(57)【要約】【課題】　生成又は入射された一次照明光からある特定のスペクトラム成分又は色、及びある特定の偏光成分を、より好ましくは高い信頼性で選択することが可能であり、かつ、比較的限定された空間を占める投影システムのための照明装置を提供することにある。【解決手段】　一次照明光供給部１０と二次照明光供給部３０との間に対応付けられて配置された少なくとも１つの光選択要素２０を備える照明装置が提案される。光選択要素２０は、一次照明入射光Ｌ１から、１つ及び／又は複数の予め定めたスペクトラム成分（青色）又は１つ又は複数の予め定めた偏光成分を選択すると同時に、照射すべき二次照明光を生成する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　投影システムのための照明装置において、
　一次照明光を供給するよう構成された少なくとも１つの一次照明光供給部と、
　前記一次照明光から派生した二次照明光を供給するよう構成された少なくとも１つの二次照明光供給部と、
　前記一次照明光供給部と前記二次照明光供給部との間に対応付けられて配置された、少なくとも１つの光選択要素とを備え、
　前記少なくとも１つの光選択要素は、前記一次照明光から、１つ又は複数の予め定めた偏光成分における１つ及び／又は複数の予め定めたスペクトラム成分又は色を選択することで同時に、前記二次照明光又はその予備形成物又はその一部を生成することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
　前記光選択要素は、前記一次照明光の反射及び／又は透過する際のダイクロイックスペクトラム選択特性又はダイクロイック色選択特性を備えてい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】
　前記光選択要素は、前記一次照明光の反射及び／又は透過する際の偏光選択特性を備えてい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】
　前記光選択要素は、回折ダイクロイックビームスプリッタとして機能するよう構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項５】
　前記光選択要素は、一次照明入射光のｓ偏光成分を反射又は透過し、及び／又は該一次照明入射光のｐ偏光成分を透過又は反射することが可能であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項６】
　前記光選択要素は、一次照明入射光の予め定めたスペクトラム成分又は色を反射又は透過し、及び／又は該一次照明入射光の予め定めたスペクトラム成分又は色に対する補完成分を透過又は反射することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項７】
　前記光選択要素は、一次照明入射光の少なくとも１つのスペクトラム範囲又は色に対して、回折ビームスプリッタ素子として作用するよう構成された回折グレーティング構造を備えていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項８】
　前記回折グレーティング構造は、光入射面を形成するグレーティングバルク材を少なくとも備えていることを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
【請求項９】
　前記グレーティングバルク材に、凹部又はリセス部と凸部又は突出部とが交互に繰り返す構成を設けることで、前記回折グレーティング構造のグレーティングライン要素を形成することを特徴とする請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
　前記グレーティングバルク材に埋込み部材の列を設けることで、前記回折グレーティング構造のグレーティングライン要素を形成することを特徴とする請求項８又は９に記載の照明装置。
【請求項１１】
　前記複数の凸部又は突出部、前記複数の凹部又はリセス部、及び／又は前記複数の埋込み部材はそれぞれが実質的に同一であり、実質的に直線的に伸びている、及び／又は等間隔で互いに平行となるよう配置されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の照明装置。
【請求項１２】
　前記埋込み部材及び／又は前記グレーティングバルク材の凹部又はリセス部は、充填材により充填されていることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１３】
　前記充填材の回折率が前記グレーティングバルク部材の回折率と異なることを特徴とする請求項１２に記載の照明装置。
【請求項１４】
　前記グレーティングバルク材は、多層構造を備える構成とすることを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１５】
　前記光選択要素は、一次照明入射光に対するダイクロイックスペクトラムフィルタ素子として作用するよう構成されたダイクロイック多層構造を備えていることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１６】
　前記ダイクロイック多層構造は、少なくとも第１の層部材と第２の層部材とを交互に繰り返す構造を備え、該第１及び第２の層部材は互いに異なる回折率を備えていることを特徴とする請求項１５に記載の照明装置。
【請求項１７】
　前記ダイクロイック多層構造の少なくとも第１及び第２の層部材は、実質的に前記光入射面の平面に沿って伸びていることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の照明装置。
【請求項１８】
　前記ダイクロイック多層構造の少なくとも一部が、前記グレーティングバルク材の少なくとも一部を形成することを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１９】
　前記複数の凸部又は突出部、前記複数の凹部又はリセス部、及び／又は前記複数の埋込み部材の少なくとも一部は、上記ダイクロイック多層構造内に形成されていることを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれか１項に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、照明装置に関し、特に投影システム等のための照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
　近年、数多くの電子機器において、ユーザや視聴者に対して情報を光学的に表示することが必要となっている。このような表示素子を備える電子機器には多くの種類があり、狭い空間でも利用できる表示素子を開発することが必要である。これら表示素子のための周知の照明装置は、生成された又は受光された一次照明光における異なるスペクトラム成分を選択し、あるいは一次照明光に含まれている異なる偏光成分を選択する複数の構成要素を備えている。したがって、従来の照明装置は、異なるスペクトラム成分及び／又は偏光成分を選択するための異なる構成要素を複数備えるため、サイズが非常に大きくなってしまうという不利な点がある。従来技術の一例は、例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】米国特許US6,278,552
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
　本発明の目的は、照明装置を提供することにある。また、本発明の目的は、生成又は入射された一次照明光からある特定のスペクトラム成分又は色、及びある特定の偏光成分を、より好ましくは高い信頼性で選択することが可能であり、かつ、比較的限定された空間を占める投影システムのための照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
　上記本発明の目的は、以下に記載された様々な実施形態における照明装置によって達成される。
【０００６】
　本発明に係る照明装置は、一次照明光を供給するよう構成された少なくとも１つの一次照明光供給部を備える。さらに、この照明装置は、一次照明光から派生した二次照明光を供給するよう構成された少なくとも１つの二次照明光供給部を備える。
【０００７】
　また、この照明装置は、一次照明光供給部と二次照明光供給部との間に対応付けられて配置された少なくとも１つの光選択要素を備える。少なくとも１つの光選択要素は、一次照明光から１つ又は複数の予め定めた偏光成分における１つ及び／又は複数の予め定めたスペクトラム成分又は色を選択すると同時に、これによって二次照明光又はその予備形成物又はその一部を生成する。
【発明の効果】
【０００８】
　本発明によれば、生成又は入射された一次照明光からある特定のスペクトラム成分又は色、及びある特定の偏光成分を、より好ましくは高い信頼性で選択することが可能であり、かつ、比較的限定された空間を占める投影システムのための照明装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
　以下、本発明に係る投影システムのための照明装置を、図面を参照して説明する。
【００１０】
　本発明に係る照明装置は、一次照明光を供給するよう構成された少なくとも１つの一次照明光供給部を備える。さらに、この照明装置は、一次照明光から派生した二次照明光を供給するよう構成された少なくとも１つの二次照明光供給部を備える。
【００１１】
　また、この照明装置は、一次照明光供給部と二次照明光供給部との間に対応付けられて配置された少なくとも１つの光選択要素を備える。この少なくとも１つの光選択要素は、一次照明光から１つ又は複数の予め定めた偏光成分における１つ及び／又は複数の予め定めたスペクトラム成分又は色を選択すると同時に、これによって二次照明光又はその予備形成物又はその一部を生成する。
【００１２】
　すなわち、本発明の基本的な考えでは、１つ又は複数の予め定めたスペクトラム成分の選択手段又は一次照明入射光における１つ又は複数の予め定めた色成分の選択手段と、一次照明光における１つ又は複数の予め定めた偏光成分の選択手段として同時に機能するよう構成された少なくとも１つの光選択要素を提供する。この結果、スペクトラム成分に関する選択性と偏光成分に関する選択性の両者を単一装置において組み合わせることで、一方ではスペクトラム又は色成分を選択し他方では偏光成分を選択するためにそれぞれ異なる手段又は素子を利用する従来の照明装置に比較して、本発明に係る照明装置はより少ない空間を占めている。
【００１３】
　本発明に係る照明装置の一実施形態によれば、光選択要素はダイクロイックスペクトラム選択特性又はダイクロイック色選択特性を備えている。特に、これら選択特性は一次照明入射光の反射及び／又は透過において実現される。
【００１４】
　また、本発明の他の実施形態によれば、光選択要素には偏光選択特性が設けられており、より好ましくは回折偏光選択特性が設けられている。上述と同様に、これらの選択特性は一次照明入射光の反射及び／又は透過において実現される。
【００１５】
　また、本発明のさらに他の実施形態によれば、光選択要素は回折ダイクロイックビームスプリッタであるか、又は回折ダイクロイックビームスプリッタとして機能するよう構成されている。このような構成によれば、ダイクロイックスペクトラム選択特性及び偏光選択特性（より好ましくは回折偏光選択特性）の両方が本発明において同時に実現される。
【００１６】
　上述の偏光選択特性に関し、本発明のさらに他の実施形態による光選択要素は、一次照明入射光のｓ偏光成分を反射又は透過する、及び／又は一次照明入射光のｐ偏光成分を透過又は反射することができる。この原理は一般化することも可能である。すなわち、一次照明入射光の任意の偏光成分を反射又は透過し、この任意の偏光成分に対する一次照明入射光の補完成分をそれぞれ透過又は反射するようにしてもよい。
【００１７】
　したがって、光選択要素は、一次照明入射光の予め定めたスペクトラム成分又は色を反射又は透過する、及び／又は一次照明入射光の予め定めたスペクトラム成分又は色の補完成分を透過又は反射することができる。
【００１８】
　上述の構成によれば、一次照明入射光は、一次照明入射光のスペクトラム及び偏光特性において互いに補完し合う成分同士に分割することができる。
【００１９】
　偏光選択特性、より好ましくは回折偏光選択特性を実現するために、光選択要素は、一次照明入射光、より好ましくは少なくとも１つのスペクトラム範囲又はその色に対して、回折ビームスプリッタ素子として作用するよう構成されている回折グレーティング構造を備えていてもよい。
【００２０】
　本発明のさらに他の実施形態では、回折グレーティング構造は少なくともグレーティングバルク材を備えており、より好ましくはグレーティングバルク材が表面（第１の面又は光入射面）を具備あるいは形成している。
【００２１】
　さらに、グレーティングバルク材には、凹部又はリセス部と凸部又は突出部とが交互に繰り返す構成が設けられていてもよい。好ましくは、これら凹部及び凸部がグレーティングバルク材の表面（第１の面又は光入射面）上あるいはその中に形成されることで、回折グレーティング構造のグレーティングライン要素が形成されていてもよい。
【００２２】
　あるいは、グレーティングバルク材に、埋込み部材の列を設け、回折グレーティング構造のグレーティングライン要素を形成してもよい。
【００２３】
　さらに／あるいは、複数の凸部又は突出部、複数の凹部又はリセス部、及び／又は複数の埋込み部材はそれぞれが実質的に同一であり、実質的に直線的に伸びている、及び／又は等間隔で互いに平行となるよう配置されていてもよい。
【００２４】
　また、グレーティングバルク材の凹部又はリセス部、及び／又は埋込み部材は、充填材により充填されていることがより好ましい。また、充填材の回折率（diffraction index）がグレーティングバルク部材の回折率と異なることがより好ましい。
【００２５】
　さらにまた、グレーティングバルク材が多層構造であるか、あるいは多層構造を備える構成とすることがより好ましい。
【００２６】
　ダイクロイックスペクトラム選択特性を実現するために、光選択要素が、一次照明入射光に対するダイクロイックスペクトラムフィルタ素子として作用するよう構成されたダイクロイック多層構造を備えていてもよい。
【００２７】
　本発明のさらに他の実施形態によれば、ダイクロイック多層構造は、少なくとも第１の層部材と第２の層部材とを交互に繰り返すものであるか、あるいは、この交互の繰返し構造を備える。ここで、第１及び第２の層部材は互いに異なる回折率を備えていることがより好ましい。
【００２８】
　さらに、ダイクロイック多層構造、及び／又はその少なくとも第１及び第２の層部材は、実質的に、表面（第１の面又は光入射面）の平面に沿って伸びていることが好ましく、特にこれらに平行となっていることが好ましい。
【００２９】
　ダイクロイック色選択特性と回折偏光選択特性とを組み合わせるために、ダイクロイック多層構造の少なくとも一部が、グレーティングバルク材の少なくとも一部を形成する。
【００３０】
　したがって、複数の凸部又は突出部、複数の凹部又はリセス部、及び／又は複数の埋込み部材の少なくとも一部は、ダイクロイック多層構造内に形成されていてもよい。
【００３１】
　本発明の上述した側面及びその他の側面については、下記の点を考慮した上でより詳細に説明される。
【００３２】
　投影装置に使用される高分子化合物（polymer）をベースにした偏光子は、不要な偏光を吸収するように作用する。高レベルの入射エネルギは偏光子の減衰率の悪化を招く。これによって、投影装置の光学的な性能が低下する（コントラスの低下等）。換言すれば、当該投影装置の寿命が短くなる。
【００３３】
　回折偏光子は、２つの偏光成分を反射及び透過する。吸収するエネルギレベルが低いため、高い入射エネルギに対する感度は非常に低い。さらに、これらは有機部材で構成されるものではなく、照射に対して本質的に高い抵抗性を備えている。商業的には、回折偏光子は高分子化合物をベースとした偏光子よりも高価であり、問題となっている。
【００３４】
　ここで提案された回折ダイクロイック偏光ビームスプリッタは、回折偏光子の偏光特性にダイクロイックビームスプリッタにより生じた色選択を組み合わせたものである。このように２つの機能を単一の構成要素に組み合わせることにより、小型化及び製造コストの削減を可能とする投影装置が提供される。
【００３５】
　本発明では、偏光子及びダイクロイックビームスプリッタの機能を果たす単一部品を使用することを提案している。すなわち、このダイクロイック偏光ビームスプリッタによれば、例えば３色光路で使用されるような２つの部品を代用することが可能である。
【００３６】
　ダイクロイック偏光ビームスプリッタは、偏光ビームスプリッタとカラーフィルタの２つの効果を組み合わせている。
【００３７】
　回折偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）：
　回折偏光子に対し４５±１５°の標準的な角度で入射した光は、２つの成分に分離される。例えば、ｓ偏光が−４５±１５°の角度（合計偏角９０°）で反射され、ｐ偏光はこの回折偏光子を通過する。
【００３８】
　従来、回折偏光子は、０次の光だけが透過（ｐ偏光）及び反射（ｓ偏光）されるのに充分な高い空間周波数を備える金属グリッド（例えばアルミニウム）から構成されている。可視光範囲で作用する回折型ＰＢＳの典型的な周期は１５０ｎｍである。
【００３９】
　ダイクロイックカラーフィルタ：
　バンドパスフィルタは、予め選択された波長範囲に入る光を反射し、それ以外の波長を透過させる。３色投影装置においては、ダイクロイックフィルタは４５°で動作する。実際には、バンドパスフィルタは、異なる屈折率を持つ（例えば、ｎ１＝１．３８、ｎ２＝２．３０）薄膜を積層して構成された干渉フィルタである。各層の厚さと数は研究されているバンドパス特性に応じて選択される。
【００４０】
　本発明に係るダイクロイック回折ビームスプリッタ：
　本明細書で提案されているアプローチでは、回折偏光子及びバンドパスフィルタの効果を組み合わせている。このダイクロイック偏光ビームスプリッタは、１つの色（例えば青）のｓ偏光成分を反射し、他の色と選択された色のｐ偏光成分を透過させる。
【００４１】
　ここで、ダイクロイック偏光子の薄膜積層に用いられる部材は、対応するバンドパスフィルタと同じものであってもよいが、それらの層の数及び各層の厚さは変更される。
【００４２】
　薄膜用部材については様々な選択が可能である。この選択は、各層の屈折率（ｎ１とｎ２とは大きく異なっていることが望ましい）と製造特性（エッチング速度に相当）とに応じて行われる。層の数及び各層の厚さは選択された部材及びバンドパスの仕様に応じて選択される。
【００４３】
　設計例
　３色光路投影装置の青色チャンネルのためのダイクロイック偏光ビームスプリッタの設計の際における部材、層の数、異なる層の厚さは以下の表によって与えられる。
【００４４】
　層　　　　　屈折率　　　　　各層の厚さ
　空気　　　　１．０　　　　　非常に厚い
　Ｔａ２Ｏ５　２．０９　　　　　５１ｎｍ
　ＭｇＦ２　　１．３８　　　　　８７ｎｍ
　Ｔａ２Ｏ５　２．０９　　　　　６４ｎｍ
　ＭｇＦ２　　１．３８　　　　１０２ｎｍ
　Ｔａ２Ｏ５　２．０９　　　　　６９ｎｍ
　ＭｇＦ２　　１．３８　　　　１０２ｎｍ
　Ｔａ２Ｏ５　２．０９　　　　　６４ｎｍ
　ＭｇＦ２　　１．３８　　　　　８７ｎｍ
　Ｔａ２Ｏ５　２．０９　　　　　５２ｎｍ
　ガラス　　　１．５　　　　　非常に厚い
【００４５】
　ダイクロイック偏光ビームスプリッタの設計、特に部材、層の数及び各層の厚さの選択は、本発明を適用した光選択要素について必要とされるスペクトラム及び偏光選択特性に応じて決定及び／又は変更してもよい。
【００４６】
　本発明を適用したダイクロイック回折ビームスプリッタの原理を説明する前に、周知の輻射光選択原理について図３〜５を参照して説明する。
【００４７】
　図３は、従来の回折偏光ビームスプリッタを含む従来の照明装置１００の概略側断面図である。回折偏光ビームスプリッタからなる光選択要素５０は、表面（第１の面又は光入射面）５０ａと表面（対向面）５０ｂとを有するバルク材部５１ｂから構成される。バルク材部５１ｂは、複数の突出部（以下、凸領域ともいう。）５１ｐと複数のリセス部（以下、凹領域ともいう。）５１ｒが交互に繰り返す構造からなり、表面（第１の面又は光入射面）５０ａの領域にグレーティング（格子）構造５１を形成している。これにより、凸領域５１ｐと凹領域５１ｒの交互繰返しがグレーティングライン又はグレーティングライン要素５２の列を形成している。
【００４８】
　また、従来の照明装置１００は、従来の回折偏光ビームスプリッタからなる従来の光選択要素５０の表面（第１の面又は光入射面）５０ａに一次照明入射光Ｌ１を入射するための一次照明光供給部１０を備える。一次照明光供給部１０は、一次照明光を生成可能なものであり、例えばランプ、レーザ素子、発光ダイオード素子等の発光素子そのものであるか、それらのいずれかを備えていてもよい。
【００４９】
　従来の回折偏光ビームスプリッタからなる光選択要素５０のグレーティング構造５１と一次照明入射光Ｌ１との相互作用により、一次照明入射光Ｌ１は、第１の反射された二次照明光Ｌ２のビームに分割される。二次照明光Ｌ２は、準備された二次照明光供給部３０に向けて照射されるｓ偏光（第１の偏光成分）からなる。また、一次照明入射光Ｌ１に対する二次照明光Ｌ２の補完成分（complement）は、二次照明補完光Ｌ２’として光選択要素５０を透過し、二次照明補完光供給部３０’に向けて照射される。図３の例では、二次照明補完光Ｌ２’は一次照明入射光Ｌ１のｐ偏光からなる。
【００５０】
　図３の例では、一次照明入射光Ｌ１は、従来の光選択要素５０のグレーティング構造５１に、表面（第１の面又は光入射面）５０ａの法線方向Ｎに対して４５°の入射角で入射する。この結果、二次照明光Ｌ２のビームは、表面（第１の面又は光入射面）５０ａの法線方向Ｎに対し−４５°の角度で、従来の光選択要素５０の表面（第１の面又は光入射面）５０ａから反射される。
【００５１】
　図４は、周知のダイクロイックスペクトラム（dichroic spectral）／カラーフィルタ素子の原理を示す概略側断面図である。図３の構成要素と同様な構造及び機能を備える構成要素については同一の指示符号を付している。
【００５２】
　図４に示す従来の照明装置１００は、基板５１ｂ上に形成されたダイクロイックスペクトラム／カラーフィルタからなる従来の光選択要素５０を備えている。基板５１ｂの第１の面には、第１の屈折率ｎ１を有する第１の層部材５５−１と、この第１の屈折率ｎ１とは異なる第２の屈折率ｎ２を有する第２の層部材５５−２とが交互に繰り返される多層構造５５が形成されている。多層構造５５は、従来の光選択要素５０の表面（第１の面又は光入射面）５０ａを構成している。
【００５３】
　一次照明光供給部１０で生成された一次照明入射光Ｌ１のビームは、赤、緑、青と称される異なるスペクトラム成分Ｒ、Ｇ、Ｂの重ね合わせから構成される。一次照明入射光Ｌ１のＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分と多層構造５５の各層部材５５−１、５５−２との相互作用により、ある特定のスペクトラム成分（図４の例ではＢ成分）が、表面（第１の面又は光入射面）５０ａの法線方向Ｎに対して−４５°の反射角度で反射される。この角度は、上述した法線方向Ｎに対する入射角度４５°と同一である。このようにして、二次照明光Ｌ２が生成され、二次照明光供給部３０に向けて照射される。また、残りのスペクトラム成分Ｒ、Ｇからなる二次照明補完光Ｌ２’は、従来の光選択要素５０を屈折することも反射することもなく透過し、従来の照明装置１００の二次照明補完光供給部３０’に向かう。これによって、一次照明入射光Ｌ１は、互いに補完し合うスペクトラム成分Ｂと、スペクトラム成分Ｒ及びＧとに明確に分割される。
【００５４】
　図５は、従来の３色照明光路を実現するために、図３及び図４の従来構造を複数利用した従来の照明装置１００を示す概略側断面図である。
【００５５】
　一次照明光供給部１０からは、スペクトラム成分Ｒ、Ｇ、Ｂを含む一次照明入射光Ｌ１が図４に示す構成を備える第１の光選択要素（以下、第１のダイクロイックビームスプリッタともいう。）５０に向けて照射される。第１のダイクロイックビームスプリッタ（第１の光選択要素）５０では、反射されるＢ成分（例えば４３０〜５００ｎｍの範囲）と、回折も反射もされずに透過するＲ成分及びＧ成分（例えば５００〜５９０ｎｍ及び５９０〜７８０ｎｍの範囲）とに分割される。Ｒ成分とＧ成分の両方は、Ｂ成分及び一次照明入射光Ｌ１に対する一次照明補完光Ｌ１’を形成する。さらに、一次照明補完光Ｌ１’は、第２のダイクロイックビームスプリッタ（第２の光選択要素）５０に向けて照射され、そこでＧ成分とＲ成分とに分割される。これら両成分のうち一方は反射され、もう一方は透過する。これによって、Ｇ成分は第２の二次照明補完光Ｌ２’を形成し、第２の二次照明補完光Ｌ２’を補完するＲ成分は第３の二次照明光Ｌ２’’を形成する。
【００５６】
　Ｂ成分は、第１の偏向ミラー６０により第１の偏光子７０に向けて反射される。ある特定の偏光が選択された後、ライトバルブとして機能する第１のＬＣＤパネル７２が点灯される。Ｇ成分は第２の光選択要素５０で反射された後、第２の偏光子７０に向けて照射され、ある特定の偏光が選択された後、これもまたライトバルブとして機能する第２のＬＣＤパネル７２が点灯される。Ｒ成分は第２及び第３の偏向ミラー６０で反射された後、第３の偏光子７０に入射し、そこで特定の偏光が抽出された後、第３のＬＣＤパネル７２に照射される。それぞれ第３のＬＣＤパネル７２と分析器７４とを通過した後のスペクトラム成分毎の各偏光成分は、Ｘキューブ（以下、光学混合要素ともいう。）８０に入力され、そこで異なるスペクトラム成分が混合され、図５の従来例の二次照明光供給部３０に向けて照射される。
【００５７】
　図１は、本発明に係る照明装置の第１の実施形態を示す。この実施形態の照明装置１は、例えばＲ、Ｇ、Ｂ成分のような異なるスペクトラム成分を持ち、非偏光の一次照明入射光Ｌ１を供給する一次照明光供給部１０を備えている。この一次照明入射光Ｌ１は、この照明装置１に設けられた、本発明を適用した光選択要素２０に向け、表面（第１の面又は光入射面）２０ａの法線Ｎに対して４５°の入射角で照射される。
【００５８】
　本発明を適用した光選択要素２０は、図３及び図４に示す構成の組合せにより構成されたものである。より好ましくは、本発明を適用した光選択要素２０は、多層構造２５が形成されている基板部材をベースにしている。基板部材と多層構造２５は、複数の突出部（凸領域）２１ｐと複数のリセス部（凹領域）５１ｒが交互に繰り返すよう構成されたグレーティングバルク材２１ｂを形成することで、回折グレーティング構造２１を形成している。各突出部（凸領域）２１ｐにおける多層構造２５により、グレーティングバルク材２１ｂには、突出部２１ｐとリセス部２１ｒとの交互の繰返しによる回折偏光選択特性に加え、ダイクロイックスペクトラム／色選択特性が付与されている。
【００５９】
　上述した本発明を適用したる光選択要素２０の構成によって、一次照明入射光Ｌ１のビームは異なる偏光特性を有する異なるスペクトラム／色成分に分割される。したがって、本発明を適用した光選択要素２０の表面（第１の面又は光入射面）２０ａ上又はその中で同時に色選択と偏光選択とが同時に実行される。これによって、Ｒ、Ｇ、Ｂ成分を有する非偏光の一次照明入射光Ｌ１の成分は、表面（第１の面又は光入射面）２０ａの法線Ｎに対し−４５°の角度で二次照明光Ｌ２として反射され、二次照明光供給部３０に向けて照射される。さらに、一次照明入射光Ｌ１に対する二次照明光Ｌ２の補完成分は反射されることなく二次照明補完光Ｌ２’として透過し、二次照明補完光供給部３０’に向かう。図１の場合、二次照明光Ｌ２はｓ偏光のＢ成分からなり、二次照明補完光Ｌ２’は、完全なＲ成分及びＧ成分と、元の一次照明入射光Ｌ１のＢ成分におけるｐ偏光とからなる。
【００６０】
　図２は、本発明を適用した３色照明光路を構成する単純化された構造を実現するために、本発明を適用した回折ダイクロイック偏光ビームスプリッタのスペクトラム及び偏光の同時選択特性を用いた照明装置１の構成を示す概略側断面であり、この照明装置は、図５と類似の構成を有する。
【００６１】
　図５の従来技術とは異なり、図２に示す本発明を適用した光選択要素２０は、回折ダイクロイック偏光ビームスプリッタからなり、一次照明入射光Ｌ１に対して、スペクトラム及び偏光特性に関する選択を同時に実施する。したがって、光路上において光混合素子８０よりも前段に位置する要素には、別個の回折偏光ビームスプリッタ又は他の偏光子を含まず、光混合素子８０の作用によって組み合わされるべきＲ、Ｇ、Ｂ成分のｓ偏光による部分画像を重ね合わせるためのＬＣＤパネル７２と分析器７４とだけを備えている。分析器７４は回折型であってもよい。
【００６２】
　本発明を適用した回折ダイクロイック偏光ビームスプリッタからなる光選択要素２０は、一次照明入射光Ｌ１のＲ、Ｇ、Ｂ成分のｓ偏光成分を選択するよう構成されている。ここで、上述した図面と同様に、機能及び構成が同様な構成要素には同一の指示符号を付している。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に係る照明装置の一実施形態を示す概略側断面図である。
【図２】本発明に係る照明装置の他の実施形態を示す概略側断面図である。
【図３】回折ビームスプリッタ素子の原理を説明するための概略側断面図である。
【図４】ダイクロイック色選択フィルタの原理を説明するための概略側断面図である。
【図５】従来の照明装置を示す概略側断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
　１　　照明装置、１０　　一次照明光供給部、２０　　光選択要素、２０ａ　　光入射表面、２０ｂ　　対向表面、２１　　回折グレーティング構造、２１ｂ　グレーティングバルク材、２１ｐ　　突出部、２１ｒ　　リセス部、２２　　グレーティングライン要素、２５　　ダイクロイック多層構造、２５−１　第１の層部材、２５−２　第２の層部材、３０　　二次照明光供給部、３０’　　二次照明補完光供給部、６０　　偏向ミラー、７２　　ＬＣＤパネル、７４　　回折型分析器、８０　　光混合素子
【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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