專利名稱：照明裝置及具備其的投影機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明，涉及照明裝置及具備其的投影機。
背景技術(shù)：
一般來說，投影機，具備射出照明光的照明裝置，相應(yīng)于圖像信號調(diào)制來自該照明裝置的照明光的電光調(diào)制裝置，和將被該電光調(diào)制裝置調(diào)制后的光作為投影圖像投影到屏幕等投影面上的投影光學(xué)系統(tǒng)。
在這樣的投影機中，優(yōu)選被投影顯示的圖像的亮度分布是大致均勻的。為此，作為照明裝置，采用能夠以大致均勻的光強度分布照射形成圖像的照明區(qū)域的，所謂的由積分器光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成的照明裝置(例如，參照特開2002-55208號公報(圖1～圖3)。)。
圖13，是表示現(xiàn)有的照明裝置的圖。圖14，是為了說明現(xiàn)有的照明裝置中的積分器光學(xué)系統(tǒng)而示出的圖。圖14(a)，是第1透鏡陣列及第2透鏡陣列的立體圖，圖14(b)，是第1透鏡陣列的正面圖，圖14(c)是表示為被照明區(qū)域的作為電光調(diào)制裝置的液晶裝置的圖像形成區(qū)域的圖。圖15，是表示在現(xiàn)有的照明裝置中的第1透鏡陣列的光入射面上的光強度分布的圖。
現(xiàn)有的照明裝置900，如在圖13中所示地，具備光源裝置910及積分器光學(xué)系統(tǒng)960。
光源裝置910，具有發(fā)光管912、橢圓面反射器914及平行化透鏡916。而且，將從發(fā)光管912發(fā)出的光用橢圓面反射器914反射而射出到被照明區(qū)域側(cè)，并將來自橢圓面反射器914的光用平行化透鏡916變換成大致平行的照明光束而射出地構(gòu)成。
積分器光學(xué)系統(tǒng)960，具有具有多個小透鏡922的第1透鏡陣列920，具有多個小透鏡932的第2透鏡陣列930，偏振變換元件940及重疊透鏡950。而且，第1透鏡陣列920，將來自光源裝置910的照明光束分割成多個部分光束，并通過第2透鏡陣列930及重疊透鏡950將這些多個部分光束重疊到液晶裝置的圖像形成區(qū)域LA上地構(gòu)成。還有，液晶裝置的圖像形成區(qū)域LA的縱橫尺寸比，如在圖14(c)中所示地，設(shè)定為縱向尺寸(DY)∶橫向尺寸(DX)＝3∶4的比率。
依照該照明裝置900，即使在從光源裝置910射出的照明光束的光強度分布不均勻的情況下，也可以實現(xiàn)在液晶裝置的圖像形成區(qū)域LA上具有大致均勻的光強度分布的照明光束。
可是，在這樣的照明裝置中，由于從發(fā)光管發(fā)出的光被發(fā)光管自身所遮擋等的緣故，如在圖15中所示地，在第1透鏡陣列的光入射面中央部存在光強度極端地小的區(qū)域(以下，稱為影的區(qū)域)S。因此，為了實現(xiàn)在液晶裝置的圖像形成區(qū)域上具有大致均勻的光強度分布的照明光束，優(yōu)選某種程度增多第1透鏡陣列中的小透鏡的個數(shù)。并且，為了謀求投影機中的光利用效率的提高、雜散光水平的降低，優(yōu)選第1透鏡陣列中的小透鏡的透鏡形狀與液晶裝置的圖像形成區(qū)域相似，優(yōu)選第1透鏡陣列的形狀是正方形狀。
于是，在現(xiàn)有的照明裝置900中，如在圖14中所示地，第1透鏡陣列920，具有排列成分別使橫向方向及縱向方向為8行和6列的矩陣狀的48個小透鏡922。并且，將小透鏡922的縱橫尺寸比，設(shè)定為縱向尺寸(dA)∶橫向尺寸(dB)＝3∶4的比率，使第1透鏡陣列920的形狀為正方形狀。
但是，在現(xiàn)有的照明裝置900中，因為第1透鏡陣列920中的小透鏡922的個數(shù)為頗多的48個，所以各個小透鏡922所占有的表面積對于笫1透鏡陣列920的整個表面積來說變小。其結(jié)果，因為透鏡密度變高，所以存在第1透鏡陣列的制造加工變得繁雜，制造成本上升的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明，為了解決這樣的問題而作出，目的在于提供不降低在為被照明區(qū)域的電光調(diào)制裝置的圖像形成區(qū)域上的面內(nèi)光強度分布特性，能夠謀求第1透鏡陣列中的制造加工的簡單化及制造成本的低廉化的照明裝置及具備其的投影機。
本發(fā)明的照明裝置，其具有具有第1焦點及第2焦點的橢圓面反射器、在上述第1焦點附近具有發(fā)光部的發(fā)光管、將來自上述橢圓面反射器的光變換成大致平行的照明光束的平行化透鏡、具有用于將來自上述平行化透鏡的照明光束分割成多個部分光束的多個小透鏡的第1透鏡陣列、具有對應(yīng)于上述第1透鏡陣列的上述多個小透鏡的多個小透鏡的第2透鏡陣列、和用于使來自上述第2透鏡陣列的各部分光束在被照明區(qū)域重疊的重疊透鏡，其特征在于，上述第1透鏡陣列的光入射面，位于與上述第2焦點相比在橢圓面反射器側(cè)的位置，并且位于來自上述平行化透鏡的照明光束的光量在上述光入射面上遍及整體地分布的位置。
因此，依照本發(fā)明的照明裝置，第1透鏡陣列的光入射面，因為配置于在光入射面上來自平行化透鏡的照明光束的光量遍及整體地分布的位置，所以能夠使第1透鏡陣列的光入射面的面內(nèi)光強度分布更加均勻。其結(jié)果，在將本發(fā)明的照明裝置用于投影機中的情況下，能夠抑制在作為被照明區(qū)域的電光調(diào)制裝置的圖像形成區(qū)域上的面內(nèi)光強度分布特性的降低。
并且，依照本發(fā)明的照明裝置，因為能夠使第1透鏡陣列的光入射面的面內(nèi)光強度分布更加均勻，所以能夠削減第1透鏡陣列的小透鏡的個數(shù)而使透鏡密度相對地變低。因此，能夠謀求第1透鏡陣列的制造加工的簡單化及成本的低廉化。
其結(jié)果，本發(fā)明的照明裝置，成為不降低在作為被照明區(qū)域的電光調(diào)制裝置的圖像形成區(qū)域上的面內(nèi)光強度分布特性，能夠謀求第1透鏡陣列的制造加工的簡單化及制造成本的低廉化的照明裝置。
優(yōu)選在本發(fā)明的照明裝置中，將第1透鏡陣列配置于以使在笫1透鏡陣列的光入射面中央部不存在影的區(qū)域的位置。
通過如此地構(gòu)成，在第1透鏡陣列的光入射面上，來自平行化透鏡的照明光束的全量遍及整體地分布。
優(yōu)選在本發(fā)明的照明裝置中，上述第1透鏡陣列的上述多個小透鏡，排列成分別使橫向方向及縱向方向為6行和4列的矩陣狀，并且，配置于對應(yīng)于矩陣的各行各列的位置。
通過如此地構(gòu)成，能夠使第1透鏡陣列中的小透鏡的個數(shù)為24個，可以削減透鏡數(shù)。因此，能夠謀求第1透鏡陣列的制造加工的簡單化及制造成本的低廉化。
另外，優(yōu)選在本發(fā)明的照明裝置中，上述第1透鏡陣列的上述多個小透鏡，排列成分別使橫向方向及縱向方向為6行和4列的矩陣狀，并且，配置于除了對應(yīng)于矩陣的笫1行第1列、第1行第4列、第6行第1列及第6行第4列的位置之外的矩陣位置。
通過如此地構(gòu)成，能夠使第1透鏡陣列中的小透鏡的個數(shù)為20個，可以進一步削減透鏡數(shù)。
另外，優(yōu)選在本發(fā)明的照明裝置中，上述第1透鏡陣列中的上述多個小透鏡的縱橫尺寸比，設(shè)定為縱向尺寸∶橫向尺寸＝3∶4的比率。
通過如此地構(gòu)成，在對圖像形成區(qū)域的縱橫尺寸比被設(shè)定成縱向尺寸∶橫向尺寸＝3∶4的比率的電光調(diào)制裝置進行照明的情況下，能夠謀求光利用效率的提高、雜散光水平的降低。
另外，優(yōu)選在本發(fā)明的照明裝置中，上述平行化透鏡的有效直徑，設(shè)定為與上述第1透鏡陣列的最大縱向尺寸大致相同的尺寸。
另外，優(yōu)選在本發(fā)明的照明裝置中，上述平行化透鏡的有效直徑，設(shè)定為與上述第1透鏡陣列的最大橫向尺寸大致相同的尺寸。
通過如此地構(gòu)成，在將平行化透鏡的有效直徑設(shè)定為與第1透鏡陣列的最大縱向尺寸大致相同的尺寸的情況下，能夠使第1透鏡陣列的光入射面的面內(nèi)光強度分布更加均勻。并且，在將平行化透鏡的有效直徑設(shè)定為與第1透鏡陣列的最大橫向尺寸大致相同的尺寸的情況下，能夠提高第1透鏡陣列中的光利用效率。
另外，優(yōu)選在本發(fā)明的照明裝置中，上述第1透鏡陣列中的上述多個小透鏡的縱橫尺寸比，設(shè)定為縱向尺寸∶橫向尺寸＝2∶3的比率。
此外，優(yōu)選在本發(fā)明的照明裝置中，上述平行化透鏡的有效直徑，設(shè)定為與上述第1透鏡陣列的最大縱向尺寸及最大橫向尺寸大致相同的尺寸。
通過如此地構(gòu)成，能夠使第1透鏡陣列的形狀為正方形狀。并且，因為平行化透鏡的有效直徑，被設(shè)定成與第1透鏡陣列的最大縱向尺寸及最大橫向尺寸大致相同的尺寸，所以能夠使來自平行化透鏡的照明光束為第1透鏡陣列的內(nèi)切圓。因此，能夠抑制第1透鏡陣列的光入射面的面內(nèi)光強度分布特性的降低，能夠謀求第1透鏡陣列中的光利用效率的提高。
另外，優(yōu)選在本發(fā)明的照明裝置中，為了將被照明區(qū)域中的照明光束的截面的縱橫尺寸比設(shè)定為縱向尺寸∶橫向尺寸＝3∶4的比率，還具備對來自上述第1透鏡陣列的照明光束的縱橫尺寸比進行校正的光學(xué)元件。
通過如此地構(gòu)成，從第1透鏡陣列射出的照明光束的縱橫尺寸比，通過上述光學(xué)元件的功能，在為被照明區(qū)域的電光調(diào)制裝置的圖像形成區(qū)域上被校正為縱向尺寸∶橫向尺寸＝3∶4的比率。因此，能夠謀求投影機中光利用效率的提高及雜散光水平的降低。
另外，優(yōu)選在本發(fā)明的照明裝置中，上述第1透鏡陣列的上述多個小透鏡，排列成分別使橫向方向及縱向方向為7行和4列的矩陣狀，并且，配置于對應(yīng)于矩陣的各行各列的位置。
通過如此地構(gòu)成，能夠使第1透鏡陣列中的小透鏡的個數(shù)為28個，可以削減透鏡數(shù)。因此，能夠謀求第1透鏡陣列的制造加工的簡單化及制造成本的低廉化。
另外，優(yōu)選在本發(fā)明的照明裝置中，上述第1透鏡陣列的上述多個小透鏡，排列成分別使橫向方向及縱向方向為7行和4列的矩陣狀，并且，配置于除了對應(yīng)于矩陣的第1行第1列、第1行第4列、第7行第1列及第7行第4列的位置之外的矩陣位置。
通過如此地構(gòu)成，能夠使第1透鏡陣列中的小透鏡的個數(shù)為24個，可以進一步削減透鏡數(shù)。
另外，優(yōu)選在本發(fā)明的照明裝置中，上述第1透鏡陣列中的上述多個小透鏡的縱橫尺寸比，設(shè)定為縱向尺寸∶橫向尺寸＝9∶16的比率。
通過如此地構(gòu)成，在對圖像形成區(qū)域的縱橫尺寸比被設(shè)定成縱向尺寸∶橫向尺寸＝9∶16的比率的寬視野用的電光調(diào)制裝置進行照明的情況下，能夠謀求投影機中的光利用效率的提高及雜散光水平的降低。
此外，優(yōu)選在本發(fā)明的照明裝置中，上述第2透鏡陣列的最大縱向尺寸及最大橫向尺寸，設(shè)定得分別比上述第1透鏡陣列的最大縱向尺寸及最大橫向尺寸大。
通過如此地構(gòu)成，能夠使第2透鏡陣列中的各小透鏡的大小某種程度地變大。因此，因為容易將第1透鏡陣列中的各小透鏡所形成的弧光像收納于第2透鏡陣列中的各小透鏡內(nèi)，所以容易謀求光利用效率的提高。
此外，優(yōu)選在本發(fā)明的照明裝置中，上述第1透鏡陣列及上述笫2透鏡陣列，一體成形。
通過如此地構(gòu)成，因為從第1透鏡陣列射出的照明光束不穿過空氣層地入射到第2透鏡陣列，所以不會發(fā)生第1透鏡陣列的光射出面或第2透鏡陣列的光入射面處的光的反射等。因此，能夠抑制因那樣的不希望的反射等引起的光量的損失。并且，在照明裝置的組裝時，不必進行第1透鏡陣列和第2透鏡陣列的位置對準(zhǔn)，并能夠抑制在照明裝置的組裝后第1透鏡陣列和第2透鏡陣列的位置精度劣化。
此外，優(yōu)選在本發(fā)明的照明裝置中，在上述第1透鏡陣列和上述第2透鏡陣列之間，還具有用于將來自上述第1透鏡陣列的光導(dǎo)向上述第2透鏡陣列的透光部，上述第1透鏡陣列及上述第2透鏡陣列，通過上述透光部接合。
通過如此地構(gòu)成，因為從第1透鏡陣列射出的照明光束不穿過空氣層地入射到第2透鏡陣列，所以可以抑制第1透鏡陣列的光射出面或第2透鏡陣列的光入射面處的光的反射等。因此，能夠降低因那樣的不希望的反射等引起的光量的損失。并且，在照明裝置的組裝時，因為通過預(yù)先使第1透鏡陣列和第2透鏡陣列進行位置對準(zhǔn)后，再與透光部接合，僅調(diào)整具有該第1透鏡陣列及第2透鏡陣列的透鏡陣列單元和其他光學(xué)部件的位置即可，所以能夠容易地進行照明裝置中的各光學(xué)部件的位置對準(zhǔn)。
此外，依照本發(fā)明的照明裝置，具有第1透鏡陣列及第2透鏡陣列的透鏡陣列單元，與上述的第1透鏡陣列及第2透鏡陣列一體成形的情況不同，能夠通過作為單獨的構(gòu)件分別成形，并在其后用粘接劑等接合這些而制造。因此，與使第1透鏡陣列及第2透鏡陣列一體成形的情況相比較，還有容易制造的效果。
優(yōu)選在上述的本發(fā)明的照明裝置中，上述透光部，具有與上述第1透鏡陣列及上述第2透鏡陣列大致相等的折射率。
而且，優(yōu)選用于分別接合第1透鏡陣列和透光部及透光部和笫2透鏡陣列的粘接劑，也具有與上述第1透鏡陣列、上述第2透鏡陣列大致相等的折射率。
通過如此地構(gòu)成，因為可以進一步抑制第1透鏡陣列及第2透鏡陣列各自和透光部的界面處的光的反射等，因此，能夠更進一步降低因那樣的不希望的反射等引起的光量的損失。
另外，優(yōu)選在上述的本發(fā)明的照明裝置中，上述透光部，具有與上述第1透鏡陣列及上述第2透鏡陣列大致相等的線膨脹系數(shù)。
通過如此地構(gòu)成，因為可以抑制伴隨著因投影機的使用引起的溫度變化的熱應(yīng)力的發(fā)生，所以能夠抑制第1透鏡陣列及第2透鏡陣列和透光部的接合部分處的損傷。
由此，進而優(yōu)選在上述的本發(fā)明的照明裝置中，上述透光部，由與上述第1透鏡陣列及上述第2透鏡陣列相同的基體材料構(gòu)成。
另外，優(yōu)選在本發(fā)明的照明裝置中，還具備配置于上述發(fā)光管的被照明區(qū)域側(cè)，將從上述發(fā)光管放射到被照明區(qū)域側(cè)的光反射到上述橢圓面反射器的反射單元。
通過如此地構(gòu)成，因為從發(fā)光管放射到被照明區(qū)域側(cè)的光被反射到橢圓面反射器，所以不必將橢圓面反射器的大小設(shè)定成直至覆蓋發(fā)光管的被照明區(qū)域側(cè)端部的大小，能夠謀求橢圓面反射器的小型化，作為結(jié)果能夠謀求照明裝置的小型化。
并且，因為能夠謀求橢圓面反射器的小型化，能夠使從橢圓面反射器向橢圓面反射器的第2焦點聚焦的光束的聚焦角、光束光點的直徑變小，所以能夠進一步減小以平行化透鏡為始的后級的各光學(xué)元件，能夠謀求照明裝置的進一步小型化。
本發(fā)明的投影機，其特征在于具備本發(fā)明的照明裝置，相應(yīng)于圖像信息調(diào)制來自上述照明裝置的照明光束的電光調(diào)制裝置，和投影來自上述電光調(diào)制裝置的調(diào)制光的投影光學(xué)系統(tǒng)。
因此，本發(fā)明的投影機，因為具備不使電光調(diào)制裝置的圖像形成區(qū)域上的面內(nèi)光強度分布特性降低、能夠謀求第1透鏡陣列的制造加工的簡單化及制造成本的低廉化的優(yōu)良的照明裝置，所以成為低價格且高畫質(zhì)的投影機。


圖1是為了說明實施方式1的投影機的光學(xué)系統(tǒng)而示的圖。
圖2是為了說明實施方式1的照明裝置而示的圖。
圖3是為了說明實施方式1中的第1透鏡陣列而示的圖。
圖4是為了說明實施方式1中的第1透鏡陣列而示的圖。
圖5是模式地表示實施方式1的照明裝置的主要部分中的光束的軌跡的圖。
圖6是為了說明實施方式2中的第1透鏡陣列而示的圖。
圖7是為了說明實施方式3中的第1透鏡陣列而示的圖。
圖8是為了說明實施方式4的照明裝置而示的圖。
圖9是為了說明實施方式5的照明裝置而示的圖。
圖10是為了說明實施方式6的照明裝置而示的圖。
圖11是為了說明實施方式7的照明裝置而示的圖。
圖12是為了說明實施方式8中的第1透鏡陣列而示的圖。
圖13是表示現(xiàn)有的照明裝置的圖。
圖14是為了說明現(xiàn)有的照明裝置中的積分器光學(xué)系統(tǒng)而示的圖。
圖15是表示在現(xiàn)有的照明裝置中的第1透鏡陣列的光入射面上的光強度分布的圖。
具體實施例方式
以下，對本發(fā)明的照明裝置及具備其的投影機，根據(jù)圖中所示的實施方式進行說明。
實施方式1圖1，是為了說明實施方式1的投影機的光學(xué)系統(tǒng)而示的圖。還有，在以下的說明中，將互相正交的3個方向分別設(shè)為z方向(與系統(tǒng)光軸平行的方向)、x方向(垂直于z方向并平行于紙面的方向)及y方向(垂直于紙面的方向)。
實施方式1的投影機1，如圖1中所示地，具備照明裝置100，色分離光學(xué)系統(tǒng)200，中繼光學(xué)系統(tǒng)300，作為電光調(diào)制裝置的3個液晶裝置400R、400G、400B，十字分色棱鏡500，和投影光學(xué)系統(tǒng)600。
照明裝置100，具備光源裝置110，第1透鏡陣列120，第2透鏡陣列130，偏振變換元件140，和重疊透鏡150。從光源裝置110射出的照明光束，被第1透鏡陣列120分割成多個部分光束，各部分光束被第2透鏡陣列130及重疊透鏡150重疊到作為照明對象的3個液晶裝置400R、400G、400B的圖像形成區(qū)域上。
還有，對照明裝置100的詳細(xì)情況后述。另外，在圖1(圖2、圖5及圖8也同樣)中所示的第1透鏡陣列120及第2透鏡陣列130中的各小透鏡，對其偏心成虛像表示。
色分離光學(xué)系統(tǒng)200，具有將從照明裝置100射出的照明光束，分離成分別不同的波長區(qū)域的3色的照明光束的功能。第1分色鏡210，反射大致藍(lán)色的光束(以下，稱為“B光”。)，并使大致綠色的光束(以下，稱為“G光”。)及大致紅色的光束(以下，稱為“R光”。)透射。被第1分色鏡210反射后的B光，再被反射鏡230反射，透射場透鏡240B而照明B光用的液晶裝置400B。
場透鏡240B，使來自照明裝置100的多個部分光束分別聚焦使得對B光用的液晶裝置400B照明。通常，各部分光束，設(shè)定成分別大致平行的光束。配置于其他的液晶裝置400G、液晶裝置400R之前的場透鏡240G、350也與場透鏡240B同樣地構(gòu)成。
透射第1分色鏡210后的G光和R光之中的G光，被第2分色鏡220反射，透射場透鏡240G而照明G光用的液晶裝置400G。另一方面，R光，透射第2分色鏡220，并穿過中繼光學(xué)系統(tǒng)300后，對R光用的液晶裝置400R照明。
中繼光學(xué)系統(tǒng)300，具有入射側(cè)透鏡310，入射側(cè)反射鏡320，中繼透鏡330，射出側(cè)反射鏡340及場透鏡350。從色分離光學(xué)系統(tǒng)200射出的R光，通過入射側(cè)透鏡310會聚到中繼透鏡330的附近，并向射出側(cè)反射鏡340及場透鏡350發(fā)散。入射到場透鏡350上的光束的大小，設(shè)定成大致等于入射到入射側(cè)透鏡310上的光束的大小。
各色光用的液晶裝置400R、400G、400B，將入射到各自的光入射面上的色光，變換成相應(yīng)于分別對應(yīng)的圖像信號的光，并射出這些被變換后的光作為透射光。在液晶裝置400R、400G、400B的入射側(cè)分別配置入射側(cè)偏振板918R、918G、918B，在射出側(cè)分別配置射出側(cè)偏振板920R、920G、920B。作為液晶裝置400R、400G、400B，用將圖像形成區(qū)域的縱橫尺寸比設(shè)定成縱向尺寸∶橫向尺寸＝3∶4的比率的透射型的液晶裝置。
十字分色棱鏡500，具有作為合成從各色光用的液晶裝置400R、400G、400B射出的各色光的變換光的色合成光學(xué)系統(tǒng)的功能。而且，具有反射R光的R光反射分色面510R，和反射B光的B光反射分色面510B。R光反射分色面510R及B光反射分色面510B，通過在4個直角棱鏡的界面上將反射R光的電介質(zhì)多層膜和反射B光的電介質(zhì)多層膜形成大致X字狀而設(shè)置。被此二反射分色面510R、510B合成3色的變換光，生成顯示彩色圖像的光。在十字分色棱鏡500中生成的合成光，向投影光學(xué)系統(tǒng)600射出。
投影光學(xué)系統(tǒng)600，將來自十字分色棱鏡500的合成光作為顯示圖像投影到屏幕等的投影面上那樣地構(gòu)成。
其次，對實施方式1的照明裝置，用圖2～圖5進行詳細(xì)說明。圖2，是為了說明實施方式1的照明裝置而示的圖。圖3，是為了說明實施方式1中的第1透鏡陣列而示的圖。圖3(a)是沿系統(tǒng)光軸從正面看第1透鏡陣列的圖，圖3(b)是表示第1透鏡陣列的光入射面中的光強度分布的圖。圖4，是為了說明實施方式1中的第1透鏡陣列而示的圖。圖4(a)是表示平行化透鏡的光入射面中的光強度分布的圖，圖4(b)是表示第1透鏡陣列的光入射面中的光強度分布的圖。圖5，是模式地表示實施方式1的照明裝置的要部中的光束的軌跡的圖。用灰色表示光束的部分。
實施方式1的照明裝置100，如圖2中所示地，具有光源裝置110，第1透鏡陣列120，第2透鏡陣列130，偏振變換元件140，和重疊透鏡150。
光源裝置110，具有發(fā)光管112，橢圓面反射器114及平行化透鏡116。
發(fā)光管112，例如，由石英玻璃構(gòu)成，具有發(fā)光部112a及連接到該發(fā)光部112a的兩側(cè)部的密封部。發(fā)光部112a為中空，在內(nèi)部封入水銀、稀有氣體及鹵素。并且，發(fā)光部112a，配置于橢圓面反射器114的第1焦點F1的位置附近。
作為發(fā)光管112，例如，用高壓水銀燈。還有，也能用金屬鹵化物燈或氙燈等的其他的燈。
橢圓面反射器114，在被照明區(qū)域側(cè)開口，并配置于發(fā)光管112的發(fā)光部112a后方。并且，在系統(tǒng)光軸OC上具有保持預(yù)定的間隔而配置的第1焦點F1及第2焦點F2，第1焦點F1及第2焦點F2，配置于距連續(xù)于橢圓面反射器114的橢圓面的假想橢圓面和系統(tǒng)光軸OC相交的假想點O分別保持光學(xué)距離f1＝12mm、f2＝60mm而離開的位置。
平行化透鏡116，由凹透鏡構(gòu)成，配置于橢圓面反射器114的被照明區(qū)域側(cè)。而且，使來自橢圓面反射器114的光大致平行化地構(gòu)成。在此，該說明書中所謂“使來自橢圓面反射器114的光大致平行化”的用語，如用于后述的實施方式5的照明裝置的平行化透鏡116B(參照圖9。)地，以包括從平行化透鏡射出的照明光束少許向外射出的情況的意思而使用。
平行化透鏡116的有效直徑，如圖3(a)中所示地，設(shè)定成與第1透鏡陣列120的縱向尺寸大致相同的尺寸。
第1透鏡陣列120，如圖2～圖5中所示地，具有多個小透鏡122，并配置于平行化透鏡116的被照明區(qū)域側(cè)。而且，將通過平行化透鏡116大致平行化后的照明光束分割成多個部分光束那樣地構(gòu)成。并且，光入射側(cè)區(qū)域120a位于與橢圓面反射器114的第2焦點F2相比在橢圓面反射器側(cè)(距假想點O保持光學(xué)距離Z＝55mm而離開的位置)那樣地構(gòu)成。因此，來自平行化透鏡116的射出光束L，如圖3(b)中所示地，其光量在第1透鏡陣列120的光入射區(qū)域120a(參照圖2)上遍及整體地分布，即使發(fā)光管112的影消失。
還有，在實施方式1的照明裝置100中，平行化透鏡116，如圖4(a)及圖5中所示地，配置于光入射面中央部中存在入射光強度極端地小的區(qū)域(影的區(qū)域)S的系統(tǒng)光軸OC上的位置A。相對于此，第1透鏡陣列120，如圖4(b)及圖5中所示地，配置于光入射面中央部中不存在入射光強度極端地小的區(qū)域(影的區(qū)域)S的系統(tǒng)光軸OC上的位置B，即，配置在距假想點O(參照圖2)保持光學(xué)距離Z＝55mm而離開的位置。
在實施方式1的照明裝置100中，笫1透鏡陣列120的小透鏡122，如圖3(a)中所示地，在正交于系統(tǒng)光軸OC的面內(nèi)上排列成分別使橫向方向及縱向方向為6行和4列的矩陣狀，并且，配置于對應(yīng)于該矩陣的各行各列的位置。由此，能夠使第1透鏡陣列120中的小透鏡122的個數(shù)為24個，可以削減透鏡數(shù)。因此，能夠謀求第1透鏡陣列的制造加工的簡單化及制造成本的低廉化。
在實施方式1的照明裝置100中，第1透鏡陣列120中的小透鏡122的縱橫尺寸比，設(shè)定為縱向尺寸(dA)∶橫向尺寸(dB)＝3∶4的比率。由此，在對圖像形成區(qū)域的縱橫尺寸比被設(shè)定成縱向尺寸∶橫向尺寸＝3∶4的比率的液晶裝置進行照明的情況下，能夠謀求光利用效率的提高及雜散光水平的降低。
在實施方式1的照明裝置100中，平行化透鏡116的有效直徑WL，如圖3(a)中所示地，設(shè)定為與第1透鏡陣列120的最大縱向尺寸DA大致相同的尺寸。由此，能夠使在第1透鏡陣列的光入射面的面內(nèi)光強度分布更加均勻。
第2透鏡陣列130，如圖2所示地，具有對應(yīng)于第1透鏡陣列120的小透鏡122的多個小透鏡132，并配置于第1透鏡陣列120的被照明區(qū)域側(cè)。而且，使被第1透鏡陣列120分割后的各部分光束成為與系統(tǒng)光軸OC平行的部分光束，并且，與重疊透鏡150一并作用，使該各部分光束重疊到液晶裝置400R、400G、400B的圖像形成區(qū)域上那樣地構(gòu)成。
第2透鏡陣列130的小透鏡132，與第1透鏡陣列120的小透鏡122同樣地，在正交于系統(tǒng)光軸OC的面內(nèi)上排列成分別使縱向方向及橫向方向為6行和4列的矩陣狀，并且，配置于對應(yīng)于該矩陣的各行各列的位置。由此，能夠使第2透鏡陣列130中的小透鏡132的個數(shù)為24個，可以削減透鏡數(shù)。因此，能夠謀求第2透鏡陣列的制造加工的簡單化及制造成本的低廉化。
還有，第1透鏡陣列120的小透鏡122，也可以構(gòu)成為，在正交于系統(tǒng)光軸OC的面內(nèi)上排列成分別使橫向方向及縱向方向為6行和4列的矩陣狀，并且，配置于除了對應(yīng)于該矩陣的第1行第1列、第1行第4列、第6行第1列及第6行第4列的位置之外的矩陣位置。由此，能夠使第1透鏡陣列120中的小透鏡122的個數(shù)為20個，可以進一步削減透鏡數(shù)。
該情況下，第2透鏡陣列130的小透鏡132，對應(yīng)于第1透鏡陣列120的小透鏡122的配置，也可以構(gòu)成為，配置于除了對應(yīng)于6行4列的矩陣的第1行第1列、第1行第4列、第6行第1列及第6行第4列的位置之外的矩降位置。由此，能夠使第2透鏡陣列130中的小透鏡132的個數(shù)為20個，可以進一步削減透鏡數(shù)。
偏振變換元件140，如圖2中所示地，具有使與包含于照明光束中的2種偏振分量之中的一方偏振分量相關(guān)的照明光束直接透射并將與另一方偏振分量的照明光束向垂直于系統(tǒng)光軸OC的方向反射的偏振分離面，和將另一方偏振分量向平行于系統(tǒng)光軸OC的方向反射的反射面的1組偏振分離棱鏡，對應(yīng)于第1透鏡陣列120中的多個小透鏡122排列成4列。由此，能夠比現(xiàn)有的偏振分離棱鏡被排列成6列的偏振變換元件(參照圖13)容易地，并且，低成本地制造。
在偏振變換元件140的光射出面上，在對應(yīng)于各偏振分離棱鏡的偏振分離面的位置上配置相位差板(未圖示)。由此，因為能夠?qū)钠褡儞Q元件140射出的照明光束變成與另一方偏振分量相關(guān)的照明光束，所以能夠適用于采用了利用偏振光的液晶裝置的投影機中。
重疊透鏡150，由聚光透鏡構(gòu)成，配置于偏振變換元件140的被照明區(qū)域側(cè)。而且，使從偏振變換元件140射出的照明光束聚焦，并與第2透鏡陣列130一同使其重疊到液晶裝置400R、400G、400B的圖像形成區(qū)域上那樣地構(gòu)成。
依照以上說明的實施方式1的照明裝置100，因為第1透鏡陣列120的光入射面，配置于來自平行化透鏡116的照明光束的光量在光入射面上遍及整體地分布的位置，所以能夠使在第1透鏡陣列120的光入射面的面內(nèi)光強度分布更加均勻。其結(jié)果，在將實施方式1的照明裝置100用于投影機中的情況下，能夠抑制在液晶裝置的圖像形成區(qū)域上的面內(nèi)光強度分布特性的降低。
并且，依照實施方式1的照明裝置100，因為能夠使在第1透鏡陣列120的光入射面的面內(nèi)光強度分布更加均勻，所以能夠削減第1透鏡陣列120中的小透鏡122的個數(shù)而使透鏡密度相對地變低。因此，能夠謀求第1透鏡陣列的制造加工的簡單化及成本的低廉化。
其結(jié)果，實施方式1的照明裝置100，成為不使在液晶裝置的圖像形成區(qū)域上的面內(nèi)光強度分布特性降低，能夠謀求第1透鏡陣列的制造加工的簡單化及制造成本的低廉化的照明裝置。
另外，實施方式1的投影機1，具備上述的照明裝置100，相應(yīng)于圖像信息調(diào)制來自照明裝置100的照明光束的液晶裝置400R、400G、400B，和投影來自液晶裝置400R、400G、400B的調(diào)制光的投影光學(xué)系統(tǒng)600。
因此，實施方式1的投影機1，因為具備不使在液晶裝置400R、400G、400B的圖像形成區(qū)域上的面內(nèi)光強度分布特性降低，能夠謀求第1透鏡陣列的制造加工的簡單化及成本的低廉化的優(yōu)良的照明裝置100，所以為低價格而高畫質(zhì)的投影機。
實施方式2圖6，是為了說明實施方式2中的第1透鏡陣列而示的圖。圖6(a)是沿系統(tǒng)光軸從正面看第1透鏡陣列的圖，圖6(b)是表示第1透鏡陣列的光入射面中的光強度分布的圖。
實施方式2的照明裝置(未圖示)，平行化透鏡的有效直徑和第1透鏡陣列的最大縱向尺寸或最大橫向尺寸的關(guān)系，與實施方式1的照明裝置100的情況不同。即，在實施方式1的照明裝置100中，平行化透鏡116的有效直徑WL，如圖3(a)中所示地，設(shè)定為與第1透鏡陣列120的最大縱向尺寸DA大致相同的尺寸，與此相對，在實施方式2的照明裝置中，平行化透鏡116的有效直徑WL，如圖6(a)中所示地，設(shè)定為與第1透鏡陣列120B的最大橫向尺寸DB大致相同的尺寸。
如此地，因為在實施方式2的照明裝置中，雖然平行化透鏡的有效直徑和第1透鏡陣列的最大縱向尺寸或最大橫向尺寸的關(guān)系，與實施方式1的照明裝置100中的關(guān)系不同，但是在其他點上具有與實施方式1的照明裝置100的情況同樣的構(gòu)成，所以具有符合實施方式1的照明裝置100所具有的效果。
并且，在實施方式2的照明裝置中，如上述地，平行化透鏡116的有效直徑WL，設(shè)定為與第1透鏡陣列120B的最大橫向尺寸DB大致相同的尺寸。由此，如圖6(b)中所示地，因為能夠使從平行化透鏡116射出的照明光束的幾乎全部光量進入第1透鏡陣列120B的光入射面中，所以能夠使第1透鏡陣列中的光利用效率提高。
實施方式3圖7，是為了說明實施方式3中的第1透鏡陣列而示的圖。圖7(a)是沿系統(tǒng)光軸從正面看第1透鏡陣列的圖，圖7(b)是表示第1透鏡陣列的光入射面中的光強度分布的圖。
實施方式3的照明裝置(未圖示)，第1透鏡陣列中的小透鏡的縱橫尺寸比、及平行化透鏡的有效直徑和第1透鏡陣列的最大縱向尺寸或最大橫向尺寸的關(guān)系，與實施方式1的照明裝置100的情況不同。即，在實施方式1的照明裝置100中，第1透鏡陣列120中的小透鏡122的縱橫尺寸比，設(shè)定為縱向尺寸(dA)∶橫向尺寸(dB)＝3∶4的比率，與此相對，在實施方式3的照明裝置中，第1透鏡陣列120C中的小透鏡122C的縱橫尺寸比，設(shè)定為縱向尺寸(dA)∶橫向尺寸(dB)＝2∶3的比率。并且，在實施方式1的照明裝置100中，平行化透鏡116的有效直徑WL，如圖3(a)中所示地，設(shè)定為與第1透鏡陣列120的最大縱向尺寸DA大致相同的尺寸，與此相對，在實施方式3的照明裝置中，平行化透鏡116的有效直徑WL，如圖7(a)中所示地，設(shè)定為與第1透鏡陣列120C的最大縱向尺寸DA及最大橫向尺寸DB大致相同的尺寸。
如此地，因為在實施方式3的照明裝置中，雖然第1透鏡陣列中的小透鏡的縱橫尺寸比、及平行化透鏡的有效直徑和第1透鏡陣列的最大縱向尺寸或最大橫向尺寸的關(guān)系，與實施方式1的照明裝置100中的關(guān)系不同，但是在其他點上具有與實施方式1的照明裝置100的情況同樣的構(gòu)成，所以具有符合實施方式1的照明裝置100所具有的效果。
并且，在實施方式3的照明裝置中，如上述地，第1透鏡陣列120C中的小透鏡122C的縱橫尺寸比，設(shè)定為縱向尺寸(dA)∶橫向尺寸(dB)＝2∶3的比率，并把平行化透鏡116的有效直徑WL，設(shè)定為與第1透鏡陣列120B的最大縱向尺寸DA及最大橫向尺寸DB大致相同的尺寸。
由此，能夠使第1透鏡陣列120的形狀為正方形狀。并且，因為平行化透鏡116的有效直徑WL，設(shè)定為與第1透鏡陣列120C的最大縱向尺寸DA及最大橫向尺寸DB大致相同的尺寸，所以如圖7中所示地，能夠使來自平行化透鏡116的照明光束成為第1透鏡陣列120C的內(nèi)切圓。因此，能夠抑制在第1透鏡陣列120C的光入射面的面內(nèi)光強度分布特性的降低，能夠謀求第1透鏡陣列120C中的光利用效率的提高。
還有，在實施方式3的照明裝置中，優(yōu)選為了使被照明區(qū)域中的照明光束的截面的縱橫尺寸比為縱向尺寸(dA)∶橫向尺寸(dB)＝3∶4的比率，具備對來自第1透鏡陣列120C的照明光束的縱橫尺寸比校正的柱面透鏡等的光學(xué)元件。由此，從第1透鏡陣列120C射出的照明光束的縱橫尺寸比，通過這樣的光學(xué)元件的功能，被校正成在作為被照明區(qū)域的液晶裝置的圖像形成區(qū)域上為縱向尺寸∶橫向尺寸＝3∶4的比率。因此，能夠謀求投影機中的光利用效率的提高及雜散光水平的降低。
實施方式4圖8，是為了說明實施方式4的照明裝置而示的圖。還有，在圖8中，對與圖2相同的構(gòu)件附加相同的符號，省略詳細(xì)的說明。
實施方式4的照明裝置100B，光源裝置的構(gòu)成，與實施方式1的照明裝置100的情況不同。即，在實施方式4的照明裝置100B中，光源裝置110B，如圖8中所示地，還具備將從發(fā)光管112射出到被照明區(qū)域側(cè)的光向橢圓面反射器114B反射的作為反射單元的輔助鏡113。并且，隨著設(shè)置輔助鏡113，橢圓面反射器的形狀也與實施方式1中的橢圓面反射器114不同。
輔助鏡113由反射凹面體構(gòu)成，配置于發(fā)光部112a的被照明區(qū)域側(cè)。具體地，配置于位于，與“平行于xy平面包括發(fā)光部112a的平面”相比處于+z方向側(cè)(從光源裝置110B射出的光的行進方向側(cè))的、夾著對準(zhǔn)用的空隙而與大致一半的管面對向的部位。輔助鏡113，例如，能夠通過在凹面體的凹面上蒸鍍Ta2O5和SiO2的電介質(zhì)多層膜而形成。
如此地，因為實施方式4的照明裝置100B，雖然光源裝置的構(gòu)成與實施方式1的照明裝置100的構(gòu)成不同，但是在其他點上具有與實施方式1的照明裝置100的情況同樣的構(gòu)成，所以具有符合實施方式1的照明裝置100所具有的效果。
并且，在實施方式4的照明裝置100B中，因為在發(fā)光管112上，設(shè)置了配置于發(fā)光管112的被照明區(qū)域側(cè)，將從發(fā)光部112a放射到被照明區(qū)域側(cè)的光向橢圓面反射器114B反射的輔助鏡113，所以從發(fā)光管112放射到被照明區(qū)域側(cè)的光被反射到橢圓面反射器114B。因此，不必將橢圓面反射器的大小設(shè)定成直至覆蓋發(fā)光管112的被照明區(qū)域側(cè)端部的大小，能夠謀求橢圓面反射器的小型化，作為結(jié)果能夠謀求照明裝置的小型化。
并且，因為通過能夠謀求橢圓面反射器的小型化，能夠使從橢圓面反射器114B向橢圓面反射器114B的第2焦點F2聚焦的光束的聚焦角、光束光點的直徑變小，所以能夠使以平行化透鏡116為首的后級的各光學(xué)元件變得更小，能夠謀求照明裝置的更小型化。
還有，在實施方式4的照明裝置100B中，也可以取代作為反射單元的輔助鏡113地，用通過蒸鍍等直接形成于發(fā)光管112的管面上的反射膜。
實施方式5圖9，是為了說明實施方式5的照明裝置而示的圖。
實施方式5的照明裝置，如在圖9中所示地，第1透鏡陣列及第2透鏡陣列的構(gòu)成，與實施方式4的照明裝置100B的情況不同。并且，伴隨著第1透鏡陣列及第2透鏡陣列的構(gòu)成不同，平行化透鏡及偏振變換元件的結(jié)構(gòu)也變得不相同。
即，在實施方式5的照明裝置中，第2透鏡陣列130B的最大縱向尺寸及最大橫向尺寸，設(shè)定得分別比第1透鏡陣列120D的最大縱向尺寸及最大橫向尺寸大。由此，能夠使第2透鏡陣列130B中的各小透鏡的大小某種程度地變大。因此，因為容易將第1透鏡陣列120D中的各小透鏡所形成的弧光像收納于第2透鏡陣列130B中的各小透鏡內(nèi)，所以容易謀求光利用效率的提高。
如此地，因為實施方式5的照明裝置，雖然第1透鏡陣列及第2透鏡陣列的構(gòu)成與實施方式4的照明裝置100B的情況不同，但是與實施方式4的照明裝置100B的情況同樣地，第1透鏡陣列120D的光入射面，配置于在光入射面上來自平行化透鏡116的照明光束的光量遍及整體地分布的位置，所以能夠使在第1透鏡陣列120D的光入射面的面內(nèi)光強度分布更加均勻。其結(jié)果，在將實施方式5的照明裝置用于投影機中的情況下，能夠抑制在液晶裝置的圖像形成區(qū)域上的面內(nèi)光強度分布特性的降低。
并且，依照實施方式5的照明裝置，因為能夠使在第1透鏡陣列120D的光入射面的面內(nèi)光強度分布更加均勻，所以能夠削減第1透鏡陣列120D中的小透鏡的個數(shù)而使透鏡密度相對地變低。因此，能夠謀求第1透鏡陣列的制造加工的簡單化及成本的低廉化。
其結(jié)果，實施方式5的照明裝置，成為不使在液晶裝置的圖像形成區(qū)域上的面內(nèi)光強度分布特性降低，能夠謀求第1透鏡陣列的制造加工的簡單化及制造成本的低廉化的照明裝置。
實施方式6圖10，是為了說明實施方式6的照明裝置而示的圖。圖10(a)是從上看實施方式6的照明裝置的要部的圖，圖10(b)是從第1透鏡陣列側(cè)看具有第1透鏡陣列及第2透鏡陣列的透鏡陣列單元的立體圖，圖10(c)是從第2透鏡陣列側(cè)看該透鏡陣列單元的立體圖。
實施方式6的照明裝置，如在圖10(a)中所示地，第1透鏡陣列及第2透鏡陣列的構(gòu)成，與實施方式4的照明裝置100B的情況不同。并且，伴隨著第1透鏡陣列及第2透鏡陣列的構(gòu)成不同，偏振變換元件的結(jié)構(gòu)也變得不相同。
即，在實施方式6的照明裝置中，如在圖10中所示地，第1透鏡陣列120E及第2透鏡陣列130C，一體成形。并且，具有這些第1透鏡陣列120E及第2透鏡陣列130C的透鏡陣列單元160，配置于平行化透鏡116和偏振變換元件140B之間。
因此，依照實施方式6的照明裝置，因為從第1透鏡陣列120E射出的照明光束不穿過空氣層地向第2透鏡陣列130C入射，所以不會發(fā)生在第1透鏡陣列的光射出面或第2透鏡陣列的光入射面處的光的反射等。因此，能夠抑制因那樣的不希望的反射等引起的光量的損失。并且，在照明裝置的組裝時，不必進行第1透鏡陣列和第2透鏡陣列的位置對準(zhǔn)，并能夠抑制在照明裝置的組裝后第1透鏡陣列和第2透鏡陣列的位置精度的劣化。
如此地，因為實施方式6的照明裝置，雖然第1透鏡陣列及第2透鏡陣列的構(gòu)成與實施方式4的照明裝置100B的情況不同，但是與實施方式4的照明裝置100B的情況同樣地，第1透鏡陣列120E的光入射面，配置于在光入射面上來自平行化透鏡116的照明光束的光量遍及整體地分布的位置，所以能夠使在第1透鏡陣列120E的光入射面的面內(nèi)光強度分布更加均勻。其結(jié)果，在將實施方式6的照明裝置用于投影機中的情況下，能夠抑制在液晶裝置的圖像形成區(qū)域上的面內(nèi)光強度分布特性的降低。
并且，依照實施方式6的照明裝置，因為能夠使在第1透鏡陣列120E的光入射面的面內(nèi)光強度分布更加均勻，所以能夠削減第1透鏡陣列120E中的小透鏡的個數(shù)而使透鏡密度相對地變低。因此，能夠謀求第1透鏡陣列的制造加工的簡單化及成本的低廉化。
其結(jié)果，實施方式6的照明裝置，成為不使在液晶裝置的圖像形成區(qū)域上的面內(nèi)光強度分布特性降低、能夠謀求第1透鏡陣列的制造加工的簡單化及制造成本的低廉化的照明裝置。
實施方式7
圖11，是為了說明實施方式7的照明裝置而示的圖。圖11(a)是從上看實施方式7的照明裝置的要部的圖，圖11(b)是從第1透鏡陣列側(cè)看具有第1透鏡陣列及第2透鏡陣列的透鏡陣列單元的立體圖，圖11(c)是從第2透鏡陣列側(cè)看該透鏡陣列單元的立體圖。
實施方式7的照明裝置，如在圖11(a)中所示地，第1透鏡陣列及第2透鏡陣列的構(gòu)成，與實施方式4的照明裝置100B的情況不同。并且，伴隨著第1透鏡陣列及第2透鏡陣列的構(gòu)成不同，偏振變換元件的結(jié)構(gòu)也變得不相同。
即，在實施方式7的照明裝置中，如在圖11中所示地，在第1透鏡陣列120F和第2透鏡陣列130D之間，還具有用于將來自第1透鏡陣列120F的光引導(dǎo)到第2透鏡陣列130D的透光部172，第1透鏡陣列120F及第2透鏡陣列130D，通過透光部172接合。并且，具有這些第1透鏡陣列120E、第2透鏡陣列130C及透光部172的透鏡陣列單元170，配置于平行化透鏡116和偏振變換元件140B之間。
因此，依照實施方式7的照明裝置，因為從第1透鏡陣列120F射出的照明光束不穿過空氣層地向第2透鏡陣列130D入射，所以可以抑制第1透鏡陣列的光射出面或第2透鏡陣列的光入射面處的光的反射等。因此，能夠降低因那樣的不希望的反射等引起的光量的損失。并且，在照明裝置的組裝時，因為通過預(yù)先使第1透鏡陣列120F及第2透鏡陣列130D位置對準(zhǔn)后，再與透光部172接合，僅調(diào)整具有該第1透鏡陣列120F及第2透鏡陣列130D的透鏡陣列單元170和其他光學(xué)部件的位置即可，所以能夠容易地進行照明裝置中的各光學(xué)部件的位置對準(zhǔn)。
此外，依照實施方式7的照明裝置，具有第1透鏡陣列120F及第2透鏡陣列130D的透鏡陣列單元170，與如實施方式6中的透鏡陣列單元160那樣地將第1透鏡陣列120E及第2透鏡陣列130C一體成形的情況不同，而能夠通過作為單獨的構(gòu)件分別成形，并在其后用粘接劑等接合這些而制造。因此，與如實施方式6的照明裝置那樣地將第1透鏡陣列及第2透鏡陣列一體成形的情況相比較，還有容易制造的效果。
在實施方式7的照明裝置中，透光部172，由與第1透鏡陣列120F及第2透鏡陣列130D相同的基體材料構(gòu)成。另外，對于用于接合第1透鏡陣列120F和透光部172及透光部172和第2透鏡陣列130D的粘接劑，也用具有與第1透鏡陣列120F、第2透鏡陣列130D及透光部172大致相等的折射率的粘接劑。由此，因為具有與第1透鏡陣列120F及第2透鏡陣列130D和透光部172相等的折射率，所以可以進一步抑制第1透鏡陣列120F及第2透鏡陣列130D分別和透光部172的界面處的光的反射等。因此，能夠更進一步降低因那樣的不希望的反射等引起的光量的損失。并且，因為具有與第1透鏡陣列120F及第2透鏡陣列130D和透光部172相等的線膨脹系數(shù)，可以抑制伴隨著因投影機的使用引起的溫度變化的熱應(yīng)力的發(fā)生，所以能夠抑制第1透鏡陣列及第2透鏡陣列和透光部的接合部分處的損傷。
還有，在實施方式7的照明裝置中，作為第1透鏡陣列120F、第2透鏡陣列130D及透光部172的基體材料，采用玻化溫度小于或等于550度的玻璃。
如此地，因為實施方式7的照明裝置，雖然第1透鏡陣列及第2透鏡陣列的構(gòu)成與實施方式4的照明裝置100B的情況不同，但是與實施方式4的照明裝置100B的情況同樣地，第1透鏡陣列120F的光入射面，配置于在光入射面上來自平行化透鏡116的照明光束的光量遍及整體地分布的位置，所以能夠使在第1透鏡陣列120F的光入射面的面內(nèi)光強度分布更加均勻。其結(jié)果，在將實施方式7的照明裝置用于投影機中的情況下，能夠抑制在液晶裝置的圖像形成區(qū)域上的面內(nèi)光強度分布特性的降低。
并且，依照實施方式7的照明裝置，因為能夠使在第1透鏡陣列120F的光入射面處的面內(nèi)光強度分布更加均勻，所以能夠削減第1透鏡陣列120F中的小透鏡的個數(shù)而使透鏡密度相對地變低。因此，能夠謀求第1透鏡陣列的制造加工的簡單化及成本的低廉化。
其結(jié)果，實施方式7的照明裝置，成為不使在液晶裝置的圖像形成區(qū)域上的面內(nèi)光強度分布特性降低，能夠謀求笫1透鏡陣列的制造加工的簡單化及制造成本的低廉化的照明裝置。
實施方式8
圖12，是為了說明實施方式8中的第1透鏡陣列而示的圖。圖12(a)是沿系統(tǒng)光軸從正面看第1透鏡陣列的圖，圖12(b)是表示第1透鏡陣列的光入射面中的光強度分布的圖。
實施方式8的投影機(未圖示。)，液晶裝置的構(gòu)成，與實施方式4的投影機(未圖示。)的情況不同。即，在實施方式4的投影機中，采用將圖像形成區(qū)域的縱橫尺寸比設(shè)定為縱向尺寸∶橫向尺寸＝3∶4的比率的液晶裝置400R、400G、400B，與此相對，在實施方式8的投影機中，采用將圖像形成區(qū)域的縱橫尺寸比設(shè)定為縱向尺寸∶橫向尺寸＝9∶16的比率的寬視野用的液晶裝置(未圖示。)。
并且，在實施方式8的照明裝置(未圖示。)中，伴隨如上述那樣地液晶裝置的構(gòu)成的不同，第1透鏡陣列的構(gòu)成，與實施方式4的照明裝置100B的情況不同。即，在實施方式8的照明裝置中，第1透鏡陣列120G的多個小透鏡122G，如圖12(a)中所示地，排列成分別使橫向方向及縱向方向為7行和4列的矩陣狀，并且，配置于對應(yīng)于矩陣的各行各列的位置。由此，能夠使第1透鏡陣列120G中的小透鏡122G的個數(shù)為28個，可以削減透鏡數(shù)。因此，能夠謀求第1透鏡陣列的制造加工的簡單化及成本的低廉化。
在實施方式8的照明裝置中，第1透鏡陣列120G中的多個小透鏡122G的的縱橫尺寸比，設(shè)定為縱向尺寸(dA)∶橫向尺寸(dB)＝9∶16的比率。由此，在對圖像形成區(qū)域的縱橫尺寸比被設(shè)定成縱向尺寸∶橫向尺寸＝9∶16的比率的寬視野用的液晶裝置進行照明的情況下，能夠謀求投影機中的光利用效率的提高及雜散光水平的降低。
還有，在實施方式8的照明裝置中，也可以為第1透鏡陣列120G的多個小透鏡122G，配置于除了對應(yīng)于7行4列的矩陣的第1行第1列、笫1行第4列、第7行第1列及第7行第4列的位置之外的矩陣位置的構(gòu)成。由此，能夠使第1透鏡陣列120G中的小透鏡122G的個數(shù)為24個，可以進一步削減透鏡數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種照明裝置，其具有具有第1焦點及第2焦點的橢圓面反射器，在上述第1焦點附近具有發(fā)光部的發(fā)光管，將來自上述橢圓面反射器的光變換成大致平行的照明光束的平行化透鏡，具有用于將來自上述平行化透鏡的照明光束分割成多個部分光束的多個小透鏡的第1透鏡陣列，具有對應(yīng)于上述第1透鏡陣列的上述多個小透鏡的多個小透鏡的第2透鏡陣列，和用于使來自上述第2透鏡陣列的各部分光束在被照明區(qū)域重疊的重疊透鏡；其特征在于上述第1透鏡陣列的光入射面，位于與上述第2焦點相比在橢圓面反射器側(cè)的位置，而且位于來自上述平行化透鏡的照明光束的光量在上述光入射面上遍及整體地分布的位置。
2.按照權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于上述第1透鏡陣列的上述多個小透鏡，排列成橫向方向及縱向方向分別為6行和4列的矩陣狀，并且，配置于對應(yīng)于矩陣的各行各列的位置。
3.按照權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于上述第1透鏡陣列的上述多個小透鏡，排列成橫向方向及縱向方向分別為6行和4列的矩陣狀，并且，配置于除了對應(yīng)于矩陣的第1行第1列、第1行第4列、第6行第1列及第6行第4列的位置之外的矩陣位置。
4.按照權(quán)利要求2或3所述的照明裝置，其特征在于上述第1透鏡陣列中的上述多個小透鏡的縱橫尺寸比，設(shè)定為縱向尺寸∶橫向尺寸＝3∶4的比率。
5.按照權(quán)利要求4所述的照明裝置，其特征在于上述平行化透鏡的有效直徑，設(shè)定為與上述第1透鏡陣列的最大縱向尺寸大致相同的尺寸。
6.按照權(quán)利要求4所述的照明裝置，其特征在于上述平行化透鏡的有效直徑，設(shè)定為與上述第1透鏡陣列的最大橫向尺寸大致相同的尺寸。
7.按照權(quán)利要求2或3所述的照明裝置，其特征在于上述第1透鏡陣列中的上述多個小透鏡的縱橫尺寸比，設(shè)定為縱向尺寸∶橫向尺寸＝2∶3的比率。
8.按照權(quán)利要求7所述的照明裝置，其特征在于上述平行化透鏡的有效直徑，設(shè)定為與上述第1透鏡陣列的最大縱向尺寸及最大橫向尺寸大致相同的尺寸。
9.按照權(quán)利要求7或8所述的照明裝置，其特征在于還具備光學(xué)元件，其為了使被照明區(qū)域中的照明光束的截面的縱橫尺寸比為縱向尺寸∶橫向尺寸＝3∶4的比率，而對來自上述第1透鏡陣列的照明光束的縱橫尺寸比進行校正。
10.按照權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于上述第1透鏡陣列的上述多個小透鏡，排列成橫向方向及縱向方向分別為7行和4列的矩陣狀，并且，配置于對應(yīng)于矩陣的各行各列的位置。
11.按照權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于上述第1透鏡陣列的上述多個小透鏡，排列成橫向方向及縱向方向分別為7行和4列的矩陣狀，并且，配置于除了對應(yīng)于矩陣的第1行第1列、第1行第4列、第7行第1列及第7行第4列的位置之外的矩陣位置。
12.按照權(quán)利要求10或11所述的照明裝置，其特征在于上述第1透鏡陣列的上述多個小透鏡的縱橫尺寸比，設(shè)定為縱向尺寸∶橫向尺寸＝9∶16的比率。
13.按照權(quán)利要求1～12中的任何一項所述的照明裝置，其特征在于上述第2透鏡陣列的最大縱向尺寸及最大橫向尺寸，設(shè)定得分別比上述第1透鏡陣列的最大縱向尺寸及最大橫向尺寸大。
14.按照權(quán)利要求1～13中的任何一項所述的照明裝置，其特征在于上述第1透鏡陣列及上述第2透鏡陣列，一體成形。
15.按照權(quán)利要求1～13中的任何一項所述的照明裝置，其特征在于在上述第1透鏡陣列和上述第2透鏡陣列之間，還具有用于將來自上述第1透鏡陣列的光引導(dǎo)到上述第2透鏡陣列的透光部；上述第1透鏡陣列及上述第2透鏡陣列，通過上述透光部接合。
16.按照權(quán)利要求1～15中的任何一項所述的照明裝置，其特征在于還具備反射單元，其配置于上述發(fā)光管的被照明區(qū)域側(cè)，將從上述發(fā)光部放射到被照明區(qū)域側(cè)的光反射到上述橢圓面反射器。
17.一種投影機，其特征在于，具備權(quán)利要求1～16中的任何一項所述的照明裝置，相應(yīng)于圖像信息調(diào)制來自上述照明裝置的照明光束的電光調(diào)制裝置，和投影來自上述電光調(diào)制裝置的調(diào)制光的投影光學(xué)系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種照明裝置，其具有有第1焦點及第2焦點的橢圓面反射器，發(fā)光管，平行化透鏡，有將來自平行化透鏡的照明光束分割成多個部分光束的多個小透鏡(122)的第1透鏡陣列(120)，有對應(yīng)于第1透鏡陣列(120)的多個小透鏡(122)的多個小透鏡的第2透鏡陣列，和使來自第2透鏡陣列的各部分光束在被照明區(qū)域重疊的重疊透鏡；其特征在于，第1透鏡陣列(120)的光入射面位于與第2焦點相比在橢圓面反射器側(cè)的位置，且位于來自平行化透鏡的照明光束光量在光入射面遍及整體地分布的位置?？刹皇乖跒楸徽彰鲄^(qū)域的電光調(diào)制裝置的圖像形成區(qū)域的面內(nèi)光強度分布特性降低，而謀求第1透鏡陣列制造加工的簡化及制造成本的降低。
文檔編號G03B21/20GK1839346SQ200480024050
公開日2006年9月27日 申請日期2004年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月22日
發(fā)明者秋山光一 申請人:精工愛普生株式會社