CN1723414A - 光学装置及投影机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光学装置。作为构成光学装置主体(700A)的色合成光学装置的十字分色棱镜(500)及光调制装置(400R、400G、400B)通过绝热销(938)固定。光学装置主体(700A)具备底座(970)和加强部件(937),在构成底座(970)的导热性部件(940)上形成有支承固定加强部件(937)的支承面。加强部件(937)由导热性部件(940)的支承面支承,并且对光调制装置(400R、400G、400B)分别进行支承固定,加强对十字分色棱镜(500)的光调制装置(400R、400G、400B)的固定状态。由此,提供一种光学装置及投影机,能谋求加强对色合成光学装置的光调制装置的接合状态,可以形成没有像素偏差的优质光学像。

Description

光学装置及投影机
技术领域
本发明涉及光学装置及投影机。
背景技术
以往,三片式投影机已为众所周知,该投影机具备:色分离光学系统,用来将从光源所射出的光束分离成3种色光;3片光调制装置,用来对每种色光按照图像信息进行调制;以及色合成光学装置,用来合成由各光调制装置调制后的光束。
就这种三片式投影机而言,为了实现该投影机的小型化,一般采用对色合成光学装置接合固定了3个光调制装置的光学装置(例如,参见专利文献1)。
该光学装置通过多个销衬垫,对色合成光学装置接合固定3个光调制装置。
具体而言,光调制装置包括:光调制元件,用来实施光调制;和保持框,具有与该光调制元件的图像形成区域相对应的开口,用来收置该光调制元件。此处,在保持框上于开口周缘形成有4个孔。然后,在使保持框收置并保持了光调制元件的状态下,将4个销衬垫分别插通到保持框上所形成的4个孔中,把各销衬垫的端面接合固定到色合成光学装置的光束入射端面上,并且对各销衬垫的侧面和各孔的内侧面进行接合固定,借此对色合成光学装置接合固定3个光调制装置。
专利文献1:特开2000-221588号公报
但是,就专利文献1所述的光学装置而言,因为相对色合成光学装置通过多个销衬垫来支承固定光调制装置,所以存在因对光学装置的外力的影响使各销衬垫出现倾斜的可能,并且存在因该销衬垫的倾斜而引起相对色合成光学装置的光调制装置位置偏离的可能。因此,多个光调制装置中相互的位置产生偏离,从结果来看存在在投影图像上产生像素偏差的可能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光学装置及投影机,能谋求加强对色合成光学装置的光调制装置的接合状态,可以形成没有像素偏差的优质光学像。
本发明的光学装置具备:多个光调制装置,用来将多种色光,对应于每种色光的图像信息进行调制;色合成光学装置,用来合成由上述光调制装置调制后的各色光并射出;以及多个固定部件,用来对上述色合成光学装置的各光束入射端面分别固定上述多个光调制装置;其特征为,具备:底座,固定于与上述色合成光学装置的各光束入射端面交叉的一对端面之中的至少任一个端面上;和多个加强部件,与上述多个光调制装置的各侧端面对向配置;在上述底座上形成用来支承上述多个加强部件的支承面,上述多个加强部件由上述支承面进行支承,并且分别对上述多个光调制装置的各侧端面进行支承固定,加强对上述色合成光学装置各光束入射端面的上述多个光调制装置的固定状态。
在此,本发明例如可以对下述光学装置进行使用,该光学装置其多个光调制装置通过作为固定部件的多个销衬垫相对色合成光学装置的各光束入射端面分别被固定。另外,也可以对下述光学装置进行使用,该光学装置不限于多个销衬垫还使用作为固定部件的其他部件,相对色合成光学装置的各光束入射端面分别固定多个光调制装置。
另外,所谓多个光调制装置相对色合成光学装置的各光束入射端面分别进行固定,是指多个光调制装置通过销衬垫等固定部件直接固定到色合成光学装置的各光束入射端面上的结构,除此之外还包括固定到色合成光学装置的各光束入射端面上所固定的部件上的结构。
再者,利用加强部件的光调制装置的侧端面的支承固定既可以是加强部件直接对光调制装置的侧端面进行支承固定的结构,也可以是通过用来保持光调制装置的部件等来支承固定该光调制装置侧端面的结构。
在本发明中,由于在底座上形成用来支承多个加强部件的支承面,多个加强部件由支承面进行支承,并且分别对多个光调制装置的各侧端面进行支承固定,因而能够谋求利用销衬垫等固定部件的多个光调制装置及色合成光学装置接合状态的加强。因此,即便在对光学装置施加外力时,也可以避免相对色合成光学装置的光调制装置的位置偏离,能够良好地维持多个光调制装置的相互的位置,能够形成没有像素偏差的优质光学像。
另外,由于在底座上形成有支承面,因而可以良好地维持利用加强部件的光调制装置侧端面的支承固定状态。因此,即使在长时间使用了光学装置的情况下,也可以防止利用加强部件的光调制装置侧端面的支承固定状态变形。
在本发明的光学装置中,优选的是,上述底座具备平面视矩形的板体以及从该板体的四角部分平行于该板体的板面延伸出来的底脚部,并且在上述底脚部上设置向该底脚部的面外方向突出的支柱,上述支柱的前端部分形成为台阶状,具有用来支承上述加强部件的上述支承面。
在本发明中,底座具备板体及底脚部,在底脚部上设置有支柱。而且,支柱的前端部分形成为台阶状,具有用来支承加强部件的支承面。因此,例如如果其结构为,使加强部件支承到支柱的支承面上,并让加强部件支承固定光调制装置的侧端面,再将加强部件固定到支柱上台阶状的侧面,则可以进一步加强利用加强部件的光调制装置侧端面的支承固定状态。
在本发明的光学装置中,优选的是,上述支承面具有越接近光束入射侧宽度越宽的形状,上述加强部件形成为大致三角柱状,该柱状端部支承到上述支承面上,并且由大致三角柱状的3个外侧面之中的一个外侧面支承固定上述光调制装置的侧端面,另一个外侧面触接到上述支柱上。
根据本发明,由于支承面具有越接近光束入射侧宽度越宽的形状,加强部件形成为大致三角柱状,因而可以从光束入射侧将加强部件,很容易地设置到支柱和光调制装置的侧端面之间,能够容易地实施光学装置的制造。
另外,加强部件其柱状端部支承到支承面上,并且一个外侧面支承固定光调制装置的侧端面,另一个外侧面触接到支柱上。借此,例如在柱状端部和支承面之间、一个外侧面和光调制装置的侧端面之间以及另一个外侧面和支柱之间,涂敷光固化型粘接剂或热固化型粘接剂。然后,如果在这些粘接剂未固化的状态下,实施光调制装置的位置调整,则可以借助于粘接剂的表面张力随着光调制装置的移动使加强部件进行随动,在光调制装置的位置调整后易于实施光调制装置的固定,并且能够使对色合成光学装置的光调制装置的固定状态稳固。
在本发明的光学装置中,优选的是,上述底座具备平面视矩形的板体和底脚部,该底脚部从该板体的四角部分平行于该板体的板面延伸出来,具有用来支承上述加强部件的上述支承面;上述加强部件由剖面大致梯形的柱部件构成,该柱部件的端部支承到上述支承面上,并且利用分别包含剖面大致梯形的没有平行关系的对向的2条边的各外侧面之中的至少任一个外侧面,来支承固定光调制装置的侧端面。
在本发明中,底座的底脚部成为加强部件的支承面。另外,加强部件其柱部件的端部支承到支承面上,并且利用分别包含剖面大致梯形的没有平行关系且对向的2条边的各外侧面之中的至少任一个外侧面,来支承固定光调制装置的侧端面。因此,配置于相邻光调制装置之间的加强部件可以利用分别包含剖面大致梯形的没有平行关系且对向的2条边的各外侧面,来相互支承固定相邻光调制装置的各侧端面,能够以最少数量的加强部件来加强对色合成光学装置的多个光调制装置的接合状态。
另外,例如在柱部件端部和底脚部之间、以及包含剖面大致梯形的没有平行关系且对向的2条边各自的各外侧面之中的至少任一个外侧面和光调制装置的侧端面之间,涂敷光固化型粘接剂或热固化型粘接剂。然后,如果在这些粘接剂未固化的状态下,实施光调制装置的位置调整,则可以借助于粘接剂的表面张力随着光调制装置的移动使加强部件进行随动,在光调制装置的位置调整后易于实施光调制装置的固定,并且能够使对色合成光学装置的光调制装置的固定状态稳固。
在本发明的光学装置中,优选的是,上述底座具备平面视矩形的板体和底脚部,该底脚部从该板体的四角部分平行于该板体地延伸出来,具有用来支承上述加强部件的上述支承面;上述加强部件由已对对向的端缘施以弯曲加工后的矩形板状体构成,具备位于大致中央部分的基部和从该基部按剖面大致ハ字状延伸出来的2个延伸部,与上述对向的端缘交叉的端部支承于上述支承面上,并且利用上述2个延伸部之中的至少任一延伸部来支承固定上述光调制装置的侧端面。
在本发明中,底座的底脚部成为加强部件的支承面。另外,加强部件其与对向的端缘交叉的端部支承到支承面上,并且利用上述2个延伸部之中的至少任一延伸部来支承固定光调制装置的侧端面。因此,配置于相邻光调制装置之间的加强部件可以利用2个延伸部对相邻光调制装置的各侧端面相互进行支承固定,能够以最少数量的加强部件来加强对色合成光学装置的多个光调制装置的接合状态。
另外,由于加强部件可以通过对矩形板状体进行弯曲加工来形成,因而可以容易地实施该加强部件的制造,谋求光学装置制造成本的减少。
再者,例如与对向的端缘交叉的端部和底脚部之间、以及2个延伸部之中的至少任一延伸部和光调制装置的侧端面之间,涂敷光固化型粘接剂或热固化型粘接剂。然后,如果在这些粘接剂未固化的状态下,实施光调制装置的位置调整,则可以借助于粘接剂的表面张力随着光调制装置的移动使加强部件进行随动,在光调制装置的位置调整后易于实施光调制装置的固定,并且能够使对色合成光学装置的光调制装置的固定状态稳固。
在本发明的光学装置中,优选的是,上述板体具有比上述底脚部的厚度尺寸厚的厚度尺寸,在与上述底脚部之间的连接部分上形成台阶部,上述加强部件其包含剖面大致梯形的具有平行关系的2条边之中的短边的外侧面或者上述加强部件的基部触接到上述台阶部上。
在本发明中,在板体上形成台阶部,在该台阶部上触接加强部件上的包含剖面大致梯形的具有平行关系的2条边之中的短边的外侧面,或者加强部件的基部。因此,例如如果采用粘接剂等来固定这些触接部分,则可以进一步加强利用加强部件的对色合成光学装置的多个光调制装置的接合状态。
在本发明的光学装置中,优选的是,上述光调制装置具备用来实施光调制的光调制元件和用来收置该光调制元件的保持框,上述保持框、上述加强部件及上述底座由导热性材料构成,这些各部件间用导热性粘接剂相互粘接固定。
根据本发明,由于构成光调制装置的保持框、加强部件及底座由导热性材料构成,这些各部件间用导热性粘接剂相互粘接固定,因而可以谋求光学装置的刚性加强,并且能够提高各部件间的热传递特性,并通过将由光束照射产生于构成光调制装置的光调制元件中的热量,散热到保持框、加强部件及底座上,可以防止光调制元件的热劣化。
本发明的投影机其特征为,具备:光源;色分离光学装置,用来将从上述光源所射出的光束分离成多种色光;上述光学装置;以及投影光学装置,用来对通过上述光学装置所形成的光学像进行放大投影。
根据本发明,由于投影机具备上述光学装置,因而可以获得与上述光学装置相同的作用及效果。
另外,由于投影机具备刚性被加强的光学装置,因而可以通过投影光学装置投影总是清晰的图像。
附图说明
图1是表示具备第1实施方式所涉及的光学装置之投影机的光学系统的模式图。
图2表示的是上述实施方式中的光学装置主体。
图3表示的是上述实施方式中的棱镜固定板。
图4表示的是上述实施方式中的棱镜固定板。
图5表示的是上述实施方式中的导热性部件。
图6表示的是上述实施方式中的导热性部件。
图7是用来说明上述实施方式中光学装置主体制造方法的流程图。
图8是表示第2实施方式中导热性部件、加强部件的结构及与面板保持框之间的配置状态的分解立体图。
图9是表示第3实施方式中导热性部件、加强部件的结构及与面板保持框之间的配置状态的分解立体图。
符号说明
1  投影机
110  光源装置
200  色分离光学系统(色分离光学装置)
400R、400G、400B  光调制装置
500  十字分色棱镜(色合成光学装置)
600  投影光学系统(投影光学装置)
700  光学装置
902  面板保持框
937、937′、937″  加强部件
937A″  基部
937B″  延伸部
938  绝热销(固定部件)
940B1、940B2、940B′、940B″  底脚部
940C  支柱
940C1、940C1′、940C1″  支承面
970  底座
940D1″  台阶部
具体实施方式
第1实施方式
下面,根据附图说明本发明的第1实施方式。
〔1-1.投影机的结构〕
图1是表示具备本实施方式所涉及的光学装置之投影机1的光学系统的模式图。
投影机1用来将从光源所射出的光束按照图像信息进行调制,并放大投影到屏幕等的投影面上。该投影机1如图1所示,具备:照明光学系统100;作为色分离光学装置的色分离光学系统200;中继光学系统300;光学装置700,其结构包括3个光调制装置400R、400G、400B以及作为色合成光学装置的十字分色棱镜500;以及作为投影光学装置的投影光学系统600。而且,这些光学部件100~300、400R、400G、400B、500及600收置到未图示的光学部件收置用壳体内。
照明光学系统100是用来使从光源所射出的光束在照明光轴正交面内的照度均匀的光学系统。该照明光学系统100如图1所示,具备光源110、第1透镜阵列120、第2透镜阵列130、偏振转换元件140及重叠透镜150。
光源110具体的图示进行了省略,由作为放射光源的光源灯及反射器构成,从光源灯所射出的放射状光束由反射器进行反射成为大致平行光束,不断向外部射出。还有,作为光源灯例如可以使用高压水银灯、金属卤化物灯或卤素灯等。另外,作为反射器例如可以使用抛物面镜或椭圆面镜等,在使用椭圆面镜时采用在该反射器的射出面配置有平行化凹透镜的结构。
第1透镜阵列120具备由小透镜按矩阵状排列的结构,该结构从照明光轴方向看上去具有大致矩形的轮廓。各小透镜用来将从光源110所射出的光束分割成部分光束,向照明光轴方向射出。
第2透镜阵列130的结构与第1透镜阵列120大致相同,具备小透镜按矩阵状排列的结构。该第2透镜阵列130与重叠透镜150一并具有下述功能,也就是使第1透镜阵列120的各小透镜的像成像于3个光调制装置400R、400G、400B的图像形成区域上的功能。
偏振转换元件140用来将从第2透镜阵列130所射出的光束转换成大致1种直线偏振光束,借此提高光学装置700中光的利用效率。
具体而言,由偏振转换元件140转换成大致1种直线偏振光束后的各部分光束,通过重叠透镜150最后几乎都重叠到光调制装置400R、400G、400B的图像形成区域上。对于使用有调制偏振光类型的液晶面板的投影机来说,由于只能利用1种偏振光,因而大约一半来自发出无序偏振光的光源110的光束不能被利用。因此,通过使用偏振转换元件140,将从光源110所射出的光束转换成大致1种偏振光,使光调制装置400R、400G、400B中光的利用效率得到提高。还有,这种偏振转换元件140例如在特开平8-304739号公报中已进行了阐述。
色分离光学系统200具备2片分色镜210、220以及反射镜230。从照明光学系统100所射出的多个部分光束通过2片分色镜210、220,被分离成红(R)、绿(G)、蓝(B)的3种色光。
中继光学系统300具备入射侧透镜310、中继透镜330、反射镜320、340以及场透镜350。该中继光学系统300具有下述功能,也就是将作为通过色分离光学系统200所分离出的色光的蓝色光导向蓝色光用光调制装置400B的功能。
此时,通过色分离光学系统200的分色镜210,对从照明光学系统100所射出的光束之中的绿色光成分和蓝色光成分进行反射,使红色光成分得以透射。由分色镜210所透射的红色光通过反射镜230进行反射,并经过场透镜240R到达红色光用光调制装置400R。该场透镜240R用来将从第2透镜阵列120所射出的各部分光束转换成对其中心轴(主光线)平行的光束。其他设置于绿色光用及蓝色光用光调制装置400G、400B光入射侧的场透镜240G、350,也是相同的。
另外,在分色镜210中反射的蓝色光和绿色光之中,一方面,绿色光通过分色镜220进行反射,并经过场透镜240G到达绿色光用光调制装置400G。另一方面,蓝色光透射分色镜220,经过中继光学系统300到达蓝色光用光调制装置400B。
还有,为蓝色光使用中继光学系统300的原因是,因为蓝色光的光程长度比其他色光的光程长度长,所以要防止因光的发散等而引起的光利用效率下降。也就是说,是为了将入射到入射侧透镜310上的部分光束,按原状传送到场透镜350。还有,虽然其结构为在中继光学系统300中透射3种色光之中的蓝色光,但是并不限于此,例如也可以透射红色光。
光学装置700用来将所入射的光束,按照图像信息进行调制并形成彩色图像。该光学装置700具备:3个入射侧偏振板918R、918G、918B,用来入射由色分离光学系统200所分离出的各色光;光调制装置400R、400G、400B及射出侧偏振板920R、920G、920B,配置于这些入射侧偏振板918R、918G、918B的后部;以及十字分色棱镜500。而且,这些各部件之中,光调制装置400R、400G、400B及十字分色棱镜500形成一体来构成光学装置主体700A(参见图2)。
其中,入射侧偏振板918R、918G、918B配置于光学装置主体700A的最靠近光束入射侧,具有下述结构,即把只使通过色分离光学系统200后的色光之中特定方向的偏振光透射,而吸收其他光束的偏振膜粘贴于基板上。虽然这些入射侧偏振板918R、918G、918B与光学装置主体700A分开设置,但是也可以一体设置于光学装置主体700A的光束入射侧。
还有,下面说明光学装置主体700A的详细结构。
投影光学系统600配置于光学装置700的射出侧。而且,其构成为,将通过光学装置700所形成的彩色图像作为显示图像,投影到屏幕(投影面)上进行放大显示。
〔1-2.光学装置主体的结构〕
图2表示的是光学装置主体700A。具体而言,图2(a)是光学装置主体700A的正面图,图2(b)是光学装置主体700A的平面图,图2(c)是光学装置主体700A的侧面图。
光学装置主体700A如图2所示,具备:光调制装置400R、400G、400B;作为固定部件的绝热销938;十字分色棱镜500(图2(a));射出侧偏振板920R、920G、920B(图2(a)、图2(b));3个导热板935(图2(a)、图2(b));底座970;以及6个加强部件937(图2(b)、图2(c))。而且,光学装置主体700A如图2所示,其结构为,这些光学部件400R、400G、400B、500、920R、920G、920B、937、938、970组合成一体。
光调制装置400R、400G、400B例如由透射型的3个光调制装置组成,并且使之对应于RGB的各色光配置到十字分色棱镜500的入射侧。
由于光调制装置400R、400G、400B是大致相同的结构,因而对光调制装置400G、400B的结构的说明予以省略,只对于光调制装置400R的结构进行说明,而光调制装置400R如图2(c)所示,大致由液晶面板400r及面板保持框902构成。
还有,对于与光调制装置400G、400B所连接及连结的柔性基板等构成部件,则附加与光调制装置400R相同或者同等(r、g、b的不同)的符号进行说明。
液晶面板400r具有使液晶层(未图示)介于其间地相互对向的2个玻璃基板(均未图示),被连接到布线用柔性基板400r1上。而且,其构成为将入射到各自光入射面上的色光,转换成与各自所对应的色信号(图像信号)相应的光,将这些转换后的光作为透射光予以射出。
面板保持框902如图2所示,其构成为对十字分色棱镜500的光束入射端面利用4根绝热销938进行安装,将液晶面板400r收置到内部加以保持。而且,整体采用铝合金等的高导热性部件来形成。在面板保持框902的角部上设置销插通孔902a1~902a4,用来分别插通4根绝热销938。
射出侧偏振板920R、920G、920B具有与入射侧偏振板918R、918G、918B大致相同的功能,用来透射从光调制装置400R、400G、400B所射出的光束之中特定方向的偏振光,并吸收其他的光束。这些射出侧偏振板920R、920G、920B如图2(a)或图2(b)所示,具备:第1射出侧偏振板920R1、920G1、920B1,粘贴于十字分色棱镜500的光束入射侧端面上;和第2射出侧偏振板920R2、920G2、920B2,支承固定于导热板935上。
第1射出侧偏振板920R1、920G1、920B1及第2射出侧偏振板920R2、920G2、920B2的构成为其光吸收特性有所不同,并且配置为各自的偏振轴平行。这样,通过以2个单体的形式构成射出侧偏振板920R、920G、920B,例如和按1个单体来构成的情形进行比较,可以利用2个单体按比例分担由射出侧偏振板920R、920G、920B所吸收的热量,能够防止射出侧偏振板920R、920G、920B的热劣化。
还有,第1射出侧偏振板920R1、920G1、920B1及第2射出侧偏振板920R2、920G2、920B2的配置为偏振轴平行,并且与入射侧偏振板918R、918G、918B的偏振轴大致正交。
导热板935通过对铝制平板进行板金加工形成为大致矩形,并且在平面视大致中央部分上形成开口(未图示),该开口可以嵌入十字分色棱镜500上所粘贴的第1射出侧偏振板920R1、920G1、920B1;在左右端缘上形成向光束入射侧突出的剖面大致L字状的突出部935A(图2(a)、图2(b))。而且,该导热板935借助于突出部935A来支承固定第2射出侧偏振板920R2、920G2、920B2,并且与十字分色棱镜500上所粘贴的第1射出侧偏振板920R1、920G1、920B1连接使之可以进行热传递,在上下端部上通过具有导热性的弹性部件(未图示)固定到底座970的侧面。
还有,作为导热板935,除铝之外,既可以由电镀锌钢板等来构成,也可以由通过利用注射模塑成形等的成形法来形成的合成树脂制、因瓦合金等铁-镍合金、Mg合金、Al合金等的模制品来构成。
绝热销938如图2所示,具有大致圆柱形状,由透射紫外线光的合成树脂(丙烯酸类材料)构成。该绝热销938被插通光调制装置400R、400G、400B的面板保持框902的销插通孔902a1~902a4中,一端固定到导热板935的光束入射端面上,以此将光调制装置400R、400G、400B支承固定到导热板935上。
还有,该绝热销938不限于丙烯酸类材料,也可以由透射紫外线光的其他合成树脂来构成,此外还可以由光学玻璃、晶体、蓝宝石、石英或者萤石等来构成。另外,绝热销938的数量不限于4个,可以为2个或2个以上。此时,可以形成为,光调制装置400R、400G、400B的面板保持框902的销插通孔902a1~902a4的数量也与绝热销938的数量相对应。
十字分色棱镜500用来合成从射出侧偏振板920R、920G、920B所射出且为每种色光调制后的光学像,而形成彩色图像。在该十字分色棱镜500上,沿4个直角棱镜的边界按大致X字状设置用来反射红色光的电介质多层膜510R(图1)以及用来反射蓝色光的电介质多层膜510B(图1),通过这些电介质多层膜510R、510B来合成3种色光。
底座970固定于十字分色棱镜500的上下面(与光束入射端面正交的一对端面)上。该底座970如图2所示,具备:大致长方体状的上底座960,固定于十字分色棱镜500的上表面;棱镜固定板950,用来对十字分色棱镜500的下表面进行支承固定;以及导热性部件940,和该棱镜固定板950连接,用来对光学装置主体700A整体进行支承固定。
图3及图4表示的是棱镜固定板950。具体而言,图3(a)是从上方观察棱镜固定板950的立体图,图3(b)是从下方观察棱镜固定板950的立体图。另外,图4(a)是从上方观察棱镜固定板950的平面图,图4(b)是从侧面观察棱镜固定板950的侧面图。
棱镜固定板950如图3及图4所示,具有用来触接到下述导热性部件940的台阶状面上的台阶状面950A1(图3(b)、图4(b)),嵌入到导热性部件940的下述框部中。在棱镜固定板950的上方端面上,形成有向上方突出的突起部950A。因此,其构成为,对十字分色棱镜500进行位置调整而安装到棱镜固定板950的上方端面上。在棱镜固定板950的下方端面中央部上设置有用来安装到未图示的光学部件存放用壳体内的螺纹孔950B1。另外,在棱镜固定板950的下方端面边角部上设置有向下方突出的定位用的凸部950B2。
图5及图6表示的是导热性部件940。具体而言,图5是从上方观察导热性部件940的立体图。另外,图6(a)是导热性部件940的平面图,图6(b)是导热性部件940的侧面图。
导热性部件940如图5及图6所示,具有:四边形的框部940A,向上下方向进行开口;以及2对底脚部940B1、940B2,连接到该框部940A上。
框部940A在内部具有台阶状面940A1,其构成为,通过在该台阶状面940A1上触接棱镜固定板950的台阶状面950A1,来载置棱镜固定板950。
还有,框部940A相当于本发明所涉及的板体。
底脚部940B1、940B2具有用来支承加强部件937的支承面。
在该底脚部940B1、940B2上,在其上表面形成有向上方突出的4根支柱940C。
支柱940C具有大致方形柱状的形状,其配置为,在装配有光学装置主体700A的状态下沿着光调制装置400R、400G、400B的面板保持框902左右端缘延伸。
在该支柱940C上,其前端部分的与面板保持框902侧端面对向的角部分形成为台阶状,形成用来支承加强部件937的支承面940C1。该支承面940C1具有越接近光束入射侧宽度越宽的形状。
上面所说明的底座970由铝合金构成。但是,该底座970的材料不限于铝合金。例如,也可以使用轻质且导热性良好的Al、Mg、Ti或它们的合金、因瓦合金及42Ni-Fe等的铁-镍合金、碳素钢、黄铜、不锈钢等的金属或者掺入了碳纤维、碳微管等碳填充物的树脂(聚碳酸酯、聚苯硫醚、液晶树脂等)。
加强部件937是一种形成为三角柱状的铝合金制的三角衬垫,形成为剖面大致直角三角形状。该加强部件937支承于导热性部件940中支柱940C的支承面940C1上,并且包含剖面大致直角三角形的斜边的侧面与支柱940C的侧面对向,包含剖面大致直角三角形的其他边的侧面与面板保持框902的侧端面对向。然后,在加强部件937和支柱940C的支承面940C1、支柱940C的侧面及面板保持框902的侧端面之间,涂敷具有导热性的紫外线固化型粘接剂,利用加强部件937对支柱940C固定面板保持框902使之可以进行热传递。
还有,加强部件937的构成材料不限于铝合金,而与底座970相同,例如也可以使用轻质且导热性良好的Al、Mg、Ti或它们的合金、因瓦合金及42Ni-Fe等的铁-镍合金、碳素钢、黄铜、不锈钢等的金属或者掺入了碳纤维、碳微管等碳填充物的树脂(聚碳酸酯、聚苯硫醚、液晶树脂等),并且还可以使用具有导热性的橡胶部件。
〔1-3.光学装置主体的制造方法〕
下面,根据附图说明上述光学装置主体700A的制造方法。
图7是用来说明光学装置主体700A制造方法的流程图。
还有,设为各液晶面板被固定到各面板保持框902内。
首先,对导热性部件940上所安装的棱镜固定板950固定十字分色棱镜500(处理S1)。
具体而言,将安装有棱镜固定板950的导热性部件940设置到预定位置,并在棱镜固定板950的突起部950A上涂敷紫外线固化型粘接剂。然后,采用未图示的棱镜位置调整用夹具,在涂敷有粘接剂的突起部950A上设置十字分色棱镜500。另外,采用未图示的棱镜位置调整用夹具,来进行十字分色棱镜500的位置调整。例如,也可以将白色激光照射到十字分色棱镜500的三个光束入射侧端面上,根据从光束射出侧端面射出的光束,对棱镜固定板950进行十字分色棱镜500的位置调整。另外,例如也可以对十字分色棱镜500的上表面进行拍摄,根据该所拍摄到的十字分色棱镜500的上表面图像,将十字分色棱镜500相对棱镜固定板950进行位置调整。在进行位置调整之后,对十字分色棱镜500的下表面和棱镜固定板950的突起部950A之间所填充的紫外线固化型粘接剂,照射紫外线使之固化。
在处理S1之后,对十字分色棱镜500固定射出侧偏振板920R、920G、920B(处理S2)。
具体而言,首先在十字分色棱镜500的光束入射侧端面的预定位置上,粘接固定第1射出侧偏振板920R1、920G1、920B1。另外,还在十字分色棱镜500的上表面,粘接固定底座970的上底座960。进而,对支承固定有第2射出侧偏振板920R2、920G2、920B2的导热板935,以在该导热板935的未图示的开口中嵌入第1射出侧偏振板920R1、920G1、920B1的方式进行配置,并且通过具有导热性的弹性部件,将其粘接固定到底座970的侧面。
在处理S2之后,将光调制装置400R、400G、400B及绝热销938,对在处理S2中形成一体的组件进行设置(处理S3)。
具体而言,首先在绝热销938的入射、射出侧两个端部(被粘接部)上涂敷紫外线固化型粘接剂。接着,向面板保持框902的销插通孔902a1~902a4,从面板保持框902的入射侧插入绝热销938,使得在导热板935的光束入射侧端面上触接绝热销938的射出侧端部。此时,若绝热销938触接到导热板935的光束入射侧端面,则绝热销938介于导热板935和光调制装置400R、400G、400B之间。
接着,将加强部件937,对在处理S3中形成一体的组件进行设置(处理S4)。
具体而言,首先在加强部件937的单侧端部、包含剖面大致直角三角形的斜边的侧面以及包含剖面大致直角三角形的其他边的侧面,涂敷具有导热性的紫外线固化型粘接剂。接着,在使涂敷了粘接剂的各侧面分别与支柱940C的侧面及面板保持框902的侧端面对向的状态下,在导热性部件940的支柱940C的支承面940C1上载置加强部件937的单侧端部。然后,将加强部件937从光束入射侧朝向光束射出侧按压,将加强部件937上的包含剖面大致直角三角形的斜边的侧面以及包含剖面大致直角三角形的其他边的侧面,触接到支柱940C的侧面及面板保持框902的侧端面。此时,加强部件937和支柱940C及面板保持框902之间所涂敷的紫外线固化型粘接剂是未固化的原状态。
接着,实施光调制装置400R、400G、400B的聚焦及对准调整(处理S5)。
具体而言,首先对于和投影光学系统600(图1)正对的光调制装置400G,以导热板935的光束入射侧端面和绝热销938之间的接合面作为滑动面,来实施对准调整,以绝热销938的外侧面和光调制装置400G的面板保持框902的销插通孔902a1~902a4内侧面之间的接合面作为滑动面,也就是说通过对绝热销938使光调制装置400G产生滑动来实施聚焦调整。在此,所谓对准调整,指的是在将投影光学系统600的光轴方向设为Z方向并将与其正交的2个轴设为X、Y轴时,调整X轴方向、Y轴方向和XY平面内的旋转方向(θ方向)。所谓聚焦调整,指的是调整Z轴方向、以X轴为中心的旋转方向(Xθ方向)和以Y轴为中心的旋转方向(Yθ方向)。
还有,当实施光调制装置400G的聚焦及对准调整时,借助于各部件间所涂敷的紫外线固化型粘接剂的表面张力,随着光调制装置400G的移动使加强部件937进行随动。
接着,在处理S5中实施光调制装置400G的位置调整之后,对光调制装置400G、加强部件937及导热性部件940的各部件间所涂敷的紫外线固化型粘接剂,同时照射紫外线来固定这些各部件(处理S6)。
然后,以完成位置调整和固定的光调制装置400G为基准,对于光调制装置400R、400B也实施处理S5及处理S6,实施光调制装置400R、400B的位置调整及固定(处理S7)。
按照上面那种步骤,就能制造光学装置主体700A。
还有,光学装置主体700A的装配不需要一定按上述的顺序来实施。
〔1-4.第1实施方式的效果〕
根据上述第1实施方式,将产生下面的效果。
(1)由于在构成底座970的导热部件940上,形成用来支承6个加强部件937的支承面940C1,6个加强部件937由支承面940C1进行支承,并且分别对光调制装置400R、400G、400B的各侧端面进行支承固定,因而能谋求加强利用绝热销938的光调制装置400R、400G、400B及十字分色棱镜500的接合状态。因此,即便在对光学装置主体700A施加外力时,也可以避免相对十字分色棱镜500的光调制装置400R、400G、400B的位置偏离,可良好地维持光调制装置400R、400G、400B的相互的位置,能够形成没有像素偏差的优质光学像。
(2)由于在构成底座970的导热部件940上形成有支承面940C1,因而可以良好地维持利用加强部件937的光调制装置400R、400G、400B各侧端面的支承固定状态。因此,即使在长时间使用光学装置主体700A时,也可以防止利用加强部件937的光调制装置400R、400G、400B的各侧端面的支承固定状态变形。
(3)导热性部件940具备框部940A及底脚部940B1、940B2,在底脚部940B1、940B2上设置有支柱940C。而且,支柱940C的前端部分形成为台阶状,具有用来支承加强部件937的支承面940C1。因此,通过使加强部件937支承到支柱940C的支承面940C1上,并在加强部件937上支承固定光调制装置400R、400G、400B的侧端面,再将加强部件937固定到支柱940C的台阶状侧面上,而可以进一步加强利用加强部件937的光调制装置400R、400G、400B的各侧端面的支承固定状态。
(4)由于支承面940C1具有越接近光束入射侧宽度越宽的形状,加强部件937由剖面大致直角三角形的柱状部件构成,因而可以从光束入射侧将加强部件937,容易地设置到支柱940C和面板保持框902的侧端面之间,能够容易地实施光学装置主体700A的制造。
(5)在加强部件937的柱状端部和支承面940C1之间、包含剖面大致直角三角形的斜边的外侧面和支柱940C的侧面之间以及包含剖面大致直角三角形的其他边的外侧面和面板保持框902的侧端面之间,涂敷紫外线固化型粘接剂,并且在这些粘接剂未固化的状态下实施光调制装置400R、400G、400B的位置调整。因此,借助于粘接剂的表面张力随着光调制装置400R、400G、400B的移动使加强部件937进行随动,在进行光调制装置400R、400G、400B的位置调整之后照射紫外线,以此可以容易且快速地实施光调制装置400R、400G、400B的位置固定。
(6)由于面板保持框902、加强部件937及导热性部件940由铝等的导热性材料构成,在这些各部件间采用具有导热性的紫外线固化型粘接剂相互进行粘接固定,因而能够谋求光学装置主体700A的刚性加强,并可以提高各部件间的热传递特性,能够使因光束照射而产生于光调制装置400R、400G、400B中的热量顺着面板保持框902~加强部件937~导热性部件940的热传递路径进行散热,防止光调制装置400R、400G、400B的热劣化。
(7)由于面板保持框902、加强部件937及导热性部件940由铝等相同的材料构成,因而热膨胀系数大致相同,可以减少各部件间所产生的热应力,能够良好地维持各部件间的接合状态。
(8)由于投影机1具备刚性被加强且提高了光调制装置400R、400G、400B冷却效率的光学装置主体700A,因而可以通过投影光学系统600投影总是清晰的图像。
〔2.第2实施方式〕
下面,说明本发明的第2实施方式。
在下面的说明中,对与上述第1实施方式相同的结构及相同的部件附加相同的符号,其详细的说明予以省略或者加以简化。
在第1实施方式中,6个加强部件937由三角衬垫构成,通过形成于导热性部件940上的支柱940C进行支承,并对面板保持框902的侧端面进行支承固定。
对此,在第2实施方式中,其结构为在导热性部件940′上省略支柱940C。另外,加强部件937′由4个剖面大致梯形的梯形衬垫构成,通过导热性部件940′进行支承,并对面板保持框902的侧端面进行支承固定。此时,配置于相邻面板保持框902间的加强部件937′对相邻面板保持框902之间进行支承固定。
〔2-1.导热性部件及加强部件的结构〕
图8是表示第2实施方式中导热性部件940′及加强部件937′的结构和面板保持框902之间的配置状态的分解立体图。还有,在图8中为了把说明加以简化,只表示3个面板保持框902之中绿色光入射侧的面板保持框902,省略了红色光入射侧及蓝色光入射侧的面板保持框902。
导热性部件940′采用与第1实施方式中的导热性部件940相同的材料来构成,具备:框部940A,具有用来载置并固定棱镜固定板950的台阶状面940A1;与该框部940A连接的连接部940D′及4个底脚部940B′。还有,框部940A和连接部940D′相当于本发明所涉及的板体。
连接部940D′是一种连接到框部940A外侧面上的大致矩形的板体,具有比框部940A的厚度尺寸小的厚度尺寸。
底脚部940B′形成为,从连接部940D′的四角部分沿着该连接部940D′向外侧延伸出来,具有平面视大致梯形的形状。而且,该底脚部940B′的上表面成为用来支承固定加强部件937′的支承面940C1′。
加强部件937′采用与第1实施方式的加强部件937相同的材料来构成,是一种剖面大致梯形的梯形衬垫,具有从一方端部直至另一方端部附近其内部被穿通的形状。该加强部件937′其另一方端部支承到导热性部件940′的底脚部940B′的支承面940C1′上,并且分别包含剖面大致梯形的没有平行关系且对向的2条边的2个侧面的至少任一侧面,与面板保持框902的侧端面对向。也就是说,配置于相邻2个面板保持框902之间的加强部件937′,其分别包含剖面大致梯形的没有平行关系且对向的2条边的2个侧面,分别与相邻2个面板保持框902的侧端面对向。而且,在加强部件937′和底脚部940B′的支承面940C1′及面板保持框902的侧端面之间,涂敷具有导热性的紫外线固化型粘接剂,借助于加强部件937′对导热性部件940′固定面板保持框902的侧端面使之可以进行热传递,并且相邻面板保持框902之间也借助于加强部件937′来固定使之可以进行热传递。
还有,对于第2实施方式中光学装置主体700A的制造方法,则可以与第1实施方式的制造方法大致相同加以实施,而省略其说明。
〔2-2.第2实施方式的效果〕
根据上述的第2实施方式,除去与上述(1)、(2)、(5)~(8)大致相同的效果之外,还产生下面的效果。
(9)导热性部件940′的底脚部940B′上表面为加强部件937′的支承面940C1′,加强部件937′其柱部件的端部支承于支承面940C1′上,并且借助于分别包含剖面大致梯形的没有平行关系且对向的2条边的外侧面之中的至少任一个外侧面,来支承固定光调制装置400R、400G、400B的各侧端面。因此,配置于相邻面板保持框902之间的加强部件937′,可以借助于分别包含剖面大致梯形的没有平行关系且对向的2条边的各外侧面,来相互支承固定相邻面板保持框902的侧端面。因而,可以采用作为最少数量的4个加强部件937′,来加强对十字分色棱镜500的光调制装置400R、400G、400B的接合状态。
(10)加强部件937′由剖面大致梯形的柱部件构成,从一方端部直至另一方端部附近其内部被穿通。因此,能够谋求加强对十字分色棱镜500的光调制装置400R、400G、400B接合状态,并谋求加强部件937’的轻质化,进而可以谋求光学装置主体700A的轻质化。
〔3.第3实施方式〕
下面,说明本发明的第3实施方式。
在下面的说明中,对与上述第1实施方式相同的结构及相同的部件附加相同的符号,其详细的说明予以省略或者加以简化。
在第1实施方式中,6个加强部件937由三角衬垫构成,通过导热性部件940上所形成的支柱940C进行支承,并对面板保持框902的侧端面进行支承固定。
对此,在第2实施方式中,其结构为在导热性部件940″上省略支柱940C。另外,加强部件937″由施以了板金加工的矩形板状体构成,通过导热性部件940″进行支承,并对面板保持框902的侧端面进行支承固定。此时,配置于相邻面板保持框902间的加强部件937″对相邻面板保持框902之间进行支承固定。
〔3-1.导热性部件及加强部件的结构〕
图9是表示第3实施方式中导热性部件940″、加强部件937″的结构和面板保持框902之间的配置状态的分解立体图。还有,在图9中为了把说明加以简化,只表示3个面板保持框902之中绿色光入射侧的面板保持框902,省略了红色光入射侧及蓝色光入射侧的面板保持框902。
导热性部件940″采用与第1实施方式中的导热性部件940相同的材料来构成,具备:框部940A,具有用来载置固定棱镜固定板950的台阶状面940A1;与该框部940A连接的连接部940D″及4个底脚部940B″。还有,框部940A和连接部940D″相当于本发明所涉及的板体。
连接部940D″是一种大致矩形的板体,和框部940A连续构成于一个平面上并且角部分被倒角。
底脚部940B″形成为,从连接部940D″的四角部分沿着该连接部940D″的下表面朝向外侧延伸出来,具有平面视大致L字状的形状。另外,该底脚部940B″具有比连接部940D″的厚度尺寸小的厚度尺寸,也就是说连接部940D″在与底脚部940B″之间的连接部分上具有台阶部940D1″。而且,该底脚部940B″的上表面成为用来支承固定加强部件937″的支承面940C1″。
加强部件937″是通过对铝制矩形平板进行板金加工来形成的,其对向的端缘向同一方向进行弯曲加工,具备:基部937A″,位于大致中央部分上;和2个延伸部937B″,从该基部937A″按剖面大致字状延伸出来;具有所谓槽状的形状。该加强部件937″支承于导热性部件940″的底脚部940B″的支承面940C1″上,并且基部937A″的下方一侧与连接部940D″的台阶部940D1″对向,2个延伸部937B″的至少任一个延伸部937B″与面板保持框902的侧端面对向。也就是说,配置于相邻2个面板保持框902之间的加强部件937″,其2个延伸部937B″分别与相邻2个面板保持框902的コ字状端缘对向。
而且,在加强部件937″和底脚部940B″的支承面940C1″、连接部940D″的台阶部940D1″及面板保持框902之间,涂敷具有导热性的紫外线固化型粘接剂,利用加强部件937″对导热性部件940″固定面板保持框902的侧端面使之可以进行热传递,并且相邻面板保持框902之间也利用加强部件937″来固定使之可以进行热传递。
还有,对于第3实施方式中光学装置主体700A的制造方法,则可以与第1实施方式的制造方法大致相同加以实施,省略其说明。
〔3-2.第3实施方式的效果〕
根据上述的第3实施方式,除去与上述(1)、(2)、(5)~(9)大致相同的效果之外,还产生下面的效果。
(11)由于加强部件937″可以通过对铝等的矩形平板进行弯曲加工来形成,因而可以容易地实施该加强部件937″的制造,能谋求光学装置700制造成本的降低。
(12)导热性部件940″的连接部940D″具有台阶部940D1″,在该台阶部940D1″上固定加强部件937″的基部937A″下方一侧。因此,可以确保对导热性部件940″的加强部件937″的支承状态,能够进一步加强利用加强部件937″的对十字分色棱镜500的光调制装置400R、400G、400B的接合状态。
〔4.实施方式的变形例〕
上面,对于本发明举例说明了最佳的实施方式,但是本发明并不限定于此,而可以在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种改进及设计的变更。
在上述各实施方式中,虽然将导热性部件940、940′、940″及加强部件937、937′、937″用于通过作为固定部件的绝热销938来接合十字分色棱镜500及光调制装置400R、400G、400B的结构中,但是并不限于此,也可以在采用其他的固定部件来接合十字分色棱镜500及光调制装置400R、400G、400B的结构中加以使用。
在上述各实施方式中,对十字分色棱镜500的光调制装置400R、400G、400B之固定是利用绝热销938来固定到导热板935的光束入射端面上的,但是并不限于此。例如,也可以省去导热板935,通过绝热销938等的固定部件直接在十字分色棱镜500的各光束入射端面上,分别固定光调制装置400R、400G、400B。
在上述各实施方式中,底座970固定到了十字分色棱镜500的上下面上,但是也可以固定到该上下面的任一面上。另外,虽然说明了导热性部件940、940′、940″和棱镜固定板950是不同部件的情形,但是并不限于此,也可以是导热性部件兼作棱镜固定板加以使用的组合体。采用这种结构,能减少光学装置的部件件数,可以谋求装置整体及装置装配作业的简单化。
在上述各实施方式中,为光学装置主体700A的制造使用了紫外线固化型粘接剂,但是并不限于此,也可以使用热固化型粘接剂或者常温固化型粘接剂。
在上述实施方式中,只列举出使用3个光调制装置的投影机示例,但是本发明也可以对使用2个光调制装置的投影机或者使用4个或4个以上光调制装置的投影机进行使用。
在上述实施方式中,采用了光入射面和光射出面不同的透射型光调制装置,但是也可以采用光入射面和光射出面相同的反射型光调制装置。
在上述实施方式中,只列举出从观看屏幕的方向进行投影的正投式投影机的示例,但是本发明也可以用于从与观看屏幕的方向相反侧进行投影的背投式投影机。
虽然实施本发明所需的最佳结构等在上面的说明中进行了阐述,但是本发明并不限定于此。也就是说,对本发明主要涉及到的特定的实施方式进行了特别图示及说明,但是也可以在不脱离本发明的技术构思及目的的范围内,对于上面所述的实施方式,在形状、材质、数量及其他具体结构方面,由技术人员加以各种各样的变形。
因此,上面所阐述的限定了形状、材质等的说明是为了易于理解本发明而示例说明的,并不用来限定本发明,所以这些形状、材质等限定一部分以外或全部限定以外的部件名称上的说明,均包括于本发明中。
本发明的光学装置因为能谋求加强对色合成光学装置的光调制装置的接合状态,可以形成没有像素偏差的优良光学像,所以能够作为构成下述投影机的光学装置加以利用,该投影机在展示和家庭影院等领域中加以使用。

Claims (8)

1.一种光学装置,具备:多个光调制装置,其将多种色光对应于每种色光的图像信息进行调制;色合成光学装置,其对通过上述光调制装置所调制的各色光进行合成并射出;以及多个固定部件,其相对上述色合成光学装置的各光束入射端面分别固定上述多个光调制装置;其特征为,
具备:底座,该底座固定于与上述色合成光学装置的各光束入射端面交叉的一对端面之中的至少任一个端面上;和
多个加强部件,该加强部件与上述多个光调制装置的各侧端面对向配置;
在上述底座上形成有支承上述多个加强部件的支承面,
上述多个加强部件由上述支承面进行支承,并且分别对上述多个光调制装置的各侧端面进行支承固定,加强相对上述色合成光学装置的各光束入射端面的上述多个光调制装置的固定状态。
2.根据权利要求1所述的光学装置,其特征为:
上述底座具备:平面视矩形状的板体;和从该板体的四角角部分平行于该板体的板面地延伸出来的底脚部;
在上述底脚部上设置有向该底脚部的面外方向突出的支柱,
上述支柱的前端部分形成为台阶状,具有支承上述加强部件的上述支承面。
3.根据权利要求2所述的光学装置,其特征为:
上述支承面具有随着向光束入射侧宽度变宽的形状,
上述加强部件形成为大致三角柱状,该柱状端部支承于上述支承面上,并通过大致三角柱状的3个外侧面之中的一个外侧面来支承固定上述光调制装置的侧端面,另一个外侧面触接到上述支柱上。
4.根据权利要求1所述的光学装置,其特征为:
上述底座具备:平面视矩形状的板体;和从该板体的四角角部分平行于该板体的板面地延伸出来、具有支承上述加强部件的上述支承面的底脚部;
上述加强部件由剖面大致梯形状的柱部件构成,该柱部件的端部支承于上述支承面,并且通过分别包含剖面大致梯形状的没有平行关系的对向的2条边的各外侧面之中的至少任一方的外侧面,来支承固定上述光调制装置的侧端面。
5.根据权利要求1所述的光学装置,其特征为:
上述底座具备:平面视矩形状的板体;和从该板体的四角角部分平行于该板体的板面地延伸出来的、具有支承上述加强部件的上述支承面的底脚部;
上述加强部件由对对向的端缘施以弯曲加工后的矩形板状体构成,具备:位于大致中央部分的基部;和从该基部按剖面大致ハ字状延伸出来的2个延伸部;与上述对向的端缘交叉的端部支承于上述支承面上,并且通过上述2个延伸部之中的至少任一延伸部来支承固定上述光调制装置的侧端面。
6.根据权利要求4或5所述的光学装置,其特征为:
上述板体具有比上述底脚部的厚度尺寸厚的厚度尺寸,在其与上述底脚部的连接部分上形成有台阶部,
上述加强部件其上述包含剖面大致梯形状的具有平行关系的2条边之中的短边的外侧面或者上述基部触接到上述台阶部上。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的光学装置,其特征为:
上述光调制装置具备:实施光调制的光调制元件和收置该光调制元件的保持框;
上述保持框、上述加强部件及上述底座由导热性材料构成,这些各部件间用导热性粘接剂相互进行粘接固定。
8.一种投影机,其特征为,
具备:光源;色分离光学装置,其将从上述光源所射出的光束分离成多种色光;如权利要求1到权利要求7中任一项所述的光学装置;以及投影光学装置,其对通过上述光学装置所形成的光学像进行放大投影。
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