偏振分光器以及投影装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术的目的是提供可以实现光的利用效率高的小型的投影装置的偏振分光器以及投影装置。本实用新型专利技术的偏振分光器具有偏振分离面，所述偏振分离面透射规定方向的偏振成分、反射与所述规定方向基本正交的方向的偏振成分，且所述偏振分离面包含曲面而构成、以使得在所述偏振分离面上被反射的光被聚光。本实用新型专利技术的投影装置具有：光源；引导来自所述光源的光并成形光束的导光体；校正来自所述导光体的光束的形状的偏振元件；偏振分离来自所述偏振元件的光束的上述偏振分光器；和入射在所述偏振分光器被反射、被聚光的偏振光束的反射型显示装置。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及偏振分光器以及使用该偏振分光器的投影装置。
技术介绍
近年，期望将使用液晶显示元件和DMD等作为光阀的投影型影像显示装置(以下，称为投影装置)搭载于便携设备上，与此相伴地，要求被采用在投影装置中的光学组件的小型化。投影装置由LED等的光源、引导从光源产生的光的导光体(例如、光引导件)、透镜、偏振分光器(以下，称为PBS)、液晶显示装置等的显示装置(例如、反射型液晶显示装置)、投影透镜等构成。关于面向便携设备的投影装置，对于被配备的显示装置也要求小型化。例如，采用·对角线长度为O. 21英寸=大约5. 3mm的小型的显示装置。但是，即使使用菲涅耳透镜、光引导件、F值小的透镜(例如、大致半球形状的透镜)等对从LED等的光源产生的光进行聚光，也只能聚光到直径6 8_左右。由于没有被入射至显示装置的光不用于影像的投影，所以存在光的利用效率大幅度地降低这样的问题。已知有使用光引导件、半球透镜等有效地收集从LED产生的扩散光，成形所希望的形状的光的方法(例如、参照专利文献I)。然而，通过光引导件和半球透镜所构成的照明装置存在在从半球透镜到投影面的光路上有多个聚光点，照度不均增大、照度均一性欠缺这样的问题。因此，即使使用该照明装置来构成投影装置，被投影的影像中也会产生照度不均。虽然通过将非球面透镜等与半球透镜组合，可以改善照度不均，但是由于透镜片数的增力口，光学系统会大型化。又，这样的光学系统也存在透镜设计不容易这样的问题。现有技术文献专利文献专利文献I日本特开2007-88377号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术鉴于这样的问题点而作出，本专利技术的目的是提供能够实现光的利用效率高的小型的投影装置的偏振分光器、以及使用该偏振分光器的投影装置。解决课题的手段本专利技术的偏振分光器一种偏振分光器，其特征在于，所述偏振分光器具有偏振分离面，所述偏振分离面透射规定方向的偏振成分，反射与所述规定方向基本正交的方向的偏振成分，所述偏振分离面包含曲面而构成，以使得在所述偏振分离面上被反射的光被聚光。根据该构成，由于偏振分光器的偏振分离面包含曲面而构成，所以能够将被偏振分离的光进行聚光。在投影装置使用这样的偏振分光器的情况下，可以较高地维持光的利用效率，且削减透镜等的光学元件的数量，实现小型化。因此，通过上述构成，可以提供能够实现光的利用效率高的小型的投影装置的偏振分光器。在本专利技术的偏振分光器中，所述偏振分离面也可以具有扩散反射性。在本专利技术的偏振分光器中，所述偏振分离面也可以由线栅偏振件构成。根据该构成，由于使用即使在曲面上光学特性也难以降低的线栅偏振件，因此能够得到良好的光学特性的偏振分光器。在本专利技术的偏振分光器中，所述线栅偏振件的厚度也可以是50μπι以下。本专利技术的投影装置具有光源；引导来自所述光源的光并对成形光束的导光体；校正来自所述导光体的光束的形状的偏振元件；偏振分离来自所述偏振元件的光束的、权利要求I至权利要求4中任一项所述的偏振分光器；和入射在所述偏振分光器被反射、被聚光的偏振光束的反射型显示装置。根据该构成，由于偏振分光器的偏振分离面包含曲面而构成，所以能够将被偏振分离的光进行聚光。因此，通过在投影装置使用这样的偏振分光器，可以提供较高地维持光的利用效率，且削减透镜等的光学元件的数量的投影装置。又，其结果，即使配置校正光束的形状的偏振元件以消除照度不均，也可以充分地小型化。在本专利技术的投影装置中，在所述偏振分光器和所述反射型显示装置之间，具有形成与所述反射型显示装置的入射面相似的形状的光束的光引导件。根据该构成，可以提供光的利用效率更高的投影装置。在本专利技术的投影装置中，在所述光引导件和所述反射型显示之间，也可以具有校正所述光束的形状的透镜。在本专利技术的投影装置中，所述偏振元件也可以是具有扩散反射性以及正透射性的线栅偏振件。又，在本专利技术的投影装置中，所述偏振元件也可以是具有扩散反射性以及扩散透射性的线栅偏振件。又，在本专利技术的投影装置中，所述偏振元件也可以是具有扩散反射性以及扩散透射性的树脂多层双折射聚合物偏振件。在本专利技术的投影装置中，所述偏振元件也可以是上述的偏振分光器。专利技术效果根据本专利技术，能够提供可以实现光的利用效率高的小型的投影装置的偏振分光器、以及使用该偏振分光器的投影装置。附图说明图I是表示实施形态I所涉及的投影装置的构成的示意图。图2Α、图2Β是表示被采用在投影装置中的偏振分光器的构成的示意图。图3是表示比较例所涉及的投影装置的构成的示意图。图4是表示实施形态2所涉及的投影装置的构成的示意图。图5是表示实施形态3所涉及的投影装置的构成的示意图。图6是表示实施形态4所涉及的投影装置的构成的示意图。图7Α、图7Β是表示用于确认在投影装置中被发射至反射型显示装置的光的发射照度分布的模拟模型以及模拟结果的图。图8Α、图SB、图SC是表示用于确认具有扩散性的偏振膜的效果的模拟模型以及模拟结果的图。符号的说明l、la、lb、lc、3 投影装置11、31 光源12、15、32、36 光引导件13偏振膜14、14a、14b、22、24、35PBS16、37反射型显示装置17、38投影透镜 21菲涅耳透镜23、33聚光透镜25校正透镜具体实施方式本专利技术者们发现通过以包含曲面形态的构成偏振分光器的偏振分离面，可以对偏振分光器赋予凹面镜(或者凸透镜)的功能。而且，发现了 通过使用这样的偏振分光器，可以实现光的利用效率高的小型的投影装置。以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行详细的说明。(实施形态I)图I是表示关于使用本实施形态所涉及的偏振分光器的投影装置的构成以及光路的示意图。图I所示的投影装置I包含发出用于投影的光的光源11、引导来自光源11的光以使光束成形的光引导件(导光体)12、显示出校正来自光引导件12的光束的形状的扩散性(扩散性)的偏振膜(偏振兀件)13、偏振分尚来自偏振膜13的光束的偏振分尚面包含曲面而构成的PBS (偏振分光器)14、对在PBS14中被分离的偏振光束成形的光引导件15、被入射来自光引导件15的偏振光束的反射型显示装置16、和投影由反射型显示装置16反射、透过了 PBS14的偏振光束的投影透镜17。光源11具有大致长方体形状，其发光面被配置为靠近于光引导件12的入射面。通过像这样使光源11的发光面和光引导件12的入射面靠近，可以高效地利用在光源11的发光。光源11例如是能够发出单色光的LED。也可以组合使用发出白色光的LED和滤光片。光源11也可以通过粘结等和光引导件12贴合。又，光源11的形状也可以是圆柱形状等。为了对来自从光源11的光成形并照射至前方(图I的右方向)，光引导件12被配置在光源11的发光面侧。来自高亮度型的LED的发光的扩散角是120度(单侧是60度)左右。在像这样使用具有宽的扩散角的光源11的情况下，来自光源的发光扩散为圆锥状，就这样的话无法高效率地利用来自光源的发光。因此，为了将扩散的光聚光并照射至前方，使用光引导件12。从光源11入射至光引导件12的光由于通过全反射在光引导件12的内表面传播，因此可以降低光的扩散损失。为了减小从光引导件12的出射面所发出的光的扩散角度，优选为对光引导件12的侧面赋予倾斜，以使得出射面的面积比入射面的面积大。光引导件12为六面体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种偏振分光器，其特征在于，所述偏振分光器具有偏振分离面，所述偏振分离面透射规定方向的偏振成分，反射与所述规定方向基本正交的方向的偏振成分，所述偏振分离面包含曲面而构成，以使得在所述偏振分离面上被反射的光被聚光。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：田中裕二，
申请(专利权)人：旭化成电子材料株式会社，
类型：实用新型
国别省市：