照明装置和投影仪制造方法及图纸

提供照明装置和投影仪，部件个数少，同时能够使被照明区域中的照度分布均匀。此外，提供具备所述照明装置的投影仪。该照明装置具备：光源装置，其具备射出第1光束的第1发光元件；以及光成形光学系统，其具备入射第1光束的第1透镜面，第1透镜面具有以x和y为变量的式(1)表示的第1自由曲面，在式(1)中，在设h为正整数时，x2h项的系数Cj与y2h项的系数Cj不同，

Illuminator and projector

The lighting device and projector are provided with fewer components and uniform illumination distribution in the illuminated area. In addition, a projector equipped with the lighting device is provided. The lighting device has: a light source device with a first light emitting element that shoots first beams of light, and an optical forming optical system with first lenses with first beams of incident, and a first lens mask with a first free-form surface represented by X and y as variable (1). In the formula (1), when the H is a positive integer, the coefficient Cj of the x2h term and the Y2H term The coefficient Cj is different,

【技术实现步骤摘要】
照明装置和投影仪
本专利技术涉及照明装置和投影仪。
技术介绍
近年来，具有以下的技术：在投影仪用的照明装置中，通过在配置于激励光源与荧光体之间的聚光光学系统中配置扩散板，使激励光点的照度分布均匀(例如，参照以下专利文献1)。此外，还存在这样的技术：在投影仪中，通过使用两片多透镜，使激励光的光斑的照度分布均匀(例如，参照以下专利文献2)。专利文献1：日本特开2011-197597号公报专利文献2：日本特开2014-138148号公报
技术实现思路
然而，在上述专利文献1所述的现有技术中，由于激励光的光斑大，荧光体中生成的荧光没有被后级的光学系统高效地吸收，存在光利用效率下降的问题。此外，根据上述专利文献2所述的现有技术，与使用扩散板的情况相比，能够提高照度分布的均匀性，但由于使用两片多透镜，存在部件个数增加的问题。本专利技术是鉴于这样的情况而完成的，目的之一在于提供一种照明装置，其部件个数少，同时能够使被照明区域中的照度分布均匀。此外，另一个目的在于提供具备所述照明装置的投影仪。根据本专利技术的第一方面，提供一种照明装置，该照明装置具备：光源装置，其具备射出第1光束的第1发光元件；以及光成形光学系统，其具备入射所述第1光束的第1透镜面，所述第1透镜面具有以x和y为变量的式(1)所表示的第1自由曲面，在所述式(1)中，在设h为正整数时，x2h项的系数Cj与y2h项的系数Cj不同，第一方面的照明装置能够使形成在被照明区域上的第1光束的光斑成为矩形，并且使该光斑的照度分布均匀。因此，与以往的使用两片的多透镜阵列的方式相比，能够减少部件个数。此外，通过使用上述式(1)，能够分别独立地设计x方向及y方向的曲率，透镜的设计变得容易。在上述第一方面中，优选的是，所述式(1)包括x的一次项和y的一次项中的至少一个，在设p、q为正整数时，包括至少一个xpyq项。根据该结构，能够使第1光束的行进方向偏向。此外，能够校正使第1光束的行进方向偏向时产生的畸变。上述第一方面中，优选的是，所述光成形光学系统还具备使所述第1光束的行进方向偏向的折射面，在设p、q为正整数时，所述式(1)包括至少一个xpyq项。根据该结构，能够校正通过折射面使第1光束的行进方向偏向时产生的畸变。在上述第一方面中，优选的是，所述式(1)具有的多项式由x的偶数次的项和y的偶数次的项构成。根据该结构，第1透镜的形状设计容易。在上述第一方面中，优选的是，所述折射面为平面。根据该结构，能够以简便的结构，使第1光束的行进方向偏向。在上述第一方面中，优选的是，所述光成形光学系统还具备反射所述第1光束而使该第1光束的行进方向偏向的反射面，在设p、q为正整数时，所述式(1)包括至少一个xpyq项。根据该结构，能够校正由反射面使第1光束的行进方向偏向时产生的畸变。在上述第一方面中，优选的是，所述式(1)具有的多项式由x的偶数次的项和y的偶数次的项构成。根据该结构，第1透镜的形状设计容易。在上述第一方面中，优选的是，所述光成形光学系统具有光入射面及光射出面，所述光入射面及所述光射出面中的一方由所述第1透镜面构成，所述第1光束的主光线向所述光入射面及所述光射出面中的另一方的面法线方向入射。根据该结构，入射光入射至入射面时、或者从光射出面射出时，能够防止第1光束的主光线折射。由此，能够减少第1光束的主光线的折射产生的行进方向的偏差。在上述第一方面中，优选的是，所述照明装置还具备聚光透镜，所述聚光透镜设置在所述第1发光元件与所述第1透镜面之间的所述第1光束的光路上。根据该结构，能够调整第1光束的发散角，因此，第1透镜的设计条件宽松。在上述第一方面中，所述照明装置还具备波长转换元件，所述波长转换元件入射透过所述光成形光学系统后的所述第1光束。根据该结构，利用照度分布的均匀性高的第1光束，能够高效率地生成荧光。在上述第一方面中，优选的是，所述光源装置还具备射出第2光束的第2发光元件，所述光成形光学系统还具备入射所述第2光束的第2透镜面，所述第2透镜面具有所述式(1)表示的第2自由曲面，关于所述第2自由曲面，x2h项的系数Cj与y2h项的系数Cj不同，所述光成形光学系统构成为，所述第1光束与所述第2光束重叠地对被照明区域进行照明。根据该结构，使第1光束与第2光束重叠，因此能够进一步提高被照明区域的照度分布的均匀性。在上述第一方面中，优选的是，所述照明装置还具备光源控制装置，所述光源控制装置与所述第2发光元件的输出相独立地控制所述第1发光元件的输出。根据该结构，通过控制第1发光元件的输出，能够调整整个被照明区域的照度。上述第一方面中，优选的是，所述照明装置还具备聚光透镜，所述聚光透镜设置在所述第1发光元件与所述第1透镜面之间的所述第1光束的光路上。根据该结构，能够调整第1光束的发散角，因此，第1透镜的设计条件宽松。在上述第一方面中，优选的是，所述照明装置还具备波长转换元件，所述波长转换元件的规定区域相当于所述被照明区域。根据该结构，能够利用均匀性高的照度分布的光而高效率地生成荧光。在上述第一方面中，优选的是，所述光源装置还具备射出第2光束的第2发光元件，所述光成形光学系统还具备入射所述第2光束的第2透镜面，所述第2透镜面具有所述式(1)表示的第2自由曲面，关于所述第2自由曲面，x2h项的系数Cj与y2h项的系数Cj不同，所述光成形光学系统构成为，使所述第1光束与所述第2光束入射至被照明区域的彼此不同的区域。根据该结构，能够按均匀的照度分布对任意大小的被照明区域进行照明。在上述第一方面中，优选的是，所述照明装置还具备光源控制装置，所述光源控制装置与所述第2发光元件的输出相独立地控制所述第1发光元件的输出。根据该结构，能够提高被照明区域的照度分布的均匀性。此外，能够将被照明区域的照度分布设定为期望的分布。在上述第一方面中，优选的是，所述照明装置还具备波长转换元件，所述波长转换元件的规定区域相当于所述被照明区域。根据该结构，能够利用均匀性高的照度分布的光而高效率地生成荧光。根据本专利技术的第二方面，提供一种投影仪，所述投影仪具备：上述第一方面的照明装置；光调制装置，其根据图像信息对从所述照明装置射出的照明光进行调制，生成图像光；以及投影光学系统，其投射所述图像光，所述光调制装置的图像形成区域相当于被照明区域。第二方面的投影仪能够以均匀的照度分布对光调制装置的图像形成区域进行照明。因而，能够显示明亮的减少了不均的图像。根据本专利技术的第三方面，提供一种投影仪，所述投影仪具备：上述第一方面的照明装置；光调制装置，其根据图像信息对来自所述照明装置的照明光进行调制，生成图像光；以及投影光学系统，其投射所述图像光，所述光源装置还具备射出第3光束的第3发光元件，所述光成形光学系统还具备入射所述第3光束的第3透镜面，所述第3透镜面具有所述式(1)表示的第3自由曲面，关于所述第3自由曲面，x2h项的系数Cj与y2h项的系数Cj不同，所述光成形光学系统构成为所述第3光束对整个所述被照明区域进行照明，所述光源控制装置构成为，与所述第1发光元件的输出以及所述第2发光元件的输出中的至少一个相独立地控制所述第3发光元件的输出，所述光调制装置的图像形成区域相当于所述被照明区域。第三方面的投影仪通过与第1发光元件的输出以及第2发光元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种照明装置，其具备：光源装置，其具备射出第1光束的第1发光元件；以及光成形光学系统，其具备入射所述第1光束的第1透镜面，所述第1透镜面具有以x和y为变量的式(1)所表示的第1自由曲面，在所述式(1)中，在设h为正整数时，x2h项的系数Cj与y2h项的系数Cj不同，

【技术特征摘要】
2017.01.23 JP 2017-009613;2017.08.02 JP 2017-150291.一种照明装置，其具备：光源装置，其具备射出第1光束的第1发光元件；以及光成形光学系统，其具备入射所述第1光束的第1透镜面，所述第1透镜面具有以x和y为变量的式(1)所表示的第1自由曲面，在所述式(1)中，在设h为正整数时，x2h项的系数Cj与y2h项的系数Cj不同，2.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述式(1)包括x的一次项和y的一次项中的至少一个，在设p、q为正整数时，包括至少一个xpyq项。3.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述光成形光学系统还具备使所述第1光束的行进方向偏向的折射面，在设p、q为正整数时，所述式(1)包括至少一个xpyq项。4.根据权利要求3所述的照明装置，其中，所述式(1)具有的多项式由x的偶数次的项和y的偶数次的项构成。5.根据权利要求3或4所述的照明装置，其中，所述折射面为平面。6.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述光成形光学系统还具备反射所述第1光束而使该第1光束的行进方向偏向的反射面，在设p、q为正整数时，所述式(1)包括至少一个xpyq项。7.根据权利要求6所述的照明装置，其中，所述式(1)具有的多项式由x的偶数次的项和y的偶数次的项构成。8.根据权利要求6或7所述的照明装置，其中，所述光成形光学系统具有光入射面及光射出面，所述光入射面及所述光射出面中的一方由所述第1透镜面构成，所述第1光束的主光线向所述光入射面及所述光射出面中的另一方的面法线方向入射。9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的照明装置，其中，所述照明装置还具备聚光透镜，所述聚光透镜设置在所述第1发光元件与所述第1透镜面之间的所述第1光束的光路上。10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的照明装置，其中，所述照明装置还具备波长转换元件，所述波长转换元件入射透过所述光成形光学系统后的所述第1光束。11.根据权利要求2至8中的任意一项所述的照明装置，其中，所述光源装置还具备射出第2光束的第2发光元件，所述光成形光学系统还具备入射所述第2光束的第2透镜面，所述第2透镜面具有所述式(1)表示的第2自由曲面，关于所述第2自由曲面，x2h项的系数Cj与y2h项的系数Cj不同，所述光成形光学系统构成为，所述第1光束与所述第2光束重叠地对被照明区域进行照明。12.根据权利要求11所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：植原克幸，秋山光一，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP