[发明专利]照明光学系统及投影机装置

说明书

交叉申请的引用

以下在先申请的内容通过引用结合于此：2011年2月17日提交的日本专利申请号2011-032291和2012年1月11日提交的日本专利申请号2012-03059。

技术领域

本发明涉及照明光学系统及投影机装置。

背景技术

已知有通过向反射型液晶元件(LCOS)、微镜装置等的显示元件照射来自以发光二极管(LED)等为光源的照明光学系统的光，在屏幕等显示图像的投影机装置。例如特开2009-217060号公报记载了由自由曲面透镜将来自光源的光会聚为矩形形状，向反射型液晶元件(LCOS)照射的投影机装置。

发明内容

传统技术中，在光源具有沿预定方向分割为多个区域的发光面的场合，存在在被照明部件形成分割图形的像而发生照明不均的问题。

本发明的第1方式是照明光学系统，具备：近似矩形形状的光源，其具有由沿预定方向的分割线分割为多个区域并形成分割图形的发光面；被照明部件，其具备矩形形状的被照射区域；以及光学部件，其会聚来自发光面的光并照射被照射区域，在被照明部件形成光源的发光面的分割图形的像所导致的照明不均被降低。

根据本发明的第2方式，优选的是，第1方式的照明光学系统中，被照明部件所具备的被照射区域的矩形形状由长边方向和短边方向构成，光学部件通过在被照射区域的长边方向和短边方向使发光面的成像位置不同，以来自发光面的光的照射区域的轮廓形状成为近似矩形形状的方式聚光，并照射被照射区域，光源配置为使得在被照明部件形成光源的发光面的分割图形的像所导致的照明不均被降低。

根据本发明的第3方式，优选的是，第2方式的照明光学系统中，光学部件通过在被照射区域的长边方向和短边方向使发光面的成像位置不同，以来自发光面的光的照射区域的轮廓形状成为近似矩形形状的方式聚光，光源配置为使被照射区域中预定方向和被照射区域的短边方向近似平行。

根据本发明的第4方式，优选的是，第3方式的照明光学系统中，光学部件包括聚光透镜。

根据本发明的第5方式，优选的是，第4方式的照明光学系统中，被照射区域的轮廓形状的与短边方向对应的方向的长度比与长边方向对应的方向的长度短。

根据本发明的第6方式，优选的是，第4或第5方式的照明光学系统中，聚光透镜包括以下透镜的至少一个：以照射区域的轮廓形状成为与被照射区域的形状近以相同的方式聚光的自由曲面透镜、以照射区域的轮廓形状成为包含被照射区域的椭圆形状的方式聚光的圆柱形透镜(cylindrical lens)，或以照射区域的轮廓形状成为包含被照射区域的椭圆形状的方式聚光的变形透镜(anamorphic lens)的至少一个。

根据本发明的第7方式，优选的是，第4或第5方式的照明光学系统中，光源具有发光二极管。

根据本发明的第8方式，优选的是，第7方式的照明光学系统中，光源具有的发光二极管包含白色发光二极管、红色发光二极管、绿色发光二极管或蓝色发光二极管的至少一个。

根据本发明的第9方式，优选的是，第4或第5方式的照明光学系统中，还具备偏振变换元件，其在聚光透镜和被照明部件之间配置，使向被照明部件照射的光的偏振方向一致，在聚光透镜和被照明部件之间配置的光学部件的光学面的至少一面具有正的折射能力。

根据本发明的第10方式，投影机装置具备第1至第3的任一方式的照明光学系统。

根据本发明的第11方式，优选的是，第10方式的投影机装置中，被照明部件包括反射型液晶元件或微镜装置。

根据本发明，可以防止在被照明部件形成发光面的分割图形的像所导致的照明不均。

附图说明

图1是从x-y平面观察第1实施方式的投影机装置的照明光学系统的截面图。

图2是第1实施方式的偏振变换元件的构成的截面图。

图3是偏振分离元件的侧面图，图3A是在y-z平面上从光源侧俯视的情况，图3B是在y-z平面上从偏振光束分离器侧俯视的情况。

图4是第1聚光透镜的构成的立体图。

图5是发光部的x-z平面中的截面图。

图6是光源及显示元件的平面图，图6A是从照明光出射侧(偏振光束分离器侧)观察光源的图，图6B是从显示面侧(偏振光束分离器侧)观察显示元件的图。

图7是光源的照明光的光路在x-y平面中的截面图。

图8是光源的照明光的光路在x-z平面中的截面图。