JP2009054340A - 照明装置及びプロジェクタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】楕円面リフレクタ114及び発光管112を有する光源装置110を備える照明装置100。楕円面リフレクタ114の中心軸を含む垂直平面での楕円面リフレクタ114の断面(楕円面リフレクタ114の垂直断面)の第1焦点をF1及び第2焦点をF2とし、楕円面リフレクタ114の中心軸を含む水平平面での楕円面リフレクタ114の断面(楕円面リフレクタ114の水平断面)の第1焦点をF1’及び第2焦点をF2’としたとき、楕円面リフレクタ114は、F1とF1’とが同じ位置となり、F2がF2’よりも楕円面リフレクタ114側の位置となるような回転非対称性の凹面形状を有する。
【選択図】図3
Description
また、楕円面リフレクタの小型化を図ることができることにより、楕円面リフレクタから楕円面リフレクタの第2焦点に向けて集束するビームの集束角やビームスポットを小さくすることができるため、光源装置の光路後段に配置される光学系の大きさをさらに小さくすることができ、照明装置のさらなる薄型化を図ることができる。
このような集束光が射出される楕円面リフレクタに対し、本発明の照明装置によれば、インテグレータロッドの光入射面における第1の仮想平面に直交する方向(第2の仮想平面に沿った方向)の寸法が、インテグレータロッドの光入射面における第2の仮想平面に直交する方向(第1の仮想平面に沿った方向)の寸法よりも長くなるように構成されたインテグレータロッドを備えているため、楕円面リフレクタからの集束光がインテグレータロッドに良好にのみ込まれるようになり、楕円面リフレクタとインテグレータロッドとの間の距離を短くしたとしても(照明装置を小型化したとしても)、良好な光利用効率を得ることが可能となる。
図1は、実施形態1に係るプロジェクタ1000を説明するために示す図である。図1(a)はプロジェクタ1000の光学系を示す側面図であり、図1(b)はプロジェクタ1000の光学系を示す上面図である。
図2は、光源装置110の斜視図である。
図3は、実施形態1に係る照明装置100を説明するために示す図である。図3(a)は垂直平面(yz平面)で切ったときの光源装置110を示す図であり、図3(b)は水平平面(xz平面)で切ったときの光源装置110を示す図である。
図4は、第1レンズアレイ120の正面図である。
凹レンズ90のレンズ面は、垂直断面におけるレンズの屈折力をρとし、水平断面におけるレンズの屈折力をρ’としたとき、ρ>ρ’となるような形状を有する。垂直断面における凹レンズ90のレンズ面の非球面係数をKとし、水平断面における凹レンズ90のレンズ面の非球面係数をK’としたとき、K<−1、K’<−1、かつ、K’≦Kとなるように、凹レンズ90のレンズ面が構成されている。
偏光変換素子140は、光源装置110からの照明光束のうち一方の偏光成分(例えばP偏光成分)を有する光を透過し他方の偏光成分(例えばS偏光成分)を有する光を照明光軸100axに垂直な方向に反射する偏光分離層と、偏光分離層で反射された他方の偏光成分を有する光を照明光軸100axに平行な方向に反射する反射層と、偏光分離層を透過した一方の偏光成分を有する光を他方の偏光成分を有する光に変換する位相差板とを有する。
液晶光変調装置400R,400G,400Bは、ここでは図示による説明を省略するが、液晶パネルと、液晶パネルの光入射側に配置される入射側偏光板と、液晶パネルの光射出側に配置される射出側偏光板とを有する。
図7は、実施形態1の比較例に係る照明装置100aを説明するために示す図である。図7(a)は照明装置100aの側面図であり、図7(b)は照明装置100aの上面図である。
また、楕円面リフレクタ114の小型化を図ることができることにより、楕円面リフレクタ114から楕円面リフレクタ114の第2焦点に向けて集束するビームの集束角やビームスポットを小さくすることができるため、光源装置110の光路後段に配置される光学系(第1レンズアレイ120、第2レンズアレイ130、偏光変換素子140及び重畳レンズ150)の大きさをさらに小さくすることができ、照明装置100のさらなる薄型化を図ることができる。
図9は、実施形態2に係る照明装置102及びプロジェクタ1002を説明するために示す図である。図9(a)はプロジェクタ1002の光学系を示す側面図であり、図9(b)はプロジェクタ1002の光学系を示す上面図であり、図9(c)はカラーホイール170を説明するために示す図である。
なお、図9において、図1と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
このような集束光が射出される楕円面リフレクタ114に対し、実施形態2に係る照明装置102によれば、水平方向の寸法が垂直方向の寸法よりも長い光入射面を有するインテグレータロッド160を備えているため、楕円面リフレクタ114からの集束光がインテグレータロッド160に良好にのみ込まれるようになり、楕円面リフレクタ114とインテグレータロッド160との間の距離を短くしたとしても(照明装置102を小型化したとしても)、良好な光利用効率を得ることが可能となる。
図10は、実施形態3に係る照明装置104を説明するために示す図である。図10(a)は照明装置104の光学系を示す側面図であり、図10(b)は照明装置104の光学系を示す上面図である。
なお、図10において、図9と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
Claims (8)
- 反射凹面を有する楕円面リフレクタ及び前記楕円面リフレクタの第1焦点近傍に発光中心を有する発光管を有する光源装置を備え、
前記楕円面リフレクタの中心軸を含む第1の仮想平面での前記楕円面リフレクタの断面の第1焦点をF1及び第2焦点をF2とし、前記楕円面リフレクタの中心軸を含み前記第1の仮想平面に直交する第2の仮想平面での前記楕円面リフレクタの断面の第1焦点をF1’及び第2焦点をF2’としたとき、
前記楕円面リフレクタは、F1とF1’とが同じ位置となり、F2がF2’よりも前記楕円面リフレクタ側の位置となるような回転非対称性の凹面形状を有することを特徴とする照明装置。 - 請求項1に記載の照明装置において、
前記第1の仮想平面での前記楕円面リフレクタの断面の径寸法をDとし、前記第2の仮想平面での前記楕円面リフレクタの断面の径寸法をD’としたとき、
前記楕円面リフレクタは、D<D’となるように、前記反射凹面の一部が削除された形状を有することを特徴とする照明装置。 - 請求項1又は2に記載の照明装置において、
前記光源装置は、前記発光管から被照明領域側に放射される光を前記発光管に向けて反射するための副鏡又は反射膜をさらに有することを特徴とする照明装置。 - 請求項2に記載の照明装置において、
前記光源装置は、前記発光管から被照明領域側に放射される光を前記発光管に向けて反射するための副鏡又は反射膜をさらに有し、
前記副鏡又は前記反射膜は、前記発光管から前記楕円面リフレクタの前記反射凹面における削除された部分に向けて放射される光を前記発光管に向けて反射するように構成されていることを特徴とする照明装置。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の照明装置において、
前記光源装置からの照明光束を被照明領域側に向けて射出する凹レンズをさらに備え、
前記第1の仮想平面での前記凹レンズの屈折力をρとし、前記第2の仮想平面での前記凹レンズの屈折力をρ’としたとき、
ρ>ρ’であることを特徴とする照明装置。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の照明装置において、
前記光源装置からの照明光束をより均一な面内光強度分布を有する光に変換するインテグレータロッドをさらに備え、
前記インテグレータロッドは、前記インテグレータロッドの光入射面における前記第1の仮想平面に直交する方向の寸法が、前記インテグレータロッドの光入射面における前記第2の仮想平面に直交する方向の寸法よりも長くなるように構成されていることを特徴とする照明装置。 - 請求項6に記載の照明装置において、
前記光源装置と前記インテグレータロッドとの間に配置され、前記第2の仮想平面内における前記インテグレータロッドに入射する光の入射角度をより大きくする機能を有するシリンドリカルレンズをさらに備えることを特徴とする照明装置。 - 請求項1〜7のいずれかに記載の照明装置と、
前記照明装置からの照明光束を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、
前記電気光学変調装置によって変調された光を投写する投写光学系とを備えることを特徴とするプロジェクタ。
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