CN108459454A - 照明装置和投影仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供照明装置和投影仪，减少了棒状透镜的光入射端面的损伤等。本发明的照明装置具有：光源部，其具有多个具备发光面的发光元件；准直光学系统，其具有多个准直透镜，多个准直透镜被设置成与光源部的多个发光元件分别对应，入射来自各发光元件的光；聚光透镜，其入射从多个准直透镜射出的光；以及棒状透镜，其具有光入射端面，该光入射端面入射由聚光透镜会聚的光。光源部和准直光学系统构成为：从与光源部的多个发光元件的一部分对应的发光面射出的光的主光线入射到从与光源部的多个发光元件的一部分对应的准直透镜的光轴偏离的位置。

Description

照明装置和投影仪

技术领域

本发明涉及照明装置和投影仪。

背景技术

近年来，作为投影仪用的光源装置，公知的是使用了收容有多个固体发光元件的封装的光源装置(例如参照下述专利文献1)。在使用这样的封装的情况下，优选的是使被照明区域的光强度分布均匀。对此，存在通过使用棒状透镜来使从多个发光元件射出的光在被照明区域上的光强度分布均匀的技术(例如参考下述专利文献2)。

【专利文献1】：日本特开2013-238635号公报

【专利文献2】：日本特开2003-337286号公报

因此，也可以考虑通过使用棒状透镜使从封装射出的光的强度分布均匀。在这种情况下，在棒状透镜的光入射端面上，从封装的各发光元件射出的光是重合为一点的状态。这样，在棒状透镜的光入射端面上会局部地入射光量较大的光，由此，可能对光入射端面造成损伤。

发明内容

本发明的目的在于解决上述课题的至少一部分，其目的之一是提供减少了棒状透镜的光入射端面的损伤等的照明装置。另外，本发明的目的之一是提供具有该照明装置的投影仪。

根据本发明的第1方式，提供一种照明装置，其具有：光源部，其具有多个具备发光面的发光元件；准直光学系统，其具有多个准直透镜，所述多个准直透镜被设置成与所述光源部的多个发光元件分别对应，入射来自各发光元件的光；聚光透镜，其入射从所述多个准直透镜射出的光；以及棒状透镜，其具有光入射端面，该光入射端面入射由所述聚光透镜会聚后的光，所述光源部和所述准直光学系统构成为：从与所述光源部的多个发光元件的一部分对应的所述发光面射出的光的主光线入射到从与所述光源部的多个发光元件的一部分对应的所述准直透镜的光轴偏离的位置。

根据第1方式的照明装置，能够使入射到从准直透镜的光轴偏离的位置的光的主光线在光入射端面上入射的位置与入射到准直透镜的光轴上的光的主光线在光入射端面上入射的位置不同。由此，从多个发光元件射出的光在棒状透镜的光入射端面上形成的各聚光区域不会重合在一点。因此，能够在光入射端面上抑制聚光区域的重叠，通过在光入射端面上使光不集中在特定区域，能够使光入射端面上的光的强度平均。

另外，通过使光入射端面上的光的强度平均，能够抑制在光入射端面上形成的防反射膜变质。因此，能够抑制因防反射膜的变质而导致的光利用效率下降。

在上述第1方式中，优选的是，所述光源部还具有：基板；以及多个支承部件，它们设置在所述基板上，分别支承所述多个发光元件。

根据该结构，通过使用支承部材，能够将多个发光元件按照规定的配置而安装在基板上。因此，准直透镜光学系统与光源部之间的对准变得容易。

在上述第1方式中，优选的是，所述多个支承部件中的一部分支承部件的厚度与其他所述支承部件的厚度不同。

根据该结构，通过使支承部材的厚度不同，能够使从多个发光元件的一部分的发光面射出的光的主光线入射到从准直透镜的光轴偏离的位置。

在上述第1方式中，优选的是，配置所述多个支承部件的间隔中的一部分间隔与其他间隔不同。

根据该结构，通过使配置支承部件的间隔不同，能够使从多个发光元件的一部分的发光面射出的光的主光线入射到从准直透镜的光轴偏离的位置。

在上述第1方式中，在所述准直光学系统中，配置所述多个准直透镜的间隔中的一部分间隔与其他间隔不同。

根据该结构，通过使配置准直透镜的间隔不同，能够使从多个发光元件的一部分的发光面射出的光的主光线入射到从准直透镜的光轴偏离的位置。

在上述第1方式中，优选的是，在所述光源部中，配置所述多个发光元件的间隔中的一部分间隔与其他间隔不同。

根据该结构，通过使配置发光元件的间隔不同，能够使从多个发光元件的一部分的发光面射出的光的主光线入射到从准直透镜的光轴偏离的位置。

在上述第1方式中，优选的是，所述光源部还具有多个棱镜，所述多个棱镜设置成与所述多个发光元件分别对应，所述多个棱镜包含使来自所述发光元件的光反射而入射到对应的所述准直透镜的反射面，配置所述多个棱镜的间隔中的一部分间隔与其他间隔不同。

根据该结构，通过使配置棱镜的间隔不同，能够使从多个发光元件的一部分的发光面射出的光的主光线入射到从准直透镜的光轴偏离的位置。

另外，由于具有棱镜，因此，能够变更从发光元件射出的光的行进方向。

在上述第1方式中，优选的是，所述光源部和所述棒状透镜配置成：使得从矩形形状的所述发光面分别射出的光在矩形形状的所述光入射端面上形成的多个聚光区域的短边方向和所述光入射端面的长边方向平行。

根据该结构，以使聚光区域的短边方向和光入射端面的长边方向平行的方式在棒状透镜的光入射端面上形成聚光区域。因此，例如，通过在光入射端面的长边方向上设定聚光区域的移动方向，能够增大各聚光区域的移动量。因此，在光入射端面上，能够使各聚光区域不重叠，因此，能够使光入射端面上的光的强度平均。另外，由于抑制了在光入射端面上形成的防反射膜的变质，因此，能够抑制因防反射膜的变质导致的光利用效率下降。

根据本发明的第2方式，提供一种投影仪，其具有：上述第1方式的照明装置；光调制装置，其根据图像信息对来自所述照明装置的光进行调制，由此形成图像光；以及投影光学系统，其投射所述图像光。

根据第2方式的投影仪，由于具有上述第1方式的照明装置，因此，能够确保在棒状透镜的光入射端面上设置的防反射膜的可靠性，并且能够稳定地向棒状透镜照射光束，从而稳定地生成照明光。因此，能够投射稳定的亮度的图像。

附图说明

图1是示出第1实施方式的投影仪的概略结构的图。

图2是示出光源装置2的主要部分结构的立体图。

图3是图2的A-A线箭头方向观察的截面图。

图4是俯视观察在棒状透镜的光入射端面上形成的聚光区域的图。

图5是俯视观察在棒状透镜的光入射端面上形成的聚光区域的图。

图6是示出第1变形例的光源装置的主要部分结构的图。

图7是示出第2变形例的光源装置的主要部分结构的图。

图8是示出第3变形例的光源装置的主要部分结构的图。

图9是示出第2实施方式的投影仪的概略结构的图。

标号说明

1、1A：投影仪；2：光源装置；2B：第3光源装置；2G：第2光源装置；2R：第1光源装置；3：聚光透镜；4：棒状透镜；4a：光入射端面；9、9a、9b、9c、9d：支承部材；12、12a、12b、12c、12d：发光元件；16：射出面；27：棱镜；31：光源部；32：准直光学系统；33、33a、33b、33c、33d：准直透镜；62：微镜型光调制装置；63：投影光学系统；80、100：照明装置；33a1、33b1、33c1、33d1：光轴；400R、400G、400B：光调制装置；600：投影光学系统；H1、H2、H3、H4：间隔；H11、H12、H13、H14、间隔；H21、H22、H23、H24：间隔；L：光；La1、Lb1、Lc1、Ld1：主光线；La、Lb、Lc、Ld：光。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式详细地进行说明。

另外，在以下说明中使用的附图中，为了使特征容易理解，方便起见，有时对作为特征的部分进行放大显示，各结构要素的尺寸比例等未必与实际相同。

(第1实施方式)

首先，对本实施方式的投影仪进行说明。图1是示出本实施方式的投影仪1的概略结构的图。

如图1所示，投影仪1具有：照明装置100、色分离导光光学系统200、光调制装置400R、400G、400B、十字分色棱镜500以及投影光学系统600。

在本实施方式中，照明装置100射出包括红色光(R)、绿色光(G)以及蓝色光(B)的白色光WL。

色分离导光光学系统200具有分色镜210、220、反射镜230、240、250以及中继透镜260、270。色分离导光光学系统200将来自照明装置100的白色光WL分离成红色光R、绿色光G以及蓝色光B，并且将红色光R、绿色光G以及蓝色光B引导到它们分别对应的光调制装置400R、400G、400B。

在色分离导光光学系统200与光调制装置400R、400G、400B之间配置有场透镜300R、300G、300B。

分色镜210是使红色光成分通过并使绿色光成分和蓝色光成分反射的分色镜。

分色镜220是使绿色光成分反射并使蓝色光成分通过的分色镜。

反射镜230是使红色光成分反射的反射镜。

反射镜240、250是使蓝色光成分反射的反射镜。

光调制装置400R、400G、400B由根据图像信息对入射的色光进行调制从而形成图像的液晶面板构成。液晶面板的工作模式是TN模式、VA模式、横向电场模式等，没有特别限定。

光调制装置400R、400G、400B分别具有：在光入射面侧配置的入射侧偏振片(未图示)和在光射出面侧配置的射出侧偏振片(未图示)。

十字分色棱镜500对从各光调制装置400R、400G、400B射出的各图像光进行合成而形成彩色图像。

该十字分色棱镜500呈4个直角棱镜贴合的俯视观察大致正方形形状，并且在将直角棱镜彼此贴合的大致X字形的界面上形成有电介质多层膜。

从十字分色棱镜500射出的彩色图像被投影光学系统600放大投影，在屏幕SCR上形成图像。

(照明装置)

接着，对本实施方式的照明装置100的结构进行说明。

如图1所示，照明装置100具有：光源装置2、聚光透镜3、棒状透镜4、聚光光学系统30、旋转荧光板40、拾取光学系统60、第1透镜阵列120、第2透镜阵列130、偏振转换元件140、以及重叠透镜150。

光源装置2、聚光透镜3、棒状透镜4的详细结构在后文叙述。

聚光光学系统30具有第1透镜31和第2透镜32。聚光光学系统30配置在从光源装置2到旋转荧光板40的光路中，使光束LB在大致会聚的状态下作为激励光入射到荧光体层42。第1透镜31和第2透镜32由凸透镜构成。

旋转荧光板40是在可通过电机50进行旋转的圆板41上沿着圆板41的周向设置荧光体层42而形成的。圆板41由透射蓝色光的材料构成。作为圆板41的材料，例如可以使用石英玻璃、石英、蓝宝石、光学玻璃、透明树脂等。

从光源装置2射出的光束LB从圆板41侧入射到荧光体层42。荧光体层42被光束LB激励。荧光体层42将来自光源装置2的光束LB的一部分转换成荧光，并且使光束LB的剩余的一部分通过而不进行转换。荧光体层42例如由含有YAG类荧光体的(Y，Gd)₃(Al，Ga)₅O₁₂：Ce的层构成。

在荧光体层42与圆板41之间设置有使由蓝色激光构成的光束LB透射并且使荧光反射的分色膜43。由此，旋转荧光板40通过对透过荧光体层42的蓝色的光束LB的一部分和从荧光体层42射出的荧光进行合成，向拾取光学系统60射出白色光WL。

拾取光学系统60具有第1透镜60a和第2透镜60b，使从旋转荧光板40射出的白色光WL大致平行。第1透镜60a和第2透镜60b由凸透镜构成。

通过拾取光学系统60被平行的白色光WL入射到第1透镜阵列120。第1透镜阵列120具有用于将来自拾取光学系统60的光分割成多个部分光束的多个第1小透镜121。多个第1小透镜121在与照明装置100的照明光轴100ax正交的面内排列成矩阵状。

第2透镜阵列130具有与第1透镜阵列120的多个第1小透镜121对应的多个第2小透镜131。第2透镜阵列130与重叠透镜150一同使第1透镜阵列120的各第1小透镜121的像在各光调制装置400R、400G、400B的图像形成区域的附近成像。多个第2小透镜131在与照明光轴100ax正交的面内排列成矩阵状。

偏振转换元件140将由第1透镜阵列120分割的各部分光束转换成直线偏振光。偏振转换元件140具有：偏振分离层，其使在从照明装置100射出的白色光WL中包含的偏振成分中的一个直线偏振成分直接透射，并且使另一个直线偏振成分向与照明光轴100ax垂直的方向反射；反射层，其使由偏振分离层反射的另一个直线偏振成分向与照明光轴100ax平行的方向反射；以及相位差板，其将由反射层反射的另一个直线偏振成分转换成一个直线偏振成分。

重叠透镜150使来自偏振转换元件140的各部分光束会聚并且在各光调制装置400R、400G、400B的图像形成区域的附近重叠。第1透镜阵列120、第2透镜阵列130以及重叠透镜150构成在图像形成区域内使来自照明装置100的白色光WL的面内光强度分布均匀的积分光学系统。

(光源装置)

对光源装置2、聚光透镜3、棒状透镜4进行详细说明。

在本实施方式中，光源装置2包括光源部10和准直光学系统20。

图2是示出光源装置2的结构的立体图，图3是示出光源装置2的周边结构的截面图。另外，图3相当于图2的A-A线箭头方向观察的截面，为了方便说明，还图示出了聚光透镜3和棒状透镜4。

如图2和图3所示，本实施方式的光源部10具有：基板11、多个发光元件12、多个支承部件9、框部件13、多个电极14、以及透光性部件15。

以下，在使用附图的说明中，使用XYZ坐标系进行说明。设在基板11的面方向上彼此正交的2个方向为X方向和Y方向，设与X方向以及Y方向正交且与从光源部10射出的光的光轴平行的方向为Z方向。

基板11在俯视观察时例如是大致正方形或者大致长方形等的四边形。搭载发光元件12的第1面11a例如是平坦面。另外，也可以是，在与基板11的第1面11a相反侧的面上设置有散热器等的散热部件。

作为基板11的形成材料，可以使用散热性较高的材料，例如金属材料。作为这样的金属材料，优选铜或铝，更加优选使用铜。通过使用由金属材料构成的基板11，可得到与以往的以陶瓷作为形成材料的基板相比、散热性更高的基板。

多个发光元件12相对于基板11的第1面11a配置成阵列状。在本实施方式中，排列成沿着Y方向排列有4个这样的列，在该列中，沿着X方向配置有4个发光元件12。即，在本实施方式中，在基板11的X方向和Y方向的每个方向上各排列4个发光元件12，即总计排列16个发光元件12。

在以下的说明中，将沿着X方向配置有4个发光元件12的各列称作发光元件列M1～M4(参照图2)。另外，在不区分各发光元件列M1～M4时，将发光元件列M1～M4统一简称为发光元件列M。

如图3所示，发光元件12经由支承部件9设置在基板11的第1面11a上。支承部件9的材质例如主要是氮化铝和氧化铝等陶瓷。多个发光元件12配置成沿着基板11的X方向和Y方向彼此隔开规定间隔。

在本实施方式中，发光元件12是射出光L的激光光源。发光元件12具有射出光L的射出面16。射出面16的平面形状是矩形。发光元件12射出的光L例如是445nm波长的蓝色光。

另外，发光元件12也可以是射出445nm以外的波长(例如460nm)的蓝色光的激光光源。射出面16相当于权利要求中的“发光面”。在本实施方式中，射出面16位于发光元件12的Y方向上的一对侧面中的+Y侧。矩形形状的射出面16沿着X方向具有长边，沿着Z方向具有短边。

在本实施方式中，发光元件12以向与第1面11a平行的方向(与XY平面平行的方向)射出光L的方式安装(支承)在支承部件9上。发光元件12的射出面16例如配置成与支承部件9的+Y方向侧的侧面大致一致。

框部件13以包围多个发光元件12的方式设置在基板11的第1面11a侧。框部件13例如通过银焊料结合在基板11的第1面11a上。

作为框部件13的形成材料，使用导热率比基板11低的材料。作为这样的材料，例如使用可伐合金。在框部件13的表面上形成有镀层，例如形成有由镍-金构成的镀层。

这样，通过使框部件13的导热率比基板11的导热率低，在使透光性部件15与框部件13接合时产生的热量难以通过基板11传递到发光元件12。

如图2所示，在框部件13上设置有多个贯通孔13a。在各贯通孔13a上设置有用于向发光元件12提供电力的电极14。

各贯通孔13a与各电极14之间通过低熔点玻璃等进行了密封。

在本实施方式中，透光性部件15设置成与基板11的第1面11a相对。透光性部件15经由粘结部件18与框部件13接合。透光性部件15具有盖部26和多个棱镜部27。

盖部26沿着框部件13呈矩形形状，使框部件13的一个开口侧封闭。盖部26是将具有透光性的材料作为形成材料的板状部件。作为这样的形成材料，可以列举出硼硅酸玻璃、石英玻璃、合成石英玻璃等玻璃、石英、或者蓝宝石等。

在本实施方式中，通过盖部26、框部件13、以及基板11形成收容多个发光元件12的收容空间S。为了减少发光元件12的表面上的有机物和水分的附着，收容空间S是密闭空间。

收容空间S也可以是减压状态。另外，在收容空间S不是减压状态的情况下，优选用氮气等惰性气体或干燥空气填满。该惰性气体使用工业用的高纯度的惰性气体即可。

在本实施方式中，如图3所示，多个棱镜部27在盖部26的基板11侧(-Z侧)的下表面26a形成为一体。棱镜部27是按照在基板11上设置的每个发光元件列M(参照图2)设置的，位于从构成对应的发光元件列M的多个发光元件12射出的光L的光路上。棱镜部27沿着发光元件列M在X方向上延伸。棱镜部27的与延伸方向正交的截面(YZ截面)形状例如是图3所示的三角形状。

从发光元件12射出的光L入射到棱镜部27。棱镜部27具有使入射的光L向盖部26反射的反射面28。由此，从发光元件12沿着Y方向射出的光L经由盖部26从光源部10沿着光源部10的厚度方向(Z轴方向)射出。

从光源部10射出的各光L入射到准直光学系统20。

准直光学系统20具有多个准直透镜21。准直透镜21和发光元件12以一对一的方式对应。因此，从某个发光元件12射出的光L被对应的准直透镜21转换成平行光。

在本实施方式中，准直光学系统20由未图示的框架部件保持，该框架部件以使对应的发光元件12以及准直透镜21彼此成为规定的位置关系的方式保持准直透镜21。框架部件可以安装在光源部10的一部分上，也可以是，保持于照明装置100内的其他部件(壳体部件)等。

根据这样的结构，光源装置2将多个平行化的光L向聚光透镜3射出。聚光透镜3使各光L向棒状透镜4会聚。在下文中，将多个光L统称为光束LB。

如图2所示，棒状透镜4具有光入射端面4a和光射出端面4b。光入射端面4a配置在聚光光学系统30的焦点面上或焦点面的附近。光入射端面4a和光射出端面4b的平面形状是矩形形状。

在本实施方式中，光入射端面4a和光射出端面4b是相同形状。另外，光入射端面4a和光射出端面4b具有相似关系即可，例如，也可以由表面积不同的所谓的锥形杆形状构成。

另外，棒状透镜4的光入射端面4a与发光元件12的射出面16在光学上是共轭关系。因此，从矩形形状的射出面16射出的各光L在棒状透镜4的光入射端面4a上形成的聚光区域的形状也同样是矩形。

图4是在+Z方向上俯视观察在棒状透镜4的光入射端面4a上形成的光L的聚光区域SP的图。在图4中，只图示了1个光L形成的聚光区域SP。

如图4所示，棒状透镜4的光入射端面4a是矩形形状。在本实施方式中，光源装置2和棒状透镜4以光L的聚光区域SP的短边方向和光入射端面4a的长边方向(Y方向)平行的方式配置。

在本实施方式中，在棒状透镜4的光入射端面4a上形成有防反射膜5(参照图3)。防反射膜5由抑制光束LB的反射的AR涂层构成。

然而，如果向棒状透镜4的光入射端面4a入射的光的强度过强，则在光入射端面4a上形成的防反射膜5会变质。如果防反射膜5变质，则由于光束LB被光入射端面4a反射而不会进入棒状透镜4，可能发生损耗而导致光利用效率下降。

对此，在本实施方式的光源装置2中，通过使从发光元件12射出的光L的聚光区域的位置分离而使聚光区域在棒状透镜4的光入射端面4a上不重合在一点。

由此，与多个聚光区域重合在一点的情况相比，通过使聚光区域的入射位置分散，在光入射端面4a上光L不会集中在特定区域，从而使光入射端面4a上的光的强度平均。

以下，对在棒状透镜4的光入射端面4a上使光L的聚光区域SP的形成位置分散的结构进行说明。

如图3、4所示，棒状透镜4以使光入射端面4a的长边方向和Y方向一致、使光入射端面4a的短边方向和X方向一致的方式相对于光源装置2配置。

在图3中，将沿着+Y方向排列的发光元件12依次称作发光元件12a、发光元件12b、发光元件12c以及发光元件12d，将从各发光元件12a～12d射出的光分别称作光La、Lb、Lc、Ld。在图3中只图示了各光La～Ld的主光线。

另外，将支承这些发光元件12a～12d的支承部件9分别称作支承部件9a、支承部件9b、支承部件9c以及支承部件9d。另外，将与这些发光元件12a～12d对应的准直透镜21分别称作准直透镜21a、准直透镜21b、准直透镜21c以及准直透镜21d。

如图3所示，各准直透镜21a～21d分别具有光轴21a1、21b1、21c1、21d1。光轴21a1～21d1是通过各准直透镜21a～21d的中心的轴。

在本实施方式中，各准直透镜21a～21d在X方向和Y方向上的配置间隔是固定的，发光元件12a～12d在X方向和Y方向上的配置间隔是固定的。棱镜部27和各准直透镜21a～21d以使入射到棱镜部27的反射面28的光La～Ld沿着各光轴21a1～21d1反射的方式配置。

在本实施方式中，使支承部件9a～9d的厚度或高度(Z方向上的大小)分别不同。由此，使各光La～Ld相对于棱镜部27的反射面28的入射位置不同。

光La入射到反射面28，由此，以入射到准直透镜21a的光轴21a1上的方式进行反射。

支承部件9b的高度比支承部件9a的高度小H1，因此，入射到比反射面28的光La的入射位置向-Y侧偏离Δb1的位置处的光Lb以入射到从准直透镜21b的光轴21b1向-Y侧偏离Δb1的位置处的方式进行反射。

支承部件9c的高度比支承部件9a的高度大H2，因此，入射到比反射面28的光La的入射位置向-Y侧偏离Δc1的位置处的光Lc以入射到从准直透镜21c的光轴21c1向+Y侧偏离Δc1的位置处的方式进行反射。

支承部件9d的高度比支承部件9a的高度大H3，因此，入射到比反射面28的光La的入射位置向+Y侧偏离Δd1的位置处的光Ld以入射到从准直透镜21d的光轴21d1向+Y侧偏离Δd1的位置处的方式进行反射。

根据这样的结构，在本实施方式中，使各光La～Ld与各光轴21a1～21d1之间的位置关系在Y方向上不同。

各光La～Ld通过准直透镜21a～21d，由此，被转换成平行光。另外，通过准直透镜21a的光La沿着光轴21a1前进，因此，不会被准直透镜21a折射。

与此相对，光Lb～Ld向从光轴21b1～21d1偏离的位置入射，因此，被各准直透镜21b～21d折射。因此，通过各准直透镜21a～21d的各光La～Ld相对于聚光透镜3的光轴3a(参照图3)以不同的角度入射。

其结果是，各光La～Ld通过聚光透镜3在光入射端面4a上的Y方向上会聚于不同的位置。因此，各光La～Ld在光入射端面4a上形成的聚光区域SP的位置处于彼此分离的状态。

图5是俯视观察在光入射端面4a上形成的各聚光区域SP的图。在图5中，聚光区域SPa、SPb、SPc、SPd相当于各光La、Lb、Lc、Ld在光入射端面4a上形成的各聚光区域。

如图5所示，各光La～Ld的聚光区域SPa～SPd的位置处于在光入射端面4a的长边方向(Y方向)上分离的状态。在本实施方式中，由于在光入射端面4a的长边方向上使聚光区域SPa～SPd移动，因此，防止在光入射端面4a以外的位置处形成聚光区域SP，并且能够使各聚光区域SPa～SPd的移动量增大。因此，能够实现在光入射端面4a上各聚光区域SPa～SPd不重叠的状态。

在上述说明中，对从多个发光元件12射出的光L的一部分(光La～Ld)进行了叙述，但对于其他光L也同样成立。为了抑制光入射端面4a上的光强度集中在一处，只要抑制从多个发光元件12射出的各光L形成的聚光区域重叠即可。

以下，对第1实施方式的效果进行叙述。

在本实施方式中，通过使从发光元件12射出的各光L在光入射端面4a上形成的聚光区域SP在光入射端面4a的长边方向上分离，在光入射端面4a上使聚光区域SP不重合在一处。即，使从多个发光元件12射出的各光L在光入射端面4a上形成的聚光区域(16个聚光区域)的位置在Y方向上不同。这样，在光入射端面4a上能够抑制聚光区域的重叠，因此，通过在光入射端面4a上使光L不集中在特定区域，能够使光入射端面4a上的光的强度平均。

更优选的是使从多个发光元件12射出的各光L在光入射端面4a上形成的聚光区域(16个聚光区域)的位置在Y方向上全都不同。这样，在光入射端面4a上能够抑制所有的聚光区域的重叠，因此，能够进一步使光入射端面4a上的光的强度平均。

根据本实施方式，通过使光入射端面4a上的光的强度平均，能够抑制在光入射端面4a上形成的防反射膜5变质。因此，能够抑制因防反射膜5的变质导致的光利用效率下降。

入射到棒状透镜4的光入射端面4a的光束LB(多个光L)通过在棒状透镜4的内部进行全反射而传播，并且从光射出端面4b射出。由此，能够使从光射出端面4b射出的光(光束LB)的面内强度分布均匀。通过棒状透镜4使面内强度分布均匀的光束LB入射到聚光光学系统30。

这样，根据本实施方式的照明装置100，由于具有上述光源装置2，因此能够确保在棒状透镜4的光入射端面4a上设置的防反射膜5的可靠性，并且能够稳定地向棒状透镜4照射光束LB，稳定地生成白色光WL。因此，根据本实施方式的投影仪1，由于具有该照明装置100，因此，能够投射稳定的亮度的图像。

(第1变形例)

在上述实施方式中，通过使支承部件9a～9d的厚度不同来使光入射端面4a上的聚光区域的形成位置不同，但本发明不限于此。

例如，如图6所示，也可以是，通过使配置各准直透镜21a～21d的Y方向上的间隔D1、D2、D3分别不同，使各光La～Ld与各光轴21a2～21d2之间的位置关系不同。

另外，在本变形例中，发光元件12a～12d的X方向和Y方向上的配置间隔是固定的。另外，支承部件9a～9d的厚度或高度(Z方向上的大小)也是相同的。因此，从各光La～Ld相对于棱镜部27的反射面28的入射位置到射出面16的Y方向上的距离也彼此相同。棱镜部27的Y方向上的间隔D彼此相同。

光La入射到反射面28，从而以入射到准直透镜21a的光轴21a2上的方式进行反射。

由于准直透镜21b相对于准直透镜21a的Y方向上的间隔D1比棱镜部27的Y方向上的间隔D大Δb2，因此，被反射面28反射的光Lb入射到从准直透镜21b的光轴21b2向-Y侧偏离Δb2的位置。

由于准直透镜21c相对于准直透镜21b的Y方向上的间隔D2比棱镜部27的Y方向上的间隔D小Δb2+Δc2，因此，被反射面28反射的光Lc入射到从准直透镜21c的光轴21c2向+Y侧偏离Δc2的位置。

由于准直透镜21d相对于准直透镜21c的Y方向上的间隔D3比棱镜部27的Y方向上的间隔D小Δd2-Δc2，因此，被反射面28反射的光Ld入射到从准直透镜21d的光轴21d2向+Y侧偏离Δd2的位置。

在该结构中，也能够使由各光La～Ld在光入射端面4a上形成的聚光区域SPa～SPd的位置分离(参照图5)。因此，由于在光入射端面4a上能够抑制聚光区域的重叠，因此，通过在光入射端面4a上使光L不集中在特定区域，能够使光入射端面4a上的光的强度平均。

根据本变形例，能够使光入射端面4a上的光的强度平均，而不会对光源部10的结构造成影响。

(第2变形例)

或者，如图7所示，也可以是，通过使各棱镜部27的Y方向上的间隔D11、D12、D13分别不同，从而使各光La～Ld与各光轴21a3～21d3之间的位置关系不同。

另外，在本变形例中，发光元件12a～12d的X方向和Y方向上的配置间隔是固定的。另外，支承部件9a～9d的厚度或高度(Z方向上的大小)也相同。

光La入射到反射面28，从而以入射到准直透镜21a的光轴21a3上的方式进行反射。

由于使光Lb反射的棱镜部27相对于使光La反射的棱镜部27的Y方向上的间隔D11比准直透镜21b相对于准直透镜21a的Y方向上的间隔(准直透镜21a的光轴21a3与准直透镜21b的光轴21b3在Y方向上的间隔)小，因此，被反射面28反射的光Lb入射到从准直透镜21b的光轴21b3向-Y侧偏离Δb3的位置。

由于使光Lc反射的棱镜部27相对于使光Lb反射的棱镜部27的Y方向上的间隔D12比准直透镜21c相对于准直透镜21b的Y方向上的间隔(准直透镜21b的光轴21b3与准直透镜21c的光轴21c3在Y方向上的间隔)大，因此，被反射面28反射的光Lc入射到从准直透镜21c的光轴21c3向+Y侧偏离Δc3的位置。

由于使光Ld反射的棱镜部27相对于使光Lc反射的棱镜部27的Y方向上的间隔D13比准直透镜21d相对于准直透镜21c的Y方向上的间隔(准直透镜21c的光轴21c3与准直透镜21d的光轴21d3在Y方向上的间隔)小，因此，被反射面28反射的光Ld入射到从准直透镜21d的光轴21d3向+Y侧偏离Δd3的位置。

根据本变形例，仅仅使透光性部件15的棱镜部27在Y方向上的间隔不同就能够使光入射端面4a上的光的强度平均。

在该结构中，也能够使由各光La～Ld在光入射端面4a上形成的聚光区域SPa～SPd的位置分离(图5参照)。因此，由于在光入射端面4a上能够抑制聚光区域的重叠，因此，通过在光入射端面4a上使光L不集中在特定区域，能够使光入射端面4a上的光的强度平均。

(第3变形例)

在上述实施方式中，是以通过使用设置在透光性部件15上的棱镜部27来改变从发光元件12射出的光L的射出方向的情况为例，但本发明不限于此。

例如，如图8所示，发光元件12以使射出面16朝向上方(+Z方向)的方式安装在支承部件9的侧面。根据该结构，由于将射出面16配置成与准直透镜21相对，因此，不需要棱镜部27。

另外，在图8所示的结构中，也可以是，通过使配置各支承部件9a～9d的Y方向上的间隔D21、D22、D23分别不同，从而使各光La～Ld与各光轴21a4～21d4之间的位置关系不同。另外，在本变形例中，发光元件12a～12d的X方向上的配置间隔是固定的。

光La从射出面16射出，以入射到准直透镜21a的光轴21a4上的方式进行反射。

支承部件9b(发光元件12b)相对于支承部件9a(发光元件12a)的Y方向上的间隔D21比准直透镜21b相对于准直透镜21a的Y方向上的间隔(准直透镜21a的光轴21a4与准直透镜21b的光轴21b4在Y方向上的间隔)小，因此，从发光元件12b射出的光Lb入射到从准直透镜21b的光轴21b4向-Y侧偏离Δb4的位置。

支承部件9c(发光元件12c)相对于支承部件9b(发光元件12b)的Y方向上的间隔D22比准直透镜21c相对于准直透镜21b的Y方向上的间隔(准直透镜21b的光轴21b4和准直透镜21c的光轴21c4在Y方向上的间隔)大，因此，从发光元件12c射出的光Lc入射到从准直透镜21c的光轴21c4向+Y侧偏离Δc4的位置。

支承部件9d(发光元件12d)相对于支承部件9c(发光元件12c)的Y方向上的间隔D23比准直透镜21d相对于准直透镜21c的Y方向上的间隔(准直透镜21c的光轴21c4和准直透镜21d的光轴21d4在Y方向上的间隔)大，因此，从发光元件12d射出的光Ld入射到从准直透镜21d的光轴21d4向+Y侧偏离Δd4的位置处。

在该结构中，也能够使由各光La～Ld在光入射端面4a上形成的聚光区域SPa～SPd的位置分离(图5参照)。因此，在光入射端面4a上能够抑制聚光区域的重叠，因此，通过在光入射端面4a上使光L不集中在特定区域，能够使光入射端面4a上的光的强度平均。

另外，也可以是，不使用支承部件9而将发光元件12直接安装在基板11的第1面11a上。在这种情况下，也可以是，通过使安装各发光元件12的Y方向上的间隔分别不同，使各光La～Ld与各光轴21a4～21d4之间的位置关系不同。

(第2实施方式)

接着，对第2实施方式的投影仪进行说明。本实施方式的投影仪与第1实施方式的投影仪1较大的不同点在于使用了微镜型的光调制装置。以下，对与第1实施方式共同的结构和部件附加相同的标号，省略或简化其详细的说明。

图9是示出本实施方式的投影仪的概略结构的图。

如图9所示，本实施方式的投影仪1A具有：照明装置80、全反射棱镜61、微镜型光调制装置62、以及投影光学系统63。

照明装置80具有：第1光源装置2R、第2光源装置2G、第3光源装置2B、第1分色膜7、第2分色膜8、聚光透镜3、旋转扩散板6、棒状透镜4、以及导光光学系统66。

第1光源装置2R具有与第1实施方式的光源装置2基本相同的结构。即，第1光源装置2R包括光源部10和准直光学系统20。本实施方式的光源部10的不同点只在于，使用射出红色光的激光光源作为发光元件12。

第2光源装置2G具有与第1光源装置2R基本相同的结构，并且不同点只在于，使用射出绿色光的激光光源作为发光元件12。另外，第3光源装置2B由与第1实施方式的光源装置2相同的结构构成。

在本实施方式中，第1光源装置2R射出由多个红色光RL构成的红色光束RK，第2光源装置2G射出由多个绿光GL构成的绿色光束GK，第3光源装置2B射出由多个蓝色光BL构成的蓝色光束BK。

第1分色膜7具有只对从第1光源装置2R射出的红色光束RK进行反射并使从第2光源装置2G和第3光源装置2B射出的绿色光束GK和蓝色光束BK透射的光学特性。

第2分色膜8具有只对从第3光源装置2B射出的蓝色光束BK进行反射并使从第1光源装置2R和第2光源装置2G射出的红色光束RK和绿色光束GK透射的特性。

根据这样的结构，红色光束RK被第1分色膜7反射并入射到聚光透镜3，绿色光束GK透过第1分色膜7和第2分色膜8并入射到聚光透镜3，蓝色光束BK被第2分色膜8反射从而入射到聚光透镜3。

聚光透镜3经由旋转扩散板6，使红色光束RK、绿色光束GK以及蓝色光束BK在棒状透镜4的光入射端面4a上会聚。

旋转扩散板6具有扩散板6a和使扩散板6a绕规定的旋转轴O旋转的电机6b。扩散板6a例如由具有凹凸结构的基板构成。作为凹凸结构，可以例示微透镜、通过实施喷砂处理而形成的凹凸、衍射元件等。

旋转扩散板6通过使扩散板6a绕旋转轴O旋转，使透过该扩散板6a的光(红色光束RK、绿色光束GK以及蓝色光束BK)的扩散状态随着时间发生变化。即，根据本实施方式的结构，光斑图案随着时间发生变化。由于时间上平均的光斑图案能够被观察者识别，因此，与扩散板6a不旋转的情况相比，光斑噪声不易明显。另外，旋转扩散板6还能够减少因使用激光而导致的干扰不均。

根据本实施方式，能够抑制在棒状透镜4的光入射端面4a上设置的防反射膜5的变质，并且能够向棒状透镜4稳定地照射各光。

通过经由棒状透镜4而使强度分布均匀的红色光束RK、绿色光束GK以及蓝色光束BK入射到导光光学系统66。导光光学系统66将红色光束RK、绿色光束GK以及蓝色光束BK向全反射棱镜61射出。

本实施方式的照明装置80将红色光束RK、绿色光束GK以及蓝色光束BK按时间顺序向全反射棱镜61射出。

全反射棱镜61由透光性部件构成，包括全反射面61a。全反射面61a的角度被设定成使来自照明装置80的光(红色光束RK、绿色光束GK以及蓝色光束BK)向微镜型光调制装置62全反射。

微镜型光调制装置62例如由DMD(Digital Micromirror Device)构成。DMD是通过多个微镜排列成矩阵状而形成的。DMD通过对多个微镜的倾斜方向进行切换，使入射光的反射方向在透过全反射面61a的方向与被全反射面61a反射的方向之间进行切换。

这样，DMD对从照明装置80射出的红色光(红色光束RK)、绿色光(绿色光束GK)以及蓝色光(蓝色光束BK)依次进行调制，生成绿色图像、红色图像以及蓝色图像。投影光学系统63将绿色图像、红色图像以及蓝色图像投影在屏幕(未图示)上。

以下，对第2实施方式的效果进行叙述。

如以上说明的那样，根据本实施方式的投影仪1A，由于具有第1光源装置2R、第2光源装置2G以及第3光源装置2B，因此，能够投射稳定的亮度的彩色图像。

如本实施方式那样，在使用DMD方式的投影仪1A中，有时将棒状透镜4倾斜配置。这样，在使棒状透镜4倾斜时，由于光入射端面4a旋转，因此，与该光入射端面4a的倾斜度对应地将第1光源装置2R、第2光源装置2G以及第3光源装置2B分别倾斜地配置。由此，光入射端面4a的长边和聚光区域的短边保持平行。即，在光入射端面4a上形成的聚光区域的朝向不再变化。因此，能够使来自各光源装置2R、2G、2B的光高效地入射到光入射端面4a。

另外，本发明不限于上述实施方式的内容，在不脱离发明的主旨的范围内能够适当地进行变更。

例如，也可以是，使准直光学系统20与光源部10形成为一体。即，也可以是，使构成准直光学系统20的多个准直透镜21与光源部10的透光性部件15(盖部26)形成为一体。

另外，在上述实施方式中，示出了将本发明的照明装置应用于投影仪的例子，但不限于此。也可以将本发明的照明装置应用在汽车用头灯等照明器具中。

Claims (9)

1.一种照明装置，其特征在于，其具有：

光源部，其具有多个具备发光面的发光元件；

准直光学系统，其具有多个准直透镜，所述多个准直透镜被设置成与所述光源部的多个发光元件分别对应，入射来自各发光元件的光；

聚光透镜，其入射从所述多个准直透镜射出的光；以及

棒状透镜，其具有光入射端面，该光入射端面入射由所述聚光透镜会聚后的光，

所述光源部和所述准直光学系统构成为：从与所述光源部的多个发光元件的一部分对应的所述发光面射出的光的主光线入射到从与所述光源部的多个发光元件的一部分对应的所述准直透镜的光轴偏离的位置。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

所述光源部还具有：

基板；以及

多个支承部件，它们设置在所述基板上，分别支承所述多个发光元件。

3.根据权利要求2所述的照明装置，其特征在于，

所述多个支承部件中的一部分支承部件的厚度与其他所述支承部件的厚度不同。

4.根据权利要求2或3所述的照明装置，其特征在于，

配置所述多个支承部件的间隔中的一部分间隔与其他间隔不同。

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，

在所述准直光学系统中，配置所述多个准直透镜的间隔中的一部分间隔与其他间隔不同。

6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的照明装置，其特征在于，

在所述光源部中，配置所述多个发光元件的间隔中的一部分间隔与其他间隔不同。

7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的照明装置，其特征在于，

所述光源部还具有多个棱镜，所述多个棱镜设置成与所述多个发光元件分别对应，所述多个棱镜包含使来自所述发光元件的光反射而入射到对应的所述准直透镜的反射面，

配置所述多个棱镜的间隔中的一部分间隔与其他间隔不同。

8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的照明装置，其特征在于，

所述光源部和所述棒状透镜配置成：使得从矩形形状的所述发光面分别射出的光在矩形形状的所述光入射端面上形成的多个聚光区域的短边方向和所述光入射端面的长边方向平行。

9.一种投影仪，其特征在于，其具有：

权利要求1～8中的任意一项所述的照明装置；

光调制装置，其根据图像信息对来自所述照明装置的光进行调制，由此形成图像光；以及

投影光学系统，其投射所述图像光。