專利名稱：照明裝置及投影機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于照明液晶光閥及其他光調(diào)制裝置的照明裝置以及安裝有此照明裝置的投影機(jī)。
背景技術(shù)：
作為組裝于投影機(jī)中的現(xiàn)有的照明裝置，存在將從由LED等組成的光源單元向前方射出的光源光，利用透鏡等聚光并使其入射到棒狀積分器的一端，利用從另一端側(cè)射出的照明光對(duì)液晶光閥進(jìn)行均勻照明的裝置(參照專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)1日本專利特開2005-140837號(hào)公報(bào)然而，有時(shí)在上述的投影機(jī)中，可以比較高效率地利用從光源單元向前方射出的光源光，但不能將從光源單元向側(cè)方射出的光束高效率地導(dǎo)入棒狀積分器，光源光一部分白白浪費(fèi)。
發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明的目的是提供一種可以毫不浪費(fèi)地利用光源光，可以照射均勻性高的照明光的小型照明裝置，以及使用此照明裝置的投影機(jī)。
為了解決上述課題，本發(fā)明的照明裝置具有(a)射出光源光的光源；(b)在光源的側(cè)方的周圍配置在該光源的附近，并具有在向著從光源向正面方向延伸的光軸或該光軸附近的狀態(tài)下相對(duì)該光軸傾斜預(yù)定角度的受光面的光回收構(gòu)件；(c)使來(lái)自光源的光源光和經(jīng)過光回收構(gòu)件的光源光均勻化的棒狀積分器。
在上述照明裝置中，因?yàn)楣饣厥諛?gòu)件在光源的側(cè)方的周圍配置在該光源的附近，并具有在向著光軸或該光軸附近的狀態(tài)下相對(duì)該光軸傾斜預(yù)定角度的受光面，可以經(jīng)受光面回收向光源的側(cè)方射出的光源光，通過將這種回收光導(dǎo)入棒狀積分器，可以在提高光源光的利用效率的同時(shí)，得到均勻性高的照明光。另外，棒狀積分器配置在通常光源及光回收構(gòu)件的射出側(cè)。
另外，就本發(fā)明的具體方式或觀點(diǎn)而言，在上述照明裝置中，光回收構(gòu)件的受光面是反射從光源射出的光源光的反射鏡。在此場(chǎng)合，可以使向光源的側(cè)方射出的光源光射出到光源的正面?zhèn)榷鴮?dǎo)入到棒狀積分器內(nèi)。
在本發(fā)明的另外的方式中，光回收構(gòu)件的反射鏡相對(duì)光軸傾斜約45°。在此場(chǎng)合，因?yàn)榭梢允瓜蚬庠吹膫?cè)方射出的光源光向光源的正面方向射出，可以增多向正面方向射出的照明光的比例，并且來(lái)自光回收構(gòu)件的反射光可以通過棒狀積分器而損失很少。
在本發(fā)明的另外再一個(gè)方式中，光源和光回收構(gòu)件一體化而構(gòu)成光源組件。在此場(chǎng)合，可以使光源組件具有回收向光源的側(cè)方射出的光源光并導(dǎo)入正面的棒狀積分器的功能，可使照明裝置的組裝變得簡(jiǎn)單。
在本發(fā)明的另外再一個(gè)方式中，光回收構(gòu)件配置在包含光源的光源組件的周圍。在此場(chǎng)合，可以使用通用的光源組件組裝照明裝置。
在本發(fā)明的另外再一個(gè)方式中，光回收構(gòu)件固定在支持光源組件的臺(tái)座上。在此場(chǎng)合，可以在將光源組件和光回收構(gòu)件固定在同一臺(tái)座上的狀態(tài)下組裝照明裝置。
在本發(fā)明的另外再一個(gè)方式中，臺(tái)座和光回收構(gòu)件一體化而構(gòu)成臺(tái)座構(gòu)件。在此場(chǎng)合，可以預(yù)先使光回收構(gòu)件相對(duì)臺(tái)座對(duì)準(zhǔn)，可以簡(jiǎn)易地提高光回收構(gòu)件的安裝精度。
在本發(fā)明的另外再一個(gè)方式中，光回收構(gòu)件在受光面上或在該受光面的附近具有對(duì)光源光具有感應(yīng)性的熒光體。在此場(chǎng)合，可以使向光源的側(cè)方射出的光源光變換為熒光而至少使其一部分射出到正面?zhèn)?，?dǎo)入到棒狀積分器內(nèi)。
在本發(fā)明的另外再一個(gè)方式中，設(shè)置在光回收構(gòu)件上的熒光體具有對(duì)于藍(lán)色光的入射而發(fā)出黃色光、綠色光及紅色光之中的至少一色的發(fā)光特性。在此場(chǎng)合，從發(fā)生藍(lán)色光的光源可以得到黃色光、綠色光、紅色光等，可以使白色光等作為照明光從照明裝置射出。
在本發(fā)明的另外再一個(gè)方式中，光回收構(gòu)件，在使從該光回收構(gòu)件通過反射射出的光束經(jīng)棒入射口入射到棒狀積分器的同時(shí)，使其不在棒狀積分器的內(nèi)部反射，直接從棒狀積分器的棒射出口射出。在此場(chǎng)合，可以使從棒入射口向正面方向射出的光束增多，可以使液晶光閥等的照明成為合適照明。
在本發(fā)明的另外再一個(gè)方式中，使來(lái)自光回收構(gòu)件的光束射出的開口比棒狀積分器的棒入射口小。在此場(chǎng)合，可以使來(lái)自光回收構(gòu)件的光束毫不浪費(fèi)地進(jìn)入棒狀積分器。
在本發(fā)明的另外再一個(gè)方式中，光回收構(gòu)件的開口配置在比棒狀積分器的棒入射口更靠?jī)?nèi)側(cè)處。在此場(chǎng)合，可以將來(lái)自光回收構(gòu)件的光束直接導(dǎo)入棒狀積分器內(nèi)。
在本發(fā)明的另外再一個(gè)方式中，還具有將光回收構(gòu)件的開口相對(duì)棒狀積分器的棒入射口固定的配合部。在此場(chǎng)合，可以簡(jiǎn)易地使棒狀積分器和光回收構(gòu)件對(duì)準(zhǔn)固定。
在本發(fā)明的另外再一個(gè)方式中，還具有配置在棒狀積分器的后級(jí)的偏振光分離元件。在此場(chǎng)合，因?yàn)榭梢岳闷窆夥蛛x元件將來(lái)自棒狀積分器的射出光變換為特定方向的偏振光，可以利用必需的偏振光對(duì)液晶光閥等進(jìn)行合適的照明。
在本發(fā)明的另外再一個(gè)方式中，偏振光分離元件固定在棒狀積分器的棒射出口。在此場(chǎng)合，可以使棒狀積分器和偏振光分離元件成為一體化的構(gòu)件，可以使照明裝置作為一體構(gòu)件小型化。
在本發(fā)明的另外再一個(gè)方式中，偏振光分離元件是線柵(wire grid)偏振光元件。在此場(chǎng)合，可以在將偏振光分離元件作成薄型的同時(shí)，使未通過偏振光分離元件的偏振光高效率地返回光源側(cè)，可以在防止由于偏振光分離元件等的加熱引起的劣化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)返回光的再利用的可能性。
在本發(fā)明的另外再一個(gè)方式中，棒狀積分器具有面向內(nèi)側(cè)的階梯狀部分。在此場(chǎng)合，可以使從棒射出口返回到棒狀積分器內(nèi)的光再次射出到正面?zhèn)榷玫接行Ю谩?br>
在本發(fā)明的另外再一個(gè)方式中，階梯狀部分是使來(lái)自偏振光分離元件的返回光重返棒射出口的反射鏡。在此場(chǎng)合，可以使從棒射出口返回到棒狀積分器內(nèi)的光再次射出到正面?zhèn)榷玫礁咝实乩谩?br>
在本發(fā)明的另外再一個(gè)方式中，階梯狀部分具有對(duì)光源光具有感應(yīng)性的熒光體。在此場(chǎng)合，可以使到達(dá)階梯狀部分的返回光變換為熒光而使其至少一部分射出到正面?zhèn)取?br>
本發(fā)明的投影機(jī)具有(a)上述任何一個(gè)照明裝置；(b)使來(lái)自照明裝置的照明光按照?qǐng)D像信息調(diào)制的光調(diào)制裝置；(c)將上述光調(diào)制裝置光形成的像光投射的投射光學(xué)系統(tǒng)。
在上述投影機(jī)中，因?yàn)槭褂镁哂猩鲜鎏卣鞯恼彰餮b置，可以利用可以毫不浪費(fèi)光源光的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的小型照明裝置，提供小型而價(jià)格低廉的投影機(jī)。
圖1為示意地說明實(shí)施方式1的投影機(jī)的側(cè)面圖；圖2為圖1所示的投影機(jī)的要部的端面圖；圖3為說明光源裝置的剖面結(jié)構(gòu)的擴(kuò)大側(cè)面圖；圖4(a)、(b)為示出累積光量及光度分布與從照明光學(xué)系統(tǒng)射出的光束的角度的關(guān)系的曲線圖；圖5為說明實(shí)施方式2的投影機(jī)的要部的側(cè)面圖；圖6為說明實(shí)施方式3的投影機(jī)的側(cè)面圖；圖7為說明實(shí)施方式3的投影機(jī)的光源的側(cè)面圖；圖8(a)、(b)為說明實(shí)施方式1、3的投影機(jī)的變形例的實(shí)施方式4的側(cè)面圖；圖9(a)、(b)為說明實(shí)施方式5的側(cè)面圖；
圖10為示意地說明實(shí)施方式5的投影機(jī)的示圖。
附圖標(biāo)記說明10...投影機(jī)；20、220...光源裝置；22、222...發(fā)光裝置；23、223...支持臺(tái)；31...LED芯片；32...發(fā)光部；40...照明光學(xué)系統(tǒng)；41...棒狀積分器；41a...入射端；41b...射出端；41c...內(nèi)壁面；42...棒入射口；43...棒射出口；45...臺(tái)座構(gòu)件；45a...主體部分；45b...傾斜反射部；45d...階梯；60...光調(diào)制部；61...液晶面板；63、64...偏光濾光片；80...投射透鏡；223b...傾斜反射部；245...臺(tái)座構(gòu)件；620R、620G、620B...光源裝置；640R、640G、640B...照明光學(xué)系統(tǒng)；660R、660G、660B...光調(diào)制部；670...交叉分色棱鏡；AP...開口；FC...熒光體層；LL...光源光；LR、LG、LB...照明光；LS...導(dǎo)光空間；MR...反射鏡；OA...光軸具體實(shí)施方式
[實(shí)施方式1]圖1為說明作為實(shí)施方式1的顯示裝置的投影機(jī)的側(cè)面圖，圖2為圖1所示的投影機(jī)的要部的端面圖。
此投影機(jī)10，具有發(fā)生光源光的光源裝置20；在使從光源裝置20射出的光源光聚光的同時(shí)進(jìn)行均勻化的照明光學(xué)系統(tǒng)40；利用經(jīng)過照明光學(xué)系統(tǒng)40的照明光照明的光調(diào)制部60；以及將來(lái)自光調(diào)制部60的像光投射到屏幕(未圖示)的投射透鏡80。此處，光源裝置20及照明光學(xué)系統(tǒng)40，構(gòu)成用于對(duì)光調(diào)制部60均勻照明的照明裝置。
在以上的投影機(jī)10中，光源裝置20，如圖3所示，是將發(fā)生所要求的波長(zhǎng)區(qū)域的光源光的發(fā)光裝置22安裝在具有電源布線等的電路基板24上的裝置。發(fā)光裝置22，是內(nèi)置固體發(fā)光元件LED芯片31作為光源的光源組件，此LED芯片31安裝在由樹脂、陶瓷等形成的平坦的支持臺(tái)23上。LED芯片31，在其上面具有矩形區(qū)域的發(fā)光部32，接受來(lái)自電路基板24的功率(電力)供給，從該發(fā)光部32射出光源光。發(fā)光部32，具有發(fā)生，比如，紅色光、綠色光以及藍(lán)色光中的任何一個(gè)或多個(gè)的組合的一個(gè)以上(多于等于一個(gè))的發(fā)光區(qū)域。在發(fā)光部32具有分別發(fā)生紅色光、黃色光、綠色光以及藍(lán)色光的多個(gè)發(fā)光區(qū)域的場(chǎng)合，作為發(fā)光裝置22整體，放射大致呈白色的光源光。另外，如果在包含發(fā)光部32的上方的周圍，比如，設(shè)置由發(fā)自發(fā)光部32的藍(lán)色光發(fā)生紅色光、黃色光、綠色光等的熒光的熒光體層時(shí)，也可以由單色的發(fā)光部32形成白色光等。另外，從發(fā)光部32射出的光源光，大多是沿著光軸OA向著正面方向射出的，但也有一部分向著垂直光軸OA的橫向方向射出。
照明光學(xué)系統(tǒng)40，具有四角柱狀中空的棒狀積分器41和固定在棒狀積分器41的入射側(cè)的臺(tái)座構(gòu)件45。棒狀積分器41，具有環(huán)繞光軸OA對(duì)稱的筒狀的外觀，但從固定臺(tái)座構(gòu)件45的入射端41a起向著固定光調(diào)制部60的射出端41b壁厚逐漸變薄。就是說，由棒狀積分器41的4個(gè)內(nèi)壁面41c形成導(dǎo)光空間LS，垂直此導(dǎo)光空間LS的光軸OA的剖面是以光軸OA為中心的正方形，并且從入射端41a向著射出端41b剖面積逐漸增大?？傊?，棒狀積分器41的導(dǎo)光空間LS成為截頭四角錐，即向著射出端41b前端寬的錐形。棒狀積分器41的4個(gè)內(nèi)壁面41c為，比如，利用鋁等金屬涂敷而形成反射面。由此，內(nèi)壁面41c，將在作為棒狀積分器41的一端的棒入射口42入射的光束之中的相對(duì)光軸OA的角度比較大的光束反射大于等于一次，使這種反射光從作為另一端的棒射出口43向光調(diào)制部60側(cè)射出。此時(shí)，因?yàn)?，如上所述，?dǎo)光空間LS從棒入射口42向著棒射出口43變寬，相對(duì)光軸OA成比較大角度的光束，變換為相對(duì)光軸OA成比較小的角度的光束。由此，即使是使相對(duì)光軸OA分布較大的光束入射到棒入射口42，也可以使沿著光軸OA分布比較小的光束從棒射出口43射出。
臺(tái)座構(gòu)件45，具有由鋁及氮化鋁等導(dǎo)熱率高的材料形成的從光軸OA方向觀察為矩形的板狀主體部分45a和從光軸OA方向觀察為矩形的突起的傾斜反射部45b。其中，傾斜反射部45b，設(shè)置成為在作為臺(tái)座的主體部分45a上突起，與主體部分45a一體化。支持傾斜反射部45b的主體部分45a，比棒狀積分器41的棒入射口42大一圈，在堵塞棒入射口42的狀態(tài)下固定于棒狀積分器41的入射端41a。此時(shí)，沿著傾斜反射部45b在傾斜反射部45b的外側(cè)形成階梯45d，此階梯45d的凹部和棒狀積分器41的入射端41a的內(nèi)側(cè)突起配合。就是說，階梯45d的凹部和入射端41a的內(nèi)側(cè)突起，成為用來(lái)相對(duì)棒狀積分器41固定臺(tái)座構(gòu)件45的配合機(jī)構(gòu)，臺(tái)座構(gòu)件45的主體部分45a上的傾斜反射部45b，利用粘接材料等在相對(duì)棒狀積分器41的棒入射口42處于正確的對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)下可靠地固定。結(jié)果，固定在主體部分45a的上面45f中央的光源裝置20，即發(fā)光裝置22，也在相對(duì)棒狀積分器41及其棒入射口42的對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)下被固定。
傾斜反射部45b，是具有向內(nèi)傾斜狀態(tài)的反射鏡MR的光回收構(gòu)件。此反射鏡MR，從圖1等可知，在發(fā)光裝置22的側(cè)方的周圍，配置在發(fā)光裝置22的附近。另外，此反射鏡MR，在大致向著光軸OA的狀態(tài)相對(duì)光軸OA傾斜約45°。由此，發(fā)光裝置22的向側(cè)方射出的光源光LL，由反射鏡MR向光軸OA方向前方彎曲，大致沿著光軸OA前進(jìn)，從傾斜反射部45b的開口AP射出。此處，傾斜反射部45b，從光軸OA方向觀察是矩形，其開口AP的尺寸比棒狀積分器41的棒入射口42的尺寸小。于是，傾斜反射部45b的開口AP，從沿著光軸OA的前方，即光調(diào)制部60，觀察時(shí)，配置在比棒狀積分器41的棒入射口42的更內(nèi)側(cè)處。由此，可以使受到傾斜反射部45b反射的發(fā)自發(fā)光裝置22的光源光LL毫不浪費(fèi)地進(jìn)入棒狀積分器41內(nèi)。
光調(diào)制部60，具有使來(lái)自照明光學(xué)系統(tǒng)40的均勻化的照明光入射的液晶面板61和夾著液晶面板61配置的一組偏光濾光片63、64。其中，液晶面板61和夾著此液晶面板61的一對(duì)偏光濾光片63、64構(gòu)成用來(lái)對(duì)照明光進(jìn)行二維輝度調(diào)制的液晶光閥。液晶面板61，是用來(lái)使入射的照明光的偏光方向的空間分布改變的非發(fā)光的透過型的光調(diào)制裝置，入射到液晶面板61的照明光，相應(yīng)于作為電信號(hào)輸入到液晶面板61的驅(qū)動(dòng)信號(hào)或圖像信號(hào)，以像素單位調(diào)整其偏振光狀態(tài)。此時(shí)，在利用偏光濾光片63、64調(diào)整入射到液晶面板61的照明光的偏光方向的同時(shí)，從自液晶面板61射出的光取出預(yù)定的偏光方向的調(diào)制光。
在從照明光學(xué)系統(tǒng)40入射到光調(diào)制部60的照明光是紅色光、黃色光、綠色光或藍(lán)色光的場(chǎng)合及照明光是包含紅色光、黃色光、綠色光或藍(lán)色光的大致呈白色光的場(chǎng)合，液晶面板61，可以形成與將這些色光進(jìn)行二維調(diào)制的圖像相對(duì)應(yīng)的像光。另外，在照明光為大致呈白色光的場(chǎng)合，通過以適當(dāng)?shù)呐帕蟹绞綄?duì)液晶面板61的每個(gè)像素設(shè)置彩色濾光片，可以將均勻入射到液晶面板61的大致呈白色的照明光調(diào)制成為彩色圖像。
投射透鏡80，是由適當(dāng)?shù)耐哥R組組成的投射光學(xué)系統(tǒng)，將經(jīng)過光調(diào)制部60的像光以適當(dāng)?shù)臄U(kuò)大率投射到屏幕(未圖示)。
在以上說明的實(shí)施方式1的投影機(jī)10中，因?yàn)樵O(shè)置在照明光學(xué)系統(tǒng)40的臺(tái)座構(gòu)件45的傾斜反射部45b具有相對(duì)光軸OA傾斜約45°反射鏡MR，可以將發(fā)光裝置22的射出到側(cè)方的光源光LL回收到正面方向。通過將這種回收光導(dǎo)入到棒狀積分器41內(nèi)，可以在提高從發(fā)光裝置22射出的光源光的利用效率的同時(shí)，對(duì)光調(diào)制部60從正面方向以傾斜小的分量進(jìn)行照明。
圖4(a)為示出累積光量與從照明光學(xué)系統(tǒng)40射出的光束的角度的關(guān)系的曲線圖，圖4(b)為示出光度分布與從照明光學(xué)系統(tǒng)40射出的光束的角度的關(guān)系的曲線圖。另外，在兩個(gè)曲線圖中，實(shí)線表示使用設(shè)置圖2等所示的傾斜反射部45b的臺(tái)座構(gòu)件45的場(chǎng)合，點(diǎn)線表示使用不設(shè)置圖2等所示的傾斜反射部45b的臺(tái)座構(gòu)件的場(chǎng)合。以下的表1，給出兩曲線圖的數(shù)值。
從以上的曲線圖可知，利用傾斜反射部45b可使沿著光軸OA向著正面方向的射出光增加。由此，在入射到光調(diào)制部60的照明光中，可以增加沿著光軸OA的垂直入射光的比例，可以使光調(diào)制部60以更理想的狀態(tài)正確地工作。就是說，可以使利用光調(diào)制部60形成的圖像的對(duì)比度提高，可以防止發(fā)生輝度不勻等。
在以上說明的實(shí)施方式1的投影機(jī)10中，設(shè)置在臺(tái)座構(gòu)件45上的傾斜反射部45b的形狀，并不限定于在發(fā)光裝置22的周圍配置成為矩形的場(chǎng)合，可以在發(fā)光裝置22的周圍配置成為圓形，此外，也可以在發(fā)光裝置22的周圍配置成為除了上述矩形之外的多角形。
另外，在傾斜反射部45b上形成的反射鏡MR，不限定于是平坦面，可以是曲面。此外，也可以由傾斜及配置位置不同的多個(gè)部分構(gòu)成反射鏡MR。
另外，相對(duì)反射鏡MR的光軸OA的傾斜角并不限定于圖示的45°，可以相應(yīng)于從發(fā)光裝置22向側(cè)方射出的光源光LL的角度及導(dǎo)入棒狀積分器41的角度而適當(dāng)?shù)馗淖儭１热?，在從發(fā)光裝置22射出的光源光LL相對(duì)光軸OA形成90°-α的傾斜角的場(chǎng)合，由于光源光LL大致沿著光軸OA反射，相對(duì)反射鏡MR的光軸OA的傾斜角成為45°-α/2。光源光LL由反射鏡MR反射入射到棒狀積分器41內(nèi)的角度，相應(yīng)于棒狀積分器41及光調(diào)制部60的規(guī)格，可通過改變反射鏡MR的傾斜角度及配置的設(shè)定而適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行調(diào)整。
以下，對(duì)實(shí)施方式2的投影機(jī)進(jìn)行說明。實(shí)施方式2的投影機(jī)是將實(shí)施方式1的投影機(jī)在照明光學(xué)系統(tǒng)等的結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行改變的裝置，對(duì)于未特別說明的部分，是與實(shí)施方式1同樣的結(jié)構(gòu)。
如圖5所示，在本實(shí)施方式的投影機(jī)的場(chǎng)合，照明光學(xué)系統(tǒng)140和光調(diào)制部160與實(shí)施方式1的不同。
此處，構(gòu)成照明光學(xué)系統(tǒng)140的棒狀積分器141，與實(shí)施方式1的場(chǎng)合一樣具有錐形形狀的內(nèi)壁面141c，但與實(shí)施方式1的場(chǎng)合不同，4個(gè)內(nèi)壁面141c加工成為階梯形狀。就是說，這些內(nèi)壁面141c，具有向著射出端41b側(cè)的多個(gè)微細(xì)的階梯部SS。因?yàn)槔么穗A梯部SS，可以使由光調(diào)制部160反射的返回光向正面方向反射，可使照明光的浪費(fèi)減少，光調(diào)制部160的照明可以達(dá)到高效率。
光調(diào)制部160，與實(shí)施方式1的場(chǎng)合一樣，具有液晶面板61和偏光濾光片163、64，入射側(cè)的偏光濾光片163是線柵偏振光元件。線柵偏振光元件是利用微細(xì)的條狀(stripe)導(dǎo)體圖形只使特定方向的偏振光透過，而反射與此垂直的方向的偏振光的偏振光分離元件。由此，不僅可以使入射到液晶面板61的照明光一致成為特定方向的偏振光，還可以防止未作為照明光利用的垂直方向的偏振光被偏光濾光片163吸收，對(duì)偏光濾光片163的照明光的耐久性提高。對(duì)于來(lái)自偏光濾光片163的反射光，利用設(shè)置在棒狀積分器141的內(nèi)壁面141c上的階梯部SS等可提高再循環(huán)的可能性。另外，偏光濾光片163，并不限定于線柵偏振光元件，可以置換為其他種類的偏振光分離元件(比如，偏光分束器及將其與相位差片組合的元件)。
但是，在本實(shí)施方式中，偏光濾光片163，是固定在棒狀積分器141的射出端41b。就是說，借助薄型的偏光濾光片163使照明光學(xué)系統(tǒng)140和偏光濾光片163一體化，可以使結(jié)果得到的投影機(jī)小型化。
因?yàn)樵谝陨险f明的本實(shí)施方式的投影機(jī)中，設(shè)置在照明光學(xué)系統(tǒng)140的臺(tái)座構(gòu)件45的傾斜反射部45b也具有相對(duì)光軸傾斜約45°的反射鏡MR，所以可以將發(fā)光裝置22的射出到側(cè)方的光源光回收到正面方向。此外，如上所述，來(lái)自偏光濾光片163的返回光受到設(shè)置在棒狀積分器141上的階梯部SS的反射而再次返回到前方，從而至少回收一部分。可以在通過將這種回收光導(dǎo)入到光調(diào)制部160內(nèi)提高光源光的利用效率的同時(shí)，對(duì)光調(diào)制部60從正面方向以傾斜小的分量進(jìn)行照明。
以下，對(duì)實(shí)施方式3的投影機(jī)進(jìn)行說明。實(shí)施方式3的投影機(jī)是將實(shí)施方式1及實(shí)施方式2的投影機(jī)在光源裝置等的結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行改變的裝置，對(duì)于未特別說明的部分，是與實(shí)施方式1同樣的結(jié)構(gòu)。
圖6為說明本實(shí)施方式的投影機(jī)的要部側(cè)面圖，圖7為光源裝置的側(cè)面圖。從圖6可知，光源裝置220，固定于臺(tái)座構(gòu)件245的平坦的上面45f。就是說，在本實(shí)施方式的場(chǎng)合，臺(tái)座構(gòu)件245只由不具有圖1所示的傾斜反射部45b的主體部分45a組成。另一方面，如圖7所示，支持于臺(tái)座構(gòu)件45上的光源裝置220，具有作為光源組件的發(fā)光裝置222和支持發(fā)光裝置222的電路基板24。此處，發(fā)光裝置222，具有作為光源的LED芯片31和安裝此LED芯片31的支持臺(tái)223，此支持臺(tái)23具有主體部分223a和傾斜反射部223b。傾斜反射部223b，設(shè)置在主體部分223a上部，與主體部分223a一體化。傾斜反射部223b，從光軸OA方向觀察是矩形或圓形的突起，成為具有內(nèi)向傾斜的狀態(tài)的反射鏡MR的光回收構(gòu)件。該反射鏡MR，在LED芯片31的側(cè)方的周圍，配置在LED芯片31的附近。另外，此反射鏡MR，在略向光軸OA的狀態(tài)下相對(duì)光軸OA，比如，傾斜45°。由此，LED芯片31的射出到側(cè)方的光源光由反射鏡MR彎曲折向光軸OA方向的前方，大致沿著光軸OA前進(jìn)，從傾斜反射部223b的開口AP射出。此處，傾斜反射部223b的開口AP的尺寸與棒狀積分器41的棒入射口42的尺寸相比也足夠地小，傾斜反射部223b的開口AP，配置在棒狀積分器41的棒入射口42的中央附近。由此，可以使受到傾斜反射部223b反射的來(lái)自LED芯片31的光源光毫不浪費(fèi)地進(jìn)入棒狀積分器41內(nèi)。
另外，在主體部分223a上部，在傾斜反射部223b包圍的凹部可以填充樹脂等。
以下，對(duì)實(shí)施方式4的投影機(jī)進(jìn)行說明。實(shí)施方式4的投影機(jī)是將實(shí)施方式1～實(shí)施方式3的投影機(jī)進(jìn)行改變的裝置，對(duì)于未特別說明的部分，是與實(shí)施方式1同樣的結(jié)構(gòu)。
圖8(a)示出對(duì)實(shí)施方式1等的投影機(jī)的變形例，圖8(b)示出對(duì)實(shí)施方式3等的投影機(jī)的變形例。
圖8(a)示出的臺(tái)座構(gòu)件345，具有在設(shè)置在傾斜反射部45b上的反射鏡MR的整個(gè)表面上涂敷熒光體層FC的結(jié)構(gòu)。由此，射出到光源裝置20的側(cè)方的光源光不僅彎曲向前折向光軸OA方向，從傾斜反射部45b的開口AP射出，而且可以對(duì)這種反射光進(jìn)行熒光變換。就是說，比如，在光源裝置20發(fā)生藍(lán)色光的場(chǎng)合，熒光體層FC，是由藍(lán)色光發(fā)生紅色光、黃色光、綠色光等的至少一個(gè)或作為這些的組合的熒光的熒光體。在此場(chǎng)合，可以從自光源裝置20射出的藍(lán)色光發(fā)生紅色光、黃色光或綠色光，可以與藍(lán)色光一起將紅色光、黃色光、綠色光等導(dǎo)入到光源裝置20的正面方向，即棒狀積分器41內(nèi)。另外，比如，在光源裝置20發(fā)生紫色光的場(chǎng)合，熒光體層FC，是由紫色光發(fā)生紅色光、黃色光、綠色光、藍(lán)色光等的至少一個(gè)或作為這些的組合的熒光的熒光體。在此場(chǎng)合，可以從自光源裝置20射出的紫色光發(fā)生紅色光、黃色光、綠色光或藍(lán)色光，可以將紅色光、黃色光、綠色光、藍(lán)色光等導(dǎo)入到光源裝置20的正面方向，即棒狀積分器41內(nèi)。另外，使傾斜反射部45b上的熒光體層FC發(fā)出紅色光、黃色光、綠色光、藍(lán)色光等中的哪一種，可由熒光體層FC中包含的熒光物質(zhì)進(jìn)行調(diào)整。在以上的敘述中，是在傾斜反射部45b上設(shè)置反射鏡MR，但也可以是不設(shè)置反射鏡MR的結(jié)構(gòu)。在此場(chǎng)合，在發(fā)自光源裝置20的光束不由熒光體進(jìn)行充分的波長(zhǎng)變換的場(chǎng)合，這種來(lái)源的波長(zhǎng)的光束，不會(huì)彎曲向前折向光軸OA方向，不會(huì)從開口AP射出。
在圖8(b)示出的光源裝置420中設(shè)置發(fā)光裝置222的場(chǎng)合，具有在設(shè)置在支持臺(tái)23的傾斜反射部223b上的反射鏡MR的整個(gè)表面上涂敷熒光體層FC的結(jié)構(gòu)。由此，發(fā)光裝置222的射出到側(cè)方的光源光不僅彎曲向前折向光軸OA方向，從傾斜反射部223b的開口AP射出，而且可以對(duì)這種反射光進(jìn)行熒光變換。就是說，比如，在發(fā)光裝置222發(fā)生藍(lán)色光的場(chǎng)合，熒光體層FC，是由藍(lán)色光發(fā)生紅色光、黃色光、綠色光等的至少一個(gè)或作為這些的組合的熒光的熒光體。另外，比如，在發(fā)光裝置222發(fā)生紫色光的場(chǎng)合，熒光體層FC，是由紫色光發(fā)生紅色光、黃色光、綠色光、藍(lán)色光等的至少一個(gè)或作為這些的組合的熒光的熒光體。另外，使傾斜反射部223b上的熒光體層FC發(fā)出紅色光、黃色光、綠色光、藍(lán)色光等中的哪一種，可由熒光體層FC中包含的熒光物質(zhì)進(jìn)行調(diào)整。在以上的敘述中，是在傾斜反射部223b上設(shè)置反射鏡MR，但也可以是不設(shè)置反射鏡MR的結(jié)構(gòu)。在此場(chǎng)合，在發(fā)自光源裝置20的光束不由熒光體進(jìn)行充分的波長(zhǎng)變換的場(chǎng)合，這種來(lái)源的波長(zhǎng)的光束，不會(huì)彎曲向前折向光軸OA方向，不會(huì)從開口AP射出。
以下，對(duì)實(shí)施方式5的投影機(jī)進(jìn)行說明。實(shí)施方式5的投影機(jī)是將實(shí)施方式2的投影機(jī)進(jìn)行改變的裝置，對(duì)于未特別說明的部分，是與實(shí)施方式2同樣的結(jié)構(gòu)。
圖9(a)為示出本實(shí)施方式的第1例的投影機(jī)的要部的局部擴(kuò)大剖面圖，圖9(b)為示出第2例的投影機(jī)的要部的局部擴(kuò)大剖面圖，在圖9(a)中，棒狀積分器541的內(nèi)壁面141c具有在階梯狀的階梯部SS上涂敷熒光體層FC的結(jié)構(gòu)。由此，不僅可以將由圖5所示的光調(diào)制部160反射的返回光反射到正面方向，而且可以對(duì)這種反射光進(jìn)行熒光變換。就是說，在圖5所示的光源裝置20發(fā)生藍(lán)色光的場(chǎng)合，熒光體層FC，是由藍(lán)色的返回光發(fā)生紅色光、黃色光、綠色光等的至少一個(gè)或作為這些的組合的熒光的熒光體。另外，在圖5所示的光源裝置20發(fā)生紫色光的場(chǎng)合，是由紫色光發(fā)生紅色光、黃色光、綠色光、藍(lán)色光等的至少一個(gè)或作為這些的組合的熒光的熒光體。在以上的敘述中，是將階梯部SS的表面作為反射鏡，但也可以是不設(shè)置反射鏡的結(jié)構(gòu)。
在圖9(b)中，棒狀積分器541的內(nèi)壁面141c，具有不僅是階梯狀的階梯部SS，而且在整個(gè)內(nèi)壁面141c上涂敷熒光體層FC的結(jié)構(gòu)。由此，在將來(lái)自圖5示出的光調(diào)制部160的返回光反射到正面方向之際不僅可以進(jìn)行熒光變換，而且可以在通過棒狀積分器541之際對(duì)由內(nèi)壁面141c反射的光束進(jìn)行熒光變換。
以下，對(duì)實(shí)施方式6的投影機(jī)進(jìn)行說明。實(shí)施方式6的投影機(jī)是將實(shí)施方式1的投影機(jī)改變成為所謂的3片式的裝置，對(duì)于未特別說明的部分，是與實(shí)施方式1同樣的結(jié)構(gòu)。另外，以下是例示，也可以將實(shí)施方式2、3等的投影機(jī)改變成為3片式。
圖10為說明實(shí)施方式6的投影機(jī)的示圖。此投影機(jī)610具有發(fā)生各色的光源光的3個(gè)光源裝置620R、620G、620B；對(duì)從各光源裝置620R、620G、620B射出的光源光個(gè)別地聚光進(jìn)行均勻化的3個(gè)照明光學(xué)系統(tǒng)640R、640G、640B；利用經(jīng)過各照明光學(xué)系統(tǒng)640R、640G、640B的照明光LR、LG、LB分別照明的3個(gè)光調(diào)制部660R、660G、660B；將從各光調(diào)制部660R、660G、660B射出的調(diào)制光合成的交叉分色棱鏡670；以及將經(jīng)過交叉分色棱鏡670的像光投射到屏幕(未圖示)的投射透鏡80。
各光源裝置620R、620G、620B，分別具有與圖1所示的實(shí)施方式1的光源裝置20同樣的結(jié)構(gòu)及形狀，發(fā)自內(nèi)置的LED芯片31的發(fā)光色分別為紅色、綠色及藍(lán)色的不同色。
各照明光學(xué)系統(tǒng)640R、640G、640B，分別由與圖1所示的實(shí)施方式1的照明光學(xué)系統(tǒng)40相同的棒狀積分器41及臺(tái)座構(gòu)件45組成，使從各光源裝置620R、620G、620B射出的光源光聚光，作為照明光LR、LG、LB分別大致均勻地入射到光調(diào)制部660R、660G、660B。
各光調(diào)制部660R、660G、660B，分別具有與圖1所示的實(shí)施方式1的光調(diào)制部60相同的結(jié)構(gòu)及形狀，具有省略圖示的各色用的液晶面板和從兩側(cè)夾著這些液晶面板的偏光濾光片。
交叉分色棱鏡670是色合成光學(xué)系統(tǒng)，是以X字交叉的狀態(tài)內(nèi)置在平面上形成的紅色光反射用的第1分色膜(具體說為電介質(zhì)多層膜)670a、藍(lán)色光反射用的第2分色膜(具體說為電介質(zhì)多層膜)670b。此交叉分色棱鏡670，使來(lái)自光調(diào)制部660R的紅色的調(diào)制光由第1分色膜670a反射向行進(jìn)方向左側(cè)射出，使來(lái)自光調(diào)制部660G的綠色的調(diào)制光經(jīng)兩分色膜670a、670b直進(jìn)射出，使來(lái)自光調(diào)制部660B的藍(lán)色的調(diào)制光由第2分色膜670a反射向行進(jìn)方向右側(cè)射出。
這樣由交叉分色棱鏡670合成的像光，經(jīng)過作為投射光學(xué)系統(tǒng)的投射透鏡80以適當(dāng)?shù)臄U(kuò)大率作為彩色圖像投射到屏幕(未圖示)。
以上是結(jié)合實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不限定于上述的實(shí)施方式，在不脫離其要旨的范圍內(nèi)，可以在各種實(shí)施方式中實(shí)施，比如，下面的變形也有可能。
就是說，在上述各實(shí)施方式中，將從LED芯片31向側(cè)方射出的光源光經(jīng)反射鏡MR導(dǎo)入到棒狀積分器41等，但也可以將從EL元件等向側(cè)方射出的光源光經(jīng)反射鏡MR導(dǎo)入到棒狀積分器41等。
另外，作為投影機(jī)，有從觀察投射面的方向進(jìn)行圖像投射的前面投影機(jī)和從與觀察投射面的方向的反對(duì)側(cè)進(jìn)行圖像投射的背面投影機(jī)，在圖1等示出的投影機(jī)10、610的構(gòu)成可以應(yīng)用于任何一個(gè)。
權(quán)利要求
1.一種照明裝置，具有射出光源光的光源；在上述光源的側(cè)方的周圍配置在該光源的附近，并具有在向著從上述光源向正面方向延伸的光軸或該光軸附近的狀態(tài)下相對(duì)該光軸傾斜預(yù)定角度的受光面的光回收構(gòu)件；以及使來(lái)自上述光源的光源光和經(jīng)過上述光回收構(gòu)件的光源光均勻化的棒狀積分器。
2.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其中，上述光回收構(gòu)件的上述受光面是反射從上述光源射出的光源光的反射鏡。
3.如權(quán)利要求2所述的照明裝置，其中，上述光回收構(gòu)件的上述反射鏡相對(duì)光軸傾斜約45°。
4.如權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的照明裝置，其中，上述光源和上述光回收構(gòu)件一體化而構(gòu)成光源組件。
5.如權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的照明裝置，其中，上述光回收構(gòu)件配置在包含上述光源的光源組件的周圍。
6.如權(quán)利要求5所述的照明裝置，其中，上述光回收構(gòu)件固定在支持上述光源組件的臺(tái)座上。
7.如權(quán)利要求6所述的照明裝置，其中，上述臺(tái)座和上述光回收構(gòu)件一體化而構(gòu)成臺(tái)座構(gòu)件。
8.如權(quán)利要求1至7中的任何一項(xiàng)所述的照明裝置，其中，上述光回收構(gòu)件在上述受光面上或在該受光面的附近具有對(duì)光源光具有感應(yīng)性的熒光體。
9.如權(quán)利要求1至8中的任何一項(xiàng)所述的照明裝置，其中，設(shè)置在上述光回收構(gòu)件上的熒光體具有對(duì)藍(lán)色光的入射發(fā)出黃色光、綠色光及紅色光之中的至少一色的發(fā)光特性。
10.如權(quán)利要求1至9中的任何一項(xiàng)所述的照明裝置，其中，上述光回收構(gòu)件，在使從該光回收構(gòu)件通過反射射出的光束經(jīng)棒入射口入射到上述棒狀積分器的同時(shí)，使其不在上述棒狀積分器的內(nèi)部反射，而直接從上述棒狀積分器的棒射出口射出。
11.如權(quán)利要求1至9中的任何一項(xiàng)所述的照明裝置，其中，使來(lái)自上述光回收構(gòu)件的光束射出的開口比上述棒狀積分器的上述棒入射口小。
12.如權(quán)利要求11所述的照明裝置，其中，上述光回收構(gòu)件的上述開口配置在比上述棒狀積分器的上述棒入射口更靠?jī)?nèi)側(cè)處。
13.如權(quán)利要求12所述的照明裝置，其中，還具有將上述光回收構(gòu)件的上述開口相對(duì)上述棒狀積分器的上述棒入射口固定的配合部。
14.如權(quán)利要求1至13中的任何一項(xiàng)所述的照明裝置，其中，還具有配置在上述棒狀積分器的后級(jí)的偏振光分離元件。
15.如權(quán)利要求14所述的照明裝置，其中，上述偏振光分離元件固定在上述棒狀積分器的上述棒射出口。
16.如權(quán)利要求14至15中的任何一項(xiàng)所述的照明裝置，其中，上述偏振光分離元件是線柵偏振光元件。
17.如權(quán)利要求13至16中的任何一項(xiàng)所述的照明裝置，其中，上述棒狀積分器具有面向內(nèi)側(cè)的階梯狀部分。
18.如權(quán)利要求17所述的照明裝置，其中，上述階梯狀部分是使來(lái)自上述偏振光分離元件的返回光重返上述棒射出口的反射鏡。
19.如權(quán)利要求17至18中的任何一項(xiàng)所述的照明裝置，其中，上述階梯狀部分具有對(duì)光源光具有感應(yīng)性的熒光體。
20.一種投影機(jī)，其中，具有權(quán)利要求1至19中的任何一項(xiàng)所述的照明裝置；使來(lái)自照明裝置的照明光按照?qǐng)D像信息調(diào)制的光調(diào)制裝置；以及將上述光調(diào)制裝置光所形成的像光投射的投射光學(xué)系統(tǒng)。
全文摘要
提供一種可以毫不浪費(fèi)地利用光源光，可以照射均勻性高的照明光的小型照明裝置，以及使用此照明裝置的投影機(jī)。在照明裝置(10)中，因?yàn)樵O(shè)置在照明光學(xué)系統(tǒng)(40)的臺(tái)座構(gòu)件(45)上的傾斜反射部(45b)具有相對(duì)光軸(OA)傾斜約45°的反射鏡(MR)，可以將發(fā)光裝置(22)的向側(cè)方射出的光源光(LL)回收到正面方向。通過將這種回收光導(dǎo)入到棒狀積分器(41)內(nèi)，可以在提高從發(fā)光裝置(22)射出的光源光的利用效率的同時(shí)，對(duì)光調(diào)制部(60)從正面方向以傾斜小的分量進(jìn)行照明。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK101046605SQ20071009155
公開日2007年10月3日 申請(qǐng)日期2007年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月27日
發(fā)明者栗原徹, 中村典生, 古澤真, 酒井宏樹 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社