(57)【要約】【課題】  装置全体の小型化を図るとともに、光源装置から射出された射出光の輝度ムラを低減すること。【解決手段】  光を射出する光源装置１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂと、該光源装置１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから射出された射出光を分離するとともに、第１偏光分離面２１ａを有する第１偏光分離部２１と、光源装置１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから射出された光の照度分布を均一化する第１導光部２２と、入射した光を第１導光部２２に反射させる第１導光部用反射部２３と、入射した光を第１偏光分離面２１ａに反射させる第１偏光分離部用反射部２５と、第１偏光分離部２１から射出された射出光を分離するとともに、第２偏光分離面３１ａを有する第２偏光分離部３１と、光源装置１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから射出された光の照度分布を均一化する第２導光部３２と、入射した光を第２導光部３２に反射させる第２導光部用反射部３３とを備えることを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を射出する光源装置と、
該光源装置から射出された射出光を分離するとともに、前記射出光のうち特定の振動方向の偏光光を透過させ、前記特定の振動方向とは異なる他の振動方向の偏光光を反射させる第１偏光分離面を有する第１偏光分離部と、
一端面側に前記第１偏光分離部が配置されるとともに、前記光源装置から射出された光の照度分布を均一化する第１導光部と、
前記第１導光部の他端面側に配置されるとともに、入射した光を前記第１導光部に反射させる第１導光部用反射部と、
前記第１偏光分離面を透過した光の光路上に配置されるとともに、入射した光を前記第１偏光分離面に反射させる第１偏光分離部用反射部と、
前記第１偏光分離部から射出された射出光を分離するとともに、前記射出光のうち特定の振動方向の偏光光を透過させ、前記特定の振動方向とは異なる他の振動方向の偏光光を反射させる第２偏光分離面を有する第２偏光分離部と、
一端面側に前記第２偏光分離部が配置されるとともに、前記光源装置から射出された光の照度分布を均一化する第２導光部と、
前記第２導光部の他端面側に配置されるとともに、入射した光を前記第２導光部に反射させる第２導光部用反射部とを備えることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記第１導光部と前記第１導光部用反射部との間に第１導光部用位相板を備え、
前記第２導光部と前記第２導光部用反射部との間に第２導光部用位相板を備え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】
前記第１偏光分離部と前記第１偏光分離部用反射部との間に第１偏光分離部用位相板を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記第２偏光分離面を透過した光の光路上に配置されるとともに、入射した光を前記第２偏光分離面に反射する第２偏光分離部用反射部を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記光源装置と前記第１偏光分離部との間に位相板を備えることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記光源装置から射出された射出光を略平行化する平行化手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の照明装置と、
該照明装置から射出された光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、
該光変調装置により変調された光を投射する投射装置とを備える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】
【０００１】
本発明は、照明装置及びプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、投射型画像表示装置は、光源として超高圧水銀ランプが用いられることが多いが、ランプの寿命、瞬時の点灯の不可、色再現性範囲の狭さ、紫外波長の照射による液晶ライトバルブの耐光性等の課題により、レーザを光源として用い、液晶ライトバルブ等の光変調装置を照明するレーザディスプレイ装置が提案されている（例えば、特許文献１。）。
【０００３】
特許文献１に記載のレーザディスプレイ装置は、レーザ光源と、レーザ光源から射出されたレーザ光を平行光にするコリメータレンズと、このコリメータレンズから射出された光を均一な光強度分布にするフライアレイレンズとを備えている。
このフライアレイレンズは、マイクロレンズを多数整列させたものであり、入射した光を一旦分割した後、再集光してその積分効果により、均一な光強度分布を有する光を生成している。また、光源から射出された光を均一な照度分布にする方法としては、ロッドインテグレータを用いる技術も提案されている。
【特許文献１】特開平１１−６４７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載レーザディスプレイ装置では、フライアレイレンズを用いるため、装置全体が大型化してしまうという問題がある。また、ロッドインテグレータを用いた場合、光源装置から射出された光を十分に均一化するためには、ロッドインテグレータの長さを十分に確保する必要がある。このため、十分に均一化した光を得るためには、ロッドインテグレータを長くする必要があり、装置全体が大型化してしまう。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、装置全体の小型化を図るとともに、光源装置から射出された射出光の輝度ムラを低減することが可能な照明装置及びプロジェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の照明装置は、光を射出する光源装置と、該光源装置から射出された射出光を分離するとともに、前記射出光のうち特定の振動方向の偏光光を透過させ、前記特定の振動方向とは異なる他の振動方向の偏光光を反射させる第１偏光分離面を有する第１偏光分離部と、一端面側に前記第１偏光分離部が配置されるとともに、前記光源装置から射出された光の照度分布を均一化する第１導光部と、前記第１導光部の他端面側に配置されるとともに、入射した光を前記第１導光部に反射させる第１導光部用反射部と、前記第１偏光分離面を透過した光の光路上に配置されるとともに、入射した光を前記第１偏光分離面に反射させる第１偏光分離部用反射部と、前記第１偏光分離部から射出された射出光を分離するとともに、前記射出光のうち特定の振動方向の偏光光を透過させ、前記特定の振動方向とは異なる他の振動方向の偏光光を反射させる第２偏光分離面を有する第２偏光分離部と、一端面側に前記第２偏光分離部が配置されるとともに、前記光源装置から射出された光の照度分布を均一化する第２導光部と、前記第２導光部の他端面側に配置されるとともに、入射した光を前記第２導光部に反射させる第２導光部用反射部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る照明装置では、光源装置から射出された射出光のうち、他の振動方向の偏光光は、第１偏光分離面において反射し、第１導光部に向う。そして、第１導光部の内部を導光した光は、第１導光部用反射部において反射し、再び第１導光部の内部を導光して第１偏光分離部に向う。第１偏光分離部の第１偏光分離面を透過した特定の振動方向の偏光光は、第１偏光分離部用反射部において、第１偏光分離部の第１偏光分離面に向って反射する。次いで、第１偏光分離部の第１偏光分離面において反射された他の振動方向の偏光光は、第２偏光分離部に射出される。
第２偏光分離部に入射した他の振動方向の偏光光は、第２偏光分離面において反射し、第２導光部に向う。そして、第２導光部の内部を導光した光は、第２導光部用反射部において反射し、再び第２導光部の内部を導光して第２偏光分離部に向う。そして、特定の振動方向の偏光光が、第２偏光分離部の第２偏光分離面を透過し、外部に射出され、照明を行う。
【０００８】
このように、光源装置から射出された射出光は、第１導光部及び第２導光部を往復することにより、十分に照度分布が均一な光となる。したがって、光源装置から射出された光の光路を長く確保することができるので、照明装置から射出される光の輝度ムラを低減することができる。さらに、導光部を直線的に長くする構成に比べ、装置全体を小型化にすることが可能となる。
【０００９】
また、本発明の照明装置は、前記第１導光部と前記第１導光部用反射部との間に第１導光部用位相板を備え、前記第２導光部と前記第２導光部用反射部との間に第２導光部用位相板を備えることが好ましい。
【００１０】
本発明に係る照明装置では、例えばλ／４位相板を用いると、第１，第２偏光分離面で反射し、第１，第２導光部の内部を導光したそれぞれの直線偏光は、第１，第２導光部用位相板を２回ずつ透過することにより、位相がλ／２変化することになる。このため、第１，第２偏光分離面で反射された他の振動方向の直線偏光を特定の振動方向の直線偏光に変換する。これにより、特定の振動方向の直線偏光に変換された第１導光部の内部を導光する光は、第１偏光分離部の第１偏光分離面を透過する。一方、特定の振動方向の直線偏光に変換された第２導光部の内部を導光する光は、外部に射出される。このように、第１，第２導光部用位相板を設けることにより、効率良く容易に所望の直線偏光成分を取り出すことができる。
【００１１】
また、本発明の照明装置は、前記第１偏光分離部と前記第１偏光分離部用反射部との間に第１偏光分離部用位相板を備えることが好ましい。
本発明に係る照明装置では、例えばλ／４位相板を用いると、第１偏光分離部に向かって第１導光部の内部を導光し、第１偏光分離面を透過した特定の振動方向の直線偏光は、２回位相板を透過することにより、位相がλ／２変化することになる。このため、第１偏光分離面を透過した特定の振動方向の直線偏光を他の振動方向の直線偏光に変換する。したがって、他の振動方向の直線偏光に変換された光は、第１偏光分離面で反射し第２偏光分離部に向う。このように、第１偏光分離部用位相板を設けることにより、第１導光部の内部を導光した光を効率良く第２偏光分離部に導くことが可能となる。
【００１２】
また、本発明の照明装置は、前記第２偏光分離面を透過した光の光路上に配置されるとともに、入射した光を前記第２偏光分離面に反射する第２偏光分離部用反射部を備えることが好ましい。
本発明に係る照明装置では、光源装置から射出された射出光は、第１偏光分離部に入射し、特定の振動方向の偏光光は第１偏光分離面を透過し、第２偏光分離部に射出される。さらに、第２偏光分離部に入射した特定の振動方向の偏光光は、第２偏光分離部の第２偏光分離面を透過する。透過した特定の振動方向の偏光光は、第２偏光分離部用反射部において、光源装置に向って反射される。そして、光源装置において反射した光は、再び第１偏光分離部に向う。したがって、第２偏光分離部用反射部を備えることにより、第１偏光分離面及び第２偏光分離面を透過した光を再利用することができるため、光の利用効率を向上させることが可能となる。
【００１３】
また、本発明の照明装置は、前記光源装置と前記第１偏光分離部との間に位相板を備えることが好ましい。
本発明に係る照明装置では、例えばλ／４位相板を用いると、第２偏光分離部用反射部において反射し、光源装置に向う特定の振動方向の偏光光は、２回位相板を透過することにより、位相がλ／２変化することになる。このため、第１，第２偏光分離面を透過した特定の振動方向の直線偏光を他の振動方向の直線偏光に変換する。したがって、他の振動方向の直線偏光に変換された光は、第１偏光分離面を反射し、第１導光部に向う。このように、位相板を設けることにより、光源装置において反射した光を効率良く、第１導光部に導くことが可能となる。
【００１４】
また、本発明の照明装置は、前記光源装置から射出された射出光を略平行化する平行化手段を備えることが好ましい。
本発明に係る照明装置では、光源装置から射出された射出光は、平行化手段により平行化され、第１偏光分離部に入射する。このように、第１偏光分離部に入射する光を平行化することにより、第２偏光分離面から射出される光の平行度を高くすることが可能となる。
【００１５】
本発明のプロジェクタは、上記の照明装置と、該照明装置から射出された光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、該光変調装置により変調された光を投射する投射装置とを備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係るプロジェクタでは、照明装置より射出された光は光変調装置に入射される。そして、光変調装置により変調された画像が、投射装置によって投影される。このとき、照明装置は、小型であるとともに、光源装置から射出された射出光の輝度ムラを低減することが可能となっている。したがって、この照明装置を備えたプロジェクタは、小型で、かつ、明るさが均一な画像を投射することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１８】
次に、本発明の第１実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクタ１は、図１に示すように、照明装置１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂから射出されたＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色光を、光変調装置によりそれぞれ変調して、ダイクロイックプリズム５０により合成して、カラー画像を表示する三板式のカラープロジェクタである。
【００１９】
図１は、本実施形態に係るプロジェクタ１の概略を示す図である。
プロジェクタ１は、図１に示すように、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの異なる色光を射出する照明装置１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂと、それぞれの照明装置１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂから射出されたＲ、Ｇ、Ｂの輝度を画像信号に応じて変調する透過型液晶ライトバルブ（光変調装置）４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂと、変調された各色光を合成してカラー画像とするダイクロイックプリズム５０と、ダイクロイックプリズム５０から射出されたカラー画像をスクリーン７０に投射する投射レンズ（投射装置）６０とを備えている。
【００２０】
照明装置１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂは、図２に示すように、光を射出する赤色ＬＥＤ（光源装置）１１Ｒ、緑色ＬＥＤ（光源装置）１１Ｇ、青色ＬＥＤ（光源装置）１１Ｂと、各ＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから射出された光を平行化するコリメータレンズ（平行化光学系）１２と、コリメータレンズ１２から射出された平行光の照度分布を均一化するロッド部２０とを備えている。
【００２１】
ロッド部２０は、ＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの光軸Ｏを中心として配置された第１偏光ビームスプリッタ（第１偏光分離部、以下ＰＢＳプリズムと称す）２１と、光軸Ｏに略直交する軸Ｐを中心とし、一端面２２ａ側に第１ＰＢＳプリズム２１が配置された第１ロッドインテグレータ（第１導光部）２２と、第１ロッドインテグレータ２２の他端面２２ｂ側に設けられた第１導光部用ミラー（第１導光部用反射部）２３と、光軸Ｏを中心として配置された第２ＰＢＳプリズム（第２偏光分離部）３１と、光軸Ｏに略直交するとともに、軸Ｐに対して平行な軸Ｑを中心とし、一端面３２ａ側に第２ＰＢＳプリズム３１が配置された第２ロッドインテグレータ（第２導光部）３２と、他端面３２ｂ側に設けられた第２導光部用ミラー（第２導光部用反射部）３３とを備えている。
【００２２】
また、ロッド部２０は、第１ロッドインテグレータ２２と第１導光部用ミラー２３との間及び第２ロッドインテグレータ３１と第２導光部用ミラー３３との間にそれぞれ第１導光部用λ／４板（位相板）２４及び第２導光部用λ／４板（位相板）３４を備えている。
本実施形態において、第１導光部用ミラー２３と第２導光部用ミラー３３とは一体的に形成されている。また、第１導光部用λ／４板２４と第２導光部用λ／４板３４も一体的に形成されている。すなわち、第１，第２ロッドインテグレータ２２，３２の他端面２２ｂ，３２ｂ側に、一枚のλ／４板及び導光部用ミラーが順に設けられている。なお、第１導光部用ミラー２３と第２導光部用ミラー３３とを別々に形成しても良く、また、第１導光部用λ／４板２４と第２導光部用λ／４板３４とを別々に形成しても良い。
【００２３】
第１ＰＢＳプリズム２１は、コリメータレンズ１２から射出された平行光を分離するとともに、この平行光のうち特定の振動方向の偏光光を透過させ、特定の振動方向とは異なる他の振動方向の偏光光を反射させる第１偏光分離面２１ａを有している。この第１偏光分離面２１ａは、軸Ｐに対して略４５度傾斜している。
また、第１ＰＢＳプリズム２１には、第１ロッドインテグレータ２２が配された面２１ｂと対向する面２１ｃに、第１導光部用ミラー２３において反射し、第１偏光分離面２１ａを透過した光を再び第１偏光分離面２１ａ反射させる第１偏光分離部用ミラー（第１偏光分離部用反射部）２５を備えている。さらに、第１ＰＢＳプリズム２１と第１偏光分離部用ミラー２５との間には、第１偏光分離部用λ／４板（位相板）２６が設けられている。この第１偏光分離部用ミラー２５及び第１偏光分離部用λ／４板２６は、軸Ｐ上に設けられている。
【００２４】
第２ＰＢＳプリズム３１は、第１ＰＢＳプリズム２１から射出された射出光を分離するとともに、この射出光のうち特定の振動方向の偏光光を透過させ、特定の振動方向とは異なる他の振動方向の偏光光を反射させる第２偏光分離面３１ａを有している。この第２偏光分離面３１ａは、軸Ｑに対して略４５度傾斜している。
第1導光部用ミラー２３及び第２導光部用ミラー３３は、第１，第２偏光分離面２１ａ，３１ａにおいて反射し、第１，第２ロッドインテグレータ２２，３２の内部を導光した光を再び第１，第２ロッドインテグレータ２２，３２にそれぞれ反射させるものである。
また、第１，第２ロッドインテグレータ２２，３２は、第１，第２偏光分離面２１ａ，３１ａにおいて反射した光の照度分布をそれぞれ均一化するものである。この第１，第２ロッドインテグレータ２２，３２は、例えば、ガラスや樹脂などの光透過性を有する材料から構成されている。
【００２５】
また、第１，第２ＰＢＳプリズム２１，３１は、特定の振動方向の偏光光、例えばｐ偏光光を透過し、特定の振動方向とは異なる他の振動方向の偏光光、例えばｓ偏光光を反射する。第１，第２ＰＢＳプリズム２１，３１で反射されたｓ偏光光は、第１，第２導光部用λ／４板２４，３４を透過することにより円偏光に変換される。そして、第１，第２導光部用ミラー２３，３３において反射して再び第１，第２導光部用λ／４板２４，３４に入射した光は、直線偏光であるｐ偏光光に変換される。そして、特定の振動方向の偏光光であるｐ偏光光は、第１，第２ＰＢＳプリズム２１，３１の第１偏光分離面２１ａ，３１ａを透過することが可能となっている。
【００２６】
また、第１ロッドインテグレータ２２を導光する間に偏光が乱れ、第１導光部用λ／４板２４を透過することにより、ｓ偏光に変換された直線偏光は、第１偏光分離面２１ａにおいて反射する。そして、第１偏光分離面２１ａにおいて反射した光は、ＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに向かう。その後、ＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂにおいて反射され再び第１ＰＢＳプリズム２１に向かい、上述した循環を繰り返すようになっている。
また、第２ロッドインテグレータ３２を導光する間に偏光が乱れ、第２導光部用λ／４板３４を透過することにより、ｓ偏光に変換された直線偏光は、第２偏光分離面３１ａにおいて反射する。そして、第２偏光分離面３１ａにおいて反射した光は、第１偏光分離面２１ａに向かう。その後、第１偏光分離面２１ａにおいて反射した光は、第１偏光分離部用ミラー２５で反射し、再び第１偏光分離面２１ａに向かう。このとき、第１偏光分離面２１ａにおいて反射した光は、再び第２ＰＢＳプリズム３１に向かい、上述した循環を繰り返すようになっている。一方、第１偏光分離面２１ａにおいて透過した光は、第１ロッドインテグレータ２２を導光し、上述した循環を繰り返すようになっている。
【００２７】
また、照明装置１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂは、第２偏光分離面３１ａを透過した光が、各透過型液晶ライトバルブ４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂをそれぞれ照射するように配置されている。
【００２８】
なお、第１，第２導光部用ミラー２３，３３及び第１偏光分離部用ミラー２５は、高い光反射率を有する部材、例えば、アルミニウムや銀等の金属部材によって構成されている。この第１，第２導光部用ミラー２３，３３及び第１偏光分離部用ミラー２５を金属部材で構成することにより、耐熱性に優れた構成となる。また、第１，第２導光部用λ／４板２４，３４は、各ＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから射出されたそれぞれの光の波長に対して１／４波長の位相差を発生させるものである。
【００２９】
ダイクロイックプリズム５０は、図１に示すように、４つの直角プリズムが貼り合わされた構造からなり、その内部には、青色光を反射する誘電体多層膜（青色光反射ダイクロイック膜５１）及び赤色光を反射する誘電体多層膜（赤色光反射ダイクロイック膜５２）が断面Ｘ字状に形成されている。そして、透過型液晶ライトバルブ４０Ｇからの緑色光を透過し、透過型液晶ライトバルブ４０Ｒからの赤色光と透過型液晶ライトバルブ４０Ｂからの青色光とを折り曲げてこれらの３色の光を合成し、カラー画像を形成する。
【００３０】
次に、以上の構成からなる本実施形態のプロジェクタ１を用いて画像をスクリーン７０に投射する方法について説明する。
なお、各ＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから射出された各色光についての作用は同一であるので、ＬＥＤ１１Ｒから射出された赤色光についての作用を説明し、その他の緑色光、青色光についての作用は説明を省略する。
【００３１】
まず、ＬＥＤ１１Ｒに電流が供給されると、図２に示すように、ＬＥＤ１１Ｒから赤色光がコリメータレンズ１２に向けて射出される。コリメータレンズ１２に入射した光は、平行化され、ロッド部２０に向かう。
ロッド部２０の第１ビームスプリッタ２１に入射した赤色光は、図２に示すように、第１ビームスプリッタ２１の第１偏光分離面２１ａにおいて、ｓ偏光光が反射し第１ロッドインテグレータ２２に入射する。第１ロッドインテグレータ２２に入射した光は、内部で全反射を繰り返すことにより、その照度分布が均一化され他端面２２ｂに向けて伝搬される。その後、赤色光は、他端面２１ｂから第１導光部用λ／４板２４に入射する。
【００３２】
第１導光部用λ／４板２４に入射した光は、第１導光部用ミラー２３で反射し、再び第１導光部用λ／４板２４を透過することにより、位相がλ／２変化することになる。このため、第１ロッドインテグレータ２２の他端面２２ｂから一端面２２ａに向かう光は、偏光軸が９０度回転して、ｐ偏光に変換されることになる。このようにしてｐ偏光に変換された光は、第１ＰＢＳプリズム２１の第１偏光分離面２１ａを透過することになる。そして、第１偏光分離部用λ／４板２６に入射した光は、第1偏光分離部用ミラー２５で反射し、再び第１偏光分離部用λ／４板２６を透過することにより、位相がλ／２変化することになる。このため、第１偏光分離面２１ａに向かう光は、偏光軸が９０度回転して、ｓ偏光に変換されることになる。このようにしてｓ偏光に変換された光は、第１偏光分離面２１ａにおいて反射し、第２ＰＢＳプリズム３１に向かって射出される。
【００３３】
次に、第２ＰＢＳプリズム３１に向かって射出されたｓ偏光光は、第２ＰＢＳプリズム３１の第２偏光分離面３１ａにおいて反射される。そして、反射されたｓ偏光光は、第２ロッドインテグレータ３２に入射する。第２ロッドインテグレータ３２に入射した光は、内部で全反射を繰り返すことにより、その照度分布が均一化され他端面３２ｂに向けて伝搬される。その後、赤色光は、他端面３２ｂから第２導光部用λ／４板３４に入射する。
【００３４】
第２導光部用λ／４板３４に入射した光は、第２導光部用ミラー３３で反射し、再び第２導光部用λ／４板３４を透過することにより、位相がλ／２変化することになる。このため、第２ロッドインテグレータ３２の他端面３２ｂから一端面３２ａに向かう光は、偏光軸が９０度回転して、ｐ偏光に変換することになる。このようにしてｐ偏光に変換された光は、第２ＰＢＳプリズム３１の第２偏光分離面３１ａを透過し、透過型液晶ライトバルブ４０Ｒを照射する。
【００３５】
上述のようにして、透過型液晶ライトバルブ４０Ｒに入射されたｐ偏光光は、プロジェクタ１に入力された映像信号に基づいて変調され、ダイクロイックプリズム５０に向けて射出される。
ダイクロイックプリズム５０には、同様に、映像信号に基づいて変調された緑色光のｐ偏光及び青色光のｐ偏光も入射される。これらの色光が、青色光を反射する青色光反射ダイクロイック膜５１と赤色光を反射するＲ光反射ダイクロイック膜５２に向けて射出される。投射レンズ６０は、カラー画像を表す光をスクリーン７０に向けて拡大投射して、カラー画像を表示する。
【００３６】
本実施形態に係る照明装置１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂによれば、ＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから射出された射出光は、第１ロッドインテグレータ２２及び第２ロッドインテグレータ３２を往復することにより、十分に照度分布が均一な光となる。したがって、ＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから射出された光の光路を長く確保することができるので、照明装置１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから射出される光の輝度ムラを低減することができる。さらに、従来のように導光部を直線的に長くする構成に比べ、照明装置全体を小型化にすることが可能となる。また、第１，第２ロッドインテグレータ２２，３２を多段にしても、光が外部に射出されるのは、第２偏光分離面３１ａからだけなので、エテンデュ（光源と空間光変調装置とを含めた光学系において、有効に扱える光束が存在する空間的な広がりを面積と立体角との積、Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ  Ｅｘｔｅｎｔ）の小さい照明装置１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを得ることが可能となる。
また、この照明装置１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂをプロジェクタ１に用いることにより、小型で、明るさが均一な画像をスクリーン７０に投射することが可能となる。
【００３７】
次に、本発明に係る第２実施形態について、図１及び図３を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第１実施形態に係るプロジェクタ１と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
本実施形態に係るプロジェクタ８０において、照明装置８５Ｒ，８５Ｇ，８５Ｂのロッド部９０の構成において第１実施形態と異なる。
【００３８】
ロッド部９０は、図３に示すように、第２ＰＢＳプリズム３１を透過した特定の振動方向の偏光光の光路上、すなわち、光軸Ｏ上に配置された第２偏光分離部用ミラー（第２偏光分離部用反射部）９１と、ＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂと第１ＰＢＳプリズム２１との間にλ／４板（位相板）９２とを備えている。
第２偏光分離部用ミラー９１は、高い光反射率を有する部材、例えば、アルミニウムや銀等の金属部材によって構成されている。また、λ／４板９２は、各ＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから射出されたそれぞれの光の波長に対して１／４波長の位相差を発生させるものである。
【００３９】
次に、以上の構成からなる本実施形態のプロジェクタ８０を用いて画像をスクリーン７０に投射する方法について説明する。
なお、各ＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから射出された各色光についての作用は同一であるので、ＬＥＤ１１Ｒから射出された赤色光についての作用を説明し、その他の緑色光、青色光についての作用は説明を省略する。
【００４０】
まず、ＬＥＤ１１Ｒに電流が供給されると、図３に示すように、ＬＥＤ１１Ｒから赤色光がコリメータレンズ１２に向けて射出される。コリメータレンズ１２に入射した光は、平行化され、ロッド部９０に向かう。
ロッド部９０の第１ビームスプリッタ２１に入射した赤色光は、図３に示すように、第１ビームスプリッタ２１の第１偏光分離面２１ａにおいて、ｓ偏光光が反射し第１ロッドインテグレータ２２に入射する。第１偏光分離面２１ａにおいて反射したｓ偏光光は、第１実施形態と同様にして、第１，第２ロッドインテグレータ２２，３２を往復して導光し、ｐ偏光光に変換された後、透過型液晶ライトバルブ４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂに照射される。
【００４１】
一方、第１偏光分離面２１ａにおいて透過したｐ偏光光は、第２ＰＢＳプリズム３１に向かって射出され、第２ＰＢＳプリズム３１の第２偏光分離面３１ａを透過する。第２偏光分離面３１ａを透過したｐ偏光光は、光軸Ｏ上に設けられた第２偏光分離部用ミラー９１において反射し、第１ＰＢＳプリズム２１の第１偏光分離面２１ａを透過し、ＬＥＤ１１Ｒに向かって射出される。
【００４２】
ＬＥＤ１１Ｒに向かって射出されたｐ偏光光は、コリメータレンズ１２を透過してλ／４板９２に入射する。λ／４板９２に入射したｐ偏光光は、ＬＥＤ１１Ｒで反射し、再びλ／４板９２を透過することにより、位相がλ／２変化することになる。このため、再び第１ＰＢＳプリズム２１に向かう光は、偏光軸が９０度回転して、ｓ偏光に変換されることになる。このようにしてｓ偏光に変換された光は、第１ＰＢＳプリズム２１の第１偏光分離面２１ａにおいて反射する。その後、第１実施形態と同様にして、第１，第２ロッドインテグレータ２２，３２を往復して導光し、ｐ偏光光に変換された光は、透過型液晶ライトバルブ４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂを照射する。
【００４３】
本実施形態に係る照明装置８５Ｒ，８５Ｇ，８５Ｂによれば、第２偏光分離部用ミラー９１を備えることにより、第１偏光分離面２１ａ及び第２偏光分離面３１ａを透過した光を再利用することができるため、光の利用効率を向上させることが可能となる。さらに、λ／４板９２を備えることにより、ＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂにおいて反射した光を効率良く、第１ロッドインテグレータ２２に導くことが可能となる。この照明装置８５Ｒ，８５Ｇ，８５Ｂをプロジェクタ８０に用いることにより、小型で、明るさが均一な画像をスクリーン７０に投射することが可能となる。
【００４４】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記各実施形態において、照明装置１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ，８５Ｒ，８５Ｇ，８５Ｂは、第１ロッドインテグレータ２１及び第２ロッドインテグレータ３１の２つを備えた構成にしたが、第１ロッドインテグレータ２１と第２ロッドインテグレータ３１との間に、図４に示すように、少なくとも１つの他のロッドインテグレータ１０２が配置された照明装置１００であっても良い。すなわち、上述した第１ロッドインテグレータ２１，第１ＰＢＳプリズム２１，第１偏光部用ミラー２３，第１導光部用λ／４板２４，第１偏光分離部用ミラー２５，第１偏光分離部用λ／４板２６と同様の機能を有する他のＰＢＳプリズム１０１，他の偏光部用ミラー１０３，他の導光部用λ／４板１０４，他の偏光分離部用ミラー１０５，他の偏光分離部用λ／４板１０６を用いれば良い。
この構成の場合、ＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから射出された光の光路をさらに長く確保することができるので、小型であり、かつ、照明装置１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ，８５Ｒ，８５Ｇ，８５Ｂから射出される光の輝度ムラを低減することができる。
【００４５】
また、上記各実施形態において、第１偏光分離部用ミラー２５は、第１偏光分離面２１ａを透過した光の光路上に配置されるとともに、入射した光を第１偏光分離面２１ａに反射させれば良い。すなわち、照明装置１１０は、図５に示すように、第１ロッドインテグレータ１１１，第１偏光ビームスプリッタ２１，第２偏光ビームスプリッタ３１及び第２ロッドインテグレータ１１２が順に略直線状に配置され、第１偏光分離部用ミラー１１３が、ＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから射出され、第１偏光ビームスプリッタ２１の第１偏光分離面２１ａを透過した光の光路上に配置された構成であっても良い。また、第１，第２ロッドインテグレータ１１１，１１２の端面には、ロッド部２０と同様に、第１導光部用λ／４板２４及び第１導光部用ミラー２３，第２導光部用λ／４板３４及び第２導光部用ミラー３３が設けられている。
【００４６】
この構成の場合、ＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから射出された光は、第１偏光ビームスプリッタ２１の第１偏光分離面２１ａに向かう。ここで、第１偏光分離面２１ａにおいて反射したｓ偏光光は、第１ロッドインテグレータ１１１内を導光し、第１導光部用λ／４板２４及び第１導光部用ミラー２３において、ｐ偏光光に変換される。このｐ偏光光は、再び、第１ロッドインテグレータ１１１内を導光し、第１偏光分離面２１ａを透過した後、第２偏光ビームスプリッタ３１の第２偏光分離面３１ａを透過し、第２ロッドインテグレータ１１２内を導光する。そして、第２導光部用λ／４板３４及び第２導光部用ミラー３３において、ｓ偏光光に変換され、再び、第２ロッドインテグレータ１１２内を導光し、第２偏光ビームスプリッタ３１の第２偏光分離面３１ａにおいて反射して、透過型液晶ライトバルブ４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂを照射する。
一方、ＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから射出され、第１偏光分離面２１ａにおいて透過したｐ偏光光は、第１偏光分離部用ミラー１１３において反射し、ＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに向かう。そして、ＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂと第１偏光分離部用ミラー１１３との間で循環を繰り返した後、ｓ偏光光に変換された光は、第１偏光分離面２１ａにおいて反射され、第１ロッドインテグレータ１１１に向かう。
以上から、照明装置１１０において、上記各実施形態と同様に、十分に照度分布が均一な光を得ることができる。また、ＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂと透過型液晶ライトバルブ４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂとを近接して配置することができるため、装置全体を小型化することが可能となる。
【００４７】
さらに、照明装置１２０は、図６に示すように、第１ロッドインテグレータ１１１，第１偏光ビームスプリッタ２１及び第２偏光ビームスプリッタ３１が順に略直線状に配置されるとともに、第１ロッドインテグレータ１１１の軸に直交するように、第２ロッドインテグレータ１１２が配置され、第１偏光分離部用ミラー１１３が、照明装置１１０と同様に、第１偏光ビームスプリッタ２１の第１偏光分離面２１ａを透過した光の光路上に配置された構成であっても良い。また、第１偏光ビームスプリッタ２１と第２偏光ビームスプリッタ３１との間にはλ／２板１２１が設けられている。
この構成の場合、第１ロッドインテグレータ１１１を導光した後、第１偏光分離面２１ａにおいて透過したｐ偏光光は、λ／２板１２１により、ｓ偏光光に変換され、第２導光部用λ／４板３４及び第２導光部用ミラー３３においてｐ偏光光に変換される。そして、このｐ偏光光は、第２偏光ビームスプリッタ３１の第２偏光分離面３１ａを透過し、透過型液晶ライトバルブ４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂを照射する。
一方、ＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから射出され、第１偏光分離面２１ａにおいて透過したｐ偏光光は、照明装置１１０と同様に、ＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂと第１偏光分離部用ミラー１１３との間で循環を繰り返した後、ｓ偏光光に変換された光は、第１ロッドインテグレータ１１１に向かう。
以上から、照明装置１２０において、上記各実施形態と同様に、十分に照度分布が均一な光を得ることができ、装置全体を小型化することが可能となる。
【００４８】
また、上記照明装置において、コリメータレンズ１２は省略しても良い。また、第１，第２導光部用λ／４板２４，３４、第１偏光分離部用λ／４板２６及びλ／４板９２を用いなくても、ＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂと第２ビームスプリッタ３１との間の光路を偏光光が循環（リサイクル）する工程を繰り返すことにより、特定の振動方向の偏光光を取り出すことができる。
また、第１ロッドインテグレータ２１，３１としては、内面を反射面とする中空構造としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクタを示す概略図である。
【図２】図１の照明装置を示す平面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るプロジェクタの照明装置を示す平面図である。
【図４】本発明の各実施形態に係るプロジェクタの照明装置の変形例を示す平面図である。
【図５】本発明の各実施形態に係るプロジェクタの照明装置の変形例を示す平面図である。
【図６】本発明の各実施形態に係るプロジェクタの照明装置の変形例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１…プロジェクタ、１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ…照明装置、２１…第１偏光ビームスプリッタ（第１偏光分離部）、２２…第１ロッドインテグレータ（第１導光部）、２３…第１偏光部用ミラー（第１偏光部用反射部）、２４…第１導光部用λ／４板（位相板）、２５…第１偏光分離部用ミラー（第１偏光分離部用反射部）、２６…第１偏光分離部用λ／４板（位相板）、３１…第２偏光ビームスプリッタ（第２偏光分離部）、３２…第２ロッドインテグレータ（第２導光部）、３３…第２偏光部用ミラー（第２偏光部用反射部）、３４…第２導光部用λ／４板（位相板）、４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂ…透過型液晶ライトバルブ（光変調装置）、５０…ダイクロイックプリズム、６０…投射レンズ（投射装置）、７０…スクリーン、９１…第２偏光分離部用ミラー（第２偏光分離部用反射部）、９２…λ／４板（位相板）
【図１】
2007065551.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007065551.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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