投影式图像显示装置制造方法及图纸

来自光源部分（３０１、３０２、３０３）的红、绿、蓝等各色光，分别在光阀部分（３０４）的光阀单元（３１７、３１９、３２１）处被调制后，入射至彩色合成光学系统（３０５）。彩色合成光学系统（３０５），由三个其顶角大致为３０度的三棱柱形棱镜（３２５、３２６、３２７）隔着分色镜面（３２８、３２９）接合而成。入射至与各棱镜顶角所对的面上的各色光，在彩色合成光学系统（３０５）内被合成后从棱镜（３２７）的出射面（３３２）出射。对于各色光，从入射面至出射面（３３２）的光路长度大致相等。之后，在投影透镜（３０６）处向屏幕放大投影。通过上述方式，能够实现投影图像的高品质化、投影装置的小型化及低成本化。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及三板式投影型图像显示装置，在该装置中，红、绿、蓝各色光处分别设有一个作为调制部件的光阀(例如液晶屏)，由各色光构成的显示图像在装置内合成，然后经投影获得放大的图像。以下，就采用液晶屏的传统投影式图像显示装置的结构进行说明。设置了红、绿、蓝各色的液晶屏的三板式投影式图像显示装置，依据彩色合成部分的特征，可大致分为正交棱镜方式和反射镜顺序方式。图7和图8分别概略表示了，采用正交棱镜方式的传统投影式图像显示装置的基本结构和采用反射镜顺序方式的传统投影式图像显示装置的基本结构。以下，对这两种结构依次加以说明。如图7所示，正交棱镜方式的投影式图像显示装置100包括光源部分101、分色光学系统102、中继光学系统103、光阀部分104、彩色合成光学系统105以及投影光学系统(投影透镜)106。光源部分101包括经电极间放电形成电弧而发生不规则偏振光的光源107，以及将来自光源107的光朝向其回转对称轴方向反射的反射镜108。来自光源部分101的光，入射至分色光学系统102的蓝反射分色镜109。在入射至蓝反射分色镜109的光当中，蓝光在此处被反射，又经全反射镜110反射，再经聚光透镜111进入蓝色光阀单元112。透过蓝反射分色镜109的绿光和红光入射至绿反射分色镜113。入射光中的绿光在此处被反射，再经聚光透镜114进入绿色光阀单元115。红光透过绿反射分色镜113，射入中继光学系统103。射入中继光学系统103的红光，经入射侧透镜116、全反射镜117、中间透镜118、全反射镜119及聚光透镜120进入红色光阀单元121。在光阀部分104中，按各色光分别设置蓝色光阀单元112、绿色光阀单元115和红色光阀单元121。各光阀单元112、115、121，如图2所示，由入射侧偏振片122、液晶屏123和出射侧偏振片124组成。入射侧偏振片122的外形为矩形，被这样设置例如可透过在短边方向偏振的光，而吸收在与之正交的方向偏振的光。透过入射侧偏振片122的光入射至液晶屏123。液晶屏123中排列有许多像素，可以按照外部信号改变各像素开口处的入射光的偏振光方向而使之透过。在该处，当像素未被驱动时，可使入射光的偏振方向回转90度而使之透过，当像素被驱动时，可使入射光的偏振方向不发生改变而使之透过。出射侧偏振片124具有跟入射侧偏振片122正交方向的偏振光特性。即，出射侧偏振片124的透过轴位于矩形的长边方向，能透过在该方向偏振的光。因此，入射至液晶屏123的未被驱动像素处的、偏振光方向改变90度而透过的光，其偏振方向跟出射侧偏振片124的透过轴一致，因此能在该处透过。另一方面，入射至液晶屏123的被驱动像素处未改变偏振光方向而透过的光，其偏振光方向跟出射侧偏振片124的透过轴正交，因此在该处被吸收。这样透过光阀部分104的光，入射至彩色合成光学系统105。彩色合成光学系统105是由四个三角形棱镜贴合而成的彩色合成棱镜，其蓝反射分色镜面125跟红反射分色镜面126相互正交地设置。入射至彩色合成光学系统105的蓝光、红光，分别被蓝反射分色镜面125和红反射分色镜面126反射，入射至投影光学系统的投影透镜106。绿光则透过蓝反射分色镜面125和红反射分色镜面126，入射至投影透镜106。投影透镜106将入射光放大投影到屏幕(未作图示)上。这样，就将在光阀部分104各色光形成的图像合成为彩色图像进行显示。图8所示的反射镜顺序方式的投影式图像显示装置包括光源部分201、分色光学系统202、光阀部分203、彩色合成光学系统204和投影光学系统(投影透镜)205。光源部分201包括经电极间放电形成电弧而发生不规则偏振光的光源206，以及将来自光源206的光朝向其回转对称轴方向反射的反射镜207。来自光源部分201的光，入射至分色光学系统202的蓝反射分色镜208。在入射至蓝反射分色镜208的光当中，蓝光在此处被反射，又经全反射镜209反射，再经聚光透镜210进入蓝色光阀单元211。透过蓝反射分色镜208的绿光和红光入射至绿反射分色镜212。入射光中的绿光在此处被反射，再经聚光透镜213进入绿色光阀单元214。红光透过绿反射分色镜212，经聚光透镜215进入红色光阀单元216。在光阀部分203中，按各色光分别设置蓝色光阀单元211、绿色光阀单元214和红色光阀单元216。各光阀单元211、214、216，如图2所示，由入射侧偏振片217、液晶屏218和出射侧偏振片219组成。入射侧偏振片217的外形为矩形，被(例如)这样设置可透过短边方向偏振的光，而吸收在与之正交的方向偏振的光。透过入射侧偏振片217的光入射至液晶屏218。液晶屏218中排列形成许多像素，可以按照外部信号改变各像素开口处的入射光偏振光方向而使之透过。在该处，当像素未被驱动时，可使入射光的偏振方向回转90度而使之透过，当像素被驱动时，可使入射光的偏振方向不发生改变而使之透过。出射侧偏振片219具有跟入射侧偏振片217正交方向的偏振光特性。即，出射侧偏振片219的透过轴位于矩形的长边方向，能透过在该方向偏振的光。因此，入射至液晶屏218的未被驱动像素处的、偏振光方向改变90度而透过的光，其偏振方向跟出射侧偏振片219的透过轴一致，因此能在该处透过。另一方面，入射至液晶屏218的被驱动像素处的、不改变偏振光方向而透过的光，其偏振光方向跟出射侧偏振片219的透过轴正交，因此在该处被吸收。这样透过光阀部分203的光，入射至彩色合成光学系统204。彩色合成光学系统204由绿反射分色镜220、红反射分色镜221和全反射分色镜222组成。从蓝色光阀单元211出射的蓝光，依次透过绿反射分色镜220和红反射分色镜221，入射至作为投影光学系统的投影透镜205。从绿色光阀单元214出射的绿光，经绿反射分色镜220反射后，透过红反射分色镜221后入射至投影透镜205。从红色光阀单元216出射的红光，依次经全反射镜222和红反射分色镜221反射后，入射至投影透镜205。投影透镜205将入射光放大投影到屏幕(未作图示)上。这样，就将在光阀部分203各色光形成的图像合成为彩色图像进行显示。以上描述的两种投影式图像显示装置，具有现在用于演示场合的投影设备的代表性结构，现将它们的特征分述如下。以正交棱镜方式进行彩色合成的投影式图像显示装置(图7)的优点主要是(1)从液晶屏至投影透镜的投影距离可以较短，因此有利于投影透镜的短焦距化与小型化；(2)可以制成小型的彩色合成光学系统，因其反射面采用棱镜，耐振动与冲击且容易保证精度。不利的方面，存在如下问题(1)如果不能保证构成彩色合成光学系统105的四个棱镜的组合精度，那么在投影图像的中央的接合面处会有纵线出现；(2)彩色合成光学系统105的反射面125、126均被设置为与两个棱镜的分色镜面共用同一镜面，如构成各反射面的两个分色镜面的分光特性不同，就会产生色不匀；(3)如果分别形成反射面125、126的两个棱镜的分色镜面不是无扭曲、偏移地形成于同一镜面，投影图像上就会产生重叠等焦点模糊现象；(4)由于必须在分色光学系统102上增设中继光学系统103，于是就使装置大型化，还有由于通过中继光学系统的色光的光源像相对不通过中继光学系统的两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种投影式图像显示装置，该装置中设有：分别发出红、绿、蓝光的三个光源部分，分别调制来自所述各光源部分的色光的光阀部分，将经所述光阀部分调制的各色光合成的彩色合成光学系统，以及将所述经合成的光放大投影的投影透镜；其特征在于，所述彩色合成光 学系统中：设有顶角约为３０度的三棱柱形的三个棱镜；所述顶角相互邻接，且形成所述顶角的侧面彼此贴合，将所述三个棱镜接合；所述棱镜的各接合面上设有作为选色手段的分色镜面；以所述各棱镜的所述顶角面对的侧面作为所述各色光的入射面； 以接合后的所述三个棱镜中一个位于边缘的棱镜的侧面作为所述各色光的合成光的出射面；所述各色光从所述入射面到所述出射面的光路长度大致相等。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山岸成多，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]