專利名稱：投影機的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及投影機。
背景技術(shù)：
作為投影機，已知有具備一個光調(diào)制裝置的單板式的投影機。如果采用單板式的投影機，則與具備三個光調(diào)制裝置的三板式的投影機相比，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的小型化和/或低成本化。作為單板式的投影機，例如舉出專利文獻I中公開的裝置。專利文獻I的投影機具有將白色光分離為不同的多個波長的光并射出的照明系統(tǒng)。分離后的多個波長的光(例如紅色光、綠色光、藍色光)在相互的光軸成為非平行的狀態(tài)下入射于光調(diào)制裝置。入射于 光調(diào)制裝置的多個波長的光分別通過微透鏡陣列分配給與各波長的光對應的像素而進行調(diào)制。專利文獻I特開平4-60538號公報但是，分離后的多個波長的光在光源與光調(diào)制裝置之間的光路長度會產(chǎn)生差異。因此，在分離后的多個波長的光中，會聚于光調(diào)制裝置的區(qū)域各自不同，光調(diào)制元件的顯示區(qū)域的亮度分布不同。因此，會產(chǎn)生照明不均。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這樣的情況而提出的，其目的在于提供能夠降低照明不均的投影機。為了解決上述課題，本發(fā)明的投影機包括光源；聚光光學系統(tǒng)，其將從所述光源射出的光會聚；以及光調(diào)制面板，其對由所述聚光光學系統(tǒng)會聚的光進行調(diào)制；其中，在所述聚光光學系統(tǒng)，包括將從所述光源射出的光分離為多種色光的色分離光學系統(tǒng)，在所述多種色光中至少所述光源與所述光調(diào)制面板之間的光路長度最長的色光的光路中設置有反射曲面。根據(jù)該投影機，通過具有預定曲率的反射曲面調(diào)整與光源和光調(diào)制面板之間的光路長度最長的色光有關的聚光光學系統(tǒng)的焦點位置。反射曲面的曲率被設定為使得照射到光調(diào)制面板的光路長度最長的色光的亮度分布大致均勻的區(qū)域的面積與光調(diào)制面板的顯示區(qū)域的面積之差變小。因此，在分離后的多種色光之間，可以使會聚到光調(diào)制面板的區(qū)域的面積相互相等，使光調(diào)制面板的顯示區(qū)域上的亮度分布相互相等。因而，能夠提供可以降低照明不均的投影機。此外，所謂“光的亮度分布的大致均勻的部分”，例如在光調(diào)制面板上的光亮度分布為禮帽形狀的情況下，該禮帽形狀的頂部的平坦部分是光的亮度分布的大致均勻的部分。此外，所謂“大致均勻”，包含觀看者不能辨別的程度的亮度差。在所述投影機中，也可以所述色分離光學系統(tǒng)包括第I光束分離光學系統(tǒng)，其將從所述光源射出的光分離為包含第I色光及第2色光的第I光束和包含第3色光及第4色光的第2光束；第2光束分離光學系統(tǒng)，其將所述第I光束分離為所述第I色光和所述第2色光并且將所述第I色光和所述第2色光在與包含從所述光源射出的光的光軸和所述第I光束的光軸的平面交叉的方向射出；以及第3光束分離光學系統(tǒng)，其將所述第2光束分離為所述第3色光和所述第4色光并且將所述第3色光和所述第4色光在與所述平面交叉的方向射出；其中，在所述第I色光至所述第4色光中所述光源與所述光調(diào)制面板之間的光路長度最長的色光的光路中設置有所述反射曲面。在將來自光源的光二維地分離為4束光并射出的結(jié)構(gòu)中，與將來自光源的光一維地分離為三束光并射出的結(jié)構(gòu)相比，光路長度為最短的色光與光路長度為最長的色光之間的光路差變大。因該光路長度的顯著不同，例如，在以與光路長度為最短的色光有關的聚光光學系統(tǒng)的焦點位置為基準的情況下，與光路長度為最長的色光有關的聚光光學系統(tǒng)的焦點位置會大大偏離基準。因此，若是不包含反射曲面的結(jié)構(gòu)，則即使為了使光路長度為最短的色光的亮度分布的大致均勻的部分與光調(diào)制面板的顯示區(qū)域大體一致而調(diào)整與光路長度為最短的色光有關的聚光光學系統(tǒng)的焦點位置，關于光路長度為最長的色光，亮度分布 不均勻的部分也會包含于光調(diào)制面板的顯示區(qū)域中。相對于此，根據(jù)本發(fā)明的投影機，在將來自光源的光二維地分離為4束光并射出的結(jié)構(gòu)中，能夠?qū)崿F(xiàn)照明不均的降低。例如，在將第I色光設定為光路長度為最短的色光、將第4色光設定為光路長度為最長的色光的情況下，光路長度為最長的第4色光由反射曲面反射。與該第4色光有關的聚光光學系統(tǒng)的焦點位置被調(diào)整為不同于與第I色光有關的聚光光學系統(tǒng)的焦點位置。由此，照射到光調(diào)制面板的光路長度最長的色光的亮度分布大致均勻的區(qū)域的面積與光調(diào)制面板的顯示區(qū)域的面積之差變小。因而，能夠降低照明不均。在所述投影機中，也可以所述第I光束分離光學系統(tǒng)包括使所述第I光束反射并且使所述第2光束透射的第I分色鏡和使所述第2光束反射的第I反射鏡；所述第2光束分離光學系統(tǒng)包括使所述第I色光反射并且使所述第2色光透射的第2分色鏡和使所述第2色光反射的第2反射鏡；所述第3光束分離光學系統(tǒng)包括使所述第3色光反射并且使所述第4色光透射的第3分色鏡和使所述第4色光反射的第3反射鏡；其中，所述第I反射鏡至所述第3反射鏡中的至少一個是所述反射曲面。根據(jù)該投影機，能夠以第f第3光束分離光學系統(tǒng)包括分色鏡和反射鏡這兩種鏡體的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)照明不均的降低。在所述投影機中，也可以所述色分離光學系統(tǒng)包括第I光束分離光學系統(tǒng)，其將從所述光源射出的光分離為包含第I色光及第2色光的第I光束和包含第3色光及第4色光的第2光束；以及第2光束分離光學系統(tǒng)，其將所述第I光束分離為所述第I色光和所述第2色光，將所述第2光束分離為所述第3色光和所述第4色光，并且將所述第I色光、所述第2色光、所述第3色光和所述第4色光在與包含從所述光源射出的光的光軸和所述第I光束的光軸的平面交叉的方向射出；其中，在所述第I色光至所述第4色光中所述光源與所述光調(diào)制面板之間的光路長度最長的色光的光路中設置有所述反射曲面。根據(jù)該投影機，在將來自光源的光二維地分離為4束光并射出的結(jié)構(gòu)中，能夠?qū)崿F(xiàn)照明不均的降低。此外，由于投影機包含兩個光束分離光學系統(tǒng)而構(gòu)成，所以與包含第I 第3光束分離光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相比，光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得簡單。因而，能夠?qū)崿F(xiàn)投影機的小型化及低成本化。
在所述投影機中，也可以所述第I光束分離光學系統(tǒng)包括使所述第I光束反射并且使所述第2光束透射的第I分色鏡和使所述第2光束反射的第I反射鏡；所述第2光束分離光學系統(tǒng)包括使所述第I色光及所述第3色光反射并且使所述第2色光及所述第4色光透射的第2分色鏡和使所述第2色光及所述第4色光反射的第2反射鏡；其中，所述第I反射鏡和所述第2反射鏡中的至少一個是所述反射曲面。根據(jù)該投影機，能夠以第I光束分離光學系統(tǒng)和第2光束分離光學系統(tǒng)分別包括分色鏡和反射鏡這兩種鏡體的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)照明不均的降低。此外，與三個光束分離光學系統(tǒng)包括分色鏡和反射鏡這兩種鏡體的結(jié)構(gòu)相比，光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得簡單。因而，能夠?qū)崿F(xiàn)投影機的小型化及低成本化。在所述投影機中，也可以所述第I光束分離光學系統(tǒng)包括具有第I主面和與該第I主面相對的第2主面的光束分離元件；所述第I主面使所述第I光束反射并且使所述第2光束透射，所述第2主面使所述第2光束反射；所述第2主面是所述反射曲面。 根據(jù)該投影機，第I光束分離光學系統(tǒng)包括一個光束分離元件。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)光學系統(tǒng)的省空間化，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)投影機的小型化。相對于此，在第I光束分離光學系統(tǒng)包括分色鏡和反射鏡這兩種鏡體的情況下，部件數(shù)量增加。此外，除了分色鏡的厚度和反射鏡的厚度，分色鏡與反射鏡還要隔開預定距離而配置。因此，需要寬大的空間。在所述投影機中，所述反射曲面是凸面的反射曲面。根據(jù)該投影機，在將來自光源的光二維地分離成4束光并射出的結(jié)構(gòu)中，例如，在將第I色光設定為光路長度為最短的色光、將第4色光設定為光路長度為最長的色光的情況下，光路長度為最長的第4色光由凸面反射。第4色光在由凸面反射后，與入射到凸面前相比光束擴展。因此，第4色光會聚到光調(diào)制面板的區(qū)域變大。因而，通過將反射曲面設定為凸面，容易減小照射到光調(diào)制面板的光路長度最長的色光的亮度分布大致均勻的區(qū)域的面積與光調(diào)制面板的顯示區(qū)域的面積之差。在所述投影機中，也可以所述光調(diào)制面板具有包括多個子像素的像素；在所述光調(diào)制面板的所述多種色光入射的一側(cè)配置有微透鏡陣列；所述微透鏡陣列構(gòu)成為按每2行2列的4個所述子像素具備一個微透鏡。根據(jù)該投影機，構(gòu)成微透鏡陣列的微透鏡與構(gòu)成像素的4個子像素一對一對應。二維地分離為4束光并射出的光二維地從4個方向入射到預定的微透鏡，在由該微透鏡聚攏后通過光調(diào)制面板的像素，根據(jù)圖像信號被進行調(diào)制。因而，能夠使光的利用效率提高。此外，由于子像素為2行2列，所以微透鏡的光軸與入射到該微透鏡的各色光所成的角變小。因而，微透鏡的像差減小。在所述投影機中，也可以所述色分離光學系統(tǒng)包括第I分色鏡，其使從所述光源射出的光中的第I色光反射并且使第2色光和第3色光透射；第2分色鏡，其使所述第2色光反射并且使所述第3色光透射；以及反射面，其使所述第3色光反射；其中，所述反射面是所述反射曲面。在將來自光源的光一維地分離為三束光并射出的結(jié)構(gòu)中，在以與光路長度為最短的第I色光有關的聚光光學系統(tǒng)的焦點位置為基準的情況下，與光路長度為最長的第3色光有關的聚光光學系統(tǒng)的焦點位置會偏離基準。因此，在不包括反射曲面的結(jié)構(gòu)的情況下，第I色光與第3色光會聚到光調(diào)制面板的區(qū)域會相互不同。由此，第I色光與第3色光在光調(diào)制面板的顯示區(qū)域上的亮度分布會不同。相對于此，根據(jù)本發(fā)明的投影機，在將來自光源的光一維地分離為三束光并射出的結(jié)構(gòu)中，能夠?qū)崿F(xiàn)照明不均的降低。例如，在將第I色光設定為紅色光、將第2色光設定為綠色光、將第3色光設定為藍色光的情況下，光路長度為最長的藍色光由反射曲面反射。與該藍色光有關的聚光光學系統(tǒng)的焦點位置被調(diào)制為大致相等于與光路長度為最短的紅色光有關的聚光光學系統(tǒng)的焦點位置。由此，照射到光調(diào)制面板的光路長度最長的色光的亮度分布大致均勻的區(qū)域的面積與光調(diào)制面板的顯示區(qū)域的面積之差。這樣，能夠降低由藍色光與紅色光之間的光路長度之差弓I起的照明不均。在所述投影機中，所述反射曲面優(yōu)選為凹面的反射曲面。根據(jù)該投影機，在將來自光源的光一維地分離為三束光并射出的結(jié)構(gòu)中，光路長 度為最長的第3色光由凹面反射。第3色光在由凹面反射后，與入射到凹面前相比光束聚攏。因此，第3色光會聚到光調(diào)制面板的區(qū)域變小。在以與光路長度為最短的第I色光有關的聚光光學系統(tǒng)的焦點位置為基準的情況下，雖然該第I色光會聚到光調(diào)制面板的區(qū)域設定得小，但是由于第3色光會聚到光調(diào)制面板的區(qū)域也變小，所以第I色光的聚光區(qū)域與第3色光的聚光區(qū)域大致相等。因而，通過將反射曲面設定為凹面，容易將與第3色光有關的聚光光學系統(tǒng)的焦點位置調(diào)整為大致相等于與第I色光有關的聚光光學系統(tǒng)的焦點位置。由此，容易減小照射到光調(diào)制面板的光路長度最長的色光的亮度分布大致均勻的區(qū)域的面積與光調(diào)制面板的顯示區(qū)域的面積之差。在所述投影機中，優(yōu)選地，所述光調(diào)制面板具有包括多個子像素的像素；在所述光調(diào)制面板的所述多種色光入射的一側(cè)配置有微透鏡陣列；所述微透鏡陣列構(gòu)成為按每3個所述子像素具備一個微透鏡。根據(jù)該投影機，構(gòu)成微透鏡陣列的微透鏡與構(gòu)成像素的三個子像素一對一對應。一維地分離為三束光并射出的光從3個方向入射到預定的微透鏡，在由該微透鏡聚攏后通過光調(diào)制面板的像素，根據(jù)圖像信號被進行調(diào)制。因而，能夠使光的利用效率提高。


圖I是表示本發(fā)明第I實施例所涉及的投影機的示意圖。圖2是表示該實施例的色分離光學系統(tǒng)的透視圖。圖3是表示該實施例的色分離狀況的示意圖。圖4是用于說明該實施例的微透鏡與子像素的對應關系的圖。圖5是表示使用該實施例的色分離光學系統(tǒng)時對光調(diào)制面板的照明區(qū)域的圖。圖6是表不從該實施例的色分離光學系統(tǒng)射出的光的光強度分布的圖。圖7是表示比較例的色分離光學系統(tǒng)的透視圖。圖8是表示使用該比較例的色分離光學系統(tǒng)時對光調(diào)制面板的照明區(qū)域的圖。圖9是表示從該比較例的色分離光學系統(tǒng)射出的光的光強度分布的圖。圖10是表示該實施例的第I光束分離光學系統(tǒng)的第I變形例的示意圖。圖11是表示本發(fā)明第I實施例所涉及的第I光束分離光學系統(tǒng)的示意圖。圖12是表示本發(fā)明第2實施例所涉及的投影機的示意圖。
圖13是表示該實施例的色分離光學系統(tǒng)的示意圖。圖14是用于說明該實施例的微透鏡與子像素的對應關系的圖。圖15是表示使用該實施例的色分離光學系統(tǒng)時對光調(diào)制面板的照明區(qū)域的圖。圖16是表不從該實施例的色分離光學系統(tǒng)射出的光的光強度分布的圖。圖17是表示比較例的色分離光學系統(tǒng)的示意圖。圖18是表示使用該比較例的色分離光學系統(tǒng)時對光調(diào)制面板的照明區(qū)域的圖。圖19是表示從該比較例的色分離光學系統(tǒng)射出的光的光強度分布的圖。符號說明
1、2*“投影機，10···光源,20、21···聚光光學系統(tǒng),40、80···色分離光學系統(tǒng),41···第
I光束分離光學系統(tǒng)，42···第I分色鏡,43···第I反射鏡，43f、46f...凸面(反射曲面),44…第2光束分離光學系統(tǒng),45…第2分色鏡,46···第2反射鏡,60、90…液晶面板(光調(diào)制面板)，61、91…微透鏡陣列，61A…微透鏡，81···第I分色鏡，82···第2分色鏡，83···反射鏡，83f…凹面(反射曲面)，Lg、Lb、Lr、Ly…色光。
具體實施例方式以下，參照附圖關于本發(fā)明的實施例進行說明。這樣的實施例表示本發(fā)明的一種方式，而并不是要限定該發(fā)明，在本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)可以任意地進行變更。此外，在以下的附圖中，為了使各結(jié)構(gòu)容易理解，使各構(gòu)造的比例尺和/或數(shù)量等與實際的構(gòu)造不同。第I實施例參照圖I至圖11說明本發(fā)明的投影機的一實施例。在本實施例中，作為投影機I舉例說明將由光調(diào)制面板生成的包含圖像信息的色光經(jīng)由投影光學系統(tǒng)投影于屏幕(被投影面)上的投影型的投影機。此外，在以下的說明中，根據(jù)需要設定XYZ正交坐標系，參照該XYZ正交坐標系說明各部件的位置關系。在本實施例中，將與從光源10射出的光的光軸平行的方向設為X方向，將與X方向正交的2個方向設為Y方向、Z方向。圖I是表示本實施例所涉及的投影機I的概略結(jié)構(gòu)的圖。圖I (a)是投影機I的側(cè)面圖，圖1(b)是投影機I的俯視圖。如圖I所示，投影機I具備射出包含可見光的光W的光源10、將從光源10射出的光W會聚的聚光光學系統(tǒng)20、對由聚光光學系統(tǒng)20會聚的光進行調(diào)制的光調(diào)制面板60以及將由光調(diào)制面板60生成的包含圖像信息的色光投影于屏幕(圖示略)的投影光學系統(tǒng)(投影透鏡)70。此外，光調(diào)制面板60例如是液晶面板。光源10具備放射狀地射出光線的光源燈11和將從光源燈11放射的光線朝向一個方向(+X方向)射出的反射器12。此外，作為光源燈11，能夠使用高壓水銀燈、金屬鹵化物燈、鹵素燈、氙氣燈等，另外，作為反射器12，能夠使用拋物面反射器、橢圓面反射器、球面反射器等。聚光光學系統(tǒng)20具備用于將從光源10射出的非偏振光轉(zhuǎn)換為一個偏振狀態(tài)的光的偏振轉(zhuǎn)換光學系統(tǒng)30、將從偏振轉(zhuǎn)換光學系統(tǒng)30射出的光分離為多種色光的色分離光學系統(tǒng)40以及將來自色分離光學系統(tǒng)40的色光大致平行化并射出的場透鏡50。偏振轉(zhuǎn)換光學系統(tǒng)30具備將從光源10射出的光W大致平行化并射出的凹透鏡31、用于將從凹透鏡31射出的光分割成多個部分光束的具有多個第I小透鏡的第I透鏡陣列32、具有與第I透鏡陣列32的多個第I小透鏡對應的多個第2小透鏡的第2透鏡陣列33、將來自第2透鏡陣列33的各部分光束偏振轉(zhuǎn)換為具有第I偏振分量的光(例如P偏振光)并射出的偏振分束器陣列(偏振分尚兀件)34以及將來自偏振分束器陣列34的各部分光束在光調(diào)制面板60重疊的重疊透鏡35。圖2是表示本實施例的色分離光學系統(tǒng)40的透視圖。如圖2所示，色分離光學系統(tǒng)40具備第I光束分離光學系統(tǒng)41和第2光束分離光學系統(tǒng)44。第I光束分離光學系統(tǒng)41將從光源10射出的光W(白色光)分離為第I光束(G+B)和第2光束(R+Y)。第I光束(G+B)包含第I色光(綠色光G)和第2色光(藍色光B)，第2光束(R+Y)包含第3色光(紅色光R)和第4色光(黃色光Y)。這里，以將從光源10射出的光W的光軸方向設為X軸方向，含有從光源10射出的光W的光軸和第I光束(G+B)的光軸的面成為XZ面的方式設定XYZ坐標系。
第2光束分離光學系統(tǒng)44將第I光束(G+B)分離為第I色光(綠色光G)和第2色光(藍色光B)，第I色光(綠色光G)和第2色光(藍色光B)在與XZ平面交叉的方向射出。進而，第2光束分離光學系統(tǒng)44將第2光束(R+Y)分離為第3色光(紅色光R)和第4色光(黃色光Y)，并使第3色光(紅色光R)和第4色光(黃色光Y)在與XZ平面交叉的方向射出。這里，作為圖2及圖3中的藍色光B，假定大致380nm 520nm的波長范圍的光；作為綠色光G,假定大致520nm 560nm的波長范圍的光；作為黃色光Y，假定大致560nm 600nm的波長范圍的光；作為紅色光R，假定大致600nm 780nm的波長范圍的光，但并不限
定于此。一般，人對于綠色光的視覺敏感度高。若考慮綠色光對觀賞時的分辨率感產(chǎn)生大的影響的情況，則優(yōu)選將綠色光分離為兩個波長范圍，分別獨立地進行調(diào)制。在本實施例中，將520nm 560nm的波長范圍的光即短波長側(cè)的綠色光(偏藍的綠色光)設定為綠色光G,將560nm 600nm的波長范圍的光即長波長側(cè)的綠色光(偏黃的綠色光)設定為黃色光Y。通過獨立地調(diào)制綠色光G和黃色光Y，可實現(xiàn)色表現(xiàn)域的擴大和視聽時的分辨率感的提聞。第I光束分離光學系統(tǒng)41具備第I分色鏡42和第I反射鏡43。第I分色鏡42是使第I光束(G+B)反射并且使第2光束(R+Y)透射的鏡體。第I反射鏡43是使第2光束(R+Y)反射的鏡體。第2光束分離光學系統(tǒng)44具備第2分色鏡45和第2反射鏡46。第2分色鏡45是使綠色光G和紅色光R反射并且使藍色光B和黃色光Y透射的鏡體。第2反射鏡46是使藍色光B和黃色光Y反射的鏡體。第I分色鏡42和第I反射鏡43被配置為從光源10射出的光W對于第I分色鏡42的入射角度與從光源10射出的光W對于第I反射鏡43的入射角度不相同。例如，如圖1(a)所示，當在XZ平面設定了相對于X軸成45°的虛擬軸Ql時，以軸Ql作為對稱軸，第I分色鏡42相對于第I反射鏡43傾斜。在圖I (a)中，分色鏡42與第I反射鏡43被配置為越向+X方向行進并且越向-Z方向行進，第I分色鏡42與第I反射鏡43的間隔越窄。因此，由第I分色鏡42反射的第I光束(G+B)與由第I反射鏡43反射的第2光束(R+Y)在XZ平面上向相互稍微不同的兩個方向射出。例如，第I分色鏡42被配置為使由該第I分色鏡42反射的第I光束(G+B)相對于Z軸成7° (圖I (a)中所示的Θ 1=7° )。第I反射鏡43被配置為使由該第I反射鏡43反射的第2光束(R+Y)相對于Z軸成7° (圖I (a)中所示的Θ 2=7° )。第2分色鏡45和第2反射鏡46被配置為使第I光束(G+B)對于第2分色鏡45的入射角度與第I光束(G+B)對于第2反射鏡46的入射角度不相同。此外，第2光束(R+Y)對于第2分色鏡45的入射角度與第2光束(R+Y)對于第2反射鏡46的入射角度不相同。例如，在設定了未圖示的虛擬軸Q2時，以軸Q2作為對稱軸，第2分色鏡45相對于第2反射鏡46傾斜。因此，綠色光G、紅色光R、藍色光B和黃色光Y向相互稍微不同的方向射出。例如，第2分色鏡45被配置為使由該第2分色鏡45反射的綠色光G和紅色光R相對于Y軸成7° (圖I (b)中所示的Θ 3=7° )。第2反射鏡46被設置為使由該第2反射鏡46反射的藍色光B和黃色光Y相對于Y軸成7° (圖1(b)中所示的Θ 4=7° )。由此，綠色光G、紅色光R、藍色光B和黃色光Y以相互不同的角度入射到光調(diào)制面板60?！D3是表示本實施例的色分離光學系統(tǒng)40的色分離狀況的示意圖。在圖3中，為了方便，示出了與構(gòu)成微透鏡陣列的多個微透鏡中的一個微透鏡61A對應的色分離狀況。如圖3所示，從光源10射出的光W(白色光)由第I光束分離光學系統(tǒng)41分離為第I光束G+B和第2光束R+Y。然后，該第I光束G+B和第2光束R+Y由第2光束分離光學系統(tǒng)44分離為綠色光G、藍色光B、紅色光R和黃色光Y。在通過上述的第I光束分離光學系統(tǒng)41和第2光束分離光學系統(tǒng)44將來自光源的光二維地分離為4束光并射出的結(jié)構(gòu)中，例如與如專利文獻I所示將來自光源的光一維地分離為三束光并射出的結(jié)構(gòu)相比，在光路長度為最短的色光與光路長度為最長的色光之間光路差變大。因該光路長度的顯著不同，例如，在以與光路長度為最短的色光有關的聚光光學系統(tǒng)的焦點位置為基準位置的情況下，與光路長度為最長的色光有關的聚光光學系統(tǒng)的焦點位置會大大偏離基準位置。圖7是與圖2對應的、表示比較例的色分離光學系統(tǒng)140的透視圖。在圖7中，符號141為第I光束分離光學系統(tǒng)，符號142為第I分色鏡，符號143為第I反射鏡，符號144為第2光束分離光學系統(tǒng),符號145為第2分色鏡,符號146為第2反射鏡。第I分色鏡142是使第I光束(G+B)反射并且使第2光束(R+Y)透射的鏡體。第I反射鏡143是使第2光束(R+Y)反射的鏡體。第2分色鏡145是使綠色光G和紅色光R反射并且使藍色光B和黃色光Y透射的鏡體。第2反射鏡146是使藍色光B和黃色光Y反射的鏡體。從光源(圖示省略)射出的光W由第I光束分離光學系統(tǒng)141和第2光束分離光學系統(tǒng)144分離為4種色光(綠色光G、藍色光B、紅色光R、黃色光Y)，并向光調(diào)制面板(圖不省略)射出。這4種色光中，光源與光調(diào)制面板之間的光路長度最短的色光是由第I分色鏡142和第2分色鏡145反射的色光(不透射過第I分色鏡142和第2分色鏡145的色光)。另一方面，光源與光調(diào)制面板之間的光路長度最長的色光是由第I反射鏡143和第2反射鏡146反射的色光(透射過第I分色鏡142和第2分色鏡145的色光)。在圖7所示的例子中，光路長度為最短的色光是綠色光G，光路長度為最長的色光是黃色光Y。圖8是表示使用比較例的色分離光學系統(tǒng)140時對光調(diào)制面板的照明區(qū)域的圖。圖8示出了由光路長度的不同引起的照明邊緣的差異，圖8 (a)示出了光路長度為最短的色光(例如綠色光G)的照明區(qū)域，圖8(b)示出了光路長度為最長的色光(例如黃色光Y)的照明區(qū)域。在圖8(a)及(b)中，符號SA為光調(diào)制面板的顯示區(qū)域。圖9是表示從比較例的色分離光學系統(tǒng)140射出的光的光強度分布的圖。圖9(a)是光路長度為最短的色光(例如綠色光G)的光強度分布，圖9(b)是光路長度為最長的色光(例如黃色光Y)的光強度分布。如圖8 (a)所示，設定調(diào)整了針對綠色光G的聚光光學系統(tǒng)20的焦點位置，使得光 調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA包含于光路長度最短的色光(綠色光G)的亮度分布不出現(xiàn)不均的部分中。光的亮度分布不出現(xiàn)不均的部分，意指光的亮度分布的大致均勻的部分。例如，在光調(diào)制面板的光的亮度分布為禮帽形狀(也稱為平頂形狀)的情況下，該禮帽形狀的頂部的平坦部分是光的亮度分布的大致均勻的部分。此外，所謂“大致均勻”，包含觀看者不能辨別的程度的亮度差。此外，具有該禮帽形狀的亮度分布的光中預定比例的光對顯示區(qū)域SA內(nèi)進行照明。例如,光路長度為最短的色光(例如綠色光G)中48. 66%的光對顯示區(qū)域SA內(nèi)進行照明。如圖9(a)所示，光路長度為最短的色光(例如綠色光G)的亮度分布成為禮帽形狀。該禮帽形狀的頂部的平坦部分強度分布(亮度分布)為大致均勻。關于光路長度為最短的色光(例如綠色光G)，顯示區(qū)域SA包含于亮度分布的大致均勻的部分中，亮度分布的不均勻的部分不包含于顯示區(qū)域SA中。另一方面，如圖8(b)所示，關于光路長度為最長的色光(例如黃色光Y)，亮度分布不均勻的部分會包含于光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA中。這里，在如本實施例那樣將來自光源的光二維地分離為4束光并射出的結(jié)構(gòu)中，色分離光學系統(tǒng)包括多個(2個)光束分離光學系統(tǒng)。因此，來自光源的光在由該色分離光學系統(tǒng)導光的過程中至少被反射2次。另一方面，在如專利文獻I那樣將來自光源的光一維地分離為三束光并射出的結(jié)構(gòu)中，色分離光學系統(tǒng)包括兩個分色鏡和一個反射鏡。因此，來自光源的光在由該色分離光學系統(tǒng)導光的過程中的反射次數(shù)為I次。因此，在將來自光源的光二維地分離為4束光并射出的結(jié)構(gòu)的情況下，與將來自光源的光一維地分離為三束光并射出的結(jié)構(gòu)相比，光路長度為最短的色光與光路長度為最長的色光之間的光路差變得顯著。這樣，在將來自光源的光二維地分離為4束光并射出的結(jié)構(gòu)中，之所以光路長度為最長的色光(例如黃色光Y)的亮度分布不均勻的部分會包含于光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA中，起因于與將來自光源的光一維地分離為三束光并射出的結(jié)構(gòu)相比，光路長度為最短的色光與光路長度為最長的色光之間的光路差變得顯著。另外，該光路長度為最長的色光(例如黃色光Y)中預定比例的光對顯示區(qū)域SA內(nèi)進行照明。例如，光路長度為最長的色光(例如黃色光Y)中40. 31%的光對顯示區(qū)域SA內(nèi)進行照明。如圖9(b)所示，光路長度為最長的色光(例如黃色光Y)的亮度分布成為與圖9(a)所示的禮帽形狀相比頂部的平坦部分變小、邊緣更加平緩的形狀。關于光路長度為最長的色光(例如黃色光Y)，不僅亮度分布的大致均勻的部分，而且亮度分布的不均勻的部分也包含于顯示區(qū)域SA中。這樣，在使用比較例的色分離光學系統(tǒng)140的情況下，即使為了使光路長度為最短的色光(例如綠色光G)的亮度分布的大致均勻的部分與光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA大體一致而調(diào)整針對綠色光G的聚光光學系統(tǒng)20的焦點位置，也會因由光路長度的不同引起的照明邊緣的差異，使得關于光路長度為最長的色光(例如黃色光Y)，亮度分布不均勻的部分包含于光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA中。因此，會產(chǎn)生光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA的中央部分明亮、周邊部分暗這樣亮度分布的差異(照明不均)?！?br> 因此，在本實施例中，在多種色光中至少光源與光調(diào)制面板之間的光路長度為最長的色光的光路中，設置反射曲面。反射曲面通過自身的曲率來調(diào)整與該色光有關的聚光光學系統(tǒng)的焦點位置。具體地，如圖2所示，在色分離光學系統(tǒng)40中，在綠色光G、紅色光R、藍色光B和黃色光Y中光源10與光調(diào)制面板60之間的光路長度最長的色光(黃色光Y)的光路中，設置有反射曲面43f和反射曲面46f。反射曲面43f和反射曲面46f具有緩和由光路長度的不同弓丨起的聚光光學系統(tǒng)20的焦點位置差異的功能。在本實施例中，在第I反射鏡43設置反射曲面43f，在第2反射鏡46也設置有反射曲面46f。第I反射鏡43的反射曲面43f和第2反射鏡46的反射曲面46f這兩個反射曲面，反射光的一側(cè)的面為凸面的反射曲面。圖5是表示使用本實施例的色分離光學系統(tǒng)40時對光調(diào)制面板的照明區(qū)域的圖。圖5表示與圖8(b)對應的、光路長度為最長的色光(例如黃色光Y)的照明區(qū)域。在圖5中，符號SA是光調(diào)制面板的顯示區(qū)域。圖6是表不從本實施例的色分離光學系統(tǒng)40射出的光的光強度分布的圖。圖6是與圖9(b)對應的、光路長度為最長的色光(例如黃色光Y)的光強度分布。在使用本實施例的色分離光學系統(tǒng)40的情況下，如圖5所示，關于光路長度為最長的色光(黃色光Y)，也能夠使光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA包含于亮度分布的大致均勻的部分中。在本實施例中，光路長度為最長的第4色光Y在反射曲面43f和反射曲面46f反射。通過調(diào)整反射曲面43f的曲率和反射曲面46f的曲率，能夠使與該黃色光Y有關的聚光光學系統(tǒng)的焦點位置不同于與綠色光G有關的聚光光學系統(tǒng)的焦點位置。具體地，光束被包括凸面的反射曲面反射，由此擴展。因此，黃色光Y的光束通過黃色光Y被反射曲面43f反射、進而被反射曲面46f反射而擴展。因此，黃色光Y會聚到光調(diào)制面板的區(qū)域變大。由此，關于光路長度為最長的色光(黃色光Y)，也能夠使光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA包含于亮度分布的大致均勻的部分。此外，在本實施例中，光路長度為最長的色光(例如黃色光Y)中的37. 31%對顯示區(qū)域SA內(nèi)進行照明。
如圖6所示，雖然光路長度為最長的色光(例如黃色光Y)的亮度分布與圖9(b)所示的形狀同樣地成為邊緣平緩的形狀，但是頂部的平坦部分的面積變大。關于光路長度為最長的色光(例如黃色光Y)，顯示區(qū)域SA包含于亮度分布的大致均勻的部分中，亮度分布的不均勻的部分不包含于顯示區(qū)域SA中。這樣，在使用本實施例的色分離光學系統(tǒng)40的情況下，即使為了使光路長度為最短的色光(例如綠色光G)的亮度分布的大致均勻的部分與光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA大體一致而調(diào)整與光路長度為最短的色光(例如綠色光G)有關的聚光光學系統(tǒng)20的焦點位置，關于光路長度為最長的色光(例如黃色光Y)，也可以使得亮度分布不均勻的部分不包含于光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA中?；蛘撸梢越档土炼确植疾痪鶆虻牟糠种邪诠庹{(diào)制面板的顯示區(qū)域SA的比例。這樣，能夠減小照射到光調(diào)制面板的光路長度為最長的色光(例如黃色光Y)的亮度分布大致均勻的區(qū)域的面積與光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA的面積之差。因此，可在光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA全體得到明亮、亮度分布均勻的圖像。返回到圖I (b)，由色分離光學系統(tǒng)40色分離后的色光在通過場透鏡50被大致平行化的狀態(tài)下向光調(diào)制面板60射出。 圖4是用于說明本實施例的光調(diào)制面板60所具備的微透鏡與子像素的對應關系的圖。在圖4中，為了方便，在圖4(a)示出4種色光中綠色光G及藍色光B被導光的狀況，在圖4(b)示出紅色光R及黃色光Y被導光的狀況。此外，為了方便，僅圖示構(gòu)成光調(diào)制面板60的像素和微透鏡陣列61，省略了其他的構(gòu)成部件的圖示。此外，圖示構(gòu)成光調(diào)制面板60的多個像素中I個像素P。子像素Pr、子像素Pg、子像素Pb和子像素Py構(gòu)成一個像素P。子像素Pr、子像素Pg、子像素Pb和子像素Py以2行2列二維地配置。在圖4(a)中，符號Lg是綠色光G向綠色子像素Pg的入射光軸，符號Lb是藍色光B向藍色子像素Pb的入射光軸。在圖4(b)中，符號Lr是紅色光R向紅色子像素Pr的入射光軸，符號Ly是黃色光Y向黃色子像素Py的入射光軸。如圖4(a)及(b)所示，色光Lg、色光Lb、色光Lr和色光Ly各自通過場透鏡50被平行化并入射到光調(diào)制面板60。入射到光調(diào)制面板60的色光Lg、色光Lb、色光Lr和色光Ly的光軸相互成為非平行。子像素Pg與第I色光Lg對應，子像素Pb與第2色光Lb對應，子像素Pr與第3色光Lr對應，子像素Py與第4色光Ly對應。入射到光調(diào)制面板60的色光Lg、色光Lb、色光Lr和色光Ly各自通過微透鏡陣列61聚光，并入射到對應的子像素。如圖3的右圖所示，微透鏡陣列61構(gòu)成為按每2行2列的4個子像素具備一個微透鏡61A。色光Lg、色光Lb、色光Lr和色光Ly被獨立地調(diào)制，并從光調(diào)制面板60射出。從光調(diào)制面板60射出的光通過圖I (b)所示的投影透鏡70放大投影到屏幕(圖示省略)。根據(jù)本實施例的投影機1，通過具有預定曲率的反射曲面43f和具有預定曲率的反射曲面46f，調(diào)整與光源10和光調(diào)制面板60之間的光路長度為最長的色光有關的聚光光學系統(tǒng)20的焦點位置。例如，將與該色光有關的聚光光學系統(tǒng)20的焦點位置調(diào)整得使該色光的亮度分布不均勻的部分不包含于光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA中，或者減小該色光的亮度分布不均勻的部分中包含于光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA的比例。因此，可以減小在分離后的多個色光之間光調(diào)制面板60上的光束粗細的差異，減小光調(diào)制面板60的顯示區(qū)域SA上的亮度分布的差異。因而，能夠提供可以降低照明不均的投影機I。
此外，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠在將來自光源10的光二維地分離為4束光并射出的結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)照明不均的降低。例如，在將第I色光G設定為光路長度為最短的色光、將第4色光
Y設定為光路長度為最長的色光的情況下，光路長度為最長的第4色光Y由反射曲面43f和反射曲面46f反射。與該第4色光Y有關的聚光光學系統(tǒng)20的焦點位置，被調(diào)整為不同于與第I色光G有關的聚光光學系統(tǒng)20的焦點位置。由此，即使為了使得光路長度為最短的色光(例如綠色光G)的亮度分布的大致均勻的部分與光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA大體一致而調(diào)整與光路長度為最短的色光(例如綠色光G)有關的聚光光學系統(tǒng)20的焦點位置，關于光路長度為最長的色光(例如黃色光Y)，也可以使得亮度分布不均勻的部分不包含于光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA?；蛘?，可以降低亮度分布不均勻的部分中包含于光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA的比例。這樣，能夠減小照射到光調(diào)制面板的光路長度為最長的色光(例如黃色光Y)的亮度分布大致均勻的區(qū)域的面積與光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA的面積之差。因而，能夠降低照明不均。
此外，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，投影機I包括兩個光束分離光學系統(tǒng)41、44而構(gòu)成，所以與包括第I 第3光束分離光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相比，光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得簡單。因而，能夠?qū)崿F(xiàn)投影機I的小型化及低成本化。此外，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠以第I光束分離光學系統(tǒng)41及第2光束分離光學系統(tǒng)44包括分色鏡和反射鏡這兩種鏡體的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)照明不均的降低。此外，與三個光束分離光學系統(tǒng)包括分色鏡和反射鏡這兩種鏡體的結(jié)構(gòu)相比，光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得簡單。因而，能夠?qū)崿F(xiàn)投影機I的小型化及低成本化。此外，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在將來自光源10的光二維地分離為4束光并射出的結(jié)構(gòu)中，例如，在將第I色光G設定為光路長度為最短的色光，將第4色光Y設定為光路長度為最長的色光的情況下，光路長度為最長的第4色光Y由凸面反射。第4色光Y在由凸面反射后，與入射到凸面前相比光束擴展。因此，第4色光Y會聚到光調(diào)制面板60的區(qū)域變大。因而，即使為了使光路長度為最短的色光(例如綠色光G)的亮度分布的大致均勻的部分與光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA大體一致而調(diào)整與光路長度為最短的色光(例如綠色光G)有關的聚光光學系統(tǒng)20的焦點位置，也可以通過使用具有凸面的反射曲面43f和反射曲面46f，關于光路長度為最長的色光(例如黃色光Y)，使亮度分布不均勻的部分不包含于光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA中?；蛘?，可以降低亮度分布不均勻的部分中包含于光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA的比例。這樣，能夠減小照射到光調(diào)制面板的光路長度為最長的色光(例如黃色光Y)的亮度分布大致均勻的區(qū)域的面積與光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA的面積之差。此外，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，構(gòu)成微透鏡陣列61的一個微透鏡61A與包括4個子像素Pg、Pb,Pr,Py的一個像素P —對一對應。色光Lg、色光Lb、色光Lr、色光Ly從4個方向入射到預定的微透鏡61A，在由該微透鏡61A聚攏后通過光調(diào)制面板60的像素，根據(jù)圖像信號被進行調(diào)制。因而，能夠使光的利用效率提高。此外，子像素Pg、Pb、Pr、Py以2行2列配置，所以微透鏡61A的光軸與入射到該微透鏡61A的各色光所成的角變小。因而，可減小微透鏡61A的像差。另外，在本實施例所涉及的投影機I中，投影機I包含兩個光束分離光學系統(tǒng)(第I光束分離光學系統(tǒng)41和第2光束分離光學系統(tǒng)44)而構(gòu)成，但并不限于此。例如，投影機也可以包括第I 第3光束分離光學系統(tǒng)而構(gòu)成。
在此情況下，第I光束分離光學系統(tǒng)能夠采用包括使第I光束反射并且使第2光束透射的第I分色鏡和使第2光束反射的第I反射鏡的結(jié)構(gòu)。第2光束分離光學系統(tǒng)能夠采用包括使第I色光反射并且使第2色光透射的第2分色鏡和使第2色光反射的第2反射鏡的結(jié)構(gòu)。第3光束分離光學系統(tǒng)能夠采用包括使第3色光反射并且使第4色光透射的第3分色鏡和使第4色光反射的第3反射鏡的結(jié)構(gòu)。而且，設定為在第I反射鏡至第3反射鏡中的至少一個設置反射曲面的結(jié)構(gòu)。根據(jù)該投影機，能夠以第I 第3光束分離光學系統(tǒng)包括分色鏡和反射鏡這兩種鏡體的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)照明不均的降低。此外，在本實施例所涉及的投影機I中，第I分色鏡42是使第I光束(G+B)反射并且使第2光束(R+Y)透射的鏡體，第2分色鏡45是使綠色光G和紅色光R反射并且使藍色光B和黃色光Y透射的鏡體，但并不限于此。各分色鏡的分光特性只要根據(jù)其配置狀態(tài)和/或色光在光調(diào)制面板的入射方向的設定狀態(tài)適宜設定即可。例如，第I分色鏡42可以是使第2光束(R+Y)反射并且使第I光束(G+B)透射的鏡體。此外，第2分色鏡45可以是使藍色光B和黃色光Y反射并且使綠色光G和紅色光R透射的鏡體?！ご送?，在本實施例所涉及的投影機I中，在第I反射鏡43和第2反射鏡46這兩個反射鏡設置有反射曲面，但是并不限于此。例如，可以僅在第I反射鏡設置反射曲面，也可以僅在第2反射鏡設置反射曲面。即，只要在第I反射鏡和第2反射鏡中至少一方設置反射曲面即可。(第I實施例所涉及的第I光束分離光學系統(tǒng)的變形例I)圖10是表示第I實施例所涉及的第I光束分離光學系統(tǒng)的第I變形例的示意圖。如圖10所示，本變形例的第I光束分離光學系統(tǒng)包括具有第I主面41ΑΠ和與該第I主面41ΑΠ相對的第2主面41Af2的光束分離元件41A。第I光束分離光學系統(tǒng)以外的結(jié)構(gòu)與圖I所示的結(jié)構(gòu)相同，因此詳細說明從略。本變形例的光束分離元件41A將從光源10射出的光W(白色光)分離為包含第I色光(綠色光G)和第2色光(藍色光B)的第I光束(G+B)以及包含第3色光(紅色光R)和第4色光(黃色光Y)的第2光束(R+Y)。具體地，光束分離元件41A的第I主面41Af I為使第I光束(G+B)反射并且使第2光束(R+Y)透射的面。第2主面41Af2為使第2光束(R+Y)反射的面。在本變形例的光束分離元件41A中，第2主面41Af2作為反射曲面起作用，其通過自身的曲率調(diào)整與光源10和光調(diào)制面板60之間的光路長度最長的色光有關的聚光光學系統(tǒng)的焦點位置。第2主面41Af2的第2光束(R+Y)所入射的一側(cè)的面為凸面的反射曲面。根據(jù)本變形例的結(jié)構(gòu)，第I光束分離光學系統(tǒng)包括一個光束分離元件41A。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)光學系統(tǒng)的省空間化，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)投影機的小型化。相對于此，如圖11所示，在第I光束分離光學系統(tǒng)包括分色鏡和反射鏡這兩種鏡體的情況下，部件數(shù)量增加。此外，除了分色鏡的厚度和反射鏡的厚度，分色鏡與反射鏡還要隔開預定距離而配置。因此，需要寬大的空間。第2實施例圖12是與圖1(b)對應的、表示本發(fā)明的第2實施例所涉及的投影機2的示意圖。如圖12所示，本實施例所涉及的投影機2，與上述的第I實施例所涉及的投影機I的不同之處在于取代將來自光源10的光二維地分離為4束光并射出的色分離光學系統(tǒng)40，設置有將來自光源10的光一維地分離為三束光并射出的色分離光學系統(tǒng)80，并且取代與4分離對應的光調(diào)制面板60而設置有與3分離對應的光調(diào)制面板90。其他方面與上述的結(jié)構(gòu)相同，所以對于與圖1(b)相同的要素附加同一符號，并省略詳細說明。如圖12所示，投影機2具備射出包含可見光的光的光源10、將從光源10射出的光會聚的聚光光學系統(tǒng)21、對由聚光光學系統(tǒng)21會聚的光進行調(diào)制的光調(diào)制面板90以及將由光調(diào)制面板90生成的包 含圖像信息的色光投影于屏幕(圖示略)的投影光學系統(tǒng)(投影透鏡)70。聚光光學系統(tǒng)21具備偏振轉(zhuǎn)換光學系統(tǒng)30、將從偏振轉(zhuǎn)換光學系統(tǒng)30射出的光分離為多種色光的色分離光學系統(tǒng)80以及將來自色分離光學系統(tǒng)80的色光大致平行化并射出的場透鏡50。色分尚光學系統(tǒng)80具備第I分色鏡81、第2分色鏡82和反射鏡83。第I分色鏡81是使從光源10射出的光W (白色光)中的第I色光(紅色光R)反射并且使第2色光(綠色光G)及第3色光(藍色光B)透射的鏡體。第2分色鏡82是使第2色光(綠色光G)反射并且使第3色光(藍色光B)透射的鏡體。反射鏡83是使第3色光(藍色光B)反射的鏡體。這里，作為藍色光B，假定大致380nm 520nm的波長范圍的光；作為綠色光G，假定大致520nm 600nm的波長范圍的光；作為紅色光R，假定大致600nm 780nm的波長范圍的光，但并不限定于此。在本實施方式中，通過色分離光學系統(tǒng)80，將來自光源10的光一維地分離為三束光。從光源10射出的光(白色光)通過色分離光學系統(tǒng)80被分離為第I色光R、第2色光G和第3色光B。在將來自光源的光一維地分離為三束光并射出的結(jié)構(gòu)中，在以與光路長度為最短的色光有關的聚光光學系統(tǒng)的焦點位置為基準位置的情況下，與光路長度為最長的色光有關的聚光光學系統(tǒng)的焦點位置會偏離基準位置。圖17是表不比較例的色分離光學系統(tǒng)180的不意圖。圖17 (a)不出了光路長度為最短的色光被導光的狀況，圖17(c)示出了光路長度為最長的色光被導光的狀況，圖17(b)示出了光路長度為最短與最長之間的色光被導光的狀況。在圖17(a) (c)中，符號135是重疊透鏡，符號181是第I分色鏡，符號182是第2分色鏡，符號183是反射鏡，符號190是光調(diào)制面板。如圖17(a)所示，第I分色鏡181是使第I色光(紅色光R)反射并且使第2色光(綠色光G)及第3色光(藍色光B)透射的鏡體。如圖17(b)所示，第2分色鏡182是使第2色光(綠色光G)反射并且使第3色光(藍色光B)透射的鏡體。如圖17(c)所示，反射鏡183是使第3色光(藍色光B)反射的鏡體。如圖17(a) (C)所示，從光源(圖示略)射出的光通過色分離光學系統(tǒng)180分離為3種色光(紅色光R、綠色光G及藍色光B)，并向光調(diào)制面板190射出。這3種色光中，光源與光調(diào)制面板之間的光路長度最短的色光是由第I分色鏡181反射的第I色光(不透射過第I分色鏡181的色光)。另一方面，光源與光調(diào)制面板之間的光路長度最長的色光是由反射鏡183反射的第3色光(透射過第I分色鏡181和第2分色鏡182的色光)。圖18是表示使用比較例的色分離光學系統(tǒng)180時對光調(diào)制面板的照明區(qū)域的圖。圖18表示由光路長度的不同引起的照明邊緣的差異，圖18(a)示出了光路長度為最短的色光(例如第I色光R)的照明區(qū)域，圖18 (b)示出了光路長度居中的色光(例如第2色光G)的照明區(qū)域，圖18(c)示出了光路長度為最長的色光(例如第3色光B)的照明區(qū)域。在圖18(ar(c)中，符號SA為光調(diào)制面板的顯示區(qū)域。圖19是表示從比較例的色分離光學系統(tǒng)180射出的光的光強度分布的圖。圖19(a)是光路長度為最短的色光(例如第I色光R)的光強度分布，圖19(b)是光路長度居中的色光(例如第2色光G)的光強度分布，圖19(c)是光路長度為最長的色光(例如第3色光B)的光強度分布。如圖18(a)所示，設定調(diào)整了針對第I色光R的聚光光學系統(tǒng)20的焦點位置，使 得光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA與光路長度最短的色光(例如第I色光R)的亮度分布不出現(xiàn)不均的部分大體一致。光的亮度分布不出現(xiàn)不均的部分，意指光的亮度分布大致均勻的部分。如圖19(a)所示，光路長度為最短的色光(例如第I色光R)的亮度分布成為禮帽形狀。該禮帽形狀的頂部的平坦部分強度分布(亮度分布)為大致均勻。關于光路長度為最短的色光(例如第I色光R)，光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA包含于光路長度最短的色光(例如第I色光R)的亮度分布不出現(xiàn)不均的部分大體一致，亮度分布不均勻的部分不包含于顯示區(qū)域SA中。如圖18 (b)所示，關于光路長度居中的色光(例如第2色光G)，雖然亮度分布的大致均勻的部分包含于光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA，但是亮度分布的大致均勻的部分的一部分從顯示區(qū)域SA露出。如圖19(b)所示，光路長度居中的色光(例如第2色光G)的亮度分布，成為頂部的平坦部分比圖19(a)所示的禮帽形狀大的形狀。但是，該平坦部分的強度與圖19(a)所示的禮帽形狀的平坦部分的強度相比變小。此外，關于光路長度居中的色光(例如第2色光G)，雖然亮度分布的大致均勻的部分包含于顯示區(qū)域SA，但是亮度分布的大致均勻的部分的一部分從顯示區(qū)域SA露出。由此，與圖19(a)所示的禮帽形狀相比，包含于顯示區(qū)域SA中的亮度分布的大致均勻的部分的比例減小。如圖18(c)所示，關于光路長度為最長的色光(例如第3色光B)，雖然亮度分布的大致均勻的部分包含于光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA，但是亮度分布的大致均勻的部分的一部分從顯示區(qū)域SA露出。另外，該露出部分的比例在3種色光中最大。如圖19(c)所示，光路長度為最長的色光(例如第3色光B)的亮度分布，成為頂部的平坦部分比圖19(b)所示的禮帽形狀大的形狀。但是，該平坦部分的強度與圖19(b)所示的禮帽形狀的平坦部分的強度相比變小。此外，關于光路長度為最長的色光(例如第3色光B)，雖然亮度分布的大致均勻的部分包含于顯示區(qū)域SA，但是亮度分布的大致均勻的部分的一部分從顯示區(qū)域SA露出。由此，與圖19(b)所示的禮帽形狀相比，包含于顯示區(qū)域SA中的亮度分布的大致均勻的部分的比例減小。另外，該露出部分的比例在3種色光中最大。
這樣，在使用比較例的色分離光學系統(tǒng)180的情況下，在為了使光路長度為最短的色光(例如第I色光R)的亮度分布的大致均勻的部分與光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA大體一致而調(diào)整了與光路長度為最短的色光(例如第I色光R)有關的聚光光學系統(tǒng)21的焦點位置的情況下，也會因由光路長度的不同引起的照明邊緣的差異，尤其關于光路長度為最長的色光(例如第3色光B)，亮度分布均勻的部分從光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA大幅露出。因此，該露出部分不僅成為光獲取的損失，而且會產(chǎn)生光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA的明亮度在第I色光R下明亮、而關于第3色光B則暗這樣的明暗差(照明不均)。因此，在本實施例中，在多種色光中至少光源與光調(diào)制面板之間的光路長度最長的色光的光路中，設置反射曲面。反射曲面通過自身的曲率來調(diào)整與該色光有關的聚光光學系統(tǒng)的焦點位置。具體地，如圖13所示，在色分離光學系統(tǒng)80中，在第I色光R、第2色光G和第3色光B中光源10與光調(diào)制面板90之間的光路長度最長的色光(例如第3色光B)的光路·中，設置有反射曲面83f。反射曲面83f具有調(diào)整照明區(qū)域的面積的功能。就是說，反射曲面83f具有減小照射到光調(diào)制面板的光路長度為最長的色光(例如第3色光B)的亮度分布大致均勻的區(qū)域的面積與光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA的面積之差的功能。由此，能夠緩和由顏色引起的明暗差。在本實施例中，在反射鏡83設置有反射曲面83f。反射鏡83的反射曲面83f，反射光的一側(cè)的面為凹面的反射曲面。圖15是表示使用本實施例的色分離光學系統(tǒng)80時對光調(diào)制面板的照明區(qū)域的圖。圖15表示與圖18(c)對應的、光路長度為最長的色光(例如第3色光B)的照明區(qū)域。在圖15中，符號SA是光調(diào)制面板的顯示區(qū)域。圖16是表不從本實施例的色分離光學系統(tǒng)80射出的光的光強度分布的圖。圖16是與圖19(c)對應的、光路長度為最長的色光(例如第3色光B)的光強度分布。在使用本實施例的色分離光學系統(tǒng)80的情況下，如圖15所示，可以使光路長度為最長的色光(例如第3色光B)的亮度分布的大致均勻的部分與光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA大體一致。在本實施例中，光路長度為最長的第3色光B由反射曲面83f反射。與該第3色光B有關的聚光光學系統(tǒng)的焦點位置，被調(diào)整為大體一致于與光路長度最短的第I色光R有關的聚光光學系統(tǒng)的焦點位置。具體地，光束被包括凹面的反射曲面反射由此會聚。因此，第3色光B的光束通過第3色光B被反射曲面83f反射而會聚。因此,第3色光B會聚到光調(diào)制面板的區(qū)域變小。如果適宜調(diào)整反射曲面83f的曲率，則能夠調(diào)整得使光路長度為最長的色光(例如第3色光B)的亮度分布的大致均勻的部分全部包含于光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA。或者，能夠減小光路長度為最長的色光(第3色光B)的亮度分布的大致均勻的部分中從顯示區(qū)域SA露出的部分的比例。這樣，能夠減小照射到光調(diào)制面板的光路長度為最長的色光(第3色光B)的亮度分布大致均勻的區(qū)域的面積與光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA的面積之差。如圖16所示，光路長度為最長的色光(例如第3色光B)的亮度分布成為與圖19(a)所示的形狀相同的禮帽形狀。就是說，關于頂部的平坦部分，變得比圖19(c)所示的形狀小。關于光路長度為最長的色光(例如第3色光B)，亮度分布的大致均勻的部分與顯示區(qū)域SA大體一致，亮度分布的不均勻的部分不包含于顯示區(qū)域SA中。這樣，在使用本實施例的色分離光學系統(tǒng)80的情況下，在為了使光路長度為最短的色光(例如第I色光R)的亮度分布的大致均勻的部分與光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA大體一致而設定了與光路長度為最短的色光(例如第I色光R)有關的聚光光學系統(tǒng)21的焦點位置的情況下，關于光路長度為最長的色光(例如第3色光B)，亮度分布的大致均勻的部分也不從顯示區(qū)域SA露出?；蛘?，可以減小光路長度為最長的色光(第3色光B)的亮度分布的大致均勻的部分中從顯示區(qū)域SA露出的部分的比例。這樣，能夠減小照射到光調(diào)制面板的光路長度為最長的色光(第3色光B)的亮度分布大致均勻的區(qū)域的面積與光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA的面積之差。因此，能夠避免光獲取的損失，并且減小光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA上的第I色光R的明亮度、第2色光G的明亮度與第3色光B的明亮度之差。圖14是用于說明本實施例的微透鏡與子像素的對應關系的圖。在圖14中，為了方便，在圖14(a)不出3種色光中第I色光R被導光的狀況，在圖14(b)不出第2色光G被導光的狀況，在圖14(c)示出第3色光B被導光的狀況。在圖14(a)中，符號Lr是第I色 光R向紅色子像素Pr的入射光軸。在圖14(b)中，符號Lg是第2色光G向綠色子像素Pg的入射光軸。在圖14(c)中，符號Lb是第3色光B向藍色子像素Pb的入射光軸。此外，光調(diào)制面板90具有多個像素，但在圖14(a) (c)放大示出了多個像素中的一個。光調(diào)制面板90例如是液晶面板。如圖14(a) (C)所示，光調(diào)制面板90的像素P包括射出紅色光的子像素Pr、射出綠色光的子像素Pg和射出藍色光的子像素Pb。在分別與子像素Pr、Pg、Pb重疊的區(qū)域，設置有像素電極97。在與多個像素P重疊的區(qū)域，設置有共用電極93。像素電極97為島狀的電極，在多個像素電極97之間設置有遮光部BM。在多個像素電極97的各個電連接著開關元件(圖示略)，開關元件與信號源(圖示略)電連接。開關元件設置于與遮光部BM重疊的區(qū)域。信號源對開關元件供給圖像信號及控制信號，開關元件基于控制信號對圖像信號進行開關，向像素電極97傳送圖像信號。在像素電極97與共用電極93之間設置有液晶層95。在液晶層95與像素電極97之間設置有控制液晶層的取向狀態(tài)的取向膜96。在液晶層95與共用電極93之間設置有控制液晶層的取向狀態(tài)的取向膜94。本實施例的光調(diào)制面板90，對液晶層95從共用電極93側(cè)入射光。在共用電極93的與液晶層95相反的一側(cè)設置有透明基板92。在透明基板92的與液晶層95相反的一側(cè)設置有微透鏡陣列91。在微透鏡陣列91的與液晶層95相反的一側(cè)設置有入射側(cè)的偏振元件(圖示略)。在像素電極97的與液晶層95相反的一側(cè)設置有射出側(cè)的偏振兀件(圖不略)。入射側(cè)的偏振兀件和/或射出側(cè)的偏振兀件由線柵偏振兀件和/或偏振板等構(gòu)成。入射到光調(diào)制面板90的光的預定方向的偏振分量通過入射側(cè)的偏振元件，由此成為直線偏振光，并入射到微透鏡陣列91。微透鏡陣列91具有多個微透鏡。微透鏡陣列91構(gòu)成為按每三個子像素具備一個微透鏡。就是說，多個微透鏡被配置為各自與多個像素P重疊。入射到微透鏡的波長光Lr、Lg、Lb，按每種波長其光軸成為非平行，由此按每種波長聚光于不同的焦點。如圖14(a)所示，紅色光Lr由微透鏡聚光，以便通過與子像素Pr重疊的部分的液晶層95。紅色光Lr的通過微透鏡中央部的分量和通過端部的分量的任一分量中，擴散角均為±3°左右。同樣地，綠色光Lg被聚光為通過與子像素Pg重疊的部分的液晶層95 (參照圖14 (b))，藍色光Lb被聚光為通過與子像素Pb重疊的部分的液晶層95 (參照圖14 (c))。另一方面，如果圖像信號被傳送至多個像素電極97的各個，則在像素電極97與共用電極93之間按每個子像素施加電場。通過該電場，液晶層95的液晶分子的方位角按每個子像素被控制，通過液晶層95的光的偏振狀態(tài)按每個子像素而變化。通過了與子像素Pr重疊的部分的液晶層95的紅色光Lr在其偏振狀態(tài)變化后，紅色光Lr中的預定方向的偏振分量通過射出側(cè)的偏振元件，由此成為與圖像信號相應的灰度的光。同樣地，通過了與子像素Pg重疊的部分的液晶層95的綠色光Lg和通過了與子像素Pb重疊的部分的液晶層95的藍色光Lb也成為與圖像信號相應的灰度的光。這樣，調(diào)制后的紅色光Lr、綠色光Lg及藍色光Lb從光調(diào)制面板90射出。從光調(diào)制面板90射出的光通過圖12所示的投影透鏡70放大投影到屏幕(圖示略)。
根據(jù)本實施例的投影機2,在將來自光源10的光一維地分離為三束光并射出的結(jié)構(gòu)中，能夠?qū)崿F(xiàn)照明不均的降低。例如，在將第I色光設定為紅色光R、將第2色光設定為綠色光G、將第3色光設定為藍色光B的情況下，光路長度為最長的藍色光B由反射曲面83f反射。與該藍色光B有關的聚光光學系統(tǒng)21的焦點位置被調(diào)整為大致相等于與光路長度為最短的紅色光R有關的聚光光學系統(tǒng)21的焦點位置。由此，能夠降低因藍色光B與紅色光R之間的光路長度之差引起的、藍色光B的照明強度與紅色光R的照明強度之差。因而，能夠降低因顏色引起的照明不均。此外,根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在將來自光源10的光一維地分離為三束光并射出的結(jié)構(gòu)中，光路長度為最長的第3色光由具有凹面的反射曲面83f反射。第3色光在由具有凹面的反射曲面83f反射后，與入射到具有凹面的反射曲面83f前相比光束聚攏。因此，第3色光會聚于光調(diào)制面板90的區(qū)域變小。即使在為了使光路長度最短的第I色光的亮度分布的大致均勻的部分與顯示區(qū)域SA大體一致而調(diào)整了與第I色光有關的聚光光學系統(tǒng)21的焦點位置的情況下，也可以通過適宜設定反射曲面83f的曲率而使得光路長度最長的第3色光的亮度分布的大致均勻的部分與顯示區(qū)域SA大體一致。這樣，能夠減小照射到光調(diào)制面板的光路長度為最長的色光(第3色光B)的亮度分布大致均勻的區(qū)域的面積與光調(diào)制面板的顯示區(qū)域SA的面積之差。這樣，能夠降低由顏色引起的照明不均。此外，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，構(gòu)成微透鏡陣列91的微透鏡與構(gòu)成像素P的三個子像素Pr、Pg、Pb 一對一對應。一維地分離為三束光并射出的光從3個方向入射到預定的微透鏡，在由該微透鏡聚攏后通過光調(diào)制面板90的像素P，根據(jù)圖像信號被進行調(diào)制。因而，能夠使光的利用效率提聞。此外，在上述的各實施例中，使用透射型的液晶面板(光閥)作為光調(diào)制面板，但是也能夠使用反射型的液晶面板。此外，也可使用例如DMD(Digital Micromirror Device,數(shù)字微鏡器件)等反射型光調(diào)制裝置(反射鏡調(diào)制器)。本發(fā)明在應用于對投影圖像從觀看側(cè)進行投影的前投影型投影機的情況下，在應用于對投影圖像從與觀看側(cè)相反的一側(cè)進行投影的背投影型投影機的情況下，都能夠應用。
權(quán)利要求
1.一種投影機，其特征在于，包括 光源； 聚光光學系統(tǒng)，其將從所述光源射出的光會聚；以及 光調(diào)制面板，其對由所述聚光光學系統(tǒng)會聚的光進行調(diào)制； 其中，在所述聚光光學系統(tǒng)，包括將從所述光源射出的光分離為多種色光的色分離光學系統(tǒng)， 在所述多種色光中至少所述光源與所述光調(diào)制面板之間的光路長度最長的色光的光路中設置有反射曲面。
2.如權(quán)利要求I所述的投影機，其特征在于， 所述色分離光學系統(tǒng)包括 第I光束分離光學系統(tǒng)，其將從所述光源射出的光分離為包含第I色光及第2色光的第I光束和包含第3色光及第4色光的第2光束； 第2光束分離光學系統(tǒng)，其將所述第I光束分離為所述第I色光和所述第2色光并且將所述第I色光和所述第2色光在與包含從所述光源射出的光的光軸和所述第I光束的光軸的平面交叉的方向射出；以及 第3光束分離光學系統(tǒng)，其將所述第2光束分離為所述第3色光和所述第4色光并且將所述第3色光和所述第4色光在與所述平面交叉的方向射出； 其中，在所述第I色光至所述第4色光中所述光源與所述光調(diào)制面板之間的光路長度最長的色光的光路中設置有所述反射曲面。
3.如權(quán)利要求2所述的投影機，其特征在于， 所述第I光束分離光學系統(tǒng)包括使所述第I光束反射并且使所述第2光束透射的第I分色鏡和使所述第2光束反射的第I反射鏡； 所述第2光束分離光學系統(tǒng)包括使所述第I色光反射并且使所述第2色光透射的第2分色鏡和使所述第2色光反射的第2反射鏡； 所述第3光束分離光學系統(tǒng)包括使所述第3色光反射并且使所述第4色光透射的第3分色鏡和使所述第4色光反射的第3反射鏡； 其中，所述第I反射鏡至所述第3反射鏡中的至少一個是所述反射曲面。
4.如權(quán)利要求I所述的投影機，其特征在于， 所述色分離光學系統(tǒng)包括 第I光束分離光學系統(tǒng)，其將從所述光源射出的光分離為包含第I色光及第2色光的第I光束和包含第3色光及第4色光的第2光束；以及 第2光束分離光學系統(tǒng)，其將所述第I光束分離為所述第I色光和所述第2色光，將所述第2光束分離為所述第3色光和所述第4色光，并且將所述第I色光、所述第2色光、所述第3色光和所述第4色光在與包含從所述光源射出的光的光軸和所述第I光束的光軸的平面交叉的方向射出； 其中，在所述第I色光至所述第4色光中所述光源與所述光調(diào)制面板之間的光路長度最長的色光的光路中設置有所述反射曲面。
5.如權(quán)利要求4所述的投影機，其特征在于， 所述第I光束分離光學系統(tǒng)包括使所述第I光束反射并且使所述第2光束透射的第I分色鏡和使所述第2光束反射的第I反射鏡； 所述第2光束分離光學系統(tǒng)包括使所述第I色光及所述第3色光反射并且使所述第2色光及所述第4色光透射的第2分色鏡和使所述第2色光及所述第4色光反射的第2反射鏡; 其中，所述第I反射鏡和所述第2反射鏡中的至少一個是所述反射曲面。
6.如權(quán)利要求2或4所述的投影機，其特征在于， 所述第I光束分離光學系統(tǒng)包括具有第I主面和與該第I主面相對的第2主面的光束分離元件； 所述第I主面使所述第I光束反射并且使所述第2光束透射，所述第2主面使所述第2光束反射； 所述第2主面是所述反射曲面。
7.如權(quán)利要求疒6中的任意一項所述的投影機，其特征在于， 所述反射曲面是凸面的反射曲面。
8.如權(quán)利要求疒7中的任意一項所述的投影機，其特征在于， 所述光調(diào)制面板具有包括多個子像素的像素； 在所述光調(diào)制面板的所述多種色光入射的一側(cè)配置有微透鏡陣列； 所述微透鏡陣列構(gòu)成為按每2行2列的4個所述子像素具備一個微透鏡。
9.如權(quán)利要求I所述的投影機，其特征在于， 所述色分離光學系統(tǒng)包括 第I分色鏡，其使從所述光源射出的光中的第I色光反射并且使第2色光和第3色光透射； 第2分色鏡，其使所述第2色光反射并且使所述第3色光透射；以及 反射面，其使所述第3色光反射； 其中，所述反射面是所述反射曲面。
10.如權(quán)利要求9所述的投影機，其特征在于， 所述反射曲面為凹面的反射曲面。
11.如權(quán)利要求9或10所述的投影機，其特征在于， 所述光調(diào)制面板具有包括多個子像素的像素； 在所述光調(diào)制面板的所述多種色光入射的一側(cè)配置有微透鏡陣列； 所述微透鏡陣列構(gòu)成為按每3個所述子像素具備一個微透鏡。
全文摘要
本發(fā)明提供可以降低照明不均的投影機。所述投影機包括光源(10)、將從光源(10)射出的光會聚的聚光光學系統(tǒng)(20)以及對由聚光光學系統(tǒng)(20)會聚的光進行調(diào)制的光調(diào)制面板(60)，在聚光光學系統(tǒng)(20)包括將從光源(10)射出的光分離為多種色光的色分離光學系統(tǒng)(40)，在多種色光中至少光源(10)與光調(diào)制面板(60)之間的光路長度最長的色光的光路中設置有反射曲面。
文檔編號G03B21/20GK102914938SQ201210270169
公開日2013年2月6日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月2日
發(fā)明者秋山光一 申請人:精工愛普生株式會社