CN1231788C - 投射型显示装置以及它使用的光源装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种投射型显示装置以及它使用的光源装置，具有优良对比度且可实现装置小型化。其中，由三个棱形偏振光分光镜构成的光学引擎(200)，利用反射型液晶面板(221、222、223)实施含有R、G、B三种光成份的来自光源部(100)的光束的调制、混频及射出。在反射型液晶面板经过调制的R、G、B三个光成份中，G光成份透过两个棱形偏振光分光镜(231、232)并射出，而B光成份及R光成份则在反射后透过、或透过后反射并射出。
Description
技术领域
本发明涉及利用一般被称为光阀的反射型液晶面板的影像显示元件实施影像投射的投射型显示装置以及其使用的光源装置。
背景技术
对被称为光阀的反射型液晶面板的影像显示元件，投射来自金属卤化物灯或超高压水银灯等高亮度光源的光，经由由投射透镜等构成的投射光学系统，将该反射光投射至例如屏幕等上，而得到期望的影像的投射型影像显示装置，已经有各种方式为大家所知，且已有各种改良及提案被提出。
如日本特开2000-81603号公报所示，将来自光源部的光分离成三种波长不同的成份(R、G、B)，并将其投射至与各颜色成份对应的LCD(被称为光阀的反射型液晶面板元件)后，利用两片二向色滤光器及两片板状偏振光分光镜，实施从LCD反射回来的反射光的光混频，然后再经由投射透镜将其投射至影像屏幕的影像显示器的反射型光阀用投影显示系统，已经众所周知。
然而，尤其是要求薄型化的背面投射型液晶投影器装置中，若将其当做投射单元使用时，则更强烈要求装置的小型化。从这种装置小型化的观点看，为了以缩小其光学系统来缩短其光路长度，且为了提高光学系统的制造精度，则如日本特开平11-153774号公报及日本特开平326834号公报等提案了，将以三个反射型影像显示元件反射的三颜色成份的光，利用棱形二向色镜(二向色棱镜)、或仍为棱形的偏振光分光镜(PBS)实施光混频的反射型光调制投影器。
此外，如日本特开2000-284228号公报所示，仍以追求液晶投影器装置的小型化为目的，尤其是，为了避免传统二向色棱镜及环绕其三个方向的三个棱形PBS所形成的配置而导致装置大型化，而将构成色光分离部、GB调制部、R调制部、及色光混频部的四个棱形二向色镜(二向色棱镜)及棱形偏振光分光镜(PBS)配置成方形的区块状，且利用针对特定颜色成份光的窄频带相位差板，可以在不会造成多余光路的情形下，而可获得装置小型化的构造。
又如日本特开2001-154294号公报所示，提出了各种以小型、轻量、低成本达成亮度及高画质的影像显示装置的具体构造，此处的各种改良构造，是对应影像信号利用来自光源的光形成光学影像，实施反射光的混频并射出的光学引擎。
发明内容
然而，前面所述的现有技术中，尤其以上述的日本特开2000-81603号公报为代表，利用多个板状二向色滤光器或板状偏振光分光镜实施光混频的方式中，因光路内未埋入介质(即，空气)，从投射透镜观看光分离混频部时，后焦点会变长，而不易实施聚焦性能或变形等的补正。另外，因为来自光源的光束会扩散，故想获得必要的光束则需要较大的构成构件，以装置小型化的观点而言，则仍为不充分的构造。另外，因其光学系统较大，故要以较佳精度进行组合及制造也较困难
另外，如上述的日本特开平11-153774号公报、日本特开平326834号公报、以及日本特开2001-154294号公报等所示的投射型影像显示装置的构造，若和上述日本特开2000-81603号公报所示的利用多个板状二向色滤光器或偏振光分光镜的构成进行比较，虽然可以实现装置小型化，然而，装置的画质方面，尤其是关于对比度，仍有下述问题。
即，投射型影像显示装置中，一般在色光分离部被分离的光，会在利用由被称为光阀的反射型液晶面板构成的影像显示元件的G调制部、B调制部、及R调制部，分别对应影像信号形成光学影像，然后，对其进行混频并经由投射透镜投射至影像屏幕而得到图像。此时，形成光混频光学系统的基材的光弹性模数，最好根据混频的色光束的光路长度及相对可见度因数，组合光路长度及相对可见度因数为最小的不同波长的基材，可得到色块及亮块较少的放大影像。尤其是对比度方面，使用相对于具有最大相对可见度因数值的绿色(G)光而光弹性模数为最小的基材，可以获得良好的放大投影影像。另外，形成光混频光学系统的棱形偏振光分光镜(PBS)，在光分离混频部被用于使光透过时和被用于使光反射时，特性会有很大差异。且，因为照明光具有F值的角度成份，反射使用时及透过使用时，漏光量会有很大的不同，而使衰减因子产生差异。然而，以目前而言，上述的现有技术中，尚未提出充分考虑上述构件特有的问题点的光分离混频光学系统。
所以，本发明的目的，就是提供可解决上述现有技术已提出的投射型影像显示装置的上述问题点的投射型影像显示装置，具体而言，就是将可实现装置小型化的二向色棱镜或PBS棱镜配置成方形的区块状，且利用针对特定颜色成份光的窄频带相位差板，而成为不会造成多余光路的装置，尤其是，特别考虑对对比性能会产生较大影响的相对可见度因数大的颜色光的偏振面来决定形成光混频光学系统的棱形PBS的配置，可以获得较佳的放大影像。即，本发明的新构成，是使光混频结果所得的光束中，相对可见度因数较大的绿色(G)光的光混频光学系统内的光泄露为最小，而获得较佳的放大图像。
另外，本发明的目的在于提供使用上述发明的投射型显示装置、以及其使用的光源装置。
为了实现上述目的，本发明提供一种投射型显示装置，构成为借助于反射型影像显示元件形成影像光，其中具有：射出包含三个光成份的光束的光源装置，该三个光成份具有相互不同的波长，且一个光成份的偏振方向不同于另外两个光成份的偏振方向；以及包含光分离部及多个棱形偏振光分光镜的光分离混频部，上述光分离部分离来自上述光源装置的光束中包含的三种光成份并分别提供给三个反射型影像显示元件，上述多个棱形偏振光分光镜对由上述反射型影像显示元件调制的三个光成份实施混频并作为影像光射出，且上述光源装置具有：射出包含具有相互不同的波长的三个光成份的光束的光源部；把来自上述光源部的光束分离成上述另外两个光成份和上述一个光成份这两种有颜色的光的色分离单元；具有被分别入射上述两种有颜色的光的两个入射面的棱形的第二偏振光分光镜；以及与上述第二偏振光分光镜接合的反射棱镜，该接合的面与出射面相邻接且在上述出射面上配设了1/2波长板，上述光分离混频部构成为，从与在上述三个反射型影像显示元件上被调制了的三个光成份中的上述另外两个光成份内的某一个光成份相对应的反射型影像显示元件来的光成份，透过上述多个棱形偏振光分光镜射出，而从与上述另外两个光成份内的另一个光成份和上述一个光成份相对应的反射型影像显示元件来的两个光成份则被上述多个棱形偏振光分光镜反射后再透过，或者在透过后再反射，然后射出。
另外，本发明中，上述反射型影像投射装置的上述一种特定光成份最好为绿色(G)光成份，且上述另外两种光成份为红色(R)光成份及蓝色(B)光成份。
另外，本发明中，上述反射型影像投射装置的上述该光分离混频部的构成中，是以L字形配置三个棱形偏振光分光镜，且上述配置成L字形的三个棱形偏振光分光镜的凹部配置着二向色镜、或者上述配置成L字形的三个棱形偏振光分光镜的凹部配置着二向色棱镜。
另外，本发明也可进一步具有使上述多个偏振光分光镜的射出光的光成份的偏振面都朝向同一方向的单元，此时，最好利用上述单元，使上述多个偏振光分光镜的射出光的全部光成份都以S偏振光方式射出。
另外，本发明也可在上述反射型影像投射装置的上述配置成L字形的三个棱形偏振光分光镜当中使两种光成份透过的分光镜、及使三种光反射或透过的分光镜间，插入窄频带相位差板，也可在上述配置成L字形的三个棱形偏振光分光镜当中只使一种光成份透过的分光镜、及使三种光反射或透过的分光镜之间，插入1/2波长板。
另外，本发明为了实现上述目的，提供一种具有光源、反射型影像投射部、以及光投射部的投射型图像显示装置，上述光源会射出含三种不同波长的光成份的光束，上述反射型影像投射部则会以反射型影像显示元件实施上述光源的光束的调制，进行混频，然后将其视为影像光射出，上述光投射部则可扩大投射上述影像投射部的射出光，且采用上述反射型影像投射装置当做该反射型影像投射部。另外，该投射型影像显示装置也可具有屏幕。
另外，本发明的上述投射型影像显示装置，从上述光源入射至上述反射型影像投射部的三种不同颜色成份的光中，其中一种的颜色成份的偏振方向，最好和另外两种颜色成份不同，尤其是，上述的一种颜色成份光为红色(R)光成份时，另外两种颜色成份光最好为绿色(G)及蓝色(B)的光成份，另外，上述的一种颜色成份光为蓝色(B)光成份时，另外两种颜色成份光最好为绿色(G)及红色(R)的光成份。另外，上述反射型影像投射装置的射出光的全部颜色的成份光最好为P偏振光或S偏振光。
另外，本发明为了达成上述目的，提供一种光源装置，用于投射型显示装置，其中具有：射出包含具有相互不同的波长的三个光成份的光束的光源部；把来自上述光源部的光束分离成两个光成份和一个光成份这两种颜色的光的色分离单元；具有被分别入射上述两种颜色的光的两个入射面的棱形的偏振光束分光镜；以及与上述偏振光束分光镜接合的反射棱镜，该接合的面与出射面相邻接且在上述出射面上配设了1/2波长板；且从上述光源部射出的三个光成份中的一个光成份光的偏振方向，不同于另外两个光成份的偏振方向。
上述的光源装置中，最好上述一种颜色成份光为红色(R)光成份、另外两种颜色成份光为绿色(G)及蓝色(B)的光成份、上述红色(R)光成份为S偏振光、上述绿色(G)及蓝色(B)的光成份为P偏振光，或者，上述一种颜色成份光为蓝色(B)光成份、另外两种颜色成份光为绿色(G)及红色(R)的光成份、上述蓝色(B)光成份为S偏振光、上述绿色(G)及红色(R)的光成份为P偏振光。
附图说明
图1为本发明一实施形态的投射型影像显示装置的中心部分的光学引擎的构造及动作说明图。
图2为图1所示光学引擎的其它构成的说明图。
图3为本发明一实施形态的投射型影像显示装置整体构成的内部的透视图。
图4为图3所示光学系统的其它实施例的斜视图。
图5为图3所示光学系统的其它实施例的斜视图。
图6为图3所示投射型影像显示装置的光学引擎构成实例的斜视图。
图7为图6所示光学引擎的其它构成实例的斜视图。
图8为投射型影像显示装置的含光源部(照明光学系统)在内的周围构成实例图。
图9为图8所示光源部的一构成实例及其动作说明图。
图10为图8所示光源部的其它构成实例及其动作说明图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施形态进行详细说明。
首先。图3为用来展示本发明一实施形态的投射型影像显示装置整体构成的、通过透视装置内部而得到的透视图。
图3中，符号100为照明光学系统(光源部)，后面会有详细说明，由例如金属卤化物灯或超高压水银灯等的所谓高亮度光源构成。另外，图中的符号200为光学引擎，是本发明的投射型影像显示装置的特征部分。来自上述照明光学系统100的光入射至光学引擎200内的光分离混频单元后，在R、G、B三种反射型影像显示元件中根据影像信号进行调制并混频，然后朝大致成直角的方向射出，后面会有详细说明。其后，此射出光会经由构成投射光学系统的投射透镜300，在设于箱400的背面的反射镜500反射后，再投射至屏幕600。另外，图中的箭头表示上述入射光及射出光的路径。
另外，图4为图3所示光学系统的其它实施例的斜视图。和上述图3所示光学系统相比，此光学系统在靠近投射透镜300的位置设有改变(折射)该射出光的光轴的镜700，只有此点不同。另外，此光学系统会将投射透镜300的射出光直接投射至屏幕，利用此方式，可实现影像的放大投射。
另外，图5为图3所示光学系统的其它实施例的斜视图。即，此图所示光学系统和上述图3所示光学系统不同，未使用反射镜，而将投射透镜300的射出光直接投射至屏幕，实现影像的放大投射。此时，上述光学引擎200的一部分也可含有投射透镜300。
其次，图6为上述光学引擎200的构造实例(以下以图1所示构造的光学引擎部为例)的详细内容，其构造成，由上述照明光学系统(光源部)100入射的含R、G、B构成的成份光会分别调制，然后实施R、G、B成份的光的混频(例如，射向设于其后面的投射透镜300)并射出。
该图6为上述光学引擎200的中心部分的构成，图中，由二向色镜210形成色光分离部，由三个反射型液晶面板221、222、223形成影像显示部(调制部)，并由三个棱形偏振光分光镜231、232、233形成各颜色成份光的混频部。另外，图中的箭头表示此光学引擎200的入射光及射出光的路径，图中的符号241为插入至上述偏振光分光镜231及232间的特定波长的选择性偏振光变换元件即窄频带相位差板，符号242则为插入(贴附)至上述偏振光分光镜232及233间的窄频带相位差板。另外，虽然图上并未标示，但这些二向色镜210及偏振光分光镜231、232、233载置于载置用的载置台部上，且精密地配置于特定位置上。
更具体而言，前面所述的偏振光变换元件(相位差薄膜：1/2波长板)，可以利用适当的金属多层膜的蒸镀在如日本公司HOYA(株)制的基材“BSC7”、“FD2”、“FD1”、“FD6”、“FDS90”等所构成的棱镜(例如，构成上述偏振光分光镜的棱镜)的侧面上形成。另外，和传统上贴附着多个切割成矩形(剖面为平行四边形)状的相位差薄膜的偏振光变换元件相比，这种构成的偏振光变换元件(贴附于偏振光分光镜的光射出面)，可以更进一步改善其对比及色块等。因为，传统的贴附多个矩形状相位差薄膜而构成的偏振光变换元件，在贴附时会产生误差(制作误差)，而使相邻接的相位差薄膜间产生些微间隙，因此，必须被变换成S偏振光的光会维持以P偏振光方式通过，而产生S偏振光内混入P偏振光的现象(P偏振光及S偏振光的混合比)。相对于此，利用本发明的上述偏振光变换元件的构成，上述P偏振光未变换成S偏振光而直接通过，只会出现在贴附着相位差薄膜的面的端部(例如，0.25mm)，所以，利用对该部分进行遮光等对策，可大幅提升P偏振光及S偏振光的混合比。另外，下面图7所示窄频带相位差板250、图9及图10所示1/2波长板(棱镜106c及1/2波长板107)也相同。
另外，也可以是由二向色棱镜取代上述二向色镜210的构成。在此实例中，考虑制造过程的棱镜的配置精确度(减少误差)，以各种不同高度的棱镜组合来构成各偏振光分光镜231、222、233，然而，这些棱镜全部为相同高度时也具有相同的机能及动作。
其次，附图1中为了详细说明上述光学引擎200的中心部分的构造，而采用俯视图。此图中，对和上述图6相同的构成要素赋予相同符号。由此详细构造可知，上述蓝色(B)用反射型液晶面板221、红色(R)用反射型液晶面板222、绿色(G)用反射型液晶面板223的正面，分别设有1/4波长板225-R、225-G、225-B。另外，插入于偏振光分光镜231及232间的窄频带相位差板241，为选择性地且只会使蓝色(B)光的偏振方向旋转90度的相位差板，而插入于偏振光分光镜232及233间的窄频带相位差板242，则为选择性地且只会使红色(R)光的偏振方向旋转90度的相位差板。
上述光学引擎200中的光源投射光的色光分离、RGB调制、及光混频的状况，在上述图1中用箭头及符号表示。另外，从光源投射的光在后面会有详细说明，从来自高亮度光源的光去除红外线及紫外线领域的波长成份(即，得到白色光)而得到具有均一光束量分布的光束后，将该红色(R)成份当做P偏振光入射、将其余的绿色(G)成份及蓝色(B)当做S偏振光入射。
如上述图1可知，由上述R、G、B成份构成的光，首先会入射至二向色镜210，B成份光会透过，R成份光及G成份光则会在其表面反射，将其光路旋转90度左右。然后，B成份光会被偏振光分光镜231反射使其光路旋转90度，再入射至蓝色(B)用反射型液晶面板221，根据影像信号实施调制后，又回到原来的光路。另外，如上面所述，各反射型液晶面板221的正面设有1/4波长板(此时为符号225-B的波长板)。1/4波长板具有校准偏振光分光镜的偏振光轴及各反射型液晶面板的反射轴的机能。即，为了吸收偏振光分光镜的制造误差或反射型液晶面板的制造误差，可旋转1/4波长板实施偏振光轴的校准。另外，图中以B(P)、B(S)的记号来代表这些光成份。其后，此P偏振光成份的B光，会因为选择性地使偏振方向旋转90度的窄频带相位差板241的作用，而成为S偏振光成份的B光并被导至偏振光分光镜232，并和其它颜色成份光混频。
另一方面，在二向色镜210反射的P偏振光的R成份光，会透过偏振光分光镜233而到达红色(R)用反射型液晶面板222，根据影像信号调制后又回到原来光路。此时，旋转反射型液晶面板222正面的1/4波长板225-R使偏振光轴旋转，将偏振光分光镜及反射型液晶面板的偏振光轴校准至最佳位置(参照图中的符号R(P)、R(S))。其后，此S偏振光成份的R光，会因为选择性地使偏振方向旋转90度的窄频带相位差板242的作用，而成为P偏振光成份的R光并被导至偏振光分光镜232，并和其它颜色成份光混频。
在二向色镜210反射的G成份光，会在偏振光分光镜233反射而旋转90度并朝绿色(G)用反射型液晶面板223前进，根据影像信号调制后，又回到原来光路。此时，旋转反射型液晶面板223正面的1/4波长板225-G，将偏振光分光镜及反射型液晶面板的偏振光轴校准至最佳位置(参照图中的符号G(S)、G(P))。其后，此P偏振光成份的G光，会直接透过窄频带相位差板242而被导至偏振光分光镜232，并和其它颜色成份光混频。
如前面所述，S偏振光成份的B光(B(S))、P偏振光成份的R光(R(P))、及P偏振光成份的G光(G(P))会在偏振光分光镜232进行混频，并将其当做根据影像信号调制后的光信号，被导至设于后面的例如投射透镜等，进而投射于屏幕上。
然而，本发明者由各种实验结果发现，在构成上述光学引擎的R、G、B的三个反射型影像显示元件上被反射并调制的三个光的波长成份当中，尤其是作为对人类眼睛的相对可见度因数最高的光成份的G成份，不会受到反射的影响，即，构成为保持原有的P偏振光而透过后面的两个偏振光分光镜233、232，由此可使构成光混频光学系统的两个PBS在系统内的G成份光量的减少降至最低。同时，利用此构成的光学引擎，尤其可以在不会损失所获得图像的对比度的情形下，同时在不会减少另一作为画质的一种的亮度的情形下，获得优良画质的投射图像。即，G成份的光量衰减时，和其它颜色成份光的R成份或B成份时相比，因为其相对可见度因数较大，R成份或B成份的强度会增加，例如，原来应显示黑色的部分的颜色会带有红色、或者带有蓝色，而降低所得到的投射图像的对比。
此时，针对其它颜色成份光的R成份，以S偏振光反射后P偏振光透过的方式构成两个形成光混频光学系统的偏振光分光镜，而针对剩余的的B成份，则正好相同，为P偏振光透过后S偏振光反射的构成，利用此方式，和上述G成份相比，可以获得平衡良好，即对比度良好的图像。
或者，例如，以图2所示的方式取代上述方式，例如，通过对R成份以P偏振光透过后以S偏振光反射，对B成份以S偏振光反射后以P偏振光透过的方式来构成两个形成光混频光学系统的偏振光分光镜，也同样可获得对比度良好的图像。另外，图2所示构成中，如图可知，二向色镜210构成为，会将B成份光及G成份光反射而只有R成份光会透过，且蓝色(B)用反射型液晶面板221及红色(R)用反射型液晶面板222、以及蓝色(B)用窄频带相位差板241及红色(R)用窄频带相位差板242的位置对调。
此外，若为上述图1及图2所示构成，设置于只有一个成份光会反射及透过的偏振光分光镜(但，图1中为B光用PBS231、图2中为R光用PBS233)、以及实施光混频的偏振光分光镜232之间的窄频带相位差板(图1为241、图2为242)，也可以采用1/2波长板。因为此窄频带相位差板的功能只会使B光从P偏振光偏振至S偏振光且使R光从P偏振光偏振至S偏振光，故可以较便宜的1/2波长板取代相对昂贵的窄频带相位差板。另外，1/2波长板若采用无机材质，例如，利用水晶板形成的1/2波长板，则可以相对低价获得优良耐旋光性的物，也可提高装置整体的耐旋光性。
另外，图7为上述光学引擎200的另一其它构成实例，在此实例中，在偏振光分光镜232的射出面设有可选择性旋转B光的偏向面的窄频带相位差板250。即，如图所示，采用这种构成时，光学引擎200的射出光--来自偏振光分光镜232的光束的全部光成份为P偏振光的光束，即，为B(P)、B(P)、及R(P)。或者，再设置1/2波长板使光束的全部成份的偏振面再旋转90度，也可使其成为S偏振光的光束。
参照图8，针对从上述高亮度光源的光中去除红外区及紫外区的波长成份(即，获得白色光)，并将具有均一光束量分布的光束入射至上述光学引擎200的光源部(照明光学系统)100的原理构成，进行详细说明。另外，相对于上述图2所示构成的光学引擎200的YZ平面内，此光源部100会以P偏振光方式提供红色(R)光成份及绿色(G)光成份，而以S偏振光方式提供蓝色(B)光成份。另外，图2所示光学引擎200的ZX平面内，蓝色(B)光成份相当于P偏振光，绿色(G)光成份及红色(R)光成份则相当于S偏振光。利用以上的构成，对ZY平面上相当于S偏振光的绿色(G)光成份及红色(R)光成份的二向色镜210及偏振光分光镜231、232的特性，有时会优于用ZX平面制成S偏振光的光分别入射时的特性。
另外，图8的光源部100构成为，含有由超高压水银灯、金属卤化物灯、氙灯、水银氙灯、及卤素灯等白色灯构成的高亮度光源101。另外，光源部100的光会通过用来吸收或反射方式去除红外线及紫外线领域的波长的滤光器102，然后，只反射特定颜色成份的光，同时，将其导至由其它颜色成份的光可透过的二向色镜103、以及设于此二向色镜的后面的两个反射镜104、105所构成的色光分离部。构成为，在此色光分离部被分离的光，会通过由偏振光分光镜106a、106b、及反射棱镜106c组合而成且在其射出口设有1/2波长板107的光学元件
由图9的说明图可知，利用此构成，可得到S偏振光的蓝色(B)光、以及P偏振光的红色(R)光及绿色(G)光。即，来自高亮度光源101的光束，其B光成份会被二向色镜103反射且朝另一方的反射镜104前进，同时，其G光成份及R光成份则会直接透过并朝另一反射镜105前进。在反射镜104、105被反射的B光成份、以及G及R光成份，接着，会入射至偏振光分光镜106a、106b的不同面。在此偏振光分光镜106a、106b，会反射来自反射镜104的B光中的S偏振光，P偏振光则会透过。另外，来自反射镜105的G光及R光中的P偏振光会透过，S偏振光则会反射。另外，透过此偏振光分光镜106a、106b的P偏振光的B光、以及S偏振光的G光及R光，会被反射棱镜106c反射，此外，利用设于射出口的1/2波长板107的作用改变偏振面，使S偏振光的B光、以及P偏振光的G光及R光射出。即，可得到S偏振光的蓝色光(图中以B(S)表示)、P偏振光的红色光(图中以R(P)表示)、及P偏振光的绿色光(图中以G(P)表示)。
再回到上述图8，不同偏振光的光束(即，B(S)、G(P)、R(P))会再度入射至两片多透镜数组131、132。即，入射的光束会被多透镜数组131分割成透镜数的数量，并利用位于后面且和其相对应的多透镜数组132的作用分别将其放大投射至反射型液晶面板上。因为只有设置于多透镜数组131的透镜数的光束会叠合于面板上，所以成为均一光量分布的光束。此光束又会通过滤光器133及透镜134、135而成为一定大小的光束，并射出至后面的光学引擎200。
另外，图8中同时示出构成上述投射型影像显示装置的光学引擎200(对应图2)及投射透镜300，然而，图示的光学引擎200的构造，在上述图6中，是从纸面的前后方向的内侧(即，图6的X轴方向)观看的状态(参照图中的坐标轴)。
另外，图8所示的光学引擎200，若以如上述图7所示构成的光学引擎来取代上述图6所示构成的光学引擎，则可经由投射透镜300将射出光的全部成份作为P偏振光或S偏振光进行放大投射。投射型影像显示装置为如上述图3或图4所示，会在后面以反射镜(500或700)反射从透镜300射出的光时，因为射出光的全部成份为P偏振光或S偏振光，故可提高反射面上的反射率。尤其是射出光的成份全部为S偏振光时，和其它情形相比，以反射面的偏振光成份的特性而言，具有可以提高大约5％的反射镜反射率的效果。
另外，前面所述的光源部100，也可以利用其二向色镜103、偏振光分光镜106a、106b、及反射棱镜106c组合来构成，例如图10所示的构成，另外，图上虽然未示出，也可对上述图8所示投射型影像显示装置的构成进行适当变更。
由以上的详细说明可知，利用本发明的反射型影像投射装置、及使用此影像投射装置的投射型影像显示装置、以及其使用的光源装置，可实现具有优良的包含对比度在内的影像显示特性、且可以小型化的投射型影像显示装置。
Claims (13)
1.一种投射型显示装置，构成为借助于反射型影像显示元件形成影像光，其中具有：
射出包含三个光成份的光束的光源装置，该三个光成份具有相互不同的波长，且一个光成份的偏振方向不同于另外两个光成份的偏振方向；以及
包含光分离部及多个棱形偏振光分光镜的光分离混频部，上述光分离部分离来自上述光源装置的光束中包含的三种光成份并分别提供给三个反射型影像显示元件，上述多个棱形偏振光分光镜对由上述反射型影像显示元件调制的三个光成份实施混频并作为影像光射出，且
上述光源装置具有：射出包含具有相互不同的波长的三个光成份的光束的光源部；把来自上述光源部的光束分离成上述另外两个光成份和上述一个光成份这两种有颜色的光的色分离单元；具有被分别入射上述两种有颜色的光的两个入射面的棱形的第二偏振光分光镜；以及与上述第二偏振光分光镜接合的反射棱镜，该接合的面与出射面相邻接且在上述出射面上配设了1/2波长板，
上述光分离混频部构成为，从与在上述三个反射型影像显示元件上被调制了的三个光成份中的上述另外两个光成份内的某一个光成份相对应的反射型影像显示元件来的光成份，透过上述多个棱形偏振光分光镜射出，而从与上述另外两个光成份内的另一个光成份和上述一个光成份相对应的反射型影像显示元件来的两个光成份则被上述多个棱形偏振光分光镜反射后再透过，或者在透过后再反射，然后射出。
2.如权利要求1所述的投射型显示装置，其中
上述光分离混频部构成为，绿色(G)光成份透过上述多个棱形偏振光分光镜射出，而红色(R)光成份及蓝色(B)光成份则被上述多个棱形偏振光分光镜反射后再透过，或者在透过后再反射，然后射出。
3.如权利要求2所述的投射型显示装置，其中
上述光分离混频部通过配置成L字形的三个棱形偏振光分光镜和在其凹部配置的二向色镜而构成。
4.如权利要求2所述的投射型显示装置，其中
上述光分离混频部通过配置成L字形的三个棱形偏振光分光镜和在其凹部配置的二向色棱镜而构成。
5.如权利要求3或4所述的投射型显示装置，其中
在上述配置成L字形的三个棱形偏振光分光镜中的、两个光成份透过的分光镜和三个光反射或透过的分光镜之间插入窄频带相位差板。
6.如权利要求5所述的投射型显示装置，其中
再在上述配置成L字形的三个棱形偏振光分光镜中的、只有一种光成份透过的分光镜和三个光反射或透过的分光镜之间插入1/2波长板。
7.如权利要求1所述的投射型显示装置，其中
还具有使来自上述多个偏振光分光镜的射出光的光成份的偏振方向朝向同一方向的单元。
8.如权利要求7所述的投射型显示装置，其中
利用上述单元使来自上述多个偏振光分光镜的射出光的全部光成份都作为S偏振光射出。
9.一种光源装置，用于投射型显示装置，其中具有：
射出包含具有相互不同的波长的三个光成份的光束的光源部；
把来自上述光源部的光束分离成两个光成份和一个光成份这两种颜色的光的色分离单元；
具有被分别入射上述两种颜色的光的两个入射面的棱形的偏振光束分光镜；以及
与上述偏振光束分光镜接合的反射棱镜，该接合的面与出射面相邻接且在上述出射面上配设了1/2波长板；且
从上述光源部射出的三个光成份中的一个光成份光的偏振方向，不同于另外两个光成份的偏振方向。
10.如权利要求9所述的光源装置，其中
上述一个光成份为红色(R)光成份，另外两个光成份为绿色(G)及蓝色(B)的光成份。
11.如权利要求10所述的光源装置，其中
上述红色(R)光成份为S偏振光，上述绿色(G)及蓝色(B)的光成份为P偏振光。
12.如权利要求9所述的光源装置，其中
上述一个光成份为蓝色(B)光成份，另外两个光成份为绿色(G)及红色(R)的光成份。
13.如权利要求12所述的光源装置，其中
上述蓝色(B)光成份为S偏振光，上述绿色(G)及红色(R)的光成份为P偏振光。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: HITACHI LTD. Free format text: FORMER OWNER: HITACHI,LTD. Effective date: 20130718 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20130718 Address after: Tokyo, Japan Patentee after: Hitachi Consumer Electronics Co.,Ltd. Address before: Tokyo, Japan Patentee before: Hitachi Manufacturing Co., Ltd. |
|
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: HITACHI MAXELL LTD. Free format text: FORMER OWNER: HITACHI LTD. Effective date: 20150327 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20150327 Address after: Osaka, Japan Patentee after: Hitachi Maxell, Ltd. Address before: Tokyo, Japan Patentee before: Hitachi Consumer Electronics Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20171213 Address after: Kyoto Japan Patentee after: Mike seer Address before: Osaka, Japan Patentee before: Hitachi Maxell, Ltd. |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20051214 Termination date: 20181224 |