CN1892409B - 光学系统装置、以及具备该装置的投影型图像显示装置 - Google Patents

光学系统装置、以及具备该装置的投影型图像显示装置 Download PDF

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Abstract

一种具备光源(310)、具有与光源(310)发射的光的光轴方向垂直的平面形状的液晶面板(351)～液晶面板(353)、和将显示在液晶面板(351)～液晶面板(353)上的图像放大的投影透镜(120)的光学系统装置，其中，液晶面板(351)～液晶面板(353)配置在所述投影透镜(120)的物面，光源(310)在投影透镜(120)的物面的附近与物面平行的平面上、将位于光轴部分的周边的周边部分照射得比光轴通过的光轴部分亮。从而，提供一种既可以抑制投影透镜的成本、又可以容易地使投影在屏幕等上的图像的照度分布均匀的光学系统装置，以及具备该光学系统装置的投影型图像显示装置。

Description

光学系统装置、以及具备该装置的投影型图像显示装置
技术领域
本发明涉及一种具备光源、和具有与光源发射的光的光轴方向垂直的平面形状的光调制元件(液晶面板)的光学系统装置，以及具备该光学系统装置的投影型图像显示装置。
背景技术
以往，一般广为公知的有，具备将显示在液晶面板或DMD等的光调制元件上的图像放大并投影在屏幕等的投影透镜的投影型图像显示装置(投影机或投影电视机)。
一般来说，对投影透镜的光利用效率而言，投影透镜上周边部分比光轴通过部分(以下称为光轴部分)差。由此，存在着投影到屏幕上的图像(投影像)的周边部分变暗(所谓的周边光量产生遗漏)的弊端。因而，为了使投影到屏幕等的图像(投影像)的照度分布均匀而提出了各种方法。
作为这些方法的一例，列举出了将多个凸透镜和凹透镜组合构成投影透镜组，通过投影透镜组将显示在光调制元件上的图像放大，而使投影在屏幕等上的图像的照度分布均匀的方法(例如，专利文献1)。
另外，也考虑过为了避开利用光利用效率较差的投影透镜的周边部分，而利用大口径的投影透镜来增大像圈(image circle)的方法。
但是，在上述的现有方法中，必须或以满足规定的必要条件组合多个透镜构成投影透镜组、或利用大口径的投影透镜。也就是，存在着构成投影透镜组复杂或投影透镜成本较高这样的问题。
专利文献1：特开2000-147377号公报(权利要求项1，段落【0017】，图2等)
发明内容
因而，本发明正是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种既可以抑制投影透镜的成本、又可以容易地使投影在屏幕等上的图像的照度分布均匀的光学系统装置、以及具备该光学系统装置的投影型图像显示装置。
本发明的第1特征的主旨在于，一种具备光源(光源310)、光调制元件(液晶面板351～液晶面板353)、和将显示在所述光调制元件上的图像放大的投影透镜(投影透镜120)的光学系统装置，其中，所述光调制元件配置在所述投影透镜的物面的附近，所述光源在所述投影透镜的所述物面的附近、与所述物面平行的平面上，将位于所述光轴部分的周边的周边部分照射得比所述光轴通过的光轴部分亮。
根据上述特征，通过光源在与投影透镜的物面平行的平面上将周边部分照射得比光轴部分亮，从而不用大口径的投影透镜就能够使投影在屏幕等的图像(投影像)的照度分布均一。另外，不用使投影透镜组的构成复杂化，就能够容易地使投影在屏幕等的图像的照度分布均一。
还有，必须注意本说明书中描述的光是最终到达屏幕的光，即投影在屏幕的有效光.
本发明的第2特征的主旨在于，在本发明的第1特征中，光学系统装置具备：配置在所述光源发射的光入射到所述光调制元件侧、或所述光源发射的光从所述光调制元件出射侧的透射滤光器(光透過フイルタ)(透射滤光器361)，所述透射滤光器具有：光轴通过部分即滤光器光轴部分(滤光器光轴部分361a)和位于所述滤光器光轴部分的周边的部分即滤光器周边部分(滤光器周边部分361b)，所述滤光器周边部分的透过率比所述滤光器光轴部分的透过率高。
本发明的第3特征的主旨在于，本发明的第1特征中，光学系统装置具备：配置在所述光源的所述光调制元件侧、具有沿所述光轴方向延伸的形状的锥形柱(锥形柱381a～锥形柱383a)，和配置在所述锥形柱的所述光调制元件侧、具有沿所述光轴方向延伸的形状的导光部件(导光部件381b～导光部件383b)，所述锥形柱具有从所述光源朝所述导光部件逐渐扩展的形状，所述导光部件使通过所述锥形柱的光在所述导光部件的侧面反射而引导到所述光调制元件侧。
本发明的第4特征的主旨在于，本发明的第3特征中所述导光部件由透明介质形成。
本发明的第5特征的主旨在于，本发明的第3特征中所述导光部件具有：所述导光部件的内壁由镜子构成的筒状的形状。
本发明的第6特征的主旨在于，本发明的第3特征中所述导光部件的长度比所述锥形柱的长度短。
本发明的第7特征的主旨在于，投影型图像显示装置具备：本发明的第1特征乃至第6特征的任一项所述的光学系统装置。
根据本发明，能够提供一种既可以抑制投影透镜的成本、又可以容易地使投影在屏幕等上的图像的照度分布均一的光学系统装置，以及具备该光学系统装置的投影型图像显示装置。
附图说明
图1是表示有关本发明的第1实施方式的投影型图像显示装置100的图。
图2是表示有关本发明的第1实施方式的光学系统装置300的图。
图3是表示有关本发明的第1实施方式的透射滤光器361的图。
图4是表示有关本发明的第2实施方式的光学系统装置300的图。
图5是表示有关本发明的第2实施方式的锥形柱381a以及导光部件381b的图。
图6是表示有关本发明的第3实施方式的光学系统装置300的图。
图7是表示有关本发明的第4实施方式的光学系统装置300的图。
图8是表示有关本发明的第5实施方式的光学系统装置300的图。
图9是表示有关本发明的第2实施方式的评价结果的图。
图10是用于对根据导光部件的长度而周边光量比超过100％的机理进行说明的图。(其1)
图11是用于对根据导光部件的长度而周边光量比超过100％的机理进行说明的图。(其2)
图12是用于对根据导光部件的长度而周边光量比超过100％的机理进行说明的图。(其3)
图13是用于对根据导光部件的长度而周边光量比超过100％的机理进行说明的图。(其4)
图14是用于对与波长(色)对应的周边光量比的不同进行说明的图。
图中：100-投影型图像显示装置，110-主体部，120-投影透镜，200-屏幕，300-光学系统装置，310-光源，311-高压水银灯，311a～311c-LED，312-反射镜，321、322-蝇眼(fly eye)透镜，323-偏振变换元件，324-聚光透镜(condenser lens)，325-镜子，331、332-分色镜(dichroic mirror)，341～343-镜子，351、353-液晶面板，361、363-透射滤光器，361a-滤光器光轴部分，361b-滤光器周边部分，370-色合成部，381a～383a-锥形柱(taper rod)，381b～383b-导光部件，384-折叠式棱镜(folding prism)，384a-反射镜，386a、386b-中继透镜(relay lens)，387-反射镜，388-共同锥形柱，389-色分离棱镜，391-入射端面，392-出射端面，393-入射端面，394-出射端面，396～399-折叠式棱镜，410-光源，411-放电灯，412-反射镜。
具体实施方式
[第1实施方式]
(投影型图像显示装置的结构)
以下，参照附图对有关本发明的第1实施方式的投影型图像显示装置的结构进行说明。图1是表示有关本发明的第1实施方式的投影型图像显示装置100的图。
如图1所示，投影型图像显示装置100是将图像显现在屏幕200上的投影机等。具体而言，投影型图像显示装置100具备：收容高压水银灯或LED等的光源和液晶面板等的光调制元件的主体部110，和将显示在光调制元件上的图像放大的投影透镜120。
还有，在第1实施方式中将投影型图像显示装置100作为投影机进行了说明，但是并非限定于此，也可以是投影电视机。
(光学系统装置的结构)
以下，参照附图对有关本发明的第1实施方式的光学系统装置的结构进行说明。图2是表示有关本发明的第1实施方式的光学系统装置300的图。
如图2所示，光学系统装置300将光源310发射的光照射到液晶面板351～液晶面板353，并且用色合成部370将通过液晶面板351～液晶面板353的光合成而生成图像。另外，光学系统装置300用投影透镜120将生成的图像放大并显示于屏幕200上。
具体而言，光源310具有：发射光的高压水银灯311、和将高压水银灯311发射的光反射的反射镜312。
蝇眼透镜321、蝇眼透镜322以及聚光透镜324使高压水银灯311发射的光均匀，偏振变换元件323使出射的光与偏振方向一致。另外，镜子325反射通过聚光透镜324的光。
分色镜331透过相当于蓝色的波长的光的同时，反射相当于绿色以及红色的波长的光。同样地，分色镜332透过相当于红色的波长的光的同时，反射相当于绿色的波长的光。
镜子341将透过分色镜331的光(相当于蓝色的波长的光)反射。同样地，镜子342以及镜子343将透过分色镜332的光(相当于红色的波长的光)反射。
液晶面板351具有与光源310发射的光的光轴a方向垂直的平面形状，在显示与蓝色对应的图像的同时，透过相当于蓝色的波长的光。同样地，液晶面板352具有与光源310发射的光的光轴a方向垂直的平面形状，在显示与绿色对应的图像的同时，透过相当于绿色的波长的光。另外，液晶面板353具有与光源310发射的光的光轴a方向垂直的平面形状，在显示与红色对应的图像的同时，透过相当于红色的波长的光。在此，液晶面板351～液晶面板353被配置在投影透镜120的物面。
透射滤光器361被配置在光源310发射的光从液晶面板351出射之侧(即、液晶面板351的色合成部370侧)。同样地，透射滤光器362被配置在光源310发射的光从液晶面板352出射之侧(即、液晶面板352的色合成部370侧)，透射滤光器363被配置在光源310发射的光从液晶面板353出射之侧(即、液晶面板353的色合成部370侧)。还有，透射滤光器361～透射滤光器363的详细情况将后述(参照图3)。
色合成部370将透过液晶面板351～液晶面板353的光进行合成。也即，色合成部370将显示在各液晶面板上的蓝色、绿色以及红色的图像进行合成而生成1幅图像。另外，投影透镜120对色合成部370所生成的图像进行放大投影。
还有，第1实施方式中使透射滤光器361～透射滤光器363配置在光源310发射的光从液晶面板351～液晶面板353出射之侧，但并非限定于此，也可以配置在光源310发射的光入射到液晶面板351～液晶面板353之侧(即、液晶面板351～液晶面板353的光源310侧)。
(透射滤光器的结构)
以下，参照附图对有关本发明的第1实施方式的透射滤光器的结构进行说明。图3是表示有关本发明的第1实施方式的透射滤光器361～透射滤光器363的图。还有，由于透射滤光器361～透射滤光器363具有相同的结构，所以在图3中以透射滤光器361为例进行说明。
如图3所示，透射滤光器361具有：作为光轴a通过部分的滤光器光轴部分361a、和位于滤光器光轴部分361a的周边的部分即滤光器周边部分361b。另外，滤光器周边部分361b的透过率比滤光器光轴部分361a的透过率高。
在此，滤光器光轴部分361a以及滤光器周边部分361b的大小根据投影透镜120的光利用效率来决定。具体而言，滤光器光轴部分361a具有与在像圈范围内光利用效率较高部分对应的大小，滤光器周边部分361b具有与在像圈范围内光利用效率较低的部分对应的大小。
还有，透射滤光器361，优选构成为从通过光轴a的点朝放射方向、与投影透镜120的光利用效率降低对应地使光透过率阶梯状地升高。
这样，光源310发射的光通过透射滤光器361后，在投影透镜120的物面的附近与物面平行的平面中、将位于光轴部分的周边的周边部分照射得比光轴a通过的光轴部分亮。
还有，第1实施方式中所谓“在投影透镜120的物面的附近与物面平行的平面”意味着在光源310发射的光从透射滤光器361出射之侧与物面平行的平面。
另外，必须注意第1实施方式中所述的光是最终到达屏幕的光，即投影到屏幕的有效光。
(作用以及效果)
根据有关本发明的第1实施方式的光学系统装置(或者具备该光学系统装置的投影型图像显示装置)，通过使滤光器周边部分361b的透过率比滤光器光轴部分361a的透过率高的透射滤光器361～透射滤光器363配置在液晶面板351～液晶面板353的附近，光源410能够在投影透镜120的物面的附近与物面平行的平面中、将周边部分照射得比光轴通过的光轴部分亮。也就是，通过透射滤光器361～透射滤光器363与投影透镜120的周边部分的光量遗漏相抵，就能够不用大口径的投影透镜而使投影到屏幕200上的图像(投影像)的照度分布均匀。另外，能够不使投影透镜120的结构复杂而容易地使投影到屏幕200上的图像的照度分布均匀。
[第2实施方式]
(光学系统装置的结构)
以下，参照附图对有关本发明的第2实施方式的光学系统装置的结构进行说明。图4是表示有关本发明的第2实施方式的光学系统装置300的图。还有，图4中对与上述图2相同的构成要素付与相同的符号，主要对与图2的不同点进行说明。
如图4所示，光学系统装置300具有：对各液晶面板照射光的LED(蓝色LED311a、绿色LED311b以及红色LED311c)；具有从LED朝导光部件逐渐扩展的形状的锥形柱(锥形柱381a、锥形柱382a以及锥形柱383a)，和将LED的光引导到液晶面板的导光部件(导光部件381b、导光部件382b以及导光部件383b)。
具体而言，锥形柱381a配置在蓝色LED311a的液晶面板351侧而且具有沿光轴b方向延伸的形状。同样地，锥形柱382a配置在绿色LED311b的液晶面板352侧而且具有沿光轴g方向延伸的形状，锥形柱383a配置在红色LED311c的液晶面板353侧而且具有沿光轴r方向延伸的形状。
导光部件381b配置在锥形柱381a的液晶面板351侧并具有沿光轴b方向延伸的棱柱体状的形状。同样地，导光部件382b配置在锥形柱382a的液晶面板352侧并具有沿光轴g方向延伸的棱柱体状的形状，导光部件383b配置在锥形柱383a的液晶面板353侧并具有沿光轴r方向延伸的棱柱体状的形状。
(锥形柱以及导光部件的结构)
以下，参照附图对有关本发明的第2实施方式的锥形柱以及导光部件的结构进行说明。图5(a)是表示有关本发明的第2实施方式的锥形柱381a～锥形柱383a的图，图5(b)是表示有关本发明的第2实施方式的导光部件381b～导光部件383b的图。还有，由于锥形柱381a～锥形柱383a具有相同的结构，从而在图5(a)中以锥形柱381a为例进行说明。另外，由于导光部件381b～导光部件383b具有相同的结构，从而在图5(b)中以导光部件381b为例进行说明。
如图5(a)所示，锥形柱381a具有从蓝色LED311a朝导光部件381b逐渐扩展的棱柱体状的形状.另外，锥形柱381a在蓝色LED311a的端部具有入射端面391，而在导光部件381b侧的端部具有出射端面392，将蓝色LED311a发射的光从入射端面391导入出射端面392.还有，如上述那样，锥形柱381a具有逐渐扩展的形状，其入射端面391的面积比出射端面392的面积要小.
如图5(b)所示，导光部件381b由玻璃等透明介质形成并具有棱柱体状的形状。另外，导光部件381b在锥形柱381a侧的端部具有入射端面393而在液晶面板351侧的端部具有出射端面394。另外，导光部件381b使蓝色LED311a发射的光在导光部件381b的侧面反射而从入射端面393导入出射端面394。还有，入射端面393以及出射端面394的面积与液晶面板351的显示区域大致相等。
这样，导光部件381b是具有侧面作为反射面的棱柱，并使入射到导光部件381b的各种入射角度的光束重叠。另外，在与锥形柱381a并用的情况下，通过改变导光部件381b的长度，能够使具有期望的强度分布的光从导光部件381输出。
另外，导光部件381b的光轴b方向的长度L2与锥形柱381a的光轴b方向的长度L1之比，优选根据入射端面391与出射端面392的面积比、导光部件的材质以及LED的定向性等适当地进行选择。
还有，必须注意第2实施方式中所述的光是最终到达屏幕的光，即投影到屏幕的有效光。
(作用以及效果)
根据有关本发明的第2实施方式的光学系统装置300(或者投影型图像显示装置100)，通过具有从蓝色LED311a～红色LED311c朝导光部件381b～导光部件383b逐渐扩展的棱柱体状的锥形柱381a～锥形柱383a，使得导光部件381b～导光部件383b内反射的光低分散化。另外，低分散化的光在与光轴垂直的面内产生偏移，在液晶面板351～液晶面板353(在投影透镜120的物面的附近与物面平行的平面)中将周边部分照射得比光轴通过的光轴部分亮。因而，能够不用大口径的投影透镜而使投影在屏幕200的图像(投影像)的照度分布均匀。另外，能够不使投影透镜120的结构复杂而较易地使投影到屏幕200的图像的照度分布均匀。
[第3实施方式]
(光学系统装置的结构)
以下，参照附图对有关本发明的第3实施方式的光学系统装置的结构进行说明。还有，以下主要对与上述第2实施方式不同点进行说明。
具体而言，第2实施方式中绿色LED311b发射的光未经镜子反射而照射液晶面板352，第3实施方式中绿色LED311b发射的光经镜子反射后而照射液晶面板352。
图6是表示有关本发明的第3实施方式的光学系统装置300的图。还有，图6中对与上述图4相同的构成要素付与相同的符号，主要对与图4的不同点进行说明。
如图6所示，光学系统装置300具有：具备反射镜384a的折叠式棱镜384。折叠式棱镜384被安装在锥形柱382a的出射端面392以及导光部件382b的入射端面393，反射镜384a发射绿色LED311b发射的光。
还有，第3实施方式中折叠式棱镜384被安装在锥形柱382a的出射端面392上，但并非限定于此，也可以被配置在导光部件382b的中途。这时，根据通过折叠棱镜384的光程长而使导光部件382b的长度缩短。
另外，在折叠棱镜384与锥形柱382a的出射端面392之间、以及在折叠棱镜384与导光部件382b的入射端面393之间，优选设置空气隙(airgap)。
(作用以及效果)
根据有关本发明的第3实施方式的光学系统装置300(或者投影型图像显示装置100)，通过绿色LED311b发射的光由反射镜384a反射，能够使导光部件382b的光轴g方向的长度缩短，能够将各LED在小空间内配置。
另外，与第2实施方式同样地，能够不采用大口径的投影透镜、或不使投影透镜120的结构复杂，就容易地使投影到屏幕200的图像(投影像)的照度分布均匀。
[第4实施方式]
(光学系统装置的结构)
以下，参照附图对有关本发明的第4实施方式的光学系统装置的结构进行说明。还有，以下主要对与上述第2实施方式的不同点进行说明。
具体而言，第2实施方式中绿色LED311b发射的光未经镜子反射而照射液晶面板352，第4实施方式中绿色LED311b发射的光经镜子反射后照射液晶面板352。
图7是表示有关本发明的第4实施方式的光学系统装置300的图。还有，图7中对与上述图4相同的构成要素付与相同的符号，主要对与图4的不同点进行说明。
如图7所示，光学系统装置300具有反射镜387、和中继透镜(中继透镜386a以及中继透镜386b)。中继透镜386a将绿色LED311b发射的光中继到反射镜387，反射镜387反射由中继透镜386a中继的光。另外，中继透镜386b将由反射镜387反射的光中继到液晶面板352。
(作用以及效果)
根据有关本发明的第4实施方式的光学系统装置300(或者投影型图像显示装置100)，通过绿色LED311b发射的光由反射镜387反射，能够使导光部件382b的光轴g方向的长度缩短。另外，能够将各LED配置在小空间内，能够将LED设计(layout)的自由度提高。
进一步，与第2实施方式同样地，能够不采用大口径的投影透镜、或不使投影透镜120的结构复杂，就容易地使投影到屏幕200的图像(投影像)的照度分布均匀。
[第5实施方式]
(光学系统装置的结构)
以下，参照附图对有关本发明的第5实施方式的光学系统装置的结构进行说明。还有，以下主要对与所述第2实施方式的不同点进行说明。
具体而言，第2实施方式中作为光源设置有蓝色LED311a、绿色LED311b以及红色LED311c，但第5实施方式中作为光源设置有放电灯。
另外，第2实施方式中对每一个LED都设置有锥形柱，但第5实施方式中设置有1个与放电灯对应的锥形柱。
图8是表示有关本发明的第5实施方式的光学系统装置300的图。还有，图8中对与上述图4相同的构成要素付与相同的符号，主要对与图4的不同点进行说明。
如图8所示，光学系统装置具备：具备放电灯411以及反射镜412的光源410；具有沿光轴a方向逐渐扩展的棱柱体状的形状的共同锥形柱388；将光源410(放电灯411)发射的光分离为相当于各色(蓝色、绿色以及红色)的波长的光的色分离棱镜389；和折叠式棱镜396～折叠式棱镜399。
在此，由于相当于绿色的波长的光通过的光程长(即、导光部件382b的光轴方向的长度)、比相当于蓝色以及红色的波长的光通过的光程长(即、导光部件381b以及导光部件383b的光轴方向的长度)要短，使得导光部件382b由具有与导光部件381b以及导光部件383b不同的折射率的介质构成。
(作用以及效果)
根据有关本发明的第5实施方式的光学系统装置300(或者投影型图像显示装置100)，通过设置共同锥形柱388来代替多个锥形柱(锥形柱381a～锥形柱383a)，能够谋求节省空间。另外，作为光源410能够利用亮度以及通用性优异的白色光源。
进一步，与第2实施方式同样地，能够不采用大口径的投影透镜、或不使投影透镜120的结构复杂，就容易地使投影到屏幕200的图像(投影像)的照度分布均匀。
[评价结果]
以下，参照附图对有关本发明的第2实施方式～第5实施方式的评价结果进行说明。图9是表示有关本发明的第2实施方式的评价结果的图。图9中，将投影透镜120的物面中光轴通过的光轴部分的光量与位于光轴部分的周边的周边部分的光量之比(周边光量比)设定为纵轴，将导光部件的长度L2设定为横轴。还有，本评价中，根据投影透镜120的焦距与有效径(按照F数)，仅对有效取到投影透镜120的光进行处理。
另外，本评价中，锥形柱(锥形柱381a～锥形柱383a)的长度L1是100mm，入射端面391与出射端面392的面积比是15.5，导光部件(导光部件381b～导光部件383b)的材质是BK7，各LED(蓝色LED311a～红色LED311c)定向性优于完全扩散状态(ランバ一シアン、lambertian)(半幅值52°)。
如图9所示，本评价中，当导光部件的长度L2在20mm～100mm的范围内时，周边光量比超过了100％(即、周边部分比光轴部分要亮)。另外，当导光部件的长度L2在160mm～215mm的范围内时，周边光量比超过了100％。
因而，通过将导光部件的长度L2设定在20mm～100mm的范围内或160mm～215mm的范围内，可以将投影透镜120的周边光量遗漏相抵，从而能够使投影在屏幕200上的图像(投影像)的照度分布均匀。
还有，按照锥形柱的长度L1、入射端面391和出射端面392的面积比、导光部件的材质以及LED的定向性等，导光部件的长度L2的最佳范围当然也不同。
(周边光量比超过100％的机理)
以下，参照附图对按照导光部件的长度而周边光量比超过100％的机理示意地进行说明。图10～图13，是用于对随着导光部件的长度而周边光量比超过100％的机理进行说明的图。
首先，不考虑锥形柱内进行反射的反射光，参照图10以及图11对导光部件内所导引的光进行说明。如图10所示，导光部件内所导引的光包括：导光部件内不反射的直进光(直进光1～直进光3等)、和导光部件内进行反射的反射光(反射光1～反射光4等)。
接着，如图11所示那样，导光部件内存在着仅有直进光的区域(空白部分)、和直进光与反射光重叠的区域(斜线部分以及网状部分)。另外，直进光与反射光重叠的区域(斜线部分以及网状部分)的光量、比仅有直进光的区域(空白部分)的光量多。
因而，在不考虑锥形柱内进行反射的反射光的情况下，若导光部件的长度为阈值Ltho以下则周边光量比(周边部分/中心部分)超过100％。还有，在以不考虑锥形柱内进行反射的反射光的方式进行考察的情况下，所谓阈值Ltho是指从导光部件的入射面到在入射面的外缘进行反射的反射光的交点的长度。
还有，必须注意图11～图13中仅对通过光点a0的光进行考察。还有，必须注意图11～图13中仅记载了对通过光点a0的光之中相对光轴角度最大的光进行表示的线。
接着，仅注视锥形柱内进行反射的反射光，参照图12以及图13对导光部件内所导引的光进行说明。还有，图12以及图13中，反射面中进行反射的光按照欧几里德(Eukleidés)的光的反射法则以和入射角相等的出射角进行反射，另外，为了简化说明，仅对通过锥形柱的入射面的中心(后述的光点a0)的光进行考察。
如图12所示，通过光点a0而且在锥形柱内只进行1次反射的反射光(在侧面Lx进行反射的反射光)，可以认为是从光点a0相对于锥形柱的侧面(Lx)的延长线的线对称的位置(光点a1)射出的直进光。
在注视锥形柱内仅进行1次反射的反射光的情况下，与上述图11同样地，在导光部件内存在仅有直进光的区域(空白部分)、和直进光与反射光重叠的区域(斜线部分以及网状部分)。
因而，在只注视锥形柱内仅进行1次反射的反射光的情况下，如果导光部件的长度为阈值Lth1以下，则周边光量比(周边部分/中心部分)超过100％。还有，在只对锥形柱内仅进行1次反射的反射光进行考察的情况下，所谓阈值Lth1是指从导光部件的入射面到由入射面的外缘进行反射的反射光的交点为止的长度。
同样地，如图13所示，通过光点a0而且在锥形柱内只进行1次反射的反射光(在侧面Ly进行反射的反射光)，可以认为是从光点a0相对于锥形柱的侧面(Ly)的延长线的线对称的位置(光点a’1)射出的直进光。另外，通过光点a0而且在锥形柱内只进行两次反射的反射光(在侧面Ly以及侧面Lx进行反射的反射光)，可以认为是从光点a’1相对于锥形柱的侧面的延长线(Lx)的线对称的位置(光点a2)射出的直进光。
在只注视锥形柱内仅进行两次反射的反射光的情况下，与上述图11同样地，导光部件内存在仅有直进光的区域(空白部分)、和直进光与反射光重叠的区域(斜线部分以及网状部分)。
因而，在只注视锥形柱内仅进行两次反射的反射光的情况下，如果导光部件的长度为阈值Lth2以下，则周边光量比(周边部分/中心部分)超过100％。还有，在只对锥形柱内仅进行两次反射的反射光进行考察的情况下，所谓阈值Lth2是指从导光部件的入射面到由入射面的外缘进行反射的反射光的交点为止的长度。
还有，图12或图13中对由锥形柱的一方的侧面仅进行1次或两次反射的反射光进行了考察，但是对由锥形柱的另一方的侧面仅进行1次或两次反射的反射光也是同样的。
如果对锥形柱内进行零～两次反射的光全体进行考虑的话，则在导光部件内如图11～图13所示的光全部重叠，但是如图11～图13所示那样在导光部件的长度为一定的阈值(Ltho～Lth2)以下时，周边光量比(周边部分/中心部分)超过100％。
因而，在对入射到导光部件的全体光进行考虑的情况下，在导光部件的长度(从入射面到出射面的长度)、比从导光部件的入射面到由入射面的外缘进行反射的反射光的交点为止的长度之中最短的长度短时，可推测周边光量比(周边部分/中心部分)超过100％.也就是说，在导光部件的长度比锥形柱的长度短时，可推测周边光量比(周边部分/中心部分)超过100％.
(与波长(色)对应的周边光量比的不同)
以下，参照附图对与波长(色)对应的周边光量比的不同进行说明。图14是用于对与波长(色)对应的周边光量比的不同进行说明的图。还有，图14中以绿色和红色为例进行说明。
如图14所示，绿色和红色中，周边光量比随导光部件的长度而不同。具体而言，即使导光部件的长度相同(例如50mm)，绿色的周边光量比(例如118％)和红色的周边光量比(例如109％)也不同。还有，各色的周边光量比的不同，可以推测起因于各色的光源的定向性分布或波长的不同等。
在此，由于各色的周边光量比不同就会产生颜色不均，从而优选各色的周边光量比相同。
因而，通过使与各色对应的导光部件的长度不同，而使各色的周边光量比一致为相同的周边光量比。例如，通过将与绿色对应的导光部件的长度设定为90mm，并且将与红色对应的导光部件的长度设定为75mm，而使各色的周边光量比一致为105％。
这样，在周边光量比的特征随着波长的长度而不同的情况下，通过使与各色对应的导光部件的长度不同，就能够使各色的周边光量比一致为相同的周边光量比。
[其他的实施方式]
在所述第1实施方式～第5实施方式中，将光学系统装置300作为3板型的方式进行了说明，但并非限定于此，也可以是单板型的。另外，在上述第1实施方式～第5实施方式中，投影型图像显示装置100作为光调制元件利用了液晶面板，但并非限定于此，作为光调制元件也可以是利用了DMD(Digital Micro Mirror Device)的DLP(Digital Light Processing；注册商标)方式的显示装置。
在上述第2实施方式～第5实施方式中，锥形柱(锥形柱381a～锥形柱383a、共同锥形柱388)以及导光部件(导光部件381b～导光部件383b)是具有棱柱体状的形状的实心部件，但并非限定于此，也可以是具有内壁由镜子构成的棱筒状的形状的空心部件。
另外，锥形柱以及导光部件的截面(与光轴垂直的截面)是四边形，但并非限定于此，也可以是圆形或其他的多边形。
在上述第5实施方式中，作为光源设置了放电灯411，但并非限定于此，作为光源也可以设置白色LED。

Claims (7)

1.一种光学系统装置，具备光源、光调制元件、和将显示在所述光调制元件上的图像放大的投影透镜，
所述光调制元件配置在所述投影透镜的物面的附近，
所述光源在所述投影透镜的所述物面的附近与所述物面平行的平面上、将位于所述光轴部分的周边的周边部分照射得比所述光轴通过的光轴部分亮。
2.根据权利要求1所述的光学系统装置，其特征在于，
具备透射滤光器，其配置在所述光源发射的光入射到所述光调制元件侧、或所述光源发射的光从所述光调制元件出射侧，
所述透射滤光器具有：所述光轴通过部分即滤光器光轴部分、和位于所述滤光器光轴部分的周边的部分即滤光器周边部分，
所述滤光器周边部分的透过率比所述滤光器光轴部分的透过率高。
3.根据权利要求1所述的光学系统装置，其特征在于，
具备：锥形柱，其配置在所述光源的所述光调制元件侧而且具有沿所述光轴方向延伸的形状；和
导光部件，其配置在所述锥形柱的所述光调制元件侧而且具有沿所述光轴方向延伸的形状，
所述锥形柱具有从所述光源朝所述导光部件逐渐扩展的形状，
所述导光部件使通过所述锥形柱的光在所述导光部件的侧面反射，而引导到所述光调制元件侧。
4.根据权利要求3所述的光学系统装置，其特征在于，
所述导光部件由透明介质形成。
5.根据权利要求3所述的光学系统装置，其特征在于，
所述导光部件具有：所述导光部件的内壁由镜子构成的筒状的形状。
6.根据权利要求3所述的光学系统装置，其特征在于，
所述导光部件的长度比所述锥形柱的长度短。
7.一种投影型图像显示装置，具备权利要求1～权利要求6中任一项所述的光学系统装置。
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