專(zhuān)利名稱(chēng)：照明裝置及投影機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種照明裝置及投影機(jī)，特別涉及到使用激光的照明裝置 的技術(shù)。
背景技術(shù)：
若使作為相干光的激光照射到漫射面上，則有時(shí)呈現(xiàn)亮點(diǎn)及暗點(diǎn)隨機(jī) 分布的被稱(chēng)為斑點(diǎn)噪聲的干涉圖樣。斑點(diǎn)噪聲因在漫射面的各點(diǎn)處所漫射 的光之間隨才M目互干涉而發(fā)生。若在顯示圖像時(shí)辨認(rèn)出斑點(diǎn)噪聲，則給觀 看者帶來(lái)耀眼的閃爍感，因此導(dǎo)致給圖傳J見(jiàn)賞帶來(lái)不良影響。用來(lái)減低斑
點(diǎn)噪聲的技術(shù)例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)1及專(zhuān)利文獻(xiàn)2中已經(jīng)提出。在專(zhuān)利文獻(xiàn)1 中提出的技術(shù)通過(guò)使設(shè)置于光路中的漫射板高速旋轉(zhuǎn)，令斑點(diǎn)圖形產(chǎn)生變 化。通過(guò)使多個(gè)斑點(diǎn)圖形重疊，而難以辨認(rèn)特定的斑點(diǎn)圖形。在專(zhuān)利文獻(xiàn) 2中提出的技術(shù)通過(guò)在大致平行配置的反射鏡和部分反射鏡之間使光往 復(fù)，出射經(jīng)過(guò)相互不同的光程長(zhǎng)度后的光。通過(guò)出射具有相當(dāng)于相干長(zhǎng)度 的光程差的光，使光的干涉性下降。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1:特開(kāi)平7-297111號(hào)〃>才艮
專(zhuān)利文獻(xiàn)2:特開(kāi)平5-196869號(hào)^^凈艮
在光路中設(shè)置漫射板的結(jié)構(gòu)時(shí)，因漫射板上的漫射而產(chǎn)生光的損耗。就 專(zhuān)利文獻(xiàn)l中提出的技術(shù)而言，因?yàn)橐贡容^大型的漫射板高速旋轉(zhuǎn)，所 以還產(chǎn)生消耗功率的增大、驅(qū)動(dòng)聲音的增大。因此，使漫射板高速旋轉(zhuǎn)的 技術(shù)特別是難以對(duì)民用的設(shè)備按原狀來(lái)使用。在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中提出的技術(shù) 的情況下，通it^射相對(duì)鏡體的垂線(xiàn)具有斜度的光，在2片鏡體之間，光 一邊斜向行進(jìn)， 一邊進(jìn)行往復(fù)。因?yàn)樵?片鏡體之間一邊使光斜向行進(jìn)，
一邊不斷分割光束，所以伴隨分割光束，光的出射區(qū)域增大。若光的出射 區(qū)域增大，則產(chǎn)生使利用照明光的裝置整體大型化的需要。特別是，越是 增多光束的分割數(shù)，越是能夠有效減低斑點(diǎn)噪聲，另一方面，卻越導(dǎo)致結(jié)
構(gòu)大型化。以往，出射具有光程差的光的結(jié)構(gòu)除在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中提出的結(jié) 構(gòu)之外，還提出了多種。例如，有使用長(zhǎng)度相互不同的蠅目峻鏡的結(jié)構(gòu)(參 見(jiàn)特公昭60-230629號(hào)公報(bào))、使用階梯式反射鏡的結(jié)構(gòu)(參見(jiàn)特開(kāi) 2000-199872號(hào)公報(bào))、使由光束分離器及棱鏡構(gòu)成的組件并列的結(jié)構(gòu)(參 見(jiàn)特開(kāi)2001-296503號(hào)/>報(bào))以及使用光纖束的結(jié)構(gòu)等。在它們?nèi)我粋€(gè)的 情況下，因?yàn)殡S著光束分割數(shù)的增加，需要增加光學(xué)元件或者大型化，所 以難以實(shí)現(xiàn)能夠有效減低斑點(diǎn)噪聲且小型的結(jié)構(gòu)。如上所述，根據(jù)以往的 技術(shù)，產(chǎn)生難以利用小型的結(jié)構(gòu)謀求斑點(diǎn)噪聲的有效減低這樣的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而做出的，其目的為，提供用來(lái)利用小型的結(jié)構(gòu) 使斑點(diǎn)噪聲有效減低的照明裝置及使用該照明裝置的投影機(jī)。
為了解決上述問(wèn)題并達(dá)到目的，根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種照明裝置， 其特征為，具有光源部，供給相千光；偏振分離部，通過(guò)〗吏具有第1振 動(dòng)方向的笫1偏振光反射，并透射具有與第1振動(dòng)方向大致正交的第2振 動(dòng)方向的第2偏振光，來(lái)分離第1偏振光和第2偏振光；反射部，反射從 偏振分離部向除特定的照明方向以外的方向行進(jìn)的光；部分反射部，設(shè)置 于偏振分離部;s^Jt部之間，使入射的光之中的一部分透射，并反射另外 的一部分；以及波長(zhǎng)板，設(shè)置于偏振分離部及部分反射部之間，使入射的 光的偏振狀態(tài)發(fā)生變化；偏振分離部及反射部，使得在從部分反射部經(jīng)過(guò) 偏振分離部向照明方向出射的光和從部分反射部依次經(jīng)過(guò)反射部、部分反 射部及偏振分離部向照明方向出射的光之間，產(chǎn)生光程差。
通過(guò)在偏振分離部及反射部之間設(shè)置部分反射部，來(lái)分割從偏振分離 部向部分反射部入射的光束及從反射部向部分反射部入射的光束。因?yàn)槭?br> 后向照明方向出射的光中產(chǎn)生光程差，所以能夠使光的干涉性下降。才艮據(jù) 本發(fā)明，因?yàn)榭梢园凑詹糠址瓷洳康耐干浞瓷涮匦詠?lái)確定光束的分割數(shù)， 所以能夠在小型的結(jié)構(gòu)中增加光束的分割數(shù)。因?yàn)樗指畹墓馐紡钠?振分離部的出射面出射，所以能夠?qū)崿F(xiàn)斑點(diǎn)噪聲的有效減低和照明區(qū)域擴(kuò) 大的減低。因此，獲得用來(lái)利用小型的結(jié)構(gòu)使斑點(diǎn)噪聲有效減低的照明裝 置。
另外，作為本發(fā)明優(yōu)選的方式，優(yōu)選的是，偏振分離部M射部按相 干光具有的相干長(zhǎng)度一半的長(zhǎng)度或者其以上的間隔，來(lái)配置。采用此結(jié)構(gòu)， 能夠出射具有相當(dāng)于相干長(zhǎng)度的光程差的光。據(jù)此，可以進(jìn)一步有效減低 斑點(diǎn)噪聲。
另外，作為本發(fā)明優(yōu)選的方式，優(yōu)選的是，偏振分離部;s^射部配置 于共用的光軸上。只要能夠沿著光軸使光行進(jìn)，就可以進(jìn)一步減低光出射 區(qū)域的擴(kuò)大。因?yàn)槭构庑羞M(jìn)的區(qū)域也可以減小，所以能夠使照明裝置整體 小型化。據(jù)此，可以進(jìn)一步成為小型的結(jié)構(gòu)，且減低照明區(qū)域的擴(kuò)大。
另外，作為本發(fā)明優(yōu)選的方式，優(yōu)選的是，具有在部分反射部;5L^射 部之間使光傳播的導(dǎo)光部。據(jù)此，可以減低在部分反射部及反射部之間傳 播的光的損耗。
另外，作為本發(fā)明優(yōu)選的方式，優(yōu)選的是，導(dǎo)光部具備棒狀積分器。 據(jù)此，可以在棒狀積分器內(nèi)部使光傳播。
另外，作為本發(fā)明優(yōu)選的方式，優(yōu)選的是，具有使在部分反射部M 射部之間傳播的光透射且折射率為可變的折射率可變?cè)?。因?yàn)?一邊通過(guò) 折射率可變?cè)?吏折射率產(chǎn)生變化一邊在部分反射部;5L^射部之間^f吏光傳 播，所以能夠進(jìn)一步使光程差具有變化。據(jù)此，可以進(jìn)一步有效減低斑點(diǎn) 噪聲。
另外，作為本發(fā)明優(yōu)選的方式，優(yōu)選的是，具有多個(gè)部分反射部。由 于^f吏用多個(gè)部分^Jt部，因而還能夠使各光束的強(qiáng)度平坦化。據(jù)此，可以 進(jìn)一步有效減低斑點(diǎn)噪聲。
另外，作為本發(fā)明優(yōu)選的方式，優(yōu)選的是，反射部具備使光全反射的 棱鏡部。通過(guò)使用棱鏡部，可以反射從偏振分離部向除特定的照明方向以 外的方向行進(jìn)的光。由于利用全反射，因而能夠減低因反射導(dǎo)致的光損耗。 據(jù)此，獲得能以高效率出射光的照明裝置。
再者，根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種投影機(jī)，其特征為，具有上述的 照明裝置；和空間光調(diào)制裝置，按照?qǐng)D^f象信號(hào)調(diào)制來(lái)自照明裝置的光。由 于使用上述的照明裝置，因而能夠利用小型的結(jié)構(gòu)有效減低斑點(diǎn)噪聲。據(jù) 此，獲得能利用小型的結(jié)構(gòu)顯示斑點(diǎn)噪聲減少的高品質(zhì)圖像的投影機(jī)。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1所涉及的照明裝置概略結(jié)構(gòu)的附圖。 圖2是說(shuō)明照明裝置中光的動(dòng)態(tài)的模式圖。
圖3是表示實(shí)施例1的變形例l所涉及的照明裝置概略結(jié)構(gòu)的附圖。 圖4是表示實(shí)施例1的變形例2所涉及的照明裝置概略結(jié)構(gòu)的附圖。 圖5是說(shuō)明照明裝置中光的動(dòng)態(tài)的模式圖。
圖6是表示實(shí)施例1的變形例3所涉及的照明裝置概略結(jié)構(gòu)的附圖。 圖7是表示實(shí)施例1的變形例4所涉及的照明裝置立體概略結(jié)構(gòu)的附圖。
圖8是表示具備四角錐形狀的棱鏡部的結(jié)構(gòu)的附圖。
圖9是表示本發(fā)明實(shí)施例2所涉及的投影機(jī)概略結(jié)構(gòu)的附圖。
圖IO是表示使用2個(gè)透射型液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的附圖。
符號(hào)說(shuō)明
10照明裝置，11 光源部，12偏振光束分離器，13 電^h質(zhì)多層 膜，15 1/4波長(zhǎng)板，16部分反射鏡，17棒狀積分器，18反射鏡， AX光軸，20 照明裝置，30照明裝置，31 第1部分反射鏡，32 第 l棒狀積分器，33第2部分反射鏡，34第2棒狀積分器，40照明裝 置，41液晶元件，50 照明裝置，51 棱鏡部，52斜面，60照明裝置， 61 棱鏡部，62 斜面，70投影機(jī)，10R R光用照明裝置，10G G光 用照明裝置，10B B光用照明裝置，11R R光用光源部，11G G光用
光源部，11B B光用光源部，71R R光用空間光調(diào)制裝置，71G G光 用空間光調(diào)制裝置，71B B光用空間光調(diào)制裝置，72十字分色棱鏡，73 第1分色膜，74第2分色膜，75投影透鏡，76屏幕，80投影機(jī)， 10RB RB光用照明裝置，71RB RB光用空間光調(diào)制裝置，81 分色膜， 82 分色棱鏡
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。 實(shí)施例1
圖1表示本發(fā)明實(shí)施例1所涉及的照明裝置10的概略結(jié)構(gòu)。照明裝置 10向由空白箭頭所示的照明方向使光出射。光源部11朝向與照明方向大 致正交的方向來(lái)配置。光源部11供給作為相干光的激光。由光源部ll供 給的激光例如是s偏振光。s偏振光是具有第1振動(dòng)方向的第1偏振光。作 為光源部11，可以使用半導(dǎo)體激光器、半導(dǎo)體激光激發(fā)固體(Diode Pumped Solid State, DPSS, 二極管泵浦固態(tài))激光器或者固體激光器、液體激光 器及氣體激光器等。光源部11的結(jié)構(gòu)也可以具備轉(zhuǎn)換激光波長(zhǎng)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換 元件，例如二次諧波發(fā)生(Second-Harmonic Generation, SHG )元件。
偏振光束分離器12設(shè)置在來(lái)自光源部11的激光入射的位置處。偏振 光束分離器12粘合2個(gè)直角棱鏡來(lái)構(gòu)成。在2個(gè)直角棱鏡之間，涂敷電介 質(zhì)多層膜13。偏振光束分離器12是偏振分離部，通過(guò)在電介質(zhì)多層膜13 處，使s偏振光反射并透射p偏振光，來(lái)分離s偏振光和p偏振光。P偏 振光是具有與第1振動(dòng)方向大致正交的第2振動(dòng)方向的第2偏振光。還有， 在偏振光束分離器12的入射面及出射面，也可以涂lt^射防止膜(AR涂 層)。
在從偏振光束分離器12看上去和照明方向相反的一側(cè)，設(shè)置1/4波長(zhǎng) 板15、部分反射鏡16、棒狀積分器17 M射鏡18。從偏振光束分離器12 到反射鏡18的各部分全都配置到共用的光軸AX上。偏振光束分離器12 配置為，電介質(zhì)多層膜13相對(duì)光軸AX大致成45度。部分反射鏡16設(shè)置
在偏振光束分離器12 U射鏡18之間。1/4波長(zhǎng)板15設(shè)置在偏振光束分 離器12及部分反射鏡16之間。棒狀積分器17設(shè)置在部分反射鏡16 M 射鏡18之間。
1/4波長(zhǎng)板15用來(lái)使得在p偏振光和s偏振光之間產(chǎn)生90度(71/2 ) 的相位差，佳入射的光的偏振狀態(tài)從直線(xiàn)偏振光向圓偏振光進(jìn)行變化、從 圓偏振光向直線(xiàn)偏振光進(jìn)行變化。1/4波長(zhǎng)板15配置為，光學(xué)軸相對(duì)直線(xiàn) 偏振光的偏振軸成45度。部分反射鏡16用來(lái)^JV射的光之中的一部分透 射，并反射另外的一部分。例如，部分反射鏡16是一種半透半反鏡，使入 射的光之中的50%透射，并反射另外的50%。部分反射鏡16可以通過(guò)在 由玻璃等透明材料構(gòu)成的平行平板上使電介質(zhì)多層膜成膜，來(lái)形成。
棒狀積分器17是導(dǎo)光部，在部分反射鏡16及反射鏡18之間使光傳播。 棒狀積分器17具備由玻璃、樹(shù)脂等透明材料構(gòu)成的柱狀體。棒狀積分器 17通過(guò)在透明材料和空氣之間的界面處使光全反射，來(lái)傳播光。通過(guò)使向 偏離光軸AX的方向行進(jìn)的光向沿著光軸AX的方向行進(jìn)，就可以防止在 部分反射鏡16及反射鏡18之間傳播的光的損耗。棒狀積分器17的光軸 AX方向長(zhǎng)度h相當(dāng)于來(lái)自光源部11的激光具有的相干長(zhǎng)度的一半。
還有，棒狀積分器17除了由透明材料構(gòu)成的柱狀體之外，還可以是使 用反射性材料的中空筒狀體。作為反射性材料，可以使用鋁等的金屬材料、 電介質(zhì)多層膜等。這種情況下，也可以通過(guò)反射性材料的反射來(lái)傳播光。 如果部分反射鏡16 M射鏡18之間的光損耗較少，則也可以省去棒狀積 分器17。特別是，在來(lái)自光源部11的激光具有較高的指向性并且?guī)缀醪?產(chǎn)生光路中激光的漫射那種情況下，可以省去棒狀積分器17。這種情況下， 部分反射鏡16及反射鏡18也按相當(dāng)于相干長(zhǎng)度一半的間隔來(lái)配置。
通過(guò)設(shè)置長(zhǎng)度h的棒狀積分器17，部分反射鏡16 M射鏡18按激光 相干長(zhǎng)度一半的長(zhǎng)度的間隔來(lái)配置。反射鏡18用來(lái)使從偏振光束分離器 12向與照明方向相反的方向行進(jìn)、透射從偏振光束分離器12到反射鏡18 的各部分后的光，向照明方向反射。反射鏡18是通過(guò)在平行平板上涂敷高 反射性材料，例如由鋁等構(gòu)成的金屬膜、電介質(zhì)多層膜，來(lái)構(gòu)成的。
圖2是說(shuō)明照明裝置10中光的動(dòng)態(tài)的;f莫式圖。這里，省略了對(duì)說(shuō)明無(wú) 用的結(jié)構(gòu)的圖示。下面，激光的強(qiáng)度表示為，來(lái)自光源部11的激光L1的 強(qiáng)度是100%。激光Ll從光源部11向與光軸AX大致正交的方向行進(jìn)， 入射到偏振光束分離器12。作為s偏振光的激光Ll通過(guò)偏振光束分離器 12的電介質(zhì)多層膜13處的反射，大致折彎90度。大致折彎90度后的激 光Ll沿著光軸AX向與照明方向相反的方向行進(jìn)，入射到1/4波長(zhǎng)板15。 作為s偏振光的激光Ll通過(guò)透射1/4波長(zhǎng)板15，而轉(zhuǎn)換成圓偏振光。
由1/4波長(zhǎng)板15轉(zhuǎn)換成圓偏振光后的激光Ll入射到部分反射鏡16。 部分反射鏡16使強(qiáng)度100%的激光Ll之中強(qiáng)度50%的激光L2反射，并 透射強(qiáng)度50%的激光L3。由部分反射鏡16所反射的激光L2向作為與此 前的行進(jìn)方向相反方向的照明方向行進(jìn)，再次入射到1/4波長(zhǎng)板15。作為 圓偏振光的激光L2通過(guò)透射1/4波長(zhǎng)板15,而轉(zhuǎn)換成p偏振光。轉(zhuǎn)換成p 偏振光后的激光L2在透射偏振光束分離器12的電介質(zhì)多層膜13之后， 向照明方向出射。
激光Ll之中透射部分反射鏡16后的激光L3向與此前的行進(jìn)方向相 同的方向行進(jìn)之后，入射到反射鏡18。激光L3通過(guò)反射鏡18處的反射， 向作為與此前的行進(jìn)方向相反的方向的照明方向4亍進(jìn)，再次入射到部分反 射鏡16。部分反射鏡16使強(qiáng)度50%的激光L3之中強(qiáng)度25%的激光L5 反射，并透射強(qiáng)度25。/。的激光L4。透射部分反射鏡16后的激光L4在由 1/4波長(zhǎng)板15轉(zhuǎn)換成p偏振光之后，向照明方向出射。
由部分反射鏡16最開(kāi)始分割的激光L2從部分反射鏡16經(jīng)過(guò)偏振光束 分離器12向照明方向出射。第2次分割的激光L4從部分反射鏡16依次 經(jīng)過(guò)反射鏡18、部分反射鏡16及偏振光束分離器12,向照明方向出射。 經(jīng)過(guò)反射鏡18的激光L4相對(duì)于不經(jīng)過(guò)反射鏡18的激光L2來(lái)說(shuō)，按在部 分反射鏡16及反射鏡18之間1次往復(fù)的量，經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的光路。通過(guò)在部 分反射鏡16及反射鏡18之間設(shè)置長(zhǎng)度h相當(dāng)于相干長(zhǎng)度一半的棒狀積分 器17 (參見(jiàn)圖1) ， 4吏得在兩個(gè)激光L2、 L4間產(chǎn)生相當(dāng)于相干長(zhǎng)度的光 程差。
激光L3之中由部分反射鏡16所反射的激光L5在由反射鏡18反射之 后，入射到部分反射鏡16。部分反射鏡16使強(qiáng)度25。/。的激光L5之中強(qiáng) 度12.5。/。的激光L7反射，并透射強(qiáng)度12.5。/o的激光L6。透射部分反射鏡 16后的激光L6在由1/4波長(zhǎng)板15轉(zhuǎn)換成p偏振光之后，向照明方向出射。 在由部分反射鏡16進(jìn)行了第2次分割的激光L4和進(jìn)行了第3次分割的激 光L6之間，也產(chǎn)生相當(dāng)于相干長(zhǎng)度的光程差。激光L5之中由部分反射鏡 16所反射的激光L7重復(fù)進(jìn)行上述的循環(huán)。
照明裝置10通過(guò)這樣出射相當(dāng)于相干長(zhǎng)度的光程差的光，就可以使光 的干涉性下降。因使用部分反射鏡16得到的光束的分割數(shù)因?yàn)榭梢园凑詹?分反射鏡16的透射反射特性來(lái)確定，所以能夠在小型的結(jié)構(gòu)中使光束的分 割數(shù)增加。因?yàn)榉指詈蟮墓馐紡钠窆馐蛛x器12的出射面出射，所 以能夠?qū)崿F(xiàn)斑點(diǎn)噪聲的有效減低和照明區(qū)域擴(kuò)大的減低。
通過(guò)沿著光軸AX使激光行進(jìn)，可以進(jìn)一步減低照明區(qū)域的擴(kuò)大。因 為使激光行進(jìn)的區(qū)域也可以減小，所以能夠使照明裝置IO整體小型化。據(jù) 此，產(chǎn)生利用小型的結(jié)構(gòu)使斑點(diǎn)噪聲得到有效減低這樣的效果。本發(fā)明的 照明裝置10因?yàn)槟軌蚬┙o特定振動(dòng)方向的直線(xiàn)偏振光，所以在和液晶顯示 裝置組合加以使用的情況下是有用的。部分反射鏡16不限于是半透半反鏡 的情形。部分反射鏡16也可以是適當(dāng)設(shè)定透射反射特性后的調(diào)光鏡。可以 按照部分反射鏡16的透射反射特性，適當(dāng)確定從照明裝置10出射的各光 束強(qiáng)度。部分反射鏡16的結(jié)構(gòu)可以具有正好與來(lái)自光源部11的激光波長(zhǎng) 相應(yīng)的透射反射特性。
部分反射鏡16及反射鏡18不限于按激光相干長(zhǎng)度一半長(zhǎng)度的間隔來(lái) 配置的情形，也可以按相干長(zhǎng)度一半長(zhǎng)度以上的間隔來(lái)配置。據(jù)此，可以 出射經(jīng)過(guò)相當(dāng)于相干長(zhǎng)度以上的光程差后的激光。有越是增大部分反射鏡 16及反射鏡18的間隔，越是能夠有效減低斑點(diǎn)噪聲的優(yōu)點(diǎn)。
只要能夠減低斑點(diǎn)噪聲，部分反射鏡16 M射鏡18的間隔也可以是 相干長(zhǎng)度一半的長(zhǎng)度以下。這種情況下，通過(guò)在部分反射鏡16 M射鏡 18之間使之往復(fù)多次，出射經(jīng)過(guò)相當(dāng)于和相干長(zhǎng)度相同或者其以上的光程
差后的激光，就能謀求斑點(diǎn)噪聲的減低。有越是減小部分反射鏡16M射 鏡18的間隔，越是可以使照明裝置10小型化的優(yōu)點(diǎn)。還有，光源部11 除了是供給s偏振光的器件之外，還可以是供給p偏振光的器件。這種情 況下，偏振光束分離器12使作為第1偏振光的p偏振光反射，并出射作為 第2偏振光的s偏振光。照明裝置10向照明方向使s偏振光出射。
圖3表示本實(shí)施例變形例1所涉及的照明裝置20的概略結(jié)構(gòu)。本變形 例的照明裝置20向與光軸AX大致正交的照明方向使光出射。照明裝置 20的光源部11設(shè)置在光軸AX上。光源部11沿著光軸AX，例如供給p 偏振光。偏振光束分離器12 1吏作為第1偏振光的s偏振光反射，并透射作 為第2偏振光的p偏振光。來(lái)自光源部11的p偏振光透射偏振光束分離 器12。透射偏振光束分離器12后的p偏振光由1/4波長(zhǎng)板15轉(zhuǎn)換成圓偏 振光。
由部分反射鏡16或反射鏡18反射之后入射到1/4波長(zhǎng)板15的圓偏振 光被轉(zhuǎn)換成s偏振光。從1/4波長(zhǎng)板15入射到偏振光束分離器12的s偏振 光通過(guò)電介質(zhì)多層膜13的反射大致折彎90度。大致折彎卯度后的激光向 照明方向行進(jìn)。這種情況下，也可以利用小型的結(jié)構(gòu)有效減低斑點(diǎn)噪聲。
圖4表示本實(shí)施例變形例2所涉及的照明裝置30的概略結(jié)構(gòu)。本變形 例的照明裝置30具備2個(gè)部分反射鏡31、 33。第1部分反射鏡31、笫2 部分反射鏡33用來(lái)^^v射的光之中的一部分透射，并反射另外的一部分。 第1部分反射鏡31設(shè)置在與上述照明裝置10中的部分反射鏡16 (參見(jiàn)圖 1)相同的位置。笫1部分反射鏡31例如^X射的光之中的90%透射，并 反射另外的10%。
在第1部分反射鏡31和反射鏡18之間，設(shè)置第1棒狀積分器32、第 2部分反射鏡33及第2棒狀積分器34。第2部分反射鏡33設(shè)置在第1棒 狀積分器32和笫2棒狀積分器34之間。例如，第2部分反射鏡33是一種 半透半反鏡，用來(lái)使入射的光之中的50%透射，并反射另外的50%。
第1棒狀積分器32及第2棒狀積分器34是導(dǎo)光部，使得在第1部分 反射鏡31和反射鏡18之間傳播光。第1棒狀積分器32及笫2棒狀積分器34全都可以為由玻璃等透明材料構(gòu)成的柱狀體，或者使用反射材料的中空 筒狀體。第1棒狀積分器32及第2棒狀積分器34全都按相當(dāng)于相干長(zhǎng)度 一半的長(zhǎng)度來(lái)形成。
圖5是說(shuō)明照明裝置30中光的動(dòng)態(tài)的模式圖。通過(guò)第1部分反射鏡 31，使來(lái)自偏振光束分離器12的強(qiáng)度100。/。的激光L1之中強(qiáng)度10%的激 光L2反射，并透射強(qiáng)度90%的激光L3。由第1部分反射鏡31所反射的 激光L2在轉(zhuǎn)換成p偏振光之后，向照明方向出射。透射第l部分反射鏡 31后的激光L3入射到第2部分反射鏡33。
第2部分反射鏡33使強(qiáng)度90%的激光L3之中強(qiáng)度45%的激光L4反 射，并透射強(qiáng)度45%的激光L5。由第2部分反射鏡33所反射的激光L4 入射到笫1部分反射鏡31。第1部分反射鏡31使強(qiáng)度45%的激光L4之 中強(qiáng)度40.5% ( =45% x 0.9 )的激光L6透射，并反射強(qiáng)度4.5% ( =45% x 0.1)的激光L7。透射第1部分反射鏡31后的激光L6在轉(zhuǎn)換成p偏振光 之后，向照明方向出射。由第1部分反射鏡31所反射的激光L7重復(fù)進(jìn)行 上述的循環(huán)。
透射第2部分反射鏡33后的激光L5在由反射鏡18反射之后，入射到 笫2部分反射鏡33。第2部分反射鏡33使強(qiáng)度45%的激光L5之中強(qiáng)度 22.5% (=45%x0.5)的激光L8透射，并反射強(qiáng)度22.5%的激光L9。透 射第2部分反射鏡33后的激光L8入射第1部分反射鏡31。第1部分反射 鏡31使強(qiáng)度22.5%的激光L8之中強(qiáng)度20.25% ( =22.5% x 0.9 )的激光 L10透射，并反射強(qiáng)度2.25% (=22.5% x 0.1)的激光Lll。透射第1部分 反射鏡31后的激光L10在轉(zhuǎn)換成p偏振光之后，向照明方向出射。由第l 部分反射鏡31所反射的激光Lll重復(fù)進(jìn)行上述的循環(huán)。
由笫2部分反射鏡33所反射的激光L9在由反射鏡18反射之后，入射 到第2部分反射鏡33，第2部分反射鏡33使強(qiáng)度22.5。/。的激光L9之中強(qiáng) 度11.25% ( =22.5% x 0.5 )的激光L12透射，并反射強(qiáng)度11.25%的激光 L13。透射第2部分反射鏡33后的激光L12入射到第1部分反射鏡31。第 1部分反射鏡31使強(qiáng)度11.25%的激光L12之中強(qiáng)度10.125% (=11.25%
x 0.9 )的激光L14透射，并反射強(qiáng)度1.125%(=11.25% x 0.1)的激光L15. 透射第1部分反射鏡31后的激光L14在轉(zhuǎn)換成p偏振光之后，向照明方 向出射。由第2部分反射鏡33所反射的激光L13、由第1部分反射鏡31 所反射的激光L15全都重復(fù)進(jìn)行上述的循環(huán)。
上述的照明裝置10出射的激光強(qiáng)度全都減半為50%、 25%、 12.5%。 相對(duì)于此，本變形例的照明裝置30出射的激光強(qiáng)度平坦化為10%、40.5%、 20.25%、 10.125%。這樣，通過(guò)使各光束的強(qiáng)度平坦化，就可以進(jìn)一步有 效減低斑點(diǎn)噪聲。從照明裝置30出射的各光束強(qiáng)度可以按照笫1部分反射 鏡31、第2部分反射鏡33的透射反射特性來(lái)適當(dāng)確定。第1部分反射鏡 31、第2部分反射鏡33的透射反射特性?xún)?yōu)選的是，能夠使出射的激光強(qiáng)度 盡可能平坦化。
還有，照明裝置30不限于其結(jié)構(gòu)設(shè)置2個(gè)部分反射鏡31、 33的情形， 也可以設(shè)置3個(gè)以上的部分反射鏡。通過(guò)增加反射鏡18和1/4波長(zhǎng)板15 之間的光路中的成組的部分反射鏡及棒狀積分器，就可以使部分反射鏡的 個(gè)數(shù)得到增加。
圖6表示本實(shí)施例變形例3所涉及的照明裝置40的概略結(jié)構(gòu)。本變形 例的照明裝置40具有液晶元件41。液晶元件41是一種折射率為可變的折 射率可變?cè)?。液晶元?1設(shè)置在第1棒狀積分器32及第2棒狀積分器 33之間。液晶元件41使在部分反射鏡16 M射鏡18之間傳播的激光透 射。
液晶元件41在平行平板內(nèi)分散液晶分子來(lái)構(gòu)成。液晶元件41按照液 晶分子的取向狀態(tài)使光的折射率產(chǎn)生變化。液晶元件41能夠通過(guò)電壓的控 制容易地使液晶分子的取向狀態(tài)產(chǎn)生變化。通過(guò)一邊由液晶元件41使折射 率產(chǎn)生變化一邊在部分反射鏡16 M射鏡18之間傳播激光，能夠進(jìn)一步 使光程差具有變化。據(jù)此，可以進(jìn)一步有效減低斑點(diǎn)噪聲。
圖7表示本實(shí)施例的變形例4所涉及的照明裝置50的立體概略結(jié)構(gòu)。 本變形例的照明裝置50其特征為，具有棱鏡部51。棱鏡部51具備三角柱 形狀，該三角柱形狀具有直角三角形。棱鏡部51采用玻璃、樹(shù)脂等的透明材料來(lái)構(gòu)成。棱鏡部51具有相對(duì)光軸AX大致傾斜45度的2個(gè)斜面52。 在棒狀積分器17內(nèi)傳播的激光通過(guò)作為透明材料和空氣之間的界面的斜 面52進(jìn)行全反射。棱鏡部51 M射部，用來(lái)反射從偏振光束分離器12 向與照明方向相反的方向行進(jìn)的光。
通過(guò)利用棱鏡部51的全反射，能夠減低因反射導(dǎo)致的激光損耗。據(jù)此， 能夠以高效率使光出射。還有，照明裝置50不限于具備三角柱形狀的棱鏡 部51的結(jié)構(gòu)。例如，圖8所示的照明裝置60具有四角錐形狀的棱鏡部61。 棱鏡部61具備相對(duì)光軸AX大致傾斜45度的4個(gè)斜面62.具備四角錐形 狀的棱鏡部61的照明裝置60的情況下，也能夠以高效率使光出射。棱鏡 部只要能夠反射向除照明方向以外的方向行進(jìn)的激光即可，也可以是除三 角柱形狀、四角錐形狀之外的立體形狀。
實(shí)施例2
圖9表示本發(fā)明實(shí)施例2所涉及的投影機(jī)70的概略結(jié)構(gòu)。投影機(jī)70 是一種前投式的投影機(jī)，通過(guò)向屏幕76供給光，觀看由屏幕76反射的光， 來(lái)觀賞圖像。投影機(jī)70具有紅色(R)光用照明裝置IOR、綠色(G)光 用照明裝置IOG及藍(lán)色(B)光用照明裝置10B。
R光用照明裝置10R具有R光用光源部IIR。 R光用光源部11R用來(lái) 供給作為R光的激光.G光用照明裝置10G具有G光用光源部11G, G 光用光源部11G用來(lái)供^ft為G光的激光。B光用照明裝置10B具有B 光用光源部11B。 B光用光源部11B用來(lái)供給作為B光的激光。各色光用 照明裝置IOR、 IOG、 10B具有和上述實(shí)施例1的照明裝置10相同的結(jié)構(gòu)。
來(lái)自R光用照明裝置10R的R光入射到R光用空間光調(diào)制裝置71R。 R光用空間光調(diào)制裝置71R用來(lái)按照?qǐng)D傳 f言號(hào)調(diào)制來(lái)自R光用照明裝置 10R的R光，是一種透射型的液晶顯示裝置。由R光用空間光調(diào)制裝置 71R調(diào)制后的光入射到十字分色棱鏡72。來(lái)自G光用照明裝置10G的G 光入射到G光用空間光調(diào)制裝置71G。 G光用空間光調(diào)制裝置71G用來(lái) 按照?qǐng)D像信號(hào)調(diào)制來(lái)自G光用照明裝置10G的G光，是一種透射型的液 晶顯示裝置。由G光用空間光調(diào)制裝置71G調(diào)制后的光從與R光不同的
一側(cè)入射到十字分色棱鏡72。
來(lái)自B光用照明裝置10B的B光入射到B光用空間光調(diào)制裝置71B。 B光用空間光調(diào)制裝置71B用來(lái)按照?qǐng)D4象信號(hào)調(diào)制來(lái)自B光用照明裝置 10B的B光,是一種透射型的液晶顯示裝置。由B光用空間光調(diào)制裝置71B 調(diào)制后的光從與R光、G光不同的一側(cè)入射到十字分色棱鏡72。
十字分色棱鏡72具有配置為相互大致正交的2個(gè)分色膜73、 74。第l 分色膜73反射R光，透射G光及B光。第2分色膜74反射B光，透射 G光及R光。這樣，十字分色棱鏡72就合成由各空間光調(diào)制裝置71R、 71G、 71B分別調(diào)制后的R光、G光及B光。投影透鏡75將由十字分色 棱鏡72所合成的光向屏幕76進(jìn)行投影。
投影機(jī)不限于使用3個(gè)透射型液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。例如圖IO所示， 也可以使用2個(gè)透射型液晶顯示裝置。投影機(jī)80具有2個(gè)空間光調(diào)制裝置 71G、 71RB。 RB光用空間光調(diào)制裝置71RB調(diào)制R光及B光。分色棱鏡 82具備透射G光并且反射R光及B光的分色膜81。
投影機(jī)80對(duì)應(yīng)于空間光調(diào)制裝置，具有2個(gè)照明裝置10G、 IORB。 RB光用照明裝置10RB具有R光用光源部11R及B光用光源部IIB。 RB 光用照明裝置10RB〗吏R光用光源部IIR、 B光用光源部IIB依次點(diǎn)亮。 RB光用空間光調(diào)制裝置71RB與來(lái)自RB光用照明裝置10RB的R光、B 光的供給同步，進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。這樣，照明裝置的結(jié)構(gòu)也可以使用供給各自不 同的色光的多個(gè)光源部。
再者，投影機(jī)也可以是具備l個(gè)透射型液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)?？臻g光 調(diào)制裝置不限于使用透射型液晶顯示裝置的情形，也可以使用反射型液晶 顯示裝置(Liquid Crystal On Silicon: LCOS,娃上液晶)。投影機(jī)也可 以是所謂的背投式投影機(jī)，該背投式投影機(jī)通過(guò)給屏幕的一方的面供給激 光，觀看從屏幕的另一方的面出射的光，來(lái)觀賞圖像。再者，本發(fā)明的照 明裝置不限于使用在投影機(jī)中的情形，例如也可以使用于曝光裝置。
如上所述，本發(fā)明所涉及的照明裝置適于使用相干光來(lái)顯示圖像的場(chǎng)合。
權(quán)利要求
1.一種照明裝置，其特征為，具有光源部，其供給相干光；偏振分離部，其通過(guò)使具有第1振動(dòng)方向的第1偏振光反射、使具有與上述第1振動(dòng)方向大致正交的第2振動(dòng)方向的第2偏振光透射，來(lái)分離上述第1偏振光和上述第2偏振光；反射部，其反射從上述偏振分離部向除照明方向以外的方向行進(jìn)的光；部分反射部，其設(shè)置于上述偏振分離部及上述反射部之間，使入射的光之中的一部分透射、使另外的一部分反射；以及波長(zhǎng)板，其設(shè)置于上述偏振分離部及上述部分反射部之間，使入射的光的偏振狀態(tài)發(fā)生變化；上述部分反射部及上述反射部，使得在從上述部分反射部經(jīng)過(guò)上述偏振分離部向上述照明方向出射的光、和從上述部分反射部依次經(jīng)過(guò)上述反射部、上述部分反射部及上述偏振分離部向上述照明方向出射的光之間，產(chǎn)生光程差。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征為 上述部分反射部及上述反射部按上述相干光具有的相干長(zhǎng)度的一半的長(zhǎng)度或者其以上的間隔，來(lái)配置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的照明裝置，其特征為 上述偏振分離部及上述反射部配置于共用的光軸上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 ~3中任一項(xiàng)所述的照明裝置，其特征為 具有在上述部分反射部及上述反射部之間使光傳播的導(dǎo)光部。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的照明裝置，其特征為 上述導(dǎo)光部具備棒狀積分器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1 ~5中任一項(xiàng)所述的照明裝置，其特征為 具有使在上述部分反射部及上述反射部之間傳播的光透射且折射率為可變的折射率可變?cè)?br> 7. 根據(jù)權(quán)利要求1 ~6中任一項(xiàng)所述的照明裝置，其特征為 具有多個(gè)上述部分反射部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1 ~7中任一項(xiàng)所述的照明裝置，其特征為 上述反射部具備使光全反射的棱鏡部。
9. 一種投影機(jī)，其特征為， 具有權(quán)利要求1~8中任一項(xiàng)所述的照明裝置；和空間光調(diào)制裝置，其按照?qǐng)D像信號(hào)調(diào)制來(lái)自上述照明裝置的光。
全文摘要
本發(fā)明提供利用小型結(jié)構(gòu)使斑點(diǎn)噪聲得到有效減低的照明裝置及投影機(jī)。其特征為具有光源部(11)，供給相干光；作為偏振分離部的偏振光束分離器(12)，使第1偏振光反射、透射第2偏振光；作為反射部的反射鏡(18)，反射從偏振分離部向照明方向以外的方向行進(jìn)的光；作為部分反射部的部分反射鏡(16)，設(shè)置于偏振分離部及反射部間，使入射的光中一部分透射、反射另外一部分；和作為波長(zhǎng)板的1/4波長(zhǎng)板(15)，設(shè)置于偏振分離部及部分反射部間，使入射的光的偏振狀態(tài)變化；部分反射部及反射部使得在從部分反射部經(jīng)偏振分離部向照明方向出射的光和從部分反射部依次經(jīng)反射部、部分反射部及偏振分離部向照明方向出射的光間產(chǎn)生光程差。
文檔編號(hào)G03B21/20GK101191990SQ20071019463
公開(kāi)日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2007年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月27日
發(fā)明者松原貴之 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社