[發明專利]照明光學系統和具有該照明光學系統的圖像投影設備

在審

• 申請號: 201710213764.2
• 申請日: 2015-04-01
• 公開（公告）號: CN107367892A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 須藤貴士;前田勇樹
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20;G02B27/09;G02B19/00
• 代理公司: 北京魏啟學律師事務所11398
• 代理人: 魏啟學

本申請是申請日為2015年4月1日、申請號為201510151866.7、發明名稱為“照明光學系統和具有該照明光學系統的圖像投影設備”的申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及照明光學系統和具有該照明光學系統的圖像投影設備。

背景技術

近來，在諸如液晶投影儀等的圖像投影設備中，正通過改善照明效率來提高亮度。為了改善照明效率，優選縮小照明區域并且使照明區域的邊緣部分銳化。日本特開2011-90321公開了照明面位于相對于彎曲像面的近軸像面的光源側并且彎曲像面的周邊像面也位于相對于近軸像面的光源側的照明設備。在該結構中，通過像場彎曲的影響緩解了照明區域的模糊。

然而，在日本特開2011-90321的結構中，將面板表面設置到相對于近軸像面的光源側，因而該面板的共軛點位于相對于第一透鏡陣列(復眼透鏡(fly-eye lens))的光源側。在這種情況下，在照明區域的端部處產生高亮度部分(條紋)，因此有效照明區域縮小。結果，需要確保區域余量，因而明度下降。另一方面，如果區域余量不足，則條紋被投影并且圖像質量下降。

發明內容

本發明提供能夠實現高亮度和高質量的圖像的投影的照明光學系統和圖像投影設備。

作為本發明的一個方面的一種照明光學系統，用于對圖像顯示元件進行照明，所述照明光學系統包括：第一透鏡陣列，用于對從光源發出的光進行分割；第二透鏡陣列，用于接收來自所述第一透鏡陣列的光；以及聚光光學系統，用于將來自所述第二透鏡陣列的光引導至所述圖像顯示元件，其特征在于，所述圖像顯示元件的共軛點位于所述第一透鏡陣列的入射面和所述第二透鏡陣列的入射面之間。

作為本發明的另一方面的一種圖像投影設備，包括：圖像顯示元件；以及照明光學系統，用于對所述圖像顯示元件進行照明，其中，所述照明光學系統包括：第一透鏡陣列，用于對從光源發出的光進行分割；第二透鏡陣列，用于接收來自所述第一透鏡陣列的光；以及聚光光學系統，用于將來自所述第二透鏡陣列的光引導至所述圖像顯示元件，其特征在于，所述圖像顯示元件的共軛點位于所述第一透鏡陣列的入射面和所述第二透鏡陣列的入射面之間。

通過以下參考附圖對典型實施例的說明，本發明的其它特征和方面將變得明顯。

附圖說明

圖1是第一實施例中的圖像投影設備(照明光學系統)的主要結構的圖。

圖2是第一實施例中的入射到單元邊界部的光的光路的圖。

圖3是第一實施例中的單元邊界部的曲率半徑和面板表面上的光斑直徑的相關圖。

圖4是第一實施例中的面板的短邊方向上的亮度分布的圖。

圖5是說明亮度不均勻的圖。

圖6是面板的短邊方向上的亮度分布的圖。

圖7是圖6中的高亮度部分的放大圖。

圖8是復眼透鏡的單元邊界部的放大圖。

圖9是說明面板的共軛點的圖。

圖10是入射到除第一復眼透鏡的單元邊界部以外的區域的平行光的光路的圖。

圖11是入射到第一復眼透鏡的單元邊界部的平行光的光路的圖。

圖12是單元邊界部的曲率半徑和面板表面上的光斑直徑之間的相關圖。

圖13是第二實施例中的沿面板的短邊方向的圖像投影設備的主要結構的圖。

圖14是第二實施例中的沿面板的長邊方向的圖像投影設備的主要結構的圖。

圖15是第二實施例中的面板的短邊方向上的光的光路的圖。

圖16是第二實施例中的面板的長邊方向上的光的光路的圖。

圖17是第三實施例中的沿面板的短邊方向的圖像投影設備的主要結構的圖。

圖18是第三實施例中的沿面板的長邊方向的圖像投影設備的主要結構的圖。

具體實施方式

以下將參考附圖來說明本發明的典型實施例。

首先，將針對包括一般的照明光學系統的圖像投影設備，說明在照明區域的端部所產生的高亮度部分(以下稱為條紋)的產生原理。將參考圖5來說明條紋的現象。圖5是說明二維亮度不均勻的圖，并且示出圖像顯示元件5的表面(面板表面)上的照明區域。在圖5中，水平方向上的箭頭表示面板的長邊方向(x軸)并且垂直方向上的箭頭表示面板的短邊方向(y軸)。