專利名稱：色分離合成元件、圖形光生成裝置及投射型圖形顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及立方體狀的色分離合成元件、配備該色分離合成元件而構(gòu)成的圖形光生成裝置以及配備該圖形光生成裝置而構(gòu)成的投射型圖形顯示裝置。
背景技術(shù)：
圖12是表示利用立方體形狀的色分離合成元件120的液晶投影儀的立體圖。這種液晶投影儀是有本申請(qǐng)人在以前的專利申請(qǐng)中公開(kāi)(參照特開(kāi)2002-162520號(hào))。色分離合成元件120，包括與光源部110對(duì)向的光入射面、與各反射型的液晶面板131、132、133對(duì)向的3個(gè)光出入面、與投射光學(xué)系統(tǒng)140對(duì)向的光出射面以及另外一個(gè)面。在其內(nèi)部，包括將由前述光源部110入射的光分解成三原色并由規(guī)定的光出入面出射的色分離合成部150。出射的各色光，通過(guò)與各光出入面對(duì)置配置的反射型液晶顯示面板131、132、133反射。反射的各色光返回偏振光方向90°旋轉(zhuǎn)的色分離合成元件120內(nèi)。色分離合成部150進(jìn)一步合成返回色分離合成元件120內(nèi)的三原色的色成分。合成光(彩色圖形光)由光出射面供給投射光學(xué)系統(tǒng)140。
色分離合成機(jī)構(gòu)150，例如，用電介質(zhì)多層膜形成，如圖13、圖14、圖15所示，由三個(gè)光學(xué)面151、152、153構(gòu)成。紅色光透過(guò)光學(xué)面151由紅色用液晶顯示面板131反射返回，由光學(xué)面151反射，從光出射面出射。綠色光由光學(xué)面151反射被綠色用液晶顯示面板132反射返回，透過(guò)光學(xué)面151由光出射面出射。藍(lán)色光由光學(xué)面152反射，由藍(lán)色用液晶顯示面板133反射返回，由光學(xué)面153反射由光出射面出射。
但是，由于上述色分離合成元件120，在立方體形狀內(nèi)形成三個(gè)光學(xué)面151、152、153，所以，成為將六個(gè)四面體組合起來(lái)的結(jié)構(gòu)。因此，制作困難，并且，存在由于反射圖形光從而使得其扭轉(zhuǎn)的光學(xué)面使反差降低的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述情況，其目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且不容易降低反差的色分離合成元件。
此外，本發(fā)明的目的是提供一種可以防止產(chǎn)生雙重像的圖形光生成裝置及使用它的投射型圖形顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的色分離合成元件，為了解決上述課題，其特征在于，包括在透明立方體內(nèi)，在將該立方體分割成兩個(gè)三角柱狀的分割面上形成的第1光學(xué)作用面，以及形成在另一分割面上的第2光學(xué)作用面，前述第1光學(xué)作用面，對(duì)三原色光中的兩原色光，具有使第一偏振光以及相對(duì)于該第一偏振光的偏振光方向相差90°的第二偏振光全部透過(guò)的作用，對(duì)于另一原色光，具有使第一偏振光透過(guò)，使第二偏振光反射的作用，前述第2光學(xué)作用面，對(duì)前述另一原色光，具有使第一偏振光及第二偏振光均透過(guò)的作用，對(duì)前述兩原色光具有使第一偏振光透過(guò)，將第二偏振光反射的作用。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于在立方體形狀內(nèi)形成兩個(gè)光學(xué)作用面，形成將四個(gè)光學(xué)部件組合的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，所以，與現(xiàn)有技術(shù)的由六個(gè)四面體構(gòu)成的結(jié)構(gòu)相比，制作容易，并且，由于沒(méi)有以扭轉(zhuǎn)圖像光方式發(fā)生反射的光學(xué)作用面，所以，可以避免反差的降低。
此外，根據(jù)本發(fā)明的色分離合成元件，其特征在于，它包括在透明立方體內(nèi)相互不平行的第1光學(xué)作用面及第2光學(xué)作用面，以將立方體的第1面和立方體的第2面作為光入射面，將立方體的第3面和第4面及第5面作為光出入面，將立方體的第6面作為光出射面的方式構(gòu)成，其中，入射到前述立方體第1面上的規(guī)定偏振光的一原色成分的光，透過(guò)第1光學(xué)作用面從立方體的第3面出射，將偏振光方向旋轉(zhuǎn)90°返回的前述一原色成分的光從立方體的第3面入射，將該一原色成分的光在第1光學(xué)作用面上反射，從前述光出射面出射，入射到前述立方體的第2面上的兩原色成分光中、規(guī)定偏振光的一原色成分的光透過(guò)第2光學(xué)作用面，從立方體的第4面出射，使偏振光方向旋轉(zhuǎn)90°返回的前述一原色成分的光入射到立方體的第4面，將該一原色成分的光在第2光學(xué)作用面上反射，從前述光出射面出射，入射到前述立方體的第2面上的兩原色的成分的光中、規(guī)定偏振光的另一原色成分的光在第2光學(xué)作用面上反射，從立方體的第5面出射，將偏振光方向旋轉(zhuǎn)90°返回的前述一原色成分的光從立方體的第5面入射，該一原色成分的光透過(guò)第2光學(xué)作用面從前述光出射面出射。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在立方體形狀內(nèi)形成兩個(gè)光學(xué)作用面構(gòu)成，成為將四個(gè)光學(xué)部件組合起來(lái)的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)的由六個(gè)四面體構(gòu)成的結(jié)構(gòu)相比，制作容易，并且，由于沒(méi)有以扭轉(zhuǎn)圖像光方式發(fā)生反射的光學(xué)作用面，所以，可以避免反差的降低。
此外，本發(fā)明的圖形光生成裝置，其特征在于，它包括前述色分離合成元件、分別設(shè)于該色分離合成元件的立方體的第3面和立方體第4面及立方體第5面上的三個(gè)反射型光調(diào)制元件、出射白色光的光源、將從前述光源出射的白色光分離成一原色成分的光和規(guī)定偏振光的二原色成分光的分離機(jī)構(gòu)、以及使前述二原色成分光中的一原色成分光的偏振光方向旋轉(zhuǎn)90°的窄帶相位差發(fā)生機(jī)構(gòu)。
此外，本發(fā)明的圖形光生成裝置，其特征在于，它包括前述色分離合成元件、分別設(shè)于該色分離合成元件的立方體的第3面和立方體的第4面及立方體第5面上的三個(gè)反射型光調(diào)制元件、出射規(guī)定偏振光的一原色成分光的第1光源部、出射偏振光方向相互差90°的二原色成分的第2光源部。
在這種結(jié)構(gòu)中，前述第2光源部可以具有使二原色成分的光中的一原色成分的光的偏振光方向旋轉(zhuǎn)90°的窄帶相位差發(fā)生機(jī)構(gòu)。
此外，前述第2光源部還可以具有出射偏振光方向相互差90°的二原色成分的光的兩個(gè)光源，和接受前述二原色成分的光并進(jìn)行合成的合成機(jī)構(gòu)。
此外，在上述圖形光生成裝置中，前述光源或光源部可以配置固體發(fā)光機(jī)構(gòu)構(gòu)成。
此外，可以配置使入射的光的偏振光方向一致的偏振光變換機(jī)構(gòu)。
此外，在這些圖形光生成裝置中，也可以將從光源來(lái)的光變成兩個(gè)光束，所述兩個(gè)光束在前述光學(xué)作用面上相互交叉，并被引導(dǎo)到規(guī)定的反射型光調(diào)制元件的第1照射區(qū)域和第2照射區(qū)域上。借此，可以防止發(fā)生雙重像。
此外，在這種結(jié)構(gòu)中，也可以包括第1積分器透鏡，其具有入射側(cè)透鏡陣列和出射側(cè)透鏡陣列，以便使各個(gè)凸透鏡將從前述光源來(lái)的光引導(dǎo)到前述反射型光調(diào)制元件的第1照射區(qū)域；以及第2積分器透鏡，其具有入射側(cè)透鏡陣列和出射側(cè)透鏡陣列，以便使各個(gè)凸透鏡將從前述光源來(lái)的光引導(dǎo)到前述反射型光調(diào)制元件的第2照射區(qū)域。
此外，也可以配備光束的照射角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
此外，也可以配備使光束的照射開(kāi)始位置位移的機(jī)構(gòu)。
此外，可以在各出射側(cè)透鏡陣列的出射側(cè)，分別配置聚光透鏡，將各個(gè)聚光透鏡能夠沿著垂直于光軸的方向移動(dòng)調(diào)節(jié)地設(shè)置，進(jìn)行光束的照射角度的調(diào)節(jié)。
此外，在各出射側(cè)透鏡陣列的光出射側(cè)，也可以分別配備聚光透鏡，形成各積分器透鏡及與之對(duì)應(yīng)的聚光透鏡的組，將各組可以單獨(dú)地位移地設(shè)置，進(jìn)行光束照射開(kāi)始位置的位移。
也可以代替利用上述兩組積分器透鏡形成兩個(gè)光束，使用兩個(gè)棒式積分器。
在這種結(jié)構(gòu)中，具有配備曲面形反射鏡的光源，將從前述光源來(lái)的基本上平行的光聚光，引導(dǎo)到前述兩個(gè)棒式積分器的光入射面上。
此外，具有配備對(duì)一個(gè)發(fā)光點(diǎn)形成兩個(gè)聚光點(diǎn)的反射鏡的光源，分別將前述兩個(gè)棒式積分器的光入射面配置在前述光源的兩個(gè)聚光點(diǎn)位置附近。
此外，也可以配備兩個(gè)光源，將從各光源來(lái)的光分別引導(dǎo)到前述兩個(gè)棒式積分器的光入射面上。
在采用上述兩個(gè)棒式積分器的結(jié)構(gòu)中，在光學(xué)作用面的光入射側(cè)位置上，具有單體的光學(xué)元件，以交叉狀來(lái)到的兩個(gè)光束，被前述光學(xué)元件折射。
此外，在配置于前述兩個(gè)棒式積分器的光出射側(cè)的光學(xué)系統(tǒng)上，至少配備將從各棒式積分器出射的光聚光的第1光學(xué)部件，以及配置其聚光點(diǎn)附近的第2光學(xué)部件。
進(jìn)而，在這種結(jié)構(gòu)中，前述兩個(gè)棒式積分器平行配置，可以在前述光學(xué)系統(tǒng)上配備使經(jīng)過(guò)前述第2光學(xué)部件的光折射并交叉的第三光學(xué)部件。
或者，也可以將前述兩個(gè)棒式積分器不平行地配置，使經(jīng)過(guò)前述第二光學(xué)部件的光交叉地構(gòu)成。
在上述圖形光生成裝置中，當(dāng)令反射型光調(diào)制元件的高寬比為A∶B時(shí)，可以劃分成A∶B/2的第1照射區(qū)域及第2照射區(qū)域。
此外，可以將圖形光生成裝置形成一個(gè)包含光源、色分離合成元件以及從光源至色分離合成元件的光學(xué)部件的單元。
此外，根據(jù)本發(fā)明的投射型圖形顯示裝置，其特征在于，它配備有上述任何一種圖形光生成裝置。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施形式的色分離合成元件及反射型光調(diào)制元件的配置關(guān)系等的說(shuō)明圖。
圖2(a)、(b)是分別說(shuō)明圖1的色分離合成元件的光學(xué)作用面的說(shuō)明圖。
圖3是表示采用圖1的色分離合成元件的投射型圖形顯示裝置的光學(xué)系統(tǒng)的說(shuō)明圖。
圖4是表示采用圖1的色分離合成元件的投射型圖形顯示裝置的光學(xué)系統(tǒng)的說(shuō)明圖。
圖5(a)、(b)、(c)是說(shuō)明具有單一光束照明系統(tǒng)的投射型圖形顯示裝置的光學(xué)系統(tǒng)的同時(shí)表示其缺點(diǎn)的說(shuō)明圖。
圖6(a)、(b)是表示具有兩組積分器透鏡的雙光束照明系統(tǒng)的說(shuō)明圖。
圖7是表示圖6的雙光束照明系統(tǒng)變形例的說(shuō)明圖。
圖8是圖的作用說(shuō)明圖。
圖9是表示具有兩個(gè)棒式積分器透鏡的雙光束照明系統(tǒng)的說(shuō)明圖。
圖10(a)、(b)是表示本發(fā)明的反射型液晶投影儀的另外的光學(xué)系統(tǒng)的概況的俯視圖，該圖(c)是表示偏振光變換的一個(gè)例子的說(shuō)明圖。
圖11(a)、(b)是表示本發(fā)明的反射型液晶投影儀的另外的光學(xué)系統(tǒng)的概況的俯視圖。
圖12是表示具有現(xiàn)有技術(shù)的色分離合成元件的反射型液晶投影儀的光學(xué)系統(tǒng)的概況的立體圖。
圖13是表示現(xiàn)有技術(shù)的色分離合成元件的說(shuō)明圖。
圖14是表示現(xiàn)有技術(shù)的色分離合成元件的說(shuō)明圖。
圖15是表示現(xiàn)有技術(shù)的色分離合成元件的說(shuō)明圖。
圖中1-光源，4-積分器透鏡，6-二向色鏡，9-窄帶相位差板，11R、11G、11B-照明裝置，31R、31G、31B-反射型液晶顯示面板，50-色分離合成元件，50a-第1光學(xué)作用面，50b-第2光學(xué)作用面，62-第1光束生成部，62a-聚光透鏡，62b-棒式積分器，63-第2光束生成部，63a-聚光透鏡，63b-棒式積分器，67A、67B-棒式積分器，68A、68B-棒式積分器。
具體實(shí)施例方式
下面，根據(jù)圖1及圖2說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施形式的色分離合成元件。
色分離合成元件50，如圖1所示，配備有在透明玻璃立方體內(nèi)，形成在將該立方體分割成兩個(gè)三角柱的分割面上的由多層電介質(zhì)膜等構(gòu)成的第1光學(xué)作用面50a，以及形成在另一個(gè)分割面上的由多層電介質(zhì)膜等構(gòu)成的第2光學(xué)作用面50b。例如，第1光學(xué)作用面50a，如圖2(a)所示，以從透明立方體的里面?zhèn)鹊纳线吰疬B接到靠近身邊側(cè)的下邊的方式配置。該第1光學(xué)作用面50a，對(duì)于紅色光，具有使P偏振光及S偏振光都透射的作用，對(duì)于綠色光，具有使P偏振光及S偏振光都透射的作用，對(duì)于藍(lán)色光具有令P偏振光透射，將S偏振光反射的作用。此外，第2光學(xué)作用面50b，如圖2(b)所示，以從透明立方體的左里面?zhèn)鹊目v邊起連接到右方靠近身邊側(cè)的縱邊的方式配置。該第2光學(xué)作用面50b，對(duì)于紅色光具有令P偏振光透射，將S偏振光反射的作用，對(duì)于綠色光具有令P偏振光透射，將S偏振光反射的作用，對(duì)于藍(lán)色光，具有使P偏振光及S偏振光都透射的作用。
色分離合成元件50，在圖1中，將立方體的第1面(在圖中下側(cè)的面)和立方體的第2面(右側(cè)的面)作為光入射面，將立方體的第3面(上側(cè)的面)和立方體的第4面(左側(cè)的面)和立方體的第5面(里面?zhèn)鹊拿?分別作為三個(gè)反射型液晶顯示面板31的對(duì)向面，將立方體的第6面(身邊的面)作為光出射面。
藍(lán)色光用的反射型液晶顯示面板31B面對(duì)立方體的第3面(上側(cè)的面)配置。反射型液晶顯示面板，對(duì)于各種色，將要顯示的部分的象素，以使入射光(照明光)的偏振光方向旋轉(zhuǎn)90°反射(調(diào)制)的方式構(gòu)成。在立方體的第1面(下側(cè)的面)上入射P偏振光的藍(lán)色光。入射的藍(lán)色P偏振光透過(guò)第1光學(xué)面50a，到達(dá)反射型液晶顯示面板31B，借助該反射型液晶顯示面板31B，偏振光方向旋轉(zhuǎn)90°變成S偏振光的調(diào)制光并被反射。該S偏振光的藍(lán)色調(diào)制光，由第1光學(xué)作用面50a反射，從前述光出射面出射。
紅色光用反射型液晶顯示面板31R面對(duì)立方體的第4面(左側(cè)的面)配置，綠色光用的反射型液晶顯示面板31G面對(duì)立方體的第5面(里面?zhèn)鹊拿?配置。同時(shí)，黃色光(P偏振光的紅色光和S偏振光的綠色光)入射到立方體的第2面(右側(cè)的面)上。
在入射的黃色光中，P偏振光的紅色光透過(guò)第2光學(xué)作用面50b到達(dá)反射型液晶顯示面板31R，由該反射型液晶顯示面板31R使偏振光方向旋轉(zhuǎn)90°變成S偏振光的調(diào)制光并被反射。該S偏振光的紅色調(diào)制光，被第2光學(xué)作用面50b反射，從前述光出射面出射。此外，S偏振光的綠色光被第2光學(xué)作用面50b反射，到達(dá)反射型液晶顯示面板31G，由該反射型液晶顯示面板31G將偏振光方向旋轉(zhuǎn)90°變成P偏振光的調(diào)制光并被反射。該P(yáng)偏振光的綠色調(diào)制光透過(guò)第2光學(xué)作用面50b，從前述光出射面出射。
圖3是表示配備有上述色分離合成元件50的液晶投影儀的光學(xué)系統(tǒng)的說(shuō)明圖。此外，在該圖中，在色分離合成元件50的背面?zhèn)扰渲镁G色用的反射型液晶顯示面板31G，色分離合成元件50的表面?zhèn)瘸蔀楣獬錾涿?，在該光出射面上配置圖中未示出的投射透鏡。
光源1的發(fā)光部2，由超高壓水銀燈，金屬鹵燈，氙燈等構(gòu)成，其照射光由拋物線反射器3變成平行光出射，導(dǎo)向積分器透鏡4。
積分器透鏡4由一對(duì)透鏡組(蠅眼透鏡)構(gòu)成，各個(gè)透鏡對(duì)將從光源1出射的光引導(dǎo)到反射型液晶顯示面板31的整個(gè)面上。經(jīng)過(guò)積分器透鏡4的光，經(jīng)由偏振光變換裝置5，被引導(dǎo)到二向色鏡6。
偏振光變換裝置5，由偏振光分束器陣列(下面稱之為PBS陣列)構(gòu)成。PBS陣列備有偏振光分離膜和相位差板(1/2λ片)。PBS陣列的各個(gè)偏振光分離膜使從積分器透鏡4來(lái)的光中的例如P偏振光通過(guò)，將S偏振光進(jìn)行90°的光路變更。被光路變更的S偏振光被鄰接的偏光分離膜反射，另一方面，透過(guò)偏光分離膜的P偏振光，通過(guò)設(shè)于光出射側(cè)的前述相位差板變換成S偏振光出射。即，此時(shí)幾乎全部光都被變換成S偏振光。
二向色鏡6透過(guò)黃光(紅色光和綠色光)反射藍(lán)色光。被二向色鏡6反射的藍(lán)色光，由全反射鏡7反射，改變光路。由全反射鏡7反射的S偏振光的藍(lán)色光入射到色分離合成元件50的立方體的第1面上。
另一方面，透過(guò)二向色鏡6的黃光，被全反射鏡8反射并被引導(dǎo)到窄帶相位差板9。窄帶相位差板9只將綠色光將其偏振光方向旋轉(zhuǎn)90°，變換成P偏振光。此外，也可以代替窄帶相位差板9，將二向色鏡和相位差板組合起來(lái)使用。這里圖3中的S(S偏振光)是以偏振光變換裝置5為基準(zhǔn)的S偏振光。另一方面，圖1中的P偏振光以及S偏振光是以色分離合成元件50中的第1光學(xué)作用面50a以及第2光學(xué)作用面50b為基準(zhǔn)的P偏振光以及S偏振光。即，相對(duì)于圖3中的偏振光變換裝置5、二向色鏡6、以及全反射鏡7、8，由于圖1中的第1光學(xué)作用面50a和第2光學(xué)作用面50b面向90°扭曲方向，因此圖3中的S偏振光對(duì)于色分離合成元件50是P偏振光。
圖4是表示配備色分離合成元件50的反射型液晶投影儀的其它的光學(xué)系統(tǒng)的說(shuō)明圖。此外，在該圖中，在色分離合成元件50的背面?zhèn)扰渲镁G色用反射型液晶顯示面板31G，色分離合成元件50的表面?zhèn)茸兂晒獬錾涿?，在該光出射面上配置圖中未示出的投射透鏡。
該液晶投影儀備有三個(gè)照明裝置11R、11G、11B(下面，在不指定各個(gè)照明裝置時(shí)，使用符號(hào)“11”)。照明裝置11R出射紅色光，照明裝置11G出射綠色光，照明裝置11B出射藍(lán)色光。由于照明裝置11R、11G、11B出射光色不同，但結(jié)構(gòu)基本上相同，所以，在圖中只給予照明裝置11G以符號(hào)，對(duì)于驅(qū)動(dòng)照明裝置11R，11B，省略其符號(hào)。
照明裝置11，由LED組件(chips)12…配置成陣列狀、并且在各LED組件12的光出射側(cè)配置透鏡單元13…形成的光源，以及，將從各LED組件12出射、由前述透鏡單元13變成平行光的光積分引導(dǎo)到反射型液晶顯示面板31的積分器透鏡14構(gòu)成。積分器透鏡14，由一對(duì)透鏡組(蠅眼透鏡)構(gòu)成，各個(gè)透鏡對(duì)將從各LED組件12出射的光引導(dǎo)到反射型液晶顯示面板31的整個(gè)面上。這樣，由于從LED組件12出射的光被積分并引導(dǎo)到反射型液晶顯示面板31上，所以，可以防止在反射型液晶顯示面板31上(屏幕的圖像上)光產(chǎn)生強(qiáng)度分布不均。
在積分器透鏡14和聚光透鏡16之間設(shè)置偏振光變換裝置15。該偏振光變換裝置15具有和前面所述的偏振光變換裝置5同樣的結(jié)構(gòu)，但在綠色用照明裝置11G上，使出射光與P偏振光一致。
照明裝置11R和照明裝置11G，以其出射光的光軸以90°交叉的方式配置。同時(shí)，在上述交叉位置上，設(shè)置偏振光分束器17。偏振光分束器17的光出射面，與色分離合成元件50上的黃光入射面(立方體的第2面)面對(duì)。從照明裝置11R出射的S偏振光的紅色光和從照明裝置11G出射的P偏振光的綠色光，由偏振光分束器17合成變成黃光，入射到色分離合成元件50中的黃光入射面上。
照明裝置11B面對(duì)色分離合成元件50上的藍(lán)色光入射面(立方體的第1面)，從照明裝置11B出射的S偏振光的藍(lán)色光，入射到色分離合成元件50上的藍(lán)色光入射面上。
此外，也可以代替偏振光分束器17，使用具有將對(duì)象色的光的波長(zhǎng)大小或者比波長(zhǎng)短的寬度的線狀體以相當(dāng)于前述波長(zhǎng)的大小或比波長(zhǎng)短的間隔配置的結(jié)構(gòu)的線柵。此外，也可以使用合成紅色光和綠色光的二向色棱鏡。此外，也可以代替照明裝置11R以及照明裝置11G，設(shè)置出射P偏振光的黃光的照明裝置，進(jìn)而，也可以采用在該黃光的光路上設(shè)置只將紅色光變換成S偏振光的窄帶相位差板的結(jié)構(gòu)。這里圖4中的P(P偏振光)以及S(S偏振光)是以偏振光分束器17(或偏振光變換裝置15)為基準(zhǔn)的P偏振光以及S偏振光。另一方面，圖1中的P偏振光以及S偏振光是以色分離合成元件50中的第1光學(xué)作用面50a以及第2光學(xué)作用面50b為基準(zhǔn)的P偏振光以及S偏振光。即，相對(duì)于圖4中的偏振光變換裝置15，由于圖1中的第1光學(xué)作用面50a和第2光學(xué)作用面50b面向90°扭曲方向，因此圖4中的P偏振光對(duì)于色分離合成元件50是S偏振光，圖4中的S偏振光對(duì)于色分離合成元件50是P偏振光。
圖5(a)與圖5(b)是表示使用積分器透鏡4的照明系統(tǒng)和色分離合成元件50的關(guān)系的說(shuō)明圖，這種關(guān)系，發(fā)生在藍(lán)色光和第2光學(xué)作用面50b之間，以及黃光與第1光學(xué)作用面50a之間。在圖5(b)中，將光源1與色分離合成元件50和反射型液晶顯示面板31之間的關(guān)系進(jìn)行了簡(jiǎn)化(省略了相位差板等)，在圖5(a)中，表示由反射型液晶顯示面板31B產(chǎn)生的反射光(調(diào)制光)和色分離合成元件50的光學(xué)作用面50b之間的關(guān)系。
入射到積分器透鏡4的入射側(cè)透鏡陣列的一個(gè)凸透鏡上的光，將焦點(diǎn)聚焦在出射側(cè)透鏡陣列的對(duì)應(yīng)凸透鏡附近，用聚光透鏡21、22向中心方向折射，傾斜地引導(dǎo)到液晶顯示面板31上，用該液晶顯示面板31反射的光傾斜地入射到色分離合成元件50上。
但是，色分離合成元件50上的光學(xué)作用面50b，與藍(lán)色用液晶顯示面板31B的光入射方向平行地配置，將由藍(lán)色用反射型液晶顯示面板31B反射并傾斜地入射的調(diào)制光的一部分反射。如圖5(c)所示，反射型液晶顯示面板31B反射后到達(dá)光學(xué)作用面50b的光全反射，在面板上的點(diǎn)a被調(diào)制的光，就好像是從面板上的點(diǎn)b出射的那樣成像在屏幕上對(duì)應(yīng)的位置上。此外，如圖5(a)所示，由反射型液晶顯示面板31B反射后未到達(dá)光學(xué)作用面50b的光，原封不動(dòng)地被面板上的點(diǎn)b調(diào)制的光成像在屏幕上的對(duì)應(yīng)的位置上。借此，在屏幕上的相當(dāng)于點(diǎn)b的位置上，由從面板的點(diǎn)a和點(diǎn)b來(lái)的光重疊成像，發(fā)生雙重像。
其次，根據(jù)圖6至圖8說(shuō)明可以消除這種雙重像的缺點(diǎn)的照明光學(xué)系統(tǒng)。圖6是表示色分離合成元件50中的第2光學(xué)作用面50b與藍(lán)色用反射型液晶顯示面板31B的關(guān)系的立體圖，對(duì)于黃光的色分離光學(xué)系統(tǒng)及其導(dǎo)光系統(tǒng)，在圖中省略。此外，對(duì)于黃光的色分離光學(xué)系統(tǒng)及其導(dǎo)光系統(tǒng)，示于圖9中。
這里，在本實(shí)施形式中，各液晶顯示面板31，以其中心線與光學(xué)作用面50a、50b平行地方式傾斜配置。以反射型液晶顯示面板31的中央水平線為界，其中之一作為第1照射區(qū)域，另一個(gè)作為第2照射區(qū)域。當(dāng)令反射型液晶顯示面板31的高寬比設(shè)為A∶B時(shí)，第1照射區(qū)域及第2照射區(qū)域被分成A∶B/2的區(qū)域。將從光源1來(lái)的第1光束引導(dǎo)到第1照射區(qū)域，將從光源1來(lái)的第2光束引導(dǎo)到第2照射區(qū)域。
圖6是表示本實(shí)施形式的反射型液晶投影儀的光學(xué)系統(tǒng)的概況的說(shuō)明圖。在圖6(b)中，以簡(jiǎn)化的方式表示光源1與色分離合成元件50及反射型液晶顯示面板31B的關(guān)系(省略了相位差板等)，在該圖6(a)中，表示由反射型液晶顯示面板31B反射的光(調(diào)制光)與色分離合成元件50的第2光學(xué)作用面50b的關(guān)系。
在光源1的光出射側(cè)，配置將存在光的部分的亮度差異平均化的第1積分器透鏡41及第2積分器透鏡42。用第1積分器透鏡41生成第1光束，用第2積分器透鏡42生成第2光束。
第1積分器透鏡41，由一對(duì)透鏡陣列(fly’s lens)41a、41b構(gòu)成，各個(gè)凸透鏡(不管凸透鏡的方向是指向光入射側(cè)還是光出射側(cè))照射反射型液晶面板31B的第1照射區(qū)域。即，在第1積分器透鏡41中，入射到入射側(cè)透鏡陣列41a的一個(gè)凸透鏡上的光，將焦點(diǎn)聚焦在出射側(cè)透鏡陣列41b的對(duì)應(yīng)的凸透鏡附近，利用聚光透鏡21折射，以與色分離合成元件50的第2光學(xué)作用面50b交叉地引導(dǎo)到反射型液晶顯示面板31B上。
第2積分器透鏡42，由一對(duì)透鏡陣列(fly’s lens)42a、42b構(gòu)成，各個(gè)凸透鏡(不管凸透鏡的方向是指向光入射側(cè)還是光出射側(cè))照射反射型液晶面板31B的第二個(gè)照射區(qū)域。即，在第2積分器透鏡42中，入射到入射側(cè)透鏡陣列42a的一個(gè)凸透鏡上的光，將焦點(diǎn)聚焦在出射側(cè)透鏡陣列42b的對(duì)應(yīng)的凸透鏡附近，利用聚光透鏡21折射，以與色分離合成元件50的第2光學(xué)作用面50b交叉地引導(dǎo)到反射型液晶顯示面板31B上。
這樣，利用第1積分器透鏡41和第2積分器透鏡42，將從光源1來(lái)的光變成兩個(gè)光束。同時(shí)，所述兩個(gè)光束在色分離合成元件50的第2光學(xué)作用面50b上相互交叉，被引導(dǎo)到反射型液晶顯示面板31B的第1照射區(qū)域和第2照射區(qū)域上。此外，在各個(gè)積分器透鏡中的凸透鏡部的形狀，與第一、第2照射區(qū)域的形狀對(duì)應(yīng)。
借助這種結(jié)構(gòu)，由于被反射型液晶顯示面板31B調(diào)制的反射光，向離開(kāi)色分離合成元件50的第2光學(xué)作用面50b的方向反射，不會(huì)橫切色分離合成元件50的第2光學(xué)作用面50b，所以，可以防止由色分離合成元件50的第2光學(xué)作用面50b的全反射和透射引起的雙重像的形成。此外，在兩個(gè)光束入射到第2光學(xué)作用面50b上時(shí)，產(chǎn)生透射和全反射，但在入射到液晶顯示面板之前，在光學(xué)面的一個(gè)面上的全反射，和在另一個(gè)面上的全反射抵消，并不會(huì)在液晶顯示面板的第一、第2照射區(qū)域上產(chǎn)生亮度的不平衡。
同時(shí)，當(dāng)將兩個(gè)光束引導(dǎo)到反射型液晶顯示面板31B的第1照射區(qū)域和第2照射區(qū)域上時(shí)，有時(shí)不能充分地將光引導(dǎo)到第1照射區(qū)域和第2照射區(qū)域的交界處，會(huì)在面板中心產(chǎn)生暗線。
在圖7的立體圖上，表示備有消除上述暗線的機(jī)構(gòu)的投射型圖形顯示裝置。在該圖7中所示的結(jié)構(gòu)中，在第一第2積分器透鏡41、42的各個(gè)出射側(cè)透鏡陣列41b、42b的出射側(cè)，分別包括聚光透鏡21A、21B，將各聚光透鏡21A、21B沿與光軸正交的方向可單獨(dú)移動(dòng)調(diào)節(jié)地設(shè)置。這里，垂直光軸的方向，成為與光學(xué)作用面正交的方向。作為使各聚光透鏡21A、21B移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，可以利用透鏡支持框，導(dǎo)向該透鏡支持框的導(dǎo)向件，將透鏡支持框沿導(dǎo)向件推拉的螺旋構(gòu)件等結(jié)構(gòu)部件實(shí)現(xiàn)，但并不局限于這種機(jī)構(gòu)。此外，在聚光透鏡21A、21部之間進(jìn)行遮光。
進(jìn)而，將第1積分器透鏡41和聚光透鏡21A一體化，形成一組，將第2積分器透鏡42和聚光透鏡21B一體化，形成一組，各組可以獨(dú)立地進(jìn)行位移。作為使各組位移的機(jī)構(gòu)，可以利用各組的支持框，對(duì)各組的支持框進(jìn)行導(dǎo)向的的導(dǎo)向件，將透鏡支持框沿導(dǎo)向件推拉的螺旋構(gòu)件等結(jié)構(gòu)部件實(shí)現(xiàn)，但并不局限于這種機(jī)構(gòu)。
這里，由各組產(chǎn)生的在液晶顯示面板上的照射范圍，分別稍大于第1照射區(qū)域及第2照射區(qū)域。通過(guò)使之稍大，即使將各組移動(dòng)位置，也可以分別保持對(duì)第1照射區(qū)域和第2照射區(qū)域的照射，除此之外，還可以防止在其交接線上產(chǎn)生非照射范圍。當(dāng)基于圖8說(shuō)明這種情況時(shí)，通過(guò)照射范圍的位移(位置移動(dòng))，如圖8的①的照射狀態(tài)至②所示，在面板上的照射范圍被擴(kuò)大，向面板中心的照射光量增大，除去中心部的暗線。
如果只進(jìn)行照射范圍的位移(位置移動(dòng))的話，如圖8的②所示，光束會(huì)觸及光學(xué)作用面50b。這時(shí)，通過(guò)使各聚光透鏡21A、21B如圖7所示的那樣移動(dòng)，可以使光束的入射角增大(越在透鏡周邊側(cè)折射作用越大)，如圖8的③所示，可以避免光束觸及光學(xué)作用面。
不過(guò)，在圖6所示的結(jié)構(gòu)(用兩組積分器透鏡)中，如圖6中虛線所示，例如，從透鏡陣列42a中某一個(gè)凸透鏡出射的光中，被引導(dǎo)到與之對(duì)應(yīng)的透鏡陣列42b的凸透鏡之外的凸透鏡光(二次光)，不與色分離合成元件50的第2光學(xué)作用面50b交叉，被引導(dǎo)到反射型液晶顯示面板31B上，不能可靠地防止雙重像。
其次，根據(jù)圖9至圖11說(shuō)明能夠消除圖6等所示的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的缺點(diǎn)的結(jié)構(gòu)。
圖9是表示反射型液晶投影儀的光學(xué)系統(tǒng)的概況的說(shuō)明圖。在該圖中，不僅給出了藍(lán)色光、同時(shí)也給出了黃光的色分離光學(xué)系統(tǒng)及其導(dǎo)光系統(tǒng)。
在光源1的光出射側(cè)，配置生成第1光束的第1光束生成部62及生成第2光束的第2光束生成部63。第1光束生成部62，包括聚光透鏡62a，棒式積分器62b，透鏡對(duì)62c、62d。此外，第2光束生成部63，配備有聚光透鏡63a，棒式積分器63b，透鏡對(duì)63c、63d。由于第1光束生成部62及第2光束生成部63具有相同的結(jié)構(gòu)，所以，下面，主要對(duì)第1光束生成部62進(jìn)行說(shuō)明。
聚光透鏡62a，占據(jù)光源1的光出射區(qū)域的一半地配置，將比前述一半的區(qū)域大的圓形透鏡切成與前述一半?yún)^(qū)域相一致。聚光透鏡62a的光軸中心，位于光源1的光軸中心和光源1的邊緣的中間位置處。利用聚光透鏡62a聚光的光線，入射到棒式積分器62b的光入射端面上。入射到棒式積分器62b上的光，在棒式積分器62b內(nèi)反復(fù)反射，從棒式積分器62b的光出射端面出射。此外，棒式積分器62b、63b的出射端面的形狀，與第一、第2照射區(qū)域的形狀對(duì)應(yīng)。
透鏡對(duì)62c、62d，相當(dāng)于在積分器透鏡對(duì)中的一組透鏡對(duì)。通過(guò)入射側(cè)透鏡62c的光，將焦點(diǎn)聚焦在出射側(cè)透鏡62d附近，從該出射側(cè)透鏡62d出射的光，通過(guò)聚光透鏡65A和聚光透鏡66A、66B折射，以與色分離合成元件50的光學(xué)作用面相交的方式，被引導(dǎo)到各反射型液晶顯示面板31的第一區(qū)域。同樣地，透鏡對(duì)63c、63d，相當(dāng)于積分器透鏡對(duì)中的一組透鏡對(duì)。通過(guò)入射側(cè)透鏡63c的光，將焦點(diǎn)聚焦在出射側(cè)透鏡63d附近，從該出射側(cè)透鏡63d出射的光，由聚光透鏡65B和聚焦透鏡66A、66B折射，以與色分離合成元件50的光學(xué)作用面相交的方式被引導(dǎo)到反射型液晶顯示面板31的第二區(qū)域。聚焦透鏡66A、66B，在色分離合成元件50的光入射側(cè)位置處，作為單體(一個(gè))整體存在，在接受以交叉狀到達(dá)的兩個(gè)光束之后，將這些光束折射。
此外，在透鏡對(duì)62c、62d中出射側(cè)透鏡62d及透鏡對(duì)63c、63d中的出射側(cè)透鏡63d，安裝在形成于遮光板64上的開(kāi)口上，防止將通過(guò)這些透鏡的光之外的光引導(dǎo)到反射型液晶顯示面板31上。
這樣，借助第1光束生成部62和第2光束生成部63，將從光源1來(lái)的光完全分離成獨(dú)立的兩個(gè)光束。同時(shí)，所述兩個(gè)光束在色分離合成元件50的光學(xué)作用面上相互交叉，被引導(dǎo)到反射型液晶顯示面板31的第1照射區(qū)域和第2照射區(qū)域上。即，用反射型液晶顯示面板31調(diào)制的反射光，向遠(yuǎn)離色分離合成元件50的光學(xué)作用面的方向反射，不橫切色分離合成元件50的光學(xué)作用面，所以，可以防止由色分離合成元件50的光學(xué)作用面的全反射和透射引起的雙重像的形成。進(jìn)而，由于不用如圖6所示的由多個(gè)凸透鏡對(duì)構(gòu)成的積分器透鏡對(duì)形成兩個(gè)光束，而是采用由兩個(gè)棒式積分器完全將兩個(gè)光束分離的結(jié)構(gòu)，所以，能夠可靠地防止雙重像。
在圖10(a)所示的投射型圖形顯示裝置中，光源1′配備有拋物線反射器，出射大致平行的光。該光源1′的光出射側(cè)開(kāi)口形狀大致為方形(與液晶顯示面板31的高寬比對(duì)應(yīng))，第一棒式積分器67A的光入射端面所處的位置占據(jù)它的一半(與液晶顯示面板31的第一、第2照射區(qū)域?qū)?yīng))，第二棒式積分器67B的光入射端面所處的位置占據(jù)它的剩下的一半。第一、第二棒式積分器67A、67B的光出射端面的大小或位置關(guān)系，和圖9所示的棒式積分器62b、63b的光出射端面的大小或位置關(guān)系相同。此外，對(duì)于第一、第二棒式積分器67A、67B的光出射端面以后的光學(xué)系統(tǒng)，可以采用和圖9所示同樣的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)該圖10(a)所示的結(jié)構(gòu)，可以不要圖9所示的聚光透鏡62a、63a，減少光學(xué)部件的數(shù)目。
在圖10(b)所示的投射型圖形顯示裝置中，光源1″備有雙聚光點(diǎn)橢圓反射器。該雙聚光點(diǎn)橢圓反射器，對(duì)于一個(gè)發(fā)光點(diǎn)可以形成兩個(gè)聚光點(diǎn)例如，具有對(duì)于一個(gè)發(fā)光點(diǎn)形成第一聚光點(diǎn)的第一橢圓反射器區(qū)域和對(duì)于一個(gè)發(fā)光點(diǎn)形成第二聚光點(diǎn)的第二橢圓反射器區(qū)域。第一棒式積分器68A的光入射端面，位于第一聚光點(diǎn)上，第二棒式積分器68B的光入射端面，位于第二聚光點(diǎn)上。第一、第二棒式積分器68A、68B的配置關(guān)系，與圖9所示的棒式積分器62b、63b的配置關(guān)系相同。此外，對(duì)于第一、第二棒式積分器68A、68B的光出射端面以后的光學(xué)系統(tǒng)，可以采用和圖9所示的同樣的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)該圖10(b)所示的結(jié)構(gòu)，可以不要圖9所示的聚光透鏡62a、63a，減少光學(xué)部件的數(shù)目。此外，在圖10(a)所示的結(jié)構(gòu)中，棒式積分器67A、67B，由于光出射端面比其光入射端面小，因此，棒狀出射后的分散角分布變大，但根據(jù)圖10(b)所示的結(jié)構(gòu)，棒積分器的光入射端面和光出射端面的大小相同，可以防止分散角分布的擴(kuò)大。
此外，在光源1″中的雙聚光點(diǎn)位置以外的區(qū)域設(shè)置反射體，將不需要的光返回光源1″，可以有效地進(jìn)行光的利用。此外，將規(guī)定的偏振光引導(dǎo)到色分離合成元件50，為此使用的偏振光變換裝置設(shè)置在棒式積分器的光入射側(cè)，不如將其設(shè)置在棒式積分器的光出射端面，如圖10(c)所示。當(dāng)然，也可以配置在棒式積分器的光出射端面以后的光路上，優(yōu)選地，設(shè)置在二向色鏡6的光入射的靠近身邊的位置處。圖10(c)所示的偏振光變換裝置，由偏振光分束器(下面稱之為PBS)構(gòu)成。PBS備有偏振光分離膜和相位差板(1/2λ板)。PBS的偏振光分離膜，使入射光中的例如P偏振光通過(guò)，將S偏振光進(jìn)行90°的光路變更。被光路變更的S偏振光由鄰接的全反射鏡(也可以是棱鏡)反射出射。另一方面，透過(guò)偏振光分離膜的P偏振光，由設(shè)于其前側(cè)(光出射側(cè))的前述相位差板(1/2λ板)變換成S偏振光并出射。即，在該例中，幾乎全部光都被變換成S偏振光。
在圖11(a)所示的投射型圖形顯示裝置中，第一、第二棒式積分器67A、67B，以其光軸(中心線)交叉的方式配置。通過(guò)裝置光軸交叉配置，可以不要圖9所示的交叉折射用的聚光透鏡65。在各棒式積分器67A、67B的光入射端面上，設(shè)置將固體發(fā)光元件(例如LED(發(fā)光二極管)等)配置成陣列狀的光源69A、69B。這種光源69A、69B的光強(qiáng)度分布，由于陣列狀配置造成的不均勻，借助通過(guò)棒式積分器67A、67B而重疊，從棒式積分器67A、67B的光出射端部出射強(qiáng)度分布均勻化的光。
在圖11(b)所示的投射型圖形顯示裝置中，第一棒式積分器68A的光入射端面位于光源1″的第一聚光點(diǎn)上，第二棒式積分器68B的光入射端面位于第二聚光點(diǎn)上。第一、第二棒式積分器68A、68B，以其光軸(中心線)交叉的方式配置。通過(guò)這種光軸交叉配置，可以不用圖9所示的交叉折射用聚光透鏡65。
此外，在圖11(a)之外的結(jié)構(gòu)中，也可以采用固體光源(LED或半導(dǎo)體激光器)。
如上面說(shuō)明的，本發(fā)明的色分離合成元件，由于在立方體形狀內(nèi)形成兩個(gè)光學(xué)作用面，成為將四個(gè)光學(xué)部件組合的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，所以，與現(xiàn)有技術(shù)的六個(gè)四面體構(gòu)成的結(jié)構(gòu)相比，制作容易，此外，由于沒(méi)有將圖像光扭轉(zhuǎn)反射的光學(xué)作用面，所以能夠避免反差的降低。此外，如果是在光學(xué)作用面上以交叉的方式引導(dǎo)光的構(gòu)成的圖形光生成裝置的話，可以抑制雙重像的發(fā)生。此外，作為在光學(xué)作用面上，以交叉的方式引導(dǎo)光的結(jié)構(gòu)，如果采用兩個(gè)棒式積分器透鏡的結(jié)構(gòu)的話，能夠可靠地防止前述雙重像的發(fā)生。
權(quán)利要求
1.一種色分離合成元件，其特征在于，具有在透明立方體內(nèi)，在將該立方體分割成兩個(gè)三角柱狀的分割面上形成的第1光學(xué)作用面，以及形成在另一分割面上的第2光學(xué)作用面，前述第1光學(xué)作用面，對(duì)三原色光中的二原色光，具有使第一偏振光以及相對(duì)于該第一偏振光的偏振光方向相差90°的第二偏振光全部透過(guò)的作用，對(duì)于另一原色，具有使第一偏振光通過(guò)使第二偏振光反射的作用，前述第2光學(xué)作用面，對(duì)前述另一原色光具有使第一偏振光及第二偏振光均透過(guò)的作用，對(duì)前述二原色光具有使第一偏振光透過(guò)，使第二偏振光反射的作用。
2.一種色分離合成元件，其特征在于，具有在透明立方體內(nèi)相互不平行的第1光學(xué)作用面及第2光學(xué)作用面，將立方體的第1面和立方體的第2面作為光入射面，將立方體的第3面和第4面及第5面作為光出入面，將立方體的第6面作為光出射面，入射到前述立方體第1面上的規(guī)定偏振光的一原色成分光，透過(guò)第1光學(xué)作用面從立方體的第3面出射，將偏振光方向旋轉(zhuǎn)90°返回的前述一原色成分光被立方體的第3面接收，將該一原色成分光在第1光學(xué)作用面上反射，從前述光出射面出射，入射到前述立方體的第2面上的二原色成分光中，規(guī)定偏振光的一原色成分光的光透過(guò)第2光學(xué)作用面，從立方體的第4面出射，使偏振光方向旋轉(zhuǎn)90°返回的前述一原色成分光被立方體的第4面接收，將該一原色成分光在第2光學(xué)作用面上反射，從前述光出射面出射，入射到前述立方體的第2面上的二原色成分光中，規(guī)定偏振光的另一原色成分光在第2光學(xué)作用面上反射，從立方體的第5面出射，將偏振光方向旋轉(zhuǎn)90°返回的前述一原色成分光被立方體的第5面接收，該一原色成分光透過(guò)第2光學(xué)作用面從前述光出射面出射。
3.一種圖形光生成裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求2所述的色分離合成元件；分別設(shè)于該色分離合成元件的立方體的第3面和立方體的第4面及立方體第5面上的三個(gè)反射型光調(diào)制元件；出射白色光的光源；將從前述光源出射的白色光分離成一原色成分光和規(guī)定偏振光的二原色成分的分離機(jī)構(gòu)；使前述二原色成分光中的一原色成分光的偏振光方向旋轉(zhuǎn)90°的窄帶相位差發(fā)生機(jī)構(gòu)。
4.一種圖形光生成裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求2所述的色分離合成元件；分別設(shè)于該色分離合成元件的立方體的第3面和立方體的第4面及立方體第5面上的三個(gè)反射型光調(diào)制元件；出射規(guī)定偏振光的一原色成分光的第1光源部；出射偏振光方向相互差90°的二原色成分的第2光源部。
5.如權(quán)利要求4所述的圖形光生成裝置，其特征在于，前述第2光源部配備有使二原色成分光中的一原色成分光的偏振光方向旋轉(zhuǎn)90°的窄帶相位差發(fā)生機(jī)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求4所述的圖形光生成裝置，其特征在于，前述第2光源部配備有出射偏振光方向相互差90°的二原色成分光的兩個(gè)光源；和接受前述二原色成分光并進(jìn)行合成的合成機(jī)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求3所述的圖形光生成裝置，其特征在于，前述光源或光源部具有固體發(fā)光機(jī)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求4所述的圖形光生成裝置，其特征在于，前述光源或光源部具有固體發(fā)光機(jī)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求3所述的圖形光生成裝置，其特征在于，備有使入射的光的偏振光方向一致的偏振光變換機(jī)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求4所述的圖形光生成裝置，其特征在于，備有使入射的光的偏振光方向一致的偏振光變換機(jī)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求3所述的圖形光生成裝置，其特征在于，將從光源來(lái)的光變成兩個(gè)光束，所述兩個(gè)光束在前述光學(xué)作用面上相互交叉，并被引導(dǎo)到規(guī)定的反射型光調(diào)制元件的第1照射區(qū)域和第2照射區(qū)域上。
12.如權(quán)利要求4所述的圖形光生成裝置，其特征在于，將從光源來(lái)的光變成兩個(gè)光束，所述兩個(gè)光束在前述光學(xué)作用面上相互交叉，并被引導(dǎo)到規(guī)定的反射型光調(diào)制元件的第1照射區(qū)域和第2照射區(qū)域上。
13.如權(quán)利要求11所述的圖形光生成裝置，其特征在于，包括第1積分器透鏡，其具有入射側(cè)透鏡陣列和出射側(cè)透鏡陣列，以便使各個(gè)凸透鏡將從前述光源來(lái)的光引導(dǎo)到前述反射型光調(diào)制元件的第1照射區(qū)域；以及第2積分器透鏡，其具有入射側(cè)透鏡陣列和出射側(cè)透鏡陣列，以便使各個(gè)凸透鏡將從前述光源來(lái)的光引導(dǎo)到前述反射型光調(diào)制元件的第2照射區(qū)域。
14.如權(quán)利要求12所述的圖形光生成裝置，其特征在于，包括第1積分器透鏡，其具有入射側(cè)透鏡陣列和出射側(cè)透鏡陣列，以便使各個(gè)凸透鏡將從前述光源來(lái)的光引導(dǎo)到前述反射型光調(diào)制元件的第1照射區(qū)域；以及第2積分器透鏡，其具有入射側(cè)透鏡陣列和出射側(cè)透鏡陣列，以便使各個(gè)凸透鏡將從前述光源來(lái)的光引導(dǎo)到前述反射型光調(diào)制元件的第2照射區(qū)域。
15.如權(quán)利要求11所述的圖形光生成裝置，其特征在于，具有光束的照射角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
16.如權(quán)利要求12所述的圖形光生成裝置，其特征在于，具有光束的照射角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
17.如權(quán)利要求11所述的圖形光生成裝置，其特征在于，具有使光束的照射開(kāi)始位置位移的機(jī)構(gòu)。
18.如權(quán)利要求12所述的圖形光生成裝置，其特征在于，具有使光束的照射開(kāi)始位置位移的機(jī)構(gòu)。
19.如權(quán)利要求13所述的圖形光生成裝置，其特征在于，在各出射側(cè)透鏡陣列的出射側(cè)，分別配置聚光透鏡，設(shè)置各個(gè)聚光透鏡，使能夠沿著垂直于光軸的方向移動(dòng)調(diào)節(jié)，能夠進(jìn)行光束的照射角度的調(diào)節(jié)。
20.如權(quán)利要求14所述的圖形光生成裝置，其特征在于，在各出射側(cè)透鏡陣列的出射側(cè)，分別配置聚光透鏡，設(shè)置各個(gè)聚光透鏡，使能夠沿著垂直于光軸的方向移動(dòng)調(diào)節(jié)，能夠進(jìn)行光束的照射角度的調(diào)節(jié)。
21.如權(quán)利要求13所述的圖形光生成裝置，其特征在于，在各出射側(cè)透鏡陣列的光出射側(cè)，分別配備聚光透鏡，形成各積分器透鏡及與之對(duì)應(yīng)的聚光透鏡的組，將各組設(shè)置成可以單獨(dú)地位移，能夠進(jìn)行光束照射開(kāi)始位置的位移操作。
22.如權(quán)利要求14所述的圖形光生成裝置，其特征在于，在各出射側(cè)透鏡陣列的光出射側(cè)，分別配備聚光透鏡，形成各積分器透鏡及與之對(duì)應(yīng)的聚光透鏡的組，將各組設(shè)置成可以單獨(dú)地位移，能夠進(jìn)行光束照射開(kāi)始位置的位移操作。
23.如權(quán)利要求11述的圖形光生成裝置，其特征在于，使用兩個(gè)棒式積分器將從光源來(lái)的光變成兩個(gè)光束。
24.如權(quán)利要求12所述的圖形光生成裝置，其特征在于，使用兩個(gè)棒式積分器將從光源來(lái)的光變成兩個(gè)光束。
25.如權(quán)利要求23所述的圖形光生成裝置，其特征在于，具有配備曲面形狀反射鏡的光源，將從前述光源來(lái)的大致平行的光聚光，引導(dǎo)到前述兩個(gè)棒式積分器的光入射面上。
26.如權(quán)利要求24所述的圖形光生成裝置，其特征在于，具有配備曲面形狀反射鏡的光源，將從前述光源來(lái)的大致平行的光聚光，引導(dǎo)到前述兩個(gè)棒式積分器的光入射面上。
27.如權(quán)利要求23所述的圖形光生成裝置，其特征在于，具有配備對(duì)一個(gè)發(fā)光點(diǎn)形成兩個(gè)聚光點(diǎn)的反射鏡的光源，分別將前述兩個(gè)棒式積分器的光入射面配置在前述光源的兩個(gè)聚光點(diǎn)位置附近。
28.如權(quán)利要求24所述的圖形光生成裝置，其特征在于，具有配備對(duì)一個(gè)發(fā)光點(diǎn)形成兩個(gè)聚光點(diǎn)的反射鏡的光源，分別將前述兩個(gè)棒式積分器的光入射面配置在前述光源的兩個(gè)聚光點(diǎn)位置附近。
29.如權(quán)利要求23所述的圖形光生成裝置，其特征在于，配備兩個(gè)光源，將從各光源來(lái)的光分別引導(dǎo)到前述兩個(gè)棒式積分器的光入射面上。
30.如權(quán)利要求24所述的圖形光生成裝置，其特征在于，配備兩個(gè)光源，將從各光源來(lái)的光分別引導(dǎo)到前述兩個(gè)棒式積分器的光入射面上。
31.如權(quán)利要求23所述的圖形光生成裝置，其特征在于，在前述光學(xué)作用面的光入射側(cè)位置上，具有單體的光學(xué)元件，以交叉狀來(lái)到的兩個(gè)光束，被前述光學(xué)元件折射。
32.如權(quán)利要求24所述的圖形光生成裝置，其特征在于，在前述光學(xué)作用面的光入射側(cè)位置上，具有單體的光學(xué)元件，以交叉狀來(lái)到的兩個(gè)光束，被前述光學(xué)元件折射。
33.如權(quán)利要求23所述的圖形光生成裝置，其特征在于，在配置于前述兩個(gè)棒式積分器的光出射側(cè)的光學(xué)系統(tǒng)上，至少配備將從各棒式積分器出射的光聚光的第1光學(xué)部件；以及配置在其聚光點(diǎn)附近的第2光學(xué)部件。
34.如權(quán)利要求24所述的圖形光生成裝置，其特征在于，在配置于前述兩個(gè)棒式積分器的光出射側(cè)的光學(xué)系統(tǒng)上，至少配備將從各棒式積分器出射的光聚光的第1光學(xué)部件；以及配置在其聚光點(diǎn)附近的第2光學(xué)部件。
35.如權(quán)利要求33所述的圖形光生成裝置，其特征在于，前述兩個(gè)棒式積分器平行配置，可以在前述光學(xué)系統(tǒng)上配備使經(jīng)過(guò)前述第2光學(xué)部件的光折射并交叉的第三光學(xué)部件。
36.如權(quán)利要求34所述的圖形光生成裝置，其特征在于，前述兩個(gè)棒式積分器平行配置，可以在前述光學(xué)系統(tǒng)上配備使經(jīng)過(guò)前述第2光學(xué)部件的光折射并交叉的第三光學(xué)部件。
37.如權(quán)利要求33所述的圖形光生成裝置，其特征在于，將前述兩個(gè)棒式積分器不平行地配置，使經(jīng)過(guò)前述第2光學(xué)部件的光交叉。
38.如權(quán)利要求34所述的圖形光生成裝置，其特征在于，將前述兩個(gè)棒式積分器不平行地配置，使經(jīng)過(guò)前述第2光學(xué)部件的光交叉。
39.如權(quán)利要求11所述的圖形光生成裝置，其特征在于，當(dāng)令反射型光調(diào)制元件的高寬比為A∶B時(shí)，可以劃分成AB/2的第1照射區(qū)域及第2照射區(qū)域。
40.如權(quán)利要求12所述的圖形光生成裝置，其特征在于，當(dāng)令反射型光調(diào)制元件的高寬比為A∶B時(shí)，可以劃分成AB/2的第1照射區(qū)域及第2照射區(qū)域。
41.如權(quán)利要求3所述的圖形光生成裝置，其特征在于，包括光源、色分離合成元件、以及從光源至色分離合成元件的光學(xué)部件在內(nèi)，將其形成一個(gè)單元。
42.如權(quán)利要求4所述的圖形光生成裝置，其特征在于，包括光源、色分離合成元件、以及從光源至色分離合成元件的光學(xué)部件在內(nèi)，將其形成一個(gè)單元。
43.一種投射型圖形顯示裝置，其特征在于，配備有權(quán)利要求3至權(quán)利要求42中任一項(xiàng)所述的圖形光生成裝置。
全文摘要
一種色分離合成元件，備有在透明立方體內(nèi)，在將該立方分割成兩個(gè)三角柱的分割面上形成的第1光學(xué)作用面(50a)以及在另一個(gè)分割面形成的第2光學(xué)作用面(50b)。第1光學(xué)作用面(50a)，對(duì)于紅色光，具有將P偏振光及S偏振光均透過(guò)的作用，對(duì)于綠色光，具有P偏振光和S偏振光都透射的作用，對(duì)于藍(lán)色光，具有P偏振光透射、S偏振光反射的作用。此外，第2光學(xué)作用面(50b)，對(duì)于紅色光，具有P偏振光透射、S偏振光反射的作用，對(duì)于綠色光，具有P偏振光透射、S偏振光反射的作用，對(duì)于藍(lán)色光具有P偏振光和S偏振光都透射的作用。本發(fā)明的色分離合成元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且很難產(chǎn)生反差降低。
文檔編號(hào)G02B27/18GK1542469SQ20041003153
公開(kāi)日2004年11月3日 申請(qǐng)日期2004年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月27日
發(fā)明者池田貴司, 黑坂剛孝, 石井孝治, 金山秀行, 孝, 治, 行 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社