投影式显示装置的制作方法

专利名称：：投影式显示装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及投影式显示装置，尤其涉及具有光量调节机构的投影式显示装置。
背景技术：
：近年来，作为图像显示装置的一种，开发了投影式显示装置并得到实际应用。在以往的投影式显示装置中，在诱导光学系统和投影透镜等构成光学系统的各种光学元件中产生泄漏光和杂散光(不必要光)。因此，特别是当在暗的室内把影像投影到屏幕上时等，暗的影像不能呈足够暗，所以存在不能获得充分的对比度，导致缺乏临场感的问题。尤其在使用液晶光阀的投影式显示装置中，由于根据光的偏振特性来阻隔透射光的液晶光阀的特性，不能完全阻隔透射光，而且影像信号处理进行的应对也有限，所以强烈要求提高对比度。针对上述的问题，为了提高投影到屏幕等上的影像的对比度，例如把遮光板配置在第1透镜阵列和第2透镜阵列之间，根据影像信号使平板上的遮光板转动，由此根据影像信号来控制照射到光阀的光量(例如专利文献l)。专利文献1国际公开WO2005-026835号公报(第51页、图6)但是，在具有上述以往的光量调节机构的投影式显示装置中，在对从第1透镜阵列射出的光量遮光最大的情况下，除第2透镜阵列中与光轴C邻接的透镜单元之外，还存在到达第2透镜阵列的光。因此，以往的投影式显示装置存在难以获得更高的对比度的问题。
发明内容本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种投影式显示装置，其能够根据影像信号容易地连续进行光量调节，而不会产生照射到光阀的光的照度不均，始终显示具有足够对比度的影像。本发明的投影式显示装置具有光阀；产生照射向所述光阀的光的光源；集成透镜，其配置在从所述光源到所述光阀的光路上，具有用于使来自所述光源的照度分布均匀化的第1透镜阵列和第2透镜阵列；和光量调节机构，其配置在所述光路上且在配置所述第1透镜阵列和所述第2透镜阵列之间，用于调节照射向所述光阀的光量，所述光量调节机构具有一对呈左右对开的两扇门状转动的遮光体，该遮光体在前端部上形成有开口部，该开口部形成在与所述第2透镜阵列的和光轴邻接的透镜单元对应的区域，与所述第2透镜阵列的和光轴邻接的一个透镜单元对应的该开口部的区域呈三角形。根据本发明的投影式显示装置，仅使光通过从光源射出的光束中到达第2透镜阵列的光量较少的透镜单元，所以与使光到达其他透镜单元时相比，能够增加光量调节时的最大遮光量，降低到达光阀的光量。另外，通过考虑遮光体的形状，能够容易地连续进行光量调节，而不产生最大遮光时的照度不均。图1是表示使用了本发明的实施方式1的液晶光阀的投影式显示装置的照明光学系统的结构的图。图2是表示本发明的实施方式1的偏振光转换元件的结构的图。图3是表示本发明的实施方式1的投影式显示装置的转动机构的一例的图。图4是表示图3所示的转动机构的形状的转动角度与相对光量比之间的关系的图。图5是表示本发明的实施方式1的投影式显示装置的转动机构的一例的图。图6是表示本发明的实施方式1的投影式显示装置的转动机构的一例的图。5图7是表示本发明的实施方式1的投影式显示装置的遮光体的配置位置的图。图8是表示从投影式显示装置的光阀的中心进行逆光线跟踪时的光的轨迹的图。图9是表示把本发明的实施方式1的投影式显示装置的遮光体配置在地点1时的光阀上的照度分布的图。图IO是表示把本发明的实施方式1的投影式显示装置的遮光体配置在地点m时的光阀上的照度分布的图。图11是表示把本发明的实施方式1的投影式显示装置的遮光体配置在地点n时的光阀上的照度分布的图。图12是表示本发明的实施方式1的投影式显示装置的遮光体为图9所示情况时的光阀上的相对光量比的图。图13是表示本发明的实施方式1的投影式显示装置的遮光体为图10所示情况时的光阀上的相对光量比的图。图14是表示本发明的实施方式1的投影式显示装置的遮光体为图11所示情况时的光阀上的相对光量比的图。图15是表示第1透镜阵列的射出面的照度分布和第2透镜阵列的入射面的照度分布的图。图16是模拟表示从光源射出的光被反射镜反射的状态的图。图17是表示本发明的实施方式1的投影式显示装置的光阀上的照度分布和相对光量比的图。图18是表示通过投影式显示装置的第2透镜阵列的各个透镜单元的光的光量的图。图19是表示本发明的实施方式1的投影式显示装置的光阀上的照度分布和相对光量比的图。图20是表示使用了本发明的实施方式2的液晶光阀的投影式显示装置的照明光学系统的结构的图。图21是表示本发明的实施方式2的投影式显示装置的转动机构的一例的图。图22是表示把转动机构的遮光体的前端部配置在第1透镜阵列附近时的图。图23是表示转动机构的遮光体在图21所示情况下产生的线上的颜色不均的一例的图。图24是表示本发明的实施方式2的投影式显示装置的转动机构的一例的图。标号说明l照明光学系统；2光阀；3光源系统；3a光源；3b反射镜；4集成透镜；4a第l透镜阵列；4b第2透镜阵列；5偏振光转换元件；6聚光透镜；7场透镜；8偏振光板；9光量调节系统；9a转动机构；9b信号检测部；9c转动控制部；IO投影光学系统；20投影式显示装置。具体实施例方式<实施方式1>图1是表示使用了本发明的实施方式1的液晶光阀的投影式显示装置20的照明光学系统1的结构的图。如图1所示，照明光学系统1具有光阀2;用于向光阀2照射光的光源系统3;配置在从光源系统3到光阀2的光的光路上的集成透镜4;配置在集成透镜4的后级的偏振光转换元件5;配置在偏振光转换元件5的后级的聚光透镜6;配置在聚光透镜6的后级的场透镜7;配置在场透镜7的后级的偏振光板8;和配置在光路上的光量调节系统9。另外，投影式显示装置20还具有配置在光阀2的后级的投影光学系统10、和配置在投影光学系统10的后级的屏幕11。在图1中，示出了关于一种颜色的光的光路的结构，但是也可以针对红色、绿色、蓝色各种颜色具有构成要素19，通过光合成元件(未图示)合成各种颜色的图像光，然后通过投影光学系统10投影于屏幕11上。下面说明上述的各种结构。光阀2在本实施方式中使用液晶光阀2，但也可以使用DMD(DigitalMicro-MirrorDevice)或反射式液晶显示元件。光源系统3是为了向光阀2照射光而设置的，由光源3a和反射镜3b构成，反射镜3b使从光源3a射出的光反射而照射到集成透镜4上。光源3a通常采用高压汞灯、卤素灯、氙气灯，但也可以是其他发光装置。例如，也可以使用LED(LightEmittingDiode，发光二极管)、激光器、无电极放电灯等。反射镜3b形成为抛物面或椭圆面，但只要能够使光聚光于偏振光转换元件5上，则可以是任何形状和结构，没有特殊限定。例如，在使入射到集成透镜4的光与光轴C大致平行时，可以把反射镜3b的形状设为抛物面，或者在是椭圆面时，可以在光源系统3和集成透镜4之间配置凹透镜等(参照图16)，以使光大致平行于光轴C。集成透镜4被配置在光源系统3和光阀2之间的光路上，用于使从光源系统3照射到光阀2上的光的照度分布均匀化。集成透镜4由第1透镜阵列4a和在第1透镜阵列4a的后级侧分离配置的第2透镜阵列4b构成。各个透镜阵列4a、4b都是通过纵横配置多个凸透镜(透镜单元)构成的，第1透镜阵列4a的各个凸透镜与第2透镜阵列4b的各个凸透镜分别对应，对应的各个凸透镜配置在正面方向。偏振光转换元件5是把入射到自身的光转换为一种直线偏振光并射出的元件，沿x轴方向隔开适当的间隔配置。图2是表示本发明的实施方式1的偏振光转换元件5的结构的图。如图2所示，偏振光转换元件5由以下部分构成相对光轴C方向(z方向)倾斜(例如45度)配置的多个偏振光分离膜5a;在偏振光分离膜5a之间相对光轴C方向(z方向)倾斜(例如45度)配置的多个反射膜5b;和多个入/2相位差板5c，其配置在偏振光转换元件5的光阀2侧的面上，且在被透射偏振光分离膜5a后的光照射的部分。入射到偏振光转换元件5的光被偏振光分离膜5a分离为s偏振光和p偏振光。p偏振光透射偏振光分离膜5a，被入/2相位差板5c转换为s偏振光，并从偏振光转换元件5射出。另一方面，s偏振光在偏振光分离膜5a反射，并被反射膜5b反射后从偏振光转换元件5射出。因此，从偏振光转换元件5射出的光几乎都成为s偏振光。另外，为了使从偏振光转8换元件5射出的光几乎都成为p偏振光，可以在被反射膜5b反射后的s偏振光照射的部分配置X/2相位差板5c，而不在被透射偏振光分离膜5a后的p偏振光照射的部分配置V2相位差板5c。光量调节系统9(光量调节机构)被配置在光路上，用于调节从光源系统3照射向光阀2的光的光量。光量调节系统9具有配置在第1透镜阵列4a和第2透镜阵列4b之间的、一对呈左右对开的两扇门状转动的遮光体即转动机构9a;信号检测部9b，其检测输入到光阀2的影像信号，根据检测结果计算照射向光阀2的光量的相对光量比；和转动控制部9c，其根据由信号检测部9b计算的相对光量比，来控制转动机构9a的转动。图3是表示本发明的实施方式1的投影式显示装置的转动机构9a的形状的一例的图。如图3所示，转动机构9a由遮光体9T和9B构成，遮光体9T和9B的前端部缺入形成有限制光的通过的凹状部9g(开口部)。在本实施方式中，在遮光体9T和9B的前端部，在与第2透镜阵列4b的光轴接触的透镜单元对应的区域形成有开口部。凹状部9g可以是凹状曲线形状或三角形状，在本实施方式中，与和第2透镜阵列4b的光轴接触的一个透镜单元对应的该开口部的区域呈三角形状。另外，参照图1和图3，转动机构9a使遮光体9T和9B向第2透镜阵列4b的方向转动，由此减少光量而进行光量调节，但也可以使遮光体9T和9B向第1透镜阵列4a的方向转动，由此减少光量而进行光量调节。这样构成的投影式显示装置20使来自光源3a的射出光成为与光轴C大致平行的光，入射到第1透镜阵列4a上，并按照第1透镜阵列4a的各个凸透镜(单元)进行划分，然后通过第2透镜阵列4b的对应的凸透镜。然后，通过第2透镜阵列4b后的光通过偏振光转换元件5几乎都被转换为s偏振光，接着通过聚光透镜6，由此被分割的光在光阀2上重合，照度分布被均匀化。并且，从第l透镜阵列4a的各个凸透镜中的光轴C附近或邻接光轴C的凸透镜(单元)射出的主光线，在通过聚光透镜6后，通过场透镜7再次成为与光轴C大致平行的光，通过偏振光板8仅使在偏振光转换元件5被偏振光转换后的s偏振光通过而照射光阀2，由光阀2生成的影像通过投影光学系统IO投影到屏幕11上。此时，由信号检测部9b检测输入光阀2的影像信号，根据该检测结果来控制转动机构9a，以提高屏幕ll上的影像的对比度(即，后面叙述的各个遮光体9T、9B在光路上动作，对照射向光阀2的光的光量进行增减调节)。下面说明对比度的调节。在显示影像信号的亮度比较高的影像时，不对朝向第2透镜阵列4b的光进行遮光，在显示影像信号的亮度比较低的影像时，对朝向第2透镜阵列4b的光遮光与影像信号亮度的低的程度对应的量。作为具体的示例，在影像信号的亮度的相对值是100%的明亮的影像信号的情况下，不利用转动机构9a对朝向第2透镜阵列4b的光进行遮光(即遮光0%)，由此把照射向光阀2的光的相对光量比设为100%。并且，在影像信号的亮度的相对值是20%的影像信号的情况下，利用转动机构9a将朝向第2透镜阵列4b的光遮光80%，把照射向光阀2的光的相对光量比设为20%。这样，通过调节相对光量比，能够以大约5倍的精细度来调节显示影像的亮度。并且，由于利用转动机构9a的遮光来降低相对光量比，对于亮度的相对值为0%的影像信号，利用转动机构9a将朝向第2透镜阵列4b的光遮光80%以上，从而能够显示足够暗的影像。通过这样控制转动机构9a，能够实现对比度的提高。g卩，由于光阀2的透射率几乎固定，所以利用转动机构9a减少照射向光阀2的光量，由此能够使投影到屏幕ll上的影像变暗。另外，影像信号的亮度的相对值与照射向光阀2的光的相对光量比之间的关系，不限于上述关系，也可以具有影像信号的亮度的相对值越高则越增大相对光量比的其他关系。下面,说明基于转动机构9a的控制的光阀2上的相对光量比的变化。图4是表示图3所示的转动机构9a的形状的转动角度与相对光量比之间的关系的图。把转动机构9a的转动角度设为2度单位。另外，在图3中，在把邻接光轴C的第2透镜阵列4b的透镜单元30的长边(x轴方向上的边)的长度设为d30时，该长度与间隔d31、d32、d33、d34之间的关系为d31-d32-d33-d34-d30/2。并且，在下面的说明中，把与光轴C方向正交的水平方向设为x轴，把与光轴C方向正交的垂直方向设为y轴。图4所示的40是表示当在图3中遮光体9T、9B没有形成凹状部9g时、即前端部为直线时的转动角度与相对光量比的关系的曲线。另一方面，41是表示图3所示的遮光体9T、9B的形状下的转动机构9a的转动角度与相对光量比的关系的曲线。根据图4可知，40示出存在4处平坦部，41与40相比大致比较平滑，能够平滑地进行光量调节。因此，通过在遮光体9T、9B形成凹状部9g，能够平滑地进行光量调节。图5和图6是表示凹状部9g的三角形状的顶点与图3所示形状不同的转动机构9a的遮光体9T、9B的形状的图。关于图5中的转动机构9a的遮光体9T、9B的形状，在把邻接光轴C的第2透镜阵列4b的透镜单元50的长边的长度设为d50时，间隔d51、d54的关系为d51=d54=d50。关于图6中的转动机构9a的遮光体9T、9B的形状，在把邻接光轴C的第2透镜阵列4b的透镜单元60的长边的长度设为d60时，间隔d62、d63的关系为d62=d63=d60。在采用这种图5和图6所示的遮光体时，如图4中的41所示，也能够进行平滑的光量调节。下面，说明转动机构9a的遮光体9T、9B的形状与光阀2上的照度分布之间的关系。图7是表示遮光体9T、9B的配置位置的图。d70a、d70b、d71分别表示间隔，d70a=d70b、2xd70a=d71。图9是表示在将遮光体9T、9B闭合并以最大遮光状态配置在图7所示的地点1的情况下，图3、图5、图6所示的遮光体9T、9B的形状下的光阀2上的照度分布的图。图9(a)是表示遮光体9T、9B的形状为图3所示情况时的照度分布的图，图9(b)、图9(c)分别是表示遮光体9T、9B的形状为图5、图6所示情况时的照度分布的图。另外，图9利用256灰度的灰阶表示。地点1位于第1透镜阵列4a的射出面与地点m之间的位置，这是因为第1透镜阵列4a和光阀2存在共轭关系，在将遮光体9T、9B配置在第1透镜阵列4a附近时，前端部的形状成像于光阀2上，产生照度不均。ii即，如果在第1透镜阵列4a的射出面附近配置遮光体9T、9B，将在光阀2上产生照度不均，所以不是优选方式。因此，把地点l设在相对第l透镜阵列4a的射出面靠近第2透镜阵列4b的位置。在此，说明上述的第l透镜阵列4a与光阀2之间的共轭关系。图8是示意表示从光阀2的中心进行逆光线跟踪时的光的轨迹的图。80表示光的轨迹，区域81表示80所示的光成像的位置。根据图8能够确认到第l透镜阵列4a附近的像成像于光阀2上。即，如上所述，能够得知光阀2和第1透镜阵列4a的入射面附近存在共轭关系。根据图9可知，在图9(a)所示的情况下，区域90暗，在屏幕ll上观察到照度不均。但是，由于区域90比较小，与后面叙述的使用图5和图6所示的遮光体9T、9B时(图9(b)、(c))相比，照度不均比较少。在图9(b)所示的情况下，区域91暗，区域的范围也比较大，所以在屏幕11上观察到照度不均。在图9(c)所示的情况下，区域92为线状明亮区域，在屏幕11上观察到照度不均。如上所述，在把转动机构9a的遮光体9T、9B配置在图7中的地点l时，考虑到照度分布的均匀性，优选图3所示的形状、即三角形的顶点位于第2透镜阵列4b的透镜单元30的长边的中心位置的情况(三角形是把与透镜单元30的与x轴邻接的边作为底边，在与底边相对的边的中心位置具有顶点的情况)。在此，由于光阀2与屏幕11存在共轭关系，所以只要光阀2上的照度分布均匀，则屏幕11上的照度分布也均匀。图10是表示在将遮光体9T、9B闭合并以最大遮光状态配置在图7所示的地点m的情况下，图3、图5、图6所示的遮光体9T、9B的形状下的光阀2上的照度分布的图。图10利用256灰度的灰阶表示。图10(a)是表示遮光体9T、9B的形状为图3所示情况时的照度分布的图，图10(b)、图10(c)分别是表示遮光体9T、9B的形状为图5、图6所示情况时的照度分布的图。根据图IO可知，在图10(a)所示的情况下，能够确认到照度分布均匀。在图IO(b)所示的情况下，区域IOI暗且区域的范围也比较大，所以在屏幕11上观察到照度不均。在图10(c)所示的情况下，区域102虽然范围不大，但由于比较暗，所以在屏幕ll上观察到照度不均。如上所述，在把转动机构9a的遮光体9T、9B配置在图7中的地点m时，最优选图3所示的形状、即三角形的顶点位于第2透镜阵列4b的透镜单元30的长边的中心位置的情况(三角形把透镜单元30的与x轴邻接的边作为底边，在与底边相对的边的中心位置具有顶点的情况)。图11是表示在将遮光体9T、9B闭合而以最大遮光状态配置在图7所示的地点n的情况下，图3、图5、图6所示的遮光体9T、9B的形状下的光阀2上的照度分布的图。图11利用256灰度的灰阶表示。图11(a)是表示遮光体9T、9B的形状为图3所示情况时的照度分布的图，图ll(b)、图ll(c)分别是表示遮光体9T、9B的形状为图5、图6所示情况时的照度分布的图。根据图ll能够确认到，图ll(a)、(b)、(c)中的光闽2上的照度分布都均匀。其中，图11(c)所示的光阀2上的照度分布的均匀性最好。如上所述，在把转动机构9a的遮光体9T、9B配置在图7中的地点n时，与遮光体9T、9B的三角形状的顶点位置无关地，不会产生光阀2上的照度不均。下面，定量地确认光阀2上的照度分布的趋势。图12是表示在图9所示的x轴即线90a、91b、92c上的、光阔2在x方向的相对光量比的图。横轴与图9中的光阀2的横轴对应。如图12所示，120表示在90a上的相对光量比，121表示在91b上的相对光量比，122表示在92c上的相对光量比。一般，只要光阀2上(0X)的相对光量比在60%以上，就可以说照度均匀性没有问题。根据图12所示，无论在哪种情况下，在光阀2上(0X)的相对光量比都在60%以下。但是，在图12中能够确认到120所示的均匀性最好。图13是表示在图10所示的x轴即线100a、101b、102c上的、光阀2在x方向的相对光量比的图。横轴与图10中的光阀2的横轴对应。如图13所示，130表示在100a上的相对光量比，131表示在101b上的相对光量比，132表示在102c上的相对光量比。根据图13能够确认到只有130所示的相对光量比在60%以上，在光阀2上的照度分布均匀。关于13132，0和X位置处的相对光量比比较小，在屏幕11上观察到微小的照度不均。因此，在把转动机构9a的遮光体9T、9B配置在图7中的地点m时，最优选图3所示的形状、即三角形的顶点位于第2透镜阵列4b的透镜单元30的长边的中心位置的情况(三角形把透镜单元30的与x轴连接的边作为底边，在与底边相对的边的中心位置具有顶点的情况)，屏幕ll上的照度分布均匀。图14是表示在图11所示的x轴即线110a、lllb、112c上的、光阀2在x方向的相对光量比的图。横轴与图11中的光阀2的横轴对应。如图14所示，140表示在110a上的相对光量比，141表示在lllb上的相对光量比，142表示在112c上的相对光量比。根据图14所示，无论在哪种情况下，在光阀2上(0X)的相对光量比都在60%以上。其中，关于142，相对光量比大致在70%以上，被认为均匀性最好。因此，在把转动机构9a的遮光体9T、9B配置在图7中的地点n时，最优选图6所示的形状、即三角形的顶点位于相比于第2透镜阵列4b的透镜单元60的长边的中心位置靠近C轴方向的情况(三角形把透镜单元60的与x轴邻接的边作为底边，在与底边相对的边的与y轴邻接的位置具有顶点的情况)，屏幕ll上的照度分布均匀。如上所述，为了使投影式显示装置获得照度分布的均匀性，在转动机构9a的遮光体9T、9B配置于第1透镜阵列4a的射出面与第2透镜阵列4b的入射面之间(图7所示的位置m)时，优选遮光体9T、9B的三角形的顶点位置是如图3所示的透镜单元30的长边方向的中心位置。并且，在转动机构9a的遮光体9T、9B被配置为相比第1透镜阵列4a的射出面更靠近第2透镜阵列4b的入射面侧(图7所示的位置n)时，优选遮光体9T、9B的三角形状的顶点位置是如图6所示的相比于透镜单元60的长边方向的中心位置更靠近光轴C侧。下面，说明第1透镜阵列4a与第2透镜阵列4b的照度分布的关系。图15是表示第1透镜阵列4a的射出面的照度分布和第2透镜阵列4b的入射面的照度分布的图。图15利用256灰度的灰阶表示。另外，不与光轴C邻接的各个透镜单元在最大遮光时被遮光体9T、9B遮光，所以照度分布只示出图15(a)中的区域150a和150b。图15(b)表示第1透镜阵列4a的射出面的照度分布，能够确认到光轴C附近较暗。另外，如图16所示，凹状部形成为161所示的孔，所以图15(b)中的光轴C附近的照度分布变暗。图16是模拟表示从光源3a射出的光被反射镜3b反射的状态的图。反射镜3b为椭圆面，从光源系统3射出的光被凹透镜160变为平行状态。一般，在光轴C附近存在光源的阀，161表示因阀形成的凹状部。由于该凹状部，在其正后方部位不会成为反射镜，所以第1透镜阵列4a的光轴C附近的光量比较低。从图15(b)中的区域151a、151b、151c、151d射出的光聚光于图15(c)中的区域152a、152b、152c、152d。因此，能够确认到在第1透镜阵列4a的远离光轴C的位置射出的光聚光于第2透镜阵列4b的光轴C附近。如上所述，为了使光阀2上的照度分布均匀化，需要避免尽可能地对图15中的照度分布的明亮部分进行遮光。g卩，在把转动机构9a的遮光体9T、9B配置在第1透镜阵列4a的射出面与第2透镜阵列4b的入射面之间(图7所示的位置m)时，优选遮光体9T、9B的三角形的顶点位置是如图3所示的透镜单元30的长边方向的中心位置(三角形是把透镜单元30的与x轴邻接的边作为底边，在与底边相对的边的中心位置具有顶点的情况)。并且，在转动机构9a的遮光体9T、9B被配置为相比第1透镜阵列4a的射出面更靠近第2透镜阵列4b的入射面侧(图7所示的位置n)时，优选遮光体9T、9B的三角形的顶点位置是如图6所示的相比于透镜单元60的长边方向的中心位置更靠近光轴C侧(三角形把透镜单元60的与x轴邻接的边作为底边，在与底边相对的边的与y轴邻接的位置具有顶点的情况)。并且，在转动机构9a的遮光体9T、9B被配置为相比第1透镜阵列4a的射出面更靠近第2透镜阵列4b的射出面侧(图7所示的位置1)时，优选遮光体9T、9B的三角形的顶点位置位于如图5所示的相比于透镜单元50的长边方向的中心位置远离光轴C的方向(三角形是把透镜单元50的与x轴邻接的边作为底边，在与底边相对的边的与y轴邻接的位置的相反位置具有顶点的情况)。下面，说明使用形状与上述的图3、5、6所示的遮光体不同的遮光体时的照度分布和相对光量比。图17是表示在图3中把遮光体9T、9B的三角形的顶点位置设为d31=d34、d32=d33、d31x3=d32，把遮光体9T、9B配置在图7中的地点1时的光阀2上的照度分布、和在x轴即线170上的x方向的相对光量比的图。横轴与图17(a)中的光阀2的横轴对应。另外，照度分布利用256灰度的灰阶表示。根据图17(a)能够确认到，与图9(a)、(b)、(c)相比，光阀2上的照度分布均匀。并且，关于x方向的相对光量比，如图12所示，相对光量比在所有情况下都是60%以下，但根据171所示能够确认到在0X的范围中是60%以上的相对光量比。因此，在转动机构9a的遮光体9T、9B被配置为相比第1透镜阵列4a的射出面更靠近第2透镜阵列4b的射出面侧(图7所示的位置1)时，优选遮光体9T、9B的三角形的顶点位置位于如图5所示的相比于透镜单元50的长边方向的中心位置远离光轴C的方向(三角形是把透镜单元50的与x轴邻接的边作为底边，在与底边相对的边的中心远离光轴的方向具有顶点的情况)。但是，如果过度远离透镜单元50的长边方向的中心位置，则在光阀2上产生照度不均。下面说明光量调节。通过使转动机构9a的遮光体9T、9B的凹状部与邻接光轴C的第2透镜阵列4b的透镜单元对应，在最大遮光时(使到达第2透镜阵列4b的光量为最小时)到达光阀2的光量减少。图18是表示通过模拟计算通过第2透镜阵列4b的各个透镜单元的光的光量，对各个透镜单元利用数值表示计算结果的图。另外，第2透镜阵列4b由于上下左右对称，所以代表性地示出第1象限部分，而且把第1象限整体归一化为100%进行表示。根据图18能够确认到，在与Hl行对应的透镜单元中通过的光量最少的透镜单元是邻接光轴C的坐标为(H1、Vl)的透镜单元。因此，为了减少在最大遮光时(使到达第2透镜阵列4b的光量为最小时)到达光阀2的光量，优选将除了坐标为(H1、Vl》的透镜单元之外的Hl行的透镜单16元遮光。在此，参照图8，从第2透镜阵列4b的周边单元射出的光以较大的入射角入射到光阀2。但是，根据光阀2的特性，随着入射到光阀2的光的入射角增大，对比度降低，所以优选通过在入射角小的部分形成开口部来防止对比度的降低。因此，优选在入射角最小的坐标(H1、Vl)处形成开口部。另外，与位于H1行的坐标(H1、V2)和坐标(H1、V3讨目比，光量最小，所以优选在坐标(H1、Vl)处形成开口部。这对于第2、3、4象限也相同。表1是表示在图9(a)、(b)、(c)、和图10(a)、(b)、(c)、和图11(a)、(b)、(c)所示的照度分布的情况下到达光阀2的相对光量比的表。另外，把图9(a)设为100%。<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>根据表1能够确认到到达光阀2的相对光量比最小的是图11(b)。并且，根据图ll(b)的光阀2上的照度分布和图14中的141所示，在屏幕11上没有观察到照度不均。即，在转动机构9a的遮光体9T、9B被配置为相比第1透镜阵列4a的射出面更靠近第2透镜阵列4b的入射面侧(图7所示的位置mn)时，在遮光体9T、9B的三角形的顶点位置位于如图5所示的相比于透镜单元50的长边方向的中心位置远离光轴C的方向时(三角形是把透镜单元50的与x轴邻接的边作为底边，在与底边相对的边的与y轴邻接的位置的相反位置具有顶点)，对比度最好，在屏幕11上没有观察到照度不均。另外，设为图7中的位置mn是因为表1中的图10(b)的相对光量比是第二小的。并且，关于上述内容，对于把转动机构9a的遮光体9T、9B的三角形的顶点位置设为第2透镜阵列4b的透镜单元的中心和端部(光轴C侧和光轴C的相反侧)的情况也进行了叙述，如图17所示，在把转动机构9a的遮光体9T、9B的三角形的顶点位置配置在第2透镜阵列4b的透镜单元的中心和端部之间时(三角形是把透镜单元50的与x轴邻接的边作为底边，在相比于与底边相对的边的中心远离光轴的方向具有顶点)，也能够获得相同的效果。图19是表示在图3中把遮光体9T、9B的三角形的顶点位置设为d31=d34、d32=d33、d31x2=d32，把遮光体9T、9B配置在图7中的地点m时的光阀2上的照度分布、和在x轴即线180上的x方向的相对光量比的图。另外，照度分布利用256灰度的灰阶表示。根据181能够确认到在0X的范围内是60X以上的相对光量比。即，在把遮光体9T、9B配置在图7中的地点m时，在屏幕11上不产生照度不均而且获得较高的对比度的、最佳的遮光体9T、9B的三角形的顶点位置，在图3中是d31=d34、d32=d33、d31x2=d32。因此，为了减小到达光阀2的光量、而且使在屏幕ll上不产生照度不均，优选把遮光体9T、9B配置在图7中的mn之间，使遮光体9T、9B的三角形的顶点位置s(距y轴的法线距离，参照图3)满足以下范围。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>另外，在把遮光体9T、9B的配置位置设为x(配置在mn之间，参照图7)、把遮光体9T、9B的三角形的顶点位置设为s(距y轴的法线距离，参照图3)时，相对遮光体9T、9B的配置位置的最佳的遮光体9T、9B的三角形的顶点位置s利用下式表示。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>如上所述，通过把转动机构9a的遮光体9T、9B设为三角形，能够连续地进行光量调节，而不会在屏幕ll上产生照度不均，并且能够获得较高的对比度。另外，即使不选择转动机构9a的遮光体9T、9B的三角形的顶点，只要把转动机构9a的遮光体9T、9B配置为相比第1透镜阵列4a的射出面更靠近第2透镜阵列4b的入射面侧(图7中的mn)，就能够连续地进行光量调节，而不会在屏幕li上产生照度不均，并且能够获得较高的对比度。<实施方式2>图20是表示使用了本发明的实施方式2的液晶光阔的投影式显示装置的照明光学系统lb的结构的图。其结构与实施方式l相同，所以为了方便而省略说明。图21是表示转动机构9a的遮光体9T、9B的开口部的一例的图。把转动机构9a的遮光体9T、9B的前端部(开口部轮廓线)的形状设为不存在与第2透镜阵列4b的透镜单元的长边(x轴)平行的前端部的形状。图22是表示转动机构9a的遮光体9T、9B的前端部被配置在光阀2上容易产生线上的颜色不均的位置时的图。根据图8所示，第1透镜阵列4a的入射面与光阀2存在共轭关系。因此，在通过第2透镜阵列4b的光量比较少时(例如图22)，有时在光阀2上产生线上的颜色不均(参照图23)。即，如果转动机构9a的遮光体9T、9B的前端部被配置在第2透镜阵列4b的第H2行透镜单元的y方向的曲率中心位置，则随着前端部与透镜单元的长边方向平行的部分越多，越容易在光阀2上产生线上的颜色不均。在此，图23是利用256灰度的灰阶表示在光阀2上产生的线上的颜色不均的一例的图，该线上的颜色不均是在下述情况下产生的，如图22所示，转动机构9a的遮光体9T、9B的前端部配置在第2透镜阵列4b的第H2行透镜单元的y方向的曲率中心位置，在遮光体9T、9B的前端部不形成凹状部，使前端部与透镜单元的长边方向平行。通过按照图21所示形成转动机构9a的遮光体9T、9B的前端部，能够使在光阀2上不容易产生线上的颜色不均。另外，随着远离光轴C而增大遮光区域，由此能够极力抑制因光阀2的入射特性的影响造成的对比度降低。因此，如图24所示，通过避免随着转动机构9a的遮光体9T、9B的前端部远离光轴C而增大通过光的形状，能够使不产生在光阀2上产生的线上的颜色不均，而且极力抑制对比度的降低。在实施方式1中，在转动机构9a的遮光体9T、9B的前端部为图5所示的情况、并在图22所示的位置配置遮光体9T、9B的前端部的情况下，有可能在屏幕ll上观察到线上的颜色不均，所以优选控制为不在第2透镜阵列4b的y方向曲率中心位置配置遮光体9T、9B的前端部。另外，在实施方式l中，在转动机构9a的遮光体9T、9B的前端部为图5所示的情况时，有可能在屏幕ll上观察到线上的颜色不均。该情况时，如实施方式2所述，把转动机构9a的遮光体9T、9B的前端部的形状设为不存在与第2透镜阵列4b的透镜单元的长边平行的前端部的形状，由此不需要如前所述那样来控制遮光体9T、9B的前端部的位置，所以控制范围增大。权利要求1.一种投影式显示装置，其具有光阀；光源，其产生照射向所述光阀的光；集成透镜，其配置在从所述光源到所述光阀的光路上，具有用于使来自所述光源的照度分布均匀化的第1透镜阵列和第2透镜阵列；和光量调节机构，其配置在所述光路上且配置在所述第1透镜阵列和所述第2透镜阵列之间，用于调节照射向所述光阀的光量，其中，所述光量调节机构具有一对呈左右对开的两扇门状转动的遮光体，该遮光体在前端部上形成有开口部，该开口部形成在与所述第2透镜阵列的和光轴邻接的透镜单元对应的区域，与所述第2透镜阵列的和光轴邻接的一个透镜单元对应的该开口部的区域呈三角形。2.根据权利要求1所述的投影式显示装置，在把所述第1透镜阵列的射出面的位置设为k、把所述第2透镜阵列的入射面的位置设为n、把所述第1透镜阵列的射出面与所述第2透镜阵列的入射面的中间地点设为m、把与所述光轴方向正交的所述透镜单元的长轴方向设为x、把与所述光轴方向正交的所述透镜单元的短轴方向设为y时，在所述遮光体位于所述m到所述n之间的位置时，所述遮光体的开口部的所述三角形把所述第2透镜阵列的所述透镜单元的与x轴邻接的边作为底边，在相比于所述透镜单元的与所述底边相对的边的中央远离光轴的方向具有顶点。3.根据权利要求2所述的投影式显示装置，在把所述第2透镜阵列的所述透镜单元的长轴方向的长度设为d30、把所述遮光体的开口部的三角形的顶点与所述y轴之间的法线距离设为s时，满足下式的关系，2xd30/3^s^d30。4.根据权利要求13中任一项所述的投影式显示装置，所述开口部包括与所述第2透镜阵列的除了和光轴邻接的透镜单元之外的单元对应的区域，在把与所述光轴方向正交的所述透镜单元的长轴方向设为X轴、把与所述光轴方向正交的所述透镜单元的短轴方向设为y轴时，所述遮光体的开口部轮廓线由与所述x轴不平行的形状构成。5.根据权利要求4所述的投影式显示装置，所述遮光体的开口部轮廓线呈三角形，其中，随着所述开口部轮廓线相对于所述三角形的顶点朝向远离所述y轴的方向，所述遮光体的前端部与所述x轴之间的法线距离变小。全文摘要一种投影式显示装置，能够根据影像信号容易地连续进行光量调节，始终显示对比度充足的影像，不产生光的照度不均。投影式显示装置具有光阀(2)；产生照射向光阀(2)的光的光源(3a)；集成透镜(4)，其配置在从光源(3a)到光阀(2)的光路上，具有第1透镜阵列(4a)和第2透镜阵列(4b)；和光量调节机构(9)，其配置在光路上且配置在第1透镜阵列(4a)和第2透镜阵列(4b)之间，光量调节机构(9)具有一对呈左右对开的两扇门状转动的遮光体，该遮光体在前端部上形成有开口部，该开口部形成在与第2透镜阵列(4b)的和光轴邻接的透镜单元对应的区域，与第2透镜阵列(4b)的和光轴邻接的一个透镜单元对应的该开口部的区域呈三角形。文档编号G03B21/14GK101655655SQ20091016660公开日2010年2月24日申请日期2009年8月20日优先权日2008年8月20日发明者大上户晃,山田旭洋,高桥素男,鲛岛研治申请人:三菱电机株式会社