CN1577055A

CN1577055A - 投影机

Info

Publication number: CN1577055A
Application number: CNA2004100690179A
Authority: CN
Inventors: 上岛俊司; 米窪政敏
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-07-16
Filing date: 2004-07-12
Publication date: 2005-02-09
Anticipated expiration: 2024-07-12
Also published as: EP1501292A3; US6981773B2; JP2005037504A; KR20050009194A; CN100405211C; EP1501292A2; US20050018150A1; JP3997958B2; KR100645644B1

Abstract

提供用于电影或演示等的各种各样用途的可获得高质量投影图像的投影机。其具有，作为提供光的光源的超高压水银灯(101)；根据图像信号调制来自超高压水银灯(101)的光的各色光用空间光调制装置(110R)、(110G)、(110B)；投影调制的光的投影透镜114；还具有，将棱镜组(210)插入和退出各色光用空间光调制装置(110R)、(110G)、(110B)的射出侧的光路的光学滤色器(130)；其中，光学滤色器(130)具有，使各色光用空间光调制装置(110R)、(110G)、(110B)与棱镜组(210)所成的相对角度固定的定位单元(230a)、(230b)。

Description

投影机

技术领域

本发明涉及投影机。

背景技术

作为图像显示装置，多是采用液晶面板(液晶显示装置)、CRT显示装置、等离子体显示装置等的点阵图像显示装置。点阵图像显示装置是通过二维周期性地排列的多个像素来显示图像的。这时，由于该周期性的排列结构的原因，会发生采样干扰而会看到图像质量劣化的(图像会产生粗糙感)的现象。因此，提出了减少图像质量劣化现象的方法(例如，参见专利文献1)。

专利文献1：特开平8-122709号公报。

在点阵图像显示装置中，在像素与像素之间的区域设置有用于减少不需要的光的被称为黑色矩阵的遮光部。近些年来，作为图像显示装置的使用形式，在比较近的距离观看大画面的情况在逐渐增多。因此，会出现观看者识别出黑色矩阵的像的情况。因此，以往的点阵图像显示装置，由于黑色矩阵的像而存在如柔和性低的图像，或者有粗糙感的图像等的图像质量的劣化的问题。在上述的专利文献1中，要减小因为黑色矩阵的像的图像质量的劣化是很困难的。

因此，为了使观看者不能识别出黑色矩阵等的遮光部，可以考虑使来自图像显示装置的光向棱镜组入射。棱镜组的平坦部分可使来自图像显示装置的光原样地透射，而棱镜组的折射面可使来自图像显示装置的光折射后透射。象这样的透射棱镜组的光中，除从平坦部分射出后原样直线传播的光外，也产生有由棱镜的折射面使其光路偏向的光。通过光路偏向的光，可以在黑色矩阵上形成像素像。由此，可以降低黑色矩阵的识别程度。换言之，通过使用透镜组，可以放大投影的像素像并降低黑色矩阵的识别程度。

然而，投影机并不只是投影电影等的图像数据，在演示中投影文字、图、表等的图像(下面，总称为“文本图像”)的使用的频度也是很高的。在投影文本图像时，使用上述的棱镜组后，却使文本图像不紧凑而降低图像质量。此外，区分用途而分别地配备观看电影和演示时各自专用的投影机也是很不经济的。因此希望用一台投影机在各种使用情况下都可以获得高质量的图像。

发明内容

本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供用于电影或演示等的各种各样的用途的可获得高质量的投影图像的投影机。

为解决上述问题并达到本发明的目的，本发明提供一种投影机，其特征在于，具有提供光的光源、根据图像信号调制来自光源的光的空间光调制装置、投影调制的光的投影透镜，而且，在空间光调制装置的射出侧的光路中，还具有插入和退出光学部件的插入退出单元，其中，插入退出单元具有使空间光调制装置与光学部件所成的相对角度固定的定位单元。

对于一台投影机，在图像信号为电影等的情况下，例如将棱镜组等的光学部件插入到空间光调制装置的射出侧的光路内。由此，通过棱镜组的折射作用，来自空间光调制装置的调制光被折射，从而可以降低投影图像的黑色矩阵的识别程度。此外，在该投影机用于演示的情况下，将棱镜组等的光学部件退出到光路外。由此，文字等的文本图像是通过来自空间光调制装置的调制光直接地被投影的。其结果，可以获得鲜明的投影图像。所谓鲜明的图像，就是指轮廓分明、紧凑清晰的图像。此外，需要使空间光调制装置的调制面上的像素与棱镜组所成的相对角度固定。本发明具有使空间光调制装置与光学部件所成的相对角度固定的定位单元。因此，如果将光学部件插入到光路内，可以进行光学部件的定位。

此外，根据本发明的优选的方式，上述插入退出单元优选还具有，与上述光学部件不同的其它光学部件，并选择光学部件和其它光学部件的其中之一将其插入和退出光路，使光学部件被插入到光路内的状态下的光学的光路长度与其它光学部件被插入到上述光路内的状态下的光学的光路长度基本相等。在只将光学部件插入退出光路时，在光学部件被插入到光路内的状态与光学部件退出到光路外的状态下的从空间光调制装置到屏幕的光学的光路长度(折射率X厚度)会不同。因此，在只将光学部件插入退出光路时，投影图像会产生散焦。在本实施方式中，构成为使光学部件被插入到光路内的状态下的光学的光路长度与其它光学部件被插入到光路内的状态下的光学的光路长度基本相等。由此，即使在选择了光学部件和其它光学部件的其中任意一个时，总是可以获得焦点对准的高质量的图像。

此外，根据本发明的优选的方式，优选光学部件为折射光学部件或者衍射光学部件，其它光学部件为光学的透明平行平板。折射光学部件使来自空间光调制装置的光折射而偏向。此外，衍射光学部件使来自空间光调制装置的光衍射而偏向。通过来自空间光调制装置的光被折射或衍射来变换屏幕中的像素的像的位置。并且，使光折射或衍射以使像素的像的位置变换到像素间的黑色矩阵上。由此，可以降低观看者对黑色矩阵的识别程度。此外，其它光学部件为平行平板。平行平板为不产生折射、衍射等的光学作用的非功率部件。因此，在投影文本图像的情况下，使平行平板处于插入光路内的状态。由此，可以将来自空间光调制装置的调制光原样地投影。其结果，可以获得鲜明的投影图像。

此外，根据本发明的优选的方式，优选地将插入退出单元设置在空间光调制装置与投影透镜之间的光路内。由此，例如，在3板式的投影机的情况下，可以在每个与各波长区域的色光对应的空间光调制装置使用对于各色光最优化的棱镜组。

此外，根据本发明的优选的方式，优选地将插入退出单元设置在投影透镜的射出侧。由此，不必使用多个棱镜组，而只要使用单独的棱镜组即可。其结果，可以构成廉价简单的结构。

附图说明

图1是实施例1的投影机的简要结构图。

图2是实施例1的空间光调制装置附近部分的简要结构图。

图3是实施例1的光学滤色器的简要图。

图4是实施例2的投影机的简要图。

图5是实施例2的投影机的另一简要图。

图6(a)、(b)是实施例3的投影透镜附近部分的简要图。

图7是实施例3的光学滤色器的剖面图。

图8是实施例4的投影机的简要图。

图9(a)是衍射光栅的剖面图，(b)是衍射光栅的俯视图。

标记说明

100...投影机，101...超高压水银灯，104...积分器，105...偏振变换部件，106R...R光透射分色镜，106G...B光透射分色镜，107...反射镜，108...中继透镜，110R...第1色光用空间光调制装置，110G...第2色光用空间光调制装置，110B...第3色光用空间光调制装置，112...十字分色棱镜，112a、112b...分色膜，114...投影透镜，116...屏幕，120R、120G、120B...液晶面板，121R、121G、121B...第1偏振片，123R、123B...λ/2相位差片，124R、124B...玻璃片，130...光学滤色器，220a、220b、220c、220d...引导部件，AX...光轴，230a、230b...定位单元，210...棱镜组，240...杆，250...平行平板，400...投影机，401R、401G、401B...各色光用光学滤色器，410R、410G、410B...各色光用棱镜组，420...平行平板，M...电动机，601...光学滤色器，610...棱镜组，650...平行平板，601a...入射面，602a、602b...缺口部，800...投影机，801...光学滤色器，802...激光源，803...空间光调制装置，804...多角镜，805...多角镜驱动部，806...控制部，810...棱镜组，850...平行平板，900...衍射光栅，901...凸部，902...凹部。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的最佳实施方式进行详细的说明。

以下对本发明的实施例根据附图进行详细的说明。另外，这些实施例并不对本发明进行限定。

实施例1.

图1表示实施例1的投影机的简要结构。

投影机整体说明

首先，参照图1对本发明的实施例1的投影机的简要结构进行说明。然后，参照图2及后面的图对本实施例的特征结构进行说明。首先，在图1中，作为光源部的超高压水银灯101，提供包含作为第1色光的红色光(以下称“R光”。)、作为第2色光的绿色光(以下称“G光”。)和作为第3色光的蓝色光(以下称“B光”。)的光。积分器104，使来自超高压水银灯101的光的照度分布均匀化。照度分布均匀化了的光在偏振变换部件105被变换成具有特定的振动方向的偏振光，例如s偏振光。被变换成s偏振光的光，向构成色分离光学系统的R光透射分色镜106R入射。下面，对R光进行说明。R光透射分色镜106R使R光透射而反射G光、B光。透射R光透射分色镜106R的R光，向反射镜107入射。反射镜107使R光的光路折转90度。光路被折转的R光，向根据图像信号调制作为第1色光的R光的第1色光用空间光调制装置110R入射。第1色光用空间光调制装置110R为根据图像信号调制R光的透射型的液晶显示装置。另外，因为即使透射分色镜光的偏振方向也不变化，所以向第1色光用空间光调制装置110R入射的R光保持为s偏振光。

第1色光用空间光调制装置110R具有，λ/2相位差片123R、玻璃片124R、第1偏振片121R、液晶面板120R、以及第2偏振片122R。对于液晶面板120R的详细结构在后面叙述。λ/2相位差片123R和第1偏振片121R，被配置成与不使偏振方向变化的透光性的玻璃片124R相接触的状态。由此，可以避免第1偏振片121R和λ/2相位差片123R由于发热而产生变形的问题。另外，在图1中，第2偏振片122R是独立设置的，也可以将其配置成与液晶面板120R的射出面或十字分色棱镜112的入射面相接触。

入射到第1色光用空间光调制装置110R的s偏振光，由λ/2相位差片123R变换成p偏振光。变换为p偏振光的R光，原样透射玻璃片124R和第1偏振片121R，向液晶面板120R入射。入射到液晶面板120R的p偏振光，通过根据图像信号的调制，R光被变换成s偏振光。通过液晶面板120R的调制变换成s偏振光的R光，从第2偏振片122R射出。这样，由第1色光用空间光调制装置110R调制的R光，向作为色合成光学系统的十字分色棱镜112入射。

下面，对G光进行说明。由R光透射分色镜106R反射了的G光和B光的光路被折转90度。光路折转了的G光和B光，向B光透射分色镜106G入射。B光透射分色镜106G，反射G光而透射B光。由B光透射分色镜106G反射了的G光，向根据图像信号调制作为第2色光的G光的第2色光用空间光调制装置110G入射。第2色光用空间光调制装置110G为根据图像信号调制G光的透射型液晶显示装置。第2色光用空间光调制装置110G，具有液晶面板120G、第1偏振片121G和第2偏振片122G。

向第2色光用空间光调制装置110G入射的G光，已被变换成s偏振光。入射到第2色光用空间光调制装置110G的s偏振光，原样透射第1偏振片121G，向液晶面板120G入射。入射到液晶面板120G的s偏振光，通过根据图像信号的调制，G光被变换成p偏振光。通过液晶面板120G的调制变换成p偏振光的G光，从第2偏振片122G射出。这样，由第2色光用空间光调制装置110G调制的G光，向作为色合成光学系统的十字分色棱镜112入射。

下面，对B光进行说明。透射B光透射分色镜106G的B光，经由2枚中继透镜108和2枚反射镜107，向根据图像信号调制作为第3色光的B光的第3色光用空间光调制装置110B入射。第3色光用空间光调制装置110B为根据图像信号对B光进行调制的透射型的液晶显示装置。

另外，使B光经由中继透镜108，是因为B光的光路的长度比R光、G光的光路的长度长的原因。通过使用中继透镜108，可以将透射B光透射分色镜106G的B光原样地导向第3色光用空间光调制装置110B。第3色光用空间光调制装置110B具有，λ/2相位差片123B、玻璃片124B、第1偏振片121B、液晶面板120B、以及第2偏振片122B。另外，由于第3色光用空间光调制装置110B的结构与上述的第1色光用空间光调制装置110R的结构相同，所以省略其详细的说明。

向第3色光用空间光调制装置110B入射的B光，已被变换成s偏振光。入射到第3色光用空间光调制装置110B的s偏振光，由λ/2相位差片123B变换成p偏振光。变换为p偏振光的B光，原样地透射玻璃片124B和第1偏振片121B，向液晶面板120B入射。入射到液晶面板120B的p偏振光，通过根据图像信号的调制，B光被变换成s偏振光。通过液晶面板120B的调制变换成s偏振光的B光，从第2偏振片122B射出。由第3色光用空间光调制装置110B调制的B光，向作为色合成光学系统的十字分色棱镜112入射。这样，构成色分离光学系统的R光透射分色镜106R和B光透射分色镜106G，将从超高压水银灯101提供的光分离成作为第1色光的R光、作为第2色光的G光、作为第3色光的B光。

作为色合成光学系统的十字分色棱镜112，是通过将2个分色膜112a、112b正交地配置成X形构成的。分色膜112a反射B光而透射R光、G光。分色膜112b反射R光而透射B光、G光。这样，十字分色棱镜112对由第1色光用空间光调制装置110R、第2色光用空间光调制装置110G、以及第3色光用空间光调制装置110B分别调制的R光、G光以及B光进行合成。被合成的光向作为插入退出单元的光学滤色器130入射。关于光学滤色器130的详细的结构用图2、3在后面进行叙述。透射光学滤色器130的光向投影透镜114入射。投影透镜114将由十字分色棱镜112合成的光投影到屏幕116上。由此，可以在屏幕上得到彩色图像。

另外，如上所述，从第1色光用空间光调制装置110R和第3色光用空间光调制装置110B向十字分色棱镜112入射的光被设定为s偏振光。此外，从第2色光用空间光调制装置110G向十字分色棱镜112入射的光被设定为p偏振光。这样通过使向十字分色棱镜112入射的光的偏振方向不同，可以在十字分色棱镜112中有效地合成从各色光用空间光调制装置射出的光。一般来说，分色膜112a、112b的s偏振光的反射特性较好。因此，将由分色膜112a、112b反射的R光和B光作为s偏振光，而将透射分色膜112a、112b的G光作为p偏振光。

光学滤色器的结构

下面，用图2对光学滤色器130进行详细的说明。图2表示从各色光用空间光调制装置110R、110G、110B到投影透镜114的简要结构。光学滤色器130，设置在从各色光用空间光调制装置110R、110G、110B到投影透镜114之间的光路中，特别是设置在从十字分色棱镜112到投影透镜114之间的光路内。由此，不必象后面叙述那样使用多个光学滤色器，而使用单独的光学滤色器130就可。其结果可以构成廉价简单的结构。

作为插入退出单元的光学滤色器130，设置在各色光用空间光调制装置110R、110G、110B的射出侧。另外，在光学滤色器130上形成有作为折射光学部件的棱镜组210和作为其它光学部件的光学透明平行平板250。如图2所示，在由投影机100进行电影等的图像投影时，将棱镜组210插入到光路内，而使平行平板250退出到光路外。

图3表示光学滤色器130的简要结构。棱镜组210是通过将由V形的槽和平坦部构成的微棱镜部件211排列配置成矩阵状构成的。在来自各色光用空间光调制装置110R、110G、110B的光之中，透射棱镜组210的平坦部的光原样传播形成像素像。与此相对，入射到棱镜组210的V形槽的光，由槽的斜面折射而偏向。斜面角度和斜面的朝向被设定为使偏向的光变换到像素间的黑色矩阵像上的值。由此，可以降低观看者对屏幕116上的黑色矩阵的识别程度。关于斜面的朝向与像素的校准定位在后面叙述。

再如图2所示，未图示的电动机通过杆240使光学滤色器130沿着与光轴AX基本垂直的方向移动，可以选择棱镜组210和平行平板250的其中之一插入到光路内。这时，通过4个引导部件220a、220b、220c、220d将光学滤色器130的移动方向限制在箭头A所示的一个方向上。于是，当使光学滤色器130向使棱镜组210插入到光路内的方向移动后，在光学滤色器130的端部与定位单元230a相接触的状态下光学滤色器130停止移动。定位单元230a、230b由弹簧等的弹性部件构成。在光学滤色器130与定位单元230a相接触的状态下，棱镜组210与各色光用空间光调制装置110R、110G、110B的像素所成的相对角度保持固定。

如上所述，棱镜组210的V形槽的斜面的方向与使来自像素的光折射的偏向的方向对应。因此，为使来自像素的光偏向以覆盖黑色矩阵，优选地采用使像素与棱镜组210、特别是与V形槽的斜面具有相对的规定的角度关系的结构。在本实施例中，各色光用空间光调制装置110R、110G、110B位置是固定的。因此，相对于各色光用空间光调制装置110R、110G、110B，要进行光学滤色器130的角度的校准定位。在本实施例中构成为，在通过定位单元230使光学滤色器130停止的状态下形成规定的角度。这样，在本实施例中，只要将棱镜组210插入到光路内，就可以进行棱镜组210的定位。

此外，在用投影机100进行演示投影文本图像时，将平行平板250插入到光路内。这时，未图示的电动机通过杆240使光学滤色器130向相反方向(图中的A方向)移动。光学滤色器130的端部，通过由弹性部件构成的定位单元230a的挠曲，从棱镜组210插入光路内的状态进一步地向图中的A方向移动。然后，在光学滤色器130的另一端部与定位单元230b相接触的状态下停止。在该状态下，平行平板250被插入到光路内，棱镜组210则退出到光路外。

平行平板250为不会产生折射、衍射等的光学作用的非功率部件，因此，在投影文本图像时，由于平行平板被插入到光路内，所以可以原样地投影来自各色光用空间光调制装置110R、110G、110B的调制光。其结果，可以获得鲜明的投影图像。

这样，在本实施例中，对于一台投影机100，当图像信号为电影等时，例如将棱镜组210插入到各色光用空间光调制装置110R、110G、110B的射出侧的光路内。由此，通过棱镜组210的折射作用，来自各色光周空间光调制装置110R、110G、110B的调制光被折射，因而降低了投影图像的黑色矩阵的识别程度。此外，在使用该投影机100进行演示时，将棱镜组210退出到光路外。由此，文字等的文本图像，通过来自各色光用空间光调制装置110R、110G、110B的调制光原样地被投影。其结果，可以获得鲜明的投影图像。

此外，在本实施例中，在将作为光学部件的棱镜组210插入到光路内时的光学的光路长度与在将作为其它光学部件的平行平板250插入到光路内时的光学的光路长度基本相等。因此，构成棱镜组210的玻璃部件的折射率X厚度是与构成平行平板250的玻璃部件的折射率X厚度基本相等的。在只是将棱镜组210插入和退出光路的情况下，在棱镜组210被插入到光路内的状态和在将棱镜组210退出到光路外的状态下，从各色光用空间光调制装置110R、110G、110B到屏幕116的光学的光路长度会产生不同。因此，在只是将棱镜组210插入和退出光路时，投影图像会散焦。而在本实施例中，在将棱镜组210插入和退出光路时，可以获得焦点总是对准的投影图像。例如，不管在投影电影和投影文本图像的哪一种情况下，都可以获得焦点总是对准的高质量的图像。

实施例2.

图4、图5表示本发明的实施例2的投影机400的从各色光用空间光调制装置110R、110G、110B到屏幕116的简要结构。由于从超高压水银灯到各色光用空间光调制装置110R、110G、110B的结构与上述实施例1相同，所以省略图示。此外，对与上述实施例1相同的部分附加相同的标记，并省略重复的说明。在本实施例中，在R光用的第1色光用空间光调制装置110R与十字分色棱镜112之间的光路中，作为插入退出单元的R光用光学滤色器401R被设置在光路内。R光用光学滤色器401R形成有棱镜组。此外，R光用光学滤色器401R构成为可以通过电动机M使其插入和退出光路。在图4中，表示R光用光学滤色器401R被插入到光路内的状态。

同样，在G光用的第2色光用空间光调制装置110G与十字分色棱镜112之间的光路中，设置有G光用光学滤色器401G。此外，在B光用的第3色光用空间光调制装置110B与十字分色棱镜112之间的光路中，设置有B光用光学滤色器401B。G光用光学滤色器401G和B光用光学滤色器401B的其中的任意一个滤色器都可以通过电动机M使其插入和退出光路。在图4中，表示G光用光学滤色器401G和B光用光学滤色器401B处于被插入到光路内的状态。

而且，作为其它光学部件的由玻璃部件构成的平行平板420设置在十字分色棱镜112与投影透镜114之间。并可以通过电动机M使平行平板420插入和退出光路。在图4中，表示平行平板420从光路退出的状态。即，图4所示的是，用投影机400投影电影时将棱镜组410R、410G、410B插入到各色光的光路内的状态。与上述实施例1同样，棱镜组410R、410G、410B，在通过未图示的引导部件和定位单元使其定位的状态下在光路内停止移动。由此，通过棱镜组410R、410G、410B的折射作用，使来自各色光用空间光调制装置110R、110G、110B的调制光向规定方向只按规定量折射。其结果，可以降低观看者对投影图像的黑色矩阵的识别程度。

棱镜组210的棱镜部件211(参见图3)的斜面的折射量依光的波长而不同。因此，如本实施例，对应于各色光分别地设置了各自的棱镜组410R、410G、410B，从而可以使各个棱镜组与波长的对应最优化。例如，棱镜组410R设计成使来自第1色光用空间光调制装置110R的像素的R光在屏幕116上向黑色矩阵上折射的斜面角度。对于G光、B光来说，同样也形成最优化的斜面角度。由此，由R光、G光、B光合成的投影图像成为，没有偏色的，而且可降低黑色矩阵的识别程度的清晰完整的图像。

下面，对用投影机400进行文字等的文本图像的投影的情况根据图5进行说明。在投影文本图像时，通过各自的电动机M使棱镜组410R、410G、410B退出到光路外。对应于此，通过电动机M将平行平板420插入到光路内。来自各色光用空间光调制装置110R、110G、110B的光，由于不透射棱镜组410R、410G、410B，所以没有被折射而原样地向屏幕116投影。

此外，与上述实施例1同样，平行平板420的光学的光路长度与棱镜组410R、410G、410B的光学的光路长度基本相等。由此，在将图4所示的棱镜组410R、410G、410B插入到光路内的状态和将图5所示的平行平板420插入到光路内的状态下，向屏幕116投影的图像的焦点总是对准的。其结果，在投影电影等的情况下，可降低黑色矩阵的识别程度，从而获得高质量的图像。而且，在投影文字等的文本图像的情况下，也可获得鲜明的高质量的图像。

实施例3.

图6(a)、图6(b)表示本发明的实施例3的投影机的投影透镜114附近的简要结构。对于与上述各实施例相同的部分，附加相同的标记并省略重复的说明。在本实施例中，作为插入退出单元的光学滤色器601被设置在投影透镜114的射出侧。此外，投影透镜114的光轴配置成与各色光用空间光调制装置110R、110G、110B的法线基本一致。图6(a)表示将棱镜组610插入到光路内的状态。投影机主体被设置在基本水平的桌子等的台上。此外，为使观看者容易观看，在很多情况下是将投影机设置在正对观看者的上方。在这种情况下，投影机是进行上仰投影。在上仰投影的情况下，由各色光用空间光调制装置110R、110G、110B调制的光，首先，从投影透镜114的入射侧开口部的大致中心位置入射。对应于此，在投影透镜114内传播的光从投影透镜114的射出侧开口部的周边部，例如图6(a)所示的上方部分射出。

与上述各实施例同样，在圆形的光学滤色器601上，形成有棱镜组601和平行平板650。此外，在光学滤色器601的周边部的相对的2处位置上，设置有作为定位部的缺口部602a、602b。此外，在投影透镜114的主体上，设置有由弹簧等的弹性部件形成的突起部(未图示)。构成为在突起部与缺口部602a相配合的状态下，使未图示的各色光用空间光调制装置110R、110G、110B与棱镜组610的像素所成的相对角度固定。

图7表示光学滤色器601的剖面结构。在棱镜组610上周期性地形成有作为折射面的由斜面和平坦部构成的微棱镜部件。此外，平行平板650具有为与棱镜组610的光学的光路长度基本相等的折射率和厚度。而且，在光学滤色器601的投影透镜114侧的入射面601a上形成有防反射膜。由此，可以防止来自投影透镜114的光L被入射面601a反射而再次返回投影透镜114。由于这样的返回光会成为漫射光，所以会成为造成闪烁或重影的原因。因此，通过形成的防反射膜可以获得漫射光减少的投影图像。此外，如上所述，由于是上仰投影，所以来自各色光用空间光调制装置110R、110G、110B的光L，是相对投影透镜114的光轴AX成规定的上仰角θ传播的。

再如图6(a)所示，在使用本实施例的投影机进行电影等的投影时，使光学滤色器601旋转，使其移动到在投影透镜114的光射出的光路内的将棱镜组610插入的位置上。在处于该位置的状态下，如上所述，缺口部602a与未图示的突起部相配合。于是，使未图示的各色光用空间光调制装置110R、110G、110B的像素与棱镜组610所成的相对角度固定。

然后，来自各色光用空间光调制装置110R、110G、110B的光向棱镜组610入射。透射棱镜组610的平坦部的光没有被折射而原样地传播。入射到棱镜组610的折射面的光被折射而偏向。偏向了的光向屏幕116上的像素像与像素像之间的中点位置投影。在像素像与像素像之间的中点位置上，原来是投影了黑色矩阵。因此，在本实施例中，在黑色矩阵上可以重叠地投影来自像素的光。其结果，可以降低观看者对黑色矩阵的识别程度。

下面，图6(b)表示用本实施例的投影机投影文字等的文本图像时的结构。在投影文本图像的情况下，使光学滤色器601向箭头A的方向旋转，使缺口部602b与未图示的突起部相配合。由此，使平行平板650插入到来自投影透镜114的光的光路内，而使棱镜组610退出到光路外。平行平板650使光原样地透射。因此，可以获得鲜明的文本图像的投影像。此外，棱镜组610的光学的光路长度与平行平板650的光学的光路长度基本相等。因此，即使在代替棱镜组610插入平行平板650的状态下，也可以获得焦点总是对准的投影图像。此外，由于光学滤色器601是设置在投影透镜114的开口部附近，所以可以兼顾发挥保护透镜的作用。

实施例4.

图8表示本发明的实施例4的投影机800的简要结构。投影机800为不同于上述各实施例的激光投影机。来自激光源802的激光向空间光调制装置803入射。激光源802由R光用光源、G光用光源和B光用光源构成。所以，其提供来自各色用光源的3色的激光。在图8中，为了便于说明，将这些结构省略而只作为激光源802来表示。

空间光调制装置803，例如是由多个长方形的衍射部件排列成一列而构成。长方形的衍射部件，通过电信号可以各自独立地移动。并且，通过调节移动量可以使衍射光的光量变化。来自激光源802的光，由未图示的光束形状调整光学系统调整为线状。而且，线状的激光的朝向被调整为其线状的长方向与空间光调制装置803的长方向基本一致。

由空间光调制装置803根据图像信号调制的光，向多角镜804入射。通过多角镜驱动部805使多角镜804以规定轴为中心旋转。于是，多角镜804使线状的激光向一个方向扫描。在此，控制部806进行激光源802的振荡强度的控制、空间光调制装置803的控制和多角镜804的驱动控制。

由多角镜804反射的光向光学滤色器801入射。在此，在用投影机800投影电影等的情况下，通过电动机M将光学滤色器801的棱镜组810插入到光路内。被调制了的线状的激光通过向棱镜组810入射，其被分为经平坦部原样传播的光和由折射面折射的光。于是，与上述各实施例同样，通过折射的光可以降低对像素间的区域的识别程度。因此，可以获得完整的高质量的投影图像。

此外，在用投影机800投影文字等的文本图像的情况下，通过电动机M将光学滤色器801的平行平板850插入到光路内。由此，由多角镜804反射的激光不会受到折射等的作用而原样地被投影到屏幕116上。由此，可以获得鲜明的投影图像。

另外，光学部件并不局限于上述各实施例的棱镜组。例如，具有使来自衍射光栅、双折射板、微透镜阵列等的像素的光分散的功能的光学部件即可。图9(a)表示作为光学部件使用的衍射光栅900的简要剖面结构。在具有规定的折射率的基板上，通过蚀刻处理等交替地形成有凸部901和凹部902。图9(b)表示衍射光栅900的俯视的结构。凸部901和凹部902是交替并反复周期性地形成为基本正交的格子形。因此，入射到衍射光栅900的光是通过凸部901和凹部902的周期性结构被衍射的。在被衍射的光之中，例如±1次衍射光决定重叠到黑色矩阵的像上的衍射角。为满足该衍射角而形成衍射光栅900的周期性结构的间隔和深度。

而且，上述各实施例中的棱镜组使来自像素的光折射，从而使其与黑色矩阵基本重叠。但并不局限于此，通过使用适当地改变了折射量的棱镜组，也可以获得图像质量介于不能识别出黑色矩阵的无间隙图像和文本图像等的鲜明图像之间的图像。而且，也可以在光学滤色器内设置多个具有不同的光学特性的棱镜组。在这种情况下，用户可以通过将所希望的棱镜组插入到光路内获得具有各自不同的图像质量的投影图像。另外，本发明并不局限于上述的实施例，在不脱离其宗旨的范围内可以采用各种各样的变形的实施方式。

Claims

1.一种投影机，其特征在于：

具有，提供光的光源；

根据图像信号调制来自上述光源的光的空间光调制装置；

投影调制的光的投影透镜；

还具有，将光学部件插入和退出上述空间光调制装置的射出侧的光路中的插入退出单元；

其中，上述插入退出单元具有，使上述空间光调制装置与上述光学部件的相对角度一定的定位单元。

2.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于：

上述插入退出单元还具有，与上述光学部件不同的其它光学部件，选择上述光学部件和上述其它光学部件的其中之一使其插入和退出上述光路，

上述光学部件被插入到上述光路内的状态下的光学的光路长度与上述其它光学部件被插入到上述光路内的状态下的光学的光路长度基本相等。

3.根据权利要求2所述的投影机，其特征在于：

上述光学部件为折射光学部件或者衍射光学部件，上述其它光学部件为光学透明平行平板。

4.根据权利要求1到3的任意一项所述的投影机，其特征在于：

上述插入退出单元设置在上述空间光调制装置与上述投影透镜之间的光路内。

5.根据权利要求1到3的任意一项所述的投影机，其特征在于：

上述插入退出单元设置在上述投影透镜的射出侧。