CN101067712A - 投影机 - Google Patents

Abstract

本发明提供通过进行更正确的色像差的校正，对图像的不匀、模糊的发生进行抑制，光的利用效率高的投影机。使得在第1分色镜(31)中的R光的反射角度变得比45°仅小微小角地，即，使得第1光路(OP1)的光路方向的弯曲角(α)变得不足90°地将第1分色镜(31)的入射面相对于照明光轴(OA)配置为比45°仅大微小角的角度。由此，能够使第1光路(OP1)的长度比第2光路(OP2)的长度稍长，与现有相比较，可以进行对应于色像差的校正。

Description

投影机

技术领域

本发明，涉及下述类型的投影机，该投影机具备将照明光分离为每个波长范围的色光的色分离光学系统，对来自通过分离后的各色的光所照明的液晶面板等的各色的像光进行合成、投影。

背景技术

在投影机中，虽然一般性地采用分色镜将从光源装置所射出的光分离为多种色光，但是起因于各色光分量的波长的差异，发生所谓轴上色像差。为了进行该轴上色像差的校正，已知关于分离为光束的特定的色光分量对光路的长度进行调整的技术(参照专利文献1)。

【专利文献1】特开2005-181240号公报

但是，因为如上述的色像差的校正，以光源装置整体作为对象，而构成光源装置的要件为多个，所以校正量的调整，并不一定容易，大多要反复试验。

发明内容

于是，本发明，目的在于提供通过更简易地进行色像差的校正，对图像的不匀、模糊的发生进行抑制，并且光的利用效率高的投影机。

为了解决上述问题，本发明中的投影机，具备：(a)发生光源光的光源；(b)具有可以进行重叠照明的重叠光学元件，对来自光源的光源光进行均匀化而形成照明光的照明光学系统；(c)具有对照明光之中的预定色光进行反射、并使其他色光进行透射而分离为第1光路和第2光路的分色镜，使第1光路弯曲的第1镜，和使第2光路弯曲的第2镜，并通过由分色镜产生的预定色光的反射角度和由第1及第2镜产生的光路的弯曲角的调整，在第1光路的长度和上述第2光路的长度之间，设置与重叠光学元件的关于第1及第2光路的焦点距离之差对应的预定差的色分离光学系统；(d)通过来自色分离光学系统的各色光所照明，分别形成各色的像光的各色的光调制装置；(e)对各色的像光进行合成的合成光学系统；和(f)对经过合成光学系统所合成了的像光进行投影的投影光学系统。

在上述投影机中，在色分离光学系统中，通过由分色镜产生的预定色光的反射角度，和由第1及第2镜产生的光路的弯曲角的调整，在第1光路的长度和上述第2光路的长度之间，设置与重叠光学元件的关于第1及第2光路的焦点距离之差对应的预定差。由此，在光调制装置的像光形成之前，能够对由于重叠光学元件发生的色像差准确地进行补偿，对应当投影的图像的不匀、模糊的发生进行抑制，结果可以提高光的利用效率。还有，重叠光学元件，最影响对各色的光调制装置进行照明时的色像差的发生的情况较多，若主要对由于重叠光学元件发生的色像差进行补偿，则可知能有效地防止投影图像中的不匀等的发生而有益于像质提高。

并且，作为本发明的具体的方式，重叠光学元件，以单一透镜所构成；色分离光学系统，在以通过第1光路的预定色光的主波长和通过第2光路的其他色光的主波长作为基准，设第1光路的长度为L_a，第2光路的长度为L_b，预定色光的主波长中的单一透镜的折射率为n_λa其他色光的主波长中的单一透镜的折射率为n_λb，单一透镜入射侧的曲率半径为r₁，单一透镜射出侧的曲率半径为r₂，单一透镜的厚度为d，大致满足关于预定差L_a-L_b的以下的条件式。

L_a-L_b＝f_a-f_b

其中，

$1/f_a=({n_{\mathrm{\λ}}}_a-1)(1/r_1-1/r_2)+{({n_{\mathrm{\λ}}}_a-1)}^{2}d/{n_{\mathrm{\λ}}}_a{r}_1{r}_2$

$1/f_b=({n_{\mathrm{\λ}}}_b-1)(1/r_1-1/r_2)+{({n_{\mathrm{\λ}}}_b-1)}^{2}d/{n_{\mathrm{\λ}}}_b{r}_1{r}_2$

该情况下，能够精确地计算由于构成重叠光学元件的单一透镜而发生的色像差，基于此，通过对由分色镜产生的预定色光的反射角度和由第1及第2镜产生的光路的弯曲角进行调整，能够设置用于对该色像差进行补偿而必需的上述预定差。

并且，作为本发明的具体的方式，照明光学系统，包括一对蝇眼透镜。该情况下，一对蝇眼透镜，作为将光的光束分割为多个部分光束的光束分割光学元件而起作用，能够使照明光更加均匀化。

并且，作为本发明的具体的方式，第1光路和第2光路，配置为互相垂直地入射于合成光学系统的关系。该情况下，在合成光学系统中，各色的像光不偏移而恰当地被合成。

并且，作为本发明的具体的方式，照明光学系统，为使到第2镜为止的光轴相对于从第2镜到合成光学系统的光轴为垂直的配置；色分离光学系统，将分色镜和第1镜配置为互相大致平行。该情况下，在第1光路中使分色镜附加性地倾斜而使分色镜的前后的光轴成为非垂直，与此对应，通过使第1镜等的色分离光学系统的构成要件适当地进行配置，可以进行用于设置上述预定差的调整。

并且，作为本发明的具体的方式，照明光学系统，为使到第2镜为止的光轴相对于从第2镜到合成光学系统的光轴为非垂直的配置；色分离光学系统，将分色镜和第2镜配置为互相大致平行。该情况下，使第2镜、分色镜附加性地倾斜而使第2镜、分色镜的前后的光轴成为非垂直，与此对应，通过使光源、色分离光学系统中的其他的构成要件适当地进行配置，可以进行用于设置上述预定差的调整。

并且，作为本发明的具体的方式，预定色光，是红色光；第1光路，比第2光路长。该情况下，因为使折射能力弱而相对性地属于长波长范围的光的红色光的光路变长，所以通过设置第1光路相对性地变长的预定差，可以进行色像差的校正。

并且，作为本发明的具体的方式，预定色光，是蓝色光；第1光路，比第2光路短。该情况下，因为使折射能力弱而相对性地属于短波长范围的光的蓝色光的光路变短，所以通过设置第1光路相对性地变短的预定差，可以进行色像差的校正。

附图说明

图1是用于关于第1实施方式中的投影机而进行说明的概念图。

图2是用于对第1实施方式中的投影机的色分离光学系统进行说明的平面图。

图3是用于对第1实施方式中的投影机的光路进行说明的模式图。

图4是用于对第1实施方式的变形例中的投影机的色分离光学系统进行说明的平面图。

图5是用于对第2实施方式中的投影机的色分离光学系统进行说明的平面图。

图6是用于对第2实施方式的变形例中的投影机的色分离光学系统进行说明的平面图。

符号说明

100…投影机，10…光源装置，20…照明光学系统，30、130、230、330…色分离光学系统，40…光调制装置，50…十字分色棱镜，60…投影透镜，23…重叠透镜，31、131、231、331…第1分色镜，32、132、232、332…第2分色镜，33、133、233、333…第1反射镜，OP1…第1光路，OP2…第2光路，OP3…第3光路

具体实施方式

第1实施方式

图1，是用于对第1实施方式中的投影机进行说明的概念图。本实施方式中的投影机100，具备：光源装置10，照明光学系统20，色分离光学系统30，光调制装置40，为合成光学系统的十字分色棱镜50，和为投影光学系统的投影透镜60。

光源装置10，具备：发生包括可见光波长范围的光源光的光源11，对光源光进行反射的反射器12，和对光源光的光束方向进行平行化的为平行化单元的平行化透镜13；将光束方向一致了的光源光射出。

在光源装置10中，光源11，例如，为高压水银灯等，发生具有足够像光的形成所需的光量的大致白色的光源光。反射器12，将该光源光反射而使之聚焦于预定的焦点。平行化透镜13，将光源光的光束方向变换为大致平行。还有，反射器12的曲面，虽然一般为椭圆面，但是在此之外，例如也可以采用抛物面、抛物面。在采用抛物面等的情况下，能够去除平行化透镜13。

照明光学系统20，是用于将从光源装置10所射出的光源光的光束分割为多个部分光束，并使这些多个光束重叠而入射于作为对象的照明区域，对该照明区域的面内照度进行均匀化的光学系统；作为用于由光源光而形成均匀的照明光的照明装置而起作用。照明光学系统20，具备：第1、第2蝇眼透镜21a、21b，偏振变换元件22，和构成重叠光学元件的为单一透镜的重叠透镜23。

第1、第2蝇眼透镜21a、21b，由分别配置为矩阵状的多个要件透镜构成，通过这些要件透镜而将经过了光源装置10的平行化透镜13的光进行分割而分别地使之进行聚光、发散。更具体地，第1蝇眼透镜21a，具有作为将经过了平行化透镜13的光的光束分割为多个部分光束的光束分割光学元件的功能，在与照明光轴OA相正交的面内具备上述多个要件透镜所构成。各要件透镜的轮廓形状，设定为呈现与进行后述的各液晶光阀40a、40b、40c上的被照明区域(形成图像信息的有效像素区域)的形状大致相似形状。第2蝇眼透镜21b，为对通过前述第1蝇眼透镜21a所分割的多个部分光束进行聚光的光学元件，虽然与第1蝇眼透镜21a同样地在与照明光轴OA相正交的面内具备上述多个要件透镜，但是因为以聚光作为目的，所以各要件透镜的轮廓形状并不需要与上述各液晶光阀40a、40b、40c的被照明区域相对应。

偏振变换元件22，以PBS阵列所形成，具有将通过第1蝇眼透镜21a所分割的各部分光束的偏振方向一致于一个方向的直线偏振的作用。该偏振变换元件22，将详细的图示进行省略，具备交替地排列了相对于照明光轴OA倾斜配置的偏振分离膜及反射镜的构成。前者的偏振分离膜，使包括于各部分光束的P偏振光束及S偏振光束之中的一方的偏振光束进行透射，并将另一方的偏振光束进行反射。所反射的另一方的偏振光束，通过后者的反射镜而使光路弯曲，沿一方的偏振光束的射出方向，即沿照明光轴OA的方向射出。所射出的偏振光束的任一束，通过条带状地设置于偏振变换元件22的光束射出面的相位差板所偏振变换，全部的偏振光束的偏振方向得到一致。通过采用如此的偏振变换元件22，因为能够将从光源装置10所射出的光束，一致为一个方向的偏振光束，所以能够使在各液晶光阀40a、40b、40c进行利用的光的利用率提高。

重叠透镜23，为用于将经过了第1蝇眼透镜21a、第2蝇眼透镜21b及偏振变换元件22的多个部分光束进行聚光使之重叠而入射于构成光调制装置40的各色的液晶光阀40a、40b、40c的图像形成区域(有效区域)上的重叠光学元件。即，通过重叠透镜23，能够使以第1蝇眼透镜21a所分割过的各部分光束，无偏移地重合而入射于液晶光阀40a、40b、40c上，液晶光阀40a、40b、40c变得可以进行均匀的照明。

通过以上的照明光学系统20所形成的照明光，包括可见光波长范围，上述照明光学系统20的重叠透镜23，按每种波长而具有固有的折射能力。以此为主要原因而在该照明光学系统20中发生色像差，并在后级的光调制装置40发生起因于色像差的不匀、模糊等，结果有可能降低投影机100的光的利用效率。尤其是，在本投影机100的工作中，在照明光学系统20之中，由于重叠透镜23而发生的色像差的影响大，需要进行该色像差的校正(详情进行后述)。

色分离光学系统30，具备：第1分色镜31，第2分色镜32，第1反射镜33，第2反射镜34a，第3反射镜34b，和3个场透镜35a、35b、35c；将通过照明光学系统20所形成了的照明光分离为红(R)、绿(G)、蓝(B)的3色，并将各色光导向后级的液晶光阀40a、40b、40c。若更详细地进行说明，则首先，第1及第2分色镜31、32，相应于包括于照明光中的可见光波长范围的预定波长范围而通过反射及透射来进行照明光的分离。尤其，在此，第1分色镜31，在RGB的3色之中将R光进行反射并使G光及B光进行透射。并且，第2分色镜32，在GB的2色之中将G光进行反射并使B光进行透射。即，第1分色镜31，将光源光分离为作为预定色光的R光和G光以及B光。进而，第2分色镜32，将通过了第1分色镜31的光分离为作为其他色光的G光和剩余的B光。由此，如示于图1中地，R光，通过以第1分色镜31进行的分离，通过第1光路OP1。并且，G光，通过以第1及第2分色镜31、32进行的分离，通过第2光路OP2。并且，B光，通过以第2分色镜32进行的分离，从第2光路OP2的中途进行分离而通过第3光路OP3。如以上地，在本实施方式中，R光对应于第1光路OP1，G光对应于第2光路OP2，B光对应于第3光路OP3。

其次，在该色分离光学系统30中，以第1分色镜31所反射过的R光，经由第1反射镜33而入射于用于对入射角度进行调节的场透镜35a。并且，对第1分色镜31进行透射、并以第2分色镜32所反射过的G光，入射于用于对入射角度进行调节的场透镜35b。进而，通过了第1及第2分色镜31、32的B光，经由中继透镜LL1、LL2和第2、第3反射镜34a、34b而入射于用于对入射角度进行调节的场透镜35c。

还有，在后面要进行详述，在本实施方式中的色分离光学系统30中，为了对在照明光学系统20的重叠透镜23产生的色像差进行补偿，第1分色镜31的姿势，设定为：由其引起的R光的标准的反射角度变成从45°偏移了的预定角度。对应于此，第1反射镜33，也设定为：由其引起的R光的标准的反射角度变成从45°同样地偏移了的预定角度。

光调制装置40，通过液晶光阀40a、40b、40c所构成。液晶光阀40a、40b、40c，为对进行了入射的照明光的空间性强度分布进行调制的非发光型的光调制装置，具备：对应于从色分离光学系统30所射出的各色光所分别被照明的3个液晶面板41a、41b、41c，分别配置于各液晶面板41a～41c的入射侧的3个第1偏振滤光器42a～42c，和分别配置于各液晶面板41a～41c的射出侧的3个第2偏振滤光器43a～43c。以第1分色镜31所反射了的R光，通过场透镜35a等而入射于液晶光阀40a，对液晶光阀40a的液晶面板41a进行照明。对第1分色镜31进行透射、并以第2分色镜32所反射了的G光，通过场透镜35b等而入射于液晶光阀40b，对液晶光阀40b的液晶面板41b进行照明。透射了第1、第2分色镜31、32的双方的B光，通过场透镜35c等而入射于液晶光阀40c，对液晶光阀40c的液晶面板41c进行照明。各液晶面板41a～41c，对入射进来的照明光的空间性强度分布进行调制；分别入射于各液晶面板41a～41c的3色的光，相应于作为电信号输入于各液晶面板41a～41c的驱动信号或者图像信号而被调制。此时，通过第1偏振滤光器42a～42c，调整入射于各液晶面板41a～41c的照明光的偏振方向；并通过第2偏振滤光器43a～43c，从从各液晶面板41a～41c所射出的调制光取出预定的偏振方向的调制光。通过以上，各液晶光阀40a、40b、40c，形成分别相对应的各色的像光。

十字分色棱镜50，对来自各液晶光阀40a、40b、40c的各色的像光进行合成。若更详细地进行说明，则十字分色棱镜50，呈现贴合了4个直角棱镜的平面看大致正方形状，在使直角棱镜彼此之间相贴合的界面处，形成X字状地相交叉的一对电介质多层膜51a、51b。一方的第1电介质多层膜51a，对R光进行反射；而另一方的第2电介质多层膜51b，则对B光进行反射。十字分色棱镜50，以电介质多层膜51a将来自液晶光阀40a的R光进行反射使之向行进方向右侧射出，通过电介质多层膜51a、51b使来自液晶光阀40b的G光直行射出，以电介质多层膜51b将来自液晶光阀40c的B光进行反射使之向行进方向左侧射出。如此一来，通过十字分色棱镜50而合成R光、G光及B光，形成为彩色的图像光的合成光。

投影透镜60，将由经过十字分色棱镜50所形成的合成光产生的图像光以预期的放大率进行放大而在屏幕(未图示)上投影彩色的图像。

图2，是用于对投影机100的色分离光学系统30的具体的构成例进行说明的平面图。关于图2中的各构成要件，相同符号的部分与图1相同。

从位于照明光学系统20(参照图1)的最后级的重叠透镜23所射出的照明光，首先入射于第1分色镜31。在此，将为从照明光学系统20所射出的标准性的光路的照明光轴OA和第1分色镜31的入射面的交点作为分离点SP。同样地，将为R光的标准性的光路的第1光路OP1的前级和第1反射镜33的反射面的交点作为反射点RP1，将为G光等的标准性的光路的第2光路OP2的前级和第2分色镜32的反射面的交点作为反射点RP2。即，该情况下，首先以第1分色镜31的分离点SP作为基准，将照明光之中为预定色光的R光和为其他色光的G光分离为第1光路OP1和第2光路OP2。此时，B光也与G光一起被分离为第2光路OP2。接着，关于R光的第1光路OP1的光路方向，以反射点RP1为基准，通过为第1镜的第1反射镜33，按预定方向即大致与90°不相同的方向弯曲(更具体地，以相当于进行后述的弯曲角α的角度被弯曲)。并且，关于G光的第2光路OP2的光路方向，以反射点RP2为基准，通过为第2镜的第2分色镜32，按预定方向即大致与90°不相同的方向弯曲。

还有，在本实施方式中，为设置于照明光学系统20中的重叠透镜23的后级的光轴的，为到第2分色镜32为止的系统光轴的照明光轴OA，和从第2分色镜32到十字分色棱镜50的射出光轴OB，成为互相垂直的配置。并且，第1分色镜31和第1反射镜33配置为互相大致平行。进而，此时，一边将由第1分色镜31产生的R光的反射角度保持为大致45°的预定角度，一边在第1光路OP1的长度和第2光路OP2的长度中设置预定差。更具体地，使得在第1分色镜31的R光的反射角度变得比45°仅小微小角地，即，使得第1光路OP1的光路方向的弯曲角α变得不足90°的预定角地，将第1分色镜31的入射面配置为相对于照明光轴OA为比45°仅大微小角的角度。由此，能够使第1光路OP1的长度比第2光路OP2的长度稍长，与现有相比较，可以进行对应于色像差的校正。还有，此时，关于第1反射镜33，也通过对应于第1分色镜31的配置即倾斜地而与第1分色镜31互相大致平行，将第1光路OP1导向垂直于液晶光阀40a的入射面的适当方向。

以下，采用图2及图3，进行现有所采用的投影机中的一般性的构成和本投影机100中的构成的比较。还有，图3，是关于本实施方式的光路和现有例的光路而模式性地表示了的图。

在现有的投影机中，如示于图2中地，一般是：相当于第1分色镜31的旧型分色镜VD相对于照明光轴OA以45°的倾斜角所配置。从而，该情况下，为反射光的R光的光路VOP的方向，通过以旧型分色镜VD进行的反射而90°地向行进方向右侧弯曲。进而，因为相当于第1反射镜33的旧型反射镜VM，也相对于光路VOP以45°的倾斜角所配置，所以光路VOP的方向，90°地向行进方向左侧弯曲。还有，反射点VRP，表示光路VOP的光轴和旧型反射镜VM的反射面的交点。

如以上地，经过弯曲为曲柄状的光路VOP，从重叠透镜23所射出的R光通过场透镜35a而入射于液晶光阀40a。还有，关于透射了旧型分色镜VD的G光及B光，与本实施方式同样地，分别经过第2及第3光路OP2、OP3。

在如此的现有例的情况下，为R光的光路的光路VOP的长度和为G光的光路的第2光路OP2的长度变得相等。尤其是，在该情况下，光路VOP和第2光路OP2，关于：包括在十字分色棱镜50中X字状地相交叉的一对电介质多层膜51a、51b的交叉线CS和分离点SP的平面AX(通过纸面上虚线表示)变得对称。还有，在此的所谓“对称”，不仅是以平面AX为对称面的线对称，还包括以平面AX为基准的旋转对称的关系。即，在图2的纸面上，还包括以表示交叉线CS的点和分离点SP的中点为旋转的中心点的点对称的情况。

相对于此，在本实施方式中，如上述地，因为通过使第1分色镜31和第1反射镜33一起附加性地倾斜，而使第1光路OP1的长度比第2光路OP2的长度长，所以关于平面AX而为非对称。还有，在本实施方式中，通过适当设定第1反射镜33的配置即倾斜，调整为：由第1反射镜33产生的反射后的第1光路OP1的方向与由旧型反射镜VM产生的反射后的光路VOP的方向相同。从而，在该情况下，第1光路OP1和第2光路OP2，配置为以互相垂直的状态入射于图1的十字分色棱镜50的关系。

以下，通过采用图3而将本实施方式和现有例进行比较，关于本实施方式中的设定于第1光路OP1的长度和第2光路OP2的长度之间的差而进行说明。

首先，设本实施方式中的第1光路OP1的长度为L_R，第2光路OP2的长度为L_G。即，以L_R-L_G表示为应当设定于第1光路OP1的长度和第2光路OP2的长度之间的差的预定差。还有，倾斜角θ，表示本实施方式的第1光路OP1和现有例的光路VOP呈现的角度。即，θ＝90°-α。

以下，通过将第1光路OP1和光路VOP的光路的长度进行比较，关于预定差L_R-L_G的值而导出。

如根据图3可知地，相对于第1光路OP1从分离点SP经由反射点RP1而到达反射点VRP而言，光路VOP则从分离点SP直接到达反射点VRP，其差量变成第1光路OP1和光路VOP的长度之差。更具体地，若设从分离点SP到反射点VRP的距离为x，因为从分离点SP到反射点PR1的距离为x/cosθ，从反射点PR1到反射点VRP的距离为x·tanθ，所以第1光路OP1的从分离点SP到反射点VRP的路程，为x·(1/cosθ+tanθ)。从而，该长度之差，可由x·(1/cosθ+tanθ-1)所表示。在此，如上述地，因为光路VOP的长度和第2光路OP2的长度相等，所以该长度之差的值，也是第1光路OP1的长度和第2光路OP2的长度的预定差的值。即预定差，能够表示为L_R-L_G＝x·(1/cosθ+tanθ-1)。还有，因为θ＝90°-α，所以L_R-L_G的值，能够通过对弯曲角α进行调整而唯一确定。还有，因为θ，为充分小的值，所以近似性地，例如，也可以为x·(1/cosθ+tanθ-1)x·θ。

另一方面，如上述地，需要对在重叠透镜23中产生的光轴色像差进行校正。从而，对于重叠透镜23的特性，关于通过第1光路OP1的R光波长范围中的主波长，和通过第2光路OP2的G光波长范围中的主波长而确定上述预定差L_R-L_G，由此能够关于照明光而进行更正确的色像差的校正。

关于通过第1光路OP1的R光的主波长和通过第2光路OP2的G光的主波长，设各自的重叠透镜23的折射率为n_R、n_G。并且，作为重叠透镜23的特性，设重叠透镜23的入射侧的曲率半径为r₁，射出侧的曲率半径为r₂，透镜的厚度为d。在以上的情况下，用于轴上色像差的校正的合适的第1光路OP1和第2光路OP2光路的预定差可由以下的条件式所表示。

L_a-L_b＝f_a-f_b

其中，

1/f_R＝(n_R-1)(1/r₁-1/r₂)+(n_R-1)²d/n_Rr₁r₂

1/f_G＝(n_G-1)(1/r₁-1/r₂)+(n_G-1)²d/n_Gr₁r₂

上述的条件式，切合于在本实施方式中采用的重叠透镜23的材料、形状等的特性，在各色光波长范围间可以进行最佳的色像差校正。从而，只要适合于此地确定预定差L_R-L_G即可。即，通过使为图1或图2的第1分色镜31的配置角度的倾斜角θ，为满足x·(1/cosθ+tanθ-1)＝L_R-L_G＝f_R-f_G的值或者充分近似了的值，并伴随于此而对第1反射镜33的配置进行调整，就能够得到预期的预定差L_R-L_G。由此，可以进行更正确的色像差的校正。结果，能够在本实施方式中的投影机100中抑制图像的不匀、模糊的发生，提高光的利用效率。此时，进而，关于通过第3光路OP3而入射于十字分色棱镜50的B光，通过对中继光学系统LL1、LL2、第3光路OP3的长度适当进行调整等，可以一并进行色像差校正。

还有，在上述实施方式中，虽然以第1分色镜31，对R光进行反射而沿第1光路OP1传递，但是本申请发明并不限于此。通过第1及第2光路OP1、OP2的色光的组合，在以下的条件下可以适当变更。

色像差，虽然起因于各波长具有的固有的折射率之差而产生，但是一般地，短波长的光强地，而长波长的光弱地进行折射。从而，在色像差的校正中，属于越长波长范围的光就需要越长的光路。因此，在本实施方式中，作为第1及第2光路OP1、OP2的各色光的选择条件，只要通过第1光路OP1的光的波长比通过第2光路OP2的光的波长长即可。从而，也可以在上述实施方式以外，例如，R光通过第1光路OP1，并且B光通过第2光路OP2。并且，例如，还可以为G光通过第1光路OP1，并且B光通过第2光路OP2。

图4，是用于对本实施方式的变形例中的投影机的色分离光学系统进行说明的平面图。还有，在图4中，关于所附加的符号相同的构成要件，因为功能等与图1等相同所以将说明进行省略。

虽然在上述实施方式中，为使第1光路OP1比第2光路OP2长的配置构成，但是在本变形例中，反之为使第1光路OP1比第2光路OP2短的配置构成。即，在色分离光学系统130中，使第1分色镜131按与上述实施方式相反的方向倾斜而进行配置。由此，第1光路OP1的长度变得比第2光路OP2的长度短。在该情况下，使第1光路OP1通过相对性地短波长范围的光。以下，关于本变形例更详细地进行说明。

首先，第1分色镜131，对RGB的3色之中的短波长范围的B光进行反射而使G光及R光进行透射。并且，第2分色镜132反射GR的2色中的G光而使R光透射。即，第1分色镜131，将作为预定色光的B光分离到第1光路OP1，并将G光及R光分离到第2光路OP2侧。进而，第2分色镜132，将作为其他色光的G光分离到第2光路OP2，并将剩下来的R光从第2光路OP2的中途分离到第3光路OP3。如以上地，在本变形例中，B光对应于第1光路OP1，G光对应于第2光路OP2，R光对应于第3光路OP3。

并且，在本变形例中，使得第1光路OP1的光路方向的弯曲角α变得比90°大地对第1分色镜131进行配置。由此，能够使第1光路OP1的长度比第2光路OP2的长度短。还有，此时，关于第1反射镜33，也随着第1分色镜131的配置即倾斜而将第1光路OP1导向适当的方向地进行配置。

在如上述的构成中，第1光路OP1的长度和第2光路OP2的长度的预定差，可与本实施方式同样地求得，能够使该预定差与本实施方式同样，通过关于B光及G光各自的主波长而使之满足关于重叠透镜23的特性的条件式，而为用于轴上色像差的校正的合适的光路的预定差。

还有，在本变形例中，还可考虑上述例以外的模型。即，根据色像差发生的原因，作为第1及第2光路OP1、OP2的各色光的选择条件，只要通过第1光路OP1的光的波长比通过第2光路OP2的光的波长短即可。从而，在除上述例以外，例如，也可以为B光通过第1光路OP1，并且R光通过第2光路OP2。并且，例如，还可以G光通过第1光路OP1，并且R光通过第2光路OP2。

第2实施方式

虽然在第1实施方式中，对于照明光学系统的照明光轴OA而使分色镜等倾斜为预定的角度，但是，在第2实施方式中，进而，对关于照明光轴OA也倾斜的情况进行说明。即，虽然在第1实施方式中，如图1地，使为照明光学系统20的光轴的，为到第2分色镜32为止的系统光轴的照明光轴OA，和从第2分色镜32到十字分色棱镜50的射出光轴OB成为互相垂直的配置，但是，在本实施方式中，使该配置为非垂直。还有，与其一并，在第1实施方式中，如图1地，将第1分色镜31和第1反射镜33配置为互相大致平行，在本实施方式中，为将第1分色镜231和第2分色镜232配置为互相大致平行(参照图5)。

图5，是用于对本实施方式中的投影机的色分离光学系统230进行说明的平面图。还有，因为投影机整体的构成与在图1中所看到的第1实施方式的投影机100相同，所以将说明省略。并且，在图5中，关于所附加的符号相同的构成要件，因为功能等与图1等相同，所以将说明省略。

如上述地，在本实施方式中，照明光轴OA，变成与射出光轴OB非垂直的配置。尤其是，在图5中，使通过照明光轴OA和射出光轴OB所形成的角度比90°小。此时，将为使第2光路OP2弯曲的第2镜的第2分色镜232，设定为预定的角度，使弯曲之后的第2光路OP2的方向一致于射出光轴OB。并且，第1分色镜231，相对于第2分色镜232大致平行地配置；第1光路OP1，变得大致平行于弯曲之后的第2光路OP2。进而，通过将第1反射镜233相对于第1光路OP1倾斜45°而进行配置，第1光路OP1，弯曲为垂直。由此，第1光路OP1和第2光路OP2，配置为以互相垂直的状态而入射于十字分色棱镜50的关系。

在采取如以上的构成的情况下，第1光路OP1的长度，变得比第2光路OP2的长度短。从而，使在第1光路OP1中通过相对性地短波长范围的波长的光(例如B光)，与第1实施方式同样地，关于通过第1光路OP1的光的主波长和通过第2光路OP2的光的主波长，能够取得用于轴上色像差的校正的合适的光路的长度之差。

图6，是用于对本实施方式的变形例中的投影机的色分离光学系统330进行说明的平面图。还有，因为除了在色分离光学系统330的各构成要件的配置之外，与图5相同，所以将投影机整体的构成等的说明进行省略。

在本变形例中，与图5的情况相反，使通过照明光轴OA和射出光轴OB所形成的角度比90°大。此时，与本实施方式同样地，将使第2光路OP2弯曲的第2分色镜332，设定为预定的角度，并使弯曲之后的第2光路OP2的方向一致于射出光轴OB。并且，第1分色镜331，相对于第2分色镜332大致平行地配置；第1光路OP1，变得大致平行于弯曲之后的第2光路OP2。进而，通过将第1反射镜333相对于第1光路OP1倾斜45°而进行配置，第1光路OP1，弯曲为垂直。由此，第1光路OP1和第2光路OP2，配置为以互相垂直的状态而入射于十字分色棱镜50的关系。

在如此的构成的情况下，第1光路OP1的长度，变得比第2光路OP2的长度长。从而，在第1光路OP1中通过相对性地长波长范围的波长的光(例如R光)，与第1实施方式同样地，关于通过第1光路OP1的光的主波长和通过第2光路OP2的光的主波长，能够取得用于轴上色像差的校正合适的光路的长度之差。

在上述任何的实施方式中，都可以相应于配置第1分色镜31等的角度，而变更贴附于第1分色镜31等的分色膜的膜特性。即，虽然通常，使得在光的基本入射角度为45°时、膜特性成为最佳地进行各分色镜的膜设计，但是在本实施方式中，也可以相应于由该配置角度的影响产生的光的入射角度，按每个实施方式进行不相同的膜设计。

并且，虽然在各实施方式中，在3条光路OP1、OP2、OP3之中，关于对第3光路OP3进行中继的情况而进行了说明，但是，本申请发明，对于等光路长的色分离的投影机也可以进行应用。

进而，本申请发明，并非限于上述的实施方式，可以在不脱离其主旨的范围中在各种方式下进行实施，例如也可以为如下的变形。

在上述实施方式的光源11中，虽然采用了高压水银灯，但是也能够采用金属卤化物灯等其他灯，代替高压水银灯。

在上述实施方式中，虽然仅举出采用了3块液晶面板41a～41c的投影机100的例，但是本发明，也可以应用于仅用了1块液晶面板的投影机，用了2块液晶面板的投影机，或者，用了4块以上的液晶面板的投影机中。

在上述实施方式中，虽然仅举出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，也可以应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中。

Claims (8)

1.一种投影机，其特征在于，具备：

光源，其发生光源光；

照明光学系统，其具有能进行重叠照明的重叠光学元件，对来自前述光源的光源光进行均匀化而形成照明光；

色分离光学系统，其具有：对前述照明光之中的预定色光进行反射、并使其他色光进行透射而分离为第1光路和第2光路的分色镜，使前述第1光路弯曲的第1镜、和使前述第2光路弯曲的第2镜，通过由前述分色镜产生的前述预定色光的反射角度和由前述第1及第2镜产生的光路的弯曲角的调整，在前述第1光路的长度和前述第2光路的长度之间，设置与前述重叠光学元件的、关于前述第1及第2光路的焦点距离之差对应的预定差；

各色的光调制装置，其通过来自前述色分离光学系统的前述各色光所照明，分别形成各色的像光；

合成光学系统，其对前述各色的像光进行合成；和

投影光学系统，其对经过前述合成光学系统所合成了的像光进行投影。

2.按照权利要求1所述的投影机，其特征在于：

前述重叠光学元件，以单一透镜所构成；前述色分离光学系统，在以通过前述第1光路的前述预定色光的主波长和通过前述第2光路的前述其他色光的主波长为基准，设前述第1光路的长度为L_a，前述第2光路的长度为L_b，前述预定色光的主波长时的前述单一透镜的折射率为n_λa，前述其他色光的主波长时的前述单一透镜的折射率为n_λb，前述单一透镜入射侧的曲率半径为r₁，前述单一透镜射出侧的曲率半径为r₂，前述单一透镜的厚度为d时，大致满足关于前述预定差L_a-L_b的以下的条件式：

L_a-L_b＝f_a-f_b

其中，

1/f_a＝(n_λa-1)(1/r₁-1/r₂)+(n_λa-1)²d/n_λar₁r₂

1/f_b＝(n_λb-1)(1/r₁-1/r₂)+(n_λb-1)²d/n_λbr₁r₂

3.按照权利要求1或2所述的投影机，其特征在于：

前述照明光学系统，包括一对蝇眼透镜。

4.按照权利要求1～3中的任何一项所述的投影机，其特征在于：

前述第1光路和前述第2光路，配置为互相垂直地入射于前述合成光学系统的关系。

5.按照权利要求1～4中的任何一项所述的投影机，其特征在于：

前述照明光学系统，为使到前述第2镜为止的光轴相对于从前述第2镜到前述合成光学系统的光轴成为垂直的配置；前述色分离光学系统，将前述分色镜和前述第1镜配置为互相大致平行。

6.按照权利要求1～4中的任何一项所述的投影机，其特征在于：

前述照明光学系统，为使到前述第2镜为止的光轴相对于从前述第2镜到前述合成光学系统的光轴成为非垂直的配置；前述色分离光学系统，将前述分色镜和前述第2镜配置为互相大致平行。

7.按照权利要求1～6中的任何一项所述的投影机，其特征在于：

前述预定色光，是红色光；前述第1光路，比前述第2光路长。

8.按照权利要求1～6中的任何一项所述的投影机，其特征在于：

前述预定色光，是蓝色光；前述第1光路，比前述第2光路短。

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