專利名稱：照明裝置及投射型圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明裝置及投射型圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
提出一種照明裝置，其中具備多個光源，將各光源射出的光分散地導(dǎo)向照射面，可用多個光源全體對照明對象物整體進(jìn)行照明。(參照專利文獻(xiàn)1)專利文獻(xiàn)1特開2001-21996號公報但是，在上述現(xiàn)有的裝置中，盡管可由用多個光源全體對照明對象物的整體進(jìn)行照明，但不能將各光源的射出光導(dǎo)向照明對象物整體。因此，在切斷多個光源中的任何一個時，僅存在亮度不均勻這一問題。

發(fā)明內(nèi)容
該發(fā)明鑒于上述情況，其目的在于提供一種可將各光源的射出光導(dǎo)向照明對象物整體的照明裝置及應(yīng)用該照明裝置的投射型圖像顯示裝置。
本發(fā)明的照明裝置為解決上述課題，其特征在于，構(gòu)成為組合反射入射的大致平行光的一半、透射剩余一半的光分離部件和光反射部件而成的光路變更部件，在對向設(shè)置的兩個光源間設(shè)置多個，各光路變更部件通過將來自所述兩個光源的位置性對應(yīng)區(qū)域的光束分別射入并合成，同時形成比該區(qū)域?qū)拸V的區(qū)域的光束并射出到一個方向，從而將各個光源的射出光導(dǎo)向照明對象物的整體。
根據(jù)上述構(gòu)成，光源中央?yún)^(qū)域的光被導(dǎo)向照明對象物的中央，光源周邊區(qū)域的光被導(dǎo)向照明對象物的周邊，同時，可將各個光源的射出光導(dǎo)向照明對象物的整體。
所述光路變更部件也可以構(gòu)成為通過由所述光分離部件將來自一方光源的所定區(qū)域的光束的一半反射到所述一個方向，從而形成第1光束，通過由第1光束反射部件將剩余一半的透射光束反射到所述一個方向，從而形成與上述第1光束相鄰的第2光束；通過由所述光分離部件透過從其他光源射出并由第2光反射部件導(dǎo)向與所述第1光束相同方向的光束的一半，并重疊于所述第1光束上，將剩余一半的反射光束由上述第1光反射部件反射到所述一個方向，從而重疊于第2光束上。
也可以構(gòu)成為將如此構(gòu)成的照明裝置作為構(gòu)成要素照明裝置而具有多個，同時，組合將入射的大致平行光的一半反射、透射剩余一半的光分離部件和光反射部件而成的光路變更部件在對向設(shè)置的兩個構(gòu)成要素照明裝置間設(shè)置多個，各光路變更部件通過將來自所述兩個構(gòu)成要素照明裝置的位置性對應(yīng)區(qū)域的光束分別射入并合成，同時形成比該區(qū)域還寬廣的區(qū)域的光束射出到一個方向，從而將各個構(gòu)成要素照明裝置的射出光導(dǎo)向照明對象物的整體。
在這些照明裝置中，鄰接的光路變更部件中的光反射部件相鄰，該相鄰的光反射部件可以合成其邊緣而形成山型。而且，鄰接的光路變更部件中的光反射部件相鄰，該相鄰的光反射部件也可以由三角棱柱部件的相互鄰接的二面鏡面形成。再者，可以使所述光分離部件及光反射部件的邊緣位于對應(yīng)作為照明對象物的復(fù)眼透鏡(fly eye lens)的透鏡元件間的谷部。
所述光分離部件可以是半反射鏡。而且，所述光分離部件也可以是偏振光束分離器。
再者，本發(fā)明的投射型圖像顯示裝置，其中由光閥對從照明裝置射出的光進(jìn)行光調(diào)制，以投射由該光調(diào)制而得到的圖像光，其特征在于，作為所述照明裝置，具有所述任何一個照明裝置。
如上所說明的，根據(jù)本發(fā)明的照明裝置，可以將各個光源的射出光導(dǎo)向照明對象物的全體。因此，如果是應(yīng)用該照明裝置的投射型圖像顯示裝置，則可得到如下效果即使在多個光源中的任何一個被切斷或為了節(jié)能而切斷的情況下，也幾乎不會產(chǎn)生亮度不均勻。


圖1是表示本發(fā)明的照明裝置的說明圖。
圖2是光路變更的說明圖。
圖3是表示本發(fā)明的照明裝置的另一示例的說明圖。
圖4是應(yīng)用圖3的照明裝置的投射型圖像顯示裝置的說明圖。
圖中1(1A，1B)-光源，2(2A，2B，2C)-光路變更部件，2′(2A′，2B′，2C′)-光路變更部件，20-偏振光束分離器，21-第1反射鏡，22-第2反射鏡，3-復(fù)眼透鏡。
具體實施例方式
(實施方式1)以下根據(jù)圖1～圖3說明本發(fā)明的實施方式。圖1是表示該實施方式的照明裝置的說明圖，圖2是光路變更說明圖。圖3是表示組合兩個圖1的照明裝置而成的照明裝置的說明圖。
圖1所示的照明裝置由對向配置的兩個光源1、1和配置在這兩個光源1、1之間的3組光路變更部件2(2A，2B，2C)組成。光源1、1將其射出光中心相互錯開地配置。各光源1具備由超高壓水銀燈和金屬鹵化物燈等構(gòu)成的發(fā)光部11；和將從該發(fā)光部11射出的光變成大致平行光射出的拋物面凹面鏡12。光路變更部件2B設(shè)置成可接收來自光源1的中央?yún)^(qū)域的光束，光路變更部件2A和光路變更部件2C設(shè)置成可接收來自光源1的周邊區(qū)域的光束。
各光路變更部件2是組合將入射的大致平行光的一半反射、透射剩余一半的偏振光束分離器20、第1反射鏡21和第2反射鏡22而成的。偏振光束分離器20的分離膜相對光源1的光軸傾斜45°配置，第1反射鏡21與所述分離膜平行(相對于所述光軸傾斜45°)配置，第2反射鏡22相對于第1反射鏡21配置在正交方向上。各光路變更部件2通過將來自兩個光源1A，1B的位置性對應(yīng)區(qū)域的光束分別射入并合成，形成該區(qū)域的2倍的區(qū)域的光束，并射出到一個方向(配置復(fù)眼透鏡3的方向)，從而將各個光源1的射出光導(dǎo)向作為照明對象物的復(fù)眼透鏡3的全體。
具體是，各光路變更部件2，通過由偏振光束分離器20將來自-方光源1A的規(guī)定區(qū)域(中央?yún)^(qū)域或端部區(qū)域)的光束的一半反射到所述一個方向，從而形成第1光束，通過由第1反射鏡21將剩余的一半透過光束反射到所述一個方向，從而形成與所述第1光束相鄰的第2光束。于是，通過將由其他光源1B射出且由第2反射鏡22導(dǎo)向與所述第1光束相同方向的光束的一半由上述偏振光束分離器20透過并重疊于第1光束上，將剩余一半的反射光束由上述第1反射鏡21反射到所述一個方向，從而重疊于第2光束上。
所述偏振光束分離器20透過來自光源1的光中的P偏振光，反射S偏振光。因此，如圖2所示，來自光源1A規(guī)定區(qū)域的光束中的S偏振光成為第1光束，P偏振光成為第2光束。另一方面，來自光源1B規(guī)定區(qū)域光束中的P偏振光成為第1光束，S偏振光成為第2光束。
這樣，來自光源1A、1B的光由3個光路變更部件2A，2B，2C重疊后導(dǎo)向復(fù)眼透鏡3，而且，可將來自光源1A，1B的射出光分別導(dǎo)向復(fù)眼透鏡3的全體。再者，光路變更部件2B重疊從光源1A，1B的中央?yún)^(qū)域分別射出的光束并導(dǎo)向復(fù)眼透鏡3的中央?yún)^(qū)域，光路變更部件2A，2C重疊從光源1A，1B的周邊區(qū)域分別射出的光束并導(dǎo)向復(fù)眼透鏡3的周邊區(qū)域。
在鄰接的光路變更部件2A和光路變更部件2B中，第2反射鏡22和第1反射鏡21相鄰，該相鄰的反射鏡22、21可以合成其邊緣而配置為山型。而且，在相鄰的光路變更部件2B和光路變更部件2C中，第2反射鏡22和第1反射鏡21相鄰，該相鄰的反射鏡22、21可以合成其邊緣而配置成山型。這樣，通過配置為山型，從而反射鏡22、21的一體化成為可能，這樣通過一體化，從而可以實現(xiàn)部件件數(shù)的削減。而且，可以使所述偏振光束分離器20及反射鏡22，21的邊緣對應(yīng)于復(fù)眼透鏡3的透鏡元件間的谷部而定位，避免了該邊緣對應(yīng)復(fù)眼透鏡3的凸透鏡而定位時產(chǎn)生的不適。
圖3所示的照明裝置具備兩個圖1的照明裝置(以下稱構(gòu)成要素照明裝置)，在這兩個構(gòu)成要素照明裝置間配置3個光路變更部件2A′、2B′、2C′而成。兩個構(gòu)成要素照明裝置將經(jīng)其光路變更部件2…進(jìn)行光路變更后的光軸相互錯開地配置，所述復(fù)眼透鏡3以使該光入射面的法線與所述光路變更后的光軸正交的方式進(jìn)行配置。該圖3所示的照明裝置成為以圖1的照明裝置作為光源，由所述光路變更部件2A′、2B′、2C′重疊各光源(構(gòu)成要素照明裝置)的光束的照明裝置，成為實現(xiàn)了4燈類型的裝置。即使在該圖3的照明裝置中，在鄰接的光路變更部件2A′和光路變更部件2B′中，第2反射鏡22′和第1反射鏡21′也相鄰，該相鄰的反射鏡22′、21′可以合成其邊緣而配置為山型。而且，在鄰接的光路變更部件2B′和光路變更部件2C′中，第2反射鏡22′和第1反射鏡21′相鄰，該相鄰的反射鏡22′、21′可以合成其邊緣而配置成山型。再有，可以使上述偏振光束分離器20′及反射鏡22′，21′的邊緣對應(yīng)于復(fù)眼透鏡3的透鏡元件間的谷部而定位。
(實施方式2)以下根據(jù)圖4說明本發(fā)明的實施方式的投射型圖像顯示裝置。圖4表示應(yīng)用圖3的照明裝置的液晶投影儀。從照明裝置射出的白色光照射到一對復(fù)眼透鏡3上，經(jīng)過該復(fù)眼透鏡3的光到達(dá)偏振光轉(zhuǎn)換裝置71。一對復(fù)眼透鏡3設(shè)計為使對應(yīng)的各個透鏡部分照射后述的液晶面板的全面，將存在于從照射裝置射出的光的部分亮度不均勻平均化，減小在畫面中央和周邊部的光量差。
偏振光轉(zhuǎn)換裝置71由偏振光束分離器陣列(以下稱PBS陣列)構(gòu)成。PBS陣列具有偏振光分離膜和相位差板(1/2λ板)。PBS陣列的各偏振光分離膜使來自復(fù)眼透鏡3的光中的例如P偏振光通過，將S偏振光進(jìn)行90°光路變更。經(jīng)光路變更后的S偏振光由鄰接的偏振光分離膜反射并直接射出。另一方面，透過偏振光分離膜的P偏光由設(shè)置在其前側(cè)(光射出側(cè))的所述相位差板轉(zhuǎn)換成S偏振光并射出。即，在該情況下，幾乎所有光都變換成S偏振光。
經(jīng)過偏振光裝置71而轉(zhuǎn)換成單一偏振光的光透過聚光透鏡72，由全反射鏡73將光路進(jìn)行90°變更并導(dǎo)向第1分色鏡74。第1分色鏡74透過紅色波段的光，反射青綠色(綠+藍(lán))波段的光。透過第1分色鏡74的紅色波段的光由全反射鏡75反射，并導(dǎo)向紅色光用的透過型液晶面板81，并通過透射其而進(jìn)行光調(diào)制。另一方面，由第1分色鏡74反射的青綠色波段的光被導(dǎo)向第2分色鏡76。
第2分色鏡76透過藍(lán)色波段的光而反射綠色波段的光。由第2分色鏡76反射的綠色波段的光被導(dǎo)向綠色光用的透射型液晶面板82，并通過透射其而進(jìn)行光調(diào)制。而且，透過第2分色鏡76的藍(lán)色波段的光經(jīng)全反射鏡77、78被導(dǎo)向青色光用的透射型液晶面板83，并通過透射其而進(jìn)行光調(diào)制。
經(jīng)液晶面板81、82、83得到的調(diào)制光(各色圖像光)由二向棱鏡79合成，以形成彩色圖像光。該彩色圖像光由投射透鏡80放大投射，投影顯示在未圖示的屏幕上。
而且，不限于將圖1或圖3的照明裝置中的反射鏡的邊緣合成配置成山型的情況，即使具有三角棱柱部件、將該三角棱柱部件相鄰的二面做成鏡面的情況也可以。與組合兩個反射鏡的邊緣而配置成山型相比，應(yīng)用三角棱柱部件更具有制作容易、組裝容易的優(yōu)點。而且，所述液晶投影儀應(yīng)用圖3的照明裝置制作成4燈式，但也可以應(yīng)用圖1的照明裝置構(gòu)成2燈式的液晶投影儀。無論對于圖1的照明裝置及圖3的照明裝置的任何一個，均可將來自各光源的光導(dǎo)向照明對象物復(fù)眼透鏡3的全面，與原來的條紋狀導(dǎo)向構(gòu)成相比，切斷多個光源中的任何一個時的亮度不均勻變得很小，可以良好地進(jìn)行圖像投射的繼續(xù)進(jìn)行。另外，還可有意識地熄滅幾個光源，以實現(xiàn)節(jié)約。
再者，在以上說明的例子中，示出了光源數(shù)是2個及4個的情況，只要是多個就可以，并未限定這些數(shù)量。示出了在對向配置的光源間具備3個光路變更部件的構(gòu)成，但不限于這3個。示出了對象配置的光源都為白色光源的情況，但不限于此，也可以將一方作為白色光源，將用于補充該光源的特定波長的光的輔助光源(可以是應(yīng)用燈光源或發(fā)光二極管等的固體元件光源)作為另一方的光源也可以。作為光分離部件，示出了偏振光束分離器，但也可以使用半反射鏡。作為投射型圖像顯示裝置，示出了3板式液晶投影儀，但也可以是單板式液晶投影儀。而且，也可以是采用了液晶面板以外的光閥的構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種照明裝置，其特征在于，構(gòu)成為組合反射入射的大致平行光的一半、透射剩余一半的光分離部件和光反射部件而成的光路變更部件，在對向設(shè)置的兩個光源間設(shè)置多個，各光路變更部件通過將來自所述兩個光源的位置性對應(yīng)區(qū)域的光束分別射入并合成，同時形成比該區(qū)域?qū)拸V的區(qū)域的光束并射出到一個方向，從而將各個光源的射出光導(dǎo)向照明對象物的整體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于，所述光路變更部件構(gòu)成為通過由所述光分離部件將來自一方光源的所定區(qū)域的光束的一半反射到所述一個方向，從而形成第1光束，通過由第1光束反射部件將剩余一半的透射光束反射到所述一個方向，從而形成與上述第1光束相鄰的第2光束；通過由所述光分離部件透過從其他光源射出并由第2光反射部件導(dǎo)向與所述第1光束相同方向的光束的一半，并重疊于所述第1光束上，將剩余一半的反射光束由上述第1光反射部件反射到所述一個方向，從而重疊于第2光束上。
3.一種照明裝置，其特征在于，構(gòu)成為將權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的照明裝置作為構(gòu)成要素照明裝置而具有多個，同時，組合將入射的大致平行光的一半反射、透射剩余一半的光分離部件和光反射部件而成的光路變更部件在對向設(shè)置的兩個構(gòu)成要素照明裝置間設(shè)置多個，各光路變更部件通過將來自所述兩個構(gòu)成要素照明裝置的位置性對應(yīng)區(qū)域的光束分別射入并合成，同時形成比該區(qū)域還寬廣的區(qū)域的光束射出到一個方向，從而將各個構(gòu)成要素照明裝置的射出光導(dǎo)向照明對象物的整體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項所述的照明裝置，其特征在于，鄰接的光路變更部件中的光反射部件相鄰，該相鄰的光反射部件合成其邊緣而形成為山型。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項所述的照明裝置，其特征在于，鄰接的光路變更部件中的光反射部件相鄰，該相鄰的光反射部件由三角棱柱部件的相鄰二面的鏡面形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項所述的照明裝置，其特征在于，使所述光分離部件及光反射部件的邊緣對應(yīng)于作為照明對象物的復(fù)眼透鏡的透鏡元件間的谷部而定位。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任一項所述的照明裝置，其特征在于，所述光分離部件是半反射鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任一項所述的照明裝置，其特征在于，所述光分離部件是偏振光束分離器。
9.一種投射型圖像顯示裝置，其中由光閥將從照明裝置射出的光進(jìn)行光調(diào)制，以投射通過該光調(diào)制而得到的圖像光，其特征在于，作為所述照明裝置，具備權(quán)利要求1～8中任一項所述的照明裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可以將各個光源的射出光導(dǎo)向照明對象物全體的照明裝置。各光路變更部件(2)，通過由偏振光束分離器(20)將來自一方光源(1A)規(guī)定區(qū)域(中央?yún)^(qū)域或端部區(qū)域)的光束的一半反射到一個方向，從而形成第1光束，通過由第1反射鏡(21)將剩余的一半透過光束反射到所述一個方向，從而形成與上述第1光束相鄰的第2光束。另外，通過使由其他光源(1B)射出、且由第2反射鏡(22)導(dǎo)向與上述第1光束相同方向的光束的一半由所述偏振光束分離器(20)透過，并重疊于第1光束上，將剩余一半的反射光束由上述第1反射鏡(21)反射到所述一個方向，從而重疊于第2光束上。
文檔編號G03B21/00GK1624575SQ20041010001
公開日2005年6月8日 申請日期2004年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月1日
發(fā)明者石井孝治, 木場弘樹 申請人:三洋電機株式會社