CN100487556C - 投影机 - Google Patents

Abstract

本发明的投影机具备：光源，配置于光源的射出光束的照明光轴、形成按照图像信息的光学像的光调制元件(441)，放大投影光学像的投影透镜(3)和介于其间的光学变换入射光束的光学变换元件(443B)。光学变换元件(443B)的光学变换区域，以从光调制元件(441)射出、从投影透镜(3)射出的光束大致全部入射的形状形成。投影透镜(3)的透镜光轴(A)，通过光调制元件(441)的光学像形成区域中心、与平行于照明光轴的中心轴(C)平行偏移。通过光学变换元件(443B)的光学变换区域中心且平行于照明光轴的中心轴(E)，位于正交于对中心轴(C)的透镜光轴(A)的偏移方向包含中心轴(C)的平面和正交于该偏移方向包含透镜光轴(A)的平面间。

Description

投影机

技术领域

本发明，涉及具备了光源装置，配置于从上述光源装置射出的光束的光轴上、按照图像信息调制该光束而形成光学像的光调制元件，和放大以上述光调制元件形成的光学像、并投影该光学像的投影透镜的投影机。

背景技术

向来，在会议、学会、展示会等的演示等中使用投影机。这样的投影机，具备光源，配置于从该光源射出的光束的照明光轴上、按照图像信息调制该光束而形成光学像的光调制元件，和放大投影由该光调制元件形成的光学像的投影透镜而构成。

在这样的投影机中，为了提高来自光源的光束的利用效率，限制不需要的光束的透射，存在使用对入射的光束进行光学变换的光学变换元件的场合。作为这样的光学变换元件，已知只使一定方向的偏振光透射，而吸收其他光束的偏振板，并且，已知采用了这样的偏振板的投影机(例如，文献1：特开平11—160788号公报，参照图5)。

记载于该文献1中的投影机，具备3个光调制元件，在各自的光调制元件的光束射出侧上，配置偏振板。更详细地叙述一下，如图7所示地，该偏振板443，使通过光调制元件的光学像形成区域的中心、平行于照明光轴的中心轴C，和该偏振板443的光束射出侧的面的中心轴E一致那样地配置。从该偏振板443射出的光束，通过分色棱镜444合成，由具有对于该光调制元件的光学像形成区域的中心轴向上方偏移的光轴的投影透镜3，向上投影。而且，记载于文献1中的投影机，如图7所示地，以使得照明光轴和中心轴C一致的方式配置光调制元件。

可是，记载于文献1中的投影机，如图7所示地，因为投影透镜3的透镜光轴A，和从光源射出的光束的照明光轴偏移而配置，所以存在一使偏振板443，在光调制元件的光学像形成区域的中心轴C上位于偏振板443的光束射出侧的平面中心位置，则在该偏振板443上，就产生入射作为图像的从投影透镜不能射出的光束的不需要的区域，偏振板超出需要地变大的问题。

并且，如果为了消除入射作为图像的不能从投影透镜3射出的不需要的光束的区域，而使偏振板过于小型化，则存在作为图像从投影透镜3射出的有效的光束，入射到并非偏振板443的光束入射面的端面上的场合。该场合下，入射到该端面上的有效的光束，因为从该端面反射到非预期的方向上而从投影透镜3投影，所以存在在预期的投影图像之外映现未预期的图像的问题。

发明内容

本发明的主要目的，是提供能谋求光学变换元件的小型化、而且能防止投影图像的劣化的投影机。

为了达到上述的目的，本发明的投影机，特征在于：具备光源装置，配置于从上述光源装置射出的光束的照明光轴上、按照图像信息调制该光束而形成光学像的光调制元件，放大用上述光调制元件形成的光学像、并投影该光学像的投影透镜，和配置于上述光调制元件及上述投影透镜之间、具有进行入射光束的光学变换的光学变换区域的光学变换元件；上述光学变换元件的光学变换区域，以从该光调制元件射出、作为上述光学像从上述投影透镜射出的光束的大致全部入射的形状而形成；上述光调制元件，具有通过该光调制元件的光学像形成区域的中心位置、平行于上述照明光轴的中心轴；上述投影透镜，配置为使得该投影透镜的透镜光轴，对于上述光调制元件的中心轴平行地偏移；通过上述光学变换区域的中心位置的平行于上述照明光轴的中心轴，位于，夹在正交于对于上述光调制元件的中心轴的上述投影透镜的透镜光轴的偏移方向且包含上述光调制元件的中心轴的平面，和正交于上述偏移方向且包含上述透镜光轴的平面之间的范围内。

依照本发明，投影机的投影透镜，配置为使得该投影透镜的透镜光轴，对于光调制元件的中心轴平行地偏移。即，投影透镜，配置为使得该投影透镜的透镜光轴和光调制元件的中心轴成为平行、并且分别为不相同。

并且，光学变换元件，配置于光调制元件及投影透镜之间，该光学变换元件的光学变换区域，以从该光调制元件射出、由投影透镜作为光学像射出的光束的大致全部入射的形状形成。而且，通过光学变换元件的光学变换区域、平行于照明光轴的光学变换元件中心轴，配置成位于，夹在正交于偏移方向且包含光调制元件的中心轴的平面，和正交于该偏移方向且包含投影透镜的透镜光轴的平面之间的范围内。

在此，所谓偏移方向，是指对于光调制元件的中心轴的投影透镜的透镜光轴的偏移方向。

还有，投影机，在具备多个光调制元件，和合成来自该多个光调制元件的光束的光合成装置的场合下，投影透镜，配置成使得延长该投影透镜的透镜光轴，使其从光合成装置向各光调制元件的配置方向弯折的延长线，对于各光调制元件的中心轴成为平行，并且，使该各延长线和该各中心轴不一致。并且，偏移方向，是指与对于各自的光调制元件的中心轴，向各自的光调制元件的配置方向弯折的透镜光轴的延长线之间的各偏移方向。

依照于此，在能使从光调制装置射出的作为光学像由投影透镜射出的光束的大致全部入射到光学变换元件的光学变换区域上，进行该光束的光学变换的同时，能使该光学变换元件的不需要的部分、即、光学变换元件中的不入射从投影透镜作为光学像投影的光束的区域变小。

即，使光学变换元件的中心轴，位于上述的2个平面之间，使从光调制元件射出、从投影透镜作为光学像射出的光束的大致全部，入射到光学变换元件的光学变换区域上地，在使该光学变换区域在偏移方向上延伸的场合下，能使该光学变换区域的偏移方向的端部中的，不入射从光调制元件射出的从投影透镜作为光学像射出的光束的区域变小。

从而，能防止由投影透镜投影的光束，入射到光学变换元件的端面上，并且，能削除不需要部分，谋求光学变换元件的小型化。

在本发明中，优选：上述投影透镜，具有透射从上述光调制元件射出，且作为上述光学像投影的光束的投影区域；在设从上述光调制元件的光学像形成区域中的上述偏移方向的端部射出的光束之中的，通过上述投影透镜的光入射面的投影区域中的上述偏移方向的端部的光束从上述光调制元件的射出角为θ1，设从上述光调制元件的光学像形成区域中的与上述偏移方向相反侧的端部射出的光束之中的，通过上述投影透镜的光入射面的投影区域中的与上述偏移方向相反侧的端部的光束从上述光调制元件的射出角为θ2，设从上述光调制元件的光束射出面到上述光学变换元件的光射出面的距离为d的场合下，上述光学变换元件的中心轴，位于从上述光调制元件的中心轴向上述偏移方向上偏移了相当于以以下的式(I)求出的L的距离的位置。

L＝d(tan θ1—tan θ2)/2         ...式(I)

在此，该式(I)，如下地求出。

即，如设从光调制元件的光束射出面到光学变换元件的光束射出面的距离为d，且设从光调制元件的光学像形成区域中的上述偏移方向的端部射出的光束之中的，通过投影透镜的光入射面的投影区域中的该偏移方向的端部的光束的从光调制元件的射出角为θ1，则为了使该射出角θ1的光束有效地在光学变换元件中入射变换，从由光源装置射出的光束的照明光轴方向上看，使光学变换元件，对于图像形成区域向上述偏移方向上延伸距离L1即可，该距离L1，以接下来的式(II)求出。

还有，在此所说的射出角θ1，更详细叙述一下，是指从光调制元件的光学像形成区域中的偏移方向的端部射出的光束之中的，通过投影透镜的光入射面的投影区域中的该偏移方向的端部的光束，和通过该投影区域的偏移方向的端部、平行于照明光轴的光束的相交角之中的锐角侧的角度。

L1＝dtan θ1            ...式(II)

并且，如设从光调制元件的光学像形成区域中的与上述偏移方向相反侧的端部射出的光束之中的，通过投影透镜的光入射面的投影区域中的与该偏移方向相反侧的端部的光束从光调制元件的射出角为θ2，则为了使该射出角θ2的光束有效地在光学变换元件中入射变换，从由光源装置射出的光束的照明光轴方向上看，使光学变换元件，对于图像形成区域向与上述偏移方向相反方向上延伸距离L2即可，该距离L2，以接下来的式(III)求出。

还有，在此所说的射出角θ2，更详细叙述一下，是指由从光调制元件的光学像形成区域中的与上述偏移方向相反侧的端部射出的光束之中的，通过投影透镜的光入射面的投影区域中的与该偏移方向相反侧的端部的光束，和与该光束相交且平行于照明光轴的光束得到的角度之中的，锐角侧的角度。

L2＝dtan θ2           ...式(III)

如使该光学变换元件的中心轴，位于对于光调制元件的中心轴，向上述偏移方向上偏移距离L的位置，则能使从光调制元件的光学像形成区域射出、透射投影透镜的投影区域、从该投影透镜作为光学像投影的光束的全部入射的光学变换元件的光学变换区域的尺寸为最小。该距离L，以接下来的式(IV)求出。

L＝(L1—L2)/2       ...式(IV)

通过在该式(IV)中、代入式(II)及式(III)，得到式(I)。由该式(I)，容易决定可以使光学变换区域的偏移方向的尺寸为最小的光学变换元件的中心轴的，向对于光调制元件的中心轴的上述偏移方向的偏移量。

即，由使光学变换元件的光学变换区域的中心轴，从正交于上述偏移方向且包含光调制元件的中心轴的平面，向正交于上述偏移方向且包含投影透镜的透镜光轴的平面，偏移距离L而配置，能使从光调制元件的光学像形成区域射出、透射投影透镜的投影区域、作为光学像投影的光束的大致全部，入射到光学变换元件的光学变换区域内，并且，能使光学变换元件的光学变换区域的上述偏移方向的尺寸为必要最小限度。

从而，在能谋求光学变换元件的更加小型化的同时，能降低光学变换元件的制造成本，进一步，能降低投影机的制造成本。

在本发明中，优选：上述光学变换元件，是透射从上述光调制元件射出的光束之中的上述预定的方向的直线偏振光的偏振膜或偏振板。

在此，在用液晶面板构成光调制元件的场合中，必需使入射到液晶面板上的以该液晶面板调制的光束有选择地透射的偏振膜或偏振板。在这样的场合下，由作为偏振膜或偏振板构成本发明的光学变换元件，能使该偏振膜或偏振板小型化。从而，能更加促进投影机的小型化及制造成本的降低。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的投影机的概要立体图。

图2是从图1的状态取下了上壳体的投影机的分解立体图。

图3是从上方看到上述实施方式中的光学单元的整体立体图。

图4是表示上述实施方式中的投影机的光学系统的模式图。

图5是表示构成上述实施方式中的光学装置的光学部件的配置位置的模式图。

图6是图5的部分放大图。

图7是表示构成现有的光学装置的光学部件的配置位置的模式图。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的一个实施方式的投影机。

(1)投影机的主要的构成

图1，从上方前面侧看到的本实施方式的投影机1的概要立体图，图2，是从图1的状态取下了上壳体21的分解立体图。

投影机1，如图1及图2所示地，具备整体大致长方体形状的外装壳体2，光学地处理从光源射出的光束、且形成按照图像信息的光学像的光学单元4，和作为放大投影以该光学单元4形成的光学像的投影光学系统的投影透镜3而构成。

还有，在图2中，虽然省略具体的图示，在外装壳体2内的光学单元4以外的空间中，收置着冷却在投影机1内产生的热的冷却装置，控制投影机1整体的控制基板，和供给驱动电功率到冷却装置及控制基板等的电子部件上的电源装置等。

外装壳体2，分别以金属构成，以分别构成投影机1的顶面、前面及侧面的上壳体21，和分别构成投影机1的底面、侧面及背面的下壳体22构成。该上壳体21及下壳体22，以螺纹件互相固定。

在由该上壳体21及下壳体22构成的外装壳体2的前面上(投影透镜3的投影方向前端侧的面)，形成露出投影透镜3的一部分的开口部2A。通过该开口部2A以光学单元4形成的光学像，通过投影透镜3放大投影，在未图示出的屏幕上显示图像。

并且，在外装壳体2的背面上(投影透镜3的投影方向基端侧的面)，虽然省略具体的图示，设置着计算机连接用的连接端子，视频输入端子，音频设备连接端子等各种设备连接用端子，及插入连接器等。

其中，设备连接用端子，连接到控制基板上(省略图示)，从该设备连接用端子输入的信号，由控制基板处理。并且，插入连接器，是通过电源线缆、从外部电源将电功率供给到投影机1上的端子，电连接到电源装置上(省略图示)。

光学单元4，是光学地处理从光源装置411射出的光束、形成按照通过上述的设备连接用端子输入的图像信息的光学像的单元。该光学单元4，按从下壳体22的图2中的右侧的侧面沿背面，而且，沿左侧的侧面延伸向前面侧的平面大致L字状地构成。

(2)光学系统的详细的构成

图3，是从上方看到的光学单元4的整体立体图。并且，图4，是表示光学单元4的光学系统的模式图。

光学单元4，如图3及图4所示地，设定作为从光源装置411射出的光束的光轴而规定的照明光轴X(在图3中省略图示)，具备积分器照明光学系统41，色分离光学系统42，中继光学系统43，光学装置44，和配置收置这些光学系统41～44的光学部件用框体45。

积分器照明光学系统41，如图4所示地，是为了大致均匀地照明后述的光学装置44的3块液晶面板441(红、绿、蓝的每种色光分别表示为液晶面板441R、441G、441B)的图像形成区域的光学系统，具备光源装置411，第1透镜阵列412，第2透镜阵列413，偏振变换元件414，和重叠透镜415。

其中，光源装置411，具备射出放射状的光线的光源灯416，反射从该光源灯416射出的放射光的椭圆面镜417，和使从光源灯416射出而被椭圆面镜417反射的光成为平行光的平行化凹透镜411A。还有，在平行化凹透镜411A的平面部分上，设置未图示出的UV滤色器。并且，作为光源灯416，多用卤素灯或金属卤化物灯、高压水银灯。而且，也可以用抛物面镜，代替椭圆面镜417及平行化凹透镜411A。

第1透镜阵列412，具有从光轴方向看具有大致矩形状的轮廓的矩阵状地排列小透镜的构成。各小透镜，使从光源装置411射出的光束，分割成多个部分光束。各小透镜的轮廓形状，设定成与液晶面板441的图像形成区域的形状大致相似形。

第2透镜阵列413，具有与第1透镜阵列412大致同样的构成，具有矩阵状地排列了小透镜的构成。该第2透镜阵列413，与重叠透镜415一同，具有使第1透镜阵列412的各小透镜的像成像于液晶面板441上的功能。

偏振变换元件414，配置于第2透镜阵列413和重叠透镜415之间。该偏振变换元件414，使来自第2透镜阵列413的光变换为单一种类的直线偏振光，由此，在光学装置44中的光的利用效率得到提高。

具体地，由偏振变换元件414变换成单一种类的直线偏振光的各部分光，由重叠透镜415，大致重叠于光学装置44的液晶面板441R、441G、441B上。在采用了调制直线偏振光的类型的液晶面板的投影机中，因为只能利用单一种类的直线偏振光，所以来自发出无序的偏振光的光源装置411的光的大约一半不能被利用。

因此，由使用偏振变换元件414，使来自光源装置411的射出光变换为大致单一种类的直线偏振光，提高了在光学装置44中的光的利用效率。还有，这样的偏振变换元件414，在例如特开平8—304739号公报中已被介绍。

色分离光学系统42，具备2片分色镜421、422，和反射镜423，具有由分色镜421、422使从积分器照明光学系统41射出的多个部分光束分离为红、绿、蓝的3色光的功能。

此时，在色分离光学系统42的分色镜421中，反射从积分器照明光学系统41射出的光束的蓝色成分，并透射红色光成分和绿色光成分。由分色镜421反射的蓝色光，被反射镜423反射，且通过场透镜418B到达蓝色用的液晶面板441B。该场透镜418B，使从第2透镜阵列413射出的各部分光束变换为对于其照明光轴X平行的光束。设置于其他的液晶面板441G、441R的光入射侧的场透镜418G、418R也是同样。

在透射过分色镜421的红色光和绿色光之中，绿色光由分色镜422反射，且通过场透镜418G到达绿色用的液晶面板441G。另一方面，红色光透射分色镜422而到达中继光学系统43。

中继光学系统43，具备入射侧透镜431，中继透镜433及反射镜432、434，具有把被色分离光学系统42分离的色光中的红色光引导直到液晶面板441R的功能。该中继光学系统43之所以用于红色光的光路中，是因为红色光的光路的长度比其他色光的光路的长度长、是为了防止由光的发散等引起的光的利用效率的降低的缘故。即，是为了使入射到入射侧透镜431上的部分光束原封不动地通过场透镜418R传到液晶面板441R上的缘故。

还有，在中继光学系统43中，虽然为使3种色光之中的红色光通过的构成，但是不限于此，例如，也可以为通过蓝色光的构成。

光学装置44，按照图像信息调制入射的光束而形成彩色图像。该光学装置44，具备入射被色分离光学系统42分离的各色光的3个入射侧偏振板442，配置于该入射侧偏振板442后级的作为光调制元件的液晶面板441(441R、441G、441B)及射出侧偏振板443，和作为色合成光学装置的十字分色棱镜444。

入射侧偏振板442，仅仅使入射的光束之中的、单一方向的直线偏振光透射，而吸收其他光束。该入射侧偏振板442，例如，具有在蓝宝石或水晶等的透光性基板上设置有偏振膜的构成。

液晶面板441，具有在由玻璃等构成的一对未图示出的基板中密闭封入作为电光物质的液晶的构成。其中，一方的基板，是用于驱动液晶的驱动基板，具有互相平行地排列形成的多条数据线，在与多条数据线正交的方向上排列形成的多条扫描线，对应于扫描线及数据线的相交处而矩阵状地排列形成的像素电极，和TFT等的开关元件。并且，另一方的基板，是对于上述的基板空出预定间隔而对向配置的对向基板，具有施加预定的电压Vcom的共用电极。然后，在该一对基板上，与未图示出的控制基板电连接，且在上述扫描线、上述数据线、上述开关元件及上述共用电极等上，连接输出预定的驱动信号的未图示出的柔性印制基板。由通过该柔性印制基板从控制基板输入驱动信号，在预定的上述像素电极和上述共用电极之间施加电压，控制介于该像素电极及共用电极间的液晶的取向状态，调制从入射侧偏振板442射出的偏振光束的偏振方向。

射出侧偏振板443，仅仅使从液晶面板441射出的光束之中的、具有与入射侧偏振板442中的光束的透射轴正交的偏振轴的光束透射，而吸收其他光束。该射出侧偏振板443，虽然在图4中省略了详细图示，但是与入射侧偏振板442同样地，具有在透光性的基板443A(参照图5及图6)上设置有偏振膜443B(参照图5及图6)的构成。

还有，射出侧偏振板443对于液晶面板441的配置位置，详述于后。

十字分色棱镜444，合成从射出侧偏振板443射出的按每种色光调制的光学像而形成彩色图像。该十字分色棱镜444，成为粘贴接合4个直角棱镜的平面看大致正方形状，在粘贴接合直角棱镜彼此的界面上，形成2种电介质多层膜。该电介质多层膜，反射从液晶面板441R、441B射出的通过射出侧偏振板443的色光，且透射从液晶面板441G射出的通过射出侧偏振板443的色光。这样一来，合成以各液晶面板441R、441B、441G调制的各色光而形成彩色图像。

上述的各光学系统41～44，如图3所示地，收置于合成树脂制的光学部件用框体45内。该光学部件用框体45，以分别构成底面、前面及侧面的箱状的部件收置构件451，和闭塞该部件收置构件451的上部开口的盖状构件452而构成。

其中，部件收置构件451，以收置光源装置411的光源装置收置部4511，和收置光学部件412～415、419、42、43的光学部件收置部4512而构成。

光源装置收置部4511，虽然省略图示，具有开放下方、并且在内侧面上具有矩形状的开口部4511A的箱形形状。光源装置411，从光源装置收置部4511的下方插入，通过载置固定于固定板4511B上，而收置于光源装置收置部4511中。

还有，切除固定板4511B的一部分，由该固定板4511B和形成于光源装置收置部4511中的开口部4511A，使光源装置411的前方部分成为闭塞状态，后方部分成为通风的状态。

由该光源装置411的前方部分中的闭塞状态，能防止从光源装置411射出的光束漏泄到外部，由后方部分中的通风状态，成为从光源装置411发生的热不滞留在光源装置收置部4511内部中的结构。

光学部件收置部4512，虽然省略了详细的图示，在该光学部件收置部4512的内部，形成多个用于对各光学部件412～415、419、42、43进行定位的槽部。各光学部件滑动嵌入到这些槽部中，然后，由粘接剂等固定各光学部件。

(3)射出侧偏振板的配置位置

图5，是模式地表示光学装置44中的液晶面板441(441G)，射出侧偏振板443，十字分色棱镜444及投影透镜3的配置位置的侧面图。并且，图6，是图5的部分放大图。还有，在图5及图6中，作为1片透镜模式地表示构成投影透镜3的多个透镜。

在光学装置44中，如图5及图6所示地，具备按照从光源装置411射出的光束的入射顺序设置的入射侧偏振板442(在图5及图6中省略)，液晶面板441(在图5及图6中，仅仅图示出调制绿色光的液晶面板441G，省略其他的液晶面板441R、441B的图示)，射出侧偏振板443及十字分色棱镜444而构成。并且，在十字分色棱镜444的光束射出侧，配置投影透镜3。

从光源装置411射出的光束，如上所述地，通过入射侧偏振板442入射到液晶面板441上。入射到该液晶面板441上的光束，在该液晶面板441的图像形成区域(光学像形成区域)被调制后，向射出侧偏振板443射出。入射到射出侧偏振板443上的光束之中，与偏振膜443B的偏振轴一致的光束，透射该偏振膜443B，入射到十字分色棱镜444的光束入射面上。然后，该入射光束，以预定的折射率折射并透射十字分色棱镜444，从该十字分色棱镜444的光束射出面射出，入射到投影透镜3的投影区域上。

该投影透镜3，配置成使得该投影透镜3的透镜光轴A、对于从光源装置411射出的光束的照明光轴X(参照图4)平行地偏移，在是该偏移方向的向上方向上，向上投影入射的光学像。在此，在本实施方式中，照明光轴X，和通过液晶面板441的图像形成区域的中心位置、并且与来自光源装置411的射出光束的照明光轴X平行的直线C(以下，存在称为“液晶面板441的中心轴C”的场合)，大致一致那样地构成。因此，投影透镜3的透镜光轴A，对于液晶面板441的中心轴C平行地偏移，该偏移方向，成为由该投影透镜3投影光学像的向上方向。

具体地，投影透镜3，配置成使得投影透镜3的透镜光轴A，对于液晶面板411的中心轴C，在垂直于照明光轴X的向上方向上(图5中的箭头Y(+)方向)偏移。由此，作为从投影透镜3射出的光学像的光束的投影区域500的中心轴D，从投影透镜3的透镜光轴A向Y(+)轴方向偏移，从投影透镜3向向上方向投影投影区域500。

还有，所谓投影透镜3的投影区域，是指：是投影透镜3的有效口径内的区域，是从液晶面板441射出，作为预期的光学像从投影透镜3射出的光束，透射该投影透镜3内的区域。所谓投影透镜3的可以取入的光束，是指从液晶面板441射出，入射到投影透镜3的有效口径内，从该投影透镜3射出的光束。另一方面，所谓不能取入到投影透镜3的光束，是指虽说从液晶面板441射出，但没入射到投影透镜3的有效口径内，不能从该投影透镜3射出的光束。

并且，十字分色棱镜444的光束入射面的中心轴B，位于投影透镜3的透镜光轴A和液晶面板441的中心轴C之间地，配置在对于该中心轴C，在向上方向(Y(+)方向)上平行地偏移了的位置。

还有，十字分色棱镜444的光束射出面的向上方向的尺寸(Y(+)方向的尺寸)，为从液晶面板441射出的光束之中，不能取入投影透镜3的光束不能从该光束射出面射出那样的尺寸，能谋求十字分色棱镜444的小型化。并且，十字分色棱镜444的光束入射面的中心轴B和液晶面板441的中心轴C的偏移量，由投影透镜3的周边光量比决定。还有，关于对于这样的液晶面板441的中心轴C的十字分色棱镜444的中心轴B的偏移量，在例如特开2004—4666号公报中已详细记载。

射出侧偏振板443，如上述地，具有在透光性的基板443A的光束入射面上设置了偏振膜443B的构成。

其中，偏振膜443B，相当于本发明的光学变换元件，仅仅使具有与入射侧偏振板442的光束透射轴正交的偏振轴的光束透射。该偏振膜443B的光束透射区域，作为光学变换区域构成，该光学变换区域，配置成从光束射出侧看，覆盖液晶面板441的图像形成区域。

这样的偏振膜443B的光束射出面中的光学变换区域的中心位置(以下，存在称为“偏振膜443B的中心位置”的场合)，位于正交于对于液晶面板441的中心轴C的投影透镜3的透镜光轴A的偏移方向(向上方向)、且包含该中心轴C的假想平面，和正交于该偏移方向(向上方向)、且包含透镜光轴A的假想平面之间。

详述一下，偏振膜443B的中心位置，位于分别与中心轴C及透镜光轴A正交，从液晶面板441的光束射出面沿照明光轴X方向离开预定的距离的直线S上。

更具体地，偏振膜443B的中心位置，位于从直线S和中心轴C的交点、到该直线S和透镜光轴A的交点之间的范围内。以通过该偏振膜443B的中心位置、并且平行于照明光轴的直线，作为偏振膜443B的中心轴E，示于图6中。

即，从直线S和中心轴C的交点、向直线S和透镜光轴A的交点的方向(S(+)方向)，从照明光轴X方向看，与向上方向(Y(+)方向)为相同方向。

由此，可以覆盖从液晶面板441的图像形成区域，通过十字分色棱镜444，入射到投影透镜3的投影区域上的全部的光束的光路地，使进行该光束的光学变换的偏振膜443B的尺寸减小。

即，因为与从液晶面板441入射到投影透镜3上的光束的光路相应地配置偏振膜443B，所以能使从该液晶面板441的图像形成区域射出的光束，有效地入射到偏振膜443B的光束入射面上。从而，在偏振膜443B的光束入射面上，能减小不入射光束的区域，能促进偏振膜443B的小型化。

详述一下，偏振膜443B的中心位置，由入射到投影透镜3的投影区域的向上方向的端部上的光束之中的、从液晶面板441的图像形成区域的向上方向的端部射出的光束的射出角，和入射到投影透镜3的投影区域的与向上方向相反侧的端部上的光束之中的、从液晶面板441的图像形成区域的与向上方向相反侧的端部射出的光束的射出角而决定。

即，由从液晶面板441的图像形成区域射出，通过投影透镜3可以取入的光束之中的，从该图像形成区域的向上方向的端部射出到向上方向上的光束，以及，从与向上方向相反侧的端部，射出到与向上方向相反方向的光束的各自的最大射出角而决定。

还有，在此所说的光束的射出角，是指从液晶面板441的图像形成区域射出的光束的光路，和平行于照明光轴X的光束的光路的相交角之中，锐角侧的角度。

以下，说明关于偏振膜443B的中心位置的定位。

通过液晶面板441的图像形成区域中的向上方向的端部441Y1、入射到投影透镜3的投影区域中的向上方向的端部上的光束，如图5及图6所示地，是射出到S(+)方向的最顶端侧的光束的光路T1。该光路T1，和通过端部441Y1、并且平行于中心轴C的直线C1的角度，以角度θ1表示。该角度θ1，为从图像形成区域的端部441Y1，射出到向上方向上，由投影透镜3可以取入的光束的最大射出角度。

并且，通过液晶面板441的图像形成区域中的与向上方向相反侧的端部441Y2、入射到投影透镜3的投影区域的与向上方向相反侧的端部上的光束，是射出到S(—)方向的最顶端侧的光束的光路T2。该光路T2，和通过端部441Y2、并且平行于中心轴C的直线C2的角度，以角度θ2表示。该角度θ2，为从图像形成区域的端部441Y2，射出到与向上方向相反侧，由投影透镜3可以取入的光束的最大射出角度。

在此，设从液晶面板441的光束射出面、到与偏振膜443B的中心位置相交的直线S的距离，即，从液晶面板441的光束射出面到偏振膜443B的光束射出面的距离，为距离d。该场合下，为了使从液晶面板441的端部441Y1以最大射出角度θ1向S(+)方向上射出的光束，入射到偏振膜443B上，从直线S和直线C1的交点，使偏振膜443B在S(+)方向上、即、向上方向上，延伸距离L1即可。该距离L1，能以下式(II)表示。

L1＝dtan θ1         ...式(II)

并且，为了使从端部441Y2以最大射出角度θ2在S(-)方向上射出的光束，入射到偏振膜443B上，从直线S和直线C2的交点，使偏振膜443B在S(-)方向上、即、向上方向的相反方向上，延伸距离L2即可。该距离L2，能以下式(III)表示。

L2＝dtan θ2        ...式(III)

由这些距离L1、L2，对于液晶面板441的图像形成区域的中心轴C的，作为偏振膜443B的光束射出面的中心位置的偏移量的距离L，由下式(IV)决定。由此，由使偏振膜443B的中心位置，从中心轴C朝向上方向上偏移距离L那样地定位，能使从液晶面板441的图像形成区域射出、并且入射到投影透镜3的投影区域上的光束的全部入射到偏振膜443B的光学变换区域中。并且，由此，能使该偏振膜443B的向上方向的尺寸为必要最小限度的尺寸

L＝(L1-L2)/2          ...式(IV)

还有，由在该式(IV)中代入式(II)及式(III)，能得到下式(I)。

L＝d(tan θ1-tan θ2)/2   ...式(I)

即，偏振膜443B的中心位置，位于从液晶面板441的光束射出面、沿光轴方向离开距离d的，分别正交于该图像形成区域的中心轴C及投影透镜3的透镜光轴A的直线S上。并且，该偏振膜443B的中心位置，在从直线S和中心轴C的交点向直线S和透镜光轴A的交点的S(+)方向、即、向上方向上，偏移以上述的式(I)导出的距离L而配置。

由此，能使从液晶面板441的图像形成区域射出、并且可以进入到投影透镜3的投影区域中的光束，全部入射到偏振膜443B的光学变换区域中。换而言之，能防止来自该液晶面板441的可以进入到投影透镜3中的光束、入射于平行于液晶面板441的中心轴C的偏振膜443B的端面上，并且，能使偏振膜443B的向上方向的尺寸为必要最小限度。从而，能谋求偏振膜443B的进一步小型化。而且，即使在偏振膜443B的端面上入射或反射了不能进入到投影透镜3中的光束，也不会使之从投影透镜3射出，并且，不能进入到投影透镜3中的光束的光量是极少量而不存在问题。

在此，从液晶面板441的中心轴C沿向上方向偏移以上述的式(I)导出的距离L，而使偏振膜443B的中心位置偏移定位，使以下式(V)所示的尺寸M，为偏振膜443B的向上方向的尺寸，由此能使偏振膜443B的向上方向的尺寸为最小。从而，能形成尽量小型化了的偏振膜443B。并且，伴随于此，能降低投影机1的制造成本。

还有，在下式(V)中，m，表示液晶面板441的图像形成区域的向上方向的尺寸。

M＝m+d(tan θ1+tan θ2)    ...式(V)

还有，在图5及图6中，作为液晶面板441，表示调制绿色光的液晶面板441G，且说明关于配置于该液晶面板441G的光束射出侧的射出侧偏振板443的配置位置。可是，关于其他的液晶面板441R、441B的光束射出侧的射出侧偏振板443的配置位置也是同样。即，图5及图6，是在位置平面上表示从液晶面板441到投影透镜3的光路的模式图，液晶面板441R、441G、441B，因为在图5及图6中为相同的位置，所以能作为液晶面板441表示。

具体地，规定分别正交于液晶面板441R的中心轴C、和在十字分色棱镜444的直角棱镜的界面上向液晶面板441R的配置方向弯折的投影透镜3的透镜光轴A的延长线，从液晶面板441的图像形成区域的光束射出面离开了距离d的直线S。在从该直线S和中心轴C的交点、向直线S和透镜光轴A的延长线的交点、离开距离L的位置上，使偏振膜443B的光学变换区域的光束射出面的中心位置定位。由此，能起到与配置于上述的液晶面板441G的光束射出侧的射出侧偏振板443大致相同的效果。

还有，对于配置于液晶面板441B的后级的射出侧偏振板443的偏振膜443B，也是同样。

即，配置于各液晶面板441(441R、441G、441B)的光束射出侧的3个偏振膜443B的光学变换区域的中心位置，位于夹在包含各液晶面板441的图像形成区域的中心轴C且正交于对于各液晶面板441的中心轴C的投影透镜3的透镜光轴A的偏移方向的假想平面，和包含透镜光轴A且正交于对于各液晶面板441的中心轴C的投影透镜3的透镜光轴A的偏移方向的假想平面的范围内。

(4)实施方式的变形

用于实施本发明的最佳的构成等，虽然在以上的记述中已公开，但是本发明并非限定于此。即，本发明，虽然主要涉及特定的实施方式特别地图示、并且说明，但是，不脱离本发明的技术思想及目的范围地，对于上述的实施方式，在形状、材料、数量以及其他的详细的构成方面，本领域技术人员能加以各种各样的变形。

从而，因为限定了上述公开的形状、材料等的记述，是为了使本发明的理解容易而例示性地记述，不限定本发明，所以在除这些形状，材料等的限定的一部分或全部的限定之外的部件名称的记述，包括在本发明中。

在上述的实施方式中，虽然使偏振膜443B的光束射出面中的光学变换区域的中心位置，在从液晶面板441的中心轴C向投影透镜3的透镜光轴A的向上方向上，偏移以上述的式(I)求得的距离L而配置，但是本发明不限于此。

即，偏振膜443B的光学变换区域，以透射从液晶面板441的光学像形成区域射出、入射到投影透镜3的投影区域上作为光学像射出的光束的大致全部的形状而形成，通过该偏振膜443B的中心位置的平行于照明光轴X的中心轴E，位于夹在包含液晶面板441的中心轴C而正交于对于液晶面板441的中心轴C的投影透镜3的透镜光轴A的偏移方向的平面，和包含透镜光轴A而正交于对于中心轴C的该透镜光轴A的偏移方向的平面的范围内。

这样的场合下，至少，可以使偏振膜443B中的对于液晶面板441的中心轴C的投影透镜3的透镜光轴A的偏移方向、即、向上方向的尺寸减小。

还有，如果使偏振膜443B的中心轴E，从液晶面板441的中心轴C在向上方向上偏移距离L那样地配置偏振膜443B的中心位置，则能使入射从液晶面板441射出、可以进入到投影透镜3中的光束的大致全部的偏振膜443B，更加小型化。

在上述实施方式中，虽然使配置于液晶面板441的后级的射出侧偏振板443的偏振膜443B的中心位置，对于液晶面板441的中心轴C、以及投影透镜3的透镜光轴A偏移而配置，但是本发明不限于偏振膜，也可以是进行入射光束的光学变换的其他光学变换元件。并且，也可以为在射出侧偏振板443上，与偏振膜443B一并设置其他的光学变换元件，偏移该光学变换元件的光束射出面中的光学变换区域的中心位置的构成。例如，也可以采用校正通过液晶面板441形成的光学像的视场角的视场角校正膜，作为光学变换元件。该场合下，如上述地，除能谋求视场角校正膜的小型化之外，能放大投影图像的视场角，并且，能大幅度提高投影图像的对比度。

在上述实施方式中，虽然固定投影透镜3，但是也可以为在液晶面板441的中心轴C的正交方向上可以移动地构成。该场合下，在投影透镜3移动最大时，覆盖从液晶面板441的光学像形成区域的端部射出、并且、可以进入投影透镜3的光束的透射区域，并且，基于该光束的在液晶面板441中的最大射出角度，使偏振膜443B的光束射出面中的光学变换区域的中心位置定位即可。

在上述实施方式中，虽然仅仅举了采用了3个液晶面板441(441R、441G、441B)的投影机1的例，但是本发明，也可以适用于只用了1个液晶面板的投影机、用了2个液晶面板的投影机、或者用了大于等于4个液晶面板的投影机。在用了1个液晶面板的单板式的投影机中，因为不需要作为色合成光学装置的十字分色棱镜，用不着考虑由该十字分色棱镜引起的光束的折射，所以能使射出侧偏振板443的偏振膜443B的位置调整简单化。

在上述实施方式中，虽然用了光入射面和光射出面不同的透射型的液晶面板，但是也可以采用光入射面和光射出面为相同的反射型的液晶面板。

在上述实施方式中，虽然用液晶面板作为光调制元件，但是也可以采用用了微镜的器件等的液晶以外的光调制元件。

在上述实施方式中，虽然说明了光学单元4具有平面看大致L字状的构成，但是不限于此，例如，也可以采用具有平面看大致U字状的构成。

在上述实施方式中，虽然举了从观看屏幕的方向进行投影的前投型的投影机的例，但是本发明不限于此，例如，也可以适用于从与观看屏幕的方向相反侧进行投影的背投型的投影机。

Claims (3)

1.一种投影机，其特征在于，具备：

光源装置，

配置于从上述光源装置所射出的光束的照明光轴上、按照图像信息分别调制从上述光束分离出的多种色光而形成上述色光的每种色光的光学像的多个光调制元件，

对通过上述多个光调制元件所形成的上述色光的每种色光的光学像进行合成的色合成光学装置，

放大以上述色合成光学装置所合成的光学像、投影该光学像的投影透镜，以及

配置于上述多个光调制元件中的至少任一个与上述色合成光学装置之间、具有进行入射光束的光学变换的光学变换区域的光学变换元件；

上述光学变换元件的光学变换区域，以从对应的上述光调制元件射出、作为上述光学像从上述投影透镜射出的光束的大致全部入射的形状形成；

上述光调制元件，具有通过该光调制元件的光学像形成区域的中心位置、平行于上述照明光轴的中心轴；

上述投影透镜，以使该投影透镜的透镜光轴相对上述光调制元件的中心轴平行地偏移的方式配置；

使通过上述光学变换区域的中心位置的平行于上述照明光轴的中心轴，位于由正交于上述投影透镜的透镜光轴对于上述光调制元件的中心轴的偏移方向的包含上述光调制元件的中心轴的平面、和正交于上述偏移方向的包含上述透镜光轴的平面所夹的范围内。

2.按照权利要求1所述的投影机，其特征在于，

上述投影透镜，具有从上述光调制元件射出、作为上述光学像投影的光束透射的投影区域；

在设从上述光调制元件的光学像形成区域中的上述偏移方向的端部射出的光束之中的、通过上述投影透镜的光入射面的投影区域中的上述偏移方向的端部的光束，从上述光调制元件的射出角为θ1，

设从上述光调制元件的光学像形成区域中的与上述偏移方向相反侧的端部射出的光束之中的、通过上述投影透镜的光入射面的投影区域中的与上述偏移方向相反侧的端部的光束，从上述光调制元件的射出角为θ2，

设从上述光调制元件的光束射出面到上述光学变换元件的光射出面的距离为d时，

使上述光学变换元件的中心轴，位于从上述光调制元件的中心轴向上述偏移方向上偏移了相当于以以下的式(I)：

L＝d(tan θ1-tan θ2)/2    ...式(I)，

求得的L的距离的位置。

3.按照权利要求1或2所述的投影机，其特征在于，

上述光学变换元件，为透射从上述光调制元件射出的光束之中的、上述预定的方向的直线偏振光的偏振膜或偏振板。

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