投射式顯示裝置的製作方法

2023-05-22 19:39:16

專利名稱：：投射式顯示裝置的製作方法
技術領域：
：本發明涉及投射式顯示裝置。
背景技術：
：至今公知的得到大畫面圖象的方法是，在反射式光閥上形成與圖象信號對應的光學圖象，將光照射到該光學圖象上、由投射透鏡將其放大並投射到屏幕上。如果將反射式配光補償元件(配光補正素子)用作這種反射式光閥，與圖象信號相對應地對光的行進方向進行控制而形成光學圖象，則能顯示光利用效率更高、且高亮度的投射圖象。反射式光閥中較引入注目的是DMD(DigitalMicroMirrorDevice:數字微鏡器件)。DMD是將多個微小的反射鏡(下面，將其稱為「微小反射鏡。」)2維配置在矽片上而構成的，各個微小反射鏡構成象素。各個微小反射鏡由處於象素的對角位置上且沿對角方向設置的兩個旋轉支承軸支承，在±10度範圍內能象蹺板那樣轉動。例如在微小反射鏡傾斜+10度的狀態就接通、在傾斜一IO度的狀態就切斷。DMD是根據圖像信號通過使各個微小反射鏡傾斜+10度或一10度而對光線的射出方向進行控制，以形成光學圖象。圖17是表示至今已知的構成DMD各個象素的微小反射鏡的動作狀態的示意圖。該圖是用與DMD的各個微小反射鏡的旋轉支承軸垂直的方向剖切的剖面表示的，將逆時針方向作為微小反射鏡的旋轉正方向。在圖17中，從191到196都是微小反射鏡，構成各個象素。197是表示投射透鏡的一部分。在圖17所示的例子中，微小反射鏡191、微小反射鏡193和微小反射鏡196相對於反射式光閥(DMD)的基準面190成+10度(反時針方向)的傾斜，形成接通的狀態。因此，由微小反射鏡191、微小反射鏡193和微小反射鏡196反射的入射光198入射到投射透鏡197上。另一方面，微小反射鏡192、微小反射鏡194和微小反射鏡195相對於反射式光閥的基準面190成一10度(順時針方向)的傾斜，形成切斷的狀態。因此由微小反射鏡192、微小反射鏡194和微小反射鏡195反射的入射光198就不入射到投射透鏡197上。這種DMD與利用偏振光的液晶顯示板相比，能利用自然光、提高光的利用率、且響應速度更快等。在W098—29773號公報中提出了一個將DMD用作反射式光閥的投射式顯示裝置的光學系統。圖18是表示以前的利用DMD的投射式顯示裝置概略結構的圖。圖19是圖18中所示DMD的附近部分的放大示意圖。圖18和圖19中表示與DMD的各個微小反射鏡的旋轉支承軸相垂直地剖切而構成的剖面。先用圖18進行說明。光源201是由凹面鏡201b和燈201a構成。凹面鏡201b是橢圓面鏡，在玻璃製成的基體材料的內表面上蒸鍍多層光學膜而構成，這些光學膜能使紫外線透過而使可見光反射。配置燈201a時使它的發光體的中心位於凹面鏡201b的第1焦點(圖中沒有表示)上。從燈201a射出的光由凹面鏡201b向凹面鏡201b的第2焦點(圖中沒有表示)反射，在第2焦點處形成發光體的象。而通過第2焦點的光依次通過透鏡組202a和202b並被分割成多個光束，此後，入射到轉象透鏡203並被重合。透鏡組202a和202b是由多個正放大率透鏡元件構成。從轉象透鏡203射出的光由全反鏡204反射，經過場透鏡205而入射到全反射稜鏡208。全反射稜鏡208是由隔著空氣層209而配置的2個單體稜鏡208a和208b構成。207是投射透鏡。接著參照著圖19進行說明。入射到全反射稜鏡208的入射光209a209c在單體稜鏡208b和空氣層209的界面上進行全反射而向反射式光閥206側行進。反射式光閥206根據圖象信號對光的行進方向進行控制並形成光學圖象。從反射式光閥206射出的反射光210a210c是具有與反射式光閥206的顯示區域相垂直的主光線的光束，在單體稜鏡208b或單體稜鏡208a和空氣層209的界面上不進行反射地透過全反射稜鏡，入射到投射透鏡207(參照圖18)上。由此，由投射透鏡207將反射式光閥206上的光學圖象放大投射到屏幕上。這樣，如果使用圖18和圖19所示的投射式顯示裝置，就能防止照明光的光路和投射光的光路重合，能提高投射圖象的畫面質量。而且能抑制投射透鏡大型化。但是，由於在圖18和圖19所示的投射式顯示裝置中，為了使照明光和投射光分離就必需用全反射稜鏡208，其結果就有使成本提高的問題。而且，由於在全反射稜鏡208的內部含有微小的空氣層，因而還會發生因它的公差而大大影響投射透鏡207的解象特性的問題。為了解決上述的問題，日本專利公報特開2000—98272號中提出了一種結構，它是將投射透鏡作成非遠心光路，產生與此相對應的照明。圖20是表示以前的將投射透鏡作成非遠心光路的投射式顯示裝置的概略結構示意圖。圖21是將圖20所示的反射式光閥的附近部分放大表示的示意圖。在圖20和圖21中將DMD用作反射式光閥。圖20和圖21是用與DMD的各個微小反射鏡的旋轉支承軸相垂直地剖切而形成的剖面表示的。如圖20所示，光源211由與圖18所示的光源相同的燈211a和凹面鏡211b構成。燈211a和凹面鏡211b是與圖18所示的燈201a和凹面鏡201b相同的。燈211a也是配置成使它的發光體的中心位於凹面鏡211b的第1焦點fl的位置上。與圖18的例子同樣地、從燈211a發射的光由凹面鏡211b反射後在第2焦點f2上形成發光體圖象。使通過第2焦點G的光均勻地入射到圓柱透鏡212。在圓柱透鏡212中被均勻化了的照明光通過轉象透鏡213。如圖21所示，通過轉象透鏡2B的照明光通過照明光學系統的射出光瞳217而以規定的入射角度入射到反射式光閥214。反射式光閥214根據圖象信號、對光的行進方向進行控制，以形成光學圖象。向反射式光閥214入射的入射光215a215c分別以規定的角度被反射，反射光216a216c入射到投射透鏡219的光瞳218。而且，在圖20和圖21所示的投射式顯示裝置中，將非遠心光路的投射透鏡用作投射透鏡219。因而不使用全反射稜鏡就能將反射式光閥214形成的光學圖象放大投射到屏幕上。因此，可以認為，如果採用圖20和圖21所示的投射式顯示裝置比使用圖18所示的投射式顯示裝置更能降低成本。可是，由於反射式光閥214具有在整個顯示區域中使微小反射鏡的反射面的法線方向成為固定的結構，因而在圖20和圖21所示的投射式顯示裝置的結構中，當使反射式光閥214的光軸和投射透鏡的光軸大致一致時，入射光215a215c和反射光216a216c的光路就完全重合。為此、如圖20和圖21所示，使投射透鏡219的光軸相對於反射式光閥214的光軸偏置，從而使入射光215a215c和反射光216a216c分離。但是，由於在上述圖20和圖21所示的投射式顯示裝置中，投射透鏡219是在它的光軸與反射式光閥214的光軸相對偏離的狀態下進行投射的，因而為了得到照明均勻的良好圖象，就必須擴大有效的顯示區域。其結果就會使圖20和圖21所示的投射式顯示裝置中的光學系統大型化、反而有成本提高的問題。而且，還有不能正面投射的問題。在日本專利公報特開平11一249069號中公開了一種投射式顯示裝置，在反射式光閥的顯示區域的正前方、配置著構成投射透鏡一部分的聚光鏡。在該投射式顯示裝置中，由該聚光鏡將照明光折射併入射到反射式光閥，還用該聚光鏡將反射式光閥射出的射出光折射併入射到投射透鏡。而且，該聚光鏡是使它的光軸與投射透鏡的光軸偏心地配置著。因此，向反射式光閥入射的入射光的入射角和從反射式光閥射出的射出光的射出角是隨著反射式光閥的顯示區域的位置而變化，該入射角和射出角的變化是相對於反射式光閥的光軸或投射透鏡的光軸是非對稱的。這樣，用日本專利公報特開平11一249069號中所記載的投射式顯示裝置，也能抑制向反射式光閥入射的入射光的光路和從反射式光閥射出的射出光的光路的重合。而且，由於不必使用稜鏡，因而能使裝置小型化。但是，日本專利公報特開平11一249069號中所記載的投射式顯示裝置的結構是，使配置在反射式光閥顯示區域的正前方的聚光鏡偏心，該聚光鏡構成投射透鏡的一部分。因此，這種投射式顯示裝置被認為很難得到以光軸為中心的象差平衡呈對稱的圖象，如果要對象差平衡進行補正時，又需要使投射透鏡的透鏡個數增加，這會使投射透鏡複雜化。此外，為了得到良好的析象度，在日本專利公報特開平11—249069號中所記載的投射式顯示裝置中，具有將反射式光閥相對於投射透鏡的光軸傾斜2度至8度的結構。但是，根據「沙伊姆弗勒(、〉W"、-7)定理」，該反射式光閥的投射圖象也被認為相對於投射透鏡的光軸而傾斜。這樣，在反射式光閥的顯示區域是長方形的場合下，在與光軸相垂直的面上的投射圖象就成為梯形狀，很難得到良好的顯示圖象。所沙伊姆弗勒定理是指這樣的定理，g卩、當物體相對於光軸傾斜時，圖象朝相反方向傾斜，並能相互確定它們的傾斜角度。曰本專利公報特開2000—39585號也公開了一種投射式顯示裝置，它的結構是與特開平11—249069號公報所記載的同樣地在反射式光閥的顯示區域正前方配置著正透鏡。在該投射式顯示裝置中，為了使照明光學系統射出的照明光透過正透鏡，使其折射之後將反射式光閥照明。而且從光閥射出的射出光在該正透鏡折射之後入射到投射透鏡。但是，在上述日本專利公報特開2000—39585號中記載的投射式顯示裝置中，由於將正透鏡的有效區域中的一部分區域用於反射光的透過、將剩餘的區域用於從反射式光閥射出的射出光的透過，因而將正透鏡的光軸和投射透鏡主群的光軸較大偏移地配置。這樣，特開2000—39585號中記載的投射式顯示裝置也能抑制向反射式光閥入射的入射光和從反射式光閥射出的射出光的光路重合，使這些光路分離。由於不必使用稜鏡，因而認為能使裝置小型化。但是，特開2000—39585號中記載的投射式顯示裝置中，反射式光閥被配置成它的光軸與投射透鏡主群的光軸成5度15度的角度。因此投射圖象的光軸和光閥的光軸不平行於投射透鏡的光軸。因此，特開2000—39585號中記載的投射式顯示裝置與特開平11_249069號公報所記載的投射式顯示裝置同樣地，，被認為由於「沙伊姆弗勒定理」使投射圖象發生傾斜而成為梯形狀，因而有很難得到良好圖象的問題。而且，被配置在反射式光閥的顯示區域正前方的正透鏡，被配置成它的光軸能相對於光閥的光軸構成一個角度。而且，在投射透鏡中還必需配置偏心透鏡。因此，特開2000—39585號中記載的投射式顯示裝置與特開平11—249069號公報所記載的投射式顯示裝置同樣地，被認為很難得到以光軸為中心象差平衡呈對稱的圖象。在對象差平衡進行補正時，又需要使投射透鏡的透鏡個數增加，這會使投射透鏡複雜化。此外，當該場合是用兩面凸透鏡構成正透鏡時，會產生透鏡的中心厚度增加的問題；而用凸凹透鏡構成時，又會產生很難確保充分的放大率的問題。而且，在特開2000—39585號中記載的投射式顯示裝置中，入射到正透鏡的照射光的一部分因該正透鏡和空氣層的折射率差而在它們之間的界面上被反射。還將兩面是凸面的透鏡、或投射透鏡側是凸透鏡而反射式光閥側是凹面的透鏡用作上述的正透鏡。因此，在該界面上反射的反射光朝投射透鏡的主群方向被反射而到達屏幕。在該界面上反射的反射光，是與入射到反射式光閥的圖象信號無關、固定不變地發生的雜散光，這會成為引起投射圖象中的對比度降低或雙重圖象的主要原因，使投射圖象的品質顯著地降低。而一般具有充分實用性能的反射防止膜、最低能使入射光中的0.5%程度反射、最大能使入射光中的99.5%透過。因此，如果在上述正透鏡的表面上形成經TiOj莫、Si02膜等疊層而構成的通常水平的反射防止膜，則認為能達到降低反射光的目的。但是，只形成用這樣的多層膜構成的反射防止膜，上述反射光的降低是有限的，因此投射圖象的圖象質量提高也有限。最好能形成使100%的入射光透過的反射防止膜，但到現在為止，事實上這種反射防止膜的形成是不可能的。
發明內容本發明是為了解決上述問題而作出的，其目的是提供一種投射式顯示裝置，它能抑制反射式光閥中的入射光的光路和射出光的光路重合，而且能抑制透鏡界面上的不需要的反射光入射到投射透鏡；它的結構是小型的，並且能得到高質量的投射圖象。為了達到上述目的而作出的本發明第1個投射式顯示裝置，包括包括:照明光學系統，將光源發射的光集中而形成照明光；反射式光閥，反射上述照明光，並射出形成光學象的調製光；投射透鏡，將上述反射式光閥形成的光學象進行投影；及正放大率透鏡元件，上述透鏡元件在其一方或兩方的光學界面上具有多個突起，並配置在上述反射式光閥和上述投射透鏡之間，使上述照明光通過上述透鏡元件之後對上述反射式光閥照明，而且，從上述反射式光閥射出的調製光通過上述透鏡元件之後入射到上述投射透鏡；上述多個突起的間距為可視頻帶波長的1/2以下、高度為上述間距的l倍以上。在上述本發明的第2個投射式顯示裝置中，最好上述多個突起具有從頂部向底部漸漸地增大的軸截面。而且，最好上述反射式光閥、上述投射透鏡、以及上述正放大率透鏡元件配置成相互的光軸是平行的、而且是一致的。為了達到上述目的而作出的本發明第2個投射式顯示裝置，包括照明光學系統，將光源發射的光集中而形成照明光；反射式光閥，反射上述照明光，並射出形成光學象的調製光；投射透鏡，將上述反射式光閥形成的光學象進行投影；及正放大率透鏡元件；上述反射式光閥和上述投射透鏡配置成相互的光軸是平行的；上述透鏡元件是由平凹透鏡和折射率比上述平凹透鏡大的平凸透鏡接合而構成，其配置在上述反射式光閥和上述投射透鏡之間，使上述照明光通過上述透鏡元件之後對上述反射式光閥照明，而且，從上述反射式光閥射出的調製光通過上述透鏡元件之後入射到上述投射透鏡；上述平凹透鏡和上述平凸透鏡，通過具有的折射率比上述平凹透鏡的折射率大、且比上述平凸透鏡的折射率小的膜、或者是具有的折射率從上述平凹透鏡的折射率變化到上述平凸透鏡的折射率的膜接合而成。在上述本發明的第1第2個投射式顯示裝置中，最好上述投射透鏡和上述透鏡元件配置成相互的光軸一致；上述投射透鏡具有相對於其光軸偏心的光闌；上述照明光學系統配置成使上述調製光通過上述光闌的。這時，最好上述光闌的偏心方向是離開上述照明光學系統的光軸方向。最好上述投射透鏡具有隻利用向其光軸方向的移動進行焦點調整的機構。進一步，此時，在把上述投射式透鏡的F數值取為F1，從照明光學系統射出且由上述反射式光閥反射之後入射到上述投射透鏡的光的束散角取為e1，從上述反射式光閥的顯示區域的中心射出的主光線和上述投射透鏡的光軸相交的角取為a時，其最好滿足下述公式(l):Fl=l/(2Sin(9l+a))……(1)。此外，在上述本發明的第1第2個投射式顯示裝置中，上述照明光學系統的結構最好是，具有由多個部分光瞳元件形成的射出光曈，在上述反射式光閥反射時能使上述照明光的光束分布變得均勻。在上述本發明的第1第2個投射式顯示裝置中，最好上述照明光學系統的射出光瞳和上述投射透鏡的入射光瞳相對於上述透鏡元件大致處於共軛關係；通過上述照明光學系統的射出光瞳的光束中的、在上述反射式光閥的顯示區域上反射的光束的80%以上，通過上述透鏡元件之後入射到上述投射透鏡的入射光瞳的有效區域。根據如上所述的投射式顯示裝置，可抑制反射式光闊中的入射光的光路和射出光的光路的重合，可實現小型化，並獲得高畫質的投射圖像圖1是表示本發明的實施方式1涉及的投射式顯示裝置的結構示意圖。圖2A是表示圖1所示的反射式光閥附近部分的照明光和投射光光路的的示意圖，圖2B是表示圖1所示的反射式光閥附近部分的具有正放大率透鏡元件的光學界面上反射光走向的示意圖。圖3是表示本發明的實施方式2涉及的投射式顯示裝置結構的示意圖。圖4是放大表示圖3所示的正放大率透鏡元件表面的示意圖。圖5是表示本發明的實施方式3涉及的投射式顯示裝置結構的示意圖。圖6A和圖6B是放大表示圖5所示的正放大率透鏡元件的示意圖。圖7是表示本發明的實施方式4涉及的投射式顯示裝置結構的示意圖。圖8A是表示圖7所示的反射式光閥附近部分的照明光和投射光光路的示意圖，圖8B是表示圖7所示的反射式光閥附近部分的正放大率透鏡元件的光學界面上反射光走向的示意圖。圖9是表示本發明的實施方式5涉及的投射式顯示裝置結構的示意圖。圖10是放大表示圖9所示的反射式光閥附近部分的示意圖。圖11是表示本發明的實施方式6涉及的投射式顯示裝置結構的示意圖。圖12表示構成圖11所示的投射式顯示裝置的投射透鏡的入射光瞳。圖13是表示圖11所示反射式光閥的顯示區域中心部的光束走向的示意圖。.圖14是表示本發明的實施方式7涉及的投射式顯示裝置結構的示意圖。圖15是表示本發明的背投式投影機一個例子的結構圖。圖16是表示本發明的多影像系統一個例子的結構圖。圖17是表示構成以前的DMD的各個象素的微小反射鏡的動作狀態的示意圖。圖18是表示用於以前的DMD的投射式顯示裝置的概略結構示意圖。圖19是放大地表示圖18所示的DMD附近部分的示意圖。圖20是表示將以前的投射透鏡作成非遠心光路的投射式顯示裝置的概略結構示意圖。圖21是放大表示圖20所示的反射式光閥附近部分的示意圖。具體實施方式(實施方式1)下面，參照圖1、圖2來說明本發明實施方式1的投射式顯示裝置。圖1是表示本發明的實施方式1的投射式顯示裝置的結構示意圖。圖2A是表示圖1所示的反射式光閥附近部分的照明光和投射光的光路的示意圖，圖2B是表示圖1所示的反射式光閥附近部分的正放大率透鏡元件的光學界面上反射光的動作的示意圖。在本實施方式1中，將圖17所示的DMD用作反射式光閥。而且圖1和圖2是用與構成DMD的微小反射鏡的旋轉支承軸相垂直地剖切而形成的剖面表示的。微小反射鏡的可動範圍是士10度。先用圖1來說明本實施方式1的投射式顯示裝置的結構和動作。如圖1所示，本實施方式的投射式顯示裝置至少具有光源l;將光源l發射的光匯集而形成照明光的照明光學系統2;將照明光反射並射出形成光學圖象的調製光的反射式光閥(空間光調製元件)6;投射反射式光閥6形成的光學圖象的投射光學系統7;以及正放大率透鏡元件5。如圖1所示，正放大率透鏡元件5由1個平凸透鏡構成,以凸面朝投射透鏡7的狀態被配置在反射式光閥6和投射透鏡7之間。而且，正放大率透鏡元件5是這樣配置的，即、使照明光通過透鏡元件5後對反射式光閥6照明；而且，使從反射式光閥6射出的調製光通過透鏡元件5後射入投射透鏡7。在本實施方式l中，光源1由燈la和凹面鏡lb構成，它是與圖18所示的光源201同樣的。因此從燈la發射的光由凹面鏡lb反射、在凹面鏡lb的第2焦點G處形成發光體象。照明光學系統2由圓柱透鏡3和轉象透鏡系統4構成。凹面鏡lb的第2焦點f2大致與圓柱透鏡3的入射面18—致。入射到圓柱透鏡3的光在圓柱透鏡3的內面反覆地進行多重反射。因此，在圓柱透鏡3的入射面18處光量不勻的光束，在圓柱透鏡3的射出面19處光量變得均勻。從圓柱透鏡3射出的光入射到轉象透鏡系統4，從轉象透鏡系統4向反射式光閥6射出。從轉象透鏡系統4射出的光通過正放大率透鏡元件5，對反射式光閥6照明。結果使從反射式光閥6射出的射出光通過正放大率透鏡元件5後入射到投射光學系統7上，將反射式光閥6上的光學象放大地投射到屏幕上。圓柱透鏡3的射出面19和反射式光閥6的顯示區域，在由轉象透鏡系統4和正放大率透鏡元件5合成的光學系統中處於共軛關係。下面，參照圖2來說明本發明的投射式顯示裝置的原理。如上面根據圖1的說明所述，由光源1聚光、並由照明光學系統2使其均勻和加以整形了的光束從照明光學系統2的射出光瞳8射出。gp、如圖2A和2B所示，從照明光學系統2的射出光瞳8射出對反射式光閥6的上部照明的光束10a、對反射式光閥6的中央部照明的光束10b、對反射式光閥6的下部照明的光束10c。在本申請書中，所謂「上部」、「中央部」、「下部」是表示圖中的位置關係。而且在圖2A和2B中、光束10a10c只用代表性的光線表示，這些代表性的光線分別指從射出光瞳8的上端射出的上光線、從射出光瞳8的中心射出的主光線、從射出光瞳8的下端射出的下光線。光束10a、10b和10c通過正放大率透鏡元件5之後入射到反射式光閥6。因此，從射出光瞳8射出的光線之中的、對反射式光閥6的上部照明的光束10a，由正放大率透鏡元件5折射，與入射到正放大率透鏡元件5之前相比，朝著與正放大率透鏡元件5的光軸14構成角度變小的方向折射。另一方面，對反射式光閥6的下部照明的光束10c由正放大率透鏡元件5朝著與光軸14的構成角度變大的方向折射。因此通過正放大率透鏡元件5的光束10a、10b、和10c成為各自的主光線大致是相互平行的、與反射式光閥6的光軸15之間角度大約是20度的遠心的照明光，對反射式光閥6的顯示區域均勻地照明。而且各個光束的束散角都大致相等。反射式光閥6的各個微小反射鏡具有在ON狀態下相對於與正放大率透鏡元件5的光軸14相垂直的面、沿著反時針方向傾斜10度的結構。這樣，由於照明光是遠心的，所以在微小反射鏡ON狀態的場合下，從反射式光閥6射出的射出光的光束lla、llb和llc的主光線，在反射式光閥6的顯示區域的任何位置都成為與反射式光閥6的光軸15大致平行、遠心的。從反射式光閥6射出的射出光的光束lla、llb和llc中的任何一個光束都通過正放大率透鏡元件5後入射到投射光學系統7的入射光瞳9。入射到投射光學系統7的入射光瞳9的光由投射光學系統將其放大投影到屏幕上。如圖2B所示、光束10a、10b和10c通過正放大率透鏡元件5之後向反射式光閥6入射，但是在透鏡元件5的光學界面(凸面)20a上使一部分反射形成光束21a、21b和21c。由光學界面20a形成的反射光在光閥顯示區域附近形成虛象22，成為不必要光成分。而且該不必要光成分的一部分入射到投射透鏡7的入射光瞳9併到達屏幕。另一方面，正放大率透鏡元件5的光學界面20b是平面、並且是不具有放大率的面。因此，從照明光學系統2的射出光瞳8射出的光束10a、10b和10c在通過反射式光閥6和光軸平行的光學界面20b時，，由於上述光朿根據光學界面20b與空氣層的折射率之差、按照「斯內爾定律」進行折射。這時，在光學界面20b上也與光學界面20a同樣地發生反射，但由於光學界面20b是平面，因而反射光射出時的射出角與以界面的法線為基準的入射光的入射角相同。又因為從照明光學系統2的射出光瞳8射出的光束10a、10b和10c在光學界面20b上大致構成遠心的，所以由光學界面20b反射而產生的光束也大致構成遠心的。因此，該反射光的各個光束的束散角彼此相等，而且反射光的各個光朿的主光線與界面的法線所構成的角度是全部相同的，主光線大致成為平行的。其結果是，因為由光學界面20b上的反射光形成的虛象是在離開光閥極遠的位置上，所以即使光學界面20b上的一部分反射光入射到投射透鏡7，也不會由光束的集中而顯示在屏幕上、不會形成雙重圖象。但是，可以想到使正放大率透鏡元件5的凸面(光學界面20a)朝反射式光閥6側的方式，或者如以前的投射式顯示裝置那樣地、將兩面是凸面的透鏡用作正放大率透鏡元件的方式。但是，在這樣的方式中，入射到反射式光閥6的照明光的光朿10a、10b和10c在通過正放大率透鏡元件之後成為遠心的。艮口、在上述的方式中，照明光的光束10a、10b和10c的主光線在正放大率透鏡元件5中任意一個光學界面上，相互之間都是大致不平行的，由這些光學界面上的反射光在反射式光閥的附近形成虛象。因此在上述的方式中，與本實施方式l相比，入射到投射透鏡7的不必要的光線成分較多，其結果會使投影上發生雙重圖象等問題，會使投射圖象的圖像質量大大地惡化。這樣，在本實施方式1的投射式顯示裝置中，將1個平凸透鏡用作正放大率透鏡元件5，而且該正放大率透鏡元件5是以它的凸面(光學界面20a)朝向投射透鏡7的狀態配置在反射式光閥6和投射透鏡7之間。因此，如果使用本實施方式1的投射式顯示裝置，則與以前的投射式顯示裝置相比，能抑制由入射到投射透鏡7的不必要的光線成分所引起的投射圖象質量的降低。由於將正放大率透鏡元件5配置成這樣，因而折射力就較好地均衡作用在相對於正放大率透鏡元件5的光軸14從傾斜方向入射的各個光束10a、10b和10c上。由此光束就不會集中在反射式光閥6的一部分顯示區域上，能抑制亮度不勻的發生。在本實施方式1的投射式顯示裝置中，最好的方式是在正放大率透鏡元件5的光學界面(凸面)20a上施加極超低反射鍍層(極超低反射〕一卜)等而形成防反射膜。採用用這樣的方式，能進一步抑制光學界面20a上的反射光的發生，能將到達屏幕上的不必要的光線成分更減少，因而就能容易地得到不降低對比度的良好的圖象。可以將Ti02、Si02等的透明光學薄膜或它們的疊層薄膜等用作防反射膜。由於在本實施方式1的投射式顯示裝置中使用了正放大率透鏡元件5，因而即使將遠心的光學系統用作投射透鏡7，也能將投射光學系統7的入射光瞳9和照明光學系統2的射出光瞳8縮小。而且不用稜鏡就能使從照明光學系統2入射的入射光的光路和從反射式光閥射出的射出光的光路分離。因此，如果採用本實施方式1的投射式顯示裝置，能使裝置小型化、還能實現正面投射。而且，如圖1和圖2A所示，在本實施方式l的投射式顯示裝置中，反射式光閥6的光軸15、投射光學系統7的光軸13和正放大率透鏡元件5的光軸14是相互平行的，它們是一致的。因此在投射光學系統中不需要偏心的元件，能良好地補正投射圖象的象差。在本說明書中，所謂「光軸平行」的說法中還包含了具有可容許範圍內的誤差的場合。同樣地、所謂「光軸一致」的說法中不只是指完全一致的場合，還包含了具有可容許範圍內的誤差的場合。由於光軸1315是相互平行的且一致的，因而從反射式光閥射出的射出光束lla、lib和lie的主光線就通過正放大率透鏡元件5的焦點16。而且如圖1和圖2A所示，照明光學系統2的射出光瞳8和投射透鏡7的入射光瞳9相對於正放大率透鏡元件5處於共軛關係，正放大率透鏡元件5的焦點面17和投射透鏡7的入射光瞳9一致。因此在本實施方式的投射式顯示裝置中，在投射透鏡7上能抑制周邊的光線不能通過而被削減，使投射圖象能得到最大的亮度。而且，正放大率透鏡元件5上的光學界面20a(凸面)的頂點到投射透鏡7的入射光瞳9的距離d，大致與正放大率透鏡元件5的反焦距一致。照明光學系統2的射出光瞳8和投射光學系統7的入射光瞳9，相對於正放大率透鏡元件5處於共軛關係，但這裡所謂的「共軛關係」不僅僅指如圖1和圖2所示地投射透鏡7的入射光瞳9與正放大率透鏡元件5的焦點面16—致的場合。也可以是通過由正放大率透鏡元件5和反射式光閥6構成的成像系統，使入射光瞳9成像在照明光學系統2的射出光瞳8處的情況。具體地說，如果是通過照明光學系統2的射出光瞳8的光束中、在反射式光閥6反射的光束的80%以上通過透鏡元件5之後、入射到投射透鏡7的入射光瞳9的有效區域中的場合，都可以說是處於上述的「共軛關係」。如圖1和圖2A所示，在本實施方式1中，將照明光學系統2配置成射出光瞳8位於正放大率透鏡元件5的焦點面17附近。通過如此地配置照明光學系統2，能容易地使入射到反射式光閥6的照明光成為遠心的，而且能進一步抑制照明光的損失。在本實施方式中，最好將焦點距離是40mra80mm左右的透鏡用作正放大率透鏡元件5。這是因為，如果採用這樣的正放大率透鏡元件5，則能得到適當的放大率，能確實地使從照明光學系統2的射出光瞳8射出的光束和從反射式光閥6射出並射入的投射光學系統7的入射光瞳9中的光束分離。正放大率透鏡元件5的焦點距離可以如下所述地適當選擇，§卩、將朝反射式光閥6入射的入射光與從反射式光閥6射出的射出光所構成的角度、朝反射式光閥6入射的入射光的F數值、從反射式光閥6射出的射出光的F數值綜合在一起進行適當選擇。但是，當如上所述地反射式光閥6處於0N狀態時，由反射式光閥6反射的光(0N光)入射到投射透鏡7，而當反射式光閥6處於OFF狀態時，由反射式光閥6反射的光(OFF光)相對於光軸15的_40度(順時針方向)的方向射出。該OFF光也同樣地入射到正放大率透鏡元件5，但射出方向與ON光不同，因而，雖然接近正放大率透鏡元件5的焦點面17，但聚光在與投射透鏡7的入射光瞳9不同的位置上。因此，藉助在接近投射透鏡7的最終面的位置設置光闌的結構，能竭力地抑制不必要光的入射。本實施方式1中，正放大率透鏡元件5最好由折射率高的玻璃材料形成。這吋，可以將正放大率透鏡元件5的中心厚度減薄，從而能實現投射式顯示裝置的進一步小型化。而且，即使加大透鏡元件的凸面的曲率半徑,也能夠用較大的放大率使入射光折射，因而能抑制由反射光形成的不必要光成分到達屏幕。具體地說最好使用折射率是1.74以上、1.85以下的材料。如果使用這樣的材料，則能降低玻璃材料的成本，同時能得到充分的性能。(實施方式2)下面，參照著圖3和圖4來說明本發明實施方式2的投射式顯示裝置。圖3是表示本發明的實施方式2的投射式顯示裝置的結構示意圖。圖4是放大地表示圖3所示的正放大率透鏡元件的表面的示意圖。在本實施方式2中，也是將圖17所示的DMD用作反射式光閥。圖3是表示的是同構成DMD的微小反射鏡的旋轉支承軸相垂直地切斷而形成的剖面。如圖3所示，本實施方式2的投射式顯示裝置的結構，除了正放大率透鏡元件35不同以外，其餘都是與實施方式1的投射式顯示裝置相同的結構。即、光源31、照明光學系統32、反射式光閥36和投射透鏡37都是與實施方式l所用的構件同樣的。而且，在本實施方式2中，光源31、照明光學系統32、正放大率透鏡元件35、反射式光閥36和投射式透鏡37等都是與實施方式1同樣地配置的。在本實施方式2中，也是將反射式光閥36、投射透鏡37、以及正放大率透鏡元件35配置成彼此的光軸(45、43、44)相互平行、且使這些光軸一致。在圖3中，38是照明光學系統32的射出光瞳；39是投射透鏡37的入射光瞳；47是正放大率透鏡元件35的焦點面；46是正放大率透鏡元件35的焦點。而40a40c是照明光的光束、41a41c是從反射式光閥36射出的射出光的光束。如圖3所示，在本實施方式2中，正放大率透鏡元件35與實施方式1不同，它是由雙凸透鏡構成。而且如圖4所示，在正放大率透鏡元件35的兩面上，通過細微加工技術形成有多個微小的突起42。這些突起42的間距pl設定成可視頻帶波長(照明光的波長)的1/2以下，最好設定為150nm250nm。此外，突起42的高度hl設定成間距pl的1倍以上，最好設定成3倍以上。在圖4所示的例子中，突起42形成圓錐狀，軸截面的面積是從頂端向底部漸漸地增大，但本發明並不局限於此。突起42可以是柱狀，突起42的截面也可以是圓形以外的多角形。因此，在本實施方式2中，形成有多個微小的突起42的透鏡面與空氣相接觸，如下述的參考文獻所記載，由於設置了多個微小的突起42、使入射到正放大率透鏡元件35的光如同使折射率連續變化那樣地作用。這時，入射到正放大率透鏡元件的光如圖2B所示，在透鏡面上沒有被反射地入射到透鏡元件中。因此，如果採用本實施方式2的投射式顯示裝置，就能使入射到投射透鏡37的不必要的光成分成為零。「參考文獻」HiroshiT0Y0TA，KojiTAKAHARA，Masato0KAN0，TsutomY0TSUYAandHisaoKIKUTA"FabricationofMicroconeArrayforAntireflectionStructuredSurfaceUsingMetalDottedPattern"Jpn.J.Appl.Phys.Vol.40(2001)pp.L747-L749其結果是，從照明光學系統32射出的光束40a、40b和40c在正放大率透鏡元件35的各個光學界面上都沒有被反射，都到達反射式光閥36，對光學圖象進行照明。而從反射式光閥36射出的光，由正放大率透鏡元件35聚束後入射到投射透鏡37的入射光瞳39。由此，將反射式光閥36上形成的光學圖象通過投射透鏡37放大地投射到屏幕上。在本實施方式2中，與實施方式1同樣地也可以將平凸透鏡用作正放大率透鏡元件35，可將凸面配置成朝投射透鏡37。這時，最好只在凸面上設置多個微小的突起。而形成多個微小突起的方法有例如，利用在成形面上設有多個微小凹部的金屬模、與該透鏡一起形成的方法；或者在沒有設置多個微小突起的透鏡的透鏡面上進行浸蝕而形成的方法等。這樣，如果採用本實施方式2的投射式顯示裝置，.則能比實施方式1的投射式顯示裝置更能抑制由不必要的光成分引起的投射圖象的質量下降。而且本實施方式2能與實施方式1同樣地不用全反射稜鏡、就能實現正面投射。而且，在本實施方式2中，與實施方式1同樣地正放大率透鏡元件35最好由折射率高的玻璃材料形成。具體地說，最好用折射率是1.74以上、1.85以下的材料。(實施方式3)下面，參照著圖5和圖6來說明本發明實施方式3的投射式顯示裝置。圖5是表示本發明的實施方式3的投射式顯示裝置的結構示意圖。圖6是放大地表示圖5所示的正放大率透鏡元件的剖面示意圖。在本實施方式3中，也是將圖17所示的DMD用作反射式光閥。圖5是表示與構成DMD的微小反射鏡的旋轉支承軸相垂直地剖切而構成的剖面。如圖5所示，本實施方式3的投射式顯示裝置的結構，除了正放大率透鏡元件55不同以外，其餘都是與實施方式1的投射式顯示裝置同樣的結構。即、光源51、照明光學系統52、反射式光閥56和投射透鏡57都是與實施方式1所用的構件同樣的。而且，在本實施方式3中，光源51、照明光學系統52、正放大率透鏡元件55、反射式光閥56和投射式透鏡57等都是與實施方式1同樣地配置的。在本實施方式3中，也是將反射式光閥56、投射透鏡57和正放大率透鏡元件55配置成彼此的光軸(65、63、64)相互平行、並使這些光軸一致。在圖5中，58是照明光學系統52的射出光瞳；67是正放大率透鏡元件55的焦點面；66是正放大率透鏡元件55的焦點。而60a60c是照明光的光束、61a61c是從反射式光閥56射出的射出光的光束。如圖5和圖6所示，在本實施方式3中、正放大率透鏡元件55是與實施方式1不同的，它是由平凹透鏡68與平凸透鏡69接合而構成。而且平凸透鏡69的折射率大於平凹透鏡68的折射率。具體地說，如下述表l所示，平凹透鏡68用譬如玻璃材料A、玻璃材料B等折射率較低的材料形成。另一方面，如下述表l所示，平凸透鏡69用譬如玻璃材料C、玻璃材料D等折射率較高的玻璃材料形成。表1中「nd」是表示玻璃材料A玻璃材料D的折射率，「vd」是表示玻璃材料A玻璃材料D的色散。凍1)tableseeoriginaldocumentpage20上述該將平凹透鏡68和平凸透鏡69接合而構成的透鏡元件55也是與實施方式1中所用的透鏡元件同樣地、整體具有正放大率。因此與實施方式1同樣地，從照明光學系統52的射出光瞳58射出的光束60a、60b和60c形成各個主光線大致相互平行、與反射式光閥56的光軸65構成的角度大約為20度的遠心的照明光。而且各個光束的束散角都彼此大致相等。而且，從反射式光閥56射出的射出光由正放大率透鏡元件55使光束縮小的同時、入射到投射透鏡57的入射光瞳59。入射到投射透鏡57的入射光瞳59的光由投射透鏡57放大地投影到屏幕上。在本實施方式3中，接合的2個透鏡的折射率之差越大，接合面的放大率就越大。但是，折射率越大，則接合面上的界面反射就增大，所以在接合面上會產生與實施方式1所述同樣的由反射形成的不必要的光。因此，當入射到投射透鏡57的不必要的光成分較多時，就會使投射圖象的對比度降低。因此，在本實施方式3中，為了降低接合面上的反射率而抑制不必要光的產生，如圖6A所示地，採用在用低折射率材料構成的平凹透鏡68的面68b與用高折射率材料構成的平凸透鏡69的面69a之間設置薄膜的方式，該薄膜具有的折射率大於平凹透鏡68的折射率而小於平凸透鏡69的折射率。具體地說，在平凸透鏡69的面上用蒸鍍等方法形成具有兩種材料的至少中間的折射率的薄膜70b，並利用具有薄膜70b與平凹透鏡68的中間的折射率的粘接材料70a接合形成有薄膜70b的平凸透鏡69和平凹透鏡68。作為圖6A所示的薄膜70b的例子，譬如有SiOJ莫、TiO'J莫或它們的疊層膜。在本實施方式3中，也可以形成如圖6B所示的方式，即在平凹透鏡68的面68b與平凸透鏡69的面69a之間，設有折射率從平凹透鏡68的折射率開始變化到平凸透鏡69的折射率為止的薄膜。具體地說，在平凸透鏡69的面69a上、用濺射的方法形成折射率在1.51.85之間連續變化的薄膜70b，用具有與平凹透鏡68同等的折射率的粘接劑70a(例如、千葉特殊化學公司(f"',《、〉，》t$力&0)時，有效區域向圖中的上方偏移，這時的有效區域就成為再圖12頁表示的127。由此，在本實施方式中設置光闌138進行遮光，使不必要光不通過投射透鏡的入射光瞌99中的有效區域127以外的區域。被設置在反射式光閥的表面上的透明底板反射的光成為不必要光，該不必要光的主光線134和反射式光閥的主光軸105(投射透鏡97的光軸103)相交的角度為e。因此，通過將角度a取成0度以上，使該不必要光的主光線134和反射式光閥的光軸105(投射透鏡97的光軸103)相交的角度P增大，就能抑制該不必要光入射到投射透鏡的入射光瞳99。但是，在反射式光閥96的顯示區域(圖中沒有表示)中，周期性地形成由微小反射鏡、驅動用信號線和象素電極等構成的象素。隨著投射圖象向高精細化發展，也使反射式光閥96上的有效象素數量增大。因此，只要反射式光閥96的尺寸不向大型化發展，就使反射式光閥96上的象素(傾斜反射鏡)的尺寸縮小，使象素的間距也變小。而且，通常，通過使反射式光閥的尺寸縮小，能降低反射式光閥和使用該光閥的光學系統的成本，因而最好是使反射式光閥小型化。因此，認為今後非常有可能使象素的尺寸和間距更小。這裡，考慮了一種使光入射到具有如圖17所示的反射式光閥那樣周期性結構的物體上的場合。一般，當光入射到具有細微周期結構的物體時，具有周期結構的物體會產生衍射光柵的作用，發生0級光、1級光、2級光、…等衍射光。在反射面形成衍射光柵的場合下，反射光成為衍射光。衍射光的產生是根據級數而具有離散的強度分布，各級數的衍射光滿足下述的公式(4)。在下述的公式(4)中，e是入射光與光軸相交的角，e'是射出光與光軸相交的角，n是以整數表示的衍射級數、入是波長、d3是周期結構的間距。(nX)/d3=sin0-sin0'……(4)因此，在圖17所示的反射式光閥中，在反射式光閥的透明底板上被反射而產生的不必要光成為以主光線134為中心在軸135a和135b的方向上具有角度為91的束散角的光束136射出，同時也射出由上述微細的周期結構產生的衍射光。在這衍射光中，發生在0級光外側的1級光的光束，是相對於位於光束136的最外周上的軸135a和135b離散地射出的，但被重疊之後形成具有比e1大的束散角的光束137而射出。但是，在上述衍射光中強度最強的光是l級衍射光。l級衍射光相對於入射光，以由下述公式(5)所示的角度為小的束散角射出。sin4)二入/d......(5)因此，根據上述公式(5)，在透明底板上因反射而發生的光束137是以包含光束136的束散角01的(ei+小)角度射出。另一方面，從圖13可見，P也滿足下述的公式(6)。e1是如上所述地在反射式光閥96上反射之後入射到投射透鏡的光的束散角。P=20l+a......(6)因此，如圖13所示，從反射式光閥96射出的調製光的有效光成分(ON光)的一部分與不必要光的光束137重疊，不必要光的光束137的一部分通過有效區域127。因此，在本實施方式6中，如圖13所示地設置第2光闌131來對有效區域127的一部分進行遮光，使光束137的一部分不通過。而且，最好使第2光闌131是沿著光束137的外形而形成，使連接它的光軸105側的最頂端部與微小反射鏡96a的線相對於光軸105的角度為(93—"或(el+a=小)。而且，在本實施方式6中，入射光瞳99必需如圖13所示地包含有效區域127。因此投射透鏡的F數值Fl最好滿足下述公式(l)。Fl二l/(2sin(6l+a))……(1)譬如，反射式光閥的象素間距是14lim左右的場合，1級衍射光發生在相對於光束136、大致增大2.4度(4>=2.4度)束散角的範圍。因此，最好使投射透鏡的有效入射光瞳(有效區域127)相對於光軸103、以大於2.4度的角度(a)偏心。而且，在這種場合下，當微小反射鏡(96a、96b)的傾斜角度是士10度時，相對於無偏心場合的大約是3的Fl數值，根據上述公式(l)，投射透鏡的F數值Fl大致為2.4。這樣，在本實施方式6的投射式顯示裝置中，在投射透鏡的入射光瞳99上設置著偏心的光闌138和第2光闌131，從反射式光閥射出的構成圖象的光束能通過這些光闌。即、在本實施方式6中，當反射式光閥處於ON狀態時，射出光束的主光線132和反射式光閥的光軸105相交的角a，設定成大於O度。這樣，如果使用本實施方式6的投射式顯示裝置，則能抑制在OFF狀態下射出的光或在透明底板上反射的光等的不必要光入射到投射透鏡的入射光瞳，能提高投射圖象的圖象質量。雖然在本實施方式中，光闌138是呈圓形的，但是本實施方式並不局限於這種形狀，譬如可以是橢圓形的。這樣，如果採用本實施方式6的投射式顯示裝置，則能比實施方式1的投射式顯示裝置更能抑制由不必要光形成的投射圖象的圖象質量下降。而且在本實施方式6中，也能與實施方式1同樣地，不用全反射稜鏡就能實現正面投射。由於如上所述地在投射透鏡上設置偏心的光闌138和第2光闌131，因而最好不使設有光闌的透鏡或透鏡組旋轉，以避免由這旋轉而進行焦點的前後調整。因此，在本實施方式6中，投射透鏡的焦點調整機構最好是不使透鏡組旋轉、只使其朝光軸方向移動，由此進行焦點調整；特別好的是那種只使構成投射透鏡的透鏡組中的前面組移動而進行焦點調整的機構。具體地說，譬如使用前進螺旋面(八y〕-YK)的焦點調整機構。如果只使沒有設置偏心的光闌的透鏡組旋轉而進行焦點調整，則使用這樣的焦點調整機構是最好的方式。在本實施方式6中，也和實施方式5同樣地，最好用折射率高的玻璃材料構成正放大率透鏡元件95。具體地說、最好使用折射率是1.74以上、1.85以下的材料。(實施方式7)下面，參照著圖14來說明本發明的實施方式7。圖14是表示本發明的實施方式7的投射式顯示裝置的結構示意圖。在本實施方式6中，也是將圖17所示的DMD用作反射式光閥。圖14是用與構成DMD的微小反射鏡的旋轉支承軸相垂直地剖切而形成的剖面表示的。如圖14所示，本實施方式7的投射式顯示裝置，除了照明光學系統142的結構以外，其餘都是與實施方式6同樣地構成。即、光源141、正放大率透鏡元件145、反射式光閥146和投射透鏡147等都是與實施方式6同樣的，並與實施方式6同樣地配置。在本實施方式7中，照明光學系統142是按照順序配置聚光鏡160、分割光束的透鏡列164、將多個光纖166捆緊而構成的光導管165、轉象透鏡167等構成。這樣，通過彩色轉盤121且由聚光鏡160轉換了的大致平行光，通過透鏡列164之後，入射到構成光導管165的各個光纖166。入射到光纖166的光在光纖內部反覆地進行反射之後射出。但是，在實施方式1實施方式5所示的投射式顯示裝置中，照明光學系統的各個構件(例如照明光學系統2的轉象透鏡系統4等)是與照明光學系統的光軸垂直的。而照明光學系統是配置成它的光軸相對於正放大率透鏡的光軸和反射式光閥的光軸傾斜的。因此，根據「沙伊姆弗勒定理」，到達反射式光閥上的照明光的形狀可能是菱形或梯形等將矩形傾斜的形狀。這時，從反射式光閥射出的光的光束密度是從圖中的上方向下方地增高、光束分布是不均勻的。而且，當從反射式光閥146射出的光的光束151a、151b和151c通過正放大率透鏡元件145時，這些光束髮生折射，而且折射方向和折射力根據在反射式光閥146顯示區域的哪一個部分被反射而不同。這樣，即使在投射透鏡147的入射光瞳149中，光束密度也是可能從圖中的上方向下方地增高，光束分布是不均勻的。一旦發生這樣的光束分布不均勻，則照明光學系統142的射出光瞳148中的一部分區域和投射透鏡147的入射光瞳149中的一部分區域，就不保持相對於正放大率透鏡的共軛關係，投射圖象的亮度就可能不均勻。因此，在本實施方式7中，如上所述地用光導管165構成照明光學系統142。光導管165是將多個光纖166捆緊而構成，照明光學系統142的射出光瞳148由配置成2維狀的多個光纖166的射出光構成。因此，照明光學系統142的射出光瞳148就具有多個部分光瞳要素，射出光瞳148的形狀就成為多個部分光瞳要素相結合的面形狀。在本實施方式中，該面最好是自由曲面。而且，如圖14所示，多個光纖166在光導管165的入射面165a上是均等地排列，在射出面165b上是不均等地排列的。在圖14所示的例子中，在射出面165b中，光纖166的密度是從圖中的上方向下方地降低的。因此，從照明光學系統142射出的照明光的光束分布在射出的時刻是不均勻的，但是在反射式光閥反射時就成為均勻。即、根據「沙伊姆弗勒定理」，能抑制到達反射式光閥上146的照明光的形狀成為矩形傾斜的形狀。因此，投射透鏡147的入射光瞳149的全部區域或大致全部區域、和照明光學系統142的射出光瞳148的全部區域或大致全部區域就滿足良好的共軛關係，從照明光學系統142的射出光瞳148射出的照明光能最大限度地通過投射光學系統147的入射光瞳149。在本實施方式7中，投射透鏡147的入射光瞳149和照明光學系統142的射出光瞳被配置成相對於正放大率透鏡元件145具有共軛關係。因此，根據「沙伊姆弗勒定理」，藉助對照明光學系統142的射出光瞳148的光朿分布進行適當的控制，能使投射透鏡147的入射光瞳149上的光束分布變得均勻，能得到均勻亮度的投射圖象。在本實施方式中，照明光學系統142並不局限於採用光導管165的方式。照明光學系統142可以用配置多個由多個正放大率透鏡元件構成的透鏡陣列的結構來替代光導管165。在該結構中，通過使用構成透鏡陣列的正放大率透鏡元件的焦點距離分別不同的透鏡陣列，可適當地控制從照明光學系統射出的照明光的光束分布。因此，在該實施方式中，也能使在反射式光閥反射的照明光的光束分布變得均勻。而且，還可以將本實施方式7所示照明光學系統142用作其他實施方式的投射式顯示裝置的照明光學系統。在本實施方式7中，在投射透鏡147上也設置著與實施方式6所示的結構同樣的光闌(圖13中所示的光闌138和第2光闌131)。因此，照明光學系統142的配置，必須使在反射式光閥146反射的照明光中構成光學象的部分通過這些光闌。而且在這種場合下，投射透鏡的F數值最好與實施方式6同樣地滿足上述公式(l)。在本實施方式7中，正放大率透鏡元件145最好與實施方式5同樣地用折射率高的玻璃材料形成。具體地說，最好是用折射率為1.74以上、1.85以下的材料。在本發明的投射式顯示裝置中，反射式光閥也可使用多個。這時必須設置色彩分離光學系統和色彩合成光學系統，前者是用於使單色光入射到各個反射式光閥；後者是用於將各個反射式光閥射出的光合成。在本發明的投射式顯示裝置中，構成反射式光閥的各個象素的微小反射鏡的可動範圍並不局限於士io度。在本發明中，微小反射鏡的可動範圍最好根據所使用的反射式光閥的特性，設定成能得到最適當的光輸出和較高的對比度。此外，在本發明的投射式顯示裝置中，反射式光閥的各個象素並不局限於由動作的微小反射鏡構成的方式，在本發明的投射式顯示裝置中，反射式光閥的結構只要是光的射入方向和射出方向不同的、能控制射出方向的就可以。(實施方式8)圖15是表示本發明的背投式投影機一個例子的結構圖。如圖15所示，背投式投影機包括實施方式1實施方式7中任一個所示的投射式顯示裝置170;把從投射式顯示裝置170投射的光進行反射的反射鏡171;使反射鏡171反射的光透過且散射而進行顯示的屏幕172;收容這些構件的筐體173構成。這樣，由於在圖15所示的背投式投影機中使用了實施方式1實施方式7中所示的任意一種投射式顯示裝置，因而能使結構小型化、能降低成本，能顯示圖象質量良好的投射圖象。(實施方式9)圖16是表示本發明的多影像系統一個例子的結構圖。如圖16所示，多影像系統具有多個投射系統和影象信號分割電路189。各個投射系統由實施方式1實施方式7中的任意一個所示的投射式顯示裝置(180182)、透過式屏幕(183185)和筐體(186188)構成。影象信號分割電路189將畫面分割成多個區域，並對各個區域的影象信號進行加工之後，供給構成各個投射系統的投射式顯示裝置180、181和182。由此，把從投射式顯示裝置180、、181和182投射的各個影象，在各自對應的透過式屏幕183、184和185上成像，構成一個整體的圖象。這樣，如果採用本實施方式的多影像系統，不僅能得到大的畫面、而且能實現進深較短的緊湊的設備。而且，可以用透過式屏幕182185中的2個顯示作為整體的一個圖象，在剩餘的一個屏幕上顯示另一個圖象。為了得到視覺效果，可以在各個透過式屏幕上顯示相同的圖象。此外，為了同時提供多種信息，還可以在各個透過式屏幕上顯示不同的內容。投射式顯示裝置180、181和182也可以作成這樣方式，即，由安裝在各個筐體內的傳感器，根據點燈開始時的光輸出和顏色再現性、由影象分割電路189對被分配信號的亮度或色度、彩度等顏色信息進行加工的方式。這時，即使是從投射式顯示裝置180、181和182分別投射圖象，但還是能作為一個畫面實現均勻性很高的顯示。產業上利用的可能性如上所述，如果採用本發明，則能在反射式光閥顯示區域的附近配置正放大率透鏡元件，能使照明光學系統的射出光瞳的虛象不形成在有效顯示區域內。因此在遠心的光學系統中，也能使投射透鏡的入射光瞳、照明光學系統的射出光瞳的有效系統縮小，能用緊湊的結構將入射光和射出光分離。這樣，就可以不使用以前所使用的將全反射稜鏡薄片等分離照明光和投射光的機構。由此能使成本下降，能用遠心的光學系統實現正面投射，能使投射面內的圖象質量均勻化。艮P、如果採用本發明的投射式顯示裝置，則能實現使用反射式光閥、緊湊的、圖象質量高的的顯示光學系統。而且、本發明的投射式顯示裝置能確保由正面投射形成的均勻的圖象質量。此外，由於沒使用稜鏡，因而能使價格降低的同時，能得到明亮的、對比度良好的高圖象質量。權利要求1.一種投射式顯示裝置，其特徵在於，包括照明光學系統，將光源發射的光集中而形成照明光；反射式光閥，反射上述照明光，並射出形成光學象的調製光；投射透鏡，將上述反射式光閥形成的光學象進行投影；及正放大率透鏡元件；上述正放大率透鏡元件在其一方或兩方的光學界面上具有多個突起，並配置在上述反射式光閥和上述投射透鏡之間，使上述照明光通過上述正放大率透鏡元件之後對上述反射式光閥照明，而且，從上述反射式光閥射出的調製光通過上述正放大功率透鏡元件之後入射到上述投射透鏡；上述多個突起的間距為可視頻帶波長的1/2以下、高度為上述間距的1倍以上。2.如權利要求1所述的投射式顯示裝置，其特徵在於，上述多個突起具有從頂部向底部漸漸地增大的軸截面。3.如權利要求1所述的投射式顯示裝置，其特徵在於，上述反射式光閥、上述投射透鏡、以及上述正放大率透鏡元件配置成相互的光軸是平行的、而且是一致的。4.如權利要求l所述的投射式顯示裝置，其特徵在於，上述投射透鏡和上述正放大率透鏡元件配置成使相互的光軸一致，上述投射透鏡具有相對於其光軸偏心的光闌，上述照明光學系統的配置使上述調製光通過上述光闌。5.如權利要求4所述的投射式顯示裝置，其特徵在於，上述光闌的偏心方向是離開上述照明光學系統的光軸的方向。6.如權利要求4所述的投射式顯示裝置，其特徵在於，上述投射透鏡具有隻利用向其光軸方向的移動進行焦點調整的機構。7.如權利要求4所述的投射式顯示裝置，其特徵在於，在把上述投射透鏡的F數值取為Fl，從照明光學系統射出且由上述反射式光閥反射之後入射到上述投射透鏡的光的束散角取為ei，從上述反射式光闊的顯示區域的中心射出的主光線和上述投射透鏡的光軸相交的角取為a時，其滿足下述公式(l):Fl=l/(2Sin(0l+a))……(1)。8.如權利要求1所述的投射式顯示裝置，其特徵在於，上述照明光學系統的結構是，具有由多個部分光瞳構件形成的射出光瞳，在上述反射式光閥反射時使上述照明光的光束分布變得均勻。9.如權利要求l所述的投射式顯示裝置，其特徵在於，上述照明光學系統的射出光瞳和上述投射透鏡的入射光瞳相對於上述正放大率透鏡元件處於共軛關係；上述照明光學系統的射出光瞳的光束中的、在上述反射式光閥的顯示區域上反射的光束的80%以上，通過上述正放大率透鏡元件之後入射到上述投射透鏡的入射光瞳的有效區域。全文摘要本發明涉及一種投射式顯示裝置，可抑制反射式光閥中的入射光的光路和射出光的光路的重合，可實現小型化，並獲得高畫質的投射圖像。投射式顯示裝置包括照明光學系統(2)，將光源(1)發射的光集中而形成照明光；反射式光閥(6)，反射照明光，並射出形成光學象的調製光；投射透鏡(7)，將反射式光閥形成的光學象進行投影；及正放大率透鏡元件(5)。透鏡元件(5)在其一方或兩方的光學界面上具有多個突起，並配置在反射式光閥和投射透鏡之間，使照明光通過透鏡元件之後對反射式光閥照明，而且，從反射式光閥射出的調製光通過透鏡元件之後入射到投射透鏡；多個突起的間距為可視頻帶波長的1/2以下、高度為間距的1倍以上。文檔編號H04N5/74GK101441318SQ20081018491公開日2009年5月27日申請日期2002年9月30日優先權日2001年10月1日發明者伏見吉正,和田充弘,枡本吉弘申請人:松下電器產業株式會社