JP2007108625A - 照明装置及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】高輝度のプロジェクタに好適に用いることのできる２灯式の照明装置であって、複数の光源装置のうちいずれかの光源装置において発光管の発光が弱まったり切れたりしても、被照明領域における面内光強度分布が不均一になることが抑制されるとともに投写画像の品質が劣化することも抑制される照明装置を提供する。
【解決手段】偏光ビームスプリッタ１９０と、第１の偏光光源装置１７０と、第２の偏光光源装置１８０とを備えた照明装置。第１の偏光光源装置１７０及び第２の偏光光源装置１８０は、光源装置１１０ａ，１１０ｂと、偏光分離プリズム１７１，１８１と、λ／２板１７６，１８６とを有し、偏光ビームスプリッタ１９０は、第１の偏光光源装置１７０から射出されたＰ偏光成分に係る照明光束と第２の偏光光源装置１８０から射出されたＳ偏光成分に係る照明光束とを合成して射出するように構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、照明装置及びプロジェクタに関する。

従来より高輝度のプロジェクタが求められており、その要求に応えるものとして２つの光源装置を有するプロジェクタ（いわゆる２灯式のプロジェクタ）が提案されている。図１０は、従来の２灯式のプロジェクタ９００を説明するために示す図である。

従来の２灯式のプロジェクタ９００は、図１０に示すように、被照明領域側に略平行光を射出する２灯式の照明装置９０２と、照明装置９０２からの照明光束を画像情報に応じて変調する液晶装置９７０と、液晶装置９７０によって変調された光を投写する投写光学系９８０とを備えている。照明装置９０２は、２つの光源装置９１０ａ，９１０ｂと、これら２つの光源装置９１０ａ，９１０ｂからの光を合成する三角プリズム９０３と、三角プリズム９０３で合成された光を略平行化する平行化レンズと、平行化レンズ９１８からの光を複数の部分光束に分割する複数の第１小レンズを有する第１レンズアレイ９２０と、第１小レンズに対応する複数の第２小レンズを有する第２レンズアレイ９３０と、入射光を１種類の直線偏光に揃えて射出する偏光変換光学系９４０と、偏光変換光学系９４０からの各部分光束を被照明領域上で重畳する重畳レンズ９５０とを備えている（例えば、特許文献１参照。）。

このような従来の２灯式のプロジェクタ９００によれば、照明装置として、２つの光源装置９１０ａ，９１０ｂを有する照明装置９０２を用いているため、従来より高輝度のプロジェクタを構成することができる。

特開２００２−７２０８３号公報（図４）

しかしながら、このような従来の２灯式のプロジェクタ９００においては、２つの光源装置９１０ａ，９１０ｂのうちいずれかの光源装置において発光管の発光が弱まったり切れたりすると、被照明領域における面内光強度分布が不均一になり、その結果、投写画像の品質が劣化するという問題があった。この問題は、２灯式のプロジェクタのみに見られる問題ではなく、３組以上の光源装置を有するプロジェクタにおいても共通して見られる問題である。

そこで、本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、高輝度のプロジェクタに好適に用いることのできる照明装置であって、複数の光源装置のうちいずれの光源装置において発光管の発光が弱まったり切れたりしても、被照明領域における面内光強度分布が不均一になることが抑制されるとともに投写画像の品質が劣化することが抑制される照明装置を提供することを目的とする。また、本発明は、このような照明装置を備えたプロジェクタを提供することを目的とする。

本発明者は、上記目的を達成するため、従来の２灯式のプロジェクタにおいて、２つの光源装置のうち一方の光源装置において発光管の発光が弱まったり切れたりすると、被照明領域における面内光強度分布が不均一になる原因を徹底的に調査した。その結果、その原因は、２つの光源装置からの照明光束が所定の角度をもって三角プリズムで合成されるために被照明領域では完全に重畳されていないことに起因することが判明した。本発明者は、この知見に基づき、２つの光源装置からの照明光束が完全に重畳されるようにすると、上記問題が解決することに想到し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明の照明装置は、第１の光入射面と第２の光入射面とを有する偏光ビームスプリッタと、前記第１の光入射面に配置された第１の偏光光源装置と、前記第２の光入射面に配置された第２の偏光光源装置とを備えた照明装置であって、前記第１の偏光光源装置は、略平行な照明光束を射出する第１の光源装置と、前記第１の光源装置からの照明光束のうち第１の偏光成分に係る照明光束を透過し第２の偏光成分に係る照明光束を反射する第１の偏光分離面及び前記第１の偏光分離面からの第２の偏光成分に係る照明光束を前記第１の偏光成分に係る照明光束に平行な方向に向けて反射する第１の反射面を有する第１の偏光分離プリズムと、前記第２の偏光成分に係る照明光束の光路に設けられ第２の偏光成分に係る照明光束を第１の偏光成分に係る照明光束に変換して射出する第１の偏光変換素子とを有し、前記第１の光源装置からの照明光束を前記第１の偏光成分に係る照明光束として前記偏光ビームスプリッタの前記第１の光入射面に向けて射出する偏光光源装置であり、前記第２の偏光光源装置は、略平行な照明光束を射出する第２の光源装置と、前記第２の光源装置からの照明光束のうち第１の偏光成分に係る照明光束を透過し第２の偏光成分に係る照明光束を反射する第２の偏光分離面及び前記第２の偏光分離面からの第２の偏光成分に係る照明光束を前記第１の偏光成分に係る照明光束に平行な方向に向けて反射する第２の反射面を有する第２の偏光分離プリズムと、前記第１の偏光成分に係る照明光束の光路に設けられ第１の偏光成分に係る照明光束を第２の偏光成分に係る照明光束に変換して射出する第２の偏光変換素子とを有し、前記第２の光源装置からの照明光束を前記第２の偏光成分に係る照明光束として前記偏光ビームスプリッタの前記第２の光入射面に向けて射出する偏光光源装置であり、前記第１の偏光光源装置から射出される第１の偏光成分に係る照明光束と、前記第２の偏光光源装置から射出される第２の偏光成分に係る照明光束とは、互いに異なる偏光軸を有する直線偏光であり、前記偏光ビームスプリッタは、前記第１の偏光光源装置から射出された第１の偏光成分に係る照明光束と前記第２の偏光光源装置から射出された第２の偏光成分に係る照明光束とを合成して射出することを特徴とする。

このため、本発明の照明装置によれば、第１の偏光光源装置及び第２の偏光光源装置から互いに異なる偏光軸を有する直線偏光を射出させ、これらの直線偏光を偏光ビームスプリッタにおける第１の光入射面及び第２の光入射面にそれぞれ入射させることにより、偏光ビームスプリッタからは、２つの光源装置（第１の光源装置及び第２の光源装置）からの照明光束が完全に重畳された形で射出されるようになる。このため、２つの光源装置のうちいずれの光源装置において発光管の発光が弱まったり切れたりしても、被照明領域における面内光強度分布が不均一になることが抑制されるとともに投写画像の品質が劣化することが抑制される照明装置を提供することが可能になる。

なお、本発明の偏光光源装置を２組以上用いることによって、２つの光源装置を有する２灯式のプロジェクタのみならず、複数の光源装置を有するプロジェクタを構成できるようになる。

本発明の照明装置においては、前記第１の光源装置は、第１の楕円面リフレクタと、前記第１の楕円面リフレクタの第１焦点近傍に発光中心を有する第１の発光管と、前記第１の楕円面リフレクタからの集束光を前記第１の偏光分離プリズムにおける光入射面に向けて射出する第１の凹レンズとを有し、前記第２の光源装置は、第２の楕円面リフレクタと、前記第２の楕円面リフレクタの第１焦点近傍に発光中心を有する第２の発光管と、前記第２の楕円面リフレクタからの集束光を前記第２の偏光分離プリズムにおける光入射面に向けて射出する第２の凹レンズとを有することが好ましい。

このように構成することにより、第１の光源装置及び第２の光源装置からは楕円面リフレクタの大きさよりも小さな略平行光束が射出されるようになるため、プロジェクタの小型化を図ることができる。

本発明の照明装置においては、前記第１の発光管には、前記第１の発光管から被照明領域側に射出される光を前記第１の楕円面リフレクタに向けて反射する第１の反射手段が設けられ、前記第２の発光管には、前記第２の発光管から被照明領域側に射出される光を前記第２の楕円面リフレクタに向けて反射する第２の反射手段が設けられていることが好ましい。

このように構成することにより、発光管から被照明領域側に放射される光が楕円面リフレクタに向けて反射されるため、発光管の被照明領域側端部を覆うような大きさに各楕円面リフレクタの大きさを設定することを必要とせず、各楕円面リフレクタの小型化を図ることができ、結果としてプロジェクタの小型化を図ることができる。
また、各楕円面リフレクタの小型化を図ることができることにより、楕円面リフレクタから楕円面リフレクタの第２焦点に向けて集束するビームの集束角やビームスポットを小さくすることができるため、各凹レンズの大きさ、各偏光分離プリズムの大きさ、偏光ビームスプリッタの大きさをさらに小さくすることができ、照明装置のさらなる小型化を図ることができる。

本発明の照明装置においては、前記偏光ビームスプリッタの前記第１の光入射面と、前記第１の偏光光源装置における光射出面とは接着され、前記偏光ビームスプリッタの前記第２の光入射面と、前記第２の偏光光源装置における光射出面とは接着されていることが好ましい。

本発明の照明装置においては、前記第１の偏光分離プリズムの光入射面と、前記第１の光源装置における前記第１の凹レンズの光射出面とは接着され、前記第２の偏光分離プリズムの光入射面と、前記第２の光源装置における前記第２の凹レンズの光射出面とは接着されていることが好ましい。

このように構成することにより、第１の偏光分離プリズムと第１の光源装置における第１の凹レンズとの間、及び第２の偏光分離プリズムと第２の光源装置における第２の凹レンズとの間における不要な反射が低減するため、光利用効率が向上するとともに迷光レベルが低減する。

本発明の照明装置においては、前記偏光ビームスプリッタと前記第１の偏光分離プリズム、前記第１の偏光分離プリズムと前記第１の凹レンズ、前記偏光ビームスプリッタと前記第２の偏光分離プリズム、及び前記第２の偏光分離プリズムと前記第２の凹レンズとは、それぞれ離隔して配置されていることも好ましい。

このように構成した場合には、各光学要素間の位置調整を容易に行うことができるようになる。また、各光学要素に及ぼす熱的影響を軽減することができる。

この場合、偏光ビームスプリッタの第１の光入射面及び第２の光入射面、第１の偏光分離プリズムの光入射面及び光射出面、第２の偏光分離プリズムの光入射面及び光射出面、第１の凹レンズの光射出面並びに第２の凹レンズの光射出面には、減反射膜がコーティングされていることが好ましい。

これにより、上記の各光学要素に入射する照明光束及び上記の各光学要素から射出される照明光束における不要な反射の発生を抑制することができる。

本発明の照明装置においては、前記偏光ビームスプリッタからの射出光を複数の部分光束に分割する複数の第１小レンズを有する第１レンズアレイと、前記第１レンズアレイの前記複数の第１小レンズに対応する複数の第２小レンズを有する第２レンズアレイと、前記第２レンズアレイからの部分光束を１種類の直線偏光に揃えて射出する偏光変換光学系と、前記偏光変換光学系からの光を被照明領域で重畳させる重畳レンズとをさらに有することが好ましい。

このように構成することにより、第１レンズアレイ、第２レンズアレイ及び重畳レンズからなるインテグレータ光学系の働きによって、被照明領域には面内光強度分布の均一化された光が照射されるようになる。また、偏光変換光学系の働きによって、偏光ビームスプリッタから射出される非偏光光を１種類の直線偏光に変換することができ、液晶装置のように偏光光を変調するタイプの電気光学変調装置に特に適合するものとなる。

本発明の照明装置においては、前記第１の発光管及び前記第２の発光管に供給する電力を制御する電力制御部をさらに備え、前記第１の発光管及び前記第２の発光管がともに点灯している場合における、前記電力制御部が前記第１の発光管及び前記第２の発光管にそれぞれ供給する電力をＷ₀とし、前記第１の発光管又は前記第２の発光管のいずれか一方の発光管が不点灯となった場合における、前記電力制御部が点灯している他方の発光管に供給する電力をＷ₁としたとき、前記電力制御部は、「Ｗ₁＞Ｗ₀」の関係式を満たすように、前記第１の発光管及び前記第２の発光管に供給する電力を制御する機能を有することが好ましい。

従来の２灯式のプロジェクタにおいては、２つの光源装置のうちいずれかの光源装置において発光管が切れた（不点灯となった）場合には、被照明領域における照度が低下してしまい、その結果、投写画像の明るさが低下してしまっていた。

しかしながら、本発明の照明装置によれば、電力制御部が、「Ｗ₁＞Ｗ₀」の関係式を満たすように、第１の発光管及び第２の発光管に供給する電力を制御する機能を有しているため、第１の発光管又は第２の発光管のいずれか一方の発光管が不点灯となった場合（以下、１灯点灯状態である場合ということもある。）に点灯している他方の発光管に供給する電力を、第１の発光管及び第２の発光管がともに点灯している場合（以下、２灯点灯状態である場合ということもある。）に第１の発光管及び第２の発光管にそれぞれ供給する電力に比べて大きくすることができる。これにより、１灯点灯状態である場合における点灯している発光管の光量を、２灯点灯状態である場合における第１の発光管又は第２の発光管の各光量に比べて大きくすることができるため、２灯点灯状態から１灯点灯状態となった場合であっても、被照明領域における照度の低下を極力抑制することが可能となり、その結果、投写画像の明るさの低下を極力抑制することが可能となる。

このため、本発明の照明装置は、２つの光源装置のうちいずれの光源装置において発光管の発光が弱まったり切れたりしても、被照明領域における面内光強度分布が不均一になることを抑制することが可能となるとともに、被照明領域における照度の低下を極力抑制することが可能となり、その結果、投写画像の品質の劣化及び明るさの低下を極力抑制することが可能な優れた照明装置となる。

本発明の照明装置においては、前記電力制御部は、「Ｗ₁＝２Ｗ₀」の関係式を満たすように、前記第１の発光管及び前記第２の発光管に供給する電力を制御する機能をさらに有することが好ましい。

このように構成することにより、２灯点灯状態である場合における第１の発光管の光量と第２の発光管の光量との和と、１灯点灯状態である場合における点灯している発光管の光量とを同じにすることが可能となるため、２灯点灯状態である場合における被照明領域における照度と、１灯点灯状態である場合における被照明領域における照度とをほぼ同じにすることが可能となる。このため、２灯点灯状態から１灯点灯状態となった場合であっても、被照明領域における照度が低下することがなくなり、その結果、投写画像の明るさが低下することがなくなる。

本発明の照明装置においては、２灯点灯状態から１灯点灯状態となった場合における、電力制御部が第１の発光管又は第２の発光管に供給する電力を変更するのに要する期間は、１フレーム期間以下とすることが好ましい。

このように構成することにより、発光管が切れて２灯点灯状態から１灯点灯状態となった場合であっても、視者にそのことを知覚させないようにすることが可能となる。その結果、発光管が切れたことに起因して視者がコンテンツ内容に集中できなくなるという事態の発生を抑制することが可能になるため、本発明の照明装置は、映画館（デジタルシネマに対応した映画館を含む。）で用いる業務用のプロジェクタに用いる照明装置として特に優れた照明装置となる。

本発明の照明装置においては、前記第１の発光管及び前記第２の発光管の点灯又は不点灯を検出する点灯状態検出手段をさらに備えることが好ましい。

このように構成することにより、第１の発光管及び第２の発光管の点灯又は不点灯（点灯状態）を容易に検出することが可能となる。

この場合、前記点灯状態検出手段としては、例えば、第１の発光管及び第２の発光管の光量を測定することにより、第１の発光管及び第２の発光管の点灯状態を検出する点灯状態検出手段であってもよいし、第１の発光管及び第２の発光管の温度又は第１の光源装置の一部分及び第２の光源装置の一部分の温度を測定することにより、第１の発光管及び第２の発光管の点灯状態を検出する点灯状態検出手段であってもよいし、第１の発光管及び第２の発光管の消費電力又は消費電流を測定することにより、第１の発光管及び第２の発光管の点灯状態を検出する点灯状態検出手段であってもよい。

本発明の照明装置においては、前記第１の光源装置を冷却するための第１の冷却ファンと、前記第２の光源装置を冷却するための第２の冷却ファンと、前記第１の冷却ファン及び前記第２の冷却ファンの回転数を制御する冷却ファン制御部とをさらに備え、前記冷却ファン制御部は、前記電力制御部によって前記第１の発光管及び前記第２の発光管にそれぞれ供給される電力に基づいて、前記第１の冷却ファン及び前記第２の冷却ファンの回転数を制御する機能を有することが好ましい。

このように構成することにより、第１の発光管及び第２の発光管における過度な温度上昇を抑制することが可能となるため、第１の発光管及び第２の発光管の寿命の延命化を図ることができる。

本発明のプロジェクタは、本発明の照明装置と、前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、前記電気光学変調装置により変調された光を投写する投写光学系とを備えたことを特徴とする。

このため、本発明のプロジェクタによれば、上記したような優れた本発明の照明装置を備えているため、高輝度のプロジェクタであって、複数の光源装置のうちいずれの光源装置において発光管の発光が弱まったり切れたりしても、投写画像の品質が劣化することが抑制されたプロジェクタとなる。

以下、本発明の照明装置及びプロジェクタについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。

〔実施形態１〕
図１は、実施形態１に係る照明装置１００及びプロジェクタ１０００を説明するために示す図である。図１（ａ）はプロジェクタ１０００の光学系を示す平面図であり、図１（ｂ）はプロジェクタ１０００の光学系を示す側面図であり、図１（ｃ）は第１の凹レンズ１１８ａを第１の発光管１１２ａ側から見た図であり、図１（ｄ）は第２の凹レンズ１１８ｂを第２の発光管１１２ｂ側から見た図である。図２は、実施形態１に係る照明装置１００の要部を示す平面図である。図３は、第１レンズアレイ１２０の正面図である。図３においては、照明光束の輪郭Ｌをも併せて示している。図４は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００のインテグレータ光学系における光線を示す図である。図５は、第１の光源装置１１０ａの第１の発光管１１２ａの発光が切れたときの照明状態を説明するために示す図である。図６は、第２の光源装置１１０ｂの第２の発光管１１２ｂの発光が切れたときの照明状態を説明するために示す図である。

なお、以下の説明においては、互いに直交する３つの方向をそれぞれｚ軸方向（図１（ａ）における照明光軸１００ａｘ方向）、ｘ軸方向（図１（ａ）における紙面に平行かつｚ軸に直交する方向）及びｙ軸方向（図１（ａ）における紙面に垂直かつｚ軸に直交する方向）とする。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、図１に示すように、いわゆる２灯式の照明装置１００（実施形態１に係る照明装置１００）と、照明装置１００からの照明光束を３つの色光に分離して被照明領域に導光する色分離導光光学系２００と、色分離導光光学系２００で分離された３つの色光のそれぞれを画像情報に応じて変調する３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂによって変調された色光を合成するクロスダイクロイックプリズム５００と、クロスダイクロイックプリズム５００によって合成された光をスクリーンＳＣＲ等の投写面に投写する投写光学系６００とを備えたプロジェクタである。

実施形態１に係る照明装置１００は、図１及び図４に示すように、第１の偏光光源装置１７０及び第２の偏光光源装置１８０と、第１の偏光光源装置１７０及び第２の偏光光源装置１８０から射出された照明光束を合成して射出する偏光ビームスプリッタ１９０と、偏光ビームスプリッタ１９０からの射出光を複数の部分光束に分割する複数の第１小レンズ１２２を有する第１レンズアレイ１２０と、第１レンズアレイ１２０の複数の第１小レンズ１２２に対応する複数の第２小レンズ１３２を有する第２レンズアレイ１３０と、第２レンズアレイ１３０からの部分光束を１種類の直線偏光に揃えて射出する偏光変換光学系１４０と、偏光変換光学系１４０からの光を被照明領域で重畳させる重畳レンズ１５０とを有している。
なお、第１の偏光光源装置１７０、第２の偏光光源装置１８０及び偏光ビームスプリッタ１９０についての詳細は後述する。

第１レンズアレイ１２０は、図３に示すように、ｚ軸方向から見て略矩形状の輪郭を有する第１小レンズ１２２がｚ軸に垂直な面内に配列された構成を有する。第１レンズアレイ１２０の各第１小レンズ１２２は、偏光ビームスプリッタ１９０から射出される照明光束を複数の部分光束に分割する。第１レンズアレイ１２０の各第１小レンズ１２２の輪郭形状は、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。例えば、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域のアスペクト比（横と縦の寸法の比率）が４：３であるならば、各第１小レンズ１２２のアスペクト比も４：３に設定する。

第２レンズアレイ１３０は、第１レンズアレイ１２０と略同様な構成を有し、第２小レンズ１３２がｚ軸に垂直な面内に配列された構成を有する。この第２レンズアレイ１３０は、重畳レンズ１５０とともに、第１レンズアレイ１２０の各第１小レンズ１２２の像を液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。

色分離導光光学系２００は、第１のダイクロイックミラー２１０及び第２のダイクロイックミラー２２０と、反射ミラー２３０，２４０，２５０と、リレーレンズ２６０，２７０とを有している。色分離導光光学系２００は、重畳レンズ１５０から射出された照明光束を、赤色光、緑色光及び青色光の３つの色光に分離して、それぞれの色光を照明対象となる液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに導く機能を有している。

第１のダイクロイックミラー２１０及び第２のダイクロイックミラー２２０は、基板上に所定の波長領域の光束を反射し、他の波長領域の光束を透過する波長選択膜が形成された光学素子である。第１のダイクロイックミラー２１０は、青色光を反射するとともに、緑色光及び赤色光を透過するミラーである。第２のダイクロイックミラー２２０は、緑色光を反射し、赤色光を透過するミラーである。

第１のダイクロイックミラー２１０で反射された青色光は、反射ミラー２３０でさらに反射され、集光レンズ２８０Ｂを通過して青色光用の液晶装置４００Ｂの画像形成領域を照明する。

集光レンズ２８０Ｂは、重畳レンズ１５０からの複数の部分光束がそれぞれ青色光用の液晶装置４００Ｂの画像形成領域を照明するように集光する。通常、各部分光束が、それぞれ略平行な光束となるように設定されている。他の液晶装置４００Ｇ，４００Ｒの前に配設された集光レンズ２８０Ｇ，２８０Ｒも、集光レンズ２８０Ｂと同様に構成されている。

第１のダイクロイックミラー２１０を通過した緑色光は、第２のダイクロイックミラー２２０によって反射され、集光レンズ２８０Ｇを通過して緑色光用の液晶装置４００Ｇの画像形成領域を照明する。一方、第１のダイクロイックミラー２１０を通過した赤色光は、第２のダイクロイックミラー２２０を透過し、リレーレンズ２６０、入射側の反射ミラー２４０、リレーレンズ２７０、射出側の反射ミラー２５０及び集光レンズ２８０Ｒを通過して赤色光用の液晶装置４００Ｒの画像形成領域を照明する。リレーレンズ２６０，２７０及び反射ミラー２４０，２５０は、第２のダイクロイックミラー２２０を透過した赤色光を液晶装置４００Ｒまで導く機能を有している。

なお、赤色光の光路にこのようなリレーレンズ２６０，２７０及び反射ミラー２４０，２５０が用いられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、リレーレンズ２６０に入射した部分光束をそのまま、集光レンズ２８０Ｒに伝えるためである。実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、赤色光の光路の長さが長いのでこのような構成とされているが、青色光の光路の長さを長くして、リレーレンズ２６０，２７０及び反射ミラー２４０，２５０を青色光の光路に用いる構成も考えられる。

液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、入射した照明光束を画像情報に応じて変調するものであり、照明装置１００の照明対象となる。なお、図示を省略したが、各集光レンズ２８０Ｒ，２８０Ｇ，２８０Ｂと各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間には、入射側偏光板がそれぞれ介在配置され、各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとクロスダイクロイックプリズム５００との間には、射出側偏光板がそれぞれ介在配置されている。そして、入射側偏光板、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ、及び射出側偏光板によって、入射する各色光の光変調が行われる。

液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像情報に応じて、入射側偏光板から射出された１種類の直線偏光の偏光方向を変調する。

クロスダイクロイックプリズム５００は、射出側偏光板から射出された各色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム５００は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものであり、これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は反射され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。

クロスダイクロイックプリズム５００から射出されたカラー画像は、投写光学系６００によって拡大投写され、スクリーンＳＣＲ上で大画面画像を形成する。

実施形態１に係る照明装置１００は、第１の偏光光源装置１７０及び第２の偏光光源装置１８０と、第１の偏光光源装置１７０及び第２の偏光光源装置１８０から射出された照明光束を合成して射出する偏光ビームスプリッタ１９０とを有することを特徴としている。以下、第１の偏光光源装置１７０、第２の偏光光源装置１８０及び偏光ビームスプリッタ１９０の構成について詳細に説明する。

第１の偏光光源装置１７０は、図１及び図２に示すように、略平行な照明光束を射出する第１の光源装置１１０ａと、第１の光源装置１１０ａからの照明光束をＰ偏光成分に係る照明光束とＳ偏光成分に係る照明光束とに分離する第１の偏光分離プリズム１７１と、第１の偏光分離プリズム１７１の光射出面に設けられ、Ｓ偏光成分に係る照明光束をＰ偏光成分に係る照明光束に変換する第１の偏光変換素子としての第１のλ／２板１７６とを有している。

第１の光源装置１１０ａは、図１に示すように、第１の楕円面リフレクタ１１４ａと、第１の楕円面リフレクタ１１４ａの第１焦点近傍に発光中心を有する第１の発光管１１２ａと、第１の楕円面リフレクタ１１４ａで反射された集束光を平行光に変換し第１の偏光分離プリズム１７１における光入射面に向けて射出する第１の凹レンズ１１８ａとを有している。第１の発光管１１２ａには、第１の発光管１１２ａから被照明領域側に射出される光を第１の楕円面リフレクタ１１４ａに向けて反射する第１の反射手段としての第１の補助ミラー１１６ａが設けられている。つまり、第１の補助ミラー１１６ａによって反射された光は、第１の発光管１１２ａへ向かい、第１の発光管１１２ａから直接第１の楕円面リフレクタ１１４ａへ射出される光と同様に、第１の発光管１１２ａを通過して第１の楕円面リフレクタ１１４ａへと射出される。

第１の偏光分離プリズム１７１は、図２に示すように、第１の光源装置１１０ａからの照明光束のうちＰ偏光成分に係る照明光束を透過しＳ偏光成分に係る照明光束を反射する第１の偏光分離面１７２と、第１の偏光分離面１７２からのＳ偏光成分に係る照明光束をＰ偏光成分に係る照明光束に平行な方向に向けて反射する第１の反射面１７４とを有している。

第１のλ／２板１７６は、第１の偏光分離プリズム１７１の光射出面のうちＳ偏光成分に係る照明光束の光路に設けられている。

第２の偏光光源装置１８０は、図１及び図２に示すように、略平行な照明光束を射出する第２の光源装置１１０ｂと、第２の光源装置１１０ｂからの照明光束をＰ偏光成分に係る照明光束とＳ偏光成分に係る照明光束とに分離する第２の偏光分離プリズム１８１と、第２の偏光分離プリズム１８１の光射出面に設けられ、Ｐ偏光成分に係る照明光束をＳ偏光成分に係る照明光束に変換する第２の偏光変換素子としての第２のλ／２板１８６とを有している。

第２の光源装置１１０ｂは、図１に示すように、第２の楕円面リフレクタ１１４ｂと、第２の楕円面リフレクタ１１４ｂの第１焦点近傍に発光中心を有する第２の発光管１１２ｂと、第２の楕円面リフレクタ１１４ｂで反射された集束光を平行光に変換し第２の偏光分離プリズム１８１における光入射面に向けて射出する第２の凹レンズ１１８ｂとを有している。第２の発光管１１２ｂには、第２の発光管１１２ｂから被照明領域側に射出される光を第２の楕円面リフレクタ１１４ｂに向けて反射する第２の反射手段としての第２の補助ミラー１１６ｂが設けられている。つまり、第２の補助ミラー１１６ｂによって反射された光は、第２の発光管１１２ｂへ向かい、第２の発光管１１２ｂから直接第２の楕円面リフレクタ１１４ｂへ射出される光と同様に、第２の発光管１１２ｂを通過して第２の楕円面リフレクタ１１４ｂへと射出される。

第２の偏光分離プリズム１８１は、図２に示すように、第２の光源装置１１０ｂからの照明光束のうちＰ偏光成分に係る照明光束を透過しＳ偏光成分に係る照明光束を反射する第２の偏光分離面１８２と、第２の偏光分離面１８２からのＳ偏光成分に係る照明光束をＰ偏光成分に係る照明光束に平行な方向に向けて反射する第２の反射面１８４とを有している。

第２のλ／２板１８６は、第２の偏光分離プリズム１８１の光射出面のうちＰ偏光成分に係る照明光束の光路に設けられている。

偏光ビームスプリッタ１９０は、第１の光入射面１９０ａを有する三角柱プリズムと第２の光入射面１９０ｂを有する三角柱プリズムとを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、三角柱プリズム同士を貼り合わせた略Ｘ字状の界面には、Ｐ偏光成分に係る照明光束を透過しＳ偏光成分に係る照明光束を反射する偏光分離膜１９２が形成されている。第１の偏光光源装置１７０から射出され第１の光入射面１９０ａに入射したＰ偏光成分に係る照明光束は、偏光分離膜１９２を透過する。第２の偏光光源装置１８０から射出され第２の光入射面１９０ｂに入射したＳ偏光成分に係る照明光束は、偏光分離膜１９２で反射される。これにより、第１の偏光光源装置１７０から射出されたＰ偏光成分に係る照明光束と第２の偏光光源装置１８０から射出されたＳ偏光成分に係る照明光束とが合成されて、偏光ビームスプリッタ１９０から射出されることとなる。

上記のように構成された、実施形態１に係る照明装置１００によれば、第１の偏光光源装置１７０及び第２の偏光光源装置１８０から互いに異なる偏光軸を有する直線偏光を射出させ、これらの直線偏光を偏光ビームスプリッタ１９０における第１の光入射面１９０ａ及び第２の光入射面１９０ｂにそれぞれ入射させることにより、偏光ビームスプリッタ１９０からは、２つの光源装置（第１の光源装置１１０ａ及び第２の光源装置１１０ｂ）からの照明光束が完全に重畳された形で射出されるようになる。このため、図５及び図６に示すように、第１の光源装置１１０ａ及び第２の光源装置１１０ｂのうちいずれの光源装置において発光管の発光が弱まったり切れたりしても、被照明領域における面内光強度分布が不均一になることが抑制されるとともに投写画像の品質が劣化することが抑制される。その結果、この照明装置１００を備えたプロジェクタ１０００によれば、投写画像の品質が劣化することを抑制することが可能になる。

なお、実施形態１に係る照明装置１００を２組以上用いることによって、２つの光源装置を有する２灯式のプロジェクタのみならず、４組以上の光源装置を有するプロジェクタを構成できるようになる。

実施形態１に係る照明装置１００においては、第１の光源装置１１０ａは、第１の楕円面リフレクタ１１４ａと、第１の楕円面リフレクタ１１４ａの第１焦点近傍に発光中心を有する第１の発光管１１２ａと、第１の楕円面リフレクタ１１４ａからの集束光を第１の偏光分離プリズム１７１における光入射面に向けて射出する第１の凹レンズ１１８ａとを有し、第２の光源装置１１０ｂは、第２の楕円面リフレクタ１１４ｂと、第２の楕円面リフレクタ１１４ｂの第１焦点近傍に発光中心を有する第２の発光管１１２ｂと、第２の楕円面リフレクタ１１４ｂからの集束光を第２の偏光分離プリズム１８１における光入射面に向けて射出する第２の凹レンズ１１８ｂとを有している。

このため、第１の光源装置１１０ａ及び第２の光源装置１１０ｂからは各楕円面リフレクタ１１４ａ，１１４ｂの大きさよりも小さな平行光束が射出されるようになるため、プロジェクタの小型化を図ることができる。

また、実施形態１に係る照明装置１００においては、第１の発光管１１２ａには、第１の発光管１１２ａから被照明領域側に射出される光を第１の楕円面リフレクタ１１４ａに向けて反射する補助ミラー１１６ａが設けられ、第２の発光管１１２ｂには、第２の発光管１１２ｂから被照明領域側に射出される光を第２の楕円面リフレクタ１１４ｂに向けて反射する補助ミラー１１６ｂが設けられている。また、第１の凹レンズ１１８ａ及び第２の凹レンズ１１８ｂによって第１の偏光分離面１７２及び第２の偏光分離面１８２への入射角度のばらつきが小さい照明光束を入射させることができるから、照明光束を第１の偏光分離面１７２及び第２の偏光分離面１８２で精度良く反射および透過することが可能である。従って、照明装置１００は小型でありながら被照明領域における面内光強度分布が均一な照明光束を射出できる。

このため、各発光管１１２ａ，１１２ｂから被照明領域側に放射される光が各楕円面リフレクタ１１４ａ，１１４ｂに向けて反射されるため、各発光管１１２ａ，１１２ｂの被照明領域側端部を覆うような大きさに各楕円面リフレクタ１１４ａ，１１４ｂの大きさを設定することを必要とせず、各楕円面リフレクタ１１４ａ，１１４ｂの小型化を図ることができ、結果としてプロジェクタの小型化を図ることができる。
また、各楕円面リフレクタ１１４ａ，１１４ｂの小型化を図ることができることにより、各楕円面リフレクタ１１４ａ，１１４ｂから各楕円面リフレクタ１１４ａ，１１４ｂの第２焦点に向けて集束するビームの集束角やビームスポットを小さくすることができるため、各凹レンズ１１８ａ，１１８ｂの大きさ、各偏光分離プリズム１７１，１８１の大きさ、偏光ビームスプリッタ１９０の大きさをさらに小さくすることができ、照明装置のさらなる小型化を図ることができる。

実施形態１に係る照明装置においては、偏光ビームスプリッタ１９０と第１の偏光分離プリズム１７１、第１の偏光分離プリズム１７１と第１の凹レンズ１１８ａ、偏光ビームスプリッタ１９０と第２の偏光分離プリズム１８１、及び第２の偏光分離プリズム１８１と第２の凹レンズ１１８ｂとは、それぞれ離隔して配置されているため、各光学要素間の位置調整を容易に行うことができるようになる。また、各光学要素に及ぼす熱的影響を軽減することができる。

なお、ここでは図示を省略したが、偏光ビームスプリッタ１９０の第１の光入射面１９０ａ及び第２の光入射面１９０ｂ、第１の偏光分離プリズム１７１の光入射面及び光射出面、第２の偏光分離プリズム１８１の光入射面及び光射出面、第１の凹レンズ１１８ａの光射出面並びに第２の凹レンズ１１８ｂの光射出面には、減反射膜がコーティングされている。

また、実施形態１に係る照明装置１００においては、上記したように、偏光ビームスプリッタ１９０からの射出光を複数の部分光束に分割する複数の第１小レンズ１２２を有する第１レンズアレイ１２０と、第１レンズアレイ１２０の複数の第１小レンズ１２２に対応する複数の第２小レンズ１３２を有する第２レンズアレイ１３０と、第２レンズアレイ１３０からの部分光束を１種類の直線偏光に揃えて射出する偏光変換光学系１４０と、偏光変換光学系１４０からの光を被照明領域で重畳させる重畳レンズ１５０とをさらに有している。

このため、第１レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０及び重畳レンズ１５０からなるインテグレータ光学系の働きによって、図４に示すように、被照明領域には面内光強度分布の均一化された光が照射されるようになる。また、偏光変換光学系１４０の働きによって、偏光ビームスプリッタ１９０から射出される非偏光光を１種類の直線偏光に変換することができ、液晶装置のように偏光光を変調するタイプの電気光学変調装置に特に適合するものとなる。

以上、実施形態１に係る照明装置１００における第１の偏光光源装置１７０、第２の偏光光源装置１８０及び偏光ビームスプリッタ１９０について詳細に説明したが、実施形態１に係る照明装置１００においては以下のような特徴もさらに有している。

図７は、実施形態１に係る照明装置１００を説明するために示す機能ブロック図である。なお、図７においては、偏光ビームスプリッタ１９０よりも光路後段に配置された光学要素の図示を省略している。
表１は、実施形態１に係る照明装置１００の効果を説明するために示す表である。具体的に言うと、表１は、電力制御部７００が、２灯点灯状態である場合における、第１の発光管１１２ａ及び第２の発光管１１２ｂのそれぞれに供給する電力Ｗ₀と、１灯点灯状態である場合における、電力制御部７００が点灯している第１の発光管１１２ａ又は第２の発光管１１２ｂに供給する電力Ｗ₁との関係を示すものである。

なお、実施形態１に係る照明装置１００において、２灯点灯状態とは、第１の発光管１１２ａ及び第２の発光管１１２ｂがともに点灯している状態のことであり、１灯点灯状態とは、第１の発光管１１２ａが点灯し、第２の発光管１１２ｂが不点灯となっている状態のことである。

実施形態１に係る照明装置１００は、電力制御部７００と、点灯状態検出手段７１０ａ，７１０ｂと、第１の冷却ファン７２２ａ及び第２の冷却ファン７２２ｂと、冷却ファン制御部７２０とをさらに備えることを特徴としている。

電力制御部７００は、第１の発光管１１２ａ及び第２の発光管１１２ｂに供給する電力を制御する機能を有している。

ここで、電力制御部７００が第１の発光管１１２ａ及び第２の発光管１１２ｂにそれぞれ供給する電力をＷ₀とし、第１の発光管１１２ａ又は第２の発光管１１２ｂのいずれか一方の発光管が不点灯となった場合における、電力制御部７００が点灯している他方の発光管に供給する電力をＷ₁としたとき、実施形態１に係る照明装置１００においては、Ｗ₀，Ｗ₁の値を表１に示すような値に設定している。

すなわち、実施形態１に係る照明装置１００においては、表１に示すように、２灯点灯状態である場合における、電力制御部７００が第１の発光管１１２ａ及び第２の発光管１１２ｂのそれぞれに供給する電力Ｗ₀を、１００Ｗに設定しており、１灯点灯状態である場合における、電力制御部７００が点灯している発光管（第１の発光管１１２ａ）に供給する電力Ｗ₁を、１５０Ｗに設定している。

点灯状態検出手段７１０ａは、第１の光源装置１１０ａ近傍に配置された温度検出部７１２ａを有しており、温度検出部７１２ａによる検出結果に基づいて、第１の発光管１１２ａの点灯又は不点灯を検出する機能を有している。なお、温度検出部７１２ａは、第１の光源装置１１０ａ近傍に配置することによって第１の光源装置１１０ａの一部分の温度を測定するものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１の発光管１１２ａに直接配設することによって第１の発光管１１２ａの温度を測定するものであってもよい。
点灯状態検出手段７１０ｂは、点灯状態検出手段７１０ａと同様の構成を有し、第２の光源装置１１０ｂ近傍に配置された温度検出部７１２ｂを有しており、温度検出部７１２ｂによる検出結果に基づいて、第２の発光管１１２ｂの点灯又は不点灯を検出する機能を有している。

冷却ファン制御部７２０は、電力制御部７００によって第１の発光管１１２ａ及び第２の発光管１１２ｂにそれぞれ供給される電力に基づいて、第１の冷却ファン７２２ａ及び第２の冷却ファン７２２ｂの回転数を制御する機能を有している。

第１の冷却ファン７２２ａは、冷却ファン制御部７２０において制御された回転数で、第１の光源装置１１０ａの周囲に冷却風を送り、第１の光源装置１１０ａを冷却するものである。第２の冷却ファン７２２ｂは、第１の冷却ファン７２２ａと同様に、冷却ファン制御部７２０において制御された回転数で、第２の光源装置１１０ｂの周囲に冷却風を送り、第２の光源装置１１０ｂを冷却するものである。第１の光源装置１１０ａ及び第２の光源装置１１０ｂの冷却を行った冷却風は、筐体に設けられている排気口から排気ファン（いずれも図示せず。）により排気される。

以上のように、実施形態１に係る照明装置１００によれば、電力制御部７００が、「Ｗ₁＞Ｗ₀」の関係式を満たすように、第１の発光管１１２ａ及び第２の発光管１１２ｂに供給する電力を制御する機能を有しているため、１灯点灯状態である場合に点灯している第１の発光管１１２ａに供給する電力を、２灯点灯状態である場合に第１の発光管１１２ａ及び第２の発光管１１２ｂにそれぞれ供給する電力に比べて大きくすることができる。これにより、１灯点灯状態である場合における点灯している第１の発光管１１２ａの光量を、２灯点灯状態である場合における第１の発光管１１２ａ又は第２の発光管１１２ｂの各光量に比べて大きくすることができるため、２灯点灯状態から１灯点灯状態となった場合であっても、被照明領域における照度の低下を極力抑制することが可能となり、その結果、投写画像の明るさの低下を極力抑制することが可能となる。

このため、実施形態１に係る照明装置１００は、２つの光源装置のうちいずれの光源装置において発光管の発光が弱まったり切れたりしても、被照明領域における面内光強度分布が不均一になることを抑制することが可能となるとともに、被照明領域における照度の低下を極力抑制することが可能となり、その結果、投写画像の品質の劣化及び明るさの低下を極力抑制することが可能な優れた照明装置となる。

実施形態１に係る照明装置１００においては、上記のように、各凹レンズ１１８ａ，１１８ｂと各偏光分離プリズム１７１，１８１と偏光ビームスプリッタ１９０とは、それぞれ離隔されているため、各凹レンズ１１８ａ，１１８ｂ、各偏光分離プリズム１７１，１８１及び偏光ビームスプリッタ１９０に及ぼす熱的影響を軽減することができる。

実施形態１に係る照明装置１００においては、第１の発光管１１２ａ及び第２の発光管１１２ｂの点灯又は不点灯を検出する点灯状態検出手段７１０ａ，７１０ｂをさらに備えているため、第１の発光管１１２ａ及び第２の発光管１１２ｂの点灯又は不点灯（点灯状態）を容易に検出することが可能となる。

実施形態１に係る照明装置１００においては、冷却ファン制御部７２０は、電力制御部７００によって第１の発光管１１２ａ及び第２の発光管１１２ｂにそれぞれ供給される電力に基づいて、第１の冷却ファン７２２ａ及び第２の冷却ファン７２２ｂの回転数を制御する機能を有しているため、第１の発光管１１２ａ及び第２の発光管１１２ｂにおける過度な温度上昇を抑制することが可能となる。このため、第１の発光管１１２ａ及び第２の発光管１１２ｂの寿命の延命化を図ることができる。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、上述したように優れた実施形態１に係る照明装置１００と、照明装置１００からの光を画像情報に応じて変調する液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂにより変調された光を投写する投写光学系６００とを備えることを特徴としている。

このため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、高輝度のプロジェクタであって、第１の光源装置１１０ａ及び第２の光源装置１１０ｂのうちいずれの光源装置において発光管の発光が弱まったり切れたりしても、投写画像の品質が劣化することが抑制されたプロジェクタとなる。

なお、実施形態１に係る照明装置１００においては、Ｗ₀，Ｗ₁の値を表１に示すような値に設定しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、次のような変形も可能である。

〔変形例１〕
表２は、実施形態１の変形例１に係る照明装置１００ａを説明するために示す表である。

実施形態１の変形例１に係る照明装置１００ａにおいては、表２に示すように、１灯点灯状態である場合における、電力制御部７００が点灯している発光管（第１の発光管１１２ａ）に供給する電力Ｗ₁を、２００Ｗに設定している。

つまり、実施形態１の変形例１に係る照明装置１００ａにおいては、電力制御部７００は、「Ｗ₁＝２Ｗ₀」の関係式を満たすように、第１の発光管１１２ａ及び第２の発光管１１２ｂに供給する電力を制御する機能を有している。

このため、実施形態１の変形例１に係る照明装置１００ａによれば、２灯点灯状態である場合における第１の発光管１１２ａの光量と第２の発光管１１２ｂの光量との和と、１灯点灯状態である場合における点灯している第１の発光管１１２ａの光量とを同じにすることが可能となるため、２灯点灯状態である場合における被照明領域における照度と、１灯点灯状態である場合における被照明領域における照度とをほぼ同じにすることが可能となる。このため、２灯点灯状態から１灯点灯状態となった場合であっても、被照明領域における照度が低下することがなくなり、その結果、投写画像の明るさが低下することがなくなる。

また、実施形態１の変形例１に係る照明装置１００ａにおいては、２灯点灯状態から１灯点灯状態となった場合における、電力制御部７００が第１の発光管１１２ａに供給する電力を変更するのに要する期間は、１フレーム期間以下であるため、発光管が切れて２灯点灯状態から１灯点灯状態となった場合であっても、視者にそのことを知覚させないようにすることが可能となる。その結果、発光管が切れたことに起因して視者がコンテンツ内容に集中できなくなるという事態の発生を抑制することが可能になるため、実施形態１の変形例１に係る照明装置１００ａは、映画館（デジタルシネマに対応した映画館を含む。）で用いる業務用のプロジェクタに用いる照明装置として特に優れた照明装置となる。

〔実施形態２〕
図８は、実施形態２に係る照明装置１０２の要部を示す平面図である。
実施形態２に係る照明装置１０２は、図８に示すように、偏光ビームスプリッタ１９０における第１の光入射面１９０ａと、第１の偏光光源装置１７０（図示せず。）における偏光分離プリズム１７１の光射出面及びλ／２板１７６とは光学接着剤１７８を介して接着され、偏光ビームスプリッタ１９０における第２の光入射面１９０ｂと、第２の偏光光源装置１８０（図示せず。）における偏光分離プリズム１８１の光射出面及びλ／２板１８６とは光学接着剤１８８を介して接着されている。

このため、実施形態２に係る照明装置１０２によれば、第１の偏光光源装置１７０及び第２の偏光光源装置１８０と偏光ビームスプリッタ１９０との間における不要な反射が低減するため、光利用効率が向上するとともに迷光レベルが低減する。

〔実施形態３〕
図９は、実施形態３に係る照明装置１０４の要部を示す平面図である。
実施形態３に係る照明装置１０４は、図９に示すように、第１の偏光光源装置１７０（図示せず。）における第１の偏光分離プリズム１７１の光入射面と、第１の光源装置１１０ａにおける第１の凹レンズ１１８ａの光射出面とは光学接着剤１１９ａを介して接着され、第２の偏光光源装置１８０（図示せず。）における第２の偏光分離プリズム１８１の光入射面と、第２の光源装置１１０ｂにおける第２の凹レンズ１１８ｂの光射出面とは光学接着剤１１９ｂを介して接着されている。

このため、実施形態３に係る照明装置１０４によれば、第１の偏光分離プリズム１７１と第１の光源装置１１０ａにおける第１の凹レンズ１１８ａとの間、及び第２の偏光分離プリズム１８１と第２の光源装置１１０ｂにおける第２の凹レンズ１１８ｂとの間における不要な反射が低減するため、光利用効率が向上するとともに迷光レベルが低減する。

以上、本発明の照明装置及びプロジェクタを上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

（１）実施形態１に係るプロジェクタ１０００は透過型のプロジェクタであるが、本発明はこれに限定されるものではない。反射型のプロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶装置等のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、反射型液晶装置のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクタにこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクタと同様の効果を得ることができる。

（２）実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、電気光学変調装置として液晶装置を用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。電気光学変調装置としては、一般に、入射光を画像情報に応じて変調するものであればよく、マイクロミラー型光変調装置などを利用してもよい。マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）（ＴＩ社の商標）を用いることができる。

（３）実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、第１の光源装置１１０ａ及び第２の光源装置１１０ｂとして、それぞれ、各楕円面リフレクタ１１４ａ，１１４ｂと、各楕円面リフレクタ１１４ａ，１１４ｂの第１焦点近傍に発光中心を有する各発光管１１２ａ，１１２ｂと、各楕円面リフレクタ１１４ａ，１１４ｂで反射された集束光を各偏光分離プリズムにおける光入射面に向けて射出する各凹レンズ１１８ａ，１１８ｂとを有する光源装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。放物面リフレクタと、放物面リフレクタの焦点近傍に発光中心を有する発光管とを有する光源装置をも好ましく用いることができる。

（４）実施形態１に係る照明装置１００においては、点灯状態検出手段として、第１の光源装置１１０ａの一部分及び第２の光源装置１１０ｂの一部分の温度を測定することにより、第１の発光管１１２ａ及び第２の発光管１１２ｂの点灯状態を検出する点灯状態検出手段７１０ａ，７１０ｂを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第１の発光管１１２ａ及び第２の発光管１１２ｂの光量を測定することにより、第１の発光管１１２ａ及び第２の発光管１１２ｂの点灯状態を検出する点灯状態検出手段を用いてもよいし、第１の発光管１１２ａ及び第２の発光管１１２ｂの消費電力又は消費電流を測定することにより、第１の発光管１１２ａ及び第２の発光管１１２ｂの点灯状態を検出する点灯状態検出手段を用いてもよい。

（５）この他、本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクタにも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクタにも適用できることはいうまでもない。

実施形態１に係る照明装置１００及びプロジェクタ１０００を説明するために示す図。 実施形態１に係る照明装置１００の要部を示す平面図。 第１レンズアレイ１２０の正面図。 実施形態１に係るプロジェクタ１０００のインテグレータ光学系における光線を示す図。 第１の光源装置１１０ａの第１の発光管１１２ａの発光が切れたときの照明状態を説明するために示す図。 第２の光源装置１１０ｂの第２の発光管１１２ｂの発光が切れたときの照明状態を説明するために示す図。 実施形態１に係る照明装置１００を説明するために示す機能ブロック図。 実施形態２に係る照明装置１０２の要部を示す平面図。 実施形態３に係る照明装置１０４の要部を示す平面図。 従来の２灯式のプロジェクタ９００を説明するために示す図。

符号の説明

１００，１０２，１０４，９０２…照明装置、１１０ａ，１１０ｂ，９１０ａ，９１０ｂ…光源装置、１１２ａ，１１２ｂ，９１２ａ，９１２ｂ…発光管、１１４ａ，１１４ｂ，９１４ａ，９１４ｂ…楕円面リフレクタ、１１６ａ，１１６ｂ…補助ミラー、１１８ａ，１１８ｂ，９１８…凹レンズ、１２０，９２０…第１レンズアレイ、１３０，９３０…第２レンズアレイ、１４０，９４０…偏光変換光学系、１５０，９５０…重畳レンズ、１７０，１８０…偏光光源装置、１７１，１８１…偏光分離プリズム、１７２，１８２…偏光分離面、１７４，１８４，９０３Ａ，９０３Ｂ…反射面、１７６，１８６…λ／２板、１９０…偏光ビームスプリッタ、１９０ａ，１９０ｂ…光入射面、１９２…偏光分離膜、１１９ａ，１１９ｂ，１７８，１８０…光学接着剤、２００…色分離導光光学系、２１０，２２０…ダイクロイックミラー、２３０，２４０，２５０…反射ミラー、２６０，２７０…リレーレンズ、２８０Ｒ，２８０Ｇ，２８０Ｂ，９６０…集光レンズ、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ，９７０…液晶装置、５００…クロスダイクロイックプリズム、６００，９８０…投写光学系、７００…電力制御部、７１０ａ，７１０ｂ…点灯状態検出手段、７１２ａ，７１２ｂ…温度検出部、７２０…冷却ファン制御部、７２２ａ，７２２ｂ…冷却ファン、９００，１０００…プロジェクタ、９０３…三角プリズム、Ｌ…照明光束の輪郭、ＳＣＲ…スクリーン。

Claims (12)

1. 第１の光入射面と第２の光入射面とを有する偏光ビームスプリッタと、
   前記第１の光入射面に配置された第１の偏光光源装置と、
   前記第２の光入射面に配置された第２の偏光光源装置とを備えた照明装置であって、
   前記第１の偏光光源装置は、
   略平行な照明光束を射出する第１の光源装置と、前記第１の光源装置からの照明光束のうち第１の偏光成分に係る照明光束を透過し第２の偏光成分に係る照明光束を反射する第１の偏光分離面及び前記第１の偏光分離面からの第２の偏光成分に係る照明光束を前記第１の偏光成分に係る照明光束に平行な方向に向けて反射する第１の反射面を有する第１の偏光分離プリズムと、前記第２の偏光成分に係る照明光束の光路に設けられ第２の偏光成分に係る照明光束を第１の偏光成分に係る照明光束に変換して射出する第１の偏光変換素子とを有し、前記第１の光源装置からの照明光束を前記第１の偏光成分に係る照明光束として前記偏光ビームスプリッタの前記第１の光入射面に向けて射出する偏光光源装置であり、
   前記第２の偏光光源装置は、
   略平行な照明光束を射出する第２の光源装置と、前記第２の光源装置からの照明光束のうち第１の偏光成分に係る照明光束を透過し第２の偏光成分に係る照明光束を反射する第２の偏光分離面及び前記第２の偏光分離面からの第２の偏光成分に係る照明光束を前記第１の偏光成分に係る照明光束に平行な方向に向けて反射する第２の反射面を有する第２の偏光分離プリズムと、前記第１の偏光成分に係る照明光束の光路に設けられ第１の偏光成分に係る照明光束を第２の偏光成分に係る照明光束に変換して射出する第２の偏光変換素子とを有し、前記第２の光源装置からの照明光束を前記第２の偏光成分に係る照明光束として前記偏光ビームスプリッタの前記第２の光入射面に向けて射出する偏光光源装置であり、
   前記第１の偏光光源装置から射出される第１の偏光成分に係る照明光束と、前記第２の偏光光源装置から射出される第２の偏光成分に係る照明光束とは、互いに異なる偏光軸を有する直線偏光であり、
   前記偏光ビームスプリッタは、前記第１の偏光光源装置から射出された第１の偏光成分に係る照明光束と前記第２の偏光光源装置から射出された第２の偏光成分に係る照明光束とを合成して射出することを特徴とする照明装置。
2. 請求項１に記載の照明装置において、
   前記第１の光源装置は、第１の楕円面リフレクタと、前記第１の楕円面リフレクタの第１焦点近傍に発光中心を有する第１の発光管と、前記第１の楕円面リフレクタからの集束光を前記第１の偏光分離プリズムにおける光入射面に向けて射出する第１の凹レンズとを有し、
   前記第２の光源装置は、第２の楕円面リフレクタと、前記第２の楕円面リフレクタの第１焦点近傍に発光中心を有する第２の発光管と、前記第２の楕円面リフレクタからの集束光を前記第２の偏光分離プリズムにおける光入射面に向けて射出する第２の凹レンズとを有することを特徴とする照明装置。
3. 請求項２に記載の照明装置において、
   前記第１の発光管には、前記第１の発光管から被照明領域側に射出される光を前記第１の楕円面リフレクタに向けて反射する第１の反射手段が設けられ、
   前記第２の発光管には、前記第２の発光管から被照明領域側に射出される光を前記第２の楕円面リフレクタに向けて反射する第２の反射手段が設けられていることを特徴とする照明装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の照明装置において、
   前記偏光ビームスプリッタの前記第１の光入射面と、前記第１の偏光光源装置における光射出面とは接着され、
   前記偏光ビームスプリッタの前記第２の光入射面と、前記第２の偏光光源装置における光射出面とは接着されていることを特徴とする照明装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の照明装置において、
   前記第１の偏光分離プリズムの光入射面と、前記第１の光源装置における前記第１の凹レンズの光射出面とは接着され、
   前記第２の偏光分離プリズムの光入射面と、前記第２の光源装置における前記第２の凹レンズの光射出面とは接着されていることを特徴とする照明装置。
6. 請求項１〜３のいずれかに記載の照明装置において、
   前記偏光ビームスプリッタと前記第１の偏光分離プリズム、前記第１の偏光分離プリズムと前記第１の凹レンズ、前記偏光ビームスプリッタと前記第２の偏光分離プリズム、及び前記第２の偏光分離プリズムと前記第２の凹レンズとは、それぞれ離隔して配置されていることを特徴とする照明装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の照明装置において、
   前記偏光ビームスプリッタからの射出光を複数の部分光束に分割する複数の第１小レンズを有する第１レンズアレイと、
   前記第１レンズアレイの前記複数の第１小レンズに対応する複数の第２小レンズを有する第２レンズアレイと、
   前記第２レンズアレイからの部分光束を１種類の直線偏光に揃えて射出する偏光変換光学系と、
   前記偏光変換光学系からの光を被照明領域で重畳させる重畳レンズとをさらに有することを特徴とする照明装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の照明装置において、
   前記第１の発光管及び前記第２の発光管に供給する電力を制御する電力制御部をさらに備え、
   前記第１の発光管及び前記第２の発光管がともに点灯している場合における、前記電力制御部が前記第１の発光管及び前記第２の発光管にそれぞれ供給する電力をＷ₀とし、
   前記第１の発光管又は前記第２の発光管のいずれか一方の発光管が不点灯となった場合における、前記電力制御部が点灯している他方の発光管に供給する電力をＷ₁としたとき、
   前記電力制御部は、「Ｗ₁＞Ｗ₀」の関係式を満たすように、前記第１の発光管及び前記第２の発光管に供給する電力を制御する機能を有することを特徴とする照明装置。
9. 請求項８に記載の照明装置において、
   前記電力制御部は、「Ｗ₁＝２Ｗ₀」の関係式を満たすように、前記第１の発光管及び前記第２の発光管に供給する電力を制御する機能をさらに有することを特徴とする照明装置。
10. 請求項８又は９に記載の照明装置において、
    前記第１の発光管及び前記第２の発光管の点灯又は不点灯を検出する点灯状態検出手段をさらに備えることを特徴とする照明装置。
11. 請求項８〜１０のいずれかに記載の照明装置において、
    前記第１の光源装置を冷却するための第１の冷却ファンと、
    前記第２の光源装置を冷却するための第２の冷却ファンと、
    前記第１の冷却ファン及び前記第２の冷却ファンの回転数を制御する冷却ファン制御部とをさらに備え、
    前記冷却ファン制御部は、前記電力制御部によって前記第１の発光管及び前記第２の発光管にそれぞれ供給される電力に基づいて、前記第１の冷却ファン及び前記第２の冷却ファンの回転数を制御する機能を有することを特徴とする照明装置。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載の照明装置と、
    前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、
    前記電気光学変調装置により変調された光を投写する投写光学系とを備えたことを特徴とするプロジェクタ。