JP2005274705A - 照明光学装置、プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】加工の手間をかけずに光の利用効率を向上でき、小型化をも図られる照明光学装置の提供。
【解決手段】照明光学装置４１は、光源４１１Ａから射出された光束を一定方向に揃えるとともに、該光束を収束させる光束収束素子４１１Ｂと、この光束収束素子４１１Ｂにより収束された光束を平行化する光束平行化素子４１１Ｄと、この光束平行化素子４１１Ｄにより平行化された光束の偏光軸を１種類の直線偏光光束に変換する偏光変換素子４１２と、照明光軸Ａに直交する面内に複数の小レンズをマトリクス状に配列して構成されるとともに、この偏光変換素子４１２により変換された光束を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子４１３と、この光束分割光学素子４１３により分割された各部分光束を、被照明領域上に重畳させる集光素子４１４とを備えている。
【選択図】図７

Description

本発明は、光源から射出された光束を複数の部分光束に分割し、各部分光束を被照明領域上に重畳させる照明光学装置、およびこの照明光学装置を備えたプロジェクタに関する。

従来から、会議、学会、展示会等でのプレゼンテーション用として、液晶パネル等の光変調装置の画像形成領域を照明光学装置によって照明し、この光変調装置での画像情報に応じたて光変調によって形成された光学像をスクリーン等に拡大投写するプロジェクタが知られている。近年では、容易に持ち運んで様々な機会に使用できるようにより軽量、コンパクトなプロジェクタが開発されているとともに、明るい場所でも鮮明な画像を投写できるよう、高輝度化が促進されている。

このようなプロジェクタの照明光学装置は、光源から射出された光束を反射するリフレクタと、照明光軸と直交する面内照度を均一化する一組のレンズアレイ（光束分割光学素子および集光素子）から構成されるインテグレータレンズアレイと、直線偏光軸を変換する偏光変換素子とを備えて構成されている（例えば、特許文献１、特許文献２、および非特許文献１参照）。このような構成では、多数の小レンズを備えているインテグレータレンズアレイによる光束の分割、および重畳により、集光効率良くむらのない投写画像を実現するとともに、偏光変換素子により光束の偏光軸を揃えることによって光利用効率の大幅な向上が図られるものとなっており、これらインテグレータレンズアレイおよび偏光変換素子は、近年のプロジェクタには欠かせないものとなっている。

ここで、偏光変換素子は、照明光軸に対して傾斜配置される偏光分離膜および反射膜と、これら偏光分離膜および反射膜のいずれかの射出側に設けられ、光束の偏光軸を変換する位相差板とを備えており、偏光変換素子に入射した光束をより確実に偏光分離、反射して、より多くの光束の偏光軸を変換するために、光源からの射出光束が、当該光束の光軸と平行に偏光分離膜に入射するのが理想的である。
そのため、偏光変換素子は、特許文献１および特許文献２のように、インテグレータレンズアレイの後段に配置され、インテグレータレンズアレイの各小レンズにより集光され、ほぼ平行に射出される光束が偏光変換素子に入射していた。この際、インテグレータレンズアレイの各小レンズの周縁部から偏光変換素子に向かう不要光を遮断するために、特許文献２のように、各偏光分離膜に応じて遮光板を配置する場合もあった。
一方、非特許文献１のように、放物面状のリフレクタの直後に偏光変換素子が配置され、このリフレクタで反射される平行光束がそのまま偏光変換素子に入射するという例も挙げられる。

特開平８−３０４７３９号公報 特開２００３−２８７７１８号公報 M.Imai,H.Shiratori,Y.Tashiro,M.Sakamoto,K.Kubota,"A novel polarization converter for high-brightness liquid crystal light valve projector,"EuroDisplay'93,Proceedings of the 13th International Display Research Conference（２５７〜２５８頁、Ｆｉｇ．２）

しかしながら、上記のような構成では、光利用効率の更なる向上と照明光学装置およびプロジェクタの一層の小型化とを同時には実現できないという問題があった。
例えば、特許文献１のような構成では、偏光変換素子はインテグレータレンズアレイの各小レンズの後段に、各小レンズに応じた偏光分離膜、反射膜、および位相差板をそれぞれ備えているので、偏光変換素子のサイズをインテグレータレンズアレイと同程度に抑えられる反面、偏光分離膜、反射膜、および位相差板を当該インテグレータレンズアレイの小レンズの列数や行数と少なくとも同数備える必要がある。
この場合、インテグレータレンズアレイの小レンズで分割されたそれぞれの光束が偏光変換素子の各偏光分離膜に入射するが、これら偏光分離膜、反射膜、位相差板の貼り合わせ部分が多数生じること、また、各小レンズから各偏光分離膜に集光するのが難しい場合があることから、各１枚の偏光分離膜、反射膜、位相差板から偏光変換素子を構成するような場合に比べて、所望の偏光変換性能が必ずしも得られない場合がある。また、上述した遮光板が配置される場合は光量損失が生じるおそれもある。
さらには、多数の小さい偏光分離膜、反射膜、および位相差板を貼り合わせたり、遮光板を設けたりする加工の手間がかかってしまう。

一方、非特許文献１のような構成では、偏光変換素子はリフレクタの開口を覆うように配置され、この場合、各１枚の偏光分離膜、反射膜、位相差板から偏光変換素子を構成できるので、所望の偏光変換性能を得ることができるが、偏光変換素子の構成上、光源から射出された光束の光軸に傾斜配置された偏光分離膜と並行に配置された反射膜がリフレクタの開口よりも大きく張り出し、嵩張ってしまう。
これでは、この偏光変換素子の後段に配置されるインテグレータレンズアレイを含め、照明光学装置全体が非常に大きなものにならざるを得ない。ひいては、この照明光学装置が照明する光変調装置への光束入射角度が大きくなってしまい、投写画像のコントラストが低下するとともに、投写レンズに呑み込まれる光量が減少し、投写画像の明るさが減少してしまう。

本発明の目的は、上記問題に鑑みて、加工の手間をかけずに、光の利用効率を向上させることができ、同時に、小型化をも図ることができる照明光学装置、およびこの照明光学装置を備えるプロジェクタを提供することにある。

本発明の照明光学装置は、光源から射出された光束を複数の部分光束に分割し、各部分光束を被照明領域上に重畳させる照明光学装置であって、前記光源から射出された光束を一定方向に揃えるとともに、該光束を収束させる光束収束素子と、この光束収束素子により収束された光束を平行化する光束平行化素子と、この光束平行化素子により平行化された光束の偏光軸を１種類の直線偏光光束に変換する偏光変換素子と、照明光軸に直交する面内に複数の小レンズをマトリクス状に配列して構成されるとともに、この偏光変換素子により変換された光束を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子と、この光束分割光学素子により分割された各部分光束を、前記被照明領域上に重畳させる集光素子とを備えていることを特徴とする。
ここで、光束収束素子としては、光源から射出された光束を平行に揃えて射出する放物面状のリフレクタと、その平行光束を収束する凸レンズとの組み合わせが一例として挙げられる。
また、偏光変換素子において、可視光領域全域で広い入射角にわたって良好な分離特性を得るのは難しく、光の角度分布が少ない方が偏光分離が効果的に行なわれるため、光源としては、アーク長が短く、点光源に適する高圧水銀ランプや超高圧水銀ランプなどを採用するのが好ましい。

本発明では、光束収束素子によって一旦収束される（絞られる）光束が光束平行化素子を介して偏光変換素子に入射するので、光路が拡がりすぎず、収束された光束に略応じて偏光変換素子のサイズを決めればよく、偏光変換素子をはじめとして、光束平行化素子等を小型化でき、照明光学装置全体としても小型化できる。
さらに、偏光変換素子が光束分割素子の後段ではなく前段に配置されるため、光束分割素子で分割・集光される各部分光束ごとに偏光変換をする必要がなく、収束された光束を一括して偏光変換可能となる。これにより、偏光変換素子に平行光束を確実に入射させ、目論見どおりの偏光変換性能を実現して光の利用効率を向上させることができる。そして、偏光変換素子から射出された光束を各部分光束に分割する光束分割光学素子、および、これらの部分光束を被照明領域上に重畳させる集光素子と相まって、被照明領域を均一に一層明るく照明できる。このとき、上述した照明光学装置の小型化が阻害されることはないから、照明光学装置の小型化と光利用効率とを同時に実現できる。
また、収束された光束が一括して偏光変換されると、偏光変換素子において、入射した光束を２種類の偏光光束に分離する面、この分離面で分離された偏光光束を反射する面、および、一方の偏光光束の偏光軸を変換する面は、１つずつあれば足りる。したがって、偏光変換素子の製造に際しては、これらの面が形成されるように、最小限の数の光学素子を貼り合わせればよく、加工が容易となる。

ここで、光束収束素子として、回転楕円面状の反射面を有する楕円リフレクタを採用することも可能である。この場合、光源の発光中心をこの楕円リフレクタの第１焦点位置に配置することが好ましい。これにより、第１焦点位置から射出された光源光が回転楕円面状の反射面で一定方向に揃えられて反射され、第２焦点位置に収束性良く収束する。このように収束された光束の断面が小さいことから、偏光変換素子をはじめとした光学素子の小型化を一層促進できる。
また、このように収束性がよい光束が光束平行化素子に入射するので、光束平行化素子によって、光束をより確実に平行化できることになる。そして、この光束平行化素子によって平行化された光束が偏光変換素子に入射するため、偏光変換素子によってより確実に偏光変換でき、照明光学装置全体の光利用効率をより一層向上させることができる。

本発明の照明光学装置では、前記偏光変換素子は、前記光束収束素子により収束された光束の収束光軸に対して傾斜配置され、一方の直線偏光光束を透過し、他方の直線偏光光束を反射して、入射した光束を２種類の直線偏光光束に分離する偏光分離膜と、この偏光分離膜で反射した直線偏光光束を、透過した直線偏光光束の射出方向に反射する反射膜と、いずれか一方の直線偏光光束の偏光軸を、他方の直線偏光光束の偏光軸に変換する位相差板とを備え、前記偏光分離膜は、その光学的中心が前記収束光軸上に配置され、前記反射膜、前記光束分割光学素子、および前記集光素子は、その光学的中心が前記収束光軸に直交する方向にオフセットされた位置に配置されていることが好ましい。
ここで、偏光分離膜、および反射膜としては、誘電体多層膜等を採用でき、これらの膜は、例えば、白板ガラス板、石英ガラス板などに成膜される。
また、位相差板としては、高分子フィルム、水晶等から形成されたものを採用できる。

この発明によれば、光束収束素子により収束された光束の収束光軸上に光学的中心がくるように偏光変換素子が配置されている一方、当該光軸に直交する方向にオフセットされた位置に反射膜が配置されているため、例えば、ブリュースター角が４５°に設定された偏光分離膜の場合、偏光分離膜を透過した光束が光束分割光学素子の半分の領域に射出され、光束分割光学素子のもう半分の領域に、偏光分離膜および反射膜によって順次反射された光束が射出される。
このように、偏光分離膜、反射膜、位相差板が１つずつあれば偏光変換を十分行なえるため、偏光変換素子の構成を簡略化できる。この偏光変換素子を容易に製作することができる。
また、１つずつの偏光分離膜、反射膜、位相差板により偏光変換を行なうとき、光束平行化素子から射出された光束に１つの偏光分離膜を対応させ、目論見どおりの偏光変換性能を容易に実現できる。

なお、偏光分離膜、反射膜、位相差板の数は１つに限られないが、偏光変換性能の点では、これら偏光分離膜、反射膜、位相差板の数は少ないほうが好ましい。ただし、これら偏光分離膜、反射膜、位相差板を複数設ければ、光束平行化素子から射出された光束を当該光軸の光軸方向において小さい奥行きで捕えて偏光変換できるので、当該光軸方向における偏光変換素子の寸法を小さくできることになる。
つまり、偏光分離膜、反射膜、位相差板の貼りあわせ枚数は、光利用効率も考慮したうえで、照明光学装置が組み込まれる光学機器等の内部レイアウト等に応じて適宜調整すればよい。

本発明の照明光学装置では、前記偏光変換素子は、照明光軸に対して傾斜配置され、一方の直線偏光光束を透過し、他方の直線偏光光束を反射して、入射した光束を２種類の直線偏光光束に分離する偏光分離膜と、この偏光分離膜で反射した直線偏光光束を、透過した直線偏光光束の射出方向に反射する反射膜と、いずれか一方の直線偏光光束の偏光軸を、他方の直線偏光光束の偏光軸に変換する位相差板とをそれぞれ２つずつ備え、各偏光分離膜、各反射膜、および各位相差板は、照明光軸を中心として対称に配置されていることが好ましい。
ここで、偏光変換素子の具体的な構成としては、照明光軸を挟んで２つの偏光分離膜が光束射出前方に向かって拡開するＶ字状に配置され、その両側に反射膜が偏光分離膜と並行に配置されている構成を例示できる。
この発明によれば、偏光分離膜、反射膜、および位相差板が照明光軸を挟んで対称に配置されていることにより、上述のような収束光軸上に偏光分離膜の光学的中心が位置する構成と異なり、光源から射出された光束の光軸と偏光変換素子から射出される光束の光軸とが揃い、偏光変換素子の前後で当該光軸のずれが生じない。これにより、光学素子等の配置などに関し、設計が容易であり、照明光学装置をプロジェクタ等の光学電子機器に組み込む際にも、光源から被照明領域まで予め設定されている所定光軸を変更する必要がなく、組み込み性に優れる。
また、１つの偏光分離膜、反射膜から偏光変換素子を構成した場合と比べて、光束を該光束の光軸に沿って小さい奥行きで捕えることが可能となり、偏光変換素子の体積を小さくできる。

本発明のプロジェクタは、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、拡大投写するプロジェクタであって、前述のいずれかの照明光学装置を備えていることを特徴とする。
本発明によれば、照明光学装置が前述のような作用及び効果を具備するため、同様の作用および効果を享受できる。すなわち、高輝度化および小型化の両方に効率良く対応できるプロジェクタを提供できる。

以下、本発明の実施の第一実施形態を図面に基づいて説明する。
（１）外観構成
図１は、本実施形態に係るプロジェクタ１を上方前面側から見た斜視図である。図２は、プロジェクタ１を下方背面側から見た斜視図である。
プロジェクタ１は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し、スクリーン等の投写面上に拡大投写する。このプロジェクタ１は、図１または図２に示すように、略直方体状の外装ケース２、およびこの外装ケース２から露出する投写レンズ３（図１）を備える。
投写レンズ３は、筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成され、プロジェクタ１の装置本体により画像情報に応じて変調された光学像を拡大投写する。

外装ケース２は、合成樹脂製の筐体であり、プロジェクタ１の装置本体を収納する。この外装ケース２は、図１または図２に示すように、装置本体の上部部分を覆うアッパーケース２１と、装置本体の下部部分を覆うロアーケース２２と、装置本体の前面部分を覆うフロントケース２３（図１）と、装置本体の側面部分の一部を覆うサイドケース２４と、装置本体の背面部分の一部を覆うリアケース２５（図２）とを備える。
アッパーケース２１は、図１または図２に示すように、外装ケース２の上面、側面の一部、および背面の一部をそれぞれ形成する上面部２１Ａ（図１）、側面部２１Ｂ，２１Ｃ（図１）、および背面部２１Ｄ（図２）を含んで構成される。

上面部２１Ａは、図１に示すように、平面視略矩形形状を有し、平面視略中央部分から前面側、側面側、および背面側にかけて、なだらかに湾曲し、凸曲面形状を有し、外装ケース２の上面を形成する。また、この上面部２１Ａの前方側端縁は、図１に示すように、前方から見て右側部分が曲線上に切り欠かれるように形成されている。
この上面部２１Ａにおいて、後方側略中央部分には、図１に示すように、プロジェクタ１の起動・調整操作を実施する操作パネル２６が左右方向に延びるように設けられている。操作パネル２６の操作ボタン２６１を適宜押下すると、操作パネル２６内部に配置される図示しない回路基板に実装されたタクトスイッチと接触し、所望の操作が可能となる。また、前記回路基板には、図示しないＬＥＤ（Light Emitting Diode）が取り付けられており、所望の操作に応じて発光するようになっている。さらに、操作パネル２６は、操作ボタン２６１を囲むように配置される化粧板２６２を備えており、前記ＬＥＤからの光は化粧板２６２を介して拡散される。
なお、前述した操作パネル２６の回路基板は、後述する制御基板と電気的に接続され、操作ボタン２６１の押下に伴う操作信号は、制御基板に出力される。

また、この上面部２１Ａの前方側であって、前方から見て右側部分から、図１に示すように、投写レンズ３を上下左右に動かし、投写レンズ３の位置を調整する投写レンズ位置調整装置３０（図７参照）を構成する２つのダイアル３１１，３２１が露出している。この２つのダイアル３１１，３２１のうち、ダイアル３１１をＹ１方向（前方向）に回転させると、投写レンズ３がＹ３方向（下方）に動き、ダイアル３１１をＹ２方向（後方向）に回転させると、投写レンズ３がＹ４方向（上方）に動くこととなる。また、ダイアル３２１をＸ１方向（プロジェクタ１後方から見て右方向）に回転させると、投写レンズ３がＸ３方向（右方向）に動き、ダイアル３２１をＸ２方向（プロジェクタ１後方から見て左方向）に回転させると、投写レンズ３がＸ４方向（左方向）に動くこととなる。

側面部２１Ｂ，２１Ｃは、図１または図２に示すように、上面部２１Ａの長辺方向両端縁から略垂下し、投写方向両端縁が前面側および背面側に凸曲面を有するように湾曲している。
このうち、側面部２１Ｃにおいて、前方側には、図１に示すように、平面視コ字状の切り欠き２１Ｃ１が形成され、また、投写方向略中央部分から後方側にかけて、平面視コ字状の切り欠き２１Ｃ２が形成されている。

背面部２１Ｄは、図２に示すように、上面部２１Ａの短辺方向後方側端縁から略垂下し、長辺方向両端縁が湾曲して側面部２１Ｂ，２１Ｃと接続する。
この背面部２１Ｄにおいて、後方側から見て左側から長辺方向略中央部分にかけて、図２に示すように、平面視コ字状の切り欠き２１Ｄ１が形成されている。
また、この背面部２１Ｄにおいて、後方側から見て右側には、図２に示すように、リモコン受光窓２１Ｄ２が形成されている。そして、このリモコン受光窓２１Ｄ２の内側には、図示しないリモートコントローラからの操作信号を受信する図示しないリモコン受光モジュールが配置されている。
なお、リモートコントローラには、前述した操作パネル２６に設けられる起動スイッチ、調整スイッチ等と同様のものが設けられていて、リモートコントローラを操作すると、この操作に応じた赤外線信号がリモートコントローラから出力され、赤外線信号は、リモコン受光窓２１Ｄ２を介してリモコン受光モジュールで受光され、後述する制御基板で処理される。

ロアーケース２２は、図２に示すように、外装ケース２の底面、側面の一部、および背面の一部をそれぞれ形成する、底面部２２Ａ、側面部２２Ｂ，２２Ｃ、および背面部２２Ｄを含んで構成される。
底面部２２Ａは、図２に示すように、略矩形状の平坦面で構成され、外装ケース２の底面を形成する。
この底面部２２Ａにおいて、後方側長辺方向略中央部分には、図２に示すように、プロジェクタ１の脚部を構成する固定脚部２２Ａ１が設けられている。また、前方側長辺方向両端部分には、下方側に膨出する膨出部２２Ａ２が形成され、この膨出部２２Ａ２には、固定脚部２２Ａ１とともにプロジェクタ１の脚部を構成する調整脚部２２Ａ３が設けられている。
このうち、調整脚部２２Ａ３は、膨出部２２Ａ２から底面部２２Ａの面外方向に進退自在に突出し、プロジェクタ１の投写時におけるプロジェクタ１の前後方向および左右方向の傾斜位置を調整可能としている。

また、底面部２２Ａにおいて、後方から見て左側であって、短辺方向略中央部分には、図２に示すように、外装ケース２内部と連通する吸気口２Ａが形成されている。
この吸気口２Ａは、外装ケース２外部の冷却空気を外装ケース２内部に取り込む開口であり、この吸気口２Ａには、複数の開口が形成されたカバー２Ａ１が取り付けられている。

さらに、底面部２２Ａにおいて、後方側長辺方向両端部分には、図２に示すように、底面部２２Ａの面外方向に突出する平面視略Ｌ字状の位置決めリブ２２Ａ４と、この位置決めリブ２２Ａ４のＬ字状内側に位置するねじ孔２２Ａ５とが形成されている。

側面部２２Ｂ，２２Ｃは、図１または図２に示すように、底面部２２Ａの長辺方向両端縁から上方に立設するものであり、投写方向両端縁が前面側および背面側に凸曲面を有するように湾曲している。
側面部２２Ｂ，２２Ｃにおいて、前方側下端部分には、図１または図２に示すように、底面部２２Ａの膨出部２２Ａ２と略連続して外側に膨出する膨出部２２Ｂ１（図２），２２Ｃ１（図１）が形成されている。
また、側面部２２Ｃにおいて、前方側には、図１に示すように、平面視コ字状の切り欠き２２Ｃ１が形成され、また、投写方向略中央部分から後方側にかけて、平面視コ字状の切り欠き２２Ｃ２が形成されている。そして、アッパーケース２１の切り欠き２１Ｃ１およびロアーケース２２の切り欠き２２Ｃ１が接続することで、外装ケース２内部の空気を外装ケース２外部に排出するための排出口２Ｂが形成される。また、アッパーケース２１の切り欠き２１Ｃ２およびロアーケース２２の切り欠き２２Ｃ２が接続することで、サイドケース２４と係合する開口２Ｃが形成される。

背面部２２Ｄは、図２に示すように、底面部２２Ａの長辺方向後方側端縁から上方に立設するものであり、アッパーケース２１の背面部２１Ｄと略同様に、長手方向両端縁が湾曲して側面部２２Ｂ，２２Ｃと接続する。
この背面部２２Ｄにおいて、上端側長手方向略中央部分には、図２に示すように、外装ケース２の内側に窪み、底面部分に矩形状の開口２２Ｄ１が形成されている。そして、この開口２２Ｄ１を介して内部のインレットコネクタ２７が露出し、外部の電力をプロジェクタ１の装置本体に供給可能としている。

フロントケース２３は、図１に示すように、左右方向に延びる略楕円形状に形成され、前方から見て右側部分が上下方向に膨出している。そして、このフロントケース２３は、アッパーケース２１およびロアーケース２２が接続された状態で前面側に形成される開口に係合し、外装ケース２の前面を形成する。

このフロントケース２３において、前方から見て右側部分には、図１に示すように、外装ケース２の内側に窪み、この窪みの中心部分に略円形状の開口２３１が形成されている。そして、この開口２３１は、投写レンズ３の先端部分を露出させる。
また、このフロントケース２３において、長手方向略中央部分には、図１に示すように、前述のリモコン受光窓２１Ｄ２と同様のリモコン受光窓２３２が設けられている。そして、これらリモコン受光窓２１Ｄ２およびリモコン受光窓２３２を介して、プロジェクタ１の前方および後方の双方から図示しないリモートコントローラを用いてプロジェクタ１の遠隔操作を実施できるように構成されている。

さらに、このフロントケース２３において、前方から見て左側部分には、図１に示すように、プロジェクタ１の製造会社名、または製品名等が記載された情報表示板２８が取り付けられている。
この情報表示板２８は、上面に製造会社名、または製品名等の情報が記載された略矩形状の板体であり、フロントケース２３に対して回転自在とするとともに、該回転軸を中心として１８０°の回転対称となる二位置でフロントケース２３に対して取り付け可能に構成されている。

サイドケース２４は、図１に示すように、断面略円弧状の板体から構成され、外装ケース２の開口２Ｃに係合し、アッパーケース２１の側面部２１Ｂ，２１Ｃ、およびロアーケース２２の側面部２２Ｂ，２２Ｃとともに、外装ケース２の側面を形成する。
このサイドケース２４の内側には、プロジェクタ１の装置本体を構成する後述する光源装置が配置され、サイドケース２４を外装ケース２から取り外すことで、前記光源装置を装置本体に着脱自在とする。すなわち、サイドケース２４は、本発明に係るランプ蓋に相当する。
また、サイドケース２４の下端側には、図２に示すように、固定用孔２４１が形成され、ねじ等により外装ケース２内部の固定部材に固定される。

リアケース２５は、略矩形状の板体から構成され、該板体の各端縁から後方側に突出する突出部２５１を有し、断面略コ字状に形成されている。このリアケース２５は、突出部２５１の先端部分と、アッパーケース２１の背面部２１Ｄに形成された切り欠き２１Ｄ１、およびロアーケース２２の背面部２２Ｄの上端部分とが接続し、アッパーケース２１およびロアーケース２２が接続された状態で背面側に形成される開口部分を塞ぐ。そして、このリアケース２５は、アッパーケース２１の背面部２１Ｄおよびロアーケース２２の背面部２２Ｄとともに、外装ケース２の背面を形成する。
このリアケース２５において、突出部２５１の上端側には、図２に示すように、２つの孔２５１Ａが形成されている。そして、これら２つの孔２５１Ａ、ロアーケース２２の底面部２２Ａに形成された位置決めリブ２２Ａ４、およびねじ孔２２Ａ５により、図示しないケーブルカバーが位置決めされて外装ケース２に対して固定される。
また、このリアケース２５には、図２に示すように、複数の孔２５２が形成され、これら複数の孔２５２を介して、外部の電子機器からの画像信号、音声信号等を入力するための複数の接続端子２５３が外部に露出している。このリアケース２５の内側には、接続端子２５３から入力される信号を処理する図示しないインターフェース基板が配置されている。
なお、前記インターフェース基板は、後述する制御基板と電気的に接続され、前記インターフェース基板にて処理された信号は、制御基板に出力される。

（２）内部構成
図３ないし図５は、プロジェクタ１の内部構成を示す図である。具体的に、図３は、図１の状態からアッパーケース２１、フロントケース２３、およびサイドケース２４を取り外した状態を示す図である。図４は、図３の状態から上部シールド板をさらに取り外した状態を示す図である。図５は、図４の状態から制御基板をさらに取り外した状態を示す図である。
外装ケース２の内部には、図３ないし図５に示すように、プロジェクタ１の装置本体が収容されており、この装置本体は、外装ケース２の長手方向に沿って左右方向に延び、一方の端部が前方に延びる平面視略Ｌ字状の光学ユニット４（図５）と、この光学ユニット４の上方およびフロントケース２３の内側にそれぞれ配置される制御基板５と、光学ユニット４のＬ字状内側に配置される電源ユニット６と、外装ケース２内部を冷却する冷却ユニット７（図５）とを備えている。

図６は、光学ユニット４の光学系を模式的に示す図である。
光学ユニット４は、光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、投写レンズ３を介してスクリーン上に投写画像を形成するものである。この光学ユニット４は、図６に示すように、照明光学装置としてのインテグレータ照明光学系４１と、色分離光学系４２と、光学フィルタ４２Ａと、リレー光学系４３と、光変調装置および色合成光学装置を一体化した光学装置４４と、これら光学部品４１，４２，４２Ａ，４３，４４を収納配置する合成樹脂製の光学部品用筐体４５とに機能的に大別される。

インテグレータ照明光学系４１は、光源から射出された光束の偏光変換および均一化を図る光学系である。このインテグレータ照明光学系４１は、詳しくは後述するが、光源装置４１１、偏光変換素子４１２、光束分割光学素子としての第１レンズアレイ４１３、集光素子としての第２レンズアレイ４１４、および重畳レンズ４１５を備えている。光源装置４１１から射出された光束は偏光変換素子４１２によって偏光軸が変換され、第１レンズアレイ４１３および第２レンズアレイ４１４によって均一化され、そして、重畳レンズ４１５によって、最終的に、被照明領域としての液晶パネル（後述）の画像形成領域に重畳される。

色分離光学系４２は、２枚のダイクロイックミラー４２１，４２２と、反射ミラー４２３とを備える。インテグレータ照明光学系４１から射出された複数の部分光束は、２枚のダイクロイックミラー４２１，４２２により赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離される。
光学フィルタ４２Ａは、２枚のダイクロイックミラー４２１，４２２の間に配置され、ダイクロイックミラー４２１を透過した光束についてスペクトル補正を実施する。そして、この光学フィルタ４２Ａは、比較的光強度の高い色光（例えば、緑色光および青色光等）のスペクトル補正を実施することで、投写画像のコントラストの低下を防止している。この光学フィルタ４２Ａは、具体的な図示は省略するが、青板ガラスまたは白板ガラス等からなるガラス基板と、このガラス基板の表面に屈折率の異なる２種類の薄膜が交互に積層された光学変換膜とを含んで構成される。

また、この光学フィルタ４２Ａは、光学部品用筐体４５に設けられたフィルタ移動機構４５Ａ（図５）によって光束の光路内外に移動される。すなわち、光学フィルタ４２Ａは、照明光軸Ａに対して略垂直になるように照明光軸Ａ上に配置されている。この状態から、フィルタ移動機構４５Ａは、図６中矢印Ｒで示すように、光学フィルタ４２Ａの姿勢を変えながら、光学部品用筐体４５の光路外にスライドさせる。
リレー光学系４３は、入射側レンズ４３１と、一対のリレーレンズ４３３と、反射ミラー４３２，４３５とを備えている。このリレー光学系４３は、色分離光学系４２で分離された色光である青色光を光学装置４４の後述する青色光用の液晶パネルまで導く機能を有している。

この際、色分離光学系４２のダイクロイックミラー４２１では、インテグレータ照明光学系４１から射出された光束のうち、緑色光成分と青色光成分とは透過し、赤色光成分は反射する。ダイクロイックミラー４２１によって反射した赤色光は、反射ミラー４２３で反射し、フィールドレンズ４１９を通って、赤色光用の液晶パネルに到達する。このフィールドレンズ４１９は、第２レンズアレイ４１４から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。青色光および緑色光用の液晶パネルの光入射側に設けられたフィールドレンズ４１９も同様である。

また、ダイクロイックミラー４２１を透過した青色光と緑色光のうち、緑色光は、ダイクロイックミラー４２２によって反射し、フィールドレンズ４１９を通って、緑色光用の液晶パネルに到達する。一方、青色光は、ダイクロイックミラー４２２を透過してリレー光学系４３を通り、さらにフィールドレンズ４１９を通って、青色光用の液晶パネルに到達する。
なお、青色光にリレー光学系４３が用いられているのは、青色光の光路の長さが他の色光の光路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。すなわち、入射側レンズ４３１に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ４１９に伝えるためである。なお、リレー光学系４３には、３つの色光のうちの青色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、赤色光を通す構成としてもよい。

光学装置４４は、入射された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。この光学装置４４は、色分離光学系４２で分離された各色光が入射される３つの入射側偏光板４４２と、これら入射側偏光板４４２の後段に配置される液晶パネル４４１（赤色光用を４４１Ｒ、緑色光用を４４１Ｇ、青色光用を４４１Ｂとする）および射出側偏光板４４４と、クロスダイクロイックプリズム４４５とを備える。
液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂは、例えば、ポリシリコンＴＦＴ（Thin Film Transistor）をスイッチング素子として用いたものであり、対向配置される一対の透明基板内に液晶が密封封入されている。そして、この液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂは、矩形状の画像形成領域を有し、入射側偏光板４４２を介して入射する光束を画像情報に応じて変調して射出する。

入射側偏光板４４２は、色分離光学系４２で分離された各色光のうち、一定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、サファイアガラス等の基板に偏光膜が貼付されたものである。
また、射出側偏光板４４４も、入射側偏光板４４２と略同様に構成され、液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂから射出された光束のうち、所定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、透過させる偏光光の偏光軸は、入射側偏光板４４２における透過させる偏光光の偏光軸に対して直交するように設定されている。

クロスダイクロイックプリズム４４５は、射出側偏光板４４４から射出され、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ものである。このクロスダイクロイックプリズム４４５には、赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが、４つの直角プリズムの界面に沿って略Ｘ字状に設けられ、これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成される。
以上説明した液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ、射出側偏光板４４４およびクロスダイクロイックプリズム４４５は、一体的にユニット化されている。

（３）インテグレータ照明光学系の構成
図７には、インテグレータ照明光学系４１が示されている。
光源装置４１１は、光源としての光源ランプ４１１Ａと、光束収束素子としての楕円リフレクタ４１１Ｂと、副反射鏡４１１Ｃと、光束平行化素子としての平行化凹レンズ４１１Ｄとを備えている。
光源ランプ４１１Ａは、中央部が球状に膨出した石英ガラス管から構成され、中央部分が発光部４１１Ａ１とされ、この発光部４１１Ａ１の両側に延びる部分が封止部４１１Ａ２とされている。
この光源ランプ４１１Ａには、本実施形態では、アーク長の短い超高圧水銀ランプを採用している。なお、光源ランプ４１１Ａとして、例えば高圧水銀ランプやメタルハライドランプ、ハロゲンランプ等を採用してもよいが、アーク長が短く、輝度分布が少なく、集光効率もよい点で、超高圧水銀ランプを好適に採用できる。

楕円リフレクタ４１１Ｂは、図７に断面で示すように、光源ランプ４１１Ａの封止部４１１Ａ２が挿通される首状部４１１Ｂ１及びこの首状部４１１Ｂ１から拡がる回転楕円面状の反射部４１１Ｂ２を備えている。
首状部４１１Ｂ１には、中央に挿入孔４１１Ｂ３が形成されており、この挿入孔４１１Ｂ３に封止部４１１Ａ２が配置される。
反射部４１１Ｂ２の楕円面状のガラス面は、金属薄膜蒸着により、増反射作用を有する誘電体多層膜が成膜された反射面４１１Ｂ４となっている。

副反射鏡４１１Ｃは、発光部４１１Ａ１の光束射出前方側の略半分を覆う反射部材であり、椀状に成形された石英ガラスの内面には、楕円リフレクタ４１１Ｂの反射面４１１Ｂ４とほぼ同様の誘電体多層膜が形成されている。
この副反射鏡４１１Ｃは、光源ランプ４１１Ａに無機系接着剤等で取り付けられ、さらに、この副反射鏡４１１Ｃが取り付けられた光源ランプ４１１Ａは、楕円リフレクタ４１１Ｂに固定される。この固定の際には、光源ランプ４１１Ａの封止部４１１Ａ２を楕円リフレクタ４１１Ｂの挿入孔４１１Ｂ３に挿入し、発光部４１１Ａ１内の発光中心が反射面４１１Ｂ４の第１焦点の位置となるように光源ランプ４１１Ａを配置し、挿入孔４１１Ｂ３内部にシリカ・アルミナを主成分とする無機系接着剤を充填する。

この光源ランプ４１１Ａを点灯すると、発光部４１１Ａ１から放射された光束は楕円リフレクタ４１１Ｂの反射面４１１Ｂ４で反射され、第２焦点位置に向かって収束する収束光となる。
ここで、楕円リフレクタ４１１Ｂは、その回転楕円面により、数あるリフレクタの中でも収束性に優れており、収束光束の断面（集光スポット）を小さくできる。
また、発光部４１１Ａ１から楕円リフレクタ４１１Ｂの開口側に射出された光束が副反射鏡４１１Ｃによって楕円リフレクタ４１１Ｂに反射されるので、光源ランプ４１１Ａから射出されたほとんどすべての光束を楕円リフレクタ４１１Ｂによって第２焦点位置に収束することができることになり、光源光を無駄なく利用できるようになっている。

一方、この楕円リフレクタ４１１Ｂによって反射された光束が収束する第２焦点位置の近傍前段（光源ランプ４１１Ａ側）には、平行化凹レンズ４１１Ｄが配置されている。
この平行化凹レンズ４１１Ｄは、光束入射面が双曲面の凹面、光束射出面は平面であり、楕円リフレクタ４１１Ｂから反射され、収束された光束を平行化して射出するものであるが、上述のように楕円リフレクタ４１１Ｂは収束性に優れているため、この平行化凹レンズ４１１Ｄによって入射光束を効率良く、確実に平行化できることになる。
また、平行化凹レンズ４１１Ｄの光束入射面側には反射防止膜（ＡＲコート・Anti Reflection Coating）が形成されていることにより、光の反射を防止してより多くの光束を射出できる。一方、射出面側には紫外線反射膜が形成されているので、紫外線によって液晶パネル４４１などの光学素子が劣化するのを防止できる。

偏光変換素子４１２は、この平行化凹レンズ４１１Ｄの後段（光源ランプ４１１Ａと反対側）、かつ第１レンズアレイ４１３の前段に配置されている。
この偏光変換素子４１２は、平行化凹レンズ４１１Ｄから射出された光を１種類の偏光光に変換するものであり、これにより、光学装置４４での光の利用効率が大幅に高められている。すなわち、偏光光を変調するタイプの液晶パネル４４１を用いたプロジェクタでは１種類の偏光光しか利用できないため、ランダムな偏光光を発する光源ランプ４１１Ａからの光束の略半分が利用されない。このため、偏光変換素子４１２を用いて、光源ランプ４１１Ａから射出された光束を１種類の偏光光に変換するのである。
ここで、上述した楕円リフレクタ４１１Ｂによって一旦収束される（絞られる）光束が平行化凹レンズ４１１Ｄを介して偏光変換素子４１２に入射するので、光路が拡がりすぎず、偏光変換素子４１２や平行化凹レンズ４１１Ｄを小型化できる。これらの偏光変換素子４１２や平行化凹レンズ４１１Ｄのサイズは、収束された光束の断面に応じて適宜決められる。

このような偏光変換素子４１２は、各１枚の偏光分離膜４１２Ｃ，反射膜４１２Ｄ、位相差板４１２Ｅを備え、入射した光束を一括して偏光変換するものとなっており、各１枚の偏光分離膜４１２Ｃ，反射膜４１２Ｄ、位相差板４１２Ｅをガラス基材を介して貼り合わせ、容易に製造することができる。
この偏光変換素子４１２は、外観が断面台形の柱状のガラス体であり、偏光分離膜４１２Ｃおよび反射膜４１２Ｄが成膜される断面平行四辺形（鋭角角度が４５°）のガラス部材４１２Ａと、断面直角二等辺三角形（鋭角角度が４５°）のガラス部材４１２Ｂと、フィルム状の位相差板４１２Ｅとが貼り合わせられて形成されている。

偏光分離膜４１２Ｃは、光源装置４１１から射出される光束の光軸に対してブリュースター角が略４５°に設定された誘電体多層膜等で構成され、偏光軸がランダムである光源光を２種類の直線偏光光束に分離するものであり、偏光分離膜４１２Ｃの入射面に対して、平行な偏光軸を有する光束（Ｓ偏光光束）を反射し、該Ｓ偏光光束と直交する偏光軸を有する光束（Ｐ偏光光束）を透過するものである。
この偏光分離膜４１２Ｃは、ガラス部材４１２Ａの断面平行四辺形における対向辺となる一方の面に、ガラス部材４１２Ａの外部を光束入射面側として形成されており、ガラス部材４１２Ａの偏光分離膜４１２Ｃが形成された側には、ガラス部材４１２Ｂが貼り合せられる。

反射膜４１２Ｄは、例えば、高反射性を有するＡｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｃｒ等の単一金属材料、これら複数種類の金属を含む合金等で構成され、偏光分離膜４１２Ｃで反射されるＳ偏光光束を反射するものである。
この反射膜４１２Ｄは、ガラス部材４１２Ａの偏光分離膜４１２Ｃとは反対側の面に、ガラス部材４１２Ａの外部を光束入射面側として形成されている。つまり、本実施形態では、反射膜４１２Ｄは、偏光分離膜４１２Ｃと平行に配置されているが、偏光分離膜４１２Ｃおよび反射膜４１２Ｄの傾斜角度はこれに限らず、入射光の特性や配光分布、各光学素子の特性などに応じて、適宜決めることができる。

位相差板４１２Ｅは、高分子フィルム、水晶等から形成され、偏光分離膜４１２Ｃを透過した一方の直線偏光光束の偏光軸を９０°回転させて他方の直線偏光光束の偏光軸と同一にするものである。本実施形態では、位相差板４１２Ｅは偏光分離膜４１２Ｃから射出された光束が透過する部分に貼り付けられ、偏光分離膜４１２Ｃを透過するＰ偏光光束の偏光軸を９０°回転させている。
この位相差板４１２Ｅは、ガラス部材４１２Ｂの一方の斜面（ガラス部材４１２Ａと面一になる方の斜面）に貼り合わせられる。

このような偏光変換素子４１２は、偏光分離膜４１２Ｃが楕円リフレクタ４１１Ｂにより収束された光束の収束光軸Ｂに対して平面視で略４５°傾斜し、当該偏光分離膜４１２Ｃの光学的中心が収束光軸Ｂ上にくるように配置されている。このとき、反射膜４１２Ｄは、この偏光分離膜４１２Ｃと並行に配置され、その光学的中心が収束光軸Ｂに直交する方向にオフセットされ、照明光軸Ａ上にくるように配置されている。
これにより、偏光分離膜４１２Ｃを透過した光束を第１レンズアレイ４１３の半分の領域に射出し、第１レンズアレイ４１３のもう半分の領域に、偏光分離膜４１２Ｃおよび反射膜４１２Ｄによって順次反射された光束を射出することができるので、偏光分離膜４１２Ｃ、反射膜４１２Ｄ，位相差板４１２Ｅを複数備える必要がないことがわかる。

第１レンズアレイ４１３は、照明光軸Ａ方向から見てほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列されて構成されている。この第１レンズアレイ４１３は、その光学的中心が照明光軸Ａ上にあり、前段に配置された偏光変換素子４１２から射出された光束を部分光束に分割し、照明光軸Ａに沿って射出する。
第２レンズアレイ４１４は、第１レンズアレイ４１３と略同様に小レンズがマトリクス状に配列された構成であり、重畳レンズ４１５と共に第１レンズアレイ４１３によって分割された複数の部分光束を集光する。

重畳レンズ４１５は、第１レンズアレイ４１３、第２レンズアレイ４１４、及び偏光変換素子４１２を経た複数の部分光束を集光して液晶パネル４４１の画像形成領域上に重畳させるレンズである。この重畳レンズ４１５は、本実施形態では球面レンズであるが、非球面レンズを用いることも可能である。

以上説明したインテグレータ照明光学系４１では、光源ランプ４１１Ａを用いて、以下に説明するように、液晶パネル４４１の画像形成領域を照明する。
光源である光源ランプ４１１Ａから放射された光束は、楕円リフレクタ４１１Ｂの反射面４１１Ｂ４によって楕円リフレクタ４１１Ｂの光束射出前方に揃えて反射され、第２焦点位置に向かって収束される。そして、この光束は、第２焦点位置の近傍前段で平行化凹レンズ４１１Ｃによって平行化され、偏光変換素子４１２に向かって射出される。このとき射出される光束の光軸は、収束光軸Ｂである。

図８は、偏光変換素子４１２の偏光変換を説明する図である。
偏光変換素子４１２に入射した光束は、ランダムな偏光軸を有する光束であり、偏光分離膜４１２Ｃにより、Ｐ偏光光束およびＳ偏光光束に分離される。すなわち、Ｐ偏光光束は、偏光分離膜４１２Ｃを透過し、Ｓ偏光光束は偏光分離膜４１２Ｃによって反射され、光路が略９０°変換される。そして、偏光分離膜４１２Ｃで反射したＳ偏光光束は、反射膜４１２Ｄによって反射され、再度、光路が略９０°変換され、偏光変換素子４１２に入射した光と略同一方向に進む。また、偏光分離膜４１２Ｃを透過したＰ偏光光束は、位相差板４１２Ｅに入射し、偏光軸が９０°回転されることにより、Ｓ偏光光束として射出される。
これにより、偏光変換素子４１２からは１種類の直線偏光光束であるＳ偏光光束が射出され、光束の光軸を照明光軸Ａとして、第１レンズアレイ４１３に射出される。
ここで、偏光変換素子４１２が第１レンズアレイ４１３および第２レンズアレイ４１４の後段ではなく前段に配置されているため、第１レンズアレイ４１３および第２レンズアレイ４１４で分割・集光される各部分光束ごとに偏光変換をする必要がなく、収束された光束を一括して偏光変換可能となる。したがって、偏光変換素子４１２に平行光束を確実に入射させ、目論見どおりの偏光変換性能を実現して光の利用効率を向上させることができる。

なお、上述の構成では、偏光分離膜４１２はＳ偏光光束を透過させ、Ｐ偏光光束を反射していたが、この逆に、偏光分離膜４１２ＣがＰ偏光光束を透過させるとともにＳ偏光光束を反射し、反射膜４１２ＤがＳ偏光光束を反射する構成としても、略同様に偏光変換することができる。
また、位相差板４１２Ｅは、偏光分離膜４１２Ｃおよび反射膜４１２Ｄのいずれかの射出側に配置されていればよく、偏光変換素子４１２として１種類の直線偏光光束を生成できることに変わりはない。

偏光変換素子４１２から射出された光束は、第１レンズアレイ４１３に入射し、各小レンズによって入射光束が分割される。ここで分割された光束はそれぞれ光源の像となっており、第２レンズアレイ４１４の各小レンズにそれぞれ入射する。そして、この分割光束は第２レンズアレイ４１４の各小レンズと重畳レンズ４１５とによって集光され、最終的に、フィールドレンズ４１９を介して液晶パネル４４１の画像形成領域に重畳し、結像することになる。これによって液晶パネル４４１の画像形成領域が隅々まで均一に、光量十分に照明される。また、楕円リフレクタ４１１Ｂにより、光束が一旦収束されているので、光路が拡がりすぎず、液晶パネル４４１の画像形成領域に対する入射角度が大きくならないので、液晶パネル４４１で形成される画像のコントラストが向上する。
さらに、液晶パネル４１１で変調された光が投写レンズ３に十分な光量で呑みこまれるため、Ｆナンバーの大きい投写レンズを使用しなくても投写画像を明るくでき、スクリーン等にむらのない高品位な画像を投写できる。

〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
なお、以下の説明では、既に説明した実施形態と同様の構成については、同一符号を付して、説明を省略もしくは簡略化する。
第１実施形態では、各１枚の偏光分離膜４１２Ｃ，反射膜４１２Ｄ、位相差板４１２Ｅを含んで構成される偏光変換素子４１２が使用されていた。
これに対して、本実施形態では、各２枚の偏光分離膜、反射膜、位相差板を含んで偏光変換素子が構成されている点が相違する。その他の構成は、第１実施形態と略同様である。以下、偏光変換素子を中心に説明する。

図９には、本実施形態における偏光変換素子６１２が示されている。
偏光変換素子６１２は、２枚の偏光分離膜６１２Ｃと、２枚の反射膜６１２Ｄと、２枚の位相差板６１２Ｅと、これらの基材となるガラス部材６１２Ａ，６１２Ｂとを備え、第１実施形態の偏光変換素子４１２を照明光軸Ａに対して軸対称に並べた態様となっている。つまり、照明光軸Ａに沿って光束射出前方を見ると、２枚の偏光分離膜６１２Ｃは略Ｖ字状に拡開するように配置されており、その両側に、２枚の反射膜４１２Ｄがそれぞれ配置されていることになる。
このことから、偏光変換素子６１２は、照明光軸Ａを挟んだ両側で偏光変換素子６１２に向かう光束を按分して偏光分離、反射できることになる。よって、照明光軸Ａの方向において、小さい奥行きで光束を捕えることが可能となるから、偏光変換素子６１２の体積を小さなものとできる。
なお、２つの位相差板４１２Ｅは面一に配置されているが、これら２枚の位相差板４１２Ｅを１枚にまとめて形成しても構わない。

さらに、この偏光変換素子６１２は照明光軸Ａを挟むように対称に構成されているため、光源ランプ４１１Ａから射出された光束の光軸と偏光変換素子４１２から射出される光束の光軸とが、ともに照明光軸Ａとなり、互いに一致する。つまり、第１実施形態のように、偏光変換素子４１２に偏光変換される間に光束の光軸がずれることがない。
したがって、この偏光変換素子６１２によれば、各光学素子の配置関係など、光学的な設計が容易であり、インテグレータ照明光学系４１を他の光学機器に組み込む際にも、光源から被照明領域まで予め設定されている所定光軸を変更する必要がなく、組み込み性に優れる。

本発明は、前述の各実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含むものである。
本発明の照明光学装置が備える光束収束素子、光束平行化素子、光束分割光学素子、集光素子等は、前記実施形態に限定されない。
例えば、光束収束素子として、前記実施形態の楕円リフレクタ４１１Ｂのような回転楕円面状の反射面を有するリフレクタに限らず、放物面状の反射面を有するリフレクタおよび、このリフレクタで反射された光束を収束する凸レンズを採用してもよい。

また、光束平行化素子は、前記実施形態の平行化凹レンズ４１１Ｄのような、入射面が非球面（または球面）であり、射出面が平面状の凹レンズに限らず、凸状の平行化凸レンズであってもよい。例としては、光束入射面を非球面の凸面とし、光束射出面を平面とする平行化レンズ等が挙げられる。この場合には、光束収束素子で収束した光が発散する位置にこの平行化凸レンズを配置すればよい。

本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

本発明の照明光学装置は、例えば、プロジェクタの照明光学装置のほか、その他の光学機器、光学電子機器等にも広く採用することができる。

本発明の第１実施形態におけるプロジェクタを上方前面側から見た斜視図。 前記実施形態におけるプロジェクタを下方背面側から見た斜視図。 前記実施形態におけるプロジェクタの内部構成を示す図。 前記実施形態におけるプロジェクタの内部構成を示す図。 前記実施形態におけるプロジェクタの内部構成を示す図。 前記実施形態における光学ユニットの光学系を模式的に示す図。 前記実施形態における照明光学装置を模式的に示す図。 前記実施形態における偏光変換素子の偏光変換を説明する図。 本発明の第２実施形態における照明光学装置を模式的に示す図。

符号の説明

１・・・プロジェクタ、４１・・・インテグレータ照明光学系（照明光学装置）、４１１Ａ・・・光源ランプ（光源）、４１１Ｂ・・・楕円リフレクタ（光束収束素子）、４１１Ｂ４・・・反射面、４１１Ｄ・・・平行化凹レンズ（光束平行化素子）、４１２，６１２・・・偏光変換素子、４１２Ｃ，６１２Ｃ・・・偏光分離膜、４１２Ｄ，６１２Ｄ・・・反射膜、４１２Ｅ，６１２Ｅ・・・位相差板、４１３・・・第１レンズアレイ（光束分割光学素子）、４１４・・・第２レンズアレイ（集光素子）、Ａ・・・照明光軸、Ｂ・・・収束光軸。

Claims (4)

1. 光源から射出された光束を複数の部分光束に分割し、各部分光束を被照明領域上に重畳させる照明光学装置であって、
   前記光源から射出された光束を一定方向に揃えるとともに、該光束を収束させる光束収束素子と、
   この光束収束素子により収束された光束を平行化する光束平行化素子と、
   この光束平行化素子により平行化された光束の偏光軸を１種類の直線偏光光束に変換する偏光変換素子と、
   照明光軸に直交する面内に複数の小レンズをマトリクス状に配列して構成されるとともに、この偏光変換素子により変換された光束を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子と、
   この光束分割光学素子により分割された各部分光束を、前記被照明領域上に重畳させる集光素子とを備えていることを特徴とする照明光学装置。
2. 請求項１に記載の照明光学装置において、
   前記偏光変換素子は、前記光束収束素子により収束された光束の収束光軸に対して傾斜配置され、一方の直線偏光光束を透過し、他方の直線偏光光束を反射して、入射した光束を２種類の直線偏光光束に分離する偏光分離膜と、
   この偏光分離膜で反射した直線偏光光束を、透過した直線偏光光束の射出方向に反射する反射膜と、
   いずれか一方の直線偏光光束の偏光軸を、他方の直線偏光光束の偏光軸に変換する位相差板とを備え、
   前記偏光分離膜は、その光学的中心が前記収束光軸上に配置され、
   前記反射膜、前記光束分割光学素子、および前記集光素子は、その光学的中心が前記収束光軸に直交する方向にオフセットされた位置に配置されていることを特徴とする照明光学装置。
3. 請求項１に記載の照明光学装置において、
   前記偏光変換素子は、照明光軸に対して傾斜配置され、一方の直線偏光光束を透過し、他方の直線偏光光束を反射して、入射した光束を２種類の直線偏光光束に分離する偏光分離膜と、
   この偏光分離膜で反射した直線偏光光束を、透過した直線偏光光束の射出方向に反射する反射膜と、
   いずれか一方の直線偏光光束の偏光軸を、他方の直線偏光光束の偏光軸に変換する位相差板とをそれぞれ２つずつ備え、
   各偏光分離膜、各反射膜、および各位相差板は、照明光軸を中心として対称に配置されていることを特徴とする照明光学装置。
4. 光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、拡大投写するプロジェクタであって、
   請求項１から請求項３のいずれかに記載の照明光学装置を備えていることを特徴とするプロジェクタ。
   

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