本发明专利技术提供同时改善去往DMD的入射光和来自DMD的反射光的效率来实现高亮度的光学单元和具备它的投影型显示装置。使在DMD上反射的光源光投影的投影型显示装置的光学单元中，TIR棱镜的一个棱镜包括：第一界面，隔着规定距离与其它棱镜的光源光出射面平行配置，被来自其它棱镜的光源光入射；和第二界面，与DMD相对设置，出射对DMD照明的光源光，并被来自DMD的反射光入射，当令DMD的微小反射镜的摆动角为±θ，该棱镜的折射率为n，第一界面与第二界面所成的角度为β，第二界面上的光源光去往DMD的出射角为α时，使摆动角θ、折射率n、角度β、角度α满足规定的关系。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供同时改善去往DMD的入射光和来自DMD的反射光的效率来实现高亮度的光学单元和具备它的投影型显示装置。使在DMD上反射的光源光投影的投影型显示装置的光学单元中，TIR棱镜的一个棱镜包括：第一界面，隔着规定距离与其它棱镜的光源光出射面平行配置，被来自其它棱镜的光源光入射；和第二界面，与DMD相对设置，出射对DMD照明的光源光，并被来自DMD的反射光入射，当令DMD的微小反射镜的摆动角为±θ，该棱镜的折射率为n，第一界面与第二界面所成的角度为β，第二界面上的光源光去往DMD的出射角为α时，使摆动角θ、折射率n、角度β、角度α满足规定的关系。【专利说明】光学单元和投影型显示装置
本专利技术涉及至少包括两个棱镜，使DMD等反射型显示元件的入射反射光的光轴调 整变得容易的光学单元和投影型显示装置。
技术介绍
在投影型显示装置即投影仪中，作为能够实现小型高亮度光学单元的影像显示元 件，微镜型影像显示元件DMD (Digital Micromirror Device:数字微镜器件）受到瞩目。 DMD根据影像信息对按像素配置的微镜的摆动角度分别进行控制，将DMD入射光分离为向 投影透镜入射的方向（0N光，即投影光)和不向投影透镜入射的方向（OFF光，S卩非投影光)， 由此进行与影像信息对应的光调制。 在使用DMD的光学单元的光学系统中，为了使射向DMD的入射光与DMD的反射光 的光轴不同，需要使入射光的光轴相对于DMD的面法线倾斜规定量。此处，令DMD的反射镜 的旋转角在投影时（即该反射镜对应的像素为0N时）倾斜+ Θ、在不投影时（即该反射镜对 应的像素为OFF时)倾斜-Θ的情况下，DMD入射光一般相对于DMD的中心光轴倾斜2 Θ入 射。 此处，作为向DMD照射光的光学结构的方式之一，已知有使用全反射棱镜和补偿 棱镜这两个三角棱镜的方式（以下，记作全反射棱镜方式)。全反射棱镜方式中，一般在使 DMD入射光从补偿棱镜和全反射棱镜透射之后使其入射到DMD的微镜。另一方面，通过使 DMD反射光在全反射棱镜的全反射面上全反射而使光向投影透镜方向传播，形成将DMD入 射光的光路和DMD反射光的光路分离的结构。此外，补偿棱镜具有对因各光线从全反射棱 镜中通过的位置的不同而在两个棱镜中产生的光程差进行补偿的功能。这样的全反射棱镜 方式能够有效地分离DMD入射光和DMD反射光，因此适用于投影仪用光学单元的小型化。 例如在专利文献1中就公开了按照上述全反射棱镜方式对DMD照射光源光的投影 仪。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开2004-240050号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题 在上述全反射棱镜方式中，全反射棱镜的全反射面一般相对于DMD的反射镜面设 置成45度。但是，如果为了确保明亮度而导入相当于DMD的规定的F值（F-number)的光 束，则从DMD反射的反射光的一部分会因相对于全反射棱镜的全反射面以小于临界角的角 度入射而从全反射棱镜透射。其结果是，光学单元整体的效率变差，产生屏幕上的照度变暗 的问题。 针对这样的问题，在专利文献1中记载了以使得全反射棱镜的全反射面相对于 DMD的反射镜面成为45度以上的方式形成棱镜来改善这一问题的技术。由此，对有效反射 光能够确保临界角，能够防止画质降低。 但是，上述专利文献1中仅考虑了改善全反射棱镜的全反射条件，未涉及DMD入射 光的效率。如果像专利文献1公开的那样使全反射棱镜的全反射面为45度以上，则在DMD 入射光所通过的补偿棱镜中会产生新的效率的降低，从考虑DMD入射光与反射光双方的光 学效率的角度来看，会产生光学单元的效率没有得到改善这一新问题。 本专利技术是鉴于上述状况而完成的，其目的在于提供一种同时改善去往DMD的入射 光的效率和来自DMD的反射光的效率并由此实现高亮度的光学单元，和具备该光学单元的 投影型显示装置。 解决问题的技术手段 为解决上述问题，本专利技术提供一种投影型显示装置的光学单元，光源光入射到该 光学单元，并由该光学单元投影从影像显示元件反射的光源光，其中，所述光学单元包括具 有光源光的折射面或全反射面的多个棱镜，所述多个棱镜中的一个棱镜包括：第一界面，隔 着规定距离与其它棱镜的光源光的出射面平行地配置，来自其它棱镜的光源光入射到该第 一界面；和第二界面，与影像显示元件相对地设置，出射对影像显示元件进行照明的光源 光，并且来自所述影像显示元件的反射光入射到该第二界面，当令该棱镜的折射率为n，所 述第一界面与所述第二界面所成的角度为β，第二界面上的光源光去往所述影像显示元件 的出射角为α，第二界面上的来自所述影像显示元件的反射光的入射角为ε时，使折射率 η、角度β、角度α、角度ε满足规定的关系，在所述第一界面上使从所述第二界面入射的 来自影像显示元件的反射光全反射。 并且，在影像显示元件由以规定角度摆动的多个微小反射镜构成的情况下，当令 所述影像显示元件的微小反射镜的摆动角为土 Θ，该棱镜的折射率为η，所述第一界面与 所述第二界面所成的角度为β，第二界面上的光源光去往所述影像显示元件的出射角为 α时，使摆动角Θ、折射率η、角度β、角度α满足规定的关系，在所述第一界面上使从所 述第二界面入射的来自影像显示元件的反射光全反射。 专利技术效果 根据本专利技术，能够提供一种同时改善去往DMD的入射光的效率和来自DMD的反射 光的效率而由此实现高亮度的光学单元，和具备该光学单元的投影型显示装置。 【专利附图】【附图说明】 图1是表示实施例的光学单元的概略结构的图。 图2是表示实施例的DMD入射光和各界面的入射出射角度的图。 图3是表示实施例的DMD微镜上光线的入射与反射的关系的概略图。 图4是表示实施例的DMD反射光与各界面的入射出射角度的关系的图。 图5a是表示全反射棱镜的顶角与DMD入射光角度的关系1的图。 图5b是表示全反射棱镜的顶角与DMD入射光角度的关系2的图。 图5c是表示全反射棱镜的顶角与DMD入射光角度的关系3的图。 图5d是表示全反射棱镜的顶角与DMD入射光角度的关系4的图。 图6a是表示全反射棱镜的顶角与DMD入射光角度的关系5的图。 图6b是表示全反射棱镜的顶角与DMD入射光角度的关系6的图。 图6c是表示全反射棱镜的顶角与DMD入射光角度的关系7的图。 图6d是表示全反射棱镜的顶角与DMD入射光角度的关系8的图。 图7a是表示全反射棱镜的顶角与DMD入射光角度的关系9的图。 图7b是表示全反射棱镜的顶角与DMD入射光角度的关系10的图。 图7c是表示全反射棱镜的顶角与DMD入射光角度的关系11的图。 图7d是表示全反射棱镜的顶角与DMD入射光角度的关系12的图。 图8a是表示全反射棱镜的顶角与DMD入射光角度的关系13的图。 图8b是表示全反射棱镜的顶角与DMD入射光角度的关系14的图。 图8c是表示全反射棱镜的顶角与DMD入射光角度的关系15的图。 图8d是表示全反射棱镜的顶角与DMD入射光角度的关系16的图。 附图标记说明 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种投影型显示装置的光学单元，光源光入射到该光学单元，并由该光学单元投影从影像显示元件反射的光源光，其特征在于：所述光学单元包括具有光源光的折射面或全反射面的多个棱镜，所述多个棱镜中的一个棱镜包括：第一界面，隔着规定距离与其它棱镜的光源光的出射面平行地配置，来自其它棱镜的光源光入射到该第一界面；和第二界面，与影像显示元件相对地设置，出射对影像显示元件进行照明的光源光，并且来自所述影像显示元件的反射光入射到该第二界面，当令该棱镜的折射率为n，所述第一界面与所述第二界面所成的角度为β，第二界面上的光源光去往所述影像显示元件的出射角为α，第二界面上的来自所述影像显示元件的反射光的入射角为ε时，满足sin((α‑3ε)/2)＜n·sin(β‑sin‑1(1/n))＜sin((α+ε)/2)的关系，在所述第一界面上使从所述第二界面入射的来自影像显示元件的反射光全反射。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：永泽充，大西邦一，大内敏，中村俊辉，
申请(专利权)人：日立乐金光科技株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。