[发明专利]照明装置、投影机、照明方法

说明书

技术领域

本发明涉及，例如对图像形成元件进行照明的照明装置，将形成于图 像形成元件的光学像通过投影透镜投影显示于屏幕上的投影机，以及照明 方法，更具体地说，本发明涉及具有多个光源部的照明装置的结构。

背景技术

作为可显示大画面图像的装置之一，通过来自照明装置的光，对与图 像信息相对应形成光学像的小型的图像形成元件进行照明，利用投影透镜， 将该光学像放大显示于屏幕等上的投影机已投入实用。在这样的投影机中， 强烈希望投影图像的大画面化，高亮度化，降低亮度不均匀，降低色均匀， 人们开发了用于实现这些效果的高性能的照明装置。

例如，在下述的专利文献1(特别是参照图1)中所公开的投影型显 示器(投影机)中，通过采用2个光源部，谋求对光阀(图像形成元件) 进行照明的强度的增加，另外，通过设置与各光源部相对应的积分 (integrator)光学系统，谋求降低照明光的亮度不均匀、色不均匀。在以 液晶光阀为代表的图像形成元件、偏振元件、投影透镜等的光学元件中， 由于各个元件的光学特性相对入射光具有角度依赖性，故为了谋求显示图 像的高画质，希望形成可出射角度分布的范围窄的照明光。

但是，按照该投影机的结构，由于将2个光源部设置于与照明光轴离 开相当程度的位置，故照明光的角度分布大大扩展，另外，形成于投影透 镜的光瞳面(瞳面，pupil surface)的2组的光源像形成于与投影光轴分离 的位置。其结果是，产生显示图像的对比度的降低，不能像人们所期望的 那样使显示图像的亮度提化。另外，由于投影透镜的成像性能在投影光轴 的附近处较高，该性能伴随与投影光轴的分离而降低，故无法充分地发挥 投影透镜的成像性能，导致显示图像的画质变差。另外，在2个光源部的 发光特性不同的情况下，在显示图像中，由于投影透镜的渐晕(光晕， vignetting)所造成的投影光的阻拦不同，造成亮度不均匀、色不均匀。

在下述的专利文献2(特别是参照图1)中公开了谋求这些问题的消除 的投影型显示器(投影机)。在这里所采用的照明装置具有下述的结构， 其包括2个光源部，该光源部由在发光体的附近具有第1焦点的椭圆反射 器构成，在各个椭圆反射器的第2焦点设置反射棱镜(反射面)，通过该 反射棱镜，将来自各光源部的光束反射到积分器侧。由此，形成于反射棱 镜的反射面上的发光体的二次光源的位置相对本来的发光体的位置，更接 近照明光轴。在其以后的光学系统中，可将该二次光源像的位置视为光源 位置而对待，由此，2个光源部很接近照明光轴而设置，可改善上述各问 题。

在先技术文献

专利文献：

专利文献1：JP特开平6-265887号文献

专利文献2：JP特开2000-3612号文献

但是，同样在专利文献2中的照明装置中，形成于投影透镜的光瞳面 的光源像依然形成于与投影光轴分离的位置。其理由不外乎，各光源部的 二次光源像形成于尽可能地接近照明光轴的位置，在尽可能接近反射棱镜 的顶点的位置，形成各自的二次光源像，但是，由于二次光源像具有某种 有限的尺寸，故对于反射面必须要求相应的面积，不能够在反射棱镜的顶 点的最近处反射光束。于是，由于在投影透镜中，光源像的大部分依然不 存在于发挥最高的成像性能的投影光轴，故如果与在上述专利文献1中所 公开的投影机的情况相比较，可期待各问题的改善效果，但是，不一定充 分。

发明内容

本发明是鉴于这样的情况而提出的，本发明的目的在于针对具有多个 光源部的照明装置，实现谋求降低照明光的亮度不均匀、色不均匀、并且 可充分地发挥成像性能的照明装置。另外，实现具有这样的照明装置的投 影机。

为了实现上述目的，本发明的照明装置，其特征在于：包括：第1 光源部；多个第2光源部；和光轴变换元件，其中，所述光轴变换元件使 从上述第1光源部入射的光以其出射光轴与照明光轴大致一致的方式出 射，并且使从上述多个第2光源部的各个入射的光，以其出射光轴在接近 上述照明光轴的位置变得与上述照明光轴大致平行的方式出射。

另外，本说明书所说的“照明光轴”指通过本发明的照明装置所照明 的照明对象的照明面的中心的、相对于照明面的法线。另外，“出射轴光 轴”指从光轴变换元件中出射的光的光轴。