專利名稱：照明光學(xué)器件和投影顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及照明光學(xué)器件和投影顯示裝置，其用于使顯示裝 置照明，特別地，涉及包括具有兩個復(fù)眼透鏡的積分器光學(xué)器件的照 明光學(xué)器件和投影顯示裝置。
背景技術(shù)：
例如，日本專利特許公開No.2003-337378和日本專利特許公開 No.2004-326101公開了具有含有按順序排列的、如圖1所示的透鏡元 件的兩個復(fù)眼透鏡的積分器光學(xué)器件。在有關(guān)一般結(jié)構(gòu)的描述中，這種光學(xué)器件包括第一復(fù)眼透鏡1101， 其具有類似用于照明的物體的多個類似構(gòu)造的透鏡元件，以便通過來自在該圖中未示出的光源(燈)的光，照明圖1所示的顯示裝置1107， 諸如LCD，以及第二復(fù)眼透鏡1102，其具有來自第一復(fù)眼透鏡1101 的各個透鏡元件的光，其被疊加以便在待照明的物體上形成圖像。由第二復(fù)眼透鏡1102的各個透鏡元件產(chǎn)生的光通過偏振轉(zhuǎn)換元 件1103,被校準(zhǔn)以便提供單向偏振光，諸如s偏振光或p偏振光，此 后通過第一物鏡1104和第二物鏡1105，以及通過偏振板1106以便照 明比顯示顯示裝置1107的圖像的顯示區(qū)1108更寬的范圍。在光亮中心部分和更暗外圍，燈的發(fā)散分布是不均勻的。因此，照明分布通過第一復(fù)眼透鏡1101經(jīng)受離散化。離散光進(jìn)入第二復(fù)眼透鏡1102。因此，由第二復(fù)眼透鏡1102的各個透鏡元件產(chǎn)生的光在照明區(qū)的亮度方面分別不同。因此，透鏡元件的光軸被偏轉(zhuǎn)，這樣從第二復(fù)眼透鏡1102的各個 透鏡元件發(fā)出的光的照明區(qū)位于相同位置，以及在相同區(qū)疊加各個照 明區(qū)。使得具有亮度的均勻照明分布的光照射在顯示區(qū)上。圖2示例說明用于通過上述偏轉(zhuǎn)控制照明區(qū)的結(jié)構(gòu)。圖2A是示例說明第二復(fù)眼透鏡1102的入射面的平面圖。圖2B示例說明在光軸C處，第一復(fù)眼透鏡1101的各個透鏡的中 心與第二復(fù)眼透鏡1102的各個透鏡的中心一致的情況下的照明區(qū)。構(gòu) 成圖2A所示的各個復(fù)眼透鏡的每一透鏡處于在圖2B所示的狀態(tài)下， 然后，具有從第二復(fù)眼透鏡1102的各個透鏡元件發(fā)出的光的照明區(qū)將 提供喪失均勻照明光的各個不同區(qū)。為提供均勻照明光，第二復(fù)眼透鏡1102的圖2A中的對角線位置 的透鏡處于偏轉(zhuǎn)狀態(tài)以及透鏡中心處于偏離光軸C的位置中，如圖2C 所示。因此，照明區(qū)移動。與入射面中的位置一致的各個透鏡的偏轉(zhuǎn) 量將不同，以使得具有來自第二復(fù)眼透鏡1102的各個透鏡元件的光的 照明區(qū)將占據(jù)與圖1所示相同的位置。如上所述，由第二復(fù)眼透鏡產(chǎn)生的光被用于照射比用于照射的物 體的顯示區(qū)更寬的范圍。期望在生產(chǎn)期間處理照明光學(xué)器件上的光軸 調(diào)整中的色散以及在生產(chǎn)后當(dāng)使用時，處理由于撞擊等等的光軸位移。在光軸調(diào)整和撞擊中的色散導(dǎo)致光軸位移不同于設(shè)計(jì)值的情況 下，從第二復(fù)眼透鏡發(fā)出的照明光照射離開設(shè)計(jì)位置的位置處的顯示元件，以便在最槽情況下，不照射任何顯示區(qū)，或在構(gòu)造投影顯示裝 置的情況下，使得顯示部分視頻。為防止這種事件，由第二復(fù)眼透鏡產(chǎn)生的光照射比用于照明的物 體的顯示區(qū)更寬的范圍。即，照明區(qū)具有將被照射的邊緣部分。在未 產(chǎn)生光軸位移的情況下，照射在邊緣部分上的光將不用于照射投影圖 像。 一般地，構(gòu)成第二復(fù)眼透鏡的每一透鏡用于照射包括邊緣部分的 相同區(qū)。因此，初始不用于投影圖像的邊緣部分的亮度具有與顯示區(qū) 相同的亮度，由此導(dǎo)致防礙光利用率的提高(亮度提高)。另一方面，設(shè)計(jì)第二復(fù)眼透鏡，以便通過使多個分量透鏡元件的 各個光軸偏轉(zhuǎn)以便使相同照明區(qū)經(jīng)受照射，可獲得均勻照明區(qū)。在制 造步驟期間，構(gòu)成第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件的各個光軸可能偏離偏轉(zhuǎn) 電平的設(shè)計(jì)值。然后，偏轉(zhuǎn)來自那些透鏡元件的照明光僅照射照明區(qū)。 因此，將存在在初始要求照明的區(qū)域中亮度降低的部分。如上所述，被稱為陰影的現(xiàn)象出現(xiàn)在經(jīng)受亮度降低的部分中，其 中光是非均勻且均衡色散的。當(dāng)其他照明光變得更均勻時，陰影將變 得更明顯。為防止出現(xiàn)上述陰影，有必要在制造期間，限制構(gòu)成第二復(fù)眼透 鏡的透鏡元件的各個光軸的偏轉(zhuǎn)量的偏差，以便使具有相同大小的照 明區(qū)疊加在相同位置上，并且這要求極其高的技術(shù)性能。因此，生產(chǎn) 質(zhì)量管理變困難，導(dǎo)致更高成本。另外，當(dāng)個人看投影圖像時聚焦的區(qū)域是投影許多重要視頻的顯 示器的中心部分。因此，在中心出現(xiàn)的陰影與在邊緣出現(xiàn)的陰影相比， 變得非常明顯。此外，視頻的重要部分頻繁地顯示在視頻窗的中心部 分中，因此，期望該中心部分比外圍更亮。然而，在具有構(gòu)成第二復(fù) 眼透鏡的各個透鏡照射相同區(qū)的結(jié)構(gòu)的情況下，存在將產(chǎn)生陰影以及在所有區(qū)中將出現(xiàn)均勻亮度，使得將不存在對應(yīng)于顯示區(qū)的照射狀態(tài) 的可能性。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目標(biāo)將解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題以及其目的是提供 照明光學(xué)器件和投影顯示裝置，允許提高亮度和用照明光照射的照射 狀態(tài)，以便對應(yīng)于顯示區(qū)。本實(shí)用新型的照明光學(xué)器件是包括第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡 的照明光學(xué)器件，在第二復(fù)眼透鏡處，來自第一復(fù)眼透鏡的發(fā)射光進(jìn) 入，其中構(gòu)成第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件的至少一個向小于由第二復(fù)眼透鏡的所有透鏡元件照射的照明區(qū)的具有光的照射區(qū)提供照射。在那種情況下，在第二復(fù)眼透鏡的中心附近排列的多個透鏡元件 向占據(jù)照明區(qū)的中心附近的相同區(qū)域的照射區(qū)提供照射光，用來自(照 射區(qū)中的)其他透鏡元件的光照射的照射區(qū)的位置可以對應(yīng)于第二復(fù) 眼透鏡中的透鏡元件的排列。另外，在第二復(fù)眼透鏡的中心附近排列的多個透鏡元件向占據(jù)照 明區(qū)的中心附近的相同區(qū)域的照射區(qū)提供照射光，變得更接近于第二 復(fù)眼透鏡的中心的其他透鏡元件將照明區(qū)的外圍用作它們的照射區(qū)， 而變得更遠(yuǎn)離第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件向變得更接近照明區(qū)的中心的 照射區(qū)提供照射光。此外，可以將構(gòu)成第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件放置成具有對應(yīng)于第 二復(fù)眼透鏡的排列的照射區(qū)的照明區(qū)。本實(shí)用新型的投影顯示裝置是一種投影顯示裝置，包括 第一復(fù)眼透鏡；第二復(fù)眼透鏡，來自第一復(fù)眼透鏡的發(fā)射光在此進(jìn)入；以及由第二復(fù)眼透鏡的發(fā)散光照明的顯示裝置，其中，構(gòu)成第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件的至少一個提供比照明顯示 裝置的照明區(qū)更小的照射區(qū)。在那種情況下，在第二復(fù)眼透鏡的中心附近排列的多個透鏡元件 可以具有占據(jù)照明區(qū)的中心附近的相同區(qū)域的照射區(qū)，照射區(qū)中的其 他透鏡元件的照射區(qū)的位置可以對應(yīng)于第二復(fù)眼透鏡中的排列。另外，在第二復(fù)眼透鏡的中心附近排列的多個透鏡元件向占據(jù)照 明區(qū)的中心附近的相同區(qū)域的照射區(qū)提供照射光，變得更接近第二復(fù) 眼透鏡的中心的其他透鏡元件將照明區(qū)的外圍用作它們的照射區(qū)，而 變得更遠(yuǎn)離第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件向變得更接近照明區(qū)的中心的照 射區(qū)提供照射光。此外，可以定位構(gòu)成第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件，以便為照明區(qū)提 供對應(yīng)于向照射區(qū)提供照射光的第二復(fù)眼透鏡的光。在如上所述構(gòu)成的本實(shí)用新型中，構(gòu)成復(fù)眼透鏡的所有透鏡元件 不照射相同區(qū)，但照明光學(xué)器件包括照射區(qū)小于照明區(qū)的透鏡元件。 因此，對應(yīng)于這些區(qū)域可以控制照明區(qū)的照明分布。通過單獨(dú)控制通 常設(shè)置成提供相同照明的顯示區(qū)和邊緣部分的照明，可以增加顯示區(qū) 的照明，其需要具有比邊緣部分更亮和更高的照明。另外，能根據(jù)區(qū)域，控制照明區(qū)的照明分布。因此，陰影易于變 明顯的顯示區(qū)，以及頻繁顯示重要要素的顯示區(qū)經(jīng)受通過更多透鏡元 件的照射，由此能變得更亮，以便限制生成可能在其他顯示區(qū)中出現(xiàn) 的陰影。參考示例說明本實(shí)用新型的例子的附圖，從下述描述本實(shí)用新型 的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。


圖1示例說明包括兩個具有按順序?qū)R的透鏡元件的復(fù)眼透鏡的 積分器光學(xué)器件，其中，每一透鏡元件的光軸經(jīng)過偏轉(zhuǎn)以便疊加照射 區(qū)；在圖1中，用符號X表示透鏡元件的透鏡中心位置；圖1中還示 出了照射區(qū)寬于顯示區(qū)；圖2A至圖2C分別示例說明用于描述通過偏轉(zhuǎn)控制照明區(qū)的結(jié)構(gòu) 的圖，圖2C中示出了照射區(qū)偏移；圖3是示例說明根據(jù)本實(shí)用新型的照明光學(xué)器件的實(shí)施例的結(jié)構(gòu) 圖；在圖3中，用符號X表示透鏡元件的透鏡中心位置；圖3中還示 出了整個照射區(qū)與傳統(tǒng)的類似，以及各個透鏡元件的照射區(qū)等于或小 于顯示區(qū)的大??；圖4是在圖3所示的實(shí)施例中，從照射端所取的、通過第二復(fù)眼 透鏡102示例說明的顯示區(qū)108和照射區(qū)201間的關(guān)系的平面圖；圖5A示例說明如在圖3所示的實(shí)施例中，通過第二復(fù)眼透鏡102 獲得的顯示區(qū)108和照明區(qū)301間的關(guān)系，以及圖5B是示例說明沿圖 5A中的線A-A的照明分布的圖，其中示出了邊緣部分；圖6是示例說明根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖，在圖6 中，用符號x表示透鏡元件的透鏡中心位置；圖6中還示出了在顯示 區(qū)的中心，疊加中心透鏡元件的照射區(qū)；圖7是示例說明具有根據(jù)本實(shí)用新型的照明光學(xué)器件的投影顯示 裝置的關(guān)鍵部分的結(jié)構(gòu)的框圖；圖8A至圖8D是根據(jù)圖6所示的實(shí)施例，分別示例說明第二復(fù)眼 透鏡403的各個透鏡元件的排列和各個照明區(qū)的圖；圖9A至圖9D是根據(jù)圖6所示的實(shí)施例，分別示例說明第二復(fù)眼 透鏡403的各個透鏡元件的排列和各個照明區(qū)的圖；圖IOA至圖10D是分別示例說明根據(jù)圖6所示的實(shí)施例的第二復(fù) 眼透鏡403的各個透鏡元件的排列和各個照射區(qū)的圖；圖IIA至圖11D是分別示例說明第二復(fù)眼透鏡403的各個透鏡元 件的排列和各個照射區(qū)的圖；以及圖12A至圖12D是分別示例說明根據(jù)圖3所示的實(shí)施例的第二復(fù) 眼透鏡403的各個透鏡元件的排列和各個照射區(qū)的圖。
具體實(shí)施方式
接著，將參考附圖，描述本實(shí)用新型的實(shí)施例。圖3是示例說明根據(jù)本實(shí)用新型的照明光學(xué)器件的實(shí)施例的結(jié)構(gòu) 圖。圖3示出從光學(xué)系統(tǒng)的一個方向所取的視圖的情形。當(dāng)從以光軸 為中心90度旋轉(zhuǎn)的方向提取視圖時，情況也是類似的。為了由在該圖中未示出的光源(光)產(chǎn)生的光照射顯示裝置107， 諸如LCD，通過具有與將被照射的物體類似形狀的多個透鏡元件的第 一復(fù)眼透鏡101和疊加由第一復(fù)眼透鏡101產(chǎn)生的光以便將圖像形成 在用于照射的物體上的第二復(fù)眼透鏡102來構(gòu)造該實(shí)施例。由第二復(fù)眼透鏡102的各個透鏡元件產(chǎn)生的光通過被校準(zhǔn)的偏振 轉(zhuǎn)換元件103，以便提供單向偏振光，諸如s偏振光或p偏振光，此后， 通過第一物鏡104和第二物鏡105，通過偏振板106以便照射顯示顯示 裝置107的圖像的顯示區(qū)108。圖4是本實(shí)施例中，從照射側(cè)所取的、通過第二復(fù)眼透鏡102示 例說明顯示區(qū)108和照明區(qū)201間的關(guān)系的平面圖。在圖1所示的傳統(tǒng)例子中，將該區(qū)域與由從第二復(fù)眼透鏡1102的 各個透鏡元件發(fā)出的光照射的相同區(qū)域疊加。相反，本實(shí)施例被設(shè)計(jì) 為提供由第二復(fù)眼透鏡102的各個透鏡元件產(chǎn)生的光照射的相互不同 的區(qū)域經(jīng)歷逐漸位移。由來自各個透鏡元件的光照射的區(qū)域設(shè)計(jì)成等 于或小于將被照射的物體的顯示區(qū)的大小，或小于傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)中的 最大區(qū)。因此，照射區(qū)201將不被透鏡元件的單個單元覆蓋。然而，顯示 區(qū)的外周部分，和達(dá)到稍微在顯示區(qū)外邊的區(qū)域一樣，被設(shè)計(jì)成由預(yù) 定透鏡元件的光軸的偏轉(zhuǎn)照射。單個透鏡元件照射的范圍比傳統(tǒng)照射 區(qū)更小，但可通過疊加來自所有透鏡元件的光照射的照射區(qū)，被設(shè)計(jì) 成等效于傳統(tǒng)的照射區(qū)。圖5是描述在圖1所示的傳統(tǒng)例子和圖3所示的每一實(shí)施例中的照射區(qū)中的照明分布的圖。在圖3所示的每一實(shí)施例和圖1所示的傳統(tǒng)例子中，用淺色示出 與圖5A所示的區(qū)域相同的照射區(qū)301的區(qū)域。照射區(qū)301包括顯示區(qū) 108。圖5B示例說明沿圖5A中的線A-A的照明分布的圖。實(shí)線示例說 明圖3中所示的實(shí)施例的照明分布，以及虛線示例說明圖1中所示的 傳統(tǒng)例子的照明分布。如所示，圖3中所示的實(shí)施例和圖1中所示的 傳統(tǒng)例子的照明分布都繞顯示區(qū)108的中心對稱。本實(shí)施例設(shè)計(jì)成逐 步移動由透鏡元件照射的區(qū)域。因此，示例說明邊緣部分中的照射光 的總量的區(qū)域A的面積將變得小于示例說明圖1中所示的傳統(tǒng)實(shí)施例 的邊緣部分中的照明光的總量的區(qū)域B。由于區(qū)域C部分，顯示區(qū)108 中的照射光的總量將變得更大。如上所述，將照射除顯示元件107的顯示區(qū)108外的邊緣部分的 光量被設(shè)計(jì)成小于圖1中所示的傳統(tǒng)例子。那部分照射顯示區(qū)108。因 此，顯示區(qū)108的亮度將具有比現(xiàn)有技術(shù)更高的強(qiáng)度。圖6是示例說明根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。圖6示 例說明從光學(xué)系統(tǒng)的一個方向所獲得的視圖的情形。當(dāng)從以光軸為中 心90度旋轉(zhuǎn)的方向提取視圖時，情況也是類似的。在圖3所示的實(shí)施例中，來自第二復(fù)眼透鏡1102的各個透鏡元件 的光照射的照射區(qū)經(jīng)受逐步位移，這樣不同透鏡元件將不會照射相同照射區(qū)。相反，在本實(shí)施例中，執(zhí)行照射以便在顯示區(qū)108的中心附 近疊加第二復(fù)眼透鏡1102的中心的透鏡元件的照射區(qū)。因此，顯示區(qū) 108的中心附近的亮度以及照明均勻性將具有比圖3所示的實(shí)施例更高 的強(qiáng)度。另外，在本實(shí)施例中，將照明光照射到顯示區(qū)108的中心附近的 透鏡元件的數(shù)量被設(shè)計(jì)成大于照明光照射到邊緣部分的透鏡元件的數(shù) 量。因此，出現(xiàn)在顯示區(qū)108的中心附近的陰影將變得比出現(xiàn)在邊緣 部分中的陰影更不明顯。透鏡元件被排列安置在外圍，以便在顯示區(qū)108的平面上定向， 從顯示區(qū)108的中心的照射方向分布。由第二復(fù)眼透鏡的各個元件照 射的照射區(qū)被放置在離由中心排列的透鏡元件照射的照射區(qū)稍遠(yuǎn)的距 離。由此，大部分顯示區(qū)108的照射區(qū)被疊加以經(jīng)受均勻照射。在這種情況下，顯示區(qū)108的周圍以及在顯示區(qū)108外的邊緣部 分中經(jīng)受照射的部分將減少照射。因此，將照射設(shè)計(jì)成逐步減少以便 不產(chǎn)生陰影。例如，不使照射減少到在顯示區(qū)108中將意識到照明差 的程度。否則，對使紅、綠和藍(lán)進(jìn)行彩色分離的照明光學(xué)器件，推薦 用于每一顏色的均勻照明分布的下降的方法，這將減小顯示區(qū)108內(nèi)部的色度差。第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件的光軸的某一偏轉(zhuǎn)量有時出現(xiàn)在設(shè)計(jì)值 上。然后，那些照射區(qū)的位移出現(xiàn)在一些點(diǎn)中。然而，因?yàn)檎彰髦鸩?下降，亮度減小的點(diǎn)和具有亮度的附近點(diǎn)間的亮度差小，用來限制生 成陰影。接著，將描述根據(jù)本實(shí)用新型的投影顯示裝置。圖7是示例說明具有根據(jù)本實(shí)用新型的照明光學(xué)器件的投影顯示 裝置的關(guān)鍵部分的結(jié)構(gòu)的框圖。由反射鏡401反射從光源400發(fā)出的光(白光)，通過由類似成 形為顯示裝置406，諸如LCD的多個透鏡元件構(gòu)成的第一復(fù)眼透鏡402 分離到每一透鏡元件，并通過具有與第一復(fù)眼透鏡402的各個透鏡元 件對應(yīng)的透鏡元件的第二復(fù)眼透鏡403。由第二復(fù)眼透鏡403產(chǎn)生的光 通過偏振轉(zhuǎn)換元件407和第一物鏡404，此后，通過分色鏡分離成R、 G和B，通過為各個顏色R、 G和B定制的第二物鏡405并疊加在為各 個顏色R、 G和B而定制的顯示裝置406上。此后，通過十字二向棱 鏡408合成通過各個顯示裝置406的每一顏色R、 G和B的圖像光， 并放大和通過投影透鏡409投影到屏幕(該圖上未示出)上。圖8至圖IO是根據(jù)圖6所示的實(shí)施例，分別示例說明第二復(fù)眼透 鏡403的各個透鏡元件和各個照明區(qū)的排列的圖。在圖8A至8D的每一圖中，復(fù)眼透鏡403的平面圖在該圖的左側(cè)， 而經(jīng)受復(fù)眼透鏡403的光照射的顯示區(qū)108的平面圖在該圖的右側(cè)。將由來自構(gòu)成位于如圖8A所示的復(fù)眼透鏡403的中心的透鏡元件 組601的四個透鏡元件的光照射的各個照射區(qū)設(shè)計(jì)成疊加在顯示區(qū)108 的中心，以便增加顯示區(qū)108的中心的亮度。由此，形成照射區(qū)602。如圖8B至8D所示，由分別經(jīng)歷從中心，在垂直和水平方向中單 一偏向相鄰單元的透鏡元件603、 605和607提供的照射區(qū)604、 606 和608反映從顯示區(qū)108的中心的照射區(qū)602的移動。在第二復(fù)眼透 鏡403的周圍中排列的透鏡元件照射顯示區(qū)108的外圍。其中，圖中 的符號X表示透鏡元件的透鏡中心位置。將參考圖9，描述由于水平方向中的透鏡元件的位置導(dǎo)致的照射 區(qū)的差異。在顯示區(qū)108的中心疊加構(gòu)成圖9A所示的復(fù)眼透鏡403的中心的 透鏡元件組701的四個透鏡元件的各個照射區(qū)，以便增加顯示區(qū)108 的中心的亮度。由此，形成照射區(qū)702。如圖9B至9D所示，分別從中心在水平方向中經(jīng)過單一偏移而定 位的透鏡元件703、 705和707提供的照射區(qū)704、 706和708反映了 照射區(qū)702從顯示區(qū)108中心的移動。在第二復(fù)眼透鏡403的周圍中 排列的透鏡元件照射顯示區(qū)108的外圍。其中，在該圖中，用符號x 表示透鏡元件的透鏡中心位置。圖10A至10D是示例說明用于通過在圖8A至8D和圖9A至9D 所示的第二復(fù)眼透鏡的多個透鏡元件，疊加照射區(qū)的狀態(tài)圖。來自構(gòu)成位于圖10A所示的復(fù)眼透鏡403中心的透鏡元件組801 的四個透鏡元件的光照射的各個照射區(qū)被設(shè)計(jì)成疊加在顯示區(qū)108的 中心，以便增加顯示區(qū)108的中心的亮度。由此，形成照射區(qū)802。如圖10B至10D所示，從中心，在垂直和水平方向中分別經(jīng)過單 一偏向相鄰單元的透鏡元件803至806、 811至814和819至822提供 的照射區(qū)807至810、 815至818和823至826反映了照射區(qū)802從顯 示區(qū)108的中心的移動。在第二復(fù)眼透鏡403的周圍排列的透鏡元件 照射顯示區(qū)108的外圍。由此，等效于由傳統(tǒng)的積分器照明系統(tǒng)提供 的照射區(qū)的范圍經(jīng)受照射。關(guān)于在圖IO未示出的透鏡元件，確定它們 的光軸的偏轉(zhuǎn)量以便確定對應(yīng)于它們所處的區(qū)域的照射區(qū)的位置。其 中，在該圖中，用符號x表示透鏡元件的透鏡中心位置。與圖8A到8D至圖IOA到圖IOD所示的實(shí)施例不同，圖IIA至11D示例說明具有從顯示區(qū)108的外圍移向中心的照射區(qū)的實(shí)施例， 以便從與第二復(fù)眼透鏡402的中心的透鏡元件相鄰的透鏡元件附近的 透鏡元件開始。來自構(gòu)成位于圖11A中所示的復(fù)眼透鏡403的中心中的透鏡元件 組901的四個透鏡元件的光照射的各個照射區(qū)被設(shè)計(jì)成疊加在顯示區(qū) 108的中心以便增加顯示區(qū)108的中心的亮度。由此形成照射區(qū)902。如圖IIB至IID所示，從中心在垂直和水平方向中分別經(jīng)過單一 偏向相鄰單元的透鏡元件903、 905和907提供的照射區(qū)904、 906和 908反映了從顯示區(qū)108的外圍向中心的移動。其中，在該圖中，用符 號x表示透鏡元件的透鏡中心位置。考慮具有圖7所示的結(jié)構(gòu)的投影顯示裝置，當(dāng)變得更接近復(fù)眼透 鏡402的光軸中心時，光源400的照明分布通常變得更亮。因此，對 圖11所示的實(shí)施例，減輕外圍亮度的降低以便為顯示區(qū)108中的均勻 照明作計(jì)劃。其中，在該圖中，用符號x表示透鏡元件的光軸位置。在圖ll中所示的模式中，通過復(fù)眼透鏡的模擬，包括具有0.7英 寸LCD的積分器光學(xué)器件的投影的亮度變得優(yōu)于傳統(tǒng)例子的亮度約 9%。圖12A至12D是分別示例說明根據(jù)圖3中所示的實(shí)施例的第二復(fù) 眼透鏡403的各個透鏡元件和各個照射區(qū)的排列的圖。在圖12A至12D中，復(fù)眼透鏡403的平面圖在該圖中位于左側(cè)， 而經(jīng)過來自復(fù)眼透鏡403的光的照射的顯示區(qū)108的平面圖位于該圖 中的右側(cè)。來自位于圖12A所示的復(fù)眼透鏡403的中心的各個透鏡元件1001至1004的光照射的照射區(qū)1005至1008被設(shè)計(jì)成分別不同。如圖12B 至12D所示，從中心，在垂直和水平方向中分別經(jīng)過單一偏向相鄰單 元的透鏡元件1009、 1011和1013提供的照射區(qū)1010、 1012和1014 反映了從顯示區(qū)1008的中心的移動。在第二復(fù)眼透鏡403的周圍中排 列的透鏡元件照射顯示區(qū)108的外圍。其中，在該圖中，用符號x表 示透鏡元件的透鏡中心位置。盡管使用特定術(shù)語描述本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，但這些描述僅 用于示例目的，將理解的是在不背離下述權(quán)利要求的精神或范圍的情 況下，可以做出修改和變更。
權(quán)利要求1.照明光學(xué)器件，包括第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡，其特征是，第一復(fù)眼透鏡由一平的透鏡和若干個透鏡元件構(gòu)成；第二復(fù)眼透鏡由一平的透鏡和若干個透鏡元件構(gòu)成；第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡對置，來自第一復(fù)眼透鏡發(fā)散光在第二復(fù)眼透鏡處進(jìn)入，構(gòu)成第二復(fù)眼透鏡的若干個透鏡元件中靠近中心的透鏡元件的厚度小于構(gòu)成第二復(fù)眼透鏡的若干個透鏡元件中遠(yuǎn)離中心的透鏡元件的厚度，使得通過構(gòu)成第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件的至少一個的光照射的照射區(qū)比通過構(gòu)成第二復(fù)眼透鏡的所有透鏡元件的光照射的照明區(qū)小。
2. 如權(quán)利要求l所述的照明光學(xué)器件，其中， 通過在第二復(fù)眼透鏡的中心附近排列的多個透鏡元件的光照射的照射區(qū)位于照明區(qū)的中心附近，通過第二復(fù)眼透鏡的其他透鏡元件的 光照射的照射區(qū)的位置對應(yīng)于第二復(fù)眼透鏡中的透鏡元件的排列。
3. 如權(quán)利要求l所述的照明光學(xué)器件，其中， 通過在第二復(fù)眼透鏡的中心附近排列的多個透鏡元件的光照射的照射區(qū)位于照明區(qū)的中心附近，通過接近于第二復(fù)眼透鏡的中心的其 他透鏡元件的光照射的照射區(qū)位于照明區(qū)的外圍，通過遠(yuǎn)離第二復(fù)眼 透鏡的所述其他透鏡元件的光照射的照射區(qū)位于照明區(qū)的中心。
4. 如權(quán)利要求l所述的照明光學(xué)器件，其中， 構(gòu)成位于己經(jīng)被光照射過的其照射區(qū)內(nèi)的照明區(qū)中的第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件對應(yīng)于第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件的排列。
5. —種投影顯示裝置，其特征是包括-第一復(fù)眼透鏡，該第一復(fù)眼透鏡由一平的透鏡和若干個透鏡元件構(gòu)成；第二復(fù)眼透鏡，該第二復(fù)眼透鏡由一平的透鏡和若干個透鏡元件 構(gòu)成，第二復(fù)眼透鏡與第一復(fù)眼透鏡對置，來自第一復(fù)眼透鏡的發(fā)射 光在第二復(fù)眼透鏡處進(jìn)入；以及由第二復(fù)眼透鏡的發(fā)散光照明的顯示裝置，其中，構(gòu)成第二復(fù)眼透鏡的若干個透鏡元件中靠近中心的透鏡元 件的厚度小于構(gòu)成第二復(fù)眼透鏡的若干個透鏡元件中遠(yuǎn)離中心的透鏡 元件的厚度，使得通過構(gòu)成第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件的至少一個的光 照射的照射區(qū)比照明顯示裝置的照明區(qū)小。
6. 如權(quán)利要求5所述的投影顯示裝置，其中， 通過在第二復(fù)眼透鏡的中心附近排列的多個透鏡元件的光照射的照射區(qū)位于照明區(qū)的中心附近，通過第二復(fù)眼透鏡的其他透鏡元件的 光照射的照射區(qū)的位置對應(yīng)于第二復(fù)眼透鏡中的透鏡元件的排列。
7. 如權(quán)利要求5所述的投影顯示裝置，其中， 通過在第二復(fù)眼透鏡的中心附近排列的多個透鏡元件的光照射的照射區(qū)位于照明區(qū)的中心附近，通過接近于第二復(fù)眼透鏡的中心的其 他透鏡元件的光照射的照射區(qū)位于照明區(qū)的外圍，通過遠(yuǎn)離第二復(fù)眼 透鏡的所述其他透鏡元件的光照射的照射區(qū)位于照明區(qū)的中心。
8. 如權(quán)利要求5所述的投影顯示裝置，其中， 構(gòu)成位于已經(jīng)被光照射過的其照射區(qū)內(nèi)的照明區(qū)中的第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件對應(yīng)于第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件的排列。
專利摘要本實(shí)用新型的目的是提供照明光學(xué)器件，使得提高亮度和恢復(fù)具有照明光并與顯示區(qū)對應(yīng)的照射狀態(tài)，以及提供包括第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡的照明光學(xué)器件，發(fā)散光從第一復(fù)眼透鏡在第二復(fù)眼透鏡處進(jìn)入，第一復(fù)眼透鏡由一平的透鏡和若干個透鏡元件構(gòu)成；第二復(fù)眼透鏡由一平的透鏡和若干個透鏡元件構(gòu)成；第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡對置，來自第一復(fù)眼透鏡發(fā)散光在第二復(fù)眼透鏡處進(jìn)入，其中，構(gòu)成第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件的至少一個覆蓋比由第二復(fù)眼透鏡提供的照射區(qū)更小的照射區(qū)。
文檔編號G02B3/10GK201218895SQ20072015278
公開日2009年4月8日 申請日期2007年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月26日
發(fā)明者西原昌彥, 高內(nèi)政美 申請人:Nec顯示器解決方案株式會社