照明装置及投影机的制作方法

专利名称：照明装置及投影机的制作方法
技术领域：
本发明涉及照明装置及投影机。
背景技术：
近年来，要求高亮度(辉度)且小型的投影机，按照该要求提出采用了照明装置的投影机，该照明装置，具有使得照明光束的射出方向变成互不相同的方向地配置的2组光源装置，和使在从2组光源装置所射出的照明光束之中的、从一方的光源装置所射出的照明光束朝向与从另一方的光源装置所射出的照明光束的射出方向相同的方向进行反射的2个反射元件(所谓的2灯式投影机)(例如，参照专利文献1。)。
若依照于如此的现有的2灯式投影机，则因为采用2组光源装置，所以能够构成高亮度的投影机。再者，因为在用于现有的2灯式投影机中的照明装置(以下，称为现有的照明装置)中，虽然在从光源装置所射出的照明光束之中仅将从包括光源装置的光轴的一定范围的区域所射出的照明光束(以下，称为中央部分的照明光束)作为照明光进行利用，而将从该一定范围外的区域所射出的照明光束(以下，称为周边部分的照明光束)并不作为照明光利用，但是从光源装置所射出的照明光束的平面光强度分布，变成由在光源装置的光轴及其附近呈现陡峭的峰、并随着从光源装置的光轴离开而急剧地减少的特性曲线构成的分布，所以即使对于光源装置中的周边部分的照明光束并不作为照明光进行利用也能成为足够高亮度的投影机。
并且，若依照于现有的2灯式投影机，则因为并非使得照明光束的射出方向全都变成相同的方向地并排配置2组光源装置，而是作为使得照明光束的射出方向变成互不相同的方向地配置2组光源装置，并通过采用2个反射元件而使从2组光源装置所射出的照明光束的射出方向一致于一个方向的构成，所以能够构成高亮度但小型的投影机。
专利文献1特开2005-346109号公报可是，在现有的2灯式投影机中，有想使照明装置中的光利用效率更高的期望。如果能够使照明装置中的光利用效率更高，则不仅可以谋求投影机的高亮度化，而且可以降低照明装置中的杂散光水平而提高投影图像的图像质量，另外，还可以能够抑制起因于杂散光等的多余的热的发生而谋求散热结构的简单化。

发明内容
于是，本发明，鉴于如此的状况而作出，目的在于提供高亮度且小型的、可以使光利用效率比现有高的照明装置及投影机。
本发明的照明装置的特征在于，具备第1光源装置，其具有椭圆面反射器，在所述椭圆面反射器的第1焦点附近具有发光中心的第1发光管，将从所述第1发光管朝向被照明区域侧射出的光朝向所述第1发光管进行反射的第1反射单元，和使来自所述椭圆面反射器的聚焦光作为大致平行光进行射出的凹透镜，并射出以第1光轴作为中心轴的照明光束；第2光源装置，其具有抛物面反射器，在所述抛物面反射器的焦点附近具有发光中心的第2发光管，和将从所述第2发光管朝向被照明区域侧射出的光朝向所述第2发光管进行反射的第2反射单元，并射出以第2光轴作为中心轴的照明光束；2个反射元件，其配置于来自所述第1光源装置的照明光束的光路的两侧，使来自所述第1光源装置的照明光束不进行反射而原样不动地通过并将来自所述第2光源装置的照明光束朝向沿所述第1光轴的方向进行反射；和积分器光学系统，其具有将来自所述第1光源装置的照明光束及从所述第2光源装置所射出并由所述2个反射元件反射的照明光束，变换为具有更均匀的强度分布的光的功能；其中，在所述2个反射元件之中配置于所述第2光源装置侧的反射元件，将在从所述第2光源装置所射出的照明光束之中从所述抛物面反射器的开口面中的一侧大致一半的区域所射出的照明光束朝向沿所述第1光轴的方向进行反射；在所述2个反射元件之中配置于与所述第2光源装置相反一侧的反射元件，将在从所述第2光源装置所射出的照明光束之中从所述抛物面反射器的开口面中的另一侧大致一半的区域所射出的照明光束朝向沿所述第1光轴的方向进行反射。
因此，若依照于本发明的照明装置，则因为使来自第1光源装置的照明光束不进行反射而原样不动地通过地，在来自第1光源装置的照明光束的光路的两侧配置2个反射元件，所以关于第1光源装置，不仅光源装置中的中央部分的照明光束，就连现有作为照明光利用不了的周边部分的照明光束也变得可以进行利用。并且，因为2个反射元件的各自配置成，使得对从第2光源装置的抛物面反射器的开口面中的一侧大致一半的区域所射出的照明光束、及从另一侧大致一半的区域所射出的照明光束进行反射，所以关于第2光源装置，不仅光源装置中的中央部分的照明光束，就连现有作为照明光利用不了的周边部分的照明光束也变得可以进行利用。即，若依照于本发明的照明装置，则因为关于第1光源装置及第2光源装置的任一，都可以利用光源装置中的中央部分的照明光束及周边部分的照明光束的双方，所以可以谋求高亮度化，并使光利用效率比现有高。
并且，若依照于本发明的照明装置，则因为构成为使得照明光束的射出方向变成互不相同的方向地配置第1光源装置及第2光源装置，并通过采用2个反射元件从而使从第1光源装置及第2光源装置所射出的照明光束的射出方向一致于一个方向，所以能够构成小型的照明装置。
还有，在本发明的照明装置中，因为对第2光源装置中的中央部分的照明光束及周边部分的照明光束的双方进行利用，所以需要采用比现有的照明装置中的反射元件大的反射元件。但是，若依照于本发明的照明装置，则因为作为第1光源装置而采用由椭圆面反射器及凹透镜构成的光源装置，所以能够使从第1光源装置所射出的照明光束的径向尺寸比较小。即，因为能够使2个反射元件之间的距离比较短，所以即使反射元件的大小变得比现有大，仍可以作为照明装置整体而维持小型的照明装置。
并且，若依照于本发明的照明装置，则因为在第1发光管处设置上述的第1反射单元，在第2发光管处设置上述的第2反射单元，所以不必将椭圆面反射器及抛物面反射器的大小设定为如一直覆盖到第1发光管及第2发光管的被照明区域侧端部般的大小，能够谋求椭圆面反射器及抛物面反射器的小型化，作为结果可以实现小型的照明装置。进而，因为通过能够谋求椭圆面反射器及抛物面反射器的小型化，而能够使配置于光路后级的积分器光学系统的大小变小，所以成为更加小型的照明装置。
从而，本发明的照明装置，成为可以高亮度且小型，而使光利用效率比现有高的照明装置。
并且，在本发明的照明装置中，因为作为第1光源装置而采用由椭圆面反射器及凹透镜构成的光源装置，作为第2光源装置而采用由抛物面反射器构成的光源装置，所以进一步具有以下的效果。
即，在本发明的照明装置中，虽然从第1光源装置所射出的照明光束要通过积分器光学系统的中心区域，但是若依照于本发明的照明装置，则因为作为第1光学装置，采用可以在照明光束的中心部分中消除由发光管及反射单元产生的阴影的区域(平面光强度分布极端地小的区域)的、由椭圆面反射器及凹透镜构成的光源装置(例如，参照国际公开第2005/19928号小册子)，所以可以对起因于在照明光束的中心部分中存在由发光管及反射单元产生的阴影的区域而造成的、被照明区域中的平面光强度分布变得不均匀的现象进行抑制。
并且，若依照于本发明的照明装置，则因为作为第2光源装置而采用由照明光束的平行度高的抛物面反射器构成的光源装置，所以可以对起因于从第2光源装置到各反射元件(配置于第2光源装置侧的反射元件及配置于与第2光源装置相反一侧的反射元件)的距离各自不同而造成的、被照明区域中的平面光强度分布变得不均匀的现象进行抑制。
在本发明的照明装置中，优选在所述2个反射元件之间的来自所述第1光源装置的照明光束的光路上，配置透光性构件。
通过如此地进行构成，因为构成透光性构件的介质的折射率比空气的折射率大，所以可以使通过透光性构件部分的照明光束的光路长度比较短。其结果，可以使照明装置更小型。
在本发明的照明装置中，优选所述2个反射元件，为反射棱镜或反射镜。
还有，在本发明的照明装置中，作为反射元件，虽然可以采用反射棱镜或反射镜的任一，但是更优选采用反射棱镜。该情况下，因为构成反射棱镜的介质的折射率比空气的折射率大，所以可以使通过反射棱镜部分的照明光束的光路长度比较短。其结果，可以使照明装置更小型。
在本发明的照明装置中，优选所述积分器光学系统，具有聚光透镜，其将来自所述第1光源装置的照明光束及从所述第2光源装置射出并由所述2个反射元件反射的照明光束，变换为聚焦光而射出；和积分棒，其将来自所述聚光透镜的照明光束变换为具有更均匀的强度分布的光。
由于如此地进行构成，通过积分棒的作用，可以使照明光束的平面光强度分布更均匀。
在本发明的照明装置中，所述积分棒，既可以是空心的积分棒，也可以是实心的积分棒。
作为空心的积分棒，例如能够合适地采用将4片反射镜中的反射面朝向内侧贴合了的筒状的光通道等。并且，作为实心的积分棒，例如能够合适地采用内面全反射型的实心的棒构件(玻璃棒)等。
在本发明的照明装置中，优选在所述积分棒的光入射面，配置在中央部具有用于光入射的开口部的反射层；在所述积分棒的光射出面，沿光行进方向按先后顺序配置有λ/4板和反射型偏振板。
通过如此地进行构成，在入射到积分棒中的照明光束之中的一方的偏振分量的照明光束通过反射型偏振板的情况下，另一方的偏振分量的照明光束由反射型偏振板所反射。该反射光由配置于积分棒的光入射面上的反射层所反射，再次到达反射型偏振板。此时，该光因为已经两次通过λ/4板，所以偏振方向旋转90度，并作为一方的偏振分量的照明光束而通过反射型偏振板。即，可以使从积分棒所射出的光的偏振方向一致于大致1种偏振方向。从而，在采用了如液晶装置那样的对偏振方向进行控制的电光调制装置的投影机中尤其适合。
在本发明的照明装置中，优选还具有偏振变换元件，其配置于所述积分棒的光入射侧，将来自所述聚光透镜的照明光束变换为具有大致1种直线偏振分量的光束。
因为通过如此地进行构成，也可以使入射于积分棒的光的偏振方向一致于大致1种偏振方向，所以在采用了如液晶装置那样的对偏振方向进行控制的电光调制装置的投影机中尤其适合。
在本发明的照明装置中，优选粘接所述积分棒的光入射面和所述偏振变换元件的光射出面。
通过如此地进行构成，可抑制偏振变换元件和积分棒之间的不希望的多重反射，光利用效率下降而杂散光水平上升的现象消失。并且，能够容易地使偏振变换元件和积分棒进行一体化。并且，在偏振变换元件和积分棒之间，能够防止装置组装后的位置偏移的发生于未然。
该情况下，优选采用具有与偏振变换元件及积分棒大致相同的折射率的粘接剂。
在本发明的照明装置中，所述积分器光学系统，优选具有第1透镜阵列，其具有将来自所述第1光源装置的照明光束、及从所述第2光源装置所射出并由所述2个反射元件反射的照明光束，分割为多束部分光束的多个第1小透镜；第2透镜阵列，其具有对应于所述第1透镜阵列的各第1小透镜的第2小透镜；偏振变换元件，其将来自所述第2透镜阵列的各自的部分光束变换为具有大致1种直线偏振分量的光束；和重叠透镜，其使来自所述偏振变换元件的各自的光在被照明区域重叠。
由于如此地进行构成，通过第1透镜阵列、第2透镜阵列及重叠透镜的作用，可以使照明光束的平面光强度分布更均匀。并且，通过偏振变换元件的作用，因为可以使照明光束的偏振方向一致于大致1种偏振方向，所以在采用了如液晶装置那样的对偏振方向进行控制的电光调制装置的投影机中尤其适合。
在本发明的照明装置中，所述第1透镜阵列及所述第2透镜阵列，优选构成为分别包括以下3个透镜阵列配置于来自所述第1光源装置的照明光束的光路上，在沿各第1小透镜或各第2小透镜中的长边方向的方向上分割为4列的透镜阵列；配置于由配置于所述第2光源装置侧的反射元件反射的照明光束的光路上，在沿各第1小透镜或各第2小透镜中的长边方向的方向上分割为2列的透镜阵列；和配置于由配置于与所述第2光源装置侧相反一侧的反射元件反射的照明光束的光路上，在沿各第1小透镜或各第2小透镜中的长边方向的方向上分割为2列的透镜阵列。
通过如此地进行构成，因为能够分别以3个透镜阵列而构成第1透镜阵列及第2透镜阵列，与第1透镜阵列及第2透镜阵列分别以1个透镜阵列所构成的情况相比较，能够使各透镜阵列的大小变小，所以能够容易地进行第1透镜阵列及第2透镜阵列的设计及制造。
并且，通过如上述地将各透镜阵列分割为4列及2列，能够使电光调制装置的被照明区域中的光强度分布在一定程度上均匀化，并使各小透镜的大小为在一定程度以上的大小。由此，因为各第1小透镜的短边的长度不会变得极端地短，所以第1透镜阵列的各第1小透镜的像，被相对应的第2透镜阵列的各第2小透镜良好地所容受(呑み込む)，可以得到良好的光利用效率。
在本发明的照明装置中，优选构成所述第1透镜阵列及所述第2透镜阵列的各透镜阵列，是在沿各第1小透镜或各第2小透镜中的短边方向的方向上分割为6行的透镜阵列。
通过如此地进行构成，可以得到由透镜阵列带来的充分的光均匀化效果，并且使配置于光路后级的偏振变换元件为比较简单而小型的结构。本发明的照明装置，成为适合于具备图像形成区域的纵横比(aspect ratio)为3∶4的电光调制装置的投影机的照明装置。
在本发明的照明装置中，优选构成所述第1透镜阵列及所述第2透镜阵列的各透镜阵列，是在沿各第1小透镜或各第2小透镜中的短边方向的方向上分割为7行的透镜阵列。
通过如此地进行构成，可以得到由透镜阵列带来的充分的光均匀化效果，并且使配置于光路后级的偏振变换元件为比较简单而小型的结构。本发明的照明装置，成为适合于具备图像形成区域的纵横比为9∶16的宽视用的电光调制装置的投影机的照明装置本发明的投影机，特征在于具备上述的本发明的照明装置，相应于图像信息对来自所述照明装置的光进行调制的电光调制装置，和将通过所述电光调制装置调制的光进行投影的投影光学系统。
因此，若依照于本发明的投影机，则因为具备上述的本发明的照明装置，所以成为高亮度且小型，可以使光利用效率比现有高的投影机。


图1是表示实施方式1中的照明装置100及投影机1000的光学系统的图；图2是用于说明实施方式1中的照明装置100的要部而示出的图；图3是实施方式1中的照明装置100的要部的立体图；图4是示意性地表示从第1光源装置10及第2光源装置20所射出的照明光束的流(流れ)的图；图5是用于对积分器光学系统700进行说明而示的图；图6是第1透镜阵列710的正视图；图7是用于对实施方式2中的照明装置102进行说明而示的图；图8是用于对实施方式3中的照明装置104及投影机1004进行说明而示的图；图9是用于对实施方式4中的照明装置106及投影机1006进行说明而示的图；图10是用于对实施方式5中的照明装置108及投影机1008进行说明而示的图。
符号的说明
10、20…光源装置，10ax、20ax…光源装置的光轴，12、22…发光管，14…椭圆面反射器，16、26…副镜，18…凹透镜，24…抛物面反射器，50…透光性构件，60、64…反射棱镜，62、66、734a、734b、784…反射面，80、82、230、240、250、824…反射镜，100、102、104、106、108…照明装置，200…色分离导光光学系统，210、220…分色镜，260…入射侧透镜，270、822、830…中继透镜，300R、300G、300B、750、826…聚光透镜，400R、400G、400B…液晶装置，410…微镜型光调制装置，500…十字分色棱镜，600、610…投影光学系统，610ax…投影光轴，700、702、702B、702C…积分器光学系统，710…第1透镜阵列，710a、710b、710c…(第1透镜阵列的)透镜阵列，712a、712b、712c…第1小透镜，720…第2透镜阵列，720a、720b、720c…(第2透镜阵列的)透镜阵列，722a、722b、722c…第2小透镜，730、780…偏振变换元件，730a、730b…偏振分离元件，732a、732b、782…偏振分离面，736a、736b、786…λ/2板，740…重叠透镜，760、760B、760C…积分棒，772…反射层，774…λ/4板，776…反射型偏振板，810…色轮(color wheel)，812R、812G、812B…滤色器，812W…透射区域，814…马达，820…中继光学系统，1000、1004、1006、1008…投影机，L照明光束的轮廓，OC…系统光轴，SCR…屏幕具体实施方式
以下，关于本发明的照明装置及投影机，基于示于图中的实施方式而进行说明。
实施方式1图1，是表示实施方式1中的照明装置100及投影机1000的光学系统的图。图2，是用于对实施方式1中的照明装置100的要部进行说明而示的图。图2(a)为照明装置100的要部的顶视图，而图2(b)则为照明装置100的要部的侧视图。图3，为实施方式1中的照明装置100的要部的立体图。还有，在图3中，关于积分器光学系统700将图示进行省略。
图4，是示意性地表示从第1光源装置10及第2光源装置20所射出的照明光束的流向的图。图5，是用于对积分器光学系统700进行说明而示的图。图6，是第1透镜阵列710的正视图。还有，在图6中，照明光束的轮廓L也一并示出。
还有，在以下的说明中，分别将互相垂直的3个方向作为z轴方向(图1中的系统光轴OC方向)，x轴方向(图1中的平行于纸面且垂直于z轴的方向)及y轴方向(图1中的垂直于纸面且垂直于z轴的方向)。
实施方式1中的投影机1000，如示于图1中地，是具有所谓的2灯式照明装置100，将来自照明装置100的照明光束分离为3束色光而导光于被照明区域的色分离导光光学系统200，作为相应于图像信息而对由色分离导光光学系统200所分离出的3束色光的各自进行调制的电光调制装置的3个液晶装置400R、400G、400B，将通过液晶装置400R、400G、400B所调制过的色光进行合成的十字分色棱镜500，和将通过十字分色棱镜500所合成了的光投影于屏幕SCR等的投影面的投影光学系统600的投影机。
实施方式1中的照明装置100，如示于图1～图3中地，是具有射出大致平行的照明光束的第1光源装置10；射出大致平行的照明光束的第2光源装置20；作为配置于来自第1光源装置10的照明光束的光路的两侧的2个反射元件的反射棱镜60、64；和具有将来自第1光源装置10的照明光束及从第2光源装置20射出而用2个反射棱镜60、64所反射的照明光束，变换为具有更均匀的强度分布的光的功能的积分器光学系统700的照明装置。在2个反射棱镜60、64之间的来自第1光源装置10的照明光束的光路中，配置透光性构件50。
首先，对第1光源装置10及第2光源装置20的构成进行说明。
第1光源装置10，如示于图1～图3中地，具有椭圆面反射器14，在椭圆面反射器14的第1焦点附近具有发光中心的第1发光管12，作为将从第1发光管12朝向被照明区域侧所射出的光朝向第1发光管12进行反射的第1反射单元的第1副镜16，和将来自椭圆面反射器14的聚焦光作为大致平行光射出的凹透镜18。第1光源装置10，射出以光轴10ax为中心轴的光束。
第1发光管12，具有管球部，和延伸于管球部的两侧的一对封装部。管球部，为形成为球状的石英玻璃制，具有配置于该管球部内的一对电极，和封入于管球部内的水银、稀有气体及少量的卤素。作为第1发光管12及后面所述的第2发光管22，能够采用各种发光管，例如，能够采用金属卤化物灯、高压水银灯、超高压水银灯等。
椭圆面反射器14，具有插入、固定于第1发光管12的一方的封装部的筒状的颈状部，和将从第1发光管12所放射的光朝向第2焦点位置进行反射的反射凹面。
第1副镜16，是覆盖第1发光管12的管球部的大致一半，与椭圆面反射器14的反射凹面相对向配置的反射单元。第1副镜16，插入、粘牢于第1发光管12的另一方的封装部。第1副镜16，使从第1发光管12所放射的光之中不朝向椭圆面反射器14的光返回到第1发光管12并入射于椭圆面反射器14。
凹透镜18，配置于椭圆面反射器14的被照明区域侧。而且，构成为使来自椭圆面反射器14的光朝向透光性构件50射出。
第2光源装置20，具有抛物面反射器24，在抛物面反射器24的焦点附近具有发光中心的第2发光管22，和作为将从第2发光管22朝向被照明区域侧射出的光朝向第2发光管22进行反射的第2反射单元的第2副镜26。第2光源装置20，射出以光轴20ax为中心轴的光束。
第2发光管22，具有管球部，和延伸于管球部的两侧的一对封装部。管球部，为形成为球状的石英玻璃制，具有配置于该管球部内的一对电极，和封入管球部内的水银、稀有气体及少量的卤素。
抛物面反射器24，具有插入、固定于第2发光管22的一方的封装部的筒状的颈状部，和将从第2发光管22所放射的光朝向被照明区域侧进行反射的反射凹面。从抛物面反射器24所射出的光成为大致平行光。
第2副镜26，是覆盖第2发光管22的管球部的大致一半，与抛物面反射器24的反射凹面相对向所配置的反射单元。第2副镜26，插入、固定于第2发光管22的另一方的封装部。第2副镜26，使从第2发光管22所放射的光之中不朝向抛物面反射器24的光返回到第2发光管22并入射于抛物面反射器24。
其次，关于反射棱镜60、64及透光性构件50进行说明。
反射棱镜60、64，如示于图1～图3中地，为配置于来自第1光源装置10的照明光束的光路的两侧的反射元件。反射棱镜60，配置于该光路的第2光源装置20侧的预定位置；而反射棱镜64，则配置于该光路的与第2光源装置20相反一侧的预定位置。反射棱镜60，是在三角柱棱镜的一面形成了反射面62的棱镜。反射棱镜64，是在由剖面梯形状构成的棱镜的一面形成了反射面66的棱镜。
反射棱镜60，将从第2光源装置20所射出的照明光束之中从抛物面反射器24的开口面中的一侧大致一半的区域所射出的照明光束，朝向沿光轴10ax(系统光轴OC)的方向进行反射。并且，反射棱镜64，将从第2光源装置20所射出的照明光束之中从抛物面反射器24的开口面中的另一侧大致一半的区域所射出的照明光束，朝向沿光轴10ax(系统光轴OC)的方向进行反射。
通过如此地所构成的反射棱镜60、64，可以使来自第1光源装置10的照明光束不进行反射而原样不动地通过并将来自第2光源装置20的照明光束朝向沿光轴10ax(系统光轴OC)的方向进行反射(参照图4。)。
在此，所谓“抛物面反射器24的开口面中的一侧大致一半的区域”，是指当以垂直于第1光源装置10的光轴10ax并包括第2光源装置20的光轴20ax的假想平面分割抛物面反射器24的开口面时的、从透光性构件50侧看的右侧大致一半的区域(示于图4中的符号R1的区域)。并且，所谓“抛物面反射器24的开口面中的另一侧大致一半的区域”，是指当将抛物面反射器24的开口面以上述的假想平面进行分割时的、从透光性构件50侧看的左侧大致一半的区域(示于图4中的符号R2的区域)。
透光性构件50，配置于2个反射棱镜60、64之间的来自第1光源装置10的照明光束的光路上。透光性构件50，例如，由长方体或立方体的玻璃块构成。
其次，对积分器光学系统700的构成进行说明。
积分器光学系统700，如示于图5及图6中地，具有具有将来自第1光源装置10的照明光束及从第2光源装置20射出而用反射棱镜60、64反射的照明光束，分割为多束部分光束的多个第1小透镜712a、712b、712c的第1透镜阵列710；具有对应于各第1小透镜712a、712b、712c的多个第2小透镜722a、722b、722c的第2透镜阵列720；将来自第2透镜阵列720的部分光束变换为具有大致1种直线偏振分量的光束的偏振变换元件730；和使来自偏振变换元件730的光在被照明区域相重叠的重叠透镜740。
第1透镜阵列710包括具有作为将来自第1光源装置10及第2光源装置20的光分割为多束部分光束的光束分割光学元件的功能、配置于来自第1光源装置10的照明光束的光路上的透镜阵列710a，配置于由反射棱镜60反射的照明光束的光路上的透镜阵列710b，和配置于由反射棱镜64反射的照明光束的光路上的透镜阵列710c这3个透镜阵列。
透镜阵列710a，如示于图6中地，具有多个第1小透镜712a在垂直于z轴的平面内排列为6行、4列的矩阵状的构成。透镜阵列710b，具有多个第1小透镜712b在垂直于z轴的平面内排列为6行、2列的矩阵状的构成。透镜阵列710c，具有多个第1小透镜712c在垂直于z轴的平面内排列为6行、2列的矩阵状的构成。
各第1小透镜712a、712b、712c的轮廓形状设定为呈现与液晶装置400R、400G、400B的图像形成区域的形状大致相似形。在实施方式1中的照明装置100中，各第1小透镜712a、712b、712c，具有“短边∶长边＝3∶4的长方形”的平面形状。
第2透镜阵列720，与重叠透镜740一起，具有使第1透镜阵列710的各第1小透镜712a、712b、712c的像成像于液晶装置400R、400G、400B的图像形成区域附近的功能。第2透镜阵列720，具有与第1透镜阵列710大致同样的构成，并由配置于来自第1光源装置10的照明光束的光路上的透镜阵列720a，配置于由反射棱镜60反射的照明光束的光路上的透镜阵列720b，和配置于由反射棱镜64反射的照明光束的光路上的透镜阵列720c这3个透镜阵列所构成。
透镜阵列720a，虽然在此将由图示的说明进行省略，具有多个第2小透镜722a在垂直于z轴的平面内排列为6行、4列的矩阵状的构成。透镜阵列720b，具有多个第2小透镜722b在垂直于z轴的平面内排列为6行、2列的矩阵状的构成。透镜阵列720c，具有多个第2小透镜722c在垂直于z轴的平面内排列为6行、2列的矩阵状的构成。
偏振变换元件730，是将通过第1透镜阵列710所分割过的各部分光束的偏振方向，作为偏振方向一致了的大致1种直线偏振光进行射出的偏振变换元件。
偏振变换元件730，如示于图5中地，具有2个偏振分离元件730a、730b，和作为配置于各偏振分离元件730a、730b的光射出面中的预定位置的相位差板的λ/2板736a、736b。
偏振分离元件730a具有在从第2透镜阵列720(透镜阵列720a的一部分及透镜阵列720b)所射出的光束之中，使P偏振分量的光束进行透射并将S偏振分量的光束朝向从系统光轴OC远离的方向(x轴方向)进行反射的偏振分离面732a；和将由偏振分离面732a反射的S偏振分量的光束朝向平行于透射了偏振分离面732a的P偏振分量的光束的方向(z轴方向)进行反射的反射面734a。
λ/2板736a，配置于偏振分离元件730a的光射出面中的射出P偏振分量的光束的位置，具有将P偏振分量的光束变换为S偏振分量的光束的功能。
偏振分离元件730b具有在从第2透镜阵列720(透镜阵列720a的一部分及透镜阵列720c)所射出的光束之中，使P偏振分量的光束进行透射并将S偏振分量的光束朝向从系统光轴OC远离的方向(x轴方向)进行反射的偏振分离面732b；和将由偏振分离面732b反射的S偏振分量的光束朝向平行于透射了偏振分离面732b的P偏振分量的光束的方向(z轴方向)进行反射的反射面734b。
λ/2板736b，配置于偏振分离元件730b的光射出面中的射出P偏振分量的光束的位置，具有将P偏振分量的光束变换为S偏振分量的光束的功能。
重叠透镜740，为用于使经过了第1透镜阵列710、第2透镜阵列720及偏振变换元件730的多束部分光束进行聚光而重叠于液晶装置400R、400G、400B的图像形成区域附近的光学元件。重叠透镜740配置成使得重叠透镜740的光轴和照明装置100的系统光轴OC大致相一致。还有，虽然示于图1及图5中的重叠透镜740以1片透镜所构成，但是也可以由组合了多片透镜的复合透镜所构成。
其次，对配置于积分器光学系统700光路后级的各光学要件的构成进行说明。
色分离导光光学系统200，如示于图1中地，具有分色镜210、220，反射镜230、240、250，入射侧透镜260，和中继透镜270。色分离导光光学系统200，具有将从重叠透镜740所射出的照明光束，分离为红色光、绿色光及蓝色光的3束色光；将各自的色光导至成为照明对象的3个液晶装置400R、400G、400B的功能。
分色镜210、220，为在基板上形成有对预定的波长范围的光束进行反射，并使其他的波长范围的光束进行透射的波长选择膜的光学元件。配置于光路前级的分色镜210，是对红色光分量进行反射，并使其他的色光分量进行透射的镜。配置于光路后级的分色镜220，是对绿色光分量进行反射，并使蓝色光分量进行透射的镜。
由分色镜210反射的红色光分量，通过反射镜230所弯折，通过聚光透镜300R而入射于红色光用的液晶装置400R的图像形成区域。
聚光透镜300R，用于将来自重叠透镜740的各部分光束变换为相对于各主光线大致平行的光束而设置。配置于其他的液晶装置400G、400B的光路前级的聚光透镜300G、300B，也与聚光透镜300R同样地构成。
在透射了分色镜210的绿色光分量及蓝色光分量之中，绿色光分量由分色镜220所反射，通过聚光透镜300G而入射于绿色光用的液晶装置400G的图像形成区域。另一方面，蓝色光分量，对分色镜220进行透反射，并通过入射侧透镜260、入射侧的反射镜240、中继透镜270、射出侧的反射镜250及聚光透镜300B而入射于蓝色光用的液晶装置400B的图像形成区域。入射侧透镜260、中继透镜270及反射镜240、250，具有将透射了分色镜220的蓝色光分量一直导至液晶装置400B的功能。
还有，在蓝色光的光路上设置如此的入射侧透镜260、中继透镜270及反射镜240、250，是因为蓝色光的光路的长度比其他的色光的光路的长度长，所以要防止因光的发散等引起的光的利用效率的降低的缘故。在实施方式1中的投影机1000中，虽然因为蓝色光的光路的长度长所以作为如此的构成，但是也可考虑使红色光的光路的长度变长，而将入射侧透镜260、中继透镜270及反射镜240、250用于红色光的光路上的构成。
液晶装置400R、400G、400B，相应于图像信息而对照明光束进行调制，成为照明装置100的照明对象。
液晶装置400R、400G、400B，在一对透明的玻璃基板间密闭封入了为电光物质的液晶，例如，以多晶硅TFT作为开关元件，按照所提供的图像信息，对从入射侧偏振板射出的1种直线偏振光的偏振方向进行调制。
作为液晶装置400R、400G、400B，采用图像形成区域具有“短边∶长边＝3∶4的长方形”的平面形状的液晶装置。
还有，虽然将图示进行了省略，但是在各聚光透镜300R、300G、300B和各液晶装置400R、400G、400B之间，分别间插配置入射侧偏振板；而在各液晶装置400R、400G、400B和十字分色棱镜500之间，则分别间插配置射出侧偏振板。通过这些入射侧偏振板，液晶装置400R、400G、400B及射出侧偏振板而进行入射进来的各色光的光调制。
十字分色棱镜500，为将按从射出侧偏振板所射出的每色光调制的光学像进行合成而形成彩色图像的光学元件。该十字分色棱镜500，呈现使4个直角棱镜相贴合的平面看大致正方形状，在使彼此直角棱镜之间相贴合的大致X字状的界面上，形成电介质多层膜。形成于大致X字状的一方的界面上的电介质多层膜，对红色光进行反射；而形成于另一方的界面上的电介质多层膜，则对蓝色光进行反射。通过由这些电介质多层膜而弯折红色光及蓝色光，使得与绿色光的行进方向相一致，从而合成3束色光。
从十字分色棱镜500所射出的彩色图像，通过投影光学系统600所放大投影，在屏幕SCR上形成大画面图像。
若依照于如以上所述构成的实施方式1中的照明装置100，则因为使来自第1光源装置10的照明光束不进行反射而原样不动地通过，在来自第1光源装置10的照明光束的光路的两侧配置2个反射棱镜60、64，所以关于第1光源装置10，不仅光源装置10中的中央部分的照明光束，就连现有作为照明光利用不了的周边部分的照明光束也变得可以进行利用。并且，因为2个反射棱镜60、64的各自配置成，使得对从第2光源装置20的抛物面反射器24的开口面中的一侧大致一半的区域所射出的照明光束、及从另一侧大致一半的区域所射出的照明光束进行反射，所以关于第2光源装置20，不仅光源装置20中的中央部分的照明光束，就连现有作为照明光利用不了的周边部分的照明光束也变得可以进行利用。即，若依照于实施方式1中的照明装置100，则因为关于第1光源装置10及第2光源装置20的任一，都可以利用光源装置中的中央部分的照明光束及周边部分的照明光束这双方，所以可以谋求高亮度化，并使光利用效率比现有高。
并且，若依照于实施方式1中的照明装置100，则因为配置第1光源装置10及第2光源装置20使得照明光束的射出方向变成互不相同的方向，并通过采用2个反射棱镜60、64而构成为使从第1光源装置10及第2光源装置20所射出的照明光束的射出方向一致于一个方向，所以能够构成小型的照明装置。
并且，若依照于实施方式1中的照明装置100，则因为作为第1光源装置10而采用由椭圆面反射器及凹透镜构成的光源装置，所以能够使从第1光源装置10所射出的照明光束的径向尺寸比较小。即，因为能够使2个反射棱镜之间的距离比较短，所以即使反射棱镜60、64的大小变得比现有大，仍可以作为照明装置整体而维持小型的照明装置。
并且，若依照于实施方式1中的照明装置100，则因为在第1发光管12设置上述的第1副镜16，在第2发光管22设置上述的第2副镜26，所以不必将椭圆面反射器14及抛物面反射器24的大小设定为一直覆盖到第1发光管12及第2发光管22的被照明区域侧端部的大小，能够谋求椭圆面反射器14及抛物面反射器24的小型化，作为结果可以实现小型的照明装置。进而，因为通过能够谋求椭圆面反射器14及抛物面反射器24的小型化，而能够使配置于光路后级的积分器光学系统700的大小变小，所以成为更加小型的照明装置。
从而，实施方式1中的照明装置100，成为高亮度且小型，而可以使光利用效率比现有高的照明装置。
并且，在实施方式1中的照明装置100中，因为作为第1光源装置10而采用由椭圆面反射器及凹透镜构成的光源装置，作为第2光源装置20而采用由抛物面反射器构成的光源装置，所以进一步具有以下的效果。
即，在实施方式1中的照明装置100中，虽然从第1光源装置10所射出的照明光束将通过积分器光学系统700的中心区域，但是若依照于实施方式1中的照明装置100，则因为作为第1光学装置10，采用可以在照明光束的中心部分处消除由发光管及副镜产生的阴影的区域(平面光强度分布极端地小的区域)的、由椭圆面反射器及凹透镜构成的光源装置，所以可以对起因于在照明光束的中心部分处存在由发光管及副镜产生的阴影的区域、而造成被照明区域中的平面光强度分布变得不均匀的情况进行抑制。
并且。若依照于实施方式1中的照明装置100，则因为作为第2光源装置20而采用由照明光束的平行度高的抛物面反射器构成的光源装置，所以可以对起因于从第2光源装置20到各反射棱镜60、64(配置于第2光源装置20侧的反射棱镜60及配置于与第2光源装置20相反侧的反射棱镜64)的距离各自不同、而造成被照明区域中的平面光强度分布变得不均匀的情况进行抑制。
在实施方式1中的照明装置100中，在2个反射棱镜60、64之间的来自第1光源装置10的照明光束的光路上，配置透光性构件50。因为构成透光性构件50的介质的折射率比空气的折射率大，所以可以使通过透光性构件50部分的照明光束的光路长度比较短。其结果，可以使照明装置100更加小型紧凑。
在实施方式1中的照明装置100中，作为2个反射元件，采用反射棱镜60、64。因为构成反射棱镜60、64的介质的折射率比空气的折射率大，所以可以使通过反射棱镜60、64部分的照明光束的光路长度比较短。其结果，可以使照明装置100更加小型。
在实施方式1中的照明装置100中，透光性构件50，反射棱镜60、64，凹透镜18，和第1透镜阵列710，通过粘接层而分别粘接。由此，因为各构件间的不希望的反射减少，所以光利用效率提高而杂散光水平下降。并且，能够容易地将这些各构件进行一体化，能够防止装置组装后的位置偏移的发生于未然。
还有，更优选采用具有与上述各构件大致相同的折射率的粘接剂。
在实施方式1中的照明装置100中，因为积分器光学系统700，具有上述的第1透镜阵列710，上述的第2透镜阵列720，将来自第2透镜阵列720的各自的部分光束变换为具有大致1种直线偏振分量的光束的偏振变换元件730，和使来自偏振变换元件730的各自的光在被照明区域进行重叠的重叠透镜740，所以通过第1透镜阵列710、第2透镜阵列720及重叠透镜740的作用，可以使照明光束的平面内光强度分布更加均匀。并且，通过偏振变换元件730的作用，因为可以使照明光束的偏振方向一致于大致1种偏振方向，所以在采用了如液晶装置那样的对偏振方向进行控制的电光调制装置的投影机中尤其适合。
在实施方式1中的照明装置100中，第1透镜阵列710，由配置于来自第1光源装置10的照明光束的光路上而在沿第1小透镜的长边方向的方向(x轴方向)上分割为4列的透镜阵列710a，配置于由反射棱镜60反射的照明光束的光路上而分割为2列的透镜阵列710b，和配置于由反射棱镜64反射的照明光束的光路上而分割为2列的透镜阵列710c这3个透镜阵列所构成。并且，第2透镜阵列720，由配置于来自第1光源装置10的照明光束的光路上、而在沿第2小透镜的长边方向的方向上分割为4列的透镜阵列720a，配置于由反射棱镜60反射的照明光束的光路上而分割为2列的透镜阵列720b，和配置于由反射棱镜64反射的照明光束的光路上而分割为2列的透镜阵列720c这3个透镜阵列所构成。
由此，因为能够分别以3个透镜阵列构成第1透镜阵列710及第2透镜阵列720，与第1透镜阵列及第2透镜阵列分别由1个透镜阵列所构成的情况相比较，能够使各透镜阵列的大小变小，所以能够容易地进行第1透镜阵列710及第2透镜阵列720的设计及制造。
并且，通过如上述地将各透镜阵列分割为4列及2列，能够使液晶装置400R、400G、400B的被照明区域中的光强度分布在一定程度上均匀化，并使各小透镜的大小为在一定程度以上的大小。由此，因为各第1小透镜的短边的长度不会变得极端地短，所以第1透镜阵列710的各第1小透镜712a、712b、713c的像，被相对应的第2透镜阵列720的各第2小透镜722a、722b、723c良好地所接受，可以得到良好的光利用效率。
并且，因为在实施方式1中的照明装置100中，构成第1透镜阵列710的各透镜阵列710a、710b、710c，是在沿第1小透镜中的短边方向的方向(y轴方向)上分割为6行的透镜阵列；而构成第2透镜阵列720的各透镜阵列720a、720b、720c，则是在沿第2小透镜中的短边方向的方向上分割为6行的透镜阵列；所以可以得到由透镜阵列带来的充分的光均匀化效果并可使配置于光路后级的偏振变换元件730为比较简单而小型的结构。实施方式1中的照明装置100，成为适合于具备图像形成区域的纵横比为3∶4的电光调制装置的投影机的照明装置。
在实施方式1中的照明装置100中，如示于图5中地，第2透镜阵列720中的沿x轴方向的长度，因为与第1透镜阵列710中的沿x轴方向的长度大致相同，所以作为第1透镜阵列710(透镜阵列710a、710b、710c)及第2透镜阵列720(透镜阵列720a、720b、720c)而可以采用无偏心或偏心小的透镜阵列，第1透镜阵列710及第2透镜阵列720的制造变得容易。
实施方式1中的投影机1000，是具备上述的实施方式1中的照明装置100，相应于图像信息对来自照明装置100的光进行调制的液晶装置400R、400G、400B，和将通过液晶装置400R、400G、400B所调制过的光进行投影的投影光学系统600的投影机。
因此，若依照于实施方式1中的投影机1000，则因为具备上述的优异的照明装置100，所以成为高亮度且小型，可以使光利用效率比现有高的投影机。
实施方式2图7，是用于对实施方式2中的照明装置102进行说明而示的图。图7(a)是照明装置102的要部的顶视图，图7(b)是照明装置102的要部的立体图。还有，在图7中，关于与图2(a)及图3相同的构件附加相同的符号，而详细的说明进行省略。
实施方式2中的照明装置102，虽然具有基本上与实施方式1中的照明装置100很相似的构成，但是反射元件的种类与实施方式1中的照明装置100不相同。
即，在实施方式2中的照明装置102中，如示于图7中地，作为2个反射元件，采用反射镜80、82。
反射镜80，配置于来自第1光源装置10的照明光束的光路的第2光源装置20侧的预定位置；而反射镜82，则配置于与该光路的第2光源装置20相反一侧的预定位置。
反射镜80，将在从第2光源装置20所射出的照明光束之中、从抛物面反射器24的开口面中的一侧大致一半的区域所射出的光束，朝向沿光轴10ax(系统光轴OC)的方向进行反射。并且，反射镜82，将在从第2光源装置20所射出的照明光束之中、从抛物面反射器24的开口面中的另一侧大致一半的区域所射出的光束，朝向沿光轴10ax(系统光轴OC)的方向进行反射。
通过如此地所构成的反射镜80、82，与实施方式1中的照明装置100的情况同样地，可以使来自第1光源装置10的光束不进行反射而原样不动(直接)地通过、并将来自第2光源装置20的照明光束朝向沿光轴10ax(系统光轴OC)的方向进行反射。
如此地，实施方式2中的照明装置102，虽然反射元件的种类与实施方式1中的照明装置100不相同，但是因为关于其他点则具有与实施方式1中的照明装置100同样的构成，所以与实施方式1中的照明装置100的情况同样地，成为高亮度且小型，可以使光利用效率比现有高的照明装置。
实施方式2中的照明装置102，在反射元件的种类以外的点，因为具有与实施方式1中的照明装置100同样的构成，所以具有与实施方式1中的照明装置100的情况同样的效果。
实施方式3当对实施方式3中的照明装置104及投影机1004的特征及效果进行说明时，首先，关于投影机1004的构成，采用图8进行说明。
图8，是用于对实施方式3中的照明装置104及投影机1004进行说明而示的图。图8(a)是表示投影机1004的光学系统的俯视图，图8(b)是表示投影机1004的光学系统的侧视图，图8(c)是沿系统光轴OC看色轮810的图。还有，在图8(a)及图8(b)中，关于与图1相同的构件附加相同的符号，而详细的说明进行省略。
实施方式3中的投影机1004，如示于图8(a)及图8(b)中地，是具有照明装置104，将来自照明装置104的照明光束导至被照明区域的中继光学系统820，作为相应于图像信息而对来自中继光学系统820的光进行调制的电光调制装置的微镜型光调制装置410，和将通过微镜型光调制装置410所调制的光投影于屏幕SCR等的投影面的投影光学系统610的投影机。
实施方式3中的照明装置104是具有射出大致平行的照明光束的第1光源装置10；射出大致平行的照明光束的第2光源装置20；作为配置于来自第1光源装置10的照明光束的光路的两侧的2个反射元件的反射棱镜60、64；和具有将来自第1光源装置10的照明光束及从第2光源装置20所射出而由2个反射棱镜60、64反射的照明光束，变换为具有更均匀的强度分布的光的功能的积分器光学系统720的照明装置。在2个反射棱镜60、64之间的来自第1光源装置10的照明光束的光路上，配置透光性构件50。
关于第1光源装置10，第2光源装置20，反射棱镜60、64及透光性构件50，因为与在实施方式1进行了说明的相同，所以将说明省略。
积分器光学系统702，具有将来自第1光源装置10的照明光束及从第2光源装置20所射出而由反射棱镜60、64反射的照明光束，变换为聚焦光而进行射出的聚光透镜750；和将来自聚光透镜750的照明光束变换为具有更均匀的强度分布的光的积分棒760。
聚光透镜750，具有使来自第1光源装置10及第2光源装置20的照明光束聚光于积分棒760的光入射面附近的功能。还有，虽然示于图8(a)及图8(b)中的聚光透镜750以1片透镜所构成，但是也可以由组合了多片透镜的复合透镜所构成。
积分棒760，是具有通过用内面使来自聚光透镜750的光进行多重反射，而将来自聚光透镜750的光变换为具有更均匀的强度分布的光的功能的光学构件。作为积分棒760，例如，能够合适地采用实心的玻璃棒。
积分棒760的光射出面的形状，设定为呈现与微镜型光调制装置410的图像形成区域的形状大致相似形。但是，因为系统光轴OC相对于微镜型光调制装置410的中心轴倾斜所配置，所以照射于微镜型光调制装置410的光，变得具有相应于该倾斜而畸变了的轮廓形状。从而，作为如此的情况下的积分棒760的光射出面的形状，更优选为对照射于微镜型光调制装置410的光的轮廓的畸变进行校正的形状。
在积分棒760的光射出侧，配置色轮810。色轮810，如示于图8(c)中地，是在沿旋转方向所划分出的4个扇形的区域形成了3个透射型的滤色器812R、812G、812B的圆板状构件。在色轮810的中心部分，配置用于使色轮810旋转的马达814。
滤色器812R，在来自积分棒760的照明光束之中，通过使红的波长范围的光进行透射，并将其他的波长范围的光进行反射或吸收，而仅使红色光分量进行透射。同样地，滤色器812G、812B，分别地，在来自积分棒760的照明光束之中，通过使绿或蓝的波长范围的光进行透射，并将其他的波长范围的光进行反射或吸收，而仅使绿色光分量或蓝色光分量进行透射。滤色器812R、812G、812B，例如，能够合适地采用电介质多层膜、采用涂料所形成的滤色器板等。在4个扇形的区域中，滤色器812R、812G、812B以外的部分，成为透光区域812W，来自积分棒760的光能够原样不动地通过。通过该透光区域812W，能够提高投影图像中的亮度，能够确保投影图像的明亮度。
还有，色轮810也可以进行省略，该情况下的投影图像是单色图像。
从积分棒760所射出的照明光束，由于通过色轮810，而如上述地成为包括红色光、绿色光及蓝色光的3种色光分量的照明光束；该照明光束，通过中继光学系统820所放大，而照射于微镜型光调制装置410的图像形成区域上。
中继光学系统820，具有中继透镜822、反射镜824和聚光透镜826，并具有将来自照明装置104(色轮810)的照明光束导至微镜型光调制装置410的图像形成区域的功能。
中继透镜822，与聚光透镜826一起，具有使来自照明装置104的照明光束不发散而成像于微镜型光调制装置410的图像形成区域附近的功能。还有，虽然示于图8(a)及图8(b)中的中继透镜822以1片透镜所构成，但是也可以由组合了多片透镜的复合透镜所构成。
反射镜824，相对于系统光轴OC倾斜地配置，使来自中继透镜822的照明光束弯折，并向微镜型光调制装置410进行导光。由此，能够使投影机为小型。
聚光透镜826，使来自中继透镜822及反射镜824的照明光束大致重叠于微镜型光调制装置410的图像形成区域，并且，与投影光学系统610一起将通过微镜型光调制装置410所调制过的光进行放大投影。
微镜型光调制装置410，是具有通过相应于图像信息以对应于各像素的微镜对来自中继光学系统820的光进行反射、从而将表示图像的图像光向投影光学系统610进行射出的功能的反射方向控制型光调制装置。作为微镜型光调制装置410，例如，能够采用DMD(数字微镜器件)(TI公司的商标)。
从微镜型光调制装置410所射出的图像光，通过投影光学系统610所放大投影，在屏幕SCR上形成大画面图像。
微镜型光调制装置410和投影光学系统610，配置为各自的中心轴相一致。还有，在使实施方式3中的投影机1004为具有俯仰(倾斜，あおり)投影的构成的投影机的情况下，优选地，构成为使得投影光学系统610的投影光轴610ax相对于微镜型光调制装置410的中心轴而偏离于俯仰方向。
在如以上所述构成的实施方式3中的照明装置104及投影机1004中，也与实施方式1中的照明装置100及投影机1000的情况同样地，因为使来自第1光源装置10的照明光束不进行反射而原样不动地通过地，在来自第1光源装置10的照明光束的光路的两侧配置2个反射棱镜60、64，所以关于第1光源装置10，不仅光源装置10中的中央部分的照明光束，就连现有作为照明光而利用不了的周边部分的照明光束也变得可以进行利用。并且，因为2个反射棱镜60、64的各自配置成，使得对从第2光源装置20的抛物面反射器24的开口面中的一侧大致一半的区域所射出的照明光束、及从另一侧大致一半的区域所射出的照明光束进行反射，所以关于第2光源装置20，不仅光源装置20中的中央部分的照明光束，就连现有作为照明光而利用不了的周边部分的照明光束也变得可以进行利用。即，若依照于实施方式1中的照明装置100，则因为关于第1光源装置10及第2光源装置20的任一，都可以利用光源装置中的中央部分的照明光束及周边部分的照明光束的双方，所以可以谋求高亮度化，并使光利用效率比现有高。
并且，若依照于实施方式3中的照明装置104，则因为使得照明光束的射出方向变成互不相同的方向地配置第1光源装置10及第2光源装置20，并构成为通过采用2个反射棱镜60、64而使从第1光源装置10及第2光源装置20所射出的照明光束的射出方向一致于一个方向，所以能够构成小型的照明装置。
并且，若依照于实施方式3中的照明装置104，则因为作为第1光源装置10而采用由椭圆面反射器及凹透镜构成的光源装置，所以能够使从第1光源装置10所射出的照明光束的径向尺寸比较小。即，因为能够使2个反射棱镜之间的距离比较短，所以即使反射棱镜60、64的大小变得比现有大，仍可以作为照明装置整体而维持小型的照明装置。
并且，若依照于实施方式3中的照明装置104，则因为在第1发光管12处设置第1副镜16，在第2发光管22处设置第2副镜26，所以不必将椭圆面反射器14及抛物面反射器24的大小设定为一直覆盖到第1发光管12及第2发光管22的被照明区域侧端部的大小，能够谋求椭圆面反射器14及抛物面反射器24的小型化，作为结果可以实现小型的照明装置。进而，因为通过能够谋求椭圆面反射器14及抛物面反射器24的小型化，而能够使配置于光路后级的积分器光学系统702的大小变小，所以成为更加小型的照明装置。
从而，实施方式3中的照明装置104，成为高亮度且小型，而可以使光利用效率比现有高的照明装置。
实施方式3中的照明装置104，在积分器光学系统的构成以外的点，因为具有与实施方式1中的照明装置100同样的构成，所以具有与实施方式1中的照明装置100的情况同样的效果。
实施方式3中的投影机1004，因为具备上述的照明装置104，所以成为高亮度且小型，可以使光利用效率比现有高的投影机。
实施方式4图9，是用于对实施方式4中的照明装置106及投影机1006进行说明而示的图。图9(a)是表示投影机1006的光学系统的俯视图，图9(b)是表示投影机1006的光学系统的侧视图，图9(c)是沿系统光轴OC看积分棒760B的光入射面的图。还有，在图9(a)及图9(b)中，关于与图1及图8相同的构件附加相同的符号，而详细的说明进行省略。
实施方式4中的照明装置106，虽然具有基本上与实施方式1中的照明装置100很相似的构成，但是积分器光学系统的构成与实施方式1中的照明装置100不相同。
即，在实施方式4中的照明装置106中，如示于图9(a)及图9(b)中地，积分器光学系统702B，具有将来自第1光源装置10的照明光束及从第2光源装置20所射出而由反射棱镜60、64反射的照明光束变换为聚焦光而进行射出的聚光透镜750；将来自聚光透镜750的照明光束变换为具有更均匀的强度分布的光的积分棒760B；配置于积分棒760B的光入射面，在中央部具有用于光入射的开口部的反射层772；配置于积分棒760B的光射出面的λ/4板774；和配置于λ/4板774的光射出侧的反射型偏振板776。
积分棒760B，是具有通过以内面使来自聚光透镜750的光进行多重反射，而将来自聚光透镜750的光变换为具有更均匀的强度分布的光的功能的光学构件。作为积分棒760B，例如，能够合适地采用实心的玻璃棒。
积分棒760B的光射出面的形状，设定为呈现与液晶装置400R、400G、400B的图像形成区域的形状大致相似形。
还有，在照明装置106的光路后级，配置对来自照明装置106的照明光束进行导光的中继透镜830。中继透镜830，与聚光透镜300R、300G、300B一起，具有使来自照明装置106的照明光束不发散而成像于液晶装置400R、400G、400B的图像形成区域附近的功能。还有，虽然示于图9(a)及图9(b)中的中继透镜830以1片透镜所构成，但是也可以由组合了多片透镜的复合透镜所构成。
如此地，实施方式4中的照明装置106，虽然与实施方式1中的照明装置100相比，积分器光学系统的构成不相同，但是因为关于其他点则具有与实施方式1中的照明装置100同样的构成，所以与实施方式1中的照明装置100的情况同样地，成为高亮度且小型，可以使光利用效率比现有高的照明装置。
并且，在实施方式4中的照明装置106中，如示于图9中地，积分器光学系统702B，进一步具有配置于积分棒760B的光入射面，在中央部具有用于光入射的开口部的反射层772；配置于积分棒760B的光射出面的λ/4板774；和配置于λ/4板774的光射出侧的反射型偏振板776。
由此，在入射于积分棒760B的照明光束之中的一方的偏振分量(例如S偏振分量)的照明光束通过反射型偏振板776的情况下，另一方的偏振分量(例如P偏振分量)的照明光束由反射型偏振板776所反射。该反射光由配置于积分棒760B的光入射面上的反射层772所反射，再次到达于反射型偏振板776上。此时，该光因为已经两次通过λ/4板774，所以偏振方向旋转90度，并作为一方的偏振分量的照明光束而通过反射型偏振板776。即，可以使从积分棒760B所射出的光的偏振方向一致于大致1种偏振方向。从而，在采用了如液晶装置那样的对偏振方向进行控制的电光调制装置的投影机中尤其适合。
实施方式4中的照明装置106，在积分器光学系统的构成以外的点，因为具有与实施方式1中的照明装置100同样的构成，所以具有与实施方式1中的照明装置100的情况同样的效果。
实施方式4中的投影机1006，因为具备上述的照明装置106，所以成为高亮度且小型，可以使光利用效率比现有高的投影机。
实施方式5图10，是用于对实施方式5中的照明装置108及投影机1008进行说明而示的图。图10(a)是表示投影机1008的光学系统的俯视图，图10(b)是表示投影机1008的光学系统的侧视图，图10(c)是偏振变换元件780及积分棒760C的立体图。还有，在图10(a)及图10(b)中，关于与图1及图9相同的构件附加相同的符号，而详细的说明进行省略。
实施方式5中的照明装置108，虽然具有基本上与实施方式4中的照明装置106很相似的构成，但是积分器光学系统的构成与实施方式4中的照明装置106不相同。
实施方式5中的照明装置108，如示于图10中地，积分器光学系统702C，具有将来自第1光源装置10的照明光束及从第2光源装置20射出而由反射棱镜60、64反射的照明光束变换为聚焦光而进行射出的聚光透镜750；将来自聚光透镜750的照明光束变换为具有大致1种直线偏振分量的光束的偏振变换元件780；和将来自偏振变换元件780的照明光束变换为具有更均匀的强度分布的光的积分棒760C。
偏振变换元件780，具有使包括在来自聚光透镜750的照明光束中的偏振分量之中的一方的直线偏振分量(例如P偏振分量)原样不动地进行透射，并将另一方的直线偏振分量(例如S偏振分量)向垂直于系统光轴OC的方向(x轴方向)进行反射的偏振分离面782；将由偏振分离面782反射的另一方的直线偏振分量向平行于系统光轴OC的方向(z轴方向)进行反射的反射面784；和作为将透射了偏振分离面782的一方的直线偏振分量变换为另一方的直线偏振分量的相位差板的λ/2板786。
还有，偏振变换元件780，也可以将使P偏振分量的照明光束进行透射并对S偏振分量的照明光束进行反射的偏振分离面780，替换为使S偏振分量的照明光束进行透射并对P偏振分量的照明光束进行反射的其他的偏振分离面。
积分棒760C，是具有通过以内面使来自偏振变换元件780的光进行多重反射，而将来自偏振变换元件780的光变换为具有更均匀的强度分布的光的功能的光学构件。作为积分棒760C，例如，能够合适地采用实心的玻璃棒。
积分棒760C的光射出面的形状，设定为呈现与液晶装置400R、400G、400B的图像形成区域的形状大致相似形。
如此地，实施方式5中的照明装置108，虽然与实施方式4中的照明装置106相比，积分器光学系统的构成不相同，但是因为关于其他点则具有与实施方式1及4中的照明装置100、106同样的构成，所以与实施方式1及4中的照明装置100、106的情况同样地，成为高亮度且小型，可以使光利用效率比现有高的照明装置。
并且，在实施方式5中的照明装置108中，积分器光学系统702C，进一步具有配置于积分器光学系统702C的光入射侧，将来自聚光透镜750的照明光束变换为具有大致1种直线偏振分量的光束的偏振变换元件780。由此，因为可以使入射于积分棒760C的光的偏振方向一致于大致1种偏振方向上，所以在采用了如液晶装置那样的对偏振方向进行控制的电光调制装置的投影机中尤其适合。
并且，在实施方式5中的照明装置108中，如示于图10中地，因为积分棒760C和偏振变换元件780，通过具有与积分棒760C和偏振变换元件780相同的折射率的粘接剂相粘接，所以可抑制偏振变换元件780和积分棒760C之间的不希望的多重反射，光利用效率下降而杂散光水平上升的现象消失。并且，能够容易地使偏振变换元件780和积分棒760C进行一体化。并且，在偏振变换元件780和积分棒760C之间，能够防止装置组装后的位置偏移的发生于未然。
实施方式5中的照明装置108，在积分器光学系统的构成以外的点，因为具有与实施方式1及4中的照明装置100、106同样的构成，所以具有与实施方式1及4中的照明装置100、106的情况同样的效果。
实施方式5中的投影机1008，因为具备上述的照明装置108，所以成为高亮度且小型，可以使光利用效率比现有高的投影机。
以上，虽然基于上述的各实施方式而对本发明的照明装置及投影机进行了说明，但是本发明并非限定于上述的各实施方式，可以在不脱离其主旨的范围以各种方式进行实施，例如也可以为如下的变形。
(1)在上述各实施方式的照明装置100～108中，虽然作为第1光源装置10而采用由椭圆面反射器及凹透镜构成的光源装置，作为第2光源装置20而采用了由抛物面反射器构成的光源装置，但是本发明并非限定于此，既能够作为第1光源装置而采用由抛物面反射器构成的光源装置，也能够作为第2光源装置而采用由椭圆面反射器及凹透镜构成的光源装置。
(2)在上述各实施方式的照明装置100～108中，虽然作为配设于发光管的反射单元而采用了副镜，但是本发明并非限定于此，也优选作为反射单元而采用反射膜。并且，在上述各实施方式的照明装置100～108中，虽然对在发光管处配设了作为反射单元的副镜的照明装置进行例示而进行说明，但是本发明并非限定于此，也可以在未配设副镜的照明装置中应用本发明。
(3)在上述实施方式3～5中的照明装置104～108中，虽然作为积分棒，采用内面全反射型的实心的玻璃棒，但是本发明并非限定于此，例如，也可以采用使4片反射镜的反射面朝向内侧相贴合了的筒状的光通道(lighttunnel)等的空心的棒。
(4)在上述实施方式1及3～5中的照明装置100、104～108中，虽然对通过粘接层而分别粘接透光性构件50，反射棱镜60、64，凹透镜18，和第1透镜阵列710的情况进行例示而进行了说明，但是本发明并非限定于此，也可以分别隔离地配置这些各构件。
(5)在上述各实施方式的照明装置100～108中，虽然对在2个反射棱镜60、64之间的来自第1光源装置10的照明光束的光路、或2个反射镜80、82之间的来自第1光源装置10的照明光束的光路上配置透光性构件50的情况，进行例示而进行了说明，但是本发明并非限定于此，也可以不配置透光性构件。
(6)在上述各实施方式中，也可以适当改变反射元件的构成(组合)。例如，在实施方式1中的照明装置100中，也可以为构成代替第2光源装置20侧的反射棱镜60，而采用以实施方式2说明过的反射镜80。
(7)在上述实施方式1、4及5中的投影机1000、1006、1008中，虽然作为液晶装置，采用了图像形成区域具有“短边∶长边＝3∶4的长方形”的平面形状的液晶装置400R、400G、400B，但是本发明并非限定于此，也能够采用图像形成区域具有“短边∶长边＝9∶16的长方形”的平面形状的宽视(wide vision)用的液晶装置。在该情况下，作为第1透镜阵列，优选采用由以下3个透镜阵列所构成配置于来自第1光源装置10的照明光束的光路上，各第1小透镜在垂直于z轴的平面内排列为7行、4列的矩阵状的透镜阵列；配置于由反射棱镜60反射的照明光束的光路上，各第1小透镜在垂直于z轴的平面内排列为7行、2列的矩阵状的透镜阵列；和配置于由反射棱镜64反射的照明光束的光路上，各第1小透镜在垂直于z轴的平面内排列为7行、2列的矩阵状的透镜阵列。
(8)虽然上述实施方式1、4及5中的投影机1000、1006、1008为透射型的投影机，但是本发明并非限定于此。也可以应用于反射型的投影机中。在此，所谓“透射型”，是指如透射型的液晶装置等那样的、作为光调制单元的电光调制装置为使光进行透射的类型；所谓“反射型”，则是指如反射型的液晶装置等那样的、作为光调制单元的电光调制装置为对光进行反射的类型。在反射型的投影机中应用了该发明的情况下，也能够得到与透射型的投影机同样的效果。
(9)在上述实施方式1、4及5中的投影机1000、1006、1008中，虽然对采用了3个液晶装置400R、400G、400B的投影机进行例示而进行了说明，但是本发明并非限定于此，也可以应用于采用了1个、2个或4个以上的液晶装置的投影机中。
(10)在上述实施方式3中的投影机1004中，虽然对采用了1个微镜型光调制装置410的投影机进行例示而进行了说明，但是本发明并非限定于此，也可以应用于采用了多个微镜型光调制装置的投影机中。
(11)在上述实施方式3中的投影机1004中，虽然在积分棒760的光射出侧配置色轮810，但是本发明并非限定于此，也可以在积分棒的光入射侧配置色轮。
(12)本发明，既可以为应用于从观看投影图像侧进行投影的前投影型投影机中的情况，也可以为应用于从与观看投影图像侧相反的侧进行投影的背投影型投影机中的情况。
权利要求
1.一种照明装置，其特征在于，具备第1光源装置，其具有椭圆面反射器，在所述椭圆面反射器的第1焦点附近具有发光中心的第1发光管，将从所述第1发光管朝向被照明区域侧射出的光朝向所述第1发光管进行反射的第1反射单元，和使来自所述椭圆面反射器的聚焦光作为大致平行光进行射出的凹透镜，射出以第1光轴作为中心轴的照明光束；第2光源装置，其具有抛物面反射器，在所述抛物面反射器的焦点附近具有发光中心的第2发光管，和将从所述第2发光管朝向被照明区域侧射出的光朝向所述第2发光管进行反射的第2反射单元，射出以第2光轴作为中心轴的照明光束；
2个反射元件，其配置于来自所述第1光源装置的照明光束的光路的两侧，使来自所述第1光源装置的照明光束不进行反射而原样不动地通过并将来自所述第2光源装置的照明光束朝向沿所述第1光轴的方向进行反射；和积分器光学系统，其具有将来自所述第1光源装置的照明光束及从所述第2光源装置所射出并由所述2个反射元件反射的照明光束，变换为具有更均匀的强度分布的光的功能；其中，在所述2个反射元件之中配置于所述第2光源装置侧的反射元件，将在从所述第2光源装置所射出的照明光束之中从所述抛物面反射器的开口面中的一侧大致一半的区域所射出的照明光束，朝向沿所述第1光轴的方向进行反射；在所述2个反射元件之中配置于与所述第2光源装置相反一侧的反射元件，将在从所述第2光源装置所射出的照明光束之中从所述抛物面反射器的开口面中的另一侧大致一半的区域所射出的照明光束，朝向沿所述第1光轴的方向进行反射。
2.按照权利要求1所述的照明装置，其特征在于在所述2个反射元件之间的、来自所述第1光源装置的照明光束的光路上，配置有透光性构件。
3.按照权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于所述2个反射元件，为反射棱镜或反射镜。
4.按照权利要求1～3中的任何一项所述的照明装置，其特征在于，所述积分器光学系统，具有聚光透镜，其将来自所述第1光源装置的照明光束、及从所述第2光源装置射出并由所述2个反射元件反射的照明光束，变换为聚焦光而射出；和积分棒，其将来自所述聚光透镜的照明光束变换为具有更均匀的强度分布的光。
5.按照权利要求4所述的照明装置，其特征在于在所述积分棒的光入射面，配置在中央部具有用于光入射的开口部的反射层；在所述积分棒的光射出面，沿光行进方向按先后顺序配置有λ/4板和反射型偏振板。
6.按照权利要求4所述的照明装置，其特征在于还具有偏振变换元件，其配置于所述积分棒的光入射侧，将来自所述聚光透镜的照明光束变换为具有大致1种直线偏振分量的光束。
7.按照权利要求1～3中的任何一项所述的照明装置，其特征在于，所述积分器光学系统，具有第1透镜阵列，其具有将来自所述第1光源装置的照明光束及从所述第2光源装置所射出并由所述2个反射元件反射的照明光束，分割为多束部分光束的多个第1小透镜；第2透镜阵列，其具有对应于所述第1透镜阵列的各第1小透镜的第2小透镜；偏振变换元件，其将来自所述第2透镜阵列的各自的部分光束变换为具有大致1种直线偏振分量的光束；和重叠透镜，其使来自所述偏振变换元件的各自的光在被照明区域重叠。
8.按照权利要求7所述的照明装置，其特征在于，所述第1透镜阵列及所述第2透镜阵列，构成为分别包括以下3个透镜阵列配置于来自所述第1光源装置的照明光束的光路上，在沿各第1小透镜或各第2小透镜中的长边方向的方向上分割为4列的透镜阵列；配置于由配置于所述第2光源装置侧的反射元件反射的照明光束的光路上，在沿各第1小透镜或各第2小透镜中的长边方向的方向上分割为2列的透镜阵列；和配置于由配置于与所述第2光源装置侧相反一侧的反射元件反射的照明光束的光路上，在沿各第1小透镜或各第2小透镜中的长边方向的方向上分割为2列的透镜阵列。
9.一种投影机，其特征在于，具备权利要求1～8中的任何一项所述的照明装置，相应于图像信息对来自所述照明装置的光进行调制的电光调制装置，和将通过所述电光调制装置调制的光进行投影的投影光学系统。
全文摘要
本发明提供高亮度且小型，可以使光利用效率比现有高的照明装置。照明装置(100)具备具有椭圆面反射器(14)，第1发光管(12)，第1副镜(16)及凹透镜(18)，并射出以第1光轴(10ax)作为中心轴的照明光束的第1光源装置(10)；具有抛物面反射器(24)，第2发光管(22)及第2副镜(26)，并射出以第2光轴(20ax)作为中心轴的照明光束的第2光源装置(20)；配置于来自第1光源装置(10)的照明光束的光路的两侧，使来自第1光源装置(10)的照明光束不进行反射而原样不动地通过、并将来自第2光源装置(20)的照明光束朝向沿所述第1光轴(10ax)的方向进行反射的2个反射棱镜(60、64)；和积分器光学系统(700)。
文档编号G03B21/00GK101063520SQ20071010478
公开日2007年10月31日 申请日期2007年4月27日 优先权日2006年4月27日
发明者秋山光一 申请人:精工爱普生株式会社