(57)【要約】【課題】光をリサイクルすることによって光の利用効率を高める。【解決手段】第１照明レンズ５１，第２照明レンズ５２，及び第３照明レンズ５３の物体側焦点を第２レンズアレイ４の近傍に置き、第１レンズアレイ３の像側焦点と一致させるか、または前記像側焦点の近傍に配置させる。第２レンズアレイ４と一体に構成された短冊状ミラー７で反射した光は、再び上記照明レンズ群（第１照明レンズ５１，第２照明レンズ５２，及び第３照明レンズ５３）に入射し、その像側焦点に結像するため、この構成により、光をリサイクルすることができる。【選択図】      図１
2005017379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光束で照明をする照明装置において、
前記光源からの光束を受ける複数のレンズを規則的に平面内に配列した第１光学素子と、
前記第１光学素子の後段に位置し、複数のレンズを規則的に平面内に配列した第２光学素子と、
前記第２光学素子の直後に位置し、複数の短冊状のミラーを配列した第３光学素子と、
前記第３光学素子の後段に位置し、１つ以上のレンズを光路内の所定の位置に配置した第４光学素子と、
前記第４光学素子の後段に位置し、選択反射性を備えるとともに光軸に対して所定の角度に傾けることが可能な第５光学素子と、
を具備したことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記第２光学素子及び前記第４光学素子の物体側焦点位置が、前記第１光学素子の像側焦点位置、若しくは前記焦点位置の近傍に位置していることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記第３光学素子の前記ミラー配列を前記第２光学素子の表面に蒸着するとともに、前記第２光学素子と前記第３光学素子とを一体構造として構成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の照明装置。
【請求項４】
前記第２光学素子を光路から除いた構成を有す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】
前記第４光学素子の物体側焦点位置が、前記第１光学素子の像側焦点位置、若しくは前記焦点位置の近傍に位置していることを特徴とする請求項４記載の照明装置。
【請求項６】
前記選択反射性を備えた前記第５光学素子からの反射光によって生じる光源像が、前記第１光学素子の像側焦点付近で、前記第１光学素子により生じる複数の光源像の隙間にできるように前記第５光学素子を光軸に対して傾けることが可能であ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】
前記複数の短冊状のミラーを配列した前記第３光学素子を、前記第５光学素子からの反射光によって生じる光源像位置、若しくは前記光源像位置の近傍に設置し、前記第３光学素子による反射光が前記第５光学素子、若しくは前記第５光学素子の近傍に戻ってくるように構成した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】
前記第５光学素子が、面内に異なる複数のダイクロイックコートを施した光学素子で構成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項９】
前記第５光学素子が、反射型の円偏光素子で構成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記第５光学素子が、反射型の直線偏光素子で構成され、かつ前記第５光学素子から前記複数の短冊状のミラーを配列した前記第３光学素子に反射する光路内に１／４位相差板を配置したことを特徴とする請求項１から７の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は照明装置に係り、特に、投射型の表示装置の光源に適した照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、投射型表示装置の照明系（光源）として、様々な照明装置が提案されており、例えば、図７に示すようなものがある。
図７は、従来の一般的な液晶プロジェクタ方式の照明装置の光学系の構成を示す構成図である。
【０００３】
同図に示す従来の一般的な液晶プロジェクタ方式の照明装置の光学系は、光源８１と、略平行光を発生する光源部を構成する放物面リフレクター８２と、インテグレータ部を構成する第１レンズアレイ８３及び第２レンズアレイ８４と、光学素子系を構成する照明レンズ８５１〜８５６と、光源のあらゆる方向に振動している光の振動方向を１つの方向に揃えるためのＰＳコンバータ部を構成する偏光ビームスプリッター８７と、白色光を単色のＲＥＤ、ＧＲＥＥＮ、ＢＬＵＥに分離する色分離部を構成する色分離ミラー１（８６１）〜色分離ミラー５（８６５）と、入射側偏光板で構成される画像表示部１（８８１）と、液晶パネルで構成される画像表示部２（８８２）と、出射側偏光板で構成される画像表示部３（８８３）と、ＲＥＤ、ＧＲＥＥＮ、ＢＬＵＥ光を再び合成するための色合成部８９と、画像表示部に表示される画像を投映面に拡大するための投射レンズ部８１０とを備えている。
【０００４】
図８は、ＳＣＲ（Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  Ｃｏｌｏｒ  Ｒｅｃａｐｔｕｒｅ  ａｎｄ  Ａ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｓｃｒｏｌｌｉｎｇ  Ｃｏｌｏｒ）方式単板ＤＬＰプロジェクタの光学系の１構成例を示す構成図である。
【０００５】
同図に示す従来の一般的なＳＣＲ方式単板ＤＬＰプロジェクタの照明装置は、光源９１と、第１焦点に光源９１を配置した楕円リフレクター９２と、楕円リフレクター９２の第２焦点に集光された２次光源の面内輝度ムラを少なくする役割を担うロッドインテグレータ９３と、ロッドインテグレータ９３の出射側端面をパネル面に結像するためのリレーレンズ部を形成する照明レンズ９５と、カラースクロールを行うため渦巻状にダイクロイックミラーが形成されているＳＣＲカラーホイール９６と、光束の方向を傾ける役割をするミラー９７と、画素に相当する微細なマイクロミラーの角度を２値に変えることによって階調を表現し画像を形成する画像表示９８（ＤＭＤ部）と、ＤＭＤ部のマイクロミラーの角度の２値のうちの１値では投射レンズに入射せしめ、他の１値では入射せしめないようにするためのＴＩＲプリズム９９と、投映面に画像を拡大して投映するための投射レンズ９１０とを備える。
【０００６】
以下、図８に示す従来の一般的なＳＣＲ方式単板ＤＬＰプロジェクタの照明装置の機能を説明する。
同図に示す照明装置では、前記ロッドインテグレータ９３の入射側端面には２次光源像が入射できる孔以外の部分についてミラー蒸着がなされており、ＳＣＲカラーホイール９６のダイクロイック面で反射された補色光は前記ミラー９７で反射されて光を再利用できるように構成されており、光利用効率を上げることができるという長所を備えている。
【０００７】
なお、特許出願から見た従来のプロジェクタの照明装置としては、図７に示す従来の液晶プロジェクタと同じタイプの照明装置として、インテグレータ光学系にレンズ板使用し、ランダムな偏光光をＰ偏光光とＳ偏光光とに分離するＰＳコンバータ部に偏光分離プリズムアレイを使用して光利用効率を高める技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
また、３原色の光ビームを生成するダイナミックフィルタを備えるとともに、このダイナミックフィルタで拒否された光を光再循環器を介して再利用することで光の利用効率を高める技術が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平８−３０４７３９号公報
【特許文献２】
特開２００１−２４２４１６号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述の従来の照明装置は、特許文献１に開示された照明装置も含めて、前述のとおり、液晶プロジェクタで偏光変換を行うためのＰＳコンバータ（偏光ビームスプリッター８７）が、レンズアレイ光学系（インテグレータ部を構成する第１レンズアレイ８３及び第２レンズアレイ８４）と組み合わせて用いられているため、レンズアレイの分割に応じて、このＰＳコンバーターを複数個並べる必要があり、製造工程が複雑となり、またコスト的に高価なものになるという問題点があった。
【００１１】
また、前述の補色光まで利用して光の利用効率を高める方式の照明装置では、前記ＳＣＲ方式単板ＤＬＰプロジェクタで用いられているロッドインテグレータ９３（前述のとおり、入射側端面に２次光源像が入射できる孔以外の部分についてミラー蒸着がなされている）内で光のリサイクルを行う方式の装置の場合は、戻り光の内、ミラーにある孔の部分に戻ってしまう光の分だけ、光の利用効率が低下してしまうという問題点があった。さらに、特許文献２に開示された照明装置は、渦巻き型カラーホイールを回転させるためにモータを使用しており、装置構成が複雑となる。
【００１２】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、光をリサイクルすることによって光の利用効率を高めることができる簡単な構成の照明装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る照明装置は、光源からの光束で照明をする照明装置において、前記光源からの光束を受ける複数のレンズを規則的に平面内に配列した第１光学素子と、前記第１光学素子の後段に位置し、複数のレンズを規則的に平面内に配列した第２光学素子と、前記第２光学素子の直後に位置し、複数の短冊状のミラーを配列した第３光学素子と、前記第３光学素子の後段に位置し、１つ以上のレンズを光路内の所定の位置に配置した第４光学素子と、前記第４光学素子の後段に位置し、選択反射性を備えるとともに光軸に対して所定の角度に傾けることが可能な第５光学素子とを具備したことを特徴とする。
【００１４】
この構成により、前記第２光学素子と一体に構成され、複数の短冊状のミラーを配列した第３光学素子で反射した光は、再び前記１つ以上のレンズを光路内の所定の位置に配置した第４光学素子に入射し、その像側焦点に結像するため、光をリサイクルして光の利用効率を高めることができる照明装置を実現することができる。
【００１５】
また、前記照明装置において、前記第２光学素子及び前記第４光学素子の物体側焦点位置が、前記第１光学素子の像側焦点位置、若しくは前記焦点位置の近傍に位置する構成とすることが可能である。
【００１６】
この構成により、前記第１光学素子をインテグレータとして機能せしめて、前記第２光学素子に、前記第１光学素子の２次光源像を配列することが可能となり、また、前記第２光学素子の前記複数のレンズの各々から射出される光を、前記第４光学素子から射出されてその像側焦点に向かう光を主光線とする略平行光とすることができる。
【００１７】
また、前記照明装置において、前記第３光学素子の前記ミラー配列を前記第２光学素子の表面に蒸着するとともに、前記第２光学素子と前記第３光学素子とを一体構造として構成することが可能である。
【００１８】
この構成により、製造コストの安い照明装置を実現することができる。
【００１９】
また、前記照明装置において、前記第２光学素子を光路から除いた構成とすることが可能である。
【００２０】
この構成により、小型で、製造コストの安い照明装置を実現することができる。
【００２１】
また、前記照明装置において、前記第４光学素子の物体側焦点位置が、前記第１光学素子の像側焦点位置、若しくは前記焦点位置の近傍に位置している構成とすることが可能である。
【００２２】
この構成により、前記第１光学素子に配列された２次光源像を前記第４光学素子の像側焦点に重畳することができるとともに、前記第１光学素子の複数のレンズの各々から射出する光を、前記第４光学素子射出後にその像側焦点に向かう光を主光源とする略平行光とすることができる。
【００２３】
また、前記照明装置において、前記選択反射性を備えた前記第５光学素子からの反射光によって生じる光源像が、前記第１光学素子の像側焦点付近で、前記第１光学素子により生じる複数の光源像の隙間にできるように前記第５光学素子を光軸に対して傾けることが可能である。
【００２４】
この構成により、前記第５光学素子からの反射光（即ち、前記第５光学素子を透過しなかった光）を、前記第３光学素子のミラーで反射せしめ、さらに前記第４光学素子に入射せしめて、その像側焦点に結像せしめることができるので、光のリサイクル過程の一部を簡単な構成で構築することが可能となる。
【００２５】
また、前記照明装置において、前記複数の短冊状のミラーを配列した前記第３光学素子を、前記第５光学素子からの反射光によって生じる光源像位置、若しくは前記光源像位置の近傍に設置し、前記第３光学素子による反射光が前記第５光学素子、若しくは前記第５光学素子の近傍に戻ってくるように構成することが可能である。
【００２６】
この構成により、前記第５光学素子からの反射光（即ち、前記第５光学素子を透過しなかった光）を、前記第３光学素子のミラーで反射せしめ、さらに前記第４光学素子に入射せしめて、その像側焦点に結像せしめ、さらに、前記第５光学素子の近傍に戻せしめることができるので、光のリサイクル過程を簡単な構成で構築することが可能となる。
【００２７】
また、前記照明装置において、前記第５光学素子を、面内に異なる複数のダイクロイックコートを施した光学素子で構成することが可能である。
【００２８】
この構成により、光の３原色別の前記第５光学素子からの反射光の各々を、再び前記第５光学素子まで戻し、さらに、この戻された光は、今度は前記第５光学素子を透過せしめる材質に照射されるので、光を効果的にリサイクルして、光源光の利用効率を高めることができる照明装置を実現することができる。
【００２９】
また、前記照明装置において、前記第５光学素子を、反射型の円偏光素子で構成することが可能である。
【００３０】
この構成により、右回りの円偏光または左回りの円偏光別の前記第５光学素子からの反射光の各々を、再び前記第５光学素子まで戻すことができるが、この戻された光は前記第３光学素子で反射されることにより互いに逆の円偏光に変換されているので、今度は前記第５光学素子を透過することが可能となり、光のリサイクル過程を完結せしめて、照明光の光量を増やし、光の利用効率を高めることができる照明装置を実現することができる。
【００３１】
さらに、前記照明装置において、前記第５光学素子を、反射型の直線偏光素子で構成し、かつ前記第５光学素子から前記複数の短冊状のミラーを配列した前記第３光学素子に反射する光路内に１／４位相差板を配置することが可能である。
【００３２】
この構成によれば、光源からの自然光に含まれる一定方向の直線偏光を照明光に利用できるとともに、この直線偏光に直交する直線偏光も照明光として利用できるので、照明光の光量を増やし、光の利用効率を高めることができる照明装置を実現することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の照明装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３４】
図１は、本発明の実施形態に係る照明装置の光学系の構成を示す構成図である。
同図において、本実施形態の照明装置の光学系は、光源１と、放物面を有するリフレクター２と、複数の正レンズを規則的に平面内に配列して成る第１レンズアレイ３（第１光学素子）と、２次光源像を取り込む第２レンズアレイ４（第２光学素子）と、焦点に像を結像するための第４光学素子を構成する第１照明レンズ５１，第２照明レンズ５２，及び第３照明レンズ５３と、第４光学素子を構成する第２照明レンズ５２の像側焦点面に選択反射性を有する選択反射素子６（第５光学素子）と、複数の短冊状のミラーを有し、前記第２レンズアレイ４（第２光学素子）と一体構成された短冊状ミラー７（第３光学素子）とを備えている。そして、光源１は、超高圧水銀ランプなどで構成することができる。
【００３５】
以下、本実施形態に係る照明装置の機能について説明する。
光源１から発した光は、放物面を有するリフレクター２により反射されて、略平行光になり、第１レンズアレイ３（第１光学素子）に入射する。
第１レンズアレイ３は、複数の正レンズを規則的に平面内に配列した光学素子であり、かつ第１レンズアレイ３の各レンズの像側焦点は第２レンズアレイ４（第２光学素子）の近傍になるように設計されているため、第２レンズアレイ４に第１レンズアレイ３の複数の正レンズの各々に対応した２次光源像が配列されることとなる。
【００３６】
前記の２次光源像を取り込むように第２レンズアレイ４の各レンズが配置されており、同時に第２レンズアレイ４の物体側焦点は第１レンズアレイ３の近傍になるように構成されている。第２レンズアレイ４を射出した光は、１つあるいは複数のレンズから成り、正のパワーを持つ前記第４光学素子により、その像側焦点に結像するが、同時に第１レンズアレイ３の各レンズ部を１箇所に重畳する効果も有するため、インテグレータとして機能することとなる。
【００３７】
このとき、前記第４光学素子（より具体的には、第１照明レンズ５１，第２照明レンズ５２，及び第３照明レンズ５３）の物体側焦点を第２レンズアレイ４の近傍に置き、第１レンズアレイ３の像側焦点と一致させるか、または前記像側焦点の近傍に配置させることにより、第２レンズアレイ４の各レンズから射出する光は、前記第４光学素子の射出後に、その像側焦点に向かう光を主光線とする略平行光となる。
【００３８】
また、前記第４光学素子の像側焦点面に選択反射性を持つ第５光学素子６を配置しているので、この第５光学素子６からの反射光は、前記第４光学素子に裏側から再度入射し、前記第４光学素子の物体側焦点面（即ち、元の前記２次光源）と光軸に対して軸対称の位置に光源像を生成する。
【００３９】
ここで、第５光学素子６を所定の角度だけ傾けることにより、前記光源像を第１レンズアレイ３による２次光源像の間にずらすことが可能である。この位置に複数短冊状のミラーを平面内に配置した短冊状ミラー７（第３光学素子）を配置する。この短冊状ミラー７（第３光学素子）で反射した光は、再び第４光学素子を構成するレンズ群（第１照明レンズ５１，第２照明レンズ５２，及び第３照明レンズ５３）に入射し、その像側焦点に結像するため、これにより、光がリサイクルされることとなる。
【００４０】
図２は、本発明の実施形態に係る照明装置の第２レンズアレイ（第２光学素子）と、短冊状ミラー（第３光学素子）との一体構成の１実施例を示す構成図である。
同図に示すとおり、第２レンズアレイ４（第２光学素子）と、短冊状ミラー７（第３光学素子）とは、一体として構成することにより、装置のコストダウンを図ることができる。
【００４１】
図３は、本発明の実施形態に係る照明装置の光学系の他の構成を示す構成図である。
同図に示す照明装置の光学系において、光源１から発した光は放物面リフレクター２により反射されて略平行光になり、第１レンズアレイ３（第１光学素子）に入射する。
【００４２】
同図に示す照明装置は、図１に示す照明装置と同様の第１レンズアレイ３を備え、また、短冊状ミラー７（第３光学素子）と一体構成されていた前記第２レンズアレイ４（第２光学素子）が省略されている。
【００４３】
第１レンズアレイ３は、図１に示す照明装置と同じく、複数の正レンズを規則的に平面内に配列した光学素子である。そして、第１レンズアレイ３の各レンズの像側焦点面には第１レンズアレイ３の各レンズアレイに対応した２次光源像が配列されることとなる。
【００４４】
前記２次光源像を取り込むように、１つあるいは複数のレンズ（ここでは、第１照明レンズ５１，第２照明レンズ５２，及び第３照明レンズ５３）から成り、正のパワーを有する第４光学素子が配列されており、その物体側焦点は、第１レンズアレイ３の像側焦点面に一致するか、その近傍になるよう設計されている。そのため上記２次光源像を前記第４光学素子の像側焦点に重畳する効果を有し、第１レンズアレイ３の各レンズから射出する光は、前記第４光学素子から射出後に、その像側焦点に向かう光を主光線とする略平行光となる。
【００４５】
前記第４光学素子の像側焦点面に、選択反射性を有する選択反射素子６（第５光学素子）が配置されているので、この選択反射素子６（第５光学素子）からの反射光は、前記第４光学素子に裏側から再度入射し、前記第４光学素子の物体側焦点面（即ち、元の前記２次光源）と光軸に対して軸対称の位置に光源像を生成する。
【００４６】
ここで、第５光学素子６を所定の角度だけ傾けることにより、前記光源像を第１レンズアレイ３による２次光源像の間にずらすことが可能であり、この位置に複数短冊状のミラーを平面内に配置した短冊状ミラー７（第３光学素子）を配置する。
【００４７】
前記第３光学素子で反射した光は再び前記第４光学素子に入射し、その像側焦点に結像するため、これにより、光がリサイクルされることとなる。しかしながら、短冊状ミラー７（第３光学素子）で反射した光が、再び前記第４光学素子に入射し、その像側焦点に結像する場合、選択反射素子６（第５光学素子）で再び反射されてしまっては光の利用効率向上が図れないため、前述の光は選択反射素子６において透過されるように構成する必要がある。
【００４８】
図４は、本発明の実施形態に係る照明装置の選択反射素子（第５光学素子）の１実施例を示す構成図である。
同図に示す前記選択反射素子６（第５光学素子）は、その結像面内に、異なる複数のダイクロイックコートを施している。また、ここでは、カラースクロール方式用にダイクロイックコートされたカラーホイールとしている。
【００４９】
このカラーホイールの表面には前述の特許文献２に示されているアルキメデスの渦巻き状に、ダイクロイックフィルターのコートが施されており、これによって表示素子上にカラースクロールを発生せしめている。例えば、或る瞬間に、ダイクロイックフィルターの色帯が、前記カラーホイール表面の上部からＲＥＤダイクロイックフィルター６１、ＧＲＥＥＮダイクロイックフィルター６２、ＢＬＵＥダイクロイックフィルター６３の順で並んでいたとすると、ＲＥＤダイクロイックフィルター６１に当たった光はＲＥＤの光（赤色光）のみを透過し、ＧＲＥＥＮの光（緑色光）とＢＬＵＥの光（青色光）を反射する。
【００５０】
同様に、ＧＲＥＥＮダイクロイックフィルター６２に当たった光はＧＲＥＥＮの光のみを透過し、ＲＥＤの光とＢＬＵＥの光を反射するし、ＢＬＵＥダイクロイックフィルター６３に当たった光はＢＬＵＥの光のみを透過し、ＲＥＤの光とＧＲＥＥＮの光は反射する。
【００５１】
前記の各ダイクロイックフィルターで反射した光の各々は、前述の通り、短冊状ミラー７（第３光学素子）で再反射して、再び前記選択反射素子６（第５光学素子）に戻ってくる。
【００５２】
ＲＥＤダイクロイックフィルター６１で反射するＢＬＵＥの光が再び前記選択反射素子６（第５光学素子）の部分に戻ってくるときは、ＢＬＵＥダイクロイックフィルター６３の近傍に結像せして、このＢＬＵＥダイクロイックフィルター６３を透過せしめるように構成しているので、選択反射素子６（第５光学素子）を透過する光（照明光）の光量が増え、ここで光の利用効率を上げることができる。
【００５３】
同様に、ＲＥＤダイクロイックフィルター６１で反射するＧＲＥＥＮの光が再び前記選択反射素子６（第５光学素子）の部分に戻ってくるときは、ＧＲＥＥＮダイクロイックフィルター６２の近傍に結像せして、このＧＲＥＥＮダイクロイックフィルター６２を透過せしめるように構成しているので、選択反射素子６（第５光学素子）を透過する光（照明光）の光量が増え、ここでも光の利用効率を上げることができる。
【００５４】
同様に、ＧＲＥＥＮダイクロイックフィルター６２で反射するＲＥＤの光が再び前記選択反射素子６（第５光学素子）の部分に戻ってくるときは、ＲＥＤダイクロイックフィルター６１の近傍に結像せして、このＲＥＤダイクロイックフィルター６１を透過せしめるように構成しているので、選択反射素子６（第５光学素子）を透過する光の光量（照明光）が増え、ここでも光の利用効率を上げることができる。
【００５５】
同様に、ＧＲＥＥＮダイクロイックフィルター６２で反射するＢＬＵＥの光が再び前記選択反射素子６（第５光学素子）の部分に戻ってくるときは、ＢＬＵＥダイクロイックフィルター６３の近傍に結像せして、このＢＬＵＥダイクロイックフィルター６３を透過せしめるように構成しているので、選択反射素子６（第５光学素子）を透過する光（照明光）の光量が増え、ここでも光の利用効率を上げることができる。
【００５６】
同様に、ＢＬＵＥダイクロイックフィルター６３で反射するＲＥＤの光が再び前記選択反射素子６（第５光学素子）の部分に戻ってくるときは、ＲＥＤダイクロイックフィルター６１の近傍に結像せしめて、このＲＥＤダイクロイックフィルター６１を透過せしめるように構成しているので、選択反射素子６（第５光学素子）を透過する光（照明光）の光量が増え、ここでも光の利用効率を上げることができる。
【００５７】
同様に、ＢＬＵＥダイクロイックフィルター６３で反射するＧＲＥＥＮの光が再び前記選択反射素子６（第５光学素子）の部分に戻ってくるときは、ＧＲＥＥＮダイクロイックフィルター６２の近傍に結像せして、このＧＲＥＥＮダイクロイックフィルター６２を透過せしめるように構成しているので、選択反射素子６（第５光学素子）を透過する光（照明光）の光量が増え、ここでも光の利用効率を上げることができる。
【００５８】
図５は、本発明の実施形態に係る照明装置の選択反射素子（第５光学素子）の他の１実施例を示す構成図である。
同図に示す選択反射素子６（第５光学素子）は、反射型の円偏光素子であることを特徴としている。反射型の円偏光素子の１例としてはコレステリック液晶がある。光源からの光は自然光（不定偏光）であるため、右回り円偏光と左回り円偏光がほぼ半分ずつの割合で存在しているが、コレステリック液晶はある一方の円偏光を透過し、他方を反射する性質を持っている。
【００５９】
そこで、仮に、右回り円偏光を透過し、左回り円偏光を反射するコレステリック液晶を前記の選択反射素子６（第５光学素子）として配置すると、入射光のうちの右回り円偏光は透過され、左回り円偏光は反射する。この反射した左回り円偏光は、短冊状ミラー７（第３光学素子）で再反射して再び選択反射素子６（第５光学素子）に戻ってくるが、円偏光は反射すると回転方向が逆転する性質を持っているため、再び選択反射素子６（第５光学素子）に戻ってきた前記の光は、右回り円偏光となっており、この選択反射素子６（第５光学素子）を透過する。これにより、選択反射素子６（第５光学素子）を透過する光（照明光）の光量を増やすことができるので、光の利用効率が高い照明装置を構成することができる。
【００６０】
図６は、本発明の実施形態に係る照明装置の選択反射素子（第５光学素子）の他の１実施例を示す構成図である。
同図に示す選択反射素子６（第５光学素子）は、反射型の直線偏光素子であることを特徴としている。反射型の直線偏光素子の１例としてワイヤーグリッド偏光板や、３Ｍ社のＤＢＥＦなどがある。光源からの光は自然光（不定偏光）であるため、ある方向の直線偏光とそれに直行する方向の直線偏光とが、ほぼ半分ずつの割合で存在しているが、反射型の直線偏光子は、或る一定方向の直線偏光を透過し、この方向に直行する方向の直線偏光を反射する性質を持っている。
【００６１】
そこで、仮に、第５光学素子に対するＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する反射型の直線偏光素子を前記選択反射素子６（第５光学素子）として配置すると、入射光のうちのＰ偏光は選択反射素子６（第５光学素子）を透過し、また、Ｓ偏光は反射される。反射されたＳ偏光は、短冊状ミラー７１（第３光学素子）で再反射し、再び選択反射素子６（第５光学素子）に戻ってくるが、その光路内に１／４波長板７２（１／４位相差板）を、その光学軸が直線偏光の偏光軸に対して４５°になるように配置する。これにより、前記直線偏光が円偏光になるが、短冊状ミラー７１（第３光学素子）で反射すると逆方向の円偏光になり、再度１／４波長板７２を透過するとＰ偏光になるため、前記選択反射素子６（第５光学素子）を透過する。これにより、やはり、選択反射素子６（第５光学素子）を透過する光量を増やすことができるので、光の利用効率の高い照明装置を構成することができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の照明装置によれば、照明光として利用されなかった光を光学系によりリサイクルして再び照明光とすることにより、照明光の光量を増量せしめ、光の利用効率を高めることができる簡単な構成の照明装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る照明装置の光学系の構成を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る照明装置の第２レンズアレイ（第２光学素子）と、短冊状ミラー（第３光学素子）との一体構成の１実施例を示す構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る照明装置の光学系の他の構成を示す構成図である。
【図４】本発明の実施形態に係る照明装置の選択反射素子（第５光学素子）の１実施例を示す構成図である。
【図５】本発明の実施形態に係る照明装置の選択反射素子（第５光学素子）の他の１実施例を示す構成図である。
【図６】本発明の実施形態に係る照明装置の選択反射素子（第５光学素子）の他の１実施例を示す構成図である。
【図７】従来の一般的な液晶プロジェクタ方式の照明装置の光学系の構成を示す構成図である。
【図８】ＳＣＲ（Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  Ｃｏｌｏｒ  Ｒｅｃａｐｔｕｒｅ  ａｎｄ  Ａ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｓｃｒｏｌｌｉｎｇ  Ｃｏｌｏｒ）方式単板ＤＬＰプロジェクタの光学系の１構成例を示す構成図である。
【符号の説明】
１  光源
２  リフレクター
３  第１レンズアレイ（第１光学素子）
４  第２レンズアレイ（第２光学素子）
６  選択反射素子（第５光学素子）
７，７１  短冊状ミラー（第３光学素子）
５１  第１照明レンズ（第４光学素子）
５２  第２照明レンズ（第４光学素子）
５３  第３照明レンズ（第４光学素子）
６１  ＲＥＤダイクロイックフィルター（第５光学素子）
６２  ＧＲＥＥＮダイクロイックフィルター（第５光学素子）
６３  ＢＬＵＥダイクロイックフィルター（第５光学素子）
７２  １／４波長板（１／４位相差板）
【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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