專(zhuān)利名稱(chēng):投影儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及投射顯示圖像的投影儀。
在投影儀中,根據(jù)圖像信息(圖像信號(hào)),用液晶面板等調(diào)制從照明光學(xué)系統(tǒng)射出的光,將調(diào)制后的光投射在屏幕上,實(shí)現(xiàn)圖像顯示。
圖10是表示現(xiàn)有的投影儀的主要部分的說(shuō)明圖。該投影儀備有三個(gè)液晶光閥900R、900G、900B;交叉分色棱鏡920;以及投影透鏡940。從圖中未示出的照明光學(xué)系統(tǒng)射出的紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三色光通過(guò)液晶光閥900R、900G、900B,按照?qǐng)D像信息而被調(diào)制。被調(diào)制的光(調(diào)制光束)由交叉分色棱鏡920進(jìn)行合成,合成光由投影透鏡940進(jìn)行投射。于是在屏幕SC上顯示彩色圖像。另外,在圖10中,假定呈s偏振光的色光R、G、B入射到各液晶光閥900R、900G、900B上。
第二液晶光閥900G備有液晶面板901G;與偏振光軸正交地設(shè)置在液晶面板901G的光入射面?zhèn)燃肮獬錾涿鎮(zhèn)鹊膕偏振光透過(guò)用偏振片902Gi;以及p偏振光透過(guò)用偏振片902Go。由于這樣構(gòu)成,所以入射到第二液晶光閥900G上的s偏振光被變換成p偏振光后射出。
另一方面,第一液晶光閥900R備有液晶面板901R;p偏振光透過(guò)用偏振片902Ri和s偏振光透過(guò)用偏振片902Ro;以及λ/2相位差片903R。在第一液晶光閥900R中,λ/2相位差片903R粘貼在玻璃片908上,另外,第一偏振片902Ri粘貼在λ/2相位差片903R上。入射到玻璃片908上的s偏振光利用λ/2相位差片903R變換成p偏振光,直接透過(guò)p偏振光透過(guò)用偏振片902Ri后,利用液晶面板901R和s偏振光透過(guò)用偏振片902Ro,變換成s偏振光后射出。第三液晶光閥900B也一樣。
如上所述,之所以設(shè)定s偏振光從第一及第三液晶光閥900R、900B射出,p偏振光從第二液晶光閥900G射出,是為了從三個(gè)液晶光閥射出的光在交叉分色棱鏡920中能順利地合成。
另外,從上述的說(shuō)明可知,在本說(shuō)明書(shū)中所謂“液晶光閥”,是調(diào)整入射光的偏振方向且使出射光的偏振方向呈規(guī)定的方向用的部件,至少包括液晶面板和偏振片,根據(jù)情況,還包括λ/2相位差片,是一種廣義的液晶光閥。另外,狹義的液晶光閥不包括λ/2相位差片,意思是由液晶面板和偏振片構(gòu)成。
因此,從照明光學(xué)系統(tǒng)射出的光如果照射在液晶光閥上,通常液晶光閥的偏振片發(fā)熱,伴隨該發(fā)熱,偏振片發(fā)生變形。另外,該變形量主要與照射偏振片的光的強(qiáng)度及其分布有關(guān)。
在上述現(xiàn)有的投影儀中,第一及第三液晶光閥900R、900B中包括的λ/2相位差片903R、903B被夾在玻璃片908和偏振片902Ri、902Bi之間。因此,伴隨偏振片902Ri產(chǎn)生形變,λ/2相位差片903R也產(chǎn)生形變。
圖11是從-x方向看設(shè)置在圖10所示的第一液晶光閥900R的光入射面一側(cè)偏振片902Ri時(shí)所看到的平面圖。另外,在圖11中沿偏振片902Ri的朝向圖紙后方的方向(+x方向)依次配置了λ/2相位差片903R和玻璃片908。如圖中的虛線(xiàn)所示,偏振片902Ri通常在中央附近發(fā)熱較大,周邊部分發(fā)熱較少。在這樣的情況下,偏振片902Ri沿箭頭所示的方向變形。這時(shí),由于偏振片902Ri變形,所以被偏振片902Ri和玻璃片908夾著的相位差片903R也沿箭頭所示的方向變形。在照射液晶光閥的光束的光強(qiáng)分布幾乎均勻的情況下,同樣會(huì)產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象。
這樣,在λ/2相位差片903R變形的情況下,λ/2相位差片903R(圖10)在變形后的部分不能將入射的s偏振光順利地變換成p偏振光。這時(shí),從光入射面一側(cè)的p偏振光透過(guò)用偏振片902Ri射出的p偏振光的光強(qiáng)變小,與此相伴隨,從光出射面一側(cè)的s偏振光透過(guò)用偏振片902Ro射出的s偏振光的光強(qiáng)也變小。這樣從液晶光閥900R射出的調(diào)制光束發(fā)生亮度不均現(xiàn)象。如果用這樣的調(diào)制光束在屏幕SC上顯示彩色圖像,則存在所顯示的圖像內(nèi)出現(xiàn)色斑的問(wèn)題。
本發(fā)明就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述課題而完成的,其目的在于提供一種在投影儀中能降低所顯示的圖像的色斑的技術(shù)。
為了解決上述課題的至少一部分,本發(fā)明的第1裝置是一種投射顯示彩色圖像用的投影儀,其特征在于它備有射出照明光的照明光學(xué)系統(tǒng);
將從上述照明光學(xué)系統(tǒng)射出的上述照明光分離成分別具有三種色分量的第一至第三色光的色光分離光學(xué)系統(tǒng);根據(jù)圖像信息,調(diào)制由上述色光分離光學(xué)系統(tǒng)分離的第一至第三色光,生成第一至第三調(diào)制光束的第一至第三電光裝置;通過(guò)反射上述第一及第三調(diào)制光束,透射上述第二調(diào)制光束,來(lái)合成上述第一至第三調(diào)制光束的色合成部;以及投射從上述色合成部射出的合成光的投射光學(xué)系統(tǒng),另外,還備有被設(shè)置在上述第一及第三電光裝置的光入射面一側(cè)或光出射面一側(cè)的λ/2相位差片,上述λ/2相位差片被設(shè)置成這樣的狀態(tài),即其一面接觸大氣,另一面接觸透光性的部件。
在本發(fā)明的投影儀中,λ/2相位差片被設(shè)置成這樣的狀態(tài),即其一面接觸大氣,另一面接觸透光性的部件。如果這樣配置λ/2相位差片,則能解決伴隨偏振片的變形,λ/2相位差片也變形的現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題,所以能減少被顯示的圖像的色斑。
在上述投影儀中,入射到上述色合成部的上述第1和第3調(diào)制光束的偏振方向最好是第1方向,上述第2調(diào)制光束的偏振方向最好是與上述第1方向正交的第2偏振方向。
如果這樣做,色合成部能高效率地合成第1至第3調(diào)制光束。
在上述投影儀中,上述照明光學(xué)系統(tǒng)最好備有將具有上述第一或第二偏振方向的線(xiàn)偏振光作為上述照明光射出用的偏振光發(fā)生部。
如果這樣做,則由于能使偏振方向一致的光入射到第一至第三電光裝置中,所以能有效地利用光。
在上述投影儀中,也可以在上述透光性的部件的一面上粘貼上述λ/2相位差片,在另一面上粘貼上述電光裝置中包括的偏振片。
如果這樣做,則即使在將λ/2相位差片和偏振片設(shè)置在同一個(gè)透光性的片狀材料上的情況下,也能解決伴隨偏振片的變形,λ/2相位差片也變形的問(wèn)題,所以能減少被顯示的圖像的色斑。
或者,在上述投影儀中,在上述透光性部件的一個(gè)面上粘貼了上述λ/2相位差片。
也可以將上述電光裝置中包括的偏振片粘貼在與上述λ/2相位差片所粘貼的上述透光性部件不同的透光性部件上。
即使這樣做,由于也能解決λ/2相位差片與偏振片一起變形的問(wèn)題,所以能減少被顯示的圖像的色斑。
此外,本發(fā)明的第2裝置是一種投射顯示彩色圖像用的投影儀,其特征在于它備有射出照明光的照明光學(xué)系統(tǒng);將從上述照明光學(xué)系統(tǒng)射出的上述照明光分離成分別具有三種色分量的第一至第三色光的色光分離光學(xué)系統(tǒng);根據(jù)圖像信息,調(diào)制由上述色光分離光學(xué)系統(tǒng)分離的第一至第三色光,生成第一至第三調(diào)制光束的第一至第三電光裝置;通過(guò)反射上述第一及第三調(diào)制光束,透射上述第二調(diào)制光束,來(lái)合成上述第一至第三調(diào)制光束的色合成部;以及投射從上述色合成部射出的合成光的投射光學(xué)系統(tǒng),另外,還備有被設(shè)置在上述第二電光裝置的光入射面一側(cè)或光出射面一側(cè)的λ/2相位差片,上述λ/2相位差片被設(shè)置成這樣的狀態(tài),即其一面接觸大氣,另一面接觸透光性的部件。
即使在使用了本發(fā)明的第2裝置的情況下,也能起到與上述第1裝置同樣的作用、效果。
圖1是表示應(yīng)用了本發(fā)明的投影儀的說(shuō)明圖。
圖2是將圖1中的照明光學(xué)系統(tǒng)100放大后示出的說(shuō)明圖。
圖3是表示偏振光發(fā)生光學(xué)系統(tǒng)160的說(shuō)明圖。
圖4是表示圖1中的投影儀1000的主要部分的說(shuō)明圖。
圖5是表示第二實(shí)施例的主要部分的說(shuō)明圖。
圖6是表示第三實(shí)施例的主要部分的說(shuō)明圖。
圖7是表示第四實(shí)施例的主要部分的說(shuō)明圖。
圖8是表示第五實(shí)施例的主要部分的說(shuō)明圖。
圖9是表示第六實(shí)施例的主要部分的說(shuō)明圖。
圖10是表示現(xiàn)有的投影儀的主要部分的說(shuō)明圖。
圖11是從-x方向看設(shè)置在圖10所示的第一液晶光閥900R的光入射面一側(cè)偏振片902Ri時(shí)所看到的平面圖。
A.第一實(shí)施例其次,根據(jù)實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。圖1是表示應(yīng)用了本發(fā)明的投影儀的說(shuō)明圖。投影儀1000備有包括光源裝置120的照明光學(xué)系統(tǒng)100;色光分離光學(xué)系統(tǒng)200;中繼光學(xué)系統(tǒng)220;三個(gè)液晶光閥300R、300G、300B;交叉分色棱鏡520;以及投影透鏡540。
從照明光學(xué)系統(tǒng)100(圖1)射出的光在色光分離光學(xué)系統(tǒng)200中被分離成紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三色光。被分離的各色光在液晶光閥300R、300G、300B中根據(jù)圖像信息被進(jìn)行調(diào)制。被調(diào)制的各色光在交叉分色棱鏡520中進(jìn)行合成,通過(guò)投影透鏡540將彩色圖像投射在屏幕SC上。
圖2是將圖1中的照明光學(xué)系統(tǒng)100放大示出的說(shuō)明圖。該照明光學(xué)系統(tǒng)100備有光源裝置120;第一及第二透鏡陣列140、150;偏振光發(fā)生光學(xué)系統(tǒng)160;以及重疊透鏡170。光源裝置120和第一及第二透鏡陣列140、150以光源光軸120ax為基準(zhǔn)進(jìn)行配置,偏振光發(fā)生光學(xué)系統(tǒng)160和重疊透鏡170以系統(tǒng)光軸100ax為基準(zhǔn)進(jìn)行配置。光源光軸120ax是從光源裝置120射出的光束的中心軸,系統(tǒng)光軸100ax是由偏振光發(fā)生光學(xué)系統(tǒng)160從后級(jí)的光學(xué)元件射出的光束的中心軸。如圖所示,系統(tǒng)光軸100ax和光源光軸120ax沿x方向平行且偏移規(guī)定的偏移量Dp。將在后面說(shuō)明該偏移量Dp。另外,在圖2中照明光學(xué)系統(tǒng)100照明的照明區(qū)域LA對(duì)應(yīng)于圖1中的液晶光閥300R、300G、300B。
光源裝置120有射出大致平行的光束的功能。光源裝置120備有發(fā)光管122;有旋轉(zhuǎn)橢圓面形狀的凹面的反射鏡124;以及平行化透鏡126。從發(fā)光管122射出的光被反射鏡124反射,反射光被平行化透鏡126變換成大致平行于光源光軸120ax的平行光。另外,作為光源裝置也可以使用有旋轉(zhuǎn)拋物面形狀的凹面的反射鏡。
第一透鏡陣列140有呈矩陣狀排列的多個(gè)小透鏡142。各小透鏡142是平凸透鏡,從z方向看時(shí),其外部形狀設(shè)定成與照明區(qū)域LA(液晶光閥)呈相似形。第一透鏡陣列140將從光源裝置120射出的大致平行的光束分割成多個(gè)部分光束后射出。
第二透鏡陣列150有呈矩陣狀排列的多個(gè)小透鏡152。可以使用與第一透鏡陣列140相同的透鏡。第二透鏡陣列150具有使從第一透鏡陣列140射出的部分光束各自的中心軸大致平行于系統(tǒng)光軸100ax而對(duì)齊的功能,同時(shí)具有使第一透鏡陣列140的各小透鏡142的像在照明區(qū)域LA上成像的功能。
如圖所示,從第一透鏡陣列140的各小透鏡142射出的部分光束通過(guò)第二透鏡陣列150后,聚焦在其附近位置、即聚焦在偏振光發(fā)生光學(xué)系統(tǒng)160內(nèi)。
偏振光發(fā)生光學(xué)系統(tǒng)160相當(dāng)于本發(fā)明的偏振光發(fā)生部。圖3是表示偏振光發(fā)生光學(xué)系統(tǒng)160的說(shuō)明圖。圖3(A)表示偏振光發(fā)生光學(xué)系統(tǒng)160的斜視圖,圖3(B)表示從+y方向看時(shí)所看到的平面圖的一部分。偏振光發(fā)生光學(xué)系統(tǒng)160備有遮光片62、偏振光束分光器陣列64、以及選擇相位差片66。
如圖3(A)所示,偏振光束分光器陣列64是由多個(gè)其斷面大致呈平行四邊形的柱狀的透光性片狀材料64c粘貼起來(lái)構(gòu)成的。在各透光性片狀材料64c的界面上交替地形成偏振光分離膜64a和反射膜64b。另外,使用電介質(zhì)多層膜作為偏振光分離膜64a,使用電介質(zhì)多層膜或金屬膜作為反射膜64b。
遮光片62由排列成條狀的遮光面62b和開(kāi)口面62a構(gòu)成。遮光片62具有遮擋入射到遮光面62b上的光束、而使入射到開(kāi)口面62a上的光束通過(guò)的功能。遮光面62b和開(kāi)口面62a這樣排列,即從第一透鏡陣列140(圖2)射出的部分光束只入射到偏振光束分光器陣列64的偏振光分離膜64a上,而不入射到反射膜64b上。具體地說(shuō),如圖3(B)所示,遮光片62的開(kāi)口面62a的中心與偏振光束分光器陣列64的偏振光分離膜64a的中心配置得大致一致。另外,開(kāi)口面62a沿x方向的開(kāi)口寬度Wp與偏振光分離膜64a沿x方向的大小設(shè)定得大致相等。這時(shí),通過(guò)遮光片62的開(kāi)口面62a的光束幾乎全部只入射到偏振光分離膜64a上,而不入射到反射膜64b上。另外,作為遮光片62可以使用在平片狀的透明體(例如玻璃片)上局部地形成了遮光性的膜(例如鉻膜、鋁膜、電介質(zhì)多層膜等)的片。另外,也可以使用將開(kāi)口部設(shè)置在鋁片之類(lèi)的遮光性的平片上的片。
從第一透鏡陣列140(圖2)射出的各部分光束如圖3(B)中的實(shí)線(xiàn)所示,其主光束(中心軸)大致平行于系統(tǒng)光軸100ax入射到遮光片62的開(kāi)口面62a上。通過(guò)了開(kāi)口面62a的部分光束入射到偏振光分離膜64a上。偏振光分離膜64a將入射的部分光束分離成s偏振光的部分光束和p偏振光的部分光束。這時(shí),p偏振光的部分光束透過(guò)偏振光分離膜64a,s偏振光的部分光束被偏振光分離膜64a反射。被偏振光分離膜64a反射s偏振光的部分光束被射向反射膜64b,在反射膜64b上再次被反射。這時(shí),透過(guò)了偏振光分離膜64a的p偏振光的部分光束和被反射膜64b反射的s偏振光的部分光束幾乎互相平行。
選擇相位差片66由開(kāi)口層66a和λ/2相位差層66b構(gòu)成。另外,開(kāi)口層66a是未形成λ/2相位差層66b的部分。開(kāi)口層66a具有使入射的線(xiàn)偏振光直接透過(guò)的功能。另一方面,λ/2相位差層66b具有作為偏振光變換元件的功能,用來(lái)將入射的線(xiàn)偏振光變換成偏振方向正交的線(xiàn)偏振光。在本實(shí)施例中,如圖3(B)所示,透過(guò)了偏振光分離膜64a的p偏振光的部分光束入射到λ/2相位差層66b上。因此,p偏振光的部分光束在λ/2相位差層66b中被變換成s偏振光的部分光束后射出。另一方面,被反射膜64b反射的s偏振光的部分光束由于入射到開(kāi)口層66a,所以s偏振光的部分光束直接射出。即,入射到偏振光發(fā)生光學(xué)系統(tǒng)160的非偏振光的部分光束被變換成s偏振光的部分光束后射出。另外,由于λ/2相位差層66b只配置在被反射膜64b反射的s偏振光的部分光束的出射面上,所以也能將入射到偏振光發(fā)生光學(xué)系統(tǒng)160的部分光束變換成p偏振光的部分光束后射出。作為選擇相位差片66,也可以在開(kāi)口層66a的部分上什么也不設(shè)置,只將λ/2相位差層66b粘貼在p偏振光的部分光束或s偏振光的部分光束的出射面上即可。
從圖3(B)可知,從偏振光發(fā)生光學(xué)系統(tǒng)160射出的兩個(gè)s偏振光的中心從入射的非偏振光(s偏振光+p偏振光)的中心向+x方向偏移。其偏移量等于λ/2相位差層66b的寬度Wp(即,偏振光分離膜64a沿x方向的大小。因此,如圖2所示,光源光軸120ax和系統(tǒng)光軸100ax偏移的距離Dp等于Wp/2。
如上所述,從第一透鏡陣列140射出的多條部分光束由偏振光發(fā)生光學(xué)系統(tǒng)160將各部分光束分離成兩個(gè)部分光束,同時(shí)變換成各偏振方向大體一致的一種線(xiàn)偏振光。偏振方向一致的多條部分光束利用圖2所示的重疊透鏡170,重疊在照明區(qū)域LA上。這時(shí),照射在照明區(qū)域LA上的光的強(qiáng)度分布變得大致均勻。
照明光學(xué)系統(tǒng)100(圖1)射出偏振方向一致的照明光(s偏振光),通過(guò)色光分離光學(xué)系統(tǒng)200或中繼光學(xué)系統(tǒng)220,對(duì)液晶光閥300R、300G、300B進(jìn)行照明。
色光分離光學(xué)系統(tǒng)200備有兩個(gè)分色鏡202、204、以及反射鏡208,具有將從照明光學(xué)系統(tǒng)100射出的光束分離成紅、綠、藍(lán)三色光的功能。第一分色鏡202使從照明光學(xué)系統(tǒng)100射出的光中的紅色光分量透過(guò),同時(shí)反射藍(lán)色光分量和綠色光分量。透過(guò)了第一分色鏡202的紅色光R被反射鏡208反射后,射向交叉分色棱鏡520。從色光分離光學(xué)系統(tǒng)200射出的紅色光R通過(guò)場(chǎng)透鏡232,到達(dá)紅色光用的液晶光閥300R。該場(chǎng)透鏡232具有將從照明光學(xué)系統(tǒng)100射出的各部分光束變換成相對(duì)于其中心軸平行的光束的功能。另外,設(shè)置在其他液晶光閥300G、300B的光入射面一側(cè)的場(chǎng)透鏡234、230也一樣。
被第一分色鏡202反射的藍(lán)色光B和綠色光G中,綠色光G被第二分光鏡204反射,被從色光分離光學(xué)系統(tǒng)200射向交叉分色棱鏡520。從色光分離光學(xué)系統(tǒng)200射出的綠色光G通過(guò)場(chǎng)透鏡234,到達(dá)綠色光用的液晶光閥300G。另一方面,透過(guò)第二分色鏡204的藍(lán)色光B從色光分離光學(xué)系統(tǒng)200射出,入射到中繼光學(xué)系統(tǒng)220中。
入射到中繼光學(xué)系統(tǒng)220中的藍(lán)色光B通過(guò)中繼光學(xué)系統(tǒng)220中備有的入射側(cè)透鏡222、中繼透鏡226及反射鏡224、228及出射側(cè)透鏡(場(chǎng)透鏡)230,到達(dá)藍(lán)色光用的液晶光閥300B。另外,之所以中繼光學(xué)系統(tǒng)220被用于藍(lán)色光B,是因?yàn)樗{(lán)色光B的光路長(zhǎng)度比其他顏色的光R、G的光路長(zhǎng)度長(zhǎng),通過(guò)使用中繼光學(xué)系統(tǒng)220,能使入射到入射側(cè)透鏡222上的藍(lán)色光B直接傳播到出射側(cè)透鏡230上。
三個(gè)液晶光閥300R、300G、300B根據(jù)供給的圖像信息(圖像信號(hào)),分別調(diào)制入射的三色光,生成調(diào)制光束。各液晶光閥分別備有液晶面板、以及配置在其光入射面一側(cè)及光出射面一側(cè)的偏振片。另外,將在后面進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明液晶光閥。
交叉分色棱鏡520對(duì)通過(guò)液晶光閥300R、300G、300B調(diào)制的三色光(調(diào)制光束)進(jìn)行合成,生成表現(xiàn)彩色圖像的合成光。在交叉分色棱鏡520中,在四個(gè)直角棱鏡的界面上大致呈X狀地形成紅色光反射膜521和藍(lán)色光反射膜522。紅色光反射膜521由反射紅色光的電介質(zhì)多層膜形成,藍(lán)色光反射膜522由反射藍(lán)色光的電介質(zhì)多層膜形成,由這些紅色光反射膜521和藍(lán)色光反射膜522合成三種色光,生成表現(xiàn)彩色圖像的合成光。
由交叉分色棱鏡520生成的合成光被沿投影透鏡540的方向射出。投影透鏡540投射從交叉分色棱鏡520射出的合成光,將彩色圖像顯示在屏幕SC上。另外,作為投影透鏡540能使用遠(yuǎn)心透鏡。
圖4是表示圖1中的投影儀1000的主要部分的說(shuō)明圖。另外,著眼于在圖4中從圖1所示的偏振光發(fā)生光學(xué)系統(tǒng)160至交叉分色棱鏡520的光學(xué)系統(tǒng)來(lái)描繪偏振光的方向。另外,與偏振光方向幾乎無(wú)關(guān)的光學(xué)元件(透鏡等)圖中未示出。另外,后面所述的第二實(shí)施例以后的其他實(shí)施例也同樣表示。
在第一實(shí)施例中,用圖2說(shuō)明過(guò),偏振光發(fā)生光學(xué)系統(tǒng)160射出s偏振光。如上所述,s偏振光被兩個(gè)分色鏡202、204分離成紅色光R、綠色光G和藍(lán)色光B。由于通過(guò)分色鏡202、204時(shí),偏振方向不變化,所以三色光仍然是s偏振光。
被第一分色鏡202分離的s偏振光的紅色光R被反射鏡208反射后,入射到第一液晶光閥300R中。液晶光閥300R備有液晶面板301R、以及設(shè)置在該光的入射面一側(cè)及光出射面一側(cè)的兩個(gè)偏振片302Ri、302Ro。另外,在液晶面板301R的光入射面一側(cè)備有λ/2相位差片303R。將第一及第二偏振片302Ri、302Ro的偏振光軸設(shè)置成互相正交,第一偏振片302Ri是使p偏振光透過(guò)的p偏振光透過(guò)用偏振片,第二偏振片302Ro是使s偏振光透過(guò)的s偏振光透過(guò)用偏振片。這樣,液晶光閥300R與圖10所示的液晶光閥900R一樣,備有λ/2相位差片303R、以及兩個(gè)偏振片302Ri、302Ro??墒?,在圖10中的現(xiàn)有的投影儀中,λ/2相位差片903R被夾在玻璃片908和偏振片902Ri之間,與此不同,在本實(shí)施例的投影儀中,λ/2相位差片303R配置成其一面接觸大氣,另一面與不改變偏振方向的透光性的玻璃片308接觸的狀態(tài)。具體地說(shuō),在玻璃片308的一面上粘貼著λ/2相位差片303R,在另一面上粘貼著偏振片302Ri。如果這樣做,則能避免與偏振片302Ri因發(fā)熱而變形的同時(shí),λ/2相位差片303R也變形的問(wèn)題。另外,在圖4中,雖然光出射面一側(cè)的偏振片302Ro獨(dú)立地設(shè)置,但也可以粘貼在液晶面板301R的出射面或交叉分色棱鏡502的入射面等上。
入射到第一液晶光閥300R上的s偏振光被λ/2相位差片303R變換成p偏振光。該p偏振光直接透過(guò)p偏振光透過(guò)用偏振片302Ri,通過(guò)由液晶面板301R進(jìn)行調(diào)制,一部分被變換成s偏振光,只有s偏振光能從s偏振光透過(guò)用偏振片302Ro射出。
被第二分色鏡204分離的s偏振光的綠色光G直接入射到第二液晶光閥300G上。第二液晶光閥300G備有液晶面板301G、設(shè)置在液晶面板301G的光入射面一側(cè)的s偏振光透過(guò)用偏振片302Gi、以及設(shè)置在光出射面一側(cè)的p偏振光透過(guò)用偏振片302Go。入射到第二液晶光閥300G上的s偏振光的綠色光G直接透過(guò)s偏振光透過(guò)用偏振片302Gi,通過(guò)由液晶面板301G進(jìn)行調(diào)制,一部分被變換成p偏振光,只有p偏振光能從p偏振光透過(guò)用偏振片302Go射出。
被第二分色鏡204分離的s偏振光的藍(lán)色光B被兩個(gè)反射鏡224、228反射,入射到第三液晶光閥300B上。第三液晶光閥300B備有液晶面板301B、兩個(gè)偏振片302Bi、302Bo、λ/2相位差片303B、以及粘貼了λ/2相位差片303B及偏振片302Bi的玻璃片308。另外,第三液晶光閥300B與第一液晶光閥300R一樣,所以詳細(xì)說(shuō)明從略。
可是,在本實(shí)施例中之所以將從第一及第三液晶光閥300R、300B射出的光設(shè)定為s偏振光,將從第二液晶光閥300G射出的光設(shè)定為p偏振光,是為了在交叉分色棱鏡520中從三個(gè)液晶光閥射出的光能很好地合成。即,如上所述,在交叉分色棱鏡520中紅色光反射膜521和藍(lán)色光反射膜522大致呈X狀。這些反射膜521、522通常具有良好的s偏振光的反射特性。因此,將由兩個(gè)反射膜521、522反射的光作為s偏振光,將透過(guò)兩個(gè)反射膜521、522的光作為p偏振光。因此,由第一液晶光閥300R調(diào)制的s偏振光的紅色光分別在紅色光反射膜521上大部分被反射,由第三液晶光閥300B調(diào)制的s偏振光的紅藍(lán)色光在藍(lán)色光反射膜522上大部分被反射。另外,由第二液晶光閥300G調(diào)制的p偏振光的綠色光大部分透過(guò)紅色光反射膜521和藍(lán)色光反射膜522。因此,交叉分色棱鏡520能有效地合成從三個(gè)液晶光閥300R、300G、300B射出的各偏振光。另外,在圖4中,為了圖示的方便起見(jiàn),將紅色光和藍(lán)色光反射的位置描繪在偏離兩個(gè)反射膜521、522的位置上。
如上所述,在本實(shí)施例的投影儀中,λ/2相位差片303R、303B配置成其一面接觸大氣,另一面與不改變偏振方向的透光性的玻璃片308接觸的狀態(tài)。因此,即使偏振片302Ri、302Bi因受熱而變形,也能避免λ/2相位差片303R、303B與偏振片一起變形的問(wèn)題。這時(shí),λ/2相位差片303R、303B能將入射的s偏振光很好地變換成p偏振光,所以從光入射面一側(cè)的偏振片302Ri、302Bi射出的p偏振光的強(qiáng)度、以及從光出射面一側(cè)的偏振片302Ro、302Bo射出的s偏振光的強(qiáng)度與圖10中的現(xiàn)有的投影儀相比并不低。其結(jié)果,通過(guò)合成從三個(gè)液晶光閥300R、300G、300B射出的調(diào)制光束,能降低在屏幕SC(圖1)上顯示的彩色圖像的色斑。
另外,從以上的說(shuō)明可知,在本實(shí)施例中,第一至第三液晶光閥300R、300G、300B中,除λ/2相位差片303R、303B以外的部分分別相當(dāng)于本發(fā)明的第一至第三電光裝置。本實(shí)施例的投影儀相當(dāng)于λ/2相位差片設(shè)置在本發(fā)明的第一及第三電光裝置的光入射面一側(cè)的投影儀。另外,一般說(shuō)來(lái),所謂電光裝置意味著只表示液晶面板的狹義的電光裝置,但在本說(shuō)明書(shū)中,意味著包括液晶面板和偏振片的廣義的電光裝置。另外,從第一及第三液晶光閥300R、300B射出的s偏振光相當(dāng)于本發(fā)明的有第一偏振方向的第一及第三調(diào)制光束,從第二液晶光閥300G射出的p偏振光相當(dāng)于本發(fā)明的有第二偏振方向的第二調(diào)制光束。
B.第二實(shí)施例圖5是表示第二實(shí)施例的主要部分的說(shuō)明圖。在第一實(shí)施例(圖4)中,將λ/2相位差片303R、303B設(shè)置在液晶光閥300R、300B的光入射面一側(cè),但在第二實(shí)施例中,將λ/2相位差片313R、313B設(shè)置在液晶光閥310R、310B的光出射面一側(cè)。但是,在第二實(shí)施例的第一及第三液晶光閥310R、310B中,s偏振光透過(guò)用偏振片312Ri、312Bi設(shè)置在光入射面一側(cè),p偏振光透過(guò)用偏振片312Ro、312Bo設(shè)置在光出射面一側(cè)。
s偏振光的紅色光入射到第一液晶光閥310R中,并直接透過(guò)s偏振光透過(guò)用偏振片312Ri后,入射到液晶面板311R上。液晶面板311R將入射的s偏振光的一部分變換成p偏振光,p偏振光只從配置在光出射面一側(cè)的p偏振光透過(guò)用偏振片312Ro射出。從p偏振光透過(guò)用偏振片312Ro射出的p偏振光通過(guò)玻璃片318,入射到λ/2相位差片313R上,變換成s偏振光后射出。第三液晶光閥310B也一樣。另外,其他結(jié)構(gòu)要素與第一實(shí)施例(圖4)相同,所以詳細(xì)說(shuō)明從略。
在該第二實(shí)施例的投影儀中,λ/2相位差片313R、313B也配置成其一面接觸大氣,另一面與不改變偏振方向的透光性的玻璃片318接觸的狀態(tài)。因此,能避免λ/2相位差片與偏振片312Ro、312Bo一起變形的問(wèn)題。其結(jié)果,能降低所顯示的彩色圖像的色斑。
另外,與第一實(shí)施例的情況不同,在本實(shí)施例中能將s偏振光透過(guò)用偏振片312Ri、312Gi、312Bi全都設(shè)置在三個(gè)液晶光閥310R、310G、310B的光入射面一側(cè),能將p偏振光透過(guò)用偏振片312Ro、312Go、312Bo全都設(shè)置在光出射面一側(cè)。這時(shí),能統(tǒng)一設(shè)定液晶面板311R、311G、311B的液晶取向狀態(tài)。因此,在第二實(shí)施例中,除了λ/2相位差片以外,能使三個(gè)液晶光閥通用化,能減少部件種類(lèi)。
另外,本實(shí)施例的投影儀相當(dāng)于λ/2相位差片被設(shè)置在本發(fā)明的第一及第三電光裝置的光出射面一側(cè)的投影儀。
C.第三實(shí)施例圖6是表示第三實(shí)施例的主要部分的說(shuō)明圖。第三實(shí)施例是將第一實(shí)施例(圖4)的偏振光發(fā)生光學(xué)系統(tǒng)160換成射出p偏振光的偏振光發(fā)生光學(xué)系統(tǒng)160’。在第一實(shí)施例(圖4)中,λ/2相位差片303R、303B設(shè)置在液晶光閥300R、300B的光入射面一側(cè),但在第三實(shí)施例中,只是λ/2相位差片323G設(shè)置在液晶光閥320G的光入射面一側(cè)。其他結(jié)構(gòu)要素與第一實(shí)施例相同。即,p偏振光透過(guò)用偏振片322Ri、322Bi設(shè)置在第一及第三液晶光閥320R、320B的光入射面一側(cè),s偏振光透過(guò)用偏振片322Ro、322Bo設(shè)置在光出射面一側(cè)。另外,s偏振光透過(guò)用偏振片322Gi設(shè)置在第二液晶光閥320G的光入射面一側(cè),p偏振光透過(guò)用偏振片322Go設(shè)置在光出射面一側(cè)。
如圖6所示,在第三實(shí)施例中,λ/2相位差片323G也配置成其一面接觸大氣,另一面與不改變偏振方向的透光性的玻璃片328接觸的狀態(tài)。因此,能避免λ/2相位差片323G與偏振片322Gi一起變形的問(wèn)題。其結(jié)果,能降低所顯示的彩色圖像的色斑。
另外,在本實(shí)施例的情況下,與第一實(shí)施例的情況相比較,由于可以只設(shè)置一個(gè)λ/2相位差片323G,所以具有能減少部件個(gè)數(shù)的優(yōu)點(diǎn)。
另外,本實(shí)施例的投影儀相當(dāng)于λ/2相位差片被設(shè)置在本發(fā)明的第二電光裝置的光入射面一側(cè)的投影儀。
D.第四實(shí)施例圖7是表示第四實(shí)施例的主要部分的說(shuō)明圖。在第三實(shí)施例(圖6)中,λ/2相位差片323G被設(shè)置在液晶光閥320G的光入射面一側(cè),但在第四實(shí)施例中,λ/2相位差片333G被設(shè)置在液晶光閥330G的光出射面一側(cè)。但是,第四實(shí)施例中的第二液晶光閥330G中,將p偏振光透過(guò)用偏振片332Gi設(shè)置在光入射面一側(cè),將s偏振光透過(guò)用偏振片332Go設(shè)置在光出射面一側(cè)。
如圖7所示,在第四實(shí)施例中,λ/2相位差片333G也配置成其一面接觸大氣,另一面與不改變偏振方向的透光性的玻璃片338接觸的狀態(tài)。因此,能避免λ/2相位差片333G與偏振片332Go一起變形的問(wèn)題。其結(jié)果,能降低所顯示的彩色圖像的色斑。
另外,在本實(shí)施例中,與第二實(shí)施例(圖5)一樣,能將p偏振光透過(guò)用偏振片332Ri、332Gi、332Bi全都設(shè)置在三個(gè)液晶光閥330R、330G、330B的光入射面一側(cè),能將s偏振光透過(guò)用偏振片332Ro、332Go、332Bo全都設(shè)置在光出射面一側(cè)。這時(shí),能統(tǒng)一設(shè)定液晶面板331R、331G、331B的液晶取向狀態(tài)。因此,在第四實(shí)施例中,除了λ/2相位差片以外,能使三個(gè)液晶光閥通用化,能減少部件種類(lèi)。另外,在本實(shí)施例的情況下,與第一實(shí)施例的情況相比較,由于可以只設(shè)置一個(gè)λ/2相位差片333G,所以具有能減少部件個(gè)數(shù)的優(yōu)點(diǎn)。
另外,本實(shí)施例的投影儀相當(dāng)于λ/2相位差片被設(shè)置在本發(fā)明的第二電光裝置的光出射面一側(cè)的投影儀。
E.第五實(shí)施例圖8是表示第五實(shí)施例的主要部分的說(shuō)明圖。另外,在圖8中一并示出了圖1中的投影儀1000中所示的三個(gè)場(chǎng)透鏡232、234、230’。在第一實(shí)施例(圖4)中,第一及第三液晶光閥300R、300B的光入射面一側(cè)的λ/2相位差片303R、303B分別被粘貼在玻璃片308上,但在第五實(shí)施例中,被粘貼在第一及第三液晶光閥300Ra、300Ba的光入射面一側(cè)設(shè)置的場(chǎng)透鏡232、230’的出射面上。因此,在該投影儀中,用平凸?fàn)畹膱?chǎng)透鏡230’代替圖1中的雙凸?fàn)畹膱?chǎng)透鏡230。在這樣將λ/2相位差片303R、303B粘貼在場(chǎng)透鏡232、230’的情況下,能省略第一實(shí)施例(圖4)中的玻璃片308。
在第五實(shí)施例中,兩個(gè)λ/2相位差片303R、303G也配置成其一面接觸大氣,另一面與不改變偏振方向的場(chǎng)透鏡232、230’接觸的狀態(tài)。因此,與第一實(shí)施例一樣,能降低所顯示的彩色圖像的色斑。另外,在圖6所示的第三實(shí)施例的投影儀中同樣能適用,在此情況下,也可以將第二液晶光閥320G的λ/2相位差片323G粘貼在場(chǎng)透鏡234上。
另外,本實(shí)施例的投影儀相當(dāng)于λ/2相位差片被設(shè)置在本發(fā)明的第一及第三電光裝置的光入射面一側(cè)的投影儀。
F.第六實(shí)施例圖9是表示第六實(shí)施例的主要部分的說(shuō)明圖。在第二實(shí)施例(圖5)中,第一及第三液晶光閥310R、310B的光出射面一側(cè)的λ/2相位差片313R、313B分別被粘貼在玻璃片318上,但在第六實(shí)施例中,被粘貼在設(shè)置在第一及第三液晶光閥310Ra、310Ba的光出射面一側(cè)的交叉分色棱鏡520的兩個(gè)入射面上。在此情況下,也與第五實(shí)施例一樣,能省略在第二實(shí)施例中使用的玻璃片318。
在第六實(shí)施例中,兩個(gè)λ/2相位差片313R、313G也配置成其一面接觸大氣,另一面與不改變偏振方向的交叉分色棱鏡520接觸的狀態(tài)。因此,與第二實(shí)施例一樣,能降低所顯示的彩色圖像的色斑。另外,在圖7所示的第四實(shí)施例的投影儀中同樣能適用,在此情況下,也可以將第二液晶光閥330G的λ/2相位差片333G粘貼在交叉分色棱鏡520的入射面上。
另外,本實(shí)施例的投影儀相當(dāng)于λ/2相位差片被設(shè)置在本發(fā)明的第一及第三電光裝置的光出射面一側(cè)的投影儀。
如上所述,在本發(fā)明的投影儀中,λ/2相位差片配置成其一面接觸大氣,另一面與不改變偏振方向的透光性的部件接觸的狀態(tài)。如果這樣配置λ/2相位差片,則能解決λ/2相位差片伴隨偏振片因受熱變形而變形的問(wèn)題,所以能降低所顯示的彩色圖像的色斑。
另外,本發(fā)明不限于上述的實(shí)施例或?qū)嵤┬螒B(tài),在不脫離其要旨的范圍內(nèi),能在各種形態(tài)中實(shí)施,例如能如下變形。
(1)在上述實(shí)施例中,雖然λ/2相位差片與粘貼在玻璃片上的偏振片、或交叉分色棱鏡、場(chǎng)透鏡等具有其他光學(xué)功能的光學(xué)元件一起設(shè)置,但也可以獨(dú)立地設(shè)置λ/2相位差片。即,只要單獨(dú)地設(shè)置將λ/2相位差片粘貼在玻璃片上的部件即可。在此情況下,λ/2相位差片也配置成其一面接觸大氣,另一面與不改變偏振方向的透光性的部件接觸的狀態(tài),所以能降低所顯示的彩色圖像的色斑。
另外,如圖4至圖7所示,液晶光閥中包括的偏振片也可以粘貼在粘貼了λ/2相位差片的透光性的片狀材料上,如圖8、圖9所示,也可以粘貼在與粘貼了λ/2相位差片的透光性的部件不同的透光性的部件上。在任何情況下,都能解決λ/2相位差片與偏振片一起變形的問(wèn)題,所以能降低所顯示的彩色圖像的色斑。
(2)在上述實(shí)施例中,雖然經(jīng)常將從第二液晶光閥射出的綠色調(diào)制光束作為p偏振光,經(jīng)常將從第一及第三液晶光閥射出的紅色及藍(lán)色調(diào)制光束作為s偏振光,但作為p偏振光或s偏振光的顏色不受此限。例如,在圖4中,將兩個(gè)液晶光閥300G、300B的配置位置互換,而且設(shè)置綠色光反射膜來(lái)代替交叉分色棱鏡520的藍(lán)色光反射膜,在此情況下可以將紅色及綠色的調(diào)制光束作為s偏振光,將藍(lán)色的調(diào)制光束作為p偏振光。一般說(shuō)來(lái),從第一及第三液晶光閥射出具有第一偏振方向(s偏振光)的調(diào)制光束,從第二液晶光閥射出具有第二偏振方向(p偏振光)的調(diào)制光束。
(3)在上述實(shí)施例中,雖然利用射出s偏振光或p偏振光的照明光學(xué)系統(tǒng)100,但在將偏振片設(shè)置在液晶光閥的光入射面一側(cè)的情況下,也可以入射非偏振光。如果這樣做,則能省略照明光學(xué)系統(tǒng)中備有的偏振光發(fā)生光學(xué)系統(tǒng)160、160’。在此情況下,也可以將λ/2相位差片設(shè)置在液晶光閥的光出射面一側(cè)。但是,如上述實(shí)施例所示,由于能有效地利用入射到光入射面一側(cè)的偏振片的光,所以具有能在屏幕SC上顯示明亮的圖像的優(yōu)點(diǎn)。
另外,如上述實(shí)施例所示,在利用射出s偏振光或p偏振光的照明光學(xué)系統(tǒng)100的情況下,也可以省略設(shè)置在液晶光閥的光入射面一側(cè)的偏振片。即,由于設(shè)置在液晶光閥的光入射面一側(cè)的偏振片用來(lái)提高照明光的偏振度,所以在入射到液晶光閥上的光的偏振度高的情況下,可以將其省略。在此情況下,將λ/2相位差片和偏振片設(shè)置在液晶光閥的光出射面一側(cè)即可。
(4)在上述實(shí)施例中,雖然λ/2相位差片設(shè)置在液晶光閥的光入射面一側(cè)或光出射面一側(cè),但將兩組λ/4相位差片組合起來(lái),也能實(shí)現(xiàn)λ/2相位差片的功能。例如,在第一實(shí)施例(圖4)的投影儀中,也可以設(shè)置第一λ/4相位差片,代替第一液晶光閥300R的λ/2相位差片303R,將第二λ/4相位差片設(shè)置在場(chǎng)透鏡232(圖1)的射出面上。在此情況下,λ/4相位差片最好也配置成其一面接觸大氣,另一面與不改變偏振方向的透光性的部件接觸的狀態(tài)。
(5)在上述實(shí)施例中,雖然使用交叉分色棱鏡520作為本發(fā)明的色合成部,但不受此限。例如,作為色合成部,也可以使用在玻璃片等上面形成的交叉分色棱鏡520中包括的兩個(gè)反射膜521、522中的各個(gè)反射膜。一般說(shuō)來(lái),作為色合成部可以是這樣一種部件,即它反射入射的第一及第三調(diào)制光束,使第二調(diào)制光束透過(guò),由此來(lái)合成第一至第三調(diào)制光束。
權(quán)利要求
1.一種投射顯示彩色圖像用的投影儀,其特征在于備有射出照明光的照明光學(xué)系統(tǒng);將從上述照明光學(xué)系統(tǒng)射出的上述照明光分離成分別具有三種色分量的第一至第三色光的色光分離光學(xué)系統(tǒng);根據(jù)圖像信息,調(diào)制由上述色光分離光學(xué)系統(tǒng)分離的第一至第三色光,生成第一至第三調(diào)制光束的第一至第三電光裝置;通過(guò)反射上述第一及第三調(diào)制光束并透射上述第二調(diào)制光束,來(lái)合成上述第一至第三調(diào)制光束的色合成部;以及投射從上述色合成部射出的合成光的投射光學(xué)系統(tǒng),另外,還備有被設(shè)置在上述第一及第三電光裝置的光入射面一側(cè)或光出射面一側(cè)的λ/2相位差片,上述λ/2相位差片被設(shè)置成這樣的狀態(tài),即其一面接觸大氣,另一面接觸透光性的部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影儀,其特征在于入射到上述色合成部的上述第1和第3調(diào)制光束的偏振方向是第1方向,上述第2調(diào)制光束的偏振方向是與上述第1方向正交的第2偏振方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的投影儀,其特征在于上述照明光學(xué)系統(tǒng)具備將具有上述第1或第2偏振方向的線(xiàn)偏振光作為上述照明光射出用的偏振光發(fā)生部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的投影儀,其特征在于在上述透光性的部件的一面上粘貼了上述λ/2相位差片,在另一面上粘貼上述電光裝置中包括的偏振片。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的投影儀,其特征在于在上述透光性的部件的一面上粘貼了上述λ/2相位差片,上述電光裝置中包括的偏振片被粘貼在與粘貼了上述λ/2相位差片的上述透光性的部件不同的透光性的部件上。
6.一種投射顯示彩色圖像用的投影儀,其特征在于備有射出照明光的照明光學(xué)系統(tǒng);將從上述照明光學(xué)系統(tǒng)射出的上述照明光分離成分別具有三種色分量的第一至第三色光的色光分離光學(xué)系統(tǒng);根據(jù)圖像信息,調(diào)制由上述色光分離光學(xué)系統(tǒng)分離的第一至第三色光,生成第一至第三調(diào)制光束的第一至第三電光裝置;通過(guò)反射上述第一及第三調(diào)制光束并透射上述第二調(diào)制光束,來(lái)合成上述第一至第三調(diào)制光束的色合成部;以及投射從上述色合成部射出的合成光的投射光學(xué)系統(tǒng),另外,還備有被設(shè)置在上述第二電光裝置的光入射面一側(cè)或光出射面一側(cè)的λ/2相位差片,上述λ/2相位差片被設(shè)置成這樣的狀態(tài),即其一面接觸大氣,另一面接觸透光性的部件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的投影儀,其特征在于入射到上述色合成部的上述第1和第3調(diào)制光束的偏振方向是第1方向,上述第2調(diào)制光束的偏振方向是與上述第1方向正交的第2偏振方向。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的投影儀,其特征在于上述照明光學(xué)系統(tǒng)具備將具有上述第1或第2偏振方向的線(xiàn)偏振光作為上述照明光射出用的偏振光發(fā)生部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的投影儀,其特征在于在上述透光性的部件的一面上粘貼了上述λ/2相位差片,在另一面上粘貼上述電光裝置中包括的偏振片。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的投影儀,其特征在于在上述透光性的部件的一面上粘貼了上述λ/2相位差片,上述電光裝置中包括的偏振片被粘貼在與粘貼了上述λ/2相位差片的上述透光性的部件不同的透光性的部件上。
全文摘要
提供在投影儀中能降低所顯示的圖像的色斑的技術(shù)。投影儀有:照明光學(xué)系統(tǒng);分離成第一至第三色光的色光分離光學(xué)系統(tǒng);調(diào)制第一至第三色光,生成第一至第三調(diào)制光束的第一至第三電光裝置;合成第一至第三調(diào)制光束的色合成部;以及投射合成光的投射光學(xué)系統(tǒng),另外,投影儀還有λ/2相位差片。將λ/2相位差片設(shè)置成使其一面接觸大氣、另一面接觸不改變偏振光方向的透光性的部件的狀態(tài),所以能降低由第一至第三調(diào)制光束的合成光顯示的圖像的色斑。
文檔編號(hào)H04N9/31GK1281995SQ0012174
公開(kāi)日2001年1月31日 申請(qǐng)日期2000年7月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月23日
發(fā)明者竹澤武士 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社