(57)【要約】【課題】主として一方の偏光成分からなる光を、その射出面から均一に射出することができる偏光変換素子を提供する。【解決手段】偏光変換素子４０Ａは、光入射面Ｓ４１と、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とを有する光射出面Ｓ４２と、第１領域Ａ１に斜めに対峙する偏光分離膜４７と、偏光分離膜４７で反射された第２偏光光を第２領域Ａ２に向けて反射する反射膜４８と、第１領域Ａ１に設けられ、偏光分離膜４７を透過した第１偏光光を第２偏光光に変換する位相差板４３とを有しており、さらに、第２領域Ａ２の第１領域Ａ１との境界に沿った領域に、第２領域Ａ２から射出される光の光量を低減する光学フィルム４４が設けられている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入射面と、
互いに隣り合う第１領域と第２領域とを有する光射出面と、
前記第１領域と斜めに対峙するように配置され、前記光入射面に入射した入射光のうち第１の偏光状態の第１偏光光を前記第１領域に向けて透過させるとともに、前記入射光のうち第２の偏光状態の第２偏光光を反射する偏光分離膜と、
前記偏光分離膜で反射した前記第２偏光光を前記第２領域に向けて反射する反射膜と、
前記第１領域に設けられ、前記第１偏光光の偏光状態を前記第１の偏光状態から前記第２の偏光状態に変換する位相差板と、
前記第２領域の前記第１領域との境界に沿った領域に設けられ、該第２領域から射出される光の光量を低減する光学フィルムと、を備えることを特徴とする偏光変換素子。
【請求項２】
光入射面と、
互いに隣り合う第１領域と第２領域とを有する光射出面と、
前記第１領域と斜めに対峙するように配置され、前記光入射面に入射した入射光のうち第２の偏光状態の第２偏光光を前記第１領域に向けて透過させるとともに、前記入射光のうち第１の偏光状態の第１偏光光を反射する偏光分離膜と、
前記偏光分離膜で反射した前記第１偏光光を前記第２領域に向けて反射する反射膜と、
前記第２領域に設けられ、前記第１偏光光の偏光状態を前記第１の偏光状態から前記第２の偏光状態に変換する位相差板と、
前記第２領域の前記第１領域との境界に沿った領域に設けられ、該第２領域から射出される光の光量を低減する光学フィルムと、を備えることを特徴とする偏光変換素子。
【請求項３】
前記光学フィルムは、前記第２偏光光を透過させ、前記第１偏光光を遮蔽する偏光板であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の偏光変換素子。
【請求項４】
前記光学フィルムは、前記偏光分離膜における光の反射方向と直交する方向に延在された帯状をなしていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の偏光変換素子。
【請求項５】
前記光学フィルムの幅は、下記式で示される範囲であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の偏光変換素子。
Ｌ・ｔａｎθ−０．１≦ｄ≦Ｌ・ｔａｎθ＋０．１
ｄ：光学フィルムの幅（ｍｍ）
Ｌ：偏光変換素子の厚さ（ｍｍ）
θ：前記入射光のうち前記偏光分離膜を経ずに前記光入射面から前記第２領域に入射した光の進行方向と、前記光射出面から射出される光の主光線軸とのなす角度
【請求項６】
前記固体光源装置から射出される光を略平行化するコリメーターレンズユニットと、
前記コリメーターレンズユニットから射出される光が入射する偏光変換素子と、
を備える照明装置であって、
前記偏光変換素子は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の偏光変換素子であることを特徴とする照明装置。
【請求項７】
前記固体光源装置は、発光ダイオードまたは半導体レーザよりなる励起光源と、蛍光体とを有する白色光源であることを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】
照明装置と、
前記照明装置からの照明光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置からの変調光を投写画像として投写する投写光学系と、
を備えるプロジェクターであって、
前記照明装置は、請求項６又は請求項７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ー。
【請求項９】
前記光変調装置は、単板の液晶光変調装置であることを特徴とする請求項８に記載のプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光変換素子、照明装置及びプロジェクターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクターは、照明装置から射出される光を、液晶装置で画像情報に応じて変調し、得られた画像を投写レンズによって拡大投写するものである。
【０００３】
近年、このような液晶プロジェクターとして、携帯電話やデジタルカメラ等の携帯機器への搭載を狙った非常に小さいプロジェクター（いわゆる、ピコプロジェクタ）が開発されている。
【０００４】
ここで、小型サイズのプロジェクターでは、電源回路や光学系の構成を簡素化したり、これらの構成要素を小型化したりすることが必要となる。
【０００５】
このような小型化プロジェクターとして、例えば、固体光源と蛍光体よりなる光源装置と、コリメーターレンズユニットと、偏光変換素子と、光変調装置としての液晶パネルと、投写光学系とを有するものが知られている。
【０００６】
このプロジェクターでは、光変調装置として単板の液晶パネルを用い、光源と偏光変換素子との間に通常配置されるインテグレーター光学系等の光学部材を省略しているため、サイズの小型化を図ることが可能である（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−６６３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、前述のプロジェクターでは、光源装置、コリメーターレンズユニット及び偏光変換素子が、液晶パネルを照射する照明装置を構成し、コリメーターレンズユニットによって平行化された光源光を、偏光変換素子によって単一の偏光成分からなる光に変換して液晶パネルに照射するようになっている。ここで、光源装置は、完全な点光源ではないため、その射出光をコリメーターレンズユニットによって完全に平行化することができない。すなわち、このコリメーターレンズユニットからの光Ｌには、照明光軸２００ａｘに対して平行に進行する光Ｌ１と、照明光軸２００ａｘに対して斜め方向に進行する光（斜め光）Ｌ２が含まれている。
【０００９】
このため、従来の偏光変換素子では、コリメーターレンズユニットからの光が直接入射されると、その斜め光の一部が直線偏光に変換されずに偏光変換素子から射出され、これに起因して液晶パネルの光照射面に照度ムラが発生するという問題が生じている。以下、この照度ムラが発生するメカニズムについて図１０に示す偏光変換素子を例にして説明する。
【００１０】
図１０は、一般的な偏光変換素子の一例を示す模式図である。
【００１１】
図１０に示す偏光変換素子２００は、図示しないコリメーターレンズユニットから入射する光Ｌを、Ｓ偏光成分からなる光に変換するものである。偏光変換素子２００は光学ブロック２００Ａと光学ブロック２００Ｂとで構成されている。光学ブロック２００Ａの構成は光学ブロック２００Ｂの構成と同じであり、光学ブロック２００Ａと光学ブロック２００Ｂはいずれも、偏光分離膜２０３を備える偏光ビームスプリッタ２０１と全反射膜２０４を備える内部全反射プリズム２０２よりなる。また、光学ブロック２００Ａと光学ブロック２００Ｂは照明光軸２００ａｘに対して対称に配置されている。そこで、以下の説明では光学ブロック２００Ａについてのみ説明し、光学ブロック２００Ｂに関する説明は省略する。
【００１２】
偏光変換素子２００が有する複数の面のうち、コリメーターレンズユニットから射出される光Ｌが入射する側の面を偏光変換素子２００の光入射面Ｓ２１と呼び、偏光変換素子２００が有する複数の面のうち、該偏光変換素子２００の光入射面と対向する面を偏光変換素子２００の光射出面Ｓ２２と呼ぶ。
【００１３】
偏光変換素子２００の光射出面Ｓ２２のうち、偏光ビームスプリッタ２０１の光射出面に対応する領域を「第１領域Ｂ１」と言う。また、偏光変換素子２００の光射出面Ｓ２２のうち、内部全反射プリズム２０２の光射出面に対応する領域を「第２領域Ｂ２」と言う。
【００１４】
また、第１領域Ｂ１には、Ｐ偏光成分をＳ偏光成分に変換する位相差板２０６が設けられている。光入射面Ｓ２１のうち第２領域Ｂ２と対向する領域には、全反射膜２０５が設けられている。光入射面Ｓ２１のうち全反射膜２０５が設けられていない領域は、光Ｌが偏光変換素子２００内に導入される導光口Ｂ３を構成する。
【００１５】
偏光ビームスプリッタ２０１の内部の斜面には、光入射面Ｓ２１の導光口Ｂ３から入射したＳ偏光成分を照明光軸２００ａｘに対して直交する方向に反射するとともに、導光口Ｂ３から入射したＰ偏光を透過させる偏光分離膜２０３が設けられている。また、内部全反射プリズム２０２の内部の斜面には、偏光分離膜２０３で反射されたＳ偏光成分を照明光軸２００ａｘと平行な方向に反射する全反射膜２０４が設けられている。
【００１６】
このような偏光変換素子２００では、コリメーターレンズユニットから射出される光Ｌが、導光口Ｂ３から偏光変換素子２００の内部に進行し、主として偏光分離膜２０３に入射する。偏光分離膜２０３に入射した光のうち、Ｓ偏光成分は、偏光分離膜２０３及び全反射膜２０４で反射され、その光路が偏光ビームスプリッタ２０１から内部全反射プリズム２０２側に平行移動する。そして、このＳ偏光成分は、Ｓ偏光として第２領域Ｂ２から射出される。一方、偏光分離膜２０３に入射した光のうちＰ偏光成分は、偏光分離膜２０３を透過する。偏光分離膜２０３を透過したＰ偏光成分は、位相差板２０６を通過することでＳ偏光成分に変換され、第１領域Ｂ１から射出される。したがって、この偏光変換素子２００では、導光口Ｂ３から偏光分離膜２０３に入射した光Ｌは、Ｓ偏光成分として第１領域Ｂ１と第２領域Ｂ２とから射出される。
【００１７】
しかし、コリメーターレンズユニットから入射する光Ｌには、照明光軸２００ａｘに対する斜め方向から入射する斜め光Ｌ２が含まれている。斜め光Ｌ２は偏光分離膜２０３に入射せず、導光口Ｂ３から第２領域B2へ直接進み、第２領域Ｂ２から射出される。
【００１８】
このように、第２領域Ｂ２のうち第２領域B2と第１領域Ｂ１との境界付近から射出された斜め光Ｌ２は、偏光分離膜２０３や位相差板２０６、第２全反射膜２０４を経ていないためＳ偏光成分とＰ偏光成分の双方を含んでおり、また、本来射出されるべき領域とは異なる領域から射出されているため、この領域の射出光量が他の領域に比べて大きくなる。このため、この偏光変換素子２００から射出された光を照明光として用いた場合、この非偏光の斜め光Ｌ２に起因してライン状の照度ムラが生じてしまう。
【００１９】
ここで、コリメーターレンズユニットと偏光変換素子２００との間に、光の平行度を高める光学部品を配置すれば、このような照度ムラの問題は回避される。しかし、前述のように小型プロジェクターでは、他の光学部品を追加することは極力避けなければならず、プロジェクターの小型化を図りつつ、照度ムラが解消できる構成の開発が求められている。
【００２０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、射出光の強度の面内均一性が高い偏光変換素子、及び、強度の面内均一性が高い照明光を照明対象に照射することができる照明装置を提供することを目的とする。また、このような照明装置を備えた、表示品質に優れたプロジェクター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】
【００２１】
本発明の偏光変換素子は、光入射面と、互いに隣り合う第１領域と第２領域とを有する光射出面と、前記第１領域と斜めに対峙するように配置され、前記光入射面に入射した入射光のうち第２の偏光状態の第２偏光光を前記第１領域に向けて透過させるとともに、前記入射光のうち第１の偏光状態の第１偏光光を反射する偏光分離膜と、前記偏光分離膜で反射した前記第１偏光光を前記第２領域に向けて反射する反射膜と、前記第２領域に設けられ、前記第１偏光光の偏光状態を前記第１の偏光状態から前記第２の偏光状態に変換する位相差板と、前記第２領域の前記第１領域との境界に沿った領域に設けられ、該第２領域から射出される光の光量を低減する光学フィルムと、を備えることを特徴とする。
【００２２】
コリメーター光学系から偏光変換素子に入射する光には、照明光軸に対して平行に進行する光と、照明光軸に対して斜め方向に進行する光（斜め光）とが含まれる。
このうちコリメーター光学系からの斜め光の一部は、偏光分離膜を経ずに、第２領域の位相差板（第１領域）との境界付近に光入射面から直接入射する。この境界付近に入射した斜め光は、第１偏光光と第２偏光光とを含むため、このまま射出されると、この境界付近の射出光量が他の領域に比べて大きくなり、照度ムラの原因となる。
【００２３】
これに対して、本発明の偏光変換素子では、第２領域の第１領域との境界に沿った領域に、該第２領域からから射出される光の光量を低減する光学フィルムが設けられている。そのため、第２領域の第１領域との境界付近から射出される斜め光の光量を低減することができる。このため、この境界付近と他の領域との射出光量の差が緩和もしくは解消され、射出光強度の光射出面での面内均一性を高くすることができる。
【００２４】
本発明の偏光変換素子は、光入射面と、互いに隣り合う第１領域と第２領域とを有する光射出面と、前記第１領域と斜めに対峙するように配置され、前記光入射面に入射した入射光のうち第２の偏光状態の第２偏光光を前記第１領域に向けて透過させるとともに、前記入射光のうち第１の偏光状態の第１偏光光を反射する偏光分離膜と、前記偏光分離膜で反射した前記第１偏光光を前記第２領域に向けて反射する反射膜と、前記第２領域に設けられ、前記第１偏光光の偏光状態を前記第１の偏光状態から前記第２の偏光状態に変換する位相差板と、前記第２領域の前記第１領域との境界に沿った領域に設けられ、該第２領域から射出される光の光量を低減する光学フィルムと、を備えることを特徴とする。
【００２５】
コリメーター光学系から偏光変換素子に入射する光には、照明光軸に対して平行に進行する光と、照明光軸に対して斜め方向に進行する光（斜め光）とが含まれる。
このうちコリメーター光学系からの斜め光の一部は、偏光分離膜を経ずに、第２領域の位相差板（第１領域）との境界付近に光入射面から直接入射する。この境界付近に入射した斜め光は、第１偏光光と第２偏光光とを含むため、このまま射出されると、この境界付近の射出光量が他の領域に比べて大きくなり、照度ムラの原因となる。
【００２６】
これに対して、本発明の偏光変換素子では、第２領域の第１領域との境界に沿った領域に、該第２領域から射出される光の光量を低減する光学フィルムが設けられている。そのため、第２領域の第１領域との境界付近から射出される斜め光の光量を低減することができる。このため、この境界付近と他の領域との射出光量の差が緩和もしくは解消され、射出光強度の光射出面での面内均一性を高くすることができる。
【００２７】
本発明においては、前記光学フィルムは、前記第２偏光光を透過させ、前記第１偏光光を遮蔽する偏光板であることが好ましい。
【００２８】
この構成によれば、第２領域の第１領域との境界付近に入射した斜め光のうち、第２偏光光は偏光板を透過し、第１偏光光は偏光板によって遮蔽される。このため、この境界付近から射出される斜め光の光量を、少なくとも偏光板によって遮蔽される第１偏光光の光量分だけ削減することができる。このため、この境界付近と他の領域との射出光量の差が緩和もしくは解消され、射出光強度の光射出面での面内均一性を高くすることができる。
【００２９】
本発明においては、前記光学フィルムは、前記偏光分離膜における光の反射方向と直交する方向に延在された帯状をなしていることが好ましい。
【００３０】
この構成によれば、光学フィルムの平面形状が、第２領域の第１領域との境界付近に入射する斜め光の入射領域の平面形状と略一致しているため、この境界付近から射出される斜め光の光量を確実に低減することが可能となる。
【００３１】
本発明においては、前記光学フィルムの幅は、下記式で示される範囲であることが好ましい。
Ｌ・ｔａｎθ−０．１≦ｄ≦Ｌ・ｔａｎθ＋０．１
ｄ：光学フィルムの幅（ｍｍ）
Ｌ：偏光変換素子の厚さ（ｍｍ）
θ：前記入射光のうち前記偏光分離膜を経ずに前記光入射面から前記第２領域に入射した光の進行方向と、前記光射出面から射出される光の主光線軸とのなす角度
【００３２】
この構成によれば、光学フィルムの幅が、第２領域の第１領域との境界付近に入射した斜め光の入射領域の幅と略一致しているため、この境界付近から射出される斜め光の光量を確実に低減することが可能となる。
【００３３】
本発明の照明装置は、固体光源装置と、前記固体光源装置から射出される光を略平行化するコリメーターレンズユニットと、前記コリメーターレンズユニットから射出される光が入射する偏光変換素子とを備える照明装置であって、前記偏光変換素子は、本発明の偏光変換素子であることを特徴とする。
【００３４】
このため、本発明の照明装置によれば、第２偏光光を、照明対象に小さい強度ムラで照射することが可能である。
【００３５】
本発明においては、前記固体光源装置は、発光ダイオードまたは半導体レーザよりなる励起光源と、蛍光体とを有する白色光源であることが好ましい。
【００３６】
この構成によれば、照明装置の小型化を図ることが可能となる。
【００３７】
本発明のプロジェクターは、照明装置と、前記照明装置からの照明光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置からの変調光を投写画像として投写する投写光学系とを備えるプロジェクターであって、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。
【００３８】
この構成によれば、照明装置が、一方の偏光成分からなる光を、光変調装置に均一に照射することが可能であるため、明るさのムラが少ない高品質な画像を表示することが可能となる。
【００３９】
本発明においては、前記光変調装置は、単板の液晶光変調装置であることが好ましい。
【００４０】
この構成によれば、プロジェクターの小型化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施形態１のプロジェクターの光学系を示す模式図である。
【図２】図１に示すプロジェクターが備える照明装置及び液晶光変調装置の正面図である。
【図３】図１に示すプロジェクターが備える固体光源装置の断面図である。
【図４】図１に示すプロジェクターが備える偏光変換素子（実施形態１の偏光変換素子）の模式的な断面図である。
【図５】実施形態１の偏光変換素子の光射出面側から見た平面図である。
【図６】実施形態１の偏光変換素子から射出された光の照明像を示す写真である。
【図７】Ｓ透過偏光板を設けていない偏光変換素子から射出された光の照明像を示す写真である。
【図８】実施形態２の偏光変換素子の模式的な断面図である。
【図９】実施形態２の偏光変換素子の光射出面側から見た平面図である。
【図１０】一般的な偏光変換素子を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造における縮尺や数等が異なっている。
【００４３】
＜実施形態１＞
本発明の偏光変換素子、照明装置及びプロジェクターの実施形態１について説明する。
【００４４】
（プロジェクターの構成）
まず、本実施形態の偏光変換素子及び照明装置が適用されるプロジェクターの一例について説明する。
【００４５】
図１は、実施形態１のプロジェクターの光学系を示す模式図、図２は、図１に示すプロジェクターが備える照明装置及び液晶光変調装置の正面図、図３は、図１に示すプロジェクターが備える固体光源装置の断面図である。
【００４６】
実施形態１に係るプロジェクター１０００は、図１に示すように、照明装置１００と、液晶光変調装置５０と、投写光学系７０とを備え、照明装置１００が実施形態１の照明装置によって構成されている。
【００４７】
照明装置１００は、固体光源装置１０と、コリメーターレンズユニット２０と、偏光変換素子４０Ａとを有する。
【００４８】
固体光源装置１０は、図３に示すように、基台１２、固体光源１４、蛍光層１６及び封止部材１８を有するランバート発光タイプの発光ダイオードであり、赤色光、緑色光及び青色光を含む白色光を射出する。このような固体光源装置１０を用いることにより、照明装置１００及びプロジェクター１０００の小型化を図ることができる。なお、固体光源装置１０は、上記した構成要素の他にもリード線等を有するが、図示及び説明を省略する。
【００４９】
コリメーターレンズユニット（コリメーター光学系）２０は、図１に示すように、固体光源装置１０に近い側に位置する第１レンズ２１及び固体光源装置１０から遠い側に位置する第２レンズ２２を備え、固体光源装置１０から射出される光を略平行化するコリメーターレンズユニットである。
【００５０】
第１レンズ２１は、入射面が平面状、射出面に球面状をなす平凸レンズであり、固体光源装置１０からの光の拡がり角を抑える機能を有する。第２レンズ２２は、凸レンズからなり、第１レンズ２１からの光を平行化する機能を有する。
【００５１】
ここで、コリメーターレンズユニット２０からの光Ｌには、照明光軸４０ａｘに対して平行に進行する光Ｌ１と、照明光軸４０ａｘに対して斜め方向に進行する光Ｌ２が含まれている（図４参照）。以下の説明では、コリメーターレンズユニット２０から射出される光Ｌのうち照明光軸４０ａｘに対して斜め方向に進行する光Ｌ２を「斜め光Ｌ２」と言う。
【００５２】
偏光変換素子４０Ａは、コリメーターレンズユニット２０から入射する光を、主としてＳ偏光成分からなる光に変換するものである。本実施形態では、Ｐ偏光は第１の偏光状態であり、Ｓ偏光は第２の偏光状態である。また、Ｐ偏光成分からなる光は第１偏光光に相当し、Ｓ偏光成分からなる光は第２偏光光に相当する。この照明装置１００では、実施形態１の偏光変換素子によって構成されている。この構成については、後に詳述する。
【００５３】
液晶光変調装置５０は、偏光変換素子４０Ａから入射する光を画像情報に応じて変調し、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。図２に示すように、この液晶光変調装置５０は、正面から見た平面視において偏光変換素子４０Ａよりも一回り小さい寸法とされている。
【００５４】
本実施形態では、この液晶光変調装置５０は、反射型ＣＦ（カラーフィルタ）方式の単板透過パネルとして構成されている。すなわち、液晶光変調装置５０は、一対のガラス基板に、反射型カラーフィルタ、液晶素子等が挟持され、これらガラス基板の外側面に、それぞれ偏光板が接合されて構成されている。このように液晶光変調装置５０を単板式とすることにより、色光毎に液晶光変調装置を用いる３板式に比べてプロジェクター１０００を小型化することが可能となる。
【００５５】
各偏光板は、Ｓ偏光成分またはＰ偏光成分のいずれか一方を透過させるものであり、例えば透過軸が互いに直交する構成（クロスニコル配置）となっている。本実施形態では、入射側の偏光板がＳ透過偏光板、射出側の偏光板がＰ透過偏光板によって構成されている。
【００５６】
反射型カラーフィルタは、画素毎に設けられたＲフィルター、Ｇフィルター、Ｂフィルターよりなる。Ｒフィルター、Ｇフィルターは、Ｂフィルターは、それぞれ、赤色光、緑色光、青色光を透過させ、他の色光を反射する。なお、本実施形態では、カラーフィルタは、Ｂａｙｅｒ配列の色配列構造を有しているが、これに限定されるものではない。
【００５７】
液晶素子は、カラーフィルタとガラス基板の間に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子とし、与えられた画像情報に応じて、入射した直線偏光の偏光方向を変調する。
【００５８】
この液晶光変調装置５０では、偏光変換装置４０Ａからの直線偏光（本実施形態ではＳ偏光成分）が入射側の偏光板を透過する。偏光板を透過した直線偏光はカラーフィルタに入射し、入射したフィルターに応じた色光のみがフィルターを透過する。フィルターを透過した色光は、液晶素子を通過することによって、その偏光方向が画像情報に応じて変調され、偏光方向が変調された色光（本実施形態ではＰ偏光成分の色光）が出射側の偏光板から射出する。したがって、液晶光変調装置５０では、偏光変換素子４０Ａからの直線偏光が照射されることによって、その射出側に画像情報に応じたカラー画像が形成される。
【００５９】
そして、液晶光変調装置５０で形成されたカラー画像は、投写光学系７０によって拡大投写され、スクリーン上で画像を形成する。
【００６０】
（偏光変換素子の構成）
次に、実施形態１の偏光変換素子について説明する。
【００６１】
図４は、図１に示すプロジェクターが備える偏光変換素子（実施形態１の偏光変換素子）の模式的な断面図である。図５は、偏光変換素子の光射出面側から見た平面図である。なお、以下の説明では、図４中の左右方向を「横方向」、上下方向を「縦方向」と言う。左右方向は、照明光軸４０ａｘに沿って入射したＳ偏光が偏光分離膜４７で反射される方向である。上下方向は、照明光軸４０ａｘと平行な方向である。
【００６２】
偏光変換素子４０Ａは、コリメーターレンズユニット２０から入射する光Ｌを、主としてＳ偏光成分からなる光に変換するものである。偏光変換素子４０Ａは、図４に示すように、第１光学ブロック４１Ａ及び第２光学ブロック４１Ｂよりなる光学ブロック４１と、第１全反射膜４２と、位相差板４３と、Ｓ透過偏光板（光学フィルム）４４とを有している。第１光学ブロック４１Ａの構成は第２光学ブロック４１Ｂの構成と同じであり、第１光学ブロック４１Ａと第２光学ブロック４１Ｂはいずれも、偏光ビームスプリッタ４５と内部全反射プリズム４６よりなる。また、第１光学ブロック４１Ａと第２光学ブロック４１Ｂは照明光軸４０ａｘに対して対称に配置されている。そこで、以下の説明では、主に第１光学ブロック４１Ａについて説明する。
【００６３】
第１光学ブロック４１Aは、偏光ビームスプリッタ４５と内部全反射プリズム４６とを有している。
【００６４】
偏光ビームスプリッタ４５は、斜面同士を対向させて接合した一対の直角プリズム４５ａ、４５ａよりなり、接合された斜面同士の間に偏光分離膜４７が設けられている。偏光分離膜４７は、Ｓ偏光成分を照明光軸４０ａｘと直交する方向に反射し、Ｐ偏光成分を透過させる被膜である。
【００６５】
一方、内部全反射プリズム４６は、斜面同士を対向させて接合した一対の直角プリズム４６ａ、４６ａよりなり、接合された斜面同士の間に、第２全反射膜（反射膜）４８が設けられている。第２全反射膜４８は、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分を反射する被膜であり、本実施形態では、偏光分離膜４７で反射されたＳ偏光成分を照明光軸４０ａｘと平行な方向に反射する。
【００６６】
第１光学ブロック４１Ａは、偏光分離膜４７の面が第２全反射膜４８の面と略平行となるように、偏光ビームスプリッタ４５が内部全反射プリズム４６と接合されて構成されている。また、光学ブロック４１は、第１光学ブロック４１Ａの偏光分離膜４７の面が第２光学ブロック４１Ｂの偏光分離膜４７の面と略９０°の角度をなすように、第１光学ブロック４１Ａが第２光学ブロック４１Ｂに接合されることで構成されている。この光学ブロック４１では、各偏光ビームスプリッタ４５と各内部全反射プリズム４６とが、内部全反射プリズム４６、偏光ビームスプリッタ４５、偏光ビームスプリッタ４５、内部全反射プリズム４６の順で横方向に配列されている。
【００６７】
以上のような光学ブロック４１が有する複数の面のうち、各偏光ビームスプリッタ４５の斜面同士が接する側の面が、コリメーターレンズユニット２０からの光Ｌが入射する光入射面Ｓ４１を構成する。また、光学ブロック４１の光入射面Ｓ４１のうち、後述する第１全反射膜４２が形成されていない領域は、光Ｌが偏光変換素子４０Ａ内に導入される導光口Ａ３を構成する。一方、光学ブロック４１が有する複数の面のうち光入射面Ｓ４１と対向する面は、Ｓ偏光成分からなる光を射出させる光射出面Ｓ４２を構成する。
【００６８】
なお、以下の説明では、光射出面Ｓ４２のうち、偏光ビームスプリッタ４５の光射出面に対応する領域を「第１領域Ａ１」と言う。言い換えれば、第１領域Ａ１は、照明光軸４０ａｘと平行な方向から光射出面Ｓ４２を見たときに、光射出面Ｓ４２のうち偏光分離膜４７と平面視で重なる領域である。また、光射出面Ｓ４２のうち、内部全反射プリズム４６の光射出面に対応する領域を「第２領域Ａ２」と言う。言い換えれば、第２領域Ａ２は、照明光軸４０ａｘと平行な方向から光射出面Ｓ４２を見たときに、光射出面Ｓ４２のうち第２全反射膜４８と平面視で重なる領域である。
【００６９】
偏光分離膜４７は、第１領域Ａ１および導光口Ａ３に対して約４５°の角度をなすように、斜めに対峙している。
【００７０】
次に、光学ブロック４１の光入射面Ｓ４１及び光射出面Ｓ４２に設けられた各部について説明する。
【００７１】
照明光軸４０ａｘと平行な方向から光入射面Ｓ４１を見たときに、光入射面Ｓ４１のうち内部全反射プリズム４６と平面視で重なる領域には、第１全反射膜４２が設けられている。第１全反射膜４２は、コリメーターレンズユニット２０から入射する光（Ｓ偏光成分及びＰ偏光成分の双方）を、照明光軸４０ａｘと略平行な方向に反射する被膜である。
【００７２】
照明光軸４０ａｘと平行な方向から光射出面Ｓ４２を見たときに、光射出面Ｓ４２のうち偏光ビームスプリッタ４５と平面視で重なる領域には、位相差板４３が設けられている。この位相差板４３は、λ／２板よりなり、偏光分離膜４７を透過したＰ偏光成分を、その偏光方向を９０°回転させてＳ偏光成分に変換する機能を有する。以上が第１光学ブロック４１Ａの基本的な構成であるが、第２光学ブロック４１Ｂの基本的な構成も上記と同様である。また、以上が偏光変換素子４０Ａの基本的な構成である。
【００７３】
本実施形態の偏光変換素子４０Ａでは、特に、図５に示したように、第２領域Ａ２の第１領域Ａ１との境界に沿った領域に、Ｓ透過偏光板４４が設けられている。Ｓ透過偏光板４４は、Ｓ偏光成分を透過させ、Ｐ偏光成分を遮蔽する帯状の偏光板である。Ｓ透過偏光板４４はその延在方向が、偏光分離膜４７でのＳ偏光成分の反射方向と直交する方向（縦方向）と略一致するように位相差板４３と隣り合うように設けられている。
【００７４】
このように構成された偏光変換素子４０Ａでは、コリメーターレンズユニット２０からの光Ｌが、光入射面から入射する。ここで、コリメーターレンズユニットからの光Ｌには、前述のように照明光軸４０ｘと平行な方向に進行する光Ｌ１と、照明光軸４０ａｘに対して斜め方向に進行する斜め光Ｌ２とが含まれている。以下の説明においても、主に第１光学ブロック４１Ａの作用について説明する。第２光学ブロック４１Ｂの作用は第１光学ブロック４１Ａの作用と同様であるため、説明は省略する。
【００７５】
コリメーターレンズユニット２０からの光のうち第１全反射膜４２に入射した光は、第１全反射膜４２で照明光軸４０ａｘと平行な方向に反射され、コリメーターレンズユニット２０の第２レンズ２２に入射する。第１全反射膜４２から第２レンズ２２に入射した光は、第２レンズ２２及び第１レンズ２１によって集光され、固体光源装置１０に入射する。固体光源装置１０に入射した光は、該固体光源装置１０で反射され、偏光変換素子４０Ａに導入する光として再利用される。したがって、この照明装置１００では、固体光源装置１０から射出される光を、効率良く利用することが可能である。
【００７６】
また、コリメーターレンズユニット２０からの光のうち導光口Ａ３に入射した光Ｌは、偏光ビームスプリッタ４５内に進行し、偏光分離膜４７に入射する。偏光分離膜４７に入射した光のうち、Ｓ偏光成分は、偏光分離膜４７で照明光軸４０ａｘと直交する方向に反射されて第２全反射膜４８に入射する。そして、第２全反射膜４８に入射したＳ偏光成分は、第２全反射膜４８で照明光軸４０ａｘと平行な方向に反射される。これにより、導光口Ａ３から入射したＳ偏光成分は、その光路が偏光ビームスプリッタ４５から内部全反射プリズム４６側に平行移動し、Ｓ偏光として光射出面の第２領域Ａ２から射出される。また、偏光分離膜４７に入射した光のうち、Ｐ偏光成分は、偏光分離膜４７を透過する。偏光分離膜４７を透過したＰ偏光成分は、位相差板４３に入射してＳ偏光成分に変換され、光射出面の第１領域Ａ１から射出される。したがって、この偏光変換素子４０Ａの導光口Ａ３から偏光分離膜４７に入射した光は、Ｓ偏光成分として第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とから射出され、液晶光変調装置５０の照射面に照射される。
【００７７】
一方、光入射面の導光口Ａ３に、照明光軸ａｘに対する斜め方向から入射した斜め光Ｌ２の一部は、本来の光路からずれているため、偏光分離膜４７に入射せず、導光口Ａ３から第２領域Ａ２の位相差板４３との境界付近に直接入射する。ここで、この境界付近に入射した斜め光は、偏光分離膜４７や位相差板４３、第２全反射膜４８を経ていないためＳ偏光成分とＰ偏光成分の双方を含んでおり、また、本来射出されるべき領域とは異なる領域に入射している。このため、このまま射出されると、この境界付近の射出光量が他の領域に比べて大きくなり、照度ムラの原因となる。
【００７８】
これに対して、本実施形態の偏光変換素子４０Ａでは、第２領域Ａ２の第１領域Ａ１との境界に沿った領域に、Ｓ透過偏光板４４が設けられている。Ｓ透過偏光板４４は、第１領域Ａ１に設けられた位相差板４３と隣り合うように設けられている。そのため、第２領域Ａ２の位相差板４３との境界付近に入射した斜め光Ｌ２のうち、Ｓ偏光成分はＳ透過偏光板４４を透過して射出されるが、Ｐ偏光成分はＳ透過偏光板４４で遮蔽される。このため、この境界付近からＰ偏光成分が射出されるのが抑止され、この境界付近と他の領域との射出光量の差が緩和もしくは解消される。これにより、偏光変換素子４０Ａは、射出光強度の光射出面Ｓ４２での面内均一性を高くすることができる
【００７９】
ここで、Ｓ透過偏光板４４の透過率はＳ偏光に対して必ずしも１００％ではなく、一部のＳ偏光はＳ透過偏光板４４に吸収される。Ｓ透過偏光板４４には、本来のルートを経由したＳ偏光、すなわち、偏光分離膜４７で反射され、第２全反射膜４８で反射されたＳ偏光も入射する。しかし、本実施形態の偏光変換素子４０Ａでは、第２領域Ａ２の全面ではなく第２領域Ａ２のうち斜め光Ｌ２が入射する領域にＳ透過偏光板４４を設けているため、本来のルートを経由して、Ｓ透過偏光板４４が設けられていない領域から射出されるＳ偏光はＳ透過偏光板４４に吸収されることはない。
【００８０】
一方、Ｓ透過偏光板４４には、斜め光Ｌ２と本来のルートを経由したＳ偏光とが入射する。Ｓ透過偏光板４４は斜め光Ｌ２の一部（Ｓ偏光）を透過させるが、本来のルートを経由したＳ偏光の一部を吸収する。そのため、第２領域Ａ２のうちＳ透過偏光板４４からの射出光量と第２領域Ａ２のうちＳ透過偏光板４４が設けられていない領域からの射出光量との差を、第２領域Ａ２の全面にＳ透過偏光板４４を設けた場合よりも小さくすることができる。これにより、偏光変換素子４０Ａは、射出光強度の光射出面Ｓ４２での面内均一性をさらに高くすることができる。
【００８１】
図６は、実施形態１の偏光変換素子４０Ａから射出された光の照明像であり、図７は、Ｓ透過偏光板が設けられていない偏光変換素子から射出された光の照明像である。各図から、実施形態１の偏光変換素子４０Ａでは、Ｓ透過偏光板４４が設けられていることにより、ムラの少ない良好な照明像が得られることを確認することができる。
【００８２】
ここで、Ｓ透過偏光板４４は、Ｐ偏光成分を反射する反射型のＳ透過偏光板であっても良く、Ｐ偏光成分を吸収する吸収型のＳ透過偏光板であっても良い。このうち反射型のＳ透過偏光板を用いると、反射されたＰ偏光成分が固体光源装置１０に戻って固体光源装置１０で反射され、偏光変換素子４０Ａに導入する光として再利用できるという効果が得られる。
【００８３】
また、Ｓ透過偏光板４４の幅は、下記式で示される範囲であるのが好ましい。
Ｌ・ｔａｎθ−０．１≦ｄ≦Ｌ・ｔａｎθ＋０．１
ｄ：Ｓ透過偏光板４４の幅（ｍｍ）
Ｌ：偏光変換素子の厚さ（照明光軸４０ａｘ方向での長さ）（ｍｍ）
θ：第２領域Ａ２に入射する斜め光Ｌ２の進行方向と、照明光軸４０ａｘとのなす角。
【００８４】
なお、正確には、Ｌは光入射面Ｓ４１と光射出面Ｓ４２との距離である。また、照明光軸４０ａｘは光射出面Ｓ４２から射出される光の主光線軸に相当する。具体的には、ｄは０．２〜０．４ｍｍ程度である。
【００８５】
前記式においてＬ・ｔａｎθは、偏光分離膜４７を経ずに第２領域Ａ２に入射する斜め光の第２領域Ａ２における入射領域の幅に対応している。θは、コリメーターレンズユニット２０から射出される光の拡散角である。拡散角は、例えば、横軸を照明光軸４０ａとのなす角度とし、縦軸を当該角度で射出された光の光量としときに、光の光量がピーク光量の５０％まで減少するときの角度として算出される。
【００８６】
したがって、Ｓ透過偏光板４４の幅が前記範囲より狭い場合には、第２領域Ａ２に入射した斜め光Ｌ２の一部が、Ｓ透過偏光板４４に入射せずに、そのまま第２領域Ａ２から射出され、照度ムラの原因になる可能性がある。また、Ｓ透過偏光板４４の幅が前記範囲より広い場合には、Ｓ透過偏光板４４のうち斜め光Ｌ２が入射する領域よりも外側の領域に、本来のルートを経由するＳ偏光成分が入射することになる。そうすると、Ｓ透過偏光板４４のＳ偏光成分の透過率は１００％ではないため、斜め光が入射する領域より外側でＳ偏光成分がＳ透過偏光板４４に入射することによって、この領域の射出光量が他の領域の射出光量より小さくなる。その結果、光照射面の、この領域に対応する部分が暗くなる可能性がある。
【００８７】
Ｓ透過偏光板４４のＳ偏光成分の透過率は、８５~９５％であるのが好ましい。このようにＳ透過偏光板４４のＳ偏光成分の透過率が１００％よりも低いことにより、Ｓ透過偏光板４４から射出されるＳ偏光成分の光量を、これに入射する斜め光Ｌ２のＳ偏光成分に相当する光量、もしくは、その少なくとも一部に相当する光量だけ低減することができる。これにより、斜め光Ｌ２が入射する領域と他の領域との射出光量差を、より緩和若しくは解消することが可能となる。但し、Ｓ偏光成分の透過率が８５％より低い場合には、Ｓ透過偏光板４４から射出されるＳ偏光成分の光量が少なくなり過ぎ、光照射面の、この領域に対応する部分が暗くなる可能性がある。
【００８８】
以上のように、この偏光変換素子４０Ａでは、光射出面Ｓ４２における第２領域Ａ２の第１領域Ａ１との境界付近にＳ透過偏光板４４が設けられていることにより、Ｓ偏光成分の射出光強度の光射出面Ｓ４２での面内均一性を高くすることができる。
【００８９】
したがって、このような偏光変換素子４０Ａを備える実施形態１の照明装置１００は、照明対象となる液晶光変調装置５０の光照射面をＳ偏光成分で均一に照射することが可能となる。
【００９０】
また、このような照明装置１００を備える実施形態１のプロジェクター１０００は、明るさのムラのない高品質な画像を表示することが可能となる。
【００９１】
＜実施形態２＞
次に、本発明の偏光変換素子、照明装置及びプロジェクターの実施形態２について説明する。
【００９２】
なお、実施形態２においては、前記実施形態１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。以下の説明では、主に第１光学ブロック４１Ａについて説明する。
【００９３】
実施形態２の照明装置は、偏光変換素子の構成が異なる以外は、前記実施形態１と同様の構成とされている。本実施形態においては実施形態１とは異なり、Ｓ偏光は第１の偏光状態であり、Ｐ偏光は第２の偏光状態である。また、Ｓ偏光成分からなる光は第１偏光光に相当し、Ｐ偏光成分からなる光は第２偏光光に相当する。実施形態２のプロジェクターは、照明装置が備える偏光変換素子の構成が異なることと、液晶光変調装置の入射側偏光板がＰ透過偏光板、射出側偏光板がＳ透過偏光板であること以外は、実施形態１と同様の構成とされている。
【００９４】
以下、偏光変換素子（実施形態２の偏光変換素子）の構成について説明する。
【００９５】
図８は、実施形態２の偏光変換素子の模式的な断面図である。図９は、偏光変換素子の光射出面側から見た平面図である。
【００９６】
この偏光変換素子４０Ｂは、コリメーターレンズユニット２０から入射する光を、主としてＰ偏光成分からなる光に変換するものである。偏光変換素子４０Ｂは、光学ブロック４１と、光学ブロック４１の表面に設けられた第１全反射膜４２と、位相差板（λ／２板）４３と、光学フィルムとしてのＮＤフィルム（Neutral Density Filter）４９とを有している。なお、ＮＤフィルム４９の代わりに、Ｐ透過偏光板を配置してもよい。
【００９７】
光学ブロック４１及び光学ブロック４１の入射面に設けられた第１全反射膜４２の構成は、前記実施形態１と同様である。
【００９８】
照明光軸４０ａｘと平行な方向から光射出面Ｓ４２を見たときに、光射出面Ｓ４２のうち内部全反射プリズム４６と平面視で重なる領域には、位相差板４３が設けられている。位相差板４３は、偏光分離膜４７及び第２全反射膜４８で反射されたＳ偏光成分を、その偏光方向を９０°回転させてＰ偏光成分に変換する機能を有する。
【００９９】
ＮＤフィルター４９は、図９に示したように、第２領域Ａ２の第１領域Ａ１との境界に沿った領域に設けられている。ＮＤフィルター４９は、該ＮＤフィルター４９を通過する光の光量を低減する帯状の光学フィルムであり、その延在方向が、偏光分離膜４７でのＳ偏光成分の反射方向と直交する方向（縦方向）と一致するように第１領域Ａ１と隣り合うように設けられている。
【０１００】
このように構成された偏光変換素子４０では、コリメーターレンズユニット２０からの光Ｌが、入射面から入射する。ここで、コリメーターレンズユニット２０からの光Ｌには、前述のように照明光軸４０ａｘと平行な方向に進行する光Ｌ１と、照明光軸４０ａｘに対して斜め方向に進行する斜め光Ｌ２とが混在している。以下の説明においても、主に第１光学ブロック４１Ａの作用について説明する。第２光学ブロック４１Ｂの作用は第１光学ブロック４１Ａの作用と同様であるため、説明は省略する。
【０１０１】
コリメーターレンズユニット２０からの光のうち第１全反射膜４２に入射した光Ｌは、前記実施形態１と同様の経路で固体光源装置に戻り、固体光源装置１０から反射されて偏光変換素子４０Ｂに導入する光として再利用される。
【０１０２】
また、コリメーターレンズユニット２０からの光のうち導光口Ａ３に入射した光Ｌは、偏光ビームスプリッタ４５内に進行し、偏光分離膜４７に入射する。偏光分離膜４７に入射した光のうち、Ｓ偏光成分は、偏光分離膜４７及び第２全反射膜４８で反射されることによって、その光路が偏光ビームスプリッタ４５から内部全反射プリズム４６側に平行移動する。そして、内部全反射プリズム４６側に移動したＳ偏光成分は、位相差板４３に入射してＰ偏光成分に変換され、光射出面の第２領域Ａ２から射出される。また、偏光分離膜４７に入射した光のうち、Ｐ偏光成分は、偏光分離膜４７を透過する。偏光分離膜４７を透過したＰ偏光成分は、光射出面の第１領域Ａ１からＰ偏光として射出される。したがって、この偏光変換素子４０Ｂの偏光分離膜４７に入射した光は、Ｐ偏光成分として第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とから射出され、液晶光変調装置５０の照射面に照射される。
【０１０３】
一方、光入射面の導光口Ａ３に、照明光軸４０ａｘに対する斜め方向から入射した斜め光Ｌ２の一部は、本来の光路からずれているため、偏光分離膜４７に入射せず、導光口Ａ３から第２領域Ａ２の第１領域Ａ１との境界付近に直接入射する。ここで、この境界付近に入射した斜め光は、前述のようにＰ偏光成分とＳ偏光成分を含んでおり、また、本来射出されるべき領域とは異なる領域に入射しているため、このまま射出されると、この境界付近の射出光量が他の領域に比べて大きくなり、照度ムラの原因となる。
【０１０４】
これに対して、本実施形態の偏光変換素子４０Ｂでは、第２領域Ａ２の第１領域Ａ１との境界に沿った領域に、ＮＤフィルター４９が設けられている。ＮＤフィルター４９は、第１領域Ａ１と隣り合うように設けられている。そのため、第２領域Ａ２の第１領域Ａ１との境界付近に入射した斜め光Ｌ２がＮＤフィルター４９を通過し、その際、その光量が低減する。このため、この境界付近と他の領域との射出光量の差が緩和もしくは解消される。これにより、偏光変換素子４０Ｂは、射出光強度の光射出面Ｓ４２での面内均一性を高くすることができる
【０１０５】
ＮＤフィルター４９の幅の適正範囲は、前記実施形態１におけるＳ透過偏光膜の場合と同様である。
【０１０６】
この実施形態２においても前記実施形態１と同様の効果を得ることが可能である。
【０１０７】
＜変形例＞
実施形態２では、ＮＤフィルム４９を用いたが、ＮＤフィルム４９の代わりにＰ透過偏光板を用いてもよい。本変形例による偏光変換素子と実施形態２による偏光変換素子４０Ｂとの違いは、ＮＤフィルム４９の代わりにＰ透過偏光板を用いることだけであるので、共通の事項についての説明は省略する。
【０１０８】
Ｐ透過偏光板は、位相差板の内部全反射プリズム４６とは反対側に設けられる。導光口Ａ３から入射した光Ｌのうち斜め光Ｌ２の一部（Ｐ偏光）はＰ透過偏光板を透過するが、本来のルートを経由したＰ偏光、すなわち、偏光分離膜４７で反射され、第２全反射膜４８で反射され、さらに、位相差板４３で偏光方向を変換されたＰ偏光の一部が吸収されるため、Ｐ透過偏光板からの射出光量は大きく増加することはない。本変形例による偏光変換素子でも、射出光強度の光射出面Ｓ４２での面内均一性を高くすることができる。
【０１０９】
ここで、Ｐ透過偏光板の透過率はＰ偏光に対して必ずしも１００％ではなく、一部のＰ偏光はＰ透過偏光板に吸収される。Ｐ透過偏光板を用いた場合には、斜め光Ｌ２のうち、位相差板４３を透過した後のＳ偏光はＰ透過偏光板に遮蔽される。Ｐ透過偏光板には、本来のルートを経由したＰ偏光も入射する。しかし、本変形例の偏光変換素子では、第２領域Ａ２の全面ではなく第２領域Ａ２のうち斜め光Ｌ２が入射する領域にＰ透過偏光板を設けているため、本来のルートを経由して、Ｐ透過偏光板が設けられていない領域から射出されるＰ偏光はＰ透過偏光板に吸収されることはない。
【０１１０】
一方、Ｐ透過偏光板には、斜め光Ｌ２と本来のルートを経由したＰ偏光とが入射する。Ｐ透過偏光板は斜め光Ｌ２の一部（Ｐ偏光）を透過させるが、本来のルートを経由したＰ偏光の一部を吸収する。そのため、第２領域Ａ２のうちＰ透過偏光板からの射出光量と第２領域Ａ２のうちＰ透過偏光板が設けられていない領域からの射出光量との差を、第２領域Ａ２の全面にＰ透過偏光板を設けた場合よりも小さくすることができる。これにより、本変形例による偏光変換素子は、射出光強度の光射出面Ｓ４２での面内均一性をさらに高くすることができる。
【０１１１】
以上、本発明を実施形態１、実施形態２および変形例に基づいて説明したが、本発明は前記の構成に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の様態において実施することが可能であり、例えば、さらに次のような変形も可能である。
【０１１２】
（１）前記各実施形態においては、光学フィルムはこれに限るものではなく、例えば前記実施形態１において、Ｓ透過偏光板の代わりにＮＤフィルムを用いるようにしても良い。
【０１１３】
（２）前記各実施形態の偏光変換素子においては、それぞれ、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分とが逆の関係であっても良い。すなわち、前記実施形態１では、Ｐ偏光を第１の偏光状態としているがＳ偏光を第１の偏光状態としてもよい。この場合、光学フィルムとして偏光板を用いるならば、Ｐ透過偏光板を用いる。前記実施形態２では、Ｓ偏光を第１の偏光状態としているがＰ偏光を第１の偏光状態としてもよい。この場合、光学フィルムとして偏光板を用いるならば、Ｓ透過偏光板を用いる。
【０１１４】
（３）前記実施形態１では、Ｓ透過偏光板４４が位相差板４３と隣り合うように設けられているが、Ｓ透過偏光板４４が位相差板４３とが互いに部分的に重なっていてもよい。
【０１１５】
（４）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ー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ーに適用する場合にも可能である。
【０１１６】
（５）前記各実施形態においては、本発明の照明装置をプロジェクターに適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明の照明装置を他の光学機器（例えば、光ディスク装置、自動車のヘッドランプ、各種照明器具等。）に適用することもできる。
【符号の説明】
【０１１７】
１０…固体光源装置、２０…コリメーター光学ユニット（コリメーター光学系）、４０Ａ、４０Ｂ…偏光変換素子、４３…位相差板、４４…Ｓ透過偏光板（光学フィルム）、４７…偏光分離膜、４８…第２全反射膜（反射膜）、４９…ＮＤフィルター（光学フィルム）、５０…液晶光変調装置、７０…投写光学系、１００…照明装置、１０００…プロジェクター、Ａ１…第１領域、Ａ２…第２領域、Ｓ４１…光入射面、Ｓ４２…光射出面、
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図６】
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【図７】
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