投射型显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种利用图像显示元件根据图像信号形成光学像，并将该光学像投射到屏幕等上的投射型显示装置。包含：弧型灯；反射从灯出射的光的反射镜；由第１和第２阵列透镜形成的阵列透镜群；具有多个偏光变换部，并使光的偏光方向统一的偏光变换元件，其中，偏光变换部由遮蔽来自阵列透镜群的光的遮光部、使来自阵列透镜群的光通过的开口部、使来自开口部的光分离成偏光方向不同的２种光的偏光分光膜、反射由偏光分光膜反射的光的反射膜、和对透过偏光分光膜的光的偏光方向进行变换的λ／２相位差板形成；对来自偏光变换元件的光进行调制的图像显示元件；投射来自图像显示元件的光的投射透镜；其中，弧型灯的长度方向与开口部的长度方向为相同方向。

【技术实现步骤摘要】
投射型显示装置
本专利技术涉及一种利用图像显示元件根据图像信号形成光学像，并将该光学像投射到屏幕等上的投射型显示装置。
技术介绍
在日本专利公开2001-92011号公报的图2中，公开了一种液晶投影机，该液晶投影机具备：由反射镜10、以使弧(arc)方向与在该反射镜10的水平方向上延伸的光轴L垂直的方式进行配置的短弧型(short arc)放电灯(lamp)20、在该短弧型放电灯20的前方，配置在光轴L上的聚光透镜30所构成的光源装置1；用于支撑聚光透镜30的支撑板31；前面玻璃40；第1光学积分器透镜(optical integrator lens)41a；第2光学积分器透镜41b；偏光分光镜42；第2聚光透镜43；1/2相位差板44；第1铝镜45a；第2铝镜45b；第3铝镜45c；第1分色镜46a；第2分色镜46b；中继透镜47；向场透镜48；液晶显示面板49；色合成交叉棱镜(cross prism)50；投写透镜51；屏幕52。
技术实现思路
首先，在叙述日本专利特开2001-92011号公报的液晶投影机的课题前，对偏光变换元件进行说明。偏光变换元件是，例如，在相对于照明光轴方向垂直的面上使平行四边形柱的透光行部件平行地排列成阵列状，在透光性部件间的界面上交替形成偏光分光膜(以下简称为“PBS”)和反射膜。另外，在通过偏光变换元件入射侧的开口部，而出射透过PBS膜的光的出射面上配置λ/2相位差板。如上所形成的偏光变换元件中，通过第1光学积分器透镜(以下称第1阵列透镜)，第2光学积分器透镜(以下称第2阵列透镜)，而入射到开口部之一的光中，例如，S偏光由PBS膜反射，并由相对的反射镜反射而以S偏光出射。另外，P偏光透过PBS膜，由出射面的-->λ/2相位差板变换成S偏光并出射。偏光变换元件，由多个像这样的基本的偏光变换部件形成，具有使入射光的偏光方向(在此为S偏光)统一为规定的偏光方向并出射的功能。因此，在开口部与开口部之间光射入的情况下，这时的出射光成为与上规定的偏光方向旋转90度后的偏光(这里的P偏光)。即，偏光变换效率变低。为此，在开口部与开口部之间，通常设置铝板，具有遮光的遮光部。下面，对上述引用文献1的液晶投影机的课题进行说明。设从灯的弧的中心到反射镜的距离为A，第1阵列透镜与第2阵列透镜之间的距离为B。这时，灯的弧的中心是旋转抛物面形状的反射镜的焦点位置，所以，距离A成为反射镜的焦点距离。因此，距离A成为反射镜的抛物面上的位置函数。另外，第2阵列透镜设置在第1阵列透镜的大致焦点位置的附近，所以距离B成为第1阵列透镜的焦点距离。这里，第1阵列透镜设置成，使弧与第2阵列透镜的各透镜单元能够相互成为物体和像的关系(共轭关系)，在第2阵列的各透镜单元上能够形成弧像。因为第2阵列透镜和偏光变换元件接近设置，因此，第2阵列透镜的各透镜单元上形成的弧像也同样地在偏光变换元件上形成。这个弧像的倍率β，用距离A、B近似地如式1进行表示。β＝B/A...(式1)这里，在考虑到从偏光变换元件的开口部通过的光的透过率的情况下，由弧出射，并在反射镜中心的附近反射的光的距离A较短，因此，弧像的倍率β变大。并且，上述引用文献1的液晶投影机中，灯的弧型的方向和偏光变换元件的开口部的长度方向相垂直。因此，入射到偏光变换元件的遮光部的光增加，光的透过率降低，所以光利用效率降低。本专利技术鉴于上述事情，其目的是改善偏光变换元件的光透过率，提供一种光利用率高的投射型显示装置。本专利技术的一方面是，灯的弧型的方向与偏光变换元件的开口部的长度方向相平行。-->附图说明图1是表示本专利技术实施例1的从灯到偏光变换元件的主要部件的放大图。图2是表示本专利技术实施例1的光源的主要部件的图。图3是表示本专利技术实施例1的偏光变换元件上的弧像的图。图4是本专利技术实施例1的投射型显示装置的光学系统的概略图。图5是本专利技术实施例2的投射型显示装置的光学系统的概略图。具体实施方式以下，参照附图对最优选实施方式进行说明。并且，对于各图中的同一部分添加相同的符号，对已经说明过的部分省略其说明。在实施例1中，其特征在于：为了改善偏光变换元件的光的透过率，使弧型的灯的长度方向与偏光变换元件的开口部的长度方向大致平行而设置灯，并且，使在第2阵列透镜附近成像的弧像的光轴附近倍率下降。图4是，使用了实施例1的照明光学单元的投射型显示装置的光学系概略图。在图4中，实施例1的光源200包含了：弧型的灯1、设置在灯1前方的旋转抛物面形状的第1反射镜202、设置在灯1后方的球面形状的第2反射镜203、在灯1的前方光轴侧间隔规定的距离设置的平行化透镜228、防止在灯1破裂时碎片飞散的防爆玻璃23。而且，对于光源200的详细说明会在后面叙述。在灯1的后方，接近灯1并从背面侧覆盖地，设置具有球面形状反射面的大致半球状的第2反射镜203。并且，在灯1的前方，设置了具有旋转抛物面形状的反射面的第1反射镜202。从第2反射镜203的开口位置附近形成第1反射镜202的反射面。从灯1向后方出射的光，由具有球面形状的反射面的第2反射镜203反射，并反射到前方。反射到前方的光中，一部分由第1反射镜202反射，成为与照明光轴100平行，透过防爆玻璃23后，入射到照明光学单元。并且，反射到前方的光中，没有被第1反射镜202反射的光，通过平行化透镜228后，成为与照明光轴100平行，并透过防-->爆玻璃23后，入射到照明光学单元。当然，从灯1不经过第2反射镜203而直接出射到前方的光，一部分射向第1反射镜202，另一部分射向平行化透镜228，并成为与照明光轴相平行的平行光。并且，照明光学单元由如下部分形成，即，由第1阵列透镜3和第2阵列透镜4形成，并进行照度均匀化的阵列透镜群，和使光的偏光方向统一的偏光变换元件5。第1阵列透镜3，从照明光轴方向看，将具有与图像显示元件大致相似的矩形形状的多个透镜单元配置为矩阵状(matrix)(2维)，因此，从光源入射的光由多个透镜单元分割为多个光，并进行引导以使其高效地通过第2阵列透镜4和偏光变换元件5。即，使第1阵列透镜3设计成，灯1和第2阵列透镜4的各透镜单元光学共轭的关系。与第1阵列透镜3一样，第2阵列透镜4，从照明光轴方向看，将矩形形状的多个透镜单元配置为矩阵状，并将多个透镜单元的各个所对应的第1阵列透镜3的透镜单元的形状投射到图像显示元件18(18R，18G，18B)上。这时，在偏光变换元件5中，使来自第2阵列透镜4的光统一为规定的偏光方向的光，然后，使第1阵列透镜3的各透镜单元的投射像，分别经由汇聚透镜6、聚光透镜13(13B，13G)、第1中继透镜15、第2中继透镜16、第3中继透镜17在图像显示元件18(18R，18G，18B)上重合。并且，第2阵列透镜4和接近其而配置的汇聚透镜6设计为，使第1阵列透镜3的各透镜单元和图像显示元件18(18R，18G，18B)成为在光学上共轭的关系，所以被第1阵列透镜3分割成多束的光，通过第2阵列透镜4和汇聚透镜6，重叠投射在图像显示元件18(18R，18G，18B)上，可以实现在实际使用水平上没有问题的高均匀性照度分布的照明。在这个过程中，利用分色镜11，使例如B光(蓝色频带的光)反射，并使G光(绿色频带的光)和R本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种投射型显示装置，其特征在于，包含：出射光的弧型灯；反射从所述灯出射的光的反射镜；由第１和第２阵列透镜形成，并使来自所述反射镜的光的照度均匀的阵列透镜群；　具有多个偏光变换部，并使光的偏光方向统一的偏光变换 元件，其中，所述偏光变换部由遮蔽来自所述阵列透镜群的光的遮光部、使来自所述阵列透镜群的光通过的开口部、使来自所述开口部的光分离成偏光方向不同的２种光的偏光分光膜、反射由所述偏光分光膜反射的光的反射膜、和对透过所述偏光分光膜的光的偏光方向进行变换的λ／２相位差板形成；对来自所述偏光变换元件的光进行调制的图像显示元件；投射来自所述图像显示元件的光的投射透镜；其中，所述弧型灯的长度方向与所述开口部的长度方向为相同方向。

【技术特征摘要】
JP 2006-5-16 2006-1360031.一种投射型显示装置，其特征在于，包含：出射光的弧型灯；反射从所述灯出射的光的反射镜；由第1和第2阵列透镜形成，并使来自所述反射镜的光的照度均匀的阵列透镜群；具有多个偏光变换部，并使光的偏光方向统一的偏光变换元件，其中，所述偏光变换部由遮蔽来自所述阵列透镜群的光的遮光部、使来自所述阵列透镜群的光通过的开口部、使来自所述开口部的光分离成偏光方向不同的2种光的偏光分光膜、反射由所述偏光分光膜反射的光的反射膜、和对透过所述偏光分光膜的光的偏光方向进行变换的λ/2相位差板形成；对来自所述偏光变换元件的光进行调制的图像显示元件；投射来自所述图像显示元件的光的投射透镜；其中，所述弧型灯的长度方向与所述开口部的长度方向为相同方向。2.如权利要求1所述的投射型显示装置，其特征在于：所述反射镜是由设置在所述灯的前方，并呈旋转抛物面形状的第1反射镜，以及设置在所述灯的后方，并呈球面形状的第2反射镜所形成，该第1反射镜及第2反射镜反射来自所述灯的光；并且，还具有使从所述灯向所述第1及第2反射镜以外出射的光，和由所述第2反射镜反射的光平行的平行化透镜。3.如权利要求2所述的投射型显示装置，其特征在于：靠近所述灯侧的所述第1反射镜的直径与所述平行化透镜的直径相同。4.如权利要求3所述的投射型显示装置，其特征在于：在设从所述灯的中心到平行化透镜的距离为L，从所述灯出射的光的光轴到由所述第1反射镜的最外有效范围反射的光的角度为θ，平行化透镜的直径为Φ时，满足如下关系，L＝(Φ/2)÷tan(π-θ)。5.如权利要求4所述的投射型显示装置，其特征在于：在设所述平行化透镜的曲率半径为R，折射率为N，从所述灯的中心到第1反射镜的距离为L时，满足如下关系，R＝(N-1)×L。6.如权利要求2所述的投射型显示装置，其特征在于：所述第1反射镜和所述第2反射镜是一体的。7.一种投射型显示装置，其特征在于，包含：出射光的弧型灯；反射来自所述灯的光的、呈旋转抛物面形状的第1反射镜；反射来自所述灯的光的、呈球面形状的第2反射镜；使从所述灯向所述第1及第2反射镜以外出射的光，和由所述第2反射镜反射的光平行的平行化透镜；由第1及第2阵列透镜形成，并使来自所述第1反射镜及所述平行化透镜的光的照度均匀的阵列透镜群；具有多个偏光变换部，并使光的偏光方向统一的偏光变换元件，其中，所述偏光变换部由遮蔽来自所述阵列透镜群的光的遮光部、使来自所述阵列透镜群的光通过的开口部、使来自所述开口部的光分离成偏光方向不同的2种光的偏光分光膜、反射由所述偏光分光膜反射的光的反射膜、和对透过所述偏光分光膜的光的偏光方向进行变换的λ/2相位差板形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：木村展之，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]