(57)【要約】本発明の照明装置は、第１焦点及び第２焦点を有する楕円面リフレクタと、発光管と、平行化レンズと、平行化レンズからの照明光束を複数の部分光束に分割するための複数の小レンズ１２２を有する第１レンズアレイ１２０と、第１レンズアレイ１２０の複数の小レンズ１２２に対応する複数の小レンズを有する第２レンズアレイと、第２レンズアレイからの各部分光束を被照明領域で重畳させるための重畳レンズとを有する照明装置において、第１レンズアレイ１２０の光入射面は、第２焦点より楕円面リフレクタ側の位置であって、光入射面上で平行化レンズからの照明光束の光量が全体にわたって分布するような位置にあることを特徴とする。  このため、被照明領域である電気光学変調装置の画像形成領域上での面内光強度分布特性を低下させることなく、第１レンズアレイにおける製造加工の簡素化及び製造コストの低廉化を図ることができる。
2005019928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１焦点及び第２焦点を有する楕円面リフレクタと、
前記第１焦点近傍に発光部を有する発光管と、
前記楕円面リフレクタからの光を略平行な照明光束に変換する平行化レンズと、
前記平行化レンズからの照明光束を複数の部分光束に分割するための複数の小レンズを有する第１レンズアレイと、
前記第１レンズアレイの前記複数の小レンズに対応する複数の小レンズを有する第２レンズアレイと、
前記第２レンズアレイからの各部分光束を被照明領域で重畳させるための重畳レンズとを有する照明装置において、
前記第１レンズアレイの光入射面は、前記第２焦点より楕円面リフレクタ側の位置であって、前記光入射面上で前記平行化レンズからの照明光束の光量が全体にわたって分布するような位置にあることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の照明装置において、
前記第１レンズアレイの前記複数の小レンズは、横方向及び縦方向をそれぞれ６行と４列とするマトリクス状に配列され、かつ、行列の各行・各列に対応する位置に配置されていることを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項１に記載の照明装置において、
前記第１レンズアレイの前記複数の小レンズは、横方向及び縦方向をそれぞれ６行と４列とするマトリクス状に配列され、かつ、行列の第１行・第１列、第１行・第４列、第６行・第１列及び第６行・第４列に対応する位置を除く行列位置に配置されていることを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の照明装置において、
前記第１レンズアレイにおける前記複数の小レンズの縦横寸法比は、縦寸法：横寸法＝３：４とする比率に設定されていることを特徴とする照明装置。
【請求項５】
請求項４に記載の照明装置において、
前記平行化レンズの有効径は、前記第１レンズアレイの最大縦寸法と略同一の寸法に設定されていることを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項４に記載の照明装置において、
前記平行化レンズの有効径は、前記第１レンズアレイの最大横寸法と略同一の寸法に設定されていることを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項２又は３に記載の照明装置において、
前記第１レンズアレイにおける前記複数の小レンズの縦横寸法比は、縦寸法：横寸法＝２：３とする比率に設定されていることを特徴とする照明装置。
【請求項８】
請求項７に記載の照明装置において、
前記平行化レンズの有効径は、前記第１レンズアレイの最大縦寸法及び最大横寸法と略同一の寸法に設定されていることを特徴とする照明装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の照明装置において、
被照明領域における照明光束の断面の縦横寸法比を縦寸法：横寸法＝３：４の比率にするために、前記第１レンズアレイからの照明光束の縦横寸法比を補正する光学要素をさらに備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の照明装置において、
前記第１レンズアレイの前記複数の小レンズは、横方向及び縦方向をそれぞれ７行と４列とするマトリクス状に配列され、かつ、行列の各行・各列に対応する位置に配置されていることを特徴とする照明装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の照明装置において、
前記第１レンズアレイの前記複数の小レンズは、横方向及び縦方向をそれぞれ７行と４列とするマトリクス状に配列され、かつ、行列の第１行・第１列、第１行・第４列、第７行・第１列及び第７行・第４列に対応する位置を除く行列位置に配置されていることを特徴とする照明装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の照明装置において、
前記第１レンズアレイの前記複数の小レンズの縦横寸法比は、縦寸法：横寸法＝９：１６とする比率に設定されていることを特徴とする照明装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載の照明装置において、
前記第２レンズアレイにおける最大縦寸法及び最大横寸法のそれぞれは、前記第１レンズアレイにおける最大縦寸法及び最大横寸法のそれぞれよりも大きく設定されていることを特徴とする照明装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載の照明装置において、
前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイは、一体成形されてなることを特徴とする照明装置。
【請求項１５】
請求項１〜１３のいずれかに記載の照明装置において、
前記第１レンズアレイと前記第２レンズアレイとの間に、前記第１レンズアレイからの光を前記第２レンズアレイに導くための透光部をさらに有し、
前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイは、前記透光部を介して接合されてなることを特徴とする照明装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれかに記載の照明装置において、
前記発光管の被照明領域側に配置され、前記発光部から被照明領域側に放射される光を前記楕円面リフレクタに反射する反射手段をさらに備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれかに記載の照明装置と、前記照明装置からの照明光束を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、前記電気光学変調装置からの変調光を投写する投写光学系とを備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、照明装置及びこれを備えたプロジェクタに関する。
【背景技術】  一般に、プロジェクタは、照明光を射出する照明装置と、この照明装置からの照明光を画像信号に応じて変調する電気光学変調装置と、この電気光学変調装置によって変調された光を投写画像としてスクリーンなどの投写面上に投写する投写光学系とを備えている。
このようなプロジェクタにおいては、投写表示された画像の輝度分布は略均一であることが好ましい。このため、照明装置としては、画像が形成される照明領域を略均一な光強度分布で照射することができる、いわゆるインテグレータ光学系からなる照明装置が用いられる（例えば、特開２００２−５５２０８号公報（図１〜図３）参照。）。
図１３は、従来の照明装置を示す図である。図１４は、従来の照明装置におけるインテグレータ光学系を説明するために示す図である。図１４（ａ）は第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの斜視図であり、図１４（ｂ）は第１レンズアレイの正面図であり、図１４（ｃ）は被照明領域である電気光学変調装置としての液晶装置の画像形成領域を示す図である。図１５は、従来の照明装置における第１レンズアレイの光入射面上での光強度分布を示す図である。
従来の照明装置９００は、図１３に示すように、光源装置９１０及びインテグレータ光学系９６０を備えている。
光源装置９１０は、発光管９１２、楕円面リフレクタ９１４及び平行化レンズ９１６を有している。そして、発光管９１２から放射された光を楕円面リフレクタ９１４で反射して被照明領域側に射出し、この楕円面リフレクタ９１４からの光を平行化レンズ９１６で略平行な照明光束に変換して射出するように構成されている。
インテグレータ光学系９６０は、複数の小レンズ９２２を有する第１レンズアレイ９２０、複数の小レンズ９３２を有する第２レンズアレイ９３０、偏光変換素子９４０及び重畳レンズ９５０を有している。そして、第１レンズアレイ９２０は、光源装置９１０からの照明光束を複数の部分光束に分割し、これら複数の部分光束を第２レンズアレイ９３０及び重畳レンズ９５０によって液晶装置の画像形成領域ＬＡ上に重畳するように構成されている。なお、液晶装置の画像形成領域ＬＡの縦横寸法比は、図１４（ｃ）に示すように、縦寸法（Ｄｙ）：横寸法（Ｄｘ）＝３：４とする比率に設定されている。
この照明装置９００によれば、光源装置９１０から射出された照明光束の光強度分布が不均一な場合であっても、液晶装置の画像形成領域ＬＡ上では略均一な光強度分布を有する照明光束を実現することが可能となる。
ところで、このような照明装置においては、発光管から放射された光が発光管自身によって遮られることなどの理由により、図１５に示すように、第１レンズアレイの光入射面中央部において光強度が極端に小さい領域（以下、影の領域という。）Ｓが存在する。このため、液晶装置の画像形成領域上において略均一な光強度分布を有する照明光束を実現するためには、第１レンズアレイにおける小レンズの個数をある程度多くすることが好ましい。また、プロジェクタにおける光利用効率の向上や迷光レベルの低減を図るためには、第１レンズアレイの小レンズのレンズ形状が液晶装置の画像形成領域と相似であることが好ましく、第１レンズアレイの形状は正方形状であることが好ましい。
そこで、従来の照明装置９００においては、図１４に示すように、第１レンズアレイ９２０は、横方向及び縦方向をそれぞれ８行と６列とするマトリクス状に配列された４８個の小レンズ９２２を有するものとしている。また、小レンズ９２２の縦横寸法比を、縦寸法（ｄＡ）：横寸法（ｄＢ）＝３：４とする比率に設定しており、第１レンズアレイ９２０の形状を正方形状としている。
【発明の開示】
しかしながら、従来の照明装置９００においては、第１レンズアレイ９２０における小レンズ９２２の個数が４８個とかなり多いため、第１レンズアレイ９２０の全表面積に対して個々の小レンズ９２２の占有する表面積が小さくなっている。その結果、レンズ密度が高くなるため、第１レンズアレイの製造加工が煩雑となり、製造コストが嵩むという問題があった。
そこで、本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、被照明領域である電気光学変調装置の画像形成領域上での面内光強度分布特性を低下させることなく、第１レンズアレイにおける製造加工の簡素化及び製造コストの低廉化を図ることができる照明装置及びこれを備えたプロジェクタを提供することを目的とする。
本発明の照明装置は、第１焦点及び第２焦点を有する楕円面リフレクタと、前記第１焦点近傍に発光部を有する発光管と、前記楕円面リフレクタからの光を略平行な照明光束に変換する平行化レンズと、前記平行化レンズからの照明光束を複数の部分光束に分割するための複数の小レンズを有する第１レンズアレイと、前記第１レンズアレイの前記複数の小レンズに対応する複数の小レンズを有する第２レンズアレイと、前記第２レンズアレイからの各部分光束を被照明領域で重畳させるための重畳レンズとを有する照明装置において、前記第１レンズアレイの光入射面は、前記第２焦点より楕円面リフレクタ側の位置であって、前記光入射面上で前記平行化レンズからの照明光束の光量が全体にわたって分布するような位置にあることを特徴とする。
このため、本発明の照明装置によれば、第１レンズアレイの光入射面は、光入射面上で平行化レンズからの照明光束の光量が全体にわたって分布するような位置に配置されているため、第１レンズアレイの光入射面での面内光強度分布をより均一なものとすることができる。その結果、本発明の照明装置をプロジェクタに用いた場合には、被照明領域である電気光学変調装置の画像形成領域上での面内光強度分布特性の低下を抑制することができる。
また、本発明の照明装置によれば、第１レンズアレイの光入射面での面内光強度分布をより均一にすることができるため、第１レンズアレイにおける小レンズの個数を削減してレンズ密度を相対的に低くすることができる。このため、第１レンズアレイにおける製造加工の簡素化及びコストの低廉化を図ることができるようになる。
その結果、本発明の照明装置は、被照明領域である電気光学変調装置の画像形成領域上での面内光強度分布特性を低下させることなく、第１レンズアレイにおける製造加工の簡素化及び製造コストの低廉化を図ることができる照明装置となる。
本発明の照明装置においては、第１レンズアレイの光入射面中央部において影の領域が存在しないような位置に第１レンズアレイを配置することが好ましい。
このように構成することにより、第１レンズアレイの光入射面上で平行化レンズからの照明光束の全量が全体に渡って分布するようになる。
本発明の照明装置においては、前記第１レンズアレイの前記複数の小レンズは、横方向及び縦方向をそれぞれ６行と４列とするマトリクス状に配列され、かつ、行列の各行・各列に対応する位置に配置されていることが好ましい。
このように構成することにより、第１レンズアレイにおける小レンズの個数を２４個とすることができ、レンズ数を削減することが可能となる。このため、第１レンズアレイにおける製造加工の簡素化及びコストの低廉化を図ることができる。
また、本発明の照明装置においては、前記第１レンズアレイの前記複数の小レンズは、横方向及び縦方向をそれぞれ６行と４列とするマトリクス状に配列され、かつ、行列の第１行・第１列、第１行・第４列、第６行・第１列及び第６行・第４列に対応する位置を除く行列位置に配置されていることが好ましい。
このように構成することにより、第１レンズアレイにおける小レンズの個数を２０個とすることができ、さらにレンズ数を削減することが可能となる。
また、本発明の照明装置においては、前記第１レンズアレイにおける前記複数の小レンズの縦横寸法比は、縦寸法：横寸法＝３：４とする比率に設定されていることが好ましい。
このように構成することにより、画像形成領域の縦横寸法比が縦寸法：横寸法＝３：４とする比率に設定された電気光学変調装置を照明する場合に、光利用効率の向上や迷光レベルの低減を図ることができる。
また、本発明の照明装置においては、前記平行化レンズの有効径は、前記第１レンズアレイの最大縦寸法と略同一の寸法に設定されていることが好ましい。
また、本発明の照明装置においては、前記平行化レンズの有効径は、前記第１レンズアレイの最大横寸法と略同一の寸法に設定されていることが好ましい。
このように構成することにより、平行化レンズの有効径を第１レンズアレイの最大縦寸法と略同一の寸法に設定した場合には、第１レンズアレイの光入射面での面内光強度分布をより均一なものとすることができる。また、平行化レンズの有効径を第１レンズアレイの最大横寸法と略同一の寸法に設定した場合には、第１レンズアレイにおける光利用効率を向上することができる。
また、本発明の照明装置においては、前記第１レンズアレイにおける前記複数の小レンズの縦横寸法比は、縦寸法：横寸法＝２：３とする比率に設定されていることが好ましい。
さらにまた、本発明の照明装置においては、前記平行化レンズの有効径は、前記第１レンズアレイの最大縦寸法及び最大横寸法と略同一の寸法に設定されていることが好ましい。
このように構成することにより、第１レンズアレイの形状を正方形状とすることができる。また、平行化レンズの有効径が、第１レンズアレイの最大縦寸法及び最大横寸法と略同一の寸法に設定されているため、平行化レンズからの照明光束を第１レンズアレイの内接円とすることができる。このため、第１レンズアレイの光入射面での面内光強度分布特性の低下を抑制することができ、第１レンズアレイにおける光利用効率の向上を図ることができる。
また、本発明の照明装置においては、被照明領域における照明光束の断面の縦横寸法比を縦寸法：横寸法＝３：４の比率にするために、前記第１レンズアレイからの照明光束の縦横寸法比を補正する光学要素をさらに備えることが好ましい。
このように構成することにより、第１レンズアレイから射出される照明光束の縦横寸法比が、上記光学要素の機能によって、被照明領域である電気光学変調装置の画像形成領域上では縦寸法：横寸法＝３：４とする比率に補正される。このため、プロジェクタにおける光利用効率の向上や迷光レベルの低減を図ることができる。
また、本発明の照明装置においては、前記第１レンズアレイの前記複数の小レンズは、横方向及び縦方向をそれぞれ７行と４列とするマトリクス状に配列され、かつ、行列の各行・各列に対応する位置に配置されていることが好ましい。
このように構成することにより、第１レンズアレイにおける小レンズの個数を２８個とすることができ、レンズ数を削減することが可能となる。このため、第１レンズアレイにおける製造加工の簡素化及びコストの低廉化を図ることができる。
また、本発明の照明装置においては、前記第１レンズアレイの前記複数の小レンズは、横方向及び縦方向をそれぞれ７行と４列とするマトリクス状に配列され、かつ、行列の第１行・第１列、第１行・第４列、第７行・第１列及び第７行・第４列に対応する位置を除く行列位置に配置されていることが好ましい。
このように構成することにより、第１レンズアレイにおける小レンズの個数を２４個とすることができ、さらにレンズ数を削減することが可能となる。
また、本発明の照明装置においては、前記第１レンズアレイの前記複数の小レンズの縦横寸法比は、縦寸法：横寸法＝９：１６とする比率に設定されていることが好ましい。
このように構成することにより、画像形成領域の縦横寸法比が縦寸法：横寸法＝９：１６とする比率に設定されたワイドビジョン用の電気光学変調装置を照明する場合に、プロジェクタにおける光利用効率の向上や迷光レベルの低減を図ることができる。
また、本発明の照明装置においては、前記第２レンズアレイにおける最大縦寸法及び最大横寸法のそれぞれは、前記第１レンズアレイにおける最大縦寸法及び最大横寸法のそれぞれよりも大きく設定されていることが好ましい。
このように構成することにより、第２レンズアレイにおける各小レンズの大きさをある程度大きくすることができる。このため、第１レンズアレイにおける各小レンズが形成するアーク像を第２レンズアレイにおける各小レンズ内に収めることが容易となるため、光利用効率の向上を図ることが容易となる。
また、本発明の照明装置においては、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイは、一体成形されてなることが好ましい。
このように構成することにより、第１レンズアレイから射出される照明光束が空気層を通過することなく第２レンズアレイへと入射するようになるため、第１レンズアレイの光射出面又は第２レンズアレイの光入射面における光の反射等が発生しなくなる。このため、そのような望ましくない反射等による光量の損失を抑制することができるようになる。また、照明装置の組み立ての際に、第１レンズアレイと第２レンズアレイとの位置合わせを行う必要がなくなるとともに、照明装置の組み立て後においては第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの位置精度が劣化するのを抑制することができるようになる。
また、本発明の照明装置においては、前記第１レンズアレイと前記第２レンズアレイとの間に、前記第１レンズアレイからの光を前記第２レンズアレイに導くための透光部をさらに有し、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイは、前記透光部を介して接合されてなることが好ましい。
このように構成することにより、第１レンズアレイから射出される照明光束が空気層を通過することなく第２レンズアレイへと入射するようになるため、第１レンズアレイの光射出面又は第２レンズアレイの光入射面における光の反射等を抑制することが可能となる。このため、そのような望ましくない反射等による光量の損失を低減することができるようになる。また、照明装置の組み立ての際に、前もって第１レンズアレイ及び第２レンズアレイを位置合わせをした上で透光部と接合しておくことにより、この第１レンズアレイ及び第２レンズアレイを有するレンズアレイユニットと他の光学部品との位置を調整するだけで良くなるため、照明装置における各光学部品の位置合わせを容易に行うことができるようになる。
このほか、本発明の照明装置によれば、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイを有するレンズアレイユニットは、上記した第１レンズアレイ及び第２レンズアレイが一体成形されてなる場合とは異なり、それぞれ別々の部材として成形し、その後に接着剤等を用いてこれらを接合することにより製造することができる。このため、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイが一体成形されてなる場合と比較して、製造が容易であるという効果もある。
上記した本発明の照明装置においては、前記透光部は、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイとほぼ等しい屈折率を有することが好ましい。
さらには、第１レンズアレイと透光部及び透光部と第２レンズアレイとをそれぞれ接合するための接着剤も、前記第１レンズアレイ、前記第２レンズアレイとほぼ等しい屈折率を有することが好ましい。
このように構成することにより、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイのそれぞれと透光部との界面における光の反射等をさらに抑制することが可能となるため、そのような望ましくない反射等による光量の損失をより一層低減することができるようになる。
また、上記した本発明の照明装置においては、前記透光部は、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイとほぼ等しい線膨張係数を有することが好ましい。
このように構成することにより、プロジェクタの使用による温度変化に伴う熱応力の発生を抑制することが可能となるため、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイと透光部との接合部分における損傷を抑制することができるようになる。
これらより、上記した本発明の照明装置においては、前記透光部は、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイと同一の基材からなることがさらに好ましい。
また、本発明の照明装置において、前記発光管の被照明領域側に配置され、前記発光部から被照明領域側に放射される光を前記楕円面リフレクタに反射する反射手段をさらに備えることが好ましい。
このように構成することにより、発光管から被照明領域側に放射される光が楕円面リフレクタに反射されるため、発光管の被照明領域側端部まで覆うような大きさに楕円面リフレクタの大きさを設定することを必要とせず、楕円面リフレクタの小型化を図ることができ、結果として照明装置の小型化を図ることができる。
また、楕円面リフレクタの小型化を図ることができることにより、楕円面リフレクタから楕円面リフレクタの第２焦点に向けて集束するビームの集束角やビームスポットの径を小さくすることができるため、平行化レンズをはじめとして後段の各光学要素をさらに小さくすることができ、照明装置のさらなる小型化を図ることができる。
本発明のプロジェクタは、本発明の照明装置と、前記照明装置からの照明光束を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、前記電気光学変調装置からの変調光を投写する投写光学系とを備えたことを特徴とする。
このため、本発明のプロジェクタは、電気光学変調装置の画像形成領域上での面内光強度分布特性を低下させることなく、第１レンズアレイにおける製造加工の簡素化及び製造コストの低廉化を図ることができる優れた照明装置を備えているため、低価格で高画質なプロジェクタとなる。
【図面の簡単な説明】  図１は、実施形態１に係るプロジェクタの光学系を説明するために示す図である。
図２は、実施形態１に係る照明装置を説明するために示す図である。
図３は、実施形態１における第１レンズアレイを説明するために示す図である。
図４は、実施形態１における第１レンズアレイを説明するために示す図である。
図５は、実施形態１に係る照明装置の要部における光束の軌跡を模式的に示す図である。
図６は、実施形態２における第１レンズアレイを説明するために示す図である。
図７は、実施形態３における第１レンズアレイを説明するために示す図である。
図８は、実施形態４に係る照明装置を説明するために示す図である。
図９は、実施形態５に係る照明装置を説明するために示す図である。
図１０は、実施形態６に係る照明装置を説明するために示す図である。
図１１は、実施形態７に係る照明装置を説明するために示す図である。
図１２は、実施形態８における第１レンズアレイを説明するために示す図である。
図１３は、従来の照明装置を示す図である。
図１４は、従来の照明装置におけるインテグレータ光学系を説明するために示す図である。
図１５は、従来の照明装置における第１レンズアレイの光入射面上での光強度分布を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の照明装置及びこれを備えたプロジェクタについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るプロジェクタの光学系を説明するために示す図である。なお、以下の説明においては、互いに直交する３つの方向をそれぞれｚ方向（システム光軸と平行な方向）、ｘ方向（ｚ方向に垂直かつ紙面に平行な方向）及びｙ方向（紙面に垂直な方向）とする。
実施形態１に係るプロジェクタ１は、図１に示すように、照明装置１００と、色分離光学系２００と、リレー光学系３００と、電気光学変調装置としての３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５００と、投写光学系６００とを備えている。
照明装置１００は、光源装置１１０と、第１レンズアレイ１２０と、第２レンズアレイ１３０と、偏光変換素子１４０と、重畳レンズ１５０とを有している。光源装置１１０から射出された照明光束は、第１レンズアレイ１２０によって複数の部分光束に分割され、各部分光束は第２レンズアレイ１３０及び重畳レンズ１５０によって照明対象である３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域上で重畳される。
なお、照明装置１００についての詳細は後述する。また、図１（図２、図５及び図８についても同様。）に示す第１レンズアレイ１２０及び第２レンズアレイ１３０における各小レンズは、その偏心について捨象して示してある。
色分離光学系２００は、照明装置１００から射出された照明光束を、それぞれ異なる波長域の３色の照明光束に分離する機能を有している。第１のダイクロイックミラー２１０は、略青色の光束（以下、「Ｂ光」という。）を反射するとともに、略緑色の光束（以下、「Ｇ光」という。）及び略赤色の光束（以下、「Ｒ光」という。）を透過させる。第１のダイクロイックミラー２１０で反射されたＢ光は、反射ミラー２３０でさらに反射され、フィールドレンズ２４０Ｂを透過してＢ光用の液晶装置４００Ｂを照明する。
フィールドレンズ２４０Ｂは、照明装置１００からの複数の部分光束がそれぞれＢ光用の液晶装置４００Ｂを照明するように集光する。通常、各部分光束が、それぞれ略平行な光束となるように設定されている。他の液晶装置４００Ｇ，４００Ｒの前に配設されたフィールドレンズ２４０Ｇ，３５０も、フィールドレンズ２４０Ｂと同様に構成されている。
第１のダイクロイックミラー２１０を透過したＧ光とＲ光のうちＧ光は、第２のダイクロイックミラー２２０によって反射され、フィールドレンズ２４０Ｇを透過してＧ光用の液晶装置４００Ｇを照明する。一方、Ｒ光は、第２のダイクロイックミラー２２０を透過し、リレー光学系３００を通過してＲ光用の液晶装置４００Ｒを照明する。
リレー光学系３００は、入射側レンズ３１０、入射側反射ミラー３２０、リレーレンズ３３０、射出側反射ミラー３４０及びフィールドレンズ３５０を有している。色分離光学系２００から射出されたＲ光は、入射側レンズ３１０によってリレーレンズ３３０の近傍で収束し、射出側反射ミラー３４０及びフィールドレンズ３５０に向かって発散する。フィールドレンズ３５０に入射する光束の大きさは、入射側レンズ３１０に入射する光束の大きさに略等しくなるように設定されている。
各色光用の液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、それぞれの光入射面に入射した色光を、それぞれに対応する画像信号に応じた光に変換し、これら変換された光を透過光として射出する。液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの入射側には入射側偏光板９１８Ｒ，９１８Ｇ，９１８Ｂがそれぞれ配置され、射出側には射出側偏光板９２０Ｒ，９２０Ｇ，９２０Ｂがそれぞれ配置されている。液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとしては、画像形成領域の縦横寸法比を縦寸法：横寸法＝３：４とする比率に設定された透過型の液晶装置が用いられる。
クロスダイクロイックプリズム５００は、各色光用の液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂから射出される各色光の変換光を合成する色合成光学系としての機能を有する。そして、Ｒ光を反射するＲ光反射ダイクロイック面５１０Ｒと、Ｂ光を反射するＢ光反射ダイクロイック面５１０Ｂとを有している。Ｒ光反射ダイクロイック面５１０Ｒ及びＢ光反射ダイクロイック面５１０Ｂは、Ｒ光を反射する誘電体多層膜とＢ光を反射する誘電体多層膜とを４つの直角プリズムの界面に略Ｘ字状に形成することにより設けられている。これら両反射ダイクロイック面５１０Ｒ，５１０Ｂによって３色の変換光が合成され、カラー画像を表示する光が生成される。クロスダイクロイックプリズム５００において生成された合成光は、投写光学系６００に向かって射出される。
投写光学系６００は、クロスダイクロイックプリズム５００からの合成光を表示画像としてスクリーンなどの投写面上に投写するように構成されている。
次に、実施形態１に係る照明装置について、図２〜図５を用いて詳細に説明する。図２は、実施形態１に係る照明装置を説明するために示す図である。図３は、実施形態１における第１レンズアレイを説明するために示す図である。図３（ａ）は第１レンズアレイをシステム光軸に沿って正面から見た図であり、図３（ｂ）は第１レンズアレイの光入射面における光強度分布を示す図である。図４は、実施形態１における第１レンズアレイを説明するために示す図である。図４（ａ）は平行化レンズの光入射面における光強度分布を示す図であり、図４（ｂ）は第１レンズアレイの光入射面における光強度分布を示す図である。図５は、実施形態１に係る照明装置の要部における光束の軌跡を模式的に示す図である。光束の部分を灰色で示している。
実施形態１に係る照明装置１００は、図２に示すように、光源装置１１０と、第１レンズアレイ１２０と、第２レンズアレイ１３０と、偏光変換素子１４０と、重畳レンズ１５０とを有している。
光源装置１１０は、発光管１１２、楕円面リフレクタ１１４及び平行化レンズ１１６を有している。
発光管１１２は、例えば、石英ガラスからなり、発光部１１２ａ及びこの発光部１１２ａの両側部に連接する封止部を有している。発光部１１２ａは中空であり、内部には水銀、希ガス及びハロゲンが封入されている。また、発光部１１２ａは、楕円面リフレクタ１１４の第１焦点Ｆ１の位置近傍に配置されている。
発光管１１２としては、例えば、高圧水銀ランプが用いられる。なお、メタルハライドランプやキセノンランプなどの他のランプを用いることもできる。
楕円面リフレクタ１１４は、被照明領域側に開口し、発光管１１２の発光部１１２ａ後方に配置されている。また、システム光軸ＯＣ上で所定の間隔をもって配置された第１焦点Ｆ１及び第２焦点Ｆ２を有しており、第１焦点Ｆ１及び第２焦点Ｆ２は、楕円面リフレクタ１１４の楕円面に連続する仮想楕円面とシステム光軸ＯＣとが交わる仮想点Ｏからそれぞれ光学距離ｆ１＝１２ｍｍ，ｆ２＝６０ｍｍをもって離間する位置に配置されている。
平行化レンズ１１６は、凹レンズからなり、楕円面リフレクタ１１４の被照明領域側に配置されている。そして、楕円面リフレクタ１１４からの光を略平行化するように構成されている。ここで、この明細書において「楕円面リフレクタ１１４からの光を略平行化する」という用語は、後述する実施形態５に係る照明装置に用いられる平行化レンズ１１６Ｂ（図９参照。）のように、平行化レンズから射出される照明光束が若干外方に向けて射出されるような場合をも含む意味で用いている。
平行化レンズ１１６の有効径は、図３（ａ）に示すように、第１レンズアレイ１２０の縦寸法と略同一の寸法に設定されている。
第１レンズアレイ１２０は、図２〜図５に示すように、複数の小レンズ１２２を有し、平行化レンズ１１６の被照明領域側に配設されている。そして、平行化レンズ１１６によって略平行化された照明光束を複数の部分光束に分割するように構成されている。また、楕円面リフレクタ１１４の第２焦点Ｆ２より楕円面リフレクタ側（仮想点Ｏから光学距離Ｚ＝５５ｍｍをもって離間する位置）に光入射領域１２０ａが位置するように構成されている。このため、平行化レンズ１１６からの射出光束Ｌは、図３（ｂ）に示すように、その光量が第１レンズアレイ１２０の光入射領域１２０ａ（図２参照。）上で全体にわたって分布するように、すなわち発光管１１２の影を消滅させるようになる。
なお、実施形態１に係る照明装置１００においては、平行化レンズ１１６は、図４（ａ）及び図５に示すように、光入射面中央部において入射光強度の極端に小さい領域（影の領域）Ｓが存在するようなシステム光軸ＯＣ上の位置Ａに配置する。これに対して、第１レンズアレイ１２０は、図４（ｂ）及び図５に示すように、光入射面中央部において入射光強度の極端に小さい領域（影の領域）Ｓが存在しないようなシステム光軸ＯＣ上の位置Ｂ、すなわち、仮想点Ｏ（図２参照。）から光学距離Ｚ＝５５ｍｍをもって離間する位置に配置する。
実施形態１に係る照明装置１００においては、第１レンズアレイ１２０の小レンズ１２２は、図３（ａ）に示すように、システム光軸ＯＣに直交する面内において横方向及び縦方向をそれぞれ６行と４列とするマトリクス状に配列され、かつ、この行列の各行・各列に対応する位置に配置されている。これにより、第１レンズアレイ１２０における小レンズ１２２の個数を２４個とすることができ、レンズ数を削減することが可能となる。このため、第１レンズアレイにおける製造加工の簡素化及びコストの低減化を図ることができる。
実施形態１に係る照明装置１００においては、第１レンズアレイ１２０における小レンズ１２２の縦横寸法比は、縦寸法（ｄＡ）：横寸法（ｄＢ）＝３：４とする比率に設定されている。これにより、画像形成領域の縦横寸法比が縦寸法：横寸法＝３：４とする比率に設定された液晶装置を照明する場合に、光利用効率の向上や迷光レベルの低減を図ることができる。
実施形態１に係る照明装置１００においては、平行化レンズ１１６の有効径ＷＬは、図３（ａ）に示すように、第１レンズアレイ１２０の最大縦寸法ＤＡと略同一の寸法に設定されている。これにより、第１レンズアレイの光入射面での面内光強度分布をより均一なものとすることができる。
第２レンズアレイ１３０は、図２に示すように、第１レンズアレイ１２０の小レンズ１２２に対応する複数の小レンズ１３２を有し、第１レンズアレイ１２０の被照明領域側に配置されている。そして、第１レンズアレイ１２０によって分割された各部分光束をシステム光軸ＯＣと平行な部分光束とし、かつ、この各部分光束を重畳レンズ１５０と協働して液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域上に重畳させるように構成されている。
第２レンズアレイ１３０の小レンズ１３２は、第１レンズアレイ１２０の小レンズ１２２と同様に、システム光軸ＯＣに直交する面内において縦方向及び横方向をそれぞれ６行と４列とするマトリクス状に配列され、かつ、この行列の各行・各列に対応する位置に配置されている。これにより、第２レンズアレイ１３０における小レンズ１３２の個数を２４個とすることができ、レンズ数を削減することが可能となる。このため、第２レンズアレイにおける製造加工の簡素化及びコストの低廉化を図ることができる。
なお、第１レンズアレイ１２０の小レンズ１２２は、システム光軸ＯＣに直交する面内において横方向及び縦方向をそれぞれ６行と４列とするマトリクス状に配列され、かつ、この行列の第１行・第１列、第１行・第４列、第６行・第１列及び第６行・第４列に対応する位置を除く行列位置に配置されている構成としてもよい。これにより、第１レンズアレイ１２０における小レンズ１２２の個数を２０個とすることができ、さらにレンズ数を削減することが可能となる。
この場合、第２レンズアレイ１３０の小レンズ１３２は、第１レンズアレイ１２０の小レンズ１２２の配置に対応して、６行・４列の行列の第１行・第１列、第１行・第４列、第６行・第１列及び第６行・第４列に対応する位置を除く行列位置に配置されている構成としてもよい。これにより、第２レンズアレイ１３０における小レンズ１３２の個数を２０個とすることができ、さらにレンズ数を削減することが可能となる。
偏光変換素子１４０は、図２に示すように、照明光束に含まれる２つの偏光成分のうち一方の偏光成分に係る照明光束をそのまま透過し他方の偏光成分に係る照明光束をシステム光軸ＯＣに垂直な方向に反射する偏光分離面と、他方の偏光成分をシステム光軸ＯＣに平行な方向に反射する反射面とを有する１組の偏光分離プリズムが、第１レンズアレイ１２０における複数の小レンズ１２２に対応して４列に配列されている。これにより、従来のような偏光分離プリズムが６列に配列された偏光変換素子（図１３参照。）よりも容易に、かつ、低コストで製造することができるようになる。
偏光変換素子１４０の光射出面には、各偏光分離プリズムの偏光分離面に対応する位置に位相差板（図示せず。）が配置されている。これにより、偏光変換素子１４０から射出される照明光束を他方の偏光成分に係る照明光束にすることができるため、偏光光を用いる液晶装置を用いたプロジェクタに好適に用いることができる。
重畳レンズ１５０は、集光レンズからなり、偏光変換素子１４０の被照明領域側に配置されている。そして、偏光変換素子１４０から射出された照明光束を集光して第２レンズアレイ１３０と共に液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域上に重畳させるように構成されている。
以上説明した実施形態１に係る照明装置１００によれば、第１レンズアレイ１２０の光入射面は、光入射面上で平行化レンズ１１６からの照明光束の光量が全体にわたって分布するような位置に配置されているため、第１レンズアレイ１２０の光入射面での面内光強度分布をより均一なものとすることができる。その結果、実施形態１に係る照明装置１００をプロジェクタに用いた場合には、液晶装置の画像形成領域上での面内光強度分布特性の低下を抑制することができる。
また、実施形態１に係る照明装置１００によれば、第１レンズアレイ１２０の光入射面での面内光強度分布をより均一にすることができるため、第１レンズアレイ１２０における小レンズ１２２の個数を削減してレンズ密度を相対的に低くすることができる。このため、第１レンズアレイにおける製造加工の簡素化及びコストの低廉化を図ることができるようになる。
その結果、実施形態１に係る照明装置１００は、液晶装置の画像形成領域上での面内光強度分布特性を低下させることなく、第１レンズアレイにおける製造加工の簡素化及び製造コストの低廉化を図ることができる照明装置となる。
また、実施形態１に係るプロジェクタ１は、上記した照明装置１００と、照明装置１００からの照明光束を画像情報に応じて変調する液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂからの変調光を投写する投写光学系６００とを備えている。
このため、実施形態１に係るプロジェクタ１は、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域上での面内光強度分布特性を低下させることなく、第１レンズアレイにおける製造加工の簡素化及びコストの低廉化を図ることができる優れた照明装置１００を備えているため、低価格で高画質なプロジェクタとなる。
（実施形態２）
図６は、実施形態２における第１レンズアレイを説明するために示す図である。図６（ａ）は第１レンズアレイをシステム光軸に沿って正面から見た図であり、図６（ｂ）は第１レンズアレイの光入射面における光強度分布を示す図である。
実施形態２に係る照明装置（図示せず。）は、平行化レンズの有効径と第１レンズアレイの最大縦寸法又は最大横寸法との関係が、実施形態１に係る照明装置１００の場合とは異なっている。すなわち、実施形態１に係る照明装置１００においては、平行化レンズ１１６の有効径ＷＬは、図３（ａ）に示すように、第１レンズアレイ１２０の最大縦寸法ＤＡと略同一の寸法に設定されているのに対し、実施形態２に係る照明装置においては、平行化レンズ１１６の有効径ＷＬは、図６（ａ）に示すように、第１レンズアレイ１２０Ｂの最大横寸法ＤＢと略同一の寸法に設定されている。
このように、実施形態２に係る照明装置においては、平行化レンズの有効径と第１レンズアレイの最大縦寸法又は最大横寸法との関係が、実施形態１に係る照明装置１００のそれとは異なっているが、その他の点では実施形態１に係る照明装置１００の場合と同様の構成を有しているため、実施形態１に係る照明装置１００が有する該当する効果を有する。
また、実施形態２に係る照明装置においては、上記したように、平行化レンズ１１６の有効径ＷＬは、第１レンズアレイ１２０Ｂの最大横寸法ＤＢと略同一の寸法に設定されている。これにより、図６（ｂ）に示すように、平行化レンズ１１６から射出される照明光束のほぼ全光量を第１レンズアレイ１２０Ｂの光入射面においてのみ込むことができるため、第１レンズアレイにおける光利用効率を向上することができる。
（実施形態３）
図７は、実施形態３における第１レンズアレイを説明するために示す図である。図７（ａ）は第１レンズアレイをシステム光軸に沿って正面から見た図であり、図７（ｂ）は第１レンズアレイの光入射面における光強度分布を示す図である。
実施形態３に係る照明装置（図示せず。）は、第１レンズアレイにおける小レンズの縦横寸法比、及び平行化レンズの有効径と第１レンズアレイの最大縦寸法又は最大横寸法との関係が、実施形態１に係る照明装置１００の場合とは異なっている。すなわち、実施形態１に係る照明装置１００においては、第１レンズアレイ１２０における小レンズ１２２の縦横寸法比は、縦寸法（ｄＡ）：横寸法（ｄＢ）＝３：４とする比率に設定されているのに対し、実施形態３に係る照明装置においては、第１レンズアレイ１２０Ｃにおける小レンズ１２２Ｃの縦横寸法比は、縦寸法（ｄＡ）：横寸法（ｄＢ）＝２：３とする比率に設定されている。また、実施形態１に係る照明装置１００においては、平行化レンズ１１６の有効径ＷＬは、図３（ａ）に示すように、第１レンズアレイ１２０の最大縦寸法ＤＡと略同一の寸法に設定されているのに対し、実施形態３に係る照明装置においては、平行化レンズ１１６の有効径ＷＬは、図７（ａ）に示すように、第１レンズアレイ１２０Ｃの最大縦寸法ＤＡ及び最大横寸法ＤＢと略同一の寸法に設定されている。
このように、実施形態３に係る照明装置においては、第１レンズアレイにおける小レンズの縦横寸法比、及び平行化レンズの有効径と第１レンズアレイの最大縦寸法又は最大横寸法との関係が、実施形態１に係る照明装置１００のそれとは異なっているが、その他の点では実施形態１に係る照明装置１００の場合と同様の構成を有しているため、実施形態１に係る照明装置１００が有する該当する効果を有する。
また、実施形態３に係る照明装置においては、上記したように、第１レンズアレイ１２０Ｃにおける小レンズ１２２Ｃの縦横寸法比は、縦寸法（ｄＡ）：横寸法（ｄＢ）＝２：３とする比率に設定されているとともに、平行化レンズ１１６の有効径ＷＬは、第１レンズアレイ１２０Ｂの最大縦寸法ＤＡ及び最大横寸法ＤＢと略同一の寸法に設定されている。
これにより、第１レンズアレイ１２０の形状を正方形状とすることができる。また、平行化レンズ１１６の有効径ＷＬが、第１レンズアレイ１２０Ｃの最大縦寸法ＤＡ及び最大横寸法ＤＢと略同一の寸法に設定されているため、図７に示すように、平行化レンズ１１６からの照明光束を第１レンズアレイ１２０Ｃの内接円とすることができる。このため、第１レンズアレイ１２０Ｃの光入射面での面内光強度分布特性の低下を抑制することができ、第１レンズアレイ１２０Ｃにおける光利用効率の向上を図ることができる。
なお、実施形態３に係る照明装置においては、被照明領域における照明光束の断面の縦横寸法比を縦寸法（ｄＡ）：横寸法（ｄＢ）＝３：４の比率にするために、第１レンズアレイ１２０Ｃからの照明光束の縦横寸法比を補正するシリンドリカルレンズ等の光学要素を備えることが好ましい。これにより、第１レンズアレイ１２０Ｃから射出される照明光束の縦横寸法比が、そのような光学要素の機能によって、被照明領域である液晶装置の画像形成領域上では縦寸法：横寸法＝３：４とする比率になるように補正される。このため、プロジェクタにおける光利用効率の向上や迷光レベルの低減を図ることができる。
（実施形態４）
図８は、実施形態４に係る照明装置を説明するために示す図である。なお、図８において、図２と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
実施形態４に係る照明装置１００Ｂは、光源装置の構成が、実施形態１に係る照明装置１００の場合とは異なっている。すなわち、実施形態４に係る照明装置１００Ｂにおいては、光源装置１１０Ｂは、図８に示すように、発光管１１２から被照明領域側に射出される光を楕円面リフレクタ１１４Ｂに向けて反射する反射手段としての補助ミラー１１３をさらに備えている。また、補助ミラー１１３が設けられたことに伴って、楕円面リフレクタの形状も実施形態１における楕円面リフレクタ１１４とは異なっている。
補助ミラー１１３は反射凹面体からなり、発光部１１２ａの被照明領域側に配置されている。具体的には、「ｘｙ平面に平行で発光部１１２ａを含む平面」よりも、＋ｚ方向側（光源装置１１０Ｂから射出される光の進行方向側）に位置する略半分の管面にアライメント用の空隙を介して対向する部位に配置されている。補助ミラー１１３は、例えば、凹面体の凹面にＴａ２Ｏ５とＳｉＯ２との誘電体多層膜を蒸着することにより形成することができる。
このように、実施形態４に係る照明装置１００Ｂは、光源装置の構成が実施形態１に係る照明装置１００のそれとは異なっているが、その他の点では実施形態１に係る照明装置１００の場合と同様の構成を有しているため、実施形態１に係る照明装置１００が有する該当する効果を有する。
また、実施形態４に係る照明装置１００Ｂにおいては、発光管１１２には、発光管１１２の被照明領域側に配置され、発光部１１２ａから被照明領域側に放射される光を楕円面リフレクタ１１４Ｂに反射する補助ミラー１１３が設けられているため、発光管１１２から被照明領域側に放射される光が楕円面リフレクタ１１４Ｂに反射される。このため、発光管１１２の被照明領域側端部まで覆うような大きさに楕円面リフレクタの大きさを設定することを必要とせず、楕円面リフレクタの小型化を図ることができる、結果として照明装置の小型化を図ることができる。
また、楕円面リフレクタの小型化を図ることができることにより、楕円面リフレクタ１１４Ｂから楕円面リフレクタ１１４Ｂの第２焦点Ｆ２に向けて集束するビームの集束角やビームスポットの径を小さくすることができるため、平行化レンズ１１６をはじめとして後段の各光学要素をさらに小さくすることができ、照明装置のさらなる小型化を図ることができる。
なお、実施形態４に係る照明装置１００Ｂにおいては、反射手段としての補助ミラー１１３の代わりに、蒸着等により発光管１１２の管面に直接形成した反射膜を用いてもよい。
（実施形態５）
図９は、実施形態５に係る照明装置を説明するために示す図である。
実施形態５に係る照明装置は、図９に示すように、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの構成が、実施形態４に係る照明装置１００Ｂの場合とは異なっている。また、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの構成が異なっていることに伴って、平行化レンズ及び偏子変換素子の構造も異なっている。
すなわち、実施形態５に係る照明装置においては、第２レンズアレイ１３０Ｂにおける最大縦寸法及び最大横寸法のそれぞれは、第１レンズアレイ１２０Ｄにおける最大縦寸法及び最大横寸法のそれぞれよりも大きく設定されている。これにより、第２レンズアレイ１３０Ｂにおける各小レンズの大きさをある程度大きくすることができる。このため、第１レンズアレイ１２０Ｄにおける各小レンズが形成するアーク像を第２レンズアレイ１３０Ｂにおける各小レンズ内に収めることが容易となるため、光利用効率の向上を図ることが容易となる。
このように、実施形態５に係る照明装置は、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの構成が実施形態４に係る照明装置１００Ｂの場合とは異なっているが、実施形態４に係る照明装置１００Ｂの場合と同様に、第１レンズアレイ１２０Ｄの光入射面は、光入射面上で平行化レンズ１１６からの照明光束の光量が全体にわたって分布するような位置に配置されているため、第１レンズアレイ１２０Ｄの光入射面での面内光強度分布をより均一なものとすることができる。その結果、実施形態５に係る照明装置をプロジェクタに用いた場合には、液晶装置の画像形成領域上での面内光強度分布特性の低下を抑制することができる。
また、実施形態５に係る照明装置によれば、第１レンズアレイ１２０Ｄの光入射面での面内光強度分布をより均一にすることができるため、第１レンズアレイ１２０Ｄにおける小レンズの個数を削減してレンズ密度を相対的に低くすることができる。このため、第１レンズアレイにおける製造加工の簡素化及びコストの低廉化を図ることができるようになる。
その結果、実施形態５に係る照明装置は、液晶装置の画像形成領域上での面内光強度分布特性を低下させることなく、第１レンズアレイにおける製造加工の簡素化及び製造コストの低廉化を図ることができる照明装置となる。
（実施形態６）
図１０は、実施形態６に係る照明装置を説明するために示す図である。図１０（ａ）は実施形態６に係る照明装置の要部を上から見た図であり、図１０（ｂ）は第１レンズアレイ及び第２レンズアレイを有するレンズアレイユニットを第１レンズアレイ側から見た斜視図であり、図１０（ｃ）はそのレンズアレイユニットを第２レンズアレイ側から見た斜視図である。
実施形態６に係る照明装置は、図１０（ａ）に示すように、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの構成が、実施形態４に係る照明装置１００Ｂの場合とは異なっている。また、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの構成が異なっていることに伴って、偏光変換素子の構造も異なっている。
すなわち、実施形態６に係る照明装置においては、図１０に示すように、第１レンズアレイ１２０Ｅ及び第２レンズアレイ１３０Ｃは一体成形されている。また、これらの第１レンズアレイ１２０Ｅ及び第２レンズアレイ１３０Ｃを有するレンズアレイユニット１６０が、平行化レンズ１１６と偏光変換素子１４０Ｂとの間に配置されている。
このため、実施形態６に係る照明装置によれば、第１レンズアレイ１２０Ｅから射出される照明光束が空気層を通過することなく第２レンズアレイ１３０Ｃへと入射するようになるため、第１レンズアレイの光射出面又は第２レンズアレイの光入射面における光の反射等が発生しなくなる。このため、そのような望ましくない反射等による光量の損失を抑制することができるようになる。また、照明装置の組み立ての際に、第１レンズアレイと第２レンズアレイとの位置合わせを行う必要がなくなるとともに、照明装置の組み立て後においては第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの位置精度が劣化するのを抑制することができるようになる。
このように、実施形態６に係る照明装置は、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの構成が実施形態４に係る照明装置１００Ｂの場合とは異なっているが、実施形態４に係る照明装置１００Ｂの場合と同様に、第１レンズアレイ１２０Ｅの光入射面は、光入射面上で平行化レンズ１１６からの照明光束の光量が全体にわたって分布するような位置に配置されているため、第１レンズアレイ１２０Ｅの光入射面での面内光強度分布をより均一なものとすることができる。その結果、実施形態６に係る照明装置をプロジェクタに用いた場合には、液晶装置の画像形成領域上での面内光強度分布特性の低下を抑制することができる。
また、実施形態６に係る照明装置によれば、第１レンズアレイ１２０Ｅの光入射面での面内光強度分布をより均一にすることができるため、第１レンズアレイ１２０Ｅにおける小レンズの個数を削減してレンズ密度を相対的に低くすることができる。このため、第１レンズアレイにおける製造加工の簡素化及びコストの低廉化を図ることができるようになる。
その結果、実施形態６に係る照明装置は、液晶装置の画像形成領域上での面内光強度分布特性を低下させることなく、第１レンズアレイにおける製造加工の簡素化及び製造コストの低廉化を図ることができる照明装置となる。
（実施形態７）
図１１は、実施形態７に係る照明装置を説明するために示す図である。図１１（ａ）は実施形態７に係る照明装置の要部を上から見た図であり、図１１（ｂ）は第１レンズアレイ及び第２レンズアレイを有するレンズアレイユニットを第１レンズアレイ側から見た斜視図であり、図１１（ｃ）はそのレンズアレイユニットを第２レンズアレイ側から見た斜視図である。
実施形態７に係る照明装置は、図１１（ａ）に示すように、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの構成が、実施形態４に係る照明装置１００Ｂの場合とは異なっている。また、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの構成が異なっていることに伴って、偏子変換素子の構造も異なっている。
すなわち、実施形態７に係る照明装置においては、図１１に示すように、第１レンズアレイ１２０Ｆと第２レンズアレイ１３０Ｄとの間に、第１レンズアレイ１２０Ｆからの光を第２レンズアレイ１３０Ｄに導くための透光部１７２をさらに有し、第１レンズアレイ１２０Ｆ及び第２レンズアレイ１３０Ｄは、透光部１７２を介して接合されている。また、これらの第１レンズアレイ１２０Ｅ、第２レンズアレイ１３０Ｃ及び透光部１７２を有するレンズアレイユニット１７０が、平行化レンズ１１６と偏光変換素子１４０Ｂとの間に配置されている。
このため、実施形態７に係る照明装置によれば、第１レンズアレイ１２０Ｆから射出される照明光束が空気層を通過することなく第２レンズアレイへ１３０Ｄと入射するようになるため、第１レンズアレイの光射出面又は第２レンズアレイの光入射面における光の反射等を抑制することが可能となる。このため、そのような望ましくない反射等による光量の損失を低減することができるようになる。また、照明装置の組み立ての際に、前もって第１レンズアレイ１２０Ｆ及び第２レンズアレイ１３０Ｄを位置合わせをした上で透光部１７２と接合しておくことにより、この第１レンズアレイ１２０Ｆ及び第２レンズアレイ１３０Ｄを有するレンズアレイユニット１７０と他の光学部品との位置を調整するだけで良くなるため、照明装置における各光学部品の位置合わせを容易に行うことができるようになる。
このほか、実施形態７に係る照明装置によれば、第１レンズアレイ１２０Ｆ及び第２レンズアレイ１３０Ｄを有するレンズアレイユニット１７０は、実施形態６におけるレンズアレイユニット１６０のように第１レンズアレイ１２０Ｅ及び第２レンズアレイ１３０Ｃが一体成形されてなる場合とは異なり、それぞれ別々の部材として成形し、その後に接着剤等を用いてこれらを接合することにより製造することができる。このため、実施形態６に係る照明装置のように第１レンズアレイ及び第２レンズアレイが一体成形されている場合と比較して、製造が容易であるという効果もある。
実施形態７に係る照明装置においては、透光部１７２は、第１レンズアレイ１２０Ｆ及び第２レンズアレイ１３０Ｄと同一の基材から構成されている。また、第１レンズアレイ１２０Ｆと透光部１７２及び透光部１７２と第２レンズアレイ１３０Ｄとを接合するための接着剤についても、第１レンズアレイ１２０Ｆ、第２レンズアレイ１３０Ｄ及び透光部１７２とほぼ同等の屈折率を有するものを用いている。これにより、第１レンズアレイ１２０Ｆ及び第２レンズアレイ１３０Ｄと透光部１７２とは等しい屈折率を有することとなるため、第１レンズアレイ１２０Ｆ及び第２レンズアレイ１３０Ｄのそれぞれと透光部１７２との界面における光の反射等をさらに抑制することが可能となる。このため、そのような望ましくない反射等による光量の損失をより一層低減することができるようになる。また、第１レンズアレイ１２０Ｆ及び第２レンズアレイ１３０Ｄと透光部１７２とは等しい線膨張係数を有することとなるため、プロジェクタの使用による温度変化に伴う熱応力の発生を抑制することが可能となるため、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイと透光部との接合部分における損傷を抑制することができるようになる。
なお、実施形態７に係る照明装置においては、第１レンズアレイ１２０Ｆ、第２レンズアレイ１３０Ｄ及び透光部１７２の基材としては、ガラス転移点が５５０度以下のガラスを用いている。
このように、実施形態７に係る照明装置は、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの構成が実施形態４に係る照明装置１００Ｂの場合とは異なっているが、実施形態４に係る照明装置１００Ｂの場合と同様に、第１レンズアレイ１２０Ｆの光入射面は、光入射面上で平行化レンズ１１６からの照明光束の光量が全体にわたって分布するような位置に配置されているため、第１レンズアレイ１２０Ｆの光入射面での面内光強度分布をより均一なものとすることができる。その結果、実施形態７に係る照明装置をプロジェクタに用いた場合には、液晶装置の画像形成領域上での面内光強度分布特性の低下を抑制することができる。
また、実施形態７に係る照明装置によれば、第１レンズアレイ１２０Ｆの光入射面での面内光強度分布をより均一にすることができるため、第１レンズアレイ１２０Ｆにおける小レンズの個数を削減してレンズ密度を相対的に低くすることができる。このため、第１レンズアレイにおける製造加工の簡素化及びコストの低廉化を図ることができるようになる。
その結果、実施形態７に係る照明装置は、液晶装置の画像形成領域上での面内光強度分布特性を低下させることなく、第１レンズアレイにおける製造加工の簡素化及び製造コストの低廉化を図ることができる照明装置となる。
（実施形態８）
図１２は、実施形態８における第１レンズアレイを説明するために示す図である。図１２（ａ）は第１レンズアレイをシステム光軸に沿って正面から見た図であり、図１２（ｂ）は第１レンズアレイの光入射面における光強度分布を示す図である。
実施形態８に係るプロジェクタ（図示せず。）は、液晶装置の構成が、実施形態４に係るプロジェクタ（図示せず。）の場合とは異なっている。すなわち、実施形態４に係るプロジェクタにおいては、画像形成領域の縦横寸法比を縦寸法：横寸法＝３：４とする比率に設定された液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂを用いているのに対し、実施形態８に係るプロジェクタにおいては、画像形成領域の縦横寸法比を縦寸法：横寸法＝９：１６とする比率に設定されたワイドビジョン用の液晶装置（図示せず。）を用いている。
また、実施形態８に係る照明装置（図示せず。）は、上記したように液晶装置の構成が異なっていることに伴い、第１レンズアレイの構成が、実施形態４に係る照明装置１００Ｂの場合とは異なっている。すなわち、実施形態８に係る照明装置においては、第１レンズアレイ１２０Ｇの複数の小レンズ１２２Ｇは、図１２（ａ）に示すように、横方向及び縦方向をそれぞれ７行と４列とするマトリクス状に配列され、かつ、行列の各行・各列に対応する位置に配置されている。これにより、第１レンズアレイ１２０Ｇにおける小レンズ１２２Ｇの個数を２８個とすることができ、レンズ数を削減することが可能となる。このため、第１レンズアレイにおける製造加工の簡素化及びコストの低廉化を図ることができる。
実施形態８に係る照明装置においては、第１レンズアレイ１２０Ｇの複数の小レンズ１２２Ｇの縦横寸法比は、縦寸法（ｄＡ）：横寸法（ｄＢ）＝９：１６とする比率に設定されている。これにより、画像形成領域の縦横寸法比が縦寸法：横寸法＝９：１６とする比率に設定されたワイドビジョン用の液晶装置を照明する場合に、プロジェクタにおける光利用効率の向上や迷光レベルの低減を図ることができる。
なお、実施形態８に係る照明装置においては、第１レンズアレイ１２０Ｇの複数の小レンズ１２２Ｇは、７行・４列の行列の第１行・第１列、第１行・第４列、第７行・第１列及び第７行・第４列に対応する位置を除く行列位置に配置されている構成としてもよい。これにより、第１レンズアレイ１２０Ｇにおける小レンズ１２２Ｇの個数を２４個とすることができ、さらにレンズ数を削減することが可能となる。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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