专利名称：投影机的制作方法
技术领域：
本发明涉及投影机。
背景技术：
以往，已知一种投影机，其具备照明装置，该照明装置具备出射光的光源装置以及将来自于光源装置的光作为偏振光出射的偏振转换元件；反射型的光调制装置，其根据图像信息对来自于照明装置的光进行调制；和对来自于光调制装置的光进行投影的投影光学系统(例如参照专利文献I)。根据现有的投影机，能够使用来自于照明装置的光对与图像信息相应的图像进行投影。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2010-91927号公报但是，近年，需求小型轻量且单独使用或者内置于其他设备使用的极小型的投影机(所谓微型投影机)。因此，在考虑使现有的投影机成为极小型投影机时，可以考虑不具备积分光学系统的投影机。但是，本发明的发明者发现，在上述那样的不具备积分光学系统的投影机中，有在投影于屏幕的投影图像上会发生照明不均这样的问题。
发明内容
发明所要解决的课题因此，本发明是为了解决上述问题而作出的，其目的在于提供能够减少在投影于屏幕的投影图像上产生照明不均的投影机。用于解决课题的技术方案本发明的发明者，经过锐意研究的结果，作为在上述那样的不具备积分光学系统的投影机中会在投影于屏幕的投影图像上产生照明不均的原因，发现向偏振转换元件入射的光会由偏振转换元件的不连续面遮挡(参照后述的比较例)。因此，本发明的发明者，进行进一步研究的结果，想到在偏振转换元件的前级以及所述偏振转换元件的后级中至少一方设置对光进行扩散的光扩散机构，直至完成本发明。本发明通过下面的结构而构成。(I)本发明的投影机，其特征在于，具备照明装置，其具备出射光的光源装置以及作为偏振光出射来自于所述光源装置的光的偏振转换元件；光调制装置，其根据图像信息调制来自于所述照明装置的光；和投影光学系统，其对来自于所述光调制装置的光进行投影，所述照明装置进一步具备配置于所述偏振转换元件的前级以及所述偏振转换元件的后级中至少一方的光扩散机构。因此，根据本发明的投影机，因为进一步具备配置于所述偏振转换元件的前级以及所述偏振转换元件的后级中至少一方的光扩散机构，所以能够降低由偏振转换元件的不连续面造成的影响，能够减少在投影于屏幕的投影图像上产生照明不均。另外，根据本发明的投影机，因为不具备积分光学系统，所以能够实现小型轻量化。其结果，能够设为适于作为极小型投影机的投影机。(2)在本发明的投影机中，优选，所述偏振转换元件具有按一维排列有分别具有I个偏振分离部和I个反射部的多个偏振转换部而成的结构，所述光扩散机构沿着所述多个偏振转换部按一维排列的方向对光进行扩散。通过设为这样的结构，能够混合不会由偏振转换元件的不连续面遮挡的光与会由偏振转换兀件的不连续面遮挡的光，能够减少在相对于多个偏振转换部按一维排列的方向垂直的方向产生的照明不均。其结果，能够减少在投影于屏幕的投影图像上产生照明不均。另外，通过设为这样的结构，通过仅向多个偏振转换部按一维排列的方向扩散光，能够与向所有方向扩散光的情况下的光量相比较并不那么多地降低照明装置的光量地，降低由偏振转换元件的不连续面造成的影响。(3)在本发明的投影机中，优选，所述光扩散机构，在所述光扩散机构的所述光源装置侧的面以及所述光扩散机构的所述光调制装置侧的面中至少任一面，具有多个光扩散部，所述光扩散部，分别在垂直于所述照明装置的光轴的方向、且与所述多个偏振转换部按一维排列的方向垂直的方向延伸，所述多个光扩散部中的I个光扩散部，在按垂直于所述一个光扩散部延伸的方向的截面观察时，具有大致半圆形状的截面形状。通过设为这样的结构，能够高效地混合不会由偏振转换元件的不连续面遮挡的光与会由偏振转换元件的不连续面遮挡的光。其结果，能够进一步减少在投影于屏幕的投影图像上产生照明不均。此外，在本说明书中，所谓“大致半圆形状”，不仅是指严密的半圆形状，还包括椭圆等近似于圆的形状。 (4)在本发明的投影机中，优选，所述光扩散机构，在所述光扩散机构的所述光源装置侧的面以及所述光扩散机构的所述光调制装置侧的面中至少任一面，具有多个光扩散部，所述光扩散部，分别在垂直于所述照明装置的光轴的方向、且与所述多个偏振转换部按一维排列的方向垂直的方向延伸，所述多个光扩散部中的I个光扩散部，在按垂直于所述一个光扩散部延伸的方向的截面观察时，具有三角形状的截面形状。通过设为这样的结构，也能够高效地混合不会由偏振转换元件的不连续面遮挡的光与会由偏振转换元件的不连续面遮挡的光。其结果，能够进一步减少在投影于屏幕的投影图像上产生照明不均。( 5 )在本发明的投影机中，优选，所述光扩散机构，在所述光扩散机构的所述光源装置侧的面以及所述光扩散机构的所述光调制装置侧的面中至少任一面，具有多个光扩散部，所述光扩散部，分别在垂直于所述照明装置的光轴的方向、且与所述多个偏振转换部按一维排列的方向垂直的方向延伸，所述多个光扩散部中的I个光扩散部，在按垂直于所述一个光扩散部延伸的方向的截面观察时，具有四边形形状的截面形状。通过设为这样的结构，也能够高效地混合不会由偏振转换元件的不连续面遮挡的光与会由偏振转换元件的不连续面遮挡的光。其结果，能够进一步减少在投影于屏幕的投影图像上产生照明不均。(6)在本发明的投影机中，优选，所述多个光扩散部，沿着所述多个偏振转换部按一维排列的方向按等间隔配置。通过设为这样的结构，能够容易地制造光扩散机构。另外，能够高效地混合不会由偏振转换元件的不连续面遮挡的光与会由偏振转换元件的不连续面遮挡的光。(7)在本发明的投影机中，优选，所述多个光扩散部，沿着所述多个偏振转换部按一维排列的方向按随机的间隔配置。通过设为这样的结构，能够高效地混合不会由偏振转换元件的不连续面遮挡的光与会由偏振转换元件的不连续面遮挡的光。(8)在本发明的投影机中，优选，所述多个光扩散部的个数大于等于所述偏振转换部个数的2倍。通过设为这样的结构，能够进一步高效地混合向偏振转换元件入射的光中不会由偏振转换元件的不连续面遮挡的光与会由偏振转换元件的不连续面遮挡的光。其结果，能够进一步减少在投影于屏幕的投影图像上产生照明不均。(9)在本发明的投影机中，优选，所述偏振转换元件具有2个所述偏振转换部。通过设为这样的结构，不需要用于配合偏振分离部的配置将来自于光源装置的光分割成多个光束、使分割出的各光束聚光于相对应的各偏振分离部的光学系统。因此，与具有多于2个的偏振转换部的投影机相比，能够使投影机进一步小型轻量化。其结果，能够设为进一步适于作为极小型投影机的投影机。( 10)在本发明的投影机中，优选，在所述偏振转换元件与所述光调制装置之间，设置有将朝向所述光调制装置的照射区域的外侧行进的光向所述照射区域的内侧反射的反射机构。根据该结构，从偏振转换元件出射的光中向照射区域的外侧行进的光，能够在途中向照射区域的内侧被反射，通过该反射光照射照射区域的边缘部。由此，消除照射区域的边缘部变暗的照明不均。(11)在本发明的投影机中，优选，所述反射机构，呈内面为反射面的棱柱筒状，配设为，一方的开口部朝向所述偏振转换兀件的光出射面侧，另一方的开口部朝向所述光调制装置的照射区域侧。在该结构中，因为反射光的介质是换算为空气的光路长度比较长的空气，所以能够抑制在照射区域出现偏振转换元件的不连续面的显示影。(12)在本发明的投影机中，优选，所述反射机构的所述一方的开口部的开口面积比所述另一方的开口部的开口面积大。根据该结构，能够进一步提高照射区域处的照明光的强度。(13)在本发明的投影机中，优选，所述反射机构的反射面，至少一部分区域具有散射特性。根据该结构，因为入射于反射面的光向各个方向被反射，所以能够通过这些反射光没有不均地均一地照射照射区域的边缘部等。(14)在本发明的投影机中，优选，所述偏振转换元件具备偏振分离部，其透射入射于所述偏振转换兀件的入射光所含的偏振分量中第I直线偏振分量，反射第2直线偏振分量；反射部，其将在所述偏振分尚部反射了的所述第2直线偏振分量向与所述第I直线偏振分量的透射方向平行的方向反射；和位相差板，其将所述第I直线偏振分量与所述第2直线偏振分量中一方的直线偏振分量转换成另一方的直线偏振分量，所述偏振分尚部处的所述第2直线偏振分量的反射率比所述偏振分尚部处的所述第I直线偏振分量的透射率大。第2直线偏振分量，由偏振分尚部反射后，由反射部反射而与第I直线偏振分量向同一方向出射，所以第2直线偏振分量的光路长度与第I直线偏振分量的光路长度相比变长。按照照明规律，照明光的光路长度越长照射区域的亮度越低，所以如果使偏振分离部处的第I直线偏振分量的透射率与偏振分尚部处的第2直线偏振分量的反射率相等，则与第2直线偏振分量相对应的照射区域的亮度会变得比与第I直线偏振分量相对应的照射区域的亮度暗。本发明中，偏振分尚部处的第2直线偏振分量的反射率比偏振分尚部处的第I直线偏振分量的透射率大，所以能够使与第2直线偏振分量相对应的照射区域的亮度接近与第I直线偏振分量相对应的照射区域的亮度。由此，能够在照射区域整体实现大致均一的亮度。(15)在本发明的投影机中，优选，所述偏振分离部处的所述第2直线偏振分量的反射率与所述偏振分尚部处的所述第I直线偏振分量的透射率之差，大于0%且小于15%。
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根据该结构，使与第2直线偏振分量相对应的照射区域的亮度和与第I直线偏振分量相对应的照射区域的亮度更加均一化。
图1是用于说明实施方式I所涉及的投影机1000的示图。图2是用于说明实施方式I中的照明装置100的示图。图3是用于说明比较例中的照明装置IOOa的示图。图4是用于说明实施方式2中的照明装置102的示图。图5是用于说明实施方式3中的照明装置104的示图。图6是用于说明实施方式4中的照明装置106的示图。图7是表示实施方式5的投影机的要部的图。图8是表示实施方式5的变形例的图。图9是表示在偏振转换元件与液晶光调制装置之间设置有反射机构的情况和并不是这样的情况下的液晶光调制装置的照射区域的亮度的图。图10是表示实施方式6的投影机的偏振转换元件的图。图11是表不偏振分尚部的第I直线偏振分量的透射率与第2直线偏振分量的反射率相等的情况和并不是这样的情况下的液晶光调制装置的照射区域的亮度的图。图12是用于说明变形例I中的照明装置400的示图。图13是用于说明变形例2中的照明装置402的示图。图14是用于说明变形例3中的照明装置404的示图。图15是用于说明变形例4中的照明装置406的示图。附图标记说明10…光源装置，20…白色发光二极管，22…基板，24…固体光源，26…荧光层，28…密封部件，30…准直光学系统，32…第I透镜，34…第2透镜，40、140…偏振转换元件，42、142…偏振转换部，44、144...偏振分离部，46、146...反射部，50、70、80、90、50&、70&、80&、90a…光扩散机构，52、72、82、92、52a、72a、82a、92a…光扩散部，60…循环镜体(recyclemirror)，100、102、104、106、400、402、404、406…照明装置，IOOax…照明光轴，200…液晶光调制装置，300…投影光学系统，1000…投影机，SCR···屏幕，150…反射机构，150A…反射面，Lp…第I直线偏振分量，Ls…第2直线偏振分量。
具体实施例方式下面，关于本发明的投影机，基于图示的实施方式进行说明。实施方式I
图1是用于说明实施方式I所涉及的投影机1000的示图。图1 (a)是表示投影机1000的光学系统的俯视图，图1 (b)是表不投影机1000的光学系统的侧视图。此外，图1中，在从白色发光二极管20到液晶光调制装置200之间表示的箭头，概略地例示光流。另外，在图1 (b)中省略了循环镜体的图示。在后述的图2 (b)中也是同样。此外,在说明光学系统和/或各光学兀件的图面中，将相互正交的3个方向分别作为z轴方向(图1 (a)中的照明装置100的光轴(照明光轴)100ax方向)、x轴方向(图1 (a)中的平行于纸面且垂直于z轴的方向)以及y轴方向(图(Ia)中的垂直于纸面且垂直于z轴的方向)而表不。图2是用于说明实施方式I中的照明装置100的示图。图2 (a)是放大表示实施方式I中的照明装置100的俯视图，图2 (b)是放大表示实施方式I中的照明装置100的侧视图，图2 (c)表示投影于屏幕的投影图像的光强度分布的图。此外，图2 (a)中由虚线表示的部分是表示偏振转换元件的不连续面的部分。在后述的图3 图10中也是同样。实施方式I所涉及的投影机1000，如图1 (a)所示，具备照明装置100、液晶光调制装置200和投影光学系统300。投影机1000使用红色光、绿色光以及蓝色光来投影彩色图像。另外，投影机1000是作为光调制装置而具备一台透射型光调制装置即液晶光调制装置200的单板式投影机。照明装置100具备光源装置10、偏振转换元件40、光扩散机构50和循环镜体60。照明装置100作为照明光出射包含红色光、绿色光以及蓝色光的光(也就是，能够作为白色光使用的光)。光源装置10是出射平行光的光源装置，具备作为光源的白色发光二极管20和准直光学系统30。白色发光二极管20是朗伯(Lambert)发光类型的发光二极管，出射包含红色光、绿色光以及蓝色光的光。此外，在本发明的投影机中，也可以使用多个白色发光二极管。准直光学系统30是将来自于白色发光二极管20的光平行化的光学元件，如图1以及图2 (a)以及图2 (b)所示，包括2块准直透镜(第I透镜32以及第2透镜34)。准直光学系统30出射具有大致均一的光束密度分布的光。此外，构成准直光学系统30的透镜的块数既可以是I ±夹，也可以是3块以上。偏振转换元件40，是具有按一维排列分别具有I个偏振分离部44和I个反射部46的多个偏振转换部42而成的结构、对来自于光源装置10的光进行偏振转换的偏振转换元件。本实施方式中的偏振转换元件40具有2个偏振转换部42。具体而言，如图2 (a)所示，按一维排列2个偏振转换部42，使得2个偏振转换部42中一方的偏振转换部42所具有的偏振分尚部44与2个偏振转换部42中另一方的偏振转换部42所具有的偏振分尚部44相互相邻。以后，将多个偏振转换部42按一维排列的方向称为偏振转换部42的排列方向。偏振转换部42具有偏振分尚部44,其原样透射入射的光所含的偏振分量中的一方的直线偏振分量，而将另一方的直线偏振分量向垂直于照明光轴IOOax的方向反射；反射部46,其将由偏振分离部44反射了的另一方的直线偏振分量向平行于照明光轴IOOax的方向反射；和位相差板，其将由反射部46反射了的另一方的直线偏振分量转换为一方的直线偏振分量(未图不)。光扩散机构50，是配置于偏振转换元件40的前级即偏振转换元件40的光源装置10侦彳、沿着偏振转换部42的排列方向(X轴方向)扩散光的膜状光学元件。·
光扩散机构50，如图2 (a)以及图2 (b)所示，在光扩散机构50的光源装置10侧的面，具有分别在垂直于照明装置100的光轴IOOax的方向且垂直于偏振转换部42的排列方向(X轴方向)的方向(y轴方向)延伸的多个光扩散部52。多个光扩散部52中的一个光扩散部，如图2 (a)所示，在按垂直于一个光扩散部延伸的方向的截面观察时，具有大致半圆形状的截面形状。一个光扩散部例如为在y轴方向延伸的圆柱透镜。多个光扩散部52沿着偏振转换部42的排列方向(X轴方向)按等间隔配置。另外，多个光扩散部52的个数为偏振转换部42个数的2倍。通过由多个光扩散部52扩散向偏振转换元件40入射的光，能够降低偏振转换元件40的不连续面对入射于偏振转换元件的光造成的影响，如图2 (c)所示，能够减少在投影于屏幕的投影图像上产生照明不均。此外，还优选，多个光扩散部52的个数多于偏振转换部42个数的2倍。循环镜体60具有使向偏振转换元件40的端部入射的光向光源装置10返回的功能。通过由循环镜体60使向偏振转换元件40的端部入射的光向光源装置10返回，能够提高照明装置100的光利用效率。液晶光调制装置200是根据图像信息对来自于照明装置100的光进行调制以形成彩色图像的光调制装置。液晶光调制装置200如图1所示，紧随偏振转换元件40之后而配置。通过设为这样的结构，能够降低光量的损失和/或偏振方向的紊乱，其结果，能够更进一步提高光利用效率。液晶光调制装置200具有未图示的滤色器。该滤色器包括具有反射型的分色镜的拜耳排列的滤色器，具有作为将来自于照明装置100的光按每个像素分离成红色光、绿色光以及蓝色光的色分离光学系统的功能。此外，作为色分离光学系统也可以使用其他的色分离光学系统。另外，液晶光调制装置200进一步具有介在配置于偏振转换元件40侧的入射侧偏光板(未图示)和介在配置于投影光学系统300侧的出射侧偏光板(未图示)。通过这些入射侧偏光板、各液晶光调制装置以及出射侧偏光板，进行入射了的各色光的光调制。液晶光调制装置本身是相对于一对透明玻璃基板密封封入有作为电光物质的液晶而成的透射型的液晶光调制装置，例如，将多晶硅TFT作为开光元件，根据被赋予的图像信号，对从入射侧偏光板出射的I种类型的直线偏振光的偏振方向进行调制。从液晶光调制装置200出射的彩色图像，通过投影光学系统300投影，在屏幕SCR上形成投影图像。这样，根据实施方式I所涉及的投影机1000，因为具备在偏振转换元件40的前级配置的光扩散机构50，所以能够降低由偏振转换元件40的不连续面造成的影响，能够减少在投影于屏幕的投影图像上产生照明不均。另外，根据实施方式I所涉及的投影机1000，因为不具备积分光学系统，所以能够实现小型轻量化。其结果，能够设为适于作为极小型投影机的投影机。另外，根据实施方式I所涉及的投影机1000，偏振转换元件40具有按一维排列了分别具有I个偏振分尚部44和I个反射部46的多个偏振转换部42而成的结构，光扩散机构50沿着偏振转换部42的排列方向(X轴方向)将光扩散。因此，能够混合不会由偏振转换元件40的不连续面遮挡的光与会由偏振转换元件40的不连续面遮挡的光，能够降低在相对于偏振转换部42的排列方向(X轴方向)垂直的方向(y轴方向)产生的照明不均。其结果，能够减少在投影于屏幕的投影图像上产生照明不均。另外，根据实施方式I所涉及的投影机1000，将光仅向偏振转换部42的排列方向(X轴方向)扩散，从而能够与将光向所有方向扩散的情况下的光量进行比较照明装置100的光量并不会减低那么多地，降低由偏振转换元件40的不连续面造成的影响。另外，根据实施方式I所涉及的投影机1000，能够将不会由偏振转换元件40的不连续面遮挡的光与会由偏振转换元件40的不连续面遮挡的光高效地混合。其结果，能够进一步减少在投影于屏幕的投影图像上产生照明不均。另外，根据实施方式I所涉及的投影机1000，多个光扩散部52沿着偏振转换部42的排列方向(X轴方向)按等间隔配置，所以能够容易地制造光扩散机构50。另外，能够将不会由偏振转换元件40的不连续面遮挡的光与会由偏振转换元件40的不连续面遮挡的光闻效地混合。另外，根据实施方式I所涉及的投影机1000，多个光扩散部52的个数为偏振转换部42个数的2倍，所以能够将不会由偏振转换元件40的不连续面遮挡的光与会由偏振转换元件40的不连续面遮挡的光进一步高效地混合。其结果，能够更进一步减少在投影于屏幕的投影图像上产生照明不均。另外，根据实施方式I所涉及的投影机1000，偏振转换元件40具有2个偏振转换部42。具体而言，如图2 (a)所示，2个偏振转换部42按一维排列，使得2个偏振转换部42中一方的偏振转换部42所具有的偏振分尚部44与2个偏振转换部42中另一方的偏振转换部42所具有的偏振分离部44相互相邻。根据该结构，光入射于偏振转换元件40的区域，为从z轴方向观察时与相互相邻的2个偏振分离部44俯视重叠的区域。根据上述内容，不需要用于配合偏振分离部44的配置而将来自于光源装置10的光分割为多个光束、使分割出的各光束聚光于对应的各偏振分离部44的光学系统。因此，与具有多于2个的偏振转换部的投影机相比，能够使投影机进一步小型轻量化。其结果，能够设为进一步适于作为极小型的投影机的投影机。比较例图3是用于说明比较例中的照明装置IOOa的示图。图3 (a)是放大表示比较例中的照明装置IOOa的俯视图，图3 (b)是表示投影于屏幕的投影图像的光强度分布的图。比较例所涉及的投影机IOOOa (未图示)，基本上具有与实施方式I所涉及的投影机1000相同的结构，但是如图3 (a)所示，照明装置IOOa不具备光扩散机构，所以向偏振转换元件40入射的光会由偏振转换元件40的不连续面遮挡，不能降低由偏振转换元件40的不连续面造成的影响。其结果，如图3 (b)所示，在投影于屏幕的投影图像上在相对于偏振转换部42的排列方向(X轴方向)垂直的方向(y轴方向)产生照明不均。实施方式2图4是用于说明实施方式2中的照明装置102的示图。实施方式2所涉及的投影机1002 (未图示)，基本上具有与实施方式I所涉及的投影机1000相同的结构，但是光扩散机构的结构与实施方式I所涉及的投影机1000不同。光扩散机构70，如图4所示，具有多个光扩散部72。本实施方式中的光扩散部72与实施方式I中的光扩散部52，在截面形状上不同。即，多个光扩散部72中的一个光扩散部，在按垂直于一个光扩散部延伸的方向的截面观察时，具有三角形状的截面形状。这样，根据实施方式2所涉及的投影机1002，因为与实施方式I所涉及的投影机1000同样地具有配置于偏振转换元件40的前级的光扩散机构70，所以能够降低由偏振转换元件40的不连续面造成的影响，能够减少在投影于屏幕的投影图像上产生照明不均。另外，根据实施方式2所涉及的投影机1002，能够与实施方式I所涉及的投影机1000同样，将不会由偏振转换元件40的不连续面遮挡的光与会由偏振转换元件40的不连续面遮挡的光高效地混合。其结果，能够进一步减少在投影于屏幕的投影图像上产生照明不均。此外，实施方式2所涉及的投影机1002，除了光扩散机构的结构与实施方式I所涉及的投影机1000不同外，具有与实施方式I所涉及的投影机1000相同的结构，所以原样具有实施方式I所涉及的投影机1000所具有的效果中的相应效果。实施方式3图5是用于说明实施方式3中的照明装置104的示图。实施方式3所涉及的投影机1004 (未图示)，基本上具有与实施方式I所涉及的投影机1000相同的结构，但是光扩散机构的结构与实施方式I所涉及的投影机1000不同。即，光扩散机构80，如图5所示，在光扩散机构80的光源装置10侧的面以及光扩散机构80的光调制装置200侧的面具有多个光扩散部82。多个光扩散部82中的一个光扩散部，在按垂直于一个光扩散部延伸的方向的截面观察时，具有三角形状的截面形状。这样，根据实施方式3所涉及的投影机1004，因为与实施方式I所涉及的投影机1000同样地，具有配置于偏振转换元件40的前级的光扩散机构80，所以能够降低由偏振转换元件40的不连续面造成的影响，能够减少在投影于屏幕的投影图像上产生照明不均。另外，根据实施方式3所涉及的投影机1004，能够与实施方式I所涉及的投影机1000同样，将不会由偏振转换元件40的不连续面遮挡的光与会由偏振转换元件40的不连续面遮挡的光高效地混合。其结果，能够进一步减少在投影于屏幕的投影图像上产生照明不均。此外，实施方式3所涉及的投影机1004，除了光扩散机构的结构与实施方式I所涉及的投影机1000不同外，具有与实施方式I所涉及的投影机1000相同的结构，所以原样地具有实施方式I所涉及的投影机1000所具有的效果中相应的效果。实施方式4图6是用于说明实施方式4中的照明装置106的示图。实施方式4所涉及的投影机1006 (未图示)，基本上具有与实施方式I所涉及的投影机1000相同的结构，但光扩散机构的结构与实施方式I所涉及的投影机1000不同。光扩散机构90,如图6所具有多个光扩散部92。本实施方式中的光扩散部92,与实施方式I中的光扩散部52，在截面形状上不同。即，多个光扩散部92中的一个光扩散部，在按垂直于一个光扩散部延伸的方向的截面观察时，具有四边形状的截面形状。这样，根据实施方式4所涉及的投影机1006，因为与实施方式I所涉及的投影机1000同样地，具有配置于偏振转换元件40的前级的光扩散机构90，所以能够降低由偏振转换元件40的不连续面造成的影响，能够减少在投影于屏幕的投影图像上产生照明不均。另外，根据实施方式4所涉及的投影机1006，能够与实施方式I所涉及的投影机1000同样地，将不会由偏振转换元件40的不连续面遮挡的光与会由偏振转换元件的不连续面遮挡的光高效地混合。其结果，能够进一步减少在投影于屏幕的投影图像上产生照明不均。此外，实施方式4所涉及的投影机1006，除了光扩散机构的结构与实施方式I所涉及的投影机1000不同外，具有与实施方式I所涉及的投影机1000相同的结构，所以原样地具有实施方式I所涉及的投影机1000所具有的效果中相应的效果。实施方式5图7是表示实施方式5的投影机的要部的图。实施方式5所涉及的投影机，因为基本上具有与实施方式I所涉及的投影机相同的结构，所以在这里，以与实施方式I的不同点为中心进行说明，关于相同的事项，省略对其的说明。实施方式5的投影机，除了在偏振转换元件40与作为照明对象的液晶光调制装置200之间设置有反射机构150以外，为与所述实施方式I相同的结构。如图7所示，反射机构150将朝向液晶光调制装置200的照射区域200A (多个像素排列成矩阵状而成的显示区域)的外侧行进的照明光向照射区域200A的内侧反射。如图2 Ca)等所示由光扩散机构50扩散后的光的一部分，朝向液晶光调制装置200的照射区域200A的外侧行进。到达了照射区域200A的外侧的光，因为无助于照射区域200A的亮度，所以特别是会成为产生照射区域200A的边缘部变暗的照明不均的原因。相对于此，通过在偏振转换元件40与液晶光调制装置200之间设置将朝向液晶光调制装置200的照射区域200A的外侧行进的照明光向照射区域200A的内侧反射的反射机构150，能够有效地利用通过反射机构150向内侧反射的照明光来照射照射区域200A的边缘部。由此，能够消除所述那样的照明不均，显示高品质的图像。作为反射机构150，既可以是在棱柱筒体的内面设有金属膜等反射膜而成的中空型的机构(光通道)，也可以是截面呈矩形状的棒透镜。这些反射机构配设为，一端(一方的开口部)朝向偏振转换兀件40的光出射面侧,另一端(另一方的开口部)朝向液晶光调制装置200的照射区域200A侧。其中，作为反射机构150，优选，使用中空类型的。因为空气与构成棒透镜的玻璃等相比换算为空气的光路长度长，所以通过使用反射光的介质为空气的中空类型的反射机构，能够抑制在照射区域200A出现偏振转换元件40的不连续面的显示影(与偏振分离部44的端缘相对应的线状的影子等)。在中空类型的反射机构150中，优选，反射膜对至少一部分区域赋予了散射特性。由此，入射于反射膜表面的光向各个方向被反射，所以能够通过这些反射光没有不均地均匀地照射照射区域200A的边缘部等。作为散射特性优异的反射膜，举出铝覆膜、$ 口'八一(7 9 7 'V卜''公司制造，商品名)等。图8中示出反射机构的变形例。本变形例中，偏振转换元件40的光出射面的横向长度比照射区域200A的横向长度大。反射机构150具有反射面150A。反射面150A相对于照明光轴IOOax (参照图1)倾斜地配置，使得其与偏振转换元件40的侧面并排。如果这样配置，则能够使反射机构150的一端面的横向长度与偏振转换元件40的光出射面的横向长度大致相等，使反射机构150的另一端面的横向长度与照射区域200A的横向长度大致相等。根据该结构，因为反射机构150的一方的开口部(朝向偏振转换元件40的光出射面侧的开口部)的开口面积比另一方的开口部(朝向液晶光调制装置200的照射区域200A侧的开口部)的开口面积大，所以能够使照射区域200A处的光密度比偏振转换元件40的光出射面处的光密度高，能够提高显示图像的辉度。此外，在偏振转换元件40的光出射面以及反射机构150的一端面中，设为比照射区域200A以及反射机构150的另一端面大的尺寸，不限于横向尺寸，也可以是纵向尺寸，也可以是纵向以及横向这两方的尺寸。图9是表示在偏振转换元件40与液晶光调制装置200之间设置有反射机构150的情况与并不是这样的情况下的液晶光调制装置200的照射区域200A的亮度的图。图9Ca)是表示在偏振转换元件40与液晶光调制装置200之间不设置反射机构150的情况下的照射区域200A的亮度分布的图，图9 (b)是表示在偏振转换元件40与液晶光调制装置200之间设置有图7的反射机构150的情况下的照射区域200A的亮度分布的图，图9 (c)是表示在偏振转换元件40与液晶光调制装置200之间设置有图8的反射机构150的情况下的照射区域200A的亮度分布的图。如果将图9 (a)与图9 (b)进行比较，则可知在图9 (b)中与图9 (a)相比照射区域边缘部变暗的照明不均得到改善。另外，如果将图9 (b)与图9 (c)进行比较，则可知在图9 (c)中与图9 (b)相比照射区域的边缘部进一步变亮，在照射区域整体实现了大致均一的亮度。特别是，在图中由虚线示出的照射区域的角部的亮度，在图9 (b)以及图9 (c)中得到改善，特别是在图9 (c)中其改善效果大。因为入射于照射区域的角部的光是光路长度最长的光，所以照射区域的亮度容易变暗，但是在图9 (c)的例中这一点大幅改善，在照射区域整体实现了非常均一的亮度。这样，能够确认，在实施方式5及其变形例的投影机中，通过使用反射机构150，能得到不均少的良好的照明像。实施方式6图10是表示实施方式6的投影机的偏振转换元件的图。实施方式6所涉及的投影机，因为基本上具有与实施方式I所涉及的投影机相同的结构，所以在这里，以与实施方式I的不同点为中心进行说明，关于同样的事项，省略对其的说明。实施方式6的偏振转换元件140具备偏振分离部144，其透射入射于偏振转换元件140的入射光所含的偏振分量中的第I直线偏振分量Lp并反射第2直线偏振分量Ls ；反射部146,其将在偏振分尚部144反射了的第2直线偏振分量Ls向与第I直线偏振分量Lp的透射方向平行的方向(与照明光轴平行的方向)反射；和位相差板(未图示)，其将第I直线偏振分量Lp与第2直线偏振分量Ls中的一方的直线偏振分量转换成另一方的直线偏振分量。由I个偏振分尚部144与I个反射部146构成I个偏振转换部142,通过按一维排列多个(本实施方式中为2个)这样的偏振转换部142，构成了偏振转换元件140。
第I直线偏振分量Lp,例如是作为P偏振光入射于偏振转换兀件140的偏振分尚部144的偏振分量，第2直线偏振分量Ls,例如是作为s偏振光入射于偏振转换兀件140的偏振分尚部144的偏振分量。位相差板，既可以配置于偏振转换兀件140的光出射面中从与照明光轴平行的方向观察与偏振分离部144重叠的区域(第I区域)，也可以配置于偏振转换元件140的光出射面中从与照明光轴平行的方向观察与反射部146重叠的区域(第2区域)。本实施方式的情况下，偏振分尚部144处的第2直线偏振分量Ls的反射率Rs(在偏振分尚部144反射的第2直线偏振分量Ls的光量相对于入射光的光量的比例)比偏振分尚部144处的第I直线偏振分量Lp的透射率Tp (透射偏振分尚部144的第I直线偏振分量Lp的光量相对于入射光的光量的比例)大。例如，偏振分尚部144处的第2直线偏振分量Ls的反射率Rs与偏振分尚部144处的第I直线偏振分量Lp的透射率Tp之差，比0%大且比15%小。偏振分离部144的透射率Tp与反射率Rs，能够通过调整构成偏振分离部 144的电介质多层膜各层的材质、膜厚以及层叠数等要素来调整。本实施方式中，适宜调节这些要素，将第I直线偏振分量Lp的透射率Tp设为比35%大且比50%小，将第2直线偏振分量Ls的反射率Rs设为50%。也就是,使偏振分尚部144处的第2直线偏振分量Ls的反射率与偏振分尚部144处的第I直线偏振分量Lp的透射率之差比0%大且比15%小。本实施方式中，通过采用这样的结构，能够使由光路长度相对较长的第2直线偏振分量Ls照明的区域的亮度(从第2区域出射的光的亮度)接近由光路长度相对较短的第I直线偏振分量Lp照明的区域的亮度(从第I区域出射的光的亮度)，其结果，能够在液晶光调制装置的整体照射区域实现均一的亮度。[!卩，第2直线偏振分量Ls,在由偏振分尚部144反射后由反射部146反射而与第I直线偏振分量Lp向同一方向出射，所以第2直线偏振分量Ls的光路长度与第I直线偏振分量Lp的光路长度相比变长。按照照明规律，照明光的光路长度越长照射区域的亮度越低，所以如果使偏振分尚部144处的第I直线偏振分量Lp的透射率Tp与偏振分尚部144处的第2直线偏振分量Ls的反射率Rs相等,则与第2直线偏振分量Ls相对应的照射区域的亮度会比与第I直线偏振分量Lp相对应的照射区域的亮度暗。这里，所谓与第2直线偏振分量Ls相对应的照射区域，为通过由偏振分离部144反射的光来照明的区域，所谓与第I直线偏振分量Lp相对应的照射区域，为通过透射了偏振分离部144的光来照明的区域。本实施方式中，因为使偏振分尚部144处的第2直线偏振分量Ls的反射率Rs比偏振分尚部144处的第I直线偏振分量Lp的透射率Tp大，所以能够将与第2直线偏振分量Ls相对应的照射区域的亮度接近与第I直线偏振分量Lp相对应的照射区域的亮度。因此，能够在液晶光调制装置的照射区域整体实现大致均一的亮度。图11是表不偏振分尚部144的第I直线偏振分量Lp的透射率Tp与第2直线偏振分量Ls的反射率Rs相等的情况和不相等的情况下的液晶光调制装置的照射区域的亮度的图。图11 (a)是表示透射率Tp与反射率Rs相等的情况下的照射区域的亮度分布的图，图11 (b)是表示透射率Tp比反射率Rs小的情况下的照射区域的亮度分布的图。如果将图11 (a)与图11 (b)进行比较，则可知在图11 (b)中与图11 (a)相比改善了照射区域的边缘部变暗的照明不均。这样，能够确认，在实施方式6的投影机中，通过适当调整偏振分离部144的透射率Tp与反射率Rs，能够得到不均少的良好的照明像。
以上，基于上述实施方式说明了本发明，但是本发明并不限定于上述的实施方式。能够在不脱离其主旨的范围内在各种方式中实施，例如，还能够实现下面这样的变形。(I)在上述各实施方式中记载的各结构要素的尺寸、个数、材质以及形状是例示的，能够在不损害本发明的效果的范围内进行变更。(2)在上述各实施方式中，光扩散机构中的多个光扩散部按等间隔配置，但是本发明并不限定于此。图12是用于说明变形例I中的照明装置400的示图。图13是用于说明变形例2中的照明装置402的示图。图14是用于说明变形例3中的照明装置404的示图。图15是用于说明变形例4中的照明装置406的示图。例如，也可以将多个光扩散部如图12 图15所示，沿着偏振转换部42的排列方向按随机的间隔配置。此时，光扩散部的沿着偏振转换部42的排列方向的宽度能够成为与随机的间隔相一致的宽度。即使通过设为这样的结构，也能够将不会由偏振转换元件的不连续面遮挡的光与会由偏振转换元件的不连续面遮挡的光高效地混合。(3)在上述实施方式1、2以及4和变形例1、2以及4中，光扩散机构在光扩散机构的光源装置侧的面具有多个光扩散部，但是本发明并不限定于此。例如，也可以在光扩散机构的光调制装置侧的面具有多个光扩散部。即使通过设为这样的结构，也能够将不会由偏振转换元件的不连续面遮挡的光与会由偏振转换元件的不连续面遮挡的光高效地混合。其结果，能够进一步减少在投影于屏幕的投影图像上产生照明不均。(4)在上述各实施方式中，在偏振转换元件的前级配置了光扩散机构，但是本发明并不限定于此。例如，既可以在偏振转换元件的后级配置光扩散机构，又可以在偏振转换元件的前级以及偏振转换元件的后级这两方配置光扩散机构。(5)在上述各实施方式中，设为出射“能够作为白色光使用的光”的光源装置10，但是本发明并不限定于此。也可以设为出射“能够作为白色光使用的光”以外的光(例如，大量包含特定的色光分量的光)的光源装置。(6)在上述各实施方式中，作为光源使用了白色发光二极管20，但是本发明并不限定于此。例如，作为光源也可以使用包括半导体激光器的固体光源。另外，作为光源也可以使用固体光源以外的光源。(7)在上述各实施方式中，使用了透射型的投影机，但是本发明并不限定于此。例如，也可以使用反射型的投影机。(8)在上述各实施方式中，例示说明了使用I个光调制装置的投影机，但是本发明并不限定于此。也能够应用于使用2个以上的光调制装置的投影机。例如，在使用红色光用的光调制装置、蓝色光用的光调制装置和绿色光用的光调制装置的情况下，例如只要在偏振转换元件的后级配置公知的色分离光学系统即可。(9)本发明，在应用于从观察侧对投影图像进行投影的前投影型投影机的情况下也可行，在应用于从观察侧的相反侧对投影图像进行投影的后投影型投影机的情况下也可行。(10)在上述各实施方式中，使用了配置于准直光学系统30与偏振转换元件40之间的光扩散机构，但是本发明并不限定于此。例如，也可以在偏振转换元件40的光入射面或者光出射面直接配置光扩散机构。(11)在上述各实施方式中，光扩散机构具有仅沿着偏振转换部42的排列方向对光进行扩散的特性，但是本发明并不限定于此。例如光扩散机构也可以具有不仅向偏振转换部42的排列方向、而且还向相对于偏振转换部42的排列方向正交的方向对光进行扩散的特性。该情况下，优选，向相对于偏振转换部42的排列方向正交的方向的光扩散机构的扩散能力比向偏振转换部42的排列方向的光扩散机构的扩散能力小。这是因为，与其说向相对于偏振转换部42的排列方向正交的方向的光扩散对于减低由偏振转换元件的不连续面造成的影响的贡献，比向偏振转换部42的排列方向的光扩散对于减低由偏振转换元件的不连续面造成的影响的贡献小，倒不如说向相对于偏振转换部42的排列方向正交的方向的光扩散会使从光源装置10出射的光的利用效率降低。
权利要求
1.一种投影机，其特征在于，具备照明装置，其具备出射光的光源装置以及作为偏振光出射来自于所述光源装置的光的偏振转换元件；光调制装置，其根据图像信息调制来自于所述照明装置的光；和投影光学系统，其对来自于所述光调制装置的光进行投影，所述照明装置进一步具备配置于所述偏振转换元件的前级以及所述偏振转换元件的后级中至少一方的光扩散机构。
2.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于，所述偏振转换元件具有按一维排列有分别具有I个偏振分离部和I个反射部的多个偏振转换部而成的结构，所述光扩散机构沿着所述多个偏振转换部按一维排列的方向对光进行扩散。
3.根据权利要求2所述的投影机，其特征在于，所述光扩散机构，在所述光扩散机构的所述光源装置侧的面以及所述光扩散机构的所述光调制装置侧的面中至少任一面，具有多个光扩散部，所述光扩散部，分别在垂直于所述照明装置的光轴的方向、且与所述多个偏振转换部按一维排列的方向垂直的方向延伸，所述多个光扩散部中的I个光扩散部，在按垂直于所述一个光扩散部延伸的方向的截面观察时，具有大致半圆形状的截面形状。
4.根据权利要求2所述的投影机，其特征在于，所述光扩散机构，在所述光扩散机构的所述光源装置侧的面以及所述光扩散机构的所述光调制装置侧的面中至少任一面，具有多个光扩散部，所述光扩散部，分别在垂直于所述照明装置的光轴的方向、且与所述多个偏振转换部按一维排列的方向垂直的方向延伸，所述多个光扩散部中的I个光扩散部，在按垂直于所述一个光扩散部延伸的方向的截面观察时，具有三角形状的截面形状。
5.根据权利要求2所述的投影机，其特征在于，所述光扩散机构，在所述光扩散机构的所述光源装置侧的面以及所述光扩散机构的所述光调制装置侧的面中至少任一面，具有多个光扩散部，所述光扩散部，分别在垂直于所述照明装置的光轴的方向、且与所述多个偏振转换部按一维排列的方向垂直的方向延伸，所述多个光扩散部中的I个光扩散部，在按垂直于所述一个光扩散部延伸的方向的截面观察时，具有四边形形状的截面形状。
6.根据权利要求3 5中的任意一项所述的投影机，其特征在于，所述多个光扩散部，沿着所述多个偏振转换部按一维排列的方向按等间隔配置。
7.根据权利要求3 5中的任意一项所述的投影机，其特征在于，所述多个光扩散部，沿着所述多个偏振转换部按一维排列的方向按随机间隔配置。
8.根据权利要求2 7中的任意一项所述的投影机，其特征在于，所述多个光扩散部的个数大于等于所述偏振转换部个数的2倍。
9.根据权利要求2 8中的任意一项所述的投影机，其特征在于，所述偏振转换元件具有2个所述偏振转换部。
10.根据权利要求1或2所述的投影机，其特征在于，在所述偏振转换元件与所述光调制装置之间，设置有将朝向所述光调制装置的照射区域的外侧行进的光向所述照射区域的内侧反射的反射机构。
11.根据权利要求10所述的投影机，其特征在于，所述反射机构，呈内面为反射面的棱柱筒状，配设为，一方的开口部朝向所述偏振转换元件的光出射面侧，另一方的开口部朝向所述光调制装置的照射区域侧。
12.根据权利要求11所述的投影机，其特征在于，所述反射机构的所述一方的开口部的开口面积比所述另一方的开口部的开口面积大。
13.根据权利要求10 12中任意一项所述的投影机，其特征在于，所述反射机构的反射面，至少一部分区域具有散射特性。
14.根据权利要求1或2所述的投影机，其特征在于，所述偏振转换元件具备偏振分离部，其透射入射于所述偏振转换元件的入射光所含的偏振分量中的第I直线偏振分量，反射第2直线偏振分量；反射部，其将在所述偏振分尚部反射了的所述第2直线偏振分量向与所述第I直线偏振分量的透射方向平行的方向反射；和位相差板，其将所述第I直线偏振分量与所述第2直线偏振分量中一方的直线偏振分量转换成另一方的直线偏振分量，所述偏振分尚部处的所述第2直线偏振分量的反射率比所述偏振分尚部处的所述第I直线偏振分量的透射率大。
15.根据权利要求14所述的投影机，其特征在于，所述偏振分尚部处的所述第2直线偏振分量的反射率与所述偏振分尚部处的所述第I直线偏振分量的透射率之差，大于0%且小于15%。
全文摘要
本发明提供能够减少在投影于屏幕的投影图像上产生照明不均的投影机。一种投影机(1000)，其特征在于，具备照明装置(100)，其具备出射光的光源装置(10)以及将来自于光源装置(10)的光作为偏振光出射的偏振转换元件(40)；光调制装置(400)，其根据图像信息对来自于照明装置(100)的光进行调制；和对来自于光调制装置(400)的光进行投影的投影光学系统(600)，照明装置(100)进一步具备配置于偏振转换元件(40)的前级以及偏振转换元件(40)的后级中的至少一方的光扩散机构(50)。
文档编号G03B21/00GK102998884SQ20121033144
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月7日 优先权日2011年9月7日
发明者秋山光一 申请人:精工爱普生株式会社