專利名稱：照明光學(xué)器件和投影顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明光學(xué)器件和投影顯示裝置，其用于使顯示裝置照 明，特別地，涉及包括具有兩個(gè)復(fù)眼透鏡的積分器光學(xué)器件的照明光 學(xué)器件和投影顯示裝置。
背景技術(shù)：
例如，日本專利特許公開No.2003-337378和日本專利特許公開 No.2004-326101公開了具有含有按順序排列的、如圖1所示的透鏡元 件的兩個(gè)復(fù)眼透鏡的積分器光學(xué)器件。
在有關(guān)一般結(jié)構(gòu)的描述中，這種光學(xué)器件包括第一復(fù)眼透鏡1101， 其具有類似用于照明的物體的多個(gè)類似構(gòu)造的透鏡元件，以便通過來 自在該圖中未示出的光源(燈)的光，照明圖1所示的顯示裝置1107， 諸如LCD，以及第二復(fù)眼透鏡1102，其具有來自第一復(fù)眼透鏡1101 的各個(gè)透鏡元件的光，其被疊加以便在待照明的物體上形成圖像。
由第二復(fù)眼透鏡1102的各個(gè)透鏡元件產(chǎn)生的光通過偏振轉(zhuǎn)換元 件1103，被校準(zhǔn)以便提供單向偏振光，諸如s偏振光或p偏振光，此 后通過第一物鏡1104和第二物鏡1105，以及通過偏振板1106以便照 明比顯示顯示裝置1107的圖像的顯示區(qū)1108更寬的范圍。
在光亮中心部分和更暗外圍，燈的發(fā)散分布是不均勻的。因此， 照明分布通過第一復(fù)眼透鏡1101經(jīng)受離散化。離散光進(jìn)入第二復(fù)眼透
鏡1102。因此，由第二復(fù)眼透鏡1102的各個(gè)透鏡元件產(chǎn)生的光在照明 區(qū)的亮度方面分別不同。
因此，透鏡元件的光軸被偏轉(zhuǎn)，這樣從第二復(fù)眼透鏡1102的各個(gè)
透鏡元件發(fā)出的光的照明區(qū)位于相同位置，以及在相同區(qū)疊加各個(gè)照 明區(qū)。使得具有亮度的均勻照明分布的光照射在顯示區(qū)上。
圖2示例說明用于通過上述偏轉(zhuǎn)控制照明區(qū)的結(jié)構(gòu)。
圖2A是示例說明第二復(fù)眼透鏡1102的入射面的平面圖。
圖2B示例說明在光軸C處，第一復(fù)眼透鏡1101的各個(gè)透鏡的中 心與第二復(fù)眼透鏡1102的各個(gè)透鏡的中心一致的情況下的照明區(qū)。構(gòu) 成圖2A所示的各個(gè)復(fù)眼透鏡的每一透鏡處于在圖2B所示的狀態(tài)下， 然后，具有從第二復(fù)眼透鏡1102的各個(gè)透鏡元件發(fā)出的光的照明區(qū)將 提供喪失均勻照明光的各個(gè)不同區(qū)。
為提供均勻照明光，第二復(fù)眼透鏡1102的圖2A中的對角線位置 的透鏡處于偏轉(zhuǎn)狀態(tài)以及透鏡中心處于偏離光軸C的位置中，如圖2C 所示。因此，照明區(qū)移動(dòng)。與入射面中的位置一致的各個(gè)透鏡的偏轉(zhuǎn) 量將不同，以使得具有來自第二復(fù)眼透鏡1102的各個(gè)透鏡元件的光的 照明區(qū)將占據(jù)與圖1所示相同的位置。
如上所述，由第二復(fù)眼透鏡產(chǎn)生的光被用于照射比用于照射的物 體的顯示區(qū)更寬的范圍。期望在生產(chǎn)期間處理照明光學(xué)器件上的光軸 調(diào)整中的色散以及在生產(chǎn)后當(dāng)使用時(shí)，處理由于撞擊等等的光軸位移。
在光軸調(diào)整和撞擊中的色散導(dǎo)致光軸位移不同于設(shè)計(jì)值的情況 下，從第二復(fù)眼透鏡發(fā)出的照明光照射離開設(shè)計(jì)位置的位置處的顯示 元件，以便在最槽情況下，不照射任何顯示區(qū)，或在構(gòu)造投影顯示裝
置的情況下，使得顯示部分視頻。
為防止這種事件，由第二復(fù)眼透鏡產(chǎn)生的光照射比用于照明的物 體的顯示區(qū)更寬的范圍。即，照明區(qū)具有將被照射的邊緣部分。在未 產(chǎn)生光軸位移的情況下，照射在邊緣部分上的光將不用于照射投影圖 像。 一般地，構(gòu)成第二復(fù)眼透鏡的每一透鏡用于照射包括邊緣部分的 相同區(qū)。因此，初始不用于投影圖像的邊緣部分的亮度具有與顯示區(qū) 相同的亮度，由此導(dǎo)致防礙光利用率的提高(亮度提高)。
另一方面，設(shè)計(jì)第二復(fù)眼透鏡，以便通過使多個(gè)分量透鏡元件的 各個(gè)光軸偏轉(zhuǎn)以便使相同照明區(qū)經(jīng)受照射，可獲得均勻照明區(qū)。在制 造步驟期間，構(gòu)成第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件的各個(gè)光軸可能偏離偏轉(zhuǎn) 電平的設(shè)計(jì)值。然后，偏轉(zhuǎn)來自那些透鏡元件的照明光僅照射照明區(qū)。 因此，將存在在初始要求照明的區(qū)域中亮度降低的部分。
如上所述，被稱為陰影的現(xiàn)象出現(xiàn)在經(jīng)受亮度降低的部分中，其 中光是非均勻且均衡色散的。當(dāng)其他照明光變得更均勻時(shí)，陰影將變 得更明顯。
為防止出現(xiàn)上述陰影，有必要在制造期間，限制構(gòu)成第二復(fù)眼透 鏡的透鏡元件的各個(gè)光軸的偏轉(zhuǎn)量的偏差，以便使具有相同大小的照 明區(qū)疊加在相同位置上，并且這要求極其高的技術(shù)性能。因此，生產(chǎn) 質(zhì)量管理變困難，導(dǎo)致更高成本。
另外，當(dāng)個(gè)人看投影圖像時(shí)聚焦的區(qū)域是投影許多重要視頻的顯 示器的中心部分。因此，在中心出現(xiàn)的陰影與在邊緣出現(xiàn)的陰影相比， 變得非常明顯。此外，視頻的重要部分頻繁地顯示在視頻窗的中心部 分中，因此，期望該中心部分比外圍更亮。然而，在具有構(gòu)成第二復(fù) 眼透鏡的各個(gè)透鏡照射相同區(qū)的結(jié)構(gòu)的情況下，存在將產(chǎn)生陰影以及 在所有區(qū)中將出現(xiàn)均勻亮度，使得將不存在對應(yīng)于顯示區(qū)的照射狀態(tài)
的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)將解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題以及其目的是提供照明 光學(xué)器件和投影顯示裝置，允許提高亮度和用照明光照射的照射狀態(tài)， 以便對應(yīng)于顯示區(qū)。
本發(fā)明的照明光學(xué)器件是包括第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡的照 明光學(xué)器件，在第二復(fù)眼透鏡處，來自第一復(fù)眼透鏡的發(fā)射光進(jìn)入， 其中
構(gòu)成第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件的至少一個(gè)向小于由第二復(fù)眼透鏡 的所有透鏡元件照射的照明區(qū)的具有光的照射區(qū)提供照射。
在那種情況下，在第二復(fù)眼透鏡的中心附近排列的多個(gè)透鏡元件 向占據(jù)照明區(qū)的中心附近的相同區(qū)域的照射區(qū)提供照射光，用來自(照 射區(qū)中的)其他透鏡元件的光照射的照射區(qū)的位置可以對應(yīng)于第二復(fù) 眼透鏡中的透鏡元件的排列。
另外，在第二復(fù)眼透鏡的中心附近排列的多個(gè)透鏡元件向占據(jù)照 明區(qū)的中心附近的相同區(qū)域的照射區(qū)提供照射光，變得更接近于第二 復(fù)眼透鏡的中心的其他透鏡元件將照明區(qū)的外圍用作它們的照射區(qū)， 而變得更遠(yuǎn)離第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件向變得更接近照明區(qū)的中心的 照射區(qū)提供照射光。
此外，可以將構(gòu)成第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件放置成具有對應(yīng)于第 二復(fù)眼透鏡的排列的照射區(qū)的照明區(qū)。
本發(fā)明的投影顯示裝置是一種投影顯示裝置，包括 第一復(fù)眼透鏡；
第二復(fù)眼透鏡，來自第一復(fù)眼透鏡的發(fā)射光在此進(jìn)入；以及 由第二復(fù)眼透鏡的發(fā)散光照明的顯示裝置，
其中，構(gòu)成第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件的至少一個(gè)提供比照明顯示 裝置的照明區(qū)更小的照射區(qū)。
在那種情況下，在第二復(fù)眼透鏡的中心附近排列的多個(gè)透鏡元件 可以具有占據(jù)照明區(qū)的中心附近的相同區(qū)域的照射區(qū)，照射區(qū)中的其 他透鏡元件的照射區(qū)的位置可以對應(yīng)于第二復(fù)眼透鏡中的排列。
另外，在第二復(fù)眼透鏡的中心附近排列的多個(gè)透鏡元件向占據(jù)照 明區(qū)的中心附近的相同區(qū)域的照射區(qū)提供照射光，變得更接近第二復(fù) 眼透鏡的中心的其他透鏡元件將照明區(qū)的外圍用作它們的照射區(qū)，而 變得更遠(yuǎn)離第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件向變得更接近照明區(qū)的中心的照 射區(qū)提供照射光。
此外，可以定位構(gòu)成第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件，以便為照明區(qū)提 供對應(yīng)于向照射區(qū)提供照射光的第二復(fù)眼透鏡的光。
在如上所述構(gòu)成的本發(fā)明中，構(gòu)成復(fù)眼透鏡的所有透鏡元件不照 射相同區(qū)，但照明光學(xué)器件包括照射區(qū)小于照明區(qū)的透鏡元件。因此， 對應(yīng)于這些區(qū)域可以控制照明區(qū)的照明分布。通過單獨(dú)控制通常設(shè)置 成提供相同照明的顯示區(qū)和邊緣部分的照明，可以增加顯示區(qū)的照明， 其需要具有比邊緣部分更亮和更高的照明。
另外，能根據(jù)區(qū)域，控制照明區(qū)的照明分布。因此，陰影易于變 明顯的顯示區(qū)，以及頻繁顯示重要要素的顯示區(qū)經(jīng)受通過更多透鏡元 件的照射，由此能變得更亮，以便限制生成可能在其他顯示區(qū)中出現(xiàn) 的陰影。
參考示例說明本發(fā)明的例子的附圖，從下述描述本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。


圖1示例說明包括兩個(gè)具有按順序?qū)R的透鏡元件的復(fù)眼透鏡的 積分器光學(xué)器件；
圖2A至圖2C分別示例說明用于描述通過偏轉(zhuǎn)控制照明區(qū)的結(jié)構(gòu)
的圖3是示例說明根據(jù)本發(fā)明的照明光學(xué)器件的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖4是在圖3所示的實(shí)施例中，從照射端所取的、通過第二復(fù)眼 透鏡102示例說明的顯示區(qū)108和照射區(qū)201間的關(guān)系的平面圖5A示例說明如在圖3所示的實(shí)施例中，通過第二復(fù)眼透鏡102 獲得的顯示區(qū)108和照明區(qū)301間的關(guān)系，以及圖5B是示例說明沿圖 5A中的線A-A的照明分布的圖6是示例說明根據(jù)本發(fā)明的另 一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖7是示例說明具有根據(jù)本發(fā)明的照明光學(xué)器件的投影顯示裝置 的關(guān)鍵部分的結(jié)構(gòu)的框圖8A至圖8D是根據(jù)圖6所示的實(shí)施例，分別示例說明第二復(fù)眼 透鏡403的各個(gè)透鏡元件的排列和各個(gè)照明區(qū)的圖9A至圖9D是根據(jù)圖6所示的實(shí)施例，分別示例說明第二復(fù)眼 透鏡403的各個(gè)透鏡元件的排列和各個(gè)照明區(qū)的圖IOA至圖10D是分別示例說明根據(jù)圖6所示的實(shí)施例的第二復(fù) 眼透鏡403的各個(gè)透鏡元件的排列和各個(gè)照射區(qū)的圖IIA至圖11D是分別示例說明第二復(fù)眼透鏡403的各個(gè)透鏡元 件的排列和各個(gè)照射區(qū)的圖；以及
圖12A至圖12D是分別示例說明根據(jù)圖3所示的實(shí)施例的第二復(fù) 眼透鏡403的各個(gè)透鏡元件的排列和各個(gè)照射區(qū)的圖。
具體實(shí)施例方式
接著，將參考附圖，描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖3是示例說明根據(jù)本發(fā)明的照明光學(xué)器件的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。 圖3示出從光學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)方向所取的視圖的情形。當(dāng)從以光軸為中 心卯度旋轉(zhuǎn)的方向提取視圖時(shí)，情況也是類似的。
為了由在該圖中未示出的光源(光)產(chǎn)生的光照射顯示裝置107，
諸如LCD,通過具有與將被照射的物體類似形狀的多個(gè)透鏡元件的第 一復(fù)眼透鏡101和疊加由第一復(fù)眼透鏡101產(chǎn)生的光以便將圖像形成 在用于照射的物體上的第二復(fù)眼透鏡102來構(gòu)造該實(shí)施例。
由第二復(fù)眼透鏡102的各個(gè)透鏡元件產(chǎn)生的光通過被校準(zhǔn)的偏振 轉(zhuǎn)換元件103，以便提供單向偏振光，諸如s偏振光或p偏振光，此后， 通過第一物鏡104和第二物鏡105，通過偏振板106以便照射顯示顯示 裝置107的圖像的顯示區(qū)108。
圖4是本實(shí)施例中，從照射側(cè)所取的、通過第二復(fù)眼透鏡102示 例說明顯示區(qū)108和照明區(qū)201間的關(guān)系的平面圖。
在圖1所示的傳統(tǒng)例子中，將該區(qū)域與由從第二復(fù)眼透鏡1102的 各個(gè)透鏡元件發(fā)出的光照射的相同區(qū)域疊加。相反，本實(shí)施例被設(shè)計(jì) 為提供由第二復(fù)眼透鏡102的各個(gè)透鏡元件產(chǎn)生的光照射的相互不同 的區(qū)域經(jīng)歷逐漸位移。由來自各個(gè)透鏡元件的光照射的區(qū)域設(shè)計(jì)成等 于或小于將被照射的物體的顯示區(qū)的大小，或小于傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)中的 最大區(qū)。
因此，照射區(qū)201將不被透鏡元件的單個(gè)單元覆蓋。然而，顯示 區(qū)的外周部分，和達(dá)到稍微在顯示區(qū)外邊的區(qū)域一樣，被設(shè)計(jì)成由預(yù) 定透鏡元件的光軸的偏轉(zhuǎn)照射。單個(gè)透鏡元件照射的范圍比傳統(tǒng)照射 區(qū)更小，但可通過疊加來自所有透鏡元件的光照射的照射區(qū)，被設(shè)計(jì) 成等效于傳統(tǒng)的照射區(qū)。
圖5是描述在圖1所示的傳統(tǒng)例子和圖3所示的每一實(shí)施例中的 照射區(qū)中的照明分布的圖。
在圖3所示的每一實(shí)施例和圖1所示的傳統(tǒng)例子中，用淺色示出
與圖5A所示的區(qū)域相同的照射區(qū)301的區(qū)域。照射區(qū)301包括顯示區(qū) 108。
圖5B示例說明沿圖5A中的線A-A的照明分布的圖。實(shí)線示例說 明圖3中所示的實(shí)施例的照明分布，以及虛線示例說明圖1中所示的 傳統(tǒng)例子的照明分布。如所示，圖3中所示的實(shí)施例和圖1中所示的 傳統(tǒng)例子的照明分布都繞顯示區(qū)108的中心對稱。本實(shí)施例設(shè)計(jì)成逐 步移動(dòng)由透鏡元件照射的區(qū)域。因此，示例說明邊緣部分中的照射光 的總量的區(qū)域A的面積將變得小于示例說明圖1中所示的傳統(tǒng)實(shí)施例 的邊緣部分中的照明光的總量的區(qū)域B。由于區(qū)域C部分，顯示區(qū)108 中的照射光的總量將變得更大。
如上所述，將照射除顯示元件107的顯示區(qū)108外的邊緣部分的 光量被設(shè)計(jì)成小于圖1中所示的傳統(tǒng)例子。那部分照射顯示區(qū)108。因 此，顯示區(qū)108的亮度將具有比現(xiàn)有技術(shù)更高的強(qiáng)度。
圖6是示例說明根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。圖6示例說 明從光學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)方向所獲得的視圖的情形。當(dāng)從以光軸為中心90 度旋轉(zhuǎn)的方向提取視圖時(shí)，情況也是類似的。
在圖3所示的實(shí)施例中，來自第二復(fù)眼透鏡1102的各個(gè)透鏡元件 的光照射的照射區(qū)經(jīng)受逐步位移，這樣不同透鏡元件將不會照射相同 照射區(qū)。相反，在本實(shí)施例中，執(zhí)行照射以便在顯示區(qū)108的中心附 近疊加第二復(fù)眼透鏡1102的中心的透鏡元件的照射區(qū)。因此，顯示區(qū) 108的中心附近的亮度以及照明均勻性將具有比圖3所示的實(shí)施例更高 的強(qiáng)度。
另外，在本實(shí)施例中，將照明光照射到顯示區(qū)108的中心附近的 透鏡元件的數(shù)量被設(shè)計(jì)成大于照明光照射到邊緣部分的透鏡元件的數(shù) 量。因此，出現(xiàn)在顯示區(qū)108的中心附近的陰影將變得比出現(xiàn)在邊緣 部分中的陰影更不明顯。
透鏡元件被排列安置在外圍，以便在顯示區(qū)108的平面上定向，
從顯示區(qū)108的中心的照射方向分布。由第二復(fù)眼透鏡的各個(gè)元件照
射的照射區(qū)被放置在離由中心排列的透鏡元件照射的照射區(qū)稍遠(yuǎn)的距
離。由此，大部分顯示區(qū)108的照射區(qū)被疊加以經(jīng)受均勻照射。
在這種情況下，顯示區(qū)108的周圍以及在顯示區(qū)108外的邊緣部 分中經(jīng)受照射的部分將減少照射。因此，將照射設(shè)計(jì)成逐步減少以便 不產(chǎn)生陰影。例如，不使照射減少到在顯示區(qū)108中將意識到照明差 的程度。否則，對使紅、綠和藍(lán)進(jìn)行彩色分離的照明光學(xué)器件，推薦 用于每一顏色的均勻照明分布的下降的方法，這將減小顯示區(qū)108內(nèi)
部的色度差。
第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件的光軸的某一偏轉(zhuǎn)量有時(shí)出現(xiàn)在設(shè)計(jì)值 上。然后，那些照射區(qū)的位移出現(xiàn)在一些點(diǎn)中。然而，因?yàn)檎彰髦鸩?下降，亮度減小的點(diǎn)和具有亮度的附近點(diǎn)間的亮度差小，用來限制生 成陰影。
接著，將描述根據(jù)本發(fā)明的投影顯示裝置。
圖7是示例說明具有根據(jù)本發(fā)明的照明光學(xué)器件的投影顯示裝置 的關(guān)鍵部分的結(jié)構(gòu)的框圖。
由反射鏡401反射從光源400發(fā)出的光(白光)，通過由類似成 形為顯示裝置406，諸如LCD的多個(gè)透鏡元件構(gòu)成的第一復(fù)眼透鏡402
分離到每一透鏡元件，并通過具有與第一復(fù)眼透鏡402的各個(gè)透鏡元
件對應(yīng)的透鏡元件的第二復(fù)眼透鏡403。由第二復(fù)眼透鏡403產(chǎn)生的光 通過偏振轉(zhuǎn)換元件407和第一物鏡404，此后，通過分色鏡分離成R、 G和B，通過為各個(gè)顏色R、 G和B定制的第二物鏡405并疊加在為各 個(gè)顏色R、 G和B而定制的顯示裝置406上。此后，通過十字二向棱 鏡408合成通過各個(gè)顯示裝置406的每一顏色R、 G和B的圖像光， 并放大和通過投影透鏡409投影到屏幕(該圖上未示出)上。
圖8至圖IO是根據(jù)圖6所示的實(shí)施例，分別示例說明第二復(fù)眼透 鏡403的各個(gè)透鏡元件和各個(gè)照明區(qū)的排列的圖。
在圖8A至8D的每一圖中，復(fù)眼透鏡403的平面圖在該圖的左側(cè)， 而經(jīng)受復(fù)眼透鏡403的光照射的顯示區(qū)108的平面圖在該圖的右側(cè)。
將由來自構(gòu)成位于如圖8A所示的復(fù)眼透鏡403的中心的透鏡元件 組601的四個(gè)透鏡元件的光照射的各個(gè)照射區(qū)設(shè)計(jì)成疊加在顯示區(qū)108 的中心，以便增加顯示區(qū)108的中心的亮度。由此，形成照射區(qū)602。
如圖8B至8D所示，由分別經(jīng)歷從中心，在垂直和水平方向中單 一偏向相鄰單元的透鏡元件603、 605和607提供的照射區(qū)604、 606 和608反映從顯示區(qū)108的中心的照射區(qū)602的移動(dòng)。在第二復(fù)眼透 鏡403的周圍中排列的透鏡元件照射顯示區(qū)108的外圍。其中，圖中 的符號X表示透鏡元件的透鏡中心位置。
將參考圖9，描述由于水平方向中的透鏡元件的位置導(dǎo)致的照射
區(qū)的差異。
在顯示區(qū)108的中心疊加構(gòu)成圖9A所示的復(fù)眼透鏡403的中心的 透鏡元件組701的四個(gè)透鏡元件的各個(gè)照射區(qū)，以便增加顯示區(qū)108 的中心的亮度。由此，形成照射區(qū)702。
如圖9B至9D所示，分別從中心在水平方向中經(jīng)過單一偏移而定 位的透鏡元件703、 705和707提供的照射區(qū)704、 706和708反映了 照射區(qū)702從顯示區(qū)108中心的移動(dòng)。在第二復(fù)眼透鏡403的周圍中 排列的透鏡元件照射顯示區(qū)108的外圍。其中，在該圖中，用符號x
表示透鏡元件的透鏡中心位置。
圖IOA至10D是示例說明用于通過在圖8A至8D和圖9A至9D
所示的第二復(fù)眼透鏡的多個(gè)透鏡元件，疊加照射區(qū)的狀態(tài)圖。
來自構(gòu)成位于圖IOA所示的復(fù)眼透鏡403中心的透鏡元件組801 的四個(gè)透鏡元件的光照射的各個(gè)照射區(qū)被設(shè)計(jì)成疊加在顯示區(qū)108的 中心，以便增加顯示區(qū)108的中心的亮度。由此，形成照射區(qū)802。
如圖10B至10D所示，從中心，在垂直和水平方向中分別經(jīng)過單 一偏向相鄰單元的透鏡元件803至806、 811至814和819至822提供 的照射區(qū)807至810、 815至818和823至826反映了照射區(qū)802從顯 示區(qū)10S的中心的移動(dòng)。在第二復(fù)眼透鏡403的周圍排列的透鏡元件 照射顯示區(qū)108的外圍。由此，等效于由傳統(tǒng)的積分器照明系統(tǒng)提供 的照射區(qū)的范圍經(jīng)受照射。關(guān)于在圖IO未示出的透鏡元件，確定它們 的光軸的偏轉(zhuǎn)量以便確定對應(yīng)于它們所處的區(qū)域的照射區(qū)的位置。其 中，在該圖中，用符號x表示透鏡元件的透鏡中心位置。
與圖8A到SD至圖IOA到圖IOD所示的實(shí)施例不同，圖IIA至 11D示例說明具有從顯示區(qū)108的外圍移向中心的照射區(qū)的實(shí)施例， 以便從與第二復(fù)眼透鏡402的中心的透鏡元件相鄰的透鏡元件附近的 透鏡元件開始。
來自構(gòu)成位于圖11A中所示的復(fù)眼透鏡403的中心中的透鏡元件 組901的四個(gè)透鏡元件的光照射的各個(gè)照射區(qū)被設(shè)計(jì)成疊加在顯示區(qū)
108的中心以便增加顯示區(qū)108的中心的亮度。由此形成照射區(qū)902。
如圖11B至11D所示，從中心在垂直和水平方向中分別經(jīng)過單一 偏向相鄰單元的透鏡元件903、 905和907提供的照射區(qū)904、 906和 908反映了從顯示區(qū)108的外圍向中心的移動(dòng)。其中，在該圖中，用符 號x表示透鏡元件的透鏡中心位置。
考慮具有圖7所示的結(jié)構(gòu)的投影顯示裝置，當(dāng)變得更接近復(fù)眼透 鏡402的光軸中心時(shí)，光源400的照明分布通常變得更亮。因此，對 圖11所示的實(shí)施例，減輕外圍亮度的降低以便為顯示區(qū)108中的均勻 照明作計(jì)劃。其中，在該圖中，用符號x表示透鏡元件的光軸位置。
在圖ll中所示的模式中，通過復(fù)眼透鏡的模擬，包括具有0.7英 寸LCD的積分器光學(xué)器件的投影的亮度變得優(yōu)于傳統(tǒng)例子的亮度約 9%。
圖12A至12D是分別示例說明根據(jù)圖3中所示的實(shí)施例的第二復(fù) 眼透鏡403的各個(gè)透鏡元件和各個(gè)照射區(qū)的排列的圖。
在圖12A至12D中，復(fù)眼透鏡403的平面圖在該圖中位于左側(cè)， 而經(jīng)過來自復(fù)眼透鏡403的光的照射的顯示區(qū)108的平面圖位于該圖
中的右側(cè)。
來自位于圖12A所示的復(fù)眼透鏡403的中心的各個(gè)透鏡元件1001 至1004的光照射的照射區(qū)1005至1008被設(shè)計(jì)成分別不同。如圖12B 至12D所示，從中心，在垂直和水平方向中分別經(jīng)過單一偏向相鄰單 元的透鏡元件1009、 1011和1013提供的照射區(qū)1010、 1012和1014 反映了從顯示區(qū)1008的中心的移動(dòng)。在第二復(fù)眼透鏡403的周圍中排 列的透鏡元件照射顯示區(qū)108的外圍。其中，在該圖中，用符號x表 示透鏡元件的透鏡中心位置。 ' 盡管使用特定術(shù)語描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但這些描述僅用于 示例目的，將理解的是在不背離下述權(quán)利要求的精神或范圍的情況下， 可以做出修改和變更。
權(quán)利要求
1.照明光學(xué)器件，包括第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡，來自第一復(fù)眼透鏡發(fā)散光在第二復(fù)眼透鏡處進(jìn)入，其中，構(gòu)成第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件的至少一個(gè)向比來自第二復(fù)眼透鏡的所有透鏡元件的光照射的照明區(qū)小的照射區(qū)提供照射。
2. 如權(quán)利要求1所述的照明光學(xué)器件，其中，在第二復(fù)眼透鏡的中心附近排列的多個(gè)透鏡元件向占據(jù)照明區(qū)的 中心附近的其相同區(qū)域的照射區(qū)提供照射光，來自照射區(qū)中的其他透 鏡元件的光照射的照射區(qū)的位置可以對應(yīng)于第二復(fù)眼透鏡中的透鏡元 件的排列。
3. 如權(quán)利要求l所述的照明光學(xué)器件，其中， 在第二復(fù)眼透鏡的中心附近排列的多個(gè)透鏡元件向占據(jù)照明區(qū)的中心附近的它們的相同區(qū)域的照射區(qū)提供照射光，變得更接近第二復(fù) 眼透鏡的中心的其他透鏡元件將照明區(qū)的外圍用作它們的照射區(qū)，而 變得更遠(yuǎn)離第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件向變得更接近照明區(qū)的中心的它 們的照射區(qū)提供照射光。
4. 如權(quán)利要求1所述的照明光學(xué)器件，其中， 構(gòu)成位于己經(jīng)被光照射過的其照射區(qū)內(nèi)的照明區(qū)中的第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件對應(yīng)于第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件的排列。
5. —種投影顯示裝置，包括 第一復(fù)眼透鏡；第二復(fù)眼透鏡，來自第一復(fù)眼透鏡的發(fā)射光在第二復(fù)眼透鏡處進(jìn) 入；以及由第二復(fù)眼透鏡的發(fā)散光照明的顯示裝置，其中，構(gòu)成第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件的至少一個(gè)向比照明顯示裝 置的照明區(qū)小的其照射區(qū)提供照射。
6. 如權(quán)利要求5所述的投影顯示裝置，其中，在第二復(fù)眼透鏡的中心附近排列的多個(gè)透鏡元件向占據(jù)照明區(qū)的 中心附近的其相同區(qū)域的照射區(qū)提供照射光，來自照射區(qū)中的其他透 鏡元件的光照射的照射區(qū)的位置可以對應(yīng)于第二復(fù)眼透鏡中的透鏡元 件的排列。
7. 如權(quán)利要求5所述的投影顯示裝置，其中，在第二復(fù)眼透鏡的中心附近排列的多個(gè)透鏡元件向占據(jù)照明區(qū)的 中心附近的它們的相同區(qū)域的照射區(qū)提供照射光，變得更接近第二復(fù) 眼透鏡的中心的其他透鏡元件將照明區(qū)的外圍用作它們的照射區(qū)，而 變得更遠(yuǎn)離第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件向變得更接近照明區(qū)的中心的它 們的照射區(qū)提供照射光。
8. 如權(quán)利要求5所述的投影顯示裝置，其中， 構(gòu)成位于已經(jīng)被光照射過的其照射區(qū)內(nèi)的照明區(qū)中的第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件對應(yīng)于第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件的排列。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供照明光學(xué)器件，使得提高亮度和恢復(fù)具有照明光并與顯示區(qū)對應(yīng)的照射狀態(tài)，以及提供包括第一復(fù)眼透鏡和第二復(fù)眼透鏡的照明光學(xué)器件，發(fā)散光從第一復(fù)眼透鏡在第二復(fù)眼透鏡處進(jìn)入，其中，構(gòu)成第二復(fù)眼透鏡的透鏡元件的至少一個(gè)覆蓋比由第二復(fù)眼透鏡提供的照射區(qū)更小的照射區(qū)。
文檔編號G02B3/10GK101097394SQ200710109540
公開日2008年1月2日 申請日期2007年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月26日
發(fā)明者西原昌彥, 高內(nèi)政美 申請人:Nec顯示器解決方案株式會社