投影设备制造技术

本发明专利技术提供了投影设备，包括颜色合成部、偏振转换部和投影透镜。颜色合成部被配置为将三种原色光合并，并发出合并光。偏振转换部设置在颜色合成部的光发出侧，并被配置为使合并光中的色光在所有方向均匀地处于非偏振状态。投影透镜被配置为发出偏振转换部所提供的光。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及执行视频显示的投影设备。
技术介绍
近来，已开发了采用3D(三维)有源快门技术的IXD(液晶显示器)投影仪。有源快门技术属于视频显示技术，通过其可产生深度感。利用这种有源快门技术，可获得具有视差的立体观看，这是通过交替地显示左眼图像和右眼图像与通过交替地遮挡用户3D眼镜的左眼和右眼视线来切换图像同步进行而产生的。这里的问题在于，与投影2D(二维)图像的投影仪相比，如上所述的投影3D图像的投影仪在质量控制上有难度。这是因为，对于反射到屏幕上的偏振光，3D眼镜只允许在特定方向偏振的分量从其通过，且这种偏振状态会很大地影响3D图像的质量，即造成颜色不均匀，亮度降低。显示2D图像时用不到3D眼镜，因此图像质量不会受到反射到屏幕上的光的偏振状态影响，这是因为光均匀地直接进入用户的眼睛而不涉及偏振状态。另一方面，对于LCD投影仪或其它采用3D有源快门技术的投影仪，一个重要因素是考虑光在到达3D眼镜之前的偏振状态。作为先前技术，提出了 一种投影显示设备，能使水平/垂直方向的RGB (红、绿和蓝)光的总量均匀，并改变每一种色光的偏振状态。作为示例，参见日本公开专利申请2007-304607 号。
技术实现思路
对于投影3D图像的先前投影仪，在从其发出的投影光在屏幕上反射到达3D眼镜之前，并未对光进行任何适当的偏振转换处理以提高3D图像的质量。因此，存在一个问题，即当3D眼镜不倾斜时，用户会感觉3D图像的颜色不均匀，而当3D眼镜倾斜时，用户感觉3D图像不仅颜色不均匀，而且亮度也降低了。考虑到以上所述的情况，因此，希望提供这样一种投影设备:当3D眼镜不倾斜时，其能大大提高3D图像的质量且不会产生颜色不均匀，而当3D眼镜倾斜时，其不会产生颜色不均匀且亮度也不会降低。根据本专利技术的一种实施例，提供了投影设备。该投影设备包括颜色合成部、偏振转换部和投影透镜。颜色合成部被配置为将三种原色光合并，并发出合并光。偏振转换部设置在颜色合成部的光发出侧，其被配置为在所有方向均匀地使光处于非偏振状态。投影透镜被配置为发出偏振转换部所提供的光。这样可以大大提高3D图像的质量。通过下面对附图所示的最佳实施例的详细描述，本专利技术的这些以及其它目的、特征和优点将变得很明显。附图说明图1是示出投影设备的示例性配置的示意图；图2是示出改变光的偏振状态的因素的示意图；图3是图示通过3D眼镜观察到的彩色不均匀的示意图；图4是图示通过3D眼镜观察到的彩色不均匀的示另一个意图；图5是示出透射式IXD投影仪的示例性光学单元配置的示意图；图6是示出反射式LCD投影仪的示例性光学单元配置的示意图；图7是示出波长选择性半波片的示意图；图8是图示波长选择性半波片的特征的示意图；图9是示出单轴有机材料和单轴晶体的示意图；图10是图示单轴有机材料和单轴晶体的特征的示意图；图11是示出受单轴有机材料的相位延迟和单轴晶体和相位延迟影响的光的偏振状态的示意图；图12是示出投影设备的示例性配置的示意图；图13是示出投影设备的另一个示例性配置的示意图；图14是示出投影设备的再另一个示例性配置的示意图；图15是示出投影设备的再另一个示例性配置的示意图；图16是示出投影设备的再另一个示例性配置的示意图；图17是示出示例性放置的示意图；图18是示出另一个示例性放置的示意图；图19是示出再另一个示例性放置的示意图；和图20是投影设备投影的概念图。具体实施例方式以下，将结合附图描述本专利技术的实施例。图1是示出投影设备的示例性配置的示意图。投影设备I包括颜色合成部10、偏振转换部20和投影透镜30。颜色合成部10将三原色光R(红色)、G(绿色)和B (蓝色)合并，并发出合成的合并光。偏振转换部20设置在颜色合成部10的光发出侧，其被配置为使光在所有方向均匀，处于非偏振状态。投影透镜30将偏振转换部20提供的光发射到屏幕上。在本示例中，偏振转换部20是波长选择性半波片、单轴有机材料和单轴晶体中的任意一项。波长选择性半波片对具有预定波长的光产生相移η。单轴有机材料是具有一个光轴的有机材料，单轴晶体是具有一个光轴的晶体。偏振转换部20设置在颜色合成部10 (其发出合并光)的光发出侧与投影透镜30的光入射侧之间。因此，来自颜色合成部10的合并光内的每一种色光基于波长被分别起偏振，在所有方向均勻地使光处于非偏振状态。这样，投影设备I设置有颜色合成部10、偏振转换部20和投影透镜30。偏振转换部20被配置为使来自颜色合成部10的色光在所有方向均匀地处于非偏振状态，投影透镜30被配置为发出处于非偏振状态的光。利用这种配置，被投影设备I投射到屏幕7的光在所有方向均匀地处于非偏振状态，且在屏幕7上反射之后进入用户的3D眼镜2的光也在所有方向均匀地处于非偏振状态。因此，当3D眼镜2不倾斜时，3D图像的质量可大大提高且完全不会产生色彩不均匀，而当3D眼镜2倾斜时，完全不会产生色彩不均匀且亮度也不会降低。接下来要详细描述的是通过本专利技术将要解决的问题。图2是示出改变光的偏振状态的因素的示意图。在投影设备(投影仪)50中，来自投影透镜的光在屏幕7上反射，然后到达3D眼镜2。进入3D眼镜2的光的偏振状态主要受到以下三个的影响。L在投影仪50中造成的偏振不均匀在投影仪50中光被不均匀地偏振，特别是在从颜色合成棱镜52到投影透镜51的部分。具体地，不论投影透镜51是玻璃透镜还是塑料透镜，偏振的不均匀尤其是由投影透镜51引起的。当投影透镜51是玻璃透镜时，产生使光被不均匀地偏振的影响因素包括玻璃透镜的材料、形状、AR(抗反射)涂层等。当投影透镜51是塑料透镜时，影响光被不一致偏振的因素包括塑料透镜的材料、形状、AR涂层、成型条件等。尤其是当投影透镜为塑料透镜时，偏振的不均匀性非常明显。2.屏幕7的反射/偏振特性特别是当屏幕7为银幕时，进入其中的光在屏幕上反射时保持原来的偏振状态。因此，在投影仪50中由以上描述的因素I引起的偏振的不一致性直接影响3D图像的质量。此外，如果屏幕具有任何面内不一致性的偏振特征，则应用这种屏幕的话，光直接受到以下因素3的影响。3.用户3D眼镜2的倾角对于正常使用的3D眼镜2，当用户倾斜其头部时，相对于偏振光传动轴而言，3D眼镜2的倾角大约为±25°。由于用户倾斜其头部，因此当3D眼镜2大约倾斜±25°角时，3D眼镜2在偏振光的透射方向上也发生改变。结果是，这也大大改变了 3D图像的质量。由于存在上述偏振状态改变因素I至3，因此进入3D眼镜2的光的偏振状态被改变，因此之前存在以下两个主要问题。A.在3D图像中，当3D眼镜2未倾斜时可感觉到颜色不均匀。B.在3D图像中，当3D眼镜2倾斜时，可感觉到颜色不均匀和亮度降低。图3和4中的每一个是图示通过3D眼镜感觉到的颜色不均匀的示意图。例如，当背景为白色时，如图3所示(通过椭圆图表示)的这种颜色不均匀可在屏幕7上观察到。例如，当屏幕7具有任何面内不一致性的偏振特征时，在用户倾斜其头部时可感觉到如图4所示的线状颜色不均匀。为了解决上述问题A和B，预期将偏振状态改变因素I用于解决方案。这是因为，利用偏振状态改变因素2，无法要求用户(消费者)使用特定类型的屏幕7。利用偏振状态改变因素3，考虑到3D眼镜2标准化的近期趋势，使用特别设计的3D眼镜不太实际。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种投影设备，包括：颜色合成部，其被配置为合并三种原色光并发出合并光；偏振转换部，其设置在所述颜色合成部的光发出侧，所述偏振转换部被配置为使所述合并光中的色光处于在所有方向均匀的非偏振状态；和投影透镜，其被配置为发出由所述偏振转换部所提供的光。

【技术特征摘要】
2011.11.28 JP 2011-2592041.一种投影设备，包括: 颜色合成部，其被配置为合并三种原色光并发出合并光； 偏振转换部，其设置在所述颜色合成部的光发出侧，所述偏振转换部被配置为使所述合并光中的色光处于在所有方向均勻的非偏振状态；和 投影透镜，其被配置为发出由所述偏振转换部所提供的光。2.根据权利要求1所述的投影设备，其中， 所述偏振转换部包括波长选择性半波片、单轴有机材料和单轴晶体中的任意一项，所述波长选择性半波片对具有预定波长的光产生移相η，所述单轴有机材料为具有一个光轴的有机材料，所述单轴晶体为具有一个光轴的晶体。3.根据权利要求2所述的投影设备，其中， 所述颜色合成部包括: 颜色合成棱镜，和 半波片，其设置在所述颜色合成棱镜的光入射侧，绿光从该侧进入， 所述偏振转换部包括所述单轴晶体， 所述半波片将S偏振绿光转换为P偏振绿光， 所述颜色合成棱镜合并作为S偏振红光的红色S偏振光、作为P偏振绿光的绿色P偏振光和作为S偏振蓝光的蓝色S偏振光， 所述单轴晶体使所述红色S偏振光、所述绿色P偏振光和所述蓝色S偏振光处于所述非偏振状态。4.根据权利要求2所述的投影设备，其中， 所述颜色合成部包括: 颜色合成棱镜，和 半波片，其设置在所述颜色合成棱镜的光入射侧，绿光从该侧进入， 所述半波片将S偏振绿光转换为P偏振绿光， 所述颜色合成棱镜合并作为S偏振红光的红色S偏振光、作为P偏振绿光的绿色P偏振光和作为S偏振蓝光的蓝色S偏振光， 所述偏振转换部使所述红色S偏振光、所述绿色P偏振光和所述蓝色S偏振光处于所述非偏振状态。5.根据权利要 求2所述的投影设备，其中， 颜色合成部包括: 颜色合成棱镜， 半波片，其设置在所述颜色合成棱镜的光入射侧，绿光从该侧进入，和四分之一波片，其设置在所述偏振转换部的光入射侧和所述颜色合成棱镜的光发出侧之间， 所述半波片将S偏振绿光转换为P偏振绿光， 所述颜色合成棱镜合并作为S偏振红光的...

【专利技术属性】
技术研发人员：本间圭祐，大村幸生，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：