投影机.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201510063622.3

申请日:

2015.02.06

公开号:

CN104834170A

公开日:

2015.08.12

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G03B 21/20申请日:20150206|||公开

IPC分类号:

G03B21/20; G02B27/48; H04N9/31

主分类号:

G03B21/20

申请人:

精工爱普生株式会社

发明人:

江川明

地址:

日本东京都

优先权:

2014-023655 2014.02.10 JP

专利代理机构:

北京市中咨律师事务所11247

代理人:

万利军; 陈海红

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内容摘要

本发明提供能够减少斑纹的显示质量优异的投影机。本发明的投影机(1)具备射出包括第1光束和第2光束的多个光束作为照明光的照明装置(2R)、液晶光阀(3)和将从液晶光阀射出的图像光投影于屏幕(6)的投影光学系统(5)。图像光包括通过照明光和液晶光阀(3)生成的多个衍射光和多个0次光。在投影光学系统(5)的出射光瞳中,对应于第1光束的0次光产生的照度峰,配置于与对应于第2光束的衍射光产生的照度峰的位置不同的位置。

权利要求书

权利要求书1.  一种投影机,其特征在于,具备:照明装置,其射出包括第1光束和第2光束的多个光束来作为照明光,光调制装置,其通过对所述照明光进行调制而生成图像光,和投影光学系统,其具有出射光瞳,将从所述光调制装置射出的图像光投影于被投影面;所述图像光包括:通过所述照明光和所述光调制装置所生成的多个衍射光和多个0次光;在所述出射光瞳中,对应于所述第1光束的0次光所产生的照度峰配置于与对应于所述第2光束的衍射光所产生的照度峰的位置不同的位置。2.  根据权利要求1所述的投影机,其特征在于:在所述出射光瞳中,在设所述多个衍射光所产生的多个照度峰进行排列的方向为第1方向时,所述第1方向在所述出射光瞳中与所述多个0次光所产生的多个照度峰进行排列的方向交叉。3.  根据权利要求2所述的投影机,其特征在于:所述照明装置具备多个光源;所述多个0次光产生的多个照度峰进行排列的方向,与垂直于所述照明装置的照明光轴的面内的所述多个光源进行排列的方向一致。4.  根据权利要求2所述的投影机,其特征在于:所述照明装置具备排列有多个透镜的透镜阵列;所述多个0次光产生的多个照度峰进行排列的方向,与垂直于所述照明装置的照明光轴的面内的所述多个透镜进行排列的方向一致。5.  根据权利要求2~4的任一项所述的投影机,其特征在于:在所述出射光瞳中,在所述第1方向彼此相邻的所述多个0次光所产生的第1照度峰与第2照度峰的间隔,不同于在所述第1方向彼此相邻的所述多个0次光所产生的所述第1照度峰与第3照度峰的间隔。

说明书

说明书投影机
技术领域
本发明涉及投影机。
背景技术
采用激光光源的投影机具有可谋求装置的小型化、色再现性优异、可以瞬时点亮、光源的寿命长等的优点。另一方面,从激光光源发出的激光一般为相干光。因此,在这种投影机中,有时因激光的干涉产生的斑点图案即所谓的斑纹显现于屏幕上。由此,显示质量大幅度地降低。
在采用激光光源的投影机中,可采取用于抑制起因于斑纹的显示质量的下降的对策。在专利文献1,公开了如下的投影型影像显示装置:在光源与光调制元件之间,具备使投影光学系统的出射光瞳的光强度的空间分布均匀化的均匀化光学元件(漫射光学元件)。
专利文献1:特开2011—180281号公报
发明内容
专利文献1的投影型影像显示装置虽然具备均匀化光学元件,但是仅靠简单地具备均匀化光学元件使得斑纹的减少效果仍不充分。
本发明用于解决所述的问题而作出。本发明的一个方式的目的之一在于提供能够充分地减少斑纹、显示质量优异的投影机。
为了达到所述目的,本发明的一个方式的投影机具备照明装置、光调制装置和投影光学系统,其中,所述照明装置射出包括第1光束和第2光束的多个光束作为照明光,所述光调制装置通过对所述照明光进行调制而生成图像光,所述投影光学系统具有出射光瞳,将从所述光调制装置射出的图像光投影于被投影面;所述图像光包括通过所述照明光和所述光调制装 置生成的多个衍射光和多个0次光;在所述出射光瞳中,对应于所述第1光束的0次光产生的照度峰配置于:与对应于所述第2光束的衍射光产生的照度峰的位置不同的位置。
本发明人发现:在投影光学系统的出射光瞳中离散地配置图像光的多个像,照度分布的不均匀越大,越容易看到斑纹;在出射光瞳中通过提高图像光的多个像的分散性而形成虚拟性的一个像,照度分布的不均匀越小,越难以看到斑纹。进而,本发明人着眼于下述情况:光调制装置也作为衍射光栅而起作用、从光调制装置射出的图像光包括0次光和衍射光。在此,本发明人想到:用于减小出射光瞳中的照度分布的不均匀,必需考虑0次光产生的照度峰(像)和衍射光产生的照度峰的双方的配置。还有,在本说明书中,将照度分布的峰称为照度峰。在所述的专利文献1中,对从光调制装置产生的衍射光的影响未进行任何考虑。
根据本发明的一个方式的投影机,在投影光学系统的出射光瞳中,对应于第1光束的0次光产生的照度峰配置于:与对应于第2光束的衍射光产生的照度峰的位置不同的位置。由此,因为投影光学系统的出射光瞳中的多个照度峰的分散性提高,所以照度分布的不均匀变小,能够减少斑纹。
本发明的一个方式的投影机也可以构成为:设在所述出射光瞳中所述多个衍射光产生的多个照度峰进行排列的方向为第1方向时,所述第1方向与在所述出射光瞳中所述多个0次光产生的多个照度峰进行排列的方向相交叉。
根据该构成,因为多个衍射光产生的多个照度峰进行排列的第1方向与多个0次光产生的多个照度峰进行排列的方向相交叉,所以第1光束的0次光产生的照度峰与第2光束的衍射光产生的照度峰配置于不同的位置的比例变高。
本发明的一个方式的投影机也可以构成为:所述照明装置具备多个光源;所述多个0次光产生的多个照度峰进行排列的方向,与垂直于所述照明装置的照明光轴的面内的所述多个光源进行排列的方向相一致。
根据该构成,因为多个0次光产生的多个照度峰进行排列的方向与垂 直于照明光轴的面内的多个光源进行排列的方向相一致,所以多个光源的排列方向与多个衍射光产生的多个照度峰的排列方向即光束的衍射方向相交叉。如此地,通过采用配置有多个光源的照明装置,能够减少斑纹。
在本发明的一个方式的投影机中,也可以构成为:所述照明装置具备排列有多个透镜的透镜阵列;所述多个0次光产生的多个照度峰进行排列的方向,与垂直于所述照明装置的照明光轴的面内的所述多个透镜进行排列的方向相一致。
根据该构成,因为多个0次光产生的多个照度峰进行排列的方向与垂直于照明光轴的面内的多个透镜进行排列的方向相一致,所以多个透镜的排列方向与多个衍射光产生的多个照度峰的排列方向即光束的衍射方向相交叉。如此地,通过采用配置有多个透镜的透镜阵列,能够减少斑纹。
在本发明的一个方式的投影机中,也可以构成为:在所述出射光瞳中,在所述第1方向上相互相邻的所述多个0次光产生的第1照度峰与第2照度峰的间隔,不同于在所述第1方向上相互相邻的所述多个0次光产生的所述第1照度峰与第3照度峰的间隔。
根据该构成,因为多个照度峰的配置的秩序性破坏,所以照度分布的不均匀看上去变小。其结果,能够减少斑纹。
附图说明
图1是表示第1实施方式的投影机的简要构成图。
图2(A)是液晶光阀的主视图,(B)是表示透射液晶光阀的光的衍射的情况的图,(C)是表示通过衍射产生的衍射图形的图。
图3(A)是进一步详细地表示透射液晶光阀的光的衍射的情况的图,(B)是表示在图3(A)的符号B的位置的像的图,(C)是表示在图3(A)的符号C的位置的像的图。
图4(A)是表示出射光瞳像的优选的例的图,(B)是表示出射光瞳像的不优选的例的图。
图5是表示第2实施方式的投影机的简要构成图。
图6是表示构成照明装置的多个激光光源的配置的主视图。
图7是表示出射光瞳像的图。
图8是表示第3实施方式的投影机的简要构成图。
图9是表示构成透镜阵列的多个透镜的配置的主视图。
图10是表示第4实施方式的投影机的简要构成图。
图11(A)是表示构成照明装置的多个激光光源的配置的变形例的图,(B)是表示出射光瞳像的图。
符号说明
1、31、41、51…投影机,2R、32R、42R…红色光用照明装置,2G、32G、42G…绿色光用照明装置,2B、32B、42B…蓝色光用照明装置,3R…红色光用液晶光阀(光调制装置),3G…绿色光用液晶光阀(光调制装置),3B…蓝色光用液晶光阀(光调制装置),5…投影光学系统,18…第1透镜阵列,19…第2透镜阵列,20、21…透镜,52…照明装置。
具体实施方式
(第1实施方式)
以下,关于本发明的第1实施方式,利用图1~图4进行说明。
在本实施方式中,表示采用具备激光光源的照明装置的投影机之一例。
图1是表示第1实施方式的投影机的简要构成图。
还有,在以下的各附图中用于使各构成要素容易看清,有时根据构成要素使尺寸的比例尺不同而示出。
如示于图1地,投影机1具备红色光用照明装置2R、绿色光用照明装置2G、蓝色光用照明装置2B、红色光用液晶光阀3R、绿色光用液晶光阀3G、蓝色光用液晶光阀3B、色合成元件4和投影光学系统5。
本实施方式的红色光用照明装置2R、绿色光用照明装置2G及蓝色光用照明装置2B对应于技术方案的照明装置。本实施方式的红色光用液晶光阀3R、绿色光用液晶光阀3G及蓝色光用液晶光阀3B对应于技术方案的光调制装置。
投影机1若简要地说明则如以下地进行工作。
从红色光用照明装置2R射出的红色的激光入射于红色光用液晶光阀3R而被调制。同样地,从绿色光用照明装置2G射出的绿色的激光LG入射于绿色光用液晶光阀3G而被调制。从蓝色光用照明装置2B射出的蓝色的激光入射于蓝色光用液晶光阀3B而被调制。通过红色光用液晶光阀3R调制的红色激光、通过绿色光用液晶光阀3G调制的绿色激光LG及通过蓝色光用液晶光阀3B调制的蓝色激光,入射于色合成元件4而合成。通过色合成元件4合成的光(图像光)通过投影光学系统5放大投影于屏幕6。如此地,显示全彩色的投影图像。
以下,关于投影机1的各构成要素进行说明。
红色光用照明装置2R、绿色光用照明装置2G及蓝色光用照明装置2B仅射出的光的颜色不同,构成相同。从而,在以下,仅关于绿色光用照明装置2G进行说明,而关于红色光用照明装置2R及蓝色光用照明装置2B将说明进行省略。
绿色光用照明装置2G射出包括第1光束与第2光束的多个绿色的光束作为照明光。绿色光用照明装置2G具备绿色光用的多个激光光源8、多个准直透镜9、聚光透镜10、光漫射装置11、拾取(pickup,拍摄)透镜12、透镜阵列单元13和重叠光学系统14。
绿色光用照明装置2G具备多个激光光源8。在图1中,虽然仅对3个激光光源8进行图示,但是多个激光光源8不仅排列于平行于纸面的方向,而且也排列于垂直于纸面的方向,作为整体排列为多行、多列的矩阵状。多个激光光源8的排列方向与后述的液晶面板的多个像素的排列方向相一致。
红色光用照明装置2R、蓝色光用照明装置2B的构成也相同。作为一例,红色光用的激光光源射出基本为585nm~720nm的波长范围的光。绿色光用的激光光源射出基本为495nm~585nm的波长范围的光。蓝色光用的激光光源射出基本为380nm~495nm的波长范围的光。
多个激光光源8的各自具备相对应的准直透镜9。从绿色光用的激光光源8的各自射出的绿色激光LG入射于准直透镜9,被平行化而射出。关于红 色光用激光光源7R、蓝色光用激光光源7B也同样。
从绿色光用的激光光源8射出的绿色激光LG在透射了准直透镜9之后,通过聚光透镜10而聚光,入射于光漫射装置11。光漫射装置11使从光漫射装置11射出的光的射出角度分布相对于入射于光漫射装置11的光的入射角度分布放大。光漫射装置11具备旋转漫射板15和驱动装置16。旋转漫射板15例如能够通过磨砂玻璃和/或漫射膜等的光漫射板、全息漫射器等的衍射光学元件等而构成。
旋转漫射板15具有通过旋转漫射板15的中心且延伸于旋转漫射板15的法线方向的旋转轴(未图示)。旋转轴连接于作为旋转漫射板15的驱动装置16的马达。通过驱动装置16进行工作,旋转漫射板15以旋转轴为中心而旋转。通过设置光漫射装置11,投影于屏幕6的光的配光分布均匀化,斑纹减少。而且,通过旋转漫射板15进行旋转,每时每刻地变化的斑纹的空间性分布时间性地重叠,斑纹进一步减少。从光漫射装置11射出的光在通过拾取透镜12基本平行化之后,导至透镜阵列单元13。
透镜阵列单元13包括:包括第1透镜阵列18和第2透镜阵列19的2个透镜阵列而构成。第1透镜阵列18具有多个透镜20在与照明光轴AX相正交的面内排列为多行、多列的矩阵状的构成。第1透镜阵列18具有作为将来自拾取透镜12的光分割为多个部分光束的光束分割光学元件的功能。虽然省略图示说明,但是透镜20的外形形状与后述的液晶光阀3G的图像形成区域的外形形状为基本相似形。
所谓照明光轴AX是指,将从多个激光光源8射出的多个相干的光束视为1束光束时的该光束的光轴。
第2透镜阵列19与第1透镜阵列18同样地,具有多个透镜21在与照明光轴AX相正交的面内排列为多行、多列的矩阵状的构成。第2透镜阵列19与后级的重叠光学系统14一起,具有使第1透镜阵列18的各透镜20的像成像于液晶光阀3G的图像形成区域附近的功能。
重叠光学系统14至少包括1片以上的重叠透镜。重叠光学系统14使从第2透镜阵列19射出的多个光束在作为被照明区域的液晶光阀3G上重叠。在 此,示出包括第1重叠透镜22、第2重叠透镜23的2片重叠透镜的重叠光学系统14的例。从第2透镜阵列19射出的绿色激光LG的多个光束通过重叠光学系统14入射于绿色光用液晶光阀3G。多个光束通过重叠光学系统14在绿色光用液晶光阀3G上相互重叠。由此,绿色光用液晶光阀3G中的照度分布均匀化,并且光线轴周围的轴对称性提高。
绿色光用液晶光阀3G将图示省略,具备在一对玻璃基板之间夹持有液晶层的液晶面板、配置于液晶面板的光入射侧的光入射侧偏振板和配置于液晶面板的光射出侧的光射出侧偏振板。液晶的工作模式为TN模式、VA模式、横向电场模式等,并不特别限定。红色光用液晶光阀3R、蓝色光用液晶光阀3B也是同样的构成。
色合成元件4通过十字分色棱镜等构成。十字分色棱镜具有4个三棱柱棱镜相互贴合的结构。在三棱柱棱镜中贴合的面成为十字分色棱镜的内面。在十字分色棱镜的内面中,红色光进行反射而绿色光所透射的镜面与蓝色光进行反射而绿色光所透射的镜面相互正交。入射于十字分色棱镜的绿色光透射镜面而原封不动地射出。入射于十字分色棱镜的红色光及蓝色光在镜面选择性地进行反射而射出于与绿色光的射出方向相同的方向。如此地重合3个色光而合成,合成后的色光朝向投影光学系统5而射出。
在以下的说明中,将绿色光用液晶光阀3G称为液晶光阀3。
图2(A)是液晶光阀3的主视图。图2(B)是表示透射液晶光阀3的1束光束的衍射的情况的图。图2(C)是表示通过衍射产生的衍射图形的图。
构成液晶光阀3的液晶面板25如示于图2(A)地,具备栅格状的遮光膜、所谓的黑矩阵26和/或微透镜阵列(图示略)。黑矩阵26对布线和/或TFT进行遮光,并对多个像素区域进行规定。微透镜阵列包括配置为矩阵状的多个微小透镜,使光聚光于黑矩阵26的开口部。液晶面板25因为具有这种栅格状的微细的图形,所以相对于透射光作为衍射光栅而起作用。
如示于图2(B)地,当光入射于液晶面板25时,射出在液晶面板25不衍射的0次光Lb0和在液晶面板25衍射而产生的衍射光Lb1这双方。即,通过液晶面板25生成的图像光包括通过从照明装置射出的照明光和液晶面板 25生成的多个0次光和多个衍射光。
还有,在图2(B)中,仅示出±1次衍射光(符号Lb1),关于高次的衍射光进行省略。将0次光Lb0的中心轴与衍射光(例如+1次衍射光Lb1)的中心轴形成的角度称为衍射角θ。
如示于图2(A)地,在从法线方向看液晶面板25时,黑矩阵26沿着水平方向与垂直方向而设置。因此,入射光La(参照图2(B))主要地衍射的方向如以箭头K1、K2表示地,成为液晶面板25的水平方向与垂直方向。在以下的说明中,将入射光La主要地衍射的方向称为衍射方向。
从而,如示于图2(C)地,在光入射于液晶面板25之前的时刻存在1个照明光的像(照度峰)G的情况下,在光透射液晶面板25之后形成0次光的像(照度峰)G0和通过向衍射方向(水平方向及垂直方向)的衍射光产生的像(照度峰)G1,结果,像的数量作为整体而增多。
实际上,虽然也存在2次以上的高次的衍射光和/或衍射于液晶面板25的水平方向、垂直方向以外的方向的衍射光,但是作为在此影响最大的主要的衍射光,考虑衍射于液晶面板25的水平方向和垂直方向的±1次衍射光。如果以图2(C)的例而言,则在0次光产生的1个像G0的上下左右形成衍射光产生的4个像G1。在采用激光光源的情况下,因为射出光的波长单一,衍射角θ唯一地确定,所以衍射光产生的像G1被清晰地形成。
在采用激光光源的投影机的情况下,与在屏幕上产生的干涉现象同等的现象,在眼睛的视网膜上产生。对于观看者而言,该视网膜上的干涉现象被感觉为斑纹。本发明人着眼于下述情况:在斑纹的产生状况与投影光学系统的出射光瞳的照度分布之间存在相关性。
图4(A)、(B)分别是表示出射光瞳中的照度分布的示意图。带阴影的区域表示照度高的区域。图4(A)为通过提高图像光的多个像的分散性而形成虚拟性的一个像G4、使得照度分布的不均匀小的例。图4(B)为离散地配置图像光的多个像G3、使得照度分布的不均匀大的例。本发明人发现:如示于图4(B)地,在出射光瞳中离散地配置图像光的多个像G3,照度分布的不均匀越大,越容易看到斑纹;如示于图4(A)地,在出射光 瞳中通过提高图像光的多个像的分散性而形成虚拟性的一个像G4,照度分布的不均匀越小,越难以看到斑纹。
若将利用图2(A)~(C)进行了说明的液晶面板25产生的衍射的影响切合于投影机1的构成而进行说明,则如下所述。
图3(A)是详细地表示透射液晶面板25的光的折射的情况的图。图3(B)是表示在图3(A)的符号B的位置的从第2透镜阵列19射出的照明光的多个像G的配置的图。图3(C)是表示在图3(A)的投影光学系统5的出射光瞳(符号C的位置)的图像光的多个像的配置的图。
在图3(B)中,虽然以符号G表示照明光的像,但是像G的位置能够看作照明光的照度峰的位置。同样地,在图3(C)中,虽然以符号G0、G1表示图像光的多个像,但是像G0、G1的位置能够看作出射光瞳中的照度峰的位置。
如示于图3(A)地,第2透镜阵列19和投影光学系统5的出射光瞳C相对于重叠光学系统14处于共轭关系。因此,第2透镜阵列19的像形成于投影光学系统5的出射光瞳C。在该例中,如示于图3(B)地,在第2透镜阵列19形成5行、5列共计25个照明光的像G。
若第2透镜阵列19的彼此相邻的透镜21间的间距变化,则入射于液晶面板25的多个光束的各自的入射角度变化。若相对于液晶面板25的多个光束的各自的入射角度变化,则对应于各光束的0次光的像G0及衍射光的像G1的位置变化。从而,对应于各光束的0次光的像G0及衍射光的像G1的位置能够通过第2透镜阵列19的彼此相邻的透镜21间的间距来调整。
设对应于示于图3(B)的多个照度峰之中的任意1个照度峰(例如最上段的中央的像Ga)的光束为第1光束、对应于相邻于该照度峰的照度峰(例如右侧相邻的像Gb)的光束为第2光束。在此,在考虑到通过液晶面板25进行的衍射时,在投影光学系统5的出射光瞳C中,若假定第1光束的0次光产生的照度峰(像G0)与第2光束的衍射光产生的照度峰(像G1)重叠,则多个照度峰离散地配置,照度分布的不均匀变大。其结果,容易看到斑纹。
相对于此,根据本实施方式,在投影光学系统的出射光瞳C中,如示于图3(C)地,第1光束的0次光产生的照度峰(像G0)与第2光束的衍射光产生的照度峰(像G1)配置于相互不同的位置。由此,相比于第1光束的0次光产生的照度峰与第2光束的衍射光产生的照度峰重叠的情况,因为出射光瞳C中的多个照度峰的分散性提高,所以照度分布的不均匀变小。其结果,难以看到斑纹。
(第2实施方式)
以下,关于本发明的第2实施方式,利用图5~图7进行说明。
第2实施方式的投影机31的基本构成与第1实施方式相同,照明装置的构成与第1实施方式不同。
图5是表示第2实施方式的投影机31的简要构成图。
在图5中,对与第1实施方式采用的图1共同的构成要件附加相同的符号,并将详细的说明省略。
如示于图5地,第2实施方式的绿色光用照明装置32G射出包括第1光束和第2光束的多个绿色光束作为照明光。绿色光用照明装置32G具备多个激光光源8、多个准直透镜9、衍射光学元件33和重叠光学系统34。准直透镜9及重叠光学系统34的构成与第1实施方式相同。红色光用照明装置32R及蓝色光用照明装置32B的构成与绿色光用照明装置32G相同,将说明省略。
从准直透镜9射出的绿色的激光LG入射于衍射光学元件33。衍射光学元件33包括计算机合成全息图(CGH:Computer Generated Hologram)。CGH例如为在包含石英(玻璃)和/或合成树脂等的光透射性材料的基材的表面具有通过计算机设计的微细的凹凸的表面浮雕型的全息图元件。衍射光学元件33通过使入射的激光衍射,使入射于绿色光用液晶光阀3G的绿色的激光LG的强度分布均匀化。从衍射光学元件33射出的衍射光经由重叠光学系统34入射于绿色光用液晶光阀3G。重叠光学系统34包括第1重叠透镜35与第2重叠透镜36而构成。
在第2实施方式的情况下,多个激光光源8的排列方向与液晶面板的多个像素的排列方向并不一致,相对于液晶面板的多个像素的排列方向倾斜。 从而,如示于图6地,多个激光光源8的排列方向K3相对于衍射方向K1、K2倾斜。若设多个激光光源8的排列方向K3与衍射方向K1或者衍射方向K2形成的角度为α,则α设定为45°以外的角度。多个0次光产生的多个照度峰进行排列的方向与垂直于照明光轴AX的面内的多个激光光源8进行排列的方向相一致。
根据所述的构成,在投影光学系统5的出射光瞳C中,在设多个衍射光产生的多个照度峰进行排列的方向为第1方向时,第1方向在出射光瞳C中与多个0次光产生的多个照度峰进行排列的方向相交叉。在多个激光光源8的排列方向K3与衍射方向K1或者衍射方向K2形成的角度α例如为45°时,一个衍射光的照度峰重叠于一个0次光的照度峰的概率变高。可是,在本实施方式的情况下,因为多个激光光源8的排列方向K3与衍射方向K1或者衍射方向K2形成的角度α设定为45°以外,所以如示于图7地,一个衍射光的照度峰(像G1)与一个0次光的照度峰(像G0)基本不重叠。
在本实施方式中,与第1实施方式相同,也在投影光学系统5的出射光瞳C中,第1光束的0次光产生的照度峰与第2光束的衍射光产生的照度峰配置于不同的位置。由此,因为出射光瞳C中的多个照度峰的分散性提高,所以照度分布的不均匀变小,结果难以看到斑纹。
(第3实施方式)
以下,关于本发明的第3实施方式,利用图8、图9进行说明。
第3实施方式的投影机的基本构成与第1实施方式相同,照明装置的构成与第1实施方式不同。
图8是表示第3实施方式的投影机41的简要构成图。
在图8中,对与第1实施方式采用的图1共同的构成要件附加相同的符号,将详细的说明省略。
如示于图8地,第3实施方式的绿色光用照明装置42G射出包括第1光束和第2光束的多个绿色光束作为照明光。绿色光用照明装置42G具备多个激光光源8、多个准直透镜9、透镜阵列单元13和重叠光学系统34。激光光源8及准直透镜9的构成与第1实施方式相同。重叠光学系统34的构成与第2实施 方式相同。红色光用照明装置42R及蓝色光用照明装置42B的构成与绿色光用照明装置42G相同,将说明省略。
透镜阵列单元13包括包括第1透镜阵列18和第2透镜阵列19的2个透镜阵列而构成。在第1实施方式中,第1透镜阵列18具备的多个透镜20及第2透镜阵列19具备的多个透镜21,与液晶面板的多个像素的排列方向平行地配置。相对于此,如示于图9地,在本实施方式中,第1透镜阵列18具备的多个透镜20及第2透镜阵列19具备的多个透镜21,在垂直于照明光轴的面内,交叉于液晶面板的多个像素的排列方向地配置。
在本实施方式的情况下,多个0次光产生的多个照度峰进行排列的方向与垂直于照明装置的照明光轴的面内的多个透镜20及多个透镜21进行排列的方向相一致。根据该构成,在投影光学系统5的出射光瞳C中设多个衍射光产生的多个照度峰进行排列的方向为第1方向时,第1方向在出射光瞳C中与多个0次光产生的多个照度峰进行排列的方向相交叉。
在本实施方式中,与第1实施方式相同,在投影光学系统5的出射光瞳C中,第1光束的0次光产生的照度峰与第2光束的衍射光产生的照度峰也不相同。由此,因为出射光瞳C中的多个照度峰的分散性提高,所以照度分布的不均匀变小,结果难以看到斑纹。
(第4实施方式)
以下,关于本发明的第4实施方式,利用图10进行说明。
在第4实施方式中,示出作为光调制装置采用数字微镜器件(DMD)的投影机之一例。
图10是表示第4实施方式的投影机的简要构成图。
在图10中,对与第1实施方式采用的图1共同的构成要件附加相同的符号,并将详细的说明省略。
如示于图10地,第4实施方式的投影机51具备照明装置52、DMD53和投影光学系统5。照明装置52具备多个光源54、多个准直透镜9、第1聚光透镜55、色轮56、棒状透镜57和第2聚光透镜58。本实施方式的光源54射出白色光。在本实施方式中,作为射出白色光的光源54,采用使射出蓝色光的 激光光源和通过蓝色光的一部分激励而射出黄色光的荧光体组合的光源。光源54射出合成黄色光和未用于激励的蓝色光所得的白色光。
第1聚光透镜55使从多个光源54射出的多个白色光入射于色轮56的滤色器(未图示)。色轮56形成为圆盘状,在圆盘的中心设置旋转轴(未图示)。在色轮56的旋转轴连接电动马达等的驱动装置(未图示),色轮56通过驱动装置按圆周方向被旋转驱动。色轮56沿着圆周方向具备透射红、绿、蓝的各色光的薄膜干涉滤光器等的滤色器。红、绿、蓝的各色光从色轮56分时射出。
在色轮56的光射出侧,设置棒状透镜57。作为棒状透镜57,例如包含玻璃和/或树脂而构成,采用与照明光轴AX相正交的剖面形状为矩形状的透光性导光体。或者,作为棒状透镜57,采用包围照明光轴AX地将多个反射面配置为管状的管状导光体。棒状透镜57使多个光束的照度在DMD53上均匀化。在棒状透镜57与DMD53之间设置第2聚光透镜58。第2聚光透镜58使分时射出的各色光入射于DMD53。
DMD53构成为:对应于多个像素的多个微镜(图示略)配置为矩阵状,可改变微镜的反射面的朝向。基于进行过信号处理的影像信号,对入射的各色光的射出方向进行控制,由此将各色光分离为投影于屏幕6上的调制光和不投影的无效光。在DMD53中,因为也矩阵状地配置对应于多个像素的多个微镜,所以与液晶面板同样地,在像素的排列方向产生衍射光。投影光学系统5将从DMD53射出的调制光放大投影于屏幕6上。
在第4实施方式的照明装置52中,与第2实施方式相同,多个光源54的排列方向与DMD53的多个微镜的排列方向并不一致,相对于多个微镜的排列方向倾斜。即,多个光源54的排列方向相对于衍射方向倾斜。多个光源54的排列方向与衍射方向形成的角度设定为45°以外的角度。
在第4实施方式中,与第1实施方式相同,在投影光学系统5的出射光瞳C中,第1光束的0次光产生的照度峰与第2光束的衍射光产生的照度峰也不相同。由此,因为出射光瞳C中的多个照度峰的分散性提高,所以照度分布的不均匀变小,结果难以看到斑纹。
还有,本发明的技术范围并非限定于所述实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围中可以加以各种改变。
例如在所述实施方式中,虽然示出多个激光光源以相等的间距规则地排列的构成,但是也可以代替该构成,如示于图11(A)地,随机地排列来自多个激光光源的照明光的像G。在该情况下,如示于图11(B)地,在投影光学系统5的出射光瞳C中,多个光束的0次光产生的照度峰(像G0)与衍射光产生的照度峰(像G1)也不相同。由此,照度分布的不均匀看上去变小,结果难以看到斑纹。
并且,在投影光学系统的出射光瞳中,在衍射方向彼此相邻的多个0次光产生的第1照度峰与第2照度峰的间隔,也可以不同于在衍射方向彼此相邻的多个0次光产生的第1照度峰与第3照度峰的间隔。即,衍射方向上的0次光产生的照度峰间的间距也可以不相同。
另外,关于在所述实施方式中公开的投影机的各种构成要件的数量、配置等可以适当变更。

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本发明提供能够减少斑纹的显示质量优异的投影机。本发明的投影机(1)具备射出包括第1光束和第2光束的多个光束作为照明光的照明装置(2R)、液晶光阀(3)和将从液晶光阀射出的图像光投影于屏幕(6)的投影光学系统(5)。图像光包括通过照明光和液晶光阀(3)生成的多个衍射光和多个0次光。在投影光学系统(5)的出射光瞳中,对应于第1光束的0次光产生的照度峰,配置于与对应于第2光束的衍射光产生的照度峰的位置不。

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