CN100498507C - 投影机用照明装置及投影机 - Google Patents
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Abstract
一种照明装置,包括光源和将从光源射出的光束变换为基本1个种类的直线偏振光束的偏振变换元件(114),所述偏振变换元件(114)具有相对于从所述光源射出光束的中心轴倾斜地配置并同时沿相对于该中心轴基本正交方向交互地排列的多个偏振分离膜(1141)和光反射膜(1143),其中,该照明装置具备:设置在光源和偏振变换元件(1141)之间、具有以对应于偏振分离膜(1141)的排列的间距而配置为带状的、对入射光束进行光学变换的多个光学变换层的光学滤光器;保持光学滤光器(311)的保持框(312);和使保持框(312)沿着偏振分离膜(1141)的排列方向进退的滤光器驱动机构(313)。
Description
技术领域
本发明涉及具备光学滤光器(filter)的照明装置及投影机,该光学滤光器用来对光源所射出光束的亮度和/或色调进行变换。
背景技术
以往,投影机多被使用于会议、学会及展览会等的演示。这种投影机主要被作为显示文字及图形等的数据投影机而使用。另外,近年来投影机得到飞跃性的普及,因而家庭中的电影欣赏等用途的、作为家庭影院用投影机而使用的情况也变多。
可是,显示文字等的情况下,对于数据投影机则要求其高亮度图像显示。另一方面,对于家庭影院用投影机,由于显示电视及电影等的影像,因而要求侧重色彩再现性的色彩好的高彩色图像(高色度图像)显示。如此,有关所显示图像的画质,则根据投影机的用途,而对亮度、色度及对比度等的要求不同。因此,下述投影机已为众所周知,该投影机在根据图像信息对来自光源的光束进行调制并形成光学像的光学系统中,将滤光器设置在光路中,并通过该滤光器来实行亮度及色度的调节(例如,参照专利文献1(特开2001-174774号公报,第5页,第3图))。
这种投影机上所采用的滤光器构成为,相应于积分透镜的透镜元件的间距形成有滤光器元件,并使滤光器进行移动来使滤光器元件插置在积分透镜所射出光束的焦点位置。
但是,在专利文献1中,虽说明了与积分透镜所射出的焦点位置相对应的滤光器部分的形成及滤光器的移动,而应该使滤光器向哪个方向移动及移动多少,则未明确说明。
另外,有关滤光器及使滤光器移动的机构的具体构成则未做说明,有关高亮度图像显示和高色度图像显示的切换,具体如何实行则未明示。
发明内容
本发明的目的是提供一种照明装置及采用该照明装置的投影机,该照明装置能够对实行光束变换的状态和不实行的状态进行切换。
本发明的照明装置,包括光源和将从所述光源射出的光束变换为基本1个种类的直线偏振光束的偏振变换元件,所述偏振变换元件具有相对于从所述光源射出光束的中心轴倾斜地配置并同时沿相对于从所述光源射出的光束的中心轴基本正交方向交互地排列的多个偏振分离膜和光反射膜,该照明装置具备:设置在所述光源和所述偏振变换元件之间、具有以对应于所述偏振分离膜的排列的间距而配置为带状的、对入射光束进行光学变换的多个光学变换层的光学滤光器;保持所述光学滤光器的保持框;和使所述保持框沿着所述偏振分离膜的排列方向进退的滤光器驱动机构。
根据本发明,通过滤光器驱动机构来使保持框进退,从而能够使以与偏振分离膜的排列相对应的间距配置为带状的光学滤光器的光学变换层的位置与光反射膜的位置相对地形成一致,对入射光束进行光学变换,并将已变换的光束射出至配置在后级的偏振变换元件。另外,同样地,能够使保持框进退,使光学滤光器的未形成光学变换层的部分与偏振分离膜的位置相对地形成一致,从而使其不对入射光束进行变换,能够将未变换的光束射出至偏振变换元件。
因此,通过滤光器驱动机构,能够将光学滤光器的光学变换层在照明光束的光路中进行插入拔出,从而切换对入射光束进行光学变换的状态和不进行变换的状态。
另外,带状的光学变换层可以以掩模等在通过1块玻璃等构成的光透射性的基板上,通过蒸镀等方法将膜形成为带状而形成。或者,也可以将基板本身具备吸收指定光的功能的光学滤光玻璃和光透射性的基板并列组合为带状而形成。
本发明中,优选地,所述滤光器驱动机构具备:被所述遮光部件支持成可自由旋转、且其一端与所述保持框相接合、通过其旋转来使所述保持框进退的凸轮部件,和具有与该凸轮部件的另一端相接合的轴部、使该轴部以电磁方式进退的螺线管。
根据本发明,由于通过施加电压来控制螺线管的轴部的进退,因而可通过滤光器驱动机构来控制光学滤光器进退的构成变为简单。另外,由于轴部的进退能够通过施加电压,也就是开启/关闭来进行切换,因而能够迅速进行光学滤光器的光学变换层相对照明光束的光路的插入拔出。
或者说,本发明中,优选地,所述保持框具备沿所述保持框的移动方向形成的齿条,所述滤光器驱动机构具备:安装于所述遮光部件、且设置为其旋转轴与从所述光源射出的光束的中心轴基本平行的电机,和设置于所述电机的旋转轴上、与所述齿条相啮合的小齿轮。
根据本发明,能够通过由电机驱动小齿轮旋转,来使保持框持续地进退,从而相对于照明光束的光路将光学变换层部分地插置。
因此,能够通过向照明光束的光路中部分地插入光学变换层,来对入射光束的变换程度进行持续的调节。
另外,本发明的照明装置,包括光源和将从所述光源射出的光束变换为基本1个种类的直线偏振光束的偏振变换元件,所述偏振变换元件具有沿相对于从所述光源射出的光束的中心轴基本正交方向交互地排列的多个偏振分离膜和光反射膜,其特征在于具备:设置在所述光源和所述偏振变换元件之间、具有以对应于所述偏振分离膜的排列的间距而配置为带状的、对入射光束进行光学变换的多个光学变换层的光学滤光器;保持所述光学滤光器的保持框;使所述保持框沿着相对于从所述光源射出的光束的中心轴基本正交的平面进行旋转的滤光器驱动机构。
根据本发明,能够起到与上述照明装置相同的效果。也就是说,通过滤光器驱动机构使保持光学滤光器的保持框沿着与从光源射出的光束的中心轴基本正交的平面转动,从而能够使光学滤光器光学变换层的位置部分地与偏振分离膜的位置相对地形成一致。因此,能够使光学滤光器对入射光束的一部分进行光学性变换,并将变换的光束射出至配置在该光学滤光器的光路后级的偏振变换元件。另外,进一步从进行光束变换的情况下,或者,使保持框向相反方向转动,而使光学滤光器的未形成光学变换层的部分与光反射膜的位置相对地形成一致,从而使入射光束不进行变换。因此,能够将未变换的光束射出至偏振变换元件。因而,能够切换将向偏振变换元件的入射光束进行光学变换的情况和不变换的情况。
在本发明中,优选地,所述多个光学变换层具备对从所述光源射出的光束变换亮度和/或色调的特性。
如此,如果光学变换层具备对入射光束的亮度进行变换的特性,则可以根据用途来进行低亮度图像和高亮度图像之间的切换。另外,如果具备变换色调的特性,则可以根据用途来进行高色度图像和通常色度图像之间的切换。
另外,在本发明中,优选地,所述多个光学变换层具备对从所述光源射出的光束来使指定色光的透射率降低的特性。
如此,如果光学变换层具备使指定色光的透射率降低的特性,则可以对照明光束的色调进行校正。因此,通过将采用这种光学变换层的照明装置例如使用于投影机,就可以根据用途来得到高色度的投射图像。
在本发明中,优选地,所述多个光学变换层具备对从所述光源射出的光束使整个可视光波长区域的透射率降低的特性。
如此,如果光学变换层具备使可见光波长区域全体透射率降低的特性,则能够对照明光束的亮度进行调整。因此,通过将采用这种光学变换层的照明装置例如使用于投影机,而可以根据用途来得到低亮度的投射图像。
在本发明中,优选地,所述多个光学变换层形成为随着离开所述光源射出的光束的中心轴其透射率变低。
根据本发明,在向光学滤光器的入射光束中,远离照明光轴的光束,其透射将减少。此处,透射光学滤光器外缘的光束使透射光学滤光器的光束全体波长的平衡破坏。因此,通过减少入射至光学滤光器的外缘上的光束,能够在保持光束的波长平衡的基础上进行光束的变换,并使光束入射到偏振变换元件。
或者,在本发明中,也可以将所述多个光学变换层仅设置在所述光学滤光器的外缘而不设置在其内侧中。
如果形成为这种排列图案,对于入射到光学滤光器外缘的光束,其色调被变换的同时透射光束的光量被减少。另一方面,对于入射到内侧的光束则可以将光量及亮度的减少控制为最小限度。因此,通过将采用这种光学变换层的照明装置例如使用于投影机,能够提高对比度,并得到将亮度下降控制为最小限度的高色度的投射图像。另外,使上述多个光学变换层形成为只设置于上述光学滤光器的四角上,或者,只设置在上述光学滤光器的上述偏振分离膜排列方向的两端部上而不是设置在中央部分时,也能够期待得到同样的效果。
本发明中,优选地,包括配置于所述偏振变换元件的所述光源一侧、用来遮断向所述偏振变换元件的入射光的一部分的遮光部件,所述遮光部件具有相对于从所述光源射出的光束的中心轴基本正交方向交互地排列的多个开口部和遮蔽部,所述开口部对应于所述偏振分离膜形成为缝隙状,所述遮蔽部对应于所述光反射膜形成。
根据本发明,则能够使从光源射出的且入射到偏振变换元件的偏振分离膜的光束透射,并能够遮蔽入射到该偏振变换元件的光反射膜的光束。也就是说,能够防止光束直接入射到光反射膜。因此,能够防止不同种类的偏振光混入到从偏振变换元件射出的光束中。
以上所说明的照明装置,适合使用于具备根据图像信息对从所述照明装置射出的光束进行调制形成光学像的调制装置,和对通过所述调制装置形成的光学像进行放大投射的投射透镜的投影机。
由于将以上这种照明装置使用于投影机,因而在形成光学像时,能够通过光学滤光器来进行光束的指定的光学变换,并形成及投射提高了画质的光学像。另外,由于能够进行对入射光束实行变换的状态和不实行变换的状态的切换,因而能够形成、投射与用途相对应的光学像。
本发明的投影机,优选地具备对向所述光源供给的功率进行调整、并对从所述光源射出的光束的亮度进行调整的功率调整机构。
通过这种功率调整机构,能够调整供给至光源的电能,并扩大所投射光学像的亮度调节范围。因此,由于能够通过光源的功率调整机构来实现在光校正装置上无法调节的宽范围的亮度调整,因而能够对该情况下的光学像亮度进行调整。
本发明的投影机,优选地具备对从所述光源射出的光束部分地进行遮蔽的光阑机构。
通过这种光阑机构,能够容易实行对形成光学像所利用的光量的宽范围调整。因此,能够容易调整由投影机所投射光学像的亮度。
附图说明
图1是表示第1实施方式的投影机的透视图;
图2是表示上述第1实施方式中的光学单元的模式图;
图3是表示上述第1实施方式中的光校正装置及掩模的分解透视图;
图4是从背面一侧(光射出面一侧)对上述第1实施方式中的光校正装置进行观察的透视图;
图5是从背面一侧(光射出面一侧)对上述第1实施方式中的光校正装置进行观察的透视图;
图6是表示上述第1实施方式中的光学滤光器的滤光器排列图案的模式图;
图7是表示上述第1实施方式中的滤光膜的透射率特性及光源灯的光谱强度的图形;
图8是概念地表示了上述第1实施方式中的投影机中所内置的控制系统的电路构成的框图;
图9是表示上述第1实施方式中的光阑装置的模式图;
图10是从背面一侧(光射出面一侧)对第2实施方式中的光校正装置进行观察的透视图;
图11是表示第3实施方式中的光学滤光器的滤光器排列图案的模式图;
图12是表示第4实施方式中的滤光膜的透射率特性及光源灯的光谱强度的图形;
图13是表示第5实施方式中的光学滤光器的滤光膜排列图案的模式图;
图14是表示上述第5实施方式中的光学滤光器的剖面图(沿图13的虚线XIV的剖面图);
图15是表示上述第5实施方式中的光学滤光器的剖面图(沿图13的虚线XV的剖面图);
图16A是表示滤光膜排列图案的变形的模式图,图16B是表示滤光膜排列图案的其它变形的模式图,图16C是表示滤光膜排列图案的其它变形的模式图,图16D是表示滤光膜排列图案的其它变形的模式图;
图17是表示上述各实施方式中的滤光膜透射率特性的变形及光源灯的光谱强度的图形;
图18是表示上述各实施方式中的偏振变换元件、光校正装置及掩模的变形的概要透视图;
图19是表示上述各实施方式中的光校正装置及掩模的变形的概要透视图。
具体实施方式
根据附图来对本发明的实施方式进行说明。在以下的说明中,将与光的行进方向平行的轴设为Z轴,并将与其正交的2个轴设为X轴及Y轴。
(1)第1实施方式
以下,根据附图对本发明的第1实施方式进行说明。
图1中,表示了第1实施方式的投影机。投影机10根据图像信息对光源所射出的光束进行调制,并将其放大投射到屏幕等的投影面上。该投影机10,如图1所示,具备外层壳体101和从该外层壳体101露出的投射透镜2。
外层壳体101是合成树脂制的箱体,用来收纳投影机10的主体部分。外层壳体101的上面设置有操作面板6,该操作面板6上设置有多个用来实行投影机10的启动、调整操作的开关6A。
投射透镜2将通过投影机10的主体部分并根据图像信息所调制的光学像进行放大并投射。该投射透镜2构成为:以筒状的镜筒内所收存的多个透镜作为透镜组而构成,并具备使多个透镜的相对位置进行变更的联杆2A,使其可以进行投射图像的聚焦调整及倍率调整。
图2是模式地表示了投影机10的内部所收存的光学单元1的图。光学单元1根据图像信息对光源装置111所射出的光束进行调制并形成光学像,通过投射透镜2在屏幕上形成投射图像。
光学单元1,按照功能被基本区分为:积分照明光学系统11;色分离光学系统12;中继光学系统13;光调制装置及色合成光学装置一体化形成的光学装置14;将上述这些光学部件11、12、13、14进行收存配置的、没有图示的光导装置。
作为照明装置的积分照明光学系统11是用来使光源所射出的光束在照明光轴正交面(XY平面)内成为照度均等的光束的光学系统。该积分照明光学系统11构成为具备:光源装置111;第1透镜阵列112;第2透镜阵列113;光校正装置31;偏振变换元件114;重叠透镜115;场透镜116。其中,光校正装置31被配置于偏振变换元件114的前级。并且,所谓“照明光轴”是由构成光源装置111的光学要素而形成的假想轴,与光源装置111所射出光束的中心轴相一致。
光源装置111具备作为放射光源的光源灯117、反射器118及覆盖该反射器118的光束射出面的防爆玻璃119。光源灯117所射出的放射状光束被反射器118进行反射而形成基本平行光束,并向外部射出。本发明的第1实施方式中,作为光源灯117采用了高压水银灯,作为反射器118采用了抛物面镜。并且,作为光源灯117,不限于高压水银灯,也可以采用例如金属卤化物灯或卤素灯等。另外,作为反射器118而采用了抛物面镜,但是不限于此,也可以采用在椭圆面镜形成的反射器的射出面上配置平行化凹透镜的构成。
第1透镜阵列112被设为使具有从照明光轴方向(Z轴方向)看上去为基本矩形状的轮廓的小透镜排列为矩阵状的构成。各小透镜将光源灯117所射出的光束分割为部分光束,并向照明光轴方向射出。
第2透镜阵列113具有与第1透镜阵列112基本相同的构成,被设为小透镜排列为矩阵状的构成。该第2透镜阵列113与重叠透镜115一起具有使第1透镜阵列112各小透镜的图像在后述的光学装置14的液晶面板141R、141G、141B上进行成像的功能。
光校正装置31,通过其内部中所保持的光学滤光器,来对第2透镜阵列113所射出的光束进行变换、校正。所校正的光束被射出到配置于光校正装置31的光学滤光器后级的偏振变换元件114。并且,有关该光校正装置31的构造,在后面进行详细叙述。
偏振变换元件114将来自第2透镜阵列113的光变换为基本1个种类的偏振光。由于使用对偏振光进行调制类型的液晶面板141R、141G、141B的投影机中,只能利用1个种类的偏振光,因而来自发射随机的偏振光的光源灯117的光束的基本一半未被利用。因此,通过使用偏振变换元件114,来将光源灯117所射出的光束变换为基本1个种类的偏振光,而提高了光学装置14的光利用效率。
偏振变换元件114,如图3所示,具备多个棱镜1142、沿着上述这些多个棱镜1142的界面而配置的多个偏振分离膜1141及作为光反射膜的反射膜1143。图3中,为方便起见,以虚线来表示偏振分离膜1141。偏振分离膜1141和反射膜1143,分别相对于照明光轴(Z轴)形成为倾斜而配置。另外,偏振分离膜1141和反射膜1143在相对于照明光轴基本正交的方向(X轴方向)上交互地进行排列。多个的棱镜1142中,在射出下述光束的棱镜1142的光射出一侧的面上设置有相位差板1144,上述光束是透射偏振分离膜1141的光束。入射到偏振变换元件114的光束,由偏振分离膜1141而被分离为P偏振光和S偏振光。此处,所分离的P偏振光,透射棱镜1142并通过相位差板1144而变换为S偏振光。另外,S偏振光由偏振分离膜1141和反射膜1143进行反射,并与通过相位差板1144而由P偏振光变换为S偏振光的光束基本平行地射出。因此,入射到偏振变换元件114的光束被变换为基本1种的偏振光,而提高了光学装置14上的光利用效率。
返回到图2进行说明,由偏振变换元件114而变换为基本1个种类偏振光的各部分光束,通过重叠透镜115最后被基本重叠在后述光学装置14的液晶面板141R、141G、141B上。并且,这种偏振变换元件114,例如,在特开平8-304739号公报中已进行介绍。另外,偏振变换元件所射出的偏振光,不限于S偏振光,也可以是P偏振光。
色分离光学系统12具备2个分色镜121、122和2个反射镜123、124。积分照明光学系统11所射出的多个部分光束,由2个分色镜121而分离为红(R)、绿(G)、蓝(B)的3色光。
中继光学系统13具备入射侧透镜131、中继透镜133及反射镜132、134。该中继光学系统13具有将色分离光学系统12所分离的色光即蓝色光引导至后述的光学装置14的液晶面板141B的功能。
此时,色分离光学系统12的分色镜121中,通过反射镜124而由积分照明光学系统11所射出的光束之中,绿色光和蓝色光透射,红色光进行反射。通过分色镜121所反射的红色光,由反射镜123进行反射,并通过场透镜116,到达红色用液晶面板141R。该场透镜116将第2透镜阵列113所射出的各部分光束相对于其中心轴(主光线)变换为平行的光束,设置于其它液晶面板141G、141B的光束入射一侧上的场透镜116也相同。
另外,透射分色镜121的蓝色光和绿色光之中,绿色光由分色镜122进行反射,并通过场透镜116,到达绿色光用液晶面板141G。另一方面,蓝色光透射分色镜122并通过中继光学系统13,再通过场透镜116,到达蓝色光用液晶面板141B。
并且,对蓝色光使用中继光学系统13的理由是,由于蓝色光的光路长度比其它色光的光路长度更长,因而为了防止因光的发散等而造成光利用效率下降而使用。也就是说,是为了将入射到入射侧透镜131的部分光束原样地传送到场透镜116。并且,对于中继光学系统13,设为使3个色光之中的蓝色光透射的结构,但是不限于此,例如,也可以设为使红色光通过的构成。
光学装置14根据图像信息对所入射的光束进行调制并形成彩色图像。该光学装置14具备:色分离光学系统12所分离的各色光所入射的3个入射侧偏振片142;配置于各入射侧偏振片142的后级的3个视野角度校正片143;作为配置在各视野角度校正片143后级的光调制装置的液晶面板141R、141G、141B及射出侧偏振片144;作为色合成光学装置的十字分色棱镜145。
作为光调制装置的液晶面板141R、141G、141B,例如,是将多晶硅TFT作为开关元件来使用的,在对向配置的一对透明的基板内密封充填有液晶。从而,该液晶面板141R、141G、141B,根据图像信息对通过入射侧偏振片142及视野角度校正片143所入射的光束进行调制并将其射出。并且,该液晶面板141R、141G、141B由没有图示的保持框所收存保持。
入射侧偏振片142仅使色分离光学系统12所分离的各色光之中一定方向的偏振光透射,而对其它的光束进行吸收,在蓝宝石玻璃等的基板上粘贴有偏振膜。
另外,射出侧偏振片144也被构成为与入射侧偏振片142基本相同,仅使液晶面板141R、141G、141B所射出的光束之中指定方向的偏振光透射,而对其它的光束进行吸收,所透射的偏振光的偏振轴被设为相对于入射侧偏振片142中的所透射的偏振光的偏振轴正交。
视野角度校正片143由在基板上具备对液晶面板141R、141G、141B所形成的光学像的视野角度进行校正的功能的光学变换膜形成。该视野角度校正片143对因液晶面板141R、141G、141B而产生的双折射进行补偿。从而,通过该视野角度校正片143来放大投射图像的视野角度,并且提高投射图像的对比度。
十字分色棱镜145,对射出侧偏振片144所射出的、按每个各色光调制的光学像进行合成并形成彩色图像。该十字分色棱镜145上,反射红色光的电介质多层膜和反射蓝色光的电介质多层膜沿着4个直角棱镜的界面设置为基本X字形状,并通过这些电介质多层膜来合成3个色光。
以上所说明的液晶面板141R、141G、141B、射出侧偏振片144及十字分色棱镜145被一体化地形成整体的装置。
图3表示了光校正装置31及掩模41的分解透视图。
光校正装置31,如上所述,通过其内部所保持的光学滤光器311,对来自第2透镜阵列113的光束进行变换、校正,并将其射出到配置于光学滤光器311后级的偏振变换元件114。光校正装置31,如图3所示,具备:光学滤光器311;保持光学滤光器311的支架312;包括联杆314的滤光器驱动机构313。其中,支架312通过滤光器驱动机构313,沿着掩模41的导向槽部414、415,在上述的偏振分离膜1141及后述的开口部411的排列方向即箭头符号X1方向(±X轴方向)上进退。
如图3所示,作为将向偏振变换元件114的入射光一部分进行遮蔽的遮光部件的掩模41被配置于光学滤光器311的前级。该掩模41包括对光校正装置31上所设置支架312的进退进行引导的功能,从光束的入射方向看上去为基本矩形状的不锈钢制部件。另外,掩模41具备:狭缝状的6个开口部411;不使入射光束透射的遮蔽部412;伸出部413;导向部414、415。
开口部411和遮蔽部412沿着与XY平面平行的面形成并且交互地排列。
开口部411是在上下方向(Y轴方向)上较长的基本矩形的开口,形成有使光束入射到偏振变换元件114的偏振分离膜1141的光路。这些开口部411与偏振分离膜1141对应地形成。
遮蔽部412是对朝向偏振变换元件114的反射膜1143的直接光束的入射进行遮蔽的部分,与偏振变换元件114的反射膜1143对应地形成。
通过这种构成,通过开口部411的光束入射到偏振变换元件114的偏振分离膜114。另外,入射到遮蔽部412的光束,由于不能透射掩模41,因而不能入射至偏振变换元件114的反射膜1143。因此,由于能够防止直接光束入射到反射膜1143,因而能够防止在偏振变换元件114所射出的光束中混入不同种类的偏振光。
伸出部413从掩模41一侧的宽度方向端部沿着与XY平面相平行的面进行延伸而形成。该伸出部413的上端附近及基本中央部分上形成有孔413A、413B、413C。在孔413A、413B上,通过螺纹件315,在伸出部413的背面上安装滤光器驱动机构313。另外,孔413C上,安装有滤光器驱动机构313的联杆314。
导向部414、415,形成于掩模41的光射出侧的面41B(参照图4及图5)上。该导向部414、415用来引导朝向箭头符号X1方向的支架312的进退。
导向部414从面41B的上端开始相对于照明光轴为基本平行(Z轴方向)地伸出,该伸出部分的端部基本下垂,也就是,向-Y轴方向竖起而形成。另外,导向部415从面41B的下端开始相对于照明光轴为基本平行(Z轴方向)地伸出,该伸出部分的端部向基本垂直(+Y轴方向)竖起而形成。
通过上述这种构成,导向部414、415,以其上下端部将支架312夹持其中而进行支持,与此同时,对支架312的向箭头符号X1方向的进退,即向开口部411排列方向(±X轴方向)的进退进行引导。
光校正装置31的光学滤光器311用来进行入射光束的光学变换。该光学滤光器311具备由光透射性玻璃而构成的基板3111,该基板3111上,分别形成有6个上下方向为较长的基本矩形的变换部3112及非变换部3113。这些变换部3112上蒸镀有滤光膜。另一方面,非变换部3113上未被蒸镀滤光膜。另外,基板3111的后面上形成有反射防止膜。并且,基板3111也可以由光透射性的合成树脂等来形成。
各个变换部3112以与偏振变换元件114的偏振分离膜1141的排列相对应的间距而形成为带状,同时,以与掩模41上所形成的开口部411为基本相同的间距宽度而形成。也就是,变换部3112的X轴方向尺寸形成为与掩模41的开口部411的X轴方向尺寸基本相同。另外,变换部3112的上下方向(Y轴方向)尺寸形成为与开口部411的上下方向(Y轴方向)尺寸基本相同,或者比其更大。也就是说,基板3111上所形成的变换部3112、偏振变换元件114的偏振分离膜1141及掩模41上所形成的开口部411为互补的关系。因此,将掩模41上所形成的开口部411和变换部3112相互进行重叠对齐,并使光束入射到光校正装置31时,各个开口部411中所入射的光束,基本全部入射到变换部3112,而通过变换部3112的光束则入射到偏振分离膜1141。此外,有关变换部3112的构成后面进行详细叙述。
作为保持框的支架312是将光学滤光器311嵌入并保持的部件。该支架312具备下述的2个横向框3121、3122和1个纵向框3123,并由它们而形成为基本コ字形状,其中所述2个横向框是在水平方向(相对于纵向框3123为+X轴方向)上伸出且相互为基本平行的,上述纵向框用来在Y轴方向上连接上述这些横向框3121、3122的端部。该纵向框3123的背面,也就是说,光射出侧的面的基本中央部位,安装有基本矩形的板体3124,使其在横向框3121、3122的相反方向(相对于纵向框3123为-X轴方向)上伸出。该板体3124上,突出设置有从光入射侧的面向面外侧方向突出的突起部3124A。该突起部3124A与联杆314相接合。
滤光器驱动机构313使安装有光学滤光器311的支架312进退,如上所述,安装在掩模41光射出一侧的面41B上。该滤光器驱动机构313具备壳体3131、驱动装置3132及联杆314。
壳体3131对其内部所收存的驱动装置3132进行保护,与此同时,是用来将滤光器驱动机构313安装在掩模41上的金属制部件。该壳体3131上形成有2个孔3131A和3131B,在将滤光器驱动机构313安装于掩模41时,被上述的螺纹件315贯通插入。
驱动装置3132由螺线管构成,形成为下述轴部3132A通过对驱动装置3132施加电压而进行突出缩入的构成,上述轴部3132A被设置为可从驱动装置3132的下端自由突出缩入。该轴部3132A的侧面上形成有突起部3132B,该突起部3132B与联杆314相接合。
作为凸轮部件的联杆314,通过驱动装置3132的轴部3132A的突出缩入来进行转动,从而使支架312进退,其侧面部分形成为平缓弯曲的基本L字形状。该联杆314上设置有:形成于联杆314的基本中央部分上的突起部314A、形成于长边端部上的长孔314B及形成于短边端部上的长孔314C。
突起部314A是形成联杆314的转动轴的部分。通过将该突起部314A的前端部在贯穿插入孔413C后,在突起部314A的光射出一侧的面和掩模41的光入射一侧的面41A之间嵌入C形环316,从而联杆314在掩模41上安装为可以突起部314A为中心而自由进行转动。
长孔314B中贯穿插入有在支架312的板体3124上所突出设置的突起部3124A。另外,长孔314C中贯穿插入有在驱动装置3132的轴部3132A上所突出设置的突起部3132B。
此处,说明有关光校正装置31的组装方法。
首先,在掩模41的伸出部413上所形成的孔413C中,使滤光器驱动机构313的联杆314的突起部314A贯穿插入,并通过C形环316将联杆314安装为在可掩模41上自由进行转动。另外,将光学滤光器311固定在支架312的横向框3121、3122及纵向框3123上。之后,使支架312保持为通过掩模41的导向部414和415而插置于其中的状态。此时,对支架312进行配置,以使支架312的板体3124上所形成的突起部3124A贯穿插入联杆314的长孔314B中。然后,以使轴部3132A上所形成的突起部3132B贯穿插入联杆314的长孔314C中的方式,来将滤光器驱动机构313用螺纹件315固定在伸出部413上。如此光校正装置31就被安装于掩模41上。
另外,此处说明有关支架312的进退机构。
图4及图5表示了从背面侧(光射出面一侧)观察光校正装置31及掩模41的透视图。这些图中的图4表示了掩模41的开口部411、光学滤光器311的变换部3112及偏振变换元件114的偏振分离膜1141的位置相对地为不一致的状态下的光校正装置31。另外,图5表示了开口部411、变换部3112及偏振分离膜1141的位置相对地形成为一致状态下的光校正装置31。
首先,说明有关实行入射光束校正的情况,也就是说,使光学滤光器311的变换部3112的位置、掩模41的开口部411的位置及偏振变换元件114的偏振分离膜1141的位置相对地形成为一致时的支架312的移动。
如图4所示,设置在滤光器驱动机构313的驱动装置3132上的轴部3132A从驱动装置3132的端部向下方(-Y轴方向),也就是,向箭头符号A1方向突出。该轴部3132A的突出通过向驱动装置3132施加电压而实行,该施加电压是通过配置在投影机内部的未图示的控制基板上所设置的控制部7(参照图8)来实行。在此,轴部3132A通过该轴部3132A端部上所形成的突起部3132B与联杆314的长孔314C相接合,另外,联杆314安装为以突起部314A为中心自由进行转动。因此,轴部3132A的突出使联杆314向箭头符号A2方向进行转动。该转动通过与联杆314的长孔314B相接合的突起部3124A,使支架312沿着掩模41上所形成的导向部414、415进行移动,将其推向箭头符号A3方向(+X轴方向)。此时,相当于轴部3132A最大突出的支架312的移动量,被设定为与光学滤光器311上所形成的变换部3112的间距宽度(X轴方向的尺寸)基本相同。因此,通过轴部3132A的突出来使支架312向箭头符号A3方向进行移动,使得光学滤光器311的变换部3112、掩模41上所形成的开口部411及偏振变换元件114的偏振分离膜1141的相对位置一致/对齐。
其次,说明有关不实行入射光束校正的情况,也就是说,不使光学滤光器311的变换部3112的位置、掩模41的开口部411的位置及偏振变换元件114的偏振分离膜1141的位置相对地形成一致时的支架312的移动。这是上述的实行入射光束校正时的支架312的移动动作的相反动作。
在图5中,处于从滤光器驱动机构313的驱动装置3132下端突出状态的轴部3132A,由于向驱动装置3132施加的电压而沿箭头符号B1方向(+Y轴方向)缩入。因此,联杆314向箭头符号B2方向进行转动。该联杆314的转动,通过与联杆314相接合的突起部3124A,进行动作用来对板体3124进行牵引,因此,支架312向箭头符号B3方向(-X轴方向)进行移动。此处,如上所述,轴部3132A的最大突出相当于变换部3112的间距宽度(X轴方向的尺寸)大小的支架312的移动。因此,支架312移动之前,相对形成为一致的掩模41的开口部411、光学滤光器311的变换部3112及偏振变换元件114的偏振分离膜1141之间的位置,由于支架312的移动而变为不一致。
图6中表示了光学滤光器311的变换部3112上所形成滤光膜的排列图案。
如图6所示,在光学滤光器311的基板3111上,分别对应于掩模41上所形成的入射部411的数量,交互地形成有各6个的变换部3112及非变换部3113。在各个变换部3112上跨过基本整个面地形成有对入射光束进行变换并透射的滤光膜3112A(图6中斜线部分)。在使保持该光学滤光器311的支架312进退、且入射到掩模41的开口部411的光束入射到变换部3112的情况下,该光学滤光器311构成为对所入射光束的基本全部进行变换的滤光器。
图7中表示了光学滤光器311的变换部3112上所形成滤光膜3112A的透射率特性(实线)及光源灯117的光谱强度(虚线)。第1实施方式所示的光束变换,通过使入射光束(光源灯117所射出的光束)中的指定波长的透射率降低,来对通过光学单元1所形成的光学像的色调进行调节。
如图7所示,滤光膜3112A相对于入射光束(光源灯117所射出的光束),将主要为绿色光波长范围(大约500~580nm的区域)的透射限制为基本一半。另外,使主要为蓝色光的波长范围(大约430~500nm的区域)中所含光的透射降低约20%。另一方面,对于主要为红色光的波长范围(大约590~700nm的区域)中所含光,使基本全部透射。
滤光膜3112A,省略其图示,作为由具有不同折射率的两种薄膜即高折射率层和低折射率层在基板3111上交互地进行迭层的电介质多层膜形成的光学变换层而形成。作为各自层的组成,高折射率层由五氧化二钽(Ta2O5)构成,低折射率层由二氧化硅(SiO2)构成。
此处,说明具备由图6所示的排列图案及图7所示的透射率特性的滤光膜3112A进行组合而形成的光学滤光器311的光校正装置31。
光校正装置31中,在使掩模41的开口部411、光学滤光器311的变换部3112及偏振变换元件114的偏振分离膜1141相对地形成一致的情况,通过滤光膜3112A使入射光束中的绿色成分的透射大幅度地减少,蓝色成分的透射也减少。按照这种方法校正了色调的透射光束,通过光学单元1用于光学像的形成,而形成高色度图像。另外,使光学滤光器311的非变换部3113、掩模41的开口部411及偏振变换元件114的偏振分离膜1141之间的位置相对地形成一致,并使光束入射到光校正装置31的情况,则不实行入射光束的校正。因此,来自光源装置111的基本全部光束,被用于通过光学单元1的光学像的形成,从而形成高亮度图像。
图8中表示了对投影机10中内置的控制系统的电路构成概念性地进行表示的框图。
如图8所示,投影机10具备输入信号变换部5、操作面板6、控制部7及光阑装置8。
输入信号变换部5对来自视频输入端子的视频信号进行加工,并向光学单元1的液晶面板141进行输出,其具备图像解析部51、尺寸调整部52及增益调整部53。
图像解析部51是从所输入的视频信号中,对涉及图像的亮度分布等的亮度信息进行提取,并将其输出到控制部7的电路。具体而言,例如能够通过在每个帧而进行复位的峰值保持电路来构成图像解析部51,在这种情况,使每个画面的亮度最大值进行输出。
尺寸调整部52是使所输入图像的分辨率与液晶面板141的像素数相对应地进行变换的分辨率变换电路。
增益调整部53根据光源装置111所射出照明光的强度来调整亮度信号,通过与光源装置111的协调,来对所形成的光学像的亮度进行调整。
操作面板6,如上所述,是设置有用来实施投影机10的启动、调整操作的多个开关6A(参照图1)的面板。这些开关6A与控制部7电连接,若打开/接通指定的开关6A,则向控制部7发送指定的脉冲信号。
控制部7构成为:设置在对投影机10整体进行驱动控制的没有图示的控制基板上,并包括本发明的功率调整机构。该控制部7用来对构成光源装置111的光源灯117的亮度进行调整,并对光校正装置31的驱动进行控制及对光阑装置8的驱动进行控制,其具备CPU71、灯驱动部72及驱动电路73、74。
作为控制工具的CPU71,对光源灯117的功率供给、光校正装置31的驱动及光阑装置8的驱动进行控制。CPU71根据来自输入信号变换部5的图像解析部51的亮度信息及来自操作面板6的脉冲信号,将指定的脉冲信号输出到驱动光源灯117的灯驱动部72、驱动光校正装置31的驱动电路73及驱动光阑装置8的驱动电路74。
灯驱动部72是用来将来自没有图示的电源单元的直流电流变换为交流矩形波电流,并使光源灯117点亮的电路,其省略图示,具备降压斩波器、逆变器及触发器。
降压斩波器是使以基本300~400V输入的直流电压降低为适合于光源灯117点亮的基本50~150V的低电压化电路。
逆变器是将直流电流变换为交流矩形波电流的部分,作为具备2个1对晶体管的电桥电路而构成。这些晶体管之间连接有光源灯117。
触发器作为用来实行光源灯117电极之间的绝缘破坏,并促使光源灯117启动的电路而构成,其被连接于光源灯117和包括降压斩波器及逆变器的点亮装置之间并与光源灯117相并联连接。
驱动电路73是对光校正装置31的驱动进行指令的电路。该驱动电路73根据来自CPU71的脉冲信号,来实行向光校正装置31的滤光器驱动机构313的电压施加,而使保持光学滤光器311的支架312进退,对来自光源装置111的入射光束实行校正的情况和不实行校正的情况进行切换。
驱动电路74是对光阑装置8的驱动进行指令的电路。该驱动电路74根据来自CPU71的脉冲信号,向光阑装置8供给功率,并使配置在来自光源装置111的照明光束的光路上的光阑装置8驱动,使透射光阑装置8的光束的光量降低,从而实行亮度调整。
根据控制部7的光源灯117的功率调整机构,通过CPU71对灯驱动部72进行控制而被实行。也就是说,根据来自操作面板6的脉冲信号来使光源灯117以低亮度方式点亮的情况,CPU71将脉冲信号输出到灯驱动部72的降压斩波器,并使输入降压斩波器的直流电流的一部分流到接地侧,而将比额定功率更小的功率供给到光源灯117。另一方面,使光源灯117以高亮度方式点亮的情况,将脉冲信号输出到降压斩波器,并将额定功率供给到光源灯117而使光源灯117点亮。通过上述这种的构成,来调整由光源灯117所照射光束的光量,进而调整光学像的亮度。
图9中表示了光阑装置8的模式图。
光阑装置8相当于本发明的光阑机构,在第1透镜阵列112及第2透镜阵列113的之间,与从第1透镜阵列112所射出光束的光轴相对而配置,通过使光束的透射光量降低,来调整在光学单元1中所形成光学像的亮度。该光阑装置8,如图9所示,具备各自沿X轴且相互向反方向进退的缝隙板81、82和使这些缝隙板81、82进退的、没有图示的驱动机构。
缝隙板81、82是相互配置为基本平行的基本矩形的不锈钢制部件,配置为与XY平面基本平行。通过使这些缝隙板81、82沿X轴相互向反方向进退,从而能够部分地对入射的光束进行遮蔽,而对透射光束的光量进行调节。这些缝隙板81、82上,形成有各自隔开指定间距的多个开口81A、82A,上述的多个开口81A、82A从光束入射方向(光入射一侧)看上去,具有在高度方向(Y轴方向)上较长的基本矩形的缝隙状。这些开口81A、82A在第1透镜阵列112所射出光束的焦点位置上形成为各自具有基本相同的面积,一般为重叠状态,以此来确保光束的光路。此处,若缝隙板81、82通过驱动装置相互向反方向进退,则通过开口81A、82A的重叠所确保的光束的光路将变窄。因此,相对于向光阑装置8的入射光量,透射的光量将降低。
根据本发明的第1实施方式,能够起到以下的效果。
(1-1)光学滤光器311的滤光膜3112A对入射光束(光源灯117所射出的光束)将绿色光的波长范围中所包括光的透射限制为基本一半。另外,使蓝色光的波长范围所包括光的透射降低约20%。因此,使掩模41的开口部411和光学滤光器311的变换部3112相对地成为一致,通过使滤光膜3112A插置于照明光束的光路之中,而能够对根据所输入的视频信号而形成的光学像的色调进行校正,以使其图像鲜明。特别是,在白色方面,能够投射纯正的白色,而并非是带有绿色的白色。因此,能够形成并投射对应于家庭影院等用途的高色度图像,并能够提高投射图像的识别性。
(1-2)在光学滤光器311上,变换部3112以与偏振变换元件114的偏振分离膜1141的排列相对应的间距而形成为带状,并且,对照掩模41的开口部411的间距宽度(X轴方向的尺寸)而形成。另外,通过滤光器驱动机构313使支架312进退,来配置光学滤光器311的变换部3112或者非变换部3113,以使开口部411和偏振分离膜1141相对应。如此,通过滤光器驱动机构313使光学滤光器311进退,因而能够在掩模41的开口部411和偏振变换元件114的偏振分离膜1141的位置上,使光学滤光器311上所形成的变换部3112或者非变换部3113的位置相对地成为一致(对齐)。使开口部411、偏振分离膜1141及变换部3112形成一致的情况下,能够使用由滤光膜3112A校正色调的照明光束来形成光学像,并能够得到高色度的投射图像。另外,使开口部411、偏振分离膜1141及非变换部3113形成为一致的情况下,能够使用未校正色调的照明光束来形成光学像,并能够得到高亮度的图像。也就是,通过相对照明光束的光路来进行变换部3112的插拔,而能够切换为所需要的投射图像。
(1-3)通过滤光器驱动机构313的光学滤光器311的进退量,被设定为与光学滤光器311上所形成的变换部3112的间距宽度(X轴方向的尺寸)基本相同。另外,该间距宽度(X轴方向的尺寸)相当于偏振变换元件114的偏振分离膜1141的间距宽度(X轴方向的尺寸)及掩模41上所形成的开口部411的间距宽度(X轴方向的尺寸)。如此,通过仅使光学滤光器311进行偏振变换元件114的偏振分离膜1141的间距宽度(X轴方向的尺寸)及掩模41的开口部411的间距宽度(X轴方向的尺寸)的进退,则能够对入射光束进行变换的情况和不进行变换的情况进行切换。因此,能够将光学滤光器311的移动量成为所需要的最小限度。进一步,在投影机10中,能够将光校正装置31所占用的空间控制为最小限度,而能够实现投影机10的小型化,与此同时,能够提高光学单元1的光学系统的设计布局的自由度。
(1-4)滤光器驱动机构313的驱动装置3132由具备轴部3132A及联杆314的螺线管构成。另外,驱动装置3132的轴部3132A的突出缩入通过由控制部7施加的电压来进行控制。如此,通过向驱动装置3132施加电压,能够使光学滤光器311步进地(阶段性地)进退,而能够瞬间地进行向照明光轴的变换部3112的插拔的切换。因此,能够对入射光束进行变换的情况和不进行变换的情况迅速地进行切换,另外,能够使光校正装置31的构造简单化。
(1-5)控制部7作为对光源装置111的功率调整机构,用来进行光源装置111的功率调整,对光源灯117所射出光束的亮度进行调节。如此,对于所投射的光学图像,在要求其为高亮度图像的情况下,则能够通过向光源灯117供给额定功率来实现所形成光学图像的高亮度显示,另外,在要求其为低亮度图像的情况下,则能够通过使供给量降低为额定功率以下而实现低亮度显示。因此,能够扩大所投射光学图像的亮度范围,另外,低亮度显示时,能够降低投影机10的功率消耗量。
(1-6)投影机10上设置有由控制部7来控制驱动的光阑装置8。如此,则能够通过光阑装置8来实行所形成光学图像的亮度调节。此处,基于光阑装置8的亮度调节,由于相对于来自光源灯117的入射光束,通过使透射光量减少而实行,因而,形成与上述的基于功率调整的亮度调节不同的系统。因此,与对光源装置111的功率调整机构一起,而能够进一步扩大光束的亮度调节范围,能够实行更加精密的投射图像的亮度调节。
(2)第2实施方式
接下来,说明本发明第2实施方式的投影机。第2实施方式在光校正装置的构造方面与第1实施方式具有如以下所说明的的不同点。关于其他部分的构造,与第1实施方式相同。并且,以下的说明中,关于与已说明的部分相同或者基本相同的部分,附加相同的符号并省略说明。
图10中表示了从背面侧(光射出面一侧)对光校正装置32及掩模42进行观察的透视图。
第2实施方式的投影机,如图10所示,具备掩模42及光校正装置32,其中,光校正装置32具备光学滤光器311、支架322及滤光器驱动机构323。
掩模42与第1实施方式的掩模41相同,配置于光学滤光器311的前级,是包括对支架322的进退进行引导功能的基本矩形状的不锈钢制部件。掩模42与第1实施方式的掩模41相同,具备缝隙状的开口部、不透射入射光束的遮蔽部、伸出部423及导向部424、425。并且,关于开口部、遮蔽部及导向部424、425,由于和掩模41是相同的形状及构造,因而省略其说明。
伸出部423从掩模42一侧的宽度方向端部开始沿着与XY平面平行的面延伸而形成。该伸出部423的基本中央形成有孔423A,并利用该孔423A来安装滤光器驱动机构323。
支架322与第1实施方式的支架312相同,是将光学滤光器311嵌入并保持的部件,通过滤光器驱动机构323而沿着掩模42的导向部424、425进退。该支架322具备在水平方向(与纵向框3223相对的+X轴方向)上延伸并相互为基本平行的的横向框3221、3222、和1个将上述这些横向框的端部在基本垂直(在Y轴方向上)上进行连接的纵向框3223,由此而形成为基本コ字形状,而且,支架322具备齿条3224。该齿条3224从纵向框3223的背面(光射出面)的基本中央开始,与横向框3221、3222的伸出方向为平行,并且,在与其伸出方向的相反的方向(相对于纵向框3223的-X轴方向)上进行延伸,并与滤光器驱动机构323相接合。
滤光器驱动机构323与第1实施方式的滤光器驱动机构313相同,用来使安装有光学滤光器311的支架322,沿着掩模42的导向部424、425,在作为偏振分离膜和开口部的排列方向的箭头符号X2方向(±X轴方向)上进退。该滤光器驱动机构323具备电机3231和小齿轮3232。电机3231用来产生使支架322进退的驱动力,可以采用步进电机等。电机3231的旋转轴沿与光束入射方向相同的方向(Z轴方向)插入掩模42的孔423A中,该旋转轴的端部上安装有小齿轮3232。也就是说,通过位于掩模42的光入射一侧的电机3231和位于光射出一侧的小齿轮3232配置成夹持掩模42的伸出部423。小齿轮3232与设置于支架322上的齿条3224相啮合,将由电机3231产生的驱动力通过齿条3224传送到支架322。
此处,说明有关通过光校正装置32的滤光器驱动机构323实现的光学滤光器311的进退。
滤光器驱动机构323的电机3231的驱动与第1实施方式的光校正装置31相同,通过控制部7(参照图8)来进行控制。也就是说,通过从控制部7所输出的脉冲信号来控制电机3231的驱动及旋转轴的旋转方向。由控制部7输入脉冲信号的电机3231,通过电机3231上所设置的旋转轴来使小齿轮3232进行旋转。小齿轮3232与支架322上所形成的齿条3224相啮合,另外,由于支架322被掩模42上所形成的导向部424、425进行支持,因而,通过小齿轮3232的旋转,使得支架322沿着上述这些导向部424、425,在箭头符号X2方向(±X轴方向)上进退。并且,通过电机3231驱动的支架322的进退量被设为可进行切换而使得掩模42的开口部(省略图示)和光学滤光器311的变换部3112或者非变换部3113相对地形成一致的程度。
根据本发明的第2实施方式,除了能够起到与上述的(1-1)~(1-3)、(1-5)及(1-6)相同的效果之外,还能够起到以下的效果。
(2-1)滤光器驱动机构323具备电机3231和小齿轮3232,通过电机3231的驱动来使与支架322上所形成齿条3224相啮合的小齿轮3232进行旋转,从而使支持光学滤光器311的支架322进退。如此,由于光学滤光器311的进退被连续地实行,因而能够相对于照明光束的光路使光学滤光器311的变换部3112部分地介于其中。因此,能够对与入射光束相对的变换程度连续地进行调节,并能够投射变换为所需要程度的光学图像。
(3)第3实施方式
接下来,说明本发明第3实施方式的投影机。第3实施方式,在光校正装置的光学滤光器中的滤光膜排列图案方面,具有与第1及第2实施方式的不同点。关于其另外部分的构造与第1或者第2实施方式相同。并且,以下的说明中,关于与已说明部分相同或者基本相同的部分,附加相同的符号并省略说明。
第3实施方式的投影机上所设置的光校正装置31,取代第1及第2实施方式的光学滤光器311,具备光学滤光器331。该光学滤光器331被构成为:在对入射光束进行变换的情况下,配置成相对于入射至光学滤光器331的外缘上的光束可以插置滤光器,相对于入射至内侧的光束则不插置滤光器。
图11中表示了光学滤光器331的变换部3312上所形成滤光膜的排列图案。
如图11所示,光学滤光器331上,在以玻璃或合成树脂等构成的光透射性的基板3311上,交互地分别形成有6个变换部3312及非变换部3313。这6个变换部3312之中,在光学滤光器331的宽度方向(X轴方向)两端部上所形成的2个变换部3312上,在纵向(Y轴方向)的基本全部上形成有滤光膜3312A(图11中的斜线部分)。另外,宽度方向(X轴方向)内侧上所配置的4个变换部3312上,在各个变换部3312中的纵向(Y轴方向)两端的附近形成有滤光膜3312A,在内侧则不形成滤光膜3312A。并且,滤光膜3312A通过对入射光束的色调进行变换,也就是,通过使入射光束(由光源灯117所射出的光束)中的指定波长的透射率降低,对光学单元1所形成光学图像的色调进行调整,而具有第1实施方式所说明的透射率特性(参照图7)。
根据本发明的第3实施方式,则除了能够起到与第1实施方式或者第2实施方式相同效果之外,还能够起到以下的效果。
(3-1)入射至光学滤光器331的外缘的光束相对于液晶面板441以较大的角度进行入射。若这种光束被用于光学图像的形成,则将导致所形成光学图像的对比度下降。与此相对应,变换部3312上所形成的滤光膜3312A被配置成相对于入射至光学滤光器331的外缘的光束插置。如此,入射至光学滤光器331外缘的光束,在透射滤光膜3312A时,在调整色调的同时使所透射光束的光量减少,从而能够防止光学图像对比度的降低。另外,由于在光学滤光器331的内侧未形成滤光膜3312A,因而,向光学滤光器331入射的光束能够将透射光学滤光器331时的光量及亮度的减少控制为最小限度。因此,能够提高对比度,并显示将亮度降低控制为最小限度的高色度图像。
(4)第4实施方式
接下来,说明本发明第4实施方式的投影机。第4实施方式,在光学滤光器上所形成滤光膜的透射率特性方面,具有与第1~第3实施方式的不同点。关于其另外部分的构造,与第1、第2或者第3实施方式相同。
图12中表示了第4实施方式的光学滤光器311上所形成滤光膜的透射率特性(实线)及光源灯117的光谱强度(虚线)。
如图12所述,该滤光膜被构成为使在可见光区域的全部波长范围,也就是说,400nm至700nm的波长区域的全部,入射光束(由光源灯117所射出的光束)的透射减少至约为10%的程度。也就是,第4实施方式的光学滤光器上所形成的滤光膜,通过使在入射光束的全部波长范围上透射率降低,来对光学单元1形成的光学图像的亮度进行调节。
根据本发明的第4实施方式,除了能够起到与上述的(1-2)~(1-6)或者加上以上这些及(2-1)和(3-1)相同的效果之外,还能够起到以下的效果。
(4-1)光学滤光器311的变换部3112上所形成的滤光膜,使在可见光区域的全部波长范围的透射率降低至约为10%。如此,则透射变换部3112的透射光束的光量变为与入射光束的光量相比约为10%的程度,能够使透射光束的光量变为相当小,从而能够利用该透射光束来形成低亮度的光学图像。因此,由于相对于照明光束的光路来使变换部3112进行插拔,因而能够简单地对高亮度图像显示和低亮度图像显示进行切换。
(5)第5实施方式
接下来,说明本发明第5实施方式的投影机。第5实施方式在光学滤光器的滤光膜构成方面具有与第1~第4实施方式的不同点。关于其另外部分的构造,与第1、第2、第3或者第4实施方式相同。并且,以下的说明中,关于与已说明部分相同或者基本相同的部分,附加相同的符号并省略说明。
第5实施方式的投影机上所设置的光校正装置31上,取代上述第1~第4实施方式的光学滤光器311而使用光学滤光器351,该光学滤光器351上所形成的变换部3512上,形成有滤光膜3512A使得随着远离照明光轴而光束的透射率变低。
图13中表示了第5实施方式中光学滤光器351的变换部3512上所形成滤光膜3512A的排列图案。另外,图14中表示了沿图13中虚线XIV的光学滤光器351的剖面图,图15中表示了沿图13中虚线XV的光学滤光器351的剖面图。
如图13所示,光学滤光器351与图6所示的光学滤光器311相同,在玻璃等的光透射性的基板3511上,分别形成有6个变换部3512及非变换部3513。这些变换部3512上,形成有滤光膜3512A使其随着远离位于光学滤光器351的基本中央的照明光轴而光束的透射率变低。也就是说,各个滤光膜3512A对膜的构成进行改变而形成为,如图14所示,随着从纵向(Y轴方向)内侧朝向外侧,以及,如图15所示,随着从光学滤光器351的宽度方向(X轴方向)内侧朝向外侧,使得光束的透射率变低。
具体而言,基板3511上所蒸镀的滤光膜3512A形成为,使该滤光膜3512A的膜厚度,随着从纵向(Y轴方向)及宽度方向(X轴方向)的内侧朝向外侧而变厚。因此,在滤光膜3512A具备图7所示的透射率特性的情况下,随着从光学滤光器351的X轴及Y轴方向的内侧朝向外侧,图7所示的透射率特性的图形将向透射率低的一侧平行移动。因此,随着远离照明光轴,入射至光学滤光器315的光束的透射将减少。
并且,当这种光学滤光器351的滤光膜3512A,具备图12所示的透射率特性时,也与上述的情况相同,入射至光学滤光器351的光束,随着远离照明光轴,其透射将减少。
根据本发明的第5实施方式,除了能够起到与第1、第2、第3或者第4实施方式相同的效果之外,还能够起到以下的效果。
(5-1)光学滤光器351的变换部3512上形成为,随着远离照明光轴,透射滤光膜3512A的光束的透射率将变低。如此,关于照明光轴附近的光束,能够通过光学滤光器351来对光束的色调进行变换,关于远离照明光轴的光束,则成为整体地约束其透射。也就是说,在光学滤光器351中,通过远离照明光轴的部位的光线,其朝向光调制装置的入射角度将变大。特别是,在具有光束的入射角度依赖性的液晶面板441中,透射这种远离照明光轴的位置的光线,容易导致由该液晶面板441所形成的光学图像对比度的下降。此处,能够通过使光量相对较多、且向液晶面板441的入射角度也相对较小的、照明光轴附近的光线变为比向液晶面板441的入射角度较大、且容易导致对比度下降的、远离照明光轴的光线容易透射,来提高所形成光学图像的对比度。进一步,滤光膜3512A在具有图7所示的透射率特性的情况下,能够使对比度提高并形成高色度的图像。因此,如果将透射光学滤光器351的光束使用于光学图像的形成,则能够显示对比度得到提高的高色度图像。
(6)实施方式的变形
本发明不限于上述各实施方式,其包括可达到本发明目的的其它构成等,如以下所示的变形等也包括在本发明中。
(6-1)上述各实施方式中,采用了通过如图6、图11及图13所表示的图案来排列滤光膜的光学滤光器311、331及351,但是,本发明也可以采用与上述实施方式不同的图案来排列滤光膜的光学滤光器。
图16A~图16D中,表示了通过上述各实施方式所示以外的图案来排列滤光膜的光学滤光器361A、361B、361C及361D。这些光学滤光器361A、361B、361C及361D,与上述各实施方式的光学滤光器311、331及351相同,在玻璃等的光透射性的基板3611上交互地分别形成有6个变换部3612及非变换部3613。并且,在各个光学滤光器361A、361B、361C及361D中,滤光膜3612A形成于图16A~图16D中的斜线部分。
图16A表示的排列图案中,在相当于光学滤光器361A外缘的变换部3612上,形成有滤光膜3612A。也就是说,从光学滤光器361A的宽度方向(X轴方向)两端的各2个,共计4个的变换部3612上,沿纵向(Y轴方向)的基本全部上形成有滤光膜3612A。另外,在光学滤光器361A的中央部分上所形成的2个变换部3612上,在其各自的纵向(Y轴方向)两端附近形成有滤光膜3612A,中央部分上则未形成滤光膜3612A。
图16B表示的排列图案中,在光学滤光器361B的四角上形成有滤光膜3612A。也就是说,在从光学滤光器361B的宽度方向(X轴方向)两端的各2个,共计4个的变换部3612中,在其各自的纵向(Y轴方向)两端附近形成有滤光膜3612A。另外,光学滤光器361B的宽度方向(X轴方向)的中央部分上所形成的2个变换部3612上,则未形成滤光膜3612A。
图16C表示的排列图案中,与光学滤光器361B相同,在光学滤光器361C的四角上形成有滤光膜3612A。也就是说,在光学滤光器361C的宽度方向(X轴方向)两端上所形成的2个变换部3612中,其各自的纵向(Y轴方向)两端附近形成有滤光膜3612A。另外,在光学滤光器361C的宽度方向(X轴方向)的中央部分上所形成的4个变换部3612上,则未形成滤光膜3612A。
图16D表示的排列图案中,在光学滤光器361D的宽度方向(X轴方向)两端上形成有滤光膜3612A。也就是说,从光学滤光器361D的宽度方向(X轴方向)两端的各2个,共计4个的变换部3612中,沿各自变换部3612的纵向(Y轴方向)的基本全部上形成有滤光膜3612A。另外,光学滤光器361D的宽度方向(X轴方向)的中央部分上所形成的2个变换部3612上,则未形成滤光膜3612A。
在具备上述光学滤光器361A、361B、361C及361D的光校正装置31中,当相对于照明光束的光路插置变换部3612时,滤光膜3612A的透射率特性为如通过图7的实线所示的图形所表示的特性的情况下,在所形成的光学图像中,虽然其色调、亮度及对比度会有些不同,仍能够起到与上述第3实施方式基本相同的效果。另外,滤光膜3612A的透射率特性为如通过图12的实线所示的图形所表示的特性的情况下,能够起到与上述第4实施方式基本相同的效果的同时,能够实现光学图像对比度的提高。
(6-2)上述各实施方式及上述实施方式的变形中,在光校正装置31、32中采用了具有图7或者图12所示透射率特性的滤光膜,但是,本发明不限于此,也可以在光校正装置31、32中采用具备其它透射率特性的滤光膜。
图17是表示上述各实施方式所示以外的滤光膜的透射率特性的图。而且,虚线用来表示光源灯117的光谱强度。
图17所示的滤光膜具备使相对于入射光束(由光源灯117所射出的光束)具有500nm左右及600nm左右波长的分量光(成分光),也就是,蓝色波长范围和绿色波长范围的界限附近的分量光(蓝绿色的分量光)及绿色波长范围和红色波长范围的界限附近的分量光(黄色~黄红色的分量光),的透射减少至约10%以下的透射率特性。使用了形成有这种滤光膜的光学滤光器的情况下,能够提高光学单元1的分色镜121、122中的色光的分离精度,并可以获得高纯度的色光。因此,能够进一步提高所形成的光学图像的色彩。
(6-3)上述各实施方式及上述实施方式的变形中,在光学滤光器的非变换部上不形成滤光膜,但是,也可以在相当于非变换部的部分上,形成具有与变换部上所形成滤光膜不同的特性的滤光膜作为第2变换部而构成。
(6-4)上述各实施方式及上述实施方式的变形中,在光学滤光器上分别形成有6个变换部及非变换部,但是,本发明不限于此。光学滤光器只要具有如下的构成就可以,即:形成有与掩模上所形成开口部相对应的变换部及非变换部,或者第1变换部及第2变换部,并且,可通过光学滤光器的进退来切换变换部及非变换部或者第1变换部及第2变换部的相对于照明光束光路的插拔。因此,变换部及非变换部或者第1变换部及第2变换部的数量也可以根据偏振变换元件的构成来进行适当地变更。
(6-5)上述各实施方式及上述实施方式的变形中,偏振分离膜1141和反射膜1143采用了相对于照明光轴(Z轴方向)向指定的相同方向倾斜且交互地配置的偏振变换元件114,但是,本发明不限于上述这种偏振变换元件,如图14所示,偏振分离膜1141和反射膜1143也可以采用以偏振变换元件的中心为分界而相对接配置的偏振变换元件114A。
偏振变换元件114A与上述的偏振变换元件114相同,具备多个棱镜1142、沿着上述多个棱镜1142的界面而配置的多个偏振分离膜1141及反射膜1143。这些偏振分离膜1141、棱镜1142及反射膜1143相对于该偏振变换元件114A的宽度方向(X轴方向)的中心而配置为基本对称。具体而言,以基本三角柱形状的棱镜1142A作为中心,对称地配置有在该棱镜1142A的交叉的2边上各为相同数量的、剖面为基本平行四边形状的棱镜1142B。沿着这些棱镜1142的界面,从偏振变换元件114A的中央朝向外侧,交互地配置有偏振分离膜1141及反射膜1143。另外,透射偏振分离膜1141的光束从其射出的棱镜1142的光射出一侧上设置有相位差板1144。而且,图18中,为了方便而以虚线来表示偏振分离膜1141。
偏振变换元件114A的光路前级设置有掩模47,在该掩模47和偏振变换元件114A之间设置有2个光校正装置(省略图示)。
掩模47是对朝向偏振变换元件114A的入射光的一部分进行遮断的遮光部件。该掩模47包括对各个光校正装置37上所设置的光学滤光器371朝向掩模47的宽度方向(±X轴方向)的进退进行引导的引导功能、并对2个光校正装置进行保持。该掩模47上,与上述的掩模41、42相同,沿着与XY平面平行的面形成有开口部411及遮蔽部412。其中,中央部分上所形成的开口部411A形成为其它开口部411B的2个开口部分的大小。也就是说,这些开口部411对应于偏振变换元件114A的偏振分离膜1141而形成。另外,遮蔽部412对应于偏振变换元件114A的反射膜1143而形成。
在掩模47的光路后级配置的2个光校正装置,具备互相基本相同的构成,在此省略其详细图示,分别与上述的光校正装置31、32相同,具备光学滤光器371(371A、371B)、作为保持该光学滤光器371用保持框的支架、及使该支架进退的滤光器驱动机构。其中,滤光器驱动机构用来使光学滤光器371向±X轴方向进退,且能够采用上述的滤光器驱动机构313或者323。
光校正装置的光学滤光器371A、371B,与上述的光学滤光器311相同,具备光透射性的基板3711,该基板3711的光入射一侧的面上形成有变换部3712及非变换部3713。具体而言,在基板3711上,随着从X轴方向的中央朝向X轴方向的两端部而交互地形成有变换部3712和非变换部3713,分别形成有共计6个变换部3712及非变换部3713。也就是说,基板3711光入射一侧的面上,与掩模47的开口部411A相对应的位置上形成有变换部3712。
其中,在光学滤光器371A中,变换部3712中的+X轴方向一侧的变换部3712,也就是说,由基板3711的中央朝+X轴方向一侧的3个变换部3712上蒸镀有滤光膜3712A。另外,光学滤光器371B中,-X轴方向一侧的变换部3712,也就是,由基板3711的中央朝-X轴方向一侧的3个变换部3712上蒸镀有滤光膜3712A。
并且,作为滤光膜3712A,可以采用具有图7、图12或者图17所示透射率特性的滤光膜,作为滤光膜3712A的排列图案,也可以采用图13或者图16A~图16D的排列图案。
此处,详细叙述通过具备光学滤光器371A、371B的2个光校正装置,来进行入射至偏振变换元件114A的光束的光学变换的情况。
在实行入射至偏振变换元件114A的光束的光学变换的情况下,通过各个光校正装置上所设置的滤光器驱动机构,使保持光学滤光器371A、371B的支架向±X轴方向进退,而使掩模47的开口部411、偏振变换元件114A的偏振分离膜1141及光学滤光器371A、371B的变换部3712上所形成的滤光膜3712A相对地形成一致。此时,具备光学滤光器371A的光校正装置中,通过滤光器驱动机构使光学滤光器371A从不实行入射光束的光学变换时的位置,向-X轴方向进行移动,而具备光学滤光器371B的光校正装置中,同样通过滤光器驱动机构,使光学滤光器371B从不实行入射光束的光学变换时的位置,向+X轴方向进行移动。
另一方面,在不实行入射至偏振变换元件114A的光束的光学变换的情况下,从掩模47的开口部411、偏振变换元件114A的偏振分离膜1141和光学滤光器371A、371B的滤光膜3712A相对地形成一致的状态,通过各自的滤光器驱动机构,使光学滤光器371A向+X轴方向进行移动,使光学滤光器371B向-X轴方向进行移动,从而使开口部411、偏振分离膜1141和非变换部3713相对地形成一致。
根据这种偏振变换元件114A,能够防止入射至偏振变换元件114A的光束与从偏振变换元件114A射出的光束之间光轴的错位/偏离。
也就是说,在偏振分离膜1141和反射膜1143交互地配置的偏振变换元件114中,由于偏振分离膜1141及反射膜1143在相同方向上倾斜地配置,因而,透射偏振变换元件114的光束的光轴,如图2所示,向X轴方向仅错位偏振分离膜1141的间距的1/4的距离并从偏振变换元件114射出。
与此相对,在使用偏振变换元件114A的情况下,由于以偏振变换元件114A的中心为分界而相对接地排列有偏振分离膜1141及反射膜1143,因而,能够不使与偏振变换元件114A相对的入射光束光轴和射出光束光轴之间产生错位。另外,通过在该偏振变换元件114A的光路前级设置光校正装置,而能够对入射至偏振变换元件114A的光束实行光学变换的情况和不实行的情况进行切换。
(6-6)上述各实施方式及上述实施方式的变形中,光校正装置31、32构成为使支架312、322向其宽度方向(±X轴方向)进退,但是,如图19所示,也可以采用具有使光学滤光器381以照明光轴为中心、在与其基本垂直的平面(XY平面)内进行旋转的构成的光校正装置38。并且,图19中,为了方便,以虚线来表示偏振分离膜1141。
光校正装置38配置于偏振变换元件114的光路前级,且配置于作为遮光部件的掩模48的后级。此处,在掩模48上,对应于偏振变换元件114的偏振分离膜1141而形成有6个开口部411。另外,在掩模48的光入射一侧的面上,对应于偏振变换元件114的反射膜而形成有用来遮蔽入射光束的遮蔽部412。另外,在该入射侧面的基本中央,形成有贯穿插入对光校正装置38的光学滤光器381进行轴支撑以使其可自由进行转动的螺纹件等轴部件49的孔481。
光校正装置38具备光学滤光器381、作为对该光学滤光器381进行保持的保持框的支架382、及以光学滤光器381的中心为轴来使该支架382进行旋转的、没有图示的滤光器驱动机构。
其中,光学滤光器381比偏振变换元件114大,并且,具备形成为基本圆形状的光透射性的基板3811。在该基板3811的光入射一侧的面上,对应于掩模48的开口部411而形成有6个变换部3812,并对应于遮蔽部412而形成有非变换部3813。其中,在变换部3812上,在变换部3812的全部范围上蒸镀有滤光膜3812A。并且,作为滤光膜3812A,可以采用具有图7、图12或者图17所示的透射率特性的滤光膜,作为滤光膜3812A的排列图案,也可以采用图13或者图16A~图16D的排列图案。
另外,在该光学滤光器381的中央形成有用来贯穿插入上述轴部件49的孔3814。
支架382是对光学滤光器381的圆周方向的端面进行围绕并保持的部件,在其外周部分上形成有齿3821。另外,滤光器驱动机构,在此省略了图示,由电机等构成,并设置有与保持框382上所形成的齿3812相啮合的齿轮3831。通过由该滤光器驱动机构而使齿轮3831进行旋转,使得保持框382以光学滤光器381的中央为中心进行旋转。
如此,在光校正装置38中,通过滤光器驱动机构来使支架382进行旋转,因而,可以使光学滤光器381的变换部3812上所形成的滤光膜3812A、掩模48的开口部411及偏振变换元件114的偏振分离膜1141部分地且相对地形成一致,因此,能够实行入射至偏振变换元件114的光束的光学变换。另外,根据滤光膜3812A、偏振分离膜1141及开口部411之间的重叠程度,而能够对入射至偏振变换元件114的光束的光学变换程度进行调整。因此,能够在光学滤光器381的变换部3812上所形成的滤光膜3812A和掩模48的开口部411进行重叠的程度中,实行入射光束的校正。
并且,掩模48上,与上述的掩模41、42不同,不需要设置用来对光学滤光器的进退进行引导的导向部等。因此,能够使掩模48的构成简单化。
(6-7)上述各实施方式及上述实施方式的变形中,通过使滤光膜在光透射性的基板上进行蒸镀而形成光学滤光器,但是,本发明不限于此。例如,也可以将光学滤光器的变换部及非变换部分别作为具有不同滤光膜特性的构造体来形成,并形成将其各自相互连接的构成。另外,滤光膜也可以是不通过蒸镀,而在基板上通过粘着剂等将具有各自滤光膜特性的薄膜进行粘贴而形成的构成。进一步,也可以不使用滤光膜,而是将基板本身具备吸收光的功能的光学滤光器玻璃排列为缝隙状而形成的构成。
(6-8)上述各实施方式及上述实施方式的变形中,掩模41、42、47及48由不锈钢制造,但是,也可以由铁及其它金属来制造。也就是,如果具有不使入射至遮蔽部的光束透射掩模的材质,并且,不会因光束照射而产生的热量及因投影机内部所发生的热量而引起变形、变质,则其材料、材质不受限制。
(6-9)上述各实施方式及上述实施方式的变形中,掩模41、42、47及48配置在光校正装置31、32的前级,但是,本发明不限于此,其配置的顺序也可以颠倒。也就是,只要是能使透射掩模的开口部和光学滤光器的变换部或非变换部、或者第1变换部或第2变换部的光束正确地入射到偏振变换元件的构成即可。
此外,上述各实施方式及上述实施方式变形的构成中,也可以是省略掩模41、42、47及48的构成。此处,通过第1透镜阵列112所分割的各部分光束,由于被朝向偏振变换元件114、114A的偏振分离膜1141进行聚光,因而,即使将掩模41、42、47及48省略,直接入射到反射膜1143的光束也仅有极少。另外,即使由于直接光束入射到反射膜1143而在从偏振变换元件114、114A射出的光束中混入不同种类的偏振光,如果在偏振变换元件114、114A的光路后级配置偏振片等的使偏振方向一致的光学元件,则也可以除去不同种类的偏振光。因此,即使省略掩模41、42、47及48也没关系。
另一方面,如果配置掩模41、42、47及48,则有可能不需要在偏振变换元件114、114A的光路后级配置偏振片等的使偏振方向形成一致的光学元件。另外,作为上述那种光学元件,即使是配置了吸收不需要的偏振光的光学元件的情况下,也可以降低通过该光学元件吸收光所产生的热量。因此,要求高对比度图像的情况和需要降低装置内发热量的情况下,优选使用掩模41、42、47及48。
并且,掩模41、42包括有对光校正装置31、32的支架312、322的进退进行引导的功能,另外,掩模47也包括同样的功能。因此,省略掩模41、42及47的情况下需要另外设置对光校正装置的支架的进退进行引导的机构。
(6-10)上述各实施方式及上述一部分实施方式的变形中,作为滤光器驱动机构313、323而采用了由螺线管构成的驱动装置3132及电机3231,但是,本发明不限于此。也就是说,只要是能够使光学滤光器进退的机构,则其构造及构成不受限制。例如,也可以是通过气缸来使光学滤光器进退的构成。
(6-11)上述各实施方式及上述实施方式的变形中,光阑装置8以下述方法对光量进行调整,即通过使配置为基本平行的缝隙板81、82相互向相反方向进退,来缩小由各自的缝隙板81、82上所形成开口81A、82A的重叠而形成的光束的光路,但是,本发明不限于此。例如,也可以设为使一侧的缝隙板进退来调整透射光量的构成,另外,也可以在光束的光路中配置一对遮光板,并使它们设为在光束的射出方向或者其相反方向进行开启的开门结构,来对透射光量进行调节。进一步,也可以构成为口径变化的圆形的开口。如此,则能够期待通过光阑效果来提高对比度。也就是说,作为光阑装置,如果是对光束的光路部分地进行遮蔽,使其透射光量降低的构成即可。
(6-12)上述各实施方式及上述实施方式的变形中,光阑装置8配置于第1透镜阵列112和第2透镜阵列113之间,但是,本发明不限于此,只要是在光轴上进行配置,可以是任何地方。并且,如果在从光源装置111至积分照明光学系统11的重叠透镜115后级之间配置光阑装置8,则由于是在通过色分离光学系统12使其分离为各色光之前,因而能够对形成光学图像所供应的光束全体的光量进行调节。另外,如果在色分离光学系统12的后级对每个色光配置光阑装置8,则能够对每个色光的光量进行调节,从而能够对所形成的光学图像的彩色度进行更加精细地调节。
(6-13)上述各实施方式及上述实施方式的变形中,滤光膜设为将五氧化二钽(Ta2O5)所构成的高折射率层及二氧化硅(SiO2)所构成的低折射率层交互地进行迭层而形成,但是,本发明不限于此,可以通过其它构成来构成滤光膜。例如,也可以取代五氧化二钽(Ta2O5)而通过二氧化锆(ZrO2)来形成高折射率层。
(6-14)上述各实施方式及上述实施方式的变形中,只举出了使用3个光调制装置的投影机的示例,但是,也可以适用于只使用1个、或者使用2个及4个以上光调制装置的投影机。
另外,作为光调制装置而使用了液晶面板141,但是,也可以采用使用微镜的装置等液晶以外的光调制装置。
进一步,上述实施方式中,使用了光入射面和光射出面不同的透射型的光调制装置,但是,也可以使用光入射面和光射出面相同的反射型的光调制装置。
(6-15)上述实施方式及上述实施方式的变形中,在光学单元1的中继光学系统13中使蓝色光通过,但是,也可以适用于具备使其它色光通过中继光学系统的光学单元的投影机。
另外,上述实施方式及上述实施方式的变形中,只举出了从观看屏幕的方向来进行投射的前置式投影机的示例,但是,本发明也可以适用于从观看屏幕方向的相反侧来进行投射的后置式投影机。
如以上所述,本发明的照明装置由于可以对实行入射光束光学变换的情况和不实行的情况进行切换,因而,作为在演示及家庭影院等的领域中所利用的投影机中使用的照明装置是有用的。
Claims (14)
1.一种投影机用照明装置,包括光源和将从所述光源射出的光束变换为1个种类的直线偏振光束的偏振变换元件,所述偏振变换元件具有多个偏振分离膜和光反射膜,所述多个偏振分离膜和光反射膜相对于从所述光源射出的光束的中心轴倾斜地配置并沿相对于从所述光源射出的光束的中心轴正交方向交替地排列,
其特征在于,具备:
设置在所述光源和所述偏振变换元件之间、具有以对应于所述偏振分离膜的排列的间距而配置为带状的、对入射光束修正亮度及色调中至少一方的多个光学变换层的光学滤光器;
保持所述光学滤光器的保持框;和
使所述保持框沿着所述偏振分离膜的排列方向进退的滤光器驱动机构。
2.根据权利要求1所述的照明装置,其特征在于,
所述滤光器驱动机构具备:
其一端与所述保持框相接合、通过其旋转来使所述保持框进退的凸轮部件,和
具有与该凸轮部件的另一端相接合的轴部、使该轴部以电磁方式进退的螺线管。
3.根据权利要求1所述的照明装置,其特征在于,
所述保持框具备沿所述保持框的移动方向形成的齿条,
所述滤光器驱动机构具备:
设置为其旋转轴与从所述光源射出的光束的中心轴平行的电机,和
设置于所述电机的旋转轴上、与所述齿条相啮合的小齿轮。
4.一种投影机用照明装置,包括光源和将从所述光源射出的光束变换为1个种类的直线偏振光束的偏振变换元件,所述偏振变换元件具有多个偏振分离膜和光反射膜,所述多个偏振分离膜和光反射膜沿相对于从所述光源射出的光束的中心轴正交方向交替地排列,
其特征在于,具备:
设置在所述光源和所述偏振变换元件之间、具有以对应于所述偏振分离膜的排列的间距而配置为带状的、对入射光束修正亮度及色调中至少一方的多个光学变换层的光学滤光器;
保持所述光学滤光器的保持框;
使所述保持框沿着相对于从所述光源射出的光束的中心轴正交的平面进行旋转的滤光器驱动机构。
5.根据权利要求1~4中的任一项所述的照明装置,其特征在于,
所述多个光学变换层具备对从所述光源射出的光束使指定色光的透射率降低的特性。
6.根据权利要求1~4中的任一项所述的照明装置,其特征在于,
所述多个光学变换层具备对从所述光源射出的光束使整个可视光波长区域的透射率降低的特性。
7.根据权利要求1~4中的任一项所述的照明装置,其特征在于,
所述多个光学变换层形成为随着离开从所述光源射出的光束的中心轴其透射率变低。
8.根据权利要求1~4中的任一项所述的照明装置,其特征在于,
所述多个光学变换层设置在所述光学滤光器的外缘而不设置在其内侧。
9.根据权利要求1~4中的任一项所述的照明装置,其特征在于,
所述多个光学变换层设置在所述光学滤光器的四角。
10.根据权利要求1~4中的任一项所述的照明装置,其特征在于,
所述多个光学变换层设置于所述光学滤光器的所述偏振分离膜的排列方向的两端部,而不设置在其中央部分。
11.根据权利要求1~4中的任一项所述的照明装置,其特征在于,
包括配置于所述偏振变换元件的所述光源一侧、用来遮断向所述偏振变换元件的入射光的一部分的遮光部件,
所述遮光部件具有相对于从所述光源射出的光束的中心轴正交方向交替地排列的多个开口部和遮蔽部,
所述开口部对应于所述偏振分离膜形成为缝隙状,
所述遮蔽部对应于所述光反射膜形成。
12.一种投影机,其特征在于,具备:
权利要求1~11中的任一项所述的照明装置;
根据图像信息对从所述照明装置射出的光束进行调制形成光学像的调制装置;和
对通过所述调制装置形成的光学像进行放大投射的投射透镜。
13.根据权利要求12所述的投影机,其特征在于,具备对向所述光源供给的功率进行调整、对从所述光源射出的光束的亮度进行调整的功率调整机构。
14.根据权利要求12或13所述的投影机,其特征在于,具备对从所述光源射出的光束部分地进行遮蔽的光阑机构。
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