】
また、反射ミラー２２０ｆ，２２０ｇ，２２０ｈは、それぞれ、導かれる光を反射して、光路をほぼ直角に折り曲げる機能を有している。これら反射ミラー２２０ｆ，２２０ｇ，２２０ｈも、それぞれ、ロッドインテグレータ２２０の中心軸に対し、側面から見て４５度になるように配置されている。
【００９１】
従って、本実施例におけるロッドインテグレータ２２０は、偏光ビームスプリッタ１３０から出射されたｓ偏光光線束を、前段部２２０ａにおける入射部で入射し、入射した光線束を内側面で複数回反射しつつ、２つのダイクロイックミラー２２０ｄ，２２０ｅによって、波長域の異なる３つの色光に分離して、反射ミラー２２０ｆ，２２０ｇ，２２０ｈ等を利用して、前段部２２０ａ，中段部２２０ｂ，後段部２２０ｃの３つの出射部に導き、これら出射部から、それぞれ、照度分布がほぼ均一で、波長域の異なる３つの色光光線束を出射する。
【００９２】
具体的には、偏光ビームスプリッタ１３０から出射された光は、前段部２２０ａの入射部から入射し、前段部２２０ａ内を通ってダイクロイックミラー２２０ｄへ導かれる。そして、ダイクロイックミラー２２０ｄでは、導かれた光のうち、長波長側の色光（赤色光）を選択的に反射させるとともに、反射された色光よりも短波長側の色光（緑色光および青色光）を透過させる。ダイクロイックミラー２２０ｄを反射した赤色光は、前段部２２０ａ内を通って反射ミラー２２０ｆで反射され、前段部２２０ａの出射部からフィールドレンズ２３０Ｒを通って赤色光用の液晶ライトバルブ２４０Ｒに達する。
【００９３】
ダイクロイックミラー２２０ｄを透過した緑色光と青色光は、中段部２２０ｂ内を通ってダイクロイックミラー２２０ｅへ導かれる。これら光のうち、緑色光はダイクロイックミラー２２０ｅによって選択的に反射され、中段部２２０ｂの出射部からフィールドレンズ２３０Ｇを通って緑色光用の液晶ライトバルブ２４０Ｇに達する。一方、青色光は、ダイクロイックミラー２２０ｅを透過し、後段部２２０ｃ内を通って２つの反射ミラー２２０ｇ，２２０ｈでそれぞれ反射され、後段部２２０ｃの出射部からフィールドレンズ２３０Ｂを通って青色光用の液晶ライトバルブ２４０Ｂに達する。
【００９４】
３つの液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂは、入射した光を、与えられた画像情報に従って変調する。これにより、３つの液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂに入射した各色光は、与えられた画像情報に従って変調されて各色光の画像を形成する。
【００９５】
３つの液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂから出射した３色の画像光は、クロスダイクロイックプリズム２５０に入射する。クロスダイクロイックプリズム２５０は、３色の画像光を合成してカラー画像を形成する機能を有している。クロスダイクロイックプリズム２５０には、赤光を反射する誘電体多層膜２５０Ｒと、青光を反射する誘電体多層膜２５０Ｂとが、４つの直角プリズムの界面に略Ｘ字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３色の画像光が合成されて、カラー画像を投写するための合成光が形成される。クロスダイクロイックプリズム２５０で生成された合成光は、投写光学系２６０に出射される。投写光学系２６０は、この合成光を投写する機能を有し、カラー画像をスクリーンＳＣに投写する。
【００９６】
ところで、本実施例では、ロッドインテグレータ２２０内を導かれ、ダイクロイックミラー２２０ｄ，２２０ｅのミラー面に入射される各ｓ偏光光線は、それぞれ、その偏光方向が、そのｓ偏光光線のミラー面に対する入射面に対し、垂直となるようになっている。
【００９７】
すなわち、ダイクロイックミラー２２０ｄ，２２０ｅのミラーでｓ偏光光線が反射される場合、図４（ａ）で示した場合と同様に、まず、その入射面は、入射するｓ偏光光線と、ミラー面に対する法線ｖと、を含む平面であり、その際に、入射するｓ偏光光線の偏光方向は、入射面に対して垂直になっている。
【００９８】
この結果、そのミラー面で反射された後の偏光光線の偏光方向も、入射面に対して垂直となり、ｓ偏光（すなわち、直線偏光）の状態が保たれる。
【００９９】
従って、このように、入射するｓ偏光光線の偏光方向がミラー面に対して垂直になっていることにより、ミラー面での反射によって、偏光光線の偏光状態が変化することがなく、偏光光線が楕円偏光になることはない。
【０１００】
以上説明したように、本実施例においては、偏光ビームスプリッタ１３０によってほぼ一定方向に偏光方向が揃ったｓ偏光光線束を、ロッドインテグレータ２２０によって、照度分布がほぼ均一になるようにしながら、波長域の異なる３つの色光に分離して、各色光に対応した液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂに入射させることより、輝度分布が均一なカラー画像を投写表示させることができる。
【０１０１】
Ｃ．変形例：
なお、本発明は上記した実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様にて実施することが可能である。
【０１０２】
上記した各実施例では、ロッドインテグレータ１４０、およびロッドインテグレータ２２０の前段部２２０ａ，中段部２２０ｂ，後段部２２０ｃは、それぞれ、透光性部材で構成されており、その内側面は、光が全反射する反射面となっていたが、その反射面は反射膜が形成されていても良い。
【０１０３】
また、上記した透光性部材の代わりに、内部が中空の中空部材を用いるようにしても良い。この場合、この中空部材の内側面は、光を反射する反射面となっていて、これら反射面は反射膜で構成されることになる。
【０１０４】
なお、上記した反射膜としては、銀や、アルミニウムや、銀合金や、アルミニウム合金などで形成される金属膜や、合成樹脂の多層膜などを用いることができる。また、中空部材としては、例えば、ガラス部材やプラスチック部材を用いることができる。
【０１０５】
また、ロッドインテグレータの入射部および出射部には、光の反射を防止するための反射防止膜を形成するようにしても良い。
【０１０６】
上記した各実施例では、ロッドインテグレータとライトバルブとの間に、フィールドレンズを備えているが、このフィールドレンズは無くても良い。この場合、ロッドインテグレータの出射部とライトバルブの入射面とは接していても良い。
【０１０７】
また、ロッドインテグレータとライトバルブとの間に、フィールドレンズを備える代わりに、ロッドインテグレータの出射部の出射面をレンズ形状にしても良い。
【０１０８】
図７は、図１のロッドインテグレータの変形例を示す説明図である。すなわち、図７に示すように、ロッドインテグレータ１４０’における出射部１４０ｂ’の出射面を、フィールドレンズと同様の機能を有する凸レンズ形状にしても良い。
【０１０９】
このように構成することによって、ロッドインテグレータ１４０からの光を、効率よく、液晶ライトバルブ１６０の照明領域ＬＡに入射させることができると共に、部品点数を減らすことが可能となる。
【０１１０】
上記した第１の実施例では、ロッドインテグレータ１４０の入射部１４０ａのｘ方向とｙ方向との寸法比が２：１となっており、出射部１４０ｂのｘ方向とｙ方向との寸法比が４：３となっていたが、これらの比は必要に応じて変更するようしても良い。
【０１１１】
上記した各実施例においては、偏光ビームスプリッタ１３０から出射される偏光光はｓ偏光光であったが、ｐ偏光光を出射するようにしても良い。この場合、図２において、ｓ偏光光線束が出射される第３の直角プリズム１３２ｃの出射面に、λ／２位相差板１３４を配置するようにすれば、偏光ビームスプリッタ１３０は、入射する非偏光な光線束（ｓ＋ｐ）を２つのｐ偏光光線束に変換して出射するようになる。
【０１１２】
このように、偏光ビームスプリッタ１３０から出射される偏光光がｐ偏光である場合、第１の実施例において、ロッドインテグレータ１４０の内側面に対する偏光方向は、次のようになる。すなわち、上下内側面１４０ｃ，１４０ｄでｐ偏光光線が反射される場合には、その偏光方向は入射面に対して垂直になるようになり、左右内側面１４０ｅ，１４０ｆで反射される場合には、その偏光方向は入射面に対して平行になるようになる。
【０１１３】
また、第２の実施例において、ダイクロイックミラー２２０ｄ，２２０ｅのミラー面に対する偏光方向は、次のようになる。すなわち、ミラー面でｐ偏光光線が反射される場合は、まず、その入射面は、入射するｐ偏光光線と、ミラー面に対する法線ｖと、を含む平面であり、その際に、入射するｐ偏光光線の偏光方向は、入射面に対して平行になっている。この結果、そのミラー面で反射された後の偏光光線の偏光方向も、入射面に対して平行となり、ｐ偏光（すなわち、直線偏光）の状態が保たれる。従って、このように、入射するｐ偏光光線の偏光方向が入射面に対して平行になっていることにより、ミラー面での反射によって、偏光光線の偏光状態が変化することがなく、偏光光線が楕円偏光になることはない。
【０１１４】
上記した各実施例においては、偏光ビームスプリッタを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、偏光板を用いるようにしても良い。
【０１１５】
偏光板としては、透過させない種類の偏光光を反射するタイプの光反射型偏光板を用いることもできるし、透過させない種類の偏光光を吸収するタイプの、光吸収型偏光板を用いることもできる。
【０１１６】
光反射型偏光板としては、回折格子を利用した構造複屈折型偏光板を用いることができる。
【０１１７】
図８は、光反射型偏光板としての構造複屈折型偏光板３００の種々の例を示す説明図である。構造複屈折型偏光板３００は、所定方向（図中Ｘ方向）に沿って周期的に形成された微細構造体を備える偏光板であり、微細構造体の周期は、入射する光の波長よりも小さく設定されている。なお、微細構造体の材質や周期等を調整することにより、所望の屈折率分布や光学異方性を実現することができ、この結果、所望の偏光特性を実現することができる。
【０１１８】
図８（ａ）は、ワイヤグリッド型の構造複屈折型偏光板３００の概略構造を示す斜視図である。ワイヤグリッド型の偏光板３００は、透明基板３１０上に形成された金属薄膜３１１がＹ方向に延びた微細な溝３１２によって周期的に分断された構造を有している。金属薄膜（微細構造体）３１１は、偏光されるべき波長域において光を反射する性質を備えており、金属薄膜３１１としては、アルミニウムやタングステン等を用いることができる。なお、金属薄膜３１１は、蒸着法やスパッタ法によって形成することができる。また、微細な溝３１２は、２光束干渉露光法や、電子線描画法、Ｘ線リソグラフィー法等と、エッチングとを組み合わせることによって形成することができる。ワイヤグリッド型の構造複屈折型偏光板３００は、構造が単純なので容易に製造することができるという利点がある。
【０１１９】
図８（ｂ）は、構造複屈折型偏光板３００の別の例を示す断面図である。この構造複屈折型偏光板３００は、透明基板３１０上に形成された多層膜３１５がＹ方向に延びた微細な溝３１２によって周期的に分断された構造を有している。多層膜（微細構造体）３１５は、互いに屈折率が異なり、等方性を有する２種類の誘電体薄膜３１３，３１４が交互に積層されて形成されている。なお、多層膜３１５および溝３１２は、図８（ａ）の金属薄膜３１１および溝３１２と同様に形成される。
【０１２０】
図８（ａ），（ｂ）に示すような構造複屈折型偏光板３００に偏りのない光が入射すると、微細な溝３１２が延びるＹ方向に平行な偏光成分であるＹ偏光光と、これに垂直な偏光成分であるＸ偏光光と、に分離される。Ｘ偏光光は構造複屈折型偏光板３００を透過し、Ｙ偏光光は構造複屈折型偏光板３００で反射される。このように、構造複屈折型偏光板３００は、透過しない種類の偏光光を反射させる光反射型偏光板として機能しており、構造複屈折型偏光板３００における光吸収は原理上かなり少ない。
【０１２１】
また、上記した各実施例においては、偏光ビームスプリッタ１３０において、非偏光な光線束を偏光方向が互いに直交する２種類の偏光光線束に分離するために偏光分離膜を利用したが、偏光分離膜に代えて、上記した構造複不屈折型偏光板を利用するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例としてのプロジェクタの要部の構成を示す構成図である。
【図２】図１の偏光ビームスプリッタ１３０を拡大して示す斜視図である。
【図３】図１のロッドインテグレータ１４０を拡大して示す斜視図である。
【図４】図１のロッドインテグレータ１４０の内側面で反射されるｓ偏光光線の様子を示す説明図である。
【図５】図１のロッドインテグレータ１４０に入射された光線の、内側面で反射される様子を示す説明図である。
【図６】本発明の第２の実施例としてのプロジェクタの構成を示す構成図である。
【図７】図１のロッドインテグレータの変形例を示す説明図である。
【図８】光反射型偏光板としての構造複屈折型偏光板３００の種々の例を示す説明図である。
【図９】従来におけるプロジェクタの要部の構成を示す構成図である。
【符号の説明】
１００…プロジェクタ
１２０…光源装置
１２２…ランプ
１２４…リフレクタ
１３０…偏光ビームスプリッタ
１３２…偏光ビームスプリッタ本体
１３２ａ…第１の直角プリズム
１３２ｂ…第２の直角プリズム
１３２ｃ…第３の直角プリズム
１３２ｄ…偏光分離膜
１３２ｅ…反射膜
１４０…ロッドインテグレータ
１４０ａ…入射部
１４０ｂ…出射部
１４０ｃ，１４０ｄ…上下内側面
１４０ｅ，１４０ｆ…左右内側面
１４０ｉｎ…入射面
１５０…フィールドレンズ
１６０…液晶ライトバルブ
２００…プロジェクタ
２２０…ロッドインテグレータ
２２０ａ…前段部
２２０ｂ…中段部
２２０ｃ…後段部
２２０ｄ，２２０ｅ…ダイクロイックミラー
２２０ｆ，２２０ｇ，２２０ｈ…反射ミラー
２３０Ｒ，２３０Ｇ，２３０Ｂ…フィールドレンズ
２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂ…液晶ライトバルブ
２５０…クロスダイクロイックプリズム
２５０Ｂ…誘電体多層膜
２５０Ｒ…誘電体多層膜
２６０…投写光学系
３００…構造複屈折型偏光板
３１０…透明基板
３１１…金属薄膜
３１２…溝
３１３，３１４…誘電体薄膜
３１５…多層膜
９２０…光源装置
９２２…ランプ
９２４…リフレクタ
９４０…第１のレンズアレイ
９４２…小レンズ
９５０…第２のレンズアレイ
９５２…小レンズ
９６０…偏光ビームスプリッタアレイ
９６２…遮光板
９６２ａ…開口面
９６２ｂ…遮光面
９６４…偏光ビームスプリッタアレイ本体
９６４ａ…偏光分離膜
９６４ｂ…反射膜
９６４ｃ…ガラス基板
９６６…選択位相差板
９６６ａ…開口層
９７０…重畳レンズ
９８０…液晶ライトバルブ
Ｆａ…第１焦点
Ｆｂ…第２焦点
Ｆｂ…集光点
ＬＡ…照明領域
ＬＺ…照明領域
Ｌａｘ…中心軸
Ｓ１…入射面積
Ｓ２…出射面積
ＳＣ…スクリーン
ｖ…法線

Claims (16)

1. プロジェクタであって、
   集光する非偏光な光を出射する光源装置と、
   前記光の集光点の近傍に配置され、前記光を入射して、該光を偏光方向がほぼ一定方向に揃った偏光光に変換して出射する偏光変換素子と、
   内側面に反射面を有し、前記偏光光を入射部から入射し、前記内側面で反射しながら出射部へ導き、該出射部から照度分布のほぼ均一な偏光光を出射するロッドインテグレータと、あるいは、前記偏光光を入射部から入射し、媒質の屈折率の差による内部全反射により出射部へ導き、該出射部から照度分布のほぼ均一な偏光光を出射するロッドインテグレータと、
   該ロッドインテグレータからの前記偏光光を入射し、該偏光光を、画像情報に基づいて変調して出射するライトバルブと、
   を備え、
   前記ロッドインテグレータは、前記入射部の入射面積が前記出射部の出射面積よりも小さいことを特徴とするプロジェクタ。
2. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記ロッドインテグレータと前記ライトバルブとを所定寸法以下に近接させて配置したことを特徴するプロジェクタ。
3. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記偏光変換素子と前記ロッドインテグレータとを所定寸法以下に近接させて配置したことを特徴とするプロジェクタ。
4. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記ロッドインテグレータにおける前記入射部の入射面積は、前記偏光変換素子の出射面の面積とほぼ同等の大きさであることを特徴するプロジェクタ。
5. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記ライトバルブは、照明領域を有し、該照明領域に入射された前記偏光光を変調すると共に、
   前記ロッドインテグレータにおける前記出射部の出射面積は、前記ライトバルブの前記照明領域の面積以上であることを特徴とするプロジェクタ。
6. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記光源装置は、点光源と、該点光源からの光を反射して集光する楕円リフレクタと、を備えることを特徴するプロジェクタ。
7. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記偏光変換素子は、偏光分離膜を備えることを特徴するプロジェクタ。
8. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記偏光変換素子は、回折格子を備えることを特徴するプロジェクタ。
9. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記ロッドインテグレータの横断面の形状は、長方形であると共に、
   前記ロッドインテグレータの前記内側面で反射される前記偏光光の偏光方向は、前記偏光光の前記内側面に対する入射面に対し、平行であるかもしくは垂直であることを特徴するプロジェクタ。
10. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
    前記ロッドインテグレータとライトバルブとの間に、レンズをさらに備えることを特徴するプロジェクタ。
11. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
    前記ロッドインテグレータの出射部の出射面は、レンズ形状を成すことを特徴とするプロジェクタ。
12. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
    前記ロッドインテグレータは、その内部に、所定波長域の光を選択的に反射する波長選択ミラーを備えることを特徴するプロジェクタ。
13. 請求項１２に記載のプロジェクタにおいて、
    前記波長選択ミラーは、誘電体多層膜から成ることを特徴するプロジェクタ。
14. 請求項１２に記載のプロジェクタにおいて、
    前記波長選択ミラーは、前記ロッドインテグレータ内において、該ロッドインテグレータの中心軸に対し４５度になるように配置されていることを特徴するプロジェクタ。
15. 請求項１２に記載のプロジェクタにおいて、
    前記ロッドインテグレータ内を導かれ、前記波長選択ミラーのミラー面に入射される前記偏光光の偏光方向は、前記偏光光の前記ミラー面に対する入射面に対し、平行であるかもしくは垂直であることを特徴するプロジェクタ。
16. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
    前記ロッドインテグレータの長さおよび前記入射部の入射面積に対する前記出射部の出射面積の比は、前記光源装置から出射され前記ロッドインテグレータを介して前記ライトバルブに入射される前記偏光光の入射角が１５度以下となるように、設定されていることを特徴するプロジェクタ。

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