[發明專利]照明光學系統和具有它的圖像投影裝置

有效

• 申請號: 201110441995.1
• 申請日: 2011-12-26
• 公開（公告）號: CN102591017A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 前田勇樹;須藤貴士;児玉浩幸;山內悠
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09;G02B27/28;G02B3/00;G03B21/14;H04N9/31;F21V13/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 卜榮麗

技術領域

本發明涉及照明光學系統和諸如液晶投影儀的圖像投影裝置。

背景技術

日本專利公開No.(“JP”)2008-299298提出，在用于液晶投影儀的照明光學系統中，改變縱截面與橫截面之間的光束的壓縮比，這里，縱截面是包含偏振分離表面的法線的面，并且，橫截面是包含光軸并且與縱截面正交的截面?？v截面上的光束的壓縮在使偏振光束分離器(PBS)上的光束的入射角度分布變窄并保持對比度方面是有效的。橫截面上的光束的壓縮在照明光學系統的小型化方面是有效的。

JP?7-181392在橫截面上設置具有正焦度的第一積分器和具有負焦度的第二積分器。JP?2002-40416在縱截面上通過使用柱面透鏡而不是積分器來壓縮光束，并且，不在橫截面上壓縮光束。

但是，由于JP?7-181392和JP?2002-40416僅沿單個方向，即在縱向或橫向中的任一個上壓縮光束，因此JP?7-181392和JP?2002-40416是不利的，并且照明光學系統(或液晶投影儀)變長。

另外，在JP?2008-299298中公開的照明光學系統通過改變(或偏心)第一積分器的各透鏡單元的頂點的高度來確保橫截面上的第一積分器的焦度。因此，各透鏡單元和偏振轉換器之間的距離變得不恒定，并且，不能提供足夠明亮的圖像。

發明內容

本發明提供可投影明亮的圖像的小的圖像投影裝置。

根據本發明的照明光學系統被配置為通過使用來自光源的光束照射圖像顯示裝置。該照明光學系統包括：偏振分離器，該偏振分離器具有被配置為分離光束的偏振分量的第一偏振分離表面；第一壓縮系統，該第一壓縮系統被配置為在包含第一偏振分離表面的法線和照明光學系統的光軸的第一截面以及包含光軸并與第一截面正交的第二截面中的每一個上壓縮光束；第二壓縮系統，該第二壓縮系統被配置為在第一截面上壓縮光束；偏振轉換器，該偏振轉換器包含第二偏振分離表面，被布置為使得包含第二偏振分離表面的法線和光軸的截面變為第二截面，并被配置為將非偏振光轉換成線偏振光；第一透鏡陣列，該第一透鏡陣列包含被配置為將所述光束分離成多個光束的多個透鏡單元，并且沿光路被布置于偏振轉換器的前面；和第二透鏡陣列，該第二透鏡陣列包含與第一透鏡陣列的所述多個透鏡單元對應的多個透鏡單元，并且沿光路被布置于第一透鏡陣列和偏振轉換器之間。第一透鏡陣列和第二透鏡陣列在第二截面上都不具有光焦度。

參照附圖閱讀示例性實施例的以下說明，本發明的其它特征將變得明顯。

附圖說明

圖1是根據第一實施例的照明光學系統的縱截面圖。

圖2是根據第一實施例的圖1所示的照明光學系統的橫截面圖。

圖3是根據第一實施例的圖1所示的偏振光束分離器的縱截面圖。

圖4是根據第一實施例的圖1所示的偏振轉換器的橫截面圖。

圖5是根據第一實施例的圖1所示的第一蠅眼透鏡的透視圖。

圖6是根據第一實施例的圖1所示的第二蠅眼透鏡的透視圖。

圖7是根據第二實施例的照明光學系統的縱截面圖。

圖8是根據第二實施例的照明光學系統的橫截面圖。

圖9是根據第三實施例的包括照明光學系統的圖像投影裝置的結構圖。

具體實施方式

將參照附圖對本發明的實施例給出描述。

第一實施例

圖1和圖2是示出根據第一實施例的被配置為照射液晶投影儀(圖像投影裝置)的反射型液晶面板的照明光學系統的光路圖。圖1示出縱截面，并且，圖2示出橫截面。本實施例將縱截面設為包含偏振光束分離器(“PBS”)的偏振分離截面的法線和光軸的面，并將橫截面設為包含光軸并且與縱截面正交的截面?？v截面被設為YZ面(第一截面)，并且，橫截面被設為XZ面(第二截面)。

照明光學系統通過利用來自光源10的光束經由PBS?17照射作為圖像顯示裝置的反射型液晶面板(以下，簡稱為“液晶面板”)。通過液晶面板18調制的圖像光再次經由PBS?17被引向投影透鏡(未示出)并被投影到諸如屏幕的投影表面上。

本實施例將照明光學系統的光軸(例如被定義為穿過會聚透鏡16的中心和液晶面板18的面板表面中心的軸線)設為Z軸，并將光軸方向設為與Z軸平行的方向。沿Z軸的方向(在該方向上，來自光源10的光束從會聚透鏡16經由PBS?17行進到液晶面板18)是光的行進方向，并且，沿該方向形成光路。