(57)【要約】【課題】いわゆる「多灯式」にした場合において、コンデンサレンズなどの光学素子の中心（光軸）近傍の最も収差の少ない部分を光源からの光の集光のために活用し、被照明物の照明を良好に行えるようにする。【解決手段】光源５ごとに設けられた各凹面鏡６に対応した各ＰＳ合成素子１０は、隣接する上記各ＰＳ合成素子と接しており、入射光のＳ偏光成分を一の偏光分離膜１１により光軸から離れる方向に反射させこの一の偏光分離膜１１に隣接する他の偏光分離膜１１によって光軸に平行な方向に反射させる。【選択図】  図１
2004240332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源と、
上記複数の光源に対応して、該光源から発せられた光を反射して開口端より出射し、該光源から発せられた光の光軸が互いに平行となるよう配設された複数の凹面鏡と、
上記複数の凹面鏡の出射光に対応した複数のレンズアレイによる光インテグレータ部と、
入射光のＰ偏光成分を透過させＳ偏光成分を反射する複数の偏光分離膜、あるいは複数の偏光分離膜と反射膜と、偏光分離膜を透過して出射したＰ偏光成分の光及び隣接する２つの偏光分離膜、または、隣接する偏光分離膜と反射膜により２回反射されて出射したＳ偏光成分の光のいずれか一方の偏光方向を９０°回転させる偏光変換素子とから構成され、上記各凹面鏡に対応して配設され該各凹面鏡から出射される光束が入射される複数のＰＳ合成素子と
を備え、
上記各ＰＳ合成素子は、光軸を含む平面を介して線対称な構造であって、入射光のＳ偏光成分を一の偏光分離膜により該光軸から離れる方向に反射させ、この一の偏光分離膜に隣接する他の偏光分離膜あるいは反射膜によって該Ｓ偏光成分を光軸に平行な方向に反射させる構造を有し、外径において隣接する上記各ＰＳ合成素子と接している
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
上記各凹面鏡と、これら凹面鏡に対応する各ＰＳ合成素子との間の光インテグレータ部には、それぞれ第１のレンズアレイ及び第２のレンズアレイが設けられており、
上記凹面鏡側の第１のレンズアレイは、この第１のレンズアレイをなす各偏心されたレンズによって、上記ＰＳ合成素子の入射側に分布する複数のＰＳ有効変換領域に入射光を集光させ、
上記ＰＳ合成素子側の第２のレンズアレイは、上記第１のレンズアレイの各レンズを経た各光束の主光線を、この第２のレンズアレイをなす各レンズによって、上記光軸に平行な方向として、上記ＰＳ合成素子に入射させる
ことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
複数の光源と、
上記複数の光源に対応して、該光源から発せられた光を反射して開口端より出射し、該光源から発せられた光の光軸が互いに平行となるよう配設された複数の凹面鏡と、
上記複数の凹面鏡の出射光に対応した複数のレンズアレイによる光インテグレータ部と、
入射光のＰ偏光成分を透過させＳ偏光成分を反射する複数の偏光分離膜、あるいは、複数の偏光分離膜と反射膜と偏光分離膜を透過して出射したＰ偏光成分の光及び隣接する２つの偏光分離膜、または、隣接する偏光分離膜と反射膜により２回反射されて出射したＳ偏光成分の光のいずれか一方の偏光方向を９０°回転させる偏光変換素子とから構成され、上記各凹面鏡に対応して配設され該各凹面鏡から出射される光束が入射される複数のＰＳ合成素子と
を備え、
上記各ＰＳ合成素子は、光軸を含む平面を介して線対称な構造であって、入射光のＳ偏光成分を一の偏光分離膜により該光軸から離れる方向に反射させ、この一の偏光分離膜に隣接する他の偏光分離膜あるいは反射膜によって該Ｓ偏光成分を光軸に平行な方向に反射させる構造を有し、外径において隣接する上記各ＰＳ合成素子と接している
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
上記各凹面鏡と、これら凹面鏡に対応する各ＰＳ合成素子との間の光インテグレータ部には、それぞれ第１のレンズアレイ及び第２のレンズアレイが設けられており、
上記凹面鏡側の第１のレンズアレイは、この第１のレンズアレイをなす各偏心されたレンズによって、上記ＰＳ合成素子の入射側に分布する複数のＰＳ有効変換領域に入射光を集光させ、
上記ＰＳ合成素子側の第２のレンズアレイは、上記第１のレンズアレイの各レンズを経た各光束の主光線を、この第２のレンズアレイをなす各レンズによって、上記光軸に平行な方向として、上記ＰＳ合成素子に入射させる
ことを特徴とする請求項３記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば画像表示装置において空間光変調素子を照明する照明装置、及び、このような照明装置及び空間光変調素子を備えた画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、照明装置によって空間光変調素子を照明し、この空間光変調素子の像を投射光学系によってスクリーン上に投射して画像表示を行うように構成された画像表示装置が提案されている。
【０００３】
このような画像表示装置においては、表示する画像の輝度を向上させるために、空間光変調素子を照明する照明装置による照度を上げることが要請されている。そこで、一の空間光変調素子を複数の光源によって照明するいわゆる「多灯式」の照明装置が提案されている。このような「多灯式」の照明装置は、複数の、例えば超高圧水銀ランプ（ＵＨＰランプ）の如き光源と、該光源から発せられた光を反射して開口端より出射する複数の凹面鏡とを有して、これらに対応して互いに光軸を平行として配設され、構成されている。
【０００４】
このような「多灯式」の照明装置においては、複数の光源から発せられた照明光が一の空間光変調素子に集中されるので、この空間光変調素子における照度が向上し、表示画像の輝度も向上する。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−４４９２０号公報
【特許文献２】
特開２００２−７２１３９公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のような「多灯式」の照明装置においては、１枚のコンデンサレンズが設けられる。
【０００７】
そして、このような「多灯式」の照明装置においては、一の光源と他の光源との間には、それぞれに対応された凹面鏡の開口端側の部分が存在していることとなる。このような光源と光源との間の位置は、照明装置全体としては、空間光変調素子の中心部分に対応する中心軸、すなわち、コンデンサレンズの光軸を含んだ位置となる。そして、この凹面鏡は一定の厚みを有しているため、この凹面鏡の端部からは、光源からの光が出射されないことになる。
【０００８】
したがって、コンデンサレンズの中心（光軸）近傍の最も収差の少ない部分は、各第１レンズアレイの各レンズ上の像を空間光変調素子上で重畳するのに活用されないこととなる。
【０００９】
そこで、例えば、特開平１１−４４９２０号公報には、光源の直後にプリズムを設置し、このプリズムによって、各光源からの出射光を、コンデンサレンズの光軸側に近づけた構成が記載されている。この構成においては、コンデンサレンズの中心（光軸）近傍の最も収差の少ない部分が各第１レンズアレイの各レンズ上の像を空間光変調素子上で重畳するのに活用されるので、空間光変調素子の照明を良好に行うことができる。
【００１０】
しかしながら、このようなプリズムを用いることは、照明装置の大型化、重量の増加を招来し、また、構成の複雑化による製造の困難化、製造コストの増加をも招来することとなる。
【００１１】
そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、いわゆる「多灯式」の照明装置において、装置構成の大型化、重量の増加、構成の複雑化が招来されることなく、また、製造が容易でありながら、コンデンサレンズの中心（光軸）近傍の最も収差の少ない部分を各第１レンズアレイの各レンズ上の像を空間光変調素子上で重畳するのに活用することができ、空間光変調素子等の被照明物の照明を良好に行うことができるようになされた照明装置を提供し、また、このような照明装置を備えた画像表示装置を提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明に係る照明装置は、複数の光源と、該光源から発せられた光を反射して開口端より出射し、該光源から発せられた光の光軸が互いに平行となるよう配設された複数の凹面鏡と、上記複数の凹面鏡の出射光に対応した複数のレンズアレイによる光インテグレータ部と、
入射光のＰ偏光成分を透過させＳ偏光成分を反射する複数の偏光分離膜、あるいは、複数の偏光分離膜と反射膜と偏光分離膜を透過して出射したＰ偏光成分の光及び隣接する２つの偏光分離膜、または、隣接する偏光分離膜と反射膜により２回反射されて出射したＳ偏光成分の光のいずれか一方の偏光方向を９０°回転させる偏光変換素子とから構成され、上記各凹面鏡に対応して配設され該各凹面鏡から出射される光束が入射される複数のＰＳ合成素子とを備え、上記各ＰＳ合成素子は、光軸を含む平面を介して線対称な構造であって、入射光のＳ偏光成分を一の偏光分離膜により該光軸から離れる方向に反射させ、この一の偏光分離膜に隣接する他の偏光分離膜あるいは反射膜によって該Ｓ偏光成分を光軸に平行な方向に反射させる構造を有し、外径において隣接する上記各ＰＳ合成素子と接していることを特徴とするものである。
【００１３】
この照明装置においては、各光源に対応する各ＰＳ合成素子は、外径において隣接する上記各ＰＳ合成素子と接しており、入射光のＳ偏光成分を一の偏光分離膜により光軸から離れる方向に反射させこの一の偏光分離膜に隣接する他の偏光分離膜あるいは反射膜によって該Ｓ偏光成分を光軸に平行な方向に反射させるので、コンデンサレンズ中心（光軸）近傍の最も収差の少ない部分からも光束を出射することができる。
【００１４】
また、本発明に係る画像表示装置は、照明装置と、この照明装置によって照明される空間光変調素子と、この空間光変調素子の像を投射する投射光学系とを備え、照明装置は、複数の光源と、該光源から発せられた光を反射して開口端より出射し、該光源から発せられた光の光軸が互いに平行となるよう配設された複数の凹面鏡と、上記複数の凹面鏡の出射光に対応した複数のレンズアレイによる光インテグレータ部と、入射光のＰ偏光成分を透過させＳ偏光成分を反射する複数の偏光分離膜、あるいは、複数の偏光分離膜と反射膜と偏光分離膜を透過して出射したＰ偏光成分の光及び隣接する２つの偏光分離膜、または、隣接する偏光分離膜と反射膜により２回反射されて出射したＳ偏光成分の光のいずれか一方の偏光方向を９０°回転させる偏光変換素子とから構成され、上記各凹面鏡に対応して配設され該各凹面鏡から出射される光束が入射される複数のＰＳ合成素子とを備え、上記各ＰＳ合成素子は、光軸を含む平面を介して線対称な構造であって、入射光のＳ偏光成分を一の偏光分離膜により該光軸から離れる方向に反射させ、この一の偏光分離膜に隣接する他の偏光分離膜あるいは反射膜によって該Ｓ偏光成分を光軸に平行な方向に反射させる構造を有し、外径において隣接する上記各ＰＳ合成素子と接していることを特徴とするものである。
【００１５】
この画像表示装置の照明装置においては、外径において隣接する上記各ＰＳ合成素子と接しており、入射光のＳ偏光成分を一の偏光分離膜により光軸から離れる方向に反射させこの一の偏光分離膜に隣接する他の偏光分離膜あるいは反射膜によって該Ｓ偏光成分を光軸に平行な方向に反射させるので、コンデンサレンズの中心（光軸）近傍の最も収差の少ない部分が各第１レンズアレイの各レンズ上の像を空間光変調素子上で重畳するのに光源からの光の集光のために活用することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１７】
本発明に係る照明装置は、図１に示すように、本発明に係る画像表示装置において、被照明物となる空間光変調素子を照明するために用いられるものである。
【００１８】
すなわち、この画像表示装置は、照明装置１と、この照明装置１によって照明される複数の（各色用）空間光変調素子２ｒ，２ｇ，２ｂと、これら空間光変調素子２ｒ，２ｇ，２ｂの像を投射する投射光学系３を備えて構成されている。この画像表示装置においては、各空間光変調素子２ｒ，２ｇ，２ｂが形成する画像が、投射光学系３によりスクリーン４上に投射され、画像表示が行われる。
【００１９】
照明装置１は、複数の光源５を有して構成されている。この実施の形態においては、４個の光源５が設けられている。この光源５は、例えば、超高圧水銀ランプの如き、放電ランプである。これら光源５は、図２に示すように、互いに同一平面上に位置する状態で配置されている。
【００２０】
そして、この照明装置１は、複数の光源５に対応して配設された同一形状の複数の凹面鏡６を有している。これら凹面鏡６は、放物面鏡であって、互いに光軸を平行として配設され、それぞれが対応する光源５から発せられた光を反射して開口端より出射するようになっている。これら凹面鏡６は、開口端の形状は略々矩形となっている。各光源５は、対応する凹面鏡６の放物面の略々焦点上に位置している。各光源５から発せられた光束は、凹面鏡６によって反射され、第１レンズアレイ８にテレセントリックな光を入射する。
【００２１】
これら凹面鏡６は、それぞれ図２中ｔで示す一定の厚みを有する材料により形成されており、凹面状の内面部６ａに、金属などの反射材料が蒸着などによって薄膜として被着されて構成されている。これら凹面鏡６は、隣接する凹面鏡６に対して互いに開口端側の外縁部同士を密接させて配置されているが、互いに隣接する凹面鏡６の凹面状の鏡部分（内面部６ａ）の開口端同士は、図２中２ｔで示すこの凹面鏡６をなす材料の厚みの略々２倍はだけ離れていることになる。
【００２２】
これら凹面鏡６の開口端は、透明な平面板７によって閉蓋されている。
【００２３】
そして、各凹面鏡６の前方には、図３に示すように、それぞれ第１のレンズアレイ８が配設されている。この第１のレンズアレイ８は、複数の凸レンズが平面状に配列されて一体化されたものであって、凹面鏡６からの入射光束を各凸レンズによってそれぞれ収束させる。この第１のレンズアレイ８の各凸レンズによって収束された各光束の焦点位置の近傍には、ＰＳ合成素子１０が配設されている。第２のレンズアレイ９は、第１のレンズアレイ８と同様に、複数の凸レンズが平面状に配列されて一体化されたもので、上記第１のレンズアレイの各レンズを経た各光束の主光線を、この第２のレンズアレイ９をなす各レンズによって、上記光軸に平行な方向として、ＰＳ合成素子１０に入射させる。
【００２４】
このＰＳ合成素子１０は、全体としては平行平面板として構成されているが、図４に示すように、短冊状の硝材の切片が平行に配列されて貼り合わされて構成されている。これら短冊状の硝材の切片同士の境界面には、図５に示すように、それぞれ偏光分離膜１１が設けられている。これら偏光分離膜１１は、ＰＳ合成素子１０の主面に垂直に入射する光束に対して４５°の傾斜を有し互いに平行に配列された状態となっている。
【００２５】
このＰＳ合成素子１０においては、入射光束のうちの偏光分離膜１１に対するＰ偏光成分は、この偏光分離膜１１を透過し、偏光分離膜１１に対するＳ偏光成分は、この偏光分離膜１１により反射される。偏光分離膜１１を透過したＰ偏光成分は、直進してＰＳ合成素子１０から出射される。一の偏光分離膜１１により反射されたＳ偏光成分は、隣接する他の偏光分離膜１１によりさらに反射されて、ＰＳ合成素子１０から出射される。
【００２６】
そして、このＰＳ合成素子１０は、偏光分離膜１１を透過して出射したＰ偏光成分の光及び互いに隣接する偏光分離膜１１により２回反射されて出射したＳ偏光成分の光のいずれか一方の偏光方向を９０°回転させる偏光変換素子１２を有している。この偏光変換素子１２は、いわゆる二分の一波長（λ／２）板である。
【００２７】
したがって、このＰＳ合成素子１０からの出射光は、偏光分離膜１１を透過して出射したＰ偏光成分の光の偏光方向を偏光変換素子１２によって９０°回転させた場合には、偏光分離膜１１に対するＳ偏光に揃い、互いに隣接する偏光分離膜１１により２回反射されて出射したＳ偏光成分の光の偏光方向を偏光変換素子１２によって９０°回転させた場合には、偏光分離膜１１に対するＰ偏光に揃うこととなる。なお、図５においては、偏光分離膜１１を透過して出射したＰ偏光成分の光の偏光方向を９０°回転させるようにしている。
【００２８】
このＰＳ合成素子１０においては、入射光束のうちのＰ偏光成分が透過した後に偏光変換素子１２によって偏光成分に変換されるとともにＳ偏光成分が反射される一の偏光分離膜１１に対応する領域が、入射側の有効領域となる。一方、この一の偏光分離膜１１に隣接する他の偏光分離膜１１に対応する領域は、光束が入射しないように遮光板１３が配設され、無効領域となっている。
【００２９】
この無効領域に、もしも光束が入射すると、この入射光束のＰ偏光成分は、他の偏光分離膜１１を透過して出射され、図５においては、偏光変換素子１２を経ずに出射されてしまうため、一の偏光分離膜１１を透過して偏光変換素子１２を経たＰ偏光成分とは偏光方向が９０°異なった光束が出射されてしまうことになる。また、この無効領域に入射した光束のＳ偏光成分は、他の偏光分離膜１１により反射され、この偏光分離膜１１に隣接する一の偏光分離膜１１によりさらに反射され、図５においては、偏光変換素子１２を経て出射されるため、他の偏光分離膜１１により反射されて偏光変換素子１２を経ずに出射されるＳ偏光成分とは偏光方向が９０°異なった光束が出射されてしまうことになる。すなわち、無効領域に光束が入射すると、ＰＳ合成素子１０からの出射光は、偏光方向の揃わない光束となってしまう。
【００３０】
各ＰＳ合成素子１０は、図５に示すように、各凹面鏡６の光軸を含む平面を介して線対称な構造を有している。すなわち、このＰＳ合成素子１０においては、入射光束のＳ偏光成分は、一の偏光分離膜１１により各凹面鏡６の光軸から離れる方向に反射され、この一の偏光分離膜に隣接する他の偏光分離膜１１によって光軸に平行な方向に反射される。
【００３１】
そして、各ＰＳ合成素子１０は、図３に示すように、外径が隣接する上記各ＰＳ合成素子と接している。各ＰＳ合成素子１０においては、入射側の有効領域の略々全域に凹面鏡６から出射された光束が第１及び第２のレンズアレイ８，９を介して入射されるとともに、凹面鏡６の外径に略々一致している外径内の略々全域から偏光方向の揃えられた光束が出射される。すなわち、このＰＳ合成素子１０においては、図６に示すように、入射光束が入射する領域Ａよりも、出射光束が出射される領域が拡げられる。そして、各ＰＳ合成素子１０の少なくとも外縁部分においては、一の偏光分離膜１１から他の偏光分離膜１１までの距離（光軸に直交する方向の距離）は、凹面鏡６の厚さに略々等しくなっている。
【００３２】
そして、本発明に係る画像表示装置においては、ＰＳ合成素子１０からの出射光束は、図１に示すように、１枚のコンデンサレンズ１４に入射される。この実施の形態においては、４個の光源５より発せられ４個の凹面鏡６により反射されて４枚のＰＳ合成素子１０を経た光束が、１枚のコンデンサレンズ１４に入射される。
【００３３】
このコンデンサレンズ１４によって拡散を抑えられ重畳された光束は、光軸に対して４５°傾斜されて配設された第１のダイクロイックミラー１５に入射される。この第１のダイクロイックミラー１５は、入射光束のうちの赤色（Ｒ）成分のみを反射させ、残る緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）成分を透過させる。
【００３４】
第１のダイクロイックミラー１５によって反射された赤色（Ｒ）成分光は、第１のミラー１６に反射されて９０°偏向され、フィールドレンズ１７、入射側偏光板１８を経て、赤色用空間光変調素子２ｒを照明する。この赤色用空間光変調素子２ｒは、透過型の空間光変調素子である。
【００３５】
この赤色用空間光変調素子２ｒにおいて表示画像の赤色成分に応じて偏光変調されて透過した光束は、出射側偏光板１９を経て、ダイクロイックプリズム２０の一側面より入射する。
【００３６】
第１のダイクロイックミラー１５を透過した緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）成分光は、第２のダイクロイックミラー２１に入射される。この第１のダイクロイックミラー２１は、入射光束のうちの緑色（Ｇ）成分のみを反射させ、残る青色（Ｂ）成分を透過させる。
【００３７】
第２のダイクロイックミラー２１によって反射された緑色（Ｇ）成分光は、フィールドレンズ２２、入射側偏光板２３を経て、緑色用空間光変調素子２ｇを照明する。この緑色用空間光変調素子２ｇは、透過型の空間光変調素子である。この緑色用空間光変調素子２ｇにおいて表示画像の緑色成分に応じて偏光変調されて透過した光束は、出射側偏光板２４を経て、ダイクロイックプリズム２０の背面より入射する。
【００３８】
第２のダイクロイックミラー２１を透過した青色（Ｂ）成分光は、第１のリレーレンズ２５を経て、第２のミラー２６に反射されて９０°偏向され、第２のリレーレンズ２７を経て、第３のミラー２８に反射されてさらに９０°偏向されて、フィールドレンズ２９、入射側偏光板３０を経て、青色用空間光変調素子２ｂを照明する。この青色用空間光変調素子２ｂは、透過型の空間光変調素子である。この青色用空間光変調素子２ｂにおいて表示画像の青色成分に応じて偏光変調されて透過した光束は、出射側偏光板３１を経て、ダイクロイックプリズム２０の他側面より入射する。
【００３９】
ダイクロイックプリズム２０に対して、一側面、背面及び他側面から入射された赤色（Ｒ）成分光、緑色（Ｇ）成分光及び青色（Ｂ）成分光は、このダイクロイックプリズム２０において合成され、このダイクロイックプリズム２０の前面から出射される。ダイクロイックプリズム２０の前面から出射された光束は、投射光学系（投射レンズ）３に入射され、この投射光学系３によりスクリーン４に対して投射されて、このスクリーン４上に画像を表示する。
【００４０】
ところで、この画像表示装置の照明装置においては、図３に示すように、凹面鏡６側に位置する第１のレンズアレイ８は、この第１のレンズアレイ８をなす各凸レンズ（レンズ）によって、ＰＳ合成素子１０の入射側の有効領域に略々一致する領域内に分布する複数の集光位置に入射光を集光させる。そして、ＰＳ合成素子１０側に位置する第２のレンズアレイ９は、第１のレンズアレイ８の各凸レンズを経た各光束の主光線を、この第２のレンズアレイ９をなす各凸レンズ（レンズ）によって、光軸に平行な方向にして、ＰＳ合成素子１０に入射させる。
【００４１】
すなわち、この照明装置においては、ＰＳ合成素子１０の入射側の各有効領域の幅は、第１のレンズアレイ８の各凸レンズの１コマの幅の半分よりも広くなっている。そのため、この照明装置においては、ＰＳ合成素子の入射側の各有効領域の幅がレンズアレイの各凸レンズの１コマの幅の半分になるよう構成されていた従来の照明装置に比較して、第１、第２レンズアレイ９，１０を透過した光がＰＳ合成素子１１の有効領域を透過する割合を向上させることができる。
【００４２】
そして、第１のレンズアレイ８の各凸レンズは、これら凸レンズを透過した光が効率良くＰＳ合成素子１０の入射側の有効領域へ入射するように、その頂点が偏心して形成されている。
【００４３】
また、第２のレンズアレイ９は、各凸レンズの頂点が、第１のレンズアレイ８の各凸レンズの中心に対応するように構成されている。この条件により、第１のレンズアレイ８の各凸レンズを経た光束の主光線は、第２のレンズアレイ９の各凸レンズにより、光軸に平行となされる。第２のレンズアレイ９の各凸レンズを経た光束の主光線が光軸に平行であることにより、ＰＳ合成素子１０での偏光分離特性が向上する。
【００４４】
このようにして、この画像表示装置の照明装置は、図７に示すように、光源５から発せられた光束を凹面鏡６によって反射し、第１及び第２のレンズアレイ８，９を経て、ＰＳ合成素子１０において光束径を拡げ、コンデンサレンズ１４及びフィールドレンズ１７，２２，２９を経て第１レンズアレイの各レンズにおける像が重畳され、空間光変調素子２ｒ，２ｇ，２ｂを効率良く均一に照明する。すなわち、この照明装置においては、ＰＳ合成素子１０において光束径が拡げられることにより、隣接する凹面鏡６からの光束との間の光束の隙間を生じさせず、収差の少ないコンデンサレンズ１４の光軸近傍部分を有効に使うことができるので、空間光変調素子２ｒ，２ｇ，２ｂに対する照明効率を向上させることができる。
【００４５】
また、この画像表示装置においては、投射光学系３の瞳面における各光源５からの光束による光スポットを、投射光学系３の光軸に近接した位置に形成することができるので、投射光学系３の結像性能を良好なものとすることができる。
【００４６】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係る照明装置及び本発明に係る画像表示装置の照明装置においては、各光源に対応する各ＰＳ合成素子は、外径が隣接する上記各ＰＳ合成素子と接しており、入射光のＳ偏光成分を一の偏光分離膜により光軸から離れる方向に反射させこの一の偏光分離膜に隣接する他の偏光分離膜によって該Ｓ偏光成分を光軸に平行な方向に反射させるので、凹面鏡同士が隣接した境界領域からも光束を出射することができる。
【００４７】
すなわち、この照明装置においては、ＰＳ合成素子の入射側の有効領域を大きくし、ＰＳ合成素子における偏光変換の効率を向上させることができる。
【００４８】
また、この照明装置においては、各ＰＳ合成素子が隣接するＰＳ合成素子に当接して配置されることにより、これらＰＳ合成素子からの出射光が入射されるコンデンサレンズにおいて、収差の小さい中心部分が有効に利用される。したがって、この照明装置においては、被照明物の照明効率を向上させることができ、上記２つの効果より、照明光量を、従来の照明装置に比較して、例えば、１０％以上向上させることができる。
【００４９】
さらに、この照明装置においては、各ＰＳ合成素子が隣接するＰＳ合成素子に当接して配置されることにより、投射光学系の瞳面において、各光源からの光スポットがこの投射光学系の光軸に近接した位置に形成され、投射光学系の結像性能を良好なものにすることができる。
【００５０】
そして、この照明装置においては、上述のような効果を実現しながらも、装置構成の大型化、複雑化が招来されることがない。
【００５１】
すなわち、本発明は、いわゆる「多灯式」の照明装置において、装置構成の大型化、重量の増加、構成の複雑化が招来されることなく、また、製造が容易でありながら、コンデンサレンズなどの光学素子の中心（光軸）近傍の最も収差の少ない部分を第１レンズアレイの各レンズの像面を被照明物に重畳するのに活用することができ、空間光変調素子等の被照明物の照明を良好に行うことができるようになされた照明装置を提供し、また、このような照明装置を備えた画像表示装置を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る照明装置を備えた本発明に係る画像表示装置の構成を示す平面図である。
【図２】上記照明装置の要部（光源及び凹面鏡）の構成を示す横断面図及び正面図である。
【図３】上記照明装置の要部（光源、凹面鏡、レンズアレイ及びＰＳ合成素子）の構成を示す横断面図である。
【図４】上記照明装置のＰＳ合成素子の構成を示す正面図、平面図及び側面図である。
【図５】上記ＰＳ合成素子の構成を拡大して示す平面図である。
【図６】上記ＰＳ合成素子の構成を示す斜視図である。
【図７】上記照明装置における照明光（Ｐ偏光）の軌跡を示す光路図である。
【符号の説明】
１  照明装置、２ｒ，２ｇ，２ｂ  空間光変調素子、３  投射光学系、４  スクリーン、５  光源、６  凹面鏡、８  第１のレンズアレイ、９  第２のレンズアレイ、１０  ＰＳ合成素子、１１  偏光分離膜
【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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