[發明專利]照明光學系統、圖像投影設備及其控制方法

有效

• 申請號: 201480066110.6
• 申請日: 2014-12-03
• 公開（公告）號: CN105793774B
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 豬子和宏
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: G03B21/14
• 分類號: G03B21/14;G02F1/133;G03B21/00;G09G3/20;G09G3/34;G09G3/36
• 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: 宋巖

技術領域

本發明涉及適用于例如諸如投影儀之類的圖像投影設備的照明光學系統。

背景技術

投影儀通常使用諸如液晶面板之類的保持型顯示元件作為光調制元件，光調制元件根據圖像信號調制光。這種保持型顯示元件產生所謂的取樣和保持模糊(運動模糊)。取樣和保持模糊由下面的原因生成。當觀看者觀察顯示運動物體的運動圖像時，他/她將他的/她的眼睛的方向移動到運動物體預期要移動的方向。另一方面，保持型顯示元件在一幀周期(1/60秒)中保持顯示同一幀的圖像。從而，觀察者將他的/她的眼睛跟隨的位置和運動物體在運動圖像中顯示的位置之間的差別認作圖像模糊(取樣和保持模糊)。

作為一種減少這種取樣和保持模糊的方法，專利文獻1公開了一種方法，該方法將液晶顯示設備的液晶面板(顯示屏幕)在垂直掃描方向上分割成多個區域并且為這多個區域的每一個區域順序地打開和關閉背光以將圖像顯示時間限制得與圖像寫入液晶面板的時間接近。這種方法就是為公眾熟知的黑幀插入方法。專利文獻2公開了一種方法，該方法在投影儀中形成窄的區域，在該窄的區域中顯示元件被照明光在垂直掃描方向上照明并且經由旋轉棱鏡用照明光在垂直掃描方向上掃描顯示元件以減少取樣和保持模糊。

引文列表

專利文獻

[PLT1]日本專利公開號11-202285

[PLT2]日本專利公開號2006-308720

發明內容

技術問題

然而，在專利文獻1中公開的方法是一種要應用到直視液晶顯示設備的方法，該設備的背光在靠近顯示元件的后部提供。該方法不能應用到投影儀上，投影儀用來自光源的光通過包括透鏡和其它光學構件的光學系統來照明顯示元件。

此外，在專利文獻2中公開的方法中，由于總是執行用照明光掃描，因此在顯示的圖像中可能總是出現閃爍。尤其是，投影儀在長時間中不僅需要顯示運動圖像，也需要顯示靜止圖像，并因此不期望總是在顯示圖像中出現閃爍。此外，采用照明光掃描需要機構來旋轉旋轉棱鏡以及它外圍的諸如鏡子之類的光學構件。這導致投影儀尺寸增加、生成驅動聲音(噪音)以及使諸如包括在機構中的馬達之類的部件的維修成為必要。

本發明提供了一種照明光學系統，其能夠在圖像投影設備中在顯示運動圖像時減少取樣和保持模糊，而不用移動任何光學構件并且在顯示靜止圖像時不引起閃爍。本發明也提供了一種包括該照明光學系統的圖像投影設備。

[解決的問題]

作為本發明的一個方面，其提供了一種照明光學系統，其被配置成將從包括在光源單元中的多個光源發射的多個光束分別引導到照明面上的多個照明區域。該照明光學系統包括位于光源單元和照明面之間的積分器光學系統。該積分器光學系統從光源單元側按順序包括第一透鏡陣列和第二透鏡陣列，每個透鏡陣列都包括多個透鏡單元。該照明光學系統被配置成依賴于光源的狀態的變化來改變多個照明區域的照明狀態。

作為本發明的另一個方面，其提供了一種圖像投影設備，包括上述的照明光學系統，設置在照明面處并且被配置成根據圖像信號來調制光的光調制元件，被配置成投影由光調制元件調制的光的投影光學系統，以及被配置成個別地控制光源狀態以使得照明區域的照明狀態被個別地改變的控制器。

作為本發明還有的另一個方面，其提供了一種控制圖像投影設備的方法，所述圖像投影設備包括被配置成根據圖像信號調制光的光調制元件，被配置成分別將從包括在光源單元中的多個光源發射的多個光束引導至光調制元件的多個照明區域的照明光學系統，以及被配置成投影由光調制元件調制的光的投影光學系統。該方法包括個別地控制光源的狀態以使得照明區域的照明狀態被個別地改變。

根據下面參照附圖對示例性示例的描述，本發明的進一步的特征和方面將變得清楚。

[發明的有益效果]

根據本發明，能夠不通過移動光學構件而是通過改變每個光源的狀態來獨立地改變每個照明區域的照明狀態。因此，本發明提供了一種圖像投影設備，其能夠在顯示運動圖像時減少取樣和保持模糊，在顯示靜止圖像時不會生成閃爍。

附圖說明

圖1示意了本發明的示例1的照明光學系統的配置。

圖2示意了通過在示例1中使用的第一復眼透鏡的光源圖像的形成。

圖3示意了在示例1中的照明面的照明狀態。

圖4示意了本發明的示例2的照明光學系統的配置。

圖5示意了由本發明的示例3的照明光學系統來照明的照明面的照明狀態。

圖6示意了本發明的示例4的照明光學系統的配置。