專利名稱：投影機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種投影機(jī)。
背景技術(shù)：
以往，下述投影機(jī)已為眾所周知，該投影機(jī)將從光源所射出的光束按照?qǐng)D像信息由光調(diào)制裝置進(jìn)行調(diào)制來(lái)形成光學(xué)像，并對(duì)該光學(xué)像進(jìn)行放大投影。
這種投影機(jī)具備積分器照明光學(xué)系統(tǒng)，用來(lái)將從光源所射出的光束分割成多個(gè)部分光束，使各部分光束重疊于上述光調(diào)制裝置的被照明區(qū)域。
積分器照明光學(xué)系統(tǒng)由第2透鏡陣列和偏振轉(zhuǎn)換元件等的多個(gè)光學(xué)元件構(gòu)成。為了防止這些光學(xué)元件之間的位置偏移及投影機(jī)的制造簡(jiǎn)單化，將這些光學(xué)元件收置于1個(gè)框體之中使之組件化的積分器照明光學(xué)系統(tǒng)，已為眾所周知(例如，參見(jiàn)文獻(xiàn)特開(kāi)平11-242186號(hào)公報(bào))。
在該文獻(xiàn)所述的投影機(jī)中，在從光束行進(jìn)方向的前級(jí)側(cè)，按順序?qū)Φ?透鏡陣列、遮光板及偏振轉(zhuǎn)換元件調(diào)整相互的位置關(guān)系之后，分別將它們嵌入到組件框的框內(nèi)。
但是，對(duì)于上述文獻(xiàn)所述的投影機(jī)來(lái)說(shuō)，因?yàn)闉榱朔e分器照明光學(xué)系統(tǒng)的組件化使用了框體，所以使積分器照明光學(xué)系統(tǒng)大型化，并且部件件數(shù)有所增加。再者，因?yàn)樵诘?透鏡陣列及偏振轉(zhuǎn)換元件之間配置遮光板，所以在第2透鏡陣列及偏振轉(zhuǎn)換元件之間需要與該遮光板相應(yīng)的間隙，導(dǎo)致積分器照明光學(xué)系統(tǒng)的大型化。而且，因?yàn)楦鞴鈱W(xué)元件相互通過(guò)框體進(jìn)行了固定，所以有在各光學(xué)元件的相對(duì)位置方面產(chǎn)生偏移的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的為提供一種投影機(jī)，該投影機(jī)可以使積分器照明光學(xué)系統(tǒng)小型化，減少部件件數(shù)并且抑制各光學(xué)元件的位置偏移。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的投影機(jī)具備光源；光調(diào)制裝置，按照?qǐng)D像信息對(duì)從上述光源所射出的光束進(jìn)行調(diào)制，并形成光學(xué)像；以及投影光學(xué)裝置，放大投影由上述光調(diào)制裝置所形成的光學(xué)像；其特征為，具備積分器照明光學(xué)系統(tǒng)，使從上述光源所射出的光束均勻化，對(duì)上述光調(diào)制裝置的圖像形成區(qū)域均勻地進(jìn)行照明；上述積分器照明光學(xué)系統(tǒng)具有第1透鏡陣列，在與從上述光源所射出的光束的光軸大致正交的面內(nèi)具有多個(gè)第1小透鏡，通過(guò)該多個(gè)第1小透鏡將上述光束分割成多個(gè)部分光束；第2透鏡陣列，配置于上述第1透鏡陣列的光束射出側(cè)，具有與上述第1透鏡陣列的上述多個(gè)第1小透鏡相應(yīng)的多個(gè)第2小透鏡；以及偏振轉(zhuǎn)換元件，配置于上述第2透鏡陣列的光束射出側(cè)，使從上述第2透鏡陣列所射出的光束的偏振方向一致為大致1種；上述偏振轉(zhuǎn)換元件具備偏振分離層，在與從上述光源所射出的光束的光軸大致正交的面內(nèi)的第1方向具有較長(zhǎng)方向，透射入射光束中具有一方的偏振方向的偏振光，并反射具有另一方的偏振方向的偏振光；反射層，沿著與從上述光源所射出的光束的光軸及上述第1方向大致正交的第2方向，和上述偏振分離層交互配置，將由上述偏振分離層所反射的偏振光，向和透射上述偏振分離層后的偏振光相同的方向進(jìn)行反射；以及相位差層，配置于與上述偏振分離層或上述反射層對(duì)應(yīng)的位置，將入射的偏振光的偏振方向轉(zhuǎn)換成另一偏振方向；上述第2透鏡陣列的上述第2小透鏡將其凸面朝向光束射出側(cè)進(jìn)行配置，在上述偏振轉(zhuǎn)換元件的光束入射側(cè)端面，在除了與上述偏振分離層對(duì)應(yīng)的光入射面之外的面設(shè)置遮光部，在上述第2透鏡陣列及上述偏振轉(zhuǎn)換元件的任一方，形成朝向另一方延伸設(shè)置的延伸設(shè)置部，并且通過(guò)上述延伸設(shè)置部粘接固定于上述另一方，上述第2透鏡陣列及上述偏振轉(zhuǎn)換元件被相互粘接固定。
根據(jù)本發(fā)明，第2透鏡陣列及偏振轉(zhuǎn)換元件通過(guò)從任一方所延伸設(shè)置的延伸設(shè)置部被相互直接粘接固定。從而，因?yàn)榉e分器照明光學(xué)系統(tǒng)未具備用來(lái)固定第2透鏡陣列及偏振轉(zhuǎn)換元件的框體等，所以能夠?qū)崿F(xiàn)部件件數(shù)的減少及小型化。再者，通過(guò)將延伸設(shè)置部的伸出方向尺寸，在第2透鏡陣列的小透鏡凸面不與偏振轉(zhuǎn)換元件進(jìn)行接觸的范圍內(nèi)盡量設(shè)定得較短，就可以盡量縮短第2透鏡陣列及偏振轉(zhuǎn)換元件間的間隙寬度。從而，可以謀求積分器照明光學(xué)系統(tǒng)更進(jìn)一步的小型化。
再者，第2透鏡陣列及偏振轉(zhuǎn)換元件因?yàn)槲赐ㄟ^(guò)框體等別的部件進(jìn)行固定，所以第2透鏡陣列及偏振轉(zhuǎn)換元件周圍的通氣性良好。從而，可以提高在第2透鏡陣列及偏振轉(zhuǎn)換元件中所發(fā)生的熱的散熱性。
而且，第2透鏡陣列及偏振轉(zhuǎn)換元件因?yàn)橥ㄟ^(guò)延伸設(shè)置部被直接粘接并固定，所以能夠防止第2透鏡陣列及偏振轉(zhuǎn)換元件相互的位置偏移。
在偏振轉(zhuǎn)換元件的光束入射側(cè)端面上，在除了與偏振分離層對(duì)應(yīng)的光入射面之外的面，設(shè)有遮光部。據(jù)此，由于積分器照明光學(xué)系統(tǒng)不需要在第2透鏡陣列及偏振轉(zhuǎn)換元件之間獨(dú)立地配置遮光板，因而在第2透鏡陣列及偏振轉(zhuǎn)換元件之間，不需要為了使遮光板獨(dú)立地介入其間，而在第2透鏡陣列和遮光板間及偏振轉(zhuǎn)換元件和遮光板間的雙方設(shè)置間隙。從而，積分器照明光學(xué)系統(tǒng)可以將上述延伸設(shè)置部的伸出方向尺寸設(shè)定得較短，因此可以謀求更進(jìn)一步的小型化。
再者，因?yàn)檎诠獠吭谄褶D(zhuǎn)換元件的光束入射側(cè)端面上設(shè)置在除了與偏振分離層對(duì)應(yīng)的光入射面之外的面，所以能夠使向偏振轉(zhuǎn)換元件入射的光可靠地只入射于與偏振分離層對(duì)應(yīng)的入射面。從而，可以防止不向偏振分離層入射的光在偏振轉(zhuǎn)換元件上發(fā)生熱。
第2透鏡陣列需要通過(guò)第2小透鏡使入射光束進(jìn)行折射而對(duì)偏振轉(zhuǎn)換元件的光束入射側(cè)端面按大致垂直方向予以射出。其原因?yàn)椋褶D(zhuǎn)換元件的偏振分離層具有光束的入射角度依存關(guān)系。
這里，在第2小透鏡將凸面朝向光束入射側(cè)、將平面朝向光束射出側(cè)進(jìn)行配置時(shí)，因?yàn)樵谄矫?光束射出面)，必須將光束相對(duì)平面按大致垂直方向予以射出，所以在凸面(光束入射面)，必須使之相對(duì)平面按大致垂直方向進(jìn)行折射。也就是說(shuō)，通過(guò)1次折射，必須將光的射出方向相對(duì)偏振轉(zhuǎn)換元件的光束入射側(cè)端面轉(zhuǎn)換成大致垂直方向。因此，在第2小透鏡的凸面上，要求較大的折射角，也就是要求較大的曲率。
相對(duì)于此，在本發(fā)明中，第2小透鏡將平面朝向光束入射側(cè)、將凸面朝向光束射出側(cè)進(jìn)行配置。這種情況下，因?yàn)榭梢岳猛姑?光射出面)，使光束相對(duì)偏振轉(zhuǎn)換元件的光束入射側(cè)端面按大致垂直方向進(jìn)行折射，所以能夠使入射到第2小透鏡的光，通過(guò)平面(光入射面)及凸面折射2次。也就是說(shuō)，由于通過(guò)2次折射，可以將光的射出方向相對(duì)偏振轉(zhuǎn)換元件的光束入射側(cè)端面轉(zhuǎn)換成大致垂直方向，因而可以使1次折射中的折射角變小。從而，不需要在第2小透鏡中具備較大的曲率，因此第2小透鏡易于形成，且可以減輕因第2小透鏡的像差而引起的光利用率下降。
在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，上述遮光部是在上述偏振轉(zhuǎn)換元件的光束入射側(cè)的面蒸鍍具有高反射率的金屬所形成的反射膜。
這里，作為具有高光反射率的金屬，能舉出鋁、銀及銅等。
根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)檎诠獠渴峭ㄟ^(guò)在偏振轉(zhuǎn)換元件的光束入射側(cè)端面上蒸鍍具有高光反射率的金屬所形成的遮光膜，所以沿光軸的厚度尺寸較小。從而，能夠?qū)⑸鲜鲅由煸O(shè)置部的延伸方向尺寸設(shè)定得更短，因此可以謀求積分器照明光學(xué)系統(tǒng)的進(jìn)一步小型化。
另外，遮光膜由具有高光反射率的金屬構(gòu)成。據(jù)此，因?yàn)檎诠饽な顾丈涞墓庖暂^高的反射率進(jìn)行反射，所以能夠抑制遮光膜上熱的發(fā)生?？梢苑乐挂驘岫鸬钠褶D(zhuǎn)換元件的劣化。


圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式所涉及的投影機(jī)光學(xué)組件的模式平面圖。
圖2是上述實(shí)施方式所涉及的第2透鏡陣列及偏振轉(zhuǎn)換元件陣列的模式截面圖。
圖3是用來(lái)說(shuō)明透射上述實(shí)施方式所涉及的第2透鏡陣列的小透鏡的光的光路之附圖。
具體實(shí)施例方式
下面，根據(jù)附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式。
(投影機(jī)的結(jié)構(gòu))圖1是模式表示投影機(jī)1概略結(jié)構(gòu)的附圖。
投影機(jī)1用來(lái)將從光源射出的光束按照?qǐng)D像信息進(jìn)行調(diào)制并形成光學(xué)像，把所形成的光學(xué)像放大投影到屏幕(未圖示)上。該投影機(jī)1如圖1所示，具備外裝殼體2、作為投影光學(xué)裝置的投影透鏡3及光學(xué)組件4等。
還有，在圖1中雖然省略了圖示，但是在外裝殼體2內(nèi)，在投影透鏡3及光學(xué)組件4之外的空間里，配置冷卻組件，對(duì)投影機(jī)1內(nèi)部進(jìn)行冷卻，由冷卻風(fēng)扇等構(gòu)成；電源組件，給投影機(jī)1內(nèi)部的各結(jié)構(gòu)部件供給電力；和控制裝置，對(duì)投影機(jī)1整體進(jìn)行控制；等。
外裝殼體2由合成樹(shù)脂等構(gòu)成，并且如圖1所示，形成為將投影透鏡3及光學(xué)組件4收置并配置于內(nèi)部的整體大致長(zhǎng)方體狀。該外裝殼體2雖然省略了圖示，但是包括上殼體，分別構(gòu)成投影機(jī)1的頂面、前表面、背面及側(cè)面；和下殼體，分別構(gòu)成投影機(jī)1的底面、前表面及背面；并且上述上殼體及上述下殼體相互用螺紋件等進(jìn)行固定。
還有，外裝殼體2不限于合成樹(shù)脂等，可以采用其他的材料來(lái)形成，例如也可以采用金屬等來(lái)構(gòu)成。
光學(xué)組件4用來(lái)在由上述控制裝置做出的控制之下，對(duì)從光源所射出的光束進(jìn)行光學(xué)處理并形成與圖像信息對(duì)應(yīng)的光學(xué)像(彩色圖像)。該光學(xué)組件4如圖1所示，具有平面看大致L狀，沿著外裝殼體2的背面延伸，并且沿著外裝殼體2的側(cè)面延伸。還有，對(duì)于該光學(xué)組件4的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，將在下面進(jìn)行說(shuō)明。
投影透鏡3將由光學(xué)組件4所形成的光學(xué)像(彩色圖像)放大投影到未圖示的屏幕上。該投影透鏡3作為在筒狀的鏡筒內(nèi)收置了多個(gè)透鏡的透鏡組來(lái)構(gòu)成。
(光學(xué)組件的詳細(xì)結(jié)構(gòu))光學(xué)組件4如圖1所示，具備照明光學(xué)裝置41、色分離光學(xué)裝置42、中繼光學(xué)裝置43、光學(xué)裝置44及光學(xué)部件用殼體45，該光學(xué)部件用殼體將這些光學(xué)部件41～44收置并配置于內(nèi)部，并且把投影透鏡3支持固定在預(yù)定位置。
照明光學(xué)裝置41用來(lái)對(duì)構(gòu)成光學(xué)裝置44的下述液晶面板441的圖像形成區(qū)域大致均勻地進(jìn)行照明。該照明光學(xué)裝置41如圖1所示，具備光源裝置411和積分器照明光學(xué)系統(tǒng)410。
光源裝置411如圖1所示，具備作為光源的光源燈416，射出放射狀的光線；反射器417，反射從該光源燈416所射出的放射光，使其會(huì)聚于預(yù)定位置；以及平行化凹透鏡418，使由反射器417會(huì)聚的光束相對(duì)照明光軸A平行化。作為光源燈416，大多使用鹵素?zé)艋蚪饘冫u化物燈、高壓水銀燈。另外，作為反射器417，雖然采用了具有旋轉(zhuǎn)橢圓面的橢圓面反射器來(lái)構(gòu)成，但是也可以采用具有旋轉(zhuǎn)拋物面的拋物面反射器來(lái)構(gòu)成。這種情況下，其結(jié)構(gòu)省略了平行化凹透鏡418。
還有，從光源裝置411射出的光束的光軸(光束的中心軸)與照明光軸A一致。
積分器照明光學(xué)系統(tǒng)410具備第1透鏡陣列412、第2透鏡陣列413、作為偏振轉(zhuǎn)換元件的偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414及重疊透鏡415。
第1透鏡陣列412具有下述結(jié)構(gòu)，即從照明光軸A方向看上去具有大致矩形狀輪廓的第1小透鏡在與照明光軸A大致正交的面內(nèi)排列成矩陣狀。各第1小透鏡將從光源裝置411射出的光束分割成多個(gè)部分光束。
第2透鏡陣列413具有和第1透鏡陣列412大致相同的結(jié)構(gòu)，并且具有作為第2小透鏡的小透鏡排列成矩陣狀的結(jié)構(gòu)。該第2透鏡陣列413連同重疊透鏡415一起，具有使第1透鏡陣列412各小透鏡的像在光學(xué)裝置44下述的液晶面板441的圖像形成區(qū)域(被照明區(qū)域)成像的功能。
偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414配置于第2透鏡陣列413和重疊透鏡415之間，用來(lái)將來(lái)自第2透鏡陣列413的光轉(zhuǎn)換成大致1種的直線偏振光。
具體而言，由偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414轉(zhuǎn)換成大致1種直線偏振光后的各部分光通過(guò)重疊透鏡415，最后基本都重疊于光學(xué)裝置44下述的液晶面板441的圖像形成區(qū)域。對(duì)于使用調(diào)制偏振光之類型的液晶面板441的投影機(jī)來(lái)說(shuō)，因?yàn)橹荒芾?種偏振光，所以無(wú)法利用來(lái)自發(fā)出任意偏振光的光源裝置411的光的大致一半。因此，通過(guò)使用偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414，將來(lái)自光源裝置411的射出光轉(zhuǎn)換成大致1種偏振光，提高了光學(xué)裝置44中光的利用效率。
此外，第2透鏡陣列413及偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414的具體構(gòu)成，將在后面詳細(xì)說(shuō)明。
色分離光學(xué)裝置42如圖1所示，具備2片分色鏡421、422及反射鏡423，具有下述功能，即通過(guò)分色鏡421、422將從照明光學(xué)裝置41所射出的多個(gè)部分光束，分離成紅、綠、藍(lán)3色的色光。
中繼光學(xué)裝置43具備入射側(cè)透鏡431、中繼透鏡433及反射鏡432、434，具有將通過(guò)色分離光學(xué)裝置42所分離出的色光引導(dǎo)到紅色光用的液晶面板441R的功能。
此時(shí)，通過(guò)色分離光學(xué)裝置42的分色鏡421，透射從照明光學(xué)裝置41所射出光束的紅色光分量和綠色光分量，并反射藍(lán)色光分量。由分色鏡421所反射的藍(lán)色光通過(guò)反射鏡423進(jìn)行反射，并經(jīng)過(guò)場(chǎng)透鏡419到達(dá)藍(lán)色光用的液晶面板441B。該場(chǎng)透鏡419將從第2透鏡陣列413所射出的各部分光束轉(zhuǎn)換成相對(duì)其中心軸(主光線)平行的光束。其他綠色光及紅色光用液晶面板441G、441R的光入射側(cè)所設(shè)置的場(chǎng)透鏡419也相同。
在透射分色鏡421后的紅色光和綠色光之中，綠色光通過(guò)分色鏡422進(jìn)行反射，并經(jīng)過(guò)場(chǎng)透鏡419到達(dá)綠色光用的液晶面板441G。另一方面，紅色光透射分色鏡422，經(jīng)過(guò)中繼光學(xué)裝置43，再經(jīng)過(guò)場(chǎng)透鏡419到達(dá)紅色光用的液晶面板441R。還有，對(duì)紅色光使用中繼光學(xué)裝置43的原因是，因?yàn)榧t色光的光路長(zhǎng)度比其他色光的光路長(zhǎng)度長(zhǎng)，所以要防止因光的散射等而引起的光利用效率下降。也就是說(shuō)，是為了將入射到入射側(cè)透鏡431的部分光束，按原狀傳導(dǎo)到場(chǎng)透鏡419。還有，雖然對(duì)中繼光學(xué)裝置43，設(shè)為通過(guò)3種色光之中的紅色光的結(jié)構(gòu)，但是并不限于此，例如也可以通過(guò)藍(lán)色光。
光學(xué)裝置44將從色分離光學(xué)裝置42射出的3種色光按照?qǐng)D像信息分別進(jìn)行調(diào)制，形成與該色光相應(yīng)的色圖像，并形成作為所形成的各色圖像的光學(xué)像(彩色圖像)。該光學(xué)裝置44如圖1所示，具備作為光調(diào)制裝置的3個(gè)液晶面板441(將紅色光用的液晶面板設(shè)為441R，將綠色光用的液晶面板設(shè)為441G，將藍(lán)色光用的液晶面板設(shè)為441B)；3個(gè)入射側(cè)偏振板442，分別配置于這些液晶面板441的光束入射側(cè)；3個(gè)視場(chǎng)角補(bǔ)償板443，分別配置于各液晶面板441的光束射出側(cè)；3個(gè)射出側(cè)偏振板444，分別配置于3個(gè)視場(chǎng)角補(bǔ)償板443的光束射出側(cè)；以及十字分色棱鏡445。
入射側(cè)偏振板442用來(lái)入射由偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414使偏振方向一致為大致一個(gè)方向后的各色光，并且只使所入射的光束之中的、與通過(guò)偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414一致后的光束的偏振軸大致相同方向的偏振光透射，吸收其他的光束。該入射側(cè)偏振板442例如具有在藍(lán)寶石玻璃或水晶等的透光性基板上粘貼了偏振膜的結(jié)構(gòu)。
液晶面板441雖然省略了具體的圖示，但是具有在一對(duì)透明的玻璃基板內(nèi)密封封入了作為電光物質(zhì)的液晶之結(jié)構(gòu)，并且按照來(lái)自上述控制裝置的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制上述液晶的取向狀態(tài)，對(duì)從入射側(cè)偏振板442所射出的偏振光束的偏振方向進(jìn)行調(diào)制。
視場(chǎng)角補(bǔ)償板443形成為粘貼于射出側(cè)偏振板444的光束入射側(cè)端面的膜狀。
射出側(cè)偏振板444雖然具體結(jié)構(gòu)將在下面進(jìn)行說(shuō)明，但是用來(lái)只使從液晶面板441射出且通過(guò)視場(chǎng)角補(bǔ)償板443后的光束之中的、具有與入射側(cè)偏振板442的光束的透射軸正交的偏振軸之光束透射，并且吸收其他的光束。
十字分色棱鏡445是一種光學(xué)元件，用來(lái)合成從射出側(cè)偏振板444所射出的按每種色光調(diào)制后的調(diào)制光，而形成光學(xué)像(彩色圖像)。該十字分色棱鏡445呈粘貼了4個(gè)直角棱鏡的平面看正方形狀，并且在粘貼直角棱鏡之間的界面，形成2個(gè)多層電介質(zhì)膜。這些多層電介質(zhì)膜透射通過(guò)下述射出側(cè)偏振板444后的色光，并反射通過(guò)剩下的2個(gè)射出側(cè)偏振板444(R色光側(cè)及B色光側(cè))后的色光，上述射出側(cè)偏振板配置于與投影透鏡3對(duì)向的一側(cè)(G色光側(cè))。這樣一來(lái)，由各入射側(cè)偏振板442、各液晶面板441、各視場(chǎng)角補(bǔ)償板443及各射出側(cè)偏振板444調(diào)制后的各色光就被合成，形成彩色圖像。
(第2透鏡陣列及偏振轉(zhuǎn)換元件陣列的結(jié)構(gòu))圖2是模式表示第2透鏡陣列413及偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414沿著照明光軸A的截面之附圖。
第2透鏡陣列413如上所述，具有多個(gè)小透鏡4131，沿著該小透鏡4131的組的外周形成框部4132。
小透鏡4131如圖2所示，將凸面朝向光束射出側(cè)進(jìn)行配置。
在框部4132的光束射出側(cè)端面的4個(gè)角部，形成向光束射出側(cè)所延伸設(shè)置的柱狀的延伸設(shè)置部4133。延伸設(shè)置部4133的光束射出側(cè)端面成為與偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414下述的光束入射側(cè)端面414A進(jìn)行粘接的粘接面4134。
下面，對(duì)于透射小透鏡4131的光的折射，進(jìn)行說(shuō)明。
圖3是用來(lái)說(shuō)明在第2透鏡陣列413的某個(gè)小透鏡4131中透射的光的光路之附圖。附圖中的箭頭表示出透射該小透鏡4131的光的光路。
光在折射率不同的空氣-玻璃間行進(jìn)時(shí)，在空氣-玻璃間的邊界產(chǎn)生折射。但是，光對(duì)于空氣-玻璃間的邊界垂直入射時(shí)，不產(chǎn)生折射。
這里，在積分器照明光學(xué)系統(tǒng)410中，第2透鏡陣列413相對(duì)偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414的光束入射側(cè)端面414A，需要使光大致垂直入射。其原因?yàn)?，偏振轉(zhuǎn)換元件的偏振分離層具有光束的入射角度依存關(guān)系。
就本實(shí)施方式的第2透鏡陣列413而言，如圖3所示，因?yàn)樾⊥哥R4131的凸面朝著光束射出側(cè)，所以小透鏡4131的光入射面為平面。
說(shuō)明對(duì)該各小透鏡4131的平面(光入射面)所傾斜入射的光的光路。所入射的光在外界及透鏡平面的邊界發(fā)生折射，使行進(jìn)方向發(fā)生變換。然后，在小透鏡4131中透射后的光從小透鏡4131的凸面向外部射出。此時(shí)，射出的光在透鏡凸面及外界的邊界再次發(fā)生折射，使行進(jìn)方向發(fā)生變換。
這樣，在本實(shí)施方式中，因?yàn)樾⊥哥R4131的凸面朝著光束射出側(cè)，所以入射到第2透鏡陣列413的光發(fā)生2次折射予以射出。也就是說(shuō)，第2透鏡陣列413使對(duì)光束入射側(cè)端面413A所傾斜入射的光的行進(jìn)方向按下述方式進(jìn)行變換，該方式為，通過(guò)2次折射，相對(duì)偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414的光束入射側(cè)端面414A呈大致垂直方向。
偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414如圖2所示，因沿著和光束行進(jìn)方向正交的面排列多個(gè)偏振轉(zhuǎn)換元件4141，而形成為矩形狀。
偏振轉(zhuǎn)換元件4141具備透射性部件4142，具有平行四邊形的截面；作為偏振分離層的偏振分離膜4143，形成于透射性部件4142的界面；作為反射層的反射膜4144；以及作為相位差層的相位差板4145，配置于透射性部件4142的光束射出側(cè)界面。
偏振分離膜4143及反射膜4144在與照明光軸A大致正交的第1方向(在圖2中是相對(duì)紙面垂直的方向)具有較長(zhǎng)方向。另外，偏振分離膜4143及反射膜4144沿著與照明光軸A及上述第1方向大致正交的第2方向(在圖2中是相對(duì)紙面平行的方向)交互配置。還有，相位差板4145雖然在本實(shí)施方式中配置到與透射偏振分離膜4143后的光對(duì)應(yīng)的位置，但是也可以配置于與通過(guò)反射膜4144所反射后的光對(duì)應(yīng)的位置。
若說(shuō)明入射到偏振轉(zhuǎn)換元件4141的光的簡(jiǎn)單行程，就是入射到偏振轉(zhuǎn)換元件4141的光(具有任意偏振方向的光)首先通過(guò)偏振分離膜4143分離成s偏振光和p偏振光。所分離出的p偏振光透射偏振分離膜4143，入射于相位差板4145。入射到相位差板4145的p偏振光通過(guò)相位差板4145轉(zhuǎn)換成s偏振光，予以射出。另一方面，由偏振分離膜4143所分離出的s偏振光通過(guò)偏振分離膜4143大致垂直地進(jìn)行反射。然后，在反射膜4144大致垂直地進(jìn)行反射、朝向光束射出側(cè)射出。這樣一來(lái)，在偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414，入射光轉(zhuǎn)換成大致1種偏振光并被射出。還有，在本實(shí)施方式中，雖然設(shè)為偏振轉(zhuǎn)換元件部4141射出s偏振光，但是也可以射出p偏振光。
在偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414的光束入射側(cè)端面414A，在除了與偏振分離膜4143對(duì)應(yīng)的光入射面之外的面，設(shè)有作為遮光部的遮光膜4147。遮光膜4147是為了防止不向偏振分離膜4143入射的光在光束入射側(cè)端面414A上發(fā)生熱，而設(shè)置的。
遮光膜4147是通過(guò)在偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414的光束入射側(cè)端面414A蒸鍍鋁，來(lái)形成的。還有，遮光膜4147不限于鋁，也可以由具有高光反射率的金屬如銀及銅等金屬來(lái)形成。
再者，在偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414的光束入射側(cè)端面414A的4個(gè)角部如上所述，粘接并固定第2透鏡陣列413的延伸設(shè)置部4133的粘接面4134，通過(guò)該粘接固定，第2透鏡陣列413及偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414被相互固定。
該延伸設(shè)置部4133的延伸方向尺寸如圖2所示，在小透鏡4131的凸面不與偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414的光束入射側(cè)端面414A進(jìn)行接觸的范圍內(nèi)，設(shè)定為使第2透鏡陣列413及偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414間的間隙盡可能最短的尺寸。
根據(jù)本實(shí)施方式，第2透鏡陣列413及偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414通過(guò)從第2透鏡陣列413的框部4132所延伸設(shè)置的延伸設(shè)置部4133，相互被直接固定。從而，積分器照明光學(xué)系統(tǒng)410不具備用來(lái)固定第2透鏡陣列413及偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414的框體等，因此可以實(shí)現(xiàn)部件件數(shù)的減少及小型化。在此，由于將延伸設(shè)置部4133的延伸方向尺寸，在第2透鏡陣列413的小透鏡4131的凸面不與偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414進(jìn)行接觸的范圍內(nèi)盡量設(shè)定得較短，因而第2透鏡陣列413及偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414間的間隙寬度得以盡量縮短，因此可以謀求積分器照明光學(xué)系統(tǒng)410更進(jìn)一步的小型化。
再者，因?yàn)榈?透鏡陣列413及偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414未通過(guò)覆蓋第2透鏡陣列413及偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414側(cè)方的框體等別的部件來(lái)固定，所以各陣列413、414周圍的通氣性較高。因而，可以提高在第2透鏡陣列413及偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414所發(fā)生的熱的散熱性。
而且，因?yàn)榈?透鏡陣列413及偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414通過(guò)延伸設(shè)置部4133被直接固定，所以能夠防止第2透鏡陣列413及偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414相互的位置偏移。
在偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414的光束入射側(cè)端面414A上，在除了與偏振分離膜4143對(duì)應(yīng)的光入射面之外的面，設(shè)有遮光膜4147。借此，積分器照明光學(xué)系統(tǒng)410不需要在第2透鏡陣列413及偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414之間獨(dú)立地配置遮光板，因此在第2透鏡陣列413及偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414之間，不需要為了使遮光板獨(dú)立地介入其間，而在第2透鏡陣列413和遮光板之間及偏振轉(zhuǎn)換元件414和遮光板之間的雙方設(shè)置間隙。從而，積分器照明光學(xué)系統(tǒng)410可以將上述延伸設(shè)置部4133的延伸方向尺寸設(shè)定得較短，因此可以謀求更進(jìn)一步的小型化。
再者，因?yàn)檎诠饽?147在偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414的光束入射側(cè)端面414A上設(shè)置在除了與偏振分離膜4143對(duì)應(yīng)的光入射面之外的面，所以能夠使向偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414入射的光可靠地只入射到與偏振分離膜4143對(duì)應(yīng)的入射面。因而，可以防止不向偏振分離膜4143入射的光在光束入射側(cè)端面414A上發(fā)生熱。
如上所述，第2透鏡陣列413需要使入射光束通過(guò)小透鏡4131進(jìn)行折射，對(duì)偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414的光束入射側(cè)端面414A按大致垂直方向?qū)⒐馍涑觥?br> 在小透鏡4131將凸面朝向光束入射側(cè)、將平面朝向光束射出側(cè)進(jìn)行配置時(shí)，因?yàn)樵谄矫?光束射出面)，必須將光束相對(duì)平面按大致垂直方向予以射出，所以在凸面(光束入射面)，必須使光對(duì)平面按大致垂直方向進(jìn)行折射。也就是說(shuō)，通過(guò)1次折射，必須將光的射出方向?qū)ζ褶D(zhuǎn)換元件陣列414的光束入射側(cè)端面414A轉(zhuǎn)換成大致垂直方向。因此，在小透鏡4131的凸面，要求較大的折射角，也就是要求較大的曲率。
相對(duì)于此，在本實(shí)施方式中，小透鏡4131將平面朝向光束入射側(cè)、將凸面朝向光束射出側(cè)進(jìn)行配置。這種情況下，因?yàn)榭梢岳猛姑?光射出面)，使光束相對(duì)偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414的光束入射側(cè)端面414A按大致垂直方向進(jìn)行折射，所以能夠使入射到小透鏡4131的光在平面(光入射面)及凸面折射2次。也就是說(shuō)，由于可以通過(guò)2次折射，將光的射出方向相對(duì)偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414的光束入射側(cè)端面414A轉(zhuǎn)換成大致垂直方向，因而可以使1次折射的折射角變小。從而，不需要小透鏡4131具備較大的曲率，因此小透鏡4131易于形成，且可以減輕因小透鏡4131的像差而引起的光利用率下降。
另外，根據(jù)本實(shí)施方式，因?yàn)檎诠獠渴峭ㄟ^(guò)在偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414的光束入射側(cè)端面上蒸鍍具有高光反射率的金屬所形成的遮光膜4147，所以沿著照明光軸A的厚度尺寸比較小。從而，可以將上述延伸設(shè)置部4133的延伸方向尺寸設(shè)定得更短，因此可以謀求積分器照明光學(xué)系統(tǒng)410進(jìn)一步的小型化。
另外，遮光膜4147由具有高光反射率的金屬構(gòu)成。據(jù)此，因?yàn)檎诠饽?147使所照射的光以較高的反射率進(jìn)行反射，所以可以抑制遮光膜4147上熱的發(fā)生。從而，可以防止因熱而引起的偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414的劣化。
(上述實(shí)施方式的變形例)用來(lái)實(shí)施本發(fā)明的最佳結(jié)構(gòu)等雖然在上面的記述中進(jìn)行了公示，但是本發(fā)明并不限定于此。也就是說(shuō)，因?yàn)樯鲜鰧?shí)施方式并不用來(lái)限定本發(fā)明，所以它們的形狀、材料性質(zhì)等限定一部分或全部限定之外的部件名稱下的記述，均包括在本發(fā)明內(nèi)。
在上述實(shí)施方式中，延伸設(shè)置部4133從框部4132的光束射出側(cè)端面的4個(gè)角部，朝向光束射出側(cè)延伸設(shè)置成柱狀。但是，在本發(fā)明中，并不限定延伸設(shè)置部4133在框部4132處的形成位置及形狀。例如，延伸設(shè)置部4133也可以從框部4132各邊的大致中央延伸設(shè)置，或者也可以具有從框部4132相對(duì)的一對(duì)邊延伸設(shè)置的平板狀。
再者，在上述實(shí)施方式中，雖然延伸設(shè)置部4133從第2透鏡陣列413開(kāi)始延伸設(shè)置，但是在本發(fā)明中，也可以從偏振轉(zhuǎn)換元件陣列414朝向第2透鏡陣列413進(jìn)行延伸設(shè)置。
在上述實(shí)施方式中，雖然說(shuō)明了光學(xué)組件4具有平面看大致L形狀的結(jié)構(gòu)，但是不限于此，例如也可以采用具有平面看大致U形狀的結(jié)構(gòu)。
再者，在上述實(shí)施方式的投影機(jī)1中，雖然使用了3個(gè)液晶面板441R、441G、441B，但是本發(fā)明不限于此。也就是說(shuō)，在使用2個(gè)或4個(gè)以上的液晶面板的投影機(jī)中，也可以使用本發(fā)明。
在上述實(shí)施方式中，雖然示例出作為光調(diào)制裝置使用液晶面板441的投影機(jī)1，但是只要是將入射光束按照?qǐng)D像信息進(jìn)行調(diào)制而形成光學(xué)像的光調(diào)制裝置，也可以采用其他結(jié)構(gòu)的光調(diào)制裝置。例如，在使用下述器件等液晶層之外的光調(diào)制裝置之投影機(jī)中，也可以使用本發(fā)明，該器件使用微鏡。在使用這種光調(diào)制裝置時(shí)，光束入射側(cè)及光束射出側(cè)的偏振板442、444可以省略。
在上述實(shí)施方式中，雖然只示例出從觀看屏幕的方向進(jìn)行圖像投影的前投式投影機(jī)1，但是本發(fā)明也可以使用于從觀看屏幕的方向的相反側(cè)進(jìn)行圖像投影的背投式投影機(jī)中。
權(quán)利要求
1.一種投影機(jī)，其具備光源；光調(diào)制裝置，其按照?qǐng)D像信息對(duì)從該光源所射出的光束進(jìn)行調(diào)制，形成光學(xué)像；以及投影光學(xué)裝置，其放大投影由上述光調(diào)制裝置所形成的光學(xué)像；其特征為，具備積分器照明光學(xué)系統(tǒng)，該積分器照明光學(xué)系統(tǒng)，使從上述光源所射出的光束均勻化，對(duì)上述光調(diào)制裝置的圖像形成區(qū)域均勻地進(jìn)行照明，上述積分器照明光學(xué)系統(tǒng)，具備第1透鏡陣列，其在與從上述光源所射出的光束的光軸大致正交的面內(nèi)具有多個(gè)第1小透鏡，通過(guò)該多個(gè)第1小透鏡將上述光束分割成多個(gè)部分光束；第2透鏡陣列，其配置于上述第1透鏡陣列的光束射出側(cè)，具有與上述第1透鏡陣列的上述多個(gè)第1小透鏡相應(yīng)的多個(gè)第2小透鏡；以及偏振轉(zhuǎn)換元件，其配置于上述第2透鏡陣列的光束射出側(cè)，使從上述第2透鏡陣列所射出的光束的偏振方向一致為大致1種；上述偏振轉(zhuǎn)換元件，具備偏振分離層，其在與從上述光源所射出的光束的光軸大致正交的面內(nèi)的第1方向具有較長(zhǎng)方向，透射入射光束中的、具有一方的偏振方向的偏振光，反射具有另一方的偏振方向的偏振光；反射層，其沿著與從上述光源所射出的光束的光軸及上述第1方向大致正交的第2方向，和上述偏振分離層交互配置，將由上述偏振分離層所反射的偏振光，向與透射上述偏振分離層后的偏振光相同的方向進(jìn)行反射；以及相位差層，其配置于與上述偏振分離層或上述反射層對(duì)應(yīng)的位置，將入射的偏振光的偏振方向轉(zhuǎn)換成另一偏振方向；上述第2透鏡陣列的上述第2小透鏡，其凸面朝向光束射出側(cè)地配置，在上述偏振轉(zhuǎn)換元件的光束入射側(cè)端面，在除了與上述偏振分離層對(duì)應(yīng)的光入射面之外的面設(shè)置有遮光部，在上述第2透鏡陣列及上述偏振轉(zhuǎn)換元件的任一方，形成有朝向另一方延伸設(shè)置的延伸設(shè)置部，通過(guò)上述延伸設(shè)置部粘接固定于上述另一方，上述第2透鏡陣列及上述偏振轉(zhuǎn)換元件相互粘接固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影機(jī)，其特征為上述遮光部是在上述偏振轉(zhuǎn)換元件的光束入射側(cè)的面蒸鍍具有高反射率的金屬所形成的反射膜。
全文摘要
本發(fā)明的投影機(jī)中的積分器照明光學(xué)系統(tǒng)具備第2透鏡陣列(413)，具有多個(gè)小透鏡(4131)；和偏振轉(zhuǎn)換元件陣列(414)；第2透鏡陣列(413)的小透鏡(4131)其凸面朝向光束射出側(cè)進(jìn)行配置，在偏振轉(zhuǎn)換元件陣列(414)的光束入射側(cè)端面，在除了與偏振分離膜(4143)對(duì)應(yīng)的光入射面之外的面設(shè)置有遮光膜(4147)，第2透鏡陣列(413)及偏振轉(zhuǎn)換元件陣列(414)通過(guò)從第2透鏡陣列(413)向偏振轉(zhuǎn)換元件陣列(414)所延伸設(shè)置的延伸設(shè)置部(4133)，被直接固定。
文檔編號(hào)H04N9/31GK101021676SQ20071007881
公開(kāi)日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2007年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月15日
發(fā)明者布施誠(chéng), 石橋治 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社