CN1211688C - 投影仪 - Google Patents

Abstract

提供把反射型液晶装置与积分器光学***组合起来，实现光利用效率高并且亮的投射图像的投影仪。在具备光源灯(10)、光束分割光学元件(20)、偏振变换元件(40)、具有偏振选择面(62)的偏振选择元件(60)及电光装置(1000)的投影仪中，当设定包含偏振选择面(62)的法线与入射光中心轴的入射面、把与该入射面平行且与中心轴正交的方向假定为X轴方向、并且把与入射面正交的方向假定为Y轴方向时，偏振变换元件(40)产生的偏振分离方向为X轴方向。

Description

投影仪

本发明涉及到利用光束分割光学元件使来自光源的光分割成为在与通过该光束分割光学元件的大体中心的假想照明光轴大体正交的假想面内形成多个光源像的多个部分光束，在利用偏振变换元件使多个部分光束的每一个变换成偏振方向大体一致的一种偏振光束之后，利用电光装置使该偏振光束的偏振状态发生变化，同时利用偏振选择元件进行选择，形成对应于图像信息的光学像，对该光学像进行扩大投射的投影仪。

近年来，使用反射型液晶装置的投影仪受到了重视。在这样的反射型液晶装置中，通过在反射镜之下作入用于驱动液晶的晶体管等结构体可提高像素密度。因而，反射型液晶装置具有可实现分辨率比使用了透射型液晶装置的情况高的、鲜明的投射图像的优点。

此外，在使用了液晶装置等电光装置的投影仪中，为了一面实现亮而无显示不匀的投射图像一面谋求装置整体的小型化，提出了积分器或偏振变换元件的使用(特开平8-34127及特开平10-232430等)。在积分器光学***中，利用光束分割光学元件使来自光源的光分割成为多个部分光束形成多个光源像，通过把这些光源像看做模拟光源使来自多个光源像的光在液晶面板上重叠可得到强度分布均匀的照明光。此外，通过在利用偏振变换元件分离成为多个部分光束并进行偏振变换之后，使这种光在液晶装置上重叠可得到偏振方向一致的照明光。

因此，可以认为，如果在使用了反射型液晶装置的投影仪中组合使用积分器光学***与偏振变换元件，就能够实现分辨率高、更亮而无显示不匀的投射图像。

然而，在把作为显示模式利用了偏振模式的反射型液晶装置用于投影仪中的情况下，一般使用在空间上对偏振状态不同的光进行分离、选择的偏振选择元件(例如，偏振光束分离器)，但是，该偏振选择元件的偏振选择特性对入射角具有显著的依赖性。具体地说，在规定了包含入射光的大致中心轴及偏振选择元件的偏振选择面的法线的入射面的情况下，在与该入射面正交的平面内光的入射角一变大，偏振选择性能就显著降低。由于该现象显著依赖于偏振选择面与对该选择面入射的光的几何位置之关系，故防止偏振选择性能的显著降低是非常困难的。另一方面，在入射面内光的入射角一变大偏振选择性能仍然降低，但是，其降低的程度与在与入射面正交的平面内的降低相比是较小的，此外，通过对偏振选择面的结构想办法，可防止偏振选择性能的降低。因而，为了使偏振选择元件的偏振选择性能提高，尽可能减小与入射面正交的平面内的光的入射角是重要的。

此外，在采用了积分器光学***或偏振变换元件的光学***中，由于其光学的处理，不可避免照明光入射角的角度分布扩展的现象。

因此，在使用了反射型液晶装置的投影仪中在组合使用积分器光学***与偏振变换元件的情况下，由于对偏振选择面入射的光的入射角扩展，故偏振选择面的偏振选择性能降低，存在着光的利用效率降低或发生亮度不匀这样的问题。

本发明的目的在于提供一边把反射型液晶装置与积分器光学***或偏振变换元件组合起来、一边实现光利用率高、亮的图像质量高的投射图像的投影仪。

本发明的投影仪通过对偏振变换元件的偏振分离方向及光束分割光学元件的特性等想办法，来达到上述目的。

(1)本发明的投影仪，具备：

光束分割光学元件，使来自光源的光分割成多个部分光束；偏振变换元件，使多个部分光束的每一个变换成偏振方向大体一致的一种的偏振光；电光装置，对由该偏振变换元件射出的照明光束进行调制；

投射透镜，对由该电光装置调制的光进行投射；以及偏振选择元件，选择照明光束中包含的规定的偏振分量的光向电光装置射出，同时选择由电光装置调制的光中规定的偏振分量的光向投射透镜射出。而且

其特征在于，当设定包含该偏振选择面的法线与照明光束的中心轴的入射面、把与该入射面平行且与上述中心轴正交的方向规定为X轴方向，并且把与该入射面正交的方向规定为Y轴方向时，上述偏振变换元件产生的偏振分离方向为X轴方向。

按照这样的本发明，

偏振选择面的偏振分离性能对入射光束的入射角具有显著的依赖性。特别是，在与入射面正交的Y轴方向上光的入射角一变大，偏振选择性能就显著降低。另一方面，在偏振变换元件中，由于各部分光束分别生成偏振方向不同的2种偏振光，故各部分光束的宽度在其分离方向上大体增大到2倍，在该方向上光的角度分布扩展了。因此，为了使偏振选择元件的偏振选择性能提高，考虑到偏振选择性能对入射角的依赖性及对其入射的光的角度分布的扩展变得重要。

在本发明中，由于把偏振变换元件的偏振分离方向定为X轴方向，故可抑制对偏振选择面入射的光在Y轴方向上的入射角的扩展。因此，能够使偏振选择面的偏振选择性能保持在较高的状态下，可实现亮的、对比度高的投射图像。

(2)作为电光装置可考虑采用反射型液晶装置，被配置在由偏振选择面透射及反射的光的某一种进行入射的位置上，对入射的光进行调制并从光入射的面射出调制光。

(3)最好以缩小Y轴方向的多个光源像之间隔的方式来构成光束分割光学元件。

即，由于通过缩小在Y轴方向上的光源像之间隔能够把在Y轴方向上的光的入射角的扩展进一步抑制到小，故能把偏振选择面的偏振选择性能保持在非常高的状态下，可实现极亮的、对比度高的投射图像。

(3-1)作为光束分割光学元件可采用棒，利用多对反射面使从入射消面入射的光反射，根据其反射位置之不同对光进行分割，作为多条部分光束从射出端面射出。

在此，作为棒可采用由具有导光性的材料构成的实心棒或者在筒状体内侧面上形成了光反射面的空心棒。如果是实心棒，则由于反射面上的反射为不伴有光损耗的全反射，故可进一步提高光的利用效率。如果是空心棒，则由于从入射端面入射的光通过棒内部的空气层到达射出端面，故即使把从入射端面到射出端面的尺寸设定得较短也能够实现均匀的照明光，还具有比实心棒的情况容易制造这样的优点。

在采用实心棒或空心棒的情况下，至少具有与X轴方向及Y轴方向相对的2组反射面即可，可以把棒剖面作成四角形以上的多角形，例如八角形、十二角形等。

但是，如果考虑光从光源向光束分割光学元件的传送效率，由由于从光源对光束分割光学元件入射的光的剖面形状为大致圆形，故最好把这些棒的入射端面作成正方形。此外，如果考虑对配置在后级上的电光装置的照明效率，由由于在棒射出端面上形成的像在被照明区域、即电光装置的显示区域上的一个部位上重叠，故最好使棒的射出端面的形状与电光装置显示区的形状大致成相似形。

在作为光束分割元件采用上述棒的情况下，通过以从入射端面向射出端面逐渐扩展的方式来配置在Y轴方向上对置的一对反射面之间隔，可缩小Y轴方向上的光源像之间隔。

此外，还可以从棒的入射端面向射出端面逐渐缩小的方式来配置在棒的X轴方向上对置的一对反射面之间隔。在此情况下，由于可扩展X轴方向上的光源像之配置间隔，故可充电考虑光源像的大小来设定偏振变换元件的偏振分离膜与反射膜的间隔。因此，可使偏振变换元件的偏振变换效率提高，结果，可使投影仪的光利用效率提高。

(3-2)作为光束分割光学元件可采用透镜阵列，把多个聚光透镜排列在偏振选择元件的X轴方向及Y轴方向上而构成。

在此情况下，通过设计多个聚光透镜的聚光特性可缩小Y轴方向的多个光源像之间隔。再有，作为构成透镜阵列的聚光透镜除了可采用把表面成形为曲面状而构成的一般透镜之外，还可以采用利用全息图效应或衍射光对进行聚光的全息图透镜或衍射透镜。

此外，由于在透镜阵列的各聚光透镜上形成的像在被照明区域、即电光装置的显示区域上的一个部位上重叠，故最好使各聚光透镜的形状与电光装置显示区的形状大致呈相似形。由此，可使照明效率提高。

此外，最好使构成透镜阵列的多个聚光透镜的一部或全部为偏心透镜。

即，由于把聚光透镜的一部或全部定为偏心透镜可把光源像在各聚光透镜物理中心以外的位置上形成，故可自由地控制在假想面上形成的多个光源像间之间隔。

(4)在作为光束分割光学元件采用了透镜阵列的情况下，最好把缩小光学***配置在从光源到偏振变换元件的光路中。而且，利用该缩小光学***在Y轴方向上缩小照明光整体的剖面尺寸，由此，可把Y轴方向上的光的入射角之扩展抑制到最小。

通过配置这样的缩小光学***，可在Y轴方向上缩小照明光整体的剖面尺寸。因此，可把Y轴方向上的光的入射角之扩展抑制到最小，可把偏振选择面的偏振选择性能保持在非常高的状态下。因此，可实现极亮的、对比度高的投射图像。此外，由于可减小照明被照明区域的光束整体的直径故作为投射透镜也不必要采用成本高而F值小的透镜了，因而可实现投影仪的低成本化。

此外，在该情况下，不仅可减小Y轴方向的剖面尺寸，而且还可减小X轴方向的剖面尺寸。在该情况下，可把偏振选择面的偏振选择性能保持在更高的状态下。

这样的缩小光学***可由被配置在透镜阵列的入射侧或射出侧之一的至少一个凸透镜和被配置在偏振选择元件入射侧的至少一个凹透镜构成。在该情况下、在只减小照明光束的Y方向剖面尺寸的情况下，作为凹透镜凸透镜可采用柱面透镜。再有，凸透镜和凹透镜可分别由1个透镜体构成，但是，如果考虑减小光学像差则最好作成把多个透镜组合起来的组合透镜。

(5)在上述的投影仪中，可把在Y轴方向上缩小照明光的剖面尺寸的缩小光学***配置在偏振变换元件与偏振选择元件之间。

该缩小光学***可由1个凹透镜构成，但是，也可由把多个透镜组合起来的组合透镜构成，如果考虑减小光学象差，则最好采用组合透镜。在该情况下，作为凹透镜和凸透镜可使用柱面透镜。

通过采用这样的缩小光学***，也能得到与(4)的情况同样的效果。

此外，在该情况下，也是不仅在Y方向上、而且还可减小在照明光的X轴方向上的剖面尺寸。在该情况下，作为凹透镜和凸透镜可使用轴对称、即一般的曲面透镜。

再有，作为构成上述一系列缩小光学***的凸透镜和凹透镜除了把表面成形为曲面状而构成的一般透镜之外，还可以是利用全息图效应或衍射对光进行聚光的全息透镜或衍射透镜。

(6)作为偏振变换元件最好采用具有：偏振分离膜，在2种偏振光中，透射一种偏振光，反射另一种偏振光；反射面，为了使2种偏振光的射出方向一致而反射另一种偏振光；以及使2种偏振光中的某一种偏振光的偏振方向旋转的相应差片的偏振变换元件。

图1为示出本发明的投影仪的第1实施例的概略平面图；

图2为示出上述实施例中的棒与光源像S的形成位置之关系的概略透视图；

图3为示出上述实施例中的偏振变换元件的结构的图；图3(a)为水平剖面图；图3(b)为外观透视图；

图4为示出上述实施例中的偏振选择面与对其入射的光束之几何关系的说明图；

图5为示出本发明第2实施例的棒与光源像S的形成位置之关系的概略透视图；

图6为示出本发明第3实施例的棒与光源像S的形成位置之关系的概略透视图；

图7为示出本发明投影仪的第4实施例的概略水平剖面图；

图8为示出本发明投影仪第5实施例的概略水平剖面图；

图9示出本发明投影仪第6实施例的概略结构；图9(a)为从X轴方向看到的垂直剖面图；图9(b)为从Y轴方向看到的水平剖面图；

图10为示出本发明投影仪第7实施例的概略结构的垂直剖面图；

图11为示出本发明投影仪第8实施例的概略结构的图；图11(a)为从X轴方向看到的垂直剖面图；图11(b)为从Y轴方向看到的水平剖面图；

图12为示出本发明投影仪第9实施例的概略结构的垂直剖面图；以及

图13为示出本发明投影仪第10实施例的概略水平剖面图。

其次，一面参照附图，一面说明本发明的实施例。在以下的说明中，Z轴方向表示光的行进方向，Y轴方向表示朝向光的行进方向时12点的方向(图1中，与纸面正交的方向)，X轴方向表示朝向光的行进方向时3点的方向。再有，在图1～图13中，对同样的结构部分使用同样的符号。

A.第1实施例

图1为示出本发明投影仪第1实施例的概略平面图。

该投影仪具备：照明装置1；具备偏振选择面的偏振光束分离器60；作为电光装置的液晶装置1000；以及投射透镜300。将其构成为，利用液晶装置1000对照明装置1射出的光施行对应于图像信息的调制，利用投射透镜300进行扩大投射，投射面2000上形成投射图像。

1.照明装置

照明装置1具备：沿着假想的照明光轴L配置的光源灯10；作为光束分割光学元件的棒20，使来自光源灯10的光分割成为形成多个光源像的多个部分光束；中继光学***30，把该棒20射出端面26上的像传送到被照明区域中；以及偏振变换元件40，被配置在该中继光学***30之中进行偏振分离及偏振变换。由作为利用光调制生成图像的电光装置之一例的液晶装置1000形成被照明区域。再有，把本实施例中的液晶装置1000的显示面的形状设定为X轴方向的尺寸与Y轴方向的尺寸相等的正方形。

1-1光源灯

光源灯10具备：以辐射状辐射光线的光源11及使光源11辐射的光聚光的椭圆反射器12，把光源灯10设定为，椭圆反射器12的2个焦点中的一个焦点位于光源11或其附近，此外，另一个焦点位于棒20的入射端面22或其附近。利用椭圆反射器12使光源11辐射的光聚光到棒20的入射端面22附近，在聚光了的状态下入射到棒20。再有，也可使用抛物面反射器或球面反射器来代替椭圆反射器12。但是，在此情况下有必要把使反射器射出的大致平行的光朝向棒20的入射端面22聚光用的聚光元件设置在反射器的射出侧。

1-3光束分割光学元件

作为光束分割光学元件的棒20是使来自光源灯10的光分割成为多个部分光束、以大致矩阵状形成位于X-Y平面内的多个光源像S用的构件。

该棒20是利用透明的导光性材料、例如玻璃材料形成的棒状实心棒，如图2所示，是具有：光入射的入射端面22；使光反射并进行传送的4个反射面24a、24b、24c及24d；以及使被传送的光射出的射出端面26的六面体。在此情况下，利用4个反射面24a、24b、24c及24d产生不伴有光损耗的全反射，由于利用全进行光的传送，故利用棒20可实现高的光传送效率。

入射端面22及射出端面26在X-Y平面上的剖面形状均为矩形，特别是，在本实施例的情况下，把入射端面22及射出端面26的形状分别形状为与作为被照明区域的液晶装置1000的显示区域的形状大致呈相似形，即正方形。反射面24a与反射面24c互相平行，反射面24b与反射面24d互相平行。入射到该棒20中的光根据在反射面24a、24b、24c及24d上的反射位置及反射次数之不同，被分割成为来自射出端面26的射出角度不同的多个部分光束。

聚光透镜31对从棒20以不同角度射出的多个部分光束进行聚光，在与棒20隔开规定距离的位置上、在与射出端面26大致平行且与照明光轴L正交的X-Y平面内以大致矩阵状形成多个光源像S。在此，把形成多个光源像S的X-Y平面称为假想面P。

如图1所示，在形成多个光源像S的假想面P或其附近，配置第1传送透镜50、偏振变换元件40及第2传送透镜52。

1-3偏振变换元件

偏振变换元件40具有使入射光变换成为规定线偏振光的功能，图3(a)为说明其结构用的水平剖面图，图3(b)为外观透视图。

偏振变换元件40包含：多个透光性构件41A、41B；在透光性构件间交互配置的多个偏振分离膜42及反射膜44；以及被设置在对应于偏振分离膜42的位置上的作为偏振方向旋转装置的相位差片48而被形成。通过用粘接剂交互地胶合形成了偏振分离膜42及反射膜44的透光性构件41A、以及未形成偏振分离膜42及反射膜44的透光性构件41B，其后，把相位差片48贴到透光性构件41B上而形成偏振变换元件40。该X轴方向相当于X轴方向，此外，Y轴方向相当于Y轴方向。再有，不必要把全部偏振分离膜42及反射膜44排列成同一方向，例如，可以把相邻的透光性构件41A及41B配置成以Y-Z平面作为对称面位于交替折叠的位置上。此外，在本实施例中把偏振分离膜42与反射膜44的间隔作成全部相同，但是，不同也可。

在此，为了方便起见，偏振交换元件40的光入射侧的面中，把直接对应于偏振分离膜42的面称为入射面45A’，把直接对应于反射膜44的面称为‘入射面45B’，同样，光射出侧的面中，把直接对应于偏振分离膜42的面称为‘射出面46A’，把直接对应于反射膜44的面称为‘射出面46B’。由于透光性构件41A、41B如上述那样来配置，故如图3(a)、(b)所示，沿着偏振分离膜42中的偏振分离方向、即X轴方向，隔开规定间隔、交互形成多个入射面45A及入射面45B。同样，沿着X轴方向，隔开规定间隔、也交互形成多个射出面46A及射出面46B。

偏振分离膜42具有使入射的非偏振光在空间上分离成为偏振方向大致正交的2种线偏振光的功能。即，入射到偏振分离膜42上的光被分离成为：透射偏振分离膜42的透射光、即第1线偏振光；以及被偏振分离膜42反射其行进方向大致弯曲90°的反射光、即第2线偏振光。本实施例中，把第1线偏振光定为P偏振光，把第2线偏振光定为S偏振光，以使反射光即S偏振光大致平行于X轴而反射这样的特性及角度形成了偏振分离膜42。该偏振分离膜42可利用电介质多层膜来实现。

反射膜44具有再次反射来自偏振分离膜42的反射光，使其行进方向朝向大致与透射光的行进方向为同一方向的功能。该反射膜44可利用电介质多层膜或铝膜等来实现。

相位差片48具有使透射光或反射光中的一方偏振光的偏振方向与另一方偏振光的偏振方向大致一致的功能。本实施例中，使用1/2波长片作为相位差片48，如图3(a)、(b)所示，只将其有选择地配置在射出面46A上。因而，只有透过偏振分离膜42的光的偏振方向旋转大致90°，从偏振变换元件40射出的光的大部分成为一种偏振光。本实施例中，偏振变换元件40射出的光的大部S偏振光。

再有，只要能够使被偏振分离膜42分离了的2种偏振光的偏振方向统一成为一种偏振光，就不限定相位差片的种类及其位置。例如，也可以作这样的结构，把光学特性不同的相位差片分别配置在射出46A及射出面46B的每一个上，使通过各相位差片的偏振光的偏振方向一致。

由于使用这样的偏振变换元件40，故可高效率地把光源灯10射出的非偏振光变换成为1种偏振光。因而，在只能利用一种偏振光的液晶装置1000中，可使光的利用效率提高。

1-4中继光学***

如图1所示，中继光学***30是用于把在棒20的射出端面26上形成的像传送到被照明区域、那液晶装置1000上的传送光学***。本实施例中，中继光学***30包含：聚光透镜31、第1传送透镜50、第2传送透镜52及平行化透镜32而被构成。

聚光透镜31被配置在棒20的射出端面26的附近，具有第1传送透镜50将来自棒20的部分光束导入偏振变换元件40的功能。本实施例的聚光透镜31由把聚光透镜31a、31b这2个聚光透镜组合起来的组合透镜构成，但不限定于此，也可使用一般的单透镜。但是，为了减小把部分光束导向偏振变换元件40时容易发生的光学像差，使用组合透镜或非球面透镜是适合的。

第1传送透镜50是把多个矩形聚光透镜51以大致矩阵状组合起来的透镜阵列，具有把多个部分光束的每一个高效率地导入偏振变换元件40的入射面45A(参照图3)的功能。以与由部分光束形成的光源像的数目及其形成位置对应的方式来确定聚光透镜51的数目及其配置。不限定形成第1传送透镜50的聚光透镜51的形状，但如本实施例那样，在平面上排列多个矩形聚光透镜而以板状形成的聚光透镜是容易利用的。此外，如果使用多个聚光透镜51来构成，则由于可把各个聚光透镜51的聚光特性最佳化，故可有效地减小传送光束时容易发生的光学象差。但是，利用棒20射出的光束的特性(例如，放射角小的情况)，可以不使用多个聚光透镜而利用1个透镜来构成第1传送透镜，进而，还可将其省略。

第2传送透镜52被配置在偏振变换元件40的射出侧，具有把偏振变换元件40射出的多个部分光束传送到被照明区域、即液晶装置100上使这些部分光束在被照明区域上的一个部分上重叠的功能。本实施例的第2传送透镜52由1个透镜构成，但是，也可以与以前的第1传送透镜50同样，作成由多个透镜构成的透镜阵列。

再有，本实施例中，把第1传送透镜50配置在偏振变换元件40的入射侧，把第2传送透镜52配置在偏振变换元件40的射出侧，但是，可以把传送透镜50、52这2个汇总配置在偏振变换元件40的入射侧或射出侧。此外，也可以把传送透镜50、52这2个的功能汇总作成1个透镜。在此情况下，可谋求照明装置的低成本化。此外，本实施例中，由于把第1传送透镜50配置在偏振变换元件40的入射侧，故使之具有把多个部分光束的每一个高效率地导入偏振变换元件40的入射面45A这样的功能，此外，由于把第2传送透镜52配置在偏振变换元件40的射出侧，故使之具有使多个部分光束在液晶装置1000上重叠这样的功能。但是，也可以通过各传送透镜50、52被配置的位置适当变更使各传送透镜50、52具有的功能。

平行化透镜32被配置在被照明区域、即液晶装置1000的入射侧，具有把从偏振变换元件40经第2传送透镜52入射到液晶装置1000的多个部分光束变换成与各个中心轴大致平行的光并将其高效率地导入液晶装置1000的功能。因而，不一定需要平行化透镜32，也可将其省略。

由于配置了这样的中继光学***30，故可将在棒20的射出端面26上形成的像放大或缩小并传送到被照明区域、即液晶装置1000上。

2.偏振光束分离器、液晶装置、投射透镜

偏振光束分离器60是在2个直角棱镜之间夹持偏振选择面62接合起来的分离器，是具有使非偏振光分离成为偏振方向大致正交的2种线偏振光的功能的光学元件。偏振选择面62与形成偏振变换元件40的偏振分离膜42同样，由电介质多层膜形成。

照明装置1射出的S偏振光入射到偏振光束分离器60，被偏振选择面62反射，向反射型液晶装置1000射出。液晶装置1000根据来自未图示的外部的图像信号对光进行调制，使偏振状态发生变化。再有，由于反射型液晶装置1000是周知的，故省略关于其结构及工作的详细说明。

由液晶装置1000调制了的光入射到偏振光束分离器60。在此，根据图像信号把由液晶装置1000调制了的光变换成为P偏振状态，该被变换成P偏振状态的光束透射偏振选择面62向投射透镜300，投射到屏幕等投射面2000上。

被配置在偏振光束分离器600的入射侧及射出侧的2个偏振片70、72具有进一步提高透射了这些偏振片的偏振光束的偏振度的功能。在照明装置1射出的偏振光束的偏振度充分高的情况下，可省略偏光片70，在从偏振光束分离器60向投射透镜300射出的偏振光束的偏振度足够高的情况下，同样可省略偏振片72。

本实施例中，在隔着偏振光束分离器60与投射透镜300相对的位置上配置了液晶装置1000，但是，也可以在隔着偏振光束分离器60与照明装置1相对的位置上配置液晶装置1000。在此情况下，可以构成为，预先使照明装置1射出的照明光束的偏振状态与P偏振状态一致，以便使液晶装置1000射出的S偏振光束入射到投射光学***。或者，可以预先把偏振光束分离器60的偏振选择面62作成反射P偏振光束并透射S偏振光束。

3.偏振分离方向与偏振选择面62之关系

图4为示出偏振选择面62与对其入射之光束的几何位置关系的图。图4中，入射面4是由入射到偏振选择面62上的照明光束的中心轴2和偏振选择面62的法线H规定的假想的面，与X-Z平面平行。

偏振选择面62的偏振分离性能对入射角具有显著的依赖性。即，光的入射角在与入射面4平行的X轴方向或与入射面4正交的Y轴方向上一变大，偏振分离性能就降低。正如以前说明了的那样，偏振选择面62反射照明光中包含的S偏振光束向液晶装置1000射出，同时，选择被液晶装置1000调制了的光中的P偏振光束向投射透镜300射出。因而，由于偏振选择面62的偏振分离性能一降低导向液晶装置1000的S偏振光光束的量就减少，故光的利用效率降低，投射图像变暗。而且，由于作为选择被液晶装置1000调制了的光中的特定偏振光的滤波器的功能也降低了，故投射图像的对比度也降低。

在此，通过对偏振选择面62的结构(例如，电介质膜的种类或其构成方法)想办法，可充分降低与入射面4平行的X轴方向上的入射角依赖性。另一方面，由于与入射面4正交的X轴方向上的入射角依赖性由偏振选择面62与对其入射的光之几何位置关系来支配，故通过对偏振选择面62的结构想办法不能消除该依赖性。因而，为了在伴有角度使光对偏振选择面62入射的情况下维持偏振选择面62的偏振分离性能，减小与入射面4正交的在Y轴方向上的入射角度变得特别重要。

因此，本实施例中，如图1、图3(a)所示，通过把偏振交换元件40产生的偏振分离方向定为与入射面4平行的X轴方向，防止了在Y轴方向上的入射角度的扩展。即，由于偏振交换变换元件40产生的偏振分离在X轴方向上进行，故虽然照明光束整体的直径在X轴方向上扩大了，但是，在与入射面4正交的Y轴方向上的照明光束整体的直径并不扩大。其结果，可防止在与入射角4正交的Y轴方向上的入射角度的扩展，可以把偏振选择面62的偏振分离性能维持在较高的状态下。由此，可实现亮的、对比度高的投射图像。

B.第2实施例

通过调制棒的反射面的间隔，可任意地控制在假想面上形成的光源像S的间隔。如果使反射面的间隔随着从棒的入射端面向射出端面而越发缩小，则可扩展光源像S的间隔。以下，把反射面的间隔随着从棒的入射端面向射出端面而越发缩小的状态称为‘锥形状态’。反之，如果使反射面的间隔随着从入射端面向射出端面而越发扩展，则可缩小光源像S的间隔。以下，把反射面的间隔随着从入射端面向射出端而越发扩展的状态称为‘反锥形状态’。

本实施例示出把在Y轴方向上对置的棒的反射面作成反锥形状态的实施例，除了棒的形状，以外，与第1实施例的投射仪相同。因此，关于棒以外的部分，省略其说明。此外，在第1实施例中已说明的各结构要素的变形形状也能应用于本实施例。

图5为示出本实施例中的棒210与光源像S的形成位置之关系的概略透视图。棒210的入射端面212及射出端面211的X-Y平面上的剖面形状均为矩形。在本实施例的情况下，把射出端面216的形状形成为与被照明区域、即液晶装置的形状大致呈相似形。在X轴方向上对置的一对反射面214a、214c互相平行。在Y轴方向上对置的一对反射面214b、214d呈反锥形状态。因此，与第1实施例中的棒20的情况相比较，在呈反射锥形状态的一对反射面214b、214d对置的Y轴方向上，多个光源像S的配置间隔缩小了。

因而，本实施形态中，可进一步抑制在与偏振选择面62的入射面4正交的Y轴方向上的入射角度的扩展，可将偏振选择面62的偏振分离性能维持在很高的状态下。因此，可实现极高、对比度直的投射图像。

进而，本实施例中，缩小了Y轴方向上的光源像S的配置间隔的结果还可减小偏振变换元件40及偏振光束分离器的Y轴方向的尺寸，可实现照明装置的小型化及低成本化、进而可实现投影仪的小型化成低成本化。再有，还可减小投射透镜300的尺寸，即使用口径小的透镜也能实现亮的投射图像。

C.第3实施例

其次，说明本发明的第3实施例。本实施例示出与第2实施例相同把在Y轴方向上对置的棒的反射面作成反锥形状态，进而，把在X轴方向上对置的棒的反射面作成锥形的实施例，除了棒的形状以外，与第1实施例的投影仪相同。因此，关于棒以外的部分，省略其说明。此外，在第1实施例中已说明的各结构要素的变形形态也能应用于本实施例。

图6为示出本实施例中的棒220与光源像S的形成位置之关系的概略透视图。棒220的入射端222及射出端面226的X-Y平面上的剖面形状匀为矩形。在本实施例的情况下，把射出端面226的形状形成为与被照明区域、即液晶装置的形状大致呈相似形。在Y轴方向上对置的一对反射面224b、224d呈反锥形状态。因此，与第1实施例中的棒20的情况相比较，在呈反锥形状态的一对反射面224b、224d对置的Y轴方向上，多个光源像S的配置间隔缩小了。因而，本实施例中可得到与第2实施例相同的效果。

再有，本实施例中，在X轴方向上对置的一对反射面224a、224c呈锥形状态。因此，与第1实施例中的棒20的情况相比较，在呈锥形状态的一对反射面224a、224c对置的X轴方向上，多个光源像S的配置间隔扩展了。

在此，关于偏振变换元件40的偏振变换效率与入射位置的关系，参照图3(a)、图3(b)进行说明。如在第1实施例中已说明的那样，在偏振变换元件40中，将照明到入射面45A上且入射到偏振分离膜42上的光分离为P偏振光和S偏振光，用反射膜44在与P偏振光相同的方向上反射S偏振光，同时，利用相位差片48将P偏振光变换为S偏振光，最终地射出S偏振光光束。但是，如果使光照射到偏振变换元件40的入射面45B上，则该光经反射膜44入射到偏振分离膜42上。因而，在偏振分离膜42上，第1偏振光光束在X轴方向上透过，第2偏振光光束在Z轴方向上被反射。其结果，与经入射面45A直接入射到偏振分离膜42上的情况不同的偏振光就从射出面46A、46B射出。即，虽然利用偏振变换元件40将非偏振光光束变换为第2偏振光光束，但第1偏振光光束被射出，偏振变换效率下降。从这一点可知，为了在偏振变换元件40中得到高的偏振变换效率，有选择地使光束只入射到入射面45A上是极为重要的。即，最好这样来设定偏振光分离膜42与反射膜44的间隔，使得入射面45A的大小比光源像S的大小大。

在本实施例中，这样来扩展在X轴方向上的光源像S的间隔，使得入射面45A的大小比光源像S的大小足够大。因而，可使来自棒220的光束具有充分的裕量地只入射到偏振变换元件40的入射面45A的部分上，能可靠地使向偏振分离膜42的光的入射效率提高。其结果，一边能进一步可靠地使偏振变换元件40的偏振变换效率提高，一边能使投影仪中的光利用效率提高。

再有，在光源灯10接近于点光源的情况下，由于可使光源像S的大小较小，故此时没有必要如本实施例那样扩展光源像S在X轴方向上的配置间隔。即，本实施例在光源10不太接近于点光源、光源像S的大小变大的情况下是极为有效的。

D.第4实施例

图7为示出本发明第4实施例的概略结构的水平剖面图。该第4实施例中，照明装置的结构与第1实施例有一部分不同。除此以外的结构与前面已说明的第1实施例相同。因此，关于与第1实施例相同的结构，省略其说明。此外，在第1实施例中已说明的各结构要素的变形形态也能应用于本实施例。再有，图7中，省略了偏振光束分离器60；偏振片70、72；投射透镜300；以及投射面2000的图示。

在本实施例中，在下述的方面具有特征：将由多个聚光透镜构成的透镜阵列600作为光束分割光学元件使用，来代替棒。

照明装置1A具备：光源灯15；透镜阵列600，第1传送透镜610；偏振变换元件40；第2传送透镜620；以及平行化透镜32。照明装置1A利用透镜阵列600使从光源灯15射出的光分割为多个部分光束，利用偏振变换元件40将各部分光束变换为一种偏振光后，重叠在被照明区域、即液晶装置1000显示区域上。

光源灯15具备辐射光的光源11和聚焦从光源11辐射的光的抛物面反射器14。反射器不限定于抛物型的，根据被配置在光源灯15的光路下游侧的透镜阵列600；传送透镜610、620；以及偏振变换元件40等的结构，也可使用椭圆反射器、球面反射器。

透镜阵列600是被配置成为大致矩阵状的多个聚光透镜600a的透镜阵列。设定各聚光透镜600a的外形形状，使之与被照明区域、即液晶装置1000的显示区域的形状大致呈相似形。利用各聚光透镜600a的聚光作用将从光源灯10入射到透镜阵列600的光分割成为多个部分光束，在对照明光轴L大致正交的X-Y平面内以大致矩阵状形成其数目与聚光透镜600a的数目相同的光源像。在此，将各聚光透镜600a的聚光特性设定为多个光源像只在偏振变换元件40的入射面45A(参照图3)上形成。本实施例中，通过在多个聚光透镜600a的一部分中采用偏心透镜控制了光源像被形成的间隔。

再有，配置在偏振变换元件40的入射侧的第1传送透镜610具有与第1实施例中的第1传送透镜50大致相同的功能，第1传送透镜610具有其数目与构成透镜阵列600的聚光透镜600a的数目相同的聚光透镜610a。本实施例中，用偏心透镜构成了聚光透镜610a的一部分。将各聚光透镜610a的位置构成为与多个光源像被形成的位置对应。将各聚光透镜610a的聚光特性设定为使由透镜阵列600分割了的各部分光束大致正交地入射到偏振变换元件40的入射面45A(参照图3)。因而，由于可在接近于入射角度0度的状态下使光入射到偏振变换元件40的入射面45，故可使偏振变换效率提高。再有，在聚光透镜610a的形状方面没有限制，但是，如果设定为矩形或六角形状等，则由于容易阵列化，故是较好的。

第2传送透镜620具有与第1实施例中的第2传送透镜62相同的功能，即，将由透镜阵列600分割了的部分光束重叠在被照明区域、即液晶装置1000的显示区域上的功能。在本实施例中，第2传送透镜620由轴对称的1个球面透镜来形成，但不限定于此。例如，也可采用透镜阵列、菲涅尔透镜、由多个透镜构成的组合透镜等。在使用了这样的透镜的情况下，可减少各种光学像差。此外，在使用了菲涅尔透镜的情况下，由于可减薄透镜的中心厚度，故在打算使照明装置1A轻量化的情况下是较好的。

本实施例中，也可得到与第1实施例相同的效果。

再有，本实施例中，把构成透镜阵列600、第1传送透镜610的聚光透镜600a、610a的一部分作成偏心透镜，但是，使用偏心透镜不一定是必要的。此外，也可把全部聚光透镜600a、610a作成偏心透镜。此外，本实施例中，可以把透镜阵列600的聚光透镜600a的聚光特性设定成为缩小光源像的Y轴方向的配置间隔。进而，也可以设定成为扩展X轴方向的配置间隔。通过这样来设定聚光透镜600a的聚光特性，可以得到与第2实施例及第3实施例相同的效果。

E.第5实施例

图8示出第5实施例的概略结构的水平剖面图。该第5实施例是上述第4实施例的变形例，在偏振变换元件40与第2传送透镜60之间配置了第1传送透镜612这一点上与第4实施例不同。其它方面与第4实施例相同。因此，关于与第4实施例相同的结构，省略其说明。此外，也可将在第4实施例中说明的各结构要素的变形形态应用于本实施例。再有，图8中，省略了偏振光束分离器60；偏振片70、72；投射透镜300；以及投射面200的图示。

第1传送透镜612与第4实施例中的第1传送透镜610相同。是由多个聚光透镜612a构成的透镜阵列。第4实施例中的第1传送透镜610具有使部分光束大致正交地入射到偏振变换元件40的入射面45A的功能，但是，由于本实施例的第1传送透镜612被配置在偏振变换元件40的射出侧，故没有这样的功能。本实施例的结构中，实质上就是省略了第4实施例中的第1传送透镜610。因而，容易用于从光源灯15射出的光的特性、例如平行性良好的情况。

本实施例的基本的作用和效果与第4实施例的作用和效果相同，但是，按照本发明例，由于通过使第1传送透镜612与第2传送透镜620在光学方面作成一体化可减少界面的数目，故具有可降低光损耗的效果。此外，由于使第1传送透镜612同时具有第2传送透镜620的功能，故可省略第2传送透镜620，也可谋求照明装置、进而是投影仪的低成本化。

再有，在本实施例中，成为1个聚光透镜612a与偏振变换元件40的射出面46A及46B(参照图3)这2个对应的形态，但是，如果将聚光透镜612a配置成以1对1的方式与偏振变换元件40的射出面46A及射出面46B的每一个对应，即，如果用图8的聚光透镜612的2倍的数目的聚光透镜612a来形成第1传送透镜612，则可使第1传送透镜612中的利用效率进一步提高。

F.第6实施例

图9示出本发明的投影仪的第6实施例的概略的结构，图9(a)是从X轴方向看到的垂直剖面图，图9(b)是从Y轴方向看到的水平剖面图。

该第6实施例是前面已说明的第3实施例的变形例，在下述方面具有特征，在透镜阵列600与第1传送透镜610之间配置了作为缩小光学***的远焦光学***700。其它方面与第3实施例相同。因此，关于与第3实施例相同的结构，省略其说明。此外，也可将在第3实施例中已说明的各结构要素的变形形态应用于本实施例。再有，图9(a)、(b)中，省略了偏振光束分离器60；偏振片70、72；投射透镜300；以及投射面200的图示。

远焦光学***700使通过的光的平行性不太变坏、且具有缩小整体的光束直径的功能。本实施例中的远焦光学***700由只在Z轴方向上具有曲率的圆柱状凸透镜710和圆柱状凹透镜712构成。再有，也可利用由2片以上的透镜构成的组合透镜来实现与圆柱状透镜710、712同等的功能，此时，具有降低光学像差的效果。圆柱状凸透镜710被设置在透镜阵列600的射出侧，使通过圆柱状凸透镜710的光只在Y轴方向上折射，向内朝向照明光轴L的方向。另一方面，圆柱状凹透镜712被设置在第1传送透镜610的入射侧，使来自圆柱状凸透镜710的内向的光束相对于照明光轴L呈大致平行。在本实施例中，由于这样使用了由只在Y轴方向上具有曲率的圆柱状透镜710、712构成的远焦光学***700，故可进一步抑制光束的Y轴方向上的扩展，可将偏振选择面62的偏振分离性能维持在很高的状态下。因此，可实现极亮、对比度高的投射图像。进而，本实施例中，抑制了Y轴方向上的光束的扩展的结果还可减小偏振变换元件40及偏振光束分离器60的Y轴方向的尺寸，可实现照明装置的小型化及低成本化、进而可实现投影仪的小型化及低成本化。

再有，还可以减小投射透镜300的尺寸，即使用口径小的透镜也能实现亮的投射图像。

进而，在本实施例的情况下，不把透镜阵列600的聚光透镜600a的Y轴方向上的聚光特性设定得很复杂，而能容易地将偏振选择面62的偏振分离性能维持在高的状态下。

再有，本实施例中，使用了只在Y轴方向上具有曲率的圆柱状透镜710、712，但是，也可以使用在2个方向上具有曲率的透镜或复曲面透镜。如果这样做，则还可抑制X轴方向上的整体光束的扩展，可将偏振选择面62的偏振分离性能维持在更高的状态下。

G.第7实施例的照明装置

图10为示出本发明投影仪第7实施例的概略结构的垂直剖面图。该第7实施例是上述第6实施例的变形例，在下述方面具有特性，构成作为缩小光学***的远焦光学***700的圆柱状凸透镜710被设置在作为光束分割元件的透镜阵列的入射侧。关于其它结构由于与第6实施例相同，故省略其说明。此外，也可将在第6实施例中已说明的各结构要素的变形形态应用于本实施例。再有，图10中，省略了偏振光束分离器60；偏振片70、72；投射透镜300；以及投射面200的图示。

如本实施例那样，即使改变圆柱状凸透镜710的位置，也能达到与第6实施例相同的作用和效果。

再有，也可作成把圆柱状凹透镜710配置在第1传送透镜610的射出侧的结构。

H.第8实施例

图11为示出本发明投影仪的第8实施例的概略结构的图，图11(a)是从X轴方向看到的垂直剖面图，图11(b)是从Y轴方向看到的水平剖面图。该第8实施例是前面已说明的第6、第7实施例的变形例，在下述方面具有特征，使第6、第7实施例的透镜阵列600及第1传送透镜610具有远焦光学***的功能。即，利用作为光束分割光学元件的透镜阵列800及第1传送透镜810，实现了作为缩小光学***的远焦光学***。关于除此以外的结构与第6、第7实施例相同。而且，也可将在第6、第7实施例中已说明的各结构要素的变形形态应用于本实施例。再有，图11(a)、(b)中，省略了偏振光束分离器60；偏振光70、72；投射透镜300；以及投射面2000的图示。

透镜阵列800由被配置成矩阵状的多个聚光透镜800a构成。利用构成透镜阵列800的各聚光透镜800a的聚光作用，将从光源灯15射出的光分割为多个部分光束，在与照明光轴L大致正交的X-Y平面内形成其数目与聚光透镜800a的数目相同的光源像S。此外，透镜阵列800与第6、第7实施例中的圆柱状凸透镜700相同，也具有使光向Y轴方向折射、使之朝内向着照明光轴L的方向的功能。

第1传送透镜810由被配置成矩阵状的多个聚光透镜810a构成。以与形成多个光源像S的位置相对应的方式构成聚光透镜810a的位置。将各聚光爱镜810a的聚光特性设定为，通过了各聚光透镜810a的部分光束大致垂直地入射到偏振变换元件40的入射面45A。此外，第1传送透镜810与第6、第7实施例中的圆柱状凹透镜712相同，也具有使光相对于照明光轴L大致平行化的功能。

利用本实施例也可实现与第6、第7实施例的情况相同的作用和效果。再者，由于利用作为光束分割光学元件的透镜阵列800和第1传送透镜810就能实现与第6、第7实施例的远焦光学***700相同的功能，故可实现因部件数目的减少引起的照明装置的小型化、轻量化和低成本等。

I.第9实施例的照明装置

图12为示出本发明投影仪第9实施例的概略结构的垂直剖面图。

第9实施例是前面已说明的第3实施例的变形例，在下述方面具有特征，在第2传送透镜620与平行化透镜32之间配置了作为缩小光学***的凹透镜***900。其它方面与第3实施例相同。因此，关于与第3实施例相同的结构，省略其说明。此外，也可将在第3实施例中已说明的各结构要素的变形形态应用于本实施例。再有，图12中，省略了偏振光束分离器60；偏振片70、72；投射透镜300；以及投射面2000的图示。

为了减小光学像差，凹透镜***由把两个凹透镜900a、900b组合而形成的组合透镜来构成，具有在X轴及Y轴方向上压缩整体光束直径的作用。因而，可进一步抑制光束的Y轴方向、X轴方向上的扩展，可将偏振选择面62的偏振分离性能维持在很高的状态下。因此，可实现极亮、对比度高的投影图像。进而，本实施例中，抑制了Y轴方向及X轴方向上的光束的扩展的结果还可减少偏振变换元件40及偏振光束分离器60的尺寸，可实现照明装置的小型化及低成本化、进而可实现投影仪的小型化及低成本化。此外，还可使投射透镜300的尺寸小型化，即使用口径小的透镜也能实现亮的投影图像。

再有，也可以把凹透镜***900作成只在Y轴方向上具有曲率的圆柱状透镜，只抑制Y轴方向上的光扩展的结构。此外，也可以把凹透镜***900用于如第1～第3实施例那样使用了棒的投影仪。

J.第10实施例

图13为示出本发明第10实施例投影仪的主要部分的概略水平剖面图。本实施例是上述第1～第9实施例投影仪的变形例，在下述方面具有特征，使用作为分光装置的楔形棱镜使从偏振光束分离器60射出的光分离成为红光色、蓝色光、绿色光，使各色光入射到与每种色光对应设置的3个反射型液晶装置，实现彩色图像。图13示出的结构部分为可与第1～第9实施例的平行化透镜32以后的结构置换的部分。关于从平行化透镜32向光源侧的部分、投射透镜300及投射面2000的图示和说明，都省略了。

把3个棱镜100a、100b及100c组合起来形成了分光装置100。楔形棱镜100a以具有三角形剖面形状的柱状形成，在与楔形棱镜100b接近的面上形成了反射红色光、透射其它色光的红色用分色膜R。以具有极小间隙的方式把楔形棱镜100a配置在偏振光束分离器60与楔形棱镜100b之间。楔形棱镜100b以与楔形棱镜100a类似的形状形成，在与楔形棱镜100C粘结的面上形成了反射蓝色光透射其它色光的蓝色用分色膜B。棱镜100C是具有一边作为斜边而形成的大致梯形剖面的柱状棱镜。棱镜100C与斜边相当的面、与楔形棱镜100b的形成了蓝色用分色膜B的面粘结。

液晶装置1000R是红色光专用的反射型液晶装置，与楔形棱镜110a的不形成红色用分色膜且未与偏振光束分离器60接近的面相对地被设置。此外，液晶装置1000B是蓝色光专用的反射型液晶装置，与楔形棱镜10b的不形成蓝色用分色膜且未与楔形棱镜100a接近的面相对地被设置。再者液晶装置1000是绿色光专用的反射型液晶装置，与棱镜100c的斜边的对边相当的面相对地被设置。各液晶装置1000R、1000B、1000G的基本结构与上述各实施例中使用的液晶装置1000相同，液晶层及像素电极等的光学特性根据对应的通光的波长区而被最佳化。

在本实施例中，从照明装置射出且被偏振光束分离器60的偏振选择面62反射的偏振光(例如S偏振光)首先入射到楔形棱镜100a上，被分离成红色用分色膜R反射的红色光和透过红色用分色膜R蓝色光及绿色光。被红色用分色膜反射的红色光被楔形棱镜100a的与偏振光束分离器60对面的界面全反射后，入射到红色专用的液晶装置100R上，根据来自未图示的外部的图像信息被调制。其次，透过了红色用分色膜R的蓝色光及绿色光被分离成入射到楔形棱镜100b上被蓝色用分色膜B反射的蓝色光和通过蓝色用分色膜B的绿色光。被蓝色用分色膜反射的蓝色光由楔形棱镜100b的与楔形棱镜100a对面的界面全反射后，入射到蓝色专用的液晶装置1000B上，根据来自未图示的外部的图像信息被调制。最后，透过了蓝色用分色膜B的绿色光直射到棱镜100C内，入射到绿色专用的液晶装置1000B，根据来自未图示的外部的图像信息被调制。

被各液晶装置1000B、1000B、1000G反射了的各色光沿与入射时同一个光路返回、作为投射光被合成，再次入射到偏振光束分离器60上。在此，由于根据来自外部的图像信息被调制了的偏振光部分地作为P偏振光光，故该偏振光透过偏振选择面62，利用作为投射装置的投射透镜300放大并投射到前方的投射面2000上。由3个液晶装置1000R、1000B、1000G调制了的3种色光在以上的过程中以在相同位置上重叠的方式投射到投射面2000上，显示彩色图像。再有，也可采用在夹住偏振光束分离器60与照明装置相对的位置上配置了分光装置100的结构。此时，构成为预先使从照明装置射出的照明光的偏振状态与P偏振状态一致，使从反射型液晶装置1000R、1000G、1000B射出的S偏振光入射到投射透镜300上即可。此外，在本实施例中，如图13中所示，与各液晶装置1000R、1000B、1000G的尺寸相比，偏振光束分离器60等的尺寸相对地大。因此，特别是在下述情况下是较好的，如果与作为缩小***使用了远焦光学***700或凹透镜***900的第5～第8实施例组合起来，就能够实现偏振光束分离器60的小型化。

在本实施例中，可得到与第1～第9实施例的任一个相同的效果。

10.其它实施例

本发明的实施例不限定于上述的例子，可在发明的范围内作各种变更。例如，在上述第1～第3实施例中，棒20、210、220由具有导光性的材料构成的实心棒来构成，但是，也可以是具有光反射面的构件，例如由反射镜(希望是表面反射镜)形成的筒状空心棒。在此情况下，光被朝向空心棒内侧的反射面反射，与玻璃材料等相比，光在折射率低的空气中传送。作为反射面，可使用一般的反射镜或者利用电介质在该反射镜的表面上形成了增强反射膜的反射面。因为空心棒比由导光性材料块构成的实心棒容易制造，所以，与使用实心棒的情况相比可实现照明装置的低成本化。再有，由于空心棒的内部为折射率大体等于1的空气，故与使用折射率比1大的实心棒的情况相比可缩短棒20、210、220的Z轴方向的尺寸，存在着谋求照明装置的小型化、进而谋求投影仪的小型化的可能性。

此外，投影仪可以是从背面投射到屏幕上的背投型的，也可以是从正面进行投射的正投型的。

Claims (19)

1.一种投影仪，具备：

光束分割光学元件，使来自光源的光分割成多个部分光束；

偏振变换元件，使上述多个部分光束的每一个变换成偏振方向大体一致的一种的偏振光；

液晶装置，对由上述偏振变换元件射出的照明光束进行调制；

投射透镜，对由上述液晶装置调制的光进行投射；以及

偏振选择面，选择上述照明光束中包含的规定的偏振分量的光向上述液晶装置射出，同时选择由上述液晶装置调制的光中规定的偏振分量的光向上述投射透镜射出，

其特征在于，当把由偏振选择面的法线与上述照明光束的中心轴规定的面假定为入射面、把与该入射面平行且与上述中心轴正交的方向规定为X轴方向，并且把与上述入射面正交的方向规定为Y轴方向时，上述偏振变换元件产生的偏振分离方向为上述X轴方向；

以缩小上述Y轴方向的上述多个光源像之间隔的方式来构成上述光束分割光学元件。

2.如权利要求1中所述的投影仪，其特征在于，

上述液晶装置为反射型液晶装置，被配置在由上述偏振选择面透射及反射的光的某一种进行入射的位置上，对入射的光进行调制并从光入射的面射出调制光。

3.如权利要求1中所述的投影仪，其特征在于，

上述光束分割光学元件是棒，利用多对反射面使从入射端面入射的光反射，根据其反射位置之不同对光进行分割，作为多条部分光束从射出端面射出，

以在上述Y轴方向上对置的一对反射面之间隔按照从上述入射端面向上述射出端面逐渐扩展的方式来配置该光束分割光学元件。

4.如权利要求3中所述的投影仪，其特征在于，

以在上述X轴方向上对面的一对反射面之间隔从上述入射端面向上述射出端面逐渐缩小的方式来配置上述棒。

5.如权利要求3或4中所述的投影仪，其特征在于，

上述棒的射出端面的形状为与上述液晶装置显示区的形状大体相似的形状。

6.如权利要求3所述的投影仪，其特征在于，

上述棒由具有导光性的材料构成的实心导光体来构成。

7.如权利要求3所述的投影仪，其特征在于，

上述棒由在筒状体内侧面上形成了光反射面的空心导光体构成。

8.如权利要求1中所述的投影仪，其特征在于，

上述光束分割光学元件为透镜阵列，把多个聚光透镜排列在上述X轴方向及Y轴方向上而构成。

9.如权利要求8中所述的投影仪，其特征在于，

上述多个聚光透镜的形状为与上述液晶装置显示区的形状大体相似的形状。

10.如权利要求8或9中所述的投影仪，其特征在于，

上述多个聚光透镜包含偏心透镜。

11.如权利要求8所述的投影仪，其特征在于，

把在上述Y轴方向上缩小上述照明光束的整个剖面尺寸的缩小光学***配置在上述光源与上述偏振变换元件之间。

12.如权利要求11中所述的投影仪，其特征在于，

上述缩小光学***还在上述X轴方向上也缩小了上述照明光束的整个剖面尺寸。

13.如权利要求11或12中所述的投影仪，其特征在于，

上述缩小光学***具备被配置在上述光束分割光学元件的入射侧或射出侧之一的至少一个凸透镜和被配置在上述偏振变换元件入射侧的至少一个凹透镜。

14.如权利要求11所述的投影仪，其特征在于，

上述凸透镜及上述凹透镜中的至少一方由2个以上的透镜之组合构成。

15.如权利要求1所述的投影仪，其特征在于，

把在上述Y轴方向上缩小上述照明光束的整个剖面尺寸的缩小光学***配置在上述偏振变换元件与上述偏振选择面之间。

16.如权利要求14中所述的投影仪，其特征在于，

上述缩小光学***还在上述X轴方向上缩小了由多个部分光束构成的光束的整个剖面尺寸。

17.如权利要求14或15中所述的投影仪，其特征在于，

上述缩小光学***为组合透镜，使用至少一个以上的凹透镜而构成。

18.如权利要求11所述的投影仪，其特征在于，

上述缩小光学***包含柱面透镜而被构成。

19.如权利要求1所述的投影仪，其特征在于，

上述偏振变换元件具有：偏振分离膜，在2种偏振光中，透射一种偏振光，反射另一种偏振光；反射膜，为了使上述2种偏振光的射出方向一致而反射上述另一种偏振光；以及使上述2种偏振光的偏振方向一致的相位差片。

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