(57)【要約】【課題】高い照度比で、特定の振動方向の偏光光を高い効率で供給することが可能な照明装置、及び、明るく明るさムラが低減された画像を表示することが可能な画像表示装置を提供すること。【解決手段】光を供給する光源部であるＬＥＤ１１〜１４と、ＬＥＤ１１〜１４からの光束の強度分布を略均一にする均一化部２０と、均一化部２０からの光を特定の振動方向の偏光光に変換する偏光変換部である偏光変換素子３５と、偏光変換素子３５からの光を重畳させて被照射面Ｉに入射させる重畳光学系４０と、を有する。【選択図】      図１
2006317568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を供給する光源部と、
前記光源部からの光束の強度分布を略均一にする均一化部と、
前記均一化部からの光を特定の振動方向の偏光光に変換する偏光変換部と、
前記偏光変換部からの光を重畳させて被照射面に入射させる重畳光学系と、を有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記重畳光学系は、レンズアレイと、重畳レンズとを備えることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
１つの前記均一化部へ光を入射させる複数の前記光源部が設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記均一化部は、ロッドインテグレータを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項５】
光軸に対して略直交する方向に並列させて設けられた複数の前記ロッドインテグレータを有し、
前記偏光変換部は、前記ロッドインテグレータに対応して配置されることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の照明装置と、
前記照明装置からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、を有することを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置及び画像表示装置、特に、液晶型空間光変調装置と組み合わせて用いられる照明装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像表示装置であるプロジェクタの照明装置には、照度比を向上させるための構成として、光源からの光を略均一にするフライアイインテグレータやロッドインテグレータが用いられる。このうちロッドインテグレータは、光を内面で反射させながら伝播することにより、光源からの光を出射面で重畳させる。光源からの光を均一化して空間光変調装置へ入射させることにより、明るさムラが低減された画像を表示することが可能となる。また、光源からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置としては、例えば、液晶型空間光変調装置が用いられる。液晶型空間光変調装置は、入射光の偏光状態を変換することで変調を行う。光源からの光を液晶型空間光変調装置で変調可能な特定の振動方向の偏光光に変換することで、明るい投写像を得ることが可能になる。光源からの光を特定の振動方向の偏光光に変換するための構成と、ロッドインテグレータとを組み合わせて用いる技術としては、例えば、特許文献１に提案されるものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２１４５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に提案される技術では、光源からの光は、偏光ビームスプリッタを用いて特定の振動方向の偏光光に変換された後ロッドインテグレータで均一化される。光源からの光は、ロッドインテグレータにおいて反射を繰り返すことにより、例えば、直線偏光から楕円偏光へ変化することが考えられる。このため、偏光ビームスプリッタにより光源からの光を特定の振動方向の偏光光に変換したとしても、ロッドインテグレータにおいて光の偏光状態が変化してしまう場合がある。ロッドインテグレータにて光の偏光状態が変化することとなると、光源からの光を高い効率で利用することが困難となることから、照明効率やコントラストが低下してしまう。
【０００５】
また、特許文献１には、レンズアレイと重畳レンズとを備える重畳光学系を用いて、レンズアレイと重畳レンズとの間に偏光変換部を設ける構成が提案されている（特許文献１、図１４参照）。偏光変換部は、入射光のうち特定の振動方向以外の他の振動方向の偏光光を分岐させた後、特定の振動方向の偏光光に変換する。レンズアレイを通過した光は、偏光変換部にて分岐された後、重畳レンズを介してライトバルブへ入射するため、偏光変換部で分岐されたそれぞれの光の光路長が異なることになる。光路長が互いに異なる光同士は、ライトバルブ上において異なる形状の照明領域を形成するために、照明領域間に光量が少ない部分が生じてしまう。従って、レンズアレイと重畳レンズとの間に偏光変換部を設ける構成では、照明光に明るさムラが生じ、さらに明るさも低下してしまう。このように、従来の技術では、高い照度比で、特定の振動方向の偏光光を高い効率で供給することが困難であるという問題がある。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、高い照度比で、特定の振動方向の偏光光を高い効率で供給することが可能な照明装置、及び、その照明装置を用いることで、明るく明るさムラが低減された画像を表示することが可能な画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、光を供給する光源部と、光源部からの光束の強度分布を略均一にする均一化部と、均一化部からの光を特定の振動方向の偏光光に変換する偏光変換部と、偏光変換部からの光を重畳させて被照射面に入射させる重畳光学系と、を有することを特徴とする照明装置を提供することができる。
【０００７】
光源部からの光は、均一化部で強度分布が均一化された後、偏光変換部に入射する。偏光変換部に入射した光は、特定の振動方向の偏光光に変換された後、重畳光学系に入射する。重畳光学系に入射した光は、被照射面に重畳して照射する。均一化部及び重畳光学系により、被照射面における光束の強度分布を十分に均一化することができる。また、偏光変換部を用いることにより、特定の振動方向の偏光光を効率良く供給することができる。均一化部にロッドインテグレータを用いる場合、ロッドインテグレータでは、反射を繰り返すことにより、光の偏光状態が変化してしまう場合がある。本発明の照明装置は、均一化部で均一化された光を、偏光変換部にて偏光変換する。このことにより、偏光変換部からの光の偏光状態が変化してしまう事態を低減し、特定の振動方向の偏光光を高い効率で供給することが可能となる。
【０００８】
また、本発明においてレンズアレイと重畳レンズとを備える重畳光学系を用いる場合、偏光変換部で分岐された光をレンズアレイに入射させる構成となる。本発明は、偏光変換部にて分岐された光を重畳光学系を介して空間光変調装置の上に重ね合わせる構成であるため、空間光変調装置の上において略同一の形状の照明領域を形成することが可能である。このため、従来の構成と比較して、光量が少ない部分を生じさせず、明るく明るさムラが少ない照明光を得ることができる。これにより、高い照度比で、特定の振動方向の偏光光を高い効率で供給することが可能な照明装置を得られる。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様によれば、重畳光学系は、レンズアレイと、重畳レンズとを備えることが望ましい。レンズアレイは、偏光変換部の出射面の像を重畳レンズ上に形成する。重畳レンズは、レンズアレイの各レンズの像を被照射面に形成する。これにより、偏光変換部からの光を重畳させて被照射面に入射させることができる。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、１つの均一化部へ光を入射させる複数の光源部が設けられることが望ましい。これにより、複数の光源部を用いる構成とし、容易に明るい照明光を得ることができる。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様としては、均一化部は、ロッドインテグレータを備えることが望ましい。ロッドインテグレータは、光を内面で反射させながら伝播することにより、光源からの光を出射面で重畳させる。これにより、光源部からの光束の強度分布を略均一にすることができる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様としては、光軸に対して略直交する方向に並列させて設けられた複数のロッドインテグレータを有し、偏光変換部は、光源部からの光を第１の振動方向の偏光光に変換して出射する偏光変換素子を、ロッドインテグレータに対応して配置することが望ましい。これにより、複数の光源部を用いる構成とし、容易に明るい照明光を得ることができる。
【００１３】
さらに、本発明によれば、上記の照明装置と、照明装置からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、を有することを特徴とする画像表示装置を提供することができる。上記の照明装置を用いることにより、高い照度比で、特定の振動方向の偏光光を高い効率で供給することができる。これにより、明るく明るさムラが低減された画像を表示することが可能な画像表示装置を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の実施例１に係る照明装置１０の上面構成を示す。照明装置１０は、固体光源である発光ダイオード素子（以下、「ＬＥＤ」という。）１１、１２、１３、１４を有する。ＬＥＤ１１〜１４は、主にチップの表面から光を供給する面発光型の光源部である。ＬＥＤ１１は、光軸ＡＸ方向であるＺ軸方向へ光を供給する。ＬＥＤ１２は、Ｚ軸に直交するＸ軸方向へ光を供給する。ＬＥＤ１１からの光及びＬＥＤ１２からの光が入射する位置には、均一化部２０が設けられている。均一化部２０は、光源部であるＬＥＤ１１、１２からの光束の強度分布を略均一にする。ＬＥＤ１１と均一化部２０との間の光路、ＬＥＤ１２と均一化部２０との間の光路には、それぞれ集光レンズＬＮが設けられている。集光レンズＬＮは、ＬＥＤ１１、１２からの光を収束させて均一化部２０へ入射させる。なお、集光レンズＬＮに代えて、他の構成、例えば、コリメータレンズやリフレクタを用いることとしても良い。
【００１６】
図２は、照明装置１０の側面構成を示す。均一化部２０は、２つのロッドインテグレータ２１、２２を有する。ロッドインテグレータ２１、２２は、Ｙ軸方向に重ね合わせて配置されている。ロッドインテグレータ２１、２２は、透明な硝子部材からなる。図３の斜視構成に示すように、ロッドインテグレータ２１は、直方体形状を有する。ＬＥＤ１１からの光が入射するロッドインテグレータ２１の入射面Ｓ１は、ＸＹ平面である。
【００１７】
これに対して、ロッドインテグレータ２２は、ロッドインテグレータ２１と同様の直方体形状を斜面Ｓ２で切断した形状を有する。ＬＥＤ１２からの光は、ロッドインテグレータ２２のＹＺ平面から入射した後、斜面Ｓ２で反射することにより、Ｚ軸方向へ伝播する。ロッドインテグレータ２１、２２の入射面には、ＬＥＤ１１、１２からの光の反射を防止する反射防止膜を設けることが望ましい。反射防止膜を設けることにより、ＬＥＤ１１、１２からの光を、それぞれロッドインテグレータ２１、２２へ効率良く入射させることが可能となる。なお、図３では、均一化部２０の構成及び作用の説明のために、集光レンズＬＮの図示を省略している。
【００１８】
このようにして、ロッドインテグレータ２１、２２に入射した光は、硝子部材と空気との界面において全反射を繰り返しながらロッドインテグレータ２１、２２の内部をそれぞれＺ軸方向へ伝播する。ロッドインテグレータ２１、２２は、光を内面で反射させながら伝播することにより、それぞれＬＥＤ１１、１２からの光を出射面で重畳させる。これにより、均一化部２０は、ＬＥＤ１１、１２からの光束の強度分布を略均一にする。
【００１９】
なお、ＬＥＤ１１、１２の位置やロッドインテグレータ２１、２２の形状は、ＬＥＤ１１、１２からの光をそれぞれロッドインテグレータ２１、２２の内部をＺ軸方向へ伝播させることが可能であれば良く、図示するものに限られない。また、１つのロッドインテグレータに１つのＬＥＤからの光を伝播させる構成に限らず、１つのロッドインテグレータに複数のＬＥＤからの光を伝播させる構成としても良い。
【００２０】
図１に戻って、ＬＥＤ１３からの光及びＬＥＤ１４からの光が入射する位置にも、均一化部２０が設けられている。照明装置１０は、光軸ＡＸに対して略直交する方向であるＸ軸方向に並列させて設けられた２つの均一化部２０を有する。また、照明装置１０は、２つのうちの一方の均一化部２０へ光を入射させる２つのＬＥＤ１１、１２と、他方の均一化部２０へ光を入射させる２つのＬＥＤ１３、１４を有する。
【００２１】
なお、ＬＥＤ１３、１４からの光が均一化部２０から出射するまでの振る舞いは、ＬＥＤ１１、１２からの光の場合と同様である。均一化部２０の出射側には、偏光変換素子アレイ３０が設けられている。偏光変換素子アレイ３０は、偏光変換素子３５を有する。偏光変換素子３５は、均一化部２０からの光を特定の振動方向の偏光光、例えばｐ偏光光に変換する偏光変換部である。
【００２２】
図４は、偏光変換素子アレイ３０の上面構成を示す。偏光変換素子３５は、偏光分離膜３１、反射膜３２、λ／２位相板３３を有する。偏光変換素子３５は、ロッドインテグレータ２１、２２に対応するように配置されている。ロッドインテグレータ２１、２２から偏光変換素子３５へ入射する光は、特定の振動方向の偏光光であるｐ偏光光と、特定の振動方向に対して略直交する振動方向の偏光光であるｓ偏光光とを含む、偏光状態がランダムな光である。偏光変換素子３５の偏光分離膜３１に入射した光のうちｐ偏光光は、偏光分離膜３１を透過して、偏光変換素子３５から出射する。
【００２３】
偏光分離膜３１に入射した光のうちｓ偏光光は、偏光分離膜３１で反射して光路を折り曲げられた後、反射膜３２の方向へ進行する。反射膜３２に入射したｓ偏光光は、反射膜３２での反射により光路が折り曲げられた後、出射方向であるＺ軸方向へ進行する。λ／２位相板３３は、反射膜３２で反射した光が入射する位置に設けられている。λ／２位相板３３に入射したｓ偏光光は、ｐ偏光光に変換されて、λ／２位相板３３から出射する。このように、偏光変換素子３５は、均一化部２０からの光からｓ偏光光を分岐させた後、ｐ偏光光に変換する。なお、ロッドインテグレータ２１、２２と同様に、偏光変換素子３５の入射面にも反射防止膜を設けることが望ましい。
【００２４】
図５は、均一化部２０と偏光変換素子アレイ３０との関係について説明するものである。Ｘ軸方向に並列された２つの均一化部２０は、それぞれＹ軸方向に２つのロッドインテグレータ２１、２２を配列している。偏光変換素子アレイ３０は、Ｘ軸方向、及びＹ軸方向に２つずつ配列された４つのロッドインテグレータ２１、２２、２１、２２に対応させて、４つの偏光変換素子３５を配列している。偏光変換素子３５の入射面Ｓ３とロッドインテグレータ２１、２２の出射面とは、例えば、インデックスマッチングオイル等の屈折率整合液によって接合されている。これにより、偏光変換素子３５とロッドインテグレータ２１、２２との間に空気が入り込むことによって生じる反射損失を低減し、ロッドインテグレータ２１、２２からの光を効率良く偏光変換素子３５へ入射させることができる。
【００２５】
図１に戻って、偏光変換素子３５で偏光変換された光は、重畳光学系４０に入射する。重畳光学系４０は、偏光変換部である偏光変換素子３５からの光を重畳させて被照射面Ｉに入射させる。重畳光学系４０は、第１のレンズアレイ４２、第２のレンズアレイ４４、及び重畳レンズ４５を有する。第１のレンズアレイ４２は、偏光変換素子３５の出射面に対応して設けられたレンズ素子４１を有する。レンズ素子４１は、偏光変換素子３５から出射する光を、第２のレンズアレイ４４の各レンズ素子４３に入射させる。第１のレンズアレイ４２は、偏光変換素子３５からの光を第２のレンズアレイ４４に効率良く入射させるために設けられている。
【００２６】
第２のレンズアレイ４４の各レンズ素子４３は、偏光変換素子３５の出射面の像を重畳レンズ４５上に形成する。重畳レンズ４５は、各レンズ素子４３からの光を被照射面Ｉに重畳して入射させる。各偏光変換素子３５からの光を被照射面Ｉ上に重畳させることにより、照明装置１０は、均一な光を供給することができる。重畳光学系４０を用いることにより、偏光変換素子３５における偏光変換によって照度分布にムラを生じる場合であっても、均一な光量分布の光を被照射面Ｉに供給することが可能となる。なお、偏光変換素子３５からの光を効率良く第２のレンズアレイ４４へ入射させることが可能であれば、第１のレンズアレイ４２を省略しても良い。
【００２７】
偏光変換素子３５の出射面と被照射面Ｉとは、互いに共役関係にある。各ＬＥＤ１１〜１４からの光を効率良く被照射面Ｉに入射させるためには、各偏光変換素子３５の出射面の形状と、被照射面Ｉの形状とが互いに略相似であることが望ましい。かかる構成により、ＬＥＤ１１〜１４からの光を効率良く供給することが可能となる。また、偏光変換素子３５の出射面のみならず、偏光変換素子３５の入射面、及びロッドインテグレータ２１、２２の出射面についても、被照射面Ｉの形状と略相似である形状としても良い。
【００２８】
照明装置１０は、均一化部２０及び重畳光学系４０を用いることにより、被照射面Ｉにおける光束の強度分布を十分に均一化することができる。また、偏光変換素子３５を用いることにより、特定の振動方向の偏光光を効率良く供給することができる。ロッドインテグレータ２１、２２では、反射を繰り返すことにより、光の偏光状態が変化してしまう場合がある。照明装置１０は、均一化部２０で均一化された光を、偏光変換素子３５にて偏光変換する。このことにより、偏光変換素子３５からの光の偏光状態が変化してしまう事態を低減し、特定の振動方向の偏光光を高い効率で供給することが可能となる。これにより、高い照度比で、特定の振動方向の偏光光を高い効率で供給することができるという効果を奏する。
【００２９】
なお、従来、レンズアレイと重畳レンズとを備える重畳光学系を用いて、レンズアレイと重畳レンズとの間に偏光変換部を設ける構成が提案されている（例えば、特許文献１、図１４参照）。この場合、レンズアレイを通過した光は、偏光変換部にて分岐された後、重畳レンズを介してライトバルブ上へ入射するため、偏光変換部で分岐されたそれぞれの光の光路長が異なることになる。光路長が互いに異なる光同士は、ライトバルブ上において異なる形状の照明領域を形成するために、照明領域間に光量が少ない部分が生じてしまう。従って、レンズアレイと重畳レンズとの間に偏光変換部を設ける構成では、照明光に明るさムラが生じ、さらに明るさも低下してしまう。
【００３０】
これに対して、本実施例の照明装置１０は、偏光変換素子３５にて分岐された光を第１のレンズアレイ４２と第２のレンズアレイ４４と重畳レンズ４５を介して被照射面Ｉの上に重ね合わせるため、被照射面Ｉの上において略同一の形状の照明領域を形成することが可能である。このため、従来の構成と比較して、光量が少ない部分を生じさせず、明るく明るさムラが少ない照明光を得ることができる。
【００３１】
なお、照明装置１０は、１つの均一化部２０に対して２つのＬＥＤを設ける構成に限られない。１つの均一化部２０に対して１つ以上のＬＥＤを設ける構成であれば良い。また、均一化部２０に設けるロッドインテグレータの個数も、ＬＥＤの個数に応じて適宜設定することが可能である。照明装置１０は、Ｘ軸方向に２つの均一化部２０を並列させる構成に限られない。均一化部２０は、１つ以上を設ける構成であれば良い。また、複数の均一化部２０を、ＸＹ方向に配列することとしても良い。偏光変換素子アレイ３０は、ロッドインテグレータの配列に対応して、偏光変換素子３５の位置及び個数を適宜設定することが可能である。このようにして複数のＬＥＤを配置することで、容易に明るい照明光を得ることができる。
【００３２】
なお、均一化部２０は、透明部材からなるロッドインテグレータ２１、２２を用いる構成に限られない。例えば、図６の斜視構成に示すように、中空構造を有するロッドインテグレータ６０を用いることとしても良い。ロッドインテグレータ６０の内面には、高反射性部材、例えばアルミニウム等の金属部材で構成された反射面６１が設けられている。ロッドインテグレータ６０に入射した光は、反射面６１において反射を繰り返しながらロッドインテグレータ６０の内部を進行する。中空構造を有するロッドインテグレータ６０を用いる場合、偏光変換素子３５の入射面に反射防止膜を設けることが望ましい。これにより、ロッドインテグレータ６０からの光を偏光変換素子３５へ効率良く入射させることが可能となる。さらに、均一化部は、透明部材と反射面とを組み合わせたロッドインテグレータを用いることとしても良い。
【００３３】
さらに、均一化部２０には、図７の斜視構成に示すように、テーパ形状を有するロッドインテグレータ７０を用いても良い。ロッドインテグレータ７０は、本実施例のロッドインテグレータ２１、２２と同様に、透明部材から構成されている。また、ロッドインテグレータ７０は、出射側端面Ｓ５が入射側端面Ｓ４より大きく、出射側へ向かって漸次大きくなるようなテーパ形状を有する。かかる形状のロッドインテグレータ７０を用いると、透明部材と空気との界面において光が全反射する際に、光軸に対する角度が小さくなるように光線角度を変換することができる。
【００３４】
例えば、プロジェクタは、各空間光変調装置で変調可能な光の角度範囲、及び投写光学系で取り込むことが可能な光の角度範囲に限りがあることから、小さい光線角度の光が多いほど効率良く光を利用できるといえる。従って、照明装置１０をプロジェクタに用いる場合、ロッドインテグレータ７０により小さい光線角度の光を増加させることにより、高い光利用効率で明るい画像を得ることが可能となる。また、テーパ形状のロッドインテグレータ７０を用いる場合、例えば、入射側端面Ｓ４をＬＥＤのチップと略同一の正方形とし、出射側端面Ｓ５を被照射面Ｉと略相似である形状とすることも可能である。これにより、ＬＥＤからの光を効率良く被照射面Ｉに入射させることができる。
【実施例２】
【００３５】
図８は、本発明の実施例２に係る画像表示装置であるプロジェクタ１００の概略構成を示す。プロジェクタ１００は、画像信号に応じた光をスクリーンに投写し、スクリーンに対してプロジェクタ１００と同じ側から投写像を観察する、いわゆるフロント型プロジェクタである。プロジェクタ１００は、赤色光（以下、「Ｒ光」という。）を供給するＲ光用照明装置１０Ｒと、緑色光（以下、「Ｇ光」という。）を供給するＧ光用照明装置１０Ｇと、青色光（以下、「Ｂ光」という。）を供給するＢ光用照明装置１０Ｂと、を有する。各照明装置１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂは、上記実施例１の照明装置１０と同様の構成を有する。本実施例においては、上記実施例１と重複する説明は省略する。
【００３６】
Ｒ光用照明装置１０Ｒは、Ｒ光用ＬＥＤ８１Ｒを有する。Ｒ光用ＬＥＤ８１Ｒは、Ｒ光を供給する。Ｒ光用照明装置１０Ｒは、Ｒ光用ＬＥＤ８１ＲからのＲ光を、特定の振動方向の偏光光、例えばｐ偏光光に変換して、照明対象である液晶型空間光変調装置８０Ｒに供給する。液晶型空間光変調装置８０Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。液晶型空間光変調装置８０Ｒに入射したｐ偏光光は、変調によりｓ偏光光に変換される。液晶型空間光変調装置８０Ｒでｓ偏光光に変換されたＲ光は、クロスダイクロイックプリズム８２に入射する。
【００３７】
Ｇ光用照明装置１０Ｇは、Ｇ光用ＬＥＤ８１Ｇを有する。Ｇ光用ＬＥＤ８１Ｇは、Ｇ光を供給する。Ｇ光用照明装置１０Ｇは、Ｇ光用ＬＥＤ８１ＧからのＧ光を、特定の振動方向の偏光光、例えばｐ偏光光に変換して、照明対象である液晶型空間光変調装置８０Ｇに供給する。液晶型空間光変調装置８０Ｇは、Ｇ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。液晶型空間光変調装置８０Ｇに入射したｐ偏光光は、変調によりｓ偏光光に変換される。液晶型空間光変調装置８０Ｇでｓ偏光光に変換されたＧ光は、Ｒ光が入射する面とは異なる面からクロスダイクロイックプリズム８２に入射する。
【００３８】
Ｂ光用照明装置１０Ｂは、Ｂ光用ＬＥＤ８１Ｂを有する。Ｂ光用ＬＥＤ８１Ｂは、Ｂ光を供給する。Ｂ光用照明装置１０Ｂは、Ｂ光用ＬＥＤ８１ＢからのＢ光を、特定の振動方向の偏光光、例えばｐ偏光光に変換して、照明対象である液晶型空間光変調装置８０Ｂに供給する。液晶型空間光変調装置８０Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。液晶型空間光変調装置８０Ｂに入射したｐ偏光光は、変調によりｓ偏光光に変換される。液晶型空間光変調装置８０Ｂでｓ偏光光に変換されたＢ光は、Ｒ光が入射する面及びＧ光が入射する面とは異なる面からクロスダイクロイックプリズム８２に入射する。
【００３９】
色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム８２は、２つのダイクロイック膜８２ａ、８２ｂを有する。ダイクロイック膜８２ａ、８２ｂは、Ｘ字型に直交して配置される。ダイクロイック膜８２ａは、Ｒ光を反射し、Ｇ光を透過する。ダイクロイック膜８２ｂは、Ｂ光を反射し、Ｇ光を透過する。このように、クロスダイクロイックプリズム８２は、液晶型空間光変調装置８０Ｒ、８０Ｇ、８０Ｂでそれぞれ変調されたＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成する。投写光学系８４は、クロスダイクロイックプリズム８２で合成された光をスクリーン８６に投写する。
【００４０】
ダイクロイック膜８２ａ、８２ｂは、通常、ｓ偏光光の反射特性に優れる。このため、ダイクロイック膜８２ａ、８２ｂでそれぞれ反射させるべきＲ光及びＢ光は、ｓ偏光光となってクロスダイクロイックプリズム８２に入射することが望ましい。また、ダイクロイック膜８２ａ、８２ｂを透過させるべきＧ光は、ｐ偏光光となってクロスダイクロイックプリズム８２に入射することが望ましい。ｓ偏光光に変換されたＧ光をクロスダイクロイックプリズム８２に入射させるために、例えば、液晶型空間光変調装置８０Ｇとクロスダイクロイックプリズム８２との間にλ／２位相板を設けることとしても良い。
【００４１】
各色光用照明装置１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂを用いることにより、高い照度比で、特定の振動方向の偏光光を高い効率で供給することができる。これにより、明るく明るさムラが低減された画像を表示することができる。なお、上記実施例では光源部としてＬＥＤを用いることとしているが、これに限られない。ＬＥＤに代えて、例えばＥＬ素子や半導体レーザ等の他の固体光源を用いても良い。光源部としては固体光源に限らず、超高圧水銀ランプ等のランプを用いても良い。また、プロジェクタ１００に用いる空間光変調装置は、透過型の液晶表示装置に限らず、反射型の液晶表示装置を用いても良い。さらに、照明装置を設ける画像表示装置はプロジェクタに限らず、例えば空間光変調装置で変調された光を直視するディスプレイであっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように、本発明に係る照明装置は、画像表示装置であるプロジェクタに用いる場合に有用であり、特に、特定の振動方向の偏光光を変調するプロジェクタに適している。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施例１に係る照明装置の上面構成を示す図。
【図２】照明装置の側面構成を示す図。
【図３】均一化部の構成を説明する図。
【図４】偏光変換素子アレイの上面構成を示す図。
【図５】均一化部と偏光変換素子アレイとの関係について説明する図。
【図６】中空構造を有するロッドインテグレータの構成を説明する図。
【図７】テーパ形状を有するロッドインテグレータの構成を説明する図。
【図８】本発明の実施例２に係るプロジェクタの概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００４４】
１０  照明装置、１１、１２、１３、１４  ＬＥＤ、２０  均一化部、２１、２２  ロッドインテグレータ、３０  偏光変換素子アレイ、３５  偏光変換素子、４０  重畳光学系、４１  レンズ素子、４２  第１のレンズアレイ、４３  レンズ素子、４４  第２のレンズアレイ、４５  重畳レンズ、ＡＸ  光軸、Ｉ  被照射面、ＬＮ  集光レンズ、Ｓ１  入射面、Ｓ２  斜面、３１  偏光分離膜、３２  反射膜、３３  λ／２位相板、Ｓ３  入射面、６０  ロッドインテグレータ、６１  反射面、７０  ロッドインテグレータ、Ｓ４  入射側端面、Ｓ５  出射側端面、１００  プロジェクタ、１０Ｒ  Ｒ光用照明装置、１０Ｇ  Ｇ光用照明装置、１０Ｂ  Ｂ光用照明装置、８０Ｒ、８０Ｇ、８０Ｂ  液晶型空間光変調装置、８１Ｒ  Ｒ光用ＬＥＤ、８１Ｇ  Ｇ光用ＬＥＤ、８１Ｂ  Ｂ光用ＬＥＤ、８２  クロスダイクロイックプリズム、８２ａ、８２ｂ  ダイクロイック膜、８４  投写光学系、８６  スクリーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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