投影仪的制作方法

专利名称：投影仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及投影仪。
背景技术：
作为能够显示大屏幕映像的装置的一种，利用来自光源装置的光对根据映像信息 形成光学图像的小型的光调制元件进行照明，将该光学图像通过投影镜头放大表示在屏幕 等上的投影仪被实际应用。近年，例如为了在不特定的场所利用放大的图像，对于投影仪的小型化的要求变 高。为了实现这样的小型化，将用于投影仪的元件小型化的开发正在开展，作为其中的一 环，不会导致射出光量的大幅度降低而能够小型化的照明装置正在被研究。作为这样的技 术，例如可以列举专利文献1所提案的技术。在专利文献1中，提案了一种具备半割状的主反射镜和副反射镜的照明装置。艮口， 通过使用用与光轴平行的平面将通常的发射面将发光管包围的全周型的反射镜分割成半 圆的反射镜来将反射镜小型化，从而谋求光源装置的小型化。另一方面，构成通过设置用于 将发光管不直接入射到半圆形的反射镜(主反射镜)的光向着主反射镜反射的小型的副反 射镜来使装置小型化同时维持射出的光量的光源装置。[专利文献1]日本特开2003-16802号公报在专利文献1的技术中，能够在维持光量的同时使光源装置小型化，从而能够使 基于此的投影仪非常小型化。但是，从使用射出的光形成良好的图像的观点来看还存在着 应该改进的地方。S卩，在上述的专利文献的照明装置中，主反射镜是将发光管的全周包围的一般的 主反射镜分割成一半的非对称的形状。因此，主反射镜射出的光的照度分布是具有距离发 光管较远的一侧照度较低而距离发光管较近的一侧照度较高的特性的不均等的分布。由 此，可能会产生在照明对象物体上的一端较暗而另一端较亮的亮度不均。另外，若将这样的照明装置适用于投影仪，则形成的投影图像也会产生亮度不均， 因此图像质量下降。特别是，对于是把来自照明装置的光分离成红色(R)、绿色(G)、蓝色 (B)的三色光，使用各色光并利用光调制元件形成调制的图像光进行投影显示的三板型投 影仪的情况，考虑构成为经由中继光学系统将3色光的其中的1色光传输至液晶面板等的 光调制元件(照明对象)。在采用该构成的情况下，基于经由中继光学系统被光照射的1个 光调制元件的图像相对于基于其他的2个光调制元件的图像反转，因此上述的亮度不均变 成色相不均出现，显示质量下降。

发明内容
本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于，提供一种即使光源射出的光的 照度分布非对称也能够显示抑制了亮度不均和色相不均的图像的投影仪。为了解决上述的课题，本发明的投影仪，其特征在于，具备射出具有非对称的照度分布的光的光源、对上述光源射出的光进行调制的光调制元件、和上述光源与上述光调制 元件之间的光路上配置的改变来自上述光源的光的照度分布的光学元件，上述光学元件以 使透射过该光学元件的光的照度分布中照度最高的区域与射入上述光学元件的光的照度 分布相比配置在上述光学元件的中心侧的方式改变透射过自身的光的照度分布。另外，本发明中所说的“非对称的照度分布”是指在考虑了与光源射出的光的中心 轴垂直的面内通过上述中心轴的任意的轴的时候，在照度分布无法成为轴对称那样的轴存 在的情况下的该照度分布。根据该构成，能够通过利用光学元件控制光源射出的光的照度分布来修正非对称 的照度分布使其接近对称的照度分布。作为能够进行这样的控制的光学元件，可以采用对 照度较高的区域的光进行减光而对照度较低的区域使其相对变亮的构成和通过使光折射 或者衍射来移动照明位置从而变更照度较高的区域的位置的构成等。通过具备这样的光学 元件，即使光源射出的光的照度分布不对称，也能够在照明对象上得到均等的照度分布。在本发明中，上述光源可以采用具备具有一对电极的发光管、以将上述发光管的 光轴作为中心的全周的其中一部分包围的方式配置并将上述发光管射出的光向照明对象 反射的第1反射镜、和以隔着上述发光管的光轴与上述第1反射镜对置的方式配置并将上 述发光管射出的光向上述第1反射镜反射的第2反射镜的构成。根据该构成，从发光管射出的光的一部分通过第1反射镜被反射射出，而其余的 光通过第2反射镜被反射后，透射过发光管并被第1反射镜反射，与从发光管直接射入第1 反射镜的光一起从第1反射镜射出。这里，如果设计为从发光管射向第2反射镜的光被第 2反射镜反射并高效率地返回至第1反射镜，则不会发生射出光量的大幅度的降低。另外， 由于这些第1反射镜和第2反射镜是以往的凹面反射镜的一部分的形状，所以与以往相比 能够使装置大幅度小型化。在本发明中，优选地，上述光学元件以使射入该光学元件的光的照度分布中照度 较高的区域与照明区域的中心错开的方式控制透射过自身的光的照度分布。根据该构成，能够准确地控制形成的图像的中央的亮度不均。由于使用者将投影 仪显示的图像的中央作为视野的中心来观察投影图像，所以通过首先抑制图像的中央的亮 度不均能够显示良好的图像。在本发明中，优选地，具有将上述光源射出的光分离成多个色光的色分离光学系 统、对经由多个上述光调制元件射出的多个色光进行合成的色合成光学系统以及仅使上述 多个色光中的特定的一个色光反转并射入上述色合成光学系统的中继光学系统，上述光学 元件设置在上述特定的色光所传播的光路上。基于经由中继光学系统照射色光的光调制元件的图像由于相对基于其他的2个 的光调制元件的图像反转，所以一方的色光中照度较高的区域与其他的色光中照度较低的 区域叠加，其结果亮度不均表现为色相不均导致显示质量下降。但是，根据该构成，由于反 转的色光的亮度不均被降低，所以在多个色光重合的情况下的各色光的照度的差也降低。 因此，在色光叠加的时候，亮度不均较难表现为色相不均，从而能够进行良好的图像显示。在本发明中，优选地，上述光学元件是包含在上述中继光学系统中的中继透镜，上 述中继透镜以上述中继透镜的透镜光轴远离透射过上述中继光学系统的色光的光路的中 心轴的方式配置，以使得基于透射过上述中继光学系统的色光的照明分布中照度较高的区域与基于没有透射过上述中继光学系统的其他的色光的照明分布中照度较高的区域错开。根据该构成，在色光透射过中继光学系统的时候，将该色光的照明位置与光路的 中心轴错开，能够改变照度较高的区域的位置。因此，能够很好的减少因中继光学系统而反 转的色光的亮度不均。另外，在本发明中，上述光学元件是包含在上述中继光学系统中的中继透镜，也可 以将上述中继透镜设成为偏心，以使基于透射过上述中继光学系统的色光的照明分布中照 度较高的区域与基于没有透射过上述中继光学系统的其他的色光的照明分布中照度较高 的区域错开。根据该构成，利用因透镜的偏心造成的透镜所具有的象差，不用使配置位置与通 常的中继光学系统不同而是将该色光的照明位置与光路的中心轴错开，能够改变照度较高 的区域的位置。因此，能够很好的减少因中继光学系统而反转的色光的亮度不均。在本发明中，优选地，透射过上述光学元件的光不经由其他的光学系统而是射入 上述光调制元件。例如，若在光学元件和光调制元件之间存在其他的光学系统，则在考虑通过透过 元件形成的照度分布因再次透射过光学系统而发生变化的情况的基础上，需要设计透射过 光学元件之后的照度分布。但是，若配置在液晶光阀的正前方则由于具有被光学元件控制 的照度分布的光立刻射入光调制元件，所以容易设计适于进行显示降低了色相不均的图像 的照度分布。在本发明中，优选地，在上述光源和上述光学元件之间的光路上具有复眼阵列或 者棒阵列。这些复眼阵列和棒阵列即使不能够除去基于非对称的照度分布的亮度不均，也能 够降低亮度不均。所以，通过在射入光学元件之前预先降低亮度不均，能够更加可靠地抑制 透射过光学元件之后的光的亮度不均。在本发明中，优选地，在上述光源和上述光学元件之间的光路上具有复眼阵列，在 上述复眼阵列和上述光调制元件之间的光路上具备具有球面象差的光叠加光学系统。光叠加光学系统具有球面象差，由此射入复眼阵列的光成分中照度较低的光成分 不射入光调制元件。另外，由于光调制元件上的图像模糊，所以各个光调制元件上的亮度缓 和。因此，在经由光调制元件的色光叠加的时候，亮度不均较难作为色相不均显现，能够进 行良好的图像显示。


图1是表示涉及本发明的实施方式的投影仪的示意图。图2是表示本实施方式的投影仪具有的照明系统的概略截面图。
图3是说明对比例的说明图。图4是说明本发明的效果的说明图。图5是表示涉及本发明的实施方式的投影仪的变形例的示意图。图6是表示涉及本发明的实施方式的投影仪的变形例的示意图。图中符号说明1...投影仪、11...光源装置(光源)、lla...发光管、12...主反射镜(第1反射镜)。13...副反射镜(第2反射镜)、20...色分离光学系统、28...中继透镜(光学元 件)、30a 30c. · ·液晶光阀(光调制元件)、40. · ·色合成光学系统、120、130. · ·透镜阵列 (复眼阵列)、200· ·.光叠加光学系统。
具体实施例方式下面，参照图1 图4对涉及本发明的实施方式的投影仪进行说明。另外，在下面 所有的图中，为了使图易懂，对各构成要素的尺寸、比率等进行了适当地变化。图1是表示本实施方式的投影仪的示意图。如图所示那样，投影仪1在基板P上 设置有照明系统10、分色光学系统20、液晶光阀(光调制元件)30a 30c、色合成元件(色 合成光学系统)40和投影光学系统50。下面，如图所示那样设定XYZ直角坐标系，并据此说明各元件的位置关系。在该 XYZ直角坐标系中，将与照明系统10射出的光L的光轴平行的方向设为X轴方向，将与X轴 垂直并且与基板P的表面平行的方向设为Y轴，将与X轴垂直的基板P的法线方向设为Z 轴O投影仪1简单来说如下面那样动作。照明系统10射出的光通过色分离光学系统 20分离成多种色光。通过色分离光学系统20分离的多种色光分别射入对应的液晶光阀 30a 30c进行调制。通过液晶光阀30a 30c调制的多种色光射入色合成元件40进行合成。通过色 合成元件40合成的光通过投影光学系统50大投影在墙壁和屏幕等的被投影面60上，以此 显示全色的投影图像。下面对投影仪1的各构成要素进行说明。图2是表示照明系统10的概略构成的截面图。如图所示那样，照明系统10包含 光源装置(光源)11以及照明光学系统100。照明光学系统100的构成要素沿着照明系统 10的光轴IOA排列。光轴IOA与光源装置11射出的光的中心轴基本一致。照明光学系统 100构成为从光源装置11向着光轴IOA的下游依次配置有平行化透镜110、透镜阵列120、 130、偏振转换元件140和叠加透镜150。光源装置11具有电弧放电型发光管(后面有时也单纯地称为“发光管”)10a、主 反射镜(第1反射镜)12和副反射镜(第2反射镜)13。主反射镜12和副反射镜13分别 配置为包含凹面状的反射面且相互的反射面相对。发光管Ila配置在被主反射镜12和副反射镜13包围的区域中。发光管Ila大体 上在光源轴(后面称为灯轴)IlA的轴方向上延伸，在灯轴IlA周围大致成为轴对称的形 状。光源装置11的光轴大致与灯轴IlA平行。发光管Ila构成为含有真空管部14、封止部15和供电端子16。真空管部14是具 有内部空间的中空的大致为球状的管体，在真空管部14的两端，棒状的封止部15和真空管 部14形成为一体。真空管部14以及封止部15由例如石英玻璃、蓝宝石等的耐热性较高的 透明材料构成。两侧的封止部15的内部分别埋设有贯通内部的棒状的供电端子16，供电端子的 端部作为在真空管部14的内部空间相对的一对电极被设置。另外，在真空管部14的内部 空间中封入有发光物质和气体。可以使用例如水银、金属卤化物等作为发光物质，可以使用 例如稀有气体、卤素气体等作为气体。在本实施方式中，发光管Ila以供电端子16延伸的方向与灯轴IlA —致的姿势被固定在主反射镜12上。作为这种发光管11a，高压水银灯、金属卤化物灯、氙气灯等与此相当。主反射镜12和副反射镜13包括在例如玻璃和结晶化玻璃等的耐热性较高、机械 强度较大的基材和在基材的内侧面(配置发光管一侧的面)的全部区域上形成的、由例如 介质多层膜和金属膜构成的反射镜。主反射镜12使发光管11射出的光向着照明对象反射并大体上沿着光轴IOA的轴 方向反射。主反射镜12的对着发光管Ila的内侧面成为存在有反射镜的反射面12a。副反射镜13的主要功能是使发光管Ila射出的光向着主反射镜12反射，由具有 凹陷成球面状的反射面的反射镜构成。平行化透镜110由凹透镜构成，用于使光源装置11射出的光平行。透镜阵列(复眼阵列)120、130将平行化透镜110射出的光的亮度分布均等化。透 镜阵列120包含多个透镜部121，透镜阵列130包含多个透镜部131。透镜部121与透镜部 131 一对一对应。平行化透镜110射出的光被空间区分射入到多个透镜部121。透镜部121 使射入的光在对应的透镜部131上成像。由此，在多个透镜部131上分别形成了二次光源 像。偏振转换元件140使透镜阵列120、130射出的光L的偏振状态一致。偏振转换元 件140包含与透镜部131 —对一对应的多个偏振转换单元。通过透射过偏振转换单元，入 射光被转换成P偏振和S偏振的其中一种被射出。叠加透镜150使从偏振转换元件140射出的光在被照明区域叠加。光源装置11 射出的光被空间分割后，通过叠加造成亮度分布被均等化从而提高了围绕光轴IOA的轴对 称性。对于这样的照明系统10具备的光源装置11，主反射镜12是将包围发光管Ila的 全周的一般的反射镜分割成一半的在Z轴方向不对称的形状。因此，主反射镜12射出的光 的照度分布成为具有距离发光管Ila较远一侧(+Z侧)照度较低，距离发光管Ila较近一 侧(-ζ侧)照度较高的特性的不对称的照度分布。返回图1，色分离光学系统20包含分色镜21、22、镜23 25、场镜^a ^c、中 继透镜(中继光学系统)27、观。分色镜21、22是例如在玻璃表面将介质多层膜层叠而形 成的。分色镜21、22具有使规定的波段的色光选择性反射而使其余的波段的色光透射的特 性。这里，分色镜21使绿色光和蓝色光反射，分色镜22使绿色光反射。照明系统10射出的光L射入分色镜21。光L中的红色光La通过分色镜21射入 镜23，被镜23反射射入场镜^a。红色光La通过场镜26a平行化后射入液晶光阀30a。光L中的绿色光Lb和蓝色光Lc被分色镜21反射射入分色镜22。绿色光Lb被分 色镜22反射射入场镜^b。绿色光Lb通过场镜26b平行化后射入液晶光阀30b。通过分色镜22的蓝色光Lc通过中继透镜27并被镜M反射以后，通过中继透镜 28并被镜25反射射入场镜^c。蓝色光Lc通过场镜26c平行化后射入液晶光阀30c。液晶光阀30a 30c由例如透过型的液晶光阀等的光调制装置构成。液晶光阀 30a 30c与用于供给包含图像信息的图像信号的PC等的信号源(省略图示)电的连接。 液晶光阀30a 30c根据供给的图像信号将入射光按照每个像素进行调制并形成图像。液 晶光阀30a 30c分别形成红色图像、绿色图像和蓝色图像。被液晶光阀30a 30c调制(形成)的光(图像)射入色合成元件40。色合成元件40由分色棱镜等构成。分色棱镜是将4个三角柱棱镜互相贴合形成 的构造。三角柱棱镜被贴合的面是分色棱镜的内侧面。在分色透镜的内侧面上，反射红色 光而使绿色光透射的镜面和反射蓝色光而使绿色光透射的镜面相互垂直被形成。射入分色 棱镜的绿色光通过镜面被原样射出。射入分色棱镜的红色光和蓝色光被镜面选择性反射或 者透射并以与绿色光的射出方向相同的方向射出。由此3种色光(图像)被重合合成，合 成的色光被投影光学系统50放大投影在被投影面60上。本实施方式的投影仪1具备这样的基本构成。这里，若观察红色光La、绿色光Lb和蓝色光Lc的各自的动作，与红色光La在分 色镜23上、绿色光Lb在分色镜22上反射的基础上射入液晶光阀相比，蓝色光Lc在分色镜 24,25上反射的同时透射过中继透镜27J8并射入液晶光阀。在透射过该中继透镜27、28 的时候，由于蓝色光Lc的照度分布反转，所以其结果变成，具备与红色光La、绿色光Lb相比 只有蓝色光Lc反转的照度分布。投影仪1为了降低这样的照度分布的不同，将中继透镜的位置向+Z方向远离配 置，以使与通常的中继透镜的配置不同、即、使图中两点划线表示的蓝色光Lc的光路的中 心与中继透镜28的透镜光轴28A错开。通过模拟确认了如下的效果，即、通过这样将配置位置错开的中继透镜28而减少 色相不均的效果。在模拟时，在使分别射入液晶光阀30a 30c的色光重叠的情况下形成 的假想的图像内，根据多点的RBG的亮度计算各点的色度并求出多点中的2点间的色度的 差，从而求出色度差的最大值。通过使中继透镜观的配置场所的不同，确认了该色度差最 大值变化的情况。图3、4是说明本发明的效果的说明图，也是表示上述的模拟结果的概略图。图3 作为对比例是表示中继透镜28的透镜光轴28A和蓝色光Lc的光路的中心重合配置(通常 的配置)的情况下的投影图像的色相不均的样子的图。在各图中，上侧对应图1、2中的+Z 方向，下侧同样对应图1、2中的-Z方向。首先，如图3所示那样，在与光路的中心轴垂直的假想面上，光L具有+Z方向较暗 而-Z方向较亮的非对称的照度分布。在图中，表示了越是着色较浓的区域越暗，越是着色 较浅的区域越亮的情况。并且，光L被分色镜分离变成红色光La、绿色光Lb和蓝色光Lc。并且由于蓝色光 Lc在投射过中继透镜的时候反转，所以如图所示那样具有+Z方向较亮而-Z方向较暗的亮 度不均(色相不均)。如图3所示那样，在中继透镜观的配置是通常配置的情况下，若使红色光La、绿色 光Lb和蓝色光Lc重合，则对于红色光La和绿色光Lb来说，由于较亮区域之间和较暗区域 之间互相重合，所以没有强调哪一边的色从而成为良好的混色状态。但是，若对这些红色光 La和绿色光Lb重合蓝色光Lc，则图中用符号AR表示的区域变成一边的较亮区域与另一边 的较暗区域重合的关系，因此较亮的光的色不会被强调而成为白色光，从而产生了色相不 均。与此相对，中继透镜28的配置若如图1所示那样错开，则聚焦位置在Z轴方向错 开，因此如图4所示那样蓝色光Lc的亮度不均发生变化，蓝色光Lc的较亮区域接近面内中心侧、即红色光La和绿色光Lb的较亮区域，另一方面+Z侧的周边变暗。若将具有这样的亮度不均的蓝色光Lc与红色光La和绿色光Lb重合，则在图中用 符号ARl表示的区域中，与红色光La和绿色光Lb的较暗区域重合的蓝色光Lc的亮度降低， 由此与图3的状态相比色光之间的亮度的差变小。另外，在图中用符号AR2表示的区域中， 与红色光La和绿色光Lb的较亮区域重合的蓝色光Lc的较暗区域变狭窄，由此与图3的状 态相比色光之间的亮度的差变小。因此，通过错开中继透镜观的位置减少了上述的色度差 的最大值同时减少了色相不均。通过使用这样的色光，能够显示抑制了色相不均的图像。如上所述，在能够全色显示的三板型投影仪中，光经由中继光学系统入射的蓝色 光用的液晶光阀的图像由于相对于其他的液晶光阀的图像而反转，所以在使用具有非对称 的照度分布的照明装置的情况下可能会产生色相不均。但是，根据本实施方式的投影仪1， 通过在蓝色光的光路上设置的中继透镜的配置位置，对液晶光阀30c照明的蓝色光的较亮 部分接近对其他的液晶光阀30a、30b照明的光的较亮部分，从而能够实现一种能够显示抑 制了色相不均和亮度不均的图像的小型的投影仪。另外，在本实施方式中，通过错开中继透镜观的位置来错开聚焦位置并控制蓝色 光Lc的亮度不均(照度分布)，但是也可以通过使中继透镜观的曲率与其他的透镜不同使 其偏心来使聚焦位置从蓝色光Lc的光路中心错开。另外，在本实施方式中，通过中继透镜观控制色相不均，但是并不限定于此，也可 以设定为将用于控制蓝色光Lc的色相不均的专用的光学元件配置在蓝色光Lc的光路上。 作为这样的光学元件，只要是能够控制透射的光的照度分布以使与红色光La、绿色光Lb的 较亮区域接近一侧变亮即可。例如，可以配置透射的光的照明分布的内侧比周边部亮的减 光滤波器和CGH、扩散板等。优选地，这样的光学元件配置在液晶光阀正前方，经由光学元件的光不经由其他 的光学系统而是射入液晶光阀。在光学元件和液晶光阀之间若存在其他的光学系统，则在 考虑通过透过光学元件而形成的照度分布因再次透射过光学系统而发生变化的情况的基 础上，需要设计透射过光学元件之后的照度分布。但是，若配置在液晶光阀的正前方则没有 这样的必要，因此容易设计适于进行显示降低了色相不均的图像的照度分布。另外，在本实施方式中，通过中继透镜观控制了色相不均，但是也可以设为通过 中继透镜27和场镜26c控制色相不均。另外，在本实施方式中，说明了因为在蓝色光Lc的光路上配置了中继透镜所以蓝 色光Lc产生了与红色光La以及绿色光Lb的照度分布不同的色相不均，但是并不限定于 此。如果将中继透镜配置在红色光La的光路上，当然也会产生红色光的照度分布与其他的 色光不同的问题，如果将中继透镜配置在绿色光Lb的光路上，当然也会产生绿色光的照度 分布与其他的色光不同的问题。另外，在本实施方式中，虽然构成为使用复眼阵列、即透镜阵列120、130，但是另外 也可以构成为使用棒阵列。另外，即使是不具备这些阵列的构成也能够降低基于中继透镜 28的色相不均。另外，在本实施方式中，虽然将除去因具有半割状的反射镜的光源装置11所具有 的照度分布造成的色相不均作为课题，光源装置的构成并不仅限于此，本发明也可以应用 于消除使用具有非对称的照度分布的其他的光源装置的情况下的色相不均。
另外，在本实施方式中，作为光调制元件表示了透射型的液晶光阀，但是也可以采 用反射型的液晶光阀和数字微镜器件。在这种情况下，根据图像形成装置的种类，可以适宜 变更在光源装置和图像形成装置之间的光路上配置的光学系统和图像形成装置和投影光 学系统之间的光路上配置的光学系统、投影光学系统等。(变形例)也可以在本实施方式的构成的基础上使用由多个透镜的组合构成的光学系统 (例如中继光学系统)控制色相不均。通常，虽然将光学系统设计为通过组合多个透镜来除 去象差，但是本发明与通常不同，通过将多个透镜组合积极地形成象差能够改善色相不均。图5是表示光源装置11射出的光的动作的示意图。这里，为了简单说明，表示了 在光源装置11的光轴IOA上排列有透镜阵列120、130、液晶光阀30，将由配置在透镜阵列 130和液晶光阀30之间的叠加透镜150、中继光学系统、场镜等构成的光叠加光学系统用符 号200表示。另外，在图中表示了透镜阵列120被透镜部121分割成16个，透镜阵列130 也同样地被透镜部131分割成16个。首先，光源装置11射出的光具有越靠近下方中央越亮、越向周围远离越暗的照度 分布。在图中，与图3、4 一样通过图中着色的浓淡来表示照射到透镜阵列120的光具有照 度分布的样子。射入透镜阵列120的光根据照度分布对于多个透镜部121的每个而言照度不同 (例如，符号Xl和符号Yl)，在与各透镜部121对应的透镜部131中(例如，符号X2和符号 Y2)形成照度不同的二次光源像。透射过透镜阵列130的光通过光叠加光学系统200被叠加在被照明区域、即液晶 光阀30上。通常，光叠加光学系统200的焦点位置被设计为在液晶光阀30上重合。在图 中，表示了光叠加光学系统200的焦点F的位置在液晶光阀30上重合。由此，透镜阵列130 上的照度不同的二次光源像在液晶光阀30上叠加，液晶光阀30被叠加的光照明。这里，若不固定光叠加光学系统200的焦点位置而是设计成积极地具有在光轴 IOA的方向上分散的象差、即球面象差，则会产生下面那样的效果。例如，如图6(a)所示那样，考虑具有光叠加光学系统越远离光轴IOA则焦点位置 越向-的方向移动那样的球面象差的情况。对于被设计为使焦点落在液晶光阀30上的光 叠加光学系统200而言，通过用非球面透镜取代构成透镜的一部分或者在一部分插入凹透 镜，能够适宜地设计这样的光叠加光学系统200的象差。在这种情况下，由于液晶光阀30没有被配置在被透镜阵列120、130分割的光最聚 集的位置上，所以对液晶光阀照明的光具有对液晶光阀30照明所需要的以上的范围。所 以，照明的光虽然一部分在液晶光阀30上被叠加，但是照射到偏离液晶光阀30的位置的光 的成分增加。这里，在透镜阵列120、130中，在分割来自光源装置11的如图6(b)所示那样的照 度分布的光的时候，由于符号X表示的光轴IOA附近的位置的透镜部向液晶光阀30照射的 光的基于象差的位置偏移较小，所以大半被照射在液晶光阀30上，而距离光轴IOA较远一 侧的周边部的一部分的光没有射入液晶光阀30(图6(c))。相反，图6的(b)中符号Y所示那样的距离光轴IOA较远位置的透镜部向液晶光 阀30照射的光基于象差的位置偏移较大，距离光轴IOA较远一侧的周边部的大部分光没有射入液晶光阀30(图6的(d))。即，在射入了液晶光阀30的情况下，在除去了形成亮度不 均的光成分(较暗区域)的基础上还在液晶光阀30上叠加。另外，若光叠加光学系统200具有球面象差，则由于焦点无法聚焦在液晶光阀30 上所以图像模糊。因此，由液晶光阀30产生的亮度不均的层次级差也不明显，亮度不均变 得缓和。通过结合这2种效果，若光叠加光学系统200具有球面象差则能够改善各个液晶 光阀30 (液晶光阀30a 30c)上的亮度不均。再加上基于上述的实施方式那样错开中继 透镜观的位置的亮度不均的改善效果，由此能够显示进一步抑制了色相不均的图像。这里，表示了具有光叠加光学系统200的焦点位置向-的方向偏移那样的球面象 差的情况，但是也可以构成为具有向+的方向偏移的球面象差。即使在这样的情况下，由于 产生了不射入液晶光阀30的光成分且该不入射的光成分是照度较低的光成分，并且还由 于因焦点无法聚焦所以图像模糊，所以能够得到同样的效果。上面参照附图对本发明涉及的合适的实施方式例进行了说明，但是本发明当然并 不限于该例。上述的例子中表示的各构成元件的形状和组合等是一个例子，能够在不脱离 本发明的宗旨的范围内根据设计要求进行各种变更。
权利要求
1.一种投影仪，其特征在于，具备射出具有非对称的照度分布的光的光源、对上述光源射出的光进行调制的光调 制元件、和配置在上述光源和上述光调制元件之间的光路上的用于改变来自上述光源的光 的照度分布的光学元件，上述光学元件以使透射过该光学元件的光的照度分布中照度最高的区域与射入上述 光学元件的光的照度分布相比配置在上述光学元件的中心侧的方式改变透射过自身的光 的照度分布。
2.根据权利要求1所记载的投影仪，其特征在于，上述光源具备具有一对电极的发光管、以将上述发光管的光轴作为中心的全周的其中一部分包围的 方式配置并将上述发光管射出的光向照明对象反射的第1反射镜、和以隔着上述发光管的 光轴而与上述第1反射镜对置的方式配置并将上述发光管射出的光向上述第1反射镜反射 的第2反射镜。
3.根据权利要求1或者权利要求2所记载的投影仪，其特征在于，上述光学元件以使射入该光学元件的光的照度分布中照度较高的区域与照明区域的 中心错开的方式控制透射过自身的光的照度分布。
4.根据权利要求1至权利要求3的任意一项所记载的投影仪，其特征在于，具有将上述光源射出的光分离成多个色光的色分离光学系统、对经由多个上述光调 制元件射出的多个色光进行合成的色合成光学系统以及仅使上述多个色光中的特定的一 个色光反转并射入上述色合成光学系统的中继光学系统，上述光学元件设置在上述特定的色光所传播的光路上。
5.根据权利要求4所记载的投影仪，其特征在于，上述光学元件是包含在上述中继光学系统中的中继透镜，上述中继透镜以上述中继透镜的透镜光轴远离透射过上述中继光学系统的色光的光 路的中心轴的方式配置，以使得透射过上述中继光学系统的色光的照明分布中照度较高的 区域与没有透射过上述中继光学系统的其他的色光的照明分布中照度较高的区域错开。
6.根据权利要求4或者权利要求5所记载的投影仪，其特征在于，上述光学元件是包含在上述中继光学系统中的中继透镜，将上述中继透镜设成为偏心，以使得透射过上述中继光学系统的色光的照明分布中照 度较高的区域与没有透射过上述中继光学系统的其他的色光的照明分布中照度较高的区 域错开。
7.根据权利要求4所记载的投影仪，其特征在于，透射过上述光学元件的光不经由其他的光学系统而射入上述光调制元件。
8.根据权利要求1至权利要求7的任意一项所记载的投影仪，其特征在于，在上述光源和上述光学元件之间的光路上具有复眼阵列或者棒阵列。
9.根据权利要求1至权利要求7的任意一项所记载的投影仪，其特征在于，上述光源和上述光学元件之间的光路上具有复眼阵列；在上述复眼阵列和上述光调制元件之间的光路上具备具有球面象差的光叠加光学系统。
全文摘要
本发明提供了一种投影仪，在光源射出的光的照度分布即使不对称的时候也能够显示抑制了亮度不均和色相不均的图像。该投影仪具备射出具有非对称的照度分布的光的光源(10)、对光源(10)射出的光进行调制的液晶光阀、和配置在光源(10)和液晶光阀之间的光路上的用于改变来自光源(10)的光的照度分布的中继透镜(28)，中继透镜(28)以使透射过中继透镜(28)的光的照度分布中照度最高的区域与射入中继透镜(28)的光的照度分布相比配置在中继透镜(28)的中心侧的方式改变透射过自身的光的照度分布。
文档编号G02B27/18GK102043316SQ20101029855
公开日2011年5月4日 申请日期2010年9月28日 优先权日2009年10月9日
发明者有贺进 申请人:精工爱普生株式会社