[發明專利]照明光學系統和圖像投影裝置

有效

• 申請號: 201410046622.8
• 申請日: 2014-02-10
• 公開（公告）號: CN103984196A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 川澄健人
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20;G03B21/14;G02B27/09;G02B27/28
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 魏小薇

技術領域

本發明涉及一種照明光學系統和圖像投影裝置。

背景技術

常規地，一直使用包括復眼透鏡和偏振轉換元件的照明光學系統均勻地、高效率地對諸如液晶光閥的圖像顯示元件進行照明。為了提高照明光學系統中的照明效率，需要增大通過由復眼透鏡的透鏡單元和偏振轉換元件形成的有效區域的光束的量。

由照明光學系統形成的每個光源圖像均為棒狀形狀，該棒狀形狀反映了作為光源的放電電弧的形狀，并且這些光源圖像根據在光束通過其形成光源圖像的拋物面反射器的反射表面上的位置而形成為具有傾角。因此，光源圖像具有圍繞照明光學系統的光軸的徑向分布。同時，由復眼透鏡和偏振轉換元件形成的有效區域是矩形。因此，光源圖像可以從有效區域伸出(突出)，導致照明光學系統的照明效率降低。

對于因為使用拋物面反射器而徑向展開的光源圖像，有效區域優選地為方形，以便用最小面積的有效區域獲得最大照明效率。日本專利公開Nα.H07-181392公開了一種使有效區域為方形以保持照明效率的配置。

然而，在日本專利公開Nα.H07-181392的配置中，為了進一步提高光使用效率，需要布置例如偏振轉換元件。然而，構成偏振轉換元件的偏振分束器的寬度是復眼透鏡的透鏡單元的寬度的一半。因此，有效區域為矩形形狀，導致有可能發生損失。

發明內容

本發明提供一種具有高照明效率的照明光學系統和圖像投影裝置。

作為本發明的一方面的照明光學系統能夠在包括光軸的、彼此正交的第一截面和第二截面中的至少一個中改變光束直徑，該照明光學系統包括：光源；聚光透鏡，被配置為會聚來自光源的光；第一復眼透鏡，包括被聚光透鏡會聚的光入射在其上的第一透鏡單元；第二復眼透鏡，包括與第一透鏡單元相對應的第二透鏡單元；偏振轉換元件，被配置為對來自第二復眼透鏡的光執行偏振轉換；以及圖像顯示元件，被配置為基于來自偏振轉換元件的光顯示圖像，并且圖像顯示元件的寬度、光源的發光表面的寬度、第一復眼透鏡的寬度、第二復眼透鏡的寬度、以及光束直徑的改變速率α和β被設置在合適的范圍內。

作為本發明的另一方面的照明光學系統能夠在包括光軸的、彼此正交的第一截面和第二截面中的至少一個中改變光束直徑，該照明光學系統包括：光源；聚光透鏡，被配置為會聚來自光源的光；第一復眼透鏡，包括被聚光透鏡會聚的光入射在其上的第一透鏡單元；第二復眼透鏡，包括與第一透鏡單元相對應的第二透鏡單元；以及圖像顯示元件，被配置為基于來自第二復眼透鏡的光顯示圖像，并且圖像顯示元件的寬度、光源的發光表面的寬度、第一復眼透鏡的寬度、第二復眼透鏡的寬度、以及光束直徑的改變率α和β被設置在合適的范圍內。

作為本發明的另一方面的照明光學系統能夠在包括光軸的、彼此正交的第一截面和第二截面中的至少一個中改變光束直徑，該照明光學系統包括：光源；聚光透鏡，被配置為會聚來自光源的光；棒狀積分器，被聚光透鏡會聚的光入射在其上；以及圖像顯示元件，被配置為基于來自棒狀積分器的光顯示圖像，并且圖像顯示元件的寬度、光源的發光表面的寬度、棒狀積分器的出射表面的寬度、棒狀積分器的入射表面的寬度、以及光束直徑的改變率α和β被設置在合適的范圍內。

作為本發明的另一方面的圖像投影裝置包括所述照明光學系統。

根據以下參照附圖對示例性實施例的描述，本發明的進一步的特征和方面將變得清楚。

附圖說明

圖1A和1B是實施例1中的照明光學系統的配置圖。

圖2A-2C是示出實施例1中的照明光學系統的有效區域與光源圖像之間的關系的示圖。

圖3A-3C是示出實施例1中的當在照明光學系統的有效區域與光源的發光表面之間發生長寬比差異時的損失的示圖。

圖4A和4B是實施例2中的照明光學系統的配置圖。

圖5A-5C是示出實施例2中的照明光學系統的有效區域與光源圖像之間的關系的示圖。

圖6A-6C是示出實施例2中的當在照明光學系統的有效區域與光源的發光表面之間發生長寬比差異時的損失的示圖。

圖7A和7B是實施例3中的照明光學系統的配置圖。

圖8A-8C是示出實施例3中的照明光學系統的有效區域與光源圖像之間的關系的示圖。

圖9A-9C是示出實施例3中的當在照明光學系統的有效區域與光源的發光表面之間發生長寬比差異時的損失的示圖。

圖10是示出實施例1至3中的每個中的根據有效區域的長寬比的效果變化的曲線圖。

圖11A和11B是實施例4中的照明光學系統的配置圖。