專利名稱：投影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于顯示放大的計算機圖像或視頻圖像的投影裝置。
背景技術(shù)：
近年來，需要圖像顯示裝置比如液晶投影儀來提高亮度。圖15畫出了傳統(tǒng)的投影圖像顯示裝置(投影裝置)的結(jié)構(gòu)。
參照圖15，從超高壓水銀燈的光源部分101發(fā)出的白光由反射器102反射并且透過蠅眼透鏡103和104。其偏振方向通過PS轉(zhuǎn)換元件105由一個將光束分離成p偏振光和s偏振光的反射鏡和一個用于改變偏振方向的λ/2波片加以對準(zhǔn)。從PS轉(zhuǎn)換元件105出射的光束通過聚光鏡106等。此后，紅波段光束成分透過二向色鏡DM101。綠和藍(lán)波段光束成分被二向色鏡DM101反射。藍(lán)波段光束成分透過二向色鏡DM102。綠波段光束成分被二向色鏡DM102反射。以此結(jié)構(gòu)，將照明光束分離成紅、綠和藍(lán)波段的光束成分。
各顏色的光束成分入射在相應(yīng)的液晶顯示元件109R、109G或109B，并得以調(diào)制。這些色光成分由二向色棱鏡111加以合成，由投影透鏡112加以放大并投影在投影表面上。
下面更為詳細(xì)地對各色波段進(jìn)行說明。透過二向色鏡DM101的紅波段光束成分由反射鏡M101將其光路改變90°，通過向場透鏡107R，入射在入射端偏振片108RI和液晶顯示元件109R上，并且在其中受到調(diào)制。
經(jīng)調(diào)制的紅波段光束成分依次照射在出射端偏振片110RO和二向色棱鏡111。其光路由二向色棱鏡111改變90°。然后，該光束成分入射在投影透鏡112上。二向色棱鏡111由四塊棱鏡粘合而成，使其具有大致為十字形的波長選擇反射層。
另一方面，由二向色鏡DM101反射并將其光路改變90°的綠和藍(lán)波段光束成分入射在二向色反射鏡DM102上。二向色反射鏡DM102具有反射綠波段光束成分G的特性。因此，綠波段光束成分由二向色反射鏡DM102反射并將其光路改變90°，透過向場透鏡107G，入射在入射端偏振片108GI和液晶顯示元件109G上，并且在其中受到調(diào)制。
經(jīng)調(diào)制的綠波段光束成分依次照射在出射端偏振片110GO和二向色棱鏡111上，通過二向色棱鏡111，并入射在投影透鏡112上。
透過二向色鏡DM102的藍(lán)波段光束成分通過聚光鏡113、中繼透鏡114、反射鏡M102和M103，以及向場透鏡107B，入射在入射端偏振片108BI和液晶顯示元件109B上，并且在其中受到調(diào)制。
經(jīng)調(diào)制的藍(lán)波段光束成分依次照射在出射端偏振片110BO和二向色棱鏡111上，由二向色棱鏡111將其光路改變90°，并入射在投影透鏡112上。
以上述方式入射在投影透鏡112上的各色波段光束成分投射在投影表面上并且作為放大圖像加以顯示。
在上述傳統(tǒng)的投影圖像顯示裝置中，偏振片一般通過將薄膜狀偏振器b粘合在透明基片a上而形成，如圖16中所示，使其呈現(xiàn)既定的偏振特性。入射端偏振片和出射端偏振片都通過將既定的偏振器粘合在透明基片上而形成，對于各色波段具有與顏色無關(guān)的同一形狀。
入射端偏振片吸收具有旋轉(zhuǎn)偏振軸的光束并且將其轉(zhuǎn)化成熱量，從而對準(zhǔn)入射在液晶顯示元件上的光束的偏振方向。在出射端偏振片中，當(dāng)顯示顏色為黑色時，該偏振片的偏振軸垂直于液晶顯示元件出射光束的幅值。由于所有的光束成分被吸收并轉(zhuǎn)化成熱量，所以其熱負(fù)荷很高。
如果液晶顯示元件的孔徑比低，并且所用燈源的光通量小，則具有相同形狀的透明基片例如玻璃基片(其熱導(dǎo)率為約1.2W/(m·K))就足夠了，如現(xiàn)有技術(shù)中那樣。
近年來，1.3英寸的液晶顯示元件具有60％的孔徑比，盡管其象素數(shù)量為約770,000。有些液晶顯示元件通過增加其燈源的功耗來提高投影圖像的亮度。并且液晶顯示元件本身也變得小型化。
其熱負(fù)荷對于各種顏色會發(fā)生變化，并且也隨著偏振片是處于入射端還是出射端而變化。例如，當(dāng)多個顏色波段至少其一的色純度應(yīng)當(dāng)改變時，則特定顏色的入射端或出射端偏振片上的熱負(fù)荷會增加。為此原因，某些入射端或出射端偏振片上的熱負(fù)荷會增加，導(dǎo)致偏振片性能的降低。
為了解決偏振片上熱負(fù)荷的問題，采用其熱導(dǎo)率(42W/(m·K))比透明玻璃基片熱導(dǎo)率高約40倍的藍(lán)寶石作為將偏振器粘合其上的基片，如日本專利申請公開No.11-231277中所提出的那樣。
然而，藍(lán)寶石非常昂貴。從成本角度考慮最好盡可能避免采用藍(lán)寶石。特別地，如圖15中所示的3片式投影圖像顯示裝置在入射端和出射端采用了總共六個偏振片。由于通常需要多個藍(lán)寶石基片，所以在成本大量增加。
另外，為了通過冷卻扇提高其冷卻效率，其冷卻扇的功耗增加，或者噪音變大。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題已經(jīng)作出本發(fā)明，本發(fā)明的目的在于提供一種投影裝置，通過根據(jù)偏振片上的熱負(fù)荷將偏振片的熱量有效地傳送至透明基片，并且通過該透明基片將所述熱量有效地散發(fā)，可以降低成本，同時可靠地防止由于熱量導(dǎo)致的像質(zhì)降低。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種投影裝置，包括顏色分離光學(xué)系統(tǒng)，用于將照明光束分離成第一色光、第二色光和第三色光；
第一成像面板，其由所述第一色光照明；第二成像面板，其由所述第二色光照明；第三成像面板，其由所述第三色光照明；顏色合成光學(xué)系統(tǒng)，用于合成來自所述第一成像面板的第一色光、來自所述第二成像面板的第二色光和來自所述第三成像面板的第三色光；投影光學(xué)系統(tǒng)，用于投射來自所述顏色合成光學(xué)系統(tǒng)所合成的光；第一透明基片，其被設(shè)置在所述顏色分離光學(xué)系統(tǒng)和所述第一成像面板之間，其中在所述第一透明基片的表面上設(shè)置有所述第一色光穿過的偏振器；第二透明基片，其被設(shè)置在所述顏色分離光學(xué)系統(tǒng)和所述第二成像面板之間，其中在所述第二透明基片的表面上設(shè)置有所述第二色光穿過的偏振器；以及第三透明基片，其被設(shè)置在所述顏色分離光學(xué)系統(tǒng)和所述第三成像面板之間，其中在所述第三透明基片的表面上設(shè)置有所述第三色光穿過的偏振器，其中所述第一透明基片的厚度大于至少所述第二透明基片的厚度和第三透明基片的厚度之一。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種投影裝置，包括顏色分離光學(xué)系統(tǒng)，用于將照明光束分離成第一色光、第二色光和第三色光；第一成像面板，其由所述第一色光照明；第二成像面板，其由所述第二色光照明；第三成像面板，其由所述第三色光照明；顏色合成光學(xué)系統(tǒng)，用于合成來自所述第一成像面板的第一色光、來自所述第二成像面板的第二色光和來自所述第三成像面板的第三色光；投影光學(xué)系統(tǒng)，用于投射來自所述顏色合成光學(xué)系統(tǒng)所合成的光；第一透明基片，其被設(shè)置在所述第一成像面板和顏色合成光學(xué)系統(tǒng)之間，其中在所述第一透明基片的表面上設(shè)置有所述第一色光穿過的偏振器；第二透明基片，其被設(shè)置在所述第二成像面板和顏色合成光學(xué)系統(tǒng)之間，其中在所述第二透明基片的表面上設(shè)置有所述第二色光穿過的偏振器；以及第三透明基片，其被設(shè)置在所述第三成像面板和顏色合成光學(xué)系統(tǒng)之間，其中在所述第三透明基片的表面上設(shè)置有所述第三色光穿過的偏振器，其中所述第一透明基片的厚度大于至少所述第二透明基片的厚度和第三透明基片的厚度之一。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種投影裝置，包括一個顏色分離光學(xué)系統(tǒng)，用于將照明光束分離成多個色光成分；多個成象面板，分別由所述的多個色光成分照明；一個顏色合成光學(xué)系統(tǒng)，用于將來自所述多個被照明的成象面板的光束成分合成；一個投影光學(xué)系統(tǒng)，用于投射來自所述顏色合成光學(xué)系統(tǒng)的光；和多個透明基片，各至少設(shè)置在所述多個成象面板的入射和出射表面之一上，各個所述透明基片支承一個偏振器，其中所述多個透明基片中至少其一的厚度大于其余透明基片的厚度。
在本發(fā)明中，所述至少一個透明基片的厚度優(yōu)選為是其余透明基片厚度的至少1.2倍。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種投影裝置，包括一個顏色分離光學(xué)系統(tǒng)，用于將照明光束分離成多個色光成分；多個成象面板，分別由所述的多個色光成分照明；一個顏色合成光學(xué)系統(tǒng)，用于將來自所述多個被照明的成象面板的光束成分合成；一個投影光學(xué)系統(tǒng)，用于投射來自所述顏色合成光學(xué)系統(tǒng)的光；和多個透明基片，各至少設(shè)置在所述多個成象面板的入射和出射表面之一上，各個所述透明基片支承一個偏振器，其中所述多個透明基片中的至少其一與該透明基片所支承的偏振器的面積比大于其余透明基片與該其余透明基片所支承的偏振器的面積比。
在本發(fā)明中，所述至少一個透明基片與其所支承的偏振器的面積比至少是其余透明基片與該其余透明基片所支承的偏振器的面積比的1.2倍。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種投影裝置，包括一個顏色分離光學(xué)系統(tǒng)，用于將照明光束分離成多個色光成分；多個成象面板，分別由所述的多個色光成分照明；一個顏色合成光學(xué)系統(tǒng)，用于將來自所述多個被照明的成象面板的光束成分合成；一個投影光學(xué)系統(tǒng)，用于投射來自所述顏色合成光學(xué)系統(tǒng)的光束；和多個透明基片，各至少設(shè)置在所述多個成象面板的入射和出射表面之一上，各個所述透明基片支承一個偏振器，其中所述多個透明基片中至少其一的面積大于其余透明基片的面積。
在本發(fā)明中，所述至少一個透明基片的面積至少是其余透明基片面積的1.2倍。
根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種投影裝置，包括一個顏色分離光學(xué)系統(tǒng)，用于將照明光束分離成多個色光成分；多個成象面板，分別由所述的多個色光成分照明；一個顏色合成光學(xué)系統(tǒng)，用于將來自所述多個被照明的成象面板的光束成分合成；一個投影光學(xué)系統(tǒng)，用于投射來自所述顏色合成光學(xué)系統(tǒng)的光束；和多個透明基片，各至少設(shè)置在所述多個成象面板的入射和出射表面之一上，各個所述透明基片支承一個偏振器，其中所述多個透明基片中至少其一的表面面積大于其余透明基片的表面面積。
在本發(fā)明中，所述至少一個透明基片具有曲面形狀，并且其余透明基片具有平面形狀。
在本發(fā)明中，所述多個透明基片主要由選自藍(lán)寶石、氟石和玻璃的材料制成。
另外，在本發(fā)明中，所述多個透明基片的所述至少其一和其余透明基片主要由選自藍(lán)寶石、氟石和玻璃的不同材料制成。
此外，在本發(fā)明中，所述多個透明基片的所述至少其一主要由選自藍(lán)寶石、氟石和玻璃的一種材料制成，而其余透明基片主要由選自藍(lán)寶石、氟石和玻璃的一種或兩種不同于所述至少一個透明基片材料的材料制成。
本發(fā)明的上述和其它目的、特色和優(yōu)點從下面結(jié)合


的各實施例中將會更加清楚。

圖1是本發(fā)明第一實施例的投影圖像顯示裝置(投影裝置)的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖；圖2是第一實施例的投影圖像顯示裝置的紅波段偏振片結(jié)構(gòu)的透視圖；圖3是表示第一實施例的投影圖像顯示裝置中透明基片厚度與偏振器粘合界面溫度之間關(guān)系的曲線圖；圖4A和4B表示本發(fā)明第一實施例的投影圖像顯示裝置中熱負(fù)荷與透明基片材料和厚度的組合；圖5A和5B表示本發(fā)明第一實施例的投影圖像顯示裝置中熱負(fù)荷與透明基片材料和厚度的其它組合；圖6是本發(fā)明第二實施例的投影圖像顯示裝置(投影裝置)的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖；圖7是第二實施例的投影圖像顯示裝置的紅波段偏振片結(jié)構(gòu)的透視圖；圖8是表示第二實施例的投影圖像顯示裝置中透明基片與偏振器的面積比與偏振器粘合界面溫度之間關(guān)系的曲線圖；圖9A和9B表示本發(fā)明第二實施例的投影圖像顯示裝置中熱負(fù)荷與透明基片材料和厚度的組合；圖10A和10B表示本發(fā)明第二實施例的投影圖像顯示裝置中熱負(fù)荷與透明基片材料和厚度的其它組合；圖11是本發(fā)明第三實施例的投影圖像顯示裝置(投影裝置)的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖；圖12是第三實施例的投影圖像顯示裝置中具有紅波段偏振器的向場透鏡結(jié)構(gòu)的透視圖；圖13A和13B表示本發(fā)明第三實施例的投影圖像顯示裝置中熱負(fù)荷與透明基片材料和厚度的組合；圖14A和14B表示本發(fā)明第三實施例的投影圖像顯示裝置中熱負(fù)荷與透明基片材料和厚度的其它組合；圖15表示傳統(tǒng)的投影圖像顯示裝置的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖；以及圖16表示傳統(tǒng)的投影圖像顯示裝置中偏振片結(jié)構(gòu)的透視圖。
具體實施例方式
圖1表示本發(fā)明第一實施例的投影圖像顯示裝置(投影裝置)的光學(xué)結(jié)構(gòu)。
參照圖1，從超高壓水銀燈的光源部分1發(fā)出的白照明光由反射器2反射并且透過蠅眼透鏡3和4。其偏振方向通過PS轉(zhuǎn)換元件5由一個將光束分離成p偏振光和s偏振光的反射鏡和一個用于改變偏振方向的λ/2波片加以對準(zhǔn)。從PS轉(zhuǎn)換元件5出射的光束通過聚光鏡6等。此后，紅波段光束成分透過二向色鏡DM1。綠和藍(lán)波段光束成分被二向色鏡DM1反射。藍(lán)波段光束成分透過二向色鏡DM2。綠波段光束成分被二向色鏡DM2反射。以此結(jié)構(gòu)，將照明光束分離成紅、綠和藍(lán)波段的光束成分。各二向色鏡構(gòu)成顏色分離光學(xué)系統(tǒng)。
各顏色的光束成分入射在相應(yīng)的一個液晶顯示元件9R、9G或9B上，以形成各顏色圖像。這些顏色圖像由用作顏色合成光學(xué)系統(tǒng)的二向色棱鏡11加以合成，然后由用作投影光學(xué)系統(tǒng)的投影透鏡12投射在投影表面(屏幕)(未畫出)上。各上述液晶顯示元件為成像面板比如液晶顯示面板。采用透視型成像面板以透過光束形成圖像。
下面更為詳細(xì)地對各色波段進(jìn)行說明。透過二向色鏡DM1的紅波段光束成分由反射鏡M1將其光路改變90°，通過向場透鏡7R，入射在入射端偏振片8RI和液晶顯示元件9R上。根據(jù)從圖像信息提供裝置(例如個人計算機、TV、盒帶式錄像機或DVD播放機)(未畫出)提供的圖像信息對液晶顯示元件9R進(jìn)行驅(qū)動，并且對入射其上的紅波段光束成分進(jìn)行調(diào)制。
經(jīng)調(diào)制的紅波段光束成分依次照射在出射端偏振片10RO和二向色棱鏡11。其光路由二向色棱鏡11改變90°。然后，該光束成分入射在投影透鏡12上。二向色棱鏡11是所謂的十字形二向色棱鏡，通過四塊棱鏡粘合而成，使其具有大致為十字形的波長選擇反射(二向色)層。替代該十字形二向色棱鏡，可以采用由具有不同形狀的三塊或四塊棱鏡粘合而成的所謂3P(3件)或4P(4件)棱鏡。該十字形二向色棱鏡、3P(3件)棱鏡、或4P(4件)棱鏡構(gòu)成顏色合成光學(xué)系統(tǒng)。
另一方面，由二向色鏡DM1反射并將其光路改變90°的綠和藍(lán)波段光束成分入射在二向色反射鏡DM2上。二向色反射鏡DM2具有反射綠波段光束成分G的特性。因此，綠波段光束成分由二向色反射鏡DM2反射并將其光路改變90°，透過向場透鏡7G，入射在入射端偏振片8GI和液晶顯示元件9G上。根據(jù)從圖像信息提供裝置(未畫出)提供的圖像信息對液晶顯示元件9G進(jìn)行驅(qū)動，并且對入射其上的綠波段光束成分進(jìn)行調(diào)制。
經(jīng)調(diào)制的綠波段光束成分依次照射在出射端偏振片10GO和二向色棱鏡11上，通過二向色棱鏡11，并入射在投影透鏡12上。
透過二向色鏡DM2的藍(lán)波段光束成分通過聚光鏡13，其光路由反射鏡M2改變90°，通過中繼透鏡14，其光路再次由反射鏡M3改變90°，透過向場透鏡7B，入射在入射端偏振片8BI和液晶顯示元件9B上。根據(jù)從圖像信息提供裝置(未畫出)提供的圖像信息對液晶顯示元件9B進(jìn)行驅(qū)動，并且對入射其上的藍(lán)波段光束成分進(jìn)行調(diào)制。
經(jīng)調(diào)制的藍(lán)波段光束成分依次照射在出射端偏振片10BO和二向色棱鏡11上，由二向色棱鏡11將其光路改變90°，并入射在投影透鏡12上。
由二向色棱鏡11合成的各色波段光束成分由投影透鏡12投射在投影表面(屏幕)(未畫出)上并且作為放大圖像加以顯示。
當(dāng)紅波段的顏色純度降低時(此時也包括靠近紅波段的另一顏色波段)，可以獲得明亮的圖像。在此情況下，設(shè)置在紅波段光路中的偏振片上的熱負(fù)荷增加。
下面說明解決此問題的方法。如圖2中所示，在透過紅波段光束成分的入射端偏振片8RI(出射端偏振片10RO)中，將偏振器8b(10b)粘合至(保持在)透明基片8a(10a)上，使其呈現(xiàn)既定的偏振特性。如果對應(yīng)于紅、綠和藍(lán)波段光束成分的透明基片由同樣的材料比如氟石制成，則將透過紅波段光束成分的透明基片的厚度t設(shè)置成大于透過綠波段光束成分的入射端偏振片8GI或出射端偏振片10GO或者透過藍(lán)波段光束成分的入射端偏振片8BI或出射端偏振片10BO的透明基片的厚度。
下面參照圖3說明透明基片的厚度與偏振器粘合界面的溫度之間的關(guān)系。圖3畫出了當(dāng)具有既定面積的偏振器粘合至具有既定面積的透明基片并且該偏振器產(chǎn)生既定的熱量時該透明基片的厚度與偏振器粘合界面的溫度之間的關(guān)系。圖3畫出了其中透明基片由玻璃(BK7熱導(dǎo)率約1.2W/(m·K))制成、透明基片由氟石(熱導(dǎo)率約9.7W/(m·K))制成、以及透明基片由藍(lán)寶石(熱導(dǎo)率約42W/(m·K))制成的各情況下的所述關(guān)系。
圖3中所示的結(jié)果是在僅實行空氣的自然對流冷卻而沒有強制冷卻時獲得的。
從圖3中可以看出，如果透明基片是由相同的材料制成的，則最高溫度隨著透明基片底板厚度的增加而降低。也就是說，為了防止由于偏振器熱量導(dǎo)致的任何性能降低，較大的底板厚度是更為有利的。在偏振器粘合至具有0.5mm底板厚度的藍(lán)寶石基片時獲得的結(jié)果與在偏振器粘合至具有1.1mm底板厚度的氟石基片時獲得的結(jié)果相同。
從該事實可以看出，即使透過紅波段光束成分的入射端偏振片8RI或出射端偏振片10RO的透明基片8a(10a)由氟石制成，也可以通過使其透明基片的底板厚度大于其余透明基片的底板厚度來充分地釋放熱負(fù)荷。更具體地說，當(dāng)透過紅波段光束成分的透明基片比透過其余波段光束成分的透明基片厚大約20％(約1.2倍)時，其差別是顯著的。
在此實施例中，用于設(shè)置在紅波段光束成分光路中的入射端和出射端偏振片的氟石透明基片作的比用于設(shè)置在其余波段光束成分光路中的入射端和出射端偏振片的氟石透明基片厚。然而，也可以將設(shè)置在綠或藍(lán)波段光束成分光路中的入射端和出射端偏振片的透明基片(其中由于冷卻空氣通道等導(dǎo)致其熱負(fù)荷增加)作的比其余波段光束成分光路中的透明基片厚。
另外，在入射端或出射端偏振片中，只有具有較高熱負(fù)荷的偏振片的透明基片作得較厚。
透明基片的材料并不限于氟石，可以根據(jù)熱負(fù)荷的程度采用玻璃透明基片。在此情況下，同樣，當(dāng)?shù)装搴穸仍黾蛹s20％時，其差別是顯著的，從圖3中可以看出。
在上述實施例中，透明基片的底板厚度根據(jù)熱負(fù)荷而改變，從而可以有效地將偏振片的熱量傳送至透明基片并且通過透明基片有效地加以散發(fā)。
下面參照圖4A和4B以及圖5A和5B說明當(dāng)多個透明基片之一由不同于其余透明基片的材料制成時熱負(fù)荷與透明基片的材料和底板厚度的組合。采用了兩種或三種材料。
參照圖4A，入射端或出射端偏振片a、b和c分別設(shè)置在分離成三種顏色的光束成分的三個光路中。對于各偏振片，將偏振器粘合至透明基片上。
假定相應(yīng)偏振片上的熱負(fù)荷以a、b和c的順序增加(在偏振片a、b和c上，偏振片a具有最高的熱負(fù)荷，偏振片c具有最低的熱負(fù)荷)。偏振片a的透明基片比偏振片b和c的透明基片厚(例如，厚1.2倍以上)。
圖4B表示當(dāng)采用兩種以上材料用于上述結(jié)構(gòu)的透明基片時的有效組合。圖4B表示當(dāng)采用材料A和B(導(dǎo)熱率A＞B)作為圖4A中所示偏振片a、b和c的透明基片時的組合表。作為一種情況，采用藍(lán)寶石作為材料A，采用氟石(和/或玻璃)作為材料B。作為另一種情況，采用氟石(和/或玻璃)作為材料A，采用玻璃作為材料B。存在對組合1至4的選擇。根據(jù)熱負(fù)荷的情況或者設(shè)計自由度來選擇最佳組合。例如，在組合2中，用作偏振片a的透明基片由藍(lán)寶石也即材料A制成，用作偏振片b和c的透明基片由氟石(和/或玻璃)也即材料B制成。替代地，用作偏振片a的透明基片由藍(lán)寶石即材料A制成，用作偏振片b的透明基片由氟石即材料B制成，用作偏振片c的透明基片由玻璃即材料B制成。
如果在給定偏振片上的熱負(fù)荷非常高，則只采用藍(lán)寶石基片作為該偏振片的透明基片，并且增加透明基片的底板厚度。通過此結(jié)構(gòu)，偏振片能夠可靠地承受較高的熱負(fù)荷。
下面說明當(dāng)透明基片在兩個光路中較厚時的組合。
參照圖5A，將入射端或出射端偏振片d、e和f分別設(shè)置在分離成三種顏色的光束成分的三個光路中。對于每個偏振片，將偏振器粘合至透明基片上。
假定相應(yīng)偏振片上的熱負(fù)荷以d、e和f的順序增加(在偏振片d、e和f上，偏振片d具有最高的熱負(fù)荷，偏振片f具有最低的熱負(fù)荷)。偏振片d的透明基片比偏振片f的透明基片厚(例如，厚1.2倍或以上)。
圖5B表示當(dāng)采用兩種以上材料用于上述結(jié)構(gòu)的透明基片時的有效組合。圖5B表示當(dāng)采用材料C和D(導(dǎo)熱率C＞D)作為圖5A中所示偏振片d、e和f的透明基片時的組合表。作為一種情況，采用藍(lán)寶石作為材料C，采用氟石(和/或玻璃)作為材料D。作為另一種情況，采用氟石(和/或玻璃)作為材料C，采用玻璃作為材料D。存在組合5至8的選擇。根據(jù)熱負(fù)荷的情況或者設(shè)計自由度來選擇最佳組合。例如，在組合6中，用作偏振片d的透明基片由藍(lán)寶石即材料C制成，用作偏振片e和f的透明基片由氟石即材料D制成。替代地，用作偏振片d的透明基片由藍(lán)寶石即材料C制成，用作偏振片e的透明基片由氟石(或玻璃)也即材料D制成，用作偏振片f的透明基片由玻璃(或氟石)即材料D制成。
在上述實施例中，選擇透明基片的材料，并且根據(jù)熱負(fù)荷改變透明基片的底板厚度，從而可以將偏振片的熱量有效地傳送至透明基片，并且由透明基片高效散發(fā)。
圖6表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的投影圖象顯示裝置(投影裝置)。與第一實施例中相同的附圖標(biāo)記在第二實施例中表示相同的部件。
參照圖6，從超高壓水銀燈的光源部分1發(fā)出的白光由反射器2反射并且透過蠅眼透鏡3和4。其偏振方向通過PS轉(zhuǎn)換元件5由一個將光束分離成p偏振光和s偏振光的反射鏡和一個用于改變偏振方向的λ/2波片加以對準(zhǔn)。從PS轉(zhuǎn)換元件5出射的光束通過聚光鏡6等。此后，二向色鏡DM1透過紅波段光束成分并反射綠和藍(lán)波段光束成分。藍(lán)波段光束成分透過二向色鏡DM2。綠波段光束成分由二向色鏡DM2加以反射。以此結(jié)構(gòu)，將照明光束分離成紅、綠和藍(lán)波段的光束成分。各二向色鏡構(gòu)成顏色分離光學(xué)系統(tǒng)。
各顏色的光束成分入射在液晶顯示元件9R、9G和9B的對應(yīng)一個上并得以調(diào)制，以形成各顏色圖像。這些顏色光成分由用作顏色合成光學(xué)系統(tǒng)的二向色棱鏡11加以合成，然后由用作投影光學(xué)系統(tǒng)的投影透鏡12投射在投影表面(屏幕)(未畫出)上。各上述液晶顯示元件為成像面板比如液晶顯示面板。采用透視型成像面板，以透過光束形成圖像。
下面更為詳細(xì)地對各色波段進(jìn)行說明。透過二向色鏡DM1的紅波段光束成分由反射鏡M1將其光路改變90°，通過向場透鏡7R，入射在入射端偏振片18RI和液晶顯示元件9R上。根據(jù)從圖像信息提供裝置(例如個人計算機、TV、盒帶式錄像機或DVD播放機)(未畫出)提供的圖像信息對液晶顯示元件9R進(jìn)行驅(qū)動，并且對入射其上的紅波段光束成分進(jìn)行調(diào)制。
經(jīng)調(diào)制的紅波段光束成分依次照射在出射端偏振片20RO和二向色棱鏡11。其光路由二向色棱鏡11改變90°。然后，該光束成分入射在投影透鏡12上。二向色棱鏡11是所謂的十字形二向色棱鏡，通過四塊棱鏡粘合而成，使其具有大致為十字形的波長選擇反射(二向色)層。替代該十字形二向色棱鏡，可以采用由具有不同形狀的三塊或四塊棱鏡粘合而成的所謂3P(3件)或4P(4件)棱鏡。該十字形二向色棱鏡、3P(3件)棱鏡、或4P(4件)棱鏡構(gòu)成顏色合成光學(xué)系統(tǒng)。
另一方面，由二向色鏡DM1反射并將其光路改變90°的綠和藍(lán)波段光束成分入射在二向色反射鏡DM2上。二向色反射鏡DM2具有反射綠波段光束成分G的特性。因此，綠波段光束成分由二向色反射鏡DM2反射并將其光路改變90°，透過向場透鏡7G，入射在入射端偏振片8GI和液晶顯示元件9G上。根據(jù)從圖像信息提供裝置(未畫出)提供的圖像信息對液晶顯示元件9G進(jìn)行驅(qū)動，并且對入射其上的綠波段光束成分進(jìn)行調(diào)制。
經(jīng)調(diào)制的綠波段光束成分依次照射在出射端偏振片1GO和二向色棱鏡11上，通過二向色棱鏡11，并入射在投影透鏡12上。
透過二向色鏡DM2的藍(lán)波段光束成分通過聚光鏡13，其光路由反射鏡M2改變90°，通過中繼透鏡14，其光路再次由反射鏡M3改變90°，透過向場透鏡7B，入射在入射端偏振片8BI和液晶顯示元件9B上。根據(jù)從圖像信息提供裝置(未畫出)提供的圖像信息對液晶顯示元件9B進(jìn)行驅(qū)動，并且對入射其上的藍(lán)波段光束成分進(jìn)行調(diào)制。
經(jīng)調(diào)制的藍(lán)波段光束成分依次照射在出射端偏振片10BO和二向色棱鏡11上，由二向色棱鏡11將其光路改變90°，并入射在投影透鏡12上。
由二向色棱鏡11合成的各色波段光束成分由投影透鏡12投射在投影表面(屏幕)(未畫出)上并且作為放大圖像加以顯示。
當(dāng)紅波段的顏色純度降低時(當(dāng)也包括靠近紅波段的另一顏色波段光束時)，可以獲得明亮的圖像。在此情況下，設(shè)置在紅波段光路中的偏振片上的熱負(fù)荷增加。
下面說明解決此問題的方法。如圖7中所示，在透過紅波段光束成分的入射端偏振片18RI(出射端偏振片20RO)中，將偏振器18b(20b)粘合至(保持在)透明基片18a(20a)上，使其呈現(xiàn)既定的偏振特性。
如果對應(yīng)于紅、綠和藍(lán)波段光束成分的透明基片由同樣的材料比如氟石制成，則將偏振器18b(20b)粘合至其上的透過紅波段光束成分的透明基片18a(20a)的表面面積設(shè)置成大于透過綠波段光束成分的入射端偏振片8GI或出射端偏振片10GO或者透過藍(lán)波段光束成分的入射端偏振片8BI或出射端偏振片10BO的透明基片的表面面積。
下面參照圖8說明透明基片與偏振器的面積比與偏振器粘合至其上的透明基片的表面溫度之間的關(guān)系。圖8畫出了當(dāng)具有既定面積的偏振器粘合至具有1mm、2mm和3mm厚度的各透明基片并且該偏振器產(chǎn)生既定熱量時，透明基片與偏振器的面積比(若偏振器具有既定的面積，偏振器的粘合區(qū)域)與偏振器粘合至其上的透明基片的表面溫度之間的關(guān)系。透明基片的材料是氟石。
圖8中所示的結(jié)果是在僅實行空氣的自然對流冷卻而沒有強制冷卻時獲得的。
從圖8中可以看出，如果透明基片具有相同的厚度，則粘合界面的最高溫度隨著透明基片粘合界面的面積與偏振器面積之比值(透明基片面積/偏振器面積)的增加而降低。也就是說，為了防止由于偏振器熱量導(dǎo)致的任何性能降低，較高的面積比是更為有利的。在偏振器粘合至具有1mm厚度的氟石基片。并且面積比為2.0時獲得的結(jié)果與在偏振器粘合至具有3mm厚度的氟石基片并且面積比為1.2時獲得的結(jié)果相同。即使透明基片的材料是藍(lán)寶石或玻璃，也可以獲得與氟石的相同特性。
從該事實可以看出，即使透過紅波段光束成分的入射端偏振片18RI或出射端偏振片20RO的透明基片18a(20a)由氟石制成，也可以通過增大所述面積比來充分地釋放熱負(fù)荷。更具體地說，當(dāng)所述面積比高于透過其它波段光束成分的透明基片與偏振器的面積比大約20％(約1.2倍)時，其差別是顯著的。
在此實施例中，使設(shè)置在紅波段光束成分光路中的入射端和出射端偏振片的氟石透明基片與該透明基片粘合至其上的偏振器的面積比高于設(shè)置在其余波段光束成分光路中的入射端和出射端偏振片的氟石透明基片與該透明基片粘合至其上的偏振器的面積比。然而，也可以使設(shè)置在綠或藍(lán)波段光束成分光路中的入射端和出射端偏振片的透明基片(其中由于冷卻空氣通道等導(dǎo)致其熱負(fù)荷增加)的面積比高于其余波段光束成分光路中的面積比。
另外，在入射端或出射端偏振片中，只有具有較高熱負(fù)荷的偏振片的透明基片與粘合至該偏振片的偏振器的面積比可以較高。
透明基片的材料并不限于氟石?？梢愿鶕?jù)熱負(fù)荷的程度采用玻璃(或藍(lán)寶石)透明基片。在此情況下同樣，當(dāng)面積比增加約20％時，其差別是顯著的。
在上述實施例中，透明基片的面積根據(jù)熱負(fù)荷而改變，從而可以有效地將偏振片的熱量傳送至透明基片，并且通過透明基片有效地散發(fā)。
下面參照圖9A和9B以及圖10A和10B說明當(dāng)多個透明基片之一由不同于其余透明基片的材料制成時熱負(fù)荷與透明基片的材料和面積比的組合。采用了兩種或三種材料。
參照圖9A，入射端或出射端偏振片a、b和c分別設(shè)置在分離成三種顏色的光束成分的三個光路中。對于各偏振片，將偏振器粘合至透明基片上。
假定相應(yīng)偏振片上的熱負(fù)荷以a、b和c的順序增加(在偏振片a、b和c上，偏振片a具有最高的熱負(fù)荷，偏振片c具有最低的熱負(fù)荷)。偏振片a的透明基片面積大于偏振片b和c的透明基片面積(例如，1.2倍或以上)。
圖9B表示當(dāng)采用兩種以上材料用于上述結(jié)構(gòu)的透明基片時的有效組合。圖9B表示當(dāng)采用材料A和B(導(dǎo)熱率A＞B)作為圖9A中所示偏振片a、b和c的透明基片時的組合表。作為一種情況，采用藍(lán)寶石作為材料A，采用氟石(和/或玻璃)作為材料B。作為另一種情況，采用氟石(和/或玻璃)作為材料A，采用玻璃作為材料B。存在組合1至4的選擇。根據(jù)熱負(fù)荷的情況或者設(shè)計自由度來選擇最佳組合。例如，在組合2中，用作偏振片a的透明基片由藍(lán)寶石也即材料A制成，用作偏振片b和c的透明基片由氟石(和/或玻璃)也即材料B制成。替代地，用作偏振片a的透明基片由藍(lán)寶石也即材料A制成，用作偏振片b的透明基片由氟石也即材料B制成，用作偏振片c的透明基片由玻璃也即材料B制成。
如上所述，如果在給定偏振片上的熱負(fù)荷非常高，則只采用藍(lán)寶石基片用作該偏振片的透明基片，并且增加其面積比。通過此結(jié)構(gòu)，偏振片能夠可靠地承受較高的熱負(fù)荷。
下面說明當(dāng)透明基片與偏振器的面積比在兩個光路中較高時的組合。
參照圖10A，將入射端或出射端偏振片d、e和f分別設(shè)置在分離成三種顏色的光束成分的三個光路中。對于每個偏振片，將偏振器粘合至透明基片上。
假定相應(yīng)偏振片上的熱負(fù)荷以d、e和f的順序增加(在偏振片d、e和f上，偏振片d具有最高的熱負(fù)荷，偏振片f具有最低的熱負(fù)荷)。偏振片d的透明基片面積大于偏振片f的透明基片面積(例如，1.2倍或以上)。
圖10B表示當(dāng)采用兩種以上材料用于上述結(jié)構(gòu)的透明基片時的有效組合。圖10B表示當(dāng)采用材料C和D(導(dǎo)熱率C＞D)作為圖10A中所示偏振片d、e和f的透明基片時的組合表。作為一種情況，采用藍(lán)寶石作為材料C，采用氟石(和/或玻璃)作為材料D。作為另一種情況，采用氟石(和/或玻璃)作為材料C，采用玻璃作為材料D。存在組合5至8的選擇。根據(jù)熱負(fù)荷的情況或者設(shè)計自由度來選擇最佳組合。例如，在組合6中，用作偏振片d的透明基片由藍(lán)寶石即材料C制成，用作偏振片e和f的透明基片由氟石(或玻璃)即材料D制成。替代地，用作偏振片d的透明基片由藍(lán)寶石即材料C制成，用作偏振片e的透明基片由氟石(或玻璃)即材料D制成，用作偏振片f的透明基片由玻璃(或氟石)即材料D制成。
在上述實施例中，選擇透明基片的材料，并且根據(jù)熱負(fù)荷改變透明基片的面積，從而可以將偏振片的熱量有效地傳送至透明基片，并且由透明基片高效地散發(fā)。
圖11表示根據(jù)本發(fā)明第三實施例的投影圖象顯示裝置(投影裝置)。與第一實施例中相同的數(shù)標(biāo)在第三實施例中表示相同的部件。
參照圖11，從超高壓水銀燈的光源部分1發(fā)出的白光由反射器2反射并且透過蠅眼透鏡3和4。其偏振方向通過PS轉(zhuǎn)換元件5由一個將光束分離成p偏振光和s偏振光的反射鏡和一個用于改變偏振方向的λ/2波片加以對準(zhǔn)。從PS轉(zhuǎn)換元件5出射的光束通過聚光鏡6等。此后，二向色鏡DM1透過紅波段光束成分并反射綠和藍(lán)波段光束成分。藍(lán)波段光束成分透過二向色鏡DM2。綠波段光束成分由二向色鏡DM2加以反射。以此結(jié)構(gòu)，將照明光束分離成紅、綠和藍(lán)波段的光束成分。各二向色鏡構(gòu)成顏色分離光學(xué)系統(tǒng)。
各顏色的光束成分入射在液晶顯示元件9R、9G和9B的對應(yīng)一個上并得以調(diào)制。以形成各顏色圖像。這些顏色光成分由用作顏色合成光學(xué)系統(tǒng)的二向色棱鏡11加以合成，然后由用作投影光學(xué)系統(tǒng)的投影透鏡12投射在投影表面(屏幕)(未畫出)上。各上述液晶顯示元件為成像面板比如液晶顯示面板。采用透視型成像面板，以透過光束形成圖像。
下面更為詳細(xì)地對各色波段進(jìn)行說明。透過二向色鏡DM1的紅波段光束成分由反射鏡M1將其光路改變90°，通過帶有偏振器的向場透鏡28RI，入射在液晶顯示元件9R上。根據(jù)從圖像信息提供裝置(例如個人計算機、TV、盒帶式錄像機或DVD播放機)(未畫出)提供的圖像信息對液晶顯示元件9R進(jìn)行驅(qū)動，并且對入射其上的紅波段光束成分進(jìn)行調(diào)制。
經(jīng)調(diào)制的紅波段光束成分依次照射在出射端偏振片10RO和二向色棱鏡11。其光路由二向色棱鏡11改變90°。然后，該光束成分入射在投影透鏡12上。二向色棱鏡11是所謂的十字形二向色棱鏡，通過四塊棱鏡粘合而成，使其具有大致為十字形的波長選擇反射(二向色)層。替代該十字形二向色棱鏡，可以采用由具有不同形狀的三塊或四塊棱鏡粘合而成的所謂3P(3件)或4P(4件)棱鏡。該十字形二向色棱鏡、3P(3件)棱鏡、或4P(4件)棱鏡構(gòu)成顏色合成光學(xué)系統(tǒng)。
另一方面，由二向色鏡DM1反射并將其光路改變90°的綠和藍(lán)波段光束成分入射在二向色反射鏡DM2上。二向色反射鏡DM2具有反射綠波段光束成分G的特性。因此，綠波段光束成分由二向色反射鏡DM2反射并將其光路改變90°，透過向場透鏡7G，入射在入射端偏振片8GI和液晶顯示元件9G上。根據(jù)從圖像信息提供裝置(未畫出)提供的圖像信息對液晶顯示元件9G進(jìn)行驅(qū)動，并且對入射其上的綠波段光束成分進(jìn)行調(diào)制。
經(jīng)調(diào)制的綠波段光束成分依次照射在出射端偏振片10GO和二向色棱鏡11上，通過二向色棱鏡11，并入射在投影透鏡12上。
透過二向色鏡DM2的藍(lán)波段光束成分通過聚光鏡13、中繼透鏡14、反射鏡M2和M3以及向場透鏡7B，入射在入射端偏振片8BI和液晶顯示元件9B上。根據(jù)從圖像信息提供裝置(未畫出)提供的圖像信息對液晶顯示元件9B進(jìn)行驅(qū)動，并且對入射其上的藍(lán)波段光束成分進(jìn)行調(diào)制。
經(jīng)調(diào)制的藍(lán)波段光束成分依次照射在出射端偏振片10BO和二向色棱鏡11上，由二向色棱鏡11將其光路改變90°，并入射在投影透鏡12上。
由二向色棱鏡11合成的各色波段光束成分由投影透鏡12投射在投影表面(屏幕)(未畫出)上，并且作為放大圖像加以顯示。
當(dāng)紅波段的顏色純度降低時(當(dāng)也包括靠近紅波段的另一顏色波段光束時)，可以獲得明亮的圖像。在此情況下，設(shè)置在紅波段光路中的偏振片上的熱負(fù)荷增加。
下面說明解決此問題的方法。如圖12中所示，用作透過紅波段光束成分的偏振片透明基片的向場透鏡28RI通過將偏振器28b粘合至透鏡部分28a(對應(yīng)于透明基片)的出射表面上而制成，從而呈現(xiàn)既定的偏振特性。向場透鏡和透明基片由相同的材料也即氟石制成。
用作透明基片的向場透鏡具有與其余透明基片平面形狀不同的形狀。向場透鏡的透鏡部分28a的入射表面由球面表面(替代地，可以是凸表面、凹表面、非球面表面或者自由形狀表面)構(gòu)成。其中心處的尺寸或厚度可以相對自由地設(shè)定。也就是說，一個透明基片的表面面積大于其余透明基片的表面面積。在本實施例中，將用作一個透明基片的向場透鏡的形狀(透鏡28a的面積或厚度)設(shè)定為不同于透過綠波段光束成分的入射端偏振片8GI或出射端偏振片10GO或者透過藍(lán)波段光束成分的入射端偏振片8BI或出射端偏振片10BO的透明基片的平面形狀。也就是說，用作一個透明基片的向場透鏡具有與其余透明基片平面形狀不同的形狀(一個透明基片(向場透鏡)的表面面積大于其余透明基片的表面面積)。
在此實施例中同樣，若根據(jù)第一實施例的圖3或者第二實施例的圖8中所示的關(guān)系，使透過紅波段光束成分的入射端偏振器粘合至其上的透明基片(向場透鏡28RI)的形狀適當(dāng)?shù)貎?yōu)化，即使在采用氟石作為透明基片(透鏡)材料時也可以充分地釋放熱負(fù)荷。
在本實施例中，入射端偏振器粘合至設(shè)在紅波段光束成分光路中的用作透明基片的向場透鏡上，并且使該向場透鏡的形狀最優(yōu)化。然而，由于冷卻空氣通道等使其熱負(fù)荷增加的綠或藍(lán)波段的透明基片也可以用作向場透鏡，并且偏振器可以粘合至該向場透鏡上。
另外，在本實施例中，偏振器粘合至由氟石制成的向場透鏡上，并且使該向場透鏡的形狀最優(yōu)化。根據(jù)熱負(fù)荷的程度，偏振器也可以粘合至玻璃向場透鏡上，并且可以使該向場透鏡的形狀最優(yōu)化。
在上述實施例中，作為透明基片的形狀，向場透鏡在一側(cè)具有平面表面而在另一側(cè)具有球面透鏡截面。然而，如果表面面積大于平面透明基片的表面面積，并且待投影的顯示圖象不受影響，則偏振器可以由一側(cè)的平面表面保持，而其另一側(cè)的表面可以形成為波浪形或光柵形使得表面面積變得大于平面表面。
下面參照圖13A和13B以及圖14A和14B說明當(dāng)多個透明基片之一由不同于其余透明基片的材料制成時熱負(fù)荷與透明基片的材料和形狀的組合。采用了兩種或三種材料。
參照圖13A，入射端或出射端偏振片a、b和c分別設(shè)置在分離成三種顏色的光束成分的三個光路中。對于各偏振片，將偏振器粘合至透明基片上。
假定相應(yīng)偏振片上的熱負(fù)荷以a、b和c的順序增加(在偏振片a、b和c上，偏振片a具有最高的熱負(fù)荷，偏振片c具有最低的熱負(fù)荷)。偏振片a的透明基片具有不同于偏振片b和c的平面形狀并且具有較大的表面面積和體積(采用其中一個表面具有平面形狀而另一個表面具有球面形狀的向場透鏡)。
圖13B表示當(dāng)采用兩種以上材料用于上述結(jié)構(gòu)的透明基片時的有效組合。圖13B表示當(dāng)采用材料A和B(導(dǎo)熱率A＞B)作為圖13A中所示偏振片a、b和c的透明基片時的組合表。作為一種情況，采用藍(lán)寶石作為材料A，采用氟石(和/或玻璃)作為材料B。作為另一種情況，采用氟石(和/或玻璃)作為材料A，采用玻璃作為材料B。存在對組合1至4的選擇。根據(jù)熱負(fù)荷的情況或者設(shè)計自由度來選擇最佳組合。例如，在組合2中，用作偏振片a的透明基片由藍(lán)寶石即材料A制成，用作偏振片b和c的透明基片由氟石(或玻璃)即材料B制成。替代地，用作偏振片a的透明基片由藍(lán)寶石即材料A制成，用作偏振片b的透明基片由氟石即材料B制成，用作偏振片c的透明基片由玻璃也即材料B制成。
如上所述，如果在給定偏振片上的熱負(fù)荷非常高，則只采用藍(lán)寶石用作向場透鏡，并使其形狀最優(yōu)化(增加其表面面積)。通過此結(jié)構(gòu)，向場透鏡(偏振片的透明基片)能夠可靠地承受較高的熱負(fù)荷。
下面說明當(dāng)兩個光路中的透明基片形狀不同于其余光路中透明基片形狀的組合。
參照圖14A，將入射端或出射端偏振片d、e和f分別設(shè)置在分離成三種顏色的光束成分的三個光路中。對于每個偏振片，將偏振器粘合至透明基片上。
假定相應(yīng)偏振片上的熱負(fù)荷以d、e和f的順序增加(在偏振片d、e和f上，偏振片d具有最高的熱負(fù)荷，偏振片f具有最低的熱負(fù)荷)。偏振片d和e的透明基片具有不同于偏振片f的平面形狀并且具有較大的表面面積和體積(采用其中一個表面具有平面形狀而另一個表面具有球面形狀的多個向場透鏡)。
圖14B表示當(dāng)采用兩種以上材料用于上述結(jié)構(gòu)的透明基片時的有效組合。圖14B表示當(dāng)采用材料C和D(導(dǎo)熱率C＞D)作為圖14A中所示偏振片d、e和f的透明基片時的組合表。作為一種情況，采用藍(lán)寶石作為材料C，采用氟石(和/或玻璃)作為材料D。作為另一種情況，采用藍(lán)寶石(和/或氟石)作為材料C，采用玻璃作為材料D。存在對組合5至8的選擇。根據(jù)熱負(fù)荷的情況或者設(shè)計自由度來選擇最佳組合。例如，在組合6中，用作偏振片d的透明基片由藍(lán)寶石(或氟石)即材料C制成，用作偏振片e和f的透明基片由氟石(或玻璃)即材料D制成。替代地，用作偏振片d的透明基片由藍(lán)寶石也即材料C制成，用作偏振片e的透明基片由氟石(或玻璃)即材料D制成，用作偏振片f的透明基片由玻璃(或氟石)即材料D制成。
在上述實施例中，選擇透明基片的材料，并且根據(jù)熱負(fù)荷改變透明基片的形狀(表面面積)，從而可以將偏振片的熱量有效地傳送至透明基片并且由透明基片高效地加以散發(fā)。
在上述各實施例中，在其中采用用于透過光束以形成圖像的透射型成象面板比如液晶顯示面板作為成象面板的投影裝置中，采用了在上述實施例中用于保持偏振器的透明基片。然而，在上述實施例中用于保持偏振器的透明基片也可以用在其中采用用于反射光束以形成圖像的反射型成象面板比如液晶顯示面板作為成象面板的投影裝置中。在此情況下，該光學(xué)系統(tǒng)采用了顏色分離光學(xué)系統(tǒng)、顏色合成光學(xué)系統(tǒng)，以及既具有顏色分離功能也具有顏色合成功能的顏色分離/合成光學(xué)系統(tǒng)。
如上所述，根據(jù)上述各實施例，選擇透明基片的材料，并且根據(jù)熱負(fù)荷改變透明基片的表面面積(厚度、面積或體積)，從而可以將偏振片的熱量有效地傳送至透明基片，并且通過該透明基片高效率地散發(fā)。從而可以使偏振片上的熱負(fù)荷得以有效和充分地釋放。因此，可以降低成本同時可靠地防止由發(fā)熱所致的像質(zhì)降低。
權(quán)利要求
1.一種投影裝置，包括顏色分離光學(xué)系統(tǒng)，用于將照明光束分離成第一色光、第二色光和第三色光；第一成像面板，其由所述第一色光照明；第二成像面板，其由所述第二色光照明；第三成像面板，其由所述第三色光照明；顏色合成光學(xué)系統(tǒng)，用于合成來自所述第一成像面板的第一色光、來自所述第二成像面板的第二色光和來自所述第三成像面板的第三色光；投影光學(xué)系統(tǒng)，用于投射來自所述顏色合成光學(xué)系統(tǒng)所合成的光；第一透明基片，其被設(shè)置在所述顏色分離光學(xué)系統(tǒng)和所述第一成像面板之間，其中在所述第一透明基片的表面上設(shè)置有所述第一色光穿過的偏振器；第二透明基片，其被設(shè)置在所述顏色分離光學(xué)系統(tǒng)和所述第二成像面板之間，其中在所述第二透明基片的表面上設(shè)置有所述第二色光穿過的偏振器；以及第三透明基片，其被設(shè)置在所述顏色分離光學(xué)系統(tǒng)和所述第三成像面板之間，其中在所述第三透明基片的表面上設(shè)置有所述第三色光穿過的偏振器，其中所述第一透明基片的厚度大于至少所述第二透明基片的厚度和第三透明基片的厚度之一。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一透明基片的厚度大于至少所述第二透明基片的厚度和第三透明基片的厚度之一的1.2倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中第一透明基片、第二透明基片和第三透明基片的每一個由選自藍(lán)寶石、氟石和玻璃中的一種材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中制成所述第一透明基片所用的材料與制成第二透明基片所用的材料不同，并且與制成第三透明基片所用的材料不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中在所述第一透明基片的第一成像面板一側(cè)的表面上設(shè)置有一個偏振器，在所述第二透明基片的第二成像面板一側(cè)的表面上設(shè)置有一個偏振器，以及在所述第三透明基片的第三成像面板一側(cè)的表面上設(shè)置有一個偏振器。
6.一種投影裝置，包括顏色分離光學(xué)系統(tǒng)，用于將照明光束分離成第一色光、第二色光和第三色光；第一成像面板，其由所述第一色光照明；第二成像面板，其由所述第二色光照明；第三成像面板，其由所述第三色光照明；顏色合成光學(xué)系統(tǒng)，用于合成來自所述第一成像面板的第一色光、來自所述第二成像面板的第二色光和來自所述第三成像面板的第三色光；投影光學(xué)系統(tǒng)，用于投射來自所述顏色合成光學(xué)系統(tǒng)所合成的光；第一透明基片，其被設(shè)置在所述第一成像面板和顏色合成光學(xué)系統(tǒng)之間，其中在所述第一透明基片的表面上設(shè)置有所述第一色光穿過的偏振器；第二透明基片，其被設(shè)置在所述第二成像面板和顏色合成光學(xué)系統(tǒng)之間，其中在所述第二透明基片的表面上設(shè)置有所述第二色光穿過的偏振器；以及第三透明基片，其被設(shè)置在所述第三成像面板和顏色合成光學(xué)系統(tǒng)之間，其中在所述第三透明基片的表面上設(shè)置有所述第三色光穿過的偏振器，其中所述第一透明基片的厚度大于至少所述第二透明基片的厚度和第三透明基片的厚度之一。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述第一透明基片的厚度大于至少所述第二透明基片的厚度和第三透明基片的厚度之一的1.2倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中第一透明基片、第二透明基片和第三透明基片的每一個由選自藍(lán)寶石、氟石和玻璃中的一種材料制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中制成所述第一透明基片所用的材料與制成第二透明基片所用的材料不同，并且與制成第三透明基片所用的材料不同。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述第一透明基片的第一成像面板一側(cè)的表面上設(shè)置有一個偏振器，所述第二透明基片的第二成像面板一側(cè)的表面上設(shè)置有一個偏振器，以及所述第三透明基片的第三成像面板一側(cè)的表面上設(shè)置有一個偏振器。
全文摘要
本發(fā)明公開一種投影裝置，包括顏色分離光學(xué)系統(tǒng)，將照明光束分離成第一、第二和第三色光；第一成像面板，由第一色光照明；第二成像面板，由第二色光照明；第三成像面板，由第三色光照明；顏色合成光學(xué)系統(tǒng)，合成來自第一、第二和第三成像面板的第一、第二和第三色光；投影光學(xué)系統(tǒng)，投射顏色合成光學(xué)系統(tǒng)合成的光；第一透明基片，設(shè)置在顏色分離光學(xué)系統(tǒng)和第一成像面板之間，其表面上有第一色光穿過的偏振器；第二透明基片，設(shè)置在顏色分離光學(xué)系統(tǒng)和第二成像面板之間，其表面上有第二色光穿過的偏振器；第三透明基片，設(shè)置在顏色分離光學(xué)系統(tǒng)和第三成像面板之間，其表面上有第三色光穿過的偏振器；其中第一透明基片的厚度大于至少第二和第三透明基片的厚度之一。
文檔編號G03B21/00GK1854808SQ20061000862
公開日2006年11月1日 申請日期2002年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月29日
發(fā)明者野田頭英文 申請人:佳能株式會社