專利名稱：照明裝置以及投影儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于照明液晶光閥以及其它光調(diào)制裝置的照明裝置、以及安裝有該照明裝置的投影儀。
背景技術：
作為第1投影儀，存在這樣一種投影儀，其將來自光源燈的光源光聚光，通過設在反射鏡的中心的開口，入射到導光棒組件(棒狀積分器)的一端，通過設在另一端的偏振光分離元件來獲得單一偏振成分的照明光(參照專利文獻1)。在這種情況下，在利用反射鏡使來自偏振光分離元件的反射光進行往復時，通過利用設在光路上的波長板來改變偏振方向，使其透過偏振光分離元件。
作為第2投影儀，存在這樣一種投影儀，其將從光源燈射出的光源光聚光并入射到導光棒組件的一端，將從另一端射出的射出光利用由偏振光束分離器等構成的偏振轉(zhuǎn)換裝置進行偏振光轉(zhuǎn)換，來獲得單一偏振成分的均勻的照明光(參照專利文獻2)。
作為第3投影儀，存在這樣一種投影儀，其把固體光源設置在導光棒的入射端面上，在導光棒的射出端面上隔著透鏡設置有光閥(參照專利文獻3)。該投影儀把來自固體光源的光在導光棒內(nèi)進行均勻化，然后從射出端面射出，由該射出端面直接照明光閥。
特開2003-202523號公報[專利文獻2]特開2000-56266號公報的圖14[專利文獻3]特開2003-262795號公報但是，在上述第1投影儀中，最初通過偏振光分離元件的大約一半的成分未達到充分的均勻化。
另外，在第2和第3投影儀中，由于是利用導光棒組件使照明光均勻化，所以如果不延長導光棒組件，則不能達到所期望的均勻化，容易使照明裝置部分大型化。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是，提供一種能夠照射高均勻性照明光的小型照明裝置，以及使用了該照明裝置的投影儀。
為了解決上述的問題，本發(fā)明的照明裝置包括(a)射出光源光的光源、和(b)具有能夠使向不同方向行進的光束通過的重復導光棒部分，和使至少通過了1次該重復導光棒部分的光束回歸并使其從與上一次不同的方向入射到該重復導光棒部分的回歸部件，并進行光源光的均勻化的導光單元。
在上述照明裝置中，由于回歸部件使至少通過了1次該重復導光棒部分的光束回歸，并使其從與上一次不同的方向入射到該重復導光棒部分，所以能夠在防止干涉的發(fā)生的同時，使光源光多次通過重復導光棒部分。這樣，由于能夠多次重復使用重復導光棒部分，能夠以比較小的空間達到光源光的均勻化，所以可提供以小空間達到均勻化的小型照明裝置。
另外，在基于本發(fā)明的具體實施方式
或觀點的上述照明裝置中，回歸部件包括光路折曲用反射鏡。在這種情況下，能夠以小的空間使通過了重復導光棒部分的光束折返回歸，容易實現(xiàn)照明裝置的小型化。
在本發(fā)明的其它實施方式中，導光單元具有延長導光棒部，其與設置在重復導光棒部分上的多個端面中的未與上述回歸部件結(jié)合的端面的至少1個端面連接。在這種情況下，不僅利用重復導光棒部分和回歸部件，而且還能夠利用延長導光棒部來達到成為目標的均勻化。
在本發(fā)明的其它實施方式中，重復導光棒部分和延長導光棒部分別由實芯透明部件形成，并且由比該重復導光棒部分和延長導光棒部的折射率低的粘接劑相互連接。在這種情況下，重復導光棒部分與延長導光棒部分的接合面也作為全反射面，將向與延長導光棒部的延伸方向正交的方向行進的光束反射傳送。
在本發(fā)明的其它實施方式中，回歸部件由實芯透明部件形成，并且利用折射率比該重復導光棒部分和回歸部件低的粘接劑連接。在這種情況下，重復導光棒部分與回歸部件的接合面也作為全反射面，將向與連接了回歸部件的端面正交的方向行進的光束反射傳送。
在本發(fā)明的其它實施方式中，重復導光棒部分和回歸部件利用內(nèi)面反射來進行光束的波面分割和重疊。在這種情況下，光源光在通過重復導光棒部分和回歸部件時可達到均勻化。
在本發(fā)明的其它實施方式中，光源包括固體光源，并且還包括將來自該光源的光源光轉(zhuǎn)換成特定方向的偏振光的偏振轉(zhuǎn)換部件。在這種情況下，可提供使用了固定光源的簡易小型的光源，并可獲得利用偏振轉(zhuǎn)換部件將來自這樣的光源的光源光轉(zhuǎn)換成直線偏振光的照明光。
本發(fā)明的第1投影儀具備(a)上述的各色用照明裝置，其分別生成各色光作為照明光；(b)各色用光調(diào)制裝置，其根據(jù)圖像信息，對來自各色用照明裝置的各色光分別進行調(diào)制；(c)光合成光學系統(tǒng)，其將分別被各色用光調(diào)制裝置進行了調(diào)制的各色的像光合成，并射出；和(d)投射光學系統(tǒng)，其將經(jīng)過光合成光學系統(tǒng)而合成的像光進行投射。
上述投影儀由于使用具有上述特征的照明裝置，所以利用能夠以小空間達到均勻化的小型的各色用照明裝置，能夠提供小型且廉價的例如彩色型投影儀。另外，來自照明裝置的照明光可不通過透鏡等而直接入射到光調(diào)制裝置。在這種情況下，通過把光調(diào)制裝置配置在接近導光單元的射出端，即導光棒端面等，可實現(xiàn)高效率的照明。
本發(fā)明的第1投影儀具備(a)上述的照明裝置；(b)根據(jù)圖像信息對來自照明裝置的照明光進行調(diào)制的光調(diào)制裝置；和(c)投射由光調(diào)制裝置光所形成的像光的投射光學系統(tǒng)。
上述投影儀由于使用具有上述特征的照明裝置，所以利用能夠以小空間達到均勻化的小型照明裝置，能夠提供小型且廉價的投影儀。


圖1是用于概念性說明第1實施方式的投影儀的方框圖。
圖2是圖1所示的藍色光照明裝置的俯視圖。
圖3是圖1所示的藍色光照明裝置的側(cè)視圖。
圖4是將圖1等所示的藍色光照明裝置局部放大的圖。
圖5是說明第2實施方式的投影儀的照明裝置部分的圖。
圖6是說明第3實施方式的投影儀的照明裝置部分的俯視圖。
圖7是圖6所示的藍色光照明裝置的一部分的側(cè)面。
圖8是說明第4實施方式的投影儀的圖。
圖中10-投影儀；20-照明部；21、23、25-各色光照明裝置；27-光源驅(qū)動裝置；30-光調(diào)制部；31、33、35-液晶顯示面板；37-交叉分色棱鏡；38-元件驅(qū)動裝置；40-投射透鏡；51a、51b-藍色光用光源單元；53a、53b-綠色光用光源單元；55a、55b-紅色光用光源單元；61a、61b、63a、63b、65a、65b-偏振轉(zhuǎn)換裝置；71a、71b、73a、73b、75a、75b-導光部；72a-第1導光棒部；72c-第2導光棒部；72e、72f-棱鏡部；78-合成導光棒部；80-控制裝置；IF1、IF2、IF3-入射端面；LB2、LG2、LR2-照明光；OF1、OF2、OF3-射出端面；SA-系統(tǒng)光軸。
具體實施例方式圖1是概念性地說明組裝了本發(fā)明的照明裝置的第1實施方式的投影儀的構造的方框圖。
該投影儀10具有照明部20、光調(diào)制部30、投射透鏡40、和控制裝置80。這里，照明部20具有藍色光照明裝置21、綠色光照明裝置23、紅色光照明裝置25、和光源驅(qū)動裝置27。另外，光調(diào)制裝置30具有作為光調(diào)制裝置的3個液晶顯示面板31、33、35、作為光合成光學系統(tǒng)的交叉分色棱鏡37、和向各個液晶顯示面板31、33、35輸出驅(qū)動信號的元件驅(qū)動裝置38。
在上述的照明部20中，藍色光照明裝置21具有一對藍色光用光源單元51a、51b、一對偏振轉(zhuǎn)換裝置61a、61b、一對導光部71a、71b、和合成導光棒部78。這里，各個藍色光用光源單元51a、51b是射出藍色光源光的藍色用光源，各個偏振轉(zhuǎn)換裝置61a、61b是用于把藍色光源光轉(zhuǎn)換成特定偏振成分的藍色用偏振轉(zhuǎn)換部件，各個導光部71a、71b和合成導光棒部78是用于使藍色光源光均勻化的藍色用均勻化光學系統(tǒng)。
圖2是圖1所示的藍色光照明裝置21的俯視圖，圖3是藍色光照明裝置21的側(cè)視圖。
藍色光照明裝置21中的第1藍色光用光源單元51a，通過在電路基板22g上把被稱為固體光源或半導體光源的發(fā)光元件，即多個LED22f配置成適宜的二維排列(例如矩陣狀排列)而構成，在光源，即各個LED22f的正面具有分別配置了光束整形用透鏡元素的聚光透鏡陣列22b。各個LED22f分別生成3原色中的藍色(B)的范疇內(nèi)所包含的藍色光。從LED22f發(fā)出的藍色光，即第1光源光LB在經(jīng)過了聚光透鏡陣列22b后，入射到第1偏振轉(zhuǎn)換裝置61a的入射端，即入射口IPa。此時，來自各個LED22f的藍色光通過構成聚光透鏡陣列22b的各個透鏡元素分別進行適宜地發(fā)散，并且形成聚光在規(guī)定位置的截面為橢圓或矩形的光束。即，來自各個LED22f的藍色光，全體聚光在設在第1偏振轉(zhuǎn)換裝置61a的矩形入射口IPa，以重疊的狀態(tài)分別無泄漏地入射到該入射口IPa。
第2藍色光用光源單元51b具有與第1藍色光用光源單元51a相同的構造，只是配置不同。此處省略詳細的說明，但在第2藍色光用光源單元51b中，來自電路基板22g上的各LED22f的藍色光，通過聚光透鏡陣列22b分別被聚光，以重疊的狀態(tài)分別無泄漏地入射到設在第2偏振轉(zhuǎn)換裝置61b的矩形入射口IPb。
第1偏振轉(zhuǎn)換裝置61a被配置在第1藍色光用光源單元51a的射出側(cè)，并與其相對，其使從入射口IPa入射的第1光源光LB的偏振方向一致。該第1偏振轉(zhuǎn)換裝置61a通過將直角三角形棱鏡和平行四邊形棱鏡貼合而形成，其具有被夾在兩棱鏡之間的偏振光分離膜62a、隔著平行四邊形棱鏡而形成在偏振光分離膜62a的反對側(cè)的反射膜62b、和配置在該平行四邊形棱鏡的導光部71a側(cè)的波長板62d。
偏振光分離膜62a和反射膜62b是由通過蒸鍍而形成在各個棱鏡的斜面上的電介質(zhì)多層膜構成的偏振光分離部件，并被配置成與系統(tǒng)光軸SA呈45°度傾斜的狀態(tài)。前者的偏振光分離膜62a使來自第1藍色光用光源單元51a的作為隨機偏振光的藍色光中特定方向的直線偏振成分(例如P偏振光)透過，同時將與其正交的方向的直線偏振成分(例如S偏振光)反射，從而將正交的2個直線偏振成分高效率地分離。另外，后者的反射膜62b通過反射由偏振光分離膜62a反射的一方的直線偏振成分(上述情況的S偏振光)，使光路折曲。該反射膜62b也可以置換成蒸鍍了金屬膜的反射鏡。這樣，通過了偏振光分離膜62a的第1直線偏振成分(上述情況的P偏振光)從設在直角三角形棱鏡側(cè)的射出口OP1射出，被偏振光分離膜62a和反射膜62b反射的第2直線偏振成分(上述情況的S偏振光)從設在平行四邊形棱鏡側(cè)的射出口OP2射出。相對射出口OP2配置的波長板62d是利用1/2波長板形成的相位元件，其將被上述反射膜62b反射而從平行四邊形棱鏡向系統(tǒng)光軸SA方向射出的第2直線偏振成分(上述情況的S偏振光)轉(zhuǎn)換成與其正交的第1直線偏振成分(即P偏振光)。結(jié)果，第1偏振轉(zhuǎn)換裝置61a能夠效率良好地把入射到入射口IPa的第1光源光LB只轉(zhuǎn)換成第1直線偏振光(在此情況下為P偏振光)，并使其從兩射出口OP1、OP2’射出。
第2偏振轉(zhuǎn)換裝置61b由于具有與第1偏振轉(zhuǎn)換裝置61a相同的構造，而只是配置不同，所以省略詳細的說明。第2偏振轉(zhuǎn)換裝置61b能夠效率良好地將入射到入射口IPb的第1光源光LB只轉(zhuǎn)換成第1直線偏振光(在此情況下為P偏振光)，并使其向第2導光部71b側(cè)射出。
第1導光部71a是具有第1導光棒部72a、第2導光棒部72c、第1棱鏡部72e、第2棱鏡部72f、和反射鏡M1、M2、M3的導光單元。其中第1導光棒部72a是利用玻璃材料、塑料材料等形成的實芯棱柱狀導光棒組件，其作為延長導光棒部而發(fā)揮功能。該第1導光棒部72a具有與第1偏振轉(zhuǎn)換裝置61a的射出口OP1、OP2’相面對的入射口IP2，其射出側(cè)端面與第2導光棒部72c的第1入射端面IF1接合。第2導光棒部72c也是利用具有與第1導光棒部72a相同折射率的玻璃材料、塑料材料等形成的實芯棱柱狀的導光棒組件，其作為重復導光棒部而發(fā)揮功能。該第2導光棒部72c在與接合了第1導光棒部72a的第1入射端面IF1的反對側(cè)具有第1射出端面OF1，該第1射出端面OF1與第1棱鏡部72e的入射側(cè)端面接合。第1棱鏡部72e與第2棱鏡部72f一同構成回歸部件，其具有將從第2導光棒部72c射出的光束從與上一次不同的方向入射到第2導光棒部72c的功能。第1和第2棱鏡部72e、72f是利用玻璃材料、塑料材料等形成的實芯部件，并具有與第1和第2導光棒部72a、72c相同的折射率。另外，在第1和第2棱鏡部72e、72f的外側(cè)的側(cè)面，形成有用于將在這些棱鏡內(nèi)傳送的光束的行進方向折返的反射鏡M1、M2、M3，這些也構成回歸部件的一部分。第2棱鏡部72f具有與接合有第1棱鏡部72e的面相鄰，且與第1棱鏡部72e的入射側(cè)端面正交的射出側(cè)端面，該射出側(cè)端面與第2導光棒部72c的第2入射端面IF2接合。
從第1導光棒部72a的入射口IP2入射的光束，雖然包括直進光束、在側(cè)面被內(nèi)面全反射的光束等，但作為整體，是沿著系統(tǒng)光軸SA向AB方向行進，入射到第2導光棒部72c的第1入射端面IF1。從第2導光棒部72c的第1入射端面IF1入射的光束，雖然包括直進光束和在側(cè)面被內(nèi)面全反射的光束，但作為整體，是沿著系統(tǒng)光軸SA向AB方向行進，通過第1射出端面OF1入射到第1棱鏡部72e。入射到第1棱鏡部72e的光束由光路折曲用反射鏡M1將其光路折曲90°，使其入射到第2棱鏡部72f，并且，入射到第2棱鏡部72f的光束由光路折曲用反射鏡M2、M3將其光路分別折曲90°，使其從第2棱鏡部72f射出。來自第2棱鏡部72f的射出光入射到第2導光棒部72c的第2入射端面IF2。從第2導光棒部72c的第2入射端面IF2入射的光束雖然包括直進光束和在側(cè)面被內(nèi)面全反射的光束，但作為整體，是沿著系統(tǒng)光軸SA向與AB方向正交的CD方向行進，通過第2射出端面OF2入射到后述的合成導光棒部78。
圖4是說明在第2導光棒部72c中的光傳送的圖。第2導光棒部72c的4個側(cè)面使用低折射率的粘接劑AD與周圍的導光棒部72a、78、以及棱鏡部72e、72f等接合。因此，從第1導光棒部72a通過第1入射端面IF1入射，并大致平行于系統(tǒng)光軸SA行進的光束L00、L01、L02在第2導光棒部72c中一邊由上下側(cè)面全反射，一邊作為整體向AB方向行進。另外，從第2棱鏡部72f通過第2入射端面IF2入射，并大致平行于系統(tǒng)光軸SA行進的光束L03、L04、L05在第2導光棒部72c中一邊由左右側(cè)面全反射，一邊作為整體向CD方向行進。這樣，通過使光束從2個方向入射到第2導光棒部72c，能夠把第2導光棒部72c作為導光棒組件來雙重使用。另外，第1和第2棱鏡部72e、72f也能夠作為一種導光棒組件使光束的分布均勻化。由此，2次通過了第2導光棒部72c的光束在與系統(tǒng)光軸SA垂直的截面方向的均勻度非常高。
第2導光部71b由于具有與第1導光部71a相同的構造，而只是配置不同，所以省略詳細的說明。第2導光部71b作為導光單元，將來自第2偏振轉(zhuǎn)換裝置61b的第1光源光LB通過第1導光棒部72a入射到第2導光棒部72c，并通過棱鏡部72e、72f再次入射到第2導光棒部72c。2次通過了第2導光棒部72c的第1光源光LB最終在合成導光棒部78結(jié)合。
合成導光棒部78是利用具有與第1導光棒部72a等相同折射率的玻璃材料、塑料材料等形成的實芯棱柱狀導光棒組件。該合成導光棒部78與設在第1和第2導光部71a、71b上的第2導光棒部72c接近，并具有端面EF4，通過該端面EF4與第2導光棒部72c接合。合成導光棒部78隔著第2導光棒部72c向與第1導光棒部72a正交的方向延伸，能夠把從第2導光棒部72c最終射出的光束作為第1照明光LB2，從射出口OP4射出。合成導光棒部78與第1和第2導光部71a、71b一同構成導光單元，并作為延長導光棒部發(fā)揮功能。
如果對藍色光照明裝置21中的光的作用進行說明，則在第1藍色光用光源單元51a所生成的第1光源光LB，經(jīng)過第1偏振轉(zhuǎn)換裝置61a被轉(zhuǎn)換成特定方向的直線偏振光，并一邊由第1導光部71a的內(nèi)側(cè)面全反射，一邊行進。此時，第1光源光LB單路通過第1導光棒部72a，2次單路通過第2導光棒部72c，單路通過棱鏡部72e、72f，單路通過合成導光棒部78，在上述光路中一邊被均勻化一邊傳送，并且從射出口OP4作為直線偏振光射出。另一方面，在第2藍色光用光源單元51b所生成的第1光源光LB，經(jīng)過第2偏振轉(zhuǎn)換裝置61b被轉(zhuǎn)換成特定方向的直線偏振光，并一邊由第2導光部71b的內(nèi)側(cè)面全反射，一邊行進。此時，第1光源光LB單路通過第1導光棒部72a，2次單路通過第2導光棒部72c，單路通過棱鏡部72e、72f，單路通過合成導光棒部78，在上述光路中一邊被均勻化一邊傳送，并且從射出口OP4作為直線偏振光射出。即，第1和第2藍色光用光源單元51a、51b所生成的第1光源光LB都是在被轉(zhuǎn)換成直線偏振光的同時被均勻化，并且成為非常均勻的偏振光的第1照明光LB2從射出口OP4射出。
返回圖1，綠色光照明裝置23具有一對綠色光用光源單元53a、53b、一對偏振轉(zhuǎn)換裝置63a、63b、一對導光部73a、73b、和合成導光棒部78。其中，綠色光用光源單元53a、53b雖然具有與藍色光用光源單元51a、51b相同的構造，但內(nèi)置的LED分別生成3原色中的綠(G)的范疇內(nèi)所包含的綠色光，由該綠色光構成的第2光源光LG經(jīng)過省略圖示的聚光透鏡陣列無泄漏地重疊入射到偏振轉(zhuǎn)換裝置63a、63b的入射口IPa、IPb。各個偏振轉(zhuǎn)換裝置63a、63b具有與圖2的偏振轉(zhuǎn)換裝置61a相同的構造，經(jīng)過了該偏振轉(zhuǎn)換裝置63a、63b的第2光源光LG，與偏振轉(zhuǎn)換裝置61a、61b的情況同樣地通過偏振光分離、光路折曲以及偏振切換被效率良好地轉(zhuǎn)換成單一成分的直線偏振光，并被導入與圖2等所示的導光部71a、71b相同構造的導光部73a、73b中，并進一步在合成導光棒部78被結(jié)合。經(jīng)過了導光部73a、73b以及合成導光棒部78的第2照明光LG2，通過利用了導光棒內(nèi)面的反射的波面分割以及重疊，無損耗地被均勻化，通過面對合成導光棒部78的射出口OP4配置的第1偏振光濾鏡26b，入射到光調(diào)制部30中的綠色光用液晶顯示面板33。由此，液晶顯示面板33上的被照射區(qū)域由綠色直線偏振光均勻地照明。
紅色光照明裝置25具有一對紅色光用光源單元55a、55b、一對偏振轉(zhuǎn)換裝置65a、65b、一對導光部75a、75b、和合成導光棒部78。其中，紅色光用光源單元55a、55b雖然具有與藍色光用光源單元51a、51b相同的構造，但內(nèi)置的LED分別生成3原色中的紅(R)的范疇內(nèi)所包含的紅色光，由該紅色光構成的第2光源光LR經(jīng)過省略圖示的聚光透鏡陣列無泄漏地重疊入射到偏振轉(zhuǎn)換裝置65a、65b的入射口IPa、IPb。各個偏振轉(zhuǎn)換裝置65a、65b具有與圖2的偏振轉(zhuǎn)換裝置61a相同的構造，經(jīng)過了該偏振轉(zhuǎn)換裝置65a、65b的第3光源光LR，與偏振轉(zhuǎn)換裝置61a、61b的情況同樣地通過偏振光分離、光路折曲以及偏振切換被效率良好地轉(zhuǎn)換成單一成分的直線偏振光，并被導入與圖2等所示的導光部71a、71b相同構造的導光部75a、75b中，并進一步在合成導光棒部78被結(jié)合。經(jīng)過了導光部75a、75b以及合成導光棒部78的第3照明光LR2，通過利用了導光棒內(nèi)面的反射的波面分割以及重疊，無損耗地被均勻化，通過面對合成導光棒部78的射出口OP4配置的第1偏振光濾鏡26c，入射到光調(diào)制部30中的紅色光用液晶顯示面板55。由此，液晶顯示面板35上的被照射區(qū)域由紅色直線偏振光均勻地照明。
各個液晶顯示面板31、33、35是光透過型光調(diào)制裝置，通過根據(jù)從外部輸入的圖像信號以像素單位切換照明光的偏振方向，對入射到各個液晶顯示面板31、33、35的來自各色照明裝置21、23、25的照明光分別進行二維調(diào)制。在各個液晶顯示面板31、33、35的入射側(cè)，與其入射面相對配置有第1偏振光濾鏡26a、26b、26c，能夠利用提高了偏振光度的偏振成分對各個液晶顯示面板31、33、35進行照明。另外，在各個液晶顯示面板31、33、35的射出側(cè)，與其射出面相對配置有第2偏振光濾鏡36a、36b、36c，能夠只讀出通過了各個液晶顯示面板31、33、35的與特定方向正交方向的偏振成分。這里，第1偏振光濾鏡26a、液晶顯示面板31、以及第2偏振光濾鏡36a構成藍色用液晶光閥，第1偏振光濾鏡26b、液晶顯示面板33、以及第2偏振光濾鏡36b構成綠色用液晶光閥，第1偏振光濾鏡26c、液晶顯示面板35、以及第2偏振光濾鏡36c構成紅色用液晶光閥。即，分別入射到各個液晶顯示面板31、33、35的來自各色照明裝置21、23、25的照明光LB2、LG2、LR2，由這些液晶顯示面板31、33、35分別被進行二維的強度調(diào)制。通過了各個液晶顯示面板31、33、35的各色的像光在交叉分色棱鏡37被合成，從其一側(cè)面射出。從交叉分色棱鏡37射出的合成光的影像入射到作為投影光學系統(tǒng)的投影透鏡40，并以適當?shù)姆糯舐释队暗狡聊?未圖示)上。即，通過投影儀10，將合成了在各個液晶顯示面板31、33、35上所形成的各色(藍色、綠色、紅色)圖像的彩色圖像，作為動態(tài)圖像或靜態(tài)圖像投影到屏幕上。
下面，參照圖5對本發(fā)明的第2實施方式進行說明。本實施方式的投影儀的基本結(jié)構與第1實施方式相同，但照明裝置的一部分結(jié)構與第1實施方式不同。
圖示的藍色光照明裝置121具有藍色光用光源單元51a、偏振轉(zhuǎn)換裝置61a、導光部171a、和合成導光棒部78。其中，導光部171a具有第1導光棒部72a、第2導光棒部72c、第3導光棒部172n、第4導光棒部172m、一對棱鏡部172e、172f、和反射鏡M1、M2、M3。
與第2導光棒部72c的第1射出端面OF1接合的第3導光棒部172n是由具有與第1導光棒部72a相同折射率的玻璃材料、塑料材料等形成的實芯棱柱狀導光棒組件。通過第2棱鏡部172f與第2導光棒部72c的第2入射端面IF2接合的第4導光棒部172m也是由具有與第1導光棒部72a相同折射率的玻璃材料、塑料材料等形成的實芯棱柱狀導光棒組件。第3導光棒部172n與第4導光棒部172m之間通過第1棱鏡部172e相連。兩棱鏡部172e、172f是由具有與第1導光棒部72a相同折射率的玻璃材料、塑料材料等形成的實芯部件。這些導光棒部172m、172n、和棱鏡部172e、172f與反射鏡M1、M2、M3一同構成回歸部件，并具有使從第2導光棒部72c射出的光束從與上一次不同的方向入射到第2導光棒部72c的功能。在這種情況下，回歸部件具有充分的長度，從而可進一步實現(xiàn)光束的均勻1化。
另外，對于由上述的藍色光用光源單元51a、偏振轉(zhuǎn)換裝置61a、導光部171a構成的光源以及均勻化光學系統(tǒng)，也可以再設置一個具有與其同等功能的光源和均勻化光學系統(tǒng)，并與圖2的情況同樣地將來自這些光源和均勻化光學系統(tǒng)51a、61a、171a的光束在合成導光棒部78結(jié)合。
以上是對藍色光照明裝置121的說明，圖1的綠色光照明裝置23和紅色光照明裝置25也可以具有與圖5的藍色光照明裝置121相同的構造。
下面，對本發(fā)明的第3實施方式進行說明。本實施方式的投影儀的基本結(jié)構與第1實施方式相同，但照明裝置的結(jié)構與第1實施方式不同。圖6是照明裝置的一部分的主視圖，圖7是照明裝置的一部分的側(cè)視圖。
在圖示的藍色光照明裝置中，具有導光部271a、第1導光棒部72a、第2導光棒部72c、4個棱鏡部272e、272f、272g、272h、和6個反射鏡M01、M02、M03、M04、M05、M06。
第2導光棒部72c的第1射出端面OF1與第1棱鏡部272e接合，該第1棱鏡部272e和第2導光棒部72c的第2入射端面IF2與第2棱鏡部272f接合。第2導光棒部72c的第2射出端面OF2與第3棱鏡部272g接合，該第3棱鏡部272g和第2導光棒部72c的第3入射端面IF3與第4棱鏡部272h接合。各個棱鏡部272e～272h由具有與第2導光棒部72c相同折射率的玻璃材料、塑料材料等形成。各個棱鏡部272e～272h與形成在這些部分的外側(cè)的反射鏡M1～M6一同構成回歸部件，并具有使從第2導光棒部72c射出的光束從與上一次不同的2個方向再次入射到第2導光棒部72c的功能。
來自第1導光棒部72a的第1光源光LB，經(jīng)過第1入射端面IF1和第1射出端面OF1，沿AB方向通過第2導光棒部72c，然后通過第1和第2棱鏡部272e、272f，從第2入射端面IF2再次入射到第2導光棒部72c。再次入射到第2導光棒部72c的光束沿著EF方向在第2導光棒部72c中傳送，從第2射出端面OF2射出，然后通過第3和第4棱鏡部272g、272h，從第3入射端面IF3再次入射到第2導光棒部72c。再次入射到第2導光棒部72c的光束沿著CD方向在第2導光部72c中傳送，從第2射出端面OF3射出，然后通過端面EF4入射到合成導光棒部78。在使用了上述導光部271a的情況下，增加了第2導光棒部72c的通過次數(shù)，使回歸部件具有充分的長度，從而進一步實現(xiàn)了光束的均勻化。
以上是對藍色光照明裝置121的說明，但圖1的綠色光照明裝置23和紅色光照明裝置25也可以具有與具有圖6、7所示的導光部271a的藍色光照明裝置21相同的構造。
下面，參照圖8，對第4實施方式進行說明。本實施方式的投影儀，在圖1所示的投影儀10中，對第1實施方式的照明部20、和光調(diào)制部30等進行了適宜的變更，是一種所謂單板式投影儀。
該投影儀310具有照明部320、光調(diào)制部330、和投影透鏡40。這里，照明部320具有生成大致白色光源光的照明裝置321、和光源驅(qū)動裝置27。另外，光調(diào)制部330具有光調(diào)制裝置，即液晶顯示面板331、和向液晶顯示面板331輸出驅(qū)動信號的元件驅(qū)動裝置38。
照明裝置321具有一對白色光用光源單元351a、351b、一對偏振轉(zhuǎn)換裝置61a、61b、一對導光部71a、71b、和合成導光棒部78。這里白色光用光源單元351a、351b是射出白色光源光LW的光源，各個偏振轉(zhuǎn)換裝置61a、61b是用于將光源光LW轉(zhuǎn)換成特定偏振成分的偏振轉(zhuǎn)換部件，導光部71a、71b和合成導光部78是用于將光源光LW均勻化的均勻化光學系統(tǒng)。
白色光用光源單元351a、351b，除了與波長有關的規(guī)格以外，具有與圖2的藍色光用光源單元51a相同的構造。雖然省略詳細的說明，但在各個白色光用光源單元351a、351b中，來自LED的白色光分別被聚光透鏡陣列聚光，然后以重疊的狀態(tài)，分別無泄漏地入射到設在各個偏振轉(zhuǎn)換裝置61a、61b上的入射口IPa、Ipb上。關于偏振轉(zhuǎn)換裝置61a、61b和導光部71a、71b，由于與圖1、2等所示的相同，所以省略說明。
由圖示的照明裝置321將由白色光用光源單元351a、351b所生成的光源光LW，在全部轉(zhuǎn)換成直線偏振光的同時進行均勻化，成為非常均勻的偏振光射出，對液晶顯示面板331的被照射區(qū)域進行照明。通過了液晶顯示面板331的像光入射到作為投影光學系統(tǒng)的投影透鏡40，以適當?shù)姆糯舐释队暗狡聊?未圖示)上。即，本投影儀310能夠?qū)⑿纬稍谝壕э@示面板331上的圖像，作為動態(tài)圖像或靜態(tài)圖像投影到屏幕上。
另外，作為液晶顯示面板331，也可以使用彩色型、黑白(單色)型的任意一種方式的液晶板。
以上，結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明進行了說明，但本發(fā)明不限于上述的實施方式。例如，在上述的實施方式中，是使用液晶顯示面板31、33、35進行光調(diào)制，但也可以取代液晶顯示面板31、33、35而使用微反射鏡器件進行光調(diào)制。
另外，關于偏振轉(zhuǎn)換裝置61a、61b、63a、63b、65a、65b，也不限于上述示例，只要能夠從隨機偏振光等中獲取直線偏振光，可使用各種構造的偏振轉(zhuǎn)換裝置。
另外，關于組裝在導光部71a、71b等中的第2導光棒部72c的形狀、尺寸等，不限于圖示的示例，可根據(jù)液晶顯示面板31、33、35的被照射區(qū)域的形狀等進行適宜的變更。另外，關于在第2導光棒部72c中的使光束多次通過的光路和方向，也不限于圖示的示例，可根據(jù)用途進行適宜的變更。
對于第1導光棒部72a和合成導光棒部78、以及棱鏡部72e、72f等，也可以置換成利用內(nèi)面反射光束的中空部件。
另外，在第1實施方式中，照明部20不限于藍色光照明裝置21、綠色光照明裝置23、和紅色光照明裝置25，也可以采用使用了其它波長的2色或2色以上的色光照明裝置，在各色光照明裝置中，通過使用適合于所使用的波長的光源單元，以使其與上述各色光用光源單元51a、51b、53a、53b、55a、55b等相對應，可獲得所希望的照明光。
權利要求
1.一種照明裝置，其特征在于，具備射出光源光的光源；和具有能夠使向不同方向行進的光束通過的重復導光棒部分、和使至少通過了1次該重復導光棒部分的光束回歸并使其從與上一次不同的方向入射到該重復導光棒部分的回歸部件，并進行光源光的均勻化的導光單元。
2.根據(jù)權利要求1所述的照明裝置，其特征在于，上述回歸部件包括光路折曲用反射鏡。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的照明裝置，其特征在于，上述導光單元具有與設置在上述重復導光棒部分上的多個端面中的未與上述回歸部件結(jié)合的端面的至少1個端面連接的延長導光棒部。
4.根據(jù)權利要求3所述的照明裝置，其特征在于，上述重復導光棒部分和上述延長導光棒部分別由實芯透明部件形成，并且利用折射率比該重復導光棒部分和延長導光棒部低的粘接劑相互連接。
5.根據(jù)權利要求1至4中任意一項所述照明裝置，其特征在于，上述回歸部件由實芯透明部件形成，上述重復導光棒部分和上述回歸部件，利用折射率比該重復導光棒部分和回歸部件低的粘接劑連接。
6.根據(jù)權利要求1至5中任意一項所述的照明裝置，其特征在于，上述重復導光棒部分和上述回歸部件利用內(nèi)面反射來進行光束的波面分割和重疊。
7.根據(jù)權利要求1至6中任意一項所述的照明裝置，其特征在于，上述光源，包含固體光源，并且還包括將來自該光源的光源光轉(zhuǎn)換成特定方向的偏振光的偏振轉(zhuǎn)換部件。
8.一種投影儀，其具備權利要求1至7中任意一項所述的各色用照明裝置，其分別生成各色光作為照明光；各色用光調(diào)制裝置，其根據(jù)圖像信息，對來自上述各色用照明裝置的各色光分別進行調(diào)制；光合成光學系統(tǒng)，其將分別在上述各色用光調(diào)制裝置進行了調(diào)制的各色的像光合成并射出；和投射光學系統(tǒng)，其將經(jīng)過上述光合成光學系統(tǒng)而合成的像光進行投射。
9.一種投影儀，其具備權利要求1至7中任意一項所述的照明裝置；根據(jù)圖像信息對來自上述照明裝置的照明光進行調(diào)制的光調(diào)制裝置；和投射由上述光調(diào)制裝置光所形成的像光的投射光學系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠照射高均勻性照明光的小型照明裝置，以及使用了該照明裝置的投影儀。藍色光用光源單元(51a)所生成的第1光源光(LB)，經(jīng)過第1偏振轉(zhuǎn)換裝置(61a)被轉(zhuǎn)換成特定方向的直線偏振光，并一邊由第1導光部(71a)的內(nèi)側(cè)面全反射一邊行進。此時，第1光源光(LB)單路通過第1導光棒部(72a)，2次單路通過第2導光棒部(72c)，單路通過棱鏡部(72e、72f)，單路通過合成導光棒部(78)，在上述光路中一邊被均勻化一邊傳送，然后從射出口(OP4)作為直線偏振光射出。藍色光用光源單元(51b)所生成的第1光源光(LB)也是同樣。藍色光用光源單元(51a、51b)所生成的第1光源光(LB)都是在被轉(zhuǎn)換成直線偏振光的同時被均勻化，并且成為非常均勻的偏振光的第1照明光(LB2)從射出口(OP4)射出。
文檔編號G03B21/00GK1892410SQ20061009574
公開日2007年1月10日 申請日期2006年7月4日 優(yōu)先權日2005年7月4日
發(fā)明者古澤真, 橋本聰 申請人:精工愛普生株式會社