CN100520567C - 投影机 - Google Patents

Abstract

提供一种可以抑制由于在第1小透镜的透镜曲面上附着灰尘、在透镜曲面上存在缺陷等引起的投影图像的图像品质降低的投影机，该投影机(1000)具备：照明装置，其具有光源装置、具有多个第1小透镜(122)的第1透镜阵列(120)、具有与多个第1小透镜(122)对应的多个第2小透镜(132)的第2透镜阵列(130)、和重叠透镜(150)；液晶装置(400R、400G、400B)；以及投影光学系统；液晶装置(400R、400G、400B)的图像形成区域(S)的共轭点(C)位于比各第1小透镜(122)中的透镜曲面的顶点更靠近光源装置侧；调整各第2小透镜(132)的偏心量，使得通过各第1小透镜(122)的部分光束的各主光线在图像形成区域(S)上通过图像形成区域(S)的大致中心部。

Description

投影机

技术领域

本发明涉及投影机。

背景技术

以往，已知有作为光均匀化光学系统的具备第1透镜阵列、第2透镜阵列以及重叠透镜的投影机(例如，参照专利文献1)。根据以往的投影机，从光源装置射出的照明光束被具有多个第1小透镜的第1透镜阵列分割成多个部分光束，这些各部分光束由具有与多个第1小透镜对应的多个第2小透镜的第2透镜阵列以及重叠透镜的功能在被照明区域(电光调制装置的图像形成区域)重叠。因此，可以使照射电光调制装置的图像形成区域的光的面内光强度分布大致均匀。

[专利文献1]特开平8-304739号公报(图11)

然而，在以往的投影机中，电光调制装置中的图像形成区域的共轭点由于位于第1透镜阵列的各第1小透镜中的透镜曲面的顶点，因此，例如，如果在第1小透镜的透镜曲面上附着灰尘、在透镜曲面存在缺陷等，则这样的灰尘和缺陷等的像在图像形成区域上成像。因此，在投影到投影面的图像内也包含灰尘和缺陷等的像，存在投影图像的图像品质降低的问题。

发明内容

因而，本发明正是为了解决这样的问题而提出的，其目的在于提供一种投影机，其能够抑制由于在第1小透镜的透镜曲面上附着灰尘、在透镜曲面上存在缺陷等引起的投影图像的图像品质降低。

本发明的投影机，其特征在于，具备：照明装置，其具有：向被照明区域侧射出照明光束的光源装置、具有用于将从上述光源装置射出的照明光束分割成多个部分光束的多个第1小透镜的第1透镜阵列、具有与上述多个第1小透镜对应的多个第2小透镜的第2透镜阵列；和用于使从上述多个第2小透镜射出的各部分光束在被照明区域上重叠的重叠透镜；调制来自上述照明装置的照明光束的电光调制装置；以及投影由上述电光调制装置调制的照明光束的投影光学系统；其中，上述电光调制装置中的图像形成区域的共轭点位于比上述第1透镜阵列的各第1小透镜中的透镜曲面的顶点更靠近上述光源装置侧或者上述投影光学系统侧，调整上述第2透镜阵列中的各第2小透镜的偏心量，使得通过上述第1透镜阵列中的各第1小透镜的部分光束的各主光线在上述电光调制装置的图像形成区域上通过上述图像形成区域的大致中心部。

因此，根据本发明的投影机，因为图像形成区域的共轭点位于比第1透镜阵列的各第1小透镜中的透镜曲面的顶点更靠近光源装置侧或者投影光学系统侧，所以图像形成区域和第1小透镜的透镜曲面的顶点构成共轭的关系，即使例如在第1小透镜的透镜曲面上附着灰尘、在透镜曲面上存在缺陷等，也可以抑制这样的灰尘和缺陷等的像在图像形成区域上成像。其结果，能够抑制在投影到投影面的图像内投影灰尘和缺陷等的像，可以抑制投影图像的图像品质降低。

这样，本发明的投影机是可以抑制由于在第1小透镜的透镜曲面上附着灰尘、在透镜曲面上存在缺陷等引起的投影图像的图像品质降低的投影机。

然而，如果图像形成区域的共轭点位于比第1透镜阵列的各第1小透镜中的透镜曲面的顶点更靠近光源装置侧(或者投影光学系统侧)，则第1透镜阵列中的各第1小透镜的像的成像位置不在图像形成区域上，而是比图像形成区域更向投影光学系统侧(在图像形成区域的共轭点位于比第1透镜阵列的各第1小透镜中的透镜曲面的顶点更靠近投影光学系统侧的情况下，比图像形成区域更靠近光源装置侧。)偏移的位置。因此，通过第1透镜阵列中的各第1小透镜的部分光束的各主光线在图像形成区域上不通过图像形成区域的大致中心部，而是通过从图像形成区域的大致中心部偏移的位置。

如果具体说明，则如后述的图3所示，在图像形成区域的共轭点位于比第1透镜阵列的各第1小透镜中的透镜曲面的顶点更靠近光源装置侧的情况下，通过在比通过第1透镜阵列的大致中心部的照明光轴更上方配置的第1小透镜的部分光束的主光线通过从图像形成区域的大致中心部向上方向偏移的位置。通过在比照明光轴更下方配置的第1小透镜的部分光束的主光线通过从图像形成区域的大致中心部向下方向偏移的位置。通过在比照明光轴更左方配置的第1小透镜的部分光束的主光线通过从图像形成区域的大致中心部向左方向偏移的位置。通过在比照明光轴更右方配置的第1小透镜的部分光束的主光线通过从图像形成区域的大致中心部向右方向偏移的位置。

此外，在图像形成区域的共轭点位于比第1透镜阵列的各第1小透镜中的透镜曲面的顶点更靠近投影光学系统侧的情况下，通过在比通过第1透镜阵列的大致中心部的照明光轴更上方配置的第1小透镜的部分光束的主光线通过从图像形成区域的大致中心部向下方向偏移的位置。通过在比照明光轴更下方配置的第1小透镜的部分光束的主光线通过从图像形成区域的大致中心部向上方向偏移的位置。通过在比照明光轴更左方配置的第1小透镜的部分光束的主光线通过从图像形成区域的大致中心部向右方向偏移的位置。通过在比照明光轴更右方配置的第1小透镜的部分光束的主光线通过从图像形成区域的大致中心部向左方向偏移的位置。

因此，使从第1透镜阵列的多个第1小透镜射出的各部分光束的全部在图像形成区域上重叠变得困难，照射到图像形成区域的光的均匀度降低。此外，照射到比图像形成区域更外侧的区域的照明光束的光量增加，图像形成区域中的光的利用效率降低。

其结果，在投影面上得到均匀明亮的面内显示特性变得困难。

但是，根据本发明的投影机，因为调整第2透镜阵列中的各第2小透镜的偏心量，使得通过第1透镜阵列中的各第1小透镜的部分光束的各主光线在图像形成区域上通过图像形成区域的大致中心部，所以通过第1透镜阵列中的各第1小透镜的部分光束的各主光线在图像形成区域上通过图像形成区域的大致中心部。

因此，即使第1透镜阵列中的各第1小透镜的像的成像位置在比图像形成区域更向光源装置侧或者投影光学系统侧偏移的位置，也可以使从第1透镜阵列的多个第1小透镜射出的各部分光束的全部在图像形成区域上重叠，因此能够抑制照射到图像形成区域的光的均匀度的降低。此外，因为可以抑制照射到比图像形成区域更外侧的区域的照明光束的光量的增加，所以能够抑制图像形成区域中的光的利用效率的降低。

其结果，能够在投影面上得到均匀明亮的面内显示特性。

在本发明的投影机中，理想地，上述共轭点和上述第1透镜阵列的各第1小透镜中的透镜曲面的顶点之间的距离是在0.5mm～5.0mm的范围内。

如果图像形成区域的共轭点和第1透镜阵列的各第1小透镜中的透镜曲面的顶点之间的距离不足0.5mm，则在第1小透镜的透镜曲面上附着灰尘、在透镜曲面上存在缺陷等的情况下，这样的灰尘和缺陷等的像有可能在图像形成区域上成像。另一方面，如果图像形成区域的共轭点和第1透镜阵列的各第1小透镜中的透镜曲面的顶点之间的距离超过5.0mm，则因为第1透镜阵列中的各第1小透镜的像在从图像形成区域离开得比较大的位置成像，所以照射到比图像形成区域更外侧的区域的照明光束的光量进一步增加。并且，在第1透镜阵列中的各第1小透镜的像在这样的从图像形成区域离开得比较大的位置成像的情况下，调整第2透镜阵列中的各第2小透镜的偏心量，使得通过第1透镜阵列中的各第1小透镜的部分光束的各主光线在图像形成区域上通过图像形成区域的大致中心部变得不容易。

根据以上观点，理想地，图像形成区域的共轭点和第1透镜阵列的各第1小透镜中的透镜曲面的顶点之间的距离是在0.5mm～5.0mm的范围内，更理想的是在1.0mm～3.0mm的范围内。

在本发明的投影机中，理想地，上述共轭点位于空气中。

通过这样的结构，因为图像形成区域的共轭点位于空气中，即在第1透镜阵列内(第1透镜阵列的光学媒体内)不存在，所以即使在第1透镜阵列内部存在气泡和缺陷等，也能够抑制这样的气泡和缺陷等的像在图像形成区域上成像。其结果，能够抑制在投影到投影面的图像内投影气泡和缺陷等的像，能够进一步抑制投影图像的图像品质降低。

在本发明的投影机中，理想地，还具备偏振变换元件，其在上述第2透镜阵列和上述重叠透镜之间配置，并将由上述第1透镜阵列分割的各部分光束的偏振方向作为偏振方向一致的大致1种直线偏振光射出。

通过这样的结构，本发明的投影机尤其适合于具备调制偏振光类型的电光调制装置，例如使用液晶面板的电光调制装置的投影机。

在本发明的投影机中，作为上述电光调制装置，理想地，具备根据图像信息调制多个颜色光的各个的多个电光调制装置，并且还具备：将来自上述照明装置的照明光束分离成多个颜色光，并引导到上述多个电光调制装置的各个的颜色分离导光光学系统；以及将由上述多个电光调制装置调制的各个颜色光合成，并向上述投影光学系统射出的颜色合成光学系统。

通过这样的结构，可以将能够抑制由于在第1小透镜的透镜曲面上附着灰尘、在透镜曲面上存在缺陷等引起的投影图像的图像品质降低的投影机，作为图像品质优异(例如，3板式)的全彩色投影机。

附图说明

图1是示出实施方式1的投影机1000的光学系统的图。

图2是为了说明实施方式的投影机1000的效果而示出的概念图。

图3是为了说明实施方式的比较例2的投影机1000b而示出的概念图。

图4是为了说明实施方式的投影机1000的效果而示出的图。

符号说明：

100-照明装置；100ax-照明光轴；110-光源装置；112-发光管；114-椭圆面反射器；116-辅助(反射)镜；118-凹透镜；120、120a、120b-第1透镜阵列；122、122a、122b、122b₁、122b₂、122b₃、122b₄-第1小透镜；130、130a、130b-第2透镜阵列；132、132a、132b-第2小透镜；140-偏振变换元件；150-重叠透镜；200-颜色分离导光光学系统；210、220-分色镜；230、240、250-反射镜；260-入射侧透镜；270-中继透镜；300R、300G、300B-聚光透镜；400R、400G、400B-液晶装置；500-交叉分色棱镜；600-投影光学系统；1000、1000a、1000b-投影机；C-图像形成区域的共轭点；S-图像形成区域；SCR-屏幕。

具体实施方式

以下，根据附图所示的实施方式，说明本发明的投影机。

[实施方式]

图1是示出实施方式的投影机1000的光学系统的图。

另外，在以下的说明中，将相互正交的3个方向分别作为z轴方向(图1中的照明光轴100ax方向)、x轴方向(图1中的与纸面平行并且与z轴正交的方向)以及y轴方向(图1中的与纸面垂直并且与z轴正交的方向)。

实施方式的投影机1000如图1所示，具备：射出照明光束的照明装置100，将来自照明装置100的光分离成3个颜色光并引导到被照明区域的颜色分离导光光学系统200，作为根据图像信息调制在颜色分离导光光学系统200分离的3个颜色光的各个的电光调制装置的3个液晶装置400R、400G、400B，作为合成由液晶装置400R、400G、400B调制的颜色光的颜色合成光学系统的交叉分色棱镜500；将由交叉分色棱镜500合成的光投影到屏幕SCR等的投影面的投影光学系统600。

照明装置100具有：向被照明区域侧射出照明光束的光源装置110，具有用于将从光源装置110射出的照明光束分割成多个部分光束的多个第1小透镜122的第1透镜阵列120，具有与多个第1小透镜122对应的多个第2小透镜132的第2透镜阵列130，将由第1透镜阵列120分割的各部分光束的偏振向作为偏振方向一致的大致1种直线偏振光射出的偏振变换元件140，用于使从偏振变换元件140射出的各部分光束在被照明区域上重叠的重叠透镜150。

光源装置110具有：椭圆面反射器114，在椭圆面反射器114的第1焦点附近具有发光中心的发光管112，在发光管112设置的、作为将从发光管112向被照明区域侧射出的光向着椭圆面反射器114进行反射的反射单元的辅助镜116，以及将在椭圆面反射器114处反射的聚焦光变换为大致平行光并向着第1透镜阵列120射出的凹透镜118。光源装置110射出将照明光轴100ax作为中心轴的光束。

发光管112具有：管球部，以及在管球部的两侧延伸的一对封闭部。

椭圆面反射器114具有：贯穿插入、固定在发光管112的一方的封闭部的筒形的头形部，以及将从发光管112发射的光向着第2焦点位置反射的反射凹面。

辅助镜116夹持发光管112的管球部与椭圆面反射器114相对地设置，将从发光管112发射的光中没有向着椭圆面反射器114的光返回发光管112，入射到椭圆面反射器114。

凹透镜118被配置在椭圆面反射器114的被照明区域侧。并且以将来自椭圆面反射器114的光向着第1透镜阵列120射出的方式构成。

第1透镜阵列120具有作为将来自凹透镜118的光分割成多个部分光束的光束分割光学元件的功能，具有具备在与照明光轴100ax正交的面内排列成矩阵形的多个第1小透镜122的结构。第1小透镜122的外形形状相对于液晶装置400R、400G、400B的图像形成区域S(参照后述的图4(b)。)的外形形状是相似形状。

第2透镜阵列130是聚光由第1透镜阵列120分割的多个部分光束的光学元件，与第1透镜阵列120相同地，具有具备在与照明光轴100ax正交的面内排列成矩阵形的多个第2小透镜132的结构。

另外，对于第1透镜阵列120以及第2透镜阵列130，以后详细说明。

偏振变换元件140是将由第1透镜阵列120分割的各部分光束的偏振方向作为偏振方向一致的大致1种直线偏振光射出的偏振变换元件。

偏振变换元件140具有：将来自光源装置110的照明光束中包含的偏振成分中一方的直线偏振光成分直接透过、另一方的直线偏振光成分在与照明光轴100ax垂直的方向上反射的偏振分离层；将在偏振分离层反射的另一方的直线偏振光成分在与照明光轴100ax平行的方向上反射的反射层；将在反射层反射的另一方的直线偏振光成分变换为一方的直线偏振光成分的相位差板。

重叠透镜150是用于对经过第1透镜阵列120、第2透镜阵列130以及偏振变换元件140的多个部分光束聚光，并使其在液晶装置400R、400G、400B的图像形成区域S附近重叠的光学元件。另外，图1所示的重叠透镜150由1块透镜构成，但是也可以由组合了多个透镜的复合透镜构成。

颜色分离导光光学系统200具有：第1分色镜210以及第2分色镜220、反射镜230、240、250、入射侧透镜260、和中继透镜270。颜色分离导光光学系统200具有将从重叠透镜150射出的照明光束分离成红色光、绿色光以及蓝色光3种颜色光，并将各个颜色光引导到作为照明对象的3个液晶装置400R、400G、400B的功能。

第1分色镜210以及第2分色镜220是在基板上形成使规定波长区域的光束反射、其它波长区域的光束透过的波长选择膜的光学元件。第1分色镜210是反射红色光成分、透过其它颜色光成分的镜子。第2分色镜220是反射绿色光成分、透过蓝色光成分的镜子。

在第1分色镜210反射的红色光成分通过反射镜230偏转，经由聚光透镜300R入射到红色光用液晶装置400R的图像形成区域S。

聚光透镜300R是为了将来自重叠透镜150的各部分光束相对于各主光线变换成大致平行的光束而设置的。在其它液晶装置400G、400B的光路前段配置的聚光透镜300G、300B也与聚光透镜300R一样地构成。

在通过第1分色镜210的绿色光成分以及蓝色光成分中，绿色光成分由第2分色镜220反射，通过聚光透镜300G入射到绿色光用液晶装置400G的图像形成区域S。另一方面，蓝色光成分透过第2分色镜220，通过入射侧透镜260、入射侧的反射镜240、中继透镜270、射出侧的反射镜250以及聚光透镜300B，入射到蓝色光用液晶装置400B的图像形成区域S。入射侧透镜260、中继透镜270以及反射镜240、250具有将透过第2分色镜220的蓝色光成分导向液晶装置400B的功能。

另外，在蓝色光的光路设置这样的入射侧透镜260、中继透镜270以及反射镜240、250是因为蓝色光的光路长度比其它颜色光的光路长度长，是用于防止由于光的发散等引起的光的利用效率的下降。在本实施方式的投影机1000中，虽然由于蓝色光的光路长度长而设置成这样的结构，但是也可以考虑加长红色光的光路长度，将入射侧透镜260、中继透镜270以及反射镜240、250用于红色光的光路。

液晶装置400R、400G、400B根据图像信息调制照明光束形成彩色图像，作为光源装置110的照明对象。另外，虽然省略了图示，但是在聚光透镜300R、300G、300B和各液晶装置400R、400G、400B之间，分别插入配置有入射侧偏振板，在各液晶装置400R、400G、400B和交叉分色棱镜500之间，分别插入配置有射出侧偏振板。通过这些入射侧偏振板、液晶装置400R、400G、400B以及射出侧偏振板，进行入射的各颜色光的光调制。

液晶装置400R、400G、400B在一对透明玻璃基板间密封封入作为电光物质的液晶。例如，将多晶硅TFT作为开关元件，根据所给与的图像信息，调制从入射侧偏振板射出的1种直线偏振光的偏振方向。

作为颜色合成光学系统的交叉分色棱镜500是合成从射出侧偏振板射出的分别对各颜色光进行了调制的光学像、从而形成彩色图像的光学元件。该交叉分色棱镜500构成使4个直角棱镜粘合在一起的平面看大致正方形，在使直角棱镜彼此粘合的大致X字形的界面上形成有电介质多层膜。在大致X字形的一个界面上形成的电介质多层膜反射红色光，在另一个界面上形成的电介质多层膜反射蓝色光，通过这些电介质多层膜，红色光以及蓝色光偏转，与绿色光的行进方向一致，从而合成3个颜色光。

从交叉分色棱镜500射出的彩色图像通过投影光学系统600放大投影，在屏幕SCR上形成大画面图像。

实施方式的投影机1000的特征在于液晶装置400R、400G、400B中的图像形成区域S的共轭点C的位置以及第2透镜阵列130中的各第2小透镜132的结构。以下，通过对实施方式的投影机1000的结构和实施方式的比较例1的投影机1000a的结构和比较例2的投影机1000b的结构进行比较说明，详细说明实施方式的投影机1000的效果。

图2是为了说明实施方式的投影机1000的效果而示出的概念图。图2(a)是为了说明实施方式的比较例1的投影机1000a而示出的概念图，图2(b)是为了说明实施方式的比较例2的投影机1000b而示出的概念图，图2(c)是为了说明实施方式的投影机1000而示出的概念图。

另外，在图2(a)～图2(c)中，为了容易说明，在投影机中的各光学系统中，只图示了第1透镜阵列、第2透镜阵列、重叠透镜以及液晶装置(图像形成区域S)，关于其它的光学系统(偏振变换元件等)省略图示。

图3是为了说明实施方式的比较例2的投影机1000b而示出的概念图。图3(a)是示出通过在比照明光轴100ax更上方配置的第1小透镜122b₁的部分光束的主光线的概念图，图3(b)是示出通过在比照明光轴100ax更下方配置的第1小透镜122b₂的部分光束的主光线的概念图，图3(c)是示出通过在比照明光轴100ax更左方配置的第1小透镜122b₃的部分光束的主光线的概念图，图3(d)是示出通过在比照明光轴100ax更右方配置的第1小透镜122b₄的部分光束的主光线的概念图。

图4是为了说明实施方式的投影机1000的效果而示出的图。图4(a)是示出在实施方式的比较例2的投影机1000b的情况下图像形成区域S的面内光强度分布的图，图4(b)是示出在实施方式的投影机1000的情况下图像形成区域S的面内光强度分布的图。

比较例1的投影机1000a基本上具有与实施方式的投影机1000非常相似的结构，但与实施方式的投影机1000的不同之处在于，液晶装置中的图像形成区域S的共轭点C的位置以及第2透镜阵列中的各第2小透镜的结构。即，在比较例1的投影机1000a中，液晶装置400R、400G、400B中的图像形成区域S的共轭点C如图2(a)所示，位于第1透镜阵列120a的各第1小透镜122a中的透镜曲面的顶点。此外，第2透镜阵列130a的各第2小透镜132a不偏心。另外，比较例1的投影机1000a在除了液晶装置中的图像形成区域S的共轭点C的位置以及第2透镜阵列中的各第2小透镜的结构以外的点，具有与实施方式的投影机1000同样的结构。

在比较例1的投影机1000a中，液晶装置400R、400G、400B中的图像形成区域S的共轭点C位于第1透镜阵列120a的各第1小透镜122a中的透镜曲面的顶点，因此，例如如果在第1小透镜122a的透镜曲面上附着灰尘、在透镜曲面上存在缺陷等，则这样的灰尘和缺陷等的像在图像形成区域S上成像。因此，在投影到屏幕SCR的图像内也包含灰尘和缺陷等的像，投影图像的图像品质降低。

作为可以解决在这样的比较例1的投影机1000a中的问题的投影机，有比较例2的投影机1000b。

比较例2的投影机1000b基本上具有与比较例1的投影机1000a非常相似的结构，但与比较例1的投影机1000a的不同在于，液晶装置中的图像形成区域S的共轭点C的位置。即，在比较例2的投影机1000b中，液晶装置400R、400G、400B中的图像形成区域S的共轭点C如图2(b)所示，位于比第1透镜阵列120a的各第1小透镜122a中的透镜曲面的顶点更靠近光源装置110侧。另外，比较例2的投影机1000b在除了液晶装置中的图像形成区域S的共轭点C的位置以外的点，具有与比较例1的投影机1000a同样的结构。

根据比较例2的投影机1000b，图像形成区域S的共轭点C位于比第1透镜阵列120b的各第1小透镜122b中的透镜曲面的顶点更靠近光源装置110侧，所以图像形成区域S和第1小透镜122b的透镜曲面的顶点不构成共轭的关系，即使例如在第1小透镜122b的透镜曲面上附着灰尘、在透镜曲面上存在缺陷等，也可以抑制这样的灰尘和缺陷等的像在图像形成区域S上成像。其结果，能够抑制在投影到屏幕SCR的图像内投影灰尘和缺陷等的像，可以抑制投影图像的图像品质降低。

但是，在比较例2的投影机1000b中，存在以下所示的问题。即，根据比较例2的投影机1000b，由于图像形成区域S的共轭点C位于比第1透镜阵列120b的各第1小透镜122b中的透镜曲面的顶点更靠近光源装置110侧，因此如图2(b)所示，第1透镜阵列120b中的各第1小透镜122b的像的成像位置不在图像形成区域S上，而是比图像形成区域S更向投影光学系统600侧偏移的位置。因此，通过第1透镜阵列120b中的各第1小透镜122b的部分光束的各主光线在图像形成区域S上不通过图像形成区域S的大致中心部，而是通过从图像形成区域S的大致中心部偏移的位置。

如果使用图3具体地说明，则在图像形成区域S的共轭点C位于比第1透镜阵列120b的各第1小透镜122b中的透镜曲面的顶点更靠近光源装置110侧的情况下，通过在比通过第1透镜阵列120b的大致中心部的照明光轴100ax更上方配置的第1小透镜122b₁的部分光束的主光线通过从图像形成区域S的大致中心部向上方向偏移的位置(参照图3(a)。)。通过在比照明光轴100ax更下方配置的第1小透镜122b₂的部分光束的主光线通过从图像形成区域S的大致中心部向下方向偏移的位置(参照图3(b)。)。通过在比照明光轴100ax更左方(从光源装置110侧看左方)配置的第1小透镜122b₃的部分光束的主光线通过从图像形成区域S的大致中心部向左方向偏移的位置(参照图3(c)。)。通过在比照明光轴100ax更右方(从光源装置110侧看右方)配置的第1小透镜122b₄的部分光束的主光线通过从图像形成区域S的大致中心部向右方向偏移的位置(参照图3(d)。)。

因此，使从第1透镜阵列120b的多个第1小透镜122b射出的各部分光束的全部在图像形成区域S上重叠变得困难，照射到图像形成区域S的光的均匀度降低。此外，照射到比图像形成区域S更外侧的区域的照明光束的光量增加，图像形成区域S中的光的利用效率降低(参照图4(a)。)。

其结果，在屏幕SCR上得到均匀明亮的面内显示特性变得困难。

全部解决以上说明的比较例1的投影机1000a中的问题以及比较例2的投影机1000b中的问题的是本发明的实施方式的投影机1000。

根据实施方式的投影机1000，图像形成区域S的共轭点C如图2(c)所示，位于比第1透镜阵列120的各第1小透镜122中的透镜曲面的顶点更靠近光源装置110侧，因此图像形成区域S和第1小透镜122的透镜曲面的顶点不构成共轭的关系，即使例如在第1小透镜122的透镜曲面上附着灰尘、在透镜曲面上存在缺陷等，也可以抑制这样的灰尘和缺陷等的像在图像形成区域S上成像。其结果，能够抑制在投影到屏幕SCR的图像内投影灰尘和缺陷等的像，可以抑制投影图像的图像品质降低。

此外，根据实施方式的投影机1000，因为调整第2透镜阵列130中的各第2小透镜132的偏心量，使得通过第1透镜阵列120中的各第1小透镜122的部分光束的各主光线在图像形成区域S上通过图像形成区域S的大致中心部，所以通过第1透镜阵列120中的各第1小透镜122的部分光束的各主光线如图2(c)所示，在图像形成区域S上通过图像形成区域S的大致中心部。

因此，即使第1透镜阵列120中的各第1小透镜122的像的成像位置是比图像形成区域S更向光源装置110侧偏移的位置，也由于可以使从第1透镜阵列120的多个第1小透镜122射出的各部分光束的全部在图像形成区域S上重叠，因此能够抑制照射到图像形成区域S的光的均匀度的降低。此外，因为能够抑制照射到比图像形成区域更外侧的区域的照明光束的光量的增加，所以能够抑制图像形成区域S中的光的利用效率的降低(参照图4(b)。)。

其结果，可以在屏幕SCR上得到均匀明亮的面内显示特性。

这样，实施方式的投影机1000成为可以抑制由于在第1小透镜122的透镜曲面上附着灰尘、在透镜曲面上存在缺陷等引起的投影图像的图像品质降低的投影机。此外，成为可以在屏幕SCR上得到均匀明亮的面内显示特性的投影机。

在实施方式的投影机1000中，图像形成区域S的共轭点C和第1透镜阵列120的各第1小透镜122中的透镜曲面的顶点之间的距离设定为1.5mm。

如果图像形成区域S的共轭点C和第1透镜阵列120的各第1小透镜122中的透镜曲面的顶点之间的距离不足0.5mm，则在第1小透镜122的透镜曲面上附着灰尘、在透镜曲面上存在缺陷等的情况下，这样的灰尘和缺陷等的像有可能在图像形成区域S上成像。另一方面，如果图像形成区域S的共轭点C和第1透镜阵列120的各第1小透镜122中的透镜曲面的顶点之间的距离超过5.0mm，则因为第1透镜阵列120中的各第1小透镜122的像在从图像形成区域S离开得比较大的位置成像，所以照射到比图像形成区域S更外侧的区域的照明光束的光量进一步增加。于是，在第1透镜阵列120中的各第1小透镜122的像在这样的从图像形成区域S离开得比较大的位置成像的情况下，调整第2透镜阵列130中的各第2小透镜132的偏心量，使得通过第1透镜阵列120中的各第1小透镜122的部分光束的各主光线在图像形成区域S上通过图像形成区域S的大致中心部变得不容易。

根据以上观点，理想地，图像形成区域S的共轭点C和第1透镜阵列120的各第1小透镜122中的透镜曲面的顶点之间的距离是在0.5mm～5.0mm的范围内，更理想地，是在1.0mm～3.0mm的范围内。

在实施方式的投影机1000中，如图2(c)所示，图像形成区域S的共轭点C位于空气中，即在第1透镜阵列120内(第1透镜阵列120的光学媒体内)不存在，因此即使在第1透镜阵列120内部存在气泡和缺陷等，也能够抑制这样的气泡和缺陷等的像在图像形成区域S上成像。其结果，能够抑制在投影到屏幕SCR的图像内投影气泡和缺陷等的像，可以进一步抑制投影图像的图像品质降低。

在实施方式的投影机1000中，进一步具备偏振变换元件140，其被配置在第2透镜阵列130和重叠透镜150之间，将由第1透镜阵列120分割的各部分光束的偏振方向作为偏振方向一致的大致1种直线偏振光射出。因此，实施方式的投影机1000特别适合于具备调制偏振光类型的电光调制装置，例如使用液晶面板的电光调制装置的投影机。

在实施方式的投影机1000中，作为电光调制装置，具备根据图像信息调制红色光、绿色光以及蓝色光3个颜色光的各个的3个液晶装置400R、400G、400B，并且进一步具备：将来自照明装置100的照明光束分离成3个颜色光、并各自引导到3个液晶装置400R、400G、400B的颜色分离导光光学系统200，以及合成由3个液晶装置400R、400G、400B调制的各个颜色光并向投影光学系统600射出的交叉分色棱镜500，因此能够将可以抑制由于在第1小透镜的透镜曲面上附着灰尘、在透镜曲面上存在缺陷等引起的投影图像的图像品质降低的投影机作为图像品质优异的3板式的全彩色投影机。

以上，根据上述实施方式说明了本发明的投影机，但是本发明并不限于上述的实施方式，在不脱离其精神的范围中可以在各种形态中实施，例如也可以进行以下的变形。

(1)上述实施方式的投影机1000虽然以液晶装置的图像形成区域S的共轭点C位于比第1透镜阵列120的各第1小透镜122中的透镜曲面的顶点更靠近光源装置110侧的情况为例进行了说明，但是本发明并不限于此，也可以是液晶装置的图像形成区域S的共轭点C位于比第1透镜阵列120的各第1小透镜122中的透镜曲面的顶点更靠近投影光学系统600侧的结构。

(2)在上述实施方式的投影机1000中，为了容易说明，虽然说明了在比较例1的投影机1000a以及比较例2的投影机1000b中都使用第2透镜阵列中的各第2小透镜没有偏心的情形，通过使这样的没有偏心的第2透镜阵列中的各第2小透镜适当地偏心(调整偏心量)，得到本发明的效果，但是本发明并不限于此。例如，在具备第2透镜阵列中的各第2小透镜偏心的投影机中，通过进一步适当地调整第2透镜阵列中的各第2小透镜的偏心量，得到本发明的效果是不言自喻的。

(3)上述实施方式的投影机1000作为电光调制装置，是具备3个液晶装置的所谓3板式的投影机，但本发明并不限于此，也可以在具备1个、2个或者4个以上的液晶装置的投影机中适用本发明。

(4)上述实施方式的投影机1000是透过型的投影机，但并不限于此。本发明也可以适用于反射型的投影机。在此，所谓「透过型」是指作为如透过型的电光调制装置等的光调制单元的电光调制装置透过光的类型，所谓「反射型」是指作为如反射型的电光调制装置的光调制单元的电光调制装置反射光的类型。在反射型的投影机中适用本发明的情况下，也能够得到与透过型的投影机同样的效果。

(5)上述实施方式的投影机1000，作为电光调制装置，使用采用液晶面板的液晶装置，但是本发明并不限于此。作为电光调制装置，一般只要根据图像信息调制入射光即可，也可以利用微镜型光调制装置等。作为微镜型光调制装置，例如可以使用DMD(数字微镜器件)(TI公司的商标)。

(6)上述实施方式的投影机1000，作为光源装置110，使用具有椭圆面反射器114、在椭圆面反射器114的第1焦点附近具有发光中心的发光管112、将在椭圆面反射器114反射的聚焦光向着第1透镜阵列120射出的凹透镜118的光源装置，但是本发明并不限于此，也可以理想地使用具有抛物面反射镜以及在抛物面反射镜的焦点附近具有发光中心的发光管的光源装置。

(7)另外，本发明可以适用于从观察投影图像侧投影的正投影型投影机，也可以适用于从与观察投影图像侧相反的一侧投影的背投影型投影机。

Claims (5)

1.一种投影机，其特征在于，具备：

照明装置，其具有：向被照明区域侧射出照明光束的光源装置，具有用于将从上述光源装置射出的照明光束分割成多个部分光束的多个第1小透镜的第1透镜阵列，具有与上述多个第1小透镜对应的多个第2小透镜的第2透镜阵列，用于使从上述多个第2小透镜射出的各部分光束在被照明区域重叠的重叠透镜；

调制来自上述照明装置的照明光束的电光调制装置；以及

投影由上述电光调制装置调制的照明光束的投影光学系统；

其中，上述电光调制装置中的图像形成区域的共轭点位于比上述第1透镜阵列的各第1小透镜中的透镜曲面的顶点更靠近上述光源装置侧或者比上述顶点更靠近上述投影光学系统侧，

调整上述第2透镜阵列中的各第2小透镜的偏心量，使得通过上述第1透镜阵列中的各第1小透镜的部分光束的各主光线在上述电光调制装置的图像形成区域上通过上述图像形成区域的大致中心部。

2.如权利要求1所述的投影机，其特征在于：

上述共轭点与上述第1透镜阵列的各第1小透镜中的透镜曲面的顶点之间的距离是在0.5mm～5.0mm的范围内。

3.如权利要求1或者2所述的投影机，其特征在于：

上述共轭点位于空气中。

4.如权利要求1所述的投影机，其特征在于：

还具备偏振变换元件，其被配置在上述第2透镜阵列和上述重叠透镜之间，将由上述第1透镜阵列分割的各部分光束的偏振方向作为偏振方向一致的大致一种直线偏振光射出。

5.如权利要求1所述的投影机，其特征在于：

作为上述电光调制装置，具备根据图像信息调制多个颜色光的各个的多个电光调制装置，并且进一步具备：

将来自上述照明装置的照明光束分离成多个颜色光，并引导到上述多个电光调制装置的各个的颜色分离导光光学系统；以及

合成由上述多个电光调制装置调制的各个颜色光，并向上述投影光学系统射出的颜色合成光学系统。

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