專利名稱：投影機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及投影機(jī)。
背景技術(shù)：
在以往的投影機(jī)中，有的為了提高對(duì)比度而在投射透鏡內(nèi)設(shè)置光圈裝置。例如有這樣的投影機(jī)“一種投射型顯示裝置，由照明裝置、調(diào)制來自該照明裝置的光束以使其含有圖像信息的裝置、以及將調(diào)制光束投射到屏幕上的投射光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成，上述照明裝置利用具有聚光性的裝置對(duì)來自光源燈的放射光進(jìn)行聚光，形成一個(gè)以上的二次光源，并通過來自該二次光源的光束照明上述使光束含有圖像信息的裝置，另外，上述使光束含有圖像信息的裝置是利用了將入射光束調(diào)制到散射程度的液晶復(fù)合元件的光閥，另外，上述二次光源的像形成在上述投射光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部或附近，在該位置設(shè)置垂直于上述投射光學(xué)系統(tǒng)的光軸的投射光圈，該投射光圈的開口部的形狀，與形成在包含該投射光圈的面內(nèi)的上述二次光源的像的形狀的外緣大致一致”(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)1特開平5-303085號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容在上述以往的技術(shù)(專利文獻(xiàn)1)中的構(gòu)成為，使投射光圈的開口部的形狀與二次光源像的外緣形狀大致一致，從而僅使形成二次光源的像的光束通過。因此，照明裝置與投射光圈的定位要求很高的定位精度，假設(shè)產(chǎn)生錯(cuò)位，則會(huì)產(chǎn)生照度下降、表示被照射面的照度的均勻性的照度比(液晶面板的端部照度與中心照度之比)下降、色不均勻(底色均勻度)惡化等各種現(xiàn)象，從而導(dǎo)致畫質(zhì)下降。
本發(fā)明是鑒于這點(diǎn)而提出的，其目的是為了提供雖然結(jié)構(gòu)并不要求高定位精度但卻能夠可靠地實(shí)現(xiàn)對(duì)比度的提高的投影機(jī)。
本發(fā)明的投影機(jī)包括光源；第一透鏡陣列，利用縱橫配置的多個(gè)小透鏡將從光源出射的光分割成多個(gè)部分光束；第二透鏡陣列，具有與第一透鏡陣列的多個(gè)小透鏡分別對(duì)應(yīng)的多個(gè)小透鏡；重疊透鏡，使從第一透鏡陣列及第二透鏡陣列射出的多個(gè)部分光束重疊在光調(diào)制裝置上；以及投射透鏡，投射被光調(diào)制裝置調(diào)制的光，其中，具有形狀與第二透鏡陣列的外形形狀大致相似的開口的光圈裝置被配置在與第二透鏡陣列共軛的位置的附近。由此，就可以用光圈裝置遮擋導(dǎo)致對(duì)比度下降的光束，從而獲得以高對(duì)比度提供品質(zhì)優(yōu)良的投影圖像的投影機(jī)。另外，與以往從僅使二次光源像通過的觀點(diǎn)出發(fā)要求嚴(yán)格的定位精度的情況相對(duì)，在本發(fā)明中，只要是在與第二透鏡陣列共軛的位置附近就可以，與以往相比不要求嚴(yán)格的定位精度。因此，不會(huì)產(chǎn)生照度下降、表示被照射面的照度均勻性的照度比(液晶面板的端部照度與中心照度之比)的下降、色不均勻(底色均勻度)的惡化等導(dǎo)致畫質(zhì)下降的不良現(xiàn)象，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)比度的提高。
還有，本發(fā)明的投影機(jī)，上述光圈裝置的開口大致呈矩形。由此，在第二透鏡陣列的外形形狀為矩形的投影機(jī)中，能夠以高對(duì)比度提供品質(zhì)優(yōu)良的投影圖像。
另外，在本發(fā)明的投影機(jī)中，上述光調(diào)制裝置具有黑底，起衍射光柵的作用，遮光裝置遮擋通過由光調(diào)制裝置產(chǎn)生的各部分光束的各0級(jí)衍射光在與第二透鏡陣列共軛的位置形成的各光源像的排列區(qū)域的外側(cè)的光。通過進(jìn)行這樣的遮光，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)比度的提高。
此外，在本發(fā)明的投影機(jī)中，從光源的光軸方向看上述光圈裝置時(shí)，上述光圈裝置開口的橫方向及縱方向的長度ΦX、ΦY被設(shè)定為由下式所求出的值。
ΦX＝f/FXΦY＝f/FY其中，f為投射透鏡的焦點(diǎn)距離；FX是具有第一透鏡陣列、第二透鏡陣列及重疊透鏡的照明光學(xué)系統(tǒng)的F數(shù)，是從光源的光軸方向看照明光學(xué)系統(tǒng)時(shí)的橫向的F數(shù)；FY是照明光學(xué)系統(tǒng)的F數(shù)，是從光源的光軸方向看照明光學(xué)系統(tǒng)時(shí)的縱向的F數(shù)。
另外，在本發(fā)明的投影機(jī)中，上述光圈裝置是由具有開口的板狀部件構(gòu)成的。由此可廉價(jià)地構(gòu)成光圈裝置。
另外，在本發(fā)明的投影機(jī)中，上述光圈裝置具有改變開口面積的機(jī)構(gòu)。這樣，可以根據(jù)投影機(jī)的使用環(huán)境來調(diào)節(jié)開口面積，從而能夠獲得適合于投影機(jī)的使用場所的最理想投影圖像。
另外，在本發(fā)明的投影機(jī)中，上述光調(diào)制裝置是在TFT基板和與TFT基板對(duì)置的對(duì)置基板之間封入液晶而制成的液晶面板。這樣，作為光調(diào)制裝置，可以使用在TFT基板和與TFT基板對(duì)置的對(duì)置基板之間封入液晶而制成的液晶面板。


圖1是表示本發(fā)明一實(shí)施方式的投影機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)的圖。
圖2是圖1的第一透鏡陣列的平面圖。
圖3是表示形成在第二透鏡陣列上的二次光源像的圖。
圖4是圖1的光學(xué)系統(tǒng)的光路說明圖。
圖5是表示液晶面板的概略結(jié)構(gòu)的圖。
圖6是說明液晶面板作為衍射光柵的功能的圖。
圖7是由液晶面板產(chǎn)生的0級(jí)(次)衍射光的光路圖。
圖8是由液晶面板產(chǎn)生的+1級(jí)(次)衍射光的光路圖。
圖9是由液晶面板產(chǎn)生的+2級(jí)(次)衍射光的光路圖。
圖10是表示形成在投射透鏡內(nèi)的成像面上的多個(gè)光源像的圖。
圖11是表示光圈裝置的圖。
圖12是用于說明照明光學(xué)系統(tǒng)的F數(shù)的示意圖。
圖13是表示遮光區(qū)域隨光圈開口形狀的不同而不同的說明圖。
圖14是表示不同的光圈開口形狀在散焦時(shí)的作用的說明圖。
標(biāo)號(hào)說明1 投影機(jī) 100光源131 第一透鏡陣列 131A 小透鏡
132 第二透鏡陣列132A 小透鏡134 重疊透鏡170(170R、170G、170B) 液晶面板172 黑底(黑矩陣)190投射透鏡具體實(shí)施方式
圖1是表示本發(fā)明一實(shí)施方式的投影機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)的圖。
投影機(jī)1包括光源100；照明光學(xué)系統(tǒng)130，用于使來自光源100的光的亮度分布均勻以均勻地照射液晶面板；色光分離光學(xué)系統(tǒng)140，將從該照明光學(xué)系統(tǒng)130出射的光束W分離成紅、綠、藍(lán)各色光束R、G、B，并將紅色光束R和綠色光束G導(dǎo)入各自對(duì)應(yīng)的后述的液晶面板170R、170G；中繼光學(xué)系統(tǒng)150，將由色光分離光學(xué)系統(tǒng)140所分離的各色光束中光路長的藍(lán)色光束B導(dǎo)入對(duì)應(yīng)的后述液晶面板170B；三片聚光透鏡160R、160G、160B(不需特別加以區(qū)分時(shí)將標(biāo)號(hào)記為160)，將各色光束變換成相對(duì)其中心軸(主光軸)平行的光束；作為光調(diào)制裝置的液晶面板170R、170G、170B(不需特別加以區(qū)分時(shí)將標(biāo)號(hào)記為170)，根據(jù)所獲得的圖像信息對(duì)透過聚光透鏡的各色光束進(jìn)行調(diào)制；十字分色棱鏡180，對(duì)調(diào)制后的各色光束進(jìn)行合成；以及投射透鏡190，將合成后的光束放大投射在投影面SC上。
光源100具有例如由鹵素金屬燈等高亮度燈構(gòu)成的光源燈110、和使從光源燈110出射的光變成大致平行的光束而出射的具有旋轉(zhuǎn)拋物面的反射鏡120。
照明光學(xué)系統(tǒng)130具有第一透鏡陣列131、第二透鏡陣列132、偏振變換元件133、以及重疊透鏡134。
圖2是第一透鏡陣列的平面圖。
如圖2所示，第一透鏡陣列131具有將外形形狀略呈矩形形狀的小透鏡131A縱橫排列(縱向M個(gè)、橫向N個(gè)，這里M＝7，N＝6)多個(gè)而成的結(jié)構(gòu)，且從光源光軸方向看時(shí)，第一透鏡陣列131的整體外形形狀被構(gòu)成為矩形。各小透鏡131A將從光源100入射的平行光束分割成多個(gè)(即M×N個(gè))部分光束，并具有使各部分光束在第二透鏡陣列132附近成像的功能。各小透鏡131A的外形形狀被設(shè)定成與液晶面板170R、170G、170B的圖像形成區(qū)域的形狀大致相似的形狀。例如，液晶面板170R、170G、170B的圖像形成區(qū)域的橫縱比(橫與縱的尺寸之比)為4∶3時(shí)，將各小透鏡131A的縱橫比也設(shè)定成4∶3。
另外，第二透鏡陣列132，具有使多個(gè)小透鏡132A與第一陣列透鏡131的小透鏡131A對(duì)應(yīng)地相互無間隙地縱橫排列(縱向M個(gè)、橫向N個(gè)，這里M＝7，N＝6)的結(jié)構(gòu)。第二透鏡陣列132的小透鏡132A的外形形狀不用像第一陣列透鏡131的小透鏡131A那樣，必須設(shè)定成與液晶面板170R、170G、170B的圖像形成區(qū)域的形狀大致相似，但在本例中仍被設(shè)定成大致相似的形狀，且從光源光軸方向看時(shí)，第二透鏡陣列132的整體外形形狀被構(gòu)成為矩形形狀。該第二透鏡陣列132被配置在從第一陣列透鏡131射出的多個(gè)部分光束所聚光的附近位置，如圖3所示，在各小透鏡132A上形成了M×N個(gè)二次光源像132a。
偏振變換元件133將入射光束變換成一種線偏振光后射出。
經(jīng)第一陣列透鏡131分割的多個(gè)部分光束經(jīng)由第二透鏡陣列132及偏振變換元件133而入射到重疊透鏡134，重疊透鏡134具有將該入射的多個(gè)部分光束的每一個(gè)重疊在液晶面板170上以進(jìn)行照明的功能。
色光分離光學(xué)系統(tǒng)140具有藍(lán)綠反射分色鏡141、綠反射分色鏡142、以及反射鏡143。藍(lán)綠反射分色鏡141使來自照明光學(xué)系統(tǒng)130的照明光的紅色光分量透過，并使藍(lán)色光分量和綠色光分量反射。透過的紅色光束R被反射鏡143反射而到達(dá)液晶面板170R。另一方面，被藍(lán)綠反射分色鏡141反射的藍(lán)色光束B和綠色光束G之中，綠色光束G被綠反射分色鏡142反射而到達(dá)液晶面板170G，另一方面藍(lán)色光束B又透過綠反射分色鏡142而向中繼光學(xué)系統(tǒng)150入射。
中繼光學(xué)系統(tǒng)150是被設(shè)在將藍(lán)色光束B導(dǎo)入與其對(duì)應(yīng)的液晶面板170B的光路中，將藍(lán)色光束B維持其強(qiáng)度不變地導(dǎo)入液晶面板170B的系統(tǒng)，具備使光聚集在第二中繼透鏡153上的第一中繼透鏡151、反射鏡152、第二中繼透鏡153、以及反射鏡154。
各液晶面板170，相當(dāng)于按照從圖未示的外部控制電路所獲得的圖像信息對(duì)各色光進(jìn)行調(diào)制以形成圖像的光調(diào)制裝置。在此，調(diào)制后的各色光束被分色棱鏡180合成，合成后的光束被投射透鏡190放大投射在投影面SC上。液晶面板170在此采用了在TFT基板和與該TFT基板對(duì)置的對(duì)置基板之間封入液晶而制成的裝置。
下面利用圖4來說明圖1所示光學(xué)系統(tǒng)的光線的光路。
圖4是圖1所示光學(xué)系統(tǒng)的光路說明圖。
從光源100出射的相對(duì)光源光軸大致平行的光，入射到第一陣列透鏡131上，然后在第一陣列透鏡131被分割成多個(gè)部分的光束，然后入射到第二陣列透鏡132上，形成如先前圖3所示的那樣的多個(gè)光源像132a。然后，形成各光源像132a的各部分光束，經(jīng)過偏振變換元件133而入射到重疊透鏡134上。之后，被重疊透鏡134重疊在液晶面板170R上以進(jìn)行照射。
此外，對(duì)于液晶面板170R來說，各部分光束在通過配置在其入射面?zhèn)鹊木酃馔哥R160R而變換成相對(duì)該部分光束的中心軸(主光線)平行的光束后入射。
之后，經(jīng)液晶面板170R調(diào)制后的光束在十字分色棱鏡180中被與其他色的光束合成，而后通過投射透鏡190向投影面SC照射。這里，在與第二透鏡陣列132共軛的位置A(以下，將形成在該位置A的第二透鏡陣列132的成像面稱為成像面A)的附近，設(shè)有作為本發(fā)明的特征部分的光圈裝置200。對(duì)于該光圈裝置200將在后詳述。
另外，如圖5所示，液晶面板170具有形成像素圖像的多個(gè)光透過部171和形成于該光透過部171之間的不透光性的黑底172。這種結(jié)構(gòu)使液晶面板170具有作為衍射光柵的功能，如圖6所示，將入射的入射光衍射成0級(jí)(次)衍射光、±1級(jí)(次)衍射光、±2級(jí)(次)衍射光而出射。
圖7～圖9是通過第一及第二透鏡陣列的最上方的小透鏡的光的光路圖，特別來說，圖7是由液晶面板產(chǎn)生的0級(jí)衍射光的光路圖、圖8是由液晶面板產(chǎn)生的+1級(jí)衍射光的光路圖、圖9是由液晶面板產(chǎn)生的+2級(jí)衍射光的光路圖。此外，為了便于參考，在圖7～圖9中示出了以下將要詳細(xì)說明的光圈裝置200。
圖7～圖9中表示出了通過第一透鏡陣列131及第二透鏡陣列132的最上方的小透鏡1310A(1320A)(參照?qǐng)D2)的部分光束的每一級(jí)的衍射光分別在投射透鏡190內(nèi)的成像面A上的不同的位置成像的樣子。這樣，通過第二透鏡陣列132的某個(gè)小透鏡132A的部分光束經(jīng)由起衍射光柵作用的液晶面板170而成像，從而將多個(gè)光源像形成在成像面A上。具體地說，在形成由0級(jí)衍射光產(chǎn)生的光源像的同時(shí)，在其周圍形成由±1級(jí)衍射光、±2級(jí)衍射光產(chǎn)生的光源像。因此，由于第二透鏡陣列132的小透鏡132A具有M×N個(gè)，所以，在由0級(jí)衍射光產(chǎn)生的M×N個(gè)光源像的各自的周圍形成由±1級(jí)衍射光、±2級(jí)衍射光產(chǎn)生的光源像。
圖10是表示形成在成像面上的多個(gè)光源像的圖，是特別著眼于從第二透鏡陣列132的光源光軸方向看時(shí)通過左上方的小透鏡1320A的部分光束所形成的光源像210a而表示的圖。此外，矩陣狀的虛線是為了從視覺上容易識(shí)別圖10的著眼于由第二透鏡陣列132的各小透鏡132A之中的左上方的小透鏡1320A所形成的像而圖示的。此外，用虛線表示的光源像210b是由通過第二透鏡陣列132的其他各小透鏡之后的各部分光束通過液晶面板170而生成的0級(jí)衍射光的光源像。
如圖10所示，通過第二透鏡陣列132的左上方的小透鏡1320A的部分光束，由于被液晶面板170衍射而形成由0級(jí)衍射光產(chǎn)生的光源像210a，同時(shí)在其周圍形成由1級(jí)衍射光產(chǎn)生的光源像220(220a、220b、220c、220d)和由2級(jí)衍射光產(chǎn)生的光源像230(230a、230b、230c、230d)。
這種由液晶面板170產(chǎn)生的各部分光束的高級(jí)衍射光是導(dǎo)致圖像對(duì)比度的下降的主要原因。即，在圖10中，形成光源像220a～220d的光束、形成光源像230a～230d的光束，是導(dǎo)致圖像對(duì)比度的下降的主要原因。此外，雖然在圖中沒有示出，但通過除小透鏡1320A以外的各小透鏡的各部分光束，由于分別被液晶面板170所衍射，所以也會(huì)像上述那樣在0級(jí)衍射光的周圍形成由高級(jí)衍射光產(chǎn)生的光源像，該高級(jí)衍射光同樣是導(dǎo)致圖像對(duì)比度的下降的主要原因。這種高級(jí)衍射光，雖然多少會(huì)給對(duì)比度帶來負(fù)面影響，但在圖10的陰影區(qū)域的內(nèi)側(cè)形成光源像的高級(jí)衍射光，有利于提高投影圖像的照度，具有有效的作用。與此相對(duì)，在陰影區(qū)域形成光源像的高級(jí)衍射光與先前的高級(jí)衍射光相比其效果很低，即使被遮擋，也不會(huì)使照度降低很多。
根據(jù)以上所述，在本發(fā)明中通過在由第二透鏡陣列132產(chǎn)生的光源像的形成位置、即與第二透鏡陣列132共軛的位置A附近配置結(jié)構(gòu)如下圖所示的光圈裝置200，來遮擋在陰影區(qū)域形成光源像的光束，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)比度的提高。
圖11是表示光圈裝置的示意圖。
光圈裝置200具有在板狀部件上形成矩形開口201的結(jié)構(gòu)。開口201的大小被設(shè)定為能夠使液晶面板170產(chǎn)生的各部分光束的各0級(jí)衍射光在成像面A上所形成的各光源像的排列區(qū)域內(nèi)的光束通過、并能夠?qū)⑼ㄟ^上述排列區(qū)域外側(cè)的光束遮蔽。在此，所謂的通過上述排列區(qū)域外側(cè)的光束，具體地說是相當(dāng)于如上所述的由液晶面板170產(chǎn)生的高級(jí)衍射光中的通過圖10的陰影區(qū)域的高級(jí)衍射光和其他雜散光。
在此，雖將光圈裝置200的開口201的形狀設(shè)成矩形，但實(shí)際上應(yīng)該是將該開口201設(shè)定成與第二透鏡陣列132的外形形狀相似的形狀，在本例中由于第二透鏡陣列132的外形形狀為矩形，所以被設(shè)定成矩形。這是因?yàn)樵诔上衩鍭上由液晶面板170產(chǎn)生的各部分光束的各0級(jí)衍射光所形成的各光源像與第二透鏡陣列132的外形形狀相同，即在此被排列成矩形的緣故。因此，通過將光圈裝置200的開口201的形狀與第二透鏡陣列132的外形形狀相似，可以使由0次光形成的各光源像的排列區(qū)域內(nèi)的光束通過而將通過排列區(qū)域外側(cè)的光束遮蔽。
下面說明光圈裝置200的具體的開口201的大小。
開口201的橫向長度ΦX、縱向長度ΦY由下式(1)、(2)求得。
ΦX＝f/FX(1)ΦY＝f/FY(2)其中，f投射透鏡190的焦點(diǎn)距離；FX照明光學(xué)系統(tǒng)130的橫向的F數(shù)；FY照明光學(xué)系統(tǒng)130的縱向的F數(shù)。
另外，在本實(shí)施方式的投影機(jī)1中，投射透鏡190的F數(shù)與照明光學(xué)系統(tǒng)130的F數(shù)大致相等或在其之下，因此可使投射透鏡190具有與照明光學(xué)系統(tǒng)130大致同等的亮度。
照明光學(xué)系統(tǒng)130的F數(shù)是根據(jù)重疊透鏡134的位置來設(shè)定的，參照下圖對(duì)該F數(shù)進(jìn)行說明。圖12是用于說明照明光學(xué)系統(tǒng)130的F數(shù)的示意圖，其中所帶的標(biāo)號(hào)與圖1的該標(biāo)號(hào)相對(duì)應(yīng)。照明光學(xué)系統(tǒng)130的橫向(X方向)的F數(shù)和縱向(Y方向)的F數(shù)由下式(3)、(4)求得。
FX＝D/(d1/2)(3)FY＝D/(d2/2)(4)其中，d1第二透鏡陣列132的X方向的寬度；d2第二透鏡陣列的Y方向的寬度；D從第二透鏡陣列132到聚光透鏡160的距離。
這樣，照明光學(xué)系統(tǒng)130的X方向及Y方向的F數(shù)由重疊透鏡134的位置和第二透鏡陣列132的X方向及Y方向的長度來決定。然后，由該各F數(shù)和投射透鏡190的焦點(diǎn)距離來決定光圈裝置200的開口201的縱橫的長度。
通過將具有以上那樣的開口201的光圈裝置200配置在與第二透鏡陣列132共軛的位置上，可以使由各0級(jí)衍射光形成的各光源像的排列區(qū)域內(nèi)的光束通過、而將通過排列區(qū)域外側(cè)的光束遮蔽。由此，可以提高圖像的對(duì)比度。
另外，因?yàn)楸还馊ρb置200遮擋的光束在獲得品質(zhì)優(yōu)良的畫質(zhì)方面來看是無用的光束，所以能夠獲得幾乎不損失照度的高畫質(zhì)(高對(duì)比度)的投影機(jī)。
在此，與以往的具有圓形開口的光圈裝置作一下比較。如圖13所示，與本發(fā)明的矩形開口201相比，圓形開口301會(huì)使陰影區(qū)域的光束通過。如上所述，通過該區(qū)域的光束相當(dāng)于成為導(dǎo)致對(duì)比度下降的主要原因的光束，而矩形開口201則能夠遮擋該陰影區(qū)域的光線，因此，與以往的具有圓形開口301的光圈裝置相比，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)比度的提高。
此外，與上述以往的技術(shù)相比，本實(shí)施方式對(duì)光源100的位置(相對(duì)于反射鏡和相對(duì)于光軸兩者的位置)的定位和光圈裝置200的定位的定位精度不要求那么高。因此，能夠在不會(huì)產(chǎn)生照度下降、表示被照射面的照度均勻性的照度比(液晶面板170的端部照度與中心照度之比)下降、色不均勻(底色均勻度)惡化等導(dǎo)致畫質(zhì)下降的各種現(xiàn)象的前提下，實(shí)現(xiàn)對(duì)比度的提高。
此外，因?yàn)檫@樣不要求定位精度，所以能夠使組裝工序簡化，從而有利于提高生產(chǎn)效率。
此外，本實(shí)施方式中，雖然將光圈裝置200制成為在板狀部件上形成開口201、且不能使開口201的面積發(fā)生變換的結(jié)構(gòu)，但也可以制成具有可改變開口面積的結(jié)構(gòu)的光圈裝置。這種情況下，可通過根據(jù)投影機(jī)1的使用環(huán)境來調(diào)節(jié)開口面積，而獲得適合投影機(jī)1的使用場合的最理想的投影圖像。即，例如在明亮的場所使用投影機(jī)1時(shí)，因?yàn)橥夤鈴?qiáng)，與對(duì)比度相比照度更優(yōu)先，所以只要使光圈裝置200的開口面積相對(duì)變大即可。另一方面，在黑暗的屋子里時(shí)，與照度相比對(duì)比度變得重要，所以只要使開口面積相對(duì)變小即可。
此外，在投射液晶面板170的圖像時(shí)，黑底172也被放大顯示，因此如圖14(a)所示的投影畫面的局部放大圖那樣，在投影面SC上呈現(xiàn)出黑格狀的線，非常礙眼。但是在將光圈裝置200的開口形狀制成為矩形時(shí)，則各像素圖像在散焦時(shí)會(huì)如圖14(b)所示的那樣形成模糊的矩形，因而看不清黑底172，由此可以獲得平滑的圖像。此外，在使用具有圓形開口的光圈裝置時(shí)，因?yàn)楦飨袼貓D像在散焦時(shí)會(huì)如圖14(c)所示那樣模糊成圓形，生成與相鄰像素圖像重疊的部分，所以會(huì)形成不自然的圖像。
此外，在本實(shí)施方式中，以將本發(fā)明的光圈裝置應(yīng)用于透過型投影機(jī)1的情況為例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明也適用于反射型投影機(jī)。在此，所謂“透過型”是說液晶面板等的光調(diào)制裝置是將光透過的類型，所謂“反射型”是說液晶面板等的光調(diào)制裝置是將光反射的類型。在將本發(fā)明應(yīng)用于反射型投影機(jī)時(shí)也同樣能夠獲得與透過型投影機(jī)相同的效果。
此外，在本實(shí)施方式中，示例了使用液晶面板作為光調(diào)制裝置的例子，但不限于此，例如也可以使用微反射鏡，本發(fā)明也適用于使用微反射鏡的投影機(jī)。
此外，在本實(shí)施方式中，以從觀察投影像的方向進(jìn)行投影的前面投影型顯示裝置為例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明也適用于從與觀察投影像的方向相反的方向進(jìn)行投影的背面投影型投影機(jī)。
此外，在本實(shí)施方式中，以將本發(fā)明應(yīng)用于使用了三片液晶面板的所謂的三板式的投影機(jī)的情況為例進(jìn)行了說明，但不限于此，本發(fā)明也適用于例如使用兩片液晶面板或四片液晶面板的二板式或四板式的投影機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種投影機(jī)，包括光源；第一透鏡陣列，利用縱橫配置的多個(gè)小透鏡將從上述光源出射的光分割成多個(gè)部分光束；第二透鏡陣列，具有與上述第一透鏡陣列的上述多個(gè)小透鏡分別對(duì)應(yīng)的多個(gè)小透鏡；重疊透鏡，使從上述第一透鏡陣列和第二透鏡陣列射出的多個(gè)部分光束重疊在光調(diào)制裝置上；以及投射透鏡，投射被上述光調(diào)制裝置調(diào)制的光，其特征在于具有形狀與上述第二透鏡陣列的外形形狀大致相似的開口的光圈裝置被配置在與上述第二透鏡陣列共軛的位置的附近。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影機(jī)，其特征在于上述光圈裝置的上述開口大致呈矩形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投影機(jī)，其特征在于上述光調(diào)制裝置具有黑底，起衍射光柵作用，上述光圈裝置遮擋通過由上述光調(diào)制裝置產(chǎn)生的上述各部分光束的各0級(jí)衍射光在與上述第二透鏡陣列共軛的位置形成的各光源像的排列區(qū)域的外側(cè)的光。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的投影機(jī)，其特征在于從上述光源的光軸方向看上述光圈裝置時(shí)的上述光圈裝置的上述開口的橫向和縱向的長度ΦX、ΦY被設(shè)定為由下式所求出的值，即，ΦX＝f/FXΦY＝f/FY其中，f是投射透鏡的焦點(diǎn)距離；FX是具有上述第一透鏡陣列、上述第二透鏡陣列及上述重疊透鏡的照明光學(xué)系統(tǒng)的F數(shù)，是從上述光源的光軸方向看上述照明光學(xué)系統(tǒng)時(shí)的橫向的F數(shù)；FY是照明光學(xué)系統(tǒng)的F數(shù)，是從上述光源的光軸方向看上述照明光學(xué)系統(tǒng)時(shí)的縱向的F數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影機(jī)，其特征在于上述光圈裝置由具有上述開口的板狀部件構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影機(jī)，其特征在于上述光圈裝置具有改變上述開口的面積的機(jī)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影機(jī)，其特征在于上述光調(diào)制裝置是在TFT基板和與該TFT基板對(duì)置的對(duì)置基板之間封入液晶而制成的液晶面板。
全文摘要
本發(fā)明提供一種雖然結(jié)構(gòu)不要求較高的定位精度、但卻能夠可靠地實(shí)現(xiàn)對(duì)比度的提高的投影機(jī)。該投影機(jī)包括光源(100)；第一透鏡陣列(131)，利用縱橫配置的多個(gè)小透鏡(131A)將從光源(100)出射的光分割成多個(gè)部分光束；第二透鏡陣列(132)，具有與第一透鏡陣列(131)的多個(gè)小透鏡(131A)分別對(duì)應(yīng)的多個(gè)小透鏡(132A)；重疊透鏡(134)，使從第一透鏡陣列(131)和第二透鏡陣列(132)射出的多個(gè)部分光束重疊在液晶面板(170)上；以及投射透鏡(190)，投射由液晶面板(170)調(diào)制的光，其中，具有形狀與第二透鏡陣列(132)的外形形狀大致相似的開口(201)的光圈裝置(200)被配置在與上第二透鏡陣列(132)共軛的位置的附近。
文檔編號(hào)G03B21/00GK1530707SQ20041000469
公開日2004年9月22日 申請(qǐng)日期2004年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月11日
發(fā)明者西田和弘, 幸, 植原克幸 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社