CN1786769A - 投影机 - Google Patents

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Abstract

提供能够使用小型的电光调制装置而且具有低成本化容易的结构的投影机。一种投影机，其特征在于，具备：光源装置(110)、第1透镜阵列(120)、第2透镜阵列(130)、重叠光学系统(150)、色分离导光光学系统(200)、3个电光调制装置(400R)和(400G)和(400B)、以及投影光学系统(600)；其中，重叠光学系统(150)具有配置在第2透镜阵列(130)与色分离导光光学系统(200)之间的第1重叠透镜(160)、以及作为配置在色分离导光光学系统(200)中的第2重叠透镜(170)的第1凸透镜(172)和第2凸透镜(174)。

Description

投影机
技术领域
本发明涉及投影机。
背景技术
图7是用于说明现有的投影机900的图。
现有的投影机900(例如参看专利文献1)，具备：照明装置902；将来自照明装置902的光分离成3种色光并向被照明区域引导的色分离导光光学系统200；根据图像信息对由色分离导光光学系统200分离的3种色光中的每一者进行调制的3个电光调制装置400R、400G、400B；对由3个电光调制装置400R、400G、400B调制的色光进行合成的十字分色棱镜500；以及投影由十字分色棱镜500合成的光的投影光学系统600；其中，照明装置902包括：具有抛物面反射器914和配置在抛物面反射器914的焦点附近的发光管912的射出照明光束的光源装置910、具有将来自光源装置910的照明光束分割成多个部分光束的第1小透镜921的第1透镜阵列920、具有与第1小透镜921对应的多个小透镜931的第2透镜阵列930、将入射光变换成1种的线偏振光的偏振变换元件940、以及使来自偏振变换元件940的各个部分光束在被照明区域上重叠的重叠透镜950。
按照现有的投影机900，则照明装置902，能够利用第1透镜阵列920、第2透镜阵列930和重叠透镜950的作用，将从光源装置910射出的面内光强度分布比较不均匀的光变换成面内光强度分布比较均匀的光并向作为照明对象的电光调制装置的液晶面板照射。
专利文献1：特开平8-304739号公报(图11)。
然而，近些年来，为了使投影机低成本化而想使用更为小型的电光调制装置的要求日益高涨。
但是，在现有的投影机900中，当因为要使用小型的电光调制装置所以减小照明装置902的大小时，由于存在导致照明效率降低或者产生辉度不均匀的可能，所以无法使照明装置902的大小很大程度地减小。此外，对于色分离导光光学系统200来说，也同样无法勉强地减小其大小。
另一方面，被照明区域的大小是在第1小透镜921的大小乘上重叠透镜950的焦距f2相对于第2小透镜931的焦距f1的比(＝f2/f1(放大率))。但是，要减小第1小透镜921的大小而不减小照明装置902的大小是不容易的。此外，要减小重叠透镜950的焦距f2而不减小色分离导光光学系统900的大小也是不容易的。进而，由于当增大第2小透镜931的焦距f1时照明装置将变得大型化，所以还是不理想的。因此，不易减小被照明区域的大小，其结果，存在不易使用小型的电光调制装置的问题。
该问题不仅是在使用液晶面板的电光调制装置中产生的问题，也是在其它电光调制装置中同样产生的问题。
发明内容
因此，本发明就是为解决这样的问题而提出的，其目的在于提供能够使用小型的电光调制装置而且具有低成本化容易的结构的投影机。
本发明的投影机，其特征在于，具备：射出大致平行的照明光束的光源装置；具有将来自上述光源装置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；使来自上述第2透镜阵列的各个部分光束在被照明区域上重叠的重叠光学系统；将来自上述第2透镜阵列的光分离成多种色光并导向被照明区域的色分离导光光学系统；根据图像信息对由上述色分离导光光学系统分离的多种色光中的每一者进行调制的多个电光调制装置；对由上述多个电光调制装置调制的色光进行合成的色合成光学系统；投影由上述色合成光学系统合成的图像光的投影光学系统；其中，上述重叠光学系统，具有配置在上述第2透镜阵列与上述色分离导光光学系统之间的第1重叠透镜、以及配置在上述色分离导光光学系统中的具有凸透镜的第2重叠透镜。
因此，按照本发明的投影机，由于通过在色分离导光光学系统中配置具有凸透镜的第2重叠透镜，能够在确保色分离导光光学系统的光路长度的同时减小重叠光学系统的焦距，所以能够使重叠光学系统的焦距相对于第2小透镜的焦距的比(即放大率)变小。其结果，由于不减小光源装置和色分离导光光学系统的尺寸而能够减小对于第1小透镜的大小的被照明区域的大小，所以能够提供可以使用小型的电光调制装置而且低成本化容易的投影机。
此外，按照本发明的投影机，由于如上所述能够减小重叠光学系统的焦距，所以不用说使用与现有的同等大小的电光调制装置的情况，即使在使用比现有的小型的电光调制装置的情况下，也能够缩短第1透镜阵列与第2透镜阵列之间的距离，从而能够实现投影机的小型化。
在本发明的投影机中，优选地上述色分离导光光学系统，具有将来自上述第2透镜阵列的光分离成第1色光和第2色光以及第3色光的第1分色镜、以及将来自上述第1分色镜的第2色光和第3色光分离成第2色光和第3色光的第2分色镜；作为上述多个电光调制装置，具备分别调制上述第1～第3色光的第1～第3电光调制装置，作为上述第2重叠透镜，具有配置在上述第1分色镜与上述第2分色镜之间的第1凸透镜、以及配置在上述第1分色镜与上述第1电光调制装置之间的第2凸透镜。
由于通过这样地构成能够在空间比较富余的部位配置第1凸透镜和第2凸透镜，所以不会使色分离导光光学系统很大程度地大型化。因此，能够有效地缩短重叠光学系统的焦距，从而能够使上述的放大率变小。
在本发明的投影机中，优选地上述第1凸透镜和上述第2凸透镜是具有相同的焦距的凸透镜。
由于通过这样地构成使得作为第1凸透镜和第2凸透镜可以使用相同的凸透镜，所以能够实现投影机的制造成本的降低。
在本发明的投影机中，优选地在上述第1凸透镜和上述第2凸透镜之中，配置在波长相对长的色光所通过的光路上的凸透镜的曲率半径，比配置在波长相对短的色光所通过的光路上的凸透镜的曲率半径小。
通常，透镜的折射率存在波长分散特性，波长相对长的光的折射率比波长相对短的光的折射率更小。因此，由于波长相对长的光比波长相对短的光不易折射，因此当将第1凸透镜和第2凸透镜的曲率半径设定成相同时，则波长相对长的光入射时与波长相对短的光入射时所形成的被照明区域的大小不同。
但是，由于通过上述那样地构成而使得波长相对长的光与波长相对短的光相比通过了曲率半径小的凸透镜，所以折射的难度被补偿，从而能够使波长相对长的光入射时与波长相对短的光入射时所形成的被照明区域的大小相同。
因此，在与各色光对应的每一个电光调制装置中都能够形成相同大小的被照明区域，从而每种色光的照明状态变为均匀而减少了色不均匀，从而提高了色再现性。
本发明特别是在应用于作为上述第1透镜阵列和第2透镜阵列使用第1透镜阵列和第2透镜阵列被一体成形的透镜阵列单元的投影机的情况下具有效果。
第1透镜阵列和第2透镜阵列被一体成形的透镜阵列单元，通常利用对玻璃进行压接成形来制造。在这种情况下，由于当第1透镜阵列与第2透镜阵列之间的距离长时则透镜阵列单元的厚度就要变厚，所以存在制造时发生破碎或缺欠的可能。此外，当透镜阵列单元的厚度变厚时，透镜阵列单元的重量就会增加，从而材料费用就会增加。
与此相对，按照本发明的投影机，如上所述，由于能够减小重叠光学系统的焦距，所以不用说使用与现有的同等大小的电光调制装置的情况，即使在使用比现有的更为小型的电光调制装置的情况下，也能够减小第2小透镜(以及第1小透镜)的焦距。因此，能够缩短第1透镜阵列与第2透镜阵列之间的距离，从而能够容易地制造第1透镜阵列和第2透镜阵列被一体成形的薄型的透镜阵列单元。此外，由于能够在投影机中使用薄型的透镜阵列单元，所以能够实现投影机的小型化，并且还能够实现透镜阵列单元的轻量化，从而能够削减材料费用。进而，在配置各种光学部件时，不需要进行第1透镜阵列和第2透镜阵列的位置对准，并且在配置了各种光学部件之后能够抑制第1透镜阵列和第2透镜阵列的位置精度的劣化。
本发明，特别是在应用于作为上述第1透镜阵列和上述第2透镜阵列使用在上述第1透镜阵列与上述第2透镜阵列之间具有用于将来自上述第1透镜阵列的光导向上述第2透镜阵列的透光部件、并且上述第1透镜阵列和上述第2透镜阵列以上述透光部件介于中间而被接合的透镜阵列单元的投影机的情况下具有效果。
为了使投影机小型化，即使对于上述那样的透镜阵列单元，为了使透镜阵列单元轻量化和材料费用的削减，也有要使透光部件变薄的要求。
在这种情况下，按照本发明的投影机，如上所述，由于能够减小重叠光学系统的焦距，所以不用说使用与现有的同等大小的电光调制装置的情况，即使在使用比现有的小型的电光调制装置的情况下，也能够减小第2小透镜(以及第1小透镜)的焦距。因此，能够缩短第1透镜阵列与第2透镜阵列之间的距离，从而能够容易地制造将透光部件变薄的透镜阵列单元。此外，由于能够在投影机中使用薄型的透镜阵列单元，所以能够实现投影机的小型化，并且能够实现透镜单元的轻量化而能够削减材料费用。进而，在配置各种光学部件时，由于通过之前在将第1透镜阵列和第2透镜阵列位置对准的基础上预先与透光部件接合，使得只调整具有该第1透镜阵列和第2透镜阵列的透镜阵列单元与其它光学部件的位置即可，所以能够容易地进行包括该透镜阵列单元的各种光学部件的位置对准操作，并且在配置了各种光学部件之后还能够抑制第1透镜阵列和第2透镜阵列的位置精度的劣化。
在上述的本发明的投影机中，优选地上述透光部件具有与上述第1透镜阵列和第2透镜阵列大致相等的折射率。
进而，优选地用于将上述第1透镜阵列与透光部件、以及透光部件与上述第2透镜阵列分别接合的粘接剂也具有与上述第1透镜阵列和第2透镜阵列大致相等的折射率。
由于通过这样地构成能够进一步抑制第1透镜阵列和第2透镜阵列中的每一者与透光部件的界面上的光的反射等，所以能够进一步地减小由不理想的反射所产生的光量损耗。
此外，在上述的本发明的投影机中，优选地上述透光部件具有与上述第1透镜阵列和上述第2透镜阵列大致相等的线膨胀系数。
由于通过这样地构成能够抑制伴随投影机使用的温度变化而产生热应力，所以能够抑制第1透镜阵列和第2透镜阵列与透光部件的接合部分的损伤。
由此，在上述的本发明的投影机中，优选地上述透光部件由与上述第1透镜阵列和上述第2透镜阵相同的基材构成。
在本发明的投影机中，优选地上述光源装置具有：椭圆面反射器；在上述椭圆面反射器的第1焦点附近具有发光中心的发光管；以即使由上述椭圆面反射器反射的会聚光变为大致平行光的平行化透镜。
由于通过这样地构成能够从光源装置射出比椭圆面反射器的大小更小的平行光束，所以能够实现投影机的小型化。
在本发明的投影机中，优选地在上述发光管上设置使从上述发光管向被照明区域侧射出的光朝向上述椭圆面反射器反射的反射装置。
由于通过这样地构成使得从发光管向被照明区域侧发射的光朝向椭圆面反射器反射，所以不需要将椭圆面反射器的大小设定成将发光管的被照明区域侧的端部覆盖的那样的大小，从而能够实现椭圆面反射器的小型化，而作为结果能够实现投影机的小型化。
在本发明的投影机中，优选地在上述第2透镜阵列与上述第1重叠透镜之间配置有将来自上述光源装置的光调整为1种的线偏振光而射出的偏振变换元件。
通过这样地构成使本发明的投影机特别适合于具备调制偏振光的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。
附图说明
图1是表示实施例1的投影机1000的光学系统的图。
图2是用于说明实施例1的投影机1000的效果的图。
图3是表示实施例2的投影机1002的光学系统的图。
图4是表示实施例3的投影机1004的光学系统的图。
图5是表示实施例4的投影机1006的光学系统的图。
图6是表示实施例5的投影机1008的光学系统的图。
图7是用于说明现有的投影机900的图。
标号说明
110、910-光源装置，112、912-发光管，114-椭圆面反射器，116-辅助反射镜，118-平行化透镜，120、120a、120b、920-第1透镜阵列，121、121a、121b、921-第1小透镜，122、124-透镜阵列单元，126-透光部件，128-粘接剂，130、130a、130b、930-第2透镜阵列，131、131a、131b、931-第2小透镜，140、940-偏振变换元件，150、150a-重叠光学系统，160-第1重叠透镜，160a、950-重叠透镜，170、170a-第2重叠透镜，172、172a-第1凸透镜，174、174a-第2凸透镜，200-色分离导光光学系统，210、220-分色镜，230、240、250-反射镜，260、270-中继透镜，280R、280G、280B-场透镜，400R、400G、400B-电光调制装置，500-十字分色棱镜，600-投影光学系统，900、1000、1002、1004、1006、1008-投影机，902-照明装置，914-抛物面反射器，f1-第2小透镜的焦距，f2-重叠透镜的焦距，f3-作为重叠光学系统的焦距，SCR-屏幕。
具体实施方式
下面，根据附图所示的实施例对本发明的投影机进行说明。
实施例1.
图1是表示实施例1的投影机1000的光学系统的图。
另外，在以下的说明中，设相互正交的3个方向分别为z轴方向(图1中的光源光轴110ax方向)、x轴方向(与图1中的纸面平行且与z轴正交的方向)和y轴方向(与图1中的纸面垂直且与z轴正交的方向)。
实施例1的投影机1000，具备：射出大致平行的照明光束的光源装置110；具有将来自光源装置110的照明光束分割成多个部分光束的多个第1小透镜121的第1透镜阵列120；具有与多个第1小透镜121对应的多个第2小透镜131的第2透镜阵列130；将来自光源装置110的照明光束调整为1种的线偏振光而射出的偏振变换元件140；具有使来自偏振变换元件140的各个部分光束在被照明区域上重叠的第1重叠透镜160和第2重叠透镜170的重叠光学系统150；将来自重叠光学系统150的第1重叠透镜160的光分离成3种色光而向被照明区域引导的色分离导光光学系统200；根据图像信息对由色分离导光光学系统200分离的3种色光中的每一者进行调制的3个电光调制装置400R、400G、400B；作为对由电光调制装置400R、400G、400B调制的色光进行合成的色合成光学系统的十字分色棱镜500；以及向屏幕SCR等的投影面上投影由十字分色棱镜500合成的光的投影光学系统600。
如图1所示，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；以及使由椭圆面反射器114反射的会聚光变为大致平行光的平行化透镜118。在发光管112上设置有使从发光管112向被照明区域侧射出的光朝向椭圆面反射器114反射的反射装置的辅助反射镜116。
第1透镜阵列120具有从z轴方向看具有大致矩形形状的轮廓的第1小透镜121排列在与z轴垂直的面内的结构。各个第1小透镜121将从光源装置110射出的光束分割成多个部分光束。各个第1小透镜121的轮廓形状被设定为与电光调制装置400R、400G、400B的图像形成区域的形状大致相似的形状。例如，如果电光调制装置400R、400G、400B的图像形成区域的横纵比(横与纵的尺寸的比率)是4∶3，则各个小透镜121的横纵比也设定为4∶3。
第2透镜阵列130具有与第1透镜阵列120大致同样的结构，其具有在与z轴垂直的面内排列了第2小透镜131的结构。该第2透镜阵列130与重叠光学系统150一起，具有在电光调制装置400R、400G、400B上使第1透镜阵列120的各个第1小透镜121的像成像的功能。
重叠光学系统150，具有配置在第2透镜阵列130与色分离导光光学系统200的第1分色镜210之间的第1重叠透镜160；以及配置在色分离导光光学系统200中的具有凸透镜的第2重叠透镜170。第2重叠透镜170，具有配置在第1分色镜210与第2分色镜220之间的第1凸透镜172、以及配置在第1分色镜210与第1电光调制装置400R(反射镜230)之间的第2凸透镜174。
色分离导光光学系统200，具有将从第1重叠透镜160射出的照明光束分离成作为第1色光的红色光、作为第2色光的绿色光以及作为第3色光的蓝色光这3种色光并将各自的色光向作为照明对象的第1～第3电光调制装置400R、400G、400B引导的功能。第1分色镜210反射红色光并且使绿色光和蓝色光透过。由第1分色镜210反射的红色光通过了第2凸透镜174，并再次被反射镜230反射，从而通过了场透镜280R来对红色光用的第1电光调制装置400R进行照明。
场透镜280R，使来自重叠光学系统150的多个部分光束分别照明红色光用的电光调制装置400R地进行聚光。通常，各个部分光束被设定为各自成为大致平行的光束。配置在其它第2电光调制装置400G和第3电光调制装置400B之前的场透镜280G、280B也与场透镜280R同样地构成。
通过了第1分色镜210的绿色光和蓝色光将通过第1凸透镜172。然后，通过了第1凸透镜172的绿色被第2分色镜220反射，从而通过场透镜280G照明绿色光用的第2电光调制装置400G。另一方面，通过了第1凸透镜172的蓝色光则透过第2分色镜220，并通过中继透镜260、入射侧的反射镜240、中继透镜270、射出侧的反射镜250以及场透镜280B来照明蓝色光用的第3电光调制装置400B。另外，之所以对蓝色光使用中继透镜260、270和反射镜240、250，是由于蓝色光的光路的长度比其它色光的光路长度更长，因而要防止光的利用效率因光的发散等而降低的缘故。即，为了使入射到中继透镜260的部分光原样地传达给场透镜280B。另外，虽然采用了使3种色光之中的蓝色光通过中继透镜260、270和反射镜240、250的结构，但也可以采用使红色光等其它的色光通过的结构。
第1～第3电光调制装置400R、400G、400B，是根据图像信息调制入射的照明光束的电光调制装置，其成为光源装置110的照明对象。另外，图示虽然省略了，但在色分离导光光学系统200与各个电光调制装置400R、400G、400B之间分别中介配置有入射侧偏振板，在各个电光调制装置400R、400G、400B与十字分色棱镜500之间分别中介配置有射出侧偏振板。并且，利用入射侧偏振板、电光调制装置400R、400G、400B以及射出侧偏振板进行入射的各色光的光调制。
第1～第3电光调制装置400R、400G、400B是将作为电光物质的液晶封入到一对透明的玻璃基板内的电光调制装置，例如，将多晶硅TFT作为开关元件，根据所给予的图像信息调制从入射侧偏振板射出的1种的线偏振光的偏振方向。
十字分色棱镜500是将以每种从射出侧偏振板射出的色光的方式被调制的光学像合成以形成彩色图像的光学元件。该十字分色棱镜500呈现将4个直角棱镜粘合的平面看大致正方形形状，在将直角棱镜彼此粘合的大致X形状的界面上形成有电介质多层膜。在大致X形状的一方的界面上形成的电介质叠层膜是反射红色光的膜，在另一方的界面上形成的电介质叠层膜是反射蓝色光的膜，通过利用这些电介质叠层膜反射红色光和蓝色光并调整绿色光的行进方向来合成3种色光。
从十字分色棱镜500射出的彩色图像利用投影光学系统600进行放大投影而在屏幕SCR上形成大画面图像。
图2是用于说明实施例1的投影机1000的效果的图。图2(a)是表示比较例的投影机1000a中的第1透镜阵列120的焦距与重叠透镜160a的焦距的关系的图，图2(b)是表示比较例的投影机1000a中的重叠透镜160a的焦距的图，图2(c)是表示实施例1的投影机1000中的重叠光学系统150的焦距的图。但是，在图2(a)～图2(c)中，为了使说明简单，对于红色光、绿色光和蓝色光之中的绿色光的光路进行图示并且对配置在绿色光的光路内的场透镜280G和电光调制装置400G进行图示，而省略了第2分色镜220的图示。
实施例1的投影机1000，如上所述，是作为重叠光学系统150具有配置在第2透镜阵列130与色分离导光光学系统200之间的第1重叠透镜160、以及作为配置在色分离导光光学系统200中的第2重叠透镜170的第1凸透镜172和第2凸透镜174的投影机。
与此相对，比较例的投影机1000a(未图示)是不具备实施例1的投影机1000那样的重叠光学系统150，而只在第2透镜阵列130的后级具备重叠透镜160a的投影机。
相对于在比较例的投影机1000a中，如图2(a)和图2(b)所示，重叠透镜160a的焦距f2是比较大的焦距，而在实施例1的投影机1000中，如图2(c)所示，利用第1凸透镜172的作用能够使作为重叠光学系统150的焦距f3成为小的焦距。
即，按照实施例1的投影机1000，由于在确保色分离导光光学系统200的光路长度的同时，能够不改变第2小透镜131的焦距f1而使重叠光学系统150的焦距f3比现有的投影机的情况小，所以能够使重叠光学系统150的焦距f3相对于第2小透镜131的焦距f1的比(即放大率)变小。其中，如上所述，由于被照明区域的大小是对第1小透镜121的大小乘上重叠光学系统150的焦距f3相对于第2小透镜131的焦距f1的比(＝f3/f3(放大率))的大小，所以由于无须减小光源装置110和色分离导光光学系统200的尺寸而能够减小对于第1小透镜121的大小的被照明区域的大小，所以能够使用小型的电光调制装置，从而能够提供低成本化容易的投影机。
此外，按照实施例1的投影机1000，如上所述，由于能够减小重叠光学系统150的焦距f3，所以不用说在使用与现有的同等大小的电光调制装置的情况下，即使在使用比现有的小型的电光调制装置的情况下，也能够减小第2透镜阵列131(以及第1透镜阵列121)的焦距f1。因此，能够减小第1透镜阵列120和第2透镜阵列130之间的距离，从而能够实现投影机的小型化。
在实施例1的投影机1000中，色分离导光光学系统200具有第1分色镜210和第2分色镜220。此外，实施例1的投影机1000具备上述的第1～第3电光调制装置400R、400G、400B，作为第2重叠透镜170具有第1凸透镜172和第2凸透镜174。
因此，在实施例1的投影机1000中，由于能够在空间比较富余的部位配置第1凸透镜172和第2凸透镜174，所以不会使色分离导光光学系统200很大程度地大型化。因此，能够有效地缩短重叠光学系统150的焦距，从而能够减小上述的放大率。
在实施例1的投影机1000中，第1凸透镜172和第2凸透镜174是具有相同的焦距的凸透镜。
因此，在实施例1的投影机1000中，由于作为第1凸透镜172和第2凸透镜174能够使用相同的凸透镜，所以能够实现投影机的制造成本的降低。
在实施例1的投影机1000中，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；以及使由椭圆面反射器114反射的会聚光变为大致平行光的平行化透镜118。
因此，在实施例1的投影机1000中，由于可以从光源装置110射出比椭圆面反射器114的大小更小的平行光束，所以能够实现投影机的小型化。
在实施例1在投影机1000中，在发光管112上设置有作为使从发光管112向被照明区域侧射出的光朝向椭圆面反射器114反射的反射装置的辅助反射镜116。
因此，在实施例1的投影机1000中，由于从发光管112向被照明区域侧发射的光朝向椭圆面反射器114反射，所以不需要将椭圆面反射器114的大小设定成覆盖发光管112的被照明区域侧端部那样的大小，从而能够实现椭圆面反射器的小型化，作为结果能够实现投影机的小型化。
在实施例1的投影机1000中，在第2透镜阵列130与第1重叠透镜160之间配置有将来自光源装置110的光调整为1种的线偏振光而射出的偏振变换元件140。
因此，实施例1在投影机1000，成为特别适合于具备使用液晶面板的电光调制装置的投影机。
实施例2.
图3是表示实施例2的投影机1002的光学系统的图。
实施例2的投影机1002，如图3所示，虽然与实施例1的投影机1000基本上具有同样的结构，但对于色分离导光光学系统200的从光源装置110到第1重叠透镜160的位置关系与实施例1的投影机1000的情况有所不同。
这样，实施例2的投影机1002与实施例1的投影机1000，虽然对于色分离导光光学系统的从光源装置到第1重叠透镜的位置关系不同，但与实施例1的投影机1000的情况同样，能够在确保色分离导光光学系统200的光路长度的同时，不改变第2小透镜131的焦距地将重叠光学系统150的焦距减小得比现有的投影机的情况更小。其结果，由于不减小光源装置110和色分离导光光学系统200的尺寸而能够减小对于第1小透镜121的大小的被照明区域的大小，所以能够使用小型的电光调制装置，从而能够提供低成本化容易的投影机。
此外，按照实施例2的投影机1002，如上所述，由于能够减小重叠光学系统150的焦距，所以不用说在使用与现有的同等大小的电光调制装置的情况，即使在使用比现有的小型的电光调制装置的情况下，也能够减小第2小透镜121(以及第1小透镜)的焦距。因此，能够缩短第1透镜阵列120与第2透镜阵列130之间的距离，从而能够实现投影机的小型化。
实施例3.
图4是表示实施例3的投影机1004的光学系统的图。
实施例3的投影机1004，如图4所示，虽然与实施例1的投影机1000基本上具有同样的结构，但第1透镜阵列和第2透镜阵列的结构与实施例1的投影机1000的情况有所不同。
即，在实施例3的投影机1004中，如图4所示，使用第1透镜阵列120a和第2透镜阵列130a被一体成形的透镜阵列单元122。
第1透镜阵列120a和第2透镜阵列130a被一体成形的透镜阵列单元122，通常利用对玻璃进行压接成形来进行制造。在这种情况下，由于当第1透镜阵列120a与第2透镜阵列130a之间的距离长时则透镜阵列单元122的厚度变厚，所以存在制造时发生破碎或缺欠的可能。此外，当透镜阵列单元122的厚度变厚时，透镜阵列单元122的重量就要增加，材料费用就增加。
与此相对，按照实施例3的投影机1004，与实施例1的投影机1000的情况同样，由于能够减小重叠光学系统150的焦距，所以不用说使用与现有的同等大小的电光调制装置的情况，即使在使用比现有的更小型的电光调制装置的情况下，也能够减小第2小透镜131a(以及第1小透镜121a)的焦距。因此，能够缩短第1透镜阵列120a与第2透镜阵列130a之间的距离，从而能够容易地制造第1透镜阵列120a和第2透镜阵列130a被一体成形的薄型的透镜阵列单元122。此外，由于能够在投影机1004中使用薄型的透镜阵列单元122，所以能够实现投影机1004的小型化，并且能够实现透镜阵列单元122的轻量化，从而能够削减材料费用。进而，在配置各种光学部件时，不需要进行第1透镜阵列120a与第2透镜阵列130a的位置对准，并且在配置了各种光学部件之后还能够抑制第1透镜阵列120a与第2透镜阵列130a的位置精度的劣化。
实施例4.
图5是表示实施例4的投影机1006的光学系统的图。
实施例4的投影机1006，如图5所示，虽然与实施例1的投影机1000基本上具有同样的结构，但第1透镜阵列和第2透镜阵列的结构与实施例1的投影机1000的情况有所不同。
即，在实施例4的投影机1006中，如图5所示，使用在第1透镜阵列120b与第2透镜阵列130b之间具有用于将来自第1透镜阵列120b的光向第2透镜阵列130b引导的透光部件126，并且第1透镜阵列120b和第2透镜阵列130b隔着透光部件126被接合的透镜阵列单元124。
为了使投影机小型化，对于隔着透光部件将上述那样的第1透镜阵列120b和第2透镜阵列130b接合的透镜阵列单元124，为了透镜阵列单元124的轻量化和材料费用的削减，也有要使透光部件126变薄的要求。
在这种情况下，按照实施例4的投影机1006，与实施例1的投影机1000的情况同样，由于能够减小重叠光学系统150的焦距，所以不用说使用与现有的同等大小的电光调制装置的情况，即使在使用比现有的更小型的电光调制装置的情况下，也能够减小第2小透镜131b(以及第1小透镜121b)的焦距。因此，能够缩短第1透镜阵列120b与第2透镜阵列130b之间的距离，从而能够容易地制造使透光部件126变薄的透镜阵列单元124。此外，由于能够在投影机1006中使用薄型的透镜阵列单元124，所以能够实现投影机1006的小型化，并且还能够实现透镜阵列单元124的轻量化，从而能够削减材料费用。进而，在配置各种光学部件时，由于通过之前在使第1透镜阵列120b和第2透镜阵列130b位置对准的基础上与透光部件126接合，只要调整具有该第1透镜阵列120b和第2透镜阵列130b的透镜阵列单元124与其它光学部件的位置即可，所以能够容易地进行包括该透镜阵列单元124的各种光学部件的位置对准操作，并且在配置了各种光学部件之后还能够抑制第1透镜阵列120b与第2透镜阵列130b的位置精度的劣化。
在实施例4的投影机1006中，透光部件126由与第1透镜阵列120b和第2透镜阵列130b相同的基材构成。
即，在实施例4的投影机1006中，透光部件126具有与第1透镜阵列120b和第2透镜阵列130b相等的折射率。此外，用于将第1透镜阵列120b和透光部件126以及透光部件126和第2透镜阵列130b接合的粘接剂128也具有与第1透镜阵列120b和第2透镜阵列130b大致相等的折射率。
因此，按照实施例4的投影机1006，由于能够进一步抑制第1透镜阵列120b和第2透镜阵列130b中的每一者与透光部件126的界面上的光的反射，所以能够进一步降低由这样的不想要的反射等产生的光量损耗。
此外，在实施例4的投影机1006中，透光部件126具有与第1透镜阵列120b和第2透镜阵列130b相等的线膨胀系数。
因此，按照实施例4的投影机1006，由于能够抑制伴随使用投影机所产生的温度变化而产生热应力，所以能够抑制第1透镜阵列120b和第2透镜阵列130b与透光部件126的接合部分的损伤。
实施例5.
图6是表示实施例5的投影机1008的光学系统的图。
实施例5的投影机1008，如图6所示，虽然与实施例1的投影机1000基本上具有同样的结构，但重叠光学系统的结构与实施例1的投影机1000的情况有所不同。
即，相对于实施例1的投影机1000，作为重叠光学系统150，第1凸透镜172和第2凸透镜174是具有相同的焦距的凸透镜，而实施例5的投影机1008，作为重叠光学系统150a，第1凸透镜172a和第2凸透镜174a是具有不同焦距的凸透镜。在第1凸透镜172a和第2凸透镜174a之中，配置在波长相对长的色光(即，红色光)所通过的光路上的第2凸透镜174a的曲率半径，比配置在波长相对短的色光(即蓝色光)所通过的光路上的第1凸透镜172a的曲率半径小。
通常，透镜的折射率存在波长分散特性，波长相对长的光的折射率比波长相对短的光的折射率小。因此，由于波长相对长的光与波长相对短的光相比不易进行折射，所以当将第1凸透镜和第2凸透镜的曲率半径设定成相同时，则在波长相对长的光入射时与波长相对短的光入射时所形成的被照明区域的大小不同。
但是，按照实施例5的投影机1008，由于使红色光通过曲率半径小的第2凸透镜174a，所以折射的难度被补偿，从而能够使在波长相对长的光入射时与波长相对短的光入射时所形成的被照明区域的大小相同。
因此，对于与各色光对应的每个电光调制装置400R、400G、400B形成了相同大小的被照明区域，从而每种色光的照明状态变为均匀，因此减小了色不均匀而色再现性提高了。
以上，根据上述的各个实施例对本发明的投影机进行了说明，但本发明并不限于上述的各个实施例，在不脱离其宗旨的范围内能够以各种方式进行实施，例如，能够进行如下的变形。
(1)上述各个实施例的投影机1000～1008，虽然作为通过第2凸透镜174、174a的色光，以红色光的情况为例进行了说明，但本发明不限于此。作为通过第2凸透镜174、174a的色光也可以是蓝色光。
(2)上述各个实施例的投影机1000～1008虽然是透过型的投影机，但并不限于此。本发明也能够应用于反射型的投影机。其中，所谓“透过型”，是指透过型的电光调制装置等那样的作为光调制装置的电光调制装置是透过光的类型，所谓“反射型”，是指反射型电光调制装置那样的作为光调制装置的电光调制装置是反射光的类型。在将本发明应用于反射型的投影机的情况下，也能够获得与透过型的投影机同样的效果。
(3)上述各个实施例的投影机1000～1008，作为电光调制装置虽然使用的是使用液晶面板的电光调制装置，但本发明并不限于此。作为电光调制装置，通常，只要是根据图像信息调制入射光的装置即可，也可以利用微反射镜型光调制装置等。作为微反射镜型光调制装置，可以使用例如DMD(数字微反射镜器件)(TI公司商标)。
(4)上述各个实施例的投影机1000～1008，作为光源装置110，虽然使用的是具有：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；使由椭圆面反射器114反射的会聚光变为大致平行光的平行化透镜118的光源装置，但本发明并不限于此，也可以优选地使用具有抛物面反射器、以及在抛物面反射器的焦点附近具有发光中心的发光管的光源装置。
(5)除此之外，不用说本发明可以适用于从观察投影图像一侧进行投影的前投影型投影机、以及从与观察投影图像一侧相反的一侧进行投影的背投影型投影机。

Claims (9)

1.一种投影机，其特征在于，具备：
射出大致平行的照明光束的光源装置；
具有将来自上述光源装置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；
使来自上述第2透镜阵列的各个部分光束在被照明区域上重叠的重叠光学系统；
将来自上述第2透镜阵列的光分离成多种色光并导向被照明区域的色分离导光光学系统；
根据图像信息对由上述色分离导光光学系统分离的多种色光中的每一者进行调制的多个电光调制装置；
对由上述多个电光调制装置调制的色光进行合成的色合成光学系统；以及
投影由上述色合成光学系统合成的图像光的投影光学系统；
其中，上述重叠光学系统，具有配置在上述第2透镜阵列与上述色分离导光光学系统之间的第1重叠透镜、以及配置在上述色分离导光光学系统中的具有凸透镜的第2重叠透镜。
2.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于：
上述色分离导光光学系统，具有将来自上述第2透镜阵列的光分离成第1色光与第2色光及第3色光的第1分色镜、以及将来自上述第1分色镜的第2色光及第3色光分离成第2色光与第3色光的第2分色镜；
作为上述多个电光调制装置，具备分别调制上述第1～第3色光的第1～第3电光调制装置；
作为上述第2重叠透镜，具有配置在上述第1分色镜与上述第2分色镜之间的第1凸透镜、以及配置在上述第1分色镜与上述第1电光调制装置之间的第2凸透镜。
3.根据权利要求2所述的投影机，其特征在于：
上述第1凸透镜和上述第2凸透镜是具有相同的焦距的凸透镜。
4.根据权利要求2所述的投影机，其特征在于：
在上述第1凸透镜和上述第2凸透镜之中，配置在波长相对长的色光所通过的光路上的凸透镜的曲率半径，比配置在波长相对短的色光所通过的光路上的凸透镜的曲率半径小。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的投影机，其特征在于：
上述第1透镜阵列和上述第2透镜阵列被一体化。
6.根据权利要求1～4中的任意一项所述的投影机，其特征在于：
在上述第1透镜阵列与上述第2透镜阵列之间具有用于将来自上述第1透镜阵列的光导向上述第2透镜阵列的透光部件，上述第1透镜阵列和上述第2透镜阵列以上述透光部件介于中间而被接合。
7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的投影机，其特征在于：
上述光源装置，具有：椭圆面反射器；在上述椭圆面反射器的第1焦点附近具有发光中心的发光管；以及使由上述椭圆面反射器反射的会聚光变为大致平行光的平行化透镜。
8.根据权利要求7所述的投影机，其特征在于：
在上述发光管上设置有使从上述发光管向被照明区域侧射出的光朝向上述椭圆面反射器反射的反射装置。
9.根据权利要求1～8中的任意一项所述的投影机，其特征在于：
在上述第2透镜阵列与上述第1重叠透镜之间配置有将来自上述光源装置的照明光束调整为1种的线偏振光而射出的偏振变换元件。
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