CN102239445A - 照明装置及投射型影像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够抑制影像品质的下降并同时实现设备的低消耗电力化、光源的长寿命化的照明装置。照明装置具有：光调制器(80R、80G、80B)，其对光进行调制；多个光源部(11)，它们与将光调制器的调制区域(81)分割成多个而成的各分割区域分别对应配置；导光光学系统，其将来自各光源部(11)的光分别向对应的分割区域引导；光量调整部(103)，其基于适用于各分割区域的影像信号来调整与各分割区域对应的各光源部(11)的输出；灰度设定部(105)，其基于各光源部(11)的输出和影像信号对光调制器(80R、80G、80B)进行控制。导光光学系统具有多个光纤组(12)、多个积分棒(21)及中继光学系统。

Description

照明装置及投射型影像显示装置

技术领域

本发明涉及基于影像信号对来自光源的光进行调制并输出的照明装置及投射型影像显示装置，尤其涉及适合在使用多个光源实现了高亮度化的照明装置及投射型影像显示装置中使用。

背景技术

以往，已知有基于影像信号对来自光源的光进行调制，并将由此生成的光(以下称为“影像光”)向被投射面投射的投射型影像显示装置(以下称为“投影仪”)。在此种投影仪中，伴随近些年的大画面化而要求影像光的高亮度化，因此，需要实现照明光的高亮度化。

与此相对，通过对多个光源进行一维或二维排列而形成阵列化，从而能够实现光的集聚化。另外，作为用于实现照明光的高亮度化的结构，例如，使来自多个光源的光与多根光纤耦合，并将上述的光纤捆束而对从光纤射出的光进行合成。

但是，当这样使用多个光源时，无论如何也使设备的消耗电力变大。并且，在以大的电流连续驱动时，光源的寿命会变短。

因此，在这样的投影仪中，当进行低消耗电力模式(长寿命模式)的设定时，能够减少全部光源或一部分光源的输出(例如，专利文献1)。若这样，则能够实现光源的长寿命化，并且，能够实现设备的低消耗电力化。

专利文献1：日本特开平2004-279943号公报

然而，在上述结构的投影仪中，当光源的输出下降时，投射图像整体的明亮度也下降。因此，为了设备的低消耗电力化、光源的长寿命化，可能会导致影像品质的下降。

发明内容

本发明为了解决这样的问题而提出，其目的在于提供一种能够抑制影像品质的下降并同时实现设备的低消耗电力化、光源的长寿命化的照明装置及投射型影像显示装置。

本发明的第一方式涉及的照明装置的特征在于，具有：光调制部，其对光进行调制；多个光源部，它们与分割所述光调制部的光调制区域而成的多个分割区域分别对应配置；导光光学系统，其将来自所述多个光源部的光分别向对应的所述多个分割区域引导；输出调整部，其基于适用于分割区域的影像信号，对与所述分割区域对应的光源部的输出进行调整；调制控制部，其基于所述光源部的输出和所述影像信号，对所述光调制部进行控制。

根据第一方式涉及的照明装置，基于适用于光调制部的各分割区域的影像信号，分别调整对应的各光源部的输出，因此能够减少多个光源部整体的消耗电力。并且，基于调整后的各光源部的输出和影像信号来控制光调制部，因此能够抑制因调整各光源部的输出所引起的各分割区域的图像的明亮度的下降，并能够确保画面整体的明亮度。因此，能够抑制影像品质的下降。

本发明的第一方式涉及的照明装中，所述导光光学系统可以形成为具有与所述多个分割区域对应配置的多个积分棒的结构。

若形成这样的结构，则能够将来自各光源部的光分别向对应的分割区域有效地引导。

另外，在这样的结构的情况下，所述导光光学系统可以形成为具有将从所述多个积分棒射出的光分别向对应的所述分割区域引导的中继光学系统的结构。此时，所述光调制部可以形成为配置在与所述中继光学系统产生的成像面不同的位置的结构。

或者，所述导光光学系统可以形成为具有将从所述多个积分棒射出的光分别向对应的所述分割区域引导的中继光学系统和间插于所述中继光学系统的扩散板的结构。

若形成这样的结构，则能够使分割区域的边界难以出现在投射图像上。

在本发明的第一方式涉及的照明装置中，所述导光光学系统可以形成为具有从所述多个光源部射出的光所入射的复眼透镜和透过所述复眼透镜后的光所入射的、与所述多个分割区域对应配置的多个聚光透镜的结构。

若形成这样的结构，则能够将来自各光源部的光分别向对应的分割区域有效地引导。

另外，在形成为这样的结构的情况下，以使在所述各分割区域成像的光的尺寸大于该各分割区域的方式设定所述复眼透镜的倍率。

或者，所述导光光学系统可以形成为具有扩散板的结构。

若形成这样的结构，则能够使分割区域的边界难以出现在投射图像上。

本发明的第二方式涉及的投射型影像显示装置具备照明装置和对来自所述照明装置的影像光进行放大投射的投射光学系统。在此，所述照明装置具有：光调制部，其对光进行调制；多个光源部，它们与分割所述光调制部的光调制区域而成的多个分割区域分别对应配置；导光光学系统，其将来自所述多个光源部的光分别向对应的所述多个分割区域引导；输出调整部，其基于适用于分割区域的影像信号，对与所述分割区域对应的光源部的输出进行调整；调制控制部，其基于所述光源部的输出和所述影像信号，对所述光调制部进行控制。

根据第二方式涉及的投射型影像显示装置，与第一方式涉及的照明装置同样地，能够减少多个光源部整体的消耗电力，并且能够抑制影像品质的下降。

根据如以所述的本发明，能够抑制影像品质的下降，并同时实现设备的低消耗电力化、光源的长寿命化。

本发明的特征通过以下所示的实施方式变得更加清楚。但是，以下所示的实施方式只是实施本发明时的一个例示，本发明丝毫不受以下的实施方式中记载的内容的限制。

附图说明

图1是表示实施方式涉及的投影仪的光学系统的结构的图。

图2是表示实施方式涉及的照明装置及积分器的结构的图。

图3是用于说明实施方式涉及的积分器中的积分棒的固定结构的图。

图4是表示从实施方式涉及积分器射出的激光向光调制器照射的照射状态的图。

图5是表示实施方式涉及的投影仪中的用于对各光调制器及各激光光源进行驱动控制的控制系统的结构的图。

图6是表示实施方式涉及的向屏幕投射的投射图像与各光源部的输出的关系的图。

图7是变更例涉及的从照明装置到光调制器的光学系统的示意图。

图8是表示变更例涉及的投影仪的光学系统的结构的图。

图9是表示另一变更例涉及的投影仪的光学系统的结构的图。

图10是用于说明另一变更例涉及的光源装置、复眼透镜及聚光器阵列的结构的图。

图11是用于说明另一变更例涉及的投影仪的光学系统的其它结构的图。

但是，附图专用于说明，并不限定本发明的范围。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的实施方式涉及的投影仪。

图1是表示投影仪的光学系统的结构的图。需要说明的是，图1中，利用除投射透镜90之外的结构，构成搭载于本实施方式涉及的投影仪的照明装置1的光学系统。图1中，R光用光调制器80R、G光用光调制器80G以及B光用光调制器80B相当于本发明涉及的光调制部，构成光源装置10的光源部11相当于本发明涉及的光源部，介于光源装置10与R光用光调制器80R、G光用光调制器80G及B光用光调制器80B之间的结构部相当于本发明的导光光学系统。

从光源装置10射出红色波长带的激光(以下，称为“R光”)、绿色波长带的激光(以下，称为“G光”)和蓝色波长带的激光(以下，称为“B光”)合成后的白色的照明光。光源装置10具有利用光纤将从多个激光光源射出的R光、G光及B光集聚在一起的结构。需要说明的是，关于光源装置10的详细结构，在后面进行叙述。

从光源装置10射出的照明光通过积分器20使照度分布均匀化后，经由中继透镜30、40、反射镜50、中继透镜60向3DMD(Digital Micro-mirrorDevice)用颜色分离合成棱镜70的TIR(Total Internal Reflection)棱镜71入射。需要说明的是，3DMD用颜色分离合成棱镜70的详细结构例如在日本特开2006-79080号公报中有记载。

向3DMD用颜色分离合成棱镜70入射的照明光被构成3DMD用颜色分离合成棱镜70的分色膜72、73分离，并向由DMD构成的反射型的R光用光调制器80R、G光用光调制器80G及B光用光调制器80B的各自的调制区域入射。由所述光调制器80R、80G、80B调制后的R光、G光、B光通过3DMD用颜色分离合成棱镜70合并光路，对各色光进行颜色合成后的光(影像光)从TIR棱镜71向投射透镜90(相当于本发明的投射光学系统)入射。

向投射透镜90入射后的影像光被放大而投射到屏幕(被投射面)上。这样，在屏幕上显示基于影像信号的规定的影像。

图2是表示光源装置10及积分器20的结构的图。图2(a)是光源装置10及积分器20的立体图。另外，图2(b)是表示光源装置10中的光源部11周边的结构的图。并且，图2(c)是表示光源装置10中的基于光纤束13的多个光纤组12的捆束结构的图(主视图)。

如图2(a)所示，光源装置10具备9个光源部11、与所述光源部11对应配置的9个光纤组12、对所述光纤组12进行捆束而成的光纤束13。

如图2(b)所示，各光源部11由发出R光的红色激光光源11R、发出G光的绿色激光光源11G、发出B光的蓝色激光光源11B构成。并且，各光纤组12由R光用的光纤12R、G光用的光纤12G、B光用的光纤12B构成。上述三根光纤12R、12G、12B彼此通过粘结剂粘结而一体化。需要说明的是，作为一体化的方法，也可以采用通过带进行捆束和装入管等的方法。

从各激光光源11R、11G、11B发出的R光、G光及B光分别经由光纤耦合器15向各光纤12R、12G、12B入射，在光纤内传播并从它们的前端部射出。

9个光纤组12在前端部被光纤束13捆束。如图2(c)所示，各光纤组12在光纤束13内以规定间距配置成横向三列纵向三列。在光纤束13内填充有环氧树脂等填充材料14，由此，将各光纤组12固定在光纤束13内。

如图2(a)所示，积分器20由9根积分棒21构成。9根积分棒21被捆扎成横向三列纵向三层，且界面彼此通过粘结而一体化。

图3是用于说明积分棒21的固定结构的图。图3(a)、(b)及(c)分别是从侧方、入射面侧及出射面侧观察到的积分器20的图。图3(d)是表示积分棒21的出射端部侧未被粘结的结构例的图。

如图3(a)至(c)所示，各积分棒21的入射端侧和出射端侧通过粘结剂粘结。此时，若在棒的界面(侧面)涂敷粘结剂，则被涂敷的部分的激光的反射率下降。因此，如图3(a)、(b)所示，在积分棒21的入射端侧，在入射的激光照射不到的入射端面21a附近涂敷粘结剂。另外，如图3(c)所示，由于在出射端侧涂敷粘结剂的部分极少，因此在最小限度的部位以散布的方式涂敷粘结剂。粘结剂的厚度例如为几μm～10μm左右，在相邻的积分棒21之间形成粘结剂的厚度量的空气间隙G。

需要说明的是，若仅通过入射端侧的粘结就能够进行积分棒21的充分的固定，则未必需要出射端侧的棒的粘结，如图3(d)所示，仅将出射端侧捆扎。这种情况下，不会产生出射端侧的粘结剂引起的反射率的下降。

返回图2，光纤组12的间距与积分棒21的间距大致相等。并且，光源装置10和积分器20以各光纤组12的前端面与各积分棒21的入射面21a对置的方式配置。

这样，从各光纤组12射出的RGB三色的激光向对应的各积分棒21入射。如上所述，在相邻的积分棒21之间形成有空气间隙G。因此，向各积分棒21入射的激光因棒与空气之间的折射率的不同而在各棒内进行全反射并同时传播，在照度分布均匀化后从其出射面21b射出。

图4是表示从积分器20射出后的激光向光调制器80R、80G、80B照射的照射状态的图。

图4(a)是从光源装置10到光调制器80R、80G、80B的光学系统的示意图，图4(b)是示意性表示从各积分棒21射出的激光所照射的光调制器80R、80G、80B的调制区域81上的区域的图。需要说明的是，在图4(a)中，为了方便，通过一个透镜描绘了由中继透镜30、40、60、反射镜50及3DMD用颜色分离合成棱镜70构成的中继光学系统。另外，在图4(b)中，为了方便，对各积分棒21标注A～I的符号，同样在调制区域81中，对来自各积分棒21的激光所照射的分割区域标注A～I的符号。

如图1说明的那样，从积分器20射出的激光在中继光学系统中被分离成R光、G光及B光，分离后的R光、G光及B光分别向对应的光调制器80R、80G、80B的调制区域81整体照射。此时，从各积分棒21射出的各激光(R光、G光、B光)向调制区域81中的对应的各区域照射。即，调制区域81成为被分割成与积分棒21的个数相同的9个区域的状态，来自一个光源部11的激光向一个分割区域照射。

需要说明的是，如图4(b)所示，各激光在中继光学系统的透镜作用下，向调制区域81的上下左右颠倒的位置照射。例如，从位于左上的符号A的积分棒21射出的激光向调制区域81的最右下的位置、即向符号A的分割区域照射。对于来自其它符号B～I的积分棒21的激光，也如图4(b)所示向相同符号的分割区域照射。

在此，如图4(a)所示，光调制器80R、80G、80B的反射面的位置相对于中继光学系统的成像面稍向后方错开。其结果是，照射到调制区域81的各激光的照射尺寸比成像面略大，因此如图4(b)所示，向相邻的分割区域照射的激光在其边界产生稍重合的状态(以下，将激光重合的区域称为“重合区域”)。由此，即使在棒状积分器20产生上述空气间隙G，也不会发生由其引起而在投射图像上出现边界线的情况。

需要说明的是，当光调制器80R、80G、80B的反射面的位置从成像面错开时，会形成影像模糊的状态。因此，对反射面与成像面的错开量进行调整，以使模糊情况在实用上不会成为问题，并且使上述边界线不显眼。

图5是表示投影仪中的用于对各光调制器80R、80G、80B及各激光光源11R、11G、11B进行驱动控制的控制系统的结构的图。需要说明的是，该图的控制部100包含于搭载在投影仪上的照明装置1的电路系统中。

光调制器80R、80G、80B及光源部11的各激光光源11R、11G、11B通过控制部100进行驱动控制。控制部100根据输入的影像信号，求出光调制器80R、80G、80B的各分割区域所需的亮度，并决定为了得到需要的亮度而向各分割区域照射的光量。之后，基于决定的光量，控制与各分割区域对应的各光源部11、即控制各激光光源11R、11G、11B的输出。并且，控制部100根据向各分割区域照射的光量、即根据各光源部的输出，而设定该分割区域内的各像素的灰度，并对光调制器80R、80G、80B进行控制。

为了进行这样的控制，控制部100具备输入接收部101、最高亮度算出部102、光量调整部103(相当于本发明的输出调整部)、重合光量算出部104、灰度设定部105(相当于本发明的调制控制部)、面板驱动部106、光源驱动部107。

当输入信号接收部101被输入一帧(一影像画面)量的影像信号(例如，RGB输入信号)时，将所述影像信号向最高亮度算出部102及灰度设定部105输出。

最高亮度算出部102基于输入的影像信号，对各分割区域算出各光调制器80R、80G、80B各自的各分割区域所要求的最高亮度。例如，依次对分割区域中的各像素所要求的亮度进行比较，将最大的亮度作为最高亮度。通过分割区域的调制而生成的影像越为明亮的颜色(接近白色的颜色)，最高亮度越高。最高亮度算出部102将算出的各分割区域的最高亮度向光量调整部103输出。

光量调整部103基于输入的最高亮度，分别确定各分割区域所需的光量，即分别确定光调制器80R中的各分割区域的R光的光量、光调制器80G中的各分割区域的G光的光量及光调制器80B中的各分割区域的B光的光量。之后，以能得到决定的光量的方式来决定9个光源部11各自的各激光光源11R、11G、11B的输出值。此时，对于最高亮度比较高的分割区域，增大与该分割区域对应的各激光光源11R、11G、11B的输出值，对于最高亮度比较低的分割区域，减小与该分割区域对应的各激光光源11R、11G、11B的输出值。

光量调整部103将如此决定的输出值向光源驱动部107输出。并且，光量调整部103将与决定的各分割区域的光量(R光、B光、G光的各光量)相关的信息(以下，称为“主光量信息”)向重合光量算出部104及灰度设定部105输出。

重合光量算出部104基于输入的主光量信息，对各光调制器80R、80G、80B分别算出向上述的重合区域(参照图4(b))照射的光量。之后，将与算出的光量相关的信息(以下，称为“重合光量信息”)向灰度设定部105输出。

灰度设定部105基于从输入信号接收部101输入的影像信号和主光量信息，对各光调制器80R、80G、80B分别设定各分割区域内的各像素的灰度，并且基于影像信号和重合光量信息，设定重合区域内的各像素的灰度。

即，例如，在光调制器80R中通过对与其分割区域对应的激光光源11R的输出进行调整，而使向其分割区域照射的R光的光量(以下，称为“当前光量”)少于激光光源11R的输出为最大时的R光的光量(以下，称为“最大光量”)的情况下，灰度设定部105基于当前光量相对于最大光量的比率，而提高各像素的灰度，以得到与最大光量时的亮度同等的亮度。并且，灰度设定部105基于重合区域的光量相对于最大光量的比率，对重合区域的各像素的灰度进行调整，以得到与最大光量时的亮度同等的亮度。此时，若重合区域的光量多于最大光量，则降低重合区域的各像素的灰度，若少于最大光量，则提高重合区域的各像素的灰度。对于其它光调制器80G、80B，也与光调制器80a的情况同样地，灰度设定部105对各像素的灰度进行调整，以能够得到与最大光量时的亮度同等的亮度。

灰度设定部105将用于使各光调制部80R、80G、80B动作的面板控制信号向面板驱动部106输出，以使各像素成为设定的灰度。面板驱动部106基于来自面板驱动部106的面板控制信号，向各光调制器80R、80G、80B输出驱动信号。

此时，与面板控制信号的输出同步地，光量调整部103将用于使各激光光源11R、11G、11B动作的激光控制信号向光源驱动部107输出，以形成决定的输出值。光源驱动部107基于来自光量调整部103的激光控制信号，向各激光光源11R、11G、11B输出驱动信号。

这样，从9个光源部11各自的各激光光源11R、11G、11B向各光调制器80R、80G、80B的对应的分割区域分别照射必要的光量的激光(R光、G光及B光)。分别照射到各光调制器80R、80G、80B的R光、G光及B光由各光调制器80R、80G、80B进行调制，如图1中说明那样，被3DMD用颜色分离合成棱镜70进行颜色合成而成为影像光，并经由投射透镜90向屏幕投射。

图6是表示向屏幕投射的投射图像与各光源部11的输出的关系的图。图6(a)是表示投射图像的一例的图，图6(b)是显示图6(a)的投射图像时的表示各光源部11的输出的图。需要说明的是，图6(a)中表示的区域A～I是与图4(b)所示的光调制器80R、80G、80B的分割区域A～I对应的区域。另外，图6(b)所示的各光源部11的输出表示各激光光源11R、11G、11B的输出。

在图6(a)中，向屏幕投射有在草原和湖中存在雪山的景色的图像。在该投射图像中，在映照有雪山的区域(D、E、F)、映照有蓝天的区域(A、B、C)、描绘出草原的区域(G)、描绘出草原和湖的区域(H)、描绘出湖的区域(I)中，需要的R光、G光以及B光的光量不同。

此时，各光源部11的输出、即激光光源11R、11G、11B的各输出根据生成区域A～I的图像的影像信号而进行调整。即，如图6(b)所示，激光光源11R、11G、11B的各输出成为与各自的颜色显示的亮度对应的输出。

因此，与图6(b)的虚线所示那样的所有的光源部11(激光光源)的输出固定的情况相比，光源装置10整体消耗的电力下降。

以上，根据本实施方式，基于适用于光调制器80R、80G、80B的各分割区域的影像信号，分别调整对应的各光源部11的输出，因此能够减少多个光源部整体的消耗电力。并且，基于调整的各光源部11的输出和影像信号，在各分割区域的光量比最大光量少时，提高各分割区域内的各像素的灰度，因此能够使各分割区域的投射图像的明亮度与各分割区域的光量为最大光量时的投射图像的明亮度同等。

因此，通过调整各光源部11的输出，能够抑制投射图像整体的明亮度下降，因此能够抑制影像品质的下降。

另外，根据本实施方式，由于光调制器80R、80G、80B的调制区域81相对于中继光学系统的成像面错开，因此在相邻的分割区域的边界，激光成为稍重合的状态。由此，能够使分割区域的边界线难以出现在投射图像中。

并且，根据本实施方式，由于根据向重合区域照射的光量来设定与该重合区域对应的影像的灰度，因此能够抑制因重合区域的影响而在投射图像上产生明亮度不均的情况，从而能够抑制影像品质的下降。

<光学系统的变更例>

图7是变更例涉及的从光源装置10到光调制器80R、80G、80B的光学系统的示意图。

在本变更例中，取代使光调制器80R、80G、80B的调制区域81相对于中继光学系统的成像面错开的情况，而在积分器20的出射端部附近配置扩散板25。当这样配置扩散板25时，激光未恰好在光调制器80R、80G、80B上成像，而与上述实施方式同样，激光在相邻的分割区域的边界成为稍重合的状态。

因此，通过本变更例的结构，与上述实施方式同样地，也能够使分割区域的边界线难以出现在投射图像上。

需要说明的是，因扩散板25而未进行恰好的成像时，影像变得模糊。因此，优选使用具有使模糊情况在实用上不会成为问题的程度的扩散程度的扩散板25。并且，扩散板25配置在中继光学系统的任意位置均可，但为了尽可能减少扩散程度，优选如图7那样配置在积分器20的附近或光调制器80R、80G、80B的附近。

以上，说明了本发明的实施方式，但本发明不受上述实施方式丝毫限制，并且，本发明的实施方式除上述以外还能够进行各种变更。

例如，在上述实施方式中，示出了使用3DMD用颜色分离合成棱镜70的照明光学系统，但也能够适用其它照明光学系统。例如，可以是将由多个分色镜分离后的颜色光从三个方向向三个液晶面板入射，并将由各液晶面板调制后的颜色光通过分色棱镜进行合成的类型的光学系统。

另外，在上述实施方式中，光源部11由各种颜色各为一个的激光光源11R、11G、11B构成，但不局限于此，也可以由各种颜色各为多个的激光光源11R、11G、11B构成。这种情况下，也可以基于适当的条件来决定各激光光源11R、11G、11B的个数的比率。例如，在使用波长为642nm且输出功率为7W的红色激光光源11R、波长为532nm且输出功率为5.1W的绿色激光光源11G、波长为465nm且输出功率为5.1W的蓝色激光光源11B来制作颜色温度6500℃(D65)的白色的情况下，可以使个数比率为红色激光光源∶绿色激光光源∶蓝色激光光源≒3∶2∶2。

并且，在上述实施方式中，积分棒21排列成纵向三列横向三列，由此，光调制器80R、80G、80B的调制区域81成为被分割成纵向三列横向三列的状态。然而，积分棒21的排列、即调制区域81的分割的方法不局限于上述纵向三列横向三列，可以形成适当的排列(分割)。例如，可以形成为纵向两列横向两列、纵向四列横向四列、纵向八列横向八列、纵向三列横向四列等。

并且，在上述实施方式中，形成配置有一个发出RGB三色的激光的光源装置10的结构，但照明装置1的光学系统不局限于这样的结构，例如，如图8所示，可以按每种颜色配置光源装置。

即，在图8的结构中，配置有仅由红色激光光源部11R构成的光源装置10R、仅由绿色激光光源部11G构成的光源装置10G以及由蓝色激光光源部11B构成的光源装置10B这三个光源装置。红色激光光源部11R、绿色激光光源部11G及蓝色激光光源部11B分别具有多个红色激光光源、绿色激光光源、蓝色激光光源和使来自上述的激光光源的激光向对应的光纤入射的光纤耦合器。

在图8中，20R、20G、20B分别是与光源装置10R、光源装置10G、光源装置10B相对的积分器。另外，30R及40R是与光源装置10R相对的中继透镜，30G及40G是与光源装置10G相对的中继透镜，30B及40B是与光源装置10B相对的中继透镜。

在RGB各色用的中继透镜40R、40G、40B的后段分别配置有分色镜51、52及反射镜53。即，从积分器20R射出的R光被分色镜51反射。另外，从积分器20G射出的G光被分色镜52反射后，透过分色镜51。并且，从积分器20B射出的B光被反射镜53反射后，透过分色镜52、51。这样，来自三个光源装置10R、10G、10B的各激光被合成而向3DMD用颜色分离合成棱镜70入射。

需要说明的是，在图8的结构中，可以使构成积分器20R、20G、20B的积分棒21R、21G、21B的根数相同。这种情况下，在全部光调制器80R、80G、80B中，分割区域的个数相同。或者也可以使与各光源装置10R、10G、10B相对的积分棒21R、21G、21B的根数不同。这种情况下，因各光调制器80R、80G、80B而分割区域的个数不同。

另外，在图8的结构中，也可以使与一根积分棒21R、21G、21B相对的各色的激光光源的分配个数相同，或者也可以使分配个数彼此不同。例如，在G光的发光量比R光、B光的发光量少的情况下，可以使与一根积分棒21G对应的绿色激光光源的分配个数比红色激光光源、蓝色激光光源的分配个数多。

<光学系统的另一变更例>

图9至图11是用于说明照明装置1的光学系统的另一变更例的图。

图9是表示投影仪的光学系统的结构的图。在图9中，除投射透镜90以外的结构成为照明装置1的光学系统的结构。需要说明的是，在图9中，R光用光调制器270R、G光用光调制器270G及B光用光调制器270B相当于本发明涉及的光调制部，构成光源装置210的光源部211相当于本发明涉及的光源部，介于光源装置210与R光用光调制器270R、G光用光调制器270G及B光用光调制器270B之间的结构部相当于本发明的导光光学系统。

本变更例涉及的照明装置1具备光源装置210、复眼透镜220、聚光透镜阵列230、反射镜240、聚光透镜250、3DMD用颜色分离合成棱镜260。

R光、G光及B光合成后的白色的照明光从光源装置210射出。从光源装置10射出的照明光经由复眼透镜220、聚光透镜阵列230、反射镜240及聚光透镜250向3DMD用颜色分离合成棱镜260的TIR棱镜261入射。需要说明的是，3DMD用颜色分离合成棱镜260的结构与上述实施方式的3DMD用颜色分离合成棱镜70相同。

入射到3DMD用颜色分离合成棱镜260的照明光被分色膜262、263分离，并向由DMD构成的反射型的R光用光调制器270R、G光用光调制器270G及B光用光调制器270B的各自的调制区域入射。由所述光调制器270R、270G、270B调制后的R光、G光、B光通过3DMD用颜色分离合成棱镜260合成光路，且各色光被颜色合成后的光(影像光)从TIR棱镜261向投射透镜90入射。

图10是用于说明光源装置210、复眼透镜220及聚光器阵列230的结构的图。图10(a)是示意性表示从光源装置210到光调制器270R、270G、270B的光学系统的图。在该图中，为了方便，省略了反射镜240、聚光透镜250、3DMD用颜色分离合成棱镜260的图示。

图10(b)是从光源装置210的后方观察到的光学系统的主要部分的图。在该图中，为了方便，由单点划线表示光源部211。并且，对来自各光源部211的激光所照射的复眼透镜220的照射区域标注A～I的符号。

图10(c)是示意性表示光调制器270R、270G、270B中从聚光透镜阵列230的各聚光透镜231a～231i射出的激光所照射的调制区域271上的区域的图。在该图中，对来自各聚光透镜231a～231i的激光所照射的光调制器270R、270G、270B的各区域标注A～I的符号。

参照图10，光源装置210由纵向排列三个、横向排列三个的光源部211(211a～211i)构成。各光源部211包括发出R光的红色激光光源、发出G光的绿色激光光源和发出B光的蓝色激光光源。从所述激光光源发出的R光、G光及B光在光源部211内部被合成而向外部射出。

从光源装置210射出的激光向复眼透镜220入射。复眼透镜220由第一复眼透镜221和第二复眼透镜222构成。第一、第二复眼透镜221、222分别具有横向排列9个、纵向排列12个的单元221S、222S。各单元221S、222S具有与光调制器270R、270G、270B的调制区域271的纵横尺寸比相等的纵横尺寸比(例如，4∶3)。

如图10(a)、(b)所示，从各光源部211a～211i射出的激光分别向与各光源部211a～211i对应的第一复眼透镜221的各照射区域A～I照射。各照射区域A～I分别由横向三个、纵向四个合计12个的单元221S构成。

从第一复眼透镜221的各照射区域A～I内的各单元221S射出的激光通过第二复眼透镜222对应的单元222S，向聚光透镜阵列230射出。

聚光透镜阵列230由与各光源部211a～211i对应的9个聚光透镜231a～231i构成。如图10(a)、(b)所示，从第二复眼透镜222中的照射区域A的各单元222S射出的激光全部向对应的聚光透镜231a入射。同样地，从第二复眼透镜222中的另一照射区域B～I的各单元222S射出的激光也全部分别向对应的聚光透镜231b～231i入射。

光调制器270R、270G、270B的调制区域271与各光源部211a～211i对应而被分割成9个区域A～I(参照图10(c))，各聚光透镜231a～231i以其曲率中心(图10(a)的单点划线)分别与光调制器270R、270G、270B的各分割区域A～I的中心一致的方式设计成规定的曲面形状。

从第二复眼透镜222中的照射区域A的各单元222S向聚光透镜231a入射的激光在聚光透镜231a和聚光透镜250的透镜作用下，如图10(a)所示，与光调制器270R、270G、270B的对应的分割区域A重叠。同样地，从第二复眼透镜222中的另一照射区域B～I的各单元222S向聚光透镜231b～231i入射的激光也在聚光透镜231b～231i和聚光透镜250的透镜作用下，与光调制器270R、270G、270B的对应的分割区域B～I重叠。

如此，在本变更例中，也与上述实施方式同样地，光调制器270R、270G、270B的调制区域271被分割成与光源部211相同个数的区域，使来自一个光源部211的激光向一个分割区域照射。

在此，复眼透镜220(第二复眼透镜222)以使向各分割区域A～I成像的激光的成像尺寸稍大于各分割区域A～I的方式设定其倍率。因此，如图10(c)所示，在相邻的分割区域的边界形成激光的重合区域。由此，能够防止边界线出现在投射图像上的情况。

需要说明的是，作为用于防止边界线出现在投射图像上的结构，也可以取代调整复眼透镜220的倍率的情况，而在导光光学系统配置扩散板。例如，如图11所示，可以在聚光透镜250与3DMD用颜色分离合成棱镜260之间配置扩散板280。若这样，激光未恰好在光调制器270R、270G、270B成像，而激光成为在相邻的分割区域的边界稍重合的状态。

如此，因扩散板25的扩散作用而未恰好成像时，影像变得模糊。因此，优选使用具有使模糊情况在实用上不会成为问题的程度的扩散程度的扩散板280。

扩散板280除了图11所示的位置以外，还可以配置在导光光学系统的任意位置。例如，可以在第一复眼透镜221与第二复眼透镜222之间配置扩散板280。这种情况下，由于能够使扩散板280接近作为物面的第一复眼透镜221的入射面，因此能够抑制扩散板280引起的影像的模糊。需要说明的是，如图11所示，在将扩散板280配置在聚光透镜250与3DMD用颜色分离合成棱镜260之间的情况下，由于扩散板280离开物面和像面(光调制器270R、270G、270B的入射面)的任一方，因此在扩散板280的扩散作用下，影像容易模糊。因此，这种情况下，为了抑制影像的模糊，需要使扩散板280的扩散程度尽可能小。

另外，在本变更例中，使用纵向及横向的单元221S、222S的个数分别为纵向及横向的光源部211的个数的整数倍那样的复眼透镜220。并且，对各光源部211均匀地分配成为其照射区域的单元221S、222S，形成为在一个单元221S，222S的中途不会形成两个照射区域的边界的结构。

然而，未必需要使用纵向及横向的单元221S、222S的个数分别为纵向及横向的光源部211的个数的整数倍那样的复眼透镜220。即，也可以形成为在一个单元221S、222S的中途产生两个照射区域的边界的状态。总之，只要从各光源部211射出的激光在复眼透镜220和聚光透镜阵列230的作用下，使照度均匀化并同时向光调制器270R、270G、270B的对应的分割区域照射即可。

需要说明的是，在上述实施方式及变更例中，光源部使用激光光源，但不局限于此，例如，也可以使用LED光源。

此外，本发明的实施方式在权利要求书所示的技术思想的范围内能够适当进行各种变更。

Claims (10)

1.一种照明装置，其特征在于，具有：

光调制部，其对光进行调制；

多个光源部，它们与分割所述光调制部的光调制区域而成的多个分割区域分别对应配置；

导光光学系统，其将来自所述多个光源部的光分别向对应的所述多个分割区域引导；

输出调整部，其基于适用于分割区域的影像信号，对与所述分割区域对应的光源部的输出进行调整；

调制控制部，其基于所述光源部的输出和所述影像信号，对所述光调制部进行控制。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

所述导光光学系统具有与所述多个分割区域对应配置的多个积分棒。

3.根据权利要求2所述的照明装置，其特征在于，

所述导光光学系统具有将从所述多个积分棒射出的光分别向对应的所述分割区域引导的中继光学系统，

所述光调制部配置在与所述中继光学系统产生的成像面不同的位置上。

4.根据权利要求2所述的照明装置，其特征在于，

所述导光光学系统具有：

将从所述多个积分棒射出的光分别向对应的所述分割区域引导的中继光学系统；

间插于所述中继光学系统的扩散板。

5.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

所述导光光学系统具有：

从所述多个光源部射出的光所入射的复眼透镜；

透过所述复眼透镜后的光所入射的、与所述多个分割区域对应配置的多个聚光透镜。

6.根据权利要求5所述的照明装置，其特征在于，

以使在所述各分割区域成像的光的尺寸大于该各分割区域的方式设定所述复眼透镜的倍率。

7.根据权利要求5所述的照明装置，其特征在于，

所述导光光学系统具有扩散板。

8.一种投射型影像显示装置，其特征在于，具备：

照明装置；

对来自所述照明装置的影像光进行放大投射的投射光学系统，

所述照明装置具有：

光调制部，其对光进行调制；

多个光源部，它们与分割所述光调制部的光调制区域而成的多个分割区域分别对应配置；

导光光学系统，其将来自所述多个光源部的光分别向对应的所述多个分割区域引导；

输出调整部，其基于适用于分割区域的影像信号，对与所述分割区域对应的光源部的输出进行调整；

调制控制部，其基于所述光源部的输出和所述影像信号，对所述光调制部进行控制。

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，

所述导光光学系统具有与所述多个分割区域对应配置的多个积分棒。

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，

所述导光光学系统具有：

从所述多个光源部射出的光所入射的复眼透镜；

透过所述复眼透镜后的光所入射的、与所述多个分割区域对应配置的多个聚光透镜。

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