[发明专利]照明光学系统和具有它的图像投影装置

说明书

技术领域

本发明涉及照明光学系统和诸如液晶投影仪的图像投影装置。

背景技术

日本专利公开No.(“JP”)2008-299298提出，在用于液晶投影仪的照明光学系统中，改变纵截面与横截面之间的光束的压缩比，这里，纵截面是包含偏振分离表面的法线的面，并且，横截面是包含光轴并且与纵截面正交的截面。纵截面上的光束的压缩在使偏振光束分离器(PBS)上的光束的入射角度分布变窄并保持对比度方面是有效的。横截面上的光束的压缩在照明光学系统的小型化方面是有效的。

JP 7-181392在横截面上设置具有正焦度的第一积分器和具有负焦度的第二积分器。JP 2002-40416在纵截面上通过使用柱面透镜而不是积分器来压缩光束，并且，不在横截面上压缩光束。

但是，由于JP 7-181392和JP 2002-40416仅沿单个方向，即在纵向或横向中的任一个上压缩光束，因此JP 7-181392和JP 2002-40416是不利的，并且照明光学系统(或液晶投影仪)变长。

另外，在JP 2008-299298中公开的照明光学系统通过改变(或偏心)第一积分器的各透镜单元的顶点的高度来确保横截面上的第一积分器的焦度。因此，各透镜单元和偏振转换器之间的距离变得不恒定，并且，不能提供足够明亮的图像。

发明内容

本发明提供可投影明亮的图像的小的图像投影装置。

根据本发明的照明光学系统被配置为通过使用来自光源的光束照射图像显示装置。该照明光学系统包括：偏振分离器，该偏振分离器具有被配置为分离光束的偏振分量的第一偏振分离表面；第一压缩系统，该第一压缩系统被配置为在包含第一偏振分离表面的法线和照明光学系统的光轴的第一截面以及包含光轴并与第一截面正交的第二截面中的每一个上压缩光束；第二压缩系统，该第二压缩系统被配置为在第一截面上压缩光束；偏振转换器，该偏振转换器包含第二偏振分离表面，被布置为使得包含第二偏振分离表面的法线和光轴的截面变为第二截面，并被配置为将非偏振光转换成线偏振光；第一透镜阵列，该第一透镜阵列包含被配置为将所述光束分离成多个光束的多个透镜单元，并且沿光路被布置于偏振转换器的前面；和第二透镜阵列，该第二透镜阵列包含与第一透镜阵列的所述多个透镜单元对应的多个透镜单元，并且沿光路被布置于第一透镜阵列和偏振转换器之间。第一透镜阵列和第二透镜阵列在第二截面上都不具有光焦度。

参照附图阅读示例性实施例的以下说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1是根据第一实施例的照明光学系统的纵截面图。

图2是根据第一实施例的图1所示的照明光学系统的横截面图。

图3是根据第一实施例的图1所示的偏振光束分离器的纵截面图。

图4是根据第一实施例的图1所示的偏振转换器的横截面图。

图5是根据第一实施例的图1所示的第一蝇眼透镜的透视图。

图6是根据第一实施例的图1所示的第二蝇眼透镜的透视图。

图7是根据第二实施例的照明光学系统的纵截面图。

图8是根据第二实施例的照明光学系统的横截面图。

图9是根据第三实施例的包括照明光学系统的图像投影装置的结构图。

具体实施方式

将参照附图对本发明的实施例给出描述。

第一实施例

图1和图2是示出根据第一实施例的被配置为照射液晶投影仪(图像投影装置)的反射型液晶面板的照明光学系统的光路图。图1示出纵截面，并且，图2示出横截面。本实施例将纵截面设为包含偏振光束分离器(“PBS”)的偏振分离截面的法线和光轴的面，并将横截面设为包含光轴并且与纵截面正交的截面。纵截面被设为YZ面(第一截面)，并且，横截面被设为XZ面(第二截面)。

照明光学系统通过利用来自光源10的光束经由PBS 17照射作为图像显示装置的反射型液晶面板(以下，简称为“液晶面板”)。通过液晶面板18调制的图像光再次经由PBS 17被引向投影透镜(未示出)并被投影到诸如屏幕的投影表面上。

本实施例将照明光学系统的光轴(例如被定义为穿过会聚透镜16的中心和液晶面板18的面板表面中心的轴线)设为Z轴，并将光轴方向设为与Z轴平行的方向。沿Z轴的方向(在该方向上，来自光源10的光束从会聚透镜16经由PBS 17行进到液晶面板18)是光的行进方向，并且，沿该方向形成光路。