投影機(jī)的制作方法
【專利說(shuō)明】投影機(jī)
[0001]本申請(qǐng)是于2010年8月24日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?01010262657.7、名稱為“投影機(jī)”的專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及將反射型液晶面板等調(diào)制的光束作為圖像投影的投影機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0003]存在如下類型的投影機(jī):通過(guò)將來(lái)自照明光學(xué)系統(tǒng)的光束用交叉分色鏡分離為多個(gè)色光并導(dǎo)入各色的光路，分別照明在各色的光路上配置的3個(gè)反射型液晶面板，將由這3個(gè)反射型液晶面板調(diào)制的各色的光束用交叉分色棱鏡合成(例如，參照專利文獻(xiàn)1、2)。
[0004]另外，專利文獻(xiàn)2公開的投影機(jī)中，形成相對(duì)于構(gòu)成色分離用的交叉分色鏡的2枚分色鏡垂直的第I平面與相對(duì)于與該交叉分色鏡相鄰的2枚彎曲鏡垂直的第2平面相互正交的構(gòu)造，實(shí)現(xiàn)了光學(xué)系統(tǒng)的小型化。
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2007-127851號(hào)公報(bào)。
[0006]專利文獻(xiàn)2:日本特開2004-240022號(hào)公報(bào)。
[0007]上述專利文獻(xiàn)I公開的投影機(jī)中，向構(gòu)成交叉分色鏡的2枚分色鏡入射的照明光成為P偏振狀態(tài)，不容易提高基于分色鏡反射的目的色光的分離效率，若要勉強(qiáng)提高基于反射的色分離效率，則交叉分色鏡成為高價(jià)。
[0008]另一方面，上述專利文獻(xiàn)2公開的投影機(jī)中，對(duì)于入射交叉分色鏡、偏振光分光鏡等的光束，沒有考慮偏振面的配置，偏振光的反射、分離等的效率低下，難以進(jìn)行明亮的照明。另外，與反射型液晶面板相對(duì)，采用了偏振光分光鏡立方體(beam splitter cube)，由于溫度上升，在玻璃部件產(chǎn)生熱變形，偏振狀態(tài)產(chǎn)生變化，由于電介質(zhì)多層膜的偏振光分離特性的角度依存性，若光線的角度變大，則對(duì)比度降低。
[0009]因而，本發(fā)明的目的是提供可簡(jiǎn)易提高交叉分色鏡等中的色分離效率的投影機(jī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為了解決上述課題，本發(fā)明的投影機(jī)具備:光源；偏振光變換部，其使來(lái)自光源的光束與具有與第I方向平行的偏振面的偏振光一致；色分離導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)，其具有將從偏振光變換部出射的偏振光分離為不同波段的光束的分離面和使經(jīng)過(guò)分離面的光束彎曲的至少一個(gè)彎曲鏡；以及多個(gè)光調(diào)制裝置，其由色分離導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)分離的光束分別照明。本投影機(jī)中，分離面以偏振光對(duì)分離面的入射面與第I方向垂直的方式配置，至少一個(gè)彎曲鏡以經(jīng)過(guò)分離面的偏振光對(duì)彎曲鏡的入射面與第I方向平行的方式配置。另外，以上這樣具有與第I方向平行的偏振面的偏振光，只要不受到相位元件等的相位作用，就可維持其實(shí)質(zhì)上的偏振方向。即，偏振光具有與第I方向平行的偏振面，意味著將投影機(jī)的光路直線地展開時(shí)的偏振狀態(tài)。因此，從偏振光變換部導(dǎo)入色分離導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)等的偏振光被色分離導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)等彎曲光路時(shí)，雖然外觀上受到電場(chǎng)的振動(dòng)方向變化的作用，但是只要不受到相位元件等的相位作用，第I方向的偏振面就可實(shí)質(zhì)地保持。
[0011]根據(jù)上述投影機(jī)，偏振光對(duì)分離面的入射面與上述第I方向垂直，因此，可以比較簡(jiǎn)易且廉價(jià)地形成包含分離面等的色分離導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)，提高分離面中的目的波長(zhǎng)光的反射分離效率。另外，為了使經(jīng)過(guò)分離面的偏振光對(duì)彎曲鏡的入射面與上述第I方向平行，必須考慮使相對(duì)于光調(diào)制裝置、其光路下游側(cè)配置的光學(xué)元件設(shè)定成適切偏振面的偏振光入射。例如，光調(diào)制裝置具有偏振光分離元件的場(chǎng)合，使第I方向與入射面平行的光束入射偏振光分離元件，可以提高其透射效率。
[0012]另外，通過(guò)使偏振光變換部和分離面采用通常的配置，在分離面和彎曲鏡之間或彎曲鏡和光調(diào)制裝置之間插入1/2波片，也可以實(shí)現(xiàn)與上述同樣的功能，但是由于1/2波片的插入，產(chǎn)生投影像的對(duì)比度降低，因照明光束的照射導(dǎo)致的1/2波片經(jīng)時(shí)劣化的問(wèn)題。
[0013]另外，根據(jù)本發(fā)明的具體的形態(tài)或方面，上述投影機(jī)中，多個(gè)光調(diào)制裝置分別具有從光入射面出射被調(diào)制的光的反射型液晶面板和使來(lái)自色分離導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)的光透射且使由反射型液晶面板調(diào)制而具有與不同于第I方向的第2方向平行的偏振面的偏振光反射的偏振光分離元件，偏振光分離元件以來(lái)自色分離導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)的偏振光對(duì)偏振光分離元件的入射面與第I方向平行的方式配置。該場(chǎng)合，可以使來(lái)自色分離導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)的照明用的光束在偏振光分離元件中效率良好地透射，可以高亮度照明液晶面板。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的其他方面，偏振光分離元件是設(shè)置有雙折射構(gòu)造體的平板狀光學(xué)元件。這里，設(shè)置有雙折射構(gòu)造體的平板狀光學(xué)元件意味著利用構(gòu)造性雙折射的偏振光元件，具體地說(shuō)，包含線柵格型偏振片、層疊型光子晶體偏振片等。線柵格型偏振片等對(duì)溫度等的使用環(huán)境穩(wěn)定性高，可以比較低的成本提高可靠性。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一其他方面，上述光學(xué)元件以來(lái)自反射型液晶面板的偏振光對(duì)雙折射構(gòu)造體的入射面與上述第2方向垂直的方式配置。該場(chǎng)合，可以使由液晶面板反射的第2方向的偏振光分量即圖像光在偏振光分離元件中效率良好地反射，投影明亮的圖像。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一其他方面，還具備具有將經(jīng)過(guò)多個(gè)光調(diào)制裝置的光合成的合成面的光合成光學(xué)系統(tǒng)和將從光合成光學(xué)系統(tǒng)出射的合成光投影的投影光學(xué)系統(tǒng)，多個(gè)光調(diào)制裝置分別具有調(diào)制透射光的透射型液晶面板和使由透射型液晶面板調(diào)制而具有與第2方向平行的偏振面的偏振光透射的偏振片，光合成光學(xué)系統(tǒng)以來(lái)自多個(gè)光調(diào)制裝置中至少一個(gè)光調(diào)制裝置的偏振光對(duì)合成面的入射面與第2方向垂直的方式配置。該場(chǎng)合，可以使來(lái)自光調(diào)制裝置的偏振片的圖像光在光合成光學(xué)系統(tǒng)的合成面中效率良好地反射，投影明殼的圖像。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一其他方面，色分離導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)具有相互交叉配置的第I分色鏡及第2分色鏡，分別作為分離面，第I及第2分色鏡的交叉軸、向偏振光變換部的光出射側(cè)延伸的系統(tǒng)光軸以及向第I及第2分色鏡的光出射側(cè)延伸的系統(tǒng)光軸以相互垂直的方式配置。該場(chǎng)合，可以使從偏振光變換部出射的偏振光相對(duì)于第I及第2分色鏡，以第I方向垂直于這些入射面的方式入射，可以使從第I及第2分色鏡出射的偏振光相對(duì)于對(duì)應(yīng)的彎曲鏡，以第I方向平行于這些入射面的方式入射。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一其他方面，色分離導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)還具有配置在第I及第2分色鏡的光路下游側(cè)并將由第I及第2分色鏡分離的一方的光束進(jìn)一步分離為不同波段的光束的第3分色鏡，第3分色鏡以一方的光束對(duì)第3分色鏡的入射面與第I方向平行的方式配置。該場(chǎng)合，可以簡(jiǎn)易地在色分離導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)配置第3分色鏡。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是說(shuō)明第I實(shí)施例的投影機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成的立體圖。
[0020]圖2是圖1所示投影機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)的平面圖。
[0021]圖3是說(shuō)明圖1的投影機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)的一部分的-Z方向的平面圖。
[0022]圖4是第2實(shí)施例的投影機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)的要部的構(gòu)成的說(shuō)明圖。
[0023]符號(hào)說(shuō)明:
[0024]10…光源裝置，14…凹透鏡，15，16…透鏡陣列，17…偏振光變換裝置，17a…棱鏡元件，17b...波片，18...重疊透鏡，20...照明光學(xué)系統(tǒng)，21...交叉分色鏡，21a、21b...分色鏡，21c…交叉軸，22...分色鏡，23a，23b…彎曲鏡，23b，26g，26r…彎曲鏡，40...色分離導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)，52b、52g、52r...偏振光分離元件，53b、53g、53r...出射側(cè)圖形層，56...1/2波片，60...光調(diào)制部，60b、60g、60r…液晶光閥，61b、61g、61r…液晶面板，70…光合成光學(xué)系統(tǒng)，71a、71b…分色鏡，80…投影光學(xué)系統(tǒng)，100，200…投影機(jī)，260…光調(diào)制部，261b，261g，261r…液晶面板，Bp, Bs…藍(lán)光，Gp, Gs…綠光，Rp, Rs…紅光，OPU OP2、OP3…光路，SAl, SA2…系統(tǒng)光軸。
【具體實(shí)施方式】
[0025]〔第I實(shí)施例〕
[0026]以下，參照?qǐng)D1?3，說(shuō)明本發(fā)明第I實(shí)施例的投影機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成。另外，圖1?3中，x、y及z意味著構(gòu)成3維正交坐標(biāo)系的3個(gè)坐標(biāo)軸。
[0027]圖示的投影機(jī)100具備:出射照明光的照明光學(xué)系統(tǒng)20 ;將來(lái)自照明光學(xué)系統(tǒng)20的照明光分離為藍(lán)綠紅的3個(gè)色光的色分離導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)40 ;根據(jù)圖像信息分別調(diào)制從色分離導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)40出射的3個(gè)色光的光調(diào)制部60 ;將從光調(diào)制部60出射的各色圖像光合成的光合成光學(xué)系統(tǒng)70 ;將光合成光學(xué)系統(tǒng)70合成的圖像光向屏幕(未圖不)投影的投影光學(xué)系統(tǒng)80。其中，從照明光學(xué)系統(tǒng)20到光合成光學(xué)系統(tǒng)70的部分容納于光學(xué)部件用框體(未圖示)的內(nèi)部。另外，本投影機(jī)100的場(chǎng)合，照明光學(xué)系統(tǒng)20中的系統(tǒng)光軸SAl沿X軸平行延伸，配置為與yz平面(基準(zhǔn)面)垂直，從除此以外的色分離導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)40到光合成光學(xué)系統(tǒng)70的部分中的系統(tǒng)光軸SA2配置為與垂直于X軸的yz平面(基準(zhǔn)面)平行。