投影机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及具有串联地配置于光路上的第1空间调制元件和第2空间调制元件的 投影机。
【背景技术】
[0002] 在投影机中，已知串联地排列2个空间调制元件，以提高图像的对比度的技术（例 如参照专利文献1。）。该情况下，在2个空间调制元件之间配置中继透镜，使2个空间调制 元件之中的一方的像重合于另一方地成像。
[0003] 在专利文献1中，使2个以上的空间调制元件串联地配置，当通过以中继光学系统 使两空间调制元件基本成为成像关系（在此，所谓成像关系是指成为相互彼此成像的配置 关系。）而使图像的对比度提高时，中继光学系统使2个空间调制元件的一方不完全地成像 于另一方。由此，对因空间调制元件的像素间的黑矩阵导致的波纹进行抑制。还有，在投影 机中，关于串联地排列2个空间调制元件以提高图像的对比度的技术，在除此以外的文献 中也公开（参照专利文献2~4)。例如，在专利文献2中，在使2个空间调制元件的一方成 像于另一方时，利用双高斯透镜作为中继透镜。
[0004] 可是，例如，在专利文献1中，若要维持为预期的散焦状态，即要保持既使2个空间 调制元件基本成为成像关系又使一方不完全地成像于另一方的位置关系，则位置精度（即 制造公差）变得苛刻，有可能难以进行位置调整。并且，因为散焦的像（模糊像）的分布 相应于来自光源的配光分布的变化而变化，所以有可能因配光分布的影响而在图像产生紊 舌L。这些在专利文献1以外的文献中也是同样。
[0005] 专利文献1 :日本特开2007- 218946号公报
[0006] 专利文献2 :日本特表2006- 509244号公报
[0007] 专利文献3 :日本特开2005-189282号公报
[0008] 专利文献4 :日本特开2005- 208573号公报
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于提供如下的投影机：为对2个空间调制元件进行串联配置的类 型的投影机，通过对因配光分布产生的影响进行抑制或者关于位置精度提高容许性，在投 影的图像的画面内使得亮部与暗部的边界不显著地进行控制来例如对波纹的产生进行抑 制而能够提供良好的图像。
[0010] 用于达到所述目的，本发明涉及的投影机具备射出光的照明光学系统、对从照明 光学系统射出的光进行调制的光调制装置和对以光调制装置调制了的光进行投影的投影 光学系统，光调制装置包括：串联地配置于从照明光学系统射出的光的光路上的第1像素 矩阵及第2像素矩阵；和配置于第1像素矩阵与第2像素矩阵之间的光路上的中继光学系 统，中继光学系统包括：配置于光瞳位置而使模糊产生地使光的朝向变化的光偏转构件。在 此，所谓2个像素矩阵串联地配置于光路上是指：在沿着1个光路的情况下，处于一个像素 矩阵（例如第1像素矩阵）位于比其他像素矩阵（例如第2像素矩阵）靠光路上游侧地配 置的关系。即，是指第1像素矩阵与第2像素矩阵的配置相对地位于光路上游侧与光路下 游侧。还有，关于光瞳位置，虽然是指应当配置开口光圈的位置（即相当于中继光学系统中 的光瞳位置的位置），但是实际上即使是在光瞳位置处未配置开口光圈的构成的情况下也 将该位置称为光瞳位置。
[0011] 根据所述投影机，通过例如光偏转构件在作为2个空间调制元件的第1像素矩阵 (光路上游侧）与第2像素矩阵（光路下游侧）之间配置于光瞳位置，在应当成为图像光的 光线束的、在第2像素矩阵（被投影侧）的成像位置处，能够使光线束剖面成为具有适当的 大小（扩展）的状态，即能够调整为，成为存在不完全地成像的模糊的状态。还有，在该情 况下，起因于光偏转构件的通过的模糊量为一定，通过进行在2个空间调制元件的图像处 理以对该模糊量的量进行补偿，可以进行预期的图像形成。在以上的情况下，例如，通过使 适当的模糊产生，能够对起因于空间调制元件的像素间的黑矩阵的波纹的产生进行抑制， 能够提供良好的图像。并且，通过由光偏转构件对光细致地进行分割（进行漫射），可以形 成抑制了因配光分布产生的影响的模糊像，进而可以形成与配光分布无关的模糊像。
[0012] 在本发明的具体的方面，光偏转构件为光漫射元件。该情况下，通过光漫射可以形 成抑制了因配光分布产生的影响的模糊像。
[0013] 在本发明的别的方面，光漫射元件是使2种以上的具有不同的光透射性的材料相 贴合而成的元件。该情况下，例如可以利用因材料的不同产生的折射率差而形成预期的漫 射状态（例如减小了漫射的程度的状态）。
[0014] 在本发明的另外的方面，在光漫射元件中，作为2种以上的具有不同的光透射性 的材料的贴合面的内面为曲面形状，作为表面及背面的外侧的面为平面形状。该情况下，在 加工和/或设置中增加便利性，例如在外侧的面容易实施AR涂敷。
[0015] 在本发明的另外的方面，光漫射元件为使多个透镜排列为2维状的透镜阵列。该 情况下，能够通过由透镜阵列实现的光的分割而使漫射作用产生。
[0016] 在本发明的另外的方面，在光漫射元件中，所述多个透镜的排列为简单四边形排 列。该情况下，能够比较容易地制造使多个透镜配置而成的光学元件。
[0017] 在本发明的另外的方面，在光漫射元件中，所述多个透镜的排列为六边形排列。该 情况下，能够使透镜以致密且接近圆形的状态配置。
[0018] 在本发明的另外的方面，光漫射元件关于所述多个透镜的排列，使其具有随机性。 该情况下，能够使漫射作用具有随机性。
[0019] 在本发明的另外的方面，光漫射元件为使高斯散射产生的漫射板。该情况下，能够 使其具有一致的漫射作用。
[0020] 在本发明的另外的方面，光偏转构件为相位板。在此，所谓相位板，是指不具有折 射能力（power)(即焦距为无限远）、具有使波面的相位变化的形状的光透射性的板状构 件。
[0021] 根据所述投影机，例如通过相位板在作为2个空间调制元件的第1像素矩阵（光 路上游侧）与第2像素矩阵（光路下游侧）之间配置于光瞳位置，能够对应当成为图像光 的光线束的状态进行调整。具体地，相位板相对于所通过的光线束表现使波面的相位变化 的作用，由此，在该光线束的在第2像素矩阵（被投影侧）的成像位置处能够使光线束剖面 成为具有适当的大小（扩展）的状态，即，能够调整为存在不完全地成像的模糊的状态。还 有，相位板因为配置于光瞳位置，所以相对于应当成为图像光的光线束的整体表现如所述 的作用。并且，在该情况下，各光线束即使在关于光轴方向的位置精度方面产生少许误差也 会在伴随于该误差的被投影侧的第2像素矩阵的位置抑制剖面状态（大小）的变化。也就 是说，利用使其通过相位板而使得关于成像位置的误差的容许性增大。若换言之则焦点深 度变广或变深，可以放宽制造公差。还有，在该情况下，起因于相位板的通过的模糊量为一 定，通过进行在2个空间调制元件的图像处理以对该模糊量的量进行补偿，可以进行预期 的图像形成。在以上的情况下，例如，通过使适当的模糊产生，能够对起因于空间调制元件 的像素间的黑矩阵的波纹的产生进行抑制，能够提供良好的图像。并且，例如，在第1像素 矩阵与第2像素矩阵之中的一方进行用于辉度调整的调光、在另一方进行用于图像形成的 色调制的情况下，即使在二者之间在分辨率方面存在差别，通过使适当的模糊产生，也能够 使得对应于在辉度调整侧的亮部与暗部的边界的部位在图像投影时不显著。
[0022] 在本发明的具体的方面，相位板的表面在相对于光轴垂直的任意的一个方向和与 任意的一个方向交叉的其他方向上具有3次函数形状。在此，关于一个方向与其他方向交 叉的情况，包括二者正交的情况。通过使得相位板的表面尤其是3次函数形状，能够关于光 轴方向在成像位置的附近处沿着光轴使得光线束的状态的变化变少。
[0023] 在本发明的别的方面，相位板的表面在相对于光轴垂直的任意的一个方向和与任 意的一个方向相交叉的其他方向上具有4次函数形状。该情况下，能够关于光轴方向在成 像位置的附近处抑制光线束的状态的变化，并关于任意的一个方向与其他方向具有对称性 地对光线束的状态进行控制。
[0024] 在本发明的另外的方面，中继光学系统为以相位板的位置为基准沿着光轴而对称 的等倍的光学系统。在该情况下，通过以光圈的位置为基准变得对称，例如作为两像素矩阵 可以应用基本同一规格，并且通过对它们等效地配置，能够抑制彗形像差及畸变像差而成 为高性能的中继光学系统。
[0025] 在本发明的另外的方面，相位板的表面在相对于光轴垂直的任意的一个方向和与 任意的一个方向相交叉的其他方向上具有同一形状。该情况下，能够使关于任意的一个方 向的光线束剖面的扩展状况与关于其他方向的光线束剖面的扩展情况相一致。
[0026] 在本发明的另外的方面，在设第1像素矩阵的像素间距为L、设中继光学系统的倍 率为M、设通过光偏转构件的有无引起的在第2像素矩阵的成像位置处的模糊量之差为b 时，满足ML/2彡b彡3ML。该情况下，通过存在相位板，在第2像素矩阵的成像位置处，与不 存在相位板的情况相比较，能够成为按必需且充