CN100368855C - 投影透镜装置和投影仪装置 - Google Patents

Abstract

通过兼顾远心性和对比度的提高，容易提高使用液晶屏的投影仪装置的性能。由投影透镜装置6将透过液晶屏3的光线投射到屏幕。投影透镜装置6具有光圈装置14。在光圈装置14和液晶屏3之间具有远心的显示设备侧光学系统I。在从液晶屏3与光轴B平行地射出的主光线A与光轴B交叉的位置上配置光圈装置14的开口部16。液晶屏3的对比度特性因入射角度和入射方向而不同。根据该对比度特性的形状，在光圈装置14形成大致三角形的开口部16。

Description

投影透镜装置和投影仪装置

技术领域

本发明涉及投射经由显示设备所调制的光的投影仪装置的投影透镜装置和投影仪装置。

背景技术

以往公知的投影仪装置，经照明光学系统将从光源照射的光导向液晶屏等显示设备，经投影透镜装置将经由该显示设备调制后的光投射到屏幕上(例如参考专利文献1)。这里，关于该投影仪装置的投影透镜装置，为实现对比度提高，考虑设置位于透镜群之间、具有圆形开口的光圈装置的结构。

另一方面，使用液晶屏等显示设备的结构中，为确保该显示设备与投影透镜装置之间的远心性，通过整个投影透镜装置调整用于保持各透镜的透镜架的孔径，抑制远心性的降低并且提高对比度。

【专利文献1】

特开平8-43729号公报

发明内容

但是，像以往那样，用整个投影透镜装置调整保持各透镜的透镜架的孔径具有设定繁杂，制造成本降低困难的问题。

本发明是鉴于上述情况而提出的，目的是提供一种容易提高画质的投影透镜装置和投影仪装置。

发明1所述的投影透镜装置是一种投射由显示设备调制并射出的光的投影仪装置的投影透镜装置，具有开口部直径可变的光圈装置，投影透镜装置相对于从上述显示设备射出的光成远心地布置，光圈装置在从上述显示设备射出的光的主光线与光轴的交叉位置上配置开口部，该投影透镜装置特征在于，光圈装置的开口部形状根据相对于显示设备的入射方向和入射角度的对比度特性，对应于对比度高的光线通过的位置进行设置。

这样，该结构通过设置光圈装置，增大F值(光圈数)，即减小视场角，遮住受透镜像差影响大的透过透镜周围的光，由透镜像差影响小的透镜中心侧的光形成投影像，从而可提高投影像的对比度。投影透镜装置相对于从显示设备射出的光形成远心结构，所以从显示设备的各位置射出的投射光的主光线会聚为一点，与光轴交叉。因此，光圈装置通过根据这些主光线与光轴交叉的位置来设置开口部，可相对于光轴对称地遮住来自显示设备的各位置的光，从而抑制远心性的降低。这样，容易兼顾确保远心性和提高对比度。另外，光圈装置的开口部直径可变，该结构容易调整投影像的对比度和明亮度。

并且，该结构与把开口部作成圆形的结构相比，抑制投射的图像的照度降低，并且容易提高对比度。

发明2所述的投影仪装置具有：光源；调制从该光源照射的光的显示设备；经上述显示设备投射上述光源的光的发明1所述的投影透镜装置。

这样，该结构中，由于包括发明1所述的投影透镜装置，所以容易兼顾确保远心性和提高对比度。

发明3所述的投影仪装置具有：光源；调制从该光源照射的光的显示设备；投射通过上述显示设备的上述光源的光、同时具有光圈装置的投影透镜装置；检测输入到上述显示设备的图像信号、判断该图像信号的强度电平的图像信号强度检测单元；通过该图像信号强度检测单元判断为上述图像信号比规定的强度电平低时，驱动该光圈装置以减小上述光圈装置的开口部的面积的光圈装置驱动控制单元；通过该图像信号强度检测单元判断为上述图像信号比规定的强度电平低时，提高上述图像信号的电平的图像信号控制单元。

这样，该结构在输入到显示设备的图像信号的强度电平低时，减小光圈装置的开口部的开口量，同时通过提高图像信号的强度电平，既可维持投影像的照度，又可提高对比度。

发明4所述的投影仪装置具有：光源；调制从该光源照射的光的显示设备；把通过上述显示设备的上述光源的光投射在屏幕上、同时具有光圈装置的投影透镜装置；检测存在于这些投影透镜装置与屏幕之间的物体的物体检测传感器；通过该物体检测传感器检测出投影透镜装置与屏幕之间有物体存在时，驱动上述光圈装置以减小上述光圈装置的开口部的面积的光圈装置驱动控制单元。

这样，该结构在投影透镜装置与屏幕之间有物体存在时，通过减小光圈装置的开口部，可抑制光对物体的影响。

发明5所述的投影仪装置具有：光源；调制从该光源照射的光的显示设备；把通过上述显示设备的上述光源的光投射在屏幕上、同时具有光圈装置的投影透镜装置；检测周围的照度的周围照度检测单元；检测上述屏幕上的投影像的照度的投影像照度检测单元；比较上述周围照度检测单元检测出的照度和上述投影像照度检测单元检测出的照度的照度比较单元；根据该照度比较单元的比较结果，控制上述光圈装置的开口部面积和输入到上述显示设备的图像信号的强度的光圈装置图像信号控制单元，该投影仪装置特征在于，光圈装置的开口部形状根据相对于显示设备的入射方向和入射角度的对比度特性，对应设置在对比度高的位置上。

这样，该结构在屏幕上的投影像的照度相对于室内的照度不够明亮时，通过减小光圈装置的开口量提高投影像的对比度的同时，通过把图像信号的强度电平设定得较高，可抑制投影像的照度降低。

发明6所述的投影仪装置是根据发明3到5之一所述的投影仪装置，投影透镜装置相对于从上述显示设备射出的光成远心地布置，光圈装置在从上述显示装置射出的光的主光线与光轴的交叉位置上配置开口部。

这样，该结构的投影透镜装置，相对于从显示设备射出的光形成远心结构，所以从显示设备的各位置射出的投射光的主光线会聚为一点，与光轴交叉。因此，光圈装置通过在这些主光线与光轴交叉的位置来设置开口部，可相对于光轴对称地遮住来自显示设备的各位置的光，从而抑制远心性的降低。这样，容易兼顾确保远心性和提高对比度。

发明7所述的投影仪装置是根据发明2到6中任一项所述的投影仪装置，显示设备是液晶屏。

这样，该结构对于对比度特性相对于入射方向和入射角度偏移的液晶屏，通过确保远心性和提高对比度，容易提高画质。

附图说明

图1是表示本发明的投影透镜装置和投影仪装置的一个实施例的局部截面图。

图2是表示该投影透镜装置的光圈装置的第一实施例的说明图。

图3是表示本发明的投影仪装置的第三实施例的说明图。

图4是表示本发明的投影仪装置的第四实施例的说明图。

图5是表示本发明的投影仪装置的第五实施例的说明图。

图6是测定该投影仪装置具有的液晶屏的视场角特性的测定系统。

图7是测定该液晶屏的视场角特性的测定系统。

图8是测定该液晶屏的视场角特性的测定系统。

图9是表示入射到该液晶屏的光角度和相对光强度的关系的曲线图。

图10是表示该液晶屏的视场角特性的测定结果的曲线图。

图11是表示本发明的投影仪装置的第六实施例的光圈装置的说明图。

图12是表示本发明的投影仪装置的第七实施例的光圈装置的说明图。

图13是表示本发明的投影仪装置的第八实施例的光圈装置的说明图。

图14是表示本发明的投影仪装置的第九实施例的光圈装置的说明图。

具体实施方式

以下，参考附图说明本发明的投影透镜装置和投影仪装置的一个实施例。

图1中，1是投影仪装置，该投影仪装置1具有：未图示的光源、调制从该光源照射的光的调制单元即作为显示设备的3块液晶屏(LCD)3、经液晶屏3将光源的照射光投射到屏幕S的光学系统。并且，该光学系统具有：具备将光源照射的光导向各液晶屏3的分色镜等的照明光学系统、作为将从光源射出的光线投射到屏幕S的投射光学系统的投影透镜装置6。并且，该投影透镜装置6具有：合成从多个液晶屏3射出的R(红)、G(绿)、B(蓝)的各色光的分色棱镜8，和放大并投射从该分色棱镜8射出的光的投影透镜10。

并且，该投影透镜10具有镜筒11，沿着光轴B从该镜筒11的屏幕S侧顺序配置第一到第五透镜L1～L5、光圈装置14和第六到第十一透镜L6～L11。

并且，这些透镜L1～L11相对于从液晶屏3射出的光成远心地布置，即，透过液晶屏3的各位置，也就是透过各像素的光中，与液晶屏3的面方向垂直的光，即，作为与光轴B平行地射出的光的主光线A会聚在光轴B上的一个点G，也就是说，在一个点G和光轴B交叉。

而且，该投影透镜10的光圈装置14如图1和图2所示，具有不透过光的遮蔽部15、透过光的开口部16和操作部件18等。而且，该开口部16通过光轴B、并配置在主光线A会聚的点G处。该开口部16的形状不是圆形，而是根据液晶屏3视场角特性，即相对于入射方向和入射角度的对比度特性设定，本实施例是形成等边三角形形状。此外，通过自动或手动操作操作部件18变化遮蔽部15和开口部16，例如，开口部16的大小按相似形状变化，可调整开口量。

这样，根据本实施例，由于在投影透镜10设置光圈装置14，增大投影透镜10的F值，即通过减小视场角，镜筒11内的散乱光，即照明光经镜筒11里面反射后的光大多入射进来，遮住从受透镜像差影响大的透镜周围通过的光，由散乱光入射和透镜像差影响小的透镜中心侧的光形成投影像，从而可提高对比度。通过用光圈装置14限制光量，使投影像变暗。

并且，用于调整该对比度的光圈装置14配置在主光线A和光学系统的光轴B交叉的位置上，因此，可不丧失远心性地配置光圈装置14。即，投影型显示装置，尤其是将液晶屏3用作显示设备的投影仪装置1，确保显示设备和投影透镜10之间的光的远心性很重要，因此在形成投影透镜10时，使从液晶屏3的各个像素射出的光形成为各射出光的主光线A和光轴B平行(远心)的状态，但由于光圈装置14配置在主光线A和光学系统的光轴B交叉的位置上，可相对于光轴B对称地遮住来自各像素的光，例如，可相对于光轴B对称地遮住来自各像素的光的上光线和下光线，从而抑制远心性的降低并提高投影像的对比度。

这样，用1个光圈装置14可增大F的值，不需要用整个透镜装置调整每个透镜架的孔径，容易兼顾F值设定，即对比度设定和确保远心性，可降低制造成本。

另外，光圈装置14设有可调整开口部16的开口量的操作部件18，在使用状态下，或制造过程中等的调整时等，容易调整对比度和像的明亮度的平衡，容易得到希望的画质。该操作部件18例如可设置为沿着镜筒11的圆周方向旋转操作的操作杆。

光圈装置14的开口部16的形状根据液晶屏3的视场角特性，即相对于入射方向和入射角度的对比度特性而设定，本实施例是形成等边三角形形状，因此，可抑制投影像的照度降低，并且提高对比度。

光圈装置14具有电机等驱动部件，通过该驱动部件的驱动力也可调整开口部16的开口量。下面，说明具有这种驱动光圈装置14的驱动部件的第二到第五结构。

第二实施例虽然没有图示，但投影仪装置1的操作员边识别投射到屏幕S上的投影像边操作未示出的作为驱动部件的电机驱动开关，以使该投影像达到希望的明亮度和对比度，进行该电机的驱动，实现画质提高。

第三实施例是根据图像信号的强度电平和屏幕S上的投影像的明亮度，自动调整光圈装置14的开口部16的面积和图像信号的强度电平，实现画质提高。

并且，第三实施例中，如图3所示，投影仪装置1具有：作为控制输入到显示设备即液晶屏3的图像信号的图像信号控制单元的图像信号控制电路21、作为控制光圈装置14以改变开口部16的面积的光圈装置驱动控制单元的光圈装置驱动控制电路22、作为检测输入到液晶屏3的图像信号并判断该图像信号的强度电平的图像信号强度检测单元的图像信号强度检测电路23、和作为通过感光部件即感光元件24检测屏幕S上的投影像的明亮度的投影像照度检测单元的投影像照度检测电路25等。并且，根据该投影像照度检测电路25检测的图像信号的强度电平，图像信号控制电路21可以控制输入液晶屏3的图像信号的强弱，同时光圈装置驱动控制电路22驱动光圈装置14所具有的电机，从而可以调整开口部16的开口量。

这里，该结构中，关于输入液晶屏3的图像信号，在用于形成屏幕S的全黑部分以外的部分的投影像的图像信号的强度电平比一定的电平低时，驱动电机使开口部16的开口量减小，同时进行控制提高输入液晶屏3的图像信号的强度电平，以使因开口部16的开口量减小而降低的投影像的照度达到减小开口量前的照度。

这里，全黑部分是指与液晶屏3中透过液晶单元的光不能透过检偏镜、即所谓的黑色显示部分对应的屏幕S上的部分。并且，在液晶屏的黑色显示部分中，可完全遮住来自光源的光时，该全黑部分形成为依赖于屏幕S周围的明亮度的照度，例如室内光等。但是实际上，液晶屏3即便是在黑色显示状态下也不能完全遮住光，泄露光投射到屏幕S上。因此，全黑部分形成由投射光照明的稍微模糊的状态。

例如，由图像信号控制电路21判断为图像信号的大概95％以上、即由图像信号驱动的液晶单元的95％以上，是由强度电平的最大电平小于等于70％的图像信号驱动时，图像信号控制电路21存储在该时刻即将开口部16变窄之前的投影像的照度，同时光圈装置驱动控制电路22驱动电机，以使开口部16的开口量达到全打开状态时的70％。并且，开口部16的开口量达到全打开状态时的70％后，图像信号控制电路21提高图像信号的强度电平，使得由投影像照度检测电路25检测出的投影像的照度为与减小开口部16的开口量前的照度相同的照度。

不管投影像照度如何，可将图像信号的电平整体提高图像信号的平均强度电平的10％。

在提高图像信号电平时，超出最大电平的部分可限定在图像信号的5％以下。整体提高图像信号的强度电平时，原来强度电平高的部分成为最高电平。因此，由透射过与该部分对应的液晶单元的光形成的投影像成为没有色调的白色的所谓光晕状态，投影像恶化。因此，为减少光晕状态并抑制投影像恶化，图像信号的强度电平超出最大电平的部分要少(如上所述，例如在投影像的5％以内)。

这样，输入液晶屏3的图像信号的强度电平低时，通过将光圈装置14的开口部16的开口量减小，同时提高图像信号的强度电平，既可把投影像照度维持在同等于减小开口量前的照度状态下，又可提高对比度，实现画质提高。

即，开口部16的开口量变狭窄时，经液晶屏3到达屏幕S的光的光量降低，全黑部分的黑度与投影像的照度一起都增加。因此，保持该开口量而提高输入液晶屏3的图像信号的电平时，结果，全黑部分以外的部分的投影像的照度增高，可得到对比度高的投影像。

为提高包含对比度等的总体画质，图像信号的强度电平相对于最大电平降低多少时，将开口部16的面积减小多少，将图像信号的强度电平提高多少是否适的，例如是受图像信号的强度电平分布和作为光源的灯的明亮度等因素影响，例如由官能试验决定，不限于上述结构。

接着参考图4说明第四实施例。

该结构是检测出投影透镜10与屏幕S之间的物体，根据该物体的存在，开闭控制光圈装置14的开口部16。

并且，该结构中，控制光圈装置14以改变开口部16的面积的光圈装置驱动控制电路22连接物体检测传感器27，光圈装置驱动控制电路22接收来自该物体检测传感器27的信号。作为该物体检测传感器27，例如使用由红外线的投光部件和感光部件构成的所谓红外线三角测距装置。并且，若来自物体检测传感器27的信号例如是在投影透镜10前方50cm以内有物体的信号，则光圈装置驱动控制电路22驱动电机，以减小光圈装置14的开口部16，进而关闭它。

这样，投影透镜10与屏幕S之间存在物体时，通过关闭光圈装置14的开口部16，可抑制光对物体的影响，例如在人观察处于投射状态的投影透镜10的情况下，由于光圈装置14关闭开口部16，抑制投射光直接进入人的眼睛，可抑制光对人的眼睛等的影响。

接着参考图5说明第五实施例。

该结构是对比投影仪装置1的周围照度，例如室内照度和屏幕S上的投影像的照度，根据该照度差决定光圈装置14的开口部16的开口量和输入液晶屏3的图像信号的强度电平，实现画质提高。

并且，该结构具有：作为测定周围即进行投射的室内的照度的周围照度检测单元的第一感光元件31、作为测定屏幕S上的投影像的照度的投影像照度检测单元的第二感光元件32、作为比较第一感光元件31检测的照度和第二感光元件32检测的照度的照度比较单元的照度比较电路33、作为根据该照度比较电路33的比较结果而控制光圈装置14的开口部16的面积和输入液晶屏3的图像信号的强度的光圈装置图像信号控制单元的电机图像信号控制电路35。并且，该电机图像信号控制电路35兼用作作为图像信号控制单元的图像信号控制电路21和作为光圈装置驱动控制单元的光圈装置驱动控制电路22，同时，具有预先存储的根据光圈装置14的开口部16的开口量和图像信号的强度电平相对于作为对比结果的照度差，对应于照度差进行光圈装置14和液晶屏3的控制的对应表。

并且，根据来自2个感光元件31，32的信号，并根据在照度比较电路33将室内照度和屏幕S上的投影像的照度进行比较后的照度差，电机图像信号控制电路35根据对应表决定光圈装置14的开口部16的开口量和图像信号的强度电平，进行光圈装置14的电机驱动和图像信号的强度电平的变更。这里，对应表的内容是如下设定的，例如，当投影像在屏幕S上的照度相对于室内光的照度不够充分明亮的情况下，提高图像信号的强度电平，同时在减小光圈装置14的开口量的方向上驱动电机。

即，屏幕S上的投影像的照度相对于室内的照度不十分明亮时，由于投影像和全黑部分的照度差变小，所以投影像的对比度降低。因此，该状态下，可减小光圈装置14的开口量，以实现投影像的对比度提高，同时通过将图像信号的强度电平设定得较高，使得即便光圈装置14的开口面积减小时，投影像的照度也不降低，从而可提高画质。

投影像的对比度除镜筒11的内部的散乱光、透镜的像差等的多个因素外，还依赖于观察者对室内的照度和屏幕S上的投影像的照度的视觉明暗反应等官能因素。因此，确定光圈装置14的开口面积和图像信号的电平的关系的对应表的具体内容，是在也考虑了官能试验等结果的基础上决定的。

上述实施例中，检测出室内的照度和屏幕S的投影像的照度二者，但由于与屏幕S的投影像的照度相比，室内照度是对投影像的对比度产生大的影响的原因，因此可仅检测出室内的照度，根据该室内光的照度，设定光圈装置14的开口面积和图像信号的强度电平，也可实现投影像的对比度提高和照度的维持。

另外，投影像的对比度随着室内的照度增高、该室内照度与投影像的照度差减小而降低。因此，室内照度比预先确定的照度高时，或室内照度与投影像的照度的差比预先确定的值小时，通过增大光圈装置14的开口面积、提高投影像的照度也可实现投影像的对比度的提高。这里，增大光圈装置14的开口面积时，投影像的对比度有降低倾向，但通过根据液晶屏3的视场角特性来设定光圈装置14的开口部16的形状，可抑制对比度降低的程度。

即，这些第二和第五实施例中，投影透镜10相对于从液晶屏3射出的光成远心地布置，通过在主光线A和光轴B的交叉位置来设置光圈装置14的开口部16，可相对于光轴B对称地遮住来自液晶屏3的各位置的光，抑制远心性的降低，容易兼顾确保远心性和提高对比度。此外，通过根据相对于液晶屏3的入射方向和入射角的对比度特性，将光圈装置14的开口部16的形状对应设置在对比度高的位置上，与开口部形状为圆形的结构相比，可抑制投射的图像的照度降低，并且容易提高对比度。

接着说明液晶屏3的视场角特性。图6到图9表示测定方法，图10表示测定结果。

基本测定条件是，把测定电压设定为HV_DD＝15.5V、VV_DD＝15.5V、VVC＝7.0V、Vcom＝6.6V。测定温度为25℃，测定点是画面中央的1点，测定仪器是下面的测定系统I和测定系统II、视频输入信号电压Vsig相对于信号振幅V_AC：为Vsig＝7.0±V_AC[V]。

图6表示测定系统I，经亮度计41用测定装置42测定向离开投影仪装置1有A＝2000mm的位置上配置的屏幕S上投影的图像。并且，屏幕S是增益为2.8的玻璃珠型。投影仪装置1的投影透镜10是焦点距离80mm、F1.9，光源是155W的色温为7500K±500的金属卤化物灯，放大率为24倍，测定直径为φ7mm。偏光板为商品名EG-1224DU(日东制造)或商品名SKN-18242T(株式会社ポラテクノ制造)或类似商品。

图7和图8表示测定系统II，驱动电路44驱动液晶屏3的同时，使从可移动的光源W照射的光透过液晶屏3，由以液晶屏3的中央部为中心、相对于光源W可移动的受光透镜46来受光。该受光透镜46经光纤47连接光检测装置48，此外，该光检测装置48连接测定装置49。

图8中，3a是液晶屏的主体部，3b是包围主体部的框架，3c是柔性布线，3d是标记。

图9是表示入射到液晶屏3的光角度(度)和相对光强度的关系的曲线图。

图10中，CR表示对比度(比率)，该CR在测定系统I中，测定在输入信号振幅(V_AC)为0.5V时的屏幕S的中央部的表面亮度L(白)、和输入信号振幅(V_AC)为4.5V时的表面亮度L(黑)，按CR＝L(白)/L(黑)的公式算出。

并且，作为通过控制液晶分子的排列、将该排列变化与偏光板组合进行识别的光闸(shutter)的液晶屏3，其特性因光的入射角度而不同，尤其是透过液晶屏3的光的对比度，不仅因入射角度而不同，其特性还因入射方向而不同。即，作为整体的倾向，入射到液晶屏的光的入射角越高，即接近正交(相对于Z轴的θ越小)，对比度越高。因此，一般地，通过减小圆形的开口部直径，遮住入射角降低、对比度降低的光，提高对比度。但是，液晶屏3的特性也根据入射方向(相对于Y轴的φ)而不同，如作为测定结果的图10所示，对比度比较高的部分中，对比度相等的部分的连接线大致形成三角形，在对比度比较低的部分中，对比度相等的部分的连接线形成各边弯曲的四角形。

因此，图2所示的第一实施例中，关注对比度比较高的部分的形状，形成大致三角形的开口部16。这样，将光圈装置14的开口部16的形状作成与视场角特性对应的形状，即开口部16的形状为对应对比度高的光线通过的位置开口的形状，即将该开口部16作成仅使对比度高的光线通过的比例提高的形状，从而可兼顾投射的图像的对比度提高和照度的提高。即，仅使对比度高的光通过时，与不得已而减小光圈直径、降低照度的圆形光圈相比，既可确保使光圈装置14的光通过面积即开口直径较大，又可多通过对比度高的光线，可兼顾对比度提高和照度的提高，容易提高投影仪装置的性能。

换言之，从以往利用的圆形的中央部分沿着对比度高的部分设置突出部C，因此可抑制对比度降低，并且提高照度，兼顾对比度提高和照度提高，容易提高投影仪装置的性能。

上述图2所示的第一实施例中，关注对比度比较高的部分的形状，并且，尽可能提高照度，同时为了使形状简单，降低制造成本，而形成突出部C在3个方向上突出的大致三角形的开口部16，但不限于该结构，开口部16可以是其他形状。

即，如图11所示的第六实施例所示，关注对比度比较高的部分的形状，并且，使对比度提高优先于照度提高，同时，为了使形状简单，降低制造成本，也可形成突出部C在3个方向上突出的大致三角形的开口部51。

如图12所示的第七实施例所示，还关注对比度比较低的部分的形状，并且，为了尽可能提高照度，可形成突出部C在4个方向上突出的大致梯形的开口部53。

如图13所示的第八实施例所示，还关注对比度比较低的部分的形状，并且，为了尽可能提高对比度和照度，可形成使突出部C大致沿着对比度相等的部分的连接线在4个方向上突出的各边向内侧弯曲的曲线状大致梯形的开口部55。

如图14所示的第九实施例所示，还关注对比度比较低的部分的形状，并且，为了尽可能提高对比度和照度，实现投射的图像的光量的平均化，可形成使突出部C大致沿着对比度相等的部分的连接线在4个方向上突出的各边向内侧弯曲的曲线状大致正方形的开口部57。

如果作为显示设备的液晶屏3的视场角特性不同，可对应各种特性改变光圈装置14的开口部16的形状。

作为显示设备，说明了透过型的液晶屏3，但不限于该结构，可适用于使用多个像素的种种显示设备。

发明效果

根据发明1所述的投影透镜装置，通过设置光圈装置，增大F值，即减小视场角，遮住通过受透镜像差的影响大的透镜周围的光，由透镜像差影响小的透镜中心侧的光形成投影像，从而可提高投影像的对比度。投影透镜装置相对于从显示设备射出的光成远心地布置，所以从显示设备的各位置射出的投射光的主光线会聚为一点，与光轴交叉。因此，光圈装置在这些主光线与光轴交叉的位置来设置开口部，可相对于光轴对称地遮住来自显示设备的各位置的光，从而抑制远心性的降低。这样，容易兼顾确保远心性和提高对比度。另外，光圈装置的开口部直径可变，因此容易调整投影像的对比度和明亮度。另外，光圈装置的开口部形状根据相对于显示设备的入射方向和入射角度的对比度特性，对应设置在对比度高的位置上，因此与形成圆形开口部的结构相比，抑制投射的图像的照度降低，并且容易提高对比度。

根据发明2所述的投影仪装置，由于具有发明1所述的投影透镜装置，所以容易兼顾确保远心性和提高对比度。

根据发明3所述的投影仪装置，输入到显示设备的图像信号的强度电平低时，减小光圈装置的开口部的开口量，同时通过提高图像信号的强度电平，既可维持投影像的照度又可提高对比度。

根据发明4所述的投影仪装置，投影透镜装置与屏幕之间存在物体时，通过减小光圈装置的开口部，可抑制光对物体的影响。

根据发明5所述的投影仪装置，屏幕上投影像的照度相对于室内的照度不够明亮时，减小光圈装置的开口量，提高投影像的对比度的同时，通过把图像信号的强度电平设定得较高，可抑制投影像的照度降低。

根据发明6所述的投影仪装置，除发明3-5中任一项所述的效果外，投影透镜装置相对于从显示设备射出的光成远心地布置，所以从显示设备的各位置射出的投射光的主光线会聚为一点，与光轴交叉。因此，光圈装置通过在这些主光线与光轴交叉的位置来设置开口部，可相对于光轴对称地遮住来自显示设备的各位置的光，从而抑制远心性的降低。这样，容易兼顾确保远心性和提高对比度。

根据发明7所述的投影仪装置，除发明2-6中任一项所述的效果外，对于对比度特性相对于入射方向和入射角度偏移的液晶屏，通过确保远心性和提高对比度，容易提高画质。

Claims (14)

1.一种投射由显示设备调制并射出的光的投影仪装置的投影透镜装置，该投影透镜装置具有开口部直径可变的光圈装置，该投影透镜装置相对于从上述显示设备射出的光成远心地布置，光圈装置在从上述显示装置射出的光的主光线与光轴的交叉位置上配置开口部，

该投影透镜装置特征在于，光圈装置的开口部形状根据相对于显示设备的入射方向和入射角度的对比度特性，对应于对比度高的光线通过的位置进行设置。

2.一种投影仪装置，该投影仪装置特征在于，具有：

光源；

调制从该光源照射的光的显示设备；

经上述显示设备投射上述光源的光的权利要求1所述的投影透镜装置。

3.根据权利要求2所述的投影仪装置，其特征在于，显示设备是液晶屏。

4.一种投影仪装置，该投影仪装置特征在于，具有：

光源；

调制从该光源照射的光的显示设备；

投射通过上述显示设备的上述光源的光、同时具有光圈装置的投影透镜装置；

检测输入到上述显示设备的图像信号、判断该图像信号的强度电平的图像信号强度检测单元；

通过该图像信号强度检测单元判断为上述图像信号比规定的强度电平低时，驱动该光圈装置以减小上述光圈装置的开口部的面积的光圈装置驱动控制单元；

通过该图像信号强度检测单元判断为上述图像信号比规定的强度电平低时，提高上述图像信号的电平的图像信号控制单元。

5.根据权利要求4所述的投影仪装置，其特征在于，所述投影透镜装置相对于从上述显示设备射出的光形远心地布置，所述光圈装置在从上述显示装置射出的光的主光线与光轴的交叉位置上配置所述开口部。

6.根据权利要求4或5所述的投影仪装置，其特征在于，光圈装置的开口部形状根据相对于显示设备的入射方向和入射角度的对比度特性，对应设置在对比度高的位置上。

7.根据权利要求4所述的投影仪装置，其特征在于，显示设备是液晶屏。

8.一种投影仪装置，该投影仪装置特征在于，具有：

光源；

调制从该光源照射的光的显示设备；

把通过上述显示设备的上述光源的光投射在屏幕上、同时具有光圈装置的投影透镜装置；

检测存在于这些投影透镜装置与屏幕之间的物体的物体检测传感器；

通过该物体检测传感器检测出投影透镜装置与屏幕之间有物体存在时，驱动上述光圈装置以减小上述光圈装置的开口部的面积的光圈装置驱动控制单元。

9.根据权利要求8所述的投影仪装置，其特征在于，投影透镜装置相对于从上述显示设备射出的光形远心地布置，光圈装置在从上述显示装置射出的光的主光线与光轴的交叉位置上配置所述开口部。

10.根据权利要求8或9所述的投影仪装置，其特征在于，光圈装置的开口部形状根据相对于显示设备的入射方向和入射角度的对比度特性，对应设置在对比度高的位置上。

11.根据权利要求8所述的投影仪装置，其特征在于，显示设备是液晶屏。

12.一种投影仪装置，该投影仪装置具有：

光源；

调制从该光源照射的光的显示设备；

把通过上述显示设备的上述光源的光投射在屏幕上、同时具有光圈装置的投影透镜装置；

检测周围的照度的周围照度检测单元；

检测上述屏幕上的投影像的照度的投影像照度检测单元；

比较上述周围照度检测单元检测出的照度和上述投影像照度检测单元检测出的照度的照度比较单元；

根据该照度比较单元的比较结果，控制上述光圈装置的开口部面积和输入到上述显示设备的图像信号的强度的光圈装置图像信号控制单元，

该投影仪装置特征在于，光圈装置的开口部形状根据相对于显示设备的入射方向和入射角度的对比度特性，对应设置在对比度高的位置上。

13.根据权利要求12所述的投影仪装置，其特征在于，投影透镜装置相对于从上述显示设备射出的光形远心地布置，光圈装置在从上述显示装置射出的光的主光线与光轴的交叉位置上配置所述开口部。

14.根据权利要求12所述的投影仪装置，其特征在于，显示设备是液晶屏。

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