[发明专利]照明装置、照明方法和使用它的影像投射装置

说明书

技术领域

本发明涉及使光照射到规定的区域的照明装置、照明方法和使用它的影像投射装置。

背景技术

在使用面发光(LED、OLED)光源的照明器具或投影仪、头戴式显示器等影像投射装置中，需要一种使来自光源的光高效地传播到规定的区域的照明装置。并且，从功耗的观点来看，光在照明装置中的传递效率是一个重要的影响因素。

作为本技术领域的背景技术，针对照明装置，日本特开2011-165351号公报(专利文献1)、日本特开2012-145904号公报(专利文献2)记载了这样的照明器具用的照明装置，其为了将来自LED的光出射到外部而使用了一种聚光体(透镜)，该聚光体对于相对光轴中心靠内侧的光具有透镜功能，而对于外侧的光具有反射器功能。

另外，针对影像投射装置，日本特开2004-258666号公报(专利文献3)中作为投影仪用途的照明装置公开了这样的示例，其利用反射器使来自灯泡的光会聚，并使用用于提高均匀性的棒状透镜，利用透镜将从棒状透镜出射的光照射到生成影像的显示装置上。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-165351号公报

专利文献2：日本特开2012-145904号公报

专利文献3：日本特开2004-258666号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

近年来，以头戴式显示器(以下记作HMD)和平视显示器(以下记作HUD)为首的投射虚像的影像投射装置的开发得到了推进。虚像是利用人眼的透镜功能使影像在眼底成像而得到的影像。在投射虚像的光学系统中，光的捕获角度由人的瞳孔和影像投射装置的出射面的开口所限制。若出射面的开口增大则其影像投射装置会变得巨大，因此投射虚像的影像投射装置通常采用小型化，所以光的捕获角度较小。

不过，现有的照明装置的光的捕获角度较大，装置较为大型化，不适于投射虚像的影像投射装置使用。即，照明器具照射房间的较大范围，所以光的捕获角度较大。因而，专利文献1和专利文献2的照明装置不适于投射虚像的HMD和HUD等影像投射装置，无法提高光的传递效率。

另外，在将实像作为影像供观看的投影仪中，由于人观察的是照射在屏幕上的影像，所以光的捕获角度也是较大为好。为此，一直以来通过增大光的捕获角度来提高明亮度。

专利文献3记载的反射器的结构不适于LED等面发光光源，无法提高效率。并且，即使与例如位于棒状透镜出口的多个透镜组合，由于外侧的光被浪费，也无法提高效率。另外，使用多个透镜在成本方面也不理想。

此外，即使将专利文献1或专利文献2与专利文献3组合，作为光的捕获角度受到限制的投射虚像的影像投射装置，也无法实现较高效率的照明装置。

本发明的目的在于提供一种光的利用效率较高的照明装置、照明方法和使用它的影像投射装置。

解决问题的技术方案

为解决上述问题，本发明举一例如下，即，一种照明装置，包括光源和由透明材料形成、用于使来自所述光源的光会聚后出射的聚光体，聚光体具有光源侧的入射面、出射光的出射面和位于入射面与出射面之间的侧面，侧面具有多个曲面形状，各曲面的形状不同，所述曲面与光轴之间的距离随着从入射面去往出射面而增大，该光轴自光源中心起沿着与光源的发光面正交的方向。

另外，本发明的一种照明装置，包括：光源，利用内反射使从该光源出射的光变得均匀的由透明材料充满的光学积分器，将从光学积分器出射的光变换为大致平行的光的透镜，和相对于透镜的光轴中心配置在透镜的外侧、将从光学积分器出射的光变换为大致平行的光的反射抛物面，光学积分器的内部包括使光散射的散射元件，透镜的光学积分器侧的面，与反射抛物面的位于与光学积分器相反一侧的透镜光轴方向的端部相比配置在光学积分器一侧。

发明效果

根据本发明，能够提供一种节电且提高了明亮度的小型的照明装置、照明方法和使用它的影像投射装置。

附图说明

图1是实施例1的照明装置的截面图。

图2是实施例1的聚光体的立体图。

图3是说明实施例1的照明区域的亮度分布的图。

图4是实施例2的照明装置的截面图。

图5是实施例3的聚光体的立体图。

图6是实施例4的照明装置的截面图。

图7是说明实施例4的多波长光源9的图。

图8是实施例4的光学积分器的立体图。

图9是说明实施例5的多波长光源的图。