[發明專利]照明裝置、圖像顯示裝置以及投影機

有效

• 申請號: 200910001805.7
• 申請日: 2009-01-06
• 公開（公告）號: CN101482691A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 高木將行;武田高司;山內泰介
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20;G03B21/14;G02B27/09
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 陳海紅;劉 薇

技術領域

本發明涉及照明裝置、圖像顯示裝置以及投影機，特別涉及使用激光光源的照明裝置的技術。

背景技術

近年，提出了在投影機的照明裝置中使用激光光源的技術。對于使激光在被照射面上重疊的重疊部件，例如能夠使用衍射光學元件。衍射光學元件通過使作為相干光的激光衍射，進行照射區域的整形和放大、照射區域的光量分布的均勻化。通過利用衍射光學元件實現多個功能，照明裝置能夠以少的零部件個數形成，小型化、節省空間變得容易。當來自衍射光學元件的零次光和衍射光入射到被照射面時，由于零次光和衍射光重疊，因此只有照射區域的一部分變得明亮。由于只有照射區域的一部分變得明亮，因此得到良好的光量分布變得困難。與此相對，通過使零次光向被照射面以外的位置行進，照射區域的光量分布的均勻化變得容易。例如，在專利文獻1中提出了在從光源部射出的激光的光線的延長線上的位置以外的位置設置被照射面的技術。從衍射光學元件射出的零次光在從光源部射出的激光的光線的延長線上行進，向被照射面以外的位置行進。

[專利文獻1]特開2007-58148號公報

在專利文獻1中提出的技術中，從衍射光學元件射出的衍射光的主光線相對于配置衍射光學元件的基準面的垂線傾斜較大。衍射光學元件為了對相對于基準面的垂線主光線傾斜較大的衍射光實現照射區域的整形和光量分布的均勻化，需要高超的設計技術。因此，如果采用以往的技術，則產生照射區域的整形和光量分布的均勻化變得困難這一問題。本發明正是鑒于上述的問題而提出的，其目的在于提供能夠容易地進行照射區域的整形和光量分布的均勻化的照明裝置、使用該照明裝置的圖像顯示裝置以及投影機。

發明內容

為了解決上述課題以實現目的，本發明的照明裝置，其特征在于，具有：射出相干光的光源部以及使從光源部射出的相干光衍射并使衍射光向被照射面行進的衍射光學元件；衍射光學元件被配置為相對于配置衍射光學元件的基準面的垂線，相干光斜著入射；使從衍射光學元件射出的光中作為衍射光以外的光的零次光向被照射面以外的位置行進。

從衍射光學元件射出的零次光向相對于基準面的垂線傾斜的方向行進。通過使零次光向相對于基準面的垂線傾斜的方向行進，能夠減小基準面的垂線和衍射光的主光線所形成的角度。越能夠減小相對于基準面的垂線的衍射光的主光線的傾斜度，越能夠設計能夠容易地進行照射區域的整形和光量分布的均勻化的衍射光學元件。由此，得到能夠容易地進行照射區域的整形以及光量分布的均勻化的照明裝置。

此外，作為本發明的優選形式，優選地，在設置為使被照射面向與構成照明裝置的照明光學系統的光軸平行的方向移動的情況下，如果將由被照射面的軌跡形成的空間區域設為規定區域，則至少衍射光學元件的一部分包含在規定區域中。當衍射光學元件的一部分包含在規定區域中時，與將衍射光學元件配置在從規定區域離開的位置的情況相比，能夠使得使用照明裝置的設備緊湊。此外，能夠使從衍射光學元件射出的衍射光的主光線相對于被照射面盡可能地接近垂直。

此外，作為本發明的優選形式，優選地，基準面與光軸大致正交。由此，能夠使基準面的垂線和衍射光的主光線所形成的角度最小，能夠最容易地進行照射區域的整形以及光量分布的均勻化。此外，能夠使衍射光的主光線相對于被照射面最接近垂直。

此外，作為本發明的優選形式，優選地，具有對來自衍射光學元件的衍射光的光束進行平行化并使其向被照射面行進的平行化透鏡。越能夠減小相對于基準面的垂線的衍射光的主光線的傾斜度，越能夠使用具備與球面的一部分大致同一形狀的球面透鏡的中央部分。由于能夠使用球面透鏡的中央部分，因此，與使用球面透鏡的外邊緣部附近的部分的情況相比，能夠降低球面透鏡的像差的影響。由于能夠降低像差的影響，因此能夠減輕由于照射區域的亮度不均勻或照射區域的失真而引起的光利用效率的低下。由此，使用相對于非球面透鏡能夠容易制造的球面透鏡，能夠減輕亮度不均勻以及光利用效率低下。

此外，作為本發明的優選形式，優選地，如果將沿著被照射面的特定方向設為第1方向，并將沿著被照射面且與第1方向大致正交的方向設為第2方向，則被照射面中作為衍射光入射的區域的照射區域形成相對于第1方向在第2方向上長的形狀，向衍射光學元件入射的相干光的主光線相對于垂線向第1方向傾斜。由此，能夠盡可能地減小零次光的光線和衍射光的主光線所形成的角度。越能夠減小零次光的光線和衍射光的主光線所形成的角度，越能夠提高衍射光學元件的衍射效率，實現高的光利用效率。

此外，作為本發明的優選形式，優選地，具有多個光源部。通過使用多個光源部，能夠提供明亮的光。