JP2009157163A - 投影装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】照明光を変調する画像表示素子と、該画像表示素子に照明光を照射するための照明光学系と、該画像表示素子による変調光を被投影面に投影するための投影光学系と、を備えている。照明光学系は、光源と、集光光学系と、ロッドインテグレータと、照明リレー光学系とを有し、投影光学系は、開口径を調整できる投影可変絞りを有している。更に、投影可変絞りの開口径を小さくした場合に、開口径が小さい状態での該投影可変絞りの開口を通過する光量が増加するように照明光学系を変化させる光学系変化手段を有している。
【選択図】図2
Description
前記照明光学系は、光源と、光源から出射した光を集光する集光光学系と、該集光光学系によって集光されて入射面から入射した光を面内光量分布の均一性を高めて出射面から出射するロッドインテグレータと、該ロッドインテグレータの出射面から出射した光を画像表示素子に導くための照明リレー光学系と、を有し、
前記投影光学系は、開口径を調整できる投影可変絞りを有し、
前記投影可変絞りの開口径を小さくした場合に、開口径が小さい状態での該投影可変絞りの開口を通過する光量が増加するように該照明光学系を変化させる光学系変化手段を有することを特徴とする投影装置。
前記光学系変化手段は、前記光束を集束させる光学素子と、前記投影可変絞りの開口径を小さくした場合に、該光学素子を前記集光光学系から退避させる機構と、で構成されることを特徴とする前記1又は2に記載の投影装置。
前記移動素子は前記発散レンズであり、
前記光学素子移動機構は、前記投影可変絞りの開口径を小さくした場合に、前記発散レンズを光軸に沿って前記光源の方向に移動させる機構であることを特徴とする前記7に記載の投影装置。
前記移動素子は前記集光レンズであり、
前記光学素子移動機構は、前記投影可変絞りの開口径を小さくした場合に、前記集光レンズを光軸に沿って前記ロッドインテグレータの方向に移動させる機構であることを特徴とする前記7に記載の投影装置。
前記光学素子移動機構は、前記照明リレー光学系を構成する光学素子の一部を光軸方向に移動する機構であることを特徴とする前記7に記載の投影装置。
本発明の投影装置の第1の実施形態について、図1〜6を参照しながら説明する。図1及び図2は、第1の実施形態の投影装置101の構成図である。図1は、投影可変絞り40の開口径を大きくした状態を、図2は、投影可変絞り40の開口径を小さくし、ロッドインテグレータ15の手前に凹レンズ13を挿入して照明光学系を変化させた状態を、それぞれ示している。
次に、本発明の投影装置の第2の実施形態について、図7を参照しながら説明する。図7は、第2の実施形態の投影装置102の構成図である。上述の第1の実施形態の投影装置101との違いは、投影可変絞り40の開口径によって凹レンズ13の挿入、退避を行う代わりに、凹レンズ駆動機構37によって凹レンズ13(発散レンズ)を光軸方向に移動させることにより、照明光学系を変化させる点である。
次に、本発明の投影装置の第3の実施形態について、図8を参照しながら説明する。図8は、第3の実施形態の投影装置103の構成図である。上述の第1の実施形態の投影装置101との違いは、投影可変絞り40の開口径によって凹レンズ13の挿入、退避を行う代わりに、照明リレー光学系18を構成する光学素子の一部を光軸方向に移動させることにより、照明光学系を変化させる点である。
次に、本発明の投影装置の第4の実施形態について、図9を参照しながら説明する。図9は、第4の実施形態の投影装置104の構成図である。上述の第1の実施形態の投影装置101との違いは、投影可変絞り40の開口径によって凹レンズ13の挿入、退避を行う代わりに、ストレート状のロッドインテグレータ15aと入射側がより狭くなっているテーパー状のロッドインテグレータ15bとを切り換えることにより、照明光学系を変化させる点である。
次に、本発明の投影装置の第5の実施形態について、図10を参照しながら説明する。図10は、第5の実施形態の投影装置105の構成図である。上述の第4の実施形態の投影装置104との違いは、ストレート状のロッドインテグレータ15aとテーパー状のロッドインテグレータ15bとを切り換える代わりに、ロッドインテグレータの反射面の傾斜角を変更可能な構成にし、投影光学系20のF値に応じて傾斜角を変化させることにより、照明光学系を変化させる点である。
12 ランプリフレクタ
13 凹レンズ
14 カラーホイール
15、15a、15b、15c ロッドインテグレータ
16a、16b、16c レンズ
17 照明可変絞り
18 照明リレー光学系
20 投影光学系
21 第1プリズム
22 第2プリズム
23 プリズムユニット
24 DMD
25 ロッド反射面傾斜機構
31 凹レンズ切り替え機構
32 絞り位置センサ
33 絞り駆動モータ
36 演算部
37 凹レンズ駆動機構
38 リレーレンズ駆動機構
39 ロッド切り替え機構
40 投影可変絞り
101、102、103、104、105 投影装置
Claims (14)
- 照明光を変調する画像表示素子と、該画像表示素子に照明光を照射するための照明光学系と、該画像表示素子による変調光を被投影面に投影するための投影光学系と、を備えた投影装置において、
前記照明光学系は、光源と、光源から出射した光を集光する集光光学系と、該集光光学系によって集光されて入射面から入射した光を面内光量分布の均一性を高めて出射面から出射するロッドインテグレータと、該ロッドインテグレータの出射面から出射した光を画像表示素子に導くための照明リレー光学系と、を有し、
前記投影光学系は、開口径を調整できる投影可変絞りを有し、
前記投影可変絞りの開口径を小さくした場合に、開口径が小さい状態での該投影可変絞りの開口を通過する光量が増加するように該照明光学系を変化させる光学系変化手段を有することを特徴とする投影装置。 - 前記光学系変化手段は、前記投影可変絞りの位置における光軸に垂直な面内において、光軸に近い領域の光量が大きくなるように光量分布を変化させる手段であることを特徴とする請求項1に記載の投影装置。
- 前記光学系変化手段は、光束を発散させる光学素子と、前記投影可変絞りの開口径を小さくした場合に、該光学素子を前記集光光学系に挿入する機構と、で構成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の投影装置。
- 前記光束を発散させる光学素子は、発散レンズであることを特徴とする請求項3に記載の投影装置。
- 前記集光光学系は光束を集束させる光学素子を有し、
前記光学系変化手段は、前記光束を集束させる光学素子と、前記投影可変絞りの開口径を小さくした場合に、該光学素子を前記集光光学系から退避させる機構と、で構成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の投影装置。 - 前記光束を集束させる光学素子は、集光レンズであることを特徴とする請求項5に記載の投影装置。
- 前記光学系変化手段は、前記照明光学系を構成する光学素子の一部からなる移動素子と、該移動素子を移動させる光学素子移動機構と、で構成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の投影装置。
- 前記集光光学系は発散レンズを有し、
前記移動素子は前記発散レンズであり、
前記光学素子移動機構は、前記投影可変絞りの開口径を小さくした場合に、前記発散レンズを光軸に沿って前記光源の方向に移動させる機構であることを特徴とする請求項7に記載の投影装置。 - 前記集光光学系は集光レンズを有し、
前記移動素子は前記集光レンズであり、
前記光学素子移動機構は、前記投影可変絞りの開口径を小さくした場合に、前記集光レンズを光軸に沿って前記ロッドインテグレータの方向に移動させる機構であることを特徴とする請求項7に記載の投影装置。 - 前記移動素子は、前記照明リレー光学系を構成する光学素子の一部であり、
前記光学素子移動機構は、前記照明リレー光学系を構成する光学素子の一部を光軸方向に移動する機構であることを特徴とする請求項7に記載の投影装置。 - 前記光学系変化手段は、前記ロッドインテグレータと、前記投影可変絞りの開口径を小さくした場合に、前記ロッドインテグレータの出射面の面積に対する入射面の面積の比を小さくする機構と、で構成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の投影装置。
- 前記照明光学系は、前記投影可変絞りの絞り状態に応じて、該照明光学系の絞り値を変化させるための照明可変絞りを有することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の投影装置。
- 前記画像表示素子は、デジタル・マイクロミラー・デバイスであることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の投影装置。
- 前記光源は、放電ランプであることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の投影装置。
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