CN1735832A - 照明光学装置及投影机 - Google Patents

Abstract

本发明提供照明光学装置和投影机。照明光学装置(10)具备光源装置(11)及均匀照明光学系统(15)。在与反射器为相反侧的光源装置(11)的光源灯(12)的照明光学装置(10)的突出部的光束射出部上，设置有反射部件(121)。光源装置(11)的椭圆反射器(13)的有效反射面径为大于等于30mm且小于等于50mm。在将椭圆反射器(13)的第1焦点距离设为f1、第2焦点距离设为f2时，f1大于等于5mm，f2大于等于50mm，并且，f2/f1大于等于4且小于等于7。因此，可以提供一种照明光学装置及投影机，其能够进一步谋求小型化、防止光利用效率下降、确保大于等于预定的光通量，并能够防止制造成本的增加。

Description

照明光学装置及投影机

技术领域

本发明涉及照明光学装置及投影机。

背景技术

以往以来，作为下述所谓的三片式投影机已为众所周知，该投影机通过分色镜来将光源装置所射出的光束分离为RGB三色的色光，通过3个液晶面板(光调制装置)根据图像信息来调制每种色光，将调制后的光束以十字分色棱镜来进行合成，通过投影透镜来将彩色图像进行放大投影。

上述这种投影机具有如图8所示的照明光学装置100。该照明光学装置100具有光源装置110和均匀照明光学系统150。

光源装置110具有作为放射光源的发光管(光源灯12)、椭圆反射器130及平行化凹透镜140，以椭圆反射器130来对光源灯12所射出的放射状光进行反射来将其射出，并以平行化凹透镜140来使其平行化。

均匀照明光学系统150，具有将以椭圆反射器130所反射的光束分割为多个部分光束、使其在液晶面板41的图像形成区域上进行重叠的功能，具有光束分割光学元件(第1透镜阵列160)、偏振转换元件(PBS阵列180)、第2透镜阵列170及聚光透镜190(例如，参照特开2000-347293号公报的第12～第13页及图14)。

上述这种照明光学装置100中，为了将来自光源灯12的光束全部收进，而将第1透镜阵列160、第2透镜阵列170、PBS阵列180及聚光透镜190的有效光束透射区域的轮廓形状设为正方形状，并将其一边的尺寸设为与反射器130开口部中的反射面的直径尺寸(以下，将其称为“有效反射面径”)基本相等。并且，所谓”有效光束透射区域”是存在下述光束的区域，上述光束是分别通过上述这些光学元件的光束中，能够通过光调制装置的图像形成区域(被照明区域)的光束。例如，在第2透镜阵列179、PBS阵列180及聚光透镜190的附近，可观察到通过第1透镜阵列160而分割的多个部分光束的聚光像(电弧像)，而此时的有效光束透射区域则是包括上述这些聚光像的假想的矩形区域。

相对于此，液晶面板41的图像形成区域，由于变为由与反射器130的有效反射面径相比极短的短边及长边所构成的长方形状，因而，由聚光透镜190的周缘部所射出的光其朝向液晶面板41的入射角度则变得较大。一般，由于液晶面板41被进行设定，以使以反射器130以及透镜等来被形成为平行光束的光束，相对于图像形成区域为基本垂直地进行入射，因而，在相对于图像形成区域光束为斜向地进行入射的情况下，存在投影图像的对比度易于恶化，图像品质下降的可能性。

另外，近年来，所希望的是照明光学装置，进而投影机的进一步小型化，而采用椭圆反射器的场合，则由于其大小而出现导致装置的大型化、难于确保大于等于预定的光通量及制造成本增加的可能性。

发明内容

本发明以解决下述至少其中之一的问题为目的，上述问题是提高对比度、设备的小型化、提高光的利用效率及防止制造成本的增加。

本发明的投影机具备光调制装置、光源装置、光束分割光学元件及聚光透镜，上述光调制装置具备用来根据图像信息来对入射光束进行调制，形成光学像的长方形状的图像形成区域，上述光源装置具备发光管、椭圆反射器及平行化透镜，该椭圆反射器用来对上述发光管所放射的光进行反射，该平行化透镜用来对通过上述椭圆反射器来反射的光束进行平行化，上述光束分割光学元件将多个小透镜排列为矩阵状而被构成，其用来将上述光源装置所射出的光束分割为多个的部分光束，上述聚光透镜用来使通过该光束分割光学元件来分割的各部分光束在上述图像形成区域上进行重叠，其特征为，上述平行化透镜被配置在通过上述椭圆反射器来反射的光束径变为大于等于上述图像形成区域的短边尺寸且小于等于长边尺寸的位置上，上述光束分割光学元件和上述聚光透镜的有效光束透射区域被设定为，其边尺寸为大于等于上述图像形成区域的短边尺寸且小于等于长边尺寸的矩形状。

如果根据本发明，则由于使用有椭圆反射器，因而，不仅只对光源灯所放射的光线进行反射，还能够将所反射的光束进行集中，将其光径缩小。然后，将平行化透镜在通过椭圆反射器来反射的光束径变为大于等于图像形成区域的短边尺寸且小于等于长边尺寸的位置上进行配置，并将与该平行化透镜相比在光程下游侧上配置的光束分割光学元件和聚光透镜的有效光束透射区域设定为，其边尺寸为大于等于图像形成区域的短边尺寸且小于等于长边尺寸的矩形状。于是，由于聚光透镜的有效光束透射区域的边尺寸与图像形成区域的长边尺寸、短边尺寸之间的差变小，因而，能够将聚光透镜所射出光线的朝向光调制装置的入射角度调小。由于朝向光调制装置的光入射角度越小，投影图像的对比度越好，因而，与以往的投影机相比，能够使投影图像的对比度得以提高。

另外，由于如以上所述使朝向光调制装置的光入射角度变小，因而，光调制装置所射出的光射出角度也变小。因此，能够将与光调制装置相比在光程下游侧上所设置的投影透镜的光圈数调大，而能够形成更高分辨能力及更高清晰度的投影图像。

另外，由于光束分割光学元件和聚光透镜的有效光束透射区域被设定为，其边尺寸为大于等于光调制装置的图像形成区域的短边尺寸且小于等于长边尺寸的矩形状，因而，与以往相比能够将上述这些尺寸调为相当小。因此，能够谋求投影机的小型化及轻质化。

还有，所谓的“有效光束透射区域被设定为，其边尺寸为大于等于光调制装置的图像形成区域的短边尺寸且小于等于长边尺寸的矩形状”，并非意味着光束分割光学元件以及聚光透镜的外形被设定为大于等于光调制装置的图像形成区域的短边尺寸且小于等于长边尺寸的矩形状。光束分割光学元件以及聚光透镜的外形，必须是能够包括有效光束透射区域的大小，但没有必要与有效光束透射区域为相同形状。

在本发明中，理想的是，上述发光管具备离开预定距离来配置的一对电极和封入有上述一对电极的管状部件，在上述管状部件的上述电极的离开部分设置有突出部，在与反射器为相反侧的上述突出部的光束射出部上设置有反射部件，用来将放射光向上述椭圆反射器进行反射。

使用未设置反射部件的发光管的场合，为了使发光管所放射的光尽量多地进行反射，而必须使用光束反射面积(有效反射面的面积)较大的椭圆反射器。这是因为未通过反射器进行反射的情况下所放射的光不能有效地加以利用。相对于此，如果在与反射器相反侧的发光管的突出部的光束射出部上设置反射部件，则可以将从发光管向椭圆反射器的开口侧射出的光，通过该反射部件来将其向椭圆反射器侧进行反射。因此，即使不使用光束反射面积较大的椭圆反射器，也可以防止发光管所放射的光束的损失，使光的利用效率得以提高。

另外，使用光束反射面积较大的椭圆反射器的场合，由于通过椭圆反射器来反射的光束径变为大于等于图像形成区域的短边尺寸且小于等于长边尺寸的位置变得与光源灯较远，因而，必须将光源灯与平行化透镜之间的距离取为较大。另外，如以上所述在将离光源灯的距离取为较大的场合则必须将平行化透镜的倍率设为较大。相对于此，如果在与反射器相反侧的发光管的突出部的光束射出部上设置反射部件，则由于能够减小椭圆反射器的大小，因而，使通过椭圆反射器来反射的光束径变为大于等于图像形成区域的短边尺寸且小于等于长边尺寸的位置离光源灯变近。因此，可以使平行化透镜接近于光源灯，并能够谋求投影机的小型化。另外，由于能够使平行化透镜接近于光源灯，因而，能够缩小平行化透镜的倍率。

进一步，理想的是，上述反射部件是在上述突出部上蒸镀形成的金属膜。如果按照上述，则能够可靠地使发光管所放射的光向椭圆反射器进行反射。因此，能够防止发光管所放射的光不被椭圆反射器反射而射出，可以进一步提高光的利用效率。

另外，理想的是，在本发明中上述平行化透镜是其有效光束透射区域的入射侧及/或者射出侧被设为非球面的平行化凹透镜。而使用球面平行化凹透镜的场合，则由于产生球面像差，因而，有时虽然其中心部的平行度较高，但周边部的平行度较低。相对于此，如果将平行化凹透镜的入射侧及/或者射出侧设为非球面，则能够使所射出光束的平行度得以提高。

另外，理想的是，该平行化凹透镜是下述的其中之一，(1)有效光束透射区域的入射侧是具有双曲面形状的非球面，射出侧是平面；(2)有效光束透射区域的入射侧是平面，上述射出侧是具有椭圆面的非球面；(3)有效光束透射区域的入射侧是球面，上述射出侧是具有双曲面形状的非球面。(1)的场合，光束在平行化凹透镜的有效光束透射区域的入射侧被进行平行化，能够使其在射出侧不受折射作用。因此，能够得到更高平高度的射出光束。另外，由于其射出侧是平面，因而，能够相对低价地进行平行化凹透镜的制作。(2)的场合，能够缩小所射出的光束径。另外，由于将有效光束透射区域的射出侧设为非球面，因而，能够使所射出光束面内亮度的不均较小。(3)的场合，除了能够起到与(2)相同的效果之外，由于将其有效光束透射区域的入射侧设为球面，因而，还能够在入射侧不使光受到折射，能够得到平行度更高的射出光束。

另外，理想的是，在本发明中，上述聚光透镜其上述有效光束透射区域的入射侧是平面，射出侧是具有双曲面形状的非球面。如果按照以上所述，则由于将上述有效光束透射区域的射出侧设为非球面，因而，能够减小所射出光束的像差。因此，能够可靠地使光束向光调制装置的图像形成区域进行入射。

另外，理想的是，在本发明中，在上述光源装置与上述聚光透镜之间，具备用来使入射光束的偏振方向形成一致的偏振转换元件，上述偏振转换元件具有偏振分离膜和水晶或者云母制的相位差板，上述偏振分离膜用来将上述光源装置所射出的光分离为具有2种偏振成分的光，上述相位差板用来使具有上述2种偏振成分的光的偏振方向形成一致。如果根据本发明，则如以上所述，与以往相比能够将光束分割光学元件以及聚光透镜的大小取为相当小。另一方面，由于上述这些的小型化而其光束密度变高，每单位面积的光通量增加。偏振转换元件一般采用使用有树脂的相位差板，然而，若每单位面积的光通量增加，则树脂将出现耐热性不足的可能性。因此，如果使用水晶或者云母制的相位差板，则能够使相位差板的耐热性得以提高。

接下来，第2发明是具备光源装置、光束分割光学元件及聚光透镜的照明光学装置，上述光源装置具备发光管、反射部件、椭圆反射器及平行化透镜，上述发光管具有封入有离开预定距离配置的一对电极、并在上述一对电极的离开部分上设置有突出部的管状部件，上述反射部件被设置在与反射器为相反侧的上述突出部的光束射出部上，上述椭圆反射器用来对上述发光管所放射的光进行反射，上述平行化透镜用来对通过上述椭圆反射器来反射的光束进行平行化，上述光束分割光学元件用来将上述光源装置所射出的光束分割为多个部分光束，上述聚光透镜用来使通过上述光束分割光学元件来分割的各部分光束在上述光调制装置的图像形成区域上进行重叠，其特征为，在将上述椭圆反射器的第1焦点距离设为f1、第2焦点距离设为f2时，4≤f2/f1≤7。

一般，发光管被配置为，使其发光部的中心(电弧中心)与椭圆反射器的第1焦点基本形成一致。另一方面，平行化透镜设置在通过椭圆反射器来反射的光束能够平行化的位置，例如，如果是光束入射面被设为凹面的透镜，则设置在椭圆反射器的第2焦点与平行化透镜的焦点基本形成一致的位置。

若椭圆反射器的第1焦点距离f1与第2焦点距离f2的比f2/f1不足4，则有时是第1焦点距离f1，也就是说，从椭圆反射器至发光管的电弧中心的距离长，这种情况下，则不得不使用光束反射面积(有效反射面的面积)较大的大型椭圆反射器。因此，装置的小型化变得困难。

另外，也可以考虑缩小f1、f2的距离，来使f2/f1不足4，但是，这种情况下，由于f2的距离变小，因而，使用通用的发光管的场合，平行化透镜与发光管有可能进行干涉。因此不得不准备较小尺寸的特殊的发光管，而出现制造成本增加的问题。

进一步，若f2/f1超过7，则有时是第2焦点距离f2长，与此同时，从椭圆反射器至平行化透镜的光程长度变长。因此，谋求照明光学装置的小型化变得困难。进一步，出现电弧像变得过大、变形，光的利用率降低(以下，将该现象称为“电弧像的劣化”)的可能性。也就是说，例如与光束分割元件相比在光程下游侧上配置透镜阵列以及PBS阵列的场合，若电弧像产生劣化，则出现透镜阵列的各透镜内部不能完全容纳电弧像，PBS阵列的各阵列内部不能完全容纳电弧像，光的利用效率降低的可能性。这是因为透镜阵列的各透镜以及PBS阵列的各阵列的内部不能完全容纳的电弧像，无法作为照明光来进行有效利用。

另外，将f1设为较小的值来使f2/f1超过7的情况下，由于椭圆反射器与发光管之间的距离比较接近，因而，椭圆反射器的光束反射面积变小。因此，出现使平行化透镜等的透射光束区域变窄为超过需要，光通量不足的可能性。

相对于此，第2发明中，由于将f2/f1设为大于等于4且小于等于7，因而，不会发生上述的问题，能够防止光的利用率的下降，能够确保大于等于预定的光通量。

另外，如果根据第2发明，则由于在与反射器为相反侧的发光管的突出部的光束射出部上设置有反射部件，因而，可以通过该反射部件来将从发光管向椭圆反射器的开口侧进行射出的光，向椭圆反射器侧进行反射。使用未设置反射部件的发光管的情况下，为了尽量多地使发光管所放射的光束进行反射，则必须使用光束反射面积(有效反射面的面积)较大的椭圆反射器。相对于此，如果在与反射器为相反侧的发光管的突出部的光束射出部上设置反射部件，则由于能够使从发光管向椭圆反射器的开口侧进行射出的光向椭圆反射器侧进行反射，因而，即使不使用光束反射面积较大的椭圆反射器，也可以防止发光管所放射的光束的损失，可以使光的利用效率得以提高。

第2发明中，理想的是，被照明区域为长方形状，上述平行化透镜被配置在，使通过上述椭圆反射器所反射的光束径变为小于等于上述被照明区域的短边尺寸且大于等于长边尺寸的位置上，上述光束分割光学元件和上述聚光透镜的有效光束透射区域被设定为，其边的尺寸为大于等于上述被照明区域的短边尺寸且小于等于长边尺寸的矩形状。

如果根据第2发明，则由于使用有椭圆反射器，因而，不仅只使光源灯所放射的光线进行反射，并能够将所反射的光束进行集中，将其光径缩小。此外，此外将平行化透镜配置在通过椭圆反射器所反射的光束径变为大于等于被照明区域的短边尺寸且小于等于长边尺寸的位置上，可将与该平行化透镜相比被配置在光程下游侧的光束分割光学元件和聚光透镜的有效光束透射区域设定为，其边尺寸为大于等于被照明区域的短边尺寸且小于等于长边尺寸的矩形状。于是，由于聚光透镜的有效光束透射区域的边尺寸与被照明区域的长边尺寸、短边尺寸之间的差变小，因而，能够将聚光透镜所射出的光线朝向被照明区域的入射角度缩小。

在具备光调制装置的投影机中采用有第2发明所涉及的照明装置的情况下，由于朝向相当于被照明区域的光调制装置的图像形成区域的光的入射角度越小，其投影图像的对比度变得越好，因而，能够使投影图像的对比度得以提高。另外，由于如以上所述朝向光调制装置的光线的入射角度变小，因而，光调制装置所射出的光线的射出角度也变小。因此，能够增大与光调制装置相比在光程下游侧上设置的投影透镜的光圈数，能够形成更高分辨能力及更高清晰度的投影图像。

另外，由于光束分割光学元件和聚光透镜的有效光束透射区域被设定为，其边的长度为大于等于被照明区域的短边尺寸且小于等于长边尺寸的矩形状，因而，与以往相比能够将上述这些尺寸取为相当小。因此，能够谋求照明光学装置的小型化及轻质化，进而谋求投影机的小型化及轻质化。还有，所谓的“有效光束透射区域被设定为，其边尺寸为大于等于被照明区域的短边尺寸且小于等于长边尺寸的矩形状”，并非指的是光束分割光学元件以及聚光透镜的外形被设定为大于等于被照明区域的短边尺寸且小于等于长边尺寸的矩形状。平行化透镜、光束分割光学元件及聚光透镜的外形，必须是能够包含有效光束透射区域的大小，而没有必要与有效光束透射区域为相同形状。

在第2发明中，理想的是，上述平行化透镜是其光束入射面及射出面的任一方为被设为非球面的凹透镜。使用球面的平行化凹透镜的场合，由于产生球面像差，而有时出现虽然中心部的平行度较高，但周边部的平行度较低。相对于此，如果将平行化凹透镜的入射侧或者射出侧设为非球面，则能够使所射出的光束的平行度得以提高。

在第2发明中，理想的是，上述椭圆反射器的第1焦点距离f1为大于等于5mm。发光管的突出部的直径一般形成为大约9mm(半径大约4.5mm)左右。此外，由于发光管被配置为，以使该突出部的内部中所形成的发光部中心(电弧中心)与椭圆反射器的第1焦点基本形成一致，因而，在第1焦点距离f1不足5mm的场合，突出部与椭圆反射器有进行接触的可能，则是所不希望的。相对于此，如果将第1焦点距离设为大于等于5mm，则能够防止突出部与椭圆反射器之间的接触。

在第2发明中，理想的是，上述椭圆反射器的第2焦点距离f2为大于等于50mm。发光管的管状部件，其由突出部的中心部至前端的长度尺寸一般形成为大约20～35mm左右。因此，在第2焦点距离f2不足50mm的场合，发光管的管状部件与平行化透镜有进行接触的可能。相对于此，如果将第2焦点距离f2设为大于等于50mm，则不会发生上述这种问题。

在第2发明中，理想的是，椭圆反射器的有效反射面径为大于等于30mm且小于等于50mm。有效反射面径超过50mm的反射器，则因其过大而有可能使谋求照明光学装置的小型化变得困难。另外，在有效反射面径不足30mm的场合，则有反射光束的面积变得过小，平行化透镜等的透射光束区域变窄，光通量不足的可能性。相对于此，如果将椭圆反射器的有效反射面径设为大于等于30mm且小于等于50mm，则不会发生上述这种问题。

第2发明中，理想的是，若将上述照明光轴的射出光束基端侧部分与上述发光管所射出的光束所成的最大角度设为θ，则θ为小于等于105°。如果按照上述进行设定，则能够使光不从发光管向广范围进行射出，可以将反射该光的椭圆反射器的有效反射面径缩小。

附图说明

图1是表示涉及本发明实施方式的投影机的光学系统的模式图。

图2是表示照明光学装置与液晶面板之间关系的模式图。

图3是表示光源装置所射出光线的轨迹(f1＝7.1mm、f2＝50mm)的图。

图4(A)是用来说明平行化透镜14结构的图，图4(B)是用来说明第1透镜阵列16结构的图，图4(C)是用来说明第2透镜阵列与PBS阵列18结构的图，图4(D)是用来说明聚光透镜19结构的图。

图5(A)是表示f2/f1为4的电弧像的图，图5(B)是表示f2/f1为5的电弧像的图。

图6(A)是表示f2/f1为7的电弧像2的图，图6(B)是表示f2/f1为10的电弧像的图。

图7是表示设为f1＝10mm、f2＝100mm场合的光线轨迹的图。

图8是表示以往的照明光学装置与液晶面板之间关系的模式图。

具体实施方式

以下，根据附图来对本发明实施方式进行说明。

图1中表示了，用来表示涉及本发明实施方式的投影机1的光学系统构造的模式图。该投影机1具备积分器照明光学系统(照明光学装置)10、色分离光学系统20、中继光学系统30、光学装置40、作为色合成光学系统的十字分色棱镜60及作为投影光学系统的投影透镜70。

上述照明光学装置10具备光源装置11及均匀照明光学系统15，光源装置11具备光源灯12(发光管)、对光源灯12所射出的光进行反射的椭圆反射器13及平行化凹透镜14。

均匀照明光学系统15用来将光源装置11所射出的光束分割为多个部分光束，并使各部分光束的偏振方向一致形成为P偏振光束或者S偏振光束，其包括作为光束分割元件的第1透镜阵列16、作为聚光透镜的第2透镜阵列17、作为偏振转换元件的PBS阵列18及作为聚光透镜的聚光透镜19而构成。

还有，有关照明光学装置10的详细内容，后面进行叙述。

色分离光学系统20具备2个分色镜21、22和反射镜23，其具有通过分色镜21、22来将从照明光学装置10所射出的多个部分光束分离为红(R)、绿(G)及蓝(B)3色的色光的功能。

中继光学系统30具备入射侧透镜31、中继透镜33及反射镜32、34，其具有将红色光引导至液晶面板41R的功能，上述红色光是以色分离光学系统20来分离的色光。

此时，色分离光学系统20的分色镜21中，使照明光学装置10所射出的光束中，红色光和绿色光进行透射，蓝色光进行反射。通过分色镜21来反射的蓝色光，被反射镜23反射，并穿过场透镜44，到达蓝色用的液晶面板41B。该场透镜44相对于其中心轴(主光线)来将第2透镜阵列17所射出的各部分光束转换为平行的光束。其它液晶面板41G及41R的光束入射侧上所设置的场透镜44也相同。

另外，透射过分色镜21的红色光和绿色光中，绿色光通过分色镜22进行反射，并穿过场透镜44，到达绿色用液晶面板41G。另一方面，红色光对分色镜22进行透射并通过中继光学系统30，进而穿过场透镜44，到达红色光用液晶面板41R。

还有，对于红色光而使用中继光学系统30的原因是，由于红色光的光程长度比其它色光的光程长度长，而为了防止因光散射等引起的光的利用效率下降。也就是说，是为了将入射侧透镜31中所入射的部分光束原封不动地传送到场透镜44。还有，中继光学系统30设为使3种色光中的红色光穿过的结构，但是，不限于此，例如，也可以设为使蓝色光穿过的结构。

光学装置40根据图像信息来对所入射的光束进行调制并形成彩色图像，其具备：3个入射侧偏振板(图示省略)，该偏振板入射有以色分离光学系统20来分离的各色光；场透镜44，配置在入射侧偏振板的入射侧上；液晶面板41R、41G及41B，用作配置在各入射侧偏振板的光束射出侧上的光调制装置；射出侧偏振板(图示省略)，配置在各液晶面板41R、41G及41B的光束射出侧上；以及十字分色棱镜60，用作色合成光学系统。

液晶面板41R、41G及41B，在一对透明的玻璃基板之间密封充填有作为电光物质的液晶，例如，将多晶硅TFT作为开关元件，并按照所提供的图像信号，来对从入射侧偏振板所射出的偏振光束的偏振方向进行调制。该液晶面板41R、41G及41B的图像形成区域为长方形状。

入射侧偏振板是仅使以色分离光学系统20来分离的各色光中，特定方向的偏振光束进行透射，并对其它光束进行吸收的光学转换元件。另外，射出侧偏振板也仅使从液晶面板41(41R、41G及41B)所射出的光束中，预定方向的偏振光束进行透射，对其它光束进行吸收。

场透镜44是用来使以照明光学装置10的聚光透镜19来集中的射出光束相对于照明光轴变为平行的光学元件。

十字分色棱镜60用来将从射出侧偏振板所射出的在各色光每一种中所调制的光学像进行合成来形成彩色图像。

十字分色棱镜60中，对红色光进行反射的电介质多层膜和对蓝色光进行反射的电介质多层膜，沿着4个直角棱镜的界面被设置为基本X字形状，并通过上述这些电介质多层膜来合成3种色光。

有关照明光学装置10同样参照图2来进行详细说明。图2是表示照明光学装置10与液晶面板41之间关系的模式图。

如以上所述照明光学装置10具备光源装置11及均匀照明光学系统15。光源装置11具备光源灯12、椭圆反射器13及平行化凹透镜14。

虽然没有图示，光源灯12具备离开预定距离来进行配置的一对电极和封入有该电极的管状部件120。管状部件120在电极的分开部分中具有向外侧突出的突出部122。突出部的内部中封入有气体，若在一对电极间施加电压则产生放电而形成发光部(电弧)。从上述这种光源灯12的发光部中心(电弧中心)至管状部件120的前端的长度尺寸L1为20～35mm左右(也就是，管状部件120的全长变为40～70mm左右)，突出部122的直径为9mm左右。然后，与反射器13为相反侧的突出部122的光束射出部(平行化凹透镜14侧)上设置有反射部件121。光源灯12的配光角θ，例如，变成100°～105°。并且，该配光角θ是照明光轴a的射出光束基端侧部分与从光源灯12所射出的光束所成的最大角度。

反射部件121用来将从突出部122的平行化凹透镜14侧所放射的光束向椭圆反射器13进行反射。反射部件121，例如是，在与反射器为相反侧的突出部的光束射出部面上将五氧化钽的单层膜，或者二氧化硅的多层膜直接进行蒸镀的。反射部件121也可以通过将蒸镀有上述这种多层膜的第2反射镜安装在发光管上来构成。

还有，作为上述这种光源灯12能够使用金属卤化灯及高压水银灯等。

椭圆反射器13用来对光源灯12所射出的光进行反射，其有效反射面径为大于等于30mm且小于等于50mm。另外，将该椭圆反射器13的第1焦点距离设为f1，将第2焦点距离设为f2的场合，f1为大于等于5mm，f2为大于等于50mm，并且，f2/f1为大于等于4且小于等于7。本实施方式中，例如，f1＝7.1mm，f2＝50mm，f2/f1为7，椭圆反射器13的有效反射面径变成30mm。

还有，上述的光源灯12被配置为，以使其电弧中心与椭圆反射器13的第1焦点的位置基本形成一致。平行化凹透镜14用来对通过椭圆反射器13来反射的光束进行平行化。该平行化凹透镜14的有效光束透射区域的入射侧是具有双曲面形状的非球面，射出侧形成为平面。平行化凹透镜14，其配置在通过椭圆反射器13来反射的光束径变为大于等于液晶面板41的图像形成区域的短边尺寸且小于等于长边尺寸的且其焦点与椭圆反射器13的第2焦点基本形成一致的位置上。

均匀照明光学系统15具有第1透镜阵列16、第2透镜阵列17、PBS阵列18及聚光透镜19。

第1透镜阵列16具有将光源装置11所射出的光束分割为多个部分光束的作为光束分割光学元件的功能，具备在与照明光轴a进行正交的面内排列为矩阵状的多个透镜而构成，各透镜的纵横比，与构成后述光学装置40的液晶面板41R、41G及41B的图像形成区域的纵横比相对应。

第2透镜阵列17是将通过上述第1透镜阵列16来分割的部分光束进行聚光的聚光透镜，其与第1透镜阵列16相同具备在与照明光轴a进行正交的面内排列为矩阵状的多个透镜。各透镜的排列，与构成第1透镜阵列16的透镜相对应，但是，其大小则没有必要如第1透镜阵列16来与液晶面板41R、41G及41B的图像形成区域的纵横比进行对应。

作为偏振转换元件的PBS阵列18是用来使通过第1透镜阵列16来分割的各部分光束的偏振方向一致为相同方向的光学元件。虽然没有图示，该PBS阵列18包括有偏振分离膜、反射镜及相位差板来构成，上述偏振分离膜用来使偏振方向不同的2种的P偏振光束及S偏振光束中，其中之一的偏振光束进行透射，另一方偏振光束进行反射来分离为2种偏振光束，上述反射镜用来使以该偏振分离膜来反射的另一方偏振光束的行进方向弯折，使其与进行透射的一方的偏振光束的射出方向形成一致，上述相位差板用来使2种偏振光束的偏振方向形成一致。该相位差板，若考虑其耐热性则理想的是水晶或者云母制，也可以是树脂制。

通过采用上述这种PBS阵列18，则由于能够使光源灯12所射出的光束只一致为相同方向的偏振光束，因而，能够使光源光的利用效率得以提高。

聚光透镜19是具有下述功能的透镜，上述功能是使经过第1透镜阵列16、第2透镜阵列17及PBS阵列18的多个部分光束进行聚光，并使其在液晶面板41R、41G及41B的图像形成区域上进行重叠的功能。该聚光透镜19其有效光束透射区域的入射侧是平面，射出侧形成为具有双曲面形状的非球面。

接下来，有关照明光学装置10的详细结构，参照图3和图4(A)～(D)来进行说明。图3是表示设为f1＝7.1mm、f2＝50mm场合(f2/f1＝7)的光轨迹的图。另外，图4(A)～(D)分别是用来说明平行化透镜14、第1透镜阵列16、第2透镜阵列和PBS阵列18及聚光透镜19结构的图。

在照明光学装置10中，若使光源灯12点亮，则放射光，该光通过椭圆反射器13被进行反射。椭圆反射器13不仅只对光源灯12所放射的光进行反射，还将所反射的光束进行集中，将其光径缩小。通过椭圆反射器13来反射的光入射到平行化凹透镜14，被进行平行化。

平行化凹透镜14，如上所述，或者如图4(A)所示，被配置在，使通过椭圆反射器13来反射的光束13A的光径L13变成大于等于液晶面板41的图像形成区域41A的短边尺寸L1且小于等于长边尺寸L2的位置。因此，平行化凹透镜14所射出光束13B的光径L13，变成为大于等于液晶面板41的图像形成区域41A的短边尺寸L1且小于等于长边尺寸L2。

通过平行化透镜14而被平行化的光，按照顺序通过第1透镜阵列16、第2透镜阵列17、PBS阵列18及聚光透镜19。如图4(B)所示，第1透镜阵列16的有效光束透射区域16A(图中以斜线部分来表示的区域)的边尺寸L16为大于等于图像形成区域41A的短边尺寸L1且小于等于长边尺寸L2。如图4(C)所示，第2透镜阵列17和PBS阵列18的有效光束透射区域17A及18A(图中以斜线部分来表示的区域)的边尺寸L17及L18也是大于等于图像形成区域41A的短边尺寸L1且小于等于长边尺寸L2。进一步，如图4(D)所示，聚光透镜19的有效光束透射区域19A的边尺寸L19也是大于等于图像形成区域41A的短边尺寸L1且小于等于长边尺寸L2。还有图4(C)中，表示了在第2透镜阵列17附近所观察的多个电弧像17C。有效光束透射区域17A是包括上述这些多个电弧像的假想的矩形区域。有关有效光束透射区域18A及19A也相同。

由图4(D)可以知道，聚光透镜19的有效光束透射区域19A的边尺寸L19与图像形成区域41A的长边尺寸、短边尺寸之间的差非常小。另外，如图3所示，聚光透镜19所射出的光线基本垂直地入射到液晶面板41的图像形成区域，因而，可以知道朝向液晶面板41的光入射角度比较小。

也就是说，如果根据本实施方式，则能够达到以下的效果。

由于使用有椭圆反射器13，因而，不仅只是对光源灯12所放射的光进行反射，还能够将所反射的光束进行集中，缩小其光径。

然后，将平行化凹透镜14配置在通过椭圆反射器13来反射的光束径变为大于等于液晶面板41的图像形成区域的短边尺寸且小于等于长边尺寸的位置上，并将与其相比在光程下游侧上配置的第1透镜阵列16、第2透镜阵列17、PBS阵列18及聚光透镜19的有效光束透射区域的边尺寸设定为，大于等于图像形成区域的短边尺寸且小于等于长边尺寸的矩形状。于是，由于聚光透镜19的有效光束透射区域的边尺寸与液晶面板41的图像形成区域的长边、短边尺寸之间的差变小，因而，其结果使聚光透镜19所射出的光线基本垂直地向液晶面板41的图像形成区域进行入射。也就是说，能够进一步减小朝向光调制装置的光线入射角度。由于朝向液晶面板41进行入射的光线的入射角度越小，投影图像的对比度变得越好，因而，能够使投影图像的对比度得以提高。

另外，由于如上所述地使朝向液晶面板41的光线入射角度变小，因而，液晶面板41所射出的光线出射角度也变小。因此，能够增大投影透镜70的光圈数，并能够形成更高分辨能力及高清晰度的投影图像。

进一步，第1透镜阵列16、第2透镜阵列17、PBS阵列18及聚光透镜19的有效光束透射区域的边尺寸为大于等于液晶面板41的图像形成区域的短边尺寸且小于等于长边尺寸。因而，上述这些光学元件16、17、18及19的大小与以往的光束分割光学元件等相比能够将其取为相当小，上述以往的光束分割光学元件具有与椭圆反射器13的有效反射面径基本相同尺寸的有效光束透射区域。因此，能够谋求照明光学装置10，进而谋求投影机的小型化及轻质化。

另外，在与反射器13为相反侧的光源灯12的突出部122的光束射出部上设置有反射部件121。使用未设置反射部件121的光源灯12的场合，为了使光源灯12所放射的光尽量多地进行反射，而必须使用光束反射面积(有效反射面的面积)较大的椭圆反射器。这是由于在不通过反射器来反射的情况下所放射的光不能有效地加以利用。相对于此，本实施方式中，由于设置有反射部件121，因而，可以通过反射部件121来将从光源灯12向椭圆反射器的开口侧进行射出的光，向椭圆反射器13侧进行反射。因此，即使不使用光束反射面积较大的椭圆反射器，也可以防止光源灯12所放射的光的损失，可以使光的利用效率得以提高。

另外，使用光束反射面积较大的椭圆反射器的场合，由于下述位置变得离光源灯12较远，因而，必须将光源灯12与平行化透镜14之间的距离取为较大，上述位置是通过椭圆反射器来反射的光束径变为大于等于图像形成区域的短边尺寸且小于等于长边尺寸的位置。另外，如上所述将离光源灯的距离取为较大的情况下，则必须将平行化透镜的倍率设为较大。相对于此，如果设置反射部件121，则下述位置变得离光源灯12较近，上述位置是通过椭圆反射器13来反射的光束径变为大于等于图像形成区域的短边尺寸且小于等于长边尺寸的位置。因此，可以使平行化透镜14接近于光源灯，能够谋求投影机的小型化。另外，由于能够使平行化透镜接近于光源灯，因而，能够将平行化透镜的倍率缩小。

进一步，一般光源灯12被配置为，使其电弧中心与椭圆反射器13的第1焦点基本形成一致。另一方面，平行化凹透镜14被设置在能够将通过椭圆反射器来反射的光束进行平行化的位置上，例如，如果是光束入射面被设为凹面的透镜，则是椭圆反射器的第2焦点与平行化透镜的焦点基本形成一致的位置。

若将椭圆反射器13的第1焦点距离f1与第2焦点距离f2之间的比，f2/f1设为不足4，则有时第1焦点距离f1，也就是，从椭圆反射器13至光源灯12的电弧中心的距离变长，这种情况下，则不得不使用光束反射面积(有效反射面的面积)较大的大型椭圆反射器。因此，照明光学装置，进而投影机的小型化则变得困难。

另外，也可以考虑将f1及f2的距离缩短，来将f2/f1设为不足4，但是，这种情况下，由于f2的距离变小，因而，使用一般的光源灯的场合，则有平行化凹透镜与光源灯进行干涉的可能。因此，不得不准备较小尺寸的特殊光源灯，而出现制造成本增加的问题。

进一步，若f2/f1超过7，则有时第2焦点距离f2变长，与此同时，从椭圆反射器13至平行化凹透镜14的光程长度变长。因此，除了谋求照明光学装置小型化变得困难以外，还有在电弧像上产生劣化且光的利用效率下降的可能性。另外，在将f1设为较小的值来使f2/f1超过7的场合，由于椭圆反射器13与发光管12的电弧中心之间的距离相接近，因而，对椭圆反射器13的光束进行反射的面积变小。因此，平行化凹透镜14等的透射光束区域变窄为超过需要，而存在光通量不足的可能性。

相对于此，由于本实施方式将f2/f1设为大于等于4且小于等于7，因而，不会发生上述的问题，并能够谋求防止照明光学装置10及投影机1的制造成本增加，进一步谋求其小型化、防止光利用效率的降低及确保大于等于预定的光通量。

由于将平行化凹透镜14的有效光束透射区域的入射侧，设为具有双曲面形状的非球面，因而，能够设为使光束在入射侧被进行平行化，在射出侧不受折射作用的影响。因而，能够得到平高度更高的射出光束。另外，由于射出侧是平面，因而，能够相对低成本地来进行平行化凹透镜14的制作。

进一步，由于将聚光透镜19的有效光束透射区域的射出侧设为非球面，因而，能够将所射出光束的像差减小。因而，能够可靠地使光束入射到液晶面板41的图像形成区域。另外，由于有效光束透射区域的入射侧是平面，因而，能够容易地实行聚光透镜19的制作。

另外，本实施方式中，如上所述由于将平行化凹透镜14以及第1透镜阵列16等的有效光束透射区域缩小，因而，其光束密度变高。因此，必须使PBS阵列的相位差板的耐热性得到提高。在本实施方式中，如果将该相位差板取为水晶制或者云母制，则与树脂制的相位差板相比，能够使其耐热性得以提高。

一般光源灯12的突出部122的直径形成为大约9mm(半径大约4.5mm)左右。由于光源灯12被配置为，以使该突出部122的电弧中心与椭圆反射器13的第1焦点基本形成一致，因而，在第1焦点距离f1不足5mm的情况下，突出部122有可能与椭圆反射器13进行接触，则是所不希望的。本实施方式中，由于将第1焦点距离设为大于等于5mm，因而，能够防止突出部122与椭圆反射器13的接触。

光源灯12的管状部件120，从其突出部122的中心部至前端的长度尺寸L1形成为大约20～35mm左右。因此，在第2焦点距离f2不足50mm的场合，则出现光源灯12的管状部件120与平行化凹透镜14进行接触的可能性。相对于此，本实施方式中，由于将第2焦点距离f2设为大于等于50mm，因而，不会产生上述这种问题。

椭圆反射器的有效反射面径超过50mm的反射器，则因其过大而有可能使谋求照明光学装置的小型化变为困难。另外，有效反射面径不足30mm的场合，则出现用来反射光束的面积变得过小，平行化凹透镜14等的有效光束透射区域变得过窄及光通量不足的可能性。本实施方式中，由于椭圆反射器13的有效反射面径，设为大于等于30mm且小于等于50mm，因而，不会发生如上述的问题。

进一步，由于光源灯12的配光角θ是100°～105°，因而，从光源灯12不向宽范围射出光，而能够将反射该光的椭圆反射器13设为较小的直径。

还有，本发明不限定于上述的实施方式，能够达成本发明目的范围内的变形及改良等被包括在本发明中。

例如，上述实施方式中，平行化凹透镜14，其有效光束透射区域的入射侧是具有双曲面形状的非球面，射出侧是平面，但是，并不限于此，也可以入射侧是平面，射出侧是具有椭圆面的非球面，或入射侧是球面，射出侧是具有双曲面形状的非球面。

前者的场合，由于将射出侧设为非球面，因而，能够将所射出的光束径缩小。另外，由于将射出侧设为非球面，因而，能够使所射出光束的面内亮度的不均比较小。

后者的场合，除了能够起到与前者相同的效果之外，还由于将入射侧设为球面，因而，在入射侧中能够使光不受折射的影响，能够得到更高平行度的射出光束。

进一步，平行化凹透镜也可以设为不具有非球面，而仅具有球面。这种情况下，则有产生球面像差及平行度恶化的可能性，但是，由于形成球面即可，因而，与形成非球面的场合相比，具有容易制造的优点。

另外，平行化透镜不限于凹透镜，也可以是凸透镜。例如，可以举出有将光束入射面设为非球面的凸面，将光束射出面设为平面的平行化透镜。这种情况下，理想的是，在通过椭圆反射器来反射的光束径变为大于等于液晶面板的图像形成区域的短边尺寸且小于等于长边尺寸的并且以椭圆反射器的第2焦点聚光后的光进行散射的位置上配置平行化透镜。

上述实施方式中，将光源灯12的配光角θ设为100°～105°，但是，并不限于该范围，例如也可以是90°。

进一步，上述实施方式中，将椭圆反射器13的第1焦点距离f1设为大于等于5mm，将第2焦点距离f2设为大于等于50mm，但是，并不限于此，也可以将第1焦点距离f1设为不足5mm，将第2焦点距离f2设为不足50mm。这种情况下，能够谋求照明光学装置的进一步的小型化。但是，必须注意不使椭圆反射器13与光源灯12的突出部122进行干涉，另外，不使光源灯12与平行化凹透镜14进行干涉。

另外，上述实施方式中，将第1透镜阵列16、第2透镜阵列17、PBS阵列18及聚光透镜19的有效光束透射区域设为基本正方形状，但是，并不限于此，也可以是边长度为大于等于液晶面板41的图像形成区域的短边尺寸且小于等于长边尺寸的长方形状。但是，由于光束具有圆形状的截面，因而，如上述实施方式设为正方形状的方式具有其有效光束透射区域中，不透射光束的部分较少即可的优点。

进一步，上述实施方式中，设为使用有液晶面板41的投影机1，但是，并不限于此，例如，也可以设为使用有DLP(Digital Light Processor，数字光处理器)等的投影机。此时，由于使光束反射并投影在非常小的镜体上，因而，能够抑制伴随光束透射的光的吸收损失，进一步，使其投影鲜明的图像成为可能。

为了确认本发明的效果而实行了以下的实验。

首先，将椭圆反射器的第2焦点距离f2固定为50mm，并改变第1焦点距离f1，使f2/f1在1～10中进行变化，来对椭圆反射器的有效反射径进行测定。其结果表示在表1中。

表1

f2/f1	f1(mm)	f2(mm)	椭圆反射器的有效反射面径(mm)	评价
					1	50	50	-	×
2	25	50	-	×
					3	16.7	50	60	×
4	12.5	50	46	○
					5	10	50	39	○
6	8.3	50	34	○
					7	7.1	50	30	○
8	6.25	50	27	×
					9	5.6	50	-	×
10	5	50	-	×

另外，在表1中，在f2/f1为4、5、7、10时，将下述结果表示在图5(A)、(B)及图6(A)、(B)上，上述结果是对PBS阵列18的偏振分离膜附近的位置上所形成的电弧像进行研究的结果。图5(A)是表示f2/f1为4的电弧像的图，图5(B)是表示f2/f1为5的电弧像的图。图6(A)是表示f2/f1为7的电弧像的图，图6(B)是表示f2/f1为10的电弧像的图。

如表1中所示，f2/f1为不足4的情况下，确认了椭圆反射器的有效反射面径变为大于等于60mm，无法谋求照明光学装置及投影机的小型化。另外，f2/f1超过7的情况下，确认了椭圆反射器的有效反射面径变为较小，且光通量不足。进一步，如图6(B)所示可知，f2/f1为10的情况下，电弧像出现劣化，无法有效地以PBS阵列来进行分离，且光的利用效率降低。

相对于此，f2/f1为4～7的场合，椭圆反射器的有效反射面径为大于等于30mm且小于等于50mm，能够确保充足的光通量，同时，能够谋求照明光学装置及投影机的小型化。另外，如图5(A)、(B)及图5(A)所示，确认了电弧像未出现劣化，能够有效地以PBS阵列来进行分离，且能够防止光利用效率的降低。

接下来，使用如前面所说明的光源灯120，来将椭圆反射器的第1焦点距离f1固定为10mm，并改变第2焦点距离f2，以使f2/f1在1～10中进行变化，来对椭圆反射器的有效反射面径进行测定。将其结果在表2中进行表示。

表2

f1/f1	f1(mm)	f2(mm)	椭圆反射器的有效反射面径(mm)	评价
					1	10	10	-	×
2	10	20	-	×
					3	10	30	-	×
4	10	40	38	○
					5	10	50	39	○
6	10	60	41	○
					7	10	70	42	○
8	10	80	43	×
					9	10	90	44	×
10	10	100	43	×

另外，在图7中表示了在表2中设为f2/f1＝10场合的光线轨迹。

如表1所示，f2/f1不足4的场合，由于f2的距离变短，而出现平行化透镜与发光管进行接触的可能性，因而，不得不使用较小尺寸的特殊光源灯。

若f2/f1超过7，则如图7所示，光程的长度变长，而谋求照明光学装置及投影机的小型化则变得困难。另外，虽然图示进行了省略，但是，f2/f1超过7的场合，如图6(B)所示可知，电弧像产生劣化，光的利用效率降低。

相对于此，f2/f1为大于等于4且小于等于7的场合，则没有电弧像的劣化，光程的长度也为适当，另外，由于也能够将椭圆反射器的有效反射面径的大小确保为大于等于预定大小，因而，能够谋求照明光学装置及投影机的小型化、防止光利用效率下降及确保大于等于预定的光通量。另外，f2/f1为大于等于4且小于等于7的场合，则能够使用与实施方式相同的一般大小的光源灯，而能够防止制造成本的增加。

Claims (17)

1.一种投影机，具备：

光调制装置，其具备根据图像信息对入射光束进行调制，形成光学像的长方形状的图像形成区域；

光源装置，其具有发光管、对从上述发光管所放射的光进行反射的椭圆反射器及将通过上述椭圆反射器所反射的光束平行化的平行化透镜；

光束分割光学元件，将多个小透镜排列为矩阵状来构成，将从上述光源装置所射出的光束分割为多个部分光束；以及

聚光透镜，使通过上述光束分割光学元件所分割的各部分光束在上述光调制装置的上述图像形成区域上进行重叠，

其特征为，

上述平行化透镜被配置在，通过上述椭圆反射器所反射的光束径变为大于等于上述图像形成区域的短边尺寸且小于等于上述图像形成区域的长边尺寸的位置上，

上述光束分割光学元件和上述聚光透镜的有效光束透射区域被设定为，边尺寸为大于等于上述图像形成区域的短边尺寸且小于等于上述图像形成区域的长边尺寸的矩形状。

2.根据权利要求1记述的投影机，其特征为，

上述发光管具备离开预定距离而配置的一对电极和封入有上述一对电极的管状部件，

在上述管状部件的上述电极的离开部分上设置有突出部，

在上述突出部的与反射器为相反侧的光束射出部上，设置有用来将放射光向上述椭圆反射器进行反射的反射部件。

3.根据权利要求2记述的投影机，其特征为，

上述反射部件是蒸镀形成于上述突出部上的金属膜。

4.根据权利要求1至3的任一项中记述的投影机，其特征为，

上述平行化透镜是其上述有效光束透射区域的入射侧及/或者射出侧被形成为非球面的平行化凹透镜。

5.根据权利要求4记述的投影机，其特征为，

上述平行化凹透镜，其上述有效光束透射区域的入射侧是具有双曲面形状的非球面，其射出侧是平面。

6.根据权利要求4记述的投影机，其特征为，

上述平行化凹透镜，其上述有效光束透射区域的入射侧是平面，

其上述射出侧是具有椭圆面的非球面。

7.根据权利要求4记述的投影机，其特征为，

上述平行化凹透镜，其上述有效光束透射区域的入射侧是球面，

其上述射出侧是具有双曲面形状的非球面。

8.根据权利要求1至7的任一项中记述的投影机，其特征为，

上述聚光透镜，其上述有效光束透射区域的入射侧是平面，其射出侧是具有双曲面形状的非球面。

9.根据权利要求1至8的任一项中记述的投影机，其特征为，

在上述光束分割光学元件及聚光透镜之间，具备用来使入射光束的偏振方向形成一致的偏振转换元件，

上述偏振转换元件具有水晶或者云母制的相位差板。

10.一种照明光学装置，具备：

光源装置，其具备发光管、反射部件、椭圆反射器及平行化透镜，上述发光管具有封入有离开预定距离配置的一对电极且在上述一对电极的离开部分上设置有突出部的管状部件，上述反射部件设置在上述突出部的与反射器为相反侧的光束射出部上，上述椭圆反射器将从上述发光管所放射的光反射，上述平行化透镜将通过上述椭圆反射器所反射的光束平行化；

光束分割光学元件，将从上述光源装置所射出的光束分割为多个部分光束；以及

聚光透镜，使通过上述光束分割光学元件所分割的各部分光束在被照明区域上进行重叠，

其特征为，

在将上述椭圆反射器的第1焦点距离设为f1、将第2焦点距离设为f2的情况下，则4≤f2/f1≤7。

11.根据权利要求10记述的照明光学装置，其特征为，

上述被照明区域为长方形状，

上述平行化透镜被配置在，通过上述椭圆反射器所反射的光束径变为大于等于上述被照明区域的短边尺寸且小于等于上述被照明区域的长边尺寸的位置，

上述光束分割光学元件和上述聚光透镜的有效光束透射区域被设定为，边尺寸为大于等于上述被照明区域的短边尺寸且小于等于上述被照明区域的长边尺寸的矩形状。

12.根据权利要求10或者11记述的照明光学装置，其特征为，

上述平行化透镜为其光束入射面及射出面的任一方被设为非球面的凹透镜。

13.根据权利要求10至12的任一项中记述的照明光学装置，其特征为，

上述椭圆反射器的第1焦点距离f1大于等于5mm。

14.根据权利要求10至13的任一项中记述的照明光学装置，其特征为，

上述椭圆反射器的第2焦点距离f2大于等于50mm。

15.根据权利要求10至14的任一项中记述的照明光学装置，其特征为，

上述椭圆反射器对光束进行反射的有效反射面的直径大于等于30mm且小于等于50mm。

16.根据权利要求10至15的任一项中记述的照明光学装置，其特征为，

若将上述照明光轴的射出光束基端侧部分与从上述发光管所射出的光束所成的最大角度设为θ，

则θ小于等于105°。

17.一种投影机，其特征为，具备：

如权利要求10至16的任一项中所记述的照明光学装置和根据图像信息对从上述照明光学装置所射出的光束进行调制的光调制装置，

上述被照明区域是上述光调制装置的图像形成区域。

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