專利名稱：照明裝置、投影型顯示裝置和直視型顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用諸如發(fā)光二極管(LED)的固態(tài)發(fā)光裝置的照明裝置，以及包括其的投影型顯示裝置和直視型顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年來，將畫面投射到屏幕上的投影儀除了辦公室以外還被廣泛地應(yīng)用在家庭中。該投影儀通過使用光閥門調(diào)節(jié)來自光源的光以產(chǎn)生圖像光，并且將圖像光投射到屏幕上，從而進行顯示。最近，手掌尺寸的超小型投影儀、帶有內(nèi)置超小型投影儀的手機等已開始普及。
發(fā)明內(nèi)容
順便提及，作為在投影儀中使用的光源，具有高照度的放電燈是主流的。然而，該放電燈尺寸相對較大并且較耗電。因此，作為替代放電燈的光源，諸如發(fā)光二極管(LED)、激光二極管(LD)和有機EL(OLED)的固態(tài)發(fā)光裝置已經(jīng)引起了關(guān)注(例如，日本未審查專利申請公開第2008-1343M號)。除了較小的尺寸和更低的耗能外，這些固態(tài)發(fā)光裝置在高穩(wěn)定性方面也比放電燈更有優(yōu)勢。在將上述固態(tài)發(fā)光裝置用作投影儀的光源的情況中，考慮縮小包括在投影儀中的其它主要部件的尺寸以進一步縮小投影儀自身的尺寸。然而，當縮小包括在投影儀中的其它主要部件的尺寸時，光使用效率容易被降低。因此，例如，即使通過增加上述固態(tài)發(fā)光裝置的數(shù)目來增加光源的光量，也可能會出現(xiàn)由于光使用效率的降低而不能獲得期望的亮度的問題。期望提供一種具有提高光使用效率的小型照明裝置。此外，期望提供使用這種小型照明裝置的投影型顯示裝置和直視型顯示裝置。根據(jù)本發(fā)明的實施方式的照明裝置包括一個或多個光源，均包括具有由一個或多個發(fā)光斑構(gòu)成的發(fā)光區(qū)域的固態(tài)發(fā)光裝置，一個或多個傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置，均用于轉(zhuǎn)換從固態(tài)發(fā)光裝置入射的光的傳播方向角度，以及積分器(integrator)，包括具有接收來自傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的光的多個單元(cell)的第一復眼透鏡和具有接收來自該第一復眼透鏡的光的多個單元的第二復眼透鏡。該積分器將來自該傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的光所照明的預(yù)定照明范圍中的照度分布均勻化。由傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置和該第一和第二復眼透鏡構(gòu)成的光學系統(tǒng)具有使通過第一復眼透鏡中的各個單元形成在第二復眼透鏡上的每個光源像的尺寸都不超過第二復眼透鏡中的一個單元的尺寸的光學放大倍率。根據(jù)本發(fā)明的實施方式的投影型顯示裝置包括照明光學系統(tǒng)；空間調(diào)制裝置， 根據(jù)輸入的圖像信號調(diào)制來自照明光學系統(tǒng)的光以產(chǎn)生圖像光；和投影光學系統(tǒng)，投影由空間調(diào)制裝置產(chǎn)生的圖像光。包括在該投影型顯示裝置中的照明光學系統(tǒng)具有與上述照明裝置相同的部件。根據(jù)本發(fā)明的實施方式的直視型顯示裝置包括照明光學系統(tǒng)；空間調(diào)制裝置，根據(jù)輸入的圖像信號調(diào)制來自照明光學系統(tǒng)的光以產(chǎn)生圖像光；投影光學系統(tǒng)，投影由該空間調(diào)制裝置產(chǎn)生的圖像光；以及透射型屏幕，顯示從投影光學系統(tǒng)投影出的圖像光。包括在該直視型顯示裝置中的照明光學系統(tǒng)具有與上述照明裝置相同的部件。在根據(jù)本發(fā)明的實施方式的照明裝置、投影型顯示裝置和直視型顯示裝置中，由傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置和第一和第二復眼透鏡構(gòu)成的光學系統(tǒng)具有使通過第一復眼透鏡中的各個單元形成在第二復眼透鏡上的每個光源像的尺寸都不超過第二復眼透鏡中的一個單元的尺寸的光學放大倍率。因此，入射第二復眼透鏡的光有效地到達照明范圍。在根據(jù)本發(fā)明的實施方式的照明裝置、投影型顯示裝置和直視型顯示裝置中，在固態(tài)發(fā)光裝置由發(fā)出預(yù)定波長范圍內(nèi)的光的單個芯片構(gòu)成或由發(fā)出相同波長范圍內(nèi)或不同波長范圍內(nèi)的光的多個芯片構(gòu)成的情況中，由傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置和第一和第二復眼透鏡構(gòu)成的光學系統(tǒng)的光學放大倍率滿足下面的表達式h = PXm ^ hFEL2其中，h是光源像的尺寸，P是發(fā)光區(qū)域的尺寸(當固態(tài)發(fā)光裝置由一個芯片構(gòu)成時，該尺寸等于芯片的發(fā)光斑的尺寸，而當固態(tài)發(fā)光裝置由多個芯片構(gòu)成時，該尺寸等于以最小內(nèi)部面積包括所有芯片的發(fā)光斑的包圍圈的尺寸)，m是由傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置和第一和第二復眼透鏡構(gòu)成的光學系統(tǒng)的光學放大倍率，以及hFa2是第二復眼透鏡中的單元的尺寸。在根據(jù)本發(fā)明的實施方式的照明裝置、投影型顯示裝置和直視型顯示裝置中，在傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置將從固態(tài)發(fā)光裝置入射的光的傳播方向角度轉(zhuǎn)換成等于或接近平行光的傳播方向角度的情況中，傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的焦距和第一和第二復眼透鏡中的每個的焦距都優(yōu)選滿足下面的表達式。這時，在第一和第二復眼透鏡的每個單元都具有除1 以外的縱橫比的情況中，考慮縱橫比來優(yōu)選地設(shè)置傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的焦距和第一和第二復眼透鏡中的每個的焦距。h = PX (fFEL/fCL)彡 hFEL2其中，fFa是第一和第二復眼透鏡中的每個的焦距，以及是傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的焦距。在根據(jù)本發(fā)明的實施方式的照明裝置、投影型顯示裝置和直視型顯示裝置中，傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置具有使入射至其的光的光束尺寸具有不超過傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的尺寸的焦距和數(shù)值孔徑。在這種情況中，傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的焦距和數(shù)值孔徑優(yōu)選滿足下面的表達式。這時，在播方向角度轉(zhuǎn)換裝置具有除1以外的縱橫比的情況中，考慮縱橫比來優(yōu)選地設(shè)置傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的焦距和數(shù)值孔徑。
CPcl= 2 χ fCL χ NA<hCL其中，CpCL是入射傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的光束尺寸，NA是傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的數(shù)值孔徑，hCL是傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的尺寸。在根據(jù)本發(fā)明的實施方式的照明裝置、投影型顯示裝置和直視型顯示裝置中，在設(shè)置多個光源和多個傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的情況中，每個光源都以內(nèi)置有固態(tài)發(fā)光裝置的封裝件的形式形成，并且每個傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置都對應(yīng)于每個封裝件來設(shè)置。在這種情況中，照明裝置優(yōu)選還包括將穿過各個傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的光束合成至單個光路
7的光路合成裝置。此外，在根據(jù)本發(fā)明的實施方式的照明裝置、投影型顯示裝置和直視型顯示裝置中，在設(shè)置多個光源和一個傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的情況中，每個光源都以內(nèi)置有該固態(tài)發(fā)光裝置的封裝件的形式形成。在這種情況中，照明裝置優(yōu)選還包括將來自各固態(tài)發(fā)光裝置的光束合成至單個光路的光路合成裝置。此外，在根據(jù)本發(fā)明的實施方式的照明裝置、投影型顯示裝置和直視型顯示裝置中，在設(shè)置一個光源和一個傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的情況中，光源可以以內(nèi)置有該固態(tài)發(fā)光裝置的封裝件的形式形成。此外，在根據(jù)本發(fā)明的實施方式的照明裝置、投影型顯示裝置和直視型顯示裝置中，該芯片可由發(fā)光二極管、有機EL發(fā)光器件或激光二極管構(gòu)成。此外，在根據(jù)本發(fā)明的實施方式的照明裝置、投影型顯示裝置和直視型顯示裝置中，傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的垂直放大系數(shù)和水平放大系數(shù)的比可等于第二復眼透鏡中每個單元的縱橫比的倒數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的實施方式的照明裝置、投影型顯示裝置和直視型顯示裝置，由于不是在多個單元上形成一個光源像，可提高照明裝置中的光使用效率。此外，在根據(jù)本發(fā)明的實施方式的照明裝置、投影型顯示裝置和直視型顯示裝置中，在第一和第二復眼透鏡的每個單元都具有除1以外的縱橫比的情況中，在考慮縱橫比的情況下來設(shè)置傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的焦距和第一和第二復眼透鏡中的每個的焦距時， 可進一步提高照明裝置中的光使用效率。此外，在根據(jù)本發(fā)明的實施方式的照明裝置、投影型顯示裝置和直視型顯示裝置中，在傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置具有除1以外的縱橫比的情況中，當在考慮縱橫比的情況下來設(shè)置傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的焦距和數(shù)值孔徑時，可進一步提高照明裝置中的光使用效率。應(yīng)理解，無論是上文的一般性描述還是下文的詳細描述都是示例性的，并且旨在提供所保護的技術(shù)的進一步解釋。
所包括的附圖用于提供對本發(fā)明的進一步理解，并且附圖結(jié)合在該說明書中構(gòu)成說明書的一部分。附圖與說明書一起示出實施方式以用于解釋本技術(shù)的原理。圖IA和IB是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的投影儀的示意性結(jié)構(gòu)的示圖。圖2A和2B是示出在圖IA和IB中的投影儀的光路的實例的示圖。圖3A和;3B是示出在圖IA和IB中的光源的頂面結(jié)構(gòu)和截面結(jié)構(gòu)的實例的示圖。圖4A和4B是示出在圖IA和IB中的光源的頂面結(jié)構(gòu)和截面結(jié)構(gòu)的另一實例的示圖。圖5A和5B是示出在圖IA和IB中的光源的頂面結(jié)構(gòu)和截面結(jié)構(gòu)的又一實例的示圖。圖6A到6C是示出圖IA和IB中的光源的發(fā)光斑的實例的示圖。圖7A和7B是示出在圖IA和IB中的復眼透鏡的示意性結(jié)構(gòu)的示圖。圖8是用于示出圖IA和IB中的照明范圍的尺寸的示意圖。圖9是示出在圖IA和IB中的投影儀中設(shè)置在后面的復眼透鏡中出現(xiàn)的光源像的實例的示意圖。圖IOA和IOB是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的投影儀的示意性結(jié)構(gòu)的示圖。圖IlA和IlB是示出在圖IOA和IOB中的投影儀的光路的實例的示圖。
圖12A和12B是示出根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的投影儀的示意性結(jié)構(gòu)的示圖。圖13A和13B是示出在圖12A和12B中的投影儀的光路的實例的示圖。圖14A和14B是示出根據(jù)本發(fā)明第四實施方式的投影儀的示意性結(jié)構(gòu)的示圖。圖15A和15B是示出在圖14A和14B中的偏振光分離器的截面結(jié)構(gòu)的實例的示圖。圖16是示出在圖14A和14B中的延遲片陣列的頂面結(jié)構(gòu)的實例的示圖。圖17A到17C是示出在圖14A和14B中的投影儀的光路的實例的示圖。圖18是示出在圖14A和14B中的投影儀中設(shè)置在后面的復眼透鏡中出現(xiàn)的光源像的實例的示意圖。圖19是示出在根據(jù)第一到第三實施方式的實例中的設(shè)計值的表格。圖20是示出在根據(jù)第四實施方式的實例中的設(shè)計值的表格。圖21A是示出根據(jù)第一至第四實施方式的光源的變形例的截面結(jié)構(gòu)的實例的示圖，并且圖21B是示出從光射出面?zhèn)人^察到的包括在圖21A中的光源中的固態(tài)發(fā)光裝置的示圖。圖22k是示出圖21A中的光源的截面結(jié)構(gòu)的另一實例的示圖，并且圖22B是示出從光射出面?zhèn)人^察到的包括在圖22A中的光源中的固態(tài)發(fā)光裝置的示圖。圖23A是示出圖21A中的光源的截面結(jié)構(gòu)的又一實例的示圖，并且圖2 是示出從光射出面?zhèn)人^察到的包括在圖23A中的光源中的固態(tài)發(fā)光裝置的示圖。圖24A是示出圖21A中的光源在XY平面中旋轉(zhuǎn)90度的截面結(jié)構(gòu)的實例的示圖， 并且圖24B是示出從光射出面?zhèn)人^察到的包括在圖24A中的光源中的固態(tài)發(fā)光裝置的示圖。圖25A是示出圖22A中的光源在XY平面中旋轉(zhuǎn)90度的截面結(jié)構(gòu)的實例的示圖， 并且圖25B是示出從光射出面?zhèn)人^察到的包括在圖25A中的光源中的固態(tài)發(fā)光裝置的示圖。圖26k是示出圖23A中的光源在XY平面中旋轉(zhuǎn)90度的截面結(jié)構(gòu)的實例的示圖， 并且圖26B是示出從光射出面?zhèn)人^察到的包括在圖26A中的光源中的固態(tài)發(fā)光裝置的示圖。圖27是示出使用根據(jù)任何一個上述實施方式的照明光學系統(tǒng)的后投影顯示裝置的示意性結(jié)構(gòu)的示圖。
具體實施例方式在下文中，將參照附圖詳細描述技術(shù)的優(yōu)選實施方式。注意將按照下面的順序進行描述。1.第一實施方式(圖IA和IB至圖9)在使用耦合透鏡對光進行平行化之后將來自每個光源的光束合成至單個光路的實例。2.第二實施方式(圖IOA和IOB以及圖IlA和11B)在使用耦合透鏡對光進行平行化之前將來自每個光源的光束合成至單個光路的實例。3.第三實施方式(圖12A和12B以及圖13A和13B)
9
從單個封裝件發(fā)出不同波長范圍的光以消除光路的合成的實例。4.第四實施方式(圖14A和14B至圖18)設(shè)置有偏振光分離器和延遲片陣列的實例5.實例(圖19和圖20)6.變形例(圖21A和21B至圖27)[第一實施方式][結(jié)構(gòu)]圖IA和IB是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的投影儀1的示意性結(jié)構(gòu)的示圖。注意投影儀1對應(yīng)于發(fā)明中的“投影式顯示裝置”的具體實例。圖IA示出從上面(從y軸方向)所觀察到的投影儀1的結(jié)構(gòu)實例，并且圖IB示出了從側(cè)面(從χ軸方向)所觀察到的投影儀1的結(jié)構(gòu)實例。圖2A和2B是示出在圖IA和IB中的投影儀1的光路的實例的示圖。 圖2A示出從上面(從y軸方向)所觀察到的投影儀1中的光路的實例，并且圖2B示出了從側(cè)面(從χ軸方向)所觀察到的投影儀1中的光路的實例。通常，y軸對應(yīng)于垂直方向，并且χ軸對應(yīng)于水平方向，然而，y軸可對應(yīng)于水平方向，并且X軸對應(yīng)于垂直方向。注意，在下文的描述中，為了方便起見，將基于y軸對應(yīng)于垂直方向，并且χ軸對應(yīng)于水平方向的假設(shè)進行描述。此外，在下文的描述中，假設(shè)“橫向，，表示χ軸方向并且“縱向”表示y軸方向。投影儀包括例如照明光學系統(tǒng)1A、空間調(diào)制裝置60和投影光學系統(tǒng)70。該空間調(diào)制裝置60基于輸入的圖像信號調(diào)制來自照明光學系統(tǒng)的光以產(chǎn)生圖像光。該投影光學系統(tǒng)70將通過該空間調(diào)制裝置60產(chǎn)生的圖像光投影在反射型屏幕2上。注意該照明光學系統(tǒng)IA對應(yīng)于“照明裝置”的具體實例。該照明光學系統(tǒng)IA提供照射空間調(diào)制裝置60的照明范圍60A(被照射面)的光束。注意，如果需要，可在照明光學系統(tǒng)IA的光通過的區(qū)域中設(shè)置任何光學裝置。例如，在照明光學系統(tǒng)IA的光通過的區(qū)域中，可設(shè)置濾波器等用于調(diào)暗來自照明光學系統(tǒng)IA光中的除可見光以外的光。如圖IA和IB中所示，例如，照明光學系統(tǒng)IA包括光源10AU0B和10C，耦合透鏡 (傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置)20A、20B和20C，光路合成裝置30、積分器40和聚光透鏡50。該光路合成裝置30將來自光源10AU0B和IOC的光合成單個光路，并且由例如兩個二向色鏡 30A和30B構(gòu)成。積分器40將照明范圍60A中的光的照度分布均勻化，并且由例如一對復眼透鏡40A和40B構(gòu)成。在光源IOA的光軸上，從光源IOA側(cè)順次設(shè)置光路合成裝置30、積分器40和聚光透鏡50。在二向色鏡30A中光源IOB的光軸與光源IOA的光軸正交，并且在光源IOB的光軸上，從光源IOB側(cè)順次設(shè)置耦合透鏡20B和二向色鏡30A。在二向色鏡30B 中光源IOC的光軸與光源IOA的光軸正交，并且在光源IOC的光軸上從光源IOC側(cè)順次設(shè)置耦合透鏡20C和二向色鏡30B。注意，在圖IA和IB中，雖然例示了其中投影儀1中的每個組件(除光源IOB和IOC 以及耦合透鏡20B和20C之外)設(shè)置在平行于ζ軸的線上，但投影儀1中的一些組件可以設(shè)置在與ζ軸不平行的線上。例如，雖然沒有示出，但可通過從圖IA和IB的狀態(tài)將整個照明光學系統(tǒng)IA旋轉(zhuǎn)90度可使照明光學系統(tǒng)IA設(shè)置成其光軸在與ζ軸正交的方向上。然而，在該情況中，需要設(shè)置將從照明光學系統(tǒng)IA輸出的光導向至空間調(diào)制裝置60的光學裝置(例如，反射鏡)。此外，例如，通過從圖IA和IB的狀態(tài)將光源10A、耦合鏡20A和光路合成裝置30旋轉(zhuǎn)90度，可將這些組件設(shè)置成使得這些部件的光軸在與ζ軸正交的方向上。 然而，還在該情況中，需要設(shè)置將從光路合成裝置30輸出的光導向至積分器40的光學裝置 (例如，反射鏡)。如圖3A和;3B至圖5A和5B中所示，例如，光源10AU0B和IOC均具有固態(tài)發(fā)光裝置11和支持和覆蓋固態(tài)發(fā)光裝置11的封裝件12。固態(tài)發(fā)光裝置11從由一個或多個點狀發(fā)光斑、或一個或多個非點狀發(fā)光斑構(gòu)成的發(fā)光區(qū)域發(fā)出光。固態(tài)發(fā)光裝置11可由發(fā)出在預(yù)定波長范圍內(nèi)的光的單個芯片IlA構(gòu)成，如圖3A和;3B中所示，或者由發(fā)出相同波長范圍或不同波長范圍的光的多個芯片IlA構(gòu)成，如圖4A和4B以及圖5A和5B中所示。在固態(tài)發(fā)光裝置11是由多個芯片IlA構(gòu)成的情況中，例如，將芯片IlA橫向設(shè)置，如在圖4A和4B 中所示，例如，或者橫向和縱向(即，以格子狀)設(shè)置，如在圖5A和5B中所示。包括在固態(tài)發(fā)光裝置11中的芯片IlA的數(shù)目對于光源10AU0B和IOC中的每個可以不同，或者可以是對于所有光源10AU0B和IOC都相同。在固態(tài)發(fā)光裝置11由單個芯片IlA構(gòu)成的情況中，例如，固態(tài)發(fā)光裝置11的尺寸 (WvXWh)等于單個芯片IlA的尺寸(WviXffm),如圖3A中所示。另一方面，在固態(tài)發(fā)光裝置 11是由多個芯片IlA構(gòu)成的情況中，例如，當將所有芯片IlA視為一組時，固態(tài)發(fā)光裝置11 的尺寸等于該組的尺寸，如圖4A和5A中所示。在圖4A的實例中，在多個芯片IlA橫向設(shè)置的情況中，固態(tài)發(fā)光裝置11的尺寸(WvXWh)是WvlX2ffm。此外，在圖5A的實例中，在多個芯片IlA在橫向和縱向(即，以格子狀)設(shè)置的情況中，固態(tài)發(fā)光裝置11的尺寸(WvXWh) 是 2WvlX2l。·芯片IlA由發(fā)光二極管(LED)、有機EL發(fā)光器件(OLED)、或激光二極管(LD)構(gòu)成。 包括在光源10AU0B和IOC中的每個中的所有芯片IlA可由LED、OLED或LD構(gòu)成。此夕卜， 包括在光源10AU0B和IOC中的一個或多個中的芯片IlA可由LED構(gòu)成，并且包括在其它光源中的芯片IlA可由OLED構(gòu)成。此外，包括在光源10AU0B和IOC中的一個或多個中的芯片IlA可由LED構(gòu)成，并且包括在其它光源中的芯片IlA可由LD構(gòu)成。此外，包括在光源10A、IOB和IOC中的一個或多個中的芯片1IA可由OLED構(gòu)成，并且包括在其它光源中的芯片IlA可由LD構(gòu)成。例如，包括在光源10A、IOB和IOC中的每個中的芯片1IA均發(fā)出對于光源10A、IOB 和IOC中的每個不同的波長范圍的光。例如，包括在光源IOA中的芯片IlA發(fā)出約400nm 至500nm波長的光(藍光)。例如，包括在光源IOB中的芯片IlA發(fā)出約500nm至600nm波長的光(綠光)。例如，包括在光源IOC中的芯片IlA發(fā)出約600nm至700nm波長的光(紅光)。順便提及，包括在光源IOA中的芯片IlA可發(fā)出除藍光之外的其它光(綠光或紅光)。 此外，包括在光源IOB中的芯片IlA可發(fā)出除綠光之外的其它光(藍光或紅光)。此外，包括在光源IOC中的芯片IlA可發(fā)出除紅光之外的其它光(綠光或藍光)。例如，如圖3A和;3B至圖6A到6C，芯片IlA具有尺寸(PviXPhi)小于芯片IlA的尺寸(WvXWh)的發(fā)光斑11B。發(fā)光斑IlB對應(yīng)于當將電流注入芯片IlA以驅(qū)動芯片IlA時芯片IlA發(fā)光的區(qū)域(發(fā)光區(qū)域)。在芯片IlA由LED或OLED構(gòu)成的情況中，發(fā)光斑IlB具有非點狀形狀(面形狀)，并且在芯片IlA由LD構(gòu)成的情況中，發(fā)光斑IlB具有小于在LED 或OLED情況中的發(fā)光斑IlB的點狀形狀。
在固態(tài)發(fā)光裝置11由單個芯片IlA構(gòu)成的情況中，發(fā)光斑IlB的數(shù)目例如為一， 如圖6A中所示。另一方面，在固態(tài)發(fā)光裝置11由多個芯片IlA構(gòu)成的情況中，例如，發(fā)光斑IlB的數(shù)目等于芯片IlA的數(shù)目，如圖6B和6C中所示。本文中，在固態(tài)發(fā)光裝置11由單個芯片IlA構(gòu)成的情況中，固態(tài)發(fā)光裝置11的發(fā)光區(qū)域的尺寸(PvXPh)等于發(fā)光斑IlB 的尺寸(PV1XPH1)。另一方面，在固態(tài)發(fā)光裝置11由多個芯片IlA構(gòu)成的情況中，固態(tài)發(fā)光裝置11的發(fā)光區(qū)域的尺寸(PvXPh)等于以最小內(nèi)部面積包括所有芯片IlA的發(fā)光斑IlB 的包圍圈的尺寸。在圖6B的實例中，在多個芯片IlA橫向設(shè)置的情況下，發(fā)光區(qū)域的尺寸 (PvXPh)大于Pv1X2Ph1且小于WvXWh。此外，在圖6C的實例中，在多個芯片IlA橫向和縱向 (即，以格子狀)設(shè)置的情況下，發(fā)光區(qū)域的尺寸(PvXPh)大于2Pv1X2Ph1且小于WvXWh。如圖2A和2B中所示，例如，耦合透鏡20A基本上將從光源IOA發(fā)出的光平行化， 并且將從光源IOA發(fā)出的光的傳播方向角度(θ Η，θ v)轉(zhuǎn)換成等于或接近于平行光的傳播方向角度。耦合透鏡20A設(shè)置在包含在從光源IOA發(fā)出的光中的在傳播方向角度內(nèi)的光入射耦合透鏡20A的位置上。如圖2A和2B中所示，例如，耦合透鏡20B基本將從光源IOB發(fā)出的光平行化，并且將從光源IOB發(fā)出的光的傳播方向角度(θ Η，θ v)轉(zhuǎn)換成等于或接近于平行光的傳播方向角度。耦合透鏡20B設(shè)置在使包含在從光源IOB發(fā)出的光中的在傳播方向角度內(nèi)的光入射耦合透鏡20B的位置上。如圖2A和2B中所示，例如，耦合透鏡20C基本將從光源IOC發(fā)出的光平行化，并且將從光源IOC發(fā)出的光的傳播方向角度(θ Η，θ v)轉(zhuǎn)換成等于或接近于平行光的傳播方向角度。耦合透鏡20C設(shè)置在使包含在從光源IOC發(fā)出的光中的在傳播方向角度內(nèi)的光入射耦合透鏡20C的位置上。換句話說，耦合透鏡20A、20B 和20C均與光源10AU0B和IOC (對于每個封裝件)一對一設(shè)置。注意，耦合透鏡20A、20B 和20C中的每個可以由一個或多個透鏡構(gòu)成。二向色鏡30A和30B均包括具有波長選擇性的反射鏡。順便提及，上述反射鏡通過沉積多層干涉膜構(gòu)成。如圖2A和2B中所示，例如，二向色鏡30A使從反射鏡的背側(cè)入射的光(從光源IOA側(cè)入射的光)從其通過到達反射鏡的前側(cè)，并且反射鏡反射從反射鏡的前側(cè)入射的光(從光源IOB側(cè)入射的光)。另一方面，二向色鏡30B使從反射鏡的背側(cè)入射的光(從二向色鏡30A側(cè)入射的光源IOA和IOB的光)從其通過到達反射鏡的前側(cè)，并且反射鏡反射從反射鏡的前側(cè)入射的光(從光源IOC側(cè)入射的光，如圖2A和2B中所示。因此，光路合成裝置30將從光源10AU0B和IOC發(fā)出的各個光束合成至單個光束。復眼透鏡40A和40B中的每個均由以預(yù)定排列圖案(在該情況中，是縱X橫= 4X3的矩陣)設(shè)置的多個透鏡(單元)構(gòu)成。包括在復眼透鏡40B中的每個單元42被設(shè)置成朝向復眼透鏡40A中的每個單元41。復眼透鏡40A設(shè)置在復眼透鏡40B焦點位置上 (或基本在焦點位置上)，并且復眼透鏡40B設(shè)置在復眼透鏡40A焦點位置上(或基本在焦點位置上)。因此，在積分器40中，復眼透鏡40A分離的光束均基本聚焦在復眼透鏡40B的像側(cè)的透鏡表面上，從而在焦點上形成二次光源平面(光源像)。該二次光源平面位于與投影光學系統(tǒng)70的入瞳共軛的面的位置上。然而，該二次光源平面沒有必要嚴格位于與投影光學系統(tǒng)70的入瞳共軛的面的位置上，并且可以位于在設(shè)計中可接受的區(qū)域內(nèi)。復眼透鏡 40A和40B可以一體形成。從光源10AU0B和IOC發(fā)出的光束通常在垂直于光束的傳播方向的平面上顯示非均勻強度分布。因此，如果將光束導向至照明范圍60A(被照射面)，在照明范圍60A中的照
12度分布是不均勻的。然而，如上所述，當從光源10AU0B和IOC發(fā)出的光束被積分器40分成多個光束并且然后以疊加方式被導向照明范圍60A時，使照明范圍60A中的照度分布均勻。聚光透鏡50收集來自通過積分器40形成的多個光源的光束以疊加方式照明照明范圍60A?？臻g調(diào)制裝置60根據(jù)對應(yīng)于光源10AU0B和IOC中的每個的波長分量的彩色圖像信號二維調(diào)制來自照明光學系統(tǒng)IA的光束，并且因此產(chǎn)生成像光。如圖2A和2B中所示， 例如，空間調(diào)制裝置60是透射型裝置，并且例如由透射型液晶面板構(gòu)成。順便提及，雖然沒有示出，空間調(diào)制裝置60可以由諸如反射型液晶面板和數(shù)字微鏡(digital micro mirror) 裝置的反射型裝置構(gòu)成。然而，在這些情況中，空間調(diào)制裝置60反射的光需要入射投影光學系統(tǒng)70。下面，將描述實施方式的投影儀1的特征。(特征1)在該實施方式中，耦合透鏡20A、20B和20C中的每個的焦距以及復眼透鏡40A和 40B中的每個的焦距被設(shè)置成使得由復眼透鏡40A的每個單元41在復眼透鏡40B上形成的每個光源像S的尺寸都具有不超過復眼透鏡40B中一個單元42的尺寸。下面的表達式表示該關(guān)系。此外，在圖9中示意性示出了該關(guān)系。在圖9中，示出了復眼透鏡40A和40B的每個單元都具有除1以外的縱橫比的情況。順便提及，后面將詳細描述圖9。Ii1 = P1 X (fFEL/fCL1) ( hFEL2. · · (1)h2 = P2X (fFEL/fCL2) ( hFEL2. · · (2)h3 = P3X (fFEL/fCL3) ( hFEL2. · · (3)其中，Ill是光源IOA的光形成的光源像S(光源像S1)的尺寸，h2是光源IOB的光形成的光源像S (光源像S2)的尺寸，h3是光源IOC的光形成的光源像S (光源像。的尺寸，P1是包括在光源IOA中的固態(tài)發(fā)光裝置11的發(fā)光區(qū)域的尺寸，P2是包括在光源IOB中的固態(tài)發(fā)光裝置11的發(fā)光區(qū)域的尺寸，P3是包括在光源IOC中的固態(tài)發(fā)光裝置11的發(fā)光區(qū)域的尺寸，fFEL是復眼透鏡40A和40B中的每個的焦距，fCL1是耦合透鏡20A的焦距，fCL2是1耦合透鏡20B的焦距，fCL3是耦合透鏡20C的焦距，以及hFEL2是復眼透鏡40B中的一個單元42的尺寸。注意，在包括在光源IOA中的固態(tài)發(fā)光裝置11由單個芯片IlA構(gòu)成的情況中，P1 等于芯片IlA的發(fā)光斑IlB的尺寸。同樣，在包括在光源IOB中的固態(tài)發(fā)光裝置11由單個芯片IlA構(gòu)成的情況中，P2等于芯片IlA的發(fā)光斑IlB的尺寸，并且在包括在光源IOC中的固態(tài)發(fā)光裝置11由單個芯片IlA構(gòu)成的情況中，P3等于芯片IlA的發(fā)光斑IlB的尺寸。在包括在光源IOA中的固態(tài)發(fā)光裝置11由多個芯片IlA構(gòu)成的情況中,P1等于以最小內(nèi)部面積包括所有芯片IlA的發(fā)光斑IlB的包圍圈的尺寸。同樣，在包括在光源IOB中的固態(tài)發(fā)光裝置11由多個芯片IlA構(gòu)成的情況中，P2等于以最小內(nèi)部面積包括所有芯片IlA的發(fā)光斑IlB的包圍圈的尺寸。在包括在光源IOC中的固態(tài)發(fā)光裝置11由多個芯片IlA構(gòu)成的
13情況中，P3等于包括以最小內(nèi)部面積包括所有芯片IlA的發(fā)光斑IlB的包圍圈的尺寸。此外，在耦合透鏡20A是由多個透鏡構(gòu)成的情況中，fCL1是透鏡的組合焦距。同樣，在耦合透鏡 20B是由多個透鏡構(gòu)成的情況中，fa2是透鏡的組合焦距。在耦合透鏡20C是由多個透鏡構(gòu)成的情況中，fCL3是透鏡的組合焦距。作為基本上等價于上述等式⑴到(3)的表達式，引用下面的表達式⑷到(6)。 表達式(4)到(6)特別在固態(tài)發(fā)光裝置11的發(fā)光區(qū)域的尺寸基本等于固態(tài)發(fā)光裝置11的尺寸的情況中是有益的。h! =W1X (fFEL/fCL1) ( hFEL2. · · (4)h2 = W2X (fFEL/fCL2)彡 hFEL2. · · (5)h3 = ff3X (fFEL/fCL3) ( hFEL2. · · (6)其中，W1是包括在光源IOA中的固態(tài)發(fā)光裝置11的尺寸，W2是包括在光源IOB中的固態(tài)發(fā)光裝置11的尺寸，以及W3是包括在光源IOC中的固態(tài)發(fā)光裝置11的尺寸。注意，在固態(tài)發(fā)光裝置11由單個芯片IlA構(gòu)成的情況中，W等于芯片IlA的尺寸。 此外，在固態(tài)發(fā)光裝置11由被視為單個芯片的多個芯片IlA構(gòu)成的情況中，W等于單個芯片的尺寸。順便提及，在實施方式中，例如，如圖7A和7B中所示，在復眼透鏡40A和40B的每個單元41和42都具有除1以外的縱橫比的情況中，優(yōu)選地，耦合透鏡20A、20B和20C中的每個的焦距以及復眼透鏡40A和40B中每個的焦距都滿足下面的六個關(guān)系表達式。此外，優(yōu)選地，耦合透鏡20A、20B和20C中的每個的縱橫焦距比(faiH/fcuv、fCL2H/fcL2v和fa3H/ fa3V)(變像比anam0rphiC ratio)等于復眼透鏡40B的每個單元42的尺寸的縱橫比的倒數(shù)(hFEL2V/hFEL2H)，并且照明光學系統(tǒng)IA是變像光學系統(tǒng)。例如，當復眼透鏡40B的每個單元42在第一方向(例如，橫向)上較長的情況中，使用焦距faiv、fa2v和fmv分別比焦距 fCLiH>fcL2H和fa3H更長的透鏡作為耦合透鏡20A、20B和20C。圖9示意性示出了下面的表達式(7)至(12)。hiH =PIHX (f*FELH/ZfcLlH) ^ hFEL2H· ·.(7)
h2H =(f*FELH/,fcL2H) ^ hFEL2H· ·.⑶
h3H =(f*FELH/,fcL3H) ^ hFEL2H· ·.(9)
hiv =PivX (fFELV/ZfcLiv) ^ hFEL2V· ·.(10)
h2V =P2vX (fFELV/,fcL2V) ^ hFEL2V. ·.(11)
h3V =P3vX (fFELV/,fcL3V) ^ hFEL2V· ·.(12)其中，h1H是由光源IOA的光形成的光源像S (光源像S1)在第一方向(例如，橫向) 的尺寸，h2H是由光源IOB的光形成的光源像S(光源像S2)在第一方向(例如，橫向)的尺寸，h3H是由光源IOC的光形成的光源像S(光源像S3)在第一方向(例如，橫向)的尺寸，hlv是由光源IOA的光形成的光源像S(光源像S1)在垂直于第一方向的第二方向 (例如，縱向)的尺寸，
h2V是由光源IOB的光形成的光源像S(光源像S2)在垂直于第一方向的第二方向 (例如，縱向)的尺寸，h3V是由光源IOC的光形成的光源像S(光源像S3)在垂直于第一方向的第二方向 (例如，縱向)的尺寸，Pih是包括在光源IOA中的固態(tài)發(fā)光裝置11的發(fā)光區(qū)域在第一方向或其對應(yīng)的方向的尺寸，P2h是包括在光源IOB中的固態(tài)發(fā)光裝置11的發(fā)光區(qū)域在第一方向或其對應(yīng)的方向的尺寸，P3h是包括在光源IOC中的固態(tài)發(fā)光裝置11的發(fā)光區(qū)域在第一方向或其對應(yīng)的方向的尺寸，Piv是包括在光源IOA中的固態(tài)發(fā)光裝置11的發(fā)光區(qū)域在第二方向或其對應(yīng)的方向的尺寸，P2v是包括在光源IOB中的固態(tài)發(fā)光裝置11的發(fā)光區(qū)域在第二方向或其對應(yīng)的方向的尺寸，P3v是包括在光源IOC中的固態(tài)發(fā)光裝置11的發(fā)光區(qū)域在第二方向或其對應(yīng)的方向的尺寸，fFELH是復眼透鏡40A和40B中的每個在第一方向的焦距，fFELV是復眼透鏡40A和40B中的每個在第二方向的焦距，fCL1H是耦合透鏡20A在第一方向或其對應(yīng)方向的焦距，fCL2H是耦合透鏡20B在第一方向或其對應(yīng)方向的焦距，fCL3H是耦合透鏡20C在第一方向或其對應(yīng)方向的焦距，fCLlv是耦合透鏡20A在第二方向或其對應(yīng)方向的焦距，fCL2V是耦合透鏡20B在第二方向或其對應(yīng)方向的焦距，fCL3V是耦合透鏡20C在第二方向或其對應(yīng)方向的焦距，hFEL2H是復眼透鏡40B的一個單元42在第一方向的尺寸，和hFEL2V是復眼透鏡40B的一個單元42在第二方向的尺寸。此處，“第一方向或其對應(yīng)方向”表示在光源10A、IOB和IOC以及耦合透鏡20A、20B 和20C設(shè)置在積分器40的光軸上的情況中的第一方向。此外，“第一方向或其對應(yīng)方向”表示在光源10AU0B和IOC和耦合透鏡20A、20B和20C設(shè)置在偏離積分器40的光軸的光路上的情況中，由于設(shè)置在從光源10AU0B和IOC到積分器40的光路上的光學裝置的排列而
對應(yīng)于第一方向的方向。此外，“第二方向或其對應(yīng)方向”表示在光源10A、IOB和IOC以及耦合透鏡20A、20B 和20C設(shè)置在積分器40的光軸上的情況中的第二方向。此外，“第二方向或其對應(yīng)方向”表示在光源10AU0B和IOC以及耦合透鏡20A、20B和20C設(shè)置在偏離積分器40的光軸的光路上的情況中，由于設(shè)置在從光源10AU0B和IOC到積分器40的光路上的光學裝置的排列而對應(yīng)于第二方向的方向。注意，在包括在光源IOA中的固態(tài)發(fā)光裝置11由單個芯片IlA構(gòu)成的情況中，Pih 等于芯片IlA的發(fā)光斑IlB的第一方向或其對應(yīng)方向的尺寸。同樣，在包括在光源IOB中的固態(tài)發(fā)光裝置11由單個芯片IlA構(gòu)成的情況中，P2h等于芯片IlA的發(fā)光斑IlB的第一方向或其對應(yīng)方向的尺寸。在包括在光源IOC中的固態(tài)發(fā)光裝置11由單個芯片1IA構(gòu)成的情況中，P3h等于芯片IlA的發(fā)光斑IlB的第一方向或其對應(yīng)方向的尺寸。此外，在包括在光源IOA中的固態(tài)發(fā)光裝置11由多個芯片IlA構(gòu)成的情況中，Pih等于以最小內(nèi)部面積包括所有芯片IlA的發(fā)光斑IlB的包圍圈在第一方向或其對應(yīng)方向的尺寸。同樣，在包括在光源IOB中的固態(tài)發(fā)光裝置11由多個芯片IlA構(gòu)成的情況中，P2h等于以最小內(nèi)部面積包括所有芯片IlA的發(fā)光斑IlB的包圍圈在第一方向或其對應(yīng)方向的尺寸。在包括在光源 IOC中的固態(tài)發(fā)光裝置11由多個芯片IlA構(gòu)成的情況中，P3h等于以最小內(nèi)部面積包括所有芯片IlA的發(fā)光斑IlB的包圍圈在第一方向或其對應(yīng)方向的尺寸。另一方面，在包括在光源IOA中的固態(tài)發(fā)光裝置11由單個芯片IlA構(gòu)成的情況中，Piv等于芯片IlA的發(fā)光斑IlB 在第二方向或其對應(yīng)方向的尺寸。同樣，在包括在光源IOB中的固態(tài)發(fā)光裝置11由單個芯片IlA構(gòu)成的情況中，P2v等于芯片IlA的發(fā)光斑IlB在第二方向或其對應(yīng)方向的尺寸。在包括在光源IOC中的固態(tài)發(fā)光裝置11由單個芯片IlA構(gòu)成的情況中，P3v等于芯片IlA的發(fā)光斑IlB在第二方向或其對應(yīng)方向的尺寸。此外，在包括在光源IOA中的固態(tài)發(fā)光裝置 11由多個芯片IlA構(gòu)成的情況中，Piv等于以最小內(nèi)部面積包括所有芯片IlA的發(fā)光斑IlB 的包圍圈在第二方向或其對應(yīng)方向的尺寸。同樣，在包括在光源IOB中的固態(tài)發(fā)光裝置11 由多個芯片IlA構(gòu)成的情況中，P2v等于以最小內(nèi)部面積包括所有芯片IlA的發(fā)光斑11的包圍圈在第二方向或其對應(yīng)方向的尺寸。在包括在光源IOC中的固態(tài)發(fā)光裝置11由多個芯片IlA構(gòu)成的情況中，P3v等于以最小內(nèi)部面積包括所有芯片IlA的發(fā)光斑IlB的包圍圈在第二方向或其對應(yīng)方向的尺寸。此外，在該實施方式中，當復眼透鏡40A和40B的每個單元41和42都具有除1以外的縱橫比的情況中，優(yōu)選地，復眼透鏡40A的每個單元41的尺寸的縱橫比和照明區(qū)域60A 的縱橫比滿足下面的關(guān)系式。在該情況中，照明區(qū)域60A的縱橫比H/V與空間調(diào)制裝置60 的分辨率有關(guān)，并且例如當空間調(diào)制裝置60的分辨率是VGA(640X480)時，縱橫比H/V是 640/480，例如，當空間調(diào)制裝置60的分辨率是WVGA (800 X 480)時，縱橫比H/V是800/480。hFEL1H/hFELlv = H/V. . . (13)其中，hFEL1H是復眼透鏡40A中的一個單元的第一方向的尺寸，hFELlv是復眼透鏡40A中的一個單元的第二方向的尺寸，H是照明區(qū)域60A的第一方向的尺寸，和V是照明區(qū)域60A的第二方向的尺寸。(特征2)此外，在該實施方式中，將耦合透鏡20A、20B和20C中的每個的焦距和數(shù)值孔徑設(shè)置成使得入射耦合透鏡20A、20B和20C的光分別具有不超出耦合透鏡20A、20B和20C的尺寸的光束尺寸。通過下面的表達式表示該關(guān)系。
9cli = 2 χ fen X NA1 <hCLi··· (14)
(pCL2 =2 X fCL2 X NA2 < A1CL2 · · · (15)
cpCL3 = 2 χ fCL3 χ NA3ShCL3…(16) 16
其中，CpCLl是入射耦合透鏡20A的光的光束尺寸，CpCL2是入射耦合透鏡20B的光的光束尺寸，CpCL3是入射耦合透鏡20C的光的光束尺寸，NA1是耦合透鏡20A的數(shù)值孔徑，NA2是耦合透鏡20B的數(shù)值孔徑，NA3是耦合透鏡20C的數(shù)值孔徑，hCL1是耦合透鏡20A的尺寸，hCL2是耦合透鏡20B的尺寸，以及hCL3是耦合透鏡20C的尺寸。順便提及，在該實施方式中，當耦合透鏡20A、20B和20C中的每個均具有除1以外的縱橫比時，優(yōu)選地，耦合透鏡20A、20B和20C中的每個的焦距和數(shù)值孔徑滿足下面的兩個
關(guān)系式。
9clih = 2 χ fcLiH X NA1H < hCLm· - - (17)
9CL2H = 2 χ fCL2H x NA2H < hCL2H... (18 )
(pCL3H = 2 X fCL3H x NA3h < hCL3H... (19 )
9cliv = 2 χ fcLiv x NAiv· hCLlv... (20)
(pCL2V = 2 X fCL2V x NA2V· hCL2V·…(21 )
cpCL3V = 2 X fCL3V X NA3V· hCL3V·…(22 )其中，CPclih是入射耦合透鏡20A的光的第一方向(例如，橫向)或其對應(yīng)方向的光束尺寸，CpCL2H是入射耦合透鏡20B的光的第一方向(例如，橫向)或其對應(yīng)方向的光束尺寸，CpCL3H是入射耦合透鏡20C的光的第一方向(例如，橫向)或其對應(yīng)方向的光束尺寸，CpCLlV是入射耦合透鏡20A的光的第二方向(例如，縱向)或其對應(yīng)方向的光束尺寸，CpCL2V是入射耦合透鏡20B的光的第二方向(例如，縱向)或其對應(yīng)方向的光束尺寸，CpCL3V是入射耦合透鏡20C的光的第二方向(例如，縱向)或其對應(yīng)方向的光束尺寸，NAih是耦合透鏡20A的第一方向或其對應(yīng)方向的數(shù)值孔徑，NA2h是耦合透鏡20B的第一方向或其對應(yīng)方向的數(shù)值孔徑，NA3h是耦合透鏡20C的第一方向或其對應(yīng)方向的數(shù)值孔徑，
17
NAiv是耦合透鏡20A的第二方向或其對應(yīng)方向的數(shù)值孔徑，NA2v是耦合透鏡20B的第二方向或其對應(yīng)方向的數(shù)值孔徑，NA3v是耦合透鏡20C的第二方向或其對應(yīng)方向的數(shù)值孔徑，hCL1H是耦合透鏡20A的第一方向或其對應(yīng)方向的尺寸，hCL2H是耦合透鏡20B的第一方向或其對應(yīng)方向的尺寸，hCL3H是耦合透鏡20C的第一方向或其對應(yīng)方向的尺寸，hCLlv是耦合透鏡20A的第二方向或其對應(yīng)方向的尺寸，hCL2V是耦合透鏡20B的第二方向或其對應(yīng)方向的尺寸，以及hCL3V是耦合透鏡20C的第二方向或其對應(yīng)方向的尺寸。[功能和效果]下面，將描述該實施方式的投影儀3的功能和效果。在該實施方式中，耦合透鏡 20A.20B和20C的焦距fai、fa2和fa3以及每個復眼透鏡40A和40B中的焦距均被設(shè)置成使得由復眼透鏡40A的每個單元41在復眼透鏡40B上形成的每個光源像S的尺寸均具有不超過復眼透鏡40B中一個單元42的尺寸。此處，固態(tài)發(fā)光裝置11從由一個或多個點狀發(fā)光斑、或一個或多個非點狀發(fā)光斑構(gòu)成的發(fā)光區(qū)域發(fā)出光。固態(tài)發(fā)光裝置11可由例如一個或多個發(fā)光二極管、一個或多個有機EL發(fā)光器件、或一個或多個激光二極管構(gòu)成。因此， 即使在復眼透鏡40B設(shè)置在復眼透鏡40A的焦點位置上的情況中，由復眼透鏡40A的每個單元41在復眼透鏡40B上形成的每個光源像S均不具有點狀形狀但具有一定的尺寸(參見圖9)。然而，在該實施方式中，由于不是在多個單元上形成一個光源像S，入射復眼透鏡 40B的光有效地到達照明區(qū)域。因此，可提高在照明光學系統(tǒng)IA中的光使用效率。此外，在該實施方式中，在復眼透鏡40A和40B的每個單元都具有除1以外的縱橫比的情況中，當考慮縱橫比設(shè)置耦合透鏡20A、20B和20C的焦距faiH、fCL2H, fCL3H> fCLlv> fCL2v 和fa3V以及復眼透鏡40A和40B的焦距fFEm和fFEW時，可進一步提高照明光學系統(tǒng)IA中的光使用效率。此外，在該實施方式中，在耦合透鏡20A、20B和20C具有除1以外的縱橫比的情況中，當考慮縱橫比設(shè)置耦合透鏡20A、20B和20C的焦距faiH、fCL2H, fCL3H> fCLiv> fCL2v和 fCL3v和數(shù)值孔徑NA1H、NA2h, NA3h, NAiv, NA2v和NA3v時，可進一步提高照明光學系統(tǒng)IA中的光使用效率。此外，在該實施方式中，在光源10AU0B和IOC的傳播方向角度彼此不同的情況中，當考慮傳播方向角度設(shè)置耦合透鏡20A、20B和20C的焦距faiH、fCL2H, fCL3H> fCLiv> fCL2v和 fCL3v和數(shù)值孔徑NA1H、NA2h, NA3h, NAiv, NA2v和NA3v時，可進一步提高照明光學系統(tǒng)IA中的光使用效率。[第二實施方式][結(jié)構(gòu)]圖IOA和IOB示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的投影儀3的示意性結(jié)構(gòu)。注意， 投影儀3對應(yīng)于本發(fā)明中的“投影型顯示裝置”的具體實例。圖IOA示出從上面(從y軸方向)所觀察到的投影儀3的結(jié)構(gòu)實例，并且圖IOB示出了從側(cè)面(從χ軸方向)所觀察到的投影儀3的結(jié)構(gòu)實例。圖IlA和IlB示出了在圖IOA和IOB中的投影儀3的光路的實例。圖IlA從上面(從y軸方向)所觀察到的投影儀3中的光路的實例，并且圖IlB示出了從側(cè)面(從χ軸方向)所觀察到的投影儀3中的光路的實例。投影儀3具有與具有照明光學系統(tǒng)IA的投影儀1的結(jié)構(gòu)不同的結(jié)構(gòu)，因為投影儀3具有照明光學系統(tǒng)3A。因此，在下面的說明中，將主要描述與投影儀1的不同點，并且將適當?shù)氖÷耘c投影儀1的相同點的描述。照明光學系統(tǒng)3A包括代替照明光學系統(tǒng)IA中的耦合透鏡20A、20B和20C以及二向色鏡30A和30B的耦合透鏡20D和二向色鏡30C。二向色鏡30C設(shè)置在光源10AU0B和 IOC的光軸彼此相交的位置上。耦合透鏡20D設(shè)置在二向色鏡30C的光出射側(cè)并且在二向色鏡30C和積分器40之間。二向色鏡30C包括具有波長選擇性的兩個反射鏡。注意，上述反射鏡均通過沉積多層干涉膜構(gòu)成。兩個反射鏡被設(shè)置為彼此垂直，使得反射鏡的表面朝向二向色鏡30C的光出射側(cè)。如圖IlA和IlB中所示，例如，二向色鏡30C使從一個反射鏡中的(在下文中， 方便起見稱為反射鏡A)的背側(cè)入射的光(從光源IOA和IOB側(cè)入射的光)從其通過到達反射鏡A的前側(cè)，并且通過反射鏡A反射從反射鏡A的前側(cè)入射的光(從光源IOC側(cè)入射的光)被反射鏡射出。此外，如圖IlA和IlB中所示，例如，二向色鏡30C使從另一個反射鏡(在下文中，方便起見稱為反射鏡B)的背側(cè)入射的光(從光源IOA和IOC側(cè)入射的光) 從其通過到達反射鏡B的前側(cè)，并且通過反射鏡B反射從反射鏡B的前側(cè)入射的光(從光源IOB側(cè)入射的光)。因此，光路合成裝置30合成從光源10A、IOB和IOC發(fā)出的各個光束以生成單個光束。如圖IlA和IlB中所示，例如，耦合透鏡20D基本將從二向色鏡30C側(cè)入射的光平行化，并且將從二向色鏡30C側(cè)入射的光的傳播方向角度轉(zhuǎn)換成等于或接近于平行光的傳播方向角度。[功能和效果]下面，將描述該實施方式的投影儀3的功能和效果。在該實施方式中，如在第一實施方式中，耦合透鏡20D的焦距fa4以及每個復眼透鏡40A和40B中的焦距fFa均被設(shè)置成使得由復眼透鏡40A的每個單元在復眼透鏡40B上形成的每個光源像S的尺寸均具有不超過復眼透鏡40B中一個單元的尺寸。因此，如在第一實施方式中，可改進照明光學系統(tǒng)3A 的光使用效率。此外，在該實施方式中，在復眼透鏡40A和40B的每個單元均具有除1以外的縱橫比的情況中，當考慮縱橫比設(shè)置耦合透鏡20D的焦距fa4H和fa4v以及復眼透鏡40A和40B 的焦距fV-和fFEW時，可進一步提高照明光學系統(tǒng)3A中的光使用效率。此外，在該實施方式中，在耦合透鏡20D具有除1以外的縱橫比的情況中，當考慮縱橫比設(shè)置耦合透鏡20D的焦距fa4H和fa4v以及數(shù)值孔徑NA4h和NA4v時，可進一步提高照明光學系統(tǒng)3A中的光使用效率。注意，通過第二實施方式中的耦合透鏡20D的焦距fa4代替第一實施方式中的焦距feu、fCL2和fm。同樣，通過第二實施方式中的耦合透鏡20D的第一方向或其對應(yīng)方向的焦距fa4H代替第一實施方式中的焦距falH、fCL2H和 α3Η。通過第二實施方式中的耦合透鏡20D的第二方向或其對應(yīng)方向的焦距fa4v代替第一實施方式中的焦距faiv、fa2v和fa3V。 通過第二實施方式中的入射耦合透鏡20D的光的光束尺寸cpCL4代替第一實施方式中的光束尺寸(pCLi、(pCL2和(pCL3。通過第二實施方式中的耦合透鏡20D的數(shù)值孔徑NA4代替第一實施方式中的數(shù)值孔徑NAp NA2, NA30通過第二實施方式中的耦合透鏡20D的尺寸ha4代替第一實施方式中的尺寸h。u、hCL2和ha3。通過第二實施方式中的入射耦合透鏡20D的光的第一方向(例如，在橫向)或其對應(yīng)方向的光束尺寸(PCL4H代替第一實施方式中的光束尺寸 (PCL1H、(PCL2H和(PCL3H。通過第二實施方式中的入射耦合透鏡20D的光的第二方向(例如， 在縱向)或其對應(yīng)方向的光束尺寸(PCL4V代替第一實施方式中的光束尺寸(PCL1V、(PCL2V和 (PCL3V。通過第二實施方式中的耦合透鏡20D的第一方向或其對應(yīng)方向的數(shù)值孔徑NA4h代替第一實施方式中的數(shù)值孔徑NA1H、NA2h, NA3ho通過第二實施方式中的耦合透鏡20D的第一方向或其對應(yīng)方向的尺寸ha4H代替第一實施方式中的尺寸h。UH、hCL2H和ha3H。通過第二實施方式中的耦合透鏡20D的第二方向或其對應(yīng)方向的尺寸ha4v代替第一實施方式中的尺寸 hCLlv> hCL2V和ha3V。順便提及，在下面的實施方式中同樣進行這些替代。[第三實施方式][結(jié)構(gòu)]圖12A和12B示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的投影儀4的示意性結(jié)構(gòu)。注意， 投影儀4對應(yīng)于本發(fā)明中的“投影型顯示裝置”的具體實例。圖12A示出從上面(從y軸方向)所觀察到的投影儀4的結(jié)構(gòu)實例，并且圖12B示出了從側(cè)面(從χ軸方向)所觀察到的投影儀4的結(jié)構(gòu)實例。圖13A和13B示出了在圖12A和12B中的投影儀4的光路的實例。圖13A示出了從上面(從y軸方向)所觀察到的投影儀4中的光路的實例，并且圖1 示出了從側(cè)面(從χ軸方向)所觀察到的投影儀4中的光路的實例。投影儀4具有與具有照明光學系統(tǒng)3A的投影儀3的結(jié)構(gòu)不同的結(jié)構(gòu)，因為投影儀 4包括照明光學系統(tǒng)4A。因此，在下面的說明中，將主要描述與投影儀3的不同點，并且將適當?shù)氖÷耘c投影儀3的相同點的描述。照明光學系統(tǒng)4A包括代替照明光學系統(tǒng)3A中的光源10AU0B和IOC和二向色鏡 30C的光源10D。光源IOD設(shè)置在耦合透鏡20D的光軸上，并且照明光學系統(tǒng)4A被配置為使光源IOD發(fā)出的光直接入射耦合透鏡20D。光源IOD具有例如固態(tài)發(fā)光裝置11以及支持和覆蓋固態(tài)發(fā)光裝置11的封裝件 12。包括在光源IOD中的固態(tài)發(fā)光裝置11從由一個或多個點狀發(fā)光斑、或一個或多個非點狀發(fā)光斑構(gòu)成的發(fā)光區(qū)域發(fā)出光。包括在光源IOD中的固態(tài)發(fā)光裝置11可由例如發(fā)出在預(yù)定波長范圍內(nèi)的光的單個芯片11A、或者由發(fā)出相同波長范圍或不同波長范圍的光的多個芯片IlA構(gòu)成。在包括在光源IOD中的固態(tài)發(fā)光裝置11是由多個芯片IlA構(gòu)成的情況中，例如，將芯片IlA橫向、或橫向和縱向(即，以格子狀)設(shè)置。芯片IlA是由發(fā)光二極管(LED)、有機EL發(fā)光器件(OLED)或激光二極管(LD)構(gòu)成。在光源IOD包括多個芯片IlA的情況中，包括在光源IOD中的所有芯片IlA可由LED、 OLED或LD中的一種構(gòu)成。此外，在光源IOD包括多個芯片IlA的情況中，一些芯片IlA可由LED構(gòu)成，并且其它芯片IlA可由OLED構(gòu)成。此外，在光源IOD包括多個芯片IlA的情況中，一些芯片1IA可由LED構(gòu)成，并且其它芯片1IA可由LD構(gòu)成。此外，在光源IOD包括多個芯片IlA的情況中，一些芯片IlA可由OLED構(gòu)成，并且其它芯片IlA可由LD構(gòu)成。在光源IOD包括多個芯片IlA的情況中，包括在光源IOD內(nèi)的所有芯片IlA可射出相同波長范圍或不同波長范圍的光。在光源IOD包括多個芯片IlA的情況中，所有芯片 IlA可射出約400nm至500nm的波長的光(藍光)，可射出約500nm至600nm的波長的光 (綠光)，或可射出約600nm至700nm的波長的光(紅光)。此外，在光源IOD包括多個芯片IlA的情況中，包括在光源IOD內(nèi)的多個芯片IlA可通過射出具有約400nm至500nm的
20波長的光(藍光)的芯片、射出約500nm到600nm的波長的光(綠光)的芯片以及射出約 600nm到700nm的波長的光(紅光)的芯片的組合構(gòu)成。[功能和效果]下面，將描述該實施方式的投影儀4的功能和效果。在該實施方式中，如在第二實施方式中，耦合透鏡20D的焦距fa4以及每個復眼透鏡40A和40B的焦距fFa均被設(shè)置成使得由復眼透鏡40A的每個單元在復眼透鏡40B上形成的每個光源像S的尺寸均具有不超過復眼透鏡40B中一個單元的尺寸。因此，如在第二實施方式中，可改進照明光學系統(tǒng)4A的光使用效率。此外，在該實施方式中，在復眼透鏡40A和40B的每個單元均具有除1以外的縱橫比的情況中，當考慮縱橫比設(shè)置耦合透鏡20D的焦距fa4H和fa4v以及復眼透鏡40A和40B 的焦距4_和fFEW時，可進一步提高照明光學系統(tǒng)4A中的光使用效率。此外，在該實施方式中，在耦合透鏡20D具有除1以外的縱橫比的情況中，當考慮縱橫比設(shè)置耦合透鏡20D的焦距fa4H和fa4v以及數(shù)值孔徑NA4h和NA4v時，可進一步提高照明光學系統(tǒng)4A中的光使用效率。[第四實施方式][結(jié)構(gòu)]圖14A和14B示出了根據(jù)本發(fā)明第四實施方式的投影儀5的示意性結(jié)構(gòu)。注意， 投影儀5對應(yīng)于本發(fā)明中的“投影型顯示裝置”的具體實例。圖14A示出從上面(從y軸方向)所觀察到的投影儀5的結(jié)構(gòu)實例，并且圖14B示出了從側(cè)面(從χ軸方向)所觀察到的投影儀5的結(jié)構(gòu)實例。投影儀5具有與具有照明光學系統(tǒng)4A的投影儀4的結(jié)構(gòu)不同結(jié)構(gòu)，因為投影儀5 包括照明光學系統(tǒng)5A。因此，在下面的說明中，將主要描述與投影儀4的不同點，并且將適當?shù)氖÷耘c投影儀4的相同點的描述。在照明光學系統(tǒng)5A中，光源IOD和耦合透鏡20D的光軸傾斜至與積分器40的光軸相交的方向。光源IOD和耦合透鏡20D的光軸優(yōu)選在橫向上傾斜，如圖14A中所示。順便提及，雖然沒有示出，但光源IOD和耦合透鏡20D的光軸可以在縱向上傾斜或者在縱向上不傾斜。照明光學系統(tǒng)5A還包括偏振光分離器80和延遲片陣列90。偏振光分離器80設(shè)置在耦合透鏡20D和積分器40之間，并且延遲片陣列90設(shè)置在積分器40和聚光透鏡50 (或照明區(qū)域60A)之間。在該實施方式中，復眼透鏡40B設(shè)置在相對于復眼透鏡40A的焦點位置更接近復眼透鏡40A的位置，并且延遲片陣列設(shè)置在復眼透鏡40A的焦點上(或基本在義丨、:；^^ ~ t ) ο偏振光分離器80是對入射光的偏振光具有各向異性的光學裝置，并且將從耦合透鏡20D側(cè)入射的光分離，使得S偏振光分量的傳播方向與P偏振光分量的傳播方向不同。 偏振光的分離方向優(yōu)選是橫向，然而，也可以是縱向。如圖15A和15B中所示，例如，偏振光分離器80優(yōu)選是在一個表面上具有凹凸形狀的偏振光衍射裝置。該凹凸形狀通過平行設(shè)置具有刃形或臺階形的多個帶狀形狀的凸部構(gòu)成。順便提及，偏振光分離器80可以是二進制型(binary)偏振光衍射裝置，但沒有示出。偏振光分離器80使包含在從耦合透鏡20D側(cè)入射的光中的S偏振光分量從其通過，使得該光的入射角和出射角彼此相等(或基本相等)。此外，偏振光分離器80使包含在從耦合透鏡20D側(cè)入射的光中的P偏振光分量衍射并且從其通過，使得該光的入射角和出射角彼此不同。注意偏振光分離器80可使包含在從耦合透鏡20D側(cè)入射的光中的P偏振光分量從其通過，使得該光的入射角和出射角彼此相等(或基本相等)，例如，與上述實例相反。在這種情況中，偏振光分離器80可進一步使包含在從耦合透鏡20D側(cè)入射的光中的 S偏振光分量衍射并且從其通過，使得該光的入射角和出射角彼此不同。優(yōu)選地，從偏振光分離器80輸出的S偏振光的傳播方向與從偏振光分離器80輸出的P偏振光的傳播方向相反，并且關(guān)于偏振光分離器80的法線(光軸)的關(guān)系為線對稱。如圖16中所示，例如，延遲片陣列90具有不同相位差的第一區(qū)域90A和第二區(qū)域 90B。第一區(qū)域90A設(shè)置在被偏振光分離器80分離的S和P偏振光分量中的一個入射的位置中，并且第一區(qū)域90A使入射第一區(qū)域90A的光通過并保持偏振光方向。另一方面，第二區(qū)域90B設(shè)置在與被偏振光分離器80分離的S和P偏振光分量中入射第一區(qū)域90A的偏振光分量不同的偏振光分量入射的位置中，并且第二區(qū)域90B將入射第二區(qū)域90B的光轉(zhuǎn)換成等同于入射第一區(qū)域90A的光的偏振光的偏振光。第一區(qū)域90A和第二區(qū)域90B均具有在垂直于偏振光分離器80的分離(衍射)方向的方向上延伸的帶狀形狀，并且在平行于偏振光分離器80的分離(衍射)方向的方向交替設(shè)置。在復眼透鏡40A和40B的每個單元都具有除1以外的縱橫比的情況中，第一區(qū)域90A和第二區(qū)域90B均優(yōu)選在垂直于復眼透鏡40A和40B的長度方向的方向上延伸。彼此相鄰的第一區(qū)域90A和第二區(qū)域90B的總寬度Aamy是例如等于復眼透鏡40B 的一個單元42的寬度。在第一區(qū)域90A和第二區(qū)域90B橫向設(shè)置的情況中，例如，如在圖 16中所示，其總寬度Aamy是例如等于單元42的橫向方向的寬度(hFEm)。在第一區(qū)域90A 和第二區(qū)域90B縱向設(shè)置的情況中，雖然沒有示出，但總寬度Amay是例如等于單元42的縱向方向中的寬度(hFEm)。例如，第一區(qū)域90A的寬度hAWP1和第二區(qū)域90B的寬度hAWP2彼此相等。順便提及，在該實施方式中，例如，如圖17A至17C中所示，來自耦合透鏡20D側(cè)的光在傾斜方向入射該偏振光分離器80。注意，圖17A僅示意性示出了已經(jīng)入射偏振光分離器80的光的S偏振光分量或P偏振光分量的光路，并且圖17B僅示意性示出了包含在已經(jīng)入射偏振光分離器80的光中的與圖17A中所示偏振光分量不同的偏振光分量的光路。圖 17C示意性示出了與偏振光分量無關(guān)共享光路的狀態(tài)。例如，光軸在與延遲片陣列90中的排列方向平行的方向(例如，橫向方向)上傾斜的光入射至偏振光分離器80。因此，例如，在圖17A和17B中所示，包含在已經(jīng)入射偏振光分離器80的光中的一種偏振光分量的光在平行于入射光的光軸的方向射出，并且包含在已經(jīng)入射偏振光分離器80的光中的其它偏振光分量的光在與入射光的光軸相交的方向射出。此時，在平行于入射光的光軸的方向射出的光的光軸和在與入射光的光軸相交的方向射出的光的光軸的等分線優(yōu)選平行(或基本平行于)于偏振光分離器80的法線(ζ軸)。例如，積分器40將在平行于入射光的光軸的方向射出的光分離成多個微小光束以入射延遲片陣列90的第一區(qū)域90A，如圖17A中所示。此外，例如，積分器40將在與入射光的光軸相交的方向射出的光分離成多個微小光束以入射例如延遲片陣列90的第二區(qū)域 90B，如圖17B中所示。雖然沒有示出，但在平行于入射光的光軸的方向射出的光可入射延遲片陣列90的第二區(qū)域90B并且在與入射光的光軸相交的方向射出的光可入射延遲片陣列90的第一區(qū)域90A。在任何一種情況中，主要從延遲片陣列90射出P偏振光和S偏振光中的一種。復眼透鏡40A將在平行于入射光的光軸的方向射出的光分離為多個微小光束，并且然后每個分離的光束均基本聚焦在延遲片陣列90的第一區(qū)域90A中以在該位置形成二次光源平面(光源像(參見圖18)。同樣，復眼透鏡40A將在與入射光的光軸相交的方向射出的光分離成多個微小光束，并且然后每個分離的光束均基本聚焦在延遲片陣列90的第二區(qū)域90B中以在該位置形成二次光源平面(光源像&)(參見圖18)。注意，光源像\ 和光源像&所構(gòu)成的光源像相當于上述實施方式中的光源像S。在實施方式中，耦合透鏡20D的焦距fa4和復眼透鏡40A和40B中的每個的焦距 fFEL均被設(shè)置為使得復眼透鏡40A中的每個單元41在延遲片陣列90上形成的每個光源像 S1和每個光源像&的尺寸均分別具有不超過第一區(qū)域90A中的一個單元和第二區(qū)域90B中的一個單元的尺寸。本文中，在第一區(qū)域90A和第二區(qū)域90B均在第二方向延伸的情況中，通過下面的表達式和04)表示上面的條件。此外，在圖18中示意性示出上面的條件。hH1 = P4hX (fFEL/fCL4H) ( hAWP1. · · (23)hH1 = P4hX (fFEL/fcL4H) ( hAWP2. · · (24)其中，hH1是光源像\的第一方向或其對應(yīng)方向的尺寸，hH2是光源像&的第二方向或其對應(yīng)方向的尺寸，P4h是包括在光源IOD中的固態(tài)發(fā)光裝置11的發(fā)光區(qū)域的第一方向或其對應(yīng)方向的尺寸，fCL4H是耦合透鏡20D的第一方向或其對應(yīng)方向的焦距，hAWP1是第一區(qū)域90A的排列方向的尺寸，以及hAffP2是第二區(qū)域90B的排列方向的尺寸。順便提及，在固態(tài)發(fā)光裝置11由單個芯片IlA構(gòu)成的情況中，P4h等于芯片IlA的發(fā)光斑IlB在第一方向或其對應(yīng)方向的尺寸。在固態(tài)發(fā)光裝置11由多個芯片IlA構(gòu)成的情況中，P4h等于以最小內(nèi)部面積包括所有芯片IlA的發(fā)光斑IlB的包圍圈在第一方向或其對應(yīng)方向的尺寸。此外，在耦合透鏡20D是由多個透鏡構(gòu)成的情況中，fa4H是透鏡在第一方向或其對應(yīng)方向的組合焦距。作為實際上等價于上述表達式03)和04)的表達式，引用下面的表達式05)和 06)。表達式05)到06)特別在固態(tài)發(fā)光裝置11的發(fā)光區(qū)域的尺寸基本等于固態(tài)發(fā)光裝置11的尺寸的情況中是有益的。hH1 = W4hX (fFEL/fCL4H) ( hAWPi· · · (25)hH2 = W4hX (fFEL/fCL4H) ( hAWP2. · · (26)其中，W4H是包括在光源IOD內(nèi)的固態(tài)發(fā)光裝置11在第一方向或其對應(yīng)方向的尺寸。注意，在固態(tài)發(fā)光裝置11由單個芯片IlA構(gòu)成的情況中，W4h等于芯片IlA的尺寸。 在固態(tài)發(fā)光裝置11由被視為單個芯片的多個芯片IlA構(gòu)成的情況中，W4h等于該單個芯片的尺寸。
[功能和效果]接著，將描述該實施方式的投影儀5的功能和效果。在該實施方式中，耦合透鏡 20D的焦距fa4以及每個復眼透鏡40A和40B的焦距fFa均被設(shè)置成使得由復眼透鏡40A 的每個單元41在延遲片陣列90上形成的每個光源像S1和每個光源像&的尺寸均分別具有不超過第一區(qū)域90A的一個單元和第二區(qū)域90B的一個單元的尺寸。因此，可提高在照明光學系統(tǒng)5A中的光使用效率。此外，在實施方式中，在復眼透鏡40A和40B的每個單元均具有除1以外的縱橫比的情況中，當考慮縱橫比設(shè)置耦合透鏡20D的焦距fa4H和fa4v以及復眼透鏡40A和40B的焦距4_和fFEW時，可進一步提高照明光學系統(tǒng)5A中的光使用效率。此外，在實施方式中， 在耦合透鏡20D具有除1以外的縱橫比的情況中，當考慮縱橫比設(shè)置耦合透鏡20D的焦距 fCL4H和fa4v以及數(shù)值孔徑NA4h和NA4v時，可進一步提高照明光學系統(tǒng)5A中的光使用效率。此外，在實施方式中，從光源IOD側(cè)觀察，偏振光分離器80設(shè)置在積分器40前，延遲片陣列90設(shè)置在積分器40的后面，并且使來自耦合透鏡20D的光在斜方向入射偏振光分離器80。因此，當偏振光板用在空間調(diào)制裝置60的光入射側(cè)等上時，使光源IOD發(fā)出的光轉(zhuǎn)換成主要包括平行于偏振光板的傳輸軸的偏振光分量的偏振光。結(jié)果，可減小設(shè)置在空間調(diào)制裝置60的光入射側(cè)等上的偏振光板中產(chǎn)生的光損失，并且因此可大幅提高在整個投影儀5中的光使用效率。[5.實例]接下來，將根據(jù)每個實施方式描述分別用在投影儀1、3、4和5中使用的照明光學系統(tǒng)1A、3A、4A和5A的實例。圖19示出了第一至第三實施方式的實例的設(shè)計值，并且圖20 示出了第四實施方式的實例的設(shè)計值。圖中的實例1至3對應(yīng)于照明光學系統(tǒng)1A、3A和 4A共享的設(shè)計值并且圖中的實例4對應(yīng)于照明光學系統(tǒng)5A的設(shè)計值。在圖19中的最下方描述的“條件表達式”是通過將設(shè)計值帶入下面的表達式(XT)到09)和(31)到(33)得到的。表達式(27)至(29)和(31)至(33)是通過組合表達式(17)至(22)和分別由W1H、 W2H> ff3H> wiv、W2v和W3v替換上述表達式(7)到(12)中的P1H、P2H、P3H、P1V、P2v和P3v所得到的表達式而得到的。圖20中的“條件表達式”是通過相似的方法將設(shè)計值代入下面的表達式 (30)和(34)中得到的。注意在圖19和20中，為了方便起見，將faiH、fCL2H> fCL3H和fa4H統(tǒng)稱為faH，并且為了方便起見，將f。uv、fa2v、fa3v和fa4v統(tǒng)稱為、ν。此外，在圖19和20中， 為了方便起見，將數(shù)值孔徑NA1H、NA2h, NA3h和NA4h統(tǒng)稱為ΝΑΗ，并且為了方便起見，將數(shù)值孔徑 NAiv、NA2v、NA3v 和 NA4v 統(tǒng)稱為 NAv。(w1H/hFEL2H) X fFELH ( fCL1H ( hCL1H/ (2 X NAih) · · · (27)(w2H/hFEL2H) X fFELH ( fCL2H ( hCL2H/ (2 X NA2h) · · · (28)(w3H/hFEL2H) X fFELH 彡 fCL3H 彡 hCL3H/ (2 X NA3h) · · · (29)(w4H/hFEL2H) X fFELH ( fCL4H ( hCL4H/ (2 X NA4h) · · · (30)(wiy/hFEL2V) XfFELV 彡 fCLlv 彡 hCLlv/(2XNAlv).. · (31)(w2V/hFEL2V) X fFELV 彡 fCL2V 彡 hCL2V/ (2 X NA2v) · · · (32)
(w3V/hFEL2V) X fFELV ( fCL3V ( hCL3V/ (2 X NA3v) · · · (33)(w4y/hFEL2V) X fFELV 彡 fCL4v 彡 hCL4v/ (2 X NA4v) · · · (34)應(yīng)理解，從圖19和20中，任何設(shè)計值均可用于分別設(shè)置滿足表達式07)到(34)
24白勺焦足巨 f CLlH ^ fcL2H、fcL3H、fcL4H、fcLlV、f CL2V、fcL3V 禾口 f CL4V。[6.變形例]如上所述，雖然已參照多個實施方式描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不限于上述實施方式，并且可進行各種變形。(變形例1)例如，在實施方式中，如圖3A和;3B至圖6A和6B中所示，描述了芯片IlA是頂發(fā)光型元件的情況，然而，芯片IlA可以是端面發(fā)光型元件。在這種情況中，如圖21A和21B 至圖^A和26B中所示，例如，光源10A、10BU0C和IOD均都具有罐型結(jié)構(gòu)，其中，由一個或多個端面發(fā)光型芯片IlA構(gòu)成的固態(tài)發(fā)光裝置11包含在管座13和端帽14封閉的內(nèi)部空間中。管座13和端帽14 一起構(gòu)成光源10A、10B、IOC或IOD的封裝件，并且管座13例如包括支持子托架15的支持基板13A、設(shè)置在支持基板13A的后表面上的外框基板13B以及多個連接端子13C。子托架15由具有導電性和散熱性的材料制成。支持基板13A和外框基板1 均通過在具有導電性和散熱性的材料上形成一個或多個絕緣通孔和一個或多個導電通孔來構(gòu)成。支持基板13A和外框基板1 均具有例如圓盤形狀，并且被層疊使得兩個基板的中心軸(未示出)彼此重合。外框基板1 具有大于支持基板13A的直徑。外框基板13B的外邊緣是從以外框基板1 的中心軸為法線的平面中的中心軸朝向放射狀方向突出的環(huán)形凸緣。該凸緣具有限定在制造過程中在支持基板13A中安裝端帽14的基準位置的功能。多個連接端子13C至少穿過支持基板13A。連接端子13C的除了一個或多個端子外的其它端子(在下文中，為方便起見稱為“端子α ”)分別電連接至各個芯片IlA的電極 (未示出)。例如，端子α向外框基板13Β側(cè)較長地突出，并且向支持基板13Α側(cè)較短地突出。此外，連接端子13C的除了上述端子α外的其它端子(在下文中為了方便稱為“端子 β”)電連接至所有芯片IlA的其它電極(未示出)。例如，端子β向外框基板1 側(cè)較長地突出，并且端子β的位于支持基板13Α側(cè)的端部邊緣被嵌入在支持基板13Α中。在每個連接端子13C中，向外框基板1 側(cè)較長地突出的部分相當于例如嵌入在基板等內(nèi)的部分。另一方面，在每個連接端子13C中，向支持基板13A側(cè)較短地突出的部分相當于通過電線16 —對一電連接至芯片IlA的部分。在每個連接端子13C中，嵌入在支持基板13A的部分例如相當于通過支持基板13A和子托架15電連接至所有芯片IlA的部分。端子α由被設(shè)置在支持基板13Α和外部框架基板1 中的絕緣通孔支持，并且通孔使端子α與支持基板13Α和外部框架基板1 絕緣和分開。此外，通過上述絕緣件使端子α彼此絕緣分離。 另一方面，端子β由被設(shè)置在支持基板13Α和外框基板13Β中的絕緣通孔支持，并且電連接至通孔。端帽密封固態(tài)發(fā)光裝置11。該端帽14具有例如在其頂部或底部設(shè)置有開口的筒部14Α。筒部14Α的底部例如與支持基板13Α側(cè)面接觸，并且固態(tài)發(fā)光裝置11設(shè)置在筒部 14Α的內(nèi)部空間中。端帽14具有被設(shè)置為用于覆蓋筒部14Α的頂部上的開口的透光窗14Β。 透光窗14Β設(shè)置在面向固態(tài)發(fā)光裝置11的光射出面的位置，并且具有傳輸從固態(tài)發(fā)光裝置 11發(fā)出的光的功能。在變形例中，固態(tài)發(fā)光裝置11從由一個或多個點狀發(fā)光斑、或一個或多個非點狀發(fā)光斑構(gòu)成的發(fā)光區(qū)域發(fā)出光。例如，固態(tài)發(fā)光裝置11可由例如發(fā)出預(yù)定波長范圍的光的單個芯片11A、或者由發(fā)出相同波長范圍的光的多個芯片11A、或發(fā)出不同波長范圍的光的多個芯片IlA構(gòu)成。在固態(tài)發(fā)光裝置11是由多個芯片IlA構(gòu)成的情況中，例如，芯片IlA 橫向設(shè)置，如在圖21A和21B中和22k和22B中所示，或者例如縱向設(shè)置，即，如在圖24A和 24B和25A和25B中所示。包括在固態(tài)發(fā)光裝置11中的芯片IlA的數(shù)目在光源10A、10B、 IOC和IOD中可以不同或相同。在固態(tài)發(fā)光裝置11是由單個芯片IlA構(gòu)成的情況中，例如，固態(tài)發(fā)光裝置11的尺寸(WVXWh)等于單個芯片IlA的尺寸(WviXffm),如圖2 和沈8中所示。另一方面，在固態(tài)發(fā)光裝置11是由多個芯片IlA構(gòu)成的情況中，例如，當將所有芯片IlA視為一組時，固態(tài)發(fā)光裝置11的尺寸等于該組的尺寸，如圖21B、22B、24B和25B中所示。在多個芯片IlA橫向設(shè)置的情況中，固態(tài)發(fā)光裝置11的尺寸(WVXWh)在圖21B中的實例中大于WvlX;3Wm，并且在圖22B中的實例中大于WvlX2Wm。此外，在多個芯片IlA縱向設(shè)置的情況中，固態(tài)發(fā)光裝置11的尺寸(WVXWh)在圖24B中的實例中大于3WvlXWm，并且在圖25B中的實例中大于 2ffvlXffmo芯片IlA是由例如激光二極管(LD)構(gòu)成。包括在光源10A、10BU0C和IOD中的所有芯片IlA可由LD構(gòu)成。此外，包括在光源10A、10BU0C和IOD中的一個或多個中的芯片IlA可由LD構(gòu)成，并且包括在其它光源中的芯片IlA可由LED或OLED構(gòu)成。例如，如圖21A和21B至圖到^C中所示，每個芯片IlA均包括小于芯片IlA 的尺寸(WvXWh)的尺寸(PviXI3hi)的發(fā)光斑11B。當將電流注入芯片IlA以驅(qū)動芯片IlA 時，發(fā)光斑IlB相當于從芯片IlA發(fā)出光的區(qū)域(發(fā)光區(qū)域)。在芯片IlA是由LD構(gòu)成的情況中，發(fā)光斑IlB是小于LED或OLED的發(fā)光斑的點狀形狀。在固態(tài)發(fā)光裝置11是由單個芯片IlA構(gòu)成的情況中，例如，發(fā)光斑IlB的數(shù)目是 1，如圖2 和26B中所示。另一方面，在固態(tài)發(fā)光裝置11是由多個芯片IlA構(gòu)成的情況中， 例如，發(fā)光斑IlB的數(shù)目等于芯片IlA的數(shù)目，如圖21B、22B、24B和25B中所示。在這種情況中，在固態(tài)發(fā)光裝置11是由單個芯片IlA構(gòu)成的情況中，固態(tài)發(fā)光裝置11的發(fā)光區(qū)域的尺寸(PvXPh)等于發(fā)光斑IlB的尺寸(PviXPhi)。另一方面，在固態(tài)發(fā)光裝置11是由多個芯片IlA構(gòu)成的情況中，固態(tài)發(fā)光裝置11的發(fā)光區(qū)域的尺寸(PvXPh)等于以最小內(nèi)部面積包括所有芯片IlA的發(fā)光斑IlB的包圍圈的尺寸。在多個芯片IlA橫向設(shè)置的情況中，在圖21B的實例中，發(fā)光區(qū)域的尺寸(PvXPh)大于Pv1X3Ph1且小于WvXWh。同樣，在圖22B的實例中，發(fā)光區(qū)域的尺寸(PvXI3h)大于Pv1X2Ph1且小于WvXWh。此外，在多個芯片IlA縱向設(shè)置的情況中，在圖MB的實例中，發(fā)光區(qū)域的尺寸(PvXPh)大于3Pv1XPh1且小于WvXWh。 同樣，在圖25B的實例中，發(fā)光區(qū)域的尺寸(PvXI3h)大于2PvlXIV且小于WVXWH。(變形例2)此外，在上述實施方式和變形例中，雖然照明光學系統(tǒng)1A、3A、4A和5A均被配置為包括使平行光入射復眼透鏡40A的無限光學系統(tǒng)，但照明光學系統(tǒng)1A、3A、4A和5A均可被配置為包括使會聚光(或發(fā)散光)入射復眼透鏡40A的有限光學系統(tǒng)。在這種情況中，在上述實施方式和變形例中，代替耦合透鏡20A至20D，可設(shè)置具有會聚或發(fā)散從光源IOA至 IOD發(fā)出的光的功能的傳播方向角度換轉(zhuǎn)裝置。順便提及，在該情況中，優(yōu)選地，將由上述傳播方向角度換轉(zhuǎn)裝置和復眼透鏡40A和40B構(gòu)成的光學系統(tǒng)的光學放大倍率設(shè)置成由復眼透鏡40A的每個單元41在復眼透鏡40B上形成的每個光源像S的尺寸均具有不超過復眼透鏡40B中一個單元42的尺寸。具體地，優(yōu)選地，由上述傳播方向角度換轉(zhuǎn)裝置和復眼透鏡40A和40B構(gòu)成的光學系統(tǒng)的光學放大倍率滿足下面的關(guān)系表達式。h = PXm ^ hFEL2其中，m是由上述傳播方向角度換轉(zhuǎn)裝置和復眼透鏡40A和40B構(gòu)成的光學系統(tǒng)的光學放大倍率。此外，在變形例中，在復眼透鏡40A和40B的每個單元41和42均具有除1以外的縱橫比的情況中，照明光學系統(tǒng)1A、3A、4A和5A均優(yōu)選為變像光學系統(tǒng)。(變形例3)此外，在上述實施方式及其變形例中描述了將本技術(shù)應(yīng)用于投影型顯示裝置的情況，然而，本技術(shù)當然也可應(yīng)用于其它顯示裝置。例如，如圖27所示，本技術(shù)可應(yīng)用于后投影顯示裝置(rear-projection display device)6 該后投影顯示裝置6包括分別包括照明光學系統(tǒng)1A、3A、4A或5A的投影儀1、3、4或5以及顯示從投影儀1、3、4或5 (投影光學系統(tǒng)70)投影出的成像光的透射型屏幕7，如圖27中所示。以這種方式，將照明光學系統(tǒng) 1A、3A、4A或5A用作后投影顯示裝置6的照明光學系統(tǒng)，使得可提高光使用效率。本發(fā)明包含于2010年10月12日向日本專利局提交的日本在先專利申請JP 2010-229372中所公開的主題，其全部內(nèi)容結(jié)合與此作為參考。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，根據(jù)設(shè)計需求和其它因素，可以進行各種修改、組合、子組合和變形，均應(yīng)包含在所附權(quán)利要求或其等同物的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種照明裝置，包括一個或多個光源，均包括具有由一個或多個發(fā)光斑構(gòu)成的發(fā)光區(qū)域的固態(tài)發(fā)光裝置； 一個或多個傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置，均用于轉(zhuǎn)換從所述固態(tài)發(fā)光裝置入射的光的傳播方向角度；和積分器，包括具有接收來自所述傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的光的多個單元的第一復眼透鏡和具有接收來自所述第一復眼透鏡的光的多個單元的第二復眼透鏡，所述積分器將來自所述傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的光所照明的預(yù)定照明范圍中的照度分布均勻化，其中，由所述傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置和所述第一和第二復眼透鏡構(gòu)成的光學系統(tǒng)具有使通過所述第一復眼透鏡中的各個單元形成在所述第二復眼透鏡上的每個光源像的尺寸都不超過所述第二復眼透鏡中的一個單元的尺寸的光學放大倍率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其中，所述固態(tài)發(fā)光裝置由發(fā)出預(yù)定波長范圍內(nèi)的光的單個芯片構(gòu)成或由多個發(fā)出相同波長范圍內(nèi)或不同波長范圍內(nèi)的光的多個芯片構(gòu)成，并且， 所述光學系統(tǒng)的光學放大倍率滿足以下關(guān)系式 h = PXm ( hFEL2 其中，h是所述光源像的尺寸，P是所述發(fā)光區(qū)域的尺寸，當所述固態(tài)發(fā)光裝置由一個芯片構(gòu)成時，所述發(fā)光區(qū)域的尺寸等于芯片的發(fā)光斑的尺寸，當所述固態(tài)發(fā)光裝置由多個芯片構(gòu)成時，所述發(fā)光區(qū)域的尺寸等于以最小內(nèi)部面積包圍所有芯片的發(fā)光斑的包圍圈的尺寸， m是所述光學系統(tǒng)的光學放大倍率，以及 hFEL2是所述第二復眼透鏡中的一個單元的尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的照明裝置，其中，所述傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置將從所述固態(tài)發(fā)光裝置入射的光的傳播方向角度轉(zhuǎn)換成等于或接近平行光的傳播方向角度，所述傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的焦距和所述第一和第二復眼透鏡各自的焦距滿足以下關(guān)系式h = PX (fFEL/fCL) ( hFEL2ο
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的照明裝置，其中，所述第一和第二復眼透鏡中的每個單元都具有除1以外的縱橫比，并且所述傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的焦距和所述第一和第二復眼透鏡各自的焦距滿足以下關(guān)系式hx — Px X (fpELx/fcLx) ^ hFEL2xhy — PyX (fpELy/fcLy) ^ hFEL2y其中，hx是所述光源像在第一方向上的尺寸， hy是所述光源像在垂直于所述第一方向的第二方向上的尺寸， Px是所述發(fā)光區(qū)域在所述第一方向或其對應(yīng)方向上的尺寸，當所述固態(tài)發(fā)光裝置由一個芯片構(gòu)成時，該尺寸等于芯片的發(fā)光斑在所述第一方向或其對應(yīng)方向上的尺寸，而當所述固態(tài)發(fā)光裝置由多個芯片構(gòu)成時，該尺寸等于以最小內(nèi)部面積包圍所有芯片的發(fā)光斑的包圍圈在所述第一方向或其對應(yīng)方向上的尺寸，Py是所述發(fā)光區(qū)域在所述第二方向或其對應(yīng)方向上的尺寸，當所述固態(tài)發(fā)光裝置由一個芯片構(gòu)成時，該尺寸等于芯片的發(fā)光斑在所述第二方向或其對應(yīng)方向上的尺寸，而當所述固態(tài)發(fā)光裝置由多個芯片構(gòu)成時，該尺寸等于以最小內(nèi)部面積包圍所有芯片的發(fā)光斑的包圍圈在所述第二方向或其對應(yīng)方向上的尺寸，fFELX是所述第一和第二復眼透鏡在所述第一方向上的焦距， fFELy是所述第一和第二復眼透鏡在所述第二方向上的焦距，是所述傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置在所述第一方向或其對應(yīng)方向上的焦距， f^y是所述傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置在所述第二方向或其對應(yīng)方向上的焦距， hFEL2x是所述第二復眼透鏡中的一個單元在所述第一方向上的尺寸，以及 hFEL2y是所述第二復眼透鏡中一個單元在所述第二方向上的尺寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的照明裝置，其中，所述傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置具有使入射至其的光的光束尺寸不超過所述傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的尺寸的焦距和數(shù)值孔徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的照明裝置，其中，所述傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的焦距fa和數(shù)值孔徑NA滿足以下關(guān)系式
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的照明裝置，其中，所述傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置具有除1以外的縱橫比，并且所述傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的焦距和數(shù)值孔徑滿足以下關(guān)系式
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的照明裝置，還包括光路合成裝置，其中， 所述照明裝置包括多個光源和多個傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置，每個所述光源都以內(nèi)置有所述固態(tài)發(fā)光裝置的封裝件的形式形成，每個所述傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置對應(yīng)于每個封裝件設(shè)置，以及所述光路合成裝置將穿過各個所述傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的光束合成至單個光路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的照明裝置，還包括光路合成裝置，其中， 所述照明裝置包括多個光源和一個傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置，每個所述光源都以內(nèi)置有所述固態(tài)發(fā)光裝置的封裝件的形式形成，所述光路合成裝置將來自各個所述固態(tài)發(fā)光裝置的光束合成至單個光路，以及所述傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置將從所述光路合成裝置發(fā)出的光的傳播方向角度轉(zhuǎn)換成等于或接近平行光的傳播方向角度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的照明裝置，其中， 所述照明裝置包括一個光源和一個傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置， 所述光源以內(nèi)置有所述固態(tài)發(fā)光裝置的封裝件的形式形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的照明裝置，其中，所述芯片是發(fā)光二極管、有機 EL發(fā)光器件或激光二極管。
12.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的照明裝置，其中，所述傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的縱橫放大率的比等于所述第二復眼透鏡中每個單元的縱橫比的倒數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的照明裝置，其中，所述第一復眼透鏡大致設(shè)置在所述第二復眼透鏡的焦點位置上，以及所述第二復眼透鏡大致設(shè)置在所述第一復眼透鏡的焦點位置上。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的照明裝置，還包括偏振光分離器，設(shè)置在所述傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置和所述積分器之間；和相差板陣列，設(shè)置在所述積分器和所述照明范圍之間，其中，所述偏振光分離器將來自所述傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的光分離成在彼此不同的方向上傳播的S偏振光分量和P偏振光分量，所述相差板陣列包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，每個第一區(qū)域給出與每個第二區(qū)域不同的相位差，每個第一區(qū)域設(shè)置在由所述偏振光分離器分離的S偏振光分量和P偏振光分量中的任一偏振光分量的入射位置上，并且使入射至所述第一區(qū)域的光以保持偏振光方向的狀態(tài)通過，每個第二區(qū)域設(shè)置在S偏振光分量和P偏振光分量中的另一偏振光分量的入射位置上，并且將入射至所述第二區(qū)域的光轉(zhuǎn)換成具有與入射至所述第一區(qū)域的光相同的偏振光方向的偏振光。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的照明裝置，其中，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域在沿著垂直于所述偏振光分離器的分離方向的方向上延伸，并且交替設(shè)置在所述偏振光分離器的分離方向上，每個第一區(qū)域都呈帶狀，并且每個第二區(qū)域也都呈帶狀。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的照明裝置，其中，所述第一和第二復眼透鏡的每個單元都具有除1以外的縱橫比， 所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域在垂直于所述第一和第二復眼透鏡的長度方向的方向上延伸，每個第一區(qū)域都呈帶狀，并且每個第二區(qū)域也都呈帶狀。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的照明裝置，其中，所述相差板陣列大致設(shè)置在所述第一復眼透鏡的焦點位置上， 所述第二復眼透鏡設(shè)置在相對于所述第一復眼透鏡的焦點位置更靠近所述第一復眼透鏡的位置上。
18.一種投影型顯示裝置，包括 照明光學系統(tǒng)；空間調(diào)制裝置，根據(jù)輸入的圖像信號來調(diào)制來自所述照明光學系統(tǒng)的光以產(chǎn)生圖像光；和投影光學系統(tǒng)，投影由所述空間調(diào)制裝置產(chǎn)生的圖像光，其中，所述照明光學系統(tǒng)包括一個或多個光源，均包括具有由一個或多個發(fā)光斑構(gòu)成的發(fā)光區(qū)域的固態(tài)發(fā)光裝置； 一個或多個傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置，均用于轉(zhuǎn)換從所述固態(tài)發(fā)光裝置入射的光的傳播方向角度；和積分器，包括具有接收來自所述傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的光的多個單元的第一復眼透鏡和具有接收來自所述第一復眼透鏡的光的多個單元的第二復眼透鏡，所述積分器將來自所述傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的光所照明的預(yù)定照明范圍中的照度分布均勻化，其中，由所述傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置和所述第一和第二復眼透鏡構(gòu)成的光學系統(tǒng)具有使通過所述第一復眼透鏡中的各個單元形成在所述第二復眼透鏡上的每個光源像的尺寸都不超過所述第二復眼透鏡中的一個單元的尺寸的光學放大倍率。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的投影型顯示裝置，其中，所述投影型顯示裝置為后投影顯示裝置。
20.一種直視型顯示裝置，包括 照明光學系統(tǒng)；空間調(diào)制裝置，根據(jù)輸入的圖像信號來調(diào)制來自所述照明光學系統(tǒng)的光以產(chǎn)生圖像光；和投影光學系統(tǒng)，投影由所述空間調(diào)制裝置產(chǎn)生的圖像光，其中，所述照明光學系統(tǒng)包括一個或多個光源，均包括具有由一個或多個發(fā)光斑構(gòu)成的發(fā)光區(qū)域的固態(tài)發(fā)光裝置； 一個或多個傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置，均用于轉(zhuǎn)換從所述固態(tài)發(fā)光裝置入射的光的傳播方向角度；和積分器，包括具有接收來自所述傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的光的多個單元的第一復眼透鏡和具有接收來自所述第一復眼透鏡的光的多個單元的第二復眼透鏡，所述積分器將來自所述傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的光所照明的預(yù)定照明范圍中的照度分布均勻化，其中，由所述傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置和所述第一和第二復眼透鏡構(gòu)成的光學系統(tǒng)具有使通過所述第一復眼透鏡中的各個單元形成在所述第二復眼透鏡上的每個光源像的尺寸都不超過所述第二復眼透鏡中的一個單元的尺寸的光學放大倍率。
全文摘要
本發(fā)明公開了照明裝置、投影型顯示裝置和直視型顯示裝置。該照明裝置包括一個或多個光源，均包括具有由一個或多個發(fā)光斑構(gòu)成的發(fā)光區(qū)域的固態(tài)發(fā)光裝置，一個或多個傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置，均用于轉(zhuǎn)換從固態(tài)發(fā)光裝置入射的光的傳播方向角度，以及積分器，包括具有接收來自傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置的光的單元的第一復眼透鏡和具有接收來自第一復眼透鏡的光的單元的第二復眼透鏡，該積分器將預(yù)定照明范圍中的照度分布均勻化。由傳播方向角度轉(zhuǎn)換裝置和第一和第二復眼透鏡構(gòu)成的光學系統(tǒng)具有使通過該第一復眼透鏡中的各個單元形成在該第二復眼透鏡上的每個光源像的尺寸都不超過該第二復眼透鏡中的一個單元的尺寸的光學放大倍率。
文檔編號G02B3/10GK102445831SQ20111030088
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者三浦幸治, 大巖達矢, 高橋一幸 申請人:索尼公司