(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光方向がランダムな光を出射する光源と、
複数の矩形レンズの集合体からなる第１のレンズ板、前記矩形レンズに１対１に対応する複数の微小レンズの集合体からなる第２のレンズ板、及び集光レンズを有するインテグレーター光学系と、
前記光源から出射された光を、偏光方向が直交し光軸が略平行な２つの偏光光に分離する偏光分離部と、
前記２つの偏光光の偏光方向をそろえる偏光変換部とを備え、
前記第１のレンズ板の矩形レンズによる光源像が、前記第２のレンズ板上に複数の列をなして形成されるように、前記矩形レンズはその開口中心と曲率中心とをずらして形成されており、
前記第２のレンズ板の微小レンズは、前記矩形レンズによる光源像が形成される位置に複数の列状に配置されており、前記微小レンズの複数の列のうち、前記列の長手方向と直角方向の幅Ｈが他と異なる列を少なくとも１つ有し、
前記偏光分離部は、システム光軸に対して斜めに設置された反射ミラー面と、前記反射ミラー面と平行に設置された偏光分離面と、前記システム光軸と直交する２面とを有する微小偏光ビームスプリッターが複数集合して構成され、
前記偏光分離面は、前記第２レンズ板からの光を偏光方向により透過又は反射して分離する偏光分離膜を備え、
システム光軸と直交する前記２面間距離ｄは前記偏光分離部を構成する全ての微小偏光ビームスプリッターにおいて同一であり、前記反射ミラー面と前記偏光分離面との間の距離ｈが他と異なる微小偏光ビームスプリッターが少なくとも１つ含まれており、
前記２面間距離ｄが、前記微小レンズがなす列のいずれかの前記幅Ｈと略同一であることを特徴とする偏光光照明装置。
【請求項２】
偏光方向がランダムな光を出射する光源と、
複数の矩形レンズの集合体からなる第１のレンズ板、前記矩形レンズに１対１に対応する複数の微小レンズの集合体からなる第２のレンズ板、及び集光レンズを有するインテグレーター光学系と、
前記光源から出射された光を、偏光方向が直交し光軸が略平行な２つの偏光光に分離する偏光分離部と、
前記２つの偏光光の偏光方向をそろえる偏光変換部とを備え、
前記第１のレンズ板の矩形レンズによる光源像が、前記第２のレンズ板上に複数の列をなして形成されるように、前記矩形レンズはその開口中心と曲率中心とをずらして形成されており、
前記第２のレンズ板の微小レンズは、前記矩形レンズによる光源像が形成される位置に複数の列状に配置されており、前記微小レンズの複数の列のうち、前記列の長手方向と直角方向の幅Ｈが他と異なる列を少なくとも１つ有し、
前記偏光分離部は、システム光軸に対して斜めに設置された反射ミラー面と、前記反射ミラー面と平行に設置された偏光分離面と、前記システム光軸と直交する２面とを有する微小偏光ビームスプリッターが複数集合して構成され、
前記偏光分離面は、前記第２レンズ板からの光を偏光方向により透過又は反射して分離する偏光分離膜を備え、
システム光軸と直交する前記２面間距離ｄは前記偏光分離部を構成する全ての微小偏光ビームスプリッターにおいて同一であり、前記反射ミラー面と前記偏光分離面との間の距離ｈが他と異なる微小偏光ビームスプリッターが少なくとも１つ含まれており、
前記２面間距離ｄが、前記幅Ｈが最も大きい列の幅Ｈと略同一であることを特徴とする偏光光照明装置。
【請求項３】
偏光方向がランダムな光を出射する光源と、
複数の矩形レンズの集合体からなる第１のレンズ板、前記矩形レンズに１対１に対応する複数の微小レンズの集合体からなる第２のレンズ板、及び集光レンズを有するインテグレーター光学系と、
前記光源から出射された光を、偏光方向が直交し光軸が略平行な２つの偏光光に分離する偏光分離部と、
前記２つの偏光光の偏光方向をそろえる偏光変換部とを備え、
前記第１のレンズ板の矩形レンズによる光源像が、前記第２のレンズ板上に複数の列をなして形成されるように、前記矩形レンズはその開口中心と曲率中心とをずらして形成されており、
前記第２のレンズ板の微小レンズは、前記矩形レンズによる光源像が形成される位置に複数の列状に配置されており、前記微小レンズの複数の列のうち、前記列の長手方向と直角方向の幅Ｈが他と異なる列を少なくとも１つ有し、
前記偏光分離部は、システム光軸に対して斜めに設置された反射ミラー面と、前記反射ミラー面と平行に設置された偏光分離面と、前記システム光軸と直交する２面とを有する微小偏光ビームスプリッターが複数集合して構成され、
前記偏光分離面は、前記第２レンズ板からの光を偏光方向により透過又は反射して分離する偏光分離膜を備え、
システム光軸と直交する前記２面間距離ｄは前記偏光分離部を構成する全ての微小偏光ビームスプリッターにおいて同一であり、前記反射ミラー面と前記偏光分離面との間の距離ｈが他と異なる微小偏光ビームスプリッターが少なくとも１つ含まれており、
前記光源部の光軸及び前記第１のレンズ板が、システム光軸に対して前記２面間距離ｄの約１．５倍の量だけ平行移動した位置に配置されていることを特徴とする偏光光照明装置。
【請求項４】
偏光方向がランダムな光を出射する光源と、
複数の矩形レンズの集合体からなる第１のレンズ板、前記矩形レンズに１対１に対応する複数の微小レンズの集合体からなる第２のレンズ板、及び集光レンズを有するインテグレーター光学系と、
前記光源から出射された光を、偏光方向が直交し光軸が略平行な２つの偏光光に分離する偏光分離部と、
前記２つの偏光光の偏光方向をそろえる偏光変換部とを備え、
前記第１のレンズ板の矩形レンズによる光源像が、前記第２のレンズ板上に複数の列をなして形成されるように、前記矩形レンズはその開口中心と曲率中心とをずらして形成されており、
前記第２のレンズ板の微小レンズは、前記矩形レンズによる光源像が形成される位置に複数の列状に配置されており、前記微小レンズの複数の列のうち、前記列の長手方向と直角方向の幅Ｈが他と異なる列を少なくとも１つ有し、
前記偏光分離部は、システム光軸に対して斜めに設置された偏光分離面と、前記偏光分離面と平行に設置された面と、前記システム光軸と直交する２面とを有する微小偏光ビームスプリッターが複数集合して構成され、
前記偏光分離面は、前記第２レンズ板からの光を偏光方向により透過又は反射して分離する偏光分離膜を備え、
システム光軸と直交する前記２面間距離ｄは前記偏光分離部を構成する全ての微小偏光ビームスプリッターにおいて同一であり、前記偏光分離面とこれと平行な面との間の距離ｈが他と異なる微小偏光ビームスプリッターが少なくとも１つ含まれており、
前記微小偏光ビームスプリッターに入射した光がその微小偏光ビームスプリッターを出射するまでの間の総反射回数が、前記距離ｈが異なる微小偏光ビームスプリッター間で異なることを特徴とする偏光光照明装置。
【請求項５】
偏光方向がランダムな光を出射する光源と、
複数の矩形レンズの集合体からなる第１のレンズ板、前記矩形レンズに１対１に対応する複数の微小レンズの集合体からなる第２のレンズ板、及び集光レンズを有するインテグレーター光学系と、
前記光源から出射された光を、偏光方向が直交し光軸が略平行な２つの偏光光に分離する偏光分離部と、
前記２つの偏光光の偏光方向をそろえる偏光変換部とを備え、
前記第１のレンズ板の矩形レンズによる光源像が、前記第２のレンズ板上に複数の列をなして形成されるように、前記矩形レンズはその開口中心と曲率中心とをずらして形成されており、
前記第２のレンズ板の微小レンズは、前記矩形レンズによる光源像が形成される位置に複数の列状に配置されており、前記微小レンズの複数の列のうち、前記列の長手方向と直角方向の幅Ｈが他と異なる列を少なくとも１つ有し、
前記偏光分離部は、システム光軸に対して斜めに設置された偏光分離面と、前記偏光分離面と平行に設置された面と、前記システム光軸と直交する２面とを有する微小偏光ビームスプリッターが複数集合して構成され、
前記偏光分離面は、前記第２レンズ板からの光を偏光方向により透過又は反射して分離する偏光分離膜を備え、
システム光軸と直交する前記２面間距離ｄは前記偏光分離部を構成する全ての微小偏光ビームスプリッターにおいて同一であり、前記偏光分離面とこれと平行な面との間の距離ｈが他と異なる微小偏光ビームスプリッターが少なくとも１つ含まれており、
前記距離ｈが最も小さな値を有する微小偏光ビームスプリッターの前記距離ｈの値をｈMINとしたとき、他の微小偏光ビームスプリッターの前記距離ｈはｎｈMIN（ｎは自然数）であることを特徴とする偏光光照明装置。
【請求項６】
偏光方向がランダムな光を出射する光源と、
複数の矩形レンズの集合体からなる第１のレンズ板、前記矩形レンズに１対１に対応する複数の微小レンズの集合体からなる第２のレンズ板、及び集光レンズを有するインテグレーター光学系と、
前記光源から出射された光を、偏光方向が直交し光軸が略平行な２つの偏光光に分離する偏光分離部と、
前記２つの偏光光の偏光方向をそろえる偏光変換部とを備え、
前記第１のレンズ板の矩形レンズによる光源像が、前記第２のレンズ板上に複数の列をなして形成されるように、前記矩形レンズはその開口中心と曲率中心とをずらして形成されており、
前記第２のレンズ板の微小レンズは、前記矩形レンズによる光源像が形成される位置に複数の列状に配置されており、前記微小レンズの複数の列のうち、前記列の長手方向と直角方向の幅Ｈが他と異なる列を少なくとも１つ有し、
前記偏光分離部は、システム光軸に対して斜めに設置された偏光分離面と、前記偏光分離面と平行に設置された面と、前記システム光軸と直交する２面とを有する微小偏光ビームスプリッターが複数集合して構成され、
前記偏光分離面は、前記第２レンズ板からの光を偏光方向により透過又は反射して分離する偏光分離膜を備え、
システム光軸と直交する前記２面間距離ｄは前記偏光分離部を構成する全ての微小偏光ビームスプリッターにおいて同一であり、前記偏光分離面とこれと平行な面との間の距離ｈが他と異なる微小偏光ビームスプリッターが少なくとも１つ含まれており、
前記距離ｈが大きな微小偏光ビームスプリッターは、これより小さな距離ｈを有する微小偏光ビームスプリッターを構成する高屈折材料が複数層接合されて構成されていることを特徴とする偏光光照明装置。
【請求項７】
偏光方向がランダムな光を出射する光源と、
複数の矩形レンズの集合体からなる第１のレンズ板、前記矩形レンズに１対１に対応する複数の微小レンズの集合体からなる第２のレンズ板、及び集光レンズを有するインテグレーター光学系と、
前記光源から出射された光を、偏光方向が直交し光軸が略平行な２つの偏光光に分離する偏光分離部と、
前記２つの偏光光の偏光方向をそろえる偏光変換部とを備え、
前記第１のレンズ板の矩形レンズによる光源像が、前記第２のレンズ板上に複数の列をなして形成されるように、前記矩形レンズはその開口中心と曲率中心とをずらして形成されており、
前記第２のレンズ板の微小レンズは、前記矩形レンズによる光源像が形成される位置に複数の列状に配置されており、前記微小レンズの複数の列のうち、前記列の長手方向と直角方向の幅Ｈが他と異なる列を少なくとも１つ有し、
前記偏光分離部は、システム光軸に対して斜めに設置された偏光分離面と、前記偏光分離面と平行に設置された面と、前記システム光軸と直交する２面とを有する微小偏光ビームスプリッターが複数集合して構成され、
前記偏光分離面は、前記第２レンズ板からの光を偏光方向により透過又は反射して分離する偏光分離膜を備え、
システム光軸と直交する前記２面間距離ｄは前記偏光分離部を構成する全ての微小偏光ビームスプリッターにおいて同一であり、前記偏光分離面とこれと平行な面との間の距離ｈが他と異なる微小偏光ビームスプリッターが少なくとも１つ含まれており、
前記微小偏光ビームスプリッターに入射した光がその微小偏光ビームスプリッターを出射するまでの間の総反射回数が４回以上である微小偏光ビームスプリッターが少なくとも１つ存在するように、システム光軸と直交する前記２面間距離ｄが設定されていることを特徴とする偏光光照明装置。
【請求項８】
偏光方向がランダムな光を出射する光源と、
複数の矩形レンズの集合体からなる第１のレンズ板、前記矩形レンズに１対１に対応する複数の微小レンズの集合体からなる第２のレンズ板、及び集光レンズを有するインテグレーター光学系と、
前記光源から出射された光を、偏光方向が直交し光軸が略平行な２つの偏光光に分離する偏光分離部と、
前記２つの偏光光の偏光方向をそろえる偏光変換部とを備え、
前記第１のレンズ板の矩形レンズによる光源像が、前記第２のレンズ板上に複数の列をなして形成されるように、前記矩形レンズはその開口中心と曲率中心とをずらして形成されており、
前記第２のレンズ板の微小レンズは、前記矩形レンズによる光源像が形成される位置に複数の列状に配置されており、前記微小レンズの複数の列のうち、前記列の長手方向と直角方向の幅Ｈが他と異なる列を少なくとも１つ有し、
前記偏光分離部は、システム光軸に対して斜めに設置された偏光分離面と、前記偏光分離面と平行に設置された面と、前記システム光軸と直交する２面とを有する微小偏光ビームスプリッターが複数集合して構成され、
前記偏光分離面は、前記第２レンズ板からの光を偏光方向により透過又は反射して分離する偏光分離膜を備え、
システム光軸と直交する前記２面間距離ｄは前記偏光分離部を構成する全ての微小偏光ビームスプリッターにおいて同一であり、前記偏光分離面とこれと平行な面との間の距離ｈが他と異なる微小偏光ビームスプリッターが少なくとも１つ含まれており、
前記光源部の光軸及び前記第１のレンズ板が、システム光軸に対して前記システム光軸と直交する２面間距離ｄの約半分の量だけ平行移動した位置に配置されていることを特徴とする偏光光照明装置。
【請求項９】
偏光方向がランダムな光を出射する光源と、
複数の矩形レンズの集合体からなる第１のレンズ板、前記矩形レンズに１対１に対応する複数の微小レンズの集合体からなる第２のレンズ板、及び集光レンズを有するインテグレーター光学系と、
前記光源から出射された光を、偏光方向が直交し光軸が略平行な２つの偏光光に分離する偏光分離部と、
前記２つの偏光光の偏光方向をそろえる偏光変換部とを備え、
前記第１のレンズ板の矩形レンズによる光源像が、前記第２のレンズ板上に複数の列をなして形成されるように、前記矩形レンズはその開口中心と曲率中心とをずらして形成されており、
前記第２のレンズ板の微小レンズは、前記矩形レンズによる光源像が形成される位置に複数の列状に配置されており、前記微小レンズの複数の列のうち、前記列の長手方向と直角方向の幅Ｈが他と異なる列を少なくとも１つ有し、
前記偏光分離部は、システム光軸に対して斜めに設置された偏光分離面と、前記偏光分離面と平行に設置された面と、前記システム光軸と直交する２面とを有する同一形状の微小偏光ビームスプリッターが複数集合して構成され、
前記偏光分離面は、前記第２レンズ板からの光を偏光方向により透過又は反射して分離する偏光分離膜を備えることを特徴とする偏光光照明装置。
【請求項１０】
前記第２のレンズ板の各微小レンズの開口部は、前記各光源像の大きさに応じて形成されている請求項９に記載の偏光光照明装置。
【請求項１１】
前記微小偏光ビームスプリッターの、前記第２レンズ板からの光線の入射面となる矩形形状の長辺間距離が、前記幅Ｈが最も小さな列の幅Ｈと略同一である請求項９に記載の偏光光照明装置。
【請求項１２】
前記微小偏光ビームスプリッターの、前記第２レンズ板からの光線の入射面となる矩形形状の長辺間距離が、前記幅Ｈが最も小さな列の幅Ｈのほぼ１／ｎ（ｎは自然数）である請求項９に記載の偏光光照明装置。
【請求項１３】
前記微小偏光ビームスプリッターに入射した光がその微小偏光ビームスプリッターを出射するまでの間の総反射回数が４回以上である微小偏光ビームスプリッターが少なくとも１つ存在するように、システム光軸と直交する前記２面間距離ｄが設定されている請求項９に記載の偏光光照明装置。
【請求項１４】
偏光方向がランダムな光を出射する光源と、
複数の矩形レンズの集合体からなる第１のレンズ板、前記矩形レンズに１対１に対応する複数の微小レンズの集合体からなる第２のレンズ板、及び集光レンズを有するインテグレーター光学系と、
前記光源から出射された光を、偏光方向が直交し光軸が略平行な２つの偏光光に分離する偏光分離部と、
前記２つの偏光光の偏光方向をそろえる偏光変換部とを備え、
前記第１のレンズ板の矩形レンズによる光源像が、前記第２のレンズ板上に複数の列又は群をなして形成されるように、前記矩形レンズはその開口中心と曲率中心とをずらして形成されており、
前記第２のレンズ板の微小レンズは、前記矩形レンズによる光源像が形成される位置に複数の列又は群をなして配置されており、前記微小レンズの複数の列又は群の長手方向と直角方向の幅Ｈが全て略同一であり、
前記第２のレンズ板の各微小レンズの開口部は、前記各光源像の大きさに応じて形成されており、
前記偏光分離部は、システム光軸に対して斜めに設置された偏光分離面と、前記偏光分離面と平行に設置された面と、前記システム光軸と直交する２面とを有する同一形状の微小偏光ビームスプリッターが複数集合して構成され、
前記偏光分離面は、前記第２レンズ板からの光を偏光方向により透過又は反射して分離する偏光分離膜を備えることを特徴とする偏光光照明装置。
【請求項１５】
前記光源部の光軸及び前記第１のレンズ板が、システム光軸に対して前記システム光軸と直交する２面間距離ｄの約半分の量だけ平行移動した位置に配置されている請求項９又は１４に記載の偏光光照明装置。
【請求項１６】
前記偏光分離面と平行に設置された面が反射ミラー面である微小偏光ビームスプリッターを少なくとも１つ有する請求項９又は１４に記載の偏光光照明装置。
【請求項１７】
前記偏光変換部は、λ／２板を有する請求項９又は１４に記載の偏光光照明装置。
【請求項１８】
前記光源からの出射光が前記第１のレンズ板を介して前記第２のレンズ板の各微小レンズの入射面上に２次光源像として投写され、前記第２のレンズ板からの出射光は、前記偏光分離部、前記偏光変換部を経て前記集光レンズにより被照明物を照明する請求項９又は１４に記載の偏光光照明装置。
【請求項１９】
偏光光照明装置と、前記偏光光照明装置からの偏光光を変調して入力信号に応じて画像表示を行うライトバルブを備えた変調装置と、前記変調装置により変調された変調光束をスクリーン上に拡大投写する投写光学系とを有する投写型画像表示装置において、
前記偏光光照明装置が請求項１〜１８のいずれかに記載の偏光光照明装置であることを特徴とする投写型画像表示装置。
【請求項２０】
前記偏光光照明装置と前記変調装置の間に色分離装置を有し、前記色分離装置により分離された各色光毎に変調装置を備えている請求項１９に記載の投写型画像表示装置。
【請求項２１】
前記変調装置と前記投写光学系との間に色合成装置を備えている請求項２０に記載の投写型画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は偏光方向をそろえた偏光光を用いて矩形領域をに均一に照明する偏光光照明装置に関するものである。また本発明はこの偏光光照明装置から出射された偏光光をライトバルブにより変調して映像をスクリーン上に拡大投写する投写型画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶パネルをライトバルブに用いた投写型画像表示装置は特に小型、軽量、設置性に優れることからプレゼンテーションツールとして急速に市場を形成している。また、民生分野でも従来のＣＲＴ投写型のプロジェクションテレビに比べて小型、軽量、周辺までの画質の均一性等に優れることから普及が期待されている。
【０００３】
これら液晶パネルをライトバルブに用いた投写型画像表示装置（以下、液晶プロジェクターと称する）に対する市場ニーズとして、高輝度化、低コスト化の２つが挙げられる。
【０００４】
高輝度化については、光源をより消費電力の大きいものに置き換えて対応する考え方もあるが、これは当座の方策であって、光源からの光の利用効率をより向上させることによりこれに対処することがもっとも望ましいことは明らかである。従来の液晶ライトバルブは偏光方向の片方しか利用できないことから入射光の半分を熱として捨てていた。ところが、上記のような背景から、近年では特開平８−３０４７３９号公報に準ずる方式、あるいはこれを応用した方式の照明装置が開発され、光利用効率を大きく改善出来るようになった。この構成を図２３を用いて以下に説明する。
【０００５】
光源部９１０は光源ランプ９１１と、リフレクター９１２とからなる。光源ランプ９１１から出射される偏光方向がランダムな光はリフレクター９１２によって一方向に反射され、インテグレーター光学系の第１のレンズ板９２０に入射する。第１のレンズ板９２０は矩形の微小なレンズ９２１が多数配列された複合レンズ体である。ここに入射した光は個々の微小レンズ９２１により集光せしめられる。この微小レンズ９２１による光源像は第２のレンズ板９３０上に形成される。第２のレンズ板９３０は、前記光源像が形成される位置付近におかれた集光レンズアレイ９３１と、偏光ビームスプリッタ９３４の集合体からなる偏光分離プリズムアレイ９３３と、λ／２位相差板９３５と、出射側レンズ９３７とからなる。第１のレンズ板９２０上の各微小レンズ９２１による光源像が集光レンズアレイ９３１上に形成され、偏光ビームスプリッタ９３４により、偏光方向に応じて光線が分離される。偏光分離された光線はλ／２位相差板９３５によりその偏光方向が揃えられた後、出射側レンズ９３７を通って照明領域９４０を照明する。このように光源ランプ９１１の偏光方向がランダムな光の偏光方向を効率よく揃えることが出来る。
【０００６】
一方、低コスト化については全体コストの中で占有率の最も高い液晶パネルの価格を下げるため、パネルサイズを小型化する取り組みが行われつつある。具体的には従来主流であった対角長が１．３インチ品から０．９インチ品、更に０．５インチ品へ移行することで、取り数を上げてコスト低減を図るものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、パネルを小型化しながら従来と同じ解像度を維持しようとするとパネル上の有効画像表示領域での光の減衰が大きくなり、特に透過型ライトバルブを用いたときには画素開口が著しく小さくなることから光透過率が低下してしまう。
【０００８】
このように高輝度化と低コスト化の両立は非常に困難であった。これに対する取り組みとして、小型になったパネルの各画素にマイクロレンズを備えて見かけの開口率を改善する方法がある。しかしながら、この方法では、マイクロレンズが入射光を一旦絞り込むが、その後光線が拡散するから、入射光には広がり角の小さい、言い換えれば照明Ｆナンバーの大きい光が得られる照明装置が必要になる。
【０００９】
一方、先に示した特開平８−３０４７３９号公報の手法を用いて実際商品化を行う際には、偏光ビームスプリッター９３４は断面形状が平行四辺形のプリズムで構成するのが加工上有利であることから、現在商品に搭載されているものはこの形状のプリズムを用いている。更にこれの加工を安価に行うには、先の偏光ビームスプリッター９３４のシステム光軸９５２方向の厚み（システム光軸と直交する対向する２面の間隔）がすべて等しいことが望ましい。この結果、この偏光ビームスプリッターを構成するプリズムは全て同形状となる。従って集光レンズアレイ９３１に形成される光源像のうち中心部付近（システム光軸付近）の最も大きいものに前記プリズム形状を合わせると周辺に形成される比較的小さな光源像に対しては無駄な部分が生じる。これにより第２のレンズ板９３０自体が大きくなってしまうことから、照明光は照明Ｆナンバーが小さく入射角が大きい光になってしまうという問題がある。
【００１０】
従って従来技術においては高輝度化と低コスト化を両立させることは困難であった。
【００１１】
本発明は、上記の従来の問題を解決し、照明光の広がりが小さく（照明Ｆナンバーが大きく）、光源からのランダムな光線を任意の偏光方向に変換することができる偏光光照明装置を提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、光の利用効率が高く、その結果高輝度な画像が得られ、しかも低コストな投写型画像表示装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成とする。
【００１４】
即ち、本発明の第１の構成にかかる偏光光照明装置は、偏光方向がランダムな光を出射する光源と、複数の矩形レンズの集合体からなる第１のレンズ板、前記矩形レンズに１対１に対応する複数の微小レンズの集合体からなる第２のレンズ板、及び集光レンズを有するインテグレーター光学系と、前記光源から出射された光を、偏光方向が直交し光軸が略平行な２つの偏光光に分離する偏光分離部と、前記２つの偏光光の偏光方向をそろえる偏光変換部とを備え、前記第１のレンズ板の矩形レンズによる光源像が、前記第２のレンズ板上に複数の列をなして形成されるように、前記矩形レンズはその開口中心と曲率中心とをずらして形成されており、前記第２のレンズ板の微小レンズは、前記矩形レンズによる光源像が形成される位置に複数の列状に配置されており、前記微小レンズの複数の列のうち、前記列の長手方向と直角方向の幅Ｈが他と異なる列を少なくとも１つ有し、前記偏光分離部は、システム光軸に対して斜めに設置された反射ミラー面と、前記反射ミラー面と平行に設置された偏光分離面と、前記システム光軸と直交する２面とを有する微小偏光ビームスプリッターが複数集合して構成され、前記偏光分離面は、前記第２レンズ板からの光を偏光方向により透過又は反射して分離する偏光分離膜を備え、システム光軸と直交する前記２面間距離ｄは前記偏光分離部を構成する全ての微小偏光ビームスプリッターにおいて同一であり、前記反射ミラー面と前記偏光分離面との間の距離ｈが他と異なる微小偏光ビームスプリッターが少なくとも１つ含まれていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第２の構成にかかる偏光光照明装置は、偏光方向がランダムな光を出射する光源と、複数の矩形レンズの集合体からなる第１のレンズ板、前記矩形レンズに１対１に対応する複数の微小レンズの集合体からなる第２のレンズ板、及び集光レンズを有するインテグレーター光学系と、前記光源から出射された光を、偏光方向が直交し光軸が略平行な２つの偏光光に分離する偏光分離部と、前記２つの偏光光の偏光方向をそろえる偏光変換部とを備え、前記第１のレンズ板の矩形レンズによる光源像が、前記第２のレンズ板上に複数の列をなして形成されるように、前記矩形レンズはその開口中心と曲率中心とをずらして形成されており、前記第２のレンズ板の微小レンズは、前記矩形レンズによる光源像が形成される位置に複数の列状に配置されており、前記微小レンズの複数の列のうち、前記列の長手方向と直角方向の幅Ｈが他と異なる列を少なくとも１つ有し、前記偏光分離部は、システム光軸に対して斜めに設置された偏光分離面と、前記偏光分離面と平行に設置された面と、前記システム光軸と直交する２面とを有する微小偏光ビームスプリッターが複数集合して構成され、前記偏光分離面は、前記第２レンズ板からの光を偏光方向により透過又は反射して分離する偏光分離膜を備え、システム光軸と直交する前記２面間距離ｄは前記偏光分離部を構成する全ての微小偏光ビームスプリッターにおいて同一であり、前記偏光分離面とこれと平行な面との間の距離ｈが他と異なる微小偏光ビームスプリッターが少なくとも１つ含まれていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第３の構成にかかる偏光光照明装置は、偏光方向がランダムな光を出射する光源と、複数の矩形レンズの集合体からなる第１のレンズ板、前記矩形レンズに１対１に対応する複数の微小レンズの集合体からなる第２のレンズ板、及び集光レンズを有するインテグレーター光学系と、前記光源から出射された光を、偏光方向が直交し光軸が略平行な２つの偏光光に分離する偏光分離部と、前記２つの偏光光の偏光方向をそろえる偏光変換部とを備え、前記第１のレンズ板の矩形レンズによる光源像が、前記第２のレンズ板上に複数の列をなして形成されるように、前記矩形レンズはその開口中心と曲率中心とをずらして形成されており、前記第２のレンズ板の微小レンズは、前記矩形レンズによる光源像が形成される位置に複数の列状に配置されており、前記微小レンズの複数の列のうち、前記列の長手方向と直角方向の幅Ｈが他と異なる列を少なくとも１つ有し、前記偏光分離部は、システム光軸に対して斜めに設置された偏光分離面と、前記偏光分離面と平行に設置された面と、前記システム光軸と直交する２面とを有する同一形状の微小偏光ビームスプリッターが複数集合して構成され、前記偏光分離面は、前記第２レンズ板からの光を偏光方向により透過又は反射して分離する偏光分離膜を備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明の第４の構成にかかる偏光光照明装置は、偏光方向がランダムな光を出射する光源と、複数の矩形レンズの集合体からなる第１のレンズ板、前記矩形レンズに１対１に対応する複数の微小レンズの集合体からなる第２のレンズ板、及び集光レンズを有するインテグレーター光学系と、前記光源から出射された光を、偏光方向が直交し光軸が略平行な２つの偏光光に分離する偏光分離部と、前記２つの偏光光の偏光方向をそろえる偏光変換部とを備え、前記第１のレンズ板の矩形レンズによる光源像が、前記第２のレンズ板上に複数の列又は群をなして形成されるように、前記矩形レンズはその開口中心と曲率中心とをずらして形成されており、前記第２のレンズ板の微小レンズは、前記矩形レンズによる光源像が形成される位置に複数の列又は群をなして配置されており、前記微小レンズの複数の列又は群の長手方向と直角方向の幅Ｈが全て略同一であり、前記第２のレンズ板の各微小レンズの開口部は、前記各光源像の大きさに応じて形成されており、前記偏光分離部は、システム光軸に対して斜めに設置された偏光分離面と、前記偏光分離面と平行に設置された面と、前記システム光軸と直交する２面とを有する同一形状の微小偏光ビームスプリッターが複数集合して構成され、前記偏光分離面は、前記第２レンズ板からの光を偏光方向により透過又は反射して分離する偏光分離膜を備えることを特徴とする。
【００１８】
上記の第１〜第４の構成にかかる偏光光照明装置によれば、インテグレータ光学系を用いた照明装置に於いて、ランダム偏光光を出射する光源と、第２レンズ板に異形開口設計を施したインテグレーター光学系と、偏光方向が直交する２つの偏光光に分離する偏光分離部と、これら２つの偏光光の偏光方向を揃える偏光変換部とを有した構成とすることで、光源からのランダム光を任意の偏光方向に変換出来ると同時に、照明光の広がりを抑えることが出来る（照明Ｆナンバーを大きくすることができる）。
【００１９】
即ち、本発明の偏光光照明装置は偏光分離した光を全て同じ偏光方向に揃えることができるので、偏光光を必要とする照明装置、特に偏光を利用し変調を行うライトバルブを用いた投写型画像表示装置の照明装置として用いた場合には、光源からのランダム光を全て利用でき、光利用率を大幅に改善できる。さらに第１レンズ板により第２レンズ板に形成される光源像の大きさに合わせて偏光分離素子を形成できるから、照明Ｆナンバーを大きくする（入射光の広がり角を小さくする）ことができる。この結果、本発明の偏光光照明装置を用いた投写型画像表示装置は、その投写光学系のＦナンバーを変えることなく高輝度の画像が得られる。更に、ライトバルブ入射面上にマイクロレンズを構成した場合には投写光学系の負担が小さくなり、マイクロレンズによる効果を得やすくすることが出来る。
【００２０】
また、本発明にかかる投写型画像表示装置は、偏光光照明装置と、前記偏光光照明装置からの偏光光を変調して入力信号に応じて画像表示を行うライトバルブを備えた変調装置と、前記変調装置により変調された変調光束をスクリーン上に拡大投写する投写光学系とを有する投写型画像表示装置において、前記偏光光照明装置が上記の第１〜第４のいずれかの偏光光照明装置であることを特徴とする。
【００２１】
上記の構成にかかる投写型画像表示装置によれば、液晶ライトバルブを用いた投写型画像表示装置の照明装置として上記第１〜第４のいずれかの偏光光照明装置を用いているので、偏光面が揃った偏光光を液晶パネルに供給でき、光の利用効率が向上し、投写画像の明るさを向上することが出来る。また、偏光板による熱吸収が減少するので、偏光板での温度上昇が抑制される。また、冷却装置の小型化や低騒音化を実現できる。これらと同時に、装置のコンパクト化や低コスト化も実現できる。更に、照明Ｆナンバーを大きくできるので、投写レンズを特に明るく設計する必要がない。この結果、コストアップ、装置の大型化、コントラスト低下等を伴わずに、光利用率の向上が可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は本発明の偏光光照明装置の実施の形態１の概略構成例を示す図である。本実施の形態の偏光光照明装置１００は、システム光軸１５０に沿って、光源部１０１、インテグレーター光学系１０２、偏光分離部１０３、及び偏光変換部１０４からなり、光源部１０１から射出された光は、インテグレーター光学系１０２、偏光分離部１０３、偏光変換部１０４を通って矩形の照明領域１０５に至る。インテグレーター光学系１０２は、第１のレンズ板１０８と、第２のレンズ板１１０と、集光レンズ１１８とから構成される。
【００２４】
光源部１０１は、光源１０６と、リフレクター１０７とからなる。光源１０６から出射される偏光方向がランダムな光はリフレクター１０７によって一方向に反射され、インテグレーター光学系１０２に入射する。リフレクター１０７の反射面の形状は放物面でも、楕円面でも、球面でも光学系の設計により使用できる。
【００２５】
第１のレンズ板１０８は、図２に示すような微小な矩形レンズ１０９が複数個配列された複合レンズ体である。第１のレンズ板１０８に入射した光は個々の矩形レンズ１０９により集光せしめられる。この矩形レンズ１０９により形成される光源像は第２のレンズ板１１０上に形成されるよう設定されている。
【００２６】
図３に第２のレンズ板１１０の外観を示す。ここに形成される微小レンズ１１１は第１のレンズ板１０８上に形成された矩形レンズ１０９と同じ数だけ配置されている。各微小レンズ１１１は各矩形レンズ１０９と１対１に対応する。各矩形レンズ１０９による光源像１１２は、第２のレンズ板１１０上に複数の列をなして形成されるように、各矩形レンズ１０９はその開口中心と曲率中心とをずらして設計されている。微小レンズ１１１は矩形レンズ１０９による光源像１１２が形成される位置に配置される。更に微小レンズ１１１の開口は、光源像１１２の大きさに合わせて、その開口面積や形状が設定されている。
【００２７】
また、微小レンズ１１１がなす列は、図３にあるように、第２のレンズ板１１０上に複数の短冊状に構成されている。各列の長手方向と直角方向の幅（図３において微小レンズ１１１の上下方向の有効開口幅）Ｈは、全ての列で同一ではなく、図示したように幅Ｈが異なる列が混在している。
【００２８】
第１のレンズ板１０８上の矩形レンズ１０９で集光された光は第２のレンズ板１１０上の微小レンズ１１１を透過した後、偏光分離部１０３に入射する。図４に偏光分離部１０３と第２のレンズ板１１０との配置を示す。
【００２９】
偏光分離部１０３は微小な偏光ビームスプリッターの集合体である。各偏光ビームスプリッター（プリズム）は、反射ミラー面１１３ａあるいは偏光分離面１１３ｂと垂直な面における断面形状が平行四辺形の四角柱からなる。プリズム１１４ａと１１４ｂとの間、プリズム１１４ｃと１１４ｄとの間、及びプリズム１１４ｆの端面は反射ミラー処理が施され反射ミラー面を構成している。また、プリズム１１４ｂと１１４ｃとの間、プリズム１１４ｄと１１４ｅとの間、プリズム１１４ｅと１１４ｆとの間に偏光分離膜を備えることで偏光分離面を構成している。これらのプリズムは、前記第２のレンズ板１１０上の微小レンズ１１１のなす列１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃに、プリズムの開口部１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃが対向するように配置される。この反射ミラー面１１３ａ及びこれと平行な偏光分離面１１３ｂは入射光（即ち、システム光軸）に対して斜めに設けられている。また、プリズムの開口部１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃは入射光（即ち、システム光軸）に対して垂直に設けられている。プリズムの反射ミラー面１１３ａ又は偏光分離面１１３ｂと平行な対向する２面の間隔ｈ（図４においては、プリズムの平行四辺形の反射ミラー面１１３ａ又は偏光分離面１１３ｂと平行な対向する２辺の対辺間距離ｈ）は、全てのプリズムで同一ではなく、図示したように、対向２面間距離ｈがｈａ、ｈｂと異なるプリズムが存在している。一方、各プリズムのシステム光軸に垂直な対向２面間距離ｄは全てのプリズムで同一に形成されている。更に、開口部１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃの幅（図４において上下方向の長さ）が、第２のレンズ板１１０上の対向する微小レンズ１１１のなす列の幅Ｈと一致するように、プリズムの厚みが決定されている。
【００３０】
第２のレンズ板１１０の列を形成する微小レンズ列１１７ａ（図３、図４）から出射された光は、偏光分離部１０３の開口部１１６ａに入射後、反射ミラー１１５ａにより反射せしめられ、偏光分離膜１１５ｂに入射する。ここで入射光は偏光方向により透過光と反射光に分離せしめられる。反射光は偏光分離部１０３を抜けた後、基盤ガラス１１９上に短冊状に配置され、入射光の偏光方向を９０度変換するよう設定されたλ／２板１２０（図１参照）に入射する。ここで偏光方向を変換された光は集光レンズ１１８を経て照明領域１０５を照明する。一方、透過光は、前記偏光分離膜１１５ｂに平行に配置された反射ミラー１１５ｃで再度反射せしめられ、偏光変換部１０４に入射する。このとき、光線はλ／２板１２０が形成されていない領域を通過するので、ここでは特に作用を受けず、集光レンズ１１８を経て照明領域１０５を照明する。
【００３１】
また、第２のレンズ板１１０の列を形成する微小レンズ列１１７ｂ（図３、図４）から出射された光は、偏光分離部１０３の開口部１１６ｂに入射後、反射ミラー１１５ｃにより反射せしめられた後、偏光分離膜１１５ｄに入射する。ここで入射光は偏光方向により透過光と反射光に分離せしめられる。反射光は再度反射ミラー１１５ｃ及び偏光分離膜１１５ｄにより反射せしめられ、偏光分離部１０３を抜けた後、基盤ガラス１１９上に短冊状に配置され、入射光の偏光方向を９０度変換するよう設定されたλ／２板１２０に入射する。ここで偏光方向を変換された光は集光レンズ１１８を経て照明領域１０５を照明する。一方、透過光は、偏光分離膜１１５ｅを透過した後、反射ミラー１１５ｆで反射せしめられ、偏光変換部１０４に入射する。このとき、光線はλ／２板１２０が形成されていない領域を通過するので、ここでは特に作用を受けず、集光レンズ１１８を経て照明領域１０５を照明する。
【００３２】
また、第２のレンズ板１１０の列を形成する微小レンズ列１１７ｃ（図３、図４）から出射された光は、偏光分離部１０３の開口部１１６ｃに入射後、偏光分離膜１１５ｅに入射する。ここで入射光は偏光方向により透過光と反射光に分離せしめられる。反射光は反射ミラー１１５ｆにより再度反射されて偏光分離部１０３を抜けた後、基盤ガラス１１９上に短冊状に配置され、入射光の偏光方向を９０度変換するよう設定されたλ／２板１２０に入射する。ここで偏光方向を変換された光は集光レンズ１１８を経て照明領域１０５を照明する。一方、透過光は、偏光分離膜１１５ｅを透過した後、偏光変換部１０４に入射する。このとき、光線はλ／２板１２０が形成されていない領域を通過するので、ここでは特に作用を受けず、集光レンズ１１８を経て照明領域１０５を照明する。
【００３３】
以上のように偏光光照明装置を構成することで、光源から射出される偏光方向がランダムな光を効率よく一つの偏光方向に揃えることができ、同時にインテグレータ光学系で均一な照明が可能になる。しかも装置の大きさはほとんど大型化することもなく実現できる。
【００３４】
偏光分離部１０３はシステム光軸方向長さｄが全て同じプリズムの集合体なので、所定厚さｈを有する大きなプリズム材料を複数積層した後、積層方向に対して斜めにスライスすることで大量に製作することができる。更に、一度に全面の研磨及びコートが可能になることからコストアップを最小限に抑えることが出来る。
【００３５】
また、第２のレンズ板１１０の微小レンズ１１１の開口を光源像の大きさに応じて形成することができるので、第２のレンズ板１１０の大きさを最小限に抑えることができる。このために、照明領域１０５に到達する光の平行度を高くでき（照明Ｆナンバーを大きくでき）、各種光学装置の照明装置としての応用範囲を広げることができる。
【００３６】
上記の実施の形態ではインテグレーター光学系１０２、偏光分離部１０３、偏光変換部１０４、集光レンズ１１８（インテグレーター光学系１０２の一部）をそれぞれ分離して配置しているが、それぞれの間に間隔を設ける必要はなく、一体化しても構成できる。
【００３７】
上記の実施の形態では、偏光変換部１０４はλ／２板２１２を用いて説明したが必ずしもこの必要はなく、入射光の偏光方向を変えられる手段であればよい。また、上記の実施の形態では、偏光方向を揃えるために、偏光分離部１０３で一旦反射されて射出された光（偏光分離面でＳ偏光光）の偏光方向を変換しているが、偏光分離部で反射されることなく射出された光（偏光分離面でＰ偏光光）に作用し、偏光分離部で反射されて射出される光には作用しない構成とすることもできる。更に、偏光分離部で反射されて射出される光と、反射されることなく射出される光のそれぞれに異なる作用を加えて両方の偏光方向をそろえる構成とすることもできる。
【００３８】
また、集光レンズ１１８は必ずしも球面状のレンズでなく、フレネルレンズやプリズムの集合体で構成することも可能である。
【００３９】
上記実施の形態では、第２のレンズ板１１０の列を形成する微小レンズ列１１７ａの幅Ｈに対して微小レンズ列１１７ｂ、１１７ｃの幅Ｈをおよそ１１７ａ：１１７ｂ：１１７ｃ＝２：１：１としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、微小レンズ列の数を少なくし、更に図５に示すように、微小レンズ群の幅Ｈをおよそ１１７ａ：１１７ｂ＝２：１としたり、図６に示すように、微小レンズ群の幅Ｈをおよそ１１７ａ：１１７ｂ＝３：２にしたりするなど、システムに合わせた最適化が可能である。もちろん図７に示すように、微小レンズ群の幅Ｈをおよそ１１７ａ：１１７ｂ＝１：１にした構成にすることもできる。
【００４０】
偏光分離部１０３のプリズムのシステム光軸と直交する２面間距離ｄ（図４参照）は、いずれかの微小レンズ列１１７の幅Ｈと略同一にするのが好ましく、特に最も大きな幅Ｈに一致させるのがより好ましい。このようにすることで、光源１０６からの光を無駄なく偏光光に変換することができる。
【００４１】
また、図１から明らかなように、システム光軸１５０に対して、光源部１０１の光軸１０１ａ及び第１のレンズ板１０８が、２面間距離ｄの約１．５倍だけずらせた位置に配置されることが望ましい。即ち、図１において、光源部１０１の光軸１０１ａとシステム光軸１５０との間隔をＷとしたとき、Ｗ＝１．５ｄとするのが好ましい。このようにすることで、光源１０６からの光を無駄なく偏光光に変換することができる。なお、このとき空間的な制約等によりシステム光軸１５０に対する上記ずらし量Ｗを確保できない場合には、第１のレンズ板１０８上の矩形レンズ１０９の軸をずらすことにより前記ずらし量Ｗを補足する等することができる。
【００４２】
（実施の形態２）
次に本発明の偏光光照明装置の第２の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００４３】
図８は本発明の偏光光照明装置の実施の形態２の概略構成例を示す図である。本実施の形態の偏光光照明装置２００は、システム光軸１５０に沿って、光源部１０１、インテグレーター光学系２０１、偏光分離部２０２、及び偏光変換部２０３からなり、光源部１０１から射出された光は、インテグレーター光学系２０１、偏光分離部２０２、偏光変換部２０３を通って矩形の照明領域１０５に至る。インテグレーター光学系２０１は、第１のレンズ板１０８と、第２のレンズ板２０４と、集光レンズ１１８とから構成される。
【００４４】
光源部１０１は、光源１０６と、リフレクター１０７とからなる。光源１０６から出射される偏光方向がランダムな光はリフレクター１０７によって一方向に反射され、インテグレーター光学系２０１に入射する。リフレクター１０７の反射面の形状は放物面でも、楕円面でも、球面でも光学系の設計により使用できる。
【００４５】
第１のレンズ板１０８は、図２に示すような微小な矩形レンズ１０９が複数個配列された複合レンズ体である。第１のレンズ板１０８に入射した光は個々の矩形レンズ１０９により集光せしめられる。この矩形レンズ１０９により形成される光源像は第２のレンズ板２０４上に形成されるよう設定されている。
【００４６】
図９に第２のレンズ板２０４の外観を示す。ここに形成される微小レンズ２０５は第１のレンズ板１０８上に形成された矩形レンズ１０９と同じ数だけ配置されている。各微小レンズ２０５は各矩形レンズ１０９と１対１に対応する。各矩形レンズ１０９による光源像１１２は、第２のレンズ板２０４上に複数の列をなして形成されるように、各矩形レンズ１０９はその開口中心と曲率中心とをずらして設計されている。微小レンズ２０５は矩形レンズ１０９による光源像１１２が形成される位置に配置される。更に微小レンズ２０５の開口は、光源像１１２の大きさに合わせて、その開口面積や形状が設定されている。
【００４７】
また、微小レンズ２０５がなす列は、図９にあるように、第２のレンズ板２０４上に複数の短冊状に構成されている。各列の長手方向と直角方向の幅（図９において微小レンズ２０５の上下方向の有効開口幅）Ｈは、全ての列で同一ではなく、図示したように幅Ｈが異なる列が混在している。
【００４８】
第１のレンズ板１０８上の矩形レンズ１０９で集光された光は第２のレンズ板２０４上の微小レンズ２０５を透過した後、偏光分離部２０２に入射する。図１０に偏光分離部２０２と第２のレンズ板２０４との配置を示す。
【００４９】
偏光分離部２０２は微小な偏光ビームスプリッターの集合体である。各偏光ビームスプリッター（プリズム）は、偏光分離面２０６と垂直な面における断面形状が平行四辺形の断面形状の四角柱からなる。プリズム２０７ａ，２０７ｂ，２０７ｃ，２０７ｄ，２０７ｅの各接合面に偏光分離膜２０６を挟み込んで偏光分離面が構成されている。これらのプリズムは、前記第２のレンズ板２０４上の微小レンズ２０５のなす列２０９ａ，２０９ｂに、開口部２０８ａ、２０８ｂが対向するように配置される。偏光分離面２０６は入射光（即ち、システム光軸）に対して斜めに設けられている。また、プリズムの開口部２０８ａ、２０８ｂは入射光（即ち、システム光軸）に対して垂直に設けられている。プリズムの偏光分離面２０６と平行な対向する２面の間隔ｈ（図１０においては、プリズムの平行四辺形の偏光分離面２０６と平行な対向する２辺の対辺間距離ｈ）は、全てのプリズムで同一ではない。即ち、プリズム２０７ａ、２０７ｂ、２０７ｃの対向２面間距離はｈａであり、プリズム２０７ｄ、２０７ｅの対向２面間距離はｈｂであり、両者は異なっている。一方、各プリズムのシステム光軸に垂直な対向２面間距離ｄは全てのプリズムで同一に形成されている。更に、開口部２０８ａ、２０８ｂの幅（図１０において上下方向の長さ）が第２のレンズ板２０４上の対向する微小レンズ２０５のなす列の幅Ｈと一致するように、プリズムの厚みが決定されている。
【００５０】
第２のレンズ板２０４の列を形成する微小レンズ列２０９ａ（図９、図１０）から出射された光は偏光分離部２０２の開口部２０８ａに入射後、偏光分離膜２１０ａに入射する。ここで入射光は偏光方向により透過光と反射光に分離せしめられる。透過光は偏光分離部２０２を抜けた後、偏光変換部２０３に入射する。このとき、光線はλ／２板２１２が形成されていない領域を通過するので、ここでは特に作用を受けずに集光レンズ１１８を経て照明領域１０５を照明する。一方、反射光は前記偏光分離膜２１０ａに平行に配置された偏光分離膜２１０ｂで再度反射せしめられる。反射光は偏光分離部２０２を抜けた後、基盤ガラス２１１上に短冊状に配置され、入射光の偏光方向を９０度変換するよう設定されたλ／２板２１２に入射する。ここで偏光方向を変換された光は集光レンズ１１８を経て照明領域１０５を照明する。
【００５１】
また、第２のレンズ板２０４の列を形成する微小レンズ列２０９ｂ（図９、図１０）から出射された光は偏光分離部２０２の開口部２０８ｂに入射後、偏光分離膜２１０ｃに入射する。ここで入射光は偏光方向により透過光と反射光に分離せしめられる。透過光は先に述べたものと同様に偏光分離部２０２を抜けた後、偏光変換部２０３に入射する。このとき、光線はλ／２板２１２が形成されていない領域を通過するので、ここでは特に作用を受けずに集光レンズ１１８を経て照明領域１０５を照明する。一方、反射光は前記偏光分離膜２１０ｃに平行に配置された偏光分離膜２１０ｄで反射せしめられた後、再度偏光分離膜２１０ｃ、２１０ｄで反射され、λ／２板２１２に入射する。ここで偏光方向を変換された光は集光レンズ１１８を経て照明領域１０５を照明する。
【００５２】
以上のように偏光光照明装置を構成することで、光源１０６から射出される偏光方向がランダムな光を効率よく一つの偏光方向に揃えることができ、同時にインテグレータ光学系で均一な照明が可能になる。しかも装置の大きさはほとんど大型化することもなく実現できるる。
【００５３】
偏光分離部２０２はシステム光軸方向長さｄが全て同じプリズムの集合体なので、所定厚さｈを有する大きなプリズム材料を複数積層した後、積層方向に対して斜めにスライスすることで大量に製作することができる。更に、一度に全面の研磨及びコートが可能になることからコストアップを最小限に抑えることが出来る。
【００５４】
また、第２のレンズ板２０４の微小レンズ２０５の開口を光源像の大きさに応じて形成することができるので、第２のレンズ板２０４の大きさを最小限に抑えることができる。このために、照明領域１０５に到達する光の平行度を高くでき（照明Ｆナンバーを大きくでき）、各種光学装置の照明装置としての応用範囲を広げることができる。
【００５５】
上記の実施の形態ではインテグレーター光学系２０１、偏光分離部２０２、偏光変換部２０３、集光レンズ１１８（インテグレーター光学系２０１の一部）をそれぞれ分離して配置しているが、それぞれの間に間隔を設ける必要はなく、一体化しても構成できる。
【００５６】
上記の実施の形態では、偏光変換部２０３はλ／２板２１２を用いて説明したが必ずしもこの必要はなく、入射光の偏光方向を変えられる手段であればよい。また、上記の実施の形態では、偏光方向を揃えるために、偏光分離部２０２で一旦反射されて射出された光（偏光分離面でＳ偏光光）の偏光方向を変換しているが、偏光分離部で反射されることなく射出された光（偏光分離面でＰ偏光光）に作用し、偏光分離部で反射されて射出される光には作用しない構成とすることもできる。更に、偏光分離部で反射されて射出される光と、反射されることなく射出される光のそれぞれに異なる作用を加えて両方の偏光方向をそろえる構成とすることもできる。
【００５７】
偏光分離部２０２において、プリズム２０７ａ、２０７ｂ、２０７ｃの偏光分離面２０６と平行な対向２面間距離ｈａと、プリズム２０７ｄ、２０７ｅの偏光分離面２０６と平行な対向２面間距離ｈｂとの間にｈａ＝ｎｈｂ（ｎは自然数）であると偏光分離部の射出面に光源像を隙間なく配列することができるので好ましい。また、このとき、厚い方のプリズム２０７ａ、２０７ｂ、２０７ｃを、薄い方のプリズム２０７ｄ、２０７ｅの形成材料（光屈折材料）をｎ枚張り合わせて構成すれば、使用する材料の厚みを１種類のみにすることができるので、加工上有利であり、低コスト化が可能になる。なお、このときの接合面は入射光に光学的作用を与えない接合面とする必要があるのはいうまでもない。
【００５８】
集光レンズ１１８は必ずしも球面状のレンズでなく、フレネルレンズやプリズムの集合体で構成することも可能である。
【００５９】
本実施の形態において、面２１０ｂは偏光分離面としたが、これを反射ミラー面とすることもできる。
【００６０】
（実施の形態３）
次に本発明の偏光光照明装置の第３の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００６１】
図１１は本発明の偏光光照明装置の実施の形態３の概略構成例を示す図である。本実施の形態の偏光光照明装置３００は、システム光軸１５０に沿って、光源部１０１、インテグレーター光学系２０１、偏光分離部３０１、及び偏光変換部２０３からなり、光源部１０１から射出された光はインテグレーター光学系２０１、偏光分離部３０１、偏光変換部２０３を通って矩形の照明領域１０５に至る。インテグレーター光学系２０１は、第１のレンズ板１０８と、第２のレンズ板２０４と、集光レンズ１１８とから構成される。
【００６２】
光源部１０１は、光源１０６と、リフレクター１０７とからなる。光源１０６から出射される偏光方向がランダムな光はリフレクター１０７によって一方向に反射され、インテグレーター光学系２０１に入射する。リフレクター１０７の反射面の形状は放物面でも、楕円面でも、球面でも光学系の設計により使用できる。
【００６３】
第１のレンズ板１０８は、図２に示すような微小な矩形レンズ１０９が複数個配列された複合レンズ体である。第１のレンズ板１０８に入射した光は個々の矩形レンズ１０９により集光せしめられる。この矩形レンズ１０９により形成される光源像は第２のレンズ板２０４上に形成されるよう設定されている。
【００６４】
図９に第２のレンズ板２０４の外観を示す。ここに形成される微小レンズ２０５は第１のレンズ板１０８上に形成された矩形レンズ１０９と同じ数だけ配置されている。各微小レンズ２０５は各矩形レンズ１０９と１対１に対応する。各矩形レンズ１０９による光源像１１２は、第２のレンズ板２０４上に複数の列をなして形成されるように、各矩形レンズ１０９はその開口中心と曲率中心とをずらして設計されている。微小レンズ２０５は矩形レンズ１０９による光源像１１２が形成される位置に配置される。更に微小レンズ２０５の開口は、光源像１１２の大きさに合わせて、その開口面積や形状が設定されている。
【００６５】
また、微小レンズ２０５がなす列は、図９にあるように、第２のレンズ板２０４上に複数の短冊状に構成されている。各列の長手方向と直角方向の幅（図９において微小レンズ２０５の上下方向の有効開口幅）Ｈは、全ての列で同一ではなく、図示したように幅Ｈが異なる列が混在している。
【００６６】
第１のレンズ板１０８上の矩形レンズ１０９で集光された光は第２のレンズ板２０４上の微小レンズ２０５を透過した後、偏光分離部３０１に入射する。図１２に偏光分離部３０１と第２のレンズ板２０４との配置図を示す。
【００６７】
偏光分離部３０１は同形状の微小な偏光ビームスプリッターの集合体である。偏光ビームスプリッター（プリズム）は、偏光分離面３０２に垂直な面における断面形状が平行四辺形の四角柱からなる。プリズム３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃ、３０３ｄ、３０３ｅ、３０３ｆ、３０３ｇの各接合面には偏光分離膜３０２を挟み込んで偏光分離面が構成されている。これらのプリズムは、前記第２のレンズ板２０４上の微小レンズ２０５のなす列２０９ａ，２０９ｂに、開口部３０４ａ及び３０４ｂ、３０４ｃが対向するように配置される。更に、開口部３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃの幅（図１２において上下方向の長さ）が第２のレンズ板２０４上の最も小さな幅Ｈを有する微小レンズ列２０９ｂの幅Ｈと一致するように、プリズムの厚みが決定されている。偏光分離面３０２は入射光（即ち、システム光軸）に対して斜めに設けられている。また、プリズムの開口部３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃは入射光（即ち、システム光軸）に対して垂直に設けられている。
【００６８】
第２のレンズ板２０４上の列を形成する微小レンズ列２０９ａから出射された光は偏光分離部３０１に入射する。微小レンズ列２０９ａの幅Ｈがプリズム開口部３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃの幅に対しておよそ２倍あることから、微小レンズ列２０９ａから射出された光は開口部３０４ａと開口部３０４ｂに分かれて入射する。
【００６９】
微小レンズ列２０９ａから射出された下半分の光は開口部３０４ａに入射後、偏光分離膜３０６ａに入射する。ここで入射光は偏光方向により透過光と反射光に分離せしめられる。透過光は偏光分離部３０１を抜けた後、偏光変換部２０３に入射する。このとき、光線はλ／２板２１２が形成されていない領域を通過するので、ここでは特に作用を受けずに集光レンズ１１８を経て照明領域１０５を照明する。
【００７０】
一方、反射光は前記偏光分離膜３０６ａに平行に配置された偏光分離膜３０６ｂで再度反射せしめられた後に再度偏光分離膜３０６ａ、３０６ｂで反射され、偏光分離部３０１を抜けた後、基盤ガラス２１１上に短冊状に配置され、入射光の偏光方向を９０度変換するように設定されたλ／２板２１２に入射する。ここで偏光方向を変換された光は集光レンズ１１８を経て照明領域１０５を照明する。
【００７１】
また、微小レンズ列２０９ａから射出された上半分の光は開口部３０４ｂに入射後、偏光分離膜３０６ｂにより偏光方向により透過光と反射光に分離せしめられる。透過光は偏光分離部３０１を抜けた後、偏光変換部２０３に入射する。このとき、光線はλ／２板２１２が形成されていない領域を通過するので、ここでは特に作用を受けずに集光レンズ１１８を経て照明領域１０５を照明する。一方、反射光は前記偏光分離膜３０６ｂに平行に配置された偏光分離膜３０６ｃで再度反射せしめられた後に再度偏光分離膜３０６ｂ、３０６ｃで反射され、偏光分離部３０１を抜けた後、基盤ガラス２１１上に短冊状に配置され、入射光の偏光方向を９０度変換するよう設定されたλ／２板２１２に入射する。ここで偏光方向を変換された光は集光レンズ１１８を経て照明領域１０５を照明する。
【００７２】
さらに、第２のレンズ板２０４の上の微小レンズ列２０９ｂから出射された光は偏光分離部３０１に入射する。ここで微小レンズ列２０９ｂの幅Ｈがプリズム開口部３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃの幅とほぼ同じであるから、ここから射出された光は開口部３０４ｃに全て入射する。微小レンズ列２０９ｂから射出された光は開口部３０４ｃに入射後、偏光分離膜３０６ｄに入射する。ここで入射光は偏光方向により透過光と反射光に分離せしめられる。透過光は偏光分離部３０１を抜けた後、偏光変換部２０３に入射する。このとき、光線はλ／２板２１２が形成されていない領域を通過するので、ここでは特に作用を受けずに集光レンズ１１８を経て照明領域１０５を照明する。
【００７３】
反射光は前記偏光分離膜３０６ｄに平行に配置された偏光分離膜３０６ｅで再度反射せしめられた後に再度偏光分離膜３０６ｄ、３０６ｅで反射され、偏光分離部３０１を抜けた後、基盤ガラス２１１上に短冊状に配置され、入射光の偏光方向を９０度変換するように設定されたλ／２板２１２に入射する。ここで偏光方向を変換された光は集光レンズ１１８を経て照明領域１０５を照明する。
【００７４】
以上のように偏光光照明装置を構成することで、光源１０６から射出される偏光方向がランダムな光を効率よく一つの偏光方向に揃えることができ、同時にインテグレータ光学系２０１で均一な照明が可能になる。しかも装置の大きさはほとんど大型化することもなく実現できる。
【００７５】
偏光分離部３０１は全て同じプリズムの集合体なので、所定厚さｈを有する大きなプリズム材料を複数積層した後、積層方向に対して斜めにスライスすることで大量に製作することができる。更に、一度に全面の研磨及びコートが可能になることからコストアップを最小限に抑えることが出来る。
【００７６】
また、第２のレンズ板２０４の微小レンズ２０５の開口を光源像の大きさに応じて形成することができるので、第２のレンズ板２０４の大きさを最小限に抑えることができる。このために、照明領域１０５に到達する光の平行度を高くでき（照明Ｆナンバーを大きくでき）、各種光学装置の照明装置としての応用範囲を広げることができる。
【００７７】
上記の実施の形態ではインテグレーター光学系２０１、偏光分離部３０１、偏光変換部２０３、集光レンズ１１８（インテグレーター光学系２０１の一部）をそれぞれ分離して配置しているが、それぞれの間に間隔を設ける必要はなく、一体化しても構成できる。
【００７８】
上記の実施の形態では、偏光変換部２０３はλ／２板２１２を用いて説明したが必ずしもこの必要はなく、入射光の偏光方向を変えられる手段であればよい。また、上記の実施の形態では、偏光方向を揃えるために、偏光分離部３０１で一旦反射されて射出された光（偏光分離面でＳ偏光光）の偏光方向を変換しているが、偏光分離部で反射されることなく射出された光（偏光分離面でＰ偏光光）に作用し、偏光分離部で反射されて射出される光には作用しない構成とすることもできる。更に、偏光分離部で反射されて射出される光と、反射されることなく射出される光のそれぞれに異なる作用を加えて両方の偏光方向をそろえる構成とすることもできる。
【００７９】
本実施の形態において偏光分離部３０１を構成する平行四辺形のプリズムは全て同形状であることから材料、加工上の面から低コスト化を実現できる。
【００８０】
集光レンズ１１８は上記実施の形態のように必ずしも球面状のレンズでなく、フレネルレンズやプリズムの集合体で構成することも可能である。
【００８１】
本実施の形態では、偏光ビームスプリッターを構成する平行四辺形のプリズムは、第２のレンズ板２０４上の微小レンズ２０５のなす列のうち、最も幅の狭いレンズ列（ここでは２０９ｂ）の有効開口部の幅Ｈにプリズムの開口部３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃの幅が合うように、大きさが設定されている構成とした。しかしながら、前記開口部３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃの幅は微小レンズ列の幅Ｈに一致させる必要はなく、例えば、前記幅Ｈを自然数ｎで除した値であれば同様に構成可能である。これは前述の説明の中で第２のレンズ板２０４上の微小レンズ列２０９ａから射出された光が２分割されて２つのプリズムに入射しても、偏光分離部で何ら問題なく偏光分離されたことから明らかである。
【００８２】
上記実施の形態においては第２のレンズ板２０４上の微小レンズ２０５が成すレンズ列の幅Ｈは偏光ビームスプリッターの開口部に対しおよそ同等のものとおよそ２倍のものとからなっていた。しかしながら本発明はこれに限定されず、図１３に示した様に、微小レンズ列の幅Ｈが開口部の幅のおよそ３倍の大きさのものが混在しても構成可能であり、これを応用すれば一般にｎ倍（ｎは自然数）の大きさのものを適宜組み合わせてそのシステムに最適の構成をとることができる。
【００８３】
本実施の形態において、面３０６ｃは偏光分離面としたが、これを反射ミラー面とすることもできる。
【００８４】
（実施の形態４）
次に本発明の偏光光照明装置の第４の実施の形態例を図面を用いて説明する。
【００８５】
図１４は本発明の偏光光照明装置の実施の形態４の概略構成例を示す図である。本実施の形態の偏光光照明装置４００は、システム光軸１５０に沿って、光源部１０１、インテグレーター光学系２０１、偏光分離部４０１、及び偏光変換部２０３からなり、光源部１０１から射出された光はインテグレーター光学系２０１、偏光分離部４０１、偏光変換部２０３を通って矩形の照明領域１０５に至る。インテグレーター光学系２０１は、第１のレンズ板１０８と、第２のレンズ板２０４と、集光レンズ１１８とから構成される。
【００８６】
光源部１０１は、光源１０６と、リフレクター１０７とからなる。光源１０６から出射される偏光方向がランダムな光はリフレクター１０７によって一方向に反射され、インテグレーター光学系２０１に入射する。リフレクター１０７の反射面の形状は放物面でも、楕円面でも、球面でも光学系の設計により使用できる。
【００８７】
第１のレンズ板１０８は、図２に示すような微小な矩形レンズ１０９が複数個配列された複合レンズ体である。第１のレンズ板１０８に入射した光は個々の矩形レンズ１０９により集光せしめられる。この矩形レンズ１０９により形成される光源像は第２のレンズ板２０４上に形成されるよう設定されている。
【００８８】
図９に第２のレンズ板２０４の外観を示す。ここに形成される微小レンズ２０５は第１のレンズ板１０８上に形成された矩形レンズ１０９と同じ数だけ配置されている。各微小レンズ２０５は各矩形レンズ１０９と１対１に対応する。各矩形レンズ１０９による光源像１１２は、第２のレンズ板２０４上に複数の列をなして形成されるように、各矩形レンズ１０９はその開口中心と曲率中心とをずらして設計されている。微小レンズ２０５は矩形レンズ１０９による光源像１１２が形成される位置に配置される。更に微小レンズ２０５の開口は、光源像１１２の大きさに合わせて、その開口面積や形状が設定されている。
【００８９】
また、微小レンズ２０５がなす列は、図９にあるように、第２レンズ板２０４上に複数の短冊状に構成されている。各列の長手方向と直角方向の幅（図９において微小レンズ２０５の上下方向の有効開口幅）Ｈは、全ての列で同一ではない。しかしながら、幅Ｈが小さな微小レンズ列２０９ｂと微小レンズ列２０９ｃとは図示したように隣接して形成されており、全体として微小レンズの群を形成している。そして、この微小レンズ群の長手方向と直角方向の幅（図９において該微小レンズ群の上下方向の全開口幅）Ｈは、微小レンズ列２０９ａの幅Ｈと略同一に形成されている。即ち、本実施の形態の第２レンズ板２０４上の微小レンズ２０５は、複数の列又は群をなすように配置されており、更に、その列又は群の長手方向と直角方向の幅が全て略同一となるように形成されている。
【００９０】
第１のレンズ板１０８上の矩形レンズ１０９で集光された光は第２のレンズ板２０４上の微小レンズ２０５を透過した後、偏光分離部４０１に入射する。図１５に偏光分離部４０１と第２のレンズ板２０４との配置図を示す。
【００９１】
偏光分離部４０１は同形状の微小な偏光ビームスプリッターの集合体である。偏光ビームスプリッター（プリズム）は、偏光分離面４０２に垂直な面における断面形状が平行四辺形の四角柱からなる。プリズム４０３ａ、４０３ｂ、４０３ｃ、４０３ｄの各接合面には偏光分離膜４０２を挟み込んで偏光分離面が構成されている。これらのプリズムは、前記第２のレンズ板２０４上の微小レンズ２０５の成す列又は群２０９ａ，２０９ｂ，２０９ｃに、開口部４０４ａ、４０４ｂが対向するように配置される。更に、開口部４０４ａ、４０４ｂの幅（図１５において上下方向の長さ）が第２のレンズ板２０４上の最も大きな幅Ｈを有する微小レンズ列２０９ａの幅Ｈと一致するように、プリズムの厚みが決定されている。偏光分離面４０２は入射光（即ち、システム光軸）に対し斜めに設けられている。また、プリズムの開口部４０４ａ、４０４ｂは入射光（即ち、システム光軸）に対して垂直に設けられている。
【００９２】
第２のレンズ板２０４上の列を形成する微小レンズ列２０９ａから出射された光は偏光分離部４０１の開口部４０４ａに入射する。入射光は偏光分離膜２１０ａで偏光方向により透過光と反射光に分離せしめられる。透過光は偏光分離部４０１を抜けた後、偏光変換部２０３に入射する。このとき、光線はλ／２板２１２が形成されていない領域を通過するので、ここでは特に作用を受けずに集光レンズ１１８を経て照明領域１０５を照明する。反射光は前記偏光分離膜２１０ａに平行に配置された偏光分離膜２１０ｂで再度反射せしめられ、偏光分離部４０１を抜けた後、基盤ガラス２１１上に短冊状に配置され、入射光の偏光方向を９０度変換するように設定されたλ／２板２１２に入射する。ここで偏光方向を変換された光は集光レンズ１１８を経て照明領域１０５を照明する。
【００９３】
また、第２のレンズ板２０４上の微小レンズ群の一部を形成する微小レンズ列２０９ｂから出射された光は、図示したように、偏光分離部４０１の開口部４０４ｂの中心から下方にずれた位置に入射する。入射光は偏光分離膜２１０ｃで偏光方向により透過光と反射光に分離せしめられる。透過光は、先に述べたものと同様に偏光分離部４０１を抜けた後、偏光変換部２０３に入射する。このとき、光線はλ／２板２１２が形成されていない領域を通過するので、ここでは特に作用を受けずに集光レンズ１１８を経て照明領域１０５を照明する。反射光は、前記偏光分離膜２１０ｃに平行に配置された偏光分離膜２１０ｄで反射せしめられた後、λ／２板２１２に入射する。ここで偏光方向を変換された光は集光レンズ１１８を経て照明領域１０５を照明する。
【００９４】
さらに、第２のレンズ板２０４上の微小レンズ群の一部を形成する微小レンズ列２０９ｃから出射された光は、図示したように、偏光分離部４０１の開口部４０４ｂの中心から上方にずれた位置（上記の微小レンズ列２０９ｂからの光が入射する位置とは異なる位置）に入射する。入射光は、偏光分離膜２１０ｃで偏光方向により透過光と反射光に分離せしめられる。透過光は、先に述べたものと同様に偏光分離部４０１を抜けた後、偏光変換部２０３に入射する。このとき、光線はλ／２板２１２が形成されていない領域を通過するので、ここでは特に作用を受けずに集光レンズ１１８を経て照明領域１０５を照明する。反射光は、前記偏光分離膜２１０ｃに平行に配置された偏光分離膜２１０ｄで反射せしめられた後、λ／２板２１２に入射する。ここで偏光方向を変換された光は集光レンズ１１８を経て照明領域１０５を照明する。
【００９５】
以上のように偏光光照明装置を構成することで、光源１０６から射出される偏光方向がランダムな光を効率よく一つの偏光方向に揃えることができ、同時にインテグレータ光学系２０１で均一な照明が可能になる。しかも装置の大きさはほとんど大型化することもなく実現できる。
【００９６】
偏光分離部４０１は全て同じプリズムの集合体なので、所定厚さｈを有する大きなプリズム材料を複数積層した後、積層方向に対して斜めにスライスすることで大量に製作することができる。更に、一度に全面の研磨及びコートが可能になることからコストアップを最小限に抑えることが出来る。
【００９７】
また、第２のレンズ板２０４の微小レンズ２０５の開口を光源像の大きさに応じて形成することができるので、第２のレンズ板２０４の大きさを最小限に抑えることができる。このために、照明領域１０５に到達する光の平行度を高くでき（照明Ｆナンバーを大きくでき）、各種光学装置の照明装置としての応用範囲を広げることができる。
【００９８】
上記の実施の形態ではインテグレーター光学系２０１、偏光分離部４０１、偏光変換部２０３、集光レンズ１１８（インテグレーター光学系２０１の一部）をそれぞれ分離して配置しているが、それぞれの間に間隔を設ける必要はなく、一体化しても構成できる。
【００９９】
上記の実施の形態では、偏光変換部２０３はλ／２板２１２を用いて説明したが必ずしもこの必要はなく、入射光の偏光方向を変えられる手段であればよい。また、上記の実施の形態では、偏光方向を揃えるために、偏光分離部４０１で一旦反射されて射出された光（偏光分離面でＳ偏光光）の偏光方向を変換しているが、偏光分離部で反射されることなく射出された光（偏光分離面でＰ偏光光）に作用し、偏光分離部で反射されて射出される光には作用しない構成とすることもできる。更に、偏光分離部で反射されて射出される光と、反射されることなく射出される光のそれぞれに異なる作用を加えて両方の偏光方向をそろえる構成とすることもできる。
【０１００】
本実施の形態において偏光分離部４０１を構成する平行四辺形のプリズムは全て同形状であることから材料、加工上の面から低コスト化を実現できる。
【０１０１】
集光レンズ１１８は上記実施の形態のように必ずしも球面状のレンズでなく、フレネルレンズやプリズムの集合体で構成することも可能である。
【０１０２】
本実施の形態では、微小レンズ列２０９ｂと微小レンズ列２０９ｃとを隣接して形成することにより微小レンズ群を形成した。そして、該微小レンズ群の幅が微小レンズ列２０９ａの幅Ｈと一致する構成とした。しかしながら、本発明において、微小レンズ群は、図９に示したように複数の微小レンズ列に明確に区別できるような構成である必要はない。
【０１０３】
例えば、図９の微小レンズ列２０９ｂ，２０９ｃからなる微小レンズ群に代えて、図１６（Ａ）に示すような微小レンズ群２０９ｄ、又は図１６（Ｂ）に示すような微小レンズ群２０９ｅを形成してもよい。ここで、微小レンズ群２０９ｄ，２０９ｅの紙面上下方向の幅Ｈは、他の微小レンズ列又は微小レンズ群（例えば微小レンズ列２０９ａ）の幅Ｈと同一となるように形成する。
【０１０４】
あるいは、図９の第２のレンズ板２０４に代えて、図１６（Ｃ）に示した第２のレンズ板２０４’を用いることもできる。第２のレンズ板２０４’の微小レンズ２０５は、６列の微小レンズ列（又は群）２３０ａ，２３０ｂ，２３０ｃ，２３０ｄ，２３０ｅ，２３０ｆを形成するように配置されている。そして、これらの微小レンズ列（又は群）の紙面上下方向の有効開口幅Ｈは全て同一である。なお、図１６（Ｃ）では、図面を簡素化するために第１のレンズ板による光源像は省略してある。
【０１０５】
なお、図１６（Ｃ）に示したように、第２のレンズ板の微小レンズ２０５が、第１のレンズ板の矩形レンズ１０９と１対１に対応している限り、第２のレンズ板の微小レンズ列又は微小レンズ群の数（例えば図１６（Ｃ）では６列）が、第１のレンズ板の矩形レンズの配列数（例えば図２では７列）と一致している必要はない。
【０１０６】
また、図１６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、微小レンズ２０５の配列を概念的に示したものであって、微小レンズの個数は第１のレンズ板の矩形レンズの数と一致させる必要があることはいうまでもない。
【０１０７】
微小レンズ列を上記図１６のように形成しても、本実施の形態で説明したのと同様の偏光分離部４０１を用いて同様の効果を得ることができる。
【０１０８】
本実施の形態において、面２１０ｂ，２１０ｄは偏光分離面としたが、これを反射ミラー面とすることもできる。
【０１０９】
上記の実施の形態２〜４において、システム光軸１５０に対して、光源部１０１の光軸１０１ａ及び第１のレンズ板１０８が、偏光分離部を構成するプリズムのシステム光軸と直交する２面間距離ｄの約半分の量だけずらせた位置に配置されることが望ましい。このようにすることで、光源１０６からの光を無駄なく偏光光に変換することができる。なお、このとき空間的な制約等によりシステム光軸１５０に対する上記ずらし量を確保できない場合には、第１のレンズ板１１０上の矩形レンズ１０９の軸をずらすことにより前記ずらし量を補足する等することができる。
【０１１０】
（実施の形態５）
図１７は前記実施の形態１の装置を投写型画像表示装置に応用した例である。
【０１１１】
図１７に示す投写型画像表示装置５００は、ランダムな偏光光を一方向に出射する光源部１０１を有し、この光源部１０１から出射されたランダムな偏光光はインテグレーター光学系１０２及び偏光分離部１０３で２種の偏光光に分離され、分離された偏光光のうち一方は偏光変換部１０４のλ／２板２１２によって偏光方向が変換され、一つの偏光方向に揃えられるように構成されている。
【０１１２】
このような偏光光照明装置１００から出射された光束は、まず赤透過ダイクロイックミラー５０１において赤色光が透過され、青、緑色光は反射せしめられる。
【０１１３】
赤色光は反射ミラー５０２で反射され、第１の液晶ライトバルブ５０３に達する。一方、青色光及び緑色光のうち、緑色光は緑反射ダイクロイックミラー５０４によって反射され、第２の液晶ライトバルブ５０５に達する。青色光は緑反射ダイクロイックミラー５０４を透過した後、入射側レンズ５０６、リレーレンズ５０８，出射側レンズ５１０からなるリレーレンズ系に反射ミラー５０７，反射ミラー５０９を加えて構成された導光手段５１２により第３の液晶ライトバルブ５１１に導かれる。第１、第２、第３の液晶ライトバルブ５０３、５０５、５１１はそれぞれ色光を変調する。各色に対応した映像信号にあわせて変調された色光はダイクロイックプリズム５１３（色合成装置）に入射する。ダイクロイックプリズム５１３は赤反射の誘電体多層膜と青反射の誘電体多層膜を十字状に交差させて有しており、それぞれの変調光束を合成する。ここで合成された光束は投写レンズ５１４（投写光学系）を透過して図にはないスクリーン５１５上に映像を形成する。
【０１１４】
このようにして構成した投写型画像表示装置５００では１種類の偏光光を変調するタイプの液晶パネルが用いられている。従って従来のランダムな偏光光をこのタイプの液晶ライトバルブに導くと、ランダムな偏光光のうちの半分は偏光板で吸収されて熱に変わってしまうため光利用率が低いと共に、偏光板の発熱を抑えるため大型で騒音の大きい冷却装置が必要であるといった問題点があった。ところが本例の投写型画像表示装置５００では、偏光方向が揃った偏光光を供給できる実施の形態１の偏光光照明装置を用いているので、かかる問題を大幅に解消できる。
【０１１５】
更に本実施の形態によれば、第２のレンズ板１１０の微小レンズ１１１は第２のレンズ板１１０上の光源像１１２におよそ最適化してその開口面積、形状を最小化出来ることから偏光変換部を通してみた見かけの第２のレンズ板の面積も小さく構成できる。投写レンズのＦナンバーは第２のレンズ板の見かけの大きさと液晶パネルから第２のレンズ板までの距離によって決まり、第２のレンズ板の見かけの大きさを小さくできればＦナンバーを小さく、すなわち投写レンズを明るくする必要が無くなる。本実施の形態によれば、投射レンズ５１４が従来の偏光変換を行わない装置に用いられていた投写レンズあるいはそれに近いものであっても、投写画像の高輝度化を十分に実現することが出来る。特にライトバルブが、入射角が広いとコントラスト低下を生じる液晶を応用したものである場合には、画質向上に有利である。
【０１１６】
本実施の形態においては第１、第２、第３の液晶ライトバルブ５０３、５０５、５１１を透過した光は色合成装置であるダイクロイックプリズム５１３で一つの光軸上に導かれて投写光学系である一本の投写レンズ５１４で拡大投影された。しかしながら、本発明は特にこれに限定されない。例えば、色合成装置を用いずに各色光に対する第１、第２、第３の液晶ライトバルブ５０３、５０５、５１１の出射光を拡大投写出来るよう各色光毎に投写レンズを設けた構成とすることもできる。
【０１１７】
本実施の形態においては、ライトバルブを透過型液晶としたがこれに限定されることなく、偏光を応用したものであれば全く同様の効果を得ることが可能であることは明らかである。
【０１１８】
（実施の形態６）
図１８は前記実施の形態１の装置を投写型画像表示装置に応用した別の例である。
【０１１９】
図１８に示す投写型画像表示装置６００は、ランダムな偏光光を一方向に出射する光源部１０１を有し、この光源部１０１から出射されたランダムな偏光光はインテグレーター光学系１０２及び偏光分離部１０３で２種の偏光光に分離され、分離された偏光光のうち一方は偏光変換部１０４のλ／２板２１２によって偏光方向が変換され、一つの偏光方向に揃えるように構成されている。
【０１２０】
このような偏光光照明装置１００から出射された光束は、液晶ライトバルブ６０１に入射する。液晶ライトバルブ６０１は、各色光に対する入力信号に応じて独立して駆動可能な多数の画素６０２ａ、６０２ｂ、６０２ｃを有し、各画素の入射側には駆動信号に応じた色光のみを透過するカラーフィルター６０３ａ、６０３ｂ、６０３ｃが備えられている。液晶ライトバルブ６０１は、先の実施の形態５に示したものと同様に、入射した光の偏光方向を変えることで変調するものである。液晶ライトバルブ６０１の入射側には任意の偏光方向の光のみを透過する入射側偏光板６０４が備えられ、出射側には液晶ライトバルブ６０１を透過してきた光のうち、画面に投写されるべき画素からの偏光方向の光を透過させ、これに直交する偏光方向の光を遮光する出射側偏光板６０５が備えられている。ここを透過した光は投写レンズ６０６（投写光学系）を透過して図にはないスクリーン５１５上に映像を形成する。
【０１２１】
本実施の形態においても、ライトバルブを３枚用いた場合と同様に、従来のランダムな偏光光を液晶ライトバルブに導くと、ランダムな偏光光のうちの半分は偏光板で吸収されて熱に変わってしまうため光利用率が低いと共に、偏光板の発熱を抑えるため大型で騒音の大きい冷却装置が必要であるといった問題点があった。ところが本例の投写型画像表示装置６００では、偏光方向が揃った偏光光を供給できる実施の形態１の偏光光照明装置を用いているので、かかる問題を大幅に解消できる。
【０１２２】
更に本実施の形態でも、第２のレンズ板１１０の微小レンズ１１１は第２のレンズ板１１０上の光源像１１２におよそ最適化してその開口面積、形状を最小化出来ることから偏光変換部を通してみた見かけの第２のレンズ板の面積も小さく構成できる。投写レンズのＦナンバーは第２のレンズ板の見かけの大きさと液晶パネルから第２のレンズ板までの距離によって決まり、この第２のレンズ板の見かけの大きさを小さくできればＦナンバーを小さく、すなわち投写レンズを明るくする必要が無くなる。本実施の形態によれば、投射レンズ６０６が従来の偏光変換を行わない装置に用いていた投写レンズあるいはそれに近いものであっても、投写画像の高輝度化を十分に実現することが出来る。特にライトバルブが、入射角が広いとコントラスト低下を生じる液晶を応用したものである場合には、画質向上に有利である。
【０１２３】
本実施の形態においては色決めをカラーフィルター６０３ａ、６０３ｂ、６０３ｃで行ったが、図１９にあるようにダイクロイックミラー６０７，６０８、全反射ミラー６０９で色分解を行い、３画素あたりに１つのマイクロレンズ６１０を設けることでカラーフィルターを用いない単板方式の投写型画像表示装置にも応用可能であることは言うまでもない。なお、図１９において、図１８と同じ機能を有する部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１２４】
（実施の形態７）
図２０は前記実施の形態２の装置を投写型画像表示装置に応用した例である。
【０１２５】
図２０に示す投写型画像表示装置７００は、ランダムな偏光光を一方向に出射する光源部１０１を有し、この光源部１０１から出射されたランダムな偏光光はインテグレーター光学系２０１及び偏光分離部２０２で２種の偏光光に分離され、分離された偏光光のうち一方は偏光変換部２０３のλ／２板２１２によって偏光方向が変換され、一つの偏光方向に揃えられるように構成されている。
【０１２６】
このような偏光光照明装置２００から出射された光束は、まず赤透過ダイクロイックミラー５０１において赤色光が透過され、青、緑色光は反射せしめられる。
【０１２７】
赤色光は反射ミラー５０２で反射され、第１の液晶ライトバルブ５０３に達する。一方、青色光及び緑色光のうち、緑色光は緑反射ダイクロイックミラー５０４によって反射され、第２の液晶ライトバルブ５０５に達する。青色光は緑反射ダイクロイックミラー５０４を透過した後、入射側レンズ５０６、リレーレンズ５０８，出射側レンズ５１０からなるリレーレンズ系に反射ミラー５０７，反射ミラー５０９を加えて構成された導光手段５１２により第３の液晶ライトバルブ５１１に導かれる。第１、第２、第３の液晶ライトバルブ５０３、５０５、５１１はそれぞれ色光を変調する。各色に対応した映像信号にあわせて変調された色光はダイクロイックプリズム５１３（色合成装置）に入射する。ダイクロイックプリズム５１３は赤反射の誘電体多層膜と青反射の誘電体多層膜を十字状に交差させて有しており、それぞれの変調光束を合成する。ここで合成された光束は投写レンズ５１４（投写光学系）を透過して図にはないスクリーン５１５上に映像を形成する。
【０１２８】
このようにして構成した投写型画像表示装置７００では１種類の偏光光を変調するタイプの液晶パネルが用いられている。従って従来のランダムな偏光光をこのタイプの液晶ライトバルブに導くと、ランダムな偏光光のうちの半分は偏光板で吸収されて熱に変わってしまうため光利用率が低いと共に、偏光板の発熱を抑えるため大型で騒音の大きい冷却装置が必要であるといった問題点があった。ところが本例の投写型画像表示装置７００では、偏光方向が揃った偏光光を供給できる実施の形態２の偏光光照明装置を用いているので、かかる問題が大幅に解消できる。
【０１２９】
更に本実施の形態によれば、第２のレンズ板２０４の微小レンズ２０５は第２のレンズ板２０４上の光源像１１２におよそ最適化してその開口面積、形状を最小化出来ることから偏光変換部を通してみた見かけの第２のレンズ板の面積も小さく構成できる。投写レンズのＦナンバーは第２のレンズ板の見かけの大きさと液晶パネルから第２のレンズ板までの距離によって決まり、第２のレンズ板の見かけの大きさを小さくできればＦナンバーを小さく、すなわち投写レンズを明るくする必要が無くなる。本実施の形態によれば、投射レンズ５１４が従来の偏光変換を行わない装置に用いられていた投写レンズあるいはそれに近いものであっても、投写画像の高輝度化を十分に実現することが出来る。特にライトバルブが、入射角が広いとコントラスト低下を生じる液晶を応用したものである場合には、画質向上に有利である。
【０１３０】
本実施の形態においても実施の形態５と同様に、第１、第２、第３の液晶ライトバルブ５０３、５０５、５１１を透過した光は色合成装置であるダイクロイックプリズム５１３で一つの光軸上に導かれて投写光学系である一本の投写レンズ５１４で拡大投影された。しかしながら、本発明は特にこれに限定されない。例えば、色合成装置を用いずに各色光に対する第１、第２、第３の液晶ライトバルブ５０３、５０５、５１１の出射光を拡大投写出来るよう各色光毎に投写レンズを設けた構成とすることもできる。
【０１３１】
本実施の形態においては、ライトバルブを透過型液晶としたがこれに限定されることなく、偏光を応用したものであれば全く同様の効果を得ることが可能であることは明らかである。
【０１３２】
また、偏光光照明装置２００を照明装置として、ライトバルブを用いた投写型画像表示装置を構成するにおいては、図２０に示したように色分離光学系を用い各色光毎にライトバルブを設ける３板式の他にも、一つのライトバルブでカラー表示を行う実施の形態６に示した単板式（図１８，図１９）とすることもできる。
【０１３３】
（実施の形態８）
図２１は前記実施の形態３の装置を投写型画像表示装置に応用した例である。
【０１３４】
図２１に示す投写型画像表示装置８００は、ランダムな偏光光を一方向に出射する光源部１０１を有し、この光源部１０１から出射されたランダムな偏光光はインテグレーター光学系２０１及び偏光分離部３０１で２種の偏光光に分離され、分離された偏光光のうち一方は偏光変換部２０３のλ／２板２１２によって偏光方向が変換され、一つの偏光方向に揃えるように構成されている。
【０１３５】
このような偏光光照明装置３００から出射された光束は、まず赤透過ダイクロイックミラー５０１において赤色光が透過され、青、緑色光は反射せしめられる。
【０１３６】
赤色光は反射ミラー５０２で反射され、第１の液晶ライトバルブ５０３に達する。一方、青色光及び緑色光のうち、緑色光は緑反射ダイクロイックミラー５０４によって反射され、第２の液晶ライトバルブ５０５に達する。青色光は緑反射ダイクロイックミラー５０４を透過した後、入射側レンズ５０６、リレーレンズ５０８，出射側レンズ５１０からなるリレーレンズ系に反射ミラー５０７，反射ミラー５０９を加えて構成された導光手段５１２により第３の液晶ライトバルブ５１１に導かれる。第１、第２、第３の液晶ライトバルブ５０３、５０５、５１１はそれぞれ色光を変調する。各色に対応した映像信号にあわせて変調された色光はダイクロイックプリズム５１３（色合成装置）に入射する。ダイクロイックプリズム５１３は赤反射の誘電体多層膜と青反射の誘電体多層膜を十字状に交差させて有しており、それぞれの変調光束を合成する。ここで合成された光束は投写レンズ５１４（投写光学系）を透過して図にはないスクリーン５１５上に映像を形成する。
【０１３７】
このようにして構成した投写型画像表示装置８００では１種類の偏光光を変調するタイプの液晶パネルが用いられている。従って従来のランダムな偏光光をこのタイプの液晶ライトバルブに導くと、ランダムな偏光光のうちの半分は偏光板で吸収されて熱に変わってしまうため光利用率が低いと共に、偏光板の発熱を抑えるため大型で騒音の大きい冷却装置が必要であるといった問題点があった。ところが本例の投写型画像表示装置８００では、偏光方向が揃った偏光光を供給できる実施の形態３の偏光光照明装置を用いているので、かかる問題が大幅に解消できる。
【０１３８】
更に本実施の形態によれば、第２のレンズ板２０４の微小レンズ２０５は第２のレンズ板２０４上の光源像１１２におよそ最適化してその開口面積、形状を最小化出来ることから偏光変換部を通してみた見かけの第２のレンズ板の面積も小さく構成できる。投写レンズのＦナンバーは第２のレンズ板の見かけの大きさと液晶パネルから第２のレンズ板までの距離によって決まり、第２のレンズ板の見かけの大きさを小さくできればＦナンバーを小さく、すなわち投写レンズを明るくする必要が無くなる。本実施の形態によれば、投射レンズ５１４が従来の偏光変換を行わない装置に用いられていた投写レンズあるいはそれに近いもので合っても、投写画像の高輝度化を十分に実現することが出来る。特にライトバルブが、入射角が広いとコントラスト低下を生じる液晶を応用したものである場合には、画質向上に有利である。
【０１３９】
本実施の形態においても実施の形態５と同様に、第１、第２、第３の液晶ライトバルブ５０３、５０５、５１１を透過した光は色合成装置であるダイクロイックプリズム５１３で一つの光軸上に導かれて投写光学系である一本の投写レンズ５１４で拡大投影された。しかしながら、本発明は特にこれに限定されない。例えば、色合成装置を用いずに各色光に対する第１、第２、第３の液晶ライトバルブ５０３、５０５、５１１の出射光を拡大投写出来るよう各色光毎に投写レンズを設けた構成とすることもできる。
【０１４０】
本実施の形態においては、ライトバルブを透過型液晶としたがこれに限定されることなく、偏光を応用したものであれば全く同様の効果を得ることが可能であることは明らかである。
【０１４１】
また、偏光光照明装置３００を照明装置として、ライトバルブを用いた投写型画像表示装置を構成するにおいては、図２１に示したように色分離光学系を用い各色光毎にライトバルブを設ける３板式の他にも、一つのライトバルブでカラー表示を行う実施の形態６に示した単板式（図１８，図１９）とすることもできる。
【０１４２】
（実施の形態９）
図２２は前記実施の形態４の装置を投写型画像表示装置に応用した例である。
【０１４３】
図２２に示す投写型画像表示装置９００は、ランダムな偏光光を一方向に出射する光源部１０１を有し、この光源部１０１から出射されたランダムな偏光光はインテグレーター光学系２０１及び偏光分離部４０１で２種の偏光光に分離され、分離された偏光光のうち一方は偏光変換部２０３のλ／２板２１２によって偏光方向が変換され、一つの偏光方向に揃えるように構成されている。
【０１４４】
このような偏光光照明装置４００から出射された光束は、まず赤透過ダイクロイックミラー５０１において赤色光が透過され、青、緑色光は反射せしめられる。
【０１４５】
赤色光は反射ミラー５０２で反射され、第１の液晶ライトバルブ５０３に達する。一方、青色光及び緑色光のうち、緑色光は緑反射ダイクロイックミラー５０４によって反射され、第２の液晶ライトバルブ５０５に達する。青色光は緑反射ダイクロイックミラー５０４を透過した後、入射側レンズ５０６、リレーレンズ５０８，出射側レンズ５１０からなるリレーレンズ系に反射ミラー５０７，反射ミラー５０９を加えて構成された導光手段５１２により第３の液晶ライトバルブ５１１に導かれる。第１、第２、第３の液晶ライトバルブ５０３、５０５、５１１はそれぞれ色光を変調する。各色に対応した映像信号にあわせて変調された色光はダイクロイックプリズム５１３（色合成装置）に入射する。ダイクロイックプリズム５１３は赤反射の誘電体多層膜と青反射の誘電体多層膜を十字状に交差させて有しており、それぞれの変調光束を合成する。ここで合成された光束は投写レンズ５１４（投写光学系）を透過して図にはないスクリーン５１５上に映像を形成する。
【０１４６】
このようにして構成した投写型画像表示装置９００では１種類の偏光光を変調するタイプの液晶パネルが用いられている。従って従来のランダムな偏光光をこのタイプの液晶ライトバルブに導くと、ランダムな偏光光のうちの半分は偏光板で吸収されて熱に変わってしまうため光利用率が低いと共に、偏光板の発熱を抑えるため大型で騒音の大きい冷却装置が必要であるといった問題点があった。ところが本例の投写型画像表示装置９００では、偏光方向が揃った偏光光を供給できる実施の形態４の偏光光照明装置を用いているので、かかる問題が大幅に解消できる。
【０１４７】
更に本実施の形態によれば、第２のレンズ板２０４の微小レンズ２０５は第２のレンズ板２０４上の光源像１１２におよそ最適化してその開口面積、形状を最小化出来ることから偏光変換部を通してみた見かけの第２のレンズ板の面積も小さく構成できる。投写レンズのＦナンバーは第２のレンズ板の見かけの大きさと液晶パネルから第２のレンズ板までの距離によって決まり、第２のレンズ板の見かけの大きさを小さくできればＦナンバーを小さく、すなわち投写レンズを明るくする必要が無くなる。本実施の形態によれば、投射レンズ５１４が従来の偏光変換を行わない装置に用いられていた投写レンズあるいはそれに近いものであっても、投写画像の高輝度化を十分に実現することが出来る。特にライトバルブが、入射角が広いとコントラスト低下を生じる液晶を応用したものである場合には、画質向上に有利である。
【０１４８】
本実施の形態においても実施の形態５と同様に、第１、第２、第３の液晶ライトバルブ５０３、５０５、５１１を透過した光は色合成装置であるダイクロイックプリズム５１３で一つの光軸上に導かれて投写光学系である一本の投写レンズ５１４で拡大投影された。しかしながら、本発明は特にこれに限定されない。例えば、色合成装置を用いずに各色光に対する第１、第２、第３の液晶ライトバルブ５０３、５０５、５１１の出射光を拡大投写出来るよう各色光毎に投写レンズを設けた構成とすることもできる。
【０１４９】
本実施の形態においては、ライトバルブを透過型液晶としたがこれに限定されることなく、偏光を応用したものであれば全く同様の効果を得ることが可能であることは明らかである。
【０１５０】
また、偏光光照明装置４００を照明装置として、ライトバルブを用いた投写型画像表示装置を構成するにおいては、図２２に示したように色分離光学系を用い各色光毎にライトバルブを設ける３板式の他にも、一つのライトバルブでカラー表示を行う実施の形態６に示した単板式（図１８，図１９）とすることもできる。
【０１５１】
以上に説明した実施の形態は、いずれもあくまでも本発明の技術的内容を明らかにする意図のものであって、本発明はこのような具体例にのみ限定して解釈されるものではなく、その発明の精神と請求の範囲に記載する範囲内でいろいろと変更して実施することができ、本発明を広義に解釈すべきである。
【０１５２】
【発明の効果】
本発明の第１〜第４の構成にかかる偏光光照明装置によれば、インテグレータ光学系を用いた照明装置に於いて、ランダム偏光光を出射する光源と、第２レンズ板に異形開口設計を施したインテグレーター光学系と、偏光方向が直交する２つの偏光光に分離する偏光分離部と、これら２つの偏光光の偏光方向を揃える偏光変換部とを有した構成とすることで、光源からのランダム光を任意の偏光方向に変換出来ると同時に、照明光の広がりを抑えることが出来る（照明Ｆナンバーを大きくすることができる）。従って、本発明の偏光光照明装置は、偏光光を必要とする照明装置に広く利用することができる。特に偏光を利用し変調を行うライトバルブを用いた投写型画像表示装置型の照明装置として用いた場合には、光源からのランダム光を全て利用でき、光利用率を大幅に改善できる。また、照明Ｆナンバーを大きくする（入射光の広がり角を小さくする）ことができるので、投写型画像表示装置の投射光学系のＦナンバーを変えることなく高輝度の画像が得られる。更に、ライトバルブ入射面上にマイクロレンズを構成した場合には投写光学系の負担が小さくなり、マイクロレンズによる効果を得やすくすることが出来る。
【０１５３】
また、本発明の投写型画像表示装置によれば、液晶ライトバルブを用いた投写型画像表示装置の照明装置として上記第１〜第４のいずれかの偏光光照明装置を用いているので、偏光面が揃った偏光光を液晶パネルに供給でき、光の利用効率が向上し、投写画像の明るさを向上することが出来る。また、偏光板による熱吸収が減少するので、偏光板での温度上昇が抑制される。また、冷却装置の小型化や低騒音化を実現できる。これらと同時に、装置のコンパクト化や低コスト化も実現できる。更に、照明Ｆナンバーを大きくできるので、投写レンズを特に明るく設計する必要がない。この結果、コストアップ、装置の大型化、コントラスト低下等を伴わずに、光利用率の向上が可能となる。従って、本発明の投写型画像表示装置は、高輝度化、低コスト化が特に要求される液晶プロジェクタとして特に好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１の偏光光照明装置の概略構成を示す図である。
【図２】  図１に示した装置の第１のレンズ板の外観を示す平面図である。
【図３】  図１に示した装置の第２のレンズ板の外観を示す平面図である。
【図４】  図１に示した装置の偏光分離部と第２のレンズ板の配置を示す側面図である。
【図５】  図１に示した装置の偏光分離部と第２のレンズ板の別の配置例を示す側面図である。
【図６】  図１に示した装置の偏光分離部と第２のレンズ板の更に別の配置例を示す側面図である。
【図７】  図１に示した装置の偏光分離部と第２のレンズ板の更に別の配置例を示す側面図である。
【図８】  本発明の実施の形態２の偏光光照明装置の概略構成を示す図である。
【図９】  図８に示した装置の第２のレンズ板の外観を示す平面図である。
【図１０】  図８に示した装置の偏光分離部と第２のレンズ板の配置を示す側面図である。
【図１１】  本発明の実施の形態３の偏光光照明装置の概略構成を示す図である。
【図１２】  図１１に示した装置の偏光分離部と第２のレンズ板の配置を示す側面図である。
【図１３】  図１１に示した装置の偏光分離部と別の構成を有する第２のレンズ板との配置を示す側面図である。
【図１４】  本発明の実施の形態４の偏光光照明装置の概略構成を示す図である。
【図１５】  図１４に示した装置の偏光分離部と第２のレンズ板の配置を示す側面図である。
【図１６】  第２のレンズ板に形成される微小レンズの別の配列例を示す平面図である。
【図１７】  本発明の実施の形態５の投写型画像表示装置の概略構成を示す図である。
【図１８】  本発明の実施の形態６の投写型画像表示装置の概略構成を示す図である。
【図１９】  本発明の実施の形態６の別の構成を有する投写型画像表示装置の概略構成を示す図である。
【図２０】  本発明の実施の形態７の投写型画像表示装置の概略構成を示す図である。
【図２１】  本発明の実施の形態８の投写型画像表示装置の概略構成を示す図である。
【図２２】  本発明の実施の形態９の投写型画像表示装置の概略構成を示す図である。
【図２３】  従来の偏光光照明装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１００、２００、３００、４００：偏光光照明装置
１０１：光源部
１０２、２０１：インテグレーター光学系
１０３、２０２、３０１、４０１：偏光分離部
１０４、２０３：偏光変換部
１０５：照明領域
１０６：光源
１０７：リフレクター
１０８：第１のレンズ板
１０９：矩形レンズ
１１０、２０４：第２のレンズ板
１１１、２０５：微小レンズ
１１２：光源像
１１３ｂ、２０６、３０２、４０２：偏光分離面
１１３ａ、１１５ａ、１１５ｃ、１１５ｆ：反射ミラー面
１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、１１４ｄ、１１４ｅ、１１４ｆ、２０７ａ、２０７ｂ、２０７ｃ、２０７ｄ、２０７ｅ、３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃ、３０３ｄ、３０３ｅ、３０３ｆ、３０３ｇ、４０３ａ、４０３ｂ、４０３ｃ、４０３ｄ：プリズム
１１５ｂ、１１５ｄ、１１５ｅ、２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｄ、３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃ、３０６ｄ、３０６ｅ：偏光分離膜
１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、２０８ａ、２０８ｂ、３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃ、４０４ａ、４０４ｂ：偏光ビームスプリッター開口部
１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃ、２０９ａ、２０９ｂ：第２のレンズ板の微小レンズが成す列
１１８：集光レンズ
１１９、２１１：基盤ガラス
１２０、２１２：λ／２板
１５０：光軸
５００、６００、７００、８００、９００：投写型画像表示装置
５０１：赤透過ダイクロイックミラー
５０２、５０７、５０９、６０９：反射ミラー
５０３：第１の液晶ライトバルブ
５０４：緑反射ダイクロイックミラー
５０５：第２の液晶ライトバルブ
５０６：入射側レンズ
５０８：リレーレンズ
５１０：出射側レンズ
５１１：第３の液晶ライトバルブ
５１２：導光手段
５１３：ダイクロイックプリズム
５１４、６０６：投写レンズ
５１５：スクリーン
６０１：液晶ライトバルブ
６０２ａ、６０２ｂ、６０２ｃ：画素
６０３ａ、６０３ｂ、６０３ｃ：カラーフィルター
６０４：入射側偏光板
６０５：出射側偏光板
６１０：マイクロレンズ
【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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【図１６】
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【図１７】
0003811305.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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