[发明专利]照明装置

说明书

本申请是申请日为2006年03月07日、申请号为200610059789.3、发明名称为“聚焦元件以及照明装置”的分案申请。

技术领域

本发明涉及聚焦元件以及照明装置。

背景技术

作为用于液晶投影仪的照明装置，通常是由超高压水银灯、金属卤化物灯、氙灯等灯具以及将其照射光平行化后的抛物面反射镜等构成的装置。此外，近年来，也正尝试着，将发光二极管(LED)作为光源而使用(特开2002—189263)。

图25A、图25B、图25C示出了由发光二极管构成的光源的结构例。图25A所示的光源400，具有用半球状的树脂(半球状透镜罩壳)覆盖LED芯片的构造。这种光源400，为了将来自LED的出射光分散，而需要用于控制光的分散角的透镜。例如，可以通过在光源400的光出射面上配置双凸透镜和凸凹透镜而得到大致的平行光。另外，图25B所示的光源401，是具有将外周曲面作为全反射面并将光出射面加工为平面的形状的角度控制透镜401a(特开昭61—147585号公报)。另外，图25C所示的光源402，是具有将外周曲面作为全反射面并在光出射面上形成多个曲面区域的角度控制透镜402a的光源(这种光源402由Lumileds Lighting社所提供)。

图26示出了备有和所述图25C所示的角度控制透镜402a大致相同的角度控制透镜403a的光源403。角度控制透镜403a，由具有旋转对称形状的透明材料构成，具体由：形成于中央部的凸状的曲面区域(光出射区域)A、周边侧曲面区域(光出射区域)B、周边侧曲面反射区域C、以及形成于中央部的凹状曲面区域(光入射区域)D构成。在凹状曲面区域D中设置具有半球状的透镜罩壳的LED 403b。

从LED 403b所出射的光中，由所述周边侧曲面反射镜C所反射的光，从周边侧曲面区域B向前方向出射(是在光的出射角度控制中所预先确定的方向)。然而，在从LED 403b所出射的光中，直接前进到周边侧曲面区域B的方向的光会在周边侧曲面区域B产生全反射，并被出射到侧方向(并非在光的出射角度控制中所预先确定的方向)。另外，进入到接近周边侧曲面区域B的凸状曲面区域A的光，在凸状曲面区域A内反复进行全反射，并被出射到后方(并非在光的出射角度控制中所预先确定的方向)。

如图27所示的那样，来自LED 403b的出射光入射到，入射到凸状曲面区域A的第一范围(1)、直接入射到周边侧曲面区域B的第二范围(2)、由周边侧曲面反射区域C所反射而入射到周边侧曲面区域B的第三范围(3)。所述第二范围中的光量，如图7所示的那样，比其他范围的光量多。为了将所投射的影像增亮，需要有效利用第二范围(2)的光，并希望将来自光源的光尽可能多地利用。另外，图27所示的角度是例示，也存在具有与该角度范围不同的角度范围的情况。

另外，如图28所示的那样，若将接受来自光源403的光的光学构件(例如，柱状积分仪(rod integerator))404的光入口面的尺寸加工得比光源403的光出射范围小，则从光源403出射的周围光不入射到所述光学构件404，所被利用的光成为70％的程度。如图29所示的那样，将占据所被利用的光量的中心侧(图中的中心圆区域)的光量作为a，将周边侧(图中的环状(doughnut)的光量作为b，则b成为比a更大的数量段(例如，b成为a的两倍以上)，为了实现高亮度而需要有效利用周边的光。

发明内容

本发明，针对上述情形，其目的为提供一种能够提高光的利用效率的聚焦元件以及使用该聚焦元件的照明装置。

为了解决上述课题，本发明的聚焦元件，对从发光元件出射的光的行进角度进行控制并导向规定的方向，其特征在于，通过备有如下结构而形成：从所述发光元件出射的光所入射的光入射区域；第一光出射区域，其对从所述发光元件出射的光中的中央侧出射光，直接接受并以所述规定的方向出射；反射区域，其对从所述发光元件出射的光中的周边侧出射光，接受并反射；第二光出射区域，其形成于比所述第一光出射区域更靠近周边侧，并对由所述反射区域所反射的光接受并以所述规定的方向出射；第三光出射区域，其形成于所述第一光出射区域和第二光出射区域之间，并对从所述发光元件出射的光中的周边侧出射光，直接接受并以所述规定的方向出射，所述各区域由互相不同的面构成。(以下在该项中成为第一聚焦元件)。

按照上述的结构，由于具有所述第三光出射部，因此能够减少在没有该第三光出射部的情况下所产生的由所述第二光出射区域上的光的直接全反射所引起的光损失，提高光利用效率。