CN101467099B - 投影式显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种投影式显示装置(101),其使光量调整单元形成为简单而且容易通用的结构,连续地调整照射向光阀的光的光量,而且不会产生照度不均,并且不必要光不会照射到屏幕上,由此能够提高影像质量,其光量调整单元(9)具有遮挡朝向第二透镜阵列(22)的光的遮光体(91L、91R)、和将遮光体分别支撑成能够在xy平面上转动的转动轴(91LA、91RA),遮光体(91L、91R)和转动轴(91LA、91RA)配置成:转动轴(91LA、91RA)在xy坐标上处于以光轴(AX)为中心对称的位置,而且从通过转动而使遮光体(91L、91R)开始遮挡朝向第二透镜阵列(22)的光的遮光开始位置、到遮光体将朝向第二透镜阵列(22)的光遮挡得最多的最大遮光位置的转动范围在90度以下。
Description
技术领域
本发明涉及一种投影式显示装置,其具有根据影像信号调整照射向光阀的光的光量的功能。
背景技术
在投影式显示装置中,由于从构成光学系统的光学元件泄漏的光以及因光学元件产生的杂散光(不必要光)射入光阀,使得暗影像不能显示得充分暗,具有难以获得高对比度的趋势。尤其在较暗的室内向屏幕上投射影像时,如果不将暗影像显示得充分暗,则将给观众造成对比度不足的印象。因此,提出了如下的投影式显示装置:在为了使光强度均匀化而配置的第一透镜阵列和第二透镜阵列之间,配置具有作为遮光体的光圈刃片的光圈机构,使光圈刃片根据影像信号而滑动(沿与第二透镜阵列平行的方向滑动)或摆动(以与光轴方向正交的轴为中心摆动),由此具备调整照射向光阀的光量的功能(例如参照专利文献1)。
专利文献1:WO2005/026835号公报(第6页、第13页、图2A、图2B、图11B、图12)
在上述以往的投影式显示装置中,为了使伴随光圈刃片的动作的光阀上的照度变化连续(即,不存在即使光圈刃片动作照度也不发生变化的区域),使光圈刃片的前端形状形成为阶梯状,该阶梯状是与构成第二透镜阵列的各个凸透镜的形状对应的形状。因此,在上述以往的投影式显示装置中,存在光量调整用的光圈刃片(遮光体)的结构变复杂的问题。
并且,使光圈刃片的前端形状形成为与构成第二透镜阵列的各个凸透镜的形状对应的形状的光圈机构,不能直接转用于采用不同形状或不同尺寸的透镜阵列的其他投影式显示装置,所以存在不能实现光量调整用机构的通用化的问题。
另外,在上述以往的投影式显示装置中,在假设使光圈刃片的前端形状形成为直线、使光圈刃片形成为矩形并摆动(以与光轴方向正交的轴为中心,向使光圈刃片的前端靠近第一透镜阵列的方向摆动)的情况下,当光圈刃片的前端到达第一透镜阵列附近而且是构成第二透镜阵列的各个凸透镜的曲率中心位置时,光圈刃片的前端的直线形状成像于光阀上,会在光阀上产生沿着x轴方向或y轴方向延伸的线状的照度不均,存在显示影像的质量下降的问题。另外,关于该问题将在后面的图10~图14中具体说明。
并且,在上述以往的投影式显示装置中,在假设使光圈刃片的前端形状形成为直线,使光圈刃片形成为矩形并摆动(以与光轴方向正交的轴为中心,向使光圈刃片的前端靠近第二透镜阵列的方向摆动)的情况下,存在入射到光圈刃片的不必要光反射向第二透镜阵列侧的情况,通过其到达屏幕,有可能向屏幕上照射不必要光。另外,关于该问题将在后面的图11中具体说明。
发明内容
因此,本发明就是为了解决上述现有技术的问题而完成的,其目的在于,提供一种投影式显示装置,其能够利用光量调整单元提高影像质量,该光量调整单元能够使光量调整单元形成为简单而且容易通用的结构,并且能够连续地调整照射向光阀的光的光量,且不会产生照度不均,另外在光量调整单元反射的不必要光不会照射到屏幕上。
关于本发明的投影式显示装置,xyz坐标系由与光轴一致的z轴、与z轴正交的x轴、以及与z轴和x轴两者正交的y轴构成,并且该xyz坐标系以所述光轴为xy平面的原点,所述投影式显示装置在该xyz坐标系中具有:射出光的光源系统;第一透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第一平面上排列多行且排列多列而构成,所述凸透镜在所述第一平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第一透镜阵列用于使从所述光源系统射出的所述光的照度分布均匀化;第二透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第二平面上排列多行且排列多列而构成,该第二透镜阵列的凸透镜在所述第二平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第二透镜阵列配置在与所述第一透镜阵列隔开间隔的位置,并且配置成所述第一透镜阵列的各个凸透镜与所述第二透镜阵列的各个凸透镜对置,该第二透镜阵列用于使透射过所述第一透镜阵列的光的照度分布均匀化;光阀,其被照射透射过所述第二透镜阵列的光,并输出根据影像信号调制后的光;投影光学系统,其将从所述光阀输出的光投射到屏幕上;以及光量调整单元,其配置在所述第一透镜阵列和所述第二透镜阵列之间,用于调整照射向所述光阀的光的光量,所述投影式显示装置的特征在于,所述光量调整单元具有:遮挡从所述第一透镜阵列朝向所述第二透镜阵列的光的一对或多对遮光体;将所述遮光体分别支撑成能够在xy平面上转动的一对或多对转动轴;使所述遮光体转动的转动机构;和控制所述转动机构的动作的转动控制部,一对或多对所述遮光体中的、成对的所述遮光体的xy坐标以所述原点为中心对称,一对或多对所述转动轴中的、成对的所述转动轴的xy坐标以所述原点为中心对称,所述遮光体和所述转动轴配置在下述位置:在向增加所述遮光体的遮光量的方向转动时,从所述遮光体的遮光开始位置到所述遮光体的最大遮光位置的转动范围在90度以下,其中所述遮光体的遮光开始位置是通过所述转动而使所述遮光体开始遮挡朝向所述第二透镜阵列的光的位置,所述遮光体的最大遮光位置是所述遮光体将朝向所述第二透镜阵列的光遮挡得最多的位置,所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述遮光体处于所述遮光开始位置时,所述遮光体的至少一部分与x轴或y轴重合,一对或多对的所述遮光体是一对遮光体,一对或多对的所述转动轴是一对转动轴,所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述第二透镜阵列上,x轴与所述第二透镜阵列的y轴方向的周缘相交于两点,分别通过该两个交点的两条z轴方向的直线分别与一对所述转动轴重合,而且所述转动范围为90度。
根据本发明,采用了遮光体在与光轴正交的xy平面内转动的机构,所以能够简化遮光体的驱动机构,并且不需要使遮光体的前端形状形成为与第二透镜阵列的各个凸透镜的形状对应的形状,所以能够简化遮光体的结构,并且可以获得能够实现容易与其他装置通用的光量调整单元的效果。
并且,根据本发明,采用了遮光体在xy平面内转动的机构,而且使从遮光开始位置到最大遮光位置的转动范围在90度以下,所以在转动中途,遮光体的前端部分不会与第二透镜阵列的相邻凸透镜的接合面位置一致,能够使光阀照射光量相对遮光体的转动角度的变化连续(即,不存在即使遮光体转动照度也不发生变化的区域)。这样,能够通过光量调整单元连续地进行光阀照射光量的调整,所以能够获得持续显示对比感十足的影像的效果。
附图说明
图1是简要表示本发明的实施方式1涉及的投影式显示装置的结构的图。
图2是简要表示实施方式1的转动式遮光部的结构和动作的正视图(沿z轴方向观察到的图)。
图3中(a)和(b)是简要表示实施方式1的转动机构的结构和动作的正视图(沿z轴方向观察到的图)和侧视图(沿x轴方向观察到的图)。
图4是简要表示实施方式1的偏振光转换元件的结构和功能的图(沿y轴方向观察到的图)。
图5中(a)和(b)是简要表示比较例的转动式遮光部的结构和动作的正视图(沿z轴方向观察到的图)和侧视图(沿x轴方向观察到的图)。
图6是表示实施方式1涉及的投影式显示装置的遮光体的转动角度与光阀上的相对光量比之间的关系的模拟结果的图。
图7是表示比较例的投影式显示装置的遮光体的转动角度与光阀上的相对光量比之间的关系的模拟结果的图。
图8是表示实施方式1的第二透镜阵列附近的第二光源像之间的暗区域的图。
图9是用于说明实施方式1涉及的投影式显示装置的效果的图。
图10是表示第一透镜阵列附近位置和光阀的中心位置为共轭关系的光线跟踪图。
图11是表示用于说明在比较例中产生的不必要光的光轨迹的图。
图12是简要表示比较例的投影式显示装置的遮光体和转动轴的侧视图(沿x轴方向观察到的图)。
图13是简要表示比较例的投影式显示装置的光阀上的照度不均的正视图。
图14是图12的主要部分放大图。
图15是简要表示实施方式1的变形例的转动式遮光部的结构和动作的正视图(沿z轴方向观察到的图)。
图16是简要表示本发明的实施方式2涉及的投影式显示装置的转动式遮光部的结构和动作的正视图(沿z轴方向观察到的图)。
图17是表示实施方式2涉及的投影式显示装置的遮光体的转动角度与光阀上的相对光量比之间的关系的模拟结果的图。
图18是简要表示其他示例的投影式显示装置的转动式遮光部的结构和动作的正视图(沿z轴方向观察到的图)。
图19是表示图18中的示例的投影式显示装置的遮光体的转动角度与光阀上的相对光量比之间的关系的模拟结果的图。
图20是表示在实施方式2和6中,把转动轴配置在偏离y轴方向的位置时的不希望的转动轴位置的正视图(沿z轴方向观察到的图)。
图21是简要表示实施方式2的变形例的转动式遮光部的结构和动作的正视图(沿z轴方向观察到的图)。
图22是简要表示本发明的实施方式3涉及的投影式显示装置的转动式遮光部的结构和动作的正视图(沿z轴方向观察到的图)。
图23是表示在实施方式3和7中,把转动轴配置在偏离x轴方向的位置时的不希望的转动轴位置的俯视图(沿y轴方向观察到的图)。
图24是表示图23中的偏振光转换元件的一部分的简要立体图。
图25是表示在实施方式3和7中最好不配置转动轴位置的范围的图。
图26是简要表示本发明的实施方式4涉及的投影式显示装置的转动式遮光部的结构和动作的正视图(沿z轴方向观察到的图)。
图27是表示实施方式4涉及的投影式显示装置的遮光体的转动角度与光阀上的相对光量比之间的关系的模拟结果的图。
图28是简要表示本发明的实施方式5涉及的投影式显示装置的结构的图。
图29是简要表示实施方式5的转动式遮光部的结构和动作的正视图(沿z轴方向观察到的图)。
图30是表示实施方式5涉及的投影式显示装置的遮光体的转动角度与光阀上的相对光量比之间的关系的模拟结果的图。
图31是简要表示实施方式5的变形例的转动式遮光部的结构和动作的正视图(沿z轴方向观察到的图)。
标号说明
1:光源系统;2:组合光学系统;3:偏振光转换元件;4:聚光透镜;5:场镜;6:偏振片;7;光阀;8:投影光学系统;9、126:光量调整单元;11:光源;12:反射镜;21:第一透镜阵列;22:第二透镜阵列;31:偏振光分离膜;32:反射膜;33:λ/2相位差板;91、121~126、128、129:转动式遮光部;91L、91R、91T、91B、91L2、91R2、128L、128R:遮光体;91LA、91RA、91L2A、91R2A、91TA、91BA、128LA、128RA:转动轴;91LB、91RB、91L2B、91R2B:向遮光量增加方向转动时遮光体的转动方向开头的边;92:转动机构;93:转动控制部;94:信号检测部;95:电动机;95a、96、96a、97:齿轮;101、105:投影式显示装置;201~204:第二光源像之间的暗区域;AX:光轴;SC:屏幕。
具体实施方式
实施方式1
图1是简要表示本发明的实施方式1涉及的投影式显示装置101的结构的图。图2是简要表示实施方式1的转动式遮光部91的结构和动作的正视图(沿z轴方向观察到的图),图3中的(a)和(b)是简要表示实施方式1的转动机构92的结构和动作的正视图(沿z轴方向观察到的图)和侧视图(沿x轴方向观察到的图)。图4是表示实施方式1的偏振光转换元件3的结构的局部放大图。另外,在图中,z轴表示与具有第一透镜阵列21和第二透镜阵列22的组合光学系统2的光轴AX一致的坐标轴,x轴表示与z轴正交的水平方向的坐标轴,y轴表示与x轴和z轴两者都正交的垂直方向的坐标轴。并且,在xy坐标中,光轴位置(z轴的位置)是原点(0,0)。
如图1所示,实施方式1涉及的投影式显示装置101具有:光源系统1;使从光源系统1射出的光的照度分布均匀化的第一透镜阵列21;使透射过第一透镜阵列21的光的照度分布均匀化的第二透镜阵列22;偏振光转换元件3;聚光透镜4;场镜5;偏振片6;被光照射、并输出根据影像信号调制后的光的光阀7;把从光阀7输出的光投射到屏幕SC上的投影光学系统8;和调整从第一透镜阵列朝向第二透镜阵列的光的光量的光量调整单元9。在此,第一透镜阵列21和第二透镜阵列22构成使光照度分布均匀化的组合光学系统2。并且,图1中示出了有关一种颜色的光的光路的结构,但是也可以对于红色、绿色、蓝色各种颜色,具有结构1~7和9,通过光合成元件(未图示)合成各种颜色的图像光,然后通过投影光学系统8投射到屏幕SC上。
如图1所示,光源系统1把光源11、和将光源11的光反射到光阀7侧的反射镜12作为主要结构。作为光源11,通常采用高压水银灯、卤素灯、氙气灯。但是,作为光源11,例如也可以使用LED、激光器、无电极放电灯等其他类型的发光装置。反射镜12例如是抛物面镜或椭圆面镜。但是,反射镜12的形状不限于此,也可以使用其他形状的凹面镜。光源系统1的形状和结构只要是能够使出射的光会聚于偏振光转换元件3的形状和结构,则也可以是其他形状和结构。例如,在使从光源系统1射入组合光学系统2的光为与光轴AX大致平行的光束的情况下,只要使反射镜12为抛物面镜即可。并且,通过使反射镜12为椭圆面镜,并在光源系统1和组合光学系统2之间配置凹透镜(未图示),也能够使射入组合光学系统2的光成为与光轴AX大致平行的光束。
组合光学系统2的第一透镜阵列21和第二透镜阵列22分别具有配置了多行且多列(矩阵状)的长方形凸透镜(也称为透镜单元或单元)的结构,所述长方形凸透镜在x轴方向具有长边、并在y轴方向具有短边。第一透镜阵列21的多个凸透镜与第二透镜阵列22的多个凸透镜分别对应,对应的凸透镜彼此在z轴方向对置配置。作为第一透镜阵列21和第二透镜阵列22,可以使用彼此形状相同的结构。
偏振光转换元件3是把入射到其自身的光束转换成一种直线偏振光后射出的元件。如图4所示,偏振光转换元件3主要由以下部分构成:多个偏振光分离膜31,它们在x轴方向上隔开适当间隔,而且相对z轴倾斜(例如倾斜45度)地配置;反射膜32,其在相邻的偏振光分离膜31之间相对z轴倾斜(例如倾斜45度)地配置;和λ/2相位差板33,其配置在各个偏振光分离膜31的光阀7侧(图4中的右侧)。入射到偏振光转换元件3的光(例如包括p偏振光和s偏振光的光(p+s)),通过偏振光分离膜31被分成s偏振光和p偏振光。接着,被偏振光分离膜31分离开的p偏振光通过偏振光分离膜31后入射到λ/2相位差板33,通过λ/2相位差板33被偏振转换为s偏振光后输出。被偏振光分离膜31分离开的s偏振光在反射膜32反射后输出。这样,入射到偏振光转换元件3的光(p+s)几乎都转换为s偏振光后输出。
光阀7例如是透射型液晶光阀。但是,光阀7的类型不限于透射型液晶光阀,例如也可以是反射型液晶光阀之类的其他类型的光阀。
光量调整单元9具有:一对遮光体91L、91R,它们遮挡从第一透镜阵列21朝向第二透镜阵列22的光;一对转动轴91LA、91RA,它们将遮光体91L、91R分别支撑成能够在与z轴正交的xy平面上转动;转动机构92,其使遮光体91L、91R转动;转动控制部93,其控制转动机构92的动作;和信号检测部94,其检测输入到光阀7的影像信号,根据其检测结果来计算出相对光量比。一对遮光体91L、91R和一对转动轴91LA、91RA构成转动式遮光部91。转动控制部93根据由信号检测部94计算得出的影像信号的亮度的相对值,来对转动式遮光部91进行转动控制。具体地讲,转动控制部93以下述方式控制转动机构92的动作:影像信号的亮度的相对值越低,越增加遮光体91L、91R的遮光量(使照射光阀7的光的光量减少),所计算出的影像信号的亮度的相对值越大,越减小遮光体91L、91R的遮光量(使照射光阀7的光的光量增加)。
图2表示沿z轴方向观察遮光体91L、91R、转动轴91LA、91RA和第二透镜阵列22时的情况。如图2所示,成对的遮光体91L、91R在xy坐标上配置在以光轴AX即原点(0,0)为中心对称的位置。并且,如图2所示,成对的转动轴91LA、91RA在xy坐标上配置在以光轴AX即原点(0,0)为中心对称的位置。另外,遮光体91L、91R和转动轴91LA、91RA配置成:在向增加遮光体91L、91R的遮光量的方向转动时(在图2中,对于遮光体91L和遮光体91R都是顺时针方向为增加遮光量的方向),从遮光体91L、91R的遮光开始位置到遮光体91L、91R的最大遮光位置的转动范围为90度,所述遮光体91L、91R的遮光开始位置是通过转动而使遮光体91L、91R开始遮挡朝向第二透镜阵列22的光的位置(在图2中是利用实线表示的遮光体91L、91R的位置,也称为“最小完全开口时的位置”),所述遮光体91L、91R的最大遮光位置是遮光体91L、91R将朝向第二透镜阵列22的光遮挡得最多的位置(在图2中是利用双点划线表示的遮光体91L、91R的位置,也称为“最大遮光时的位置”)。
在xy坐标上,遮光体91L的转动轴91LA配置在x轴的正区域(图2中光轴AX的左侧)中,遮光体91R的转动轴91RA配置在x轴的负区域(图2中光轴AX的右侧)中。如图2所示,遮光体91L设置成能够以转动轴91LA为中心在xy平面上沿箭头DL方向转动。并且,遮光体91R设置成能够以转动轴91RA为中心在xy平面上沿箭头DR方向转动。如图2所示,转动式遮光部91根据来自转动控制部93的控制信号,由转动机构92驱动着转动,从而从光路的两侧朝向光轴AX侧转动(即凸出到光路中),或者从光路退出,转动式遮光部91对应于在光路上的凸出量来调整光(照射向光阀7的光)的光量。各个遮光体91L、91R的增加遮光体91L、91R的遮光量的转动方向开头的边91LB、91RB为直线形状。
如图3中的(a)和(b)所示,转动机构92是使遮光体91L转动的机构,其具有:电动机95、安装在电动机95的轴上的齿轮95a、与齿轮95a啮合的齿轮96、同轴固定在齿轮96上的齿轮96a、以及与齿轮96a啮合并固定在转动轴91LA上的齿轮97。使遮光体91R转动的机构也具有相同的结构。在驱动电动机95使齿轮95a向实线方向(图3的(a)中的顺时针方向)旋转时,齿轮96、96a也向实线方向(图3的(a)中的逆时针方向)旋转,齿轮97、转动轴91LA和遮光体91L向实线方向(图3的(a)中的顺时针方向)转动。并且,在驱动电动机95使齿轮95a向虚线方向(图3的(a)中的逆时针方向)旋转时,齿轮96、96a也向虚线方向(图3的(a)中的顺时针方向)旋转,齿轮97、转动轴91LA和遮光体91L向虚线方向(图3的(a)中的逆时针方向)转动。另外,转动机构91的结构不限于图示的示例,也可以采用其他结构。
为了提高对比度,在显示影像信号的亮度高的影像的情况下,光量调整单元9不遮挡朝向第二透镜阵列22的光,而在显示影像信号的亮度低的影像的情况下,光量调整单元9将朝向第二透镜阵列22的光遮挡与影像信号的低亮度程度对应的量。作为具体的示例,在影像信号的亮度的相对值为100%的明亮的影像信号的情况下,光量调整单元9不遮挡朝向第二透镜阵列22的光(即遮挡0%),使照射向光阀7的光的相对光量比为100%。并且,在影像信号的亮度的相对值为20%的影像信号的情况下,光量调整单元9将朝向第二透镜阵列22的光遮挡80%,使照射向光阀7的光的相对光量比为20%。这样,通过调整相对光量比,能够以大约5倍的细度调整显示影像的亮度。并且,在亮度的相对值为0%的影像信号的情况下,光量调整单元9能够将朝向第二透镜阵列22的光遮挡100%,使照射向光阀7的光的相对光量比为0%。通过这样动作,在亮度的相对值为0%的暗影像信号的情况下,光量调整单元9将朝向第二透镜阵列22的光遮挡100%,能够显示充分暗的影像。通过这样控制,能够提高对比度。这意味着:由于光阀7的透光率大致恒定,因此通过降低照射光阀7的光量,就能够使影像暗下来。另外,关于影像信号的亮度的相对值与照射向光阀7的光的相对光量比的关系,并不限于上述关系,也可以具有影像信号的亮度的相对值越高越增大相对光量比的其他关系。
图5中(a)和(b)是简要表示比较例C1的投影式显示装置的转动式遮光部的结构的正视图(沿z轴方向观察到的图)和侧视图(沿x轴方向观察到的图)。图5中(a)表示沿z轴方向观察遮光体191T、191B、转动轴191TA、191BA和第二透镜阵列22的情况。图5中(b)表示沿x轴方向观察遮光体191T、191B和转动轴191TA、191BA的情况。比较例C1的投影式显示装置只有转动式遮光部的结构与图1所示的实施方式1涉及的投影式显示装置101不同。比较例C1的转动式遮光部具有x轴方向的转动轴191TA、191BA、和分别支撑在转动轴191TA、191BA上的长方形的遮光体191T、191B。如图5中(b)所示,使遮光体191T、191B以转动轴191TA、191BA为中心转动。遮光体191T、191B的前端的边191TB、191BB为直线。在图5的(b)中,以15度的转动角度间隔(位置P0~P6)表示遮光体191T、191B以转动轴191TA、191BA为中心转动时的移动状况。
图6是表示图2所示实施方式1(曲线E1)和图5所示比较例(曲线C1’)的情况下的、相对光量比相对于转动角度的变化的模拟结果的图。图6表示使转动角度每次变化2度时的模拟结果。在图6中,纵轴表示照射向光阀7的光的相对光量比(%)。并且,在图6中,横轴表示图2所示实施方式1(曲线E1)的情况下遮光体91L、91R和图5所示比较例C1’的情况下遮光体191T、191B的转动角度。转动角度在遮光体完全关闭的位置(遮光量最大的位置)为0度,转动角度变得越大,遮光量变得越小。但是,关于表示比较例的曲线C1’,为了容易评价曲线的连续性,使模拟结果(后面叙述的图7所示的曲线C1)向图6中的左方向平移来进行描述。在图6的比较例的曲线C1’(虚线)中,存在4处平坦部,存在相对光量比对应遮光体的旋转不直线变化的区域,即,存在即使遮光体旋转相对光量比也不变化的平坦部,相对光量比不是连续地变化。但是,在实施方式1(E1)的曲线(实线)中,不存在平坦部,相对光量比对应遮光体的旋转而连续变化。因此,在实施方式1的遮光体91L、91R中,在向增加遮光体91L、91R的遮光量的方向转动时,即使使遮光体91L、91R的成为转动方向开头的边为直线形状而不是阶梯状,也能够连续地调整相对光量比。
图7是表示图5所示比较例的情况下相对光量比相对于转动角度的变化的模拟结果的图。图7是平移图6所示比较例的曲线C1’前的曲线C1。图7中的纵轴表示照射到光阀7上的光的相对光量比(%),横轴表示图5所示比较例的情况下的遮光体191T、191B的转动角度。转动角度在遮光体完全关闭的位置(遮光量最大的位置)为0度,转动角度变得越大,遮光量变得越小。在图5所示比较例的情况下,存在4处即使遮光体旋转相对光量比也不变化的平坦部C1a、C1b、C1c、C1d,在平坦部C1a、C1b、C1c、C1d处不能连续地调整相对光量比。
图8是利用256灰度的灰度级来表示第二透镜阵列22附近的第二光源像的一例的图。在图8中,在接近黑色的大致圆形形状或大致椭圆形形状的多个区域LS,分别表示来自光源系统1的光通过的光源像(光会聚的亮区域)。另外,在图8中的光源像LS的外侧,存在于多个光源像LS之间的白色的间隙区域DA,表示来自光源系统1的光几乎不通过的区域(光不通过的暗区域)。但是,在图8中的光源像LS的内侧,亮度利用256灰度的灰度级来表示,与图8中的光源像LS的外侧相反,接近白色的区域是来自光源系统1的光的光量多的高亮度区域,黑色较深的区域是来自光源系统1的光的光量少的低亮度区域。在图8中,区域201、202、203、204表示y轴的正区域(图8中光轴AX的上侧)的光源像之间的区域,这些区域201、202、203、204是比较暗的部分。图7所示比较例的曲线C1中示出的4处平坦部C1a、C1b、C1c、C1d,可以认为是图8中的y轴的正区域的光源像之间的区域204、203、202、201即4处暗部的影响。图7所示比较例的平坦部C1a、C1b、C1c、C1d分别对应于图8中的光源像之间的区域204、203、202、201。如图8所示,光源像之间的区域201、202、203、204是在与x轴方向平行的方向比较宽的区域,所以在像图5的比较例那样使遮光体191T、191B的前端形状形成为与x轴平行的直线、而且使遮光体191T、191B的前端在与x轴平行的姿态下进行转动动作时,如图7所示,在表示相对光量比的变化的曲线中出现了平坦部。与此相对,在图2所示实施方式1的情况下,即使将遮光体91L、91R的转动方向开头的边91LB、91RB形成为直线,由于使遮光体91L、91R的转动方向开头的边91LB、91RB相对x轴倾斜地在xy平面内进行开闭动作,所以通过同时遮挡图8所示的亮部(图8中的光源像LS内侧接近白色的区域)、和暗部(图8中的光源像LS内侧接近黑色的区域以及图8中的光源像LS外侧的白色部分),能够连续减少光量。换言之,在使遮光体与x轴或y轴平行地移动时,如果不想出像现有技术那样使遮光体的前端形状形成为阶梯状等对策,则不能使相对光量比连续地变化,而在实施方式1的投影式显示装置101的情况下,即使遮光体91L、91R的转动方向开头的边91LB、91RB为直线形状,也能够连续改变相对光量比。另外,根据图8可知,光源像之间的暗区域也作为与y轴平行的方向(图8中的纵方向)的区域存在,所以当在第二透镜阵列22的y轴方向正侧和负侧设置一对遮光体时(后面叙述的实施方式3),也能够连续地改变相对光量比。
图9是通过模拟计算出通过第二透镜阵列22的各个单元(各个凸透镜)的光的光量,并按照各个单元利用数值表示其结果的图。但是,第二透镜阵列22以x轴为基准对称(在图9中为上下对称),并以y轴为基准对称(在图9中为左右对称),所以仅针对以光轴AX作为原点的xy坐标系的第一象限表示模拟结果。模拟结果是将整个第一象限标准化成100%进行表示的。在此,为了区分单元,例如使用{+H1,+V2}这样的描述。例如,{+H1,+V1}表示y轴方向的位置为H1、x轴方向的位置为V1的单元。并且,例如,{—H1,—V1}表示y轴方向的位置为—H1、x轴方向的位置为—V1的单元。根据图9能够确认:从{±H1,±V2}、{±H2,±V1}、{±H2,±V2}、{±H3,±V1}的单元射出的光的光量多。根据图8和图9可知,从{±H1,±V2}、{±H2,±V1}、{±H2,±V2}、{±H3,±V1}的单元输出的光的光量大,可以认为是亮部分(图8中的光源像LS内侧接近白色的区域)、和暗部分(图8中的光源像LS内侧接近黑色的区域以及图8中的光源像LS外侧的白色部分,例如区域204、203)的光量差特别大的区域。因此,在遮光体的前端直线部分通过光量差特别大的区域时,优选尽量以相对x轴(或相对图8中的区域204、203等)倾斜的姿态通过。因此,例如在图9中,认为:通过使各个遮光体91L、91R(利用双点划线表示)和转动轴的位置移动到91L2A和91R2A,在遮光体91L中,能够使遮光体的前端直线部分以倾斜的姿态通过相对光量比大的单元{±H1,±V2}、{±H2,±V1}、{±H2,±V2}、{±H3,±V1},所以能够进行更为连续的光量调整。另外,关于利用双点划线表示的遮光体位置,将在实施方式2中进行说明。
根据图9,在使各个遮光体91L、91R的尺寸相同的情况下,优选遮光体的短边的长度dh满足式1的必要条件,优选长边的长度dv满足式2的必要条件。在此,把各个单元的y轴方向长度设为H1、H2、H3、H4、H5,把x轴方向长度设为V1、V2、V3。
dh≧H1+H2+H3+H4+H5 式1
dv≧{(H1+H2+H3+H4+H5)2
+(2×(V1+V2+V3))2}0.5 式2
图10是表示从光阀7的中心进行逆向光线跟踪时的光的轨迹的概况的图。L1表示光的轨迹。区域L2表示光L1会聚的位置。根据图10可以确认:第一透镜阵列21附近的像成像于光阀7。即,光阀7与第一透镜阵列21的入射面附近为共轭关系。因此,在各个遮光体的前端位于第二透镜阵列22的焦点位置附近的情况(图5所示比较例的情况)下,各个遮光体191T、191B的前端成像于光阀7,在光阀7的y轴方向的中心附近可以观察到沿x轴方向延伸的线状的照度不均。因此,像本发明这样,通过使遮光体91L、91R在xy平面上转动,而且配置在第二透镜阵列22附近,能够不产生上述问题。
图12是在图5所示比较例的情况下,在各个遮光体191T、191B的前端的成像容易确认的条件、即各个遮光体191T、191B的前端与第二透镜阵列22的第二行的透镜单元曲率中心位置处于相同高度(y坐标位置)的情况下,遮光体191T、191B进行遮光时的图。并且,图13是表示图12所示情况时的光阀7上的照度分布的模拟结果的图。图14是图12的放大图。在此,192和193表示通过第二透镜阵列22的从x轴起第二个透镜单元的曲率中心位置的z轴方向的直线。并且,各个遮光体191T、191B的前端位置在第一透镜阵列21附近。
如图13所示,可以确认到在光阀7上产生x轴方向的线状的暗部194。在各个遮光体191T、191B的前端为直线时,例如,如果前端的矩形部的宽度d8为0.5mm左右的宽度,则在第一透镜阵列的第二行的单元的y轴方向尺寸为2.5mm左右时,前端的矩形部的y轴方向部分dy成像于光阀7上,由此如图13所示,在光阀7上产生x轴方向的线状的暗部194。
并且,在图5中,在向与比较例相反的方向摆动了的情况下,即,各个遮光体111T、111B以与光轴方向正交的轴为中心,向使遮光部的前端接近第二透镜阵列22的方向摆动了的情况下,如图11所示,在各个遮光体111T(下侧的遮光体未图示)转动时,在各个遮光体111T反射的光101a(虚线)入射到第二透镜阵列22,并通过壳体10a1多重反射,有可能导致不必要光照射到屏幕SC上。另外,没有图示与遮光体111T对置的遮光体,在投影光学系统8中只示出了两枚透镜,没有图示光合成元件。实际上,关于不射入光阀7的光,在入射到投影光学系统8时,也作为不必要光照射到屏幕SC上。根据以上所述,优选遮光体的转动方向与xy平面平行。
如以上说明的那样,根据实施方式1的投影式显示装置101,采用了遮光体91L、91R在与光轴AX正交的xy平面内转动的机构,所以能够简化遮光体91L、91R的转动机构92。并且不需要使遮光体91L、91R的前端形状91LB、91RB形成为与第二透镜阵列22的各个凸透镜的形状对应的形状,而可以形成为直线,所以能够简化光量调整单元9的遮光体的结构,并且也可以应用于其他形状的透镜阵列,所以能够实现容易在与其他装置之间通用的光量调整单元9。
并且,根据实施方式1的投影式显示装置,采用了遮光体91L、91R在xy平面内转动的机构,而且使从遮光开始位置到最大遮光位置的转动范围为90度,所述遮光开始位置是通过转动而使遮光体91L、91R开始遮挡朝向第二透镜阵列22的光的位置,所述最大遮光位置是遮光体将朝向第二透镜阵列22的光遮挡得最多的位置,所以能够提高相对于遮光体91L、91R转动角度的光阀7照射光量的变化的直线性。因此,可以通过光量调整单元9连续进行光阀7照射光量的调整,能够持续显示对比感十足的影像。
另外,遮光体91L、91R也可以是长方形以外的形状,例如也能够是平行四边形、梯形、菱形。
图15是简要表示实施方式1的变形例的转动式遮光部的结构和动作的正视图(沿z轴方向观察到的图)。图15所示的遮光体91L、91R和转动轴91LA、91RA配置成:在第二透镜阵列22上,x轴与第二透镜阵列的y轴方向的周缘相交于两点,分别通过该两个交点外侧的x轴上的两个点的两条z轴方向的直线,分别与一对转动轴91LA、91RA重合,而且,从遮光开始位置到最大遮光位置的转动范围小于90度,所述遮光开始位置是通过转动而使遮光体91L、91R开始遮挡朝向第二透镜阵列22的光的位置,所述最大遮光位置是遮光体将朝向第二透镜阵列的光遮挡得最多的位置,所述的这一点与图2的示例不同。在该情况下,如图15所示,由于转动轴91LA、91RA移动到了外侧,所以将遮光体91L、91R的长边的长度延长与转动轴91LA、91RA向外侧移动的距离相同的长度。在图15所示的情况下,如图2所示,具有转动轴91LA、91RA不与第二透镜阵列22重合的优点。关于其他情况,图15的示例与图2的示例相同。
实施方式2
图16是简要表示本发明的实施方式2涉及的投影式显示装置的转动式遮光部的结构和动作的正视图(沿z轴方向观察到的图)。实施方式2涉及的投影式显示装置采用了图16所示的转动式遮光部123,来代替图2所示的转动式遮光部91,这一点与实施方式1涉及的投影式显示装置101不同。因此,在说明实施方式2时也参照图1。
图16表示沿z轴方向观察遮光体91L2、91R2、转动轴91L2A、91R2A和第二透镜阵列22的情况。图16中的遮光体91L2、91R2相当于图9中利用双点划线表示的遮光体。如图16所示,成对的遮光体91L2、91R2在xy坐标上配置于以光轴AX即原点(0,0)为中心对称的位置。并且,如图16所示,成对的转动轴91L2A、91R2A在xy坐标上配置于以原点(0,0)为中心对称的位置。另外,遮光体91L2、91R2和转动轴91L2A、91R2A配置成:在向增加遮光体91L2、91R2的遮光量的方向转动时(在图2中,对于遮光体91L2和遮光体91R2,都是顺时针方向为增加遮光量的方向),从遮光体91L2、91R2的遮光开始位置到遮光体91L2、91R2的最大遮光位置的转动范围小于90度,所述遮光体91L2、91R2的遮光开始位置是通过转动而使遮光体91L2、91R2开始遮挡朝向第二透镜阵列22的光的位置(在图2中是利用实线表示的遮光体91L2、91R2的位置),所述遮光体91L2、91R2的最大遮光位置是遮光体91L2、91R2将朝向第二透镜阵列22的光遮挡得最多的位置(在图2中是利用双点划线表示的遮光体91L2、91R2的位置)。
图17是表示图2所示实施方式1(曲线E1)的情况与图16所示实施方式2(曲线E2)的情况下,相对光量比相对于转动角度(°)的变化的模拟结果的图。在此,使转动角度每次变化2度来进行了模拟。在图17中,纵轴表示照射到光阀7上的光的相对光量比(%)。在图17中,横轴表示遮光体的转动角度。利用实线表示的曲线E2表示图16所示实施方式2的情况,利用虚线表示的曲线E1表示图2所示实施方式1的情况,可知曲线E1和E2都是连续(没有平坦部)地变化。曲线E1与曲线E2相比,下降得稍早(在图17中,当转动角度小于90度时,相对光量比开始减小),所以通过使各个遮光体的转动轴的位置与y轴平行移动,可以缩小光量调整范围,能够实现响应性良好的光量调整。因此,在各个遮光体91L2、91R2的转动方向开头的边91L2B、91R2B是平坦形状时,转动轴91L2A、91R2A的位置也可以如图16所示是沿y轴方向移动后的位置。
图18是简要表示其他示例的投影式显示装置的转动式遮光部的结构和动作的正视图(沿z轴方向观察到的图)。在图18中,表示使各个遮光体131L、131R的转动轴131LA、131RA的位置向与图16中的移动方向相反的方向(与y轴平行的方向)移动了的示例。并且,图19是表示图18所示示例的投影式显示装置的遮光体的转动角度与光阀上的相对光量比之间的关系的模拟结果的图。在此,表示使转动角度每次变化2度来进行模拟的结果。在图19中,纵轴表示照射到光阀7上的光的相对光量比(%)。在图19中,横轴表示图2和图18的情况下的转动式遮光部的转动角度(°)。利用实线表示的曲线E1表示图2所示实施方式1的情况,利用虚线表示的示例曲线C2表示图18所示的情况。根据图19可知,示例曲线C2中,相对光量比在约25%以上时表现出连续性,而在区域112的平坦部中能够确认到连续性被破坏。因此,在最大遮光时(图18中的双点划线位置)和最小完全开口时(图18中的实线位置)的角度为钝角时,优选各个遮光体的转动轴的位置没有沿图18所示的方向移动。另外,“最小完全开口时”对应于向增加遮光体的遮光量的方向转动时,通过转动而使遮光体开始遮挡朝向第二透镜阵列的光的遮光体的遮光开始位置,“最大遮光时”对应于遮光体将朝向第二透镜阵列的光遮挡得最多的遮光体的最大遮光位置。
关于图19表示的示例曲线C2的平坦部112,在关闭遮光体131L、131R的转动中途,在遮光体131L、131R的转动方向开头的边(直线)131LB、131RB与第二透镜阵列的相邻透镜单元(凸透镜)的在x轴方向延伸的边界面(接合面)重合时,即,在遮光体131L、131R的转动方向开头的边(直线)131LB、131RB仅遮挡了在x轴方向延伸的透镜单元之间的暗部时,平坦部112表现明显。这是因为在仅遮挡了透镜单元之间的暗部的转动范围中,光阀7的照射光量不变。因此,在转动的中途阶段,优选各个遮光体131L、131R的转动方向开头的边131LB、131RB与相邻的透镜单元的x轴方向(或y轴方向)的接合面在z轴方向不重合。因此,优选各个遮光体131L、131R的最大遮光时和最小完全开口时的角度不会成为钝角、即在90度以下。
图20是表示尤其在增加遮光量的转动时在遮光体的成为转动方向开头的边与x轴平行的情况下,将遮光体91L2、91R2的转动轴91L2A、91R2A配置在沿y轴方向移动的位置时的不希望的转动轴位置的正视图(沿z轴方向观察到的图)。在图20中,当在黑点位置配置各个遮光体91L2、91R2的转动轴91L2A、91R2A的情况下,图8所示的x轴上的暗部的位置成为在y轴方向相邻的单元(凸透镜)的接合面,所以在遮光中途会产生图19所示的平坦部112。因此,在图20中的黑点位置或其附近配置各个遮光体91L2、91R2的转动轴91L2A、91R2A是不理想的。并且,基于相同的理由,在通过图20中的黑点位置的x轴方向的直线上配置各个遮光体的转动轴也是不理想的。
如以上说明的那样,根据实施方式2涉及的投影式显示装置,采用了遮光体91L2、91R2在与光轴AX正交的xy平面上转动的机构,所以能够简化遮光体91L2、91R2的转动机构92。并且不需要使遮光体91L2、91R2的转动方向开头的边91L2B、91R2B形成为与第二透镜阵列22的各个凸透镜的形状对应的形状,而能够形成为直线,所以能够简化光量调整单元9的遮光体的结构,并且也能够应用于其他形状的透镜阵列,所以能够实现容易通用的光量调整单元9。
并且,根据实施方式2的投影式显示装置,采用了遮光体91L2、91R2在与光轴AX正交的xy坐标上转动的机构,而且使从遮光开始位置到最大遮光位置的转动范围小于90度,所述遮光开始位置是通过转动而使遮光体91L2、91R2开始遮挡朝向第二透镜阵列22的光的位置,所述最大遮光位置是遮光体将朝向第二透镜阵列的光遮挡得最多的位置,所以能够提高光阀7照射光量相对遮光体91L2、91R2的转动角度的变化的连续性。因此,能够通过光量调整单元9连续地进行光阀7照射光量的调整,能够持续显示对比感十足的影像。
图21是简要表示实施方式2的变形例的转动式遮光部的结构和动作的正视图(沿z轴方向观察到的图)。图21所示的遮光体91L2、91R2和转动轴91L2A、91R2A配置成:在第二透镜阵列22上,相对于x轴倾斜的直线与第二透镜阵列的y轴方向的周缘相交于两点,分别通过该两个交点的x轴方向外侧的两个点的两条z轴方向的直线,分别与一对转动轴91L2A、91R2A重合,而且,从遮光开始位置到最大遮光位置的转动范围小于90度,所述遮光开始位置是通过转动而使遮光体91L2、91R2开始遮挡朝向第二透镜阵列22的光的位置,所述最大遮光位置是遮光体将朝向第二透镜阵列的光遮挡得最多的位置,所述的这一点与图2的示例不同。在该情况下,如图21所示,由于转动轴91L2A、91R2A移动到外侧,所以将遮光体91L2、91R2的长边的长度延长与转动轴91L2A、91R2A向外侧移动的距离相同的长度。在图21所示的情况下,具有转动轴91L2A、91R2A不与第二透镜阵列22重合的优点。关于其他情况,图21的示例与图16的示例相同。
另外,在实施方式2中,上述之外的情况与上述实施方式1的情况相同。
实施方式3
图22是简要表示本发明的实施方式3涉及的投影式显示装置的转动式遮光部125的结构和动作的正视图(沿z轴方向观察到的图)。实施方式3涉及的投影式显示装置采用了图22所示的转动式遮光部125,来代替图2所示的转动式遮光部91,这一点与实施方式1涉及的投影式显示装置101不同。因此,在说明实施方式3时也参照图1。
实施方式3的光量调整单元9具有:一对遮光体91T、91B,它们遮挡从第一透镜阵列21朝向第二透镜阵列22的光;一对转动轴91TA、91BA,它们将遮光体91T、91B分别支撑成能够在与z轴正交的xy平面上转动;转动机构92,其使遮光体91T、91B转动;转动控制部93,其控制转动机构92的动作;和信号检测部94,其检测输入到光阀7的影像信号,根据其检测结果来计算出相对光量比(照射向光阀7的光量的相对光量比)。一对遮光体91T、91B和一对转动轴91TA、91BA构成转动式遮光部125。转动控制部93根据由信号检测部94计算得出的相对光量比,来控制遮光体91T、91B转动。
如图22所示,成对的遮光体91T、91B在xy坐标上配置在以光轴AX即原点(0,0)为中心点对称的位置。并且,如图22所示,成对的转动轴91TA、91BA在xy坐标上配置在以原点(0,0)为中心点对称的位置。另外,遮光体91T、91B和转动轴91TA、91BA配置成:在向增加遮光体91T、91B的遮光量的方向转动时(在图22中,对于遮光体91T和遮光体91B都是顺时针方向为增加遮光量的方向),从遮光体91T、91B的遮光开始位置到遮光体91T、91B的最大遮光位置的转动范围为90度,所述遮光体91T、91B的遮光开始位置是通过转动而使遮光体91T、91B开始遮挡朝向第二透镜阵列22的光的位置(在图2中是利用实线表示的遮光体91T、91B的位置),所述遮光体91T、91B的最大遮光位置是遮光体91T、91B将朝向第二透镜阵列22的光遮挡得最多的位置(在图2中是利用双点划线表示的遮光体91T、91B的位置)。
以光轴AX作为xy坐标系的原点(0,0)进行说明,在xy坐标上,遮光体91T的转动轴91TA配置在y轴的正区域(图22中光轴AX的上侧),遮光体91B的转动轴91BA配置在y轴的负区域(图22中光轴AX的下侧)。如图22所示,遮光体91T设置成能够以转动轴91TA为中心在xy平面上沿箭头DT方向转动。并且,遮光体91B设置成能够以转动轴91BA为中心在xy平面上沿箭头DB方向转动。转动式遮光部125根据来自转动控制部93的控制信号,由转动机构92驱动着转动,从而从光路的两侧朝向光轴AX侧凸出或者从光路中退出,转动式遮光部125对应于在光路上的凸出量来调整照射向光阀7的光的光量。各个遮光体91T、91B的增加遮光体的遮光量的转动方向开头的边91TB、91BB具有直线形状。
并且,如图22所示,当在y轴方向具有各个遮光体91T、91B的情况下,若将各个遮光体91T、91B的短边的长度设为dh2,将长边的长度设为dv2时,则优选满足以下的式3和式4。
dh2≧V1+V2+V3 式3
dv2≧{(2×(H1+H2+H3+H4+H5))2
+(V1+V2+V3)2}0.5 式4
图23是表示尤其在增加遮光量的转动时在遮光体的成为转动方向开头的边与y轴平行的情况下,将遮光体91T2、91B2的转动轴91TA、91BA配置在沿x轴方向移动的位置时的不希望的转动轴位置的俯视图(沿负y轴方向观察到的图)。图24是表示图23中的偏振光转换元件3的一部分的简要立体图。在图23中,p偏振光和s偏振光(P+S)入射到利用粗实线表示的位置(透光区域),但不入射除此之外的不透光区域。并且,图23和图25中的虚线区域X1、X2、X3、X4、X5、X6,表示不入射到偏振光转换元件3的光的区域(对应图24中利用网格线表示的不透光区域)的一例。虚线区域X1、X2、X3、X4、X5、X6大致位于第二透镜阵列22的在x轴方向相邻的透镜单元(凸透镜)之间的接合部的位置。因此,不希望把各个遮光体91T2、91B2的转动轴91TA、91BA的位置配置在第二透镜阵列22的在x轴方向相邻的透镜单元(凸透镜)之间的接合部的位置。尤其希望在不入射到偏振光转换元件3的区域的y轴方向位置(图23中的斜线区域)不配置转动轴91TA、91BA,特别希望在其中心位置即Y1、Y2、Y3的轴上不配置转动轴91TA、91BA。另外,不透光区域指无效直线偏振光射出的区域,即,在入射时所有的光变成p偏振光(无效直线偏振光)而不是s偏振光(有效直线偏振光)的区域。因此,通常把在第二透镜阵列22和偏振光转换元件3之间配置遮光板(未图示)而形成的无效区域作为不透光区域。即,不透光区域是假设在有光入射的情况下射出无效直线偏振光的区域。在不透光区域中,假设在有光入射的情况下,所入射的p偏振光不被转换而作为p偏振光(无效直线偏振光)射出,入射到不透光区域的s偏振光在反射膜上反射,通过λ/2相位差板33而被转换为p偏振光(无效直线偏振光)后射出。
如以上说明的那样,根据实施方式3涉及的投影式显示装置,能够获得与上述实施方式1的情况相同的效果。
并且,在实施方式3中,也可以与图15(实施方式1的变形例)所示情况一样,将遮光体91T、91B和转动轴91TA、91BA配置成:在第二透镜阵列22上,y轴与第二透镜阵列22的x轴方向的周缘相交于两点,分别通过该两个交点外侧的y轴上的两个点的两条z轴方向的直线,分别与一对转动轴重合,而且,转动范围小于90度。该情况下,能够获得与图15所示情况相同的效果。
并且,在实施方式3中,也可以与图16(实施方式2)所示情况一样,将遮光体91T、91B和转动轴91TA、91BA配置成:在第二透镜阵列22上,相对于y轴倾斜的直线与第二透镜阵列22的x轴方向的周缘相交于两点,分别通过该两个交点的两条z轴方向的直线,分别与一对转动轴91TA、91BA重合,而且,转动范围小于90度,并且配置成使倾斜的直线相对y轴形成的角度,小于连接光轴和第二透镜阵列22的角部的直线相对y轴形成的角度。该情况下,能够获得与图16所示情况相同的效果。
并且,在实施方式3中,也可以与图21(实施方式2的变形例)所示情况一样,将遮光体91T、91B和转动轴91TA、91BA配置成:在第二透镜阵列22上,相对于y轴倾斜的直线与第二透镜阵列22的x轴方向的周缘相交于两点,分别通过该两个交点的y轴方向外侧的两个点的两条z轴方向的直线,分别与一对转动轴91TA、91BA重合,而且转动范围小于90度,并且配置成使倾斜的直线相对y轴形成的角度,小于连接光轴AX和第二透镜阵列22的角部的直线相对y轴形成的角度。该情况下,能够获得与图21所示情况相同的效果。
另外,在实施方式3中,上述之外的情况与上述实施方式1或2的情况相同。
实施方式4
图26是简要表示本发明的实施方式4涉及的投影式显示装置的转动式遮光部126的结构和动作的正视图(沿z轴方向观察到的图)。实施方式4涉及的投影式显示装置采用了图26所示的转动式遮光部126,来代替图2所示的转动式遮光部91,这一点与实施方式1涉及的投影式显示装置101不同。因此,在说明实施方式4时也参照图1。另外,在图26中,对与图2和图22对应的结构标以相同标号。
如图26所示,实施方式4涉及的投影式显示装置的转动式遮光部126具有两对遮光体91L、91R及91T、91B、和两对转动轴91LA、91RA及91TA、91BA。遮光体91L、91R和转动轴91LA、91RA配置成:在第二透镜阵列22上,x轴与第二透镜阵列22的y轴方向的周缘相交于两点,分别通过该两个交点的两条z轴方向的直线,分别与一对转动轴91LA、91RA重合,而且,遮光体91L、91R的转动范围为90度。并且,遮光体91T、91B和转动轴91TA、91BA配置成:在第二透镜阵列22上,y轴与第二透镜阵列22的x轴方向的周缘相交于两点,分别通过该两个交点的两条z轴方向的直线,分别与转动轴91TA、91BA重合,而且,一对遮光体91T、91B的转动范围为90度。
如图26所示,通过设置4个遮光体91L、91R、91T、91B,与图2所示情况相比,相对光量比相对于遮光体的转动角度的变化增大,响应性提高。
图27是表示相对光量比相对于图2和图26所示情况的转动角度的变化的模拟结果的图。在此,表示使转动角度每次变化2度进行模拟所得的结果。在图27中,纵轴表示照射到光阀7上的光的相对光量比。并且,在图27中,横轴表示图2和图26的情况下的遮光体的转动角度。曲线E4表示图26(实施方式4)的情况,曲线E1表示图2(实施方式1)的情况。实施方式4的特性在于,不具有相对光量比不随着转动角度的变化而变化的平坦部,而具有良好的连续性。并且,实施方式4的特性(曲线E4)在于,相对光量比在80%~100%范围内变化时的转动角度与曲线E1的情况相比较小,可知曲线E4提高了在80%~100%的高灰度时的响应性。因此,通过如图26所示具有4个遮光体91L、91R、91T、91B,能够连续进行光量调整,而且能够进行响应性高的调整。并且,由于开口部形成为点对称,所以在相对光量比在大约15%时,不会产生光阀7上的照度不均。
如以上说明的那样,根据实施方式3涉及的投影式显示装置,能够获得与上述实施方式1的情况相同的效果。
并且,在实施方式4中,也可以与图15(实施方式1的变形例)所示情况一样,将遮光体91L、91R和转动轴91LA、91RA配置成:在第二透镜阵列22上,x轴与第二透镜阵列22的y轴方向的周缘相交于两点,分别通过该两个交点外侧的x轴上的两个点的两条z轴方向的直线,分别与一对转动轴91LA、91RA重合,而且,转动范围小于90度。并且,在实施方式4中,也可以与图15(实施方式1的变形例)所示情况一样,将遮光体91T、91B和转动轴91TA、91BA配置成:在第二透镜阵列22上,y轴与第二透镜阵列22的x轴方向的周缘相交于两点,分别通过该两个交点外侧的y轴上的两个点的两条z轴方向的直线,分别与一对转动轴重合,而且,转动范围小于90度。该情况下,能够获得与图15所示情况相同的效果。
并且,在实施方式4中,也可以与图16(实施方式2)所示情况一样,将遮光体91L、91R和转动轴91LA、91RA配置成:在第二透镜阵列22上,相对x轴倾斜的直线与第二透镜阵列22的y轴方向的周缘相交于两点,分别通过该两个交点的两条z轴方向的直线,分别与一对转动轴91LA、91RA重合,而且,转动范围小于90度,并且配置成:使倾斜的直线相对x轴形成的角度,小于连接光轴和第二透镜阵列22的角部的直线相对x轴形成的角度。另外,也可以将遮光体91T、91B和转动轴91TA、91BA配置成:在第二透镜阵列22上,相对y轴倾斜的直线与第二透镜阵列22的x轴方向的周缘相交于两点,分别通过该两个交点的两条z轴方向的直线,分别与一对转动轴91TA、91BA重合,而且,转动范围小于90度,并且配置成:使倾斜的直线相对y轴形成的角度,小于连接光轴和第二透镜阵列22的角部的直线相对y轴形成的角度。该情况下,能够获得与图16所示情况相同的效果。
并且,在实施方式4中,也可以与图21(实施方式2的变形例)所示情况一样,将遮光体91L、91R和转动轴91LA、91RA配置成:在第二透镜阵列22上,相对于x轴倾斜的直线与第二透镜阵列22的y轴方向的周缘相交于两点,分别通过该两个交点的x轴方向外侧的两个点的两条z轴方向的直线,分别与一对转动轴91LA、91RA重合,而且,转动范围小于90度,并且配置成:使倾斜的直线相对x轴形成的角度,小于连接光轴AX和第二透镜阵列22的角部的直线相对x轴形成的角度。另外,也可以将遮光体91T、91B和转动轴91TA、91BA配置成:在第二透镜阵列22上,相对y轴倾斜的直线与第二透镜阵列22的x轴方向的周缘相交于两点,分别通过该两个交点的y轴方向外侧的两点的两条z轴方向的直线,分别与一对转动轴91TA、91BA重合,而且,转动范围小于90度,并且配置成:使倾斜的直线相对y轴形成的角度,小于连接光轴AX和第二透镜阵列22的角部的直线相对y轴形成的角度。该情况下,能够获得与图21所示情况相同的效果。
另外,在实施方式4中,上述之外的情况与上述实施方式1~3所示情况相同。
实施方式5
图28是简要表示本发明的实施方式5涉及的投影式显示装置105的结构的图。在图28中,对与图1所示的结构相同或对应的结构标以相同标号。并且,图29是简要表示实施方式5的转动式遮光部128的结构和动作的正视图(沿z轴方向观察到的图)。实施方式5涉及的投影式显示装置105采用了图29所示的转动式遮光部128,来代替图2所示的转动式遮光部91,这一点与实施方式1涉及的投影式显示装置101不同。
如图29所示,转动式遮光部128具有一对遮光体128L、128R、和转动轴128LA、128RA,该转动轴128LA、128RA将遮光体128L、128R支撑成能够相对于投影式显示装置105的壳体(未图示)在xy平面上转动。成对的遮光体128L、128R在以光轴AX即原点(0,0)为中心的xy坐标系中配置于点对称的位置,成对的转动轴128LA、128RA配置在以光轴AX为中心点对称的位置。遮光体128L、128R和转动轴128LA、128RA配置成:在向增加遮光体128L、128R的遮光量的方向转动时,从遮光体128L、128R的遮光开始位置到遮光体128L、128R的最大遮光位置的转动范围小于90度,所述遮光体128L、128R的遮光开始位置是通过转动而使遮光体128L、128R开始遮挡朝向第二透镜阵列22的光的位置(是最小完全开口时,在图29中利用实线表示的遮光体128L、128R的位置),所述遮光体128L、128R的最大遮光位置是遮光体128L、128R将朝向第二透镜阵列22的光遮挡得最多的位置(是最大遮光时,在图29中利用双点划线表示的遮光体128L、128R的位置)。并且,遮光体128L、128R和转动轴128LA、128RA配置成:在遮光体128L、128R处于遮光开始位置时,遮光体128L、128R的至少一部分与同光轴AX相交的x轴方向的直线在z轴方向重合。如图29所示,遮光体128L、128R和转动轴128LA、128RA配置成:使分别通过第二透镜阵列22的处于以光轴AX为中心对称的位置上的两个角部的两条z轴方向的直线,分别与一对转动轴128LA、128RA重合。在此,各个遮光体128L、128R的z轴方向位置也可以不同。
遮光体128L、128R通过转动机构92如图29所示,从光路两侧以光轴AX为中心对称地转动,遮光体128L、128R对应于在光路上的凸出量来调整遮光量,从而调整照射向光阀7的光的光量。在增加各个遮光体128L、128R的遮光量时位于转动方向开头部的边128LB、128RB为直线形状。
图30是表示实施方式5涉及的投影式显示装置的遮光体的转动角度与光阀上的相对光量比之间的关系的模拟结果的图。图30是表示相对光量比(%)相对图29和图5所示情况的转动角度(°)的变化的模拟结果的图。在此,表示使转动角度每次变化2度进行模拟所得的结果。在图30中,纵轴表示照射到光阀7上的光的相对光量比。在图30中,横轴表示图29的实施方式5(曲线E5)和图5的比较例的曲线C1”的情况下的遮光体的转动角度。曲线E5表示图29所示情况下转动角度与光阀7上的相对光量比的变化,曲线C1”表示图5所示情况下转动角度与光阀7上的相对光量比的变化。为了强调曲线的连续性,曲线C1”沿图30中的横轴方向平移。在图30中,曲线C1”中存在4处平坦部,不是连续的曲线。但是,曲线E5表示了相对光量比随着转动角度的变化而持续变化的(不存在平坦部)大致连续的曲线。因此,在各个遮光体128L、128R中,通过使转动轴的位置处于与第二透镜阵列22的四角重合的位置,在前端部128LB、128RB的边上即使不形成凹状部(阶梯状的阶梯),也能够连续地调整光量。
并且,用于使相对光量比实现0%~100%的变化的转动角度范围约为40度,所以与比较例C1(图7)相比,能够实现响应性高的调整。因此,为了进行响应性高的调整,优选把各个遮光体的转动轴设于第二透镜阵列22的四角的对角位置。
在图29中,对于图8所示的第二光源像,由于从周边的列进行遮光,所以能够同时遮挡明部和暗部,相对于转动角度的光量变化是连续的。与图2所示情况相比,最大遮光时和最小完全开口时的角度小,所以相对于转动角度的光量变化增大,响应性提高。
根据图29所示,为了连续且高响应性地进行光量调整,关于各个遮光体128L、128R的尺寸,优选图29中的短边方向长度dh3满足式5,长边方向长度dv3满足式6。
dh3≧{(H1+H2+H3+H4+H5)2
+(V1+V2+V3)2}0.5 式5
dv3≧{(2×(H1+H2+H3+H4+H5))2
+(2×(V1+V2+V3))2}0.5 式6
如上所述,根据实施方式5,即使在各个遮光体128L、128R的凸出侧的边部不形成凹状部,也能够进行连续的光量调整。并且,在z轴方向上,以第二透镜阵列22附近作为转动轴,在xy平面上转动,所以不会产生在光阀7上产生的x轴方向的线状的照度不均。
并且,即使各个遮光体128L、128R的转动轴在第二透镜阵列22的对角线方向上移动,也能够获得相同的效果。但是,该情况下,在各个遮光体128L、128R中,最大遮光时和最小完全开口时的角度不是钝角,需要考虑短边方向长度和长边方向长度。
图31是简要表示实施方式5的变形例的转动式遮光部的结构和动作的正视图(沿z轴方向观察到的图)。在图31中,对与图29中的结构相同或对应的部分标以相同标号。在图31的示例中,遮光体128L、128R和转动轴128LA、128RA配置成:两条z轴方向的直线分别与一对转动轴128LA、128RA重合,该两条z轴方向的直线通过以光轴AX为中心对称的两个位置,并且该两个位置是从第二透镜阵列22的两个角部向使遮光体128L、128R和转动轴128LA、128RA远离第二透镜阵列22的方向离开了的两个位置。即,在图31的示例中,具有使图29中的转动轴128LA移动到x轴方向的正侧、使转动轴128RA移动到x轴方向的负侧的结构。在图31所示情况下,如图29所示,具有转动轴128LA、128RA不与第二透镜阵列22重合的优点。关于其他情况,图31的示例与图29的示例相同。
另外,在实施方式5中,上述之外的情况与上述实施方式1~4所示情况相同。
并且,图6、图7、图17、图19、图27、图30全部表示100%信号时的相对光量比,只示出转动式遮光部91的特性。
实施方式6
在上述实施方式1和2中说明了下述情况,遮光体和转动轴配置在这样的位置:在向增加遮光体的遮光量的方向转动时,从遮光体的遮光开始位置到遮光体的最大遮光位置的转动范围在90度以下,其中,所述遮光体的遮光开始位置是通过转动而使遮光体开始遮挡朝向第二透镜阵列22的光的位置,所述遮光体的最大遮光位置是遮光体将朝向第二透镜阵列22的光遮挡得最多的位置,另外遮光体和转动轴配置成:在遮光体处于遮光开始位置时,遮光体的至少一部分与x轴或y轴重合(以下称为“满足第一条件的情况”)。
并且,在上述实施方式2中,使用图19和图20说明了不希望的转动轴位置,说明了把转动轴配置在不希望的转动轴位置之外的位置的情况(以下称为“满足第二条件的情况”)。
实施方式6的投影式显示装置是满足上述第二条件的示例。实施方式6的投影式显示装置除满足上述第一条件外,也包括图18所示情况即转动范围大于90°的情况,这一点与上述第一和第二实施方式不同。在实施方式6的投影式显示装置中,遮光体和转动轴配置成:在遮光体转动、边位于x轴方向时的边在y轴方向的位置,处于第二透镜阵列22的在y轴方向相邻的凸透镜的接合面在y轴方向位置以外的位置。实施方式6的投影式显示装置采用了遮光体在xy平面内转动的机构,但也存在从遮光开始位置到最大遮光位置的转动范围在90°以上的情况,所以在转动中途,遮光体的前端部分有时会与x轴平行,但不会与第二透镜阵列的相邻的凸透镜的接合面位置一致,所以能够使光阀照射光量相对于遮光体的转动角度的变化连续(即,不存在即使遮光体转动照度也不发生变化的区域)。实施方式6的投影式显示装置能够通过光量调整单元连续进行光阀照射光量的调整,所以能够持续显示对比感十足的影像。
另外,上述第二条件也能够应用于遮光体位于第二透镜阵列22的上下的情况(包括图22所示情况)。该情况下,遮光体和转动轴配置成:在遮光体转动、边位于y轴方向时的边在x轴方向的位置,处于第二透镜阵列22的在x轴方向相邻的凸透镜的接合面在x轴方向位置以外的位置。
在实施方式6中,上述之外的情况与上述实施方式1~4所示情况相同。
实施方式7
在上述实施方式1和2中说明了下述情况,遮光体和转动轴配置在这样的位置:在向增加遮光体的遮光量的方向转动时,从遮光体的遮光开始位置到遮光体的最大遮光位置的转动范围在90度以下,其中,所述遮光体的遮光开始位置是通过转动而使遮光体开始遮挡朝向第二透镜阵列22的光的位置,所述遮光体的最大遮光位置是遮光体将朝向第二透镜阵列22的光遮挡得最多的位置,另外遮光体和转动轴配置成:在遮光体处于遮光开始位置时,遮光体的至少一部分与x轴或y轴重合(以下称为“满足第一条件的情况”)。
并且,在上述实施方式3中,使用图22~图25说明了不希望的转动轴位置,说明了把转动轴配置在不希望的转动位置之外的位置的情况(以下称为“满足第三条件的情况”)。
实施方式7的投影式显示装置是满足上述第三条件的示例。实施方式7的投影式显示装置除满足上述第一条件外,也包括图18所示情况即转动范围大于90°的情况,这一点与上述第一~第三实施方式不同。在实施方式7的投影式显示装置中,关于偏振光转换元件3,在靠第二透镜阵列22侧的面上,在y轴方向上交替排列有在x轴方向尺寸较长的多个透光区域和在x轴方向尺寸较长的多个不透光区域,把透射过第二透镜阵列22并入射到透光区域的光分离为第一偏振光和第二偏振光,输出分离出来的所述第一偏振光,并且把分离出来的所述第二偏振光转换为第一偏振光后输出,遮光体和转动轴配置成:在遮光体转动、边位于x轴方向时的边在y轴方向的位置,处于不透光区域所在的y轴方向的范围以外。实施方式7的投影式显示装置采用了遮光体在xy平面内转动的机构,但也存在从遮光开始位置到最大遮光位置的转动范围在90°以上的情况,所以在转动中途,遮光体的前端部分有时会与x轴平行,但由于不会包含于不透光区域中(该区域是包括第二透镜阵列22的相邻凸透镜的接合面位置的区域),所以能够使光阀照射光量相对于遮光体的转动角度的变化连续(即,不存在即使遮光体转动照度也不发生变化的区域)。实施方式7的投影式显示装置能够通过光量调整单元连续地进行光阀照射光量的调整,所以能够持续显示对比感十足的影像。
另外,上述第二条件也能够应用于遮光体位于第二透镜阵列22的上下的情况(包括图22所示情况)。该情况下,遮光体和转动轴配置成:在遮光体转动、边位于y轴方向时的边在x轴方向的位置,处于不透光区域所在的x轴方向的范围之外。
在实施方式7中,上述之外的情况与上述实施方式1~3所示情况相同。
Claims (26)
1.一种投影式显示装置,xyz坐标系由与光轴一致的z轴、与z轴正交的x轴、以及与z轴和x轴两者正交的y轴构成,该xyz坐标系以所述光轴作为xy平面的原点,在xyz坐标系中,所述投影式显示装置包括:
射出光的光源系统;
第一透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第一平面上排列多行且排列多列而构成,所述凸透镜在所述第一平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第一透镜阵列用于使从所述光源系统射出的所述光的照度分布均匀化;
第二透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第二平面上排列多行且排列多列而构成,该第二透镜阵列的凸透镜在所述第二平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第二透镜阵列配置在与所述第一透镜阵列隔开间隔的位置,并且配置成所述第一透镜阵列的各个凸透镜与所述第二透镜阵列的各个凸透镜对置,该第二透镜阵列用于使透射过所述第一透镜阵列的光的照度分布均匀化;
光阀,其被照射透射过所述第二透镜阵列的光,并输出根据影像信号调制后的光;
投影光学系统,其将从所述光阀输出的光投射到屏幕上;以及
光量调整单元,其配置在所述第一透镜阵列和所述第二透镜阵列之间,用于调整照射向所述光阀的光的光量,
所述投影式显示装置的特征在于,
所述光量调整单元包括:
遮挡从所述第一透镜阵列朝向所述第二透镜阵列的光的一对或多对遮光体;
将所述遮光体分别支撑成能够在xy平面上转动的一对或多对转动轴;
使所述遮光体转动的转动机构;和
控制所述转动机构的动作的转动控制部,
一对或多对所述遮光体中的、成对的所述遮光体的xy坐标以所述原点为中心对称,
一对或多对所述转动轴中的、成对的所述转动轴的xy坐标以所述原点为中心对称,
所述遮光体和所述转动轴配置在下述位置:在向增加所述遮光体的遮光量的方向转动时,从所述遮光体的遮光开始位置到所述遮光体的最大遮光位置的转动范围在90度以下,其中所述遮光体的遮光开始位置是通过所述转动而使所述遮光体开始遮挡朝向所述第二透镜阵列的光的位置,所述遮光体的最大遮光位置是所述遮光体将朝向所述第二透镜阵列的光遮挡得最多的位置,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述遮光体处于所述遮光开始位置时,所述遮光体的至少一部分与x轴或y轴重合,
一对或多对的所述遮光体是一对遮光体,
一对或多对的所述转动轴是一对转动轴,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述第二透镜阵列上,x轴与所述第二透镜阵列的y轴方向的周缘相交于两点,分别通过该两个交点的两条z轴方向的直线分别与一对所述转动轴重合,而且所述转动范围为90度。
2.根据权利要求1所述的投影式显示装置,其特征在于,
在向增加所述遮光体的遮光量的方向转动时成为所述遮光体的转动方向开头的边为直线形状的前端直线部分,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在自所述遮光体从通过所述转动而开始遮挡朝向所述第二透镜阵列的光的遮光开始位置转动后、到所述遮光体到达将朝向所述第二透镜阵列的光遮挡得最多的最大遮光位置前之间的所述遮光体的转动途中,所述前端直线部分以相对所述第一透镜阵列和所述第二透镜阵列的长边及短边中的任意边都倾斜的姿态通过。
3.根据权利要求1或2所述的投影式显示装置,其特征在于,
xy平面上的所述遮光体的形状为四边形。
4.根据权利要求1或2所述的投影式显示装置,其特征在于,
成对的所述遮光体和成对的所述转动轴构成为:在成对的所述遮光体分别处于所述最大遮光位置时,成对的所述遮光体的成为所述转动方向开头的边彼此抵接,或者,成对的所述遮光体在z轴方向上位置错开地配置,并且成对的所述遮光体的成为所述转动方向开头的边彼此重合。
5.根据权利要求1或2所述的投影式显示装置,其特征在于,
所述投影式显示装置还具有信号检测部,影像信号被输入到该信号检测部,并且该信号检测部计算出所述影像信号的平均亮度越高就变得越大的相对光量比,
所述转动控制部控制所述转动机构的动作,使得所计算出的所述相对光量比越低,越增加所述遮光体的遮光量。
6.根据权利要求1或2所述的投影式显示装置,其特征在于,
所述转动式遮光部配置成比所述第一透镜阵列和所述第二透镜阵列之间的中间位置更靠所述第二透镜阵列侧。
7.一种投影式显示装置,xyz坐标系由与光轴一致的z轴、与z轴正交的x轴、以及与z轴和x轴两者正交的y轴构成,该xyz坐标系以所述光轴作为xy平面的原点,在xyz坐标系中,所述投影式显示装置包括:
射出光的光源系统;
第一透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第一平面上排列多行且排列多列而构成,所述凸透镜在所述第一平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第一透镜阵列用于使从所述光源系统射出的所述光的照度分布均匀化;
第二透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第二平面上排列多行且排列多列而构成,该第二透镜阵列的凸透镜在所述第二平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第二透镜阵列配置在与所述第一透镜阵列隔开间隔的位置,并且配置成所述第一透镜阵列的各个凸透镜与所述第二透镜阵列的各个凸透镜对置,该第二透镜阵列用于使透射过所述第一透镜阵列的光的照度分布均匀化;
光阀,其被照射透射过所述第二透镜阵列的光,并输出根据影像信号调制后的光;
投影光学系统,其将从所述光阀输出的光投射到屏幕上;以及
光量调整单元,其配置在所述第一透镜阵列和所述第二透镜阵列之间,用于调整照射向所述光阀的光的光量,
所述投影式显示装置的特征在于,
所述光量调整单元包括:
遮挡从所述第一透镜阵列朝向所述第二透镜阵列的光的一对或多对遮光体;
将所述遮光体分别支撑成能够在xy平面上转动的一对或多对转动轴;
使所述遮光体转动的转动机构;和
控制所述转动机构的动作的转动控制部,
一对或多对所述遮光体中的、成对的所述遮光体的xy坐标以所述原点为中心对称,
一对或多对所述转动轴中的、成对的所述转动轴的xy坐标以所述原点为中心对称,
所述遮光体和所述转动轴配置在下述位置:在向增加所述遮光体的遮光量的方向转动时,从所述遮光体的遮光开始位置到所述遮光体的最大遮光位置的转动范围在90度以下,其中所述遮光体的遮光开始位置是通过所述转动而使所述遮光体开始遮挡朝向所述第二透镜阵列的光的位置,所述遮光体的最大遮光位置是所述遮光体将朝向所述第二透镜阵列的光遮挡得最多的位置,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述遮光体处于所述遮光开始位置时,所述遮光体的至少一部分与x轴或y轴重合,
一对或多对的所述遮光体是一对遮光体,
一对或多对的所述转动轴是一对转动轴,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述第二透镜阵列上,x轴与所述第二透镜阵列的y轴方向的周缘相交于两点,分别通过该两个交点外侧的x轴上的两个点的两条z轴方向的直线分别与一对所述转动轴重合,而且所述转动范围小于90度。
8.一种投影式显示装置,xyz坐标系由与光轴一致的z轴、与z轴正交的x轴、以及与z轴和x轴两者正交的y轴构成,该xyz坐标系以所述光轴作为xy平面的原点,在xyz坐标系中,所述投影式显示装置包括:
射出光的光源系统;
第一透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第一平面上排列多行且排列多列而构成,所述凸透镜在所述第一平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第一透镜阵列用于使从所述光源系统射出的所述光的照度分布均匀化;
第二透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第二平面上排列多行且排列多列而构成,该第二透镜阵列的凸透镜在所述第二平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第二透镜阵列配置在与所述第一透镜阵列隔开间隔的位置,并且配置成所述第一透镜阵列的各个凸透镜与所述第二透镜阵列的各个凸透镜对置,该第二透镜阵列用于使透射过所述第一透镜阵列的光的照度分布均匀化;
光阀,其被照射透射过所述第二透镜阵列的光,并输出根据影像信号调制后的光;
投影光学系统,其将从所述光阀输出的光投射到屏幕上;以及
光量调整单元,其配置在所述第一透镜阵列和所述第二透镜阵列之间,用于调整照射向所述光阀的光的光量,
所述投影式显示装置的特征在于,
所述光量调整单元包括:
遮挡从所述第一透镜阵列朝向所述第二透镜阵列的光的一对或多对遮光体;
将所述遮光体分别支撑成能够在xy平面上转动的一对或多对转动轴;
使所述遮光体转动的转动机构;和
控制所述转动机构的动作的转动控制部,
一对或多对所述遮光体中的、成对的所述遮光体的xy坐标以所述原点为中心对称,
一对或多对所述转动轴中的、成对的所述转动轴的xy坐标以所述原点为中心对称,
所述遮光体和所述转动轴配置在下述位置:在向增加所述遮光体的遮光量的方向转动时,从所述遮光体的遮光开始位置到所述遮光体的最大遮光位置的转动范围在90度以下,其中所述遮光体的遮光开始位置是通过所述转动而使所述遮光体开始遮挡朝向所述第二透镜阵列的光的位置,所述遮光体的最大遮光位置是所述遮光体将朝向所述第二透镜阵列的光遮挡得最多的位置,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述遮光体处于所述遮光开始位置时,所述遮光体的至少一部分与x轴或y轴重合,
一对或多对的所述遮光体是一对遮光体,
一对或多对的所述转动轴是一对转动轴,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述第二透镜阵列上,相对x轴倾斜的直线与所述第二透镜阵列的y轴方向的周缘相交于两点,分别通过该两个交点的两条z轴方向的直线分别与一对所述转动轴重合,而且所述转动范围小于90度,
所述倾斜的直线相对x轴形成的角度,小于连接光轴和所述第二透镜阵列的角部的直线相对x轴形成的角度。
9.一种投影式显示装置,xyz坐标系由与光轴一致的z轴、与z轴正交的x轴、以及与z轴和x轴两者正交的y轴构成,该xyz坐标系以所述光轴作为xy平面的原点,在xyz坐标系中,所述投影式显示装置包括:
射出光的光源系统;
第一透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第一平面上排列多行且排列多列而构成,所述凸透镜在所述第一平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第一透镜阵列用于使从所述光源系统射出的所述光的照度分布均匀化;
第二透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第二平面上排列多行且排列多列而构成,该第二透镜阵列的凸透镜在所述第二平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第二透镜阵列配置在与所述第一透镜阵列隔开间隔的位置,并且配置成所述第一透镜阵列的各个凸透镜与所述第二透镜阵列的各个凸透镜对置,该第二透镜阵列用于使透射过所述第一透镜阵列的光的照度分布均匀化;
光阀,其被照射透射过所述第二透镜阵列的光,并输出根据影像信号调制后的光;
投影光学系统,其将从所述光阀输出的光投射到屏幕上;以及
光量调整单元,其配置在所述第一透镜阵列和所述第二透镜阵列之间,用于调整照射向所述光阀的光的光量,
所述投影式显示装置的特征在于,
所述光量调整单元包括:
遮挡从所述第一透镜阵列朝向所述第二透镜阵列的光的一对或多对遮光体;
将所述遮光体分别支撑成能够在xy平面上转动的一对或多对转动轴;
使所述遮光体转动的转动机构;和
控制所述转动机构的动作的转动控制部,
一对或多对所述遮光体中的、成对的所述遮光体的xy坐标以所述原点为中心对称,
一对或多对所述转动轴中的、成对的所述转动轴的xy坐标以所述原点为中心对称,
所述遮光体和所述转动轴配置在下述位置:在向增加所述遮光体的遮光量的方向转动时,从所述遮光体的遮光开始位置到所述遮光体的最大遮光位置的转动范围在90度以下,其中所述遮光体的遮光开始位置是通过所述转动而使所述遮光体开始遮挡朝向所述第二透镜阵列的光的位置,所述遮光体的最大遮光位置是所述遮光体将朝向所述第二透镜阵列的光遮挡得最多的位置,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述遮光体处于所述遮光开始位置时,所述遮光体的至少一部分与x轴或y轴重合,
一对或多对的所述遮光体是一对遮光体,
一对或多对的所述转动轴是一对转动轴,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述第二透镜阵列上,相对x轴倾斜的直线与所述第二透镜阵列的y轴方向的周缘相交于两点,分别通过该两个交点的x轴方向外侧的两个点的两条z轴方向的直线分别与一对所述转动轴重合,而且所述转动范围小于90度,
所述倾斜的直线相对x轴形成的角度,小于连接光轴和所述第二透镜阵列的角部的直线相对x轴形成的角度。
10.根据权利要求8或9所述的投影式显示装置,其特征在于,
所述遮光体的在向增加所述遮光体的遮光量的方向转动时成为转动方向开头的边为直线形状,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述遮光体转动、所述边位于x轴方向时,所述边在y轴方向的位置,处于所述第二透镜阵列的在y轴方向相邻的所述凸透镜的接合面在y轴方向位置以外的位置。
11.根据权利要求8或9所述的投影式显示装置,其特征在于,
所述投影式显示装置还具有偏振光转换元件,该偏振光转换元件与所述第二透镜阵列对置配置,并在靠所述第二透镜阵列侧的面上在y轴方向上交替排列有在x轴方向尺寸较长的多个透光区域与在x轴方向尺寸较长的多个不透光区域,该偏振光转换元件将透射过所述第二透镜阵列并入射到所述透光区域的光分离成第一偏振光和第二偏振光,并输出分离出的所述第一偏振光,同时将分离出的所述第二偏振光转换为第一偏振光后输出,
所述遮光体的在向增加所述遮光体的遮光量的方向转动时成为转动方向开头的边为直线形状,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述遮光体转动、所述边位于x轴方向时,所述边在y轴方向的位置,处于所述不透光区域所在的y轴方向的范围以外。
12.一种投影式显示装置,xyz坐标系由与光轴一致的z轴、与z轴正交的x轴、以及与z轴和x轴两者正交的y轴构成,该xyz坐标系以所述光轴作为xy平面的原点,在xyz坐标系中,所述投影式显示装置包括:
射出光的光源系统;
第一透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第一平面上排列多行且排列多列而构成,所述凸透镜在所述第一平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第一透镜阵列用于使从所述光源系统射出的所述光的照度分布均匀化;
第二透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第二平面上排列多行且排列多列而构成,该第二透镜阵列的凸透镜在所述第二平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第二透镜阵列配置在与所述第一透镜阵列隔开间隔的位置,并且配置成所述第一透镜阵列的各个凸透镜与所述第二透镜阵列的各个凸透镜对置,该第二透镜阵列用于使透射过所述第一透镜阵列的光的照度分布均匀化;
光阀,其被照射透射过所述第二透镜阵列的光,并输出根据影像信号调制后的光;
投影光学系统,其将从所述光阀输出的光投射到屏幕上;以及
光量调整单元,其配置在所述第一透镜阵列和所述第二透镜阵列之间,用于调整照射向所述光阀的光的光量,
所述投影式显示装置的特征在于,
所述光量调整单元包括:
遮挡从所述第一透镜阵列朝向所述第二透镜阵列的光的一对或多对遮光体;
将所述遮光体分别支撑成能够在xy平面上转动的一对或多对转动轴;
使所述遮光体转动的转动机构;和
控制所述转动机构的动作的转动控制部,
一对或多对所述遮光体中的、成对的所述遮光体的xy坐标以所述原点为中心对称,
一对或多对所述转动轴中的、成对的所述转动轴的xy坐标以所述原点为中心对称,
所述遮光体和所述转动轴配置在下述位置:在向增加所述遮光体的遮光量的方向转动时,从所述遮光体的遮光开始位置到所述遮光体的最大遮光位置的转动范围在90度以下,其中所述遮光体的遮光开始位置是通过所述转动而使所述遮光体开始遮挡朝向所述第二透镜阵列的光的位置,所述遮光体的最大遮光位置是所述遮光体将朝向所述第二透镜阵列的光遮挡得最多的位置,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述遮光体处于所述遮光开始位置时,所述遮光体的至少一部分与x轴或y轴重合,
一对或多对的所述遮光体是一对遮光体,
一对或多对的所述转动轴是一对转动轴,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述第二透镜阵列上,y轴与所述第二透镜阵列的x轴方向的周缘相交于两点,分别通过该两个交点的两条z轴方向的直线分别与一对所述转动轴重合,而且所述转动范围为90度。
13.一种投影式显示装置,xyz坐标系由与光轴一致的z轴、与z轴正交的x轴、以及与z轴和x轴两者正交的y轴构成,该xyz坐标系以所述光轴作为xy平面的原点,在xyz坐标系中,所述投影式显示装置包括:
射出光的光源系统;
第一透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第一平面上排列多行且排列多列而构成,所述凸透镜在所述第一平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第一透镜阵列用于使从所述光源系统射出的所述光的照度分布均匀化;
第二透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第二平面上排列多行且排列多列而构成,该第二透镜阵列的凸透镜在所述第二平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第二透镜阵列配置在与所述第一透镜阵列隔开间隔的位置,并且配置成所述第一透镜阵列的各个凸透镜与所述第二透镜阵列的各个凸透镜对置,该第二透镜阵列用于使透射过所述第一透镜阵列的光的照度分布均匀化;
光阀,其被照射透射过所述第二透镜阵列的光,并输出根据影像信号调制后的光;
投影光学系统,其将从所述光阀输出的光投射到屏幕上;以及
光量调整单元,其配置在所述第一透镜阵列和所述第二透镜阵列之间,用于调整照射向所述光阀的光的光量,
所述投影式显示装置的特征在于,
所述光量调整单元包括:
遮挡从所述第一透镜阵列朝向所述第二透镜阵列的光的一对或多对遮光体;
将所述遮光体分别支撑成能够在xy平面上转动的一对或多对转动轴;
使所述遮光体转动的转动机构;和
控制所述转动机构的动作的转动控制部,
一对或多对所述遮光体中的、成对的所述遮光体的xy坐标以所述原点为中心对称,
一对或多对所述转动轴中的、成对的所述转动轴的xy坐标以所述原点为中心对称,
所述遮光体和所述转动轴配置在下述位置:在向增加所述遮光体的遮光量的方向转动时,从所述遮光体的遮光开始位置到所述遮光体的最大遮光位置的转动范围在90度以下,其中所述遮光体的遮光开始位置是通过所述转动而使所述遮光体开始遮挡朝向所述第二透镜阵列的光的位置,所述遮光体的最大遮光位置是所述遮光体将朝向所述第二透镜阵列的光遮挡得最多的位置,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述遮光体处于所述遮光开始位置时,所述遮光体的至少一部分与x轴或y轴重合,
一对或多对的所述遮光体是一对遮光体,
一对或多对的所述转动轴是一对转动轴,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述第二透镜阵列上,y轴与所述第二透镜阵列的x轴方向的周缘相交于两点,分别通过该两个交点外侧的y轴上的两个点的两条z轴方向的直线分别与一对所述转动轴重合,而且所述转动范围小于90度。
14.一种投影式显示装置,xyz坐标系由与光轴一致的z轴、与z轴正交的x轴、以及与z轴和x轴两者正交的y轴构成,该xyz坐标系以所述光轴作为xy平面的原点,在xyz坐标系中,所述投影式显示装置包括:
射出光的光源系统;
第一透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第一平面上排列多行且排列多列而构成,所述凸透镜在所述第一平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第一透镜阵列用于使从所述光源系统射出的所述光的照度分布均匀化;
第二透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第二平面上排列多行且排列多列而构成,该第二透镜阵列的凸透镜在所述第二平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第二透镜阵列配置在与所述第一透镜阵列隔开间隔的位置,并且配置成所述第一透镜阵列的各个凸透镜与所述第二透镜阵列的各个凸透镜对置,该第二透镜阵列用于使透射过所述第一透镜阵列的光的照度分布均匀化;
光阀,其被照射透射过所述第二透镜阵列的光,并输出根据影像信号调制后的光;
投影光学系统,其将从所述光阀输出的光投射到屏幕上;以及
光量调整单元,其配置在所述第一透镜阵列和所述第二透镜阵列之间,用于调整照射向所述光阀的光的光量,
所述投影式显示装置的特征在于,
所述光量调整单元包括:
遮挡从所述第一透镜阵列朝向所述第二透镜阵列的光的一对或多对遮光体;
将所述遮光体分别支撑成能够在xy平面上转动的一对或多对转动轴;
使所述遮光体转动的转动机构;和
控制所述转动机构的动作的转动控制部,
一对或多对所述遮光体中的、成对的所述遮光体的xy坐标以所述原点为中心对称,
一对或多对所述转动轴中的、成对的所述转动轴的xy坐标以所述原点为中心对称,
所述遮光体和所述转动轴配置在下述位置:在向增加所述遮光体的遮光量的方向转动时,从所述遮光体的遮光开始位置到所述遮光体的最大遮光位置的转动范围在90度以下,其中所述遮光体的遮光开始位置是通过所述转动而使所述遮光体开始遮挡朝向所述第二透镜阵列的光的位置,所述遮光体的最大遮光位置是所述遮光体将朝向所述第二透镜阵列的光遮挡得最多的位置,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述遮光体处于所述遮光开始位置时,所述遮光体的至少一部分与x轴或y轴重合,
一对或多对的所述遮光体是一对遮光体,
一对或多对的所述转动轴是一对转动轴,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述第二透镜阵列上,相对y轴倾斜的直线与所述第二透镜阵列的x轴方向的周缘相交于两点,分别通过该两个交点的两条z轴方向的直线分别与一对所述转动轴重合,而且所述转动范围小于90度,
所述倾斜的直线相对y轴形成的角度,小于连接光轴和所述第二透镜阵列的角部的直线相对y轴形成的角度。
15.一种投影式显示装置,xyz坐标系由与光轴一致的z轴、与z轴正交的x轴、以及与z轴和x轴两者正交的y轴构成,该xyz坐标系以所述光轴作为xy平面的原点,在xyz坐标系中,所述投影式显示装置包括:
射出光的光源系统;
第一透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第一平面上排列多行且排列多列而构成,所述凸透镜在所述第一平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第一透镜阵列用于使从所述光源系统射出的所述光的照度分布均匀化;
第二透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第二平面上排列多行且排列多列而构成,该第二透镜阵列的凸透镜在所述第二平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第二透镜阵列配置在与所述第一透镜阵列隔开间隔的位置,并且配置成所述第一透镜阵列的各个凸透镜与所述第二透镜阵列的各个凸透镜对置,该第二透镜阵列用于使透射过所述第一透镜阵列的光的照度分布均匀化;
光阀,其被照射透射过所述第二透镜阵列的光,并输出根据影像信号调制后的光;
投影光学系统,其将从所述光阀输出的光投射到屏幕上;以及
光量调整单元,其配置在所述第一透镜阵列和所述第二透镜阵列之间,用于调整照射向所述光阀的光的光量,
所述投影式显示装置的特征在于,
所述光量调整单元包括:
遮挡从所述第一透镜阵列朝向所述第二透镜阵列的光的一对或多对遮光体;
将所述遮光体分别支撑成能够在xy平面上转动的一对或多对转动轴;
使所述遮光体转动的转动机构;和
控制所述转动机构的动作的转动控制部,
一对或多对所述遮光体中的、成对的所述遮光体的xy坐标以所述原点为中心对称,
一对或多对所述转动轴中的、成对的所述转动轴的xy坐标以所述原点为中心对称,
所述遮光体和所述转动轴配置在下述位置:在向增加所述遮光体的遮光量的方向转动时,从所述遮光体的遮光开始位置到所述遮光体的最大遮光位置的转动范围在90度以下,其中所述遮光体的遮光开始位置是通过所述转动而使所述遮光体开始遮挡朝向所述第二透镜阵列的光的位置,所述遮光体的最大遮光位置是所述遮光体将朝向所述第二透镜阵列的光遮挡得最多的位置,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述遮光体处于所述遮光开始位置时,所述遮光体的至少一部分与x轴或y轴重合,
一对或多对的所述遮光体是一对遮光体,
一对或多对的所述转动轴是一对转动轴,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述第二透镜阵列上,相对y轴倾斜的直线与所述第二透镜阵列的x轴方向的周缘相交于两点,分别通过该两个交点的y轴方向外侧的两个点的两条z轴方向的直线分别与一对所述转动轴重合,而且所述转动范围小于90度,
所述倾斜的直线相对y轴形成的角度,小于连接光轴和所述第二透镜阵列的角部的直线相对y轴形成的角度。
16.根据权利要求14或15所述的投影式显示装置,其特征在于,
所述遮光体的在向增加所述遮光体的遮光量的方向转动时成为转动方向开头的边为直线形状,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述遮光体转动、所述边位于y轴方向时,所述边在x轴方向的位置,处于所述第二透镜阵列的在x轴方向相邻的所述凸透镜的接合面在x轴方向位置以外的位置。
17.根据权利要求14或15所述的投影式显示装置,其特征在于,
所述投影式显示装置还具有偏振光转换元件,该偏振光转换元件与所述第二透镜阵列对置配置,并在靠所述第二透镜阵列侧的面上在x轴方向上交替排列有在y轴方向尺寸较长的多个透光区域与在y轴方向尺寸较长的多个不透光区域,该偏振光转换元件将透射过所述第二透镜阵列并入射到所述透光区域的光分离成第一偏振光和第二偏振光,并输出分离出的所述第一偏振光,同时将分离出的所述第二偏振光转换为第一偏振光后输出,
所述遮光体的在向增加所述遮光体的遮光量的方向转动时成为转动方向开头的边为直线形状,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述遮光体转动、所述边位于y轴方向时,所述边在x轴方向的位置,处于所述不透光区域所在的x轴方向的范围以外。
18.一种投影式显示装置,xyz坐标系由与光轴一致的z轴、与z轴正交的x轴、以及与z轴和x轴两者正交的y轴构成,该xyz坐标系以所述光轴作为xy平面的原点,在xyz坐标系中,所述投影式显示装置包括:
射出光的光源系统;
第一透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第一平面上排列多行且排列多列而构成,所述凸透镜在所述第一平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第一透镜阵列用于使从所述光源系统射出的所述光的照度分布均匀化;
第二透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第二平面上排列多行且排列多列而构成,该第二透镜阵列的凸透镜在所述第二平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第二透镜阵列配置在与所述第一透镜阵列隔开间隔的位置,并且配置成所述第一透镜阵列的各个凸透镜与所述第二透镜阵列的各个凸透镜对置,该第二透镜阵列用于使透射过所述第一透镜阵列的光的照度分布均匀化;
光阀,其被照射透射过所述第二透镜阵列的光,并输出根据影像信号调制后的光;
投影光学系统,其将从所述光阀输出的光投射到屏幕上;以及
光量调整单元,其配置在所述第一透镜阵列和所述第二透镜阵列之间,用于调整照射向所述光阀的光的光量,
所述投影式显示装置的特征在于,
所述光量调整单元包括:
遮挡从所述第一透镜阵列朝向所述第二透镜阵列的光的一对或多对遮光体;
将所述遮光体分别支撑成能够在xy平面上转动的一对或多对转动轴;
使所述遮光体转动的转动机构;和
控制所述转动机构的动作的转动控制部,
一对或多对所述遮光体中的、成对的所述遮光体的xy坐标以所述原点为中心对称,
一对或多对所述转动轴中的、成对的所述转动轴的xy坐标以所述原点为中心对称,
所述遮光体和所述转动轴配置在下述位置:在向增加所述遮光体的遮光量的方向转动时,从所述遮光体的遮光开始位置到所述遮光体的最大遮光位置的转动范围在90度以下,其中所述遮光体的遮光开始位置是通过所述转动而使所述遮光体开始遮挡朝向所述第二透镜阵列的光的位置,所述遮光体的最大遮光位置是所述遮光体将朝向所述第二透镜阵列的光遮挡得最多的位置,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述遮光体处于所述遮光开始位置时,所述遮光体的至少一部分与x轴或y轴重合,
一对或多对的所述遮光体是两对遮光体,
一对或多对的所述转动轴是两对转动轴,
两对所述遮光体中的一对所述遮光体和两对所述转动轴中的一对所述转动轴配置成:在所述第二透镜阵列上,x轴与所述第二透镜阵列的y轴方向的周缘相交于两点,分别通过该两个交点的两条z轴方向的直线分别与一对所述转动轴重合,而且一对所述遮光体的所述转动范围为90度,
两对所述遮光体中的另一对所述遮光体和两对所述转动轴中的另一对所述转动轴配置成:在所述第二透镜阵列上,y轴与所述第二透镜阵列的x轴方向的周缘相交于两点,分别通过该两个交点的两条z轴方向的直线分别与两对所述转动轴中的另一对所述转动轴重合,而且另一对所述遮光体的所述转动范围为90度。
19.一种投影式显示装置,xyz坐标系由与光轴一致的z轴、与z轴正交的x轴、以及与z轴和x轴两者正交的y轴构成,该xyz坐标系以所述光轴作为xy平面的原点,在xyz坐标系中,所述投影式显示装置包括:
射出光的光源系统;
第一透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第一平面上排列多行且排列多列而构成,所述凸透镜在所述第一平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第一透镜阵列用于使从所述光源系统射出的所述光的照度分布均匀化;
第二透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第二平面上排列多行且排列多列而构成,该第二透镜阵列的凸透镜在所述第二平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第二透镜阵列配置在与所述第一透镜阵列隔开间隔的位置,并且配置成所述第一透镜阵列的各个凸透镜与所述第二透镜阵列的各个凸透镜对置,该第二透镜阵列用于使透射过所述第一透镜阵列的光的照度分布均匀化;
光阀,其被照射透射过所述第二透镜阵列的光,并输出根据影像信号调制后的光;
投影光学系统,其将从所述光阀输出的光投射到屏幕上;以及
光量调整单元,其配置在所述第一透镜阵列和所述第二透镜阵列之间,用于调整照射向所述光阀的光的光量,
所述投影式显示装置的特征在于,
所述光量调整单元包括:
遮挡从所述第一透镜阵列朝向所述第二透镜阵列的光的一对或多对遮光体;
将所述遮光体分别支撑成能够在xy平面上转动的一对或多对转动轴;
使所述遮光体转动的转动机构;和
控制所述转动机构的动作的转动控制部,
一对或多对所述遮光体中的、成对的所述遮光体的xy坐标以所述原点为中心对称,
一对或多对所述转动轴中的、成对的所述转动轴的xy坐标以所述原点为中心对称,
所述遮光体和所述转动轴配置在下述位置:在向增加所述遮光体的遮光量的方向转动时,从所述遮光体的遮光开始位置到所述遮光体的最大遮光位置的转动范围在90度以下,其中所述遮光体的遮光开始位置是通过所述转动而使所述遮光体开始遮挡朝向所述第二透镜阵列的光的位置,所述遮光体的最大遮光位置是所述遮光体将朝向所述第二透镜阵列的光遮挡得最多的位置,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述遮光体处于所述遮光开始位置时,所述遮光体的至少一部分与x轴或y轴重合,
一对或多对的所述遮光体是两对遮光体,
一对或多对的所述转动轴是两对转动轴,
两对所述遮光体中的一对所述遮光体和两对所述转动轴中的一对所述转动轴配置成:在所述第二透镜阵列上,相对x轴倾斜的直线与所述第二透镜阵列的y轴方向的周缘相交于两点,分别通过该两个交点的两条z轴方向的直线分别与一对所述转动轴重合,而且一对所述遮光体的所述转动范围小于90度,
两对所述遮光体中的另一对所述遮光体和两对所述转动轴中的另一对所述转动轴配置成:在所述第二透镜阵列上,相对y轴倾斜的直线与所述第二透镜阵列的x轴方向的周缘相交于两点,分别通过该两个交点的两条z轴方向的直线分别与另一对所述转动轴重合,而且另一对所述遮光体的所述转动范围小于90度。
20.根据权利要求18或19所述的投影式显示装置,其特征在于,
所述遮光体的在向增加所述遮光体的遮光量的方向转动时成为转动方向开头的边为直线形状,
两对所述遮光体中的一对所述遮光体和两对所述转动轴中的一对所述转动轴配置成:在所述遮光体转动、所述边位于x轴方向时,所述边在y轴方向的位置,处于所述第二透镜阵列的在y轴方向相邻的所述凸透镜的接合面在y轴方向位置以外的位置,
两对所述遮光体中的另一对所述遮光体和两对所述转动轴中的另一对所述转动轴配置成:在所述遮光体转动、所述边位于y轴方向时,所述边在x轴方向的位置,处于所述第二透镜阵列的在x轴方向相邻的所述凸透镜的接合面在x轴方向位置以外的位置。
21.一种投影式显示装置,xyz坐标系由与光轴一致的z轴、与z轴正交的x轴、以及与z轴和x轴两者正交的y轴构成,该xyz坐标系以所述光轴作为xy平面的原点,在xyz坐标系中,所述投影式显示装置包括:
射出光的光源系统;
第一透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第一平面上排列多行且排列多列而构成,所述凸透镜在所述第一平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第一透镜阵列用于使从所述光源系统射出的所述光的照度分布均匀化;
第二透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第二平面上排列多行且排列多列而构成,该第二透镜阵列的凸透镜在所述第二平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第二透镜阵列配置在与所述第一透镜阵列隔开间隔的位置,并且配置成所述第一透镜阵列的各个凸透镜与所述第二透镜阵列的各个凸透镜对置,该第二透镜阵列用于使透射过所述第一透镜阵列的光的照度分布均匀化;
光阀,其被照射透射过所述第二透镜阵列的光,并输出根据影像信号调制后的光;
投影光学系统,其将从所述光阀输出的光投射到屏幕上;以及
光量调整单元,其配置在所述第一透镜阵列和所述第二透镜阵列之间,用于调整照射向所述光阀的光的光量,
所述投影式显示装置的特征在于,
所述光量调整单元包括:
遮挡从所述第一透镜阵列朝向所述第二透镜阵列的光的一对或多对遮光体;
将所述遮光体分别支撑成能够在xy平面上转动的一对或多对转动轴;
使所述遮光体转动的转动机构;和
控制所述转动机构的动作的转动控制部,
一对或多对所述遮光体中的、成对的所述遮光体的xy坐标以所述原点为中心对称,
一对或多对所述转动轴中的、成对的所述转动轴的xy坐标以所述原点为中心对称,
所述遮光体和所述转动轴配置在下述位置:在向增加所述遮光体的遮光量的方向转动时,从所述遮光体的遮光开始位置到所述遮光体的最大遮光位置的转动范围在90度以下,其中所述遮光体的遮光开始位置是通过所述转动而使所述遮光体开始遮挡朝向所述第二透镜阵列的光的位置,所述遮光体的最大遮光位置是所述遮光体将朝向所述第二透镜阵列的光遮挡得最多的位置,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述遮光体处于所述遮光开始位置时,所述遮光体的至少一部分与x轴或y轴重合,
一对或多对的所述遮光体是一对遮光体,
一对或多对的所述转动轴是一对转动轴,
所述遮光体和所述转动轴配置成:所述第二透镜阵列的两个角部处于以所述光轴为中心对称的位置上,分别通过该两个角部的两条z轴方向的直线分别与一对所述转动轴重合。
22.一种投影式显示装置,xyz坐标系由与光轴一致的z轴、与z轴正交的x轴、以及与z轴和x轴两者正交的y轴构成,该xyz坐标系以所述光轴作为xy平面的原点,在xyz坐标系中,所述投影式显示装置包括:
射出光的光源系统;
第一透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第一平面上排列多行且排列多列而构成,所述凸透镜在所述第一平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第一透镜阵列用于使从所述光源系统射出的所述光的照度分布均匀化;
第二透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第二平面上排列多行且排列多列而构成,该第二透镜阵列的凸透镜在所述第二平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第二透镜阵列配置在与所述第一透镜阵列隔开间隔的位置,并且配置成所述第一透镜阵列的各个凸透镜与所述第二透镜阵列的各个凸透镜对置,该第二透镜阵列用于使透射过所述第一透镜阵列的光的照度分布均匀化;
光阀,其被照射透射过所述第二透镜阵列的光,并输出根据影像信号调制后的光;
投影光学系统,其将从所述光阀输出的光投射到屏幕上;以及
光量调整单元,其配置在所述第一透镜阵列和所述第二透镜阵列之间,用于调整照射向所述光阀的光的光量,
所述投影式显示装置的特征在于,
所述光量调整单元包括:
遮挡从所述第一透镜阵列朝向所述第二透镜阵列的光的一对或多对遮光体;
将所述遮光体分别支撑成能够在xy平面上转动的一对或多对转动轴;
使所述遮光体转动的转动机构;和
控制所述转动机构的动作的转动控制部,
一对或多对所述遮光体中的、成对的所述遮光体的xy坐标以所述原点为中心对称,
一对或多对所述转动轴中的、成对的所述转动轴的xy坐标以所述原点为中心对称,
所述遮光体和所述转动轴配置在下述位置:在向增加所述遮光体的遮光量的方向转动时,从所述遮光体的遮光开始位置到所述遮光体的最大遮光位置的转动范围在90度以下,其中所述遮光体的遮光开始位置是通过所述转动而使所述遮光体开始遮挡朝向所述第二透镜阵列的光的位置,所述遮光体的最大遮光位置是所述遮光体将朝向所述第二透镜阵列的光遮挡得最多的位置,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述遮光体处于所述遮光开始位置时,所述遮光体的至少一部分与x轴或y轴重合,
一对或多对的所述遮光体是一对遮光体,
一对或多对的所述转动轴是一对转动轴,
所述遮光体和所述转动轴配置成:所述第二透镜阵列的两个角部处于以所述光轴为中心对称的位置上,两条z轴方向的直线分别通过从所述两个角部向使所述遮光体和所述转动轴远离所述第二透镜阵列的方向上离开了的两个位置,该两条z轴方向的直线分别与一对所述转动轴重合。
23.一种投影式显示装置,xyz坐标系由与光轴一致的z轴、与z轴正交的x轴、以及与z轴和x轴两者正交的y轴构成,该xyz坐标系以所述光轴作为xy平面的原点,在xyz坐标系中,所述投影式显示装置包括:
射出光的光源系统;
第一透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第一平面上排列多行且排列多列而构成,所述凸透镜在所述第一平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第一透镜阵列用于使从所述光源系统射出的所述光的照度分布均匀化;
第二透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第二平面上排列多行且排列多列而构成,该第二透镜阵列的凸透镜在所述第二平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第二透镜阵列配置在与所述第一透镜阵列隔开间隔的位置,并且配置成所述第一透镜阵列的各个凸透镜与所述第二透镜阵列的各个凸透镜对置,该第二透镜阵列用于使透射过所述第一透镜阵列的光的照度分布均匀化;
光阀,其被照射透射过所述第二透镜阵列的光,并输出根据影像信号调制后的光;
投影光学系统,其将从所述光阀输出的光投射到屏幕上;以及
光量调整单元,其配置在所述第一透镜阵列和所述第二透镜阵列之间,用于调整照射向所述光阀的光的光量,
所述投影式显示装置的特征在于,
所述光量调整单元包括:
遮挡从所述第一透镜阵列朝向所述第二透镜阵列的光的一对或多对遮光体;
将所述遮光体分别支撑成能够在xy平面上转动的一对或多对转动轴;
使所述遮光体转动的转动机构;和
控制所述转动机构的动作的转动控制部,
一对或多对所述遮光体中的、成对的所述遮光体的xy坐标以所述原点为中心对称,
一对或多对所述转动轴中的、成对的所述转动轴的xy坐标以所述原点为中心对称,
所述遮光体的在向增加所述遮光体的遮光量的方向转动时成为转动方向开头的边为直线形状,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述遮光体转动、所述边位于x轴方向时,所述边在y轴方向的位置,处于所述第二透镜阵列的在y轴方向相邻的所述凸透镜的接合面在y轴方向位置以外的位置。
24.一种投影式显示装置,xyz坐标系由与光轴一致的z轴、与z轴正交的x轴、以及与z轴和x轴两者正交的y轴构成,该xyz坐标系以所述光轴作为xy平面的原点,在xyz坐标系中,所述投影式显示装置包括:
射出光的光源系统;
第一透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第一平面上排列多行且排列多列而构成,所述凸透镜在所述第一平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第一透镜阵列用于使从所述光源系统射出的所述光的照度分布均匀化;
第二透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第二平面上排列多行且排列多列而构成,该第二透镜阵列的凸透镜在所述第二平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第二透镜阵列配置在与所述第一透镜阵列隔开间隔的位置,并且配置成所述第一透镜阵列的各个凸透镜与所述第二透镜阵列的各个凸透镜对置,该第二透镜阵列用于使透射过所述第一透镜阵列的光的照度分布均匀化;
光阀,其被照射透射过所述第二透镜阵列的光,并输出根据影像信号调制后的光;
投影光学系统,其将从所述光阀输出的光投射到屏幕上;以及
光量调整单元,其配置在所述第一透镜阵列和所述第二透镜阵列之间,用于调整照射向所述光阀的光的光量,
所述投影式显示装置的特征在于,
所述光量调整单元包括:
遮挡从所述第一透镜阵列朝向所述第二透镜阵列的光的一对或多对遮光体;
将所述遮光体分别支撑成能够在xy平面上转动的一对或多对转动轴;
使所述遮光体转动的转动机构;和
控制所述转动机构的动作的转动控制部,
一对或多对所述遮光体中的、成对的所述遮光体的xy坐标以所述原点为中心对称,
一对或多对所述转动轴中的、成对的所述转动轴的xy坐标以所述原点为中心对称,
所述遮光体的在向增加所述遮光体的遮光量的方向转动时成为转动方向开头的边为直线形状,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述遮光体转动、所述边位于y轴方向时,所述边在x轴方向的位置,处于所述第二透镜阵列的在x轴方向相邻的所述凸透镜的接合面在x轴方向位置以外的位置。
25.一种投影式显示装置,xyz坐标系由与光轴一致的z轴、与z轴正交的x轴、以及与z轴和x轴两者正交的y轴构成,该xyz坐标系以所述光轴作为xy平面的原点,在xyz坐标系中,所述投影式显示装置包括:
射出光的光源系统;
第一透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第一平面上排列多行且排列多列而构成,所述凸透镜在所述第一平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第一透镜阵列用于使从所述光源系统射出的所述光的照度分布均匀化;
第二透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第二平面上排列多行且排列多列而构成,该第二透镜阵列的凸透镜在所述第二平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第二透镜阵列配置在与所述第一透镜阵列隔开间隔的位置,并且配置成所述第一透镜阵列的各个凸透镜与所述第二透镜阵列的各个凸透镜对置,该第二透镜阵列用于使透射过所述第一透镜阵列的光的照度分布均匀化;
偏振光转换元件,其与所述第二透镜阵列对置配置;
光阀,其被照射透射过所述偏振光转换元件的光,并输出根据影像信号调制后的光;
投影光学系统,其将从所述光阀输出的光投射到屏幕上;以及
光量调整单元,其配置在所述第一透镜阵列和所述第二透镜阵列之间,用于调整照射向所述光阀的光的光量,
所述投影式显示装置的特征在于,
所述光量调整单元包括:
遮挡从所述第一透镜阵列朝向所述第二透镜阵列的光的一对或多对遮光体;
将所述遮光体分别支撑成能够在xy平面上转动的一对或多对转动轴;
使所述遮光体转动的转动机构;和
控制所述转动机构的动作的转动控制部,
一对或多对所述遮光体中的、成对的所述遮光体的xy坐标以所述原点为中心对称,
一对或多对所述转动轴中的、成对的所述转动轴的xy坐标以所述原点为中心对称,
所述遮光体的在向增加所述遮光体的遮光量的方向转动时成为转动方向开头的边为直线形状,
所述偏振光转换元件在靠所述第二透镜阵列侧的面上在y轴方向上交替排列有在x轴方向尺寸较长的多个透光区域与在x轴方向尺寸较长的多个不透光区域,该偏振光转换元件将透射过所述第二透镜阵列并入射到所述透光区域的光分离成第一偏振光和第二偏振光,并输出分离出的所述第一偏振光,同时将分离出的所述第二偏振光转换为第一偏振光后输出,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述遮光体转动、所述边位于x轴方向时,所述边在y轴方向的位置,处于所述不透光区域所在的y轴方向的范围以外。
26.一种投影式显示装置,xyz坐标系由与光轴一致的z轴、与z轴正交的x轴、以及与z轴和x轴两者正交的y轴构成,该xyz坐标系以所述光轴作为xy平面的原点,在xyz坐标系中,所述投影式显示装置包括:
射出光的光源系统;
第一透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第一平面上排列多行且排列多列而构成,所述凸透镜在所述第一平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第一透镜阵列用于使从所述光源系统射出的所述光的照度分布均匀化;
第二透镜阵列,其通过将凸透镜在与z轴正交的第二平面上排列多行且排列多列而构成,该第二透镜阵列的凸透镜在所述第二平面上的形状为在x轴方向具有长边、在y轴方向具有短边的长方形,该第二透镜阵列配置在与所述第一透镜阵列隔开间隔的位置,并且配置成所述第一透镜阵列的各个凸透镜与所述第二透镜阵列的各个凸透镜对置,该第二透镜阵列用于使透射过所述第一透镜阵列的光的照度分布均匀化;
偏振光转换元件,其与所述第二透镜阵列对置配置;
光阀,其被照射透射过所述偏振光转换元件的光,并输出根据影像信号调制后的光;
投影光学系统,其将从所述光阀输出的光投射到屏幕上;以及
光量调整单元,其配置在所述第一透镜阵列和所述第二透镜阵列之间,用于调整照射向所述光阀的光的光量,
所述投影式显示装置的特征在于,
所述光量调整单元包括:
遮挡从所述第一透镜阵列朝向所述第二透镜阵列的光的一对或多对遮光体;
将所述遮光体分别支撑成能够在xy平面上转动的一对或多对转动轴;
使所述遮光体转动的转动机构;和
控制所述转动机构的动作的转动控制部,
一对或多对所述遮光体中的、成对的所述遮光体的xy坐标以所述原点为中心对称,
一对或多对所述转动轴中的、成对的所述转动轴的xy坐标以所述原点为中心对称,
所述遮光体的在向增加所述遮光体的遮光量的方向转动时成为转动方向开头的边为直线形状,
所述偏振光转换元件在靠所述第二透镜阵列侧的面上在x轴方向上交替排列有在y轴方向尺寸较长的多个透光区域与在y轴方向尺寸较长的多个不透光区域,该偏振光转换元件将透射过所述第二透镜阵列并入射到所述透光区域的光分离成第一偏振光和第二偏振光,并输出分离出的所述第一偏振光,同时将分离出的所述第二偏振光转换为第一偏振光后输出,
所述遮光体和所述转动轴配置成:在所述遮光体转动、所述边位于y轴方向时,所述边在x轴方向的位置,处于所述不透光区域所在的x轴方向的范围以外。
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