【事件の表示】
　特許第３２６９３６２号「液晶プロジェクター」の請求項１ないし４に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３２６９３６２号の請求項１ないし３に係る特許を維持する。
【理　由】
【1】手続の経緯
　特許第3269362号の請求項1〜4に係る発明は、平成7年11月20日に出願され、平成14年1月18日にその設定登録がなされ、その後、小出一、原田清悟よりそれぞれ特許異議申立がなされ、取消理由通知に対して、応答期間内である平成15年1月28日に訂正請求がなされたものである。
　
【2】訂正の適否についての判断
【2-1】訂正の要旨
　特許権者が求めている訂正の内容は、以下のとおりである。
訂正事項1:
　特許請求の範囲の減縮を目的として、請求項1の偏光変換系について「互いに直交する二つの偏光成分の光束として同一の方向に分離する」と規定する要件を加えるとともに、段落[0004]をこの要件に対応する記載に訂正し、かつ段落[0006]及び[0031]の記載をこの要件に対応する作用効果の記載に訂正する。
訂正事項2:
　特許請求の範囲の減縮を目的として、請求項1の第2レンズアレイについて「第1のレンズアレイのレンズ数の2倍のレンズ数を有し、二つの偏光成分のうちの一方が第2レンズアレイ上で形成する小光源の間隔の1/2の間隔をもってレンズが形成されている」と規定する要件を加えるとともに、段落[0004]をこの要件に対応する記載に訂正し、かつ段落[0006]及び[0031]の記載をこの要件に対応する作用効果の記載に訂正する。
訂正事項3:
　特許請求の範囲の減縮を目的として、請求項1の1/2波長板の配置について「二つの偏光成分のうちの一方が、第2レンズアレイ上に形成する小光源に対応する位置の」と規定する要件を加えるとともに、段落[0004]をこの要件に対応する記載に訂正し、かつ段落[0006]及び[0031]の記載をこの要件に対応する作用効果の記載に訂正する。
訂正事項4:
　訂正前の特許請求の範囲の請求項3及び4を、それぞれ請求項2及び3と訂正する。上記各請求項の訂正に伴い、特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明の記載との整合をとるため、明りようでない記載の釈明を目的として、段落[0004]、[0006]及び[0031]を、訂正後の請求項に対応した記載に訂正する。
　
【2-2】訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　(1)上記訂正事項1〜3は、特許請求の範囲の減縮及びそれと発明の詳細な説明の記載とを整合させること(明りょうでない記載の釈明)を目的とする訂正であり、願書に添付した明細書の段落【0007】〜【0009】、【0015】〜【0020】、【0023】、【0024】、及び願書に添付した図2〜図4に記載された技術事項に基づくものであり、実質的に特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものでもない。
　(2)上記訂正事項4は、訂正前の請求項3、4を訂正後の請求項2、3とし、訂正前の請求項2を削除するとともに、これと発明の詳細な説明の記載とを整合させる (明りょうでない記載の釈明)ためのものであるから、特許請求の範囲の減縮及び明りょうでない記載の釈明を目的とする訂正であり、願書に添付した明細書及び願書に添付した図面に記載された技術事項に基づくものであり、実質的に特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものでもない。
　
【2-3】むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第120条の4第2項ただし書き、並びに同条第3項で準用する同第126条第2項及び同条第3項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
【3】特許異議の申立てについての判断
【3-1】本件発明1〜3
　本件の請求項1〜請求項8に係る発明は、全文訂正明細書の特許請求の範囲に記載された以下のとおりのものである。
「【請求項1】光源と、照明光学系と、前記照明光学系により照明される液晶パネルとを有する液晶プロジェクターにおいて、前記照明光学系は、光源から順に第1のレンズアレイ及び第2のレンズアレイからなるオプティカルインテグレータと、前記光源から出射したランダム偏光を互いに直交する二つの偏光成分の光束として互いに同一の方向に分離する偏光変換光学系とを含み、前記第2のレンズアレイは、第1のレンズアレイのレンズ数の2倍のレンズ数を有し、二つの偏光成分のうちの一方が第2レンズアレイ上で形成する小光源の間隔の1/2の間隔をもってレンズが形成されているとともに、二つの偏光成分のうちの一方が、第2レンズアレイ上に形成する小光源に対応する位置の近傍に1/2波長板を配置し、偏光変換光学系を第1のレンズアレイより液晶パネル側であって前記第2のレンズアレイより光源側に配置したことを特徴とする液晶プロジェクター。
【請求項2】請求項1記載の液晶プロジェクターにおいて、前記偏光変換光学系は偏光分離面と全反射面を用いたことを特徴とする液晶プロジェクター。
【請求項3】請求項1記載の液晶プロジェクターにおいて、前記偏光変換光学系は複屈折材料を用いたことを特徴とする液晶プロジェクター。」
　以下、請求項順に「本件発明1」〜「本件発明3」という。
　
【3-2】申立ての理由の概要
　特許異議申立人小出一は、訂正前の請求項1に係る発明は、甲第1号証を公知の刊行物として特許法第29条第1項第3号に該当し、訂正前の請求項1、2に係る発明は、甲第1号証及び甲第2号証を公知の刊行物として特許法第29条第2項に違反し、訂正前の請求項3に係る発明は、甲第1号証及び甲第3号証を公知の刊行物として特許法第29条第2項に違反し、訂正前の請求項4に係る発明は、甲第1号証及び甲第4号証を公知の刊行物として特許法第29条第2項に違反する旨主張する。
　また、特許異議申立人原田清悟は、訂正前の請求項1〜3に係る発明は、先願1の発明と同一であり、特許法第29条の2に違反し、訂正前の請求項1〜3に係る発明は、甲第2号証を公知の刊行物として特許法第29条第1項第3号に該当し、訂正前の請求項1〜3に係る発明は、甲第2号証及び甲第3号証を公知の刊行物として特許法第29条第2項に違反し、さらに図1に記載された実施例のものは小型化が実現されず、図5の実施例のものはレンズアレイ間に偏光変換素子が配置されていないから本件特許発明の実施例ではなく特許法第36条第6項第2号の要件を満たしていない旨主張する。
　
刊行物1: 特開平6-202094号公報 (小出一の甲第1号証)
刊行物2: 特開平2-39084号公報 (小出一の甲第2号証)
刊行物3:特開平6-153214号公報(小出一の甲第2号証)
刊行物4:応用分光学ハンドブック,朝倉書店(1984)P288〜P290(小出一の甲第2号証)
先願1:特願平7-339753号(公報特開平8-234205号公報参照)(原田清悟の甲第1号証)
刊行物5:特開平6-202063号公報(原田清悟の甲第2号証)
刊行物6:特開平7-294906号公報(原田清悟の甲第3号証)
刊行物7:特開平7-287224号公報(原田清悟の参考資料1) 
　
【3-3】刊行物等に記載された発明等
刊行物1:特開平6-202094号公報
特許請求の範囲の請求項3
　「【請求項3】 照明装置と、該照明装置からの光束に含まれる偏光光を変調して画像情報を含ませる変調手段と、変調光束をスクリーン上に投写表示する投写光学系とを含んで構成される投写型表示装置において、前記照明装置から前記変調手段までの光路中には、複数の矩形レンズで構成される第1レンズ群により複数の2次的光源を形成し、同数のレンズにより構成される第2レンズ群を前記2次的光源の位置に配置することによって前記変調手段を照射するインテグレータ照明光学系が配置され、さらに、前記第1レンズ群の照明装置側/第2レンズ群側に、前記照明装置からの光束に含まれる互いに直交する二つの偏光光を90度以内の角度に方向分離する偏光分離手段を配することによって、前記第2レンズ群上に各偏光光に対応する2重の2次光源像を形成し、どちらか一方/両方の2次光源位置に位相差板を配して偏光方向を変換し、第2レンズ群からは偏光方向の揃った光束が出射されて前記変調装置が照明されることを特徴とする投写型表示装置。」
段落【0027】
　「【0027】光源ランプ101で放射された無偏光光は、放物面リフレクタ401で反射されてほぼ平行な光束となる。この平行光は偏光分離器402に入射して、互いに直交する関係の二つの偏光光は一定の角度θで方向分離される。その直後に配置された第1レンズ群104を通過すると、各矩形レンズの焦点位置付近、すなわち対応する第2レンズ群108の矩形レンズの内側に光束が集められて、2次光源のスポットが形成される。通常このスポットは各矩形レンズの中心に一つが形成されるだけであるが、ここでは各偏光光に対応して二つのスポットが形成される。それらの光束は、次に位相差板405を通過することによってその偏光方向が揃えられる。そして通常のインテグレータの場合と同様、フィールドレンズ202によって光束は液晶パネル114の中心に集められ、液晶パネルの矩形内をほぼ均一に照明する。従って、原理的には光源ランプからの光束はすべて液晶パネル114に入射する。」
段落【0028】
　「【0028】偏光分離器402の構成例を図4(B)に示す。液晶層407をノコギリ状の溝を有するプリズム基板406とガラス基板408で挟んだ構造になっている。液晶分子はプリズム基板406の溝に平行に配向されるので、基板に垂直に入射する光束は、液晶分子に対する異常光と常光に分かれて、方向的に分離されることになる。いま、プリズム基板406の平坦面にほぼ垂直に入射する無偏光光409は、プリズム基板406の傾斜面に対してαの角度で入射するものとする。液晶分子の常光に対する屈折率n0とプリズム基板406の屈折率が等しいとき、常光410は傾斜面で屈折されずに直進し、異常光411は屈折されて常光の進行方向に対してθの角度がつく。ここで、異常光の屈折率をn1とするとき、近似的に以下の式が成り立つ。」
段落【0034】
　「【0034】この図では、矩形レンズの縦横比をハイビジョンの場合を考慮して9:16で描いてあるが、矩形レンズ501の両側にはスポットのない面積がかなりある。そこで、本発明はこのスペースを利用して偏光変換を行うもので、本構成においては、第2レンズ群108上には図5(B)で示されるように、各矩形レンズ上に両偏光光に対応する二つのスポットが形成される。両スポット間の距離はスポットの直径θLに等しいので、図のようにちょうど分離され、しかも矩形レンズ内にちょうど収まる。もちろんこれは、アスペクト比9:16の場合に限ってのことであり、通常の3:4の場合には、スポット径を矩形レンズ501に内接よりもいくらか小さくする必要がある。」
　
刊行物2:特開平2-39084号公報
2頁右上欄15行〜左下欄第13行
　「第1図に、本発明の実施例として画像投影装置の光学系を示す。図中の矢印と焦点は偏光方向を示したものである。光源2(メタルハライド又はハロゲンランプ)より放射された自然光が、楕円反射鏡1で反射しもうひとつの焦点に集光しレンズ3で平行光となり、偏光ビームスプリッ夕4に入射する。このうち、S偏光成分12は、反射し残りのP偏成分11は透過する。反射S偏光成分12は、プリズム5で反射、2分の1波長板6を透過することで偏光面が90°回転しP偏光成分11と偏光方向が平行となる。そして、それぞれをレンズ14A、14Bにより集光し、平行四辺形型のプリズム15A、15B内で2回全反射され、両光を接近、重ね合わせレンズ16で平行光として液晶層7に入射させることができ、偏光子8を通りレンズ9によりスクリーン10上に投射する。この構成により、液晶パネルで従来吸収されていた偏光成分を利用するため、効率を2倍にすることができる。」
2頁右下欄第15行〜3頁左上欄3行
　「第3図は、本発明の第3の実施例を示す図である。カラー表示に対応するため、第1図の光源から液晶層の手前レンズまでと、第5図のカラー表示部分とを組み合わせ光学系を構成するものである。第1図と同様に光源からの光をレンズにより平行光とし、カラー表示部分の光学系へ入射させ投影レンズによりカラー画像をスクリーン上に投射する。尚、第1図、第5図と同一要素には同一番号を付し、説明を省略する。」
　
刊行物3:特開平6-153214号公報
段落【0060】〜【0061】
　「【0060】積層型偏光ビームスプリッタ17は、三角プリズム17aと平板ガラス17bを積層した構造となっている。三角プリズム17aと平板ガラス17bの境界面17cには、s偏光18sを反射し、p偏光18pを透過する偏光ビームスプリッタ面17cが形成されている。平板ガラス17bの裏面にはミラー面17dが形成されている。
【0061】積層型偏光ビームスプリッタ17に入射した光は、偏光ビームスプリッタ面17cにより、s偏光18sが反射される。残りのp偏光18pは透過し、ミラー面17dにより反射され、偏光ビームスプリッタ面17cを透過し、s偏光18sと並んで進行する。コンデンサレンズ10は、光を効率良く投写レンズ12に導く目的で設けたものであり、コンデンサレンズ5と同様に、リレーレンズ7を構成するレンズ群の一部分とみなすこともできる。」
　
刊行物4:応用分光学ハンドブック,朝倉書店(1984)P.288〜P290
288頁4行〜6行
　「(ii)複屈折性結晶偏光子 水晶、方解石などの結晶は光学的に異方性を示し、光学軸と光の進行方向とを含む面に垂直な電気ベクトルをもつ直線偏光(常光線)と、面に平行な電気ベクトルをもつ直線偏光(異常光線)とでは異なった屈折率を示す(複屈折性)。」
289頁2行〜290頁2行
　「ロションプリズムでは2個のプリズムを光学軸が互いに直交するようにとっている。第二のプリズムに対して常光線は両プリズムで屈折率の変化がないが、異常光線についてはn,≠n2であるため屈折されて常光線とは異なる方向へ進む。ウオラストンブリズムでは、第一プリズムと第二プリズムとで常光線と異常光線とが逆になるため両偏光とも屈折される。」
　
先願1:特願平7-339753号
【特許請求の範囲】【請求項1】
　「【請求項1】 偏光方向がランダムな光を出射する光源と、複数の矩形レンズから構成されている第1のレンズ板および複数の微小レンズから構成される第2のレンズ板を備えたインテグレータ光学系とを有し、前記光源からの出射光が前記第1のレンズ板を介して前記第2のレンズ板を構成している各レンズの入射面上にそれぞれ2次光源像として投写され、当該第2のレンズ板からの出射光を用いて被照明対象物を照明する照明装置において、前記光源から出射された偏光光を偏光方向が直交する2つの偏光光に分離して90度未満の角度で方向分離する偏光分離手段と、前記2つの偏光光の偏光方向を揃える偏光変換手段とを有し、前記偏光分離手段は、誘電体多層膜からなる偏光分離膜を備え、該偏光分離膜によって前記光源部から出射された偏光光を偏光方向が直交する2つの偏光光に分離して90度未満のずれをもつ角度方向に出射するプリズムビームスプリッタであり、当該偏光分離手段は、更に、前記インテグレータ光学系の前記第1のレンズ板の入射側および出射側のうちの何れか一方の側に配置されていることを特徴とする偏光照明装置。
段落【0027】〜【0011】
　「【0010】本発明の課題は、温度変化に影響されない安定した偏光分離角を備えた偏光分離手段を用いることにより、著しい温度変化に伴う環境下においても優れた性能を安定して発揮することのできる偏光照明装置を実現することにある。
【0011】また、本発明の課題は、かかる偏光照明装置を用いて、光の利用効率を向上して、明るい投写映像を形成することのできる投写型表示装置を実現することにある。
段落【0119】〜【0125】
　「【0119】(実施例12)図18には、本例の別の偏光照明装置を示してある。本例の偏光照明装置1800も、基本的には、光源401と、偏光分離部402と、インテグレータ光学系403を備えている。しかし、上記の各実施例においては、偏光分離部を構成しているプリズムビームスプリッタをインテグレータ光学系の第1のレンズ板よりも光源の側に配置した構成を採用している。しかるに、本例の装置では、偏光分離部を構成するプリズムビームスプリッタを、第1のレンズ板と第2のレンズ板の間に配置した構成を採用し、光学系を一層コンパクトに構成している。
【0120】図18に示すように、光源401からのランダムな偏光光は、システム光軸Lに沿って出射されて、偏光分離部402の入射側に配置されている変角プリズム1801に入射する。この変角プリズム1801により偏光光の進行方向は僅かに傾けられる。従って、偏光光は、変角プリズム1801の出射側に配置されているインテグレータ光学系403を構成している第1のレンズ板441に対して垂直入射方向に対してθだけ傾斜して入射する。図においては、システム光軸Lに対して右側にθだけ傾斜した方向に沿って入射する。
【0121】第1のレンズ板441は、プリズムビームスプリッタ1810の構成素子である直角プリズム1811の入射面1812に光学的に貼り合わされている。直角プリズム1811の入射面1812に直交する出射面1813には、偏光変換素子であるλ/2位相差板446が貼り合わされており、このλ/2位相差板446の出射面にはインテグレータ光学系の第2のレンズ板442が貼り合わされている。
【0122】プリズムビームスリッタ1810は、直角プリズム1811と、この傾斜面1813に貼り合わせた略平板状の四角柱プリズム1820を備えている。そして、前述した例と同様に、直角プリズム1811の傾斜面1814には偏光分離膜426が形成されており、ここに当たった偏光光のうち、たとえば、S偏光のみが全面反射され、P偏光はそのまま通過するように構成されている。また、四角柱プリズム1820の外側傾斜面1821には反射膜429が形成されており、ここに当たったP偏光が全面反射されるようになっている。
【0123】本例では、偏光分離膜426と反射膜429のなす角度を適切に設定することにより、変角プリズム1801を通って僅かに屈折した状態で入射したランダムな偏光光が、これらの膜426、429で反射されて、システム光軸Lに対して対称な角度で反対側に振り分けられてλ/2位相差板446の側に出射するように構成されている。図においては、システム光軸Lに対して上下に同一の角度だけ振り分けられた状態となる。
【0124】λ/2位相差板446は、通過する偏光の方向を90度回転させる位相差層(図において斜線で示す部分)447と、偏光をそのまま通過させる層448とを備えている。この構成は前述の各実施例と同様である。偏光分離部402において分離されると共に、システム光軸Lに対して上下に対称な方向に振り分けられたP偏光とS偏光のうち、S偏光は位相差層447の部分に入射する。これに対してP偏光の側は層448の側に入射する。したがって、S偏光は偏光方向が90度回転してP偏光となって出射する。この結果、第2のレンズ板442にはP偏光に揃った光が入射し、ここを介して、照明領域404に向かうことになる。
【0125】このように構成した本例の偏光照明装置1800を用いても、前記の各実施例と同様な効果を得ることができる。また、本例の構成では、インテグレータ光学系を構成している第1および第2のレンズ板がそれぞれ、プリズムビームスプリッタの入射面および出射面に貼り合わされて一体化されている。したがって、構成をコンパクトにできると共に、光学素子の空気との界面を少なくすることができるので、光の利用効率を高めることができる。」
段落【0128】
　「【0128】次に、本例では、第2のレンズ板442を構成する微少レンズ444の数は、第1のレンズ板441を構成する微少レンズ443の数と同数とすることもできる。しかし、その2倍として、例えば、図18(D)に示すように、第2のレンズ板444のぞれぞれを、λ/2位相板446の位相差層447およびそれ以外の層448に対応した一対のレンズ444A、444Bから構成することが望ましい。その理由は、それぞれの偏光光に対応させて設置してレンズの特性を変えることにより、第1のレンズ板と第2のレンズ板との間にできる僅かに異なるP、S偏光光の光路差を吸収し、第2のレンズ板により形成される第1のレンズ板の像の大きさを、照明領域において全て同じにするためである。」
段落【0130】〜【0133】
　「【0130】図19には、上記の実施例9の装置(図11参照)を投写型表示装置(液晶プロジェクター)に適用した例である。
【0131】図に示す投写型表示装置1600には、ランダムな偏光光を一方向に出射する光源部401が構成され、この光源部401から放射されたランダムな偏光光は、偏光分離部1201において、2種類の偏光光に分離するとともに、分離された各偏光光のうち、P偏光光については、インテグレータ光学系403のλ/2位相差板446によって、S偏光光に転換するようになっている。
【0132】かかる偏光照明装置1600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1601において、赤色光が透過して、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1602で反射され、第1の液晶ライトバルブ1603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1604によって反射され、第2の液晶ライトバルブ1605に達する。
【0133】ここで、青色光は、他の2色光に比べて長い光路長(赤色光の光路長と緑色光の光路長は等しい)をもつため、青色光に対しては、入射側レンズ1606、リレーレンズ1608、および出射側レンズ1610からなるリレーレンズ系で構成した導光手段1650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1604を透過した後、まず、出射側レンズ1606、および反射ミラー1607を経て、リレーレンズ1608に導かれ、このリレーレンズ1608に集束された後、反射ミラー1609によって出射側レンズ1610に導かれ、しかる後に、第3の液晶ライトバルブ1611に達する。ここで、第1および第3の液晶ライトバルブ1603、1605、1611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1613(色合成手段)に入射する。ダイクロイックプリズム1613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1614(投写手段)を通過してスクリーン1615上に映像を形成することになる。」
段落【0149】
　「【0149】また、プリズムビームスプリッタを第1のレンズ板の出射面側に配置する構成を採用すると、より装置を小型化することができる。なぜならば、第1のレンズ板と第2のレンズ板との隙間を狭くできるからである。」
　
刊行物5:特開平6-202063号公報
段落【0006】
　「【0006】本発明の偏光変換素子及びそれを用いた投写型液晶表示装置は、以上の課題を解決するためのもので、その目的とするところは、光源から照射面までの間に、第1の多眼式レンズによる複数個の2次的な光源を用い照射面に第2の多眼式レンズにより重ね合わせるが如く照射することにより集光効率の高い偏光変換素子を提供することにある。更に複数個の2次的な光源からビームスプリッタにて空間的にpもしくはs偏光に分離された光に対して、2つの同一長もしくはそれぞれ異なる光路長に対し2つの第2の多眼式レンズにより照射面に対して光軸を重ね合わせるが如く照明することにより、所望する偏光軸を最短で一軸上にて合成させ、色むが少なく照度分布が均一な偏光変換素子を提供することにある。」
段落【0012】〜【0016】
　「【0012】図1は本発明の偏光変換素子の一実施例を示すものあり、以下、主要な構成要素について説明する。ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ等の光源1から放射された光束は、リフレクタ2により反射されて概ね平行な無偏光光1となり、多眼式レンズ3に入射する。第1の多眼式レンズ3は図4に示すように、複数個の矩形にカットされたレンズを組み合わせたもので、各レンズの焦点距離aは、第2の多眼式レンズの見かけ上の入射瞳位置に結像する。
【0013】この矩形にカットされたレンズの形状は、照射面の形状に対し相似の形状であり、この第1の多眼式レンズ3は光源の出射面側からみると放物面反射鏡のリム径内に内接もしくは外接し含まれるように配されている。
【0014】第1の多眼式レンズ3の光軸に垂直に設けられた偏光ビームスプリッタ4は、入射角が45度で偏光分離をするためのガラスもしくは、内面にエチレングリコール等のガラスの屈折率と同等の液体を充填したビームスプリッタで形成される。この偏光ビームスプリッタ4は、光の入射面に反射防止膜をコーティングしたもので、極力表面反射を少なくしたものである。偏光特性を分離する誘電体膜は、入射面に対し45度の角度を成す反射面に酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムなどの高屈折率層と、フッ化マグネシウム、酸化シリコンなどの低屈折率層を交互に積層したものである。このビームスプリッタは、偏光方向が互いに直交する2つの直線偏光(p偏光、s偏光)に互いに強度が等しく偏光分離される。分離されたs偏光光は、第1のTN液晶5による旋光板に入射される。第1のTN液晶5は偏光ビームスプリッタ4から出射したs偏光を旋光させるための液晶であり、旋光角が45度弱の角度で旋光し、第2の多眼式レンズ6を透過し全反射ミラー7により鏡面対称を考慮した所望する偏光軸となる。同様に偏光ビームスプリッタ4により分離されたp偏光に関しては、第2のTN液晶8にて略45度に旋光される。この第1及び第2のTN液晶の旋光する角度は、各々の光が光の合成点において偏光軸を一致するような旋光方向にする必要がある。
【0015】この第1及び第2のTN液晶の材料は、一例としてMERCK社の液晶NO.ZLI-4103の高温液晶(クリアリングポイントc.r.=104°C,△n=0.07)を用いて約25μmのセル厚に充填し構成している。この第1及び第2のTN液晶から出射した光は、第2の多眼式レンズに入射する。この第2の多眼式レンズは図4に示すように第1の多眼式レンズと同様な矩形にカットされたレンズで構成されている。この第2の多眼式レンズの焦点距離は図5に示す関係で構成され、第2の多眼式レンズの各レンズは、第1の多眼式レンズの各レンズの矩形像を相似形である照射面に重ねる。
【0016】全反射ミラ-7は、それぞれの分離された光に対し光路変換し同一の方向に合わせるためのミラ-で、偏光方向は対称的に反転する。それぞれ異なる経路を経た2つの光は、それぞれの第2の多眼式レンズに入射する。この第2の多眼式レンズのそれぞれに分割されたレンズは、それぞれが光軸を平行にずらしたいわゆるあおり光学系で構成されており、第1の多眼式レンズにある複数個の光源を照射面に結像し合成することにより、ほとんどの光の損失を伴うことなく光源からのランダム偏光を高効率で特定の直線偏光に変換することができる。また、第1及び第2のTN液晶に高温液晶を用いることにより、クリアリングポイントが104°Cまで相転移することがなく、しかも△ndが1.8であるため光の旋光分散が極めて少なく白色光の光のスペクトルも減衰することはない。」
段落【0019】〜【0021】
　「【0019】図3は、図2の実施例2に示す投写型液晶表示装置の偏光変換素子を一部色分離光学系の中に組み入れた実施例である。
【0020】光源10から出射した光は、第1の多眼式レンズ3を介してビームスプリッタ4に光が入射する。入射した光は偏光選択面の反射特性によりs偏光成分の光は第2の多眼式レンズ6を透過し青反射ダイックロイックミラー20により青色ライトバルブ17Bに照射される。一方ビームスプリッタを透過した光は液晶パネル8により旋光されもう一方の第2の多眼式レンズ6により緑反射ダイクロイックミラー24を介して緑色ライトバルブ17Gに照射される。緑色ダイクロイックミラー24を透過した光は、マゼンダ色の光であるため赤色選択のフィルタ26により赤色ライトバルブ17Rに色選択され照射される。
【0021】この実施例においては偏光変換した光に関しては、s偏光成分に関しては液晶を介さず直接、光を第2の多眼式レンズ6を透過しもう一方のp偏光の光に関してのみ液晶パネル8により旋光させ偏光方向を合わせている。」
　
刊行物6:特開平7-294906号公報
段落【0015】〜【0020】
　「【0015】【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。本発明による映像表示器の断面図を示す図3を参照すると、本発明の第一の実施例は、光源光(無偏光)1とレンズ板2と偏光変換板3と液晶板10とから構成される。偏光変換板3は線条偏光ビームスプリッタ4と線条プリズム5と線条1/2波長板6とからなり、その断面拡大図は図1に示した。
【0016】スプリッタ4とプリズム5の合計幅はレンズ板2のレンズピッチと等しくする。
【0017】レンズ板2は半円筒上の線条レンズを一方向に並べ、光源光1がスプリッタ4の作用面に収束するような焦点距離特性をもたせる(一般にレンチキュラ板と呼ばれる)と共に、図1に示すように、各スプリッタ4の開口部が各レンズの中央になるように配置する。レンズ板2のレンズピッチが粗いと、レンズ板2の曲面部分の厚さが厚くなる。焦点距離と必要な薄さからレンズピッチを十分に細かくする。また、焦点距離は、変換効率を考慮して(低下するのをさけるため)、長め(レンズ板として厚め)に取る。このレンズ板2は必ずしも線条でなくてもよく、微細なレンズを2次元面に配置した構成でもよい。
【0018】いま、光源光1は種々の偏光が混在した無偏光である。この光は全面に渡り、レンズ板2のそれぞれのレンズ素を通してスプリッタ4の作用面に収束する。そして、スプリッタ4により、P波成分は作用面をそのまま通過する(図1の記号参照)。一方、S波成分はスプリッタ4の作用面で分離し、プリズム5で反射し、その出射面で偏光変換する素子、例えば、鏡か直角プリズムの組合せによる90度変換素子か、あるいは1/2波長の位相板(本実施例では1/2波長板6)を通過させることにより、S波はP波となって、スプリッタ4の透過光と平行に出射される。
【0019】以上、レンズ板2のレンズ素に入射した光はすべて偏光変換板3により、P波の偏光となって出射し、液晶表示板10に供給される。
【0020】広い面の入射光に適用するため、図1の様な線状のスプリッタ4とプリズム5を、レンズ板2のレンズピッチに合わせて、連続して並べ置くことにより、レンズ板面に入射する光はすべて、P波となって、出射する。」
　
刊行物7:特開平7-287224号公報
　刊行物7の画像形成システムは、リフレクター102が設けられた光源101と、光源101から射出される光束の進行方向に順次配置されたUVIRカットフィルター110、2次光源像生成手段130、1/4波長板104、偏光ビームスプリッター105、コンデンサレンズ108、液晶パネル106および投射レンズ107と、偏光ビームスプリッター105によって分離される光束の進行方向に配置された再帰結像光学系190とで構成されて、再帰結像手段190は、2次光源像生成手段130により生成される2次光源像と同じ大きさの3次光源像を、2次光源像が生成される平面内の、リフレクター102の中心軸に関してその2次光源像の位置と対象となる位置に生成するよう配置されている。 
　
【3-4】記載不備について
　訂正後の請求項1に係る発明が願書に添付した図2、図3及び図4に示された実施例に対応し、訂正後の請求項2に係る発明が願書に添付した図2、図3に示された実施例に対応し、訂正後の請求項3に係る発明が願書に添付した図4に示された実施例に対応することは、本件特許明細書の記載から当業者に明らかである。したがって、各発明は明確であり、特許異議申立人の主張する記載不備は存在しない。
　
【3-5】新規性・進歩性について
　本件発明1と刊行物1に記載された発明 (引用発明)とを比較すると、引用発明における、「照明装置」、「液晶パネル114」、「投写型表示装置」「第1レンズ群104」、「第2レンズ群108」、「偏光分離器402」及び「位相差板405」は、本件発明1における、「照明光学系」、「液晶パネル」、「液晶プロジェクター」、「第1のレンズアレイ」、「第1のレンズアレイ」、「偏光変換光学系」及び「1/2波長板」に相当する。
　よって、両者は、「光源と、照明光学系と、前記照明光学系により照明される液晶パネルとを有する液晶プロジェクターにおいて、前記照明光学系は、光源から順に第1のレンズアレイ及び第2のレンズアレイからなるオプティカルインテグレータと、前記光源から出射したランダム偏光を互いに直交する二つの偏光成分の光束として分離する偏光変換光学系とを含み、二つの偏光成分のうちの一方が、第2レンズアレイ上に形成する小光源に対応する位置の近傍に1/2波長板を配置した液晶プロジェクター。」である点で一致しており、以下の点で相違する。
　
相違点a.
　
相違点b.
　
相違点C.
　
相違点aについて
　刊行物2、刊行物3、刊行物6において、偏光変換光学系により互いに同一の方向に偏光を分離するものは周知であり、引用発明の偏光変換光学系を同一方向に分離するものとすることは当業者が容易に想到できたものと認められる。
相違点bについて
　刊行物2〜7を検討しても、第1のレンズアレイのレンズ数の2倍のレンズ数を有し、二つの偏光成分のうちの一方が第2レンズアレイ上で形成する小光源の間隔の1/2の間隔をもって第2のレンズアレイのレンズを形成することは記載されておらず、又、示唆もされていない。この点は当業者といえども、容易に想到できた事項ということはできず、この点で本件発明1は特有の効果を奏するものと認められる。
　よって、
相違点C
　
　また、本件発明2、3は前記
相違点b
　
【3-6】特許法第29条の2について
　本件発明1と先願1に記載された発明(先願発明)とを比較すると、先願発明における、「照明装置」、「液晶パネル114」、「投写型表示装置」、「複数の矩形レンズから構成されている第1のレンズ板」、「一対のレンズ444A、444Bから構成された複数の微小レンズから構成される第2のレンズ板」、「プリズムビームスプリッタ1810」及び「λ/2位相差板446」は、本件発明1における、「照明光学系」、「液晶パネル」、「液晶プロジェクター」、「第1のレンズアレイ」、「第1のレンズアレイ」、「偏光変換光学系」及び「1/2波長板」に相当する。 よって、両者は「光源と、照明光学系と、前記照明光学系により照明される液晶パネルとを有する液晶プロジェクターにおいて、前記照明光学系は、光源から順に第1のレンズアレイ及び第2のレンズアレイからなるオプティカルインテグレータと、前記光源から出射したランダム偏光を互いに直交する二つの偏光成分の光束として分離する偏光変換光学系とを含み、前記第2のレンズアレイは、第1のレンズアレイのレンズ数の2倍のレンズ数を有し、二つの偏光成分のうちの一方が第2レンズアレイ上で形成する小光源の間隔の1/2の間隔をもってレンズが形成されているとともに、二つの偏光成分のうちの一方が、第2レンズアレイ上に形成する小光源に対応する位置の近傍に1/2波長板を配置し、偏光変換光学系を第1のレンズアレイより液晶パネル側であって前記第2のレンズアレイより光源側に配置したことを特徴とする液晶プロジェクター。」の点で一致し、本件発明1では、偏光変換光学系により偏光が互いに同一の方向に分離されるのに対して、先願発明では、偏光分離膜426と反射膜429のなす角度を適切に設定することにより、変角プリズム1801を通って僅かに屈折した状態で入射したランダムな偏光光が、これらの膜426、429で反射されて、システム光軸Lに対して対称な角度で反対側に振り分けられる(図18(A))構成の偏光変換光学系である点で相違する。
　この相違を検討するに、同一方向に分離するか、システム光軸Lに対して対称な角度で反対側に振り分けるかは、第2レンズアレイの光軸方向の位置に応じて、レンズアレイを構成するレンズのピッチや個々のレンズの横方向の位置に影響を及ぼす技術事項であり、この技術上の相違を単なる設計上の微差とか、技術的に本質的でない事項であるということはできない。
　したがって、本件発明1は、先願発明と同一であるとは認められない。
　また、本件発明2、3は前記相違点に係るの本件発明1の技術事項を、それら発明の技術事項として含むものであるから、上記の理由により、本件発明2、3が先願発明と同一であるとは認められない。
　
【3-7】むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立の理由及び証拠方法によっては、本件の請求項1〜3に係る発明の特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件の請求項1〜3に係る発明の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１５年３月２６日（２００３．３．２６）
【訂正の要旨】
（ａ）　訂正事項１
　特許請求の範囲の減縮を目的として、請求項１の偏光変換系について「互いに直交する二つの偏光成分の光束として同一の方向に分離する」と規定する要件を加えるとともに、段落［０００４］をこの要件に対応する記載に訂正し、かつ段落［０００６］及び［００３１］の記載をこの要件に対応する作用効果の記載に訂正する。
（ｂ）　訂正事項２
　特許請求の範囲の減縮を目的として、請求項１の第２レンズアレイについて「第１のレンズアレイのレンズ数の２倍のレンズ数を有し、二つの偏光成分のうちの一方が第２レンズアレイ上で形成する小光源の間隔の１／２の間隔をもってレンズが形成されている」と規定する要件を加えるとともに、段落［０００４］をこの要件に対応する記載に訂正し、かつ段落［０００６］及び［００３１］の記載をこの要件に対応する作用効果の記載に訂正する。
（ｃ）　訂正事項３
　特許請求の範囲の減縮を目的として、請求項１の１／２波長板の配置について「二つの偏光成分のうちの一方が、第２レンズアレイ上に形成する小光源に対応する位置の」と規定する要件を加えるとともに、段落［０００４］をこの要件に対応する記載に訂正し、かつ段落［０００６］及び［００３１］の記載をこの要件に対応する作用効果の記載に訂正する
（ｄ）　訂正事項４
　併せて訂正前の特許請求の範囲の請求項３及び４を、それぞれ請求項２及び３と訂正する。上記各請求項の訂正に伴い、特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明の記載との整合をとるため、明りょうでない記載の釈明を目的として、段落［０００４］，［０００６］及び［００３１］を、訂正後の請求項に対応した記載に訂正する。
（５４）【発明の名称】
液晶プロジェクター
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　光源と、照明光学系と、前記照明光学系により照明される液晶パネルとを有する液晶プロジェクターにおいて、
　前記照明光学系は、光源から順に第１のレンズアレイ及び第２のレンズアレイからなるオプティカルインテグレータと、前記光源から出射したランダム偏光を
互いに直交する二つの偏光成分の光束として互いに同一の方向に分離する
　
前記第２のレンズアレイは、第１のレンズアレイのレンズ数の２倍のレンズ数を有し、二つの偏光成分のうちの一方が第２レンズアレイ上で形成する小光源の間隔の１／２の間隔をもってレンズが形成されているとともに、
　
二つの偏光成分のうちの一方が、第２レンズアレイ上に形成する小光源に対応する位置の
　
【請求項２】　請求項１記載の液晶プロジェクターにおいて、前記偏光変換光学系は偏光分離面と全反射面を用いたことを特徴とする液晶プロジェクター。
　
【請求項３】　請求項１記載の液晶プロジェクターにおいて、前記偏光変換光学系は複屈折材料を用いたことを特徴とする液晶プロジェクター。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明は、明るく均一な投影画像を得るため偏光変換光学系及びオプティカルインテグレータを包含する照明光学系を有する液晶プロジェクターに関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　従来の液晶プロジェクターの分野では、例えば特開平６−２６５８８７号公報、或いは、特開平７−１２０７５３号公報に示されるように、明るく均一な照度分布の投影画像を得るための偏光変換光学系とオプティカルインテグレータを包含する照明光学系を有する液晶プロジェクターが知られている。
　【０００３】
　【発明が解決しようとする課題】
　ところが、上述した偏光変換光学系とオプティカルインテグレータを包含する照明光学系を有する液晶プロジェクターでは、オプティカルインテグレータに光束が入射するより光源側で偏光変換を完了させるため、照明光学系の主光軸と垂直な方向に照明光学系が大型化するという問題があった。またさらには、偏光変換光学系及びオプティカルインテグレータのためのスペースがそれぞれ必要であり、照明光学系の主光軸方向に照明光学系が大型化するという問題があった。またさらに光源からの光を有効利用する偏光変換光学系自身が大型であるという問題、さらには構成が複雑であるという問題があった。本発明の目的は、偏光変換光学系及びオプティカルインテグレータを用いてもコンパクトで簡単な構成で光の利用効率の高い照明光学系を有する液晶プロジェクターを提供することにある。
　【０００４】
　【課題を解決するための手段】
　上記目的を達成するために、光源と、照明光学系と、前記照明光学系により照明される液晶パネルとを有する液晶プロジェクターにおいて、前記照明光学系は、光源から順に第１のレンズアレイ及び第２のレンズアレイからなるオプティカルインテグレータと、前記光源から出射したランダム偏光を
互いに直交する二つの偏光成分の光束として互いに同一の方向に分離する
前記第２のレンズアレイは、第１のレンズアレイのレンズ数の２倍のレンズ数を有し、二つの偏光成分のうちの一方が第２レンズアレイ上で形成する小光源の間隔の１／２の間隔をもってレンズが形成されているとともに、二つの偏光成分のうちの一方が、第２レンズアレイ上に形成する小光源に対応する位置の
　また、上記偏光変換光学系は偏光分離面と全反射面を用いたものである
（請求項２）。
（請求項３）。
　【０００５】
　請求項１記載の発明によれば、オプティカルインテグレータの第２のレンズアレイの近傍に１／２波長板、偏光変換光学系を前記第２のレンズアレイより光源側に配置して、第１のレンズアレイの結像作用を利用して照明光学系の主光軸と垂直な方向に省スペースで偏光分離をおこなえるので照明光学系が小型化される。また、第１と第２のレンズアレイ間に偏光変換光学系を配置することにより、偏光変換光学系とオプティカルインテグレータが同一空間を占有するので、照明光学系の主光軸方向に照明光学系が小型化される。
　【０００６】
　
また、第２のレンズアレイに含まれるレンズ数を第１のレンズアレイに含まれるレンズ数の２倍にし、その半数のレンズにのみ１／２波長板を付与することにより、偏光変換後の第１のレンズアレイに含まれる個々のレンズの像を正しく液晶パネル上に結像することができるので、効率の高い明るく均一な投影画像を得ることができる。そして、二つの偏光成分のうちの一方が第２レンズアレイ上で形成する小光源の間隔の１／２の間隔をもってレンズが形成されているので、第２レンズアレイ上の二次光源が占める面積を小さくでき、照明光軸と垂直な方向にも照明光学系が小型化される。
請求項２
請求項３
　【０００７】
　【発明の実施の形態】
　本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の構成図である。図１に於いて、光源１０１より出射した白色ランダム偏光の光束は、リフレクタ１０２により反射されＩＲ−ＵＶカットフィルター１０３によって不要な波長域をカットされた後、オプティカルインテグレータを構成する第１のレンズアレイ１０４に入射する。第１のレンズアレイ１０４によって光源からの光束は複数の光束に分割されて偏光ビームスプリッタ１０５に入射し、偏光分離面１０５ａによりそれぞれ互いに直交する二つの直線偏光成分の光束１２４と１２５に分離される。この内、偏光分離面１０５ａを透過する光束１２４は偏光ビームスプリッタ１０５を射出後オプティカルインテグレータを構成する第２のレンズアレイ１０９に導かれる。
　【０００８】
　一方偏光分離面１０５ａで反射される光束１２５は全反射面１０５ｂで全反射された後、偏光ビームスプリッタ１０５を射出し第２のレンズアレイ１０９に導かれる。なお偏光分離面１０５ａで反射される光束１２５が全反射面１０５ｂで全反射後通過する部分の偏光ビームスプリッタ１０５については、偏光分離面１０５ａを透過する光束１２４と偏光分離面１０５ａで反射される光束１２５の光路差を補正するようガラス部材１０５ｃが接合されている。偏光分離面１０５ａを透過する光束１２４と偏光分離面１０５ａで反射される光束１２５は第１のレンズアレイ１０４の結像作用により、第２のレンズアレイ１０９近傍でそれぞれ第１のレンズアレイ１０４による光束分割数と同じ個数の小光源を形成する。
　【０００９】
　第２のレンズアレイ１０９は光束１２４と光束１２５で形成される小光源に等しい個数、つまり第１のレンズアレイ１０４に含まれるレンズ数の２倍の個数のレンズを持ち、それぞれのレンズはそれぞれの小光源に対応している。この第２のレンズアレイ１０９上で形成される小光源のうち、光束１２４もしくは光束１２５で形成される小光源のいずれかの一方の小光源に対応するレンズに１／２波長板１０９ａを付与することにより、総ての小光源の偏光方向を揃えることができる。
　【００１０】
　図１では光束１２５で形成される小光源側に１／２波長板１０９ａを付与している。本実施形態においては、この第２のレンズアレイ１０９近傍に形成され偏光方向を揃えた後の総ての小光源から発する光束が液晶パネル１０６乃至１０８の照明に必要な光束である。このように、液晶パネル１０６乃至１０８に到達する光束に不要な偏光成分の光束が無いため、液晶パネルでの偏光板（図示せず）での不要な偏光成分の光束の吸収による余計な発熱を防ぐことができ、偏光板等の劣化も防ぐことができる。
　【００１１】
　さらに、不要な偏光成分の光束が液晶パネルに到達している場合より、より多量の照明に必要な偏光成分の光束で液晶パネルを照明することが可能となり、より明るい投影画像が得られる。光源１０１と第２のレンズアレイ１０９上の個々のレンズは光学的に共役の関係にあり、光源１０１の像が第２のレンズアレイ１０９上の個々のレンズ上に結像され、それぞれが二次光源となっている。第２のレンズアレイ１０９に導かれた光束はダイクロイックミラー１１０及び１１１によりＲ・Ｇ・Ｂの三つの波長帯に分離される。ダイクロイックミラー１１０を透過したＲの波長帯の光束は全反射ミラー１１２により反射されフィールドレンズ１１３を透過後、液晶パネル１０６を照明し、ダイクロイックミラー１１１により反射されたＧの波長帯の光束はフィールドレンズ１１４を透過後、液晶パネル１０７を照明し、ダイクロイックミラー１１１を透過したＢの波長帯の光束は全反射ミラー１１６及び１１７また、リレー光学系１１８及び１１９によりフィールドレンズ１１５を透過後、液晶パネル１０８を照明する。液晶パネル１０８と第２のレンズアレイ１０９との距離は液晶パネル１０６及び１０７の第２のレンズアレイ１０９との距離とが異なるため、リレー光学系１１８及び１１９を用いて液晶パネル１０８の照明状態を液晶パネル１０６及び１０７と同じ照明状態としている。
　【００１２】
　フィールドレンズ１１３乃至１１５により液晶パネル１０６乃至１０８はテレセントリック照明されている。ここに、第１のレンズアレイ１０４上の個々のレンズと液晶パネル１０６乃至１０８は光学的に共役の関係にあり、第１のレンズアレイ１０４によって分割されたそれぞれの光束がレンズと液晶パネル１０６乃至１０８上で重ね合わされるため、液晶パネル１０６乃至１０８は均一な光量分布で照明される。よって、液晶パネル１０６乃至１０８に表示された各Ｒ・Ｇ・Ｂの画像は、ダイクロイックプリズム１２０により合成されて投影レンズ１２１によりスクリーン（図示せず）に上に均一な照度分布でカラー画像として投影される。
　【００１３】
　このように本実施形態においては、１／２波長板をオプティカルインテグレータを構成する第２のレンズアレイの近傍に配置し、かつ、偏光変換光学系を第１及び第２のレンズアレイの間に配置することにより、光源からの光束を非常に効率良く液晶パネルの照明に利用でき、偏光変換光学系とオプティカルインテグレータの占有空間を共有させることができるので、明るく均一な照度分布の投影画像が得られ、照明光学系がその主光軸方向に小型化されたコンパクトな液晶プロジェクターを実現している。本実施形態においては、光源１０１にメタルハライドランプを用いたが、キセノンランプやハロゲンランプでも良いことは言うまでもない。
　【００１４】
　図２及び図３は本発明の第２及び第３の実施の形態の照明光学系の要部構成図である。
　【００１５】
　図２に於いて、光源２０１より出射したランダム偏光の光束は、リフレクタ２０２により反射されＩＲ−ＵＶカットフィルター２０３によって不要な波長域をカットされた後、オプティカルインテグレータを構成する第１のレンズアレイ２０４に入射する。第１のレンズアレイ２０４によって光源からの光束は複数の光束に分割された後、偏光ビームスプリッタ２０５に入射し、偏光分離面２０５ａによりそれぞれ互いに直交する二つの直線偏光成分の光束２２４と２２５に分離される。この内、偏光分離面２０５ａで反射する光束２２４は偏光ビームスプリッタ２０５を射出後オプティカルインテグレータを構成する第２のレンズアレイ２０９に導かれる。
　【００１６】
　一方偏光分離面２０５ａを透過する光束２２５は偏光分離面２０５ａを透過した後、偏光分離面２０５ａと全反射面２０５ｂの間隔２０５ｃにより生ずる光路２２６を直進し全反射面２０５ｂで全反射された後、偏光ビームスプリッタ２０５を射出し第２のレンズアレイ２０９に導かれる。偏光分離面２０５ａを透過する光束２２４と偏光分離面２０５ａで反射される光束２２５は第１のレンズアレイ２０４の結像作用により、第２のレンズアレイ２０９近傍でそれぞれ第１のレンズアレイ２０４による光束分割数と同じ個数の小光源を形成する。この際、全反射面２０５ｂで反射される光束２２５により形成される小光源は、偏光分離面２０５ａで反射される光束２２４により形成される小光源に対し、光束２２５が偏光分離面２０５ａと全反射面２０５ｂの間隔２０５ｃを直進した光路２２６の距離に等しい横ずれ量２２７を持ち結像している。
　【００１７】
　この横ずれ量２２７が、偏光分離面２０５ａで反射される光束２２４のみにより形成される小光源の個々の小光源の間隔の１／２となるように、偏光分離面２０５ａと全反射面２０５ｂの間隔２０５ｃを設定する。これにより第２のレンズアレイ２０９近傍では、横ずれ量２２７により、偏光分離面２０５ａで反射される光束２２４による個々の小光源と全反射面２０５ｂで反射される光束２２５による個々の小光源が、横ずれ量２２７による横ずれ方向に平行な方向に互い違いに形成され、総ての小光源の個数は第１のレンズアレイ２０４による光束分割数の２倍に等しい。光束２２４による小光源と光束２２５による小光源を区別することなく複数の個々の小光源からなる二次光源（図示せず）と考えると、この二次光源が第２のレンズアレイ２０９上で占有する面積は、光束２２４のみによる個々の小光源が第２のレンズアレイ２０９上で占有する面積と略同一である。第２のレンズアレイ２０９は、二次光源に含まれる小光源に等しい個数、つまり第１のレンズアレイ２０４に含まれるレンズ数の２倍の個数のレンズを持ち、それぞれのレンズはそれぞれの小光源に対応している。
　【００１８】
　ここに、第１のレンズアレイ２０４上の個々のレンズと液晶パネルは光学的に共役の関係にあり、第１のレンズアレイ２０４によって分割されたそれぞれの光束が液晶パネル上で重ね合わされるため、液晶パネルは均一な光量分布で照明される。よって、第２のレンズアレイ２０９のレンズ個数を第１のレンズアレイ２０４のレンズ個数と同一にすると第１のレンズアレイ２０４によって分割されたそれぞれの光束を液晶パネル上で不十分にしか重ね合わせることができず、第２のレンズアレイ２０９のレンズ個数を二次光源に含まれる小光源に対応させて第１のレンズアレイ２０４のレンズ個数の２倍とすることにより、第１のレンズアレイ２０４によって分割されたそれぞれの光束を効率よく正しく液晶パネル上で重ね合わせることができる。
　【００１９】
　この第２のレンズアレイ２０９上で形成される二次光源に含まれる小光源のうち、光束２２４もしくは光束２２５で形成される小光源のいずれかの一方の小光源に対応するレンズに１／２波長板２０９ａを付与することにより、１／２波長板２０９ａを付与された小光源の偏光方向が１／２波長板２０９ａを付与されない小光源の偏光方向に変換され、総ての小光源の偏光方向を揃えることができる。このため、総ての小光源から発する光束を非常に効率良く液晶パネルの照明に使うことができる。
　【００２０】
　図２では光束２２５で形成される小光源側に１／２波長板２０９ａを付与しているが、この１／２波長板２０９ａを付与する小光源は光束２２４もしくは光束２２５で形成される小光源のいずれでも良いのであるが、光束２２５で形成される小光源に付与した場合、偏光分離面２０５ａを透過する光束２２４と偏光分離面２０５ａで反射される光束２２５の光路差を補正する効果があるのでさらに好ましい。また、オプティカルインテグレータの作用により、均一な光量で液晶パネルを照明することができる。
　【００２１】
　さらに、偏光分離面と全反射面で偏光変換光学系を構成することにより製造の容易な安価でコンパクトな照明光学系を実現している。このように１／２波長板をオプティカルインテグレータを構成する第２のレンズアレイの近傍に配置し、かつ、偏光変換光学系を第１及び第２のレンズアレイの間に配置し、さらには、偏光変換光学系とオプティカルインテグレータの占有空間を共有させることができ、そのうえ、二次光源が占める面積を小さくでき、光源からの光束を非常に効率良く液晶パネルの照明に利用できるので、明るく均一な照度分布の投影画像が得られ、照明光学系がその主光軸方向に垂直な方向にも小型化さたコンパクトな液晶プロジェクターを実現している。
　【００２２】
　図３に示すように偏光ビームスプリッタ３０５の形状を、複数の直角プリズムで構成すれば偏光変換光学系の軽量化が可能である。直角プリズムのサイズとしては一辺４０ｍｍ程度の大きさのものが加工しやすく好ましい大きさであるが、一層な軽量化が必要な場合、より小さい直角プリズムを用いてもよい。
　【００２３】
　図４は本発明の第４の実施の形態の照明光学系の要部構成図である。図４に於いて、光源４０１より出射したランダム偏光の光束は、リフレクタ４０２により反射されＩＲ−ＵＶカットフィルター４０３によって不要な波長域をカットされた後、オプティカルインテグレータを構成する第１のレンズアレイ４０４に入射する。第１のレンズアレイ４０４によって光源からの光束は複数の光束に分割され方解石板４０５に入射し、複屈折作用によりそれぞれ互いに直交する二つの直線偏光成分の光束４２４と光束４２５に分離される。方解石板５０５の複屈折作用により分離された光束４２４と光束４２５は、第１のレンズアレイ４０４の結像作用により第２のレンズアレイ４０９近傍で、それぞれ第１のレンズアレイ４０４による光束分割数と同じ個数の小光源を形成する。
　【００２４】
　第２のレンズアレイ４０９は光束４２４と光束４２５で形成される小光源に等しい個数、つまり第１のレンズアレイ４０４に含まれるレンズ数の２倍の個数のレンズを持ち、それぞれのレンズはそれぞれの小光源に対応している。光束４２５で形成される小光源に対応する第２のレンズアレイ４０９上のレンズには、１／２波長板４０９ａが付与されており、光束４２５で形成される小光源の偏光方向は光束４２４で形成される小光源の偏光方向に変換される。このため、総ての小光源の偏光方向が液晶パネルの照明に必要な方向に揃えられ、光源４０１からの光束を非常に効率良く液晶パネルの照明に使うことができる。また、オプティカルインテグレータの作用により、均一な光量で液晶パネルを照明することができる。
　【００２５】
　さらに、複屈折作用をもつ方解石を用いることにより部品点数の少ない非常に簡単な構成のコンパクトな照明光学系となっている。このように１／２波長板をオプティカルインテグレータを構成する第２のレンズアレイの近傍に配置し、偏光変換光学系に複屈折作用を有する方解石を用いて第１及び第２のレンズアレイの間に配置することにより、照明光学系が簡単な構成で小型化でき、明るく均一な照度分布の投影画像が得られるコンパクトな液晶プロジェクターを実現している。本実施形態の場合、複屈折材料として方解石を用いたが、ＫＤＰ、ＡＤＰ、液晶、内部応力を与えて複屈折作用をもたせたポリカーボネート等の複屈折材料を用いてもよい。
　【００２６】
　図５は本発明の第５の実施の形態の照明光学系の要部構成図である。図５に於いて、光源５０１より出射したランダム偏光の光束は、リフレクタ５０２により反射されＩＲ−ＵＶカットフィルター５０３によって不要な波長域をカットされた後、複屈折作用を有する方解石からなるウォラストンプリズム５０５に入射する。ウォラストンプリズム５０５に入射したランダム偏光の光束は、互いに異なる方向に進行し互いに直交する直線偏光成分を有する二つの光束に分離され、オプティカルインテグレータを構成する第１のレンズアレイ５０４に入射する。第１のレンズアレイ５０４によって光源からの光束は第１のレンズアレイ５０４に含まれるレンズ数の光束に分割され、オプティカルインテグレータを構成する第２のレンズアレイ５０９近傍に結像され小光源を形成する。
　【００２７】
　しかるに、互いに直交する直線偏光成分を有する二つの光束は、互いに異なる入射角にて第１のレンズアレイ５０４に入射するので、第２のレンズアレイ５０９近傍での結像位置が異なる光束５２４と光束５２５となる。そのため、第２のレンズアレイ５０９近傍には第１のレンズアレイ５０４に含まれるレンズ数の２倍の個数の小光源が形成され、それぞれの小光源に対応して第２のレンズアレイ５０９上にレンズが形成されている。光束５２５で形成される小光源に対応する第２のレンズアレイ５０９上のレンズには、１／２波長板５０９ａが付与されており、光束５２５で形成される小光源の偏光方向は光束５２４で形成される小光源の偏光方向に変換される。このため、総ての小光源の偏光方向が液晶パネルの照明に必要な方向に揃えられ、光源５０１からの光束を非常に効率良く液晶パネルの照明に使うことができる。
　【００２８】
　このように１／２波長板をオプティカルインテグレータを構成する第２のレンズアレイの近傍に配置し、ウォラストンプリズムを第１のレンズアレイの光源側に配置することにより、照明光学系が簡単な構成で特に照明光学系の主光軸に垂直な方向に小型化でき、明るく均一な照度分布の投影画像が得られるコンパクトな液晶プロジェクターを実現している。
　【００２９】
　また、ウォラストンプリズムを第１のレンズアレイの液晶パネル側に配置しても同様の効果が得られる。本実施形態の場合、ウォラストンプリズムの複屈折材料として方解石を用いたが、ＫＤＰ、ＡＤＰ、液晶、内部応力を与えて複屈折作用をもたせたポリカーボネート等の複屈折材料を用いてもよく、また、ウォラストンプリズムの代わりにそれらの複屈折材料をによるロションプリズムを用いてもよい。
　【００３０】
　【発明の効果】
　以上説明したように、請求項１の発明によれば、オプティカルインテグレータの第２のレンズアレイの近傍に１／２波長板、偏光変換光学系を前記第２のレンズアレイより光源側に配置して、第１のレンズアレイの結像作用を利用して照明光学系の主光軸と垂直な方向に省スペースで偏光分離をおこなえるので照明光学系が小型化される。また、偏光変換光学系を第１のレンズアレイの液晶パネル側に配置することにより、偏光変換光学系とオプティカルインテグレータが同一空間を占有するので、照明光学系の主光軸方向に照明光学系が小型化される。
　【００３１】
　
また、第２のレンズアレイに含まれるレンズ数を第１のレンズアレイに含まれるレンズ数の２倍にし、その半数のレンズにのみ１／２波長板を付与することにより、偏光変換後の第１のレンズアレイに含まれる個々のレンズの像を正しく液晶パネル上に結像することができるので、効率の高い明るく均一な投影画像を得ることができる。そして、二つの偏光成分のうちの一方が第２レンズアレイ上で形成する小光源の間隔の１／２の間隔をもってレンズが形成されているので、第２レンズアレイ上の二次光源が占める面積を小さくでき、照明光軸と垂直な方向にも照明光学系が小型化される。
請求項２
請求項３
【図面の簡単な説明】
　【図１】本発明の第１の実施の形態の構成図
　【図２】本発明の第２の実施の形態の照明光学系の要部構成図
　【図３】本発明の第３の実施の形態の照明光学系の要部構成図
　【図４】本発明の第４の実施の形態の照明光学系の要部構成図
　【図５】本発明の第５の実施の形態の照明光学系の要部構成図
　【符号の説明】
　１０１　光源
　１０２　リフレクタ
　１０３　ＩＲ−ＵＶカットフィルター
　１０４　第１のレンズアレイ
　１０５　偏光ビームスプリッタ
　１０５ａ偏光分離面
　１０５ｂ全反射面
　１０５ｃガラス部材
　１０６　液晶パネル
　１０７　液晶パネル
　１０８　液晶パネル
　１０９　第２のレンズアレイ
　１０９ａ１／２波長板
　１１０　ダイクロイックミラー
　１１１　ダイクロイックミラー
　１１２　全反射ミラー
　１１３　フィールドレンズ
　１１４　フィールドレンズ
　１１５　フィールドレンズ
　１１６　全反射ミラー
　１１７　全反射ミラー
　１１８　リレー光学系
　１１９　リレー光学系
　１２０　ダイクロイックプリズム
　１２１　投影レンズ
　１２４　光束
　１２５　光束
　２０１　光源
　２０２　リフレクタ
　２０３　ＩＲ−ＵＶカットフィルタ
　２０４　第１のレンズアレイ
　２０５　偏光ビームスプリッタ
　２０５ａ偏光分離面
　２０５ｂ全反射面
　２０５ｃ間隔
　２０９　第２のレンズアレイ
　２０９ａ１／２波長板
　２２４　光束
　２２５　光束
　２２６　光路
　２２７　横ずれ量
　３０５　偏光ビームスプリッタ
　４０１　光源
　４０２　リフレクタ
　４０３　ＩＲ−ＵＶカットフィルタ
　４０４　第１のレンズアレイ
　４０５　方解石板
　４０９　第２のレンズアレイ
　４０９ａ１／２波長板
　４２４　光束
　４２５　光束
　５０１　光源
　５０２　リフレクタ
　５０３　ＩＲ−ＵＶカットフィルタ
　５０４　第１のレンズアレイ
　５０５　ウォラストンプリズム
　５０９　第２のレンズアレイ
　５０９ａ１／２波長板
　５２４　光束
　５２５　光束