投射型影像显示装置制造方法及图纸

一种投射型影像显示装置，它用发射光的光源单元；形成随影像信号变化的光学图像的光阀装置即３个反射型影像显示元件；把来自上述光源单元的光经色分离成为３色光并入射到与各色光对应的上述反射型影像显示元件的色分离系统；对来自上述反射型影像显示元件的３色光进行合成的色合成系统；以及投射经色合成后的光学图像的投射装置构成，其特征在于：　　　　它被配置成：　　　　具有作为对上述反射型影像显示元件的起偏振镜和检偏振镜因衍射作用而反射规定的偏振方向的第１偏振光，透过与该规定方向大致正交的偏振方向的第２偏振光的平板型的反射型偏振片；以及　　　　在该反射型偏振片的出射侧透过上述第１偏振光和上述第２偏振光的某一方的辅助检偏振镜，　　　　上述色合成系统由色合成棱镜构成，　　　　被上述色分离系统分离后的各色光经上述反射型偏振片入射到上述反射型影像显示元件上，由上述反射型影像显示元件形成的反射光的光学图像经上述反射型影像显示元件入射到上述色合成系统。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
投射型影像显示装置
本专利技术涉及使用反射型液晶面板、在屏幕上投影影像的投射装置，例如反射型液晶投影仪及反射型液晶背投仪等投射式影像显示装置和投射式影像显示装置用的光学单元。
技术介绍
以下说明使用了反射型液晶面板的反射型液晶投影仪的光学单元。从光源射出的非偏振光被偏振光变换元件变换成线偏振光后入射到起偏振镜上。用起偏振镜去除掉不需要的偏振光分量后入射到反射型液晶面板上。光按照影像信号被反射型液晶面板对每个像素调制偏振状态，入射到检偏振镜上。根据来自各像素的出射光的偏振状态决定对检偏振镜透射或反射的光量。如此得到的影像被投射透镜放大投射。一般来说，将偏振光束分离器棱镜(以后称为PBS棱镜)用作起偏振镜和检偏振镜。PBS棱镜具备电介质多层膜面，用该膜面(以后称为PBS膜)透过P偏振光，反射S偏振光。在采用了PBS棱镜作为检偏振镜的反射型液晶投影仪的结构中，来自黑影像显示时的PBS棱镜的漏泄光依据以下的原理发生。不与主入射面平行的光线在透过PBS棱镜或被PBS棱镜反射时的S偏振光方向和P偏振光方向与该光线被反射型液晶面板反射并再入射到PBS棱镜时的S偏振光方向和P偏振光方向不同。然而，由于在透过PBS棱镜或被PBS棱镜反射后的光线的偏振方向在再入射时也得以保持，所以与主入射面平行的光线在再入射时完全透过或反射，但不与主入射面平行的光线其偏振光的S偏振光分量被反射而P偏振光分量透过。因此，不与主入射面平行的光线产生漏泄光，成为黑影像时的光漏泄，亦即对比度降低的主要原因。另外，也提出了在投射透镜与十字形二向色棱镜之间插入λ/4波长片以使对比度提高的方法。然而，如上所述，在采用了PBS棱镜作为对上述反射型液晶面板的起偏振镜和检偏振镜的结构中，即使在为了防止在面板跟前对比度降低而应用了1/4波长片时，那种效果也是不完全的。波长片具有波-->长特性和角度特性，由于入射光线距设计中心波长越远，并且入射角越大，其功能就越降低，所以因漏泄光不能完全被防止而降低了对比度。作为防止该漏泄光投射到屏幕上的方法，即使在PBS棱镜与投射透镜之间等配置偏振片，由于该漏泄光是与偏振片的透射轴方向相同的偏振光分量，故无法防止该漏泄光。如果使用PBS棱镜，在重量方面是不利的。进而，当使用光弹性系数低的玻璃材料作PBS棱镜以使因双折射引起的对比度的不均匀性不至发生时，由于这种PBS棱镜的比重大故较重，且因流通量少而成本增高。
技术实现思路
本专利技术的课题在于提供一种能解决上述问题而使用了小型轻巧及亮度、对比度、分辨率等图像品质性能良好的反射型影像显示元件的投射型影像显示装置。为了解决上述课题，本申请是一种采用：发射光的光源单元；形成随影像信号变化的光学图像的光阀装置即3个反射型影像显示元件；把来自上述光源单元的光经色分离成为3色光并入射到与各色光对应的上述反射型影像显示元件的色分离系统；对来自上述反射型影像显示元件的3色光进行合成的色合成系统；以及投射经色合成后的光学图像的投射装置构成的投射型影像显示装置，它被配置成：具有作为对上述反射型影像显示元件的起偏振镜和检偏振镜因衍射作用而反射规定的偏振方向的第1偏振光，透过与该规定方向大致正交的偏振方向的第2偏振光的平板型的反射型偏振片，以及在该反射型偏振片的出射侧透过上述第1偏振光和上述第2偏振光的某一方的辅助检偏振镜，上述色合成系统由色合成棱镜构成，被上述色分离系统分离后的各色光经上述反射型偏振片入射到上述反射型影像显示元件上，由上述反射型影像显示元件形成的反射光的光学图像经上述反射型影像显示元件入射到上述色合成系统。附图说明图1是示出本专利技术的第1实施例的投射型液晶显示装置的结构图。图2是示出反射型偏振片的表面形状和各像素的会聚偏离的模拟结果的图。-->图3是示出本专利技术的第2实施例的投射型液晶显示装置的结构图。图4是示出本专利技术的第3实施例的投射型液晶显示装置的结构图。图5是示出本专利技术的第4实施例的投射型液晶显示装置的结构图。具体实施方式以下参照附图说明本专利技术的实施例。图1是示出本专利技术的反射型液晶投影仪用光学单元的1个实施例的图。在投射型液晶显示装置22中，具有包含光源1a在内的光源单元1，光源1a是超高压汞灯、金属卤化物灯、氙灯、汞氙灯、卤素灯等白色灯。从光源1的灯泡1a发射的光被椭圆面或抛物面或非球面的反射镜1b聚光后反射。从灯泡1a发出的热使光源1处于高温状态，所以要通过在后方配置的冷却风扇40对光源1进行冷却。入射到设置在与该反射镜1b的射出开口大致相同尺寸的矩形框内的由多个聚光透镜构成、聚集从灯单元射出的光、形成多个2次光源图像用的第1阵列透镜32，进而透过由多个聚光透镜构成、配置在形成上述多个2次光源图像附近、并且将第1阵列透镜32的各自的透镜图像成像于反射型液晶面板10上的第2阵列透镜33。在后级，为了照射到反射型影像显示元件，为了在上下方向使光路曲折，第1阵列透镜32和第2阵列透镜33具有纵长的单元。该出射光入射到配置成与第2阵列透镜33各自的透镜光轴的纵向间距匹配的、由各自的透镜宽度的大致1/2尺寸的菱形棱镜列构成的偏振变换元件31。在该棱镜面上敷设偏振光分离膜，入射光即被该偏振光分离膜分离为P偏振光和S偏振光。P偏振光原样透过偏振光分离膜而射出。另一方面，S偏振光被偏振光分离膜反射，在邻接的菱形棱镜内沿原先的光轴方向再次反射后，偏振方向被设置在该棱镜的射出面的λ/2延迟片旋转90度，变换成P偏振光射出。准直透镜34有正的折射能力，具有使光聚集的作用，光照射到各色RGB3块反射型液晶面板11上。本结构形成2级结构，利用RB透过、G反射的分色镜36进行色分离后，G光被白色反射镜5向上方反射。B透过、R反射的分色镜37使B光透过、R光向上方反射，从而对RB光进行色分离。B光经由成-->像透镜组4被反射镜也向上方反射。被分离成3色光路的光分别透过为提高对比度而配置的R用辅助起偏振镜(未图示)、G用辅助起偏振镜92、B用辅助起偏振镜93，透过R用反射型偏振片(偏振光分离元件)101、G用反射型偏振片(偏振光分离元件)102、B用反射型偏振片(偏振光分离元件)103，入射到R用反射型液晶面板111、G用反射型液晶面板112、B用反射型液晶面板113。反射型偏振片10具有略呈矩形的形状，形成短边一侧对光轴略呈45度倾斜的结构。通过这样做，可缩短从反射型液晶面板10到反射型偏振片11的距离，可缩短投射透镜的后焦点。由此，可改善投射透镜的像差。反射型液晶面板11设置与所显示的像素对应(例如横1900像素、纵1080像素，各3色等)的数目的纵横比16∶9的液晶显示部。而且，按照从外部驱动的信号，面板11的各像素的偏振光的相角改变，偏振方向一致的光被反射型偏振片和辅助检偏振镜检光。利用具有该中途角度的偏振的光与反射型偏振片和辅助检偏振镜的偏振度的关系来决定被检光的量。这样一来，可显示随着从外部输入的信号而变化的影像。这时，在反射型液晶面板11进行黑显示的场合，偏振方向与入射光大致相同，沿入射光路原样返回到光源一侧。在各光路中，反射型液晶面板11的反射面的光轴与十字形二向色棱镜14的各色光的入射面的光轴正交，在两者的光轴的大致正交的位置附近，使之对各自的光轴大致倾斜45度来配置反射型偏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种投射型影像显示装置，它用发射光的光源单元；形成随影像信号变化的光学图像的光阀装置即3个反射型影像显示元件；把来自上述光源单元的光经色分离成为3色光并入射到与各色光对应的上述反射型影像显示元件的色分离系统；对来自上述反射型影像显示元件的3色光进行合成的色合成系统；以及投射经色合成后的光学图像的投射装置构成，其特征在于：它被配置成：具有作为对上述反射型影像显示元件的起偏振镜和检偏振镜因衍射作用而反射规定的偏振方向的第1偏振光，透过与该规定方向大致正交的偏振方向的第2偏振光的平板型的反射型偏振片；以及在该反射型偏振片的出射侧透过上述第1偏振光和上述第2偏振光的某一方的辅助检偏振镜，上述色合成系统由色合成棱镜构成，被上述色分离系统分离后的各色光经上述反射型偏振片入射到上述反射型影像显示元件上，由上述反射型影像显示元件形成的反射光的光学图像经上述反射型影像显示元件入射到上述色合成系统。2.一种投射型影像显示装置，它用发射光的光源单元；形成随影像信号变化的光学图像的光阀装置即3个反射型影像显示元件；把来自上述光源单元的光经色分离成为3色光并入射到与各色光对应的上述反射型影像显示元件的色分离系统；对来自上述反射型影像显示元件的3色光进行合成的色合成系统；以及投射经色合成后的光学图像的投射装置构成，其特征在于：它被配置成：具有作为对上述反射型影像显示元件的起偏振镜和检偏振镜因衍射作用而反射规定的偏振方向的第1偏振光，透过与该规定方向大致正交的偏振方向的第2偏振光的平板型的反射型偏振片；在上述反射型偏振片的出射侧透过上述规定的偏振方向或与上述规定方向大致正交的偏振方向的某一方的偏振光的辅助起偏振镜；以及在上述反射型偏振片的出射侧透过在上述辅助起偏振镜中透过的与偏振方向不同的另一方的偏振方向的偏振光的辅助检偏振镜，上述色合成系统由色合成棱镜构成，被上述色分离系统分离后的各色光经上述反射型偏振片入射到上述反射型影像显示元件上，由上述反射型影像显示元件形成的反射光的光学图像经上述反射型影像显示元件入射到上述色合成系统。3.如权利要求1所述的投射型影像显示装置，其特征在于：在上述反射型偏振片的入射侧，配置反射上述规定的偏振方向或与上述规定方向大致正交的偏振方向的某一方的偏振光而透过另一方的偏振光的偏振光分离棱镜。4.如权利要求2所述的投射型影像显示装置，其特征在于：上述辅助检偏振镜的对比度高于上述辅助起偏振镜的对比度。5.如权利要求1所述的投射型影像显示装置，其特征在于：上述3片反射型偏振片的反射面的面形状以规定的1片为基准，在±4(λ/英寸)以内。6.如权利要求2所述的投射型影像显示装置，其特征在于：上述3片反射型偏振片的反射面的面形状以规定的1片为基准，在±4(λ/英寸)以内。7.如权利要求1所述的投射型影像显示装置，其特征在于：上述反射型偏振片、该反射型影像显示元件和该辅助检偏振镜位于密闭结构的内部，或者位于其边界上。8.如权利要求2所述的投射型影像显示装置，其特征在于：上述反射型偏振片、该反射型影像显示元件和该辅助检偏振镜位于密闭结构的内部，或者位于其边界上。9.如权利要求1所述的投射型影像显示装置，其特征在于：从...

【专利技术属性】
技术研发人员：今长谷太郎，大内敏，中岛努，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：