投射型显示装置制造方法及图纸

投射型显示装置具备：反射型的图像显示元件，通过将照明光在图像显示面上进行反射而转换为图像光并射出；棱镜单元，进行照明光的光路的弯曲和图像光的透过；以及投影光学系统，将透过了棱镜单元的图像光投射到屏幕上。图像显示面由多个微镜构成，通过在图像显示面中各微镜面的倾斜被进行ON/OFF控制而对照明光进行强度调制，从而形成图像。棱镜单元具有相对于从图像显示面的中心射出的图像光的主光线倾斜了规定的角度的气隙，图像光透过该气隙。投影光学系统具有光圈，该光圈具有圆形开口的周边部分被弓形的遮光部切除了一部分的形状的非圆形开口，在F值光束中与对于气隙的入射角大的一侧的端部对应的图像光被满足规定的条件的遮光部遮光。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】投射型显示装置
本专利技术涉及投射型显示装置，例如，涉及具有数字微镜器件(digitalmicromirrordevice)等反射型图像显示元件的投射型显示装置。
技术介绍
在DLP(数字光处理(digitallightprocessing)；美国德州仪器(TexasInstruments)公司的注册商标)方式的投影仪中，利用内置了数百万个小镜子(微镜)的称为DLP芯片的光半导体来进行图像投影。在使用3个DLP芯片的3芯片类型的DLP方式的情况下，通过特殊的棱镜，将灯的光分解为RGB的光的三原色，并对各DLP芯片进行照明而显示彩色图像。此外，在使用1个DLP芯片的1芯片类型的DLP方式的情况下，通过颜色被分为RGB这3色的1个色轮，将灯的光分解为RGB的光的三原色，并对1个DLP芯片进行照明而显示彩色图像。由于色轮高速旋转，根据此，微镜也高速地切换ON/OFF，所以人眼看到通过余像效果而RGB被合成的彩色图像。上述以DLP芯片为代表的数字微镜器件通常作为投影仪用的反射型图像显示元件。数字微镜器件具有由多个微小的微镜构成的图像显示面，在该图像显示面上控制各反射镜面的倾斜，对照明光进行强度调制来形成图像。即，数字微镜器件的各像素的ON/OFF例如通过以相对于图像显示面的各边呈45°的角度的旋转轴为中心的±12°的反射镜面的转动(即，有关1轴的微镜驱动)来表现。关于该微镜的移动，在非专利文献1中还提出了关于正交的2轴进行微镜驱动的新的动作类型的数字微镜器件(倾斜和滚动像素(Tilt&RollPixel)DMD)。作为搭载了如上述数字微镜器件那样的反射型的图像显示元件的投影仪，从以往开始提出了各种类型的投射型显示装置(例如，参照专利文献1～3)，此外，要求明亮且高清晰的投影仪。现有技术文献专利文献专利文献1:特开2003-322822号公报专利文献2:特开2006-308992号公报专利文献3:特开2013-37044号公报非专利文献非专利文献1:DLP(R)TRPpixelarchitectureandchipsets,互联网＜URL：http://www.ti.com/lsds/ti/dlp/video-and-data-display/trp-technology.page#0.2＞
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，在使用了反射型的图像显示元件的以往的投射型显示装置中，用于使照明光进行全反射而导入至图像显示元件的气隙会导致在透过的图像光中产生图像劣化(光斑)。因此，当前状态下高清晰化存在界限。例如，在专利文献1、2所述的投射型显示装置中，为了提高对比度，配置在投影光学系统内的光圈(日文：絞り，英文：aperturestop)成为对图像光和不必要光(即，在数字微镜器件或棱镜面中进行正反射并侵入投影光学系统的不必要光)的干扰部分进行遮光的形状。此外，在专利文献3所述的投射型显示装置中，为了抑制成像性能的劣化，具备关于透镜单元的光轴而具有非对称的形状的校正部件。但是，专利文献1～3所述的投射型显示装置都没有考虑图像光透过气隙时产生的光斑，所以没有成为能够通过光斑分量的遮光而提高画质的结构。本专利技术是鉴于这样的状况而完成的，其目的在于，提供一种对在棱镜单元内产生的光斑分量进行遮光而提高了画质的投射型显示装置。用于解决课题的手段为了达到上述目的，第一专利技术的投射型显示装置具备：反射型的图像显示元件，通过将照明光在图像显示面上进行反射而转换为图像光并射出；棱镜单元，进行照明光的光路的弯曲和图像光的透过；以及投影光学系统，将透过了所述棱镜单元的图像光投射到屏幕上，所述投射型显示装置的特征在于，所述图像显示面由多个微镜构成，通过在所述图像显示面中各微镜面的倾斜被进行ON/OFF控制而对照明光进行强度调制，从而形成图像，所述棱镜单元具有相对于从所述图像显示面的中心射出的图像光的主光线倾斜了规定的角度的气隙，所述图像光透过该气隙，所述投影光学系统具有光圈，该光圈具有圆形开口(日文：開口，英文：aperture)的周边部分被弓形的遮光部切除了一部分的形状的非圆形开口，在F值光束(F-numberbeam)中与对于所述气隙的入射角大的一侧的端部对应的图像光被所述遮光部遮光，满足以下的条件式(1)～(3)：0.85×Cg＜G＜1.15×Cg…(1)(0.1×T/P-0.1)＜S＜(0.4×T/P+0.1)…(2)(0.25-0.07×F)＜S＜(1-0.2×F)…(3)其中，在将包括对于所述图像显示面的中心的刚入射之前的照明光的主光线和其刚反射之后的图像光的主光线的平面设为基准平面时，Cg＝arcsin(1/N)-(R-arcsin(1/(2F)))/NN：图像光通过的棱镜的d线的折射率；R：在对图像显示面的中心刚入射之前的照明光的主光线和在图像显示面的中心刚反射之后的图像光的主光线投射到基准平面上时所构成的角度(度)；F：投影光学系统的最小F值；G：气隙相对于与从图像显示面的中心射出的图像光的主光线垂直的平面的角度(度)；T：气隙厚度(mm)；P：相邻位置的微镜面的中心间距离(mm)；S：构成光圈的非圆形开口的遮光率(S＝[遮光部的弓形的半径方向的宽度]/[圆形开口的半径])；其中，S＞0。第二专利技术的投射型显示装置在上述第一专利技术中，其特征在于，所述光圈的非圆形开口和所述遮光部的边界相当于弓形的弦，并且，构成相对于基准平面垂直的直线状。第三专利技术的投射型显示装置具备：反射型的图像显示元件，通过将照明光在图像显示面上进行反射而转换为图像光并射出；棱镜单元，进行照明光的光路的弯曲和图像光的透过；以及投影光学系统，将透过了所述棱镜单元的图像光投射到屏幕上，所述投射型显示装置的特征在于，在多个波长带上分别设置所述图像显示元件，所述棱镜单元包括第一棱镜单元和第二棱镜单元，所述第一棱镜单元用于弯曲包括所述多个波长带的照明光的光路，所述第二棱镜单元用于将从所述第一棱镜单元射出的照明光分离为所述多个波长带而分别入射到多个所述图像显示元件，并合成从各图像显示元件射出的图像光而入射到所述第一棱镜单元，所述第一棱镜单元具有相对于从所述图像显示面的中心射出的图像光的主光线倾斜了规定的角度的气隙，入射到所述第一棱镜单元的图像光透过所述气隙，并从所述第一棱镜单元射出而入射到所述投影光学系统，所述投影光学系统具有光圈，该光圈具有圆形开口的周边部分被弓形的遮光部切除了一部分的形状的非圆形开口，在F值光束中与对于所述气隙的入射角大的一侧的端部对应的图像光被所述遮光部遮光。第四专利技术的投射型显示装置具备：反射型的图像显示元件，通过将照明光在图像显示面上进行反射而转换为图像光并射出；棱镜单元，进行照明光的光路的弯曲和图像光的透过；以及投影光学系统，将透过了所述棱镜单元的图像光投射到屏幕上，所述投射型显示装置的特征在于，在多个波长带上分别设置所述图像显示元件，所述棱镜单元包括多个第一棱镜单元、和第二棱镜单元，所述多个第一棱镜单元用于分别弯曲被分为所述多个波长带的多个照明光的光路而分别入射到多个所述图像显示元件，所述第二棱镜单元用于合成在所述多个图像显示元件中分别进行反射且透过所述第一棱镜单元而射出的多个图像光而入射到所述投影光学系统，所述多个第一棱镜单元分别本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种投射型显示装置，具备：反射型的图像显示元件，通过将照明光在图像显示面上进行反射而转换为图像光并射出；棱镜单元，进行照明光的光路的弯曲和图像光的透过；以及投影光学系统，将透过了所述棱镜单元的图像光投射到屏幕上，所述投射型显示装置的特征在于，所述图像显示面由多个微镜构成，通过在所述图像显示面中各微镜面的倾斜被进行ON/OFF控制而对照明光进行强度调制，从而形成图像，所述棱镜单元具有相对于从所述图像显示面的中心射出的图像光的主光线倾斜了规定的角度的气隙，所述图像光透过该气隙，所述投影光学系统具有光圈，该光圈具有圆形开口的周边部分被弓形的遮光部切除了一部分的形状的非圆形开口，在F值光束中与对于所述气隙的入射角大的一侧的端部对应的图像光被所述遮光部遮光，满足以下的条件式(1)～(3)：0.85×Cg＜G＜1.15×Cg…(1)(0.1×T/P‑0.1)＜S＜(0.4×T/P+0.1)…(2)(0.25‑0.07×F)＜S＜(1‑0.2×F)…(3)其中，在将包括对于所述图像显示面的中心的刚入射之前的照明光的主光线和其刚反射之后的图像光的主光线的平面设为基准平面时，Cg＝arcsin(1/N)‑(R‑arcsin(1/(2F)))/NN：图像光通过的棱镜的d线的折射率；R：在对图像显示面的中心刚入射之前的照明光的主光线和在图像显示面的中心刚反射之后的图像光的主光线投射到基准平面上时所构成的角度(度)；F：投影光学系统的最小F值；G：气隙相对于与从图像显示面的中心射出的图像光的主光线垂直的平面的角度(度)；T：气隙厚度(mm)；P：相邻位置的微镜面的中心间距离(mm)；S：构成光圈的非圆形开口的遮光率(S＝[遮光部的弓形的半径方向的宽度]/[圆形开口的半径])；其中，S＞0。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.15 JP 2016-0257191.一种投射型显示装置，具备：反射型的图像显示元件，通过将照明光在图像显示面上进行反射而转换为图像光并射出；棱镜单元，进行照明光的光路的弯曲和图像光的透过；以及投影光学系统，将透过了所述棱镜单元的图像光投射到屏幕上，所述投射型显示装置的特征在于，所述图像显示面由多个微镜构成，通过在所述图像显示面中各微镜面的倾斜被进行ON/OFF控制而对照明光进行强度调制，从而形成图像，所述棱镜单元具有相对于从所述图像显示面的中心射出的图像光的主光线倾斜了规定的角度的气隙，所述图像光透过该气隙，所述投影光学系统具有光圈，该光圈具有圆形开口的周边部分被弓形的遮光部切除了一部分的形状的非圆形开口，在F值光束中与对于所述气隙的入射角大的一侧的端部对应的图像光被所述遮光部遮光，满足以下的条件式(1)～(3)：0.85×Cg＜G＜1.15×Cg…(1)(0.1×T/P-0.1)＜S＜(0.4×T/P+0.1)…(2)(0.25-0.07×F)＜S＜(1-0.2×F)…(3)其中，在将包括对于所述图像显示面的中心的刚入射之前的照明光的主光线和其刚反射之后的图像光的主光线的平面设为基准平面时，Cg＝arcsin(1/N)-(R-arcsin(1/(2F)))/NN：图像光通过的棱镜的d线的折射率；R：在对图像显示面的中心刚入射之前的照明光的主光线和在图像显示面的中心刚反射之后的图像光的主光线投射到基准平面上时所构成的角度(度)；F：投影光学系统的最小F值；G：气隙相对于与从图像显示面的中心射出的图像光的主光线垂直的平面的角度(度)；T：气隙厚度(mm)；P：相邻位置的微镜面的中心间距离(mm)；S：构成光圈的非圆形开口的遮光率(S＝[遮光部的弓形的半径方向的宽度]/[圆形开口的半径])；其中，S＞0。2.如权利要求1所述的投射型显示装置，其特征在于，所述光圈的非圆形开口和所述遮光部的边界相当于弓形的弦，并且，构成相对于基准平面垂直的直线状。3.一种投射型显示装置，具备：反射型的图像显示元件，通过将照明...

【专利技术属性】
技术研发人员：今冈雅之，
申请(专利权)人：柯尼卡美能达株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP