特開 2022-179401 照明システム及び投影装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022179401

(43)【公開日】2022-12-02

(54)【発明の名称】照明システム及び投影装置

(51)【国際特許分類】

   F21V 14/00 20180101AFI20221125BHJP

   F21V 9/35 20180101ALI20221125BHJP

   F21V 9/40 20180101ALI20221125BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20221125BHJP

   G02B 3/14 20060101ALN20221125BHJP

【ＦＩ】

F21V14/00 100

F21V9/35

F21V9/40 200

F21S2/00 300

G02B3/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022080568

(22)【出願日】2022-05-17

(31)【優先権主張番号】202110555408.5

(32)【優先日】2021-05-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】500093133

【氏名又は名称】中強光電股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】周 嘉豪

(72)【発明者】

【氏名】歐 崇仁

(72)【発明者】

【氏名】▲呉▼ 瑞翊

(72)【発明者】

【氏名】呂 志宏

(57)【要約】

【課題】照明システムは励起光源、第１の可変焦点レンズ、第２の可変焦点レンズ及び制御ユニットを含む。
【解決手段】励起光源は励起光束を提供する。第１の可変焦点レンズは励起光束の伝達経路上に配置される。第２の可変焦点レンズは励起光束の伝達経路上に配置され、かつ、第１の可変焦点レンズは励起光源と第２の可変焦点レンズとの間に位置する。第２の可変焦点レンズは第１の可変焦点レンズから出射された励起光束を受ける。制御ユニットは第１の可変焦点レンズ及び第２の可変焦点レンズに電気的に接続され、第１の可変焦点レンズ及び第２の可変焦点レンズの焦点距離を同期調整する。前記照明システムは光の均一度を高め、及びレーザースペックルを消去することができる。本発明はまた前記照明システムを含む投影装置も提供する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

照明システムであって、
前記照明システムは励起光源、第１の可変焦点レンズ、第２の可変焦点レンズ及び制御ユニットを含み、
前記励起光源は励起光束を提供し、
前記第１の可変焦点レンズは前記励起光束の伝達経路上に配置され、
前記第２の可変焦点レンズは前記励起光束の伝達経路上に配置され、かつ、前記第１の可変焦点レンズは前記励起光源と前記第２の可変焦点レンズとの間に位置し、前記第２の可変焦点レンズは前記第１の可変焦点レンズから出射された前記励起光束を受け、
前記制御ユニットは前記第１の可変焦点レンズ及び前記第２の可変焦点レンズに電気的に接続され、かつ、前記第１の可変焦点レンズ及び前記第２の可変焦点レンズの焦点距離を同期調整することを特徴とする、照明システム。

【請求項2】

前記第２の可変焦点レンズを通った前記励起光束が平行光であることを特徴とする、請求項１に記載の照明システム。

【請求項3】

前記第１の可変焦点レンズと前記第２の可変焦点レンズが共焦点であることを特徴とする、請求項１に記載の照明システム。

【請求項4】

前記第１の可変焦点レンズと前記第２の可変焦点レンズとの間の距離が固定不変であることを特徴とする、請求項１に記載の照明システム。

【請求項5】

前記第１の可変焦点レンズと前記第２の可変焦点レンズの屈折度が何れも正であることを特徴とする、請求項１に記載の照明システム。

【請求項6】

一時系列において、前記第１の可変焦点レンズの屈折度が負であり、前記第２の可変焦点レンズの屈折度が正であることを特徴とする、請求項１に記載の照明システム。

【請求項7】

別の時系列において、前記第１の可変焦点レンズの屈折度が正であり、前記第２の可変焦点レンズの屈折度が負であることを特徴とする、請求項６に記載の照明システム。

【請求項8】

前記第２の可変焦点レンズを通った前記励起光束の光点形状が円形であることを特徴とする、請求項１に記載の照明システム。

【請求項9】

前記照明システムはさらに波長変換ホイールを含み、
前記波長変換ホイールは、前記第２の可変焦点レンズを通った前記励起光束の伝達経路上に配置され、前記励起光束を変換光束に変換する、請求項１に記載の照明システム。

【請求項10】

投影装置であって、
前記投影装置は照明システム、ライトバルブ及び投影レンズアセンブリを含み、
前記照明システムは照明光束を提供し、かつ、励起光源、第１の可変焦点レンズ、第２の可変焦点レンズ、制御ユニット及び波長変換ホイールを含み、
前記励起光源は励起光束を提供し、
前記第１の可変焦点レンズは前記励起光束の伝達経路上に配置され、
前記第２の可変焦点レンズは前記励起光束の伝達経路上に配置され、かつ、前記第１の可変焦点レンズは前記励起光源と前記第２の可変焦点レンズとの間に位置し、前記第２の可変焦点レンズは前記第１の可変焦点レンズから出射された前記励起光束を受け、
前記制御ユニットは前記第１の可変焦点レンズ及び前記第２の可変焦点レンズに電気的に接続され、かつ、前記第１の可変焦点レンズ及び前記第２の可変焦点レンズの焦点距離を同期調整し、
前記波長変換ホイールは前記第２の可変焦点レンズを通った前記励起光束の伝達経路上に配置され、前記励起光束を変換光束に変換し、かつ、前記照明光束が前記励起光束及び前記変換光束を含み、
前記ライトバルブは前記照明光束の伝達経路上に配置され、かつ、前記照明光束を画像光束に変換し、
前記投影レンズアセンブリは前記画像光束の伝達経路上に配置され、かつ、前記画像光束を通すことを特徴とする、投影装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は表示装置に関し、特に照明システム及びその照明システムを用いた投影装置に関する。

【背景技術】

【0002】

投影装置に用いられる光源の種類は、投影装置の輝度、彩度（ｃｏｌｏｒ ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）、使用寿命、無害エコ等に対する市場の要求により、超高圧水銀灯（ＵＨＰ ｌａｍｐ）、発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ，ＬＥＤ）からレーザーダイオード（ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅ，ＬＤ）へと進化してきた。

【0003】

従来のレーザーダイオードを用いた投影装置では、レーザーダイオードが励起光束を提供して蛍光体回転ホイール上の蛍光体層を励起し、蛍光光束を生成する。しかし、レーザー（ｌａｓｅｒ）の高いコヒーレンス（ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ）により、励起光束の干渉が起こりやすく、明暗交差してランダムに分布したレーザースペックル現象（ｌａｓｅｒ ｓｐｅｃｋｌｅ）が発生する。

【0004】

現在、レーザースペックル現象の低減に使用される方法として、拡散シートを追加する方法または焦点距離を変更する方法がある。拡散シートを振動させることで、光点（light spot）の発生位置を絶えずに変えて、レーザースペックル現象を低減し、光の均一度を高めることができる。ただし、拡散シートの使用により、光束が拡散されて収束が難しくなる。

【0005】

一方、可変焦点レンズを用いることでも、光点発生の位置を絶えずに変えて、レーザースペックル現象を低減し、光の均一度を高めることができる。しかし、光束を平面波（即ち、平行光）の状態に維持する必要がある場合、単一の可変焦点レンズにより波の進行方式が破壊され、結像品質が低下することになる。

【0006】

「背景技術」部分は発明内容の理解を促すことのみを目的とし、「背景技術」が開示した内容に当業者が既知の従来技術以外の一部構成が含まれている可能性がある。「背景技術」が開示した内容は、当該内容または本発明の１つ若しくは複数の実施例が解決しようとする課題が本発明の出願前に既に当業者に把握または認識されていたことを意味するものではない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、光均一度を高め及びレーザースペックルを消去できる照明システムを提供する。

【0008】

本発明は、光均一度を高め及び結像品質を改善できる投影装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明のその他の目的と利点について、本発明が開示する技術特徴からさらに理解を深めることができる。

【0010】

前記一つ、一部若しくはすべての目的、またはその他の目的を実現するために、本発明の一実施例が提供する照明システムは、励起光源、第１の可変焦点レンズ、第２の可変焦点レンズ及び制御ユニットを含む。励起光源は励起光束を提供する。第１の可変焦点レンズは励起光束の伝達経路上に配置される。第２の可変焦点レンズは励起光束の伝達経路上に配置され、かつ、第１の可変焦点レンズが励起光源と第２の可変焦点レンズとの間に位置する。第２の可変焦点レンズは第１の可変焦点レンズから出射された励起光束を受ける。制御ユニットは第１の可変焦点レンズ及び第２の可変焦点レンズに電気的に接続され、かつ、第１の可変焦点レンズ及び第２の可変焦点レンズの焦点距離を同期調整する。

【0011】

前記一つ、一部若しくはすべての目的、またはその他の目的を実現するために、本発明の一実施例が提供する投影装置はライトバルブ、投影レンズアセンブリ及び前記照明システムを含む。前記照明システムはさらに波長変換ホイールを含み、第２の可変焦点レンズを通った励起光束の伝達経路上に配置され、励起光束を変換光束に変換する。照明光束は励起光束及び変換光束を含む。ライトバルブは照明光束の伝達経路上に配置され、かつ、照明光束を画像光束に変換する。投影レンズアセンブリは画像光束の伝達経路上に配置され、かつ、画像光束を透過させる。

【0012】

本発明の実施例の照明システムにおいて、制御ユニットが第１の可変焦点レンズ及び第２の可変焦点レンズに電気的に接続され、かつ、第１の可変焦点レンズ及び第２の可変焦点レンズの焦点距離を同期調整する。励起光束が第１の可変焦点レンズを通る時に、焦点距離が絶えずに変わることで、光点が発生する位置を絶えずに変えて、レーザースペックル現象を低減し、光の均一度を高めることができる。これと同時に、第１の可変焦点レンズを通った励起光束は、焦点距離が変わることで、平行光から発散光または収束光に調整される。一方、第２の可変焦点レンズの焦点距離は、第１の可変焦点レンズの当時の焦点距離に応じて調整することができ、第１の可変焦点レンズから出射された励起光束が第２の可変焦点レンズを経由した後に、調整されて再度平行光に戻され、光束補償の効果を達成できる。本発明の実施例の投影装置は前記照明システムを使用することで、光均一度を高め、結像品質を改善することができる。

【0013】

本発明の前記特徴と利点をより明確に、分かりやすく示すために、以下は実施例を挙げて、かつ図面を参照しながら詳しく説明する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施例の照明システムの概略図。

【図2】本発明の一実施例の第１の可変焦点レンズまたは第２の可変焦点レンズの形式変換の概略図。

【図3A】本発明の一実施例における第１の可変焦点レンズ及び第２の可変焦点レンズの焦点距離調整の概略図。

【図3B】本発明の別の実施例における第１の可変焦点レンズ及び第２の可変焦点レンズの焦点距離調整の概略図。

【図3C】本発明の別の実施例における第１の可変焦点レンズ及び第２の可変焦点レンズの焦点距離調整の概略図。

【図4】本実施例の励起光束が波長変換ホイールにおいて形成する光点の概略図。

【図5】本発明の一実施例の投影装置のブロック概略図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の前記及びその他の技術内容、特徴及び効果を明確に示すべく、以下は図面を参照しながら好ましい実施例を詳しく説明する。以下の実施例で言及される方向用語、例えば上、下、左、右、前または後などは、図面を参照する方向のみである。従って、これらの方向用語は説明目的に用いられたものであり、本発明を制限するものではない。

【0016】

図１は本発明の一実施例の照明システムの概略図である。図２は本発明の一実施例の第１の可変焦点レンズまたは第２の可変焦点レンズの形式変換の概略図である。図１及び図２を参照すると、本実施例の照明システム１００は励起光源１１０、第１の可変焦点レンズ１２０、第２の可変焦点レンズ１３０及び制御ユニット１４０を含む。励起光源１１０は励起光束Ｌを提供する。第１の可変焦点レンズ１２０は励起光束Ｌの伝達経路上に配置される。第２の可変焦点レンズ１３０は励起光束Ｌの伝達経路上に配置され、かつ、第１の可変焦点レンズ１２０は励起光源１１０と第２の可変焦点レンズ１３０との間に位置する。第２の可変焦点レンズ１３０は、第１の可変焦点レンズ１２０から出射された励起光束Ｌを受ける。具体的に言うと、励起光束Ｌは励起光源１１０から出射された後、まず第１の可変焦点レンズ１２０を通って、次に第２の可変焦点レンズ１３０を通る。第１の可変焦点レンズ１２０と第２の可変焦点レンズ１３０の位置を取り替えることも可能であり、本発明は第１の可変焦点レンズ１２０及び第２の可変焦点レンズ１３０が照明システム１００中における相対位置について制限しない。制御ユニット１４０は第１の可変焦点レンズ１２０及び第２の可変焦点レンズ１３０に電気的に接続され、かつ、第１の可変焦点レンズ１２０及び第２の可変焦点レンズ１３０の焦点距離を同期調整する。

【0017】

励起光源１１０は例えばレーザー（ｌａｓｅｒ）光源、または高いコヒーレンスを有る励起光束Ｌを提供できるその他の光源であってもよい。本実施例において、励起光源１１０から出射された励起光束Ｌは平行光であり、かつ、第１の可変焦点レンズ１２０まで伝達される。

【0018】

第１の可変焦点レンズ１２０及び第２の可変焦点レンズ１３０について、薄膜または界面の曲率を変える（レンズの表面形状を変える）ことで焦点距離変更の目的を達成し、または材料自体の特性を変えることで焦点距離変更の目的を達成する。図２が示すように、第１の可変焦点レンズ１２０を例にすると、第１の可変焦点レンズ１２０は平面レンズの形、凹レンズの形及び凸レンズの形に任意に変換することができ、異なる焦点距離によって、第１の可変焦点レンズ１２０を通った光束を平行光、収束光または発散光に変換する。第１の可変焦点レンズ１２０の種類は例えば液晶レンズ、液圧レンズ、機械駆動レンズ、エレクトロウェッティングレンズ等を含むが、これに限定されない。以上の第１の可変焦点レンズ１２０に関する説明は第２の可変焦点レンズ１３０にも適用され、かつ、本実施例において、第１の可変焦点レンズ１２０及び第２の可変焦点レンズ１３０にそれぞれ異なる種類の可変焦点レンズを選んでもよい。

【0019】

本実施例の配置構造において、第１の可変焦点レンズ１２０と第２の可変焦点レンズ１３０との間の距離Ｄ１は例えば固定されて不変であり、かつ、励起光源１１０と第１の可変焦点レンズ１２０との間の距離Ｄ２も例えば固定されて不変である。第１の可変焦点レンズ１２０と第２の可変焦点レンズ１３０は何れも可変焦点であり、かつ、励起光束Ｌの伝達経路において前後に移動して焦点距離を変更する必要がないため、従来の照明システムで使用される一般的なレンズに比べると、本実施例の照明システム１００は体積が比較的に小さい。距離Ｄ１が固定不変である場合、変数を減らすこともできて、励起光束Ｌの品質がより一層安定する。

【0020】

また、第１の可変焦点レンズ１２０は例えば第２の可変焦点レンズ１３０と共焦点であってもよいが、これに限定されない。共焦点が第１の可変焦点レンズ１２０と第２の可変焦点レンズ１３０との間、励起光源１１０と第１の可変焦点レンズ１２０との間、または第２の可変焦点レンズ１３０の第１の可変焦点レンズ１２０から離れている一側になるように調整してもよい。別の実施例において、第１の可変焦点レンズ１２０と第２の可変焦点レンズ１３０の焦点がそれぞれに異なる位置になるように調整してもよい。

【0021】

具体的に言うと、第１の可変焦点レンズ１２０の機能は、焦点距離を絶えずに変えることで、励起光束Ｌが通った後の光点発生位置を絶えずに変えて、レーザースペックル現象を低減させ、光の均一度を高めることである。第２の可変焦点レンズ１３０の機能は、第１の可変焦点レンズ１２０を通った励起光束Ｌが焦点距離の変更により、平行光から発散光または収束光に調整された時に、第２の可変焦点レンズ１３０は自身の焦点距離を変えることで励起光束Ｌに対し調整を行い、第１の可変焦点レンズ１２０から出射された励起光束Ｌが第２の可変焦点レンズ１３０の調整を経た後、再度平行光に戻され、光束補償の効果を達成する。これにより、光の均一度を高め、結像品質を維持できる。

【0022】

第１の可変焦点レンズ１２０及び第２の可変焦点レンズ１３０の焦点距離を絶えずに変えると同時に、平行光の補償効果を達成する。本実施例の制御ユニット１４０は、第１の可変焦点レンズ１２０及び第２の可変焦点レンズ１３０の焦点距離を同期調整するものであり、かつ、本発明のニーズに応えるために、制御ユニット１４０は第１の可変焦点レンズ１２０及び第２の可変焦点レンズ１３０の焦点距離を同期に、かつ各々に調整することが好ましい。以下は、制御ユニット１４０が異なる時系列（ｔｉｍｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）において第１の可変焦点レンズ１２０及び第２の可変焦点レンズ１３０に対し異なる信号を与えて、第１の可変焦点レンズ１２０及び第２の可変焦点レンズ１３０を同期変更する形で焦点距離を調整することについて詳しく説明する。

【0023】

図３Ａは本発明の一実施例における第１の可変焦点レンズ及び第２の可変焦点レンズの焦点距離調整の概略図である。図３Ａを参照すると、第１の可変焦点レンズ１２０と第２の可変焦点レンズ１３０の屈折度（ｄｉｏｐｔｅｒ）が何れも正であり、即ち、第１の可変焦点レンズ１２０及び第２の可変焦点レンズ１３０は何れも凸レンズの形式であり、かつ、焦点ｆは第１の可変焦点レンズ１２０と第２の可変焦点レンズ１３０との間に位置する。一時系列において、励起光束Ｌが第１の可変焦点レンズ１２０を通った後、収束光に調整され、かつ、焦点ｆを通った後、発散光になって第２の可変焦点レンズ１３０まで伝達される。そして、励起光束Ｌが第２の可変焦点レンズ１３０を通った後、収束調整によって平行光に戻されるが、焦点距離ｆ２が焦点距離ｆ１より大きいため、元の励起光束に比較すると、光束が拡大されている。つまり、励起光源１１０が投射した励起光束Ｌの光点面積は、第１の可変焦点レンズ１２０及び第２の可変焦点レンズ１３０を通った後の励起光束Ｌの光点面積より小さい。逆に、別の時系列において、焦点ｆが第１の可変焦点レンズ１２０と第２の可変焦点レンズ１３０との間に位置し、かつ、焦点距離ｆ２が焦点距離ｆ１より小さい場合、励起光束Ｌが第２の可変焦点レンズ１３０を通った後、元の励起光束に比較すると、光束が縮小される。つまり、励起光源１１０が投射した励起光束Ｌの光点面積は、第１の可変焦点レンズ１２０及び第２の可変焦点レンズ１３０を通った後の励起光束Ｌの光点面積より大きい。

【0024】

図３Ｂから図３Ｃは本発明の別の実施例における第１の可変焦点レンズ及び第２の可変焦点レンズの焦点距離調整の概略図である。図３Ｂを参照すると、別の実施例では、第１の時系列において、第１の可変焦点レンズ１２０の屈折度が負であり、第２の可変焦点レンズ１３０の屈折度が正であり、即ち、第１の可変焦点レンズ１２０が凹レンズの形式であり、第２の可変焦点レンズ１３０が凸レンズの形式であり、かつ、焦点ｆが励起光源１１０と第１の可変焦点レンズ１２０との間に位置する。励起光束Ｌが第１の可変焦点レンズ１２０を通った後、発散光に調整され、かつ、第２の可変焦点レンズ１３０まで伝達される。そして、励起光束Ｌが第２の可変焦点レンズ１３０を通った後、収束調整によって平行光に戻されるが、焦点距離ｆ２が焦点距離ｆ１より大きいため、元の励起光束に比較すると、光束が拡大される。つまり、励起光源１１０が投射した励起光束Ｌの光点面積は、第１の可変焦点レンズ１２０及び第２の可変焦点レンズ１３０を通った後の励起光束Ｌの光点面積より小さい。

【0025】

図３Ｃを参照すると、別の時系列において、制御ユニット１４０によって異なる信号を与えて、第１の可変焦点レンズ１２０の屈折度を正に変更し、及び第２の可変焦点レンズ１３０の屈折度を負に変更し、即ち、第１の可変焦点レンズ１２０が凸レンズの形式であり、第２の可変焦点レンズ１３０が凹レンズの形式であり、かつ、焦点ｆが第２の可変焦点レンズ１３０の第１の可変焦点レンズ１２０から離れた一側に位置する。励起光束Ｌが第１の可変焦点レンズ１２０を通った後、調整されて収束光になり、かつ、第２の可変焦点レンズ１３０まで伝達される。そして、励起光束Ｌが第２の可変焦点レンズ１３０を通った後、発散により調整されて平行光に戻されるが、焦点距離ｆ２が焦点距離ｆ１より小さいため、元の励起光束に比較すると、光束が縮小される。つまり、励起光源１１０が投射した励起光束Ｌの光点面積が第１の可変焦点レンズ１２０及び第２の可変焦点レンズ１３０を通った後の励起光束Ｌの光点面積より大きい。

【0026】

以上から分かるように、制御ユニット１４０は第１の可変焦点レンズ１２０及び第２の可変焦点レンズ１３０の焦点距離を同期かつ各々に調整することにより、異なる時系列において励起光束Ｌを平行光に維持したまま拡大または縮小し、光点位置を絶えずに変えて、レーザースペックル現象をさらに低減し、光の均一度を高める。図４は本実施例の励起光束が波長変換ホイールにおいて形成した光点の概略図である。図１及び図４を参照すると、本実施例の照明システム１００は例えばさらに波長変換ホイール１５０を含み、第２の可変焦点レンズ１３０を通った励起光束Ｌの伝達経路上に配置されて、励起光束Ｌを変換光束に変換する。波長変換ホイール１５０が使用する波長変換材料は例えばガラス封止蛍光体（ｐｈｏｓｐｈｏｒ ｉｎ ｇｌａｓｓ，ＰＩＧ）、セラミックス封止蛍光体（ｐｈｏｓｐｈｏｒ ｉｎ ｃｅｒａｍｉｃ，ＰＩＣ）、多結晶蛍光シート、単結晶蛍光シートまたはシリコン封止蛍光体（ｐｈｏｓｐｈｏｒ ｉｎ ｓｉｌｉｃｏｎ，ＰＩＳ）等を含むが、これに限定されない。また、本実施例の励起光源１１０が提供する励起光束Ｌの光点形状が例えば円形であるが、これに限定されない。図４が示すように、光点Ｓ１は拡大後の励起光束Ｌが波長変換ホイール１５０において形成したものであり、光点Ｓ２は正常な励起光束Ｌが波長変換ホイール１５０において形成したものであり、光点Ｓ３は縮小後の励起光束Ｌが波長変換ホイール１５０において形成したものである。ここで、光点Ｓ３の面積範囲内に、光点Ｓ１～Ｓ３が重なるため、光の均一度が最も高い。なお、ここで言う「拡大」及び「縮小」は単に固定された大きさ状態ではなく、連続的な範囲間の線形変化であり、光点Ｓ１～Ｓ３は概略説明に過ぎない。第１の可変焦点レンズ１２０及び第２の可変焦点レンズ１３０の時系列に応じた同期調整によって生成される光点の大きさが絶えずに変化するため、レーザースペックル（ｌａｓｅｒ ｓｐｅｃｋｌｅ）を消去し、及び励起光束Ｌの光の均一度を高める目的を達成できる。

【0027】

図５は本発明の一実施例の投影装置のブロック概略図である。図５を参照すると、本実施例の投影装置１０は照明システム１００、ライトバルブ２００及び投影レンズアセンブリ３００を含む。照明システム１００は照明光束Ｌ１を提供し、ライトバルブ２００は照明光束Ｌ１の伝達経路上に配置されて、照明光束Ｌ１を画像光束Ｌ２に変換し、投影レンズアセンブリ３００は画像光束Ｌ２の伝達経路上に波長されて、画像光束Ｌ２を屏幕に投射し、屏幕上に画像画面を形成する。

【0028】

ライトバルブ２００は透過式ライトバルブまたは反射式ライトバルブであってもよく、透過式ライトバルブは透過式液晶パネルであり、反射式ライトバルブがデジタルマイクロミラー素子（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏ－ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ，ＤＭＤ）、液晶ディスプレイ（ｌｉｑｕｉｄ－ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ，ＬＣＤ）、液晶層シリコンパネル（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ ｐａｎｅｌ，ＬＣｏＳ ｐａｎｅｌ）、透光液晶パネル（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐａｎｅｌ）、電気光学変調器（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）、磁気光学変調器（Ｍａｇａｎｅｔｏ－Ｏｐｔｉｃ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）、音声光学変調器（Ａｃｏｕｓｔｏ－Ｏｐｔｉｃ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ，ＡＯＭ）であるが、これに限定されない。異なる設計構造により、ライトバルブ２００の数が一つまたは複数であってもよい。

【0029】

投影レンズアセンブリ３００は例えば屈折度を有する一つまたは複数の光学ミラーシートの組み合わせを含み、例えば、両凹レンズ、両凸レンズ、凹凸レンズ、凸凹レンズ、平凸レンズ及び平凹レンズ等の非平面ミラーシートの様々組み合わせを含む。一実施例において、投影レンズアセンブリ３００は平面光学ミラーシートを含んでもよい。本発明は投影レンズアセンブリ３００の形態及びその種類について制限しない。

【0030】

波長変換ホイール１５０は変換エリア及び光学エリア（図未示）を含み、光学エリアが反射エリアまたは透過エリアであってもよく、励起光束Ｌが波長変換ホイール１５０に照射した時、変換エリアが励起光束Ｌを変換光束Ｌｐに変換し、変換光束Ｌｐの波長が励起光束Ｌの波長と異なり、光学エリアが反射区である場合、励起光束Ｌを反射し、または光学エリアが透過エリアである場合、励起光束Ｌを透過させる。つまり、励起光束Ｌが光学エリアを経由して波長変換ホイール１５０を離れた場合は励起光束Ｌｒである。照明光束Ｌ１は変換光束Ｌｐ及び励起光束Ｌｒを含む。照明システム１００はさらにその他の光学素子を含み、照明光束Ｌ１をライトバルブ２００まで伝達するとしてもよい。

【0031】

照明システム１００は照明光束Ｌ１の光の均一度を高め、及びレーザースペックルを消去することができるため、照明システム１００を用いた投影装置１０も光の均一度を高め、かつ、画像光束Ｌ２が屏幕まで投射された結像品質を改善することができる。

【0032】

以上を纏めると、本発明の実施例の照明システムにおいて、制御ユニットは第１の可変焦点レンズ及び第２の可変焦点レンズに電気的に接続され、かつ、時系列に第１の可変焦点レンズ及び第２の可変焦点レンズの焦点距離を同期調整する。励起光束が第１の可変焦点レンズを通る時に、焦点距離が絶えずに変わるため、光点発生の位置を絶えずに変えることができ、レーザースペックル現象を低減し、光の均一度を高めることができる。同時に、第１の可変焦点レンズを通った励起光束は、焦点距離の変化により、平行光から調整されて発散光または収束光になる。第２の可変焦点レンズの焦点距離は第１の可変焦点レンズの当時の焦点距離を基に調整され、第１の可変焦点レンズから出射された励起光束が第２の可変焦点レンズを通った後に、再度平行光に戻され、光束補償の効果を達成する。本発明の実施例の投影装置は前記照明システムを使用することで、光の均一度を高め、結像品質を改善することができる。

【0033】

以上は本発明の好ましい実施例に過ぎず、これを以って本発明の実施範囲を制限すべきではない。即ち、本発明の請求の範囲及び明細書を基に行った簡単かつ等価な変更と修正はすべて本発明の範囲内に属する。また、本発明の任意の実施例または請求項は必ずしも本発明で開示されたすべての目的、利点または特徴を備えるとは限らない。また、要約書と表題（発明名称）は特許文献検索に利用されるものであり、本発明の権利範囲を制限するものではない。また、明細書または請求の範囲で言及される「第１」、「第２」等の用語は素子（ｅｌｅｍｅｎｔ）の名称を示し、または異なる実施例や範囲を区別するものであり、素子の数の上限または下限を制限するものではない。

【符号の説明】

【0034】

１０ 投影装置
１００ 照明システム
１１０ 励起光源
１２０ 第１の可変焦点レンズ
１３０ 第２の可変焦点レンズ
１４０ 制御ユニット
１５０ 波長変換ホイール
２００ ライトバルブ
３００ 投影レンズアセンブリ
Ｄ１、Ｄ２ 距離
Ｆ 焦点
ｆ１、ｆ２ 焦点距離
Ｌ 励起光束
Ｌ１ 照明光束
Ｌ２ 画像光束
Ｌｐ 変換光束
Ｌｒ 反射された励起光束
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 光点

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】