[发明专利]照明装置、图像显示装置以及投影机

说明书

技术领域

本发明涉及照明装置、图像显示装置以及投影机，特别涉及使用激光光源的照明装置的技术。

背景技术

近年，提出了在投影机的照明装置中使用激光光源的技术。对于使激光在被照射面上重叠的重叠部件，例如能够使用衍射光学元件。衍射光学元件通过使作为相干光的激光衍射，进行照射区域的整形和放大、照射区域的光量分布的均匀化。通过利用衍射光学元件实现多个功能，照明装置能够以少的零部件个数形成，小型化、节省空间变得容易。当来自衍射光学元件的零次光和衍射光入射到被照射面时，由于零次光和衍射光重叠，因此只有照射区域的一部分变得明亮。由于只有照射区域的一部分变得明亮，因此得到良好的光量分布变得困难。与此相对，通过使零次光向被照射面以外的位置行进，照射区域的光量分布的均匀化变得容易。例如，在专利文献1中提出了在从光源部射出的激光的光线的延长线上的位置以外的位置设置被照射面的技术。从衍射光学元件射出的零次光在从光源部射出的激光的光线的延长线上行进，向被照射面以外的位置行进。

[专利文献1]特开2007-58148号公报

在专利文献1中提出的技术中，从衍射光学元件射出的衍射光的主光线相对于配置衍射光学元件的基准面的垂线倾斜较大。衍射光学元件为了对相对于基准面的垂线主光线倾斜较大的衍射光实现照射区域的整形和光量分布的均匀化，需要高超的设计技术。因此，如果采用以往的技术，则产生照射区域的整形和光量分布的均匀化变得困难这一问题。本发明正是鉴于上述的问题而提出的，其目的在于提供能够容易地进行照射区域的整形和光量分布的均匀化的照明装置、使用该照明装置的图像显示装置以及投影机。

发明内容

为了解决上述课题以实现目的，本发明的照明装置，其特征在于，具有：射出相干光的光源部以及使从光源部射出的相干光衍射并使衍射光向被照射面行进的衍射光学元件；衍射光学元件被配置为相对于配置衍射光学元件的基准面的垂线，相干光斜着入射；使从衍射光学元件射出的光中作为衍射光以外的光的零次光向被照射面以外的位置行进。

从衍射光学元件射出的零次光向相对于基准面的垂线倾斜的方向行进。通过使零次光向相对于基准面的垂线倾斜的方向行进，能够减小基准面的垂线和衍射光的主光线所形成的角度。越能够减小相对于基准面的垂线的衍射光的主光线的倾斜度，越能够设计能够容易地进行照射区域的整形和光量分布的均匀化的衍射光学元件。由此，得到能够容易地进行照射区域的整形以及光量分布的均匀化的照明装置。

此外，作为本发明的优选形式，优选地，在设置为使被照射面向与构成照明装置的照明光学系统的光轴平行的方向移动的情况下，如果将由被照射面的轨迹形成的空间区域设为规定区域，则至少衍射光学元件的一部分包含在规定区域中。当衍射光学元件的一部分包含在规定区域中时，与将衍射光学元件配置在从规定区域离开的位置的情况相比，能够使得使用照明装置的设备紧凑。此外，能够使从衍射光学元件射出的衍射光的主光线相对于被照射面尽可能地接近垂直。

此外，作为本发明的优选形式，优选地，基准面与光轴大致正交。由此，能够使基准面的垂线和衍射光的主光线所形成的角度最小，能够最容易地进行照射区域的整形以及光量分布的均匀化。此外，能够使衍射光的主光线相对于被照射面最接近垂直。

此外，作为本发明的优选形式，优选地，具有对来自衍射光学元件的衍射光的光束进行平行化并使其向被照射面行进的平行化透镜。越能够减小相对于基准面的垂线的衍射光的主光线的倾斜度，越能够使用具备与球面的一部分大致同一形状的球面透镜的中央部分。由于能够使用球面透镜的中央部分，因此，与使用球面透镜的外边缘部附近的部分的情况相比，能够降低球面透镜的像差的影响。由于能够降低像差的影响，因此能够减轻由于照射区域的亮度不均匀或照射区域的失真而引起的光利用效率的低下。由此，使用相对于非球面透镜能够容易制造的球面透镜，能够减轻亮度不均匀以及光利用效率低下。

此外，作为本发明的优选形式，优选地，如果将沿着被照射面的特定方向设为第1方向，并将沿着被照射面且与第1方向大致正交的方向设为第2方向，则被照射面中作为衍射光入射的区域的照射区域形成相对于第1方向在第2方向上长的形状，向衍射光学元件入射的相干光的主光线相对于垂线向第1方向倾斜。由此，能够尽可能地减小零次光的光线和衍射光的主光线所形成的角度。越能够减小零次光的光线和衍射光的主光线所形成的角度，越能够提高衍射光学元件的衍射效率，实现高的光利用效率。

此外，作为本发明的优选形式，优选地，具有多个光源部。通过使用多个光源部，能够提供明亮的光。