(57)【要約】【課題】プロジェクタにおけるさらなる光利用効率の向上及びさらなる低コスト化を図ることのできる照明装置を提供する。【解決手段】光源装置１１０と、複数の第１小レンズ１３２を有する第１レンズアレイ１３０と、複数の第１小レンズ１３２に対応する複数の第２小レンズ１４２を有する第２レンズアレイ１４０と、重畳レンズ１６０とを有し、複数の第１小レンズ１３２は、横方向（ｘ軸方向）に沿って偏心しており、複数の第２小レンズ１４２は、横方向（ｘ軸方向）に沿って偏心しており、第１レンズアレイ１３０及び第２レンズアレイ１４０は、一つの透光性部材１２０に一体化して形成されていることを特徴とする照明装置。【選択図】図１
2007140432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被照明領域側に照明光束を射出する光源装置と、
前記光源装置から射出される照明光束を複数の部分光束に分割するための複数の第１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第１小レンズに対応する複数の第２小レンズを有する第２レンズアレイと、
前記第２レンズアレイの前記複数の第２小レンズから射出される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し、
前記複数の第１小レンズは、一定の方向に沿って偏心しており、
前記複数の第２小レンズは、前記一定の方向又は前記一定の方向に直交する方向に沿って偏心しており、
前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイは、一つの透光性部材に一体化して形成されてい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レンズアレイは、前記各第１小レンズ間の境界部における段差を軽減するように各第１小レンズの厚みが調整された第１レンズアレイであり、
前記第２レンズアレイは、前記各第２小レンズ間の境界部における段差を軽減するように各第２小レンズの厚みが調整された第２レンズアレイであることを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の照明装置において、
前記第２レンズアレイと前記重畳レンズとの間に、入射した光束を１種類の直線偏光に変換して射出する偏光変換素子をさらに備え、
前記偏光変換素子は、有効入射部を有し、
前記第１小レンズの少なくとも一部及び前記第２小レンズの少なくとも一部は、前記偏光変換素子の前記有効入射部に前記部分光束が入射するように偏心していることを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の照明装置において、
前記光源装置は、被照明領域側に略平行な照明光束を射出する光源装置であり、
前記複数の第１小レンズの偏心方向と前記複数の第２小レンズの偏心方向とは、同一方向であ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、
前記複数の第１小レンズのそれぞれの外形形状は、長辺及び短辺を有する略矩形形状であり、
前記複数の第１小レンズの偏心方向と前記複数の第２小レンズの偏心方向とは、各第１小レンズの長辺方向と直交する方向であることを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれかに記載の照明装置において、
前記光源装置は、被照明領域側に発散する照明光束を射出する光源装置であり、
前記複数の第１小レンズの偏心方向と前記複数の第２小レンズの偏心方向とは、直交する方向であることを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項４又は５に記載の照明装置において、
前記光源装置は、発光管、前記発光管からの光を反射する楕円面リフレクタ及び前記楕円面リフレクタで反射される光を略平行光にする凹レンズを有する光源装置であることを特徴とする照明装置。
【請求項８】
請求項６に記載の照明装置において、
前記光源装置は、発光管、前記発光管からの光を反射する楕円面リフレクタ及び前記楕円面リフレクタで反射される光を照明光軸を中心軸とする発散光にする凹レンズを有する光源装置であ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、
前記発光管には、前記発光管から被照明領域側に射出される光を前記発光管に向けて反射する補助ミラーが設けられていることを特徴とする照明装置。
【請求項１０】
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により変調された照明光束を投写する投写光学系とを備えたプロジェクタであって、
前記照明装置は、請求項１〜９のいずれかに記載の照明装置であることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１１】
請求項１０に記載のプロジェクタにおいて、
前記電気光学変調装置として、画像情報に応じて複数の色光のそれぞれを変調する複数の電気光学変調装置を備えるとともに、
前記照明装置からの照明光束を複数の色光に分離して前記複数の電気光学変調装置のそれぞれに導く色分離導光光学系と、
前記複数の電気光学変調装置で変調されたそれぞれの色光を合成するクロスダイクロイックプリズムとをさらに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】
図９は、従来のプロジェクタ１０００ａ及び照明装置１００ａを説明するために示す図である。図９（ａ）は従来のプロジェクタ１０００ａの光学系を示す図であり、図９（ｂ）は従来のプロジェクタ１０００ａに用いられる照明装置１００ａの要部を示す図である。
図１０は、従来のプロジェクタ１０００ａにおける表示影を説明するために示す図である。
【０００３】
従来のプロジェクタ１０００ａは、図９（ａ）に示すように、照明装置１００ａと、照明装置１００ａからの照明光束を赤色光、緑色光及び青色光の３つの色光に分離して被照明領域に導く色分離導光光学系２００と、色分離導光光学系２００からの各照明光束を変調する３つの液晶装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂと、３つの液晶装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂで変調されたそれぞれの色光を合成するクロスダイクロイックプリズム５００と、クロスダイクロイックプリズム５００で合成された照明光束をスクリーンＳＣＲ（図１０参照。）等の投写面に投写する投写光学系６００とを備えている。
【０００４】
照明装置１００ａは、被照明領域側に略平行な照明光束を射出する光源装置１１０ａと、光源装置１１０ａ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第１小レンズを有する第１レンズアレイ１３０ａと、第１レンズアレイ１３０ａの複数の第１小レンズに対応する複数の第２小レンズを有する第２レンズアレイ１４０ａと、第２レンズアレイ１４０ａの複数の第２小レンズから射出される各部分光束を直線偏光に変換する偏光変換素子１５０ａと、偏光変換素子１５０ａ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１６０ａとを有している。光源装置１１０ａは、図示しない発光管１１２及び発光管１１２からの光を被照明領域に向けて反射する放物面リフレクタ１１４ａを有している。このような照明装置１００ａは、第１レンズアレイ１３０ａの第１小レンズの輪郭形状が被照明領域の形状と相似形をなすように設定されており、第１レンズアレイ１３０ａの各第１小レンズの像が第２レンズアレイ１４０ａ及び重畳レンズ１６０ａによって被照明領域に重畳されている。つまり、第１レンズアレイ１３０ａの第１小レンズと被照明領域とは共役となっている。
【０００５】
従来のプロジェクタ１０００ａにおいては、第１レンズアレイ１３０ａにおける第１小レンズは、図９（ｂ）に示すように、第１レンズアレイ１３０ａからの各照明光束が偏光変換素子１５０ａにおける有効入射部１５３ａのみに入射するように（すなわち、反射層１５４ａには入射せずに偏光分離層１５２ａに入射するように）偏心しており、プロジェクタにおける光利用効率を向上させている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
しかしながら、従来のプロジェクタ１０００ａにおいては、第１レンズアレイ１３０ａの偏心している各第１小レンズ間には段差Ｓ（図９（ｂ）参照。）が存在する。第１小レンズと被照明領域とは共役であるため、このような段差Ｓによる影や乱反射などが被照明領域に顕著に影響を与えていた。また、段差Ｓが存在するため、第１レンズアレイ１３０ａの製造時に面ダレ（レンズ周縁の角部が規定の角度に形成されずに曲面状に形成されてしまうこと）が起きてしまって、被照明領域の周辺部が暗くなってしまうこともあった。その結果、図１０に示すように、表示領域の外周部分に表示影が発生するという問題があった。 
【０００７】
このため、第１レンズアレイに段差のない他の照明装置１００ｂ（図示せず。）が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
図１１は、他の照明装置１００ｂの要部を示す図である。他の照明装置１００ｂは、図１１に示すように、第１レンズアレイ１３０ｂに段差が存在しないために、表示領域の外周部分に表示影が発生するという問題を抑制することができる。 
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２３１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、プロジェクタにおいては、さらなる光利用効率の向上及びさらなる低コスト化が求められている。
【００１０】
そこで、本発明は、プロジェクタにおけるさらなる光利用効率の向上及びさらなる低コスト化を図ることのできる照明装置を提供することを目的とする。また、そのような照明装置を備えた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】
【００１１】
本発明の照明装置は、被照明領域側に照明光束を射出する光源装置と、前記光源装置から射出される照明光束を複数の部分光束に分割するための複数の第１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第１小レンズに対応する複数の第２小レンズを有する第２レンズアレイと、前記第２レンズアレイの前記複数の第２小レンズから射出される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し、前記複数の第１小レンズは、一定の方向に沿って偏心しており、前記複数の第２小レンズは、前記一定の方向又は前記一定の方向に直交する方向に沿って偏心しており、前記第１レンズアレイ及び前記第２レンズアレイは、一つの透光性部材に一体化して形成されていることを特徴とする。
【００１２】
このため、本発明の照明装置によれば、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイを一つの透光性部材に一体化して形成することにより、空気・光学部材間の２つの界面（第１レンズアレイの光射出面と第２レンズアレイの光入射面）を無くすることができるため、不要な反射を減じることができ、光利用効率の向上を図ることができる。また、光学部材の数を（２個（第１レンズアレイ及び第２レンズアレイ）から１個（透光性部材）に）減じることができるため、さらなる低コスト化を図ることもできる。
【００１３】
透光性部材の材料としては、例えば、石英ガラス、硬質ガラス、結晶化ガラス、サファイア、水晶、プラスチックなどを好適に用いることができる。
【００１４】
本発明の照明装置においては、前記第１レンズアレイは、前記各第１小レンズ間の境界部における段差を軽減するように各第１小レンズの厚みが調整された第１レンズアレイであり、前記第２レンズアレイは、前記各第２小レンズ間の境界部における段差を軽減するように各第２小レンズの厚みが調整された第２レンズアレイであることが好ましい。
【００１５】
本発明のように第１レンズアレイ及び第２レンズアレイを透光性部材として一体成形する場合、通常のレンズ等と比較して厚みが大きくなる。本発明の第１レンズアレイ及び第２レンズアレイが一体成形された透光性部材を例えばプレス法により形成することとした場合には、第１レンズアレイの各第１小レンズ間の境界部及び第２レンズアレイの各第２小レンズ間の境界部における段差が大きいと型離れが悪くなる。その結果、面ダレやカケを起こし易くなってしまい、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することができないという問題がある。
【００１６】
これに対し、本発明の照明装置によれば、第１レンズアレイは、各第１小レンズ間の境界部における段差を軽減するように各第１小レンズの厚みが調整された第１レンズアレイであり、第２レンズアレイは、各第２小レンズ間の境界部における段差を軽減するように各第２小レンズの厚みが調整された第２レンズアレイであるため、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することができないという問題も解消される。
【００１７】
ところで、複数の第１小レンズ又は複数の第２小レンズが偏心していない場合には、もちろん第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの全面において段差を軽減するのは容易であるが、複数の第１小レンズ又は複数の第２小レンズを、縦方向に沿っても横方向に沿ってもともに偏心させた場合には、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの全面において段差を軽減するのは容易ではないため、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが容易ではない。
【００１８】
これに対し、本発明の照明装置によれば、上記したように、複数の第１小レンズ及び複数の第２小レンズをともに、縦横方向のうちいずれかの方向に沿ってのみ偏心させているため、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの全面において段差を軽減することが可能となり、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが可能になる。
【００１９】
なお、この明細書において「小レンズの厚み」とは、小レンズの光入射面と光射出面との間の最大距離を意味している。
【００２０】
本発明の照明装置においては、前記第２レンズアレイと前記重畳レンズとの間に、入射した光束を１種類の直線偏光に変換して射出する偏光変換素子をさらに備え、前記偏光変換素子は、有効入射部を有し、前記第１小レンズの少なくとも一部及び前記第２小レンズの少なくとも一部は、前記偏光変換素子の前記有効入射部に前記部分光束が入射するように偏心していることが好ましい。
【００２１】
このように構成することにより、本発明の照明装置は、液晶装置のように偏光光を変調するタイプの電気光学変調装置を備えたプロジェクタに好適な照明装置となる。
【００２２】
本発明の照明装置においては、前記光源装置は、被照明領域側に略平行な照明光束を射出する光源装置であり、前記複数の第１小レンズの偏心方向と前記複数の第２小レンズの偏心方向とは、同一方向であることが好ましい。
【００２３】
偏光変換素子を有する照明装置の場合、光利用効率が低下しないようにするためには第１小レンズの像が偏光変換素子の有効入射部の領域のみに入射されるようにする必要がある。このため、偏光変換素子を有しない照明装置の場合と比べて、第１レンズアレイの一定の方向、例えば横方向に沿って第１小レンズの像を良好に分離することが重要となる。
【００２４】
そこで、本発明の照明装置においては、第１レンズアレイの一定の方向（例えば横方向）に沿って複数の第１小レンズを偏心させた場合、第１レンズアレイからの各部分光束は第１レンズアレイの偏心方向に平行かつ照明光軸に平行な面内で第２レンズアレイに向かって外方に向かう光となる。
その結果、本発明の照明装置によれば、第１レンズアレイの偏心方向（例えば横方向）に沿って第１小レンズの像を良好に分離することが可能になり、偏光変換素子を有する照明装置の場合における光利用効率の低下を最小限のものとすることができる。
【００２５】
なお、本発明の照明装置においては、第１レンズアレイからの部分光束は第１レンズアレイの偏心方向（例えば横方向）に平行かつ照明光軸に平行な面内で外方に向かう光となるが、第２レンズアレイはこれを照明光軸に平行な光にする必要があるため、第２レンズアレイは第１レンズアレイの偏心方向と平行で、かつ、反対方向（例えば横方向）に沿って複数の第２小レンズを偏心させている。
また、本発明の照明装置においては、各第１小レンズ間の境界部における段差を軽減するため、第１レンズアレイの一定の方向以外の方向（例えば縦方向）に沿っては複数の第１小レンズを偏心させていない。また、各第２小レンズ間の境界部における段差を軽減するため、第２レンズアレイの一定の方向以外の方向（例えば縦方向）に沿っては複数の第２小レンズを偏心させていない。
その結果、本発明の照明装置においては、複数の第１小レンズの偏心方向と複数の第２小レンズの偏心方向とが同一方向である場合、第２レンズアレイの偏心方向の寸法（例えば横方向寸法）は第１レンズアレイの偏心方向の寸法（例えば横方向寸法）よりも大きく、第２レンズアレイの偏心方向と直交する方向の寸法（例えば縦方向寸法）は第１レンズアレイの偏心方向と直交する方向の寸法（例えば縦方向寸法）と略同一となる。
【００２６】
本発明の照明装置においては、前記複数の第１小レンズのそれぞれの外形形状は、長辺及び短辺を有する略矩形形状であり、前記複数の第１小レンズの偏心方向と前記複数の第２小レンズの偏心方向とは、各第１小レンズの長辺方向と直交する方向であることが好ましい。
【００２７】
例えば、本発明の照明装置の被照明領域が横長の形状を有している場合、第１小レンズも横長の外形形状を有している。このため、照明装置においては、第１レンズアレイの縦方向に沿って第１小レンズの像を良好に分離することも重要である。
【００２８】
そこで、本発明の照明装置においては、第１レンズアレイの第１小レンズの長辺方向と直交する方向（例えば、第１小レンズの外形形状が横長の形状であれば縦方向）に沿って複数の第１小レンズを偏心させている。このため、第１レンズアレイからの各部分光束は、第１レンズアレイの第１小レンズの長辺方向と直交する方向（例えば、第１小レンズの外形形状が横長の形状であれば縦方向）に平行かつ照明光軸に平行な面内で第２レンズアレイに向かって外方に向かう光となる。
その結果、第１レンズアレイの第１小レンズの長辺方向と直交する方向（例えば、第１小レンズの外形形状が横長の形状であれば縦方向）に沿って第１小レンズの像を良好に分離することが可能になり、本発明の照明装置は、各部分光束が第２レンズアレイの各第２小レンズに良好に入射し、被照明領域（例えば、電気光学変調装置の被照明領域）の形状により適合するものとなる。
【００２９】
本発明の照明装置においては、前記光源装置は、被照明領域側に発散する照明光束を射出する光源装置であり、前記複数の第１小レンズの偏心方向と前記複数の第２小レンズの偏心方向とは、直交する方向であることが好ましい。
【００３０】
このように構成することにより、光源装置からは被照明領域側に発散する照明光束が射出される一方、第１レンズアレイの偏心方向は一定の方向（例えば横方向）にのみ沿って偏心しているため、第１レンズアレイからの各部分光束は、第１レンズアレイの偏心方向（例えば横方向）に平行かつ照明光軸に平行な面内では照明光軸に平行な平行光となるが、第１レンズアレイの偏心方向と直交する方向（例えば縦方向）に平行かつ照明光軸に平行な面内では第２レンズアレイに向かって外方に向かう光になる。
第１レンズアレイからの各部分光束は、第１レンズアレイの偏心方向と直交する方向（例えば縦方向）に平行かつ照明光軸に平行な面内で外方に向かう光となるが、第２レンズアレイはこれを照明光軸に平行な光とする必要があるため、第２レンズアレイの偏心方向は第１レンズアレイの偏心方向と直交する方向（例えば縦方向）に沿って複数の第２小レンズを偏心させている。
このため、本発明の照明装置によれば、照明装置における直交する２つの方向に沿って第１小レンズの像を良好に分離することが可能になり、偏光変換素子を有する照明装置の場合における光利用効率の低下を最小限のものとすることができる。
【００３１】
また、本発明の照明装置においては、各小レンズ間の境界部における段差を軽減するため、第１レンズアレイの第１小レンズは一定の方向にのみ偏心しており、また第２レンズアレイの第２小レンズも一定の方向にのみ偏心している。しかしながら、光源装置から被照明領域側に発散する照明光束を射出させており、第１小レンズの偏心方向と第２小レンズの偏心方向とを直交する方向としていることから、照明装置における直交する２つの方向に第１小レンズの像を分離させることができるとともに、透光性部材から射出される光束は照明光軸に平行な平行光とすることができる。
【００３２】
その結果、本発明の照明装置においては、複数の第１小レンズの偏心方向が透光性部材の横方向に沿っており、複数の第２小レンズの偏心方向が透光性部材の縦方向に沿っているとすれば、第２レンズアレイの偏心方向の寸法（例えば縦方向寸法）は第１レンズアレイの偏心方向と直交する方向の寸法（例えば縦方向寸法）よりも大きく、第２レンズアレイの偏心方向と直交する方向の寸法（例えば横方向寸法）は第１レンズアレイの偏心方向の寸法（例えば横方向寸法）と略同一となる。また、複数の第１小レンズの偏心方向が透光性部材の縦方向に沿っており、複数の第２小レンズの偏心方向が透光性部材の横方向に沿っているとすれば、第２レンズアレイの偏心方向の寸法（例えば横方向寸法）は第１レンズアレイの偏心方向と直交する方向の寸法（例えば横方向寸法）よりも大きく、第２レンズアレイの偏心方向と直交する方向の寸法（例えば縦方向寸法）は第１レンズアレイの偏心方向の寸法（例えば縦方向寸法）と略同一となる。
【００３３】
本発明の照明装置においては、被照明領域側に略平行な照明光束を射出する前記光源装置は、発光管、前記発光管からの光を反射する楕円面リフレクタ及び前記楕円面リフレクタで反射される光を略平行光にする凹レンズを有する光源装置であることが好ましい。
【００３４】
また、本発明の照明装置においては、被照明領域側に発散する照明光束を射出する前記光源装置は、発光管、前記発光管からの光を反射する楕円面リフレクタ及び前記楕円面リフレクタで反射される光を照明光軸を中心軸とする発散光にする凹レンズを有する光源装置であることが好ましい。
【００３５】
このように構成することにより、放物面リフレクタを用いた光源装置と比較して、よりコンパクトな光源装置を実現することができる。
【００３６】
本発明の照明装置においては、前記発光管には、前記発光管から被照明領域側に射出される光を前記発光管に向けて反射する補助ミラーが設けられていることが好ましい。
【００３７】
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発光管に向けて反射されるため、発光管の被照明領域側端部を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、プロジェクタの小型化を図ることができる。また、このことは、第１レンズアレイの大きさ、第２レンズアレイの大きさ、偏光変換素子の大きさ、重畳レンズの大きさなどをさらに小さくすることができることをも意味し、プロジェクタのさらなる小型化を図ることができる。
【００３８】
本発明のプロジェクタは、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により変調された照明光束を投写する投写光学系とを備えたプロジェクタであって、前記照明装置は、本発明の照明装置であることを特徴とする。
【００３９】
このため、本発明のプロジェクタは、さらなる光利用効率の向上及びさらなる低コスト化を図ることのできるプロジェクタとなる。
【００４０】
本発明のプロジェクタにおいては、前記電気光学変調装置として、画像情報に応じて複数の色光のそれぞれを変調する複数の電気光学変調装置を備えるとともに、前記照明装置からの照明光束を複数の色光に分離して前記複数の電気光学変調装置のそれぞれに導く色分離導光光学系と、前記複数の電気光学変調装置で変調されたそれぞれの色光を合成するクロスダイクロイックプリズムとをさらに備えることが好ましい。
【００４１】
このように構成することにより、さらなる光利用効率の向上及びさらなる低コスト化を図ることのできるプロジェクタを、画像品質の優れた（例えば３板式の）フルカラープロジェクタとすることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の照明装置及び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。
【００４３】
〔実施形態１〕
図１は、実施形態１に係る照明装置１００及びプロジェクタ１０００を説明するために示す図である。図１（ａ）はプロジェクタ１０００の光学系を示す図であり、図１（ｂ）はプロジェクタ１０００に用いられる透光性部材１２０を上面から見た図であり、図１（ｃ）はプロジェクタ１０００に用いられる透光性部材１２０を側面から見た図である。
図２は、偏光変換素子１５０を説明するために示す図である。図２（ａ）は偏光変換素子１５０の一部を上面から見た図であり、図２（ｂ）は偏光変換素子１５０の斜視図である。
【００４４】
図３は、実施形態１に係る照明装置１００の効果を説明するために示す図である。図３（ａ）は実施形態１における偏光変換素子１５０の光入射面上での第１小レンズ１３２の像を示す図であり、図３（ｂ）は比較例における偏光変換素子１５０ｃの光入射面上での第１小レンズの像を示す図である。比較例に係る照明装置１００ｃ（図示せず。）は、第１レンズアレイも第２レンズアレイもともに偏心していない小レンズを有する照明装置である。
【００４５】
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軸方向（図１（ａ）における照明光軸１００ａｘ方向）、ｘ軸方向（図１（ａ）における紙面に平行かつｚ軸に直交する方向）及びｙ軸方向（図１（ａ）における紙面に垂直かつｚ軸に直交する方向）とする。
【００４６】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、図１（ａ）に示すように、照明装置１００と、照明装置１００からの照明光束を赤、緑及び青の３つの色光に分離して被照明領域に導光する色分離導光光学系２００と、色分離導光光学系２００で分離された３つの色光のそれぞれを画像情報に応じて変調する電気光学変調装置としての３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、これら３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂによって変調された色光を合成するクロスダイクロイックプリズム５００と、クロスダイクロイックプリズム５００によって合成された光をスクリーンＳＣＲ（図示せず。）等の投写面に投写する投写光学系６００とを備えたプロジェクタである。
【００４７】
実施形態１に係る照明装置１００は、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示すように、被照明領域側に略平行な照明光束を射出する光源装置１１０と、光源装置１１０から射出される照明光束を複数の部分光束に分割するための複数の第１小レンズ１３２を有する第１レンズアレイ１３０と第１レンズアレイ１３０の複数の第１小レンズ１３２に対応する複数の第２小レンズ１４２を有する第２レンズアレイ１４０とが一体成形された透光性部材１２０と、光源装置１１０から射出される偏光方向の揃っていない照明光束を１種類の直線偏光に揃える偏光変換素子１５０と、偏光変換素子１５０から射出される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１６０とを有している。
【００４８】
光源装置１１０は、放物面リフレクタ１１４と、放物面リフレクタ１１４の焦点近傍に発光中心を有する発光管１１２とを有している。
発光管１１２は、管球部と、管球部の両側に延びる一対の封止部とを有している。
放物面リフレクタ１１４は、発光管１１２の発光中心から放射された光を反射して、照明光軸１００ａｘに平行な照明光束として射出する。
【００４９】
放物面リフレクタ１１４から射出された照明光束は、透光性部材１２０に入射する。透光性部材１２０は、照明光束が第１レンズアレイ１３０の各第１小レンズ１３２から入射し、第１小レンズ１３２の数に応じた複数の部分光束に分割されるように構成されている。第１レンズアレイ１３０から射出された各部分光束は、透光性部材１２０内を透過して各第１小レンズ１３２にそれぞれ対応した各第２小レンズ１４２を有する第２レンズアレイ１４０から射出される。
なお、透光性部材１２０についての詳細は後述する。
【００５０】
第２レンズアレイ１４０から射出された各部分光束は、ランダムな偏光方向の光を一種類の直線偏光に揃える偏光変換素子１５０の偏光分離層１５２近傍に集光される。
偏光変換素子１５０は、図２（ａ）に示すように、照明光軸１００ａｘに対して傾斜配置される偏光分離層１５２及び反射層１５４を交互に配列した構成を有している。偏光分離層１５２は、各部分光束に含まれるＰ偏光光束及びＳ偏光光束のうち、一方の偏光光束を透過し、他方の偏光光束を反射する。偏光分離層１５２によって反射された他方の偏光光束は、反射層１５４によって曲折され、一方の偏光光束の射出方向、すなわち照明光軸１００ａｘに沿った方向に射出される。偏光変換素子１５０の光射出面には位相差板１５６が配設されており、射出された偏光光束のいずれかはこの位相差板１５６によって偏光変換され、略全ての偏光光束の偏光方向が揃えられる。
また、偏光変換素子１５０の光入射面側には、図２（ｂ）に示すように、偏光分離層１５２に対応する有効入射部１５３の領域にのみ光が入射するように、矩形上の板状体に開口部１５８及び遮光部１５９が設けられた遮光板１５７が配設されている。
このような偏光変換素子１５０を用いることにより、光源装置１１０から射出される照明光束を、略一方向の直線偏光に揃えることができるため、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂで利用する光の光利用効率を向上することができる。
【００５１】
偏光変換素子１５０で偏光方向が揃えられた複数の部分光束は、重畳レンズ１６０に入射し、後述する液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂのそれぞれの被照明領域上で重さなり合うように重畳される。
【００５２】
重畳レンズ１６０から射出された光束は、反射ミラー１７０で曲折されて色分離導光光学系２００に入射する。
色分離導光光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０，２２０と、反射ミラー２３０，２４０，２５０と、入射側レンズ２６０と、リレーレンズ２７０とを有している。
【００５３】
ダイクロイックミラー２１０，２２０は、基板上に所定の波長領域の光束を反射し、他の波長領域の光束を透過する波長選択膜が形成された光学素子である。光路前段に配置されるダイクロイックミラー２１０は、赤色光成分を透過し、その他の色光成分を反射するミラーである。光路後段に配置されるダイクロイックミラー２２０は、緑色光成分を反射し、青色光成分を透過するミラーである。
【００５４】
ダイクロイックミラー２１０を透過した赤色光成分は、反射ミラー２３０により曲折され、集光レンズ２８０Ｒを介して赤色光用の液晶装置４００Ｒに入射する。一方、ダイクロイックミラー２１０で反射された緑色光成分及び青色光成分のうち緑色光成分は、ダイクロイックミラー２２０で反射され、集光レンズ２８０Ｇを介して緑色光用の液晶装置４００Ｇに入射する。また、ダイクロイックミラー２２０を透過した青色光成分は、入射側レンズ２６０、リレーレンズ２７０及び反射ミラー２４０，２５０により集光・曲折されて集光レンズ２８０Ｂを介して青色光用の液晶装置４００Ｂに入射する。入射側レンズ２６０、リレーレンズ２７０及び反射ミラー２４０，２５０は、ダイクロイックミラー２２０を透過した青色光を青色光用の液晶装置４００Ｂまで導く機能を有している。なお、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各色光の光路前段に設けられる集光レンズ２８０Ｒ，２８０Ｇ，２８０Ｂは、透光性部材１２０の第２レンズアレイ１４０から射出された各部分光束を、各部分光束の主光線に対して略平行な光に変換するために設けられている。
【００５５】
なお、青色光の光路にこのような入射側レンズ２６０、リレーレンズ２７０及び反射ミラー２４０，２５０が設けられているのは、青色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、青色光の光路の長さが長いのでこのような構成とされているが、赤色光の光路の長さを長くして入射側レンズ２６０、リレーレンズ２７０及び反射ミラー２４０，２５０を赤色光の光路に用いる構成も考えられる。
【００５６】
液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、入射した照明光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、照明装置１００の照明対象となる。なお、図示を省略したが、集光レンズ２８０Ｒ，２８０Ｇ，２８０Ｂと各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間には、それぞれ入射側偏光板が介在配置され、各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとクロスダイクロイックプリズム５００との間には、それぞれ射出側偏光板が介在配置されている。これら入射側偏光板、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ及び射出側偏光板によって入射する各色光の光変調が行われる。
液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像信号に従って、入射側偏光板から射出された１種類の直線偏光の偏光方向を変調する。
液晶装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂとしては、「ｙ軸方向に沿った縦方向寸法：ｘ軸方向に沿った横方向寸法＝３：４の長方形」の平面形状を有する画像形成領域を有する液晶装置を用いている。
【００５７】
クロスダイクロイックプリズム５００は、射出側偏光板から射出された各色光毎に変調された光学像を合成して、カラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム５００は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。
クロスダイクロイックプリズム５００から射出されたカラー画像は、投写光学系６００によって拡大投写され、スクリーン上で大画面画像を形成する。
【００５８】
実施形態１に係る照明装置１００は、第１レンズアレイ１３０及び第２レンズアレイ１４０が一体成形された透光性部材１２０を備えている。
以下、実施形態１に係る照明装置１００における透光性部材１２０について詳細に説明する。
【００５９】
透光性部材１２０は、上記したように、矩形形状の輪郭を有する第１小レンズ１３２が縦方向（ｙ軸方向）及び横方向（ｘ軸方向）にマトリクス状に配列された第１レンズアレイ１３０と、第１小レンズ１３２に対応した第２小レンズ１４２が縦方向（ｙ軸方向）及び横方向（ｘ軸方向）にマトリクス状に配列された第２レンズアレイ１４０とが、互いに対向するように配置され、かつ、例えばプレス法により一体成形された光学素子である。なお、以後の各実施形態において、縦方向（ｙ軸方向）を列とし、横方向（ｘ軸方向）を行として説明する。
【００６０】
透光性部材１２０の材料としては、例えば、石英ガラス、硬質ガラス、結晶化ガラス、サファイア、水晶、プラスチックなどを好適に用いることができる。
【００６１】
透光性部材１２０は、光源装置１１０からの照明光束を複数の部分光束に分割して、各部分光束を偏光変換素子１５０の偏光分離層１５２（図２（ａ）参照。）の位置近傍で集光させるように構成されている。したがって、偏光分離層１５２の位置近傍には、各部分光束による集光像が形成されることとなる。これらの集光像は、発光管１１２における発光部の像である。
ここで、発光管の発光部が理想的な点光源であり、かつ、照明装置が設計誤差や組立誤差などのない理想的な光学系であるとすれば、偏光変換素子の偏光分離層の位置近傍に形成される集光像は点となる。しかしながら、実際には発光管１１２の発光部は一定の大きさを有しているため、偏光分離層１５２の位置近傍に形成される集光像も一定の大きさを有することとなる。そこで、これらの集光像が有効に偏光分離層１５２へと入射できるように、偏光分離層１５２に有効に光を入射するための有効入射部１５３の大きさが設定されている。すなわち有効入射部１５３に入射した部分光束が、１種類の直線偏光となり、偏光変換素子１５０から射出されることとなる。
【００６２】
実施形態１に係る照明装置１００における透光性部材１２０においては、第１レンズアレイ１３０の複数の第１小レンズ１３２及び第２レンズアレイ１４０の複数の第２小レンズ１４２は、有効入射部１５３に部分光束が入射し偏光分離層１５２の位置近傍に集光像を形成するような偏心レンズ（レンズ光軸とレンズの幾何学的中心位置とがずれた偏心レンズ）で構成されている。
【００６３】
実施形態１に係る照明装置１００においては、図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示すように、複数の第１小レンズ１３２は第１レンズアレイ１３０の縦横方向のうち横方向（ｘ軸方向）に沿って偏心しており、複数の第２小レンズ１４２は第２レンズアレイ１４０の縦横方向のうち横方向（ｘ軸方向）に沿って偏心している。
【００６４】
なお、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１３０からの部分光束は第１レンズアレイ１３０の横方向（ｘ軸方向）に平行かつ照明光軸１００ａｘ（ｚ軸方向）に平行な面内（ｘｚ平面内）で外方に向かう光となるが、第２レンズアレイ１４０はこれを照明光軸１００ａｘに平行な光にする必要があるため、第２レンズアレイ１４０の横方向（ｘ軸方向）に沿って複数の第２小レンズ１４２を偏心させている。
また、実施形態１に係る照明装置１００においては、各第１小レンズ１３２間の境界部における段差を軽減するため、第１レンズアレイ１３０の縦方向（ｙ軸方向）に沿っては複数の第１小レンズ１３２を偏心させていない。また、各第２小レンズ１４２間の境界部における段差を軽減するため、第２レンズアレイ１４０の縦方向（ｙ軸方向）に沿っては複数の第２小レンズ１４２を偏心させていない。このように第１小レンズ１３２と第２小レンズ１４２との偏心方向（レンズ光軸とレンズの幾何学的中心位置とのずれ方向）は、一定方向の軸に沿って互いに対向する方向となっている。
その結果、実施形態１に係る照明装置１００においては、図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示すように、第２レンズアレイ１４０の横方向寸法Ａ2は第１レンズアレイ１４０の横方向寸法Ａ1よりも大きく、第２レンズアレイ１４０の縦方向寸法Ｂ2は第１レンズアレイ１３０の縦方向寸法Ｂ1と略同一となる。
【００６５】
第１レンズアレイ１３０の第１小レンズ１３２は、各列毎に同一方向（ｘ軸方向）に揃って偏心されている。すなわち、同一列を構成する第１小レンズ１３２のそれぞれのレンズ光軸の位置はｘ軸方向において同位置であり、また、レンズの幾何学的中心位置もｘ軸方向において同位置となっている。一方、第１小レンズ１３２は、ｙ軸方向には偏心していない。このように、第１レンズアレイ１３０は上記のように各列毎にのみ揃って偏心されており、各列毎に第１小レンズの表面形状が相違しているため、列の境界部における段差を軽減するように、これらの各列毎に第１小レンズ１３２の厚さが調整されている。
【００６６】
第２レンズアレイ１４０の第２小レンズ１４２においても第１レンズアレイ１３０と同様に、各列毎に同一方向（ｘ軸方向）にのみ揃って偏心されているため、列の境界部における段差を軽減するように、これらの各列毎に第２小レンズ１４２の厚さが調整されている。
【００６７】
なお、実施形態１に係る照明装置１００においては、各第１小レンズ１３２を照明光軸１００ａｘ（ｚ軸方向）に沿って見たときの外形形状が、各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの被照明領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。例えば、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域のアスペクト比（縦と横との寸法の比率）が３：４であるから、各第１小レンズ１３２のアスペクト比も３：４に設定されている。
【００６８】
このため、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１３０及び第２レンズアレイ１４０の全面において段差を軽減することが可能になる。もちろん、第１レンズアレイ１３０及び第２レンズアレイ１４０の全面において段差を無くすることも可能である。
【００６９】
実施形態１に係る照明装置１００においては、光源装置１１０は、被照明領域側に照明光軸１００ａｘに略平行な照明光束を射出する光源装置である。
【００７０】
このため、実施形態１に係る照明装置１００によれば、光源装置１１０から射出された照明光軸１００ａｘに平行な照明光束は、各列毎に横方向（ｘ軸方向）にのみ偏心している第１レンズアレイ１３０によって、第１レンズアレイ１３０の横方向（ｘ軸方向）に平行かつ照明光軸１００ａｘ（ｚ軸方向）に平行な面内（ｘｚ平面内）で第２レンズアレイ１４０に向かって外方に向かう部分光束となり、第１レンズアレイ１３０の縦方向（ｙ軸方向）に平行かつ照明光軸１００ａｘ（ｚ軸方向）に平行な面内（ｙｚ平面内）ではそのまま照明光軸１００ａｘに対して平行に第２レンズアレイ１４０に向かう部分光束となる。
【００７１】
第１レンズアレイ１３０から入射して透光性部材１２０を透過した部分光束は、各列毎に横方向（ｘ軸方向）にのみ偏心している第２レンズアレイ１４０によって、第１レンズアレイ１３０の横方向（ｘ軸方向）に平行かつ照明光軸１００ａｘ（ｚ軸方向）に平行な面内（ｘｚ平面内）で再び照明光軸１００ａｘに平行な部分光束として第２レンズアレイ１４０から射出され、第１レンズアレイ１３０の縦方向（ｙ軸方向）に平行かつ照明光軸１００ａｘ（ｚ軸方向）に平行な面内（ｙｚ平面内）ではそのまま照明光軸１００ａｘに平行な部分光束として第２レンズアレイ１４０から射出される。
【００７２】
その結果、実施形態１に係る照明装置１００によれば、図３（ａ）に示すように、第１レンズアレイ１３０の横方向（ｘ軸方向）に沿って第１小レンズ１３２の像を良好に分離することが可能になり、部分光束の集光像が一定の大きさを有する場合であっても、偏光変換素子１５０の有効入射部１５３（図２（ａ）参照。）の領域に部分光束が確実に入射し、偏光分離層１５２の位置近傍に集光像を形成させて照明装置１００における光利用効率を向上させることができる。
【００７３】
以上、実施形態１に係る照明装置１００は、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示すように、第１レンズアレイ１３０及び第２レンズアレイ１４０が、一つの透光性部材１２０に一体化して形成されている。
【００７４】
このため、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１３０及び第２レンズアレイ１４０を一つの透光性部材１２０に一体化して形成することにより、従来のような第１レンズアレイと第２レンズアレイとを別体として構成した場合の空気・光学部材間の２つの界面（第１レンズアレイの光射出面と第２レンズアレイの光入射面）を無くすことができるため、不要な反射を減じることができ、光利用効率の向上を図ることができる。また、第１レンズアレイ１３０及び第２レンズアレイ１４０が一体化して形成されているので、従来のような第１レンズアレイと第２レンズアレイとの相対位置を調整する必要がなく、また組み込み後のずれも発生しない。このため、照明装置１００の他の光学部品との位置合わせが容易となる。さらにまた、光学部材の数を（２個（第１レンズアレイ及び第２レンズアレイ）から１個（透光性部材）に）減じることができるため、さらなる低コスト化を図ることもできる。
【００７５】
また、実施形態１に係る照明装置１００は、第１レンズアレイ１３０は、各第１小レンズ１３２間の境界部における段差を軽減するように各第１小レンズ１３２の厚みが調整された第１レンズアレイであり、第２レンズアレイ１４０は、各第２小レンズ１４２間の境界部における段差を軽減するように各第２小レンズ１４２の厚みが調整された第２レンズアレイである。
【００７６】
実施形態１に係る照明装置１００のように第１レンズアレイ及び第２レンズアレイを透光性部材として一体成形する場合、通常のレンズ等と比較して厚みが大きくなるため、第１レンズアレイの各第１小レンズ間の境界部及び第２レンズアレイの各第２小レンズ間の境界部における段差が大きいと型離れが悪くなる。その結果、面ダレやカケを起こし易くなってしまい、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することができないという問題がある。
【００７７】
これに対し、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１３０は、各第１小レンズ１３２間の境界部における段差を軽減するように各第１小レンズ１３２の厚みが調整された第１レンズアレイであり、第２レンズアレイ１４０は、各第２小レンズ１４２間の境界部における段差を軽減するように各第２小レンズ１４２の厚みが調整された第２レンズアレイであるため、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することができないという問題も解消される。
【００７８】
さらに、実施形態１に係る照明装置１００は、複数の第１小レンズ１３２は、横方向（ｘ軸方向）に沿って偏心しており、複数の第２小レンズ１４２は、横方向（ｘ軸方向）に沿って偏心している。
【００７９】
複数の第１小レンズ又は複数の第２小レンズが偏心していない場合には、もちろん第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの全面において段差を軽減するのは容易であるが、複数の第１小レンズ又は複数の第２小レンズを、縦方向に沿っても横方向に沿ってもともに偏心させた場合には、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイの全面において段差を軽減するのは容易ではないため、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが容易ではない。
【００８０】
これに対し、実施形態１に係る照明装置１００によれば、上記したように、複数の第１小レンズ１３２及び複数の第２小レンズ１４２をともに、横方向（ｘ軸方向）に沿ってのみ偏心させているため、第１レンズアレイ１３０及び第２レンズアレイ１４０の全面において段差を軽減することが可能となり、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが可能になる。
【００８１】
以上のように、実施形態１に係るプロジェクタ１０００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により変調された照明光束を投写する投写光学系６００とを備えたプロジェクタであるため、さらなる光利用効率の向上及びさらなる低コスト化を図ることのできるプロジェクタとなる。
【００８２】
〔実施形態２〕
図４は、実施形態２に係る照明装置１００Ａ及びプロジェクタ１０００Ａを説明するために示す図である。図４（ａ）はプロジェクタ１０００Ａの光学系を示す図であり、図４（ｂ）はプロジェクタ１０００Ａに用いられる透光性部材１２０を上面から見た図であり、図４（ｃ）はプロジェクタ１０００Ａに用いられる透光性部材１２０を側面から見た図である。
【００８３】
実施形態２に係る照明装置１００Ａは、基本的には実施形態１に係る照明装置１００とよく似た構成を有しているが、図４（ａ）に示すように、実施形態１に係る照明装置１００とは、光源装置の構成が異なっている。
すなわち、実施形態２に係る照明装置１００Ａは、光源装置として、楕円面リフレクタ１１４Ａと、楕円面リフレクタ１１４Ａの第１焦点近傍に配置された発光管１１２Ａと、発光管１１２Ａの被照明領域側に配置され発光管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１１４Ａに向けて反射する補助ミラー１１６Ａと、楕円面リフレクタ１１４Ａで反射される集束光を照明光軸１００Ａａｘと略平行な平行光にする凹レンズ１１８Ａとを有する光源装置１１０Ａを用いている。
【００８４】
発光管１１２Ａは、管球部と、管球部の両側に延びる一対の封止部とを有している。
楕円面リフレクタ１１４Ａは、第１焦点位置近傍に配置された発光管１１２Ａにおける発光部の発光中心から放射された光を、第２焦点位置に集束する集束光として射出する。楕円面リフレクタ１１４Ａは、一方の封止部に挿通・固着されている。
【００８５】
補助ミラー１１６Ａは、図４（ａ）に示すように、発光管１１２Ａの管球部の略半分を覆い、楕円面リフレクタ１１４Ａの反射凹面と対向して配置される反射部材であり、発光管１１２Ａの他方の封止部に挿通・固着されている。
このような補助ミラー１１６Ａを用いることにより、発光管１１２Ａの発光部から楕円面リフレクタ１１４Ａとは反対側（被照明領域側）に向かって放射される光が、補助ミラー１１６Ａによって発光管１１２Ａの発光部に向けて反射される。補助ミラー１１６Ａによって反射された光は、楕円面リフレクタ１１４Ａに向けて発光管１１２Ａの発光部から再び放射され、さらに楕円面リフレクタ１１４Ａの反射凹面で反射されて第２焦点位置に集束される。従って、補助ミラー１１６Ａを用いることによって、発光管１１２Ａの発光部から楕円面リフレクタ１１４Ａとは反対側（被照明領域側）に向かって放射される光も、発光管１１２Ａから楕円面リフレクタ１１４Ａに向かって直接放射される光と同様に、楕円面リフレクタ１１４Ａの第２焦点位置に集束させることができる。
【００８６】
楕円面リフレクタ１１４Ａからの光は、凹レンズ１１８Ａで照明光軸１００Ａａｘと略平行な平行光に変換され、透光性部材１２０の第１レンズアレイ１３０へと射出される。
【００８７】
このように、実施形態２に係る照明装置１００Ａは、実施形態１に係る照明装置１００とは、光源装置の構成が異なるが、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、第１レンズアレイ１３０及び第２レンズアレイ１４０は一つの透光性部材１２０に一体化して形成されているため、実施形態１に係る照明装置１００の場合と同様に、空気・光学部材間の２つの界面を無くすことができる。このため、不要な反射を減じることができ、光利用効率の向上を図ることができる。また、光学部材の数を減じることができるため、さらなる低コスト化を図ることもできる。
【００８８】
また、実施形態２に係る照明装置１００Ａによれば、第１レンズアレイ１３０は、各第１小レンズ１３２間の境界部における段差を軽減するように各第１小レンズ１３２の厚みが調整された第１レンズアレイであり、第２レンズアレイ１４０は、各第２小レンズ１４２間の境界部における段差を軽減するように各第２小レンズ１４２の厚みが調整された第２レンズアレイであるため、実施形態１に係る照明装置１００の場合と同様に、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することができないという問題も解消される。
【００８９】
さらに、実施形態２に係る照明装置１００Ａによれば、複数の第１小レンズ１３２及び複数の第２小レンズ１４２をともに、横方向（ｘ軸方向）に沿ってのみ偏心させているため、実施形態１に係る照明装置１００の場合と同様に、第１レンズアレイ１３０及び第２レンズアレイ１４０の全面において段差を軽減することが可能となり、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが可能になる。
【００９０】
したがって、実施形態２に係る照明装置１００Ａは、実施形態１に係る照明装置１００の場合と同様に、プロジェクタにおけるさらなる光利用効率の向上及びさらなる低コスト化を図ることのできる照明装置となる。
【００９１】
実施形態２に係るプロジェクタ１０００Ａは、上記した照明装置１００Ａと、照明装置１００Ａ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により変調された照明光束を投写する投写光学系６００とを備えたプロジェクタであるため、さらなる光利用効率の向上及びさらなる低コスト化を図ることのできるプロジェクタとなる。
【００９２】
〔実施形態３〕
図５は、実施形態３に係る照明装置１００Ｂ及びプロジェクタ１０００Ｂを説明するために示す図である。図５（ａ）はプロジェクタ１０００Ｂの光学系を示す図であり、図５（ｂ）はプロジェクタ１０００Ｂに用いられる透光性部材１２０Ｂを上面から見た図であり、図５（ｃ）はプロジェクタ１０００Ｂに用いられる透光性部材１２０Ｂを側面から見た図である。
【００９３】
実施形態３に係る照明装置１００Ｂは、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すように、実施形態２に係る照明装置１００Ａとは、光源装置、偏光変換素子及び透光性部材の構成が異なっている。
すなわち、実施形態３に係る照明装置１００Ｂは、光源装置として、被照明領域側に発散する照明光束を射出する光源装置１１０Ｂを用いており、偏光変換素子として、実施形態２に係る照明装置１００Ａにおける偏光変換素子１５０Ａとは有効入射部の範囲が異なる偏光変換素子１５０Ｂを用いており、透光性部材として、第１レンズアレイ１３０Ｂの縦方向（ｙ軸方向）に沿って複数の第１小レンズ１３２Ｂが偏心しており、第２レンズアレイ１４０Ｂの横方向（ｘ軸方向）に沿って複数の第２小レンズ１４２Ｂが偏心している透光性部材１２０Ｂを用いている。
【００９４】
実施形態３に係る照明装置１００Ｂは、実施形態２に係る照明装置１００Ａとは楕円面リフレクタの被照明領域側に設けられたレンズの作用のみが異なっている。
すなわち、実施形態２に係る照明装置１００Ａにおいては、図４（ａ）に示したように、楕円面リフレクタ１１４Ａの被照明領域側には凹レンズ１１８Ａが設けられ、楕円面リフレクタ１１４Ａから射出された集束光は、凹レンズ１１８Ａによって照明光軸１００Ａａｘと略平行な平行光とされて光源装置１１０Ａから射出されるように構成されている。
これに対し、実施形態３に係る照明装置１００Ｂにおいては、図５（ａ）に示すように、楕円面リフレクタ１１４Ａの被照明領域側には凹レンズ１１８Ｂが設けられ、楕円面リフレクタ１１４Ａから射出された集束光は、凹レンズ１１８Ｂによって照明光軸１００Ｂａｘを中心軸として外側に発散する発散光として光源装置１１０Ｂから射出されるように構成されている。
【００９５】
実施形態３に係る照明装置１００Ｂにおいては、図５（ｂ）に示すように、第１レンズアレイ１３０Ｂからの部分光束は第１レンズアレイ１３０Ｂの横方向（ｘ軸方向）に平行かつ照明光軸１００Ｂａｘ（ｚ軸方向）に平行な面内（ｘｚ平面内）で外方に向かう光となるが、第２レンズアレイ１４０Ｂはこれを照明光軸１００Ｂａｘに平行な光にする必要があるため、第２レンズアレイ１４０Ｂの横方向（ｘ軸方向）に沿って複数の第２小レンズ１４２Ｂを偏心させている。
また、実施形態３に係る照明装置１００Ｂにおいては、各第２小レンズ１４２Ｂ間の境界部における段差を軽減するため、図５（ｃ）に示すように、第２レンズアレイ１４０Ｂの縦方向（ｙ軸方向）に沿っては複数の第２小レンズ１４２Ｂを偏心させていない。また、これに伴って、光源装置１１０Ｂから被照明領域側に発散する照明光束を照明光軸１００Ｂａｘと略平行な平行光にする必要があるため、第１レンズアレイ１３０Ｂの縦方向（ｙ軸方向）に沿って複数の第１小レンズ１３２Ｂを偏心させている。このように第１小レンズ１３２Ｂと第２小レンズ１４２Ｂとの偏心方向（レンズ光軸とレンズの幾何学的中心位置とのずれ方向）は、互いに直交する軸に沿っている。
その結果、実施形態３に係る照明装置１００Ｂにおいては、第２レンズアレイ１４０Ｂの横方向寸法Ａ2は第１レンズアレイ１３０Ｂの横方向寸法Ａ1よりも大きく、第２レンズアレイ１４０Ｂの縦方向寸法Ｂ2は第１レンズアレイ１３０Ｂの縦方向寸法Ｂ1と略同一となる。
【００９６】
第１レンズアレイ１３０Ｂの第１小レンズ１３２Ｂは、各行毎に同一方向（ｙ軸方向）に揃って偏心されている。すなわち、同一行を構成する第１小レンズ１３２Ｂのそれぞれのレンズ光軸の位置はｙ軸方向において同位置であり、また、レンズの幾何学的中心位置もｙ軸方向において同位置となっている。一方、第１小レンズ１３２Ｂは、ｘ軸方向には偏心していない。このように、第１レンズアレイ１３０Ｂは上記のように各行毎にのみ揃って偏心されており、各行毎に第１小レンズの表面形状が相違しているため、行の境界部における段差を軽減するように、これらの各行毎に第１小レンズ１３２Ｂの厚さが調整されている。
【００９７】
第２レンズアレイ１４０Ｂの第２小レンズ１４２Ｂは、各列毎に同一方向（ｘ軸方向）に揃って偏心されている。すなわち、同一列を構成する第２小レンズ１４２Ｂのそれぞれのレンズ光軸の位置はｘ軸方向において同位置であり、また、レンズの幾何学的中心位置もｘ軸方向において同位置となっている。一方、第２小レンズ１４２Ｂは、ｙ軸方向には偏心していない。このように、第２レンズアレイ１４０Ｂは上記のように各列毎にのみ揃って偏心されており、各列毎に第２小レンズの表面形状が相違しているため、列の境界部における段差を軽減するように、これらの各列毎に第２小レンズ１４２Ｂの厚さが調整されている。
【００９８】
このため、実施形態３に係る照明装置１００Ｂによれば、第１レンズアレイ１３０Ｂ及び第２レンズアレイ１４０Ｂの全面において段差を軽減することが可能になる。もちろん、第１レンズアレイ１３０Ｂ及び第２レンズアレイ１４０Ｂの全面において段差を無くすることも可能である。
【００９９】
このような実施形態３に係る照明装置１００Ｂによれば、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、光源装置１１０Ｂから射出された照明光軸１００Ｂａｘを中心軸として外側に発散する照明光束は、各行毎に縦方向（ｙ軸方向）にのみ偏心している第１レンズアレイ１３０Ｂによって、第１レンズアレイ１３０Ｂの横方向（ｘ軸方向）に平行かつ照明光軸１００Ｂａｘ（ｚ軸方向）に平行な面内（ｘｚ平面内）ではそのまま第２レンズアレイ１４０Ｂに向かって外方に向かう部分光束となり、第１レンズアレイ１３０Ｂの縦方向（ｙ軸方向）に平行かつ照明光軸１００Ｂａｘ（ｚ軸方向）に平行な面内（ｙｚ平面内）では照明光軸１００Ｂａｘに対して平行に第２レンズアレイ１４０Ｂに向かう部分光束となる。
【０１００】
第１レンズアレイ１３０Ｂから入射して透光性部材１２０Ｂを透過した部分光束は、各列毎に横方向（ｘ軸方向）にのみ偏心している第２レンズアレイ１４０Ｂによって、第１レンズアレイ１３０Ｂの横方向（ｘ軸方向）に平行かつ照明光軸１００Ｂａｘ（ｚ軸方向）に平行な面内（ｘｚ平面内）で照明光軸１００Ｂａｘに平行な部分光束として第２レンズアレイ１４０Ｂから射出され、第１レンズアレイ１３０Ｂの縦方向（ｙ軸方向）に平行かつ照明光軸１００Ｂａｘ方向（ｚ軸方向）に平行な面内（ｙｚ平面内）ではそのまま照明光軸１００Ｂａｘに平行な部分光束として第２レンズアレイ１４０Ｂから射出される。
【０１０１】
このように、実施形態３に係る照明装置１００Ｂは、実施形態２に係る照明装置１００Ａとは、光源装置、偏光変換素子及び透光性部材の構成が異なるが、第１レンズアレイ１３０Ｂ及び第２レンズアレイ１４０Ｂは、一つの透光性部材１２０Ｂに一体化して形成されているため、実施形態２に係る照明装置１００Ａの場合と同様に、空気・光学部材間の２つの界面を無くすることができる。このため、不要な反射を減じることができ、光利用効率の向上を図ることができる。また、光学部材の数を減じることができるため、さらなる低コスト化を図ることもできる。
【０１０２】
また、実施形態３に係る照明装置１００Ｂによれば、第１レンズアレイ１３０Ｂは、各第１小レンズ１３２Ｂ間の境界部における段差を軽減するように各第１小レンズ１３２Ｂの厚みが調整された第１レンズアレイであり、第２レンズアレイ１４０Ｂは、各第２小レンズ１４２Ｂ間の境界部における段差を軽減するように各第２小レンズ１４２Ｂの厚みが調整された第２レンズアレイであるため、実施形態２に係る照明装置１００Ａの場合と同様に、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することができないという問題も解消される。
【０１０３】
さらに、実施形態３に係る照明装置１００Ｂによれば、複数の第１小レンズ１３２Ｂを縦方向（ｙ軸方向）に沿ってのみ偏心させ、複数の第２小レンズ１４２Ｂを横方向（ｘ軸方向）に沿ってのみ偏心させているため、実施形態２に係る照明装置１００Ａの場合と同様に、第１レンズアレイ１３０Ｂ及び第２レンズアレイ１４０Ｂの全面において段差を軽減することが可能となり、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが可能になる。
【０１０４】
したがって、実施形態３に係る照明装置１００Ｂは、実施形態２に係る照明装置１００Ａの場合と同様に、プロジェクタにおけるさらなる光利用効率の向上及びさらなる低コスト化を図ることのできる照明装置となる。
【０１０５】
また、実施形態３に係る照明装置１００Ｂにおいては、上記したように、光源装置１１０Ｂからは照明光軸１００Ｂａｘを中心軸として外側に発散する照明光束が射出され、第１レンズアレイ１３０Ｂは縦方向（ｙ軸方向）にのみ偏心しており、第２レンズアレイ１４０Ｂは横方向（ｘ軸方向）にのみ偏心しているため、照明装置１００Ｂから射出される照明光束は、横方向（ｘ軸方向）及び縦方向（ｙ軸方向）の両方向において広がり、かつ、照明光軸１００Ｂａｘに平行な部分光束として射出することが可能となる。
【０１０６】
このため、実施形態３に係る照明装置１００Ｂによれば、第１レンズアレイ１３０Ｂの横方向（ｘ軸方向）及び縦方向（ｙ軸方向）に沿って、第１小レンズ１３２Ｂの像をさらに良好に分離し、かつ、照明光軸１００Ｂａｘに平行な平行光を射出することが可能になる。その結果、部分光束の集光像が一定の大きさを有する場合であっても、偏光変換素子１５０Ｂの有効入射部の領域に部分光束が確実に入射し、偏光分離層の位置近傍に集光像を形成させて照明装置１００Ｂにおける光利用効率を向上させることができる。
【０１０７】
実施形態３に係るプロジェクタ１０００Ｂは、上記した照明装置１００Ｂと、照明装置１００Ｂ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により変調された照明光束を投写する投写光学系６００とを備えたプロジェクタであるため、さらなる光利用効率の向上及びさらなる低コスト化を図ることのできるプロジェクタとなる。
【０１０８】
〔実施形態４〕
図６は、実施形態４に係る照明装置１００Ｃ及びプロジェクタ１０００Ｃを説明するために示す図である。図６（ａ）はプロジェクタ１０００Ｃの光学系を示す図であり、図６（ｂ）はプロジェクタ１０００Ｃに用いられる透光性部材１２０Ｃを上面から見た図であり、図６（ｃ）はプロジェクタ１０００Ｃに用いられる透光性部材１２０Ｃを側面から見た図である。
【０１０９】
図７は、実施形態４に係る照明装置１００Ｃの効果を説明するために示す図である。図７（ａ）は実施形態４における偏光変換素子１５０Ｃの光入射面上での第１小レンズ１３２Ｃの像を示す図であり、図７（ｂ）は比較例における偏光変換素子１５０ｃの光入射面上での第１小レンズの像を示す図である。
【０１１０】
実施形態４に係る照明装置１００Ｃは、図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すように、実施形態２に係る照明装置１００Ａとは、偏光変換素子及び透光性部材の構成が異なっている。
すなわち、実施形態４に係る照明装置１００Ｃは、偏光変換素子として、実施形態２に係る照明装置１００Ａにおける偏光変換素子１５０Ａとは有効入射部の範囲が異なる偏光変換素子１５０Ｃを用いており、透光性部材として、第１レンズアレイ１３０Ｃの縦方向（ｙ軸方向）に沿って複数の第１小レンズ１３２Ｃが偏心しており、第２レンズアレイ１４０Ｃの縦方向（ｙ軸方向）に沿って複数の第２小レンズ１４２Ｃが偏心している透光性部材１２０Ｃを用いている。
【０１１１】
実施形態４に係る照明装置１００Ｃにおいては、図６（ｃ）に示すように、第１レンズアレイ１３０Ｃからの部分光束は第１レンズアレイ１３０Ｃの縦方向（ｙ軸方向）に平行かつ照明光軸１００Ｃａｘ（ｚ軸方向）に平行な面内（ｙｚ平面内）で外方に向かう光となるが、第２レンズアレイ１４０Ｃはこれを照明光軸１００Ｃａｘに平行な光にする必要があるため、第２レンズアレイ１４０Ｃの縦方向（ｙ軸方向）に沿って複数の第２小レンズ１４２Ｃを偏心させている。
また、実施形態４に係る照明装置１００Ｃにおいては、各第１小レンズ１３２Ｃ間の境界部における段差を軽減するため、図６（ｂ）に示すように、第１レンズアレイ１３０Ｃの横方向（ｘ軸方向）に沿っては複数の第１小レンズ１３２Ｃを偏心させていない。また、各第２小レンズ１４２Ｃ間の境界部における段差を軽減するため、第２レンズアレイ１４０Ｃの横方向（ｘ軸方向）に沿っては複数の第２小レンズ１４２Ｃを偏心させていない。このように第１小レンズ１３２Ｃと第２小レンズ１４２Ｃとの偏心方向（レンズ光軸とレンズの幾何学的中心位置とのずれ方向）は、一定方向の軸に沿って互いに対向する方向となっている。
その結果、実施形態４に係る照明装置１００Ｃにおいては、第２レンズアレイ１４０Ｃの縦方向寸法Ｂ2は第１レンズアレイ１３０Ｃの縦方向寸法Ｂ1よりも大きく、第２レンズアレイ１４０Ｃの横方向寸法Ａ2は第１レンズアレイ１３０Ｃの横方向寸法Ａ1と略同一となる。
【０１１２】
第１レンズアレイ１３０Ｃの第１小レンズ１３２Ｃは、各行毎に同一方向（ｙ軸方向）に揃って偏心されている。すなわち、同一行を構成する第１小レンズ１３２Ｃのそれぞれのレンズ光軸の位置はｙ軸方向において同位置であり、また、レンズの幾何学的中心位置もｙ軸方向において同位置となっている。一方、第１小レンズ１３２Ｃは、ｘ軸方向には偏心していない。このように、第１レンズアレイ１３０Ｃは上記のように各行毎にのみ揃って偏心されており、各行毎に第１小レンズの表面形状が相違しているため、行の境界部における段差を軽減するように、これらの各行毎に第１小レンズ１３２Ｃの厚さが調整されている。
【０１１３】
第２レンズアレイ１４０Ｃの第２小レンズ１４２Ｃにおいても第１レンズアレイ１３０Ｃと同様に、各行毎に同一方向（ｙ軸方向）にのみ揃って偏心されているため、行の境界部における段差を軽減するように、これらの各行毎に第２小レンズ１４２Ｃの厚さが調整されている。  
【０１１４】
このため、実施形態４に係る照明装置１００Ｃによれば、第１レンズアレイ１３０Ｃ及び第２レンズアレイ１４０Ｃの全面において段差を軽減することが可能になる。もちろん、第１レンズアレイ１３０Ｃ及び第２レンズアレイ１４０Ｃの全面において段差を無くすることも可能である。
【０１１５】
このような実施形態４に係る照明装置１００Ｃによれば、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように、光源装置１１０Ａから射出された照明光軸１００Ｃａｘに平行な照明光束は、各行毎に縦方向（ｙ軸方向）にのみ偏心している第１レンズアレイ１３０Ｃによって、第１レンズアレイ１３０Ｃの横方向（ｘ軸方向）に平行かつ照明光軸１００Ｃａｘ（ｚ軸方向）に平行な面内（ｘｚ平面内）ではそのまま照明光軸１００Ｃａｘに対して平行に第２レンズアレイ１４０Ｃに向かう部分光束となり、第１レンズアレイ１３０Ｃの縦方向（ｙ軸方向）に平行かつ照明光軸１００Ｃａｘ（ｚ軸方向）に平行な面内（ｙｚ平面内）では第２レンズアレイ１４０Ｃに向かって外方に向かう部分光束となる。
【０１１６】
第１レンズアレイ１３０Ｃから入射して透光性部材１２０Ｃを透過した部分光束は、各行毎に縦方向（ｙ軸方向）にのみ偏心している第２レンズアレイ１４０Ｃによって、第１レンズアレイ１３０Ｃの横方向（ｘ軸方向）に平行かつ照明光軸１００Ｃａｘ（ｚ軸方向）に平行な面内（ｘｚ平面内）ではそのまま照明光軸１００Ｃａｘに平行な部分光束として第２レンズアレイ１４０Ｃから射出され、第１レンズアレイ１３０Ｃの縦方向（ｙ軸方向）に平行かつ照明光軸１００Ｃａｘ（ｚ軸方向）に平行な面内（ｙｚ平面内）では再び照明光軸１００Ｃａｘに平行な部分光束として第２レンズアレイ１４０Ｃから射出される。
【０１１７】
このように、実施形態４に係る照明装置１００Ｃは、実施形態２に係る照明装置１００Ａとは、偏光変換素子及び透光性部材の構成が異なるが、第１レンズアレイ１３０Ｃ及び第２レンズアレイ１４０Ｃは一つの透光性部材１２０Ｃに一体化して形成されているため、実施形態２に係る照明装置１００Ａの場合と同様に、空気・光学部材間の２つの界面を無くすることができる。このため、不要な反射を減じることができ、光利用効率の向上を図ることができる。また、光学部材の数を減じることができるため、さらなる低コスト化を図ることもできる。
【０１１８】
また、実施形態４に係る照明装置１００Ｃによれば、第１レンズアレイ１３０Ｃは、各第１小レンズ１３２Ｃ間の境界部における段差を軽減するように各第１小レンズ１３２Ｃの厚みが調整された第１レンズアレイであり、第２レンズアレイ１４０Ｃは、各第２小レンズ１４２Ｃ間の境界部における段差を軽減するように各第２小レンズ１４２Ｃの厚みが調整された第２レンズアレイであるため、実施形態２に係る照明装置１００Ａの場合と同様に、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することができないという問題も解消される。
【０１１９】
さらに、実施形態４に係る照明装置１００Ｃによれば、複数の第１小レンズ１３２Ｃ及び複数の第２小レンズ１４２Ｃをともに、縦方向（ｙ軸方向）に沿ってのみ偏心させているため、実施形態２に係る照明装置１００Ａの場合と同様に、第１レンズアレイ１３０Ｃ及び第２レンズアレイ１４０Ｃの全面において段差を軽減することが可能となり、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが可能になる。
【０１２０】
したがって、実施形態４に係る照明装置１００Ｃは、実施形態２に係る照明装置１００Ａの場合と同様に、プロジェクタにおけるさらなる光利用効率の向上及びさらなる低コスト化を図ることのできる照明装置となる。
【０１２１】
また、実施形態４に係る照明装置１００Ｃにおいては、第１レンズアレイ１３０Ｃの縦方向（ｙ軸方向）に沿って複数の第１小レンズ１３２Ｃを偏心させているため、第１レンズアレイ１３０Ｃからの各部分光束は第１レンズアレイ１３０Ｃの縦方向（ｙ軸方向）に平行かつ照明光軸１００Ｃａｘ（ｚ軸方向）に平行な面内（ｙｚ平面内）で第２レンズアレイ１４０Ｃに向かって外方に向かう光となる。
このため、実施形態４に係る照明装置１００Ｃによれば、図７（ａ）に示すように、第１レンズアレイ１３０Ｃの縦方向（ｙ軸方向）に沿って第１小レンズ１３２Ｃの像を良好に分離することが可能になる。その結果、部分光束の集光像が一定の大きさを有する場合であっても、偏光変換素子１５０Ｃの有効入射部の領域に部分光束が確実に入射し、偏光分離層の位置近傍に集光像を形成させて照明装置１００Ｃにおける光利用効率を向上させることができる。また、実施形態４に係る照明装置１００Ｃは、液晶装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂなどの電気光学変調装置における被照明領域の面内照度分布を均一に、かつ、高輝度で照明する照明装置として適合するものとなる。
【０１２２】
実施形態４に係るプロジェクタ１０００Ｃは、上記した照明装置１００Ｃと、照明装置１００Ｃ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により変調された照明光束を投写する投写光学系６００とを備えたプロジェクタであるため、さらなる光利用効率の向上及びさらなる低コスト化を図ることのできるプロジェクタとなる。
【０１２３】
〔実施形態５〕
図８は、実施形態５に係る照明装置１００Ｄ及びプロジェクタ１０００Ｄを説明するために示す図である。図８（ａ）はプロジェクタ１０００Ｄの光学系を示す図であり、図８（ｂ）はプロジェクタ１０００Ｄに用いられる透光性部材１２０Ｄを上面から見た図であり、図８（ｃ）はプロジェクタ１０００Ｄに用いられる透光性部材１２０Ｄを側面から見た図である。
【０１２４】
実施形態５に係る照明装置１００Ｄは、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示すように、実施形態３に係る照明装置１００Ｂとは、偏光変換素子及び透光性部材の構成が異なっている。
すなわち、実施形態５に係る照明装置１００Ｄは、偏光変換素子として、実施形態３に係る照明装置１００Ｂにおける偏光変換素子１５０Ｂとは有効入射部の範囲が異なる偏光変換素子１５０Ｄを用いており、透光性部材として、第１レンズアレイ１３０Ｄの横方向（ｘ軸方向）に沿って複数の第１小レンズ１３２Ｄが偏心しており、第２レンズアレイ１４０Ｄの縦方向（ｙ軸方向）に沿って複数の第２小レンズ１４２Ｄが偏心している透光性部材１２０Ｄを用いている。なお、光源装置としては実施形態３に係る照明装置１００Ｂの場合と同様に、被照明領域側に発散する照明光束を射出する光源装置１１０Ｂを用いている。
【０１２５】
実施形態５に係る照明装置１００Ｄにおいては、図８（ｃ）に示すように、第１レンズアレイ１３０Ｄからの部分光束は第１レンズアレイ１３０Ｄの縦方向（ｙ軸方向）に平行かつ照明光軸１００Ｄａｘ（ｚ軸方向）に平行な面内（ｙｚ平面内）で外方に向かう光となるが、第２レンズアレイ１４０Ｄはこれを照明光軸１００Ｄａｘに平行な光にする必要があるため、第２レンズアレイ１４０Ｄの縦方向（ｙ軸方向）に沿って複数の第２小レンズ１４２Ｄを偏心させている。
また、実施形態５に係る照明装置１００Ｄにおいては、各第２小レンズ１４２Ｄ間の境界部における段差を軽減するため、図８（ｂ）に示すように、第２レンズアレイ１４０Ｄの横方向（ｘ軸方向）に沿っては複数の第２小レンズ１４２Ｄを偏心させていない。また、これに伴って、光源装置１１０Ｂから被照明領域側に発散する照明光束を照明光軸１００Ｄａｘに略平行な平行光にする必要があるため、第１レンズアレイ１３０Ｄの横方向（ｘ軸方向）に沿って複数の第１小レンズ１３２Ｄを偏心させている。このように第１小レンズ１３２Ｄと第２小レンズ１４２Ｄとの偏心方向（レンズ光軸とレンズの幾何学的中心位置とのずれ方向）は、互いに直交する軸に沿っている。
このため、実施形態５に係る照明装置１００Ｄにおいては、第２レンズアレイ１４０Ｄの縦方向寸法Ｂ2は第１レンズアレイ１３０Ｄの縦方向寸法Ｂ1よりも大きく、第２レンズアレイ１４０Ｄの横方向寸法Ａ2は第１レンズアレイ１３０Ｄの横方向寸法Ａ1と略同一となる。
【０１２６】
第１レンズアレイ１３０Ｄの第１小レンズ１３２Ｄは、各列毎に同一方向（ｘ軸方向）に揃って偏心されている。すなわち、同一列を構成する第１小レンズ１３２Ｄのそれぞれのレンズ光軸の位置はｘ軸方向において同位置であり、また、レンズの幾何学的中心位置もｘ軸方向において同位置となっている。一方、第１小レンズ１３２Ｄは、ｙ軸方向には偏心していない。このように、第１レンズアレイ１３０Ｄは上記のように各列毎にのみ揃って偏心されており、各列毎に第１小レンズの表面形状が相違しているため、列の境界部における段差を軽減するように、これらの各列毎に第１小レンズ１３２Ｄの厚さが調整されている。
【０１２７】
第２レンズアレイ１４０Ｄの第２小レンズ１４２Ｄは、各行毎に同一方向（ｙ軸方向）に揃って偏心されている。すなわち、同一行を構成する第２小レンズ１４２Ｄのそれぞれのレンズ光軸の位置はｙ軸方向において同位置であり、また、レンズの幾何学的中心位置もｙ軸方向において同位置となっている。一方、第２小レンズ１４２Ｄは、ｘ軸方向には偏心していない。このように、第２レンズアレイ１４０Ｄは上記のように各行毎にのみ揃って偏心されており、各行毎に第２小レンズの表面形状が相違しているため、行の境界部における段差を軽減するように、これらの各行毎に第２小レンズ１４２Ｄの厚さが調整されている。
【０１２８】
このため、実施形態５に係る照明装置１００Ｄによれば、第１レンズアレイ１３０Ｄ及び第２レンズアレイ１４０Ｄの全面において段差を軽減することが可能になる。もちろん、第１レンズアレイ１３０Ｄ及び第２レンズアレイ１４０Ｄの全面において段差を無くすることも可能である。
【０１２９】
このような実施形態５に係る照明装置１００Ｄによれば、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示すように、光源装置１１０Ｂから射出された照明光軸１００Ｄａｘを中心軸として外側に発散する照明光束は、各列毎に横方向（ｘ軸方向）にのみ偏心している第１レンズアレイ１３０Ｄによって、第１レンズアレイ１３０Ｄの横方向（ｘ軸方向）に平行かつ照明光軸１００Ｄａｘ（ｚ軸方向）に平行な面内（ｘｚ平面内）では照明光軸１００Ｄａｘに対して平行に第２レンズアレイ１４０Ｄに向かう部分光束となり、第１レンズアレイ１３０Ｄの縦方向（ｙ軸方向）に平行かつ照明光軸１００Ｄａｘ方向（ｚ軸方向）に平行な面内（ｙｚ平面内）ではそのまま第２レンズアレイ１４０Ｄに向かって外方に向かう部分光束となる。
【０１３０】
第１レンズアレイ１３０Ｄから入射して透光性部材１２０Ｄを透過した部分光束は、各行毎に縦方向（ｙ軸方向）にのみ偏心している第２レンズアレイ１４０Ｄによって、第１レンズアレイ１３０Ｄの横方向（ｘ軸方向）に平行かつ照明光軸１００Ｄａｘ（ｚ軸方向）に平行な面内（ｘｚ平面内）ではそのまま照明光軸１００Ｄａｘに平行な部分光束として第２レンズアレイ１４０Ｄから射出され、第１レンズアレイ１３０Ｄの縦方向（ｙ軸方向）に平行かつ照明光軸１００Ｄａｘ（ｚ軸方向）に平行な面内（ｙｚ平面内）では照明光軸１００Ｄａｘに平行な部分光束として第２レンズアレイ１４０Ｄから射出される。
【０１３１】
このように、実施形態５に係る照明装置１００Ｄは、実施形態３に係る照明装置１００Ｂとは、偏光変換素子及び透光性部材の構成が異なるが、第１レンズアレイ１３０Ｄ及び第２レンズアレイ１４０Ｄは一つの透光性部材１２０Ｄに一体化して形成されているため、実施形態３に係る照明装置１００Ｂの場合と同様に、空気・光学部材間の２つの界面を無くすることができる。このため、不要な反射を減じることができ、光利用効率の向上を図ることができる。また、光学部材の数を減じることができるため、さらなる低コスト化を図ることもできる。
【０１３２】
また、実施形態５に係る照明装置１００Ｄによれば、第１レンズアレイ１３０Ｄは、各第１小レンズ１３２Ｄ間の境界部における段差を軽減するように各第１小レンズ１３２Ｄの厚みが調整された第１レンズアレイであり、第２レンズアレイ１４０Ｄは、各第２小レンズ１４２Ｄ間の境界部における段差を軽減するように各第２小レンズ１４２Ｄの厚みが調整された第２レンズアレイであるため、実施形態３に係る照明装置１００Ｂの場合と同様に、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することができないという問題も解消される。
【０１３３】
さらに、実施形態５に係る照明装置１００Ｄによれば、複数の第１小レンズ１３２Ｄを横方向（ｘ軸方向）に沿ってのみ偏心させ、複数の第２小レンズ１４２Ｄを縦方向（ｙ軸方向）に沿ってのみ偏心させているため、実施形態３に係る照明装置１００Ｂの場合と同様に、第１レンズアレイ１３０Ｄ及び第２レンズアレイ１４０Ｄの全面において段差を軽減することが可能となり、第１レンズアレイ及び第２レンズアレイとして望ましい形状のレンズアレイを製造することが可能になる。
【０１３４】
したがって、実施形態５に係る照明装置１００Ｄは、実施形態３に係る照明装置１００Ｂの場合と同様に、プロジェクタにおけるさらなる光利用効率の向上及びさらなる低コスト化を図ることのできる照明装置となる。
【０１３５】
また、実施形態５に係る照明装置１００Ｄにおいては、上記したように、光源装置１１０Ｂからは照明光軸１００Ｄａｘを中心軸として外側に発散する照明光束が射出され、第１レンズアレイ１３０Ｄは横方向（ｘ軸方向）にのみ偏心しており、第２レンズアレイ１４０Ｄは縦方向（ｙ軸方向）にのみ偏心しているため、照明装置１００Ｄから射出される照明光束は、横方向（ｘ軸方向）及び縦方向（ｙ軸方向）の両方向において広がり、かつ、照明光軸１００Ｄａｘに平行な部分光束として射出することが可能となる。
【０１３６】
このため、実施形態５に係る照明装置１００Ｄによれば、第１レンズアレイ１３０Ｄの横方向（ｘ軸方向）及び縦方向（ｙ軸方向）に沿って、第１小レンズ１３２Ｄの像をさらに良好に分離し、かつ、照明光軸１００Ｄａｘに平行な平行光を射出することが可能になる。その結果、部分光束の集光像が一定の大きさを有する場合であっても、偏光変換素子１５０Ｄの有効入射部の領域に部分光束が確実に入射し、偏光分離層の位置近傍に集光像を形成させて照明装置１００Ｄにおける光利用効率を向上させることができる。また、実施形態５に係る照明装置１００Ｄは、液晶装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂなどの電気光学変調装置における被照明領域の面内照度分布を均一に、かつ、高輝度で照明する照明装置として適合するものとなる。
【０１３７】
実施形態５に係るプロジェクタ１０００Ｄは、上記した照明装置１００Ｄと、照明装置１００Ｄ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により変調された照明光束を投写する投写光学系６００とを備えたプロジェクタであるため、さらなる光利用効率の向上及びさらなる低コスト化を図ることのできるプロジェクタとなる。
【０１３８】
以上、本発明のプロジェクタを上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【０１３９】
（１）上記各実施形態のプロジェクタ１０００〜１０００Ｄは、第１小レンズ１３２，１３２Ｂ，１３２Ｃ，１３２Ｄの平面形状としては、「縦寸法：横寸法＝３：４の長方形」のものを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、被照明領域のアスペクト比を９：１６にしたい場合には、「縦寸法：横寸法＝９：１６の長方形」のものなども好ましく用いることができる。
【０１４０】
（２）上記各実施形態のプロジェクタ１０００〜１０００Ｄは透過型のプロジェクタであるが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は反射型のプロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶装置等のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、反射型の液晶装置等のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクタにこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクタと同様の効果を得ることができる。
【０１４１】
（３）上記各実施形態のプロジェクタ１０００〜１０００Ｄは、電気光学変調装置として液晶装置を用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。電気光学変調装置としては、一般に、入射光を画像情報に応じて変調するものであればよく、マイクロミラー型光変調装置などを利用してもよい。マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）（ＴＩ社の商標）を用いることができる。
【０１４２】
（４）上記各実施形態において、３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂを用いたプロジェクタを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１つ、２つ又は４つ以上の液晶装置を用いたプロジェクタにも適用可能である。
【０１４３】
（５）本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクタに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクタに適用する場合にも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】実施形態１に係る照明装置１００及びプロジェクタ１０００を説明するために示す図。
【図２】偏光変換素子１５０を説明するために示す図。
【図３】実施形態１に係る照明装置１００の効果を説明するために示す図。
【図４】実施形態２に係る照明装置１００Ａ及びプロジェクタ１０００Ａを説明するために示す図。
【図５】実施形態３に係る照明装置１００Ｂ及びプロジェクタ１０００Ｂを説明するために示す図。
【図６】実施形態４に係る照明装置１００Ｃ及びプロジェクタ１０００Ｃを説明するために示す図。
【図７】実施形態４に係る照明装置１００Ｃの効果を説明するために示す図。
【図８】実施形態５に係る照明装置１００Ｄ及びプロジェクタ１０００Ｄを説明するために示す図。
【図９】従来のプロジェクタ１０００ａを説明するために示す図。
【図１０】従来のプロジェクタ１０００ａにおける表示影を説明するために示す図。
【図１１】他の照明装置１００ｂの要部を示す図。
【符号の説明】
【０１４５】
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００ａ…照明装置、１００ａｘ，１００Ａａｘ，１００Ｂａｘ，１００Ｃａｘ，１００Ｄａｘ，１００ａａｘ，１００ｂａｘ…照明光軸、１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０ａ…光源装置、１１２，１１２Ａ…発光管、１１４，１１４ａ…放物面リフレクタ、１１４Ａ…楕円面リフレクタ、１１６Ａ…補助ミラー、１１８Ａ，１１８Ｂ…凹レンズ、１２０，１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄ…透光性部材、１３０，１３０Ｂ，１３０Ｃ，１３０Ｄ，１３０ａ，１３０ｂ…第１レンズアレイ、１３２，１３２Ｂ，１３２Ｃ，１３２Ｄ…第１小レンズ、１４０，１４０Ｂ，１４０Ｃ，１４０Ｄ，１４０ａ，１４０ｂ…第２レンズアレイ、１４２，１４２Ｂ，１４２Ｃ，１４２Ｄ…第２小レンズ、１５０，１５０Ａ，１５０Ｂ，１５０Ｃ，１５０Ｄ，１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ…偏光変換素子、１５２，１５２ａ，１５２ｂ…偏光分離層、１５３，１５３ａ，１５３ｂ…有効入射部、１５４，１５４ａ，１５４ｂ…反射層、１５６，１５６ａ，１５６ｂ…位相差板、１５７…遮光板、１５８…開口部、１５９…遮光部、１６０，１６０ａ…重畳レンズ、１７０，２３０，２４０，２５０…反射ミラー、２００…色分離導光光学系、２１０，２２０…ダイクロイックミラー、２６０…入射側レンズ、２７０…リレーレンズ、２８０Ｒ，２８０Ｇ，２８０Ｂ…集光レンズ、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…液晶装置、５００…クロスダイクロイックプリズム、６００…投写光学系、１０００，１０００Ａ，１０００Ｂ，１０００Ｃ，１０００Ｄ，１０００ａ，１０００ｂ…プロジェクタ、Ａ1…第１レンズアレイの横方向寸法、Ａ2…第２レンズアレイの横方向寸法、Ｂ1…第１レンズアレイの縦方向寸法、Ｂ2…第２レンズアレイの縦方向寸法、ＳＣＲ…スクリーン、Ｓ…段差。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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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３】
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【図７】
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