CN101324304A - 照明装置和投射型影像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种照明装置和投射型影像显示装置，其在由反射镜(111～114)反射后的来自灯(101～104)的光的前进方向的面内(图2的X－Z面)，在相对地光量分布小的区域中配置灯(105)的光轴中心。在反射镜(111～114)，在来自灯(105)的光的通过位置形成切口。从而能够一边维持光的高利用效率，一边有效地实现基于多灯化的投射图像的高亮度化。

Description

照明装置和投射型影像显示装置

技术领域

本发明涉及照明装置和投射型影像显示装置，特别是适合在具有多个光源的照明装置和投射型影像显示装置中使用。

背景技术

伴随着近年的大画面化，在投射型影像显示装置(以下称作投影仪)中，照明光的高亮度化成为课题。作为实现高亮度化的手法之一，考虑照明装置的多灯化。例如，在以下的专利文献1、2中，记载了作为发光源使用4个灯的4灯式的照明装置。

在4灯式的照明装置中，如图30(a)、(b)所示，与4个灯1～4一起，配置把来自各灯的光向同一方向反射的反射镜1～4。从反射镜1～4出射的光分别通过相对于灯光轴，倾斜45度配置的反射镜1～4，反射为与作为照明装置的光轴平行。另外，在同一图(b)中，各反射镜上显示的圆包围的阴影是分2阶段显示由各反射镜反射的光的光量分布，阴影越接近黑，表示光量越大。

在该结构中，为了作为照明装置，最多地出射来自各灯的光，如同一图(a)、(b)所示，有必要在垂直于照明系统的光轴的面内(同一图(b)的与纸面平行的面内)，在来自各灯的光之间彼此物理的损失小地配置各灯和反射镜。而如果考虑投射透镜的光的取入量，希望照明光集中在更低分散角，因此，如同一图(c)、(d)所示，希望以照明装置的光轴附近的光量增大的方式使来自各灯的光接近照明装置的光轴方向。

可是，如果来自各灯的光接近照明装置的光轴方向，来自各灯的光中没有由对应的反射镜反射的部分增加，产生光的利用效率下降的问题。

另外，通过增加灯的数量(多灯化)，能实现照明光的光量增加。可是，如果单纯排列多个灯而进行多灯化，伴随于此，从照明装置出射的光(照射区域)的面积增大，所以从Etendue理论，如下所述，光的利用效率下降。

Etendue理论的值(Etendue值)由光束的扩散角(立体角)和有效光束面积的积求出。在图31(a)中，光从地点A向地点B前进时，如果地点A的光束的有效面积是S，地点A的光的扩散角为θ，Etendue值(E)由以下表达式(1)计算。

E＝2θS(1-cosθ)···(1)

另外，表达式(1)中，2θ(1-cosθ)是光束的立体角。该Etendue值(E)如图31(b)所示，在光聚束时也同样计算。

在理想光学系统中，保存Etendue值，但是在实际实际光学系统中，伴随着光前进，Etendue值增大。但是在使用液晶面板的投影仪中，如果照明装置的Etendue值比面板面的Etendue值更小，就能把来自照明装置的全部光引导到面板面，而如果照明装置的Etendue值比面板面的Etendue值越大，来自照明装置的光的利用效率越下降。

面板面的面积和光的取入角一定时，如果照明装置的光束的面积增加，就与此相对应地照明装置的Etendue值增加，面板面的光的利用效率(取入量)减少。即，无法把以大于对液晶面板的有效分散角的分散角入射的光，取入到液晶面板中。

这样，如果照明装置的光束面积增加，伴随着此，面板上的光的利用效率就下降。因此，即使进一步进行多灯化，使照明光的光量增加，据此，如果照明装置的光束面积增加，就无法把光量增加的照明光有效地取入面板中，无法有效实现投射图像的亮度增加。

另外，如果照明光束的面积增大，该部分对面板入射时的照明光的聚束角增大，所以除了上述的光的利用效率的问题，还发生投射图像的对比度下降的问题。从这点出发，也有必要对照明光束的面积扩大加以一定的限制。

另外，在以下的专利文献3中记载了2灯式的照明装置。此外，在以下的引用文献4中，作为反射单元，记载使用三棱柱阵列的2灯式的照明装置。此外，在以下的引用文献5中记载使用多个固体光源(半导体激光器)的照明装置。

[专利文献1]特开2002-90877号公报

[专利文献2]特开平8-36180号公报

[专利文献3]特开平6-242397号公报

[专利文献4]特开2001-166274号公报

[专利文献5]特开2006-93586号公报

发明内容

本发明的课题在于，提供能一边维持光的高利用效率，一边能有效地实现基于多灯化的投射图像的高亮度化的照明装置和内置它的投射型影像显示装置。

鉴于所述的课题，本发明具有以下的特征。

第一发明的照明装置的特征在于，包括：第一光源单元，其由多个第一光源构成；第一反射单元，其将从所述第一光源出射的各光，导向同一方向；第二光源单元，其具有至少一个第二光源，并且在与由所述第一反射单元反射后的来自所述第一光源单元的光的前进方向相垂直的面内，在相对地光量分布小的区域中配置所述第二光源的光轴中心。

根据该照明装置，在垂直于由第一反射单元反射后的来自第一光源单元的光的前进方向的面内，在相对地光量分布小的区域中配置所述第二光源的光轴中心，所以能抑制照射光束的面积增加，能实现第二光源的追加引起的光量增加。因此，在投射型影像显示装置搭载该照明装置时，能维持对面板的光的取入效率，能提高来自照明装置的光的光量，能有效实现投射图像的高亮度化。

第二发明的照明装置的特征在于，包括：第一光源单元，其由4个第一光源构成；第一反射单元，其具有把从所述第一光源出射的各光导向同一方向的反射镜面，并且以如下方式配置：即在与由所述反射镜面反射后的来自所述第一光源单元的光的前进方向相垂直的面内，所述4个光源的光轴中心位于规定的方形形状的顶点位置，第二光源，其以光轴中心位于所述方形形状的中心位置的方式配置。

根据该照明装置，在垂直于由第一反射单元反射后的来自第一光源单元的光的前进方向的面内，在相对光量分布小的区域中配置所述第二光源的光轴中心，所以能抑制照射光束的面积增加，能实现第二光源的追加引起的光量增加。因此，在投射型影像显示装置搭载该照明装置时，能维持对面板的光的取入效率，能提高来自照明装置的光的光量，能有效实现投射图像的高亮度化。

更具体而言，把来自第二光源的光引导到只用4个第一光源无法充分确保光量的方形形状的中心位置即照射光束的中心位置，所以能有效提高照射光束中央部分的光量。因此，能把照明光集中在更低分散角，能提高对投射透镜的光的取入量。

第一和第二发明的其他特征如权利要求书的对应的权利项所述。通过阅读以下的实施例的记载，会更明确理解基于其他特征的效果。

第三发明是搭载所述第一和第二发明的照明装置的投射型影像显示装置。在第三发明的投射型影像显示装置中，产生第一和第二发明的照明装置的效果。

这里，第三发明的投射型影像显示装置包括：包括：R用光调制元件，其根据红色用的影像信号，调制光；G用光调制元件，其根据绿色用的影像信号，调制光；B用光调制元件，其根据蓝色用的影像信号，调制光，导光光学系统，其把从所述照明装置发出的光中红色波段、绿色波段、蓝色波段的光分别导向所述R用光调制元件、所述G用光调制元件、所述B用光调制元件；光合成元件，其合成由所述各光调制元件调制后的所述各波段的光，而生成影像光；光叠加单元，其把从所述照明装置发出的光中所述各波段以外的第四波段的光叠加于所述影像光；第四光调制元件，其调制所述第四波段的光。如果这样，第四波段与影像光叠加，所以能实现投射图像的更高亮度化。此外，通过用第四光调制元件调制第四波段的光，能调整投射图像的色再现范围。

此外，第三发明的投射型影像显示装置具有：导光光学系统，其把从所述照明装置发出的光分离为色成分光，并导向对应的光调制元件；光量调节单元，其配置在所述导光光学系统中，并对所述色成分光中单色的色纯度高的第一波段以外的第二波段的光施加作用，而调节该第二波段的光对所述光调制元件的入射光量。如果这样，通过调整第二波段的光对光调制元件的入射光量，能适宜调节投射图像的亮度和色再现范围。

如上所述，根据本发明，能提供维持光的高利用效率、有效地实现基于多灯化的投射图像的高亮度化的照明装置和内置它的投射型影像显示装置。

根据以下所示的实施例的说明，本发明的效果和意义会变得更清楚。可是，以下的实施例毕竟只是实施本发明时的一个例子，本发明和各构成要件的用语的意义并不由以下实施例中记载的内容限制。

附图说明

图1是表示实施例1的投影仪的光学系统的结构的图。

图2(a)～图2(b)是表示实施例1的照明装置的结构的图。

图3(a)～图3(d)是表示实施例1的反射镜的结构和变更例的图。

图4(a)～图4(e)是说明实施例1的照明装置的点灯控制的图。

图5(a)～图5(b)是表示实施例1的照明装置的变更例(混合照明系统)的图。

图6(a)～图6(b)是表示实施例1的照明装置的变更例(灯输出的变更例)的图。

图7(a)～图7(b)是表示实施例1的照明装置的变更例(灯输出的变更例)的图。

图8(a)～图8(b)是表示实施例2的照明装置的结构例的图。

图9(a)～图9(b)是表示实施例2的照明装置的其他结构例的图。

图10(a)～图10(b)是表示实施例3的照明装置的结构例的图。

图11(a)～图11(b)是表示实施例3的照明装置的其他结构例的图。

图12(a)～图12(b)是表示实施例4的照明装置的结构例的图。

图13(a)～图13(b)是表示实施例5的照明装置的结构例的图。

图14(a)～图14(b)是表示实施例6的照明装置的结构例的图。

图15(a)～图15(b)是表示实施例7的照明装置的结构例的图。

图16(a)～图16(b)是表示实施例8的照明装置的结构例的图。

图17(a)～图17(b)是表示实施例8的照明装置的其他结构例的图。

图18是表示实施例9的灯的特性的图。

图19是表示实施例9的结构例1的投影仪的结构的图。

图20是说明结构例1的投影仪的色再现范围的图。

图21(a)～图21(b)是说明结构例1的Ye调制元件的作用的图。

图22是表示实施例9的结构例2的投影仪的结构的图。

图23(a)～图23(b)是表示实施例9的结构例2的Ye调制元件的调制区域的结构例的图。

图24是表示实施例9的结构例3的投影仪的结构的图。

图25表示结构例3的二向色反射镜82的透过率特性的图。

图26(a)～图26(b)是说明结构例3的投影仪的色再现范围的图。

图27是表示结构例3的投影仪的变更例的图。

图28是表示实施例9的结构例4的投影仪的结构的图。

图29是说明结构例4的投影仪的效果的图。

图30(a)～图30(d)是说明以往技术的课题的图。

图31(a)～图31(b)是说明以往技术的课题的图。

图中：10-照明装置；101～104-灯(第一光源)；105-灯(第二光源)；111～114-反射镜(第一反射单元)；111a～114a-光透过部(透明部)；115-反射镜(第二反射镜单元)；116-反射镜(第一反射镜单元)；116a-透明区域(透明部)；117-反射镜(第二反射镜单元)；118a-凸透镜(透镜元件)；118b-凹透镜(透镜元件)；121-固体光源(第二光源)；131～134-固体光源(第一光源)；135-灯(第二光源)；145-灯(第二光源)；155-灯(第二光源)；201～203-灯(第一光源)；204-灯(第二光源)；211～213-反射镜(第一反射镜单元)；301～306-灯(第一光源)；307、308-灯(第二光源)；311～316-反射镜(第一反射单元)；317、318-反射镜(第二反射单元)；401～404-灯(第一光源)；405、406-灯(第二光源)；411、412-棱镜阵列(第一反射单元)；433、434-反射镜(第二反射单元)。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的实施例。

〔实施例1〕

本实施例是把本发明的照明装置应用于投影仪。

图1表示实施例1的投影仪的光学系统。在图中，10是具有5个灯101～105的照明装置。灯101～105由超高压水银灯、金属卤素灯(メタルハライドランプ)、氙气灯(キセノンランプ)等构成。来自灯101～105的光通过反射镜的作用，变为平行光而出射。参照图2，说明照明装置10的结构。

来自照明装置10的光通过积分仪(インテグレ一タ)11对PBS(偏振分光镜)阵列12和聚光透镜13入射。积分仪11具有由蝇眼状的透镜组构成的第一和第二积分透镜，以对液晶面板18、24、33入射时的光量分布变为均一的方式对从照明装置10入射的光付与透镜作用。PBS阵列12是把多个PBS和1/2波长板排列为阵列状，把从积分仪11入射的光的偏振方向与一个方向一致。聚光透镜13对从PBS阵列12入射的光付与聚光作用。透过聚光透镜13的光对二向色反射镜(ダイクロイツクミラ一)14入射。

二向色反射镜14只把从聚光透镜13入射的光中红色波段(波長带)的光(以下称作“R光”)透过，反射蓝色波段的光(以下，称作“B光”)和绿色波段的光(以下，称作“G光”)。透过二向色反射镜14的R光由反射镜15反射，对聚光透镜16入射。

聚光透镜16，使R光以平行光对液晶面板18入射的方式对R光付与透镜作用。透过聚光透镜16的R光通过入射侧偏振片17对液晶面板18入射。液晶面板18根据红色用的图像信号驱动，并根据该驱动状态调制R光。由液晶面板18调制的R光通过出射侧偏振片19对二向色棱镜(ダイクロイツクプリズム)20入射。

由二向色反射镜14反射的光中G光由二向色反射镜21反射，对聚光透镜22入射。聚光透镜22使G光以平行光对液晶面板24入射的方式对G光付与透镜作用。透过聚光透镜22后的G光通过入射侧偏振片23对液晶面板24入射。液晶面板24按照绿色用的图像信号被驱动，并基于该驱动状态调制G光。由液晶面板24调制的G光通过出射侧偏振片25对二向色棱镜20入射。

透过二向色反射镜21的B光对聚光透镜26入射。聚光透镜26使B光以平行光对液晶面板33入射地对B光付与透镜作用。透过聚光透镜26的B光在由光路长度调整用的中继镜27、29、31和2个反射镜28、30构成的光路中前进，通过入射侧偏振片32对液晶面板33入射。液晶面板33，按照蓝色用的图像信号被驱动，并基于该驱动状态，调制B光。由液晶面板3调制的B光通过出射侧偏振片34对二向色棱镜20入射。

二向色棱镜20把由液晶面板18、24、33调整的R光、G光、B光进行颜色合成，向投射透镜35入射。投射透镜35具有：用于使投影光在被投影面上成像的透镜组；使透镜组的一部分在光轴方向变位，用于调整投射图像的变焦状态和聚焦状态的致动器。由二向色棱镜20进行颜色合成的彩色影像光由投射透镜35放大投射到屏幕上。

接着，参照图2说明照明装置10的结构。图2(a)和(b)分别是照明装置10的俯视图和主视图。另外，在图2(b)中，能透视灯105地用虚线表示反射镜111～114。

如图所示，照明装置10由5个灯101～105、4个反射镜111～114构成。其中，灯101～104把出射方向向着同图的X轴方向配置。此外，灯101、1102和103、104的配置位置在同图的Z轴方向偏移一定距离。

从灯101～104出射的光分别由反射镜111～114向同一方向(Y轴方向)反射。反射镜111～114具有切去方形形状的一个顶角的形状(5边形)，如图2(b)所示，该切口(切欠き)位置定位在照明装置的光轴中心位置地配置。光透过该切口位置地配置灯105。灯105的出射方向是与灯101～104的出射方向垂直(直交)的方向(Y轴方向)。

灯101～104的光轴由反射镜111～114弯曲90°。弯曲后的灯101～104的光轴(以下称作“照射光轴”)例如定位在方形形状的顶点位置。光轴贯穿该方形形状的中心(照明装置的光轴中心)地配置灯105。

灯101～104的照射光轴越接近照明装置10的光轴中心，光轴中心附近的光量就越增加，相对于投射透镜35的光的取入量就越增加。可是，如果灯101～104的照射光轴接近照明装置10的光轴中心，来自灯101～104的光中对反射镜111～114的切口部分入射的光的光量增加，来自灯101～104的光的利用效率下降。使灯101～104的照射光轴接近照明装置10的光轴中心时的对投射透镜35的光的取入量和来自灯101～104的光的利用效率之间存在折衷(トレ一ドオフ)的关系。考虑有关的折衷的关系，把灯101～104和反射镜111～114配置在最适合的位置。

图3是说明反射镜111～114的变更例的图。所述中说明的反射镜111～114的结构如图3(a)所示。另外，在同一图中，为了方便，在各反射镜之间存在间隙，但是实际上没有间隙地配置各反射镜。这点在其他附图中也同样。

在图3(b)所示的变更例中，反射镜111～114的切口变为圆弧状。在该变更例中，来自灯105的光由反射镜111～114遮挡的比例下降，所以能提高来自灯105的光的利用效率。

图3(c)的变更例代替切口，在反射镜111～114形成光透过部111a～114a。在该变更例中，反射镜111～114成为方形形状，与图3(a)的切口对应的部分成为没有反射面的光透过部111a～114a。

图3(d)的变更例把光透过部111a～114a变为扇形。与图3(b)同样，能提高来自灯105的光的利用效率。

下面，参照图4，说明照明装置10的点灯控制。

图4是从照明装置10的正面观察反射镜111～114的部分的图。在反射镜111～114的各反射区，为了方便，把这些反射镜111～114的反射光中光强度低的外周区域和光强度高的内周区域划分为2个圆形区域而表示。另外，在中央切口区域，也把来自灯105的光中光强度低的外周区域和光强度高的内周区域划分为方形区域和圆形区域而表示。灯发光时的各区域的光量是阴影越接近黑，光量越高。在灯不发光时，对各区域不付与阴影，而变为白色。

与5个灯101～105全部点灯时(参照图4(e))相比，只熄灭中央以外的任意一灯时，在液晶面板18、24、33有可能产生光量不均匀。因此，在点灯控制时，不进行只熄灭中央以外的任意一灯的控制，在不完全点灯时，使用图4(a)～(d)的其中一种点灯图案。

投影仪在恒常点灯的用途中使用时，例如在用户不注视投射图像的待机模式下，只使中央的灯105点灯(参照图4(a))，在通常使用时，以对角2灯点灯(参照图4(b))、对角3灯点灯(参照图4(c))、周围4灯点灯(参照图4(d))或全部点灯(参照图4(e))的其中一种点灯状态使灯111～115点灯。这时，例如如果要在待机模式和通常使用模式交替切换中央1灯点灯和对角2灯点灯，能避免一个灯跨各模式持续点灯的状况，能延长照明装置10的寿命。

此外，也能把本实施例的照明装置10变更为混合照明系统。图5(a)是把灯105置换为激光光源等固体光源时的结构例(俯视图)。另外，反射镜111～114使用图3(a)～(d)中的其中一种结构。

在图5(a)的结构例中，把灯105置换为固体光源121，能取得色纯度高的照明光。例如，灯101～104的发光频谱向短波长一侧移动时，通过配置出射红色波段的光的固体光源121，能提高照明光的红色纯度。

另外，在混合照明系统中，如图5(b)所示，也能采用把灯101～104置换为固体光源131～134的结构。这时，能用灯105的光量补充固体光源131～134的光量，能取得高光量的照明光。

在图5(a)和(b)的结构中，固体光源121没必要是一个，为了确保光量，也可以组合2个以上的固体光源。

图6是表示改变灯的输出时的结构例的图。在该结构例中，中央的灯105置换为低输出的灯145。这时，能减小来自灯145的出射光的口径，该部分能提高来自灯101～104的光的利用效率。

此外，如图7所示，还能把中央的灯105置换为高输出的灯155。这时，能提高照明装置10的光轴中心附近的光量，能提高对投射透镜35的光的取入量。

以上，根据本实施例，在垂直于由反射镜111～114反射后的来自灯101～104的光的前进方向的面内(图2的X-Z面)，在相对地光量分布小的区域中配置灯105的光轴中心，所以能抑制照射光束的面积增加，能实现灯105的追加引起的光量增加。因此，在图1所示的投影仪中，能维持对液晶面板18、24、33的光的取入效率，能提高来自照射装置10的光的光量，能有效实现投射图像的高亮度化。

在本实施例中，把来自灯105～104无法充分确保光量的照射光束的中心位置，所以能有效提高照射光束中央部分的光量。因此，能把照明光集中在更低分散角，能提高对投射透镜105的光的取入量。据此，能有效实现投射图像的高亮度化。

此外，在本实施例中，与只配置4个灯101～104时相比，照射光束的面积没有变化，所以向液晶面板18、24、33入射时的聚束角不增大，因此，与只配置4个灯101～104时相比，投射图像的对比度不恶化。

根据本实施例，能维持光的利用效率，能实现灯的追加引起的投射图像的高亮度化，同时还能抑制投射图像的对比度的恶化。

〔实施例2〕

在所述实施例1中，以灯105的光轴与灯101～104的光轴垂直的方式配置灯101～105。可是，各灯的光轴彼此不平行时，产生限制照明装置10的配置图案，同时也限制投影仪的使用形态的问题。

例如，在所述实施例1的结构中，如果以图2的X-Z平面与地面平行地配置照明装置10，灯105相对于地面，向着垂直方向，灯105的寿命显著下降。因此，在所述实施例1的结构中，无法这样配置照明装置10，该部分限制投影仪的使用形态。

本实施例把光轴全部平行地配置灯101～105，据此，解决所述的课题。

图8是表示本实施例的照明装置10的结构例的图。另外，在图8(b)中，为了方便，只表示反射镜111～115的结构，省略灯101～105。

如图所示，灯101～105全部把出射方向向着该图的X轴方向而配置。与所述实施例1同样，灯101、102和灯103、104的配置位置在同一图的Z轴方向偏移一定距离。

从灯101～105出射的光分别由反射镜111～115向同一方向(Y轴方向)反射。反射镜111～114与所述实施例1同样，具有切去方形形状的一个顶角的形状(5边形)，如图8(b)所示，该切口位置定位在照明装置10的光轴中心位置地配置。以来自灯105的光的反射光通过该切口位置的方式配置反射镜115。

灯101～104的光轴由反射镜111～114弯曲90°。弯曲后的灯101～104的光轴与所述实施例1同样，例如定位在方形形状的顶点位置。以灯105的光轴贯穿该方形形状的中心(照明装置10的光轴中心)的方式配置反射镜115。

图9是表示本实施例的照明装置10的其他结构例的图。与图8(b)同样，在图9(b)中，为了方便，只表示反射镜111～115的结构，对灯101～105省略图示。

与图8不同，在图9的结构例中，灯105和反射镜115配置在灯101～104和反射镜111～114的前级一侧。在该结构例中，反射镜111～114没必要一定具有图8时那样的形状(5边形)，也可以是方形形状。这时，由反射镜101～104反射的光中照明装置10的光轴中心附近的光由反射镜115的反射部115a遮挡。由反射部115a反射的灯105的光引导到照明装置10的光轴中心附近。另外，在反射镜115，在中央形成反射部115a，反射部115a的外侧成为透明。

根据本实施例，以光轴全部平行的方式配置灯101～105，所以即使以X-Z平面(参照图8或图9)与地面平行的方式配置照明装置10，灯101～105相对于地面，都不向着垂直方向。因此，与所述实施例1的结构相比，能增加照明装置10的配置图案，该部分能扩大投影仪的使用形态。

〔实施例3〕

在所述实施例1、2中，以出射方向变为相反的方式配置灯101、103和灯102、104，但是在本实施例中，以出射方向变为相同的方式配置灯101～104。

图10是表示本实施例的照明装置10的结构例的图。另外，图10(b)表示照明装置10的左侧视图，此外，能透视灯101～104地用虚线表示反射镜116。

如图所示，灯101～104向着完全相同的方向(X轴方向)地配置在同一平面上(Y-Z平面)上。从灯101～104出射的光由一个反射镜116反射到同一方向(Y轴方向)。在反射镜116的中央形成方形状的透明区域(非反射区域)116a，以光通过该透明区域116a的方式配置灯105。透明区域灯105的出射方向是与灯101～104的出射方向垂直的方向(Y轴方向)。

图11是表示本实施例的照明装置10的其他结构例的图。与图10(b)同样，在图11(b)中表示照明装置10的左侧视图，此外，以能够透视灯101～104的方式用虚线表示反射镜116、117。

与图10不同，在图11的结构例中，灯105和反射镜117配置在灯101～104和反射镜116的前级一侧。此外，在反射镜116的中央部不形成透明区域116a，反射镜116全面成为反射面。

这时，由反射镜116反射的光中照明装置10的光轴中心附近的光由反射镜117的反射部117a遮挡。由反射部117a反射的灯105的光被引导到照明装置10的光轴中心附近。另外，在反射镜117，在中央形成反射部117a，反射部117a的外侧变为透明。

根据本实施例，以灯101～104全部向着相同的方向(X轴方向)的方式配置在同一(Y-Z平面上)，所以与所述实施例1、2相比，能减小X轴方向的照明装置10的尺寸。此外，作为反射来自灯101～104的光的单元，使用一个反射镜116，所以能实现结构的简化和零件数量的削减。在图11的结构例中，灯101～105的光轴全部平行，所以与所述实施例2同样，能扩大照明装置10的配置图案和投影仪的使用形态。

〔实施例4〕

本实施例在来自灯105的出射光通过的光路中配置一个以上的透镜，来减小来自灯105的光的口径。

图12(a)、(b)分别是表示本实施例的照明装置10的结构例的图。该图(a)是在实施例1的照明装置10配置透镜时的结构例，图12(b)是在实施例2的照明装置10配置透镜时的结构例。

如图所示，在这些结构例中，在来自灯105的出射光通过的光路中配置凸透镜118a和凹透镜118b。来自灯105的光通过凸透镜118a被缩小(絞られる)口径，又通过凹透镜118b返回到平行光。

根据这些结构例，通过凸透镜118a和凹透镜118b，缩小来自灯105的光的口径，能减小反射镜111～114的切口。因此，能提高来自灯101～104的光的利用效率。

(N灯式的结构)

在所述实施例中，在照明装置内配置5个灯101～105，但是灯的个数并不局限于5个，也能在照明装置10内配置此外个数的灯。可是，如果灯的个数增加，该部分能提高照明光的光量，但是引起零件点数和成本的上升，产生灯和反射镜的配置的问题或照明装置的大型化的课题。此外，如果削减灯的个数，该部分能削减零件数目和成本，能谋求照明装置的小型化，但是产生照明光的光量下降的课题。

以下，表示变更灯的个数时的结构例(实施例5～7)。

[实施例5]

在本实施例中，灯的数量削减到4个。

图13是表示本实施例的照明装置10的结构例的图。另外，图13(b)中，为了方便，只表示反射镜211～213的结构，省略图示灯201～204。

如图所示，以灯201～203的出射方向向着同一图的X轴方向的方式进行配置。此外，灯201、202和灯203的配置位置在同一图的Z轴方向偏移一定距离。

从灯201～203出射的光分别由反射镜211～213向同一方向(Y轴方向)反射。反射镜211、212具有切去方形形状的一个顶角的形状(5边形)，如图13(b)所示，以该切口位置定位在照明装置10的光轴中心位置的方式进行配置。以光通过该切口位置的方式配置灯204。灯204的出射方向是与灯201～203的出射方向垂直的方向(Y轴方向)。

根据本实施例，灯的个数削减一个，所以与所述实施例1相比，能削减零件点数和成本，能实现照明装置的小型化。可是，在本实施例中，按照灯的个数削减的部分，照明光的光量相比于所述实施例1下降。

另外，在图13的结构例中，灯204的光轴与灯201～203的光轴垂直，但是与所述实施例2同样，通过另外配置反射镜，也能相对于灯201～203的光轴，光轴变为平行地配置灯204。

〔实施例6〕

在本实施例中，灯的数量从5个增加到7个。

图14是表示本实施例的照明装置10的结构例的图。在图14(b)中，为了方便，只表示反射镜311～316，省略图示灯301～307。

如图所示，灯301～306以出射方向向着同一图的X轴方向的方式被配置。此外，灯301、302和灯303、304、灯305、306的配置位置在同一图的Z轴方向偏移一定距离。

从灯301～306出射的光分别由反射镜311～316向同一方向(Y轴方向)反射。反射镜311、312、315、316具有切去方形形状的一个顶角的形状(5边形)，如图14(b)所示，以该切口位置定位在照明装置10的光轴中心位置的方式被配置。以光通过该切口位置的方式配置灯307。灯307的出射方向是与灯301～306的出射方向垂直的方向(Y轴方向)。

根据本实施例，灯的个数增加2个，所以与所述实施例1相比，能提高光的光量。可是，灯的个数和反射镜的个数分别增加2个，所以该部分使成本上升，照明装置大型化。

〔实施例7〕

在本实施例中，灯的数量从5个增加到8个。

图15是表示本实施例的照明装置10的结构例的图。在图15(b)中，为了方便，只表示反射镜311～318，省略图示灯301～308。

如图所示，灯301～308以出射方向向着同一图的X轴方向的方式被配置。此外，灯301、302和灯303、304、灯305、306的配置位置相对于其他灯，在Z轴方向偏移一定距离。

从灯301～308出射的光分别由反射镜311～318向同一方向(Y轴方向)反射。反射镜311、312、315、316具有切去方形形状的一个顶角的形状(5边形)，反射镜313、314具有切去方形形状的2个顶角的形状(5边形)。这些反射镜如图15(b)所示，以该切口位置彼此相对的方式配置。以来自灯308、307的光的反射光通过该切口位置的方式配置反射镜317、318。

根据本实施例，灯的个数增加2个，所以与所述实施例1、2相比，能提高照明光的光量。可是，灯的个数和反射镜的个数分别增加2个，所以该部分使成本上升，照明装置大型化。另外，在图15的结构例中，灯301～308的光轴全部平行，所以与所述实施例2同样，能扩大照明装置的配置图案和投影仪的使用形态。

〔实施例8〕

本实施例代替反射镜，使用棱镜阵列，把来自灯的光向照明系统引导。照明装置作为棱镜阵列，能使用WO2004/088413中记载的棱镜阵列。

图16是表示本实施例的照明装置10的结构例的图。如图所示，照明装置10由5个灯401～405、2个棱镜阵列411、412构成。其中，以相对于棱镜阵列411、412光从斜向入射的方式配置灯401～404。此外，灯401、402和灯403、404的配置位置在同一图的Z轴方向偏移一定距离。

从灯401～404出射的光分别由对应的棱镜阵列411、412向同一方向(Y轴方向)反射。棱镜阵列411、412在方形形状的一边的中央部具有矩形的切口部411a、412a，如图16(b)所示，这些切口部411a、412a定位在照明装置10的光轴中心位置地配置。以光通过这些切口部411a、412a的方式配置灯405。灯405的出射方向是与灯401～404的出射方向垂直(直交)的方向(Y轴方向)。

图17是表示本实施例的照明装置10的其他结构例的图。

如图所示，照明装置10由6个灯401～406、2个棱镜阵列431、432和2个反射镜433、434构成。其中，相对于棱镜阵列431、432，以光从斜向入射的方式配置灯401～404。此外，灯401、402和灯403、404、灯405、406的配置位置在同一图的Z轴方向偏移一定距离。

从灯401～404出射的光分别由对应的棱镜阵列431、432向同一方向(Y轴方向)反射。此外，灯405、406出射的光分别由反射镜433、434向同一方向(Y轴方向)反射。

棱镜阵列431、432如图17(b)所示，以在Z轴方向产生一定距离的间隙的方式配置，以来自灯405、406的反射光通过该间隙的方式配置灯405、406和反射镜433、434。

〔实施例9〕

在图1所示的结构例中，R光、G光、B光分别由对应的液晶面板调制后，由二向色棱镜(ダイクロイツク)20合成，由投射透镜35投影到被偷运面上。这里，黄色波段的光(以下称作“Ye光”)被截止，R光、G光、B光由二向色棱镜20合成，作为影像光。可是，如果在本结构例中去掉的Ye光有效地与影像光叠加，就能实现更高亮度化。即通过将实施例1～实施例8所示的照明装置10，与在影像光上叠加Ye光的光学系统组合，能使影像光的高亮度化更显著。

图18是表示所述灯的光量和相对视觉感度的一般的特性倾向的图。在图中，用虚线划分的波段分别是B光、G光、Ye光、R光的波段。此外，标记为“光源”的曲线图是波长对能量值的特性曲线。

如图所示，灯的光量在G光的波段和Ye光的波段具有峰值。此外，灯发出的光的相对视觉感度在G光的波段具有峰值，随着从G光的波段远离，相对视觉感度渐渐减少。从该特性图能理解通过加上R光、G光、B光，在影像光上叠加Ye光，能显著提高投射图像的亮度。

以下，说明在影像光中叠加Ye光时的光学系统的结构例。在以下所示的结构例中，对与所述实施例相同的部分付与相同符号，省略其说明。

另外，在以下的结构例中，作为照明装置10，使用图8所示的5灯式的照明装置。可是，应用的照明装置并不局限于图8的照明装置，当然也能代替它使用所述实施例所示的其他照明装置。另外，在以下的结构例中，与图8相比，对照明装置的结构加以若干的改良。

<结构例1>

图19表示结构例1的投影仪。

首先说明照明装置10。如上所述，在本结构例中，作为照明装置10，使用图8所示的5灯式的照明装置。可是，这里，与图8所示的照明装置相比，追加UV截止滤波器121～125、孔径光阑(アパ一チヤ)126。

UV截止滤波器121～125分别配置在灯101～105的出射口附近，除去从灯101～105发出的光中包含的紫外线。紫外线是与影像光不叠加的不需要光，此外，因为波长短，所以容易对光学零件带来不良影响。因此，在图19的结构例中，通过UV截止滤波器121～125，除去不需要的紫外光。

孔径光阑126以来自灯105的光不接触反射镜111、112、113、114的背面的方式调整从灯105发出的光的形状。不配置孔径光阑126时，来自灯105的光由反射镜111、112、113、114的背面反射，向其中一个灯入射，有可能引起该灯的使用寿命下降。因此，在图19的结构例中，通过孔径光阑126，防止由反射镜111、112、113、114的背面反射的不需要的光对灯入射。另外，也可以代替配置孔径光阑126，在反射镜111、112、113、114的背面配置反射防止装置(反射防止膜等)。

下面，说明从积分仪到投射透镜35的结构。在本结构例中，与图1的结构相比，追加聚光透镜41、42，UV截止滤波器44，光学补偿板46、50、53，Ye叠加元件48，变更二向色反射镜43，入射侧偏振片45、49、52，出射侧偏振片47、51、54。

这里，二向色反射镜43变更为反射G光和Ye光，并且B光透过。此外，入射侧偏振片45、49、52，出射侧偏振片47、51、54分别成为2片结构。这样把偏振片变为2片结构是为了防止偏振片的损伤。

即在本实施例中，如上所述，从照明装置发出的光的光量相当提高，因此，对配置在液晶面板18、24、33的前后的偏振片入射时的光的光量增大。如果对偏振片入射的光的光量大，透过偏振片时吸收的光的光量就增大，由于该吸收，产生大的发热。因此，如果偏振片为一个，由于该发热，就有可能对偏振片产生损伤。在短波长的B光透过的偏振片，发热量相当增大，对偏振片产生损伤的可能性提高。因此，为了避免它，在本结构例中，入射侧偏振片45、49、52，出射侧偏振片47、51、54分别成为2片结构，防止发热引起的偏振片的损伤。

具体而言，用分别构成入射侧偏振片45、49、52，出射侧偏振片47、51、54的2个偏振片中远离二向色棱镜20的一方的偏振片使偏振方向粗略一致，用接近二向色棱镜20的偏振片把偏振方向细微一致。据此，分散偏振片的发热，能防止偏振片的损伤。

此外，在R光用的入射侧偏振片45和B光用的入射侧偏振片52设置分别使R光和B光的偏振方向旋转90度的1/2波长板(未图示)。据此，R光和B光相对于二向色棱镜20的反射面，以S偏振光入射，能提高二向色棱镜20的R光和B光的反射效率。另外，在G光用(和Ye光用)的入射侧偏振片49不配置1/2波长板。因此，G光(和Ye光)相对于二向色棱镜20的反射面，以P偏振光入射，能提高二向色棱镜20的G光(和Ye光)的透过效率。

在图19的结构中，从照明装置10发出的光通过积分仪11、PBS阵列12和聚光透镜13对二向色反射镜14入射。该光中R光透过二向色反射镜14，R光以外的光由二向色反射镜14反射。透过二向色反射镜14的R光通过从聚光透镜41到出射侧偏振片47的光学元件，对二向色棱镜20入射。

由二向色反射镜14反射的光通过聚光透镜42对二向色反射镜43入射。二向色反射镜43把入射的光中B光透过，反射G光和Ye光。透过二向色反射镜43的B光通过从聚光透镜26到出射侧偏振片54的光学元件对二向色棱镜20入射。这时，由照明装置10内的UV截止滤波器121～125未完全除去的紫外光由UV截止滤波器44除去。

由二向色反射镜43反射的G光和Ye光对Ye叠加元件48入射。Ye叠加元件48只对G光和Ye光中的Ye光作用，按照施加电压，使Ye光的偏振方向旋转。据此，调整与影像光叠加的Ye光的光量。参照图21，追加说明关于基于Ye叠加元件48的Ye光的叠加作用。

透过Ye叠加元件48后的G光和Ye光，通过从聚光透镜22到出射侧偏振片51的光学元件，对二向色棱镜20入射。

对二向色棱镜20入射的R光、G光、Ye光和B光由二向色棱镜20合成，成为影像光。该影像光通过投射透镜35投影到被投影面(屏幕面)上。

图20用XYZ表色系表示使用本结构例时的色再现范围。如图所示，能由R光、G光、B光再现的范围成为在色素坐标上由斜线表示的范围。而Ye光是能再现比由R光、G光、B光再现的范围更靠外的颜色的光。因此，如本结构例那样，把Ye光与影像光叠加，能在投射图像的高亮度化的同时，扩大色再现范围。

下面，参照图21，说明基于Ye叠加元件48的Ye光的叠加作用。该图中的双向箭头是G光、Ye光的偏振方向。

图21(a)表示在Ye叠加元件48不施加电压时的状态。这时，对Ye叠加元件48入射的G光和Ye光中只有Ye光从Ye叠加元件48受到偏振方向的旋转作用，把偏振方向旋转90度。因此，透过Ye叠加元件48后的G光和Ye光的偏振方向如同一图所示，彼此垂直。

图21(b)表示在Ye叠加元件48作用给定电平的电压时的状态。这时，Ye光通过Ye叠加元件48把偏振方向旋转到与G光的偏振方向匹配。

另外，通过调整对Ye叠加元件48所施加的电压电平，能任意调整Ye光的旋转量。

这里，作为Ye叠加元件48，例如考虑陷波(ノツチ)滤波器类型的元件和边缘(エツジ)滤波器类型的元件。

陷波滤波器类型的元件能只调整具有特定波长区域的光的偏振状态。例如，陷波滤波器类型的元件只调整具有比绿更长波长区域即黄色的波段的光的偏振状态。通过使用陷波滤波器类型的元件，能削减不需要光(例如，黄色成分)。

边缘滤波器类型的元件，能够在不调整具有特定波长区域的光的偏振状态的情况下，调整具有其他波长区域的光的偏振状态。例如，边缘滤波器类型的元件，不调整具有绿的波长区域的光的偏振状态，而调整具有比绿更长波长区域和更短波长区域的光的偏振状态。通过使用边缘滤波器类型的元件，能提高具有特定波长区域的光(例如绿成分光)的色纯度。

在本结构中，以入射侧偏振片49的透过轴的方位与G光的偏振方向变为平行的方式被调整。因此，如图21(a)所示，在Ye叠加元件48不施加电压的状态下，Ye光的偏振方向相对于入射侧偏振片49的透过轴的方位，变为垂直，所以G光透过入射侧偏振片49，但是Ye光被入射侧偏振片49遮断。

与此相对，如图21(b)所示，在Ye叠加元件48作用给定电压的状态下，G光和Ye光把其偏振方向都变为与入射侧偏振片49的透过轴的方位平行，都透过入射侧偏振片49。

此外，如果调整对Ye叠加元件48作用的电压，使Ye光的偏振方向相对于入射侧偏振片49的透过轴的方位的倾斜角变化，与该倾斜角对应的光量的Ye光透过入射侧偏振片49。

这样，在本结构例中，通过控制对Ye叠加元件48的施加电压，能控制在影像光上叠加的Ye光的光量。因此，通过控制对Ye叠加元件48的施加电压，能调整投射图像的亮度和色味(色味)。

这里，希望根据影像信号，动态地调整施加电压的控制。例如，按照由图像信号表现的图像的亮度，动态地改变在影像光叠加的Ye光的光量。此外，也可以附加再现的色味，动态地改变在影像光叠加的Ye光的光量。

如上所述，根据本结构例，通过在影像光叠加Ye光，能谋求投射图像的高亮度化，同时能扩大可进行色再现的范围。此外，根据影像光，动态地改变在影像光叠加的Ye光的光量，能提高投射图像的视觉的效果。

<结构例2>

图22表示与结构例2有关的投影仪的结构。本结构例的照明装置10与所述结构例1同样。另外，在本结构例中，虽然以1片构成图示了入射侧偏振片17、23、32和出射侧偏振片19、25、34，但是它们与入射侧偏振片45、49、52和出射侧偏振片47、51、54同样能采用2片结构。在本结构例中，省略图示所述结构例1的光学补偿板46、50、53和UV截止滤波器44，但是能在对应的光路中适宜追加。

在本结构例中，作为调制Ye光，用于在影像光叠加的光学系统，配置从二向色反射镜65到中继镜74的光学元件。此外，在所述结构例1中，以从照明装置10发出的光最初分离R光的方式构成光学系统，但是在本实施例中，成为最初分离B光的光学系统。

从照明装置10发出的光通过积分仪11、PBS阵列12和聚光透镜13对二向色反射镜61入射。该光中B光透过二向色反射镜61，B光以外的光由二向色反射镜61反射。透过二向色反射镜61的B光通过从反射镜30到出射侧偏振片34的光学元件，被入射到二向色棱镜20。

由二向色反射镜61反射的光中G光由二向色反射镜62反射，其他光透过二向色反射镜62。由二向色反射镜62反射的G光通过从聚光透镜22导出射侧偏振片25的光学元件，对二向色棱镜20入射。

透过二向色反射镜62的光通过聚光透镜63和中继镜64对二向色反射镜65入射。二向色反射镜65反射入射的光中R光，Ye光透过。由二向色反射镜65反射的R光通过从中继镜66到出射侧偏振片19的光学元件，对二向色棱镜20入射。

透过二向色反射镜65的Ye光通过反射镜67、69和中继镜68、70对Ye叠加元件71入射。Ye叠加元件71与所述结构例1同样，是按照施加电压，使Ye光的偏振方向旋转的元件。另外，这里只有Ye光对Ye叠加元件71入射，所以作为Ye叠加元件71，能使用液晶面板。

透过Ye叠加元件71的Ye光通过中继镜72、74和反射镜73，再对二向色反射镜62入射，透过二向色反射镜62，走与G光同样的光路。

这样对二向色棱镜20入射的R光、G光、Ye光和B光由二向色棱镜20合成，成为影像光。该影像光通过投射透镜35投影到被投影面(屏幕面)上。

在本结构例中，在Ye叠加元件71不施加电压的状态下，Ye光的偏振方向旋转90度。因此，这时，Ye光的偏振方向相对于G光的偏振方向，变为垂直。与所述结构例1同样，入射侧偏振片23以把透过轴的方位变为与G光的偏振方向平行的方式进行调整。因此，在Ye叠加元件71施加电压的状态下，G光透过入射侧偏振片23，但是Ye光由入射侧偏振片23遮断。

而如果调整对Ye叠加元件71作用的电压，改变Ye光的偏振方向相对于入射侧偏振片23的透过轴的方位的倾斜角，与该倾斜角对应的光量的Ye光透过入射侧偏振片23。因此，通过控制对Ye叠加元件71的施加电压，能控制在影像光叠加的Ye光的光量，能调整投射图像的亮度和色味。这里，施加电压的调整与所述实施例1同样，希望根据影像信号，动态地调整。

根据本结构例，与所述实施例1同样，通过在影像光叠加Ye光，能实现投射图像的高亮度化，同时能扩大可进行色再现的范围。此外，按照影像光，动态地改变在影像光叠加的Ye光的光量，能提高投射图像的视觉的效果。

另外，Ye叠加元件71也能采用按Ye光的各入射区域使偏振方向旋转的结构。例如，也可以，相对于液晶面板24上的多个像素区域，把Ye叠加元件71上的一个调制区域附加对应。图23是表示相对于液晶面板24上的9个像素区域，把Ye叠加元件71上的一个调制区域附加对应时的Ye叠加元件71的结构例(区域分割例)的图。图23(a)表示液晶面板24上的像素区域，图23(b)表示Ye叠加元件71上的调制区域。

这样，如果能按每调制区域旋转控制Ye光的偏振方向，就能在与调制区域对应的各区域，适宜调整投射图像上的Ye光的叠加量。因此，例如在投射图像上的明亮的区域和暗的区域中，能使基于Ye光叠加的亮度增加部分变化，能进一步提高投射图像的视觉效果。在所述结构例1中也与此同样，如果能按各调制区域旋转控制Ye光的偏振方向，就能提高投射图像的视觉效果。

另外，在图22的结构中，用二向色反射镜65分离Ye光，对它进行调制后使其回到G光的光路，但是Ye光的分离和回归并不局限于此，也能采用其他方法。例如，在图22的结构中，也能把调制后的Ye光返回到R光的光路。或者，由二向色反射镜61分离B光和Ye光，把反射镜30置换为二向色反射镜，分离Ye光，对分离的Ye光进行调制后，使其返回到B光的光路。

<结构例3>

图24表示与结构例3有关的投影仪的结构。在所述结构例1、2中，对Ye光进行调制而入射到G光用的液晶面板24，但是在本结构例中，对Ye光进行调制而入射到对G光用的液晶面板24和R光用的液晶面板18。

另外，在本结构例中，以1片结构图示入射侧偏振片17、23、32和出射侧偏振片19、25、34，但是它们与入射侧偏振片45、49、52和出射侧偏振片47、51、54同样能采用2片结构。另外，在本结构例中，省略图示所述结构例1的光学补偿板46、50、53和UV截止滤波器44，但是能在对应的光路中适宜追加。

在本结构例中，与所述结构例2同样，成为最初分离B光的光学系统。另外，对于与所述结构例2相同的部分付与相同的符号。本结构例的照明装置10与所述结构例1同样。

从照明装置10发出的光通过积分仪11、PBS阵列12和聚光透镜13对二向色反射镜61入射。该光中B光透过二向色反射镜61，B光以外的光由二向色反射镜61反射。透过二向色反射镜61的B光通过从反射镜30到出射侧偏振片34的光学元件，而对二向色棱镜20入射。

由二向色反射镜61反射的光中G光通过偏振光旋转元件81对偏振光依存性的二向色反射镜82入射。偏振光旋转元件81与所述结构例1、2的Ye调制元件同样，只对Ye光作用，按照施加电压，使Ye光的偏振方向旋转。

二向色反射镜82具有图25所示的透过率特性。在同一图中，附加Tp的线图表示相对于二向色反射镜82，光以P偏振光的状态入射时的透过率特性，附加Ts的线图表示相对于二向色反射镜82，光以S偏振光的状态入射时的透过率特性。

在本结构例中，G光和R光以S偏振光的状态入射到二向色反射镜82。因此，从同一图的特性Ts可知，G光由二向色反射镜82反射，R光透过二向色反射镜82。

Ye光由偏振光旋转元件81使偏振方向旋转，所以以该旋转量所对应的比例，透过二向色反射镜82，由二向色反射镜82反射。

即，在偏振方向为与G光和R光的偏振方向相同的状态下Ye光对二向色反射镜82入射时，即对二向色反射镜82，Ye光以S偏振光入射时，Ye光的大半由二向色反射镜82反射，然后走与G光相同的光路。

另一方面，在偏振方向为与G光和R光的偏振方向垂直的状态下Ye光对二向色反射镜82入射时，即对二向色反射镜82，Ye光以P偏振光入射时，Ye光的大半透过二向色反射镜82，然后走与R光相同的光路。

在Ye光的偏振方向相对于二向色反射镜82，处于P偏振光和S偏振光之间的状态时，Ye光以与偏振方向相对于P偏振光的方向的倾斜角相对应的比例，透过二向色反射镜82，由二向色反射镜82反射。即这时，Ye光中P偏振光成分透过二向色反射镜82，S偏振光成分由二向色反射镜82反射。这时，Ye光以给定的比例被分配到G光的光路和R光的光路。

回到图24，由二向色反射镜82反射的G光通过从聚光透镜22到出射侧偏振片25的光学元件，对二向色棱镜20入射。

而透过二向色反射镜82的R光和Ye光通过聚光透镜63对窄频带相位差板(波长选择性的1/2波长板)83入射。如上所述，Ye光中P偏振光成分透过二向色反射镜82，所以透过二向色反射镜82后的Ye光的偏振方向成为与R光的偏振方向垂直的方向。

窄频带相位差板83只对Ye光作用，使Ye光的偏振方向旋转90度。据此，Ye光的偏振方向与R光的偏振方向一致。然后，R光和Ye光通过从中继镜64到出射侧偏振片19的光学元件，对二向色棱镜20入射。

这样对二向色棱镜20入射的R光、G光、Ye光和B光由二向色棱镜20合成，成为影像光。该影像光通过投射透镜35投影到被投影面(屏幕面)上。

根据本结构例，Ye光通过G光用的光路和R光用的光路在影像光叠加，所以能实现投射图像的高亮度化。此外，通过控制针对偏振光旋转元件81施加电压，能改变Ye光对G光用的光路和R光用的光路的分配量，能调整投射图像的色再现范围。

图26(a)是示意性地表示对R光用的光路分配Ye光时的色再现范围的图。这时，色再现范围从用实线包围的范围变化为由虚线包围的范围。图26(b)是示意性地表示对G光用的光路分配Ye光时的色再现范围的图。这时，色再现范围从用实线包围的范围变化为由虚线包围的范围。

另外，除了按照模式固定地切换针对偏振光旋转元件81的施加电压的方法，也可以根据图像信号，动态地调整。如果采用后者的方法，就按照各时刻的图像信号的状态，调整投射图像的色味，能提高投射图像的视觉效果。

可是，根据本结构例，Ye光一定分配到G光用的光路和R光用的光路的其中之一，所以如参照图26可知，无法表现纯度高的绿色或红色。

图27是表示为了解决有关的问题而改良的光学系统的结构的图。这里，在G光用的光路追加偏振光旋转元件85。该偏振光旋转元件85与偏振光旋转元件81同样，只对Ye光作用，按照施加电压，使Ye光的偏振方向旋转。

根据该结构例，以相对于二向色反射镜82的Ye光的偏振方向变为S偏振光的方式控制偏振光旋转元件81，并且以相对于入射侧偏振片23的透过轴的方位Ye光的偏振方向变为垂直的方式控制偏振光旋转元件85，从而能只使R光对R光用的液晶面板18入射，只使G光对G光用的液晶面板入射。因此，根据本结构例，在投射图像上能同时再现纯度高的红色和绿色。

另外，在图27的结构例中，在G光用的光路配置用于遮断Ye光的偏振光旋转元件85，但是即使不是G光用的光路，在R光用的光路配置该偏振光旋转元件85，也能取得同样的效果。

另外，虽然这里说明了将偏振光旋转元件85作为Ye光的遮断用，但是通过控制对偏振光旋转元件85的施加电压，与图24的结构例相比，能更细致地控制对G光或R光附加的Ye光的灰度。

另外，假定如果如结构例1～3那样叠加Ye光，在投射图像上蓝色就变淡的情形。这时，把图19的灯105置换为出射B光的光源，增强B光的光量。

<结构例4>

图28表示结构例4的投影仪的结构。在所述结构例1～3中，对Ye光进行调制，对G光用的液晶面板24、或G光用的液晶面板24和R光用的液晶面板18入射。而在本结构例中，R光、G光和B光分别划分为红色、绿色和蓝色的色纯度高的波长成分的Rt光、Gt光和Bt光，以及比它们色纯度低的波长成分的Rr光、Gr光和Br光，通过控制对液晶面板18、24、33的Rr光、Gr光和Br光的入射光量，而适宜调整R光、G光和B光的色纯度和光量。

另外，在本结构例中，以1片结构图示入射侧偏振片17、23、32和出射侧偏振片19、25、34，但是它们与上述构成例1中的入射侧偏振片45、49、52和出射侧偏振片47、51、54同样能采用2片结构。在本结构例中，省略图示所述结构例1的光学补偿板46、50、53和UV截止滤波器44以及透镜41、42，但是能在对应的光路中适宜追加它们。

在本结构例中，与所述结构例1同样，成为最初分离R光的光学系统。另外，对于与所述结构例1相同的部分付与相同的符号。本结构例的照明装置10与所述结构例1同样。

在本结构例中，R光(Rt光和Rr光)、G光(Gt光和Gr光)、B光(Bt光和Br光)由二向色反射镜91、92分离，分别对R光用偏振光旋转元件93、G光用偏振光旋转元件94和B光用偏振光旋转元件95入射。这里，R光的波段和G光的波段彼此连续，此外，G光的波段和B光的波段也彼此连续。Rr光是比Rt光的波段更靠黄色一侧(短波长一侧)的波段的光，Br光是比Bt光的波段更靠蓝绿色一侧(长波长一侧)的波段的光。Gr光能包含比Gt光的波段更靠黄色一侧(长波长一侧)的波段的光和更靠蓝绿色一侧(短波长一侧)的波段的光的双方。在本结构例中，Gr光可以是这些波段的光中的任意一方，或者也可以是双方。

R光用偏振光旋转元件93只对Rt光和Rr光中的Rr光作用，并按照施加电压使Rr光的偏振方向旋转。据此，调整对液晶面板18入射的Rr光的光量。

针对R光用偏振光旋转元件93的施加电压为OFF时，对R光用偏振光旋转元件93入射的Rt光和Rr光中只有Rr光从R光用偏振光旋转元件93受到偏振方向的旋转作用，偏振方向旋转90度。这时，Rr光的偏振方向相对于入射侧偏振片17的透过轴的方位，成为垂直的方向。因此，Rr光被入射侧偏振片17几乎去掉全部光量，而只有Rt光对液晶面板18入射。

与此相对，对R光用偏振光旋转元件93作用给定电平的电压时，Rr光从R光用偏振光旋转元件93不受到偏振方向的旋转作用，以与Rt光相同的偏振方向对入射侧偏振片17入射。这时，Rt光和Rr光的偏振方向都成为平行于入射侧偏振片17的透过轴的方位的方向。因此，Rt光和Rr光，以几乎全光量透过入射侧偏振片17，对液晶面板18入射。

与R光用偏振光旋转元件93的情形同样，针对G光用偏振光旋转元件94的施加电压为OFF时，Gr光从G光用偏振光旋转元件94受到偏振方向的旋转作用，由入射侧偏振片23大致去掉全部光量。此外，对G光用偏振光旋转元件94施加给定电平的电压时，Gr光从G光用偏振光旋转元件94不受到偏振方向的旋转作用，Gt光和Gr光双方大致全透过入射侧偏振片23，对液晶面板24入射。

此外，针对B光用偏振光旋转元件95的施加电压为OFF时，Br光从B光用偏振光旋转元件95受到偏振方向的旋转作用，由入射侧偏振片32大致去掉全部光量。此外，对B光用偏振光旋转元件95施加给定电平的电压时，Br光从B光用偏振光旋转元件95不受到偏振方向的旋转作用，Bt光和Br光双方大致全透过入射侧偏振片32，对液晶面板33入射。

另外，R光用偏振光旋转元件93、G光用偏振光旋转元件94和B光用偏振光旋转元件95与所述结构例1的Ye叠加元件同样，能以陷波滤波器类型和边缘滤波器类型的任意元件构成。无论哪个类型，R光用偏振光旋转元件93、G光用偏振光旋转元件94和B光用偏振光旋转元件95，分别只关于Rr光、Gr光和Br光的波段作用地构成。

图29是表示本结构例的效果的图。图中，光量优先模式是相对于R光用偏振光旋转元件93、G光用偏振光旋转元件94和B光用偏振光旋转元件95全体，作用使Rr光、Gr光和Br光的偏振方向旋转90度的电压时的模式，色纯度优先模式，是针对R光用偏振光旋转元件93、G光用偏振光旋转元件94和B光用偏振光旋转元件95的施加电压全部为OFF时的模式。

在光量优先模式中，Rr光、Gr光和Br光分别对液晶面板18、24、33入射，所以投射图像的总光量增加该部分的量。可是，另一方面，由于混杂这些光，红色、绿色和蓝色的色纯度降低，因此，投射图像的色再现范围成为由图29的虚线包围的范围。

与此相对，在色纯度优先模式中，Rr光、Gr光和Br光分别不对液晶面板18、24、33入射，所以投射图像的总光量与光量优先模式相比降低。可是，通过不混杂这些光，红色、绿色和蓝色的色纯度提高，因此，投射图像的色再现范围扩展到由图29的实线包围的范围。

如此，在本结构例中，通过ON/OFF控制R光用偏振光旋转元件93、G光用偏振光旋转元件94和B光用偏振光旋转元件95，能适宜调整投射图像的光量(亮度)和色再现性。因此，能提供能顺利满足高亮度化和色再现性的要求的投影仪。

另外，在本结构例中，通过控制对R光用偏振光旋转元件93、G光用偏振光旋转元件94和B光用偏振光旋转元件95的施加电压，能任意调整Rr光、Gr光和Br光的偏振方向的旋转量，因此，能适宜调节对影像光的Rr光、Gr光和Br光的叠加量。因此，如果以按照图像信号而控制对R光用偏振光旋转元件93、G光用偏振光旋转元件94和B光用偏振光旋转元件95的施加电压的方式构成控制电路，就能按照投射图像的状态，动态调节对影像光的Rr光、Gr光和Br光的叠加量，能在各时期实现适当的亮度和再现性。

以上，表示本发明的实施例，但是本发明并不由所述实施例限制，此外，本发明的实施例也能进行其它各种变更。

另外，图3(b)～(c)所示的反射镜结构的变更例也能在实施例2以后所示的结构例中应用，此外，实施例2以后的结构例能适宜变更为图5所示的混合照明系统。

此外，本发明的实施例在权利要求书表示的技术思想的范围中能进行各种变更。

另外，所述实施例9的结构例1～3相当于权利要求9的发明的实施例，此外所述结构例4相当于权利要求10的发明的实施例。

Claims (10)

1.一种照明装置，其特征在于，

包括：

第一光源单元，其由多个第一光源构成；

第一反射单元，其将从所述第一光源出射的各光，导向同一方向；

第二光源单元，其具有至少一个第二光源，并且在与由所述第一反射单元反射后的来自所述第一光源单元的光的前进方向相垂直的面内，在相对地光量分布小的区域中配置所述第二光源的光轴中心。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

所述多个第一光源，以其光轴彼此平行的方式配置。

3.根据权利要求2所述的照明装置，其特征在于，

所述第二光源，配置为其光轴与所述第一光源的光轴平行，

所述照明装置还具有第二反射单元，所述第二反射单元把来自所述第二光源的光，导向与由所述反射单元反射后的来自所述第一光源单元的光相同的方向。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的照明装置，其特征在于，

所述第二光源单元，相对于由所述第一反射单元反射后的来自所述第一光源单元的光的前进方向，配置在比所述第一光源单元更靠近里侧，

所述第一反射单元，在来自所述第二光源单元的光的通过位置上形成切口或透明部。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的照明装置，其特征在于，

在所述第二光源的光轴上配置至少一个透镜元件。

6.一种照明装置，其特征在于，

包括：

第一光源单元，其由4个第一光源构成；

第一反射单元，其具有把从所述第一光源出射的各光导向同一方向的反射镜面，并且以如下方式配置：即在与由所述反射镜面反射后的来自所述第一光源单元的光的前进方向相垂直的面内，所述4个光源的光轴中心位于规定的方形形状的顶点位置，

第二光源，其以光轴中心位于所述方形形状的中心位置的方式配置。

7.根据权利要求6所述的照明装置，其特征在于，

所述第二光源相对于由所述第一反射单元反射后的来自所述第一光源单元的光的前进方向，配置在比所述第一光源单元更靠近里侧；

所述第一反射单元在来自所述第二光源单元的光的通过位置形成切口或透明部。

8.一种投射型影像显示装置，其中，

搭载权利要求1～7中的任意一项所述的照明装置。

9.根据权利要求8所述的投射型影像显示装置，其特征在于，包括：

R用光调制元件，其根据红色用的影像信号，调制光；

G用光调制元件，其根据绿色用的影像信号，调制光；

B用光调制元件，其根据蓝色用的影像信号，调制光，

导光光学系统，其把从所述照明装置发出的光中红色波段、绿色波段、蓝色波段的光分别导向所述R用光调制元件、所述G用光调制元件、所述B用光调制元件，

光合成元件，其合成由所述各光调制元件调制后的所述各波段的光，而生成影像光；

光叠加单元，其把从所述照明装置发出的光中所述各波段以外的第四波段的光叠加于所述影像光；

第四光调制元件，其调制所述第四波段的光。

10.根据权利要求8所述的投射型影像显示装置，其特征在于，包括：

导光光学系统，其把从所述照明装置发出的光分离为色成分光，并导向对应的光调制元件；

光量调节单元，其配置在所述导光光学系统中，并对所述色成分光中单色的色纯度高的第一波段以外的第二波段的光施加作用，而调节该第二波段的光对所述光调制元件的入射光量。

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