CN101047864A - 调制装置以及投影仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种调制装置以及投影仪，其能够容易地提高合成多个第1光调制元件调制的色调制光时的重合精度。合成单元(80)具有2个或2个以上的棱镜(80R、80B)，该棱镜至少具有：全反射以规定角度入射的上述照明光并且透过以与上述规定角度不同的角度入射的上述照明光的全反射面(81R、81B)；和把在该全反射面(81R、81B)被全反射的照明光向朝向上述第2光调制元件的规定光路LX反射的反射面(82R、82B)；其中，规定的棱镜和与该规定的棱镜和不同的另一个棱镜，一方的棱镜的上述全反射面和另一方的棱镜的反射面抵接。

Description

调制装置以及投影仪

技术领域

本发明涉及调制装置以及投影仪。

背景技术

近年来，LCD(Liquid Crystal Disp1ay：液晶显示器)、EL(Electro-luminescence：场致发光)显示器、等离子体显示器、CRT(Cathode Ray Tube：阴极射线管)、投影仪等的电子显示装置的画质改善惹人注目，正在实现具有在析像度(分辨率)、色域上与人的视觉特性大体匹敌的性能的装置。但是，如果看亮度动态范围，则其再现范围是1～10²[nit]左右的范围，另外灰度数一般是8比特。另一方面，人的视觉能够一次知觉到的亮度动态范围的范围是10^-2～10⁴[nit]左右，另外亮度辨别能力是0.2[nit]，如果把这些换算成灰度数，则相当于12比特。如果通过这样的视觉特性看现在的显示装置的显示图像，则亮度动态范围的狭窄很明显，加上由于阴影部、高亮部的灰度不足，所以会感到显示图像缺乏现实感、表现力。

另外，在电影、游戏等中使用的CG(Computer Graphics：计算机图形)中，使显示数据包括与人的视觉相近的亮度动态范围、灰度特性等(以下，称为HDR(High Dynamic Range：高动态范围)显示数据。)来追求描写的现实感的动向正在成为主流。但由于显示其的显示装置的性能不足，所以存在不能充分发挥CG内容本来具有的表现力的问题。

进一步，安装在下一代OS(Operating System：操作系统)，例如WINDOWS(注册商标)-Vista(注册商标)中的WCS(Windows(注册商标)ColorSystem)中，预定采用16比特色空间，与现在的8比特色空间相比较，动态范围、灰度数等飞跃地增大。因此，预计对实现能够充分利用16比特色空间的高动态范围/高灰度的电子显示装置的要求越来越高。

在显示装置之中，液晶投影仪、DLP(Digital Light Processing，商标)投影仪等投影型显示装置(投影仪)，能够进行大画面显示，是能够有效地进行显示图像的现实感、表现力的再现的显示装置。为了在该领域中解决上述问题，提出有下述提案。

作为高动态范围的显示装置，提出有通过利用在光路上串联配置的2个光调制元件二重调制来自光源的照明光，提高对比度比的所谓的HDR(High Dynamic Range：高动态范围)显示器。(例如参照专利文献1)。

于是，在这样的HDR显示器中，把各个红色照明光、绿色照明光和蓝色照明光利用第1光调制元件调制后利用交叉分色棱镜进行合成，进一步利用第2光调制元件调制该合成光。

而且，被上述第1光调制元件调制的照明光包括各个红色图像信息、绿色图像信息、蓝色图像信息，与向第1光调制元件入射前的照明光状态不同。因此，在以后的说明中把被第1光调制元件调制的照明光简单地称为色调制光加以区别。

专利文献1特开2005-250440号公报

但是，交叉分色棱镜是由4个三角棱镜贴合而形成。因此必须把4个三角棱镜的顶边正确地位置配合(对位)，其贴合精度难以提高。一般地，三角棱镜的贴合精度是10秒左右。其结果，红色调制光、绿色调制光和蓝色调制光的合成产生偏差，并在第2光调制元件上成像的红色调制光的图像、绿色调制光的图像和蓝色调制光的图像上产生偏差。因此，在第2光调制元件中不能正确地调制合成图像，产生显示图像的劣化。

发明内容

本发明考虑到上述的问题点而提出，目的在于容易地提高合成多个第1光调制元件调制的色调制光时的重合精度。

为了达成上述目的，本发明的调制装置，其具备：按照多个照明光的每一个设置的第1光调制元件；合成由各所述第1光调制元件调制的所述照明光、作为合成光射出的合成单元；调制所述合成光的第2光调制元件；其特征在于，所述合成单元具备2个或2个以上的棱镜，该棱镜至少具有：全反射以规定角度入射的所述照明光并且透过以与所述规定角度不同的角度入射的所述照明光的全反射面；和把在该全反射面被全反射的照明光反射到朝向所述第2光调制元件的规定光路的反射面；规定的棱镜和与该规定的棱镜不同的一个棱镜，一方的棱镜的所述全反射面和另一方的棱镜的反射面抵接。

根据具有这样的特征的本发明的调制装置，构成合成单元的棱镜具有：全反射以规定角度入射的所述照明光并且透过以与所述规定角度不同的角度入射的所述照明光的全反射面；和把该全反射面被全反射的照明光朝向上述第2光调制元件反射的反射面。并且，多个集合这样的棱镜构成合成单元。因此，通过向一方的棱镜的全反射面以规定角度使照明光入射并且向另一方的棱镜的全反射面也以规定角度使照明光入射，两方的照明光向朝向第2光调制元件的规定光路射出。其结果，向一方的棱镜入射的照明光和向另一方的棱镜的入射的照明光被合成。

另外，在本发明的调制装置中，通过抵接配置一方的棱镜的全反射面和另一方的棱镜的反射面构成合成单元。

在这里，即使假设一方的棱镜和另一方的棱镜的抵接状态在一方的棱镜的全反射面和另一方的棱镜的反射面的交界面内有偏差的情况下，也可以通过使照明光向各棱镜的全反射面以规定角度入射，向规定光路射出照明光。因此，即使在一方的棱镜的全反射面和另一方的棱镜的反射面的交界面内有偏差的情况下，也能够通过根据偏差的量修正上述多个第1光调制元件的相对位置正确地重合并合成照明光。

即，在本发明的调制装置中，在使一方的棱镜和另一方的棱镜抵接的情况下，允许一方的棱镜的全反射面和另一方的棱镜的反射面的交界面内的位置偏差。

因此，根据本发明的调制装置，与作为合成单元使用交叉分色棱镜的现有的调制装置比较，能够容易地提高合成多个第1光调制元件调制的照明光的情况下的重合精度。像这样，通过提高多个照明光的重合精度，能够在第2光调制元件中正确地调制合成光。由此，通过采用本发明的调制装置，能够提高显示图像的画质。

另外，在本发明的调制装置中，可以采用使上述照明光的偏振状态变化的相位差部形成于上述棱镜的全反射面的构成。

通过采用这样的构成，由于能够使各照明光的偏振状态变化，所以能够控制合成光的偏振状态。例如，虽然照明光在通过合成单元的内部的过程中其偏振状态有发生紊乱的情况，但通过使相位差部为修正照明光的偏振光的紊乱的相位补偿膜，能够修正向规定光路射出的照明光的偏振光的紊乱。

进一步，上述相位差部通过采用以使上述合成光的偏振性成为与上述第2光调制元件相应的状态的方式使上述照明光的偏振状态变化的构成，能够使合成光的偏振状态成为与第2光调制元件相应的状态。具体地，例如，在第2光调制元件是透过型的液晶光阀的情况下，通过使液晶光阀的入射侧的偏振板的偏振轴与合成光的偏振状态一致，能够抑制合成光被入射侧的偏振板遮光。因此，能够提高照明光的利用效率。

另外，在本发明的调制装置中，上述合成单元也可以采用具备具有上述全反射面和上述反射面成为一体的合成面的棱镜的构成。

像这样，也可以使全反射面和反射面一体化。

另外，本发明的调制装置，其具备：针对各个红色照明光、绿色照明光和蓝色照明光设置的第1光调制元件，合成由各所述第1光调制元件调制的所述红色照明光、所述绿色照明光和所述蓝色照明光、作为合成光射出的合成单元，调制所述合成光的第2光调制元件，其特征在于，所述合成单元具备：具有全反射以规定角度入射的所述红色照明光并且透过以与所述规定角度不同的角度入射的所述红色照明光、绿色照明光以及蓝色照明光的全反射面，把在该全反射面被全反射的所述红色照明光向朝向所述第2调制元件的规定光路反射并且透过所述绿色照明光和所述蓝色照明光的反射面的红色照明光用棱镜；具有全反射以规定角度入射的所述蓝色照明光并且透过以与所述规定角度不同的角度入射的所述蓝色照明光以及所述绿色照明光的全反射面，把在该全反射面被全反射的所述蓝色照明光向所述规定光路反射并且透过所述绿色照明光的反射面的蓝色照明光用棱镜；具有把以规定角度入射的所述绿色照明光向所述规定光路全反射的全反射面，透过在该全反射面被全反射的所述绿色照明光的透过面的绿色照明光用棱镜；所述蓝色照明光用棱镜的全反射面和所述红色照明光用棱镜的反射面抵接，所述蓝色照明光用棱镜的反射面和所述绿色照明光用棱镜的透过面抵接，所述绿色照明光用棱镜和所述红色照明光用棱镜不抵接。

根据具有这样的特征的本发明的调制装置，通过使红色照明光向红色照明光用棱镜的全反射面以规定角度入射，使绿色照明光向绿色照明光用棱镜的全反射面以规定角度入射，使蓝色照明光向蓝色照明光用棱镜的全反射面以规定角度入射，全部照明光向朝向第2光调制元件的规定光路射出。其结果，红色照明光、绿色照明光和蓝色照明光被合成。

另外，在本发明的调制装置中，以上述蓝色照明光用棱镜的全反射面和上述红色照明光用棱镜的反射面抵接、上述蓝色照明光用棱镜的反射面和上述绿色照明光用棱镜的透过面抵接、进一步上述绿色照明光用棱镜和上述红色照明光用棱镜不抵接的状态构成合成单元。

在这里，即使在假设蓝色照明光用棱镜和红色照明光用棱镜的抵接状态在全反射面和反射面的交界面内有偏差的情况下，也能够通过使各照明光向各棱镜的全反射面以规定角度入射，向规定光路射出各照明光。因此，即使在蓝色照明光用棱镜的全反射面和红色照明光用棱镜的反射面的交界面内有偏差的情况下，也能够通过根据偏差的量修正蓝色用的第1光调制元件和红色用的第1光调制元件的相对位置正确地重合并合成蓝色照明光和红色照明光。另外，对于绿色照明光用棱镜和蓝色照明光用棱镜也同样。

因此，由于不抵接地配置绿色照明光用棱镜和红色照明光用棱镜，所以在本发明的调制装置中，在使一方的棱镜和另一方的棱镜抵接的情况下，允许一方的棱镜的全反射面和另一方的棱镜的反射面的交界面内的位置偏差。

因此，根据本发明的调制装置，与作为合成单元使用交叉分色棱镜的现有的调制装置比较，能够容易地提高合成第1光调制元件调制的红色照明光、绿色照明光以及蓝色照明光的情况下的重合精度。像这样，通过提高红色照明光、绿色照明光以及蓝色照明光的重合精度，能够在第2光调制元件中正确地调制合成光。由此，通过采用本发明的调制装置，能够提高显示图像的画质。

另外，本发明的调制装置，其具备：针对各个红色照明光、绿色照明光和蓝色照明光设置的第1光调制元件，合成由各所述第1光调制元件调制的所述红色照明光、所述绿色照明光和所述蓝色照明光、作为合成光射出的合成单元，调制所述合成光的第2光调制元件，其特征在于，所述合成单元具备：具有全反射以规定角度入射的所述蓝色照明光并且透过以与所述规定角度不同的角度入射的所述蓝色照明光，绿色照明光以及红色照明光的全反射面，把在该全反射面被全反射的所述蓝色照明光向朝向所述第2调制元件的规定光路反射并且透过所述绿色照明光以及所述红色照明光的反射面的蓝色照明光用棱镜；具有全反射以规定角度入射的所述红色照明光并且透过以与所述规定角度不同的角度入射的所述红色照明光以及所述绿色照明光的全反射面，把在该全反射面被全反射的所述红色照明光向所述规定光路反射并且透过所述绿色照明光的反射面的红色照明光用棱镜；具有把以规定角度入射的所述绿色照明光向所述规定光路全反射的全反射面，透过在该全反射面被全反射的所述绿色照明光的透过面的绿色照明光用棱镜；所述红色照明光用棱镜的全反射面和所述蓝色照明光用棱镜的反射面抵接，所述红色照明光用棱镜的反射面和所述绿色照明光用棱镜的透过面抵接，所述绿色照明光用棱镜和所述蓝色照明光用棱镜不抵接。

根据具有这样的特征的本发明的调制装置，使蓝色照明光向蓝色照明光用棱镜的全反射面以规定角度入射，向绿色照明光用棱镜的全反射面以规定角度使绿色照明光入射，向红色照明光用棱镜的全反射面以规定角度使红色照明光入射，向朝向第2光调制元件的规定光路射出全部照明光。其结果，蓝色照明光和绿色照明光和红色照明光被合成。

另外，在本发明的调制装置中，以上述红色照明光用棱镜的全反射面和上述蓝色照明光用棱镜的反射面抵接、上述红色照明光用棱镜的反射面和上述绿色照明光用棱镜的透过面抵接、进一步上述绿色照明光用棱镜和上述蓝色照明光用棱镜不抵接的状态构成合成单元。

在这里，即使假设红色照明光用棱镜和蓝色照明光用棱镜的抵接状态在全反射面和反射面的交界面内有偏差的情况下，也能够通过使各照明光向各棱镜的全反射面以规定角度入射，向规定光路射出各照明光。因此，即使在红色照明光用棱镜的全反射面和蓝色照明光用棱镜的反射面的交界面内有偏差的情况下，也能够通过根据偏差的量修正红色用的第1光调制元件和蓝色用的第1光调制元件的相对位置正确地重合并合成红色照明光和蓝色照明光。另外，对于绿色照明光用棱镜和红色照明光用棱镜也同样。

因此，由于不抵接地配置绿色照明光用棱镜和蓝色照明光用棱镜，所以在本发明的调制装置中，在使一方的棱镜和另一方的棱镜抵接的情况下，允许一方的棱镜的全反射面和另一方的棱镜的反射面的交界面内的位置偏差。

因此，根据本发明的调制装置，与作为合成单元使用交叉分色棱镜的现有的调制装置比较，能够容易地提高合成第1光调制元件调制的蓝色照明光、绿色照明光以及红色照明光的情况下的重合精度。像这样，通过提高蓝色照明光、绿色照明光以及红色照明光的重合精度，能够在第2光调制元件中正确地调制合成光。由此，通过采用本发明的调制装置，能够提高显示图像的画质。

另外，本发明的投影仪是把从调制装置射出的合成光利用投射单元放大投射到显示面的投影仪，其特征在于作为上述调制装置采用本发明的调制装置。

根据本发明的调制装置，能够在第2光调制元件中正确地调制合成光。由此，根据具有这样的本发明的调制装置的投影仪，能够提高显示图像的画质。

附图说明

图1是作为本发明的一实施方式的投影仪具备的光学系统的概略构成图。

图2是合成棱镜的放大图。

符号说明

PJ：投影仪，60R、60G、60B：液晶光阀(第1光调制元件)，80：色合成棱镜(色合成单元)，80R：红色照明光用棱镜，80G：绿色照明光用棱镜，80B：蓝色照明光用棱镜，81R、81B：全反射面，81G：全反射面(合成面)，82R、82B：反射面，82G：透过面，83R、83G、83B：相位补偿膜(相位差部)100：液晶光阀(第2光调制元件)，L：照明光，L1：红色调制(照明)光，L2：绿色调制(照明)光，L3：蓝色调制(照明)光，L4：合成光

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的调制装置以及投影仪的一实施方式进行说明。而且，在以下的附图中，为了使各构件成为可识别的大小，对各构件的缩放比例进行了适当变更。

图1是本实施方式的投影仪具备的光学系统的概略构成图。

本实施方式的投影仪PJ构成为具备：光源装置10，把从光源装置10入射的光(照明光)的亮度分布均匀化的均匀照明系统20，分别调制从均匀照明系统20入射的光的波长区域中的RGB3原色的亮度的色调制部30，中继从色调制部30入射的光的中继透镜90，调制从中继透镜90入射的光的全波长区域的亮度的液晶光阀100，把从液晶光阀100入射的光向屏幕120投射的投射透镜110。

而且，在以下的说明中，光学系统整体的xyz正交座标系把液晶光阀100的像素面设为xy平面，把从色合成棱镜80射出，朝向投射透镜110的光的方向设为z方向。

光源装置10具备包括超高压水银灯、氙气灯等的灯11，反射/会聚来自灯11的射出光反射器12。并把从灯11射出的射出光在反射器12进行反射/会聚作为照明光L射出。

均匀照明系统20构成为包括：由蝇眼透镜等构成的第1、第2的透镜阵列21、22，偏振转换元件23，会聚透镜24。于是，利用第1、第2的透镜阵列21、22使从光源装置10射出的照明光L的亮度分布均匀化，利用偏振转换元件23使通过第1、第2的透镜阵列21、22的光向能向色调制部30的入射的偏振方向偏振，利用会聚透镜24会聚偏振了的光并向色调制部30射出。而且，偏振转换元件23包括例如PBS阵列和1/2波长板，把随机偏振光转换为特定的直线偏振光。

色调制部30构成为包括：作为光分离单元的2个分色镜34、35，4个镜(反射镜36、37、45、46)，5个场透镜(透镜41，中继透镜42，平行化透镜50B、50G、50R)，3个液晶光阀60B、60G、60R，色合成棱镜80。

分色镜34、35把来自光源装置10的照明光L分离为红色照明光L1、绿色照明光L2、蓝色照明光L3的RGB3原色光。分色镜34是把具有反射绿色照明光L2以及蓝色照明光L3并且透过红色照明光L1的性质的分色膜形成在玻璃板等上而成，在反射包含于照明光L的绿色照明光L2以及蓝色照明光L3的同时透过红色照明光L1。分色镜35把具有在反射绿色照明光L2的同时透过蓝色照明光L3的性质的分色膜形成在玻璃板等上而成，被分色镜34反射的绿色照明光L2以及蓝色照明光L3之中，反射绿色照明光L2向平行化透镜50G导光的同时透过蓝色照明光L3向透镜41导光。

中继透镜42把蓝色照明光L3向平行化透镜50B附近导光。另外，透镜41具有使光向中继透镜42高效地入射的功能。于是，向透镜41入射的蓝色照明光L3，在大致保存其强度分布的状态下，几乎不伴随光损失地向被空间地分离的液晶光阀60B(第1光调制元件)被导光。

平行化透镜50B、50G、50R具备把向对应的液晶光阀60B、60G、60R入射的各色光大致平行化，使透过液晶光阀60B、60G、60R的光向中继透镜90高效地入射的功能。于是，在分色镜34、35被分离的红色照明光L1、绿色照明光L2以及蓝色照明光L3经由镜(反射镜36、37、45、46)以及透镜(透镜41，中继透镜42，平行化透镜50B、50G、50R)向液晶光阀60B、60G、60R入射。

而且，反射镜36以下述方式反射红色照明光L1：红色照明光反射L1以全反射角度(规定角度)入射到后面详述的色合成棱镜80具有的红色照明光用棱镜80R的全反射面81R上。

另外，反射镜37以下述方式反射绿色照明光L2：绿色照明光L2以全反射角度(规定角度)入射到后面详述的色合成棱镜80具有的绿色照明光用棱镜80G的全反射面81G上。

另外，反射镜46以下述方式反射蓝色照明光L3：蓝色照明光L3以全反射角度(规定角度)入射到后面详述的色合成棱镜80具有的蓝色照明光用棱镜80B的全反射面81B上。而且，反射镜45用于向反射镜46导光蓝色照明光L3。

液晶光阀60B、60G、60R是在矩阵状地形成有像素电极以及用于对其进行驱动的薄膜晶体管元件、薄膜二极管等的开关元件的玻璃基板和在整个面上形成有共通电极的玻璃基板之间夹有TN型液晶，并且在外表面配置有偏振板的有源矩阵型的液晶显示元件。

另外，液晶光阀60B、60G、60R以在电压非施加状态下成为白/明(透过)状态、电压施加状态下为黑/暗(非透过)状态的常白模式或者与其相反的常黑模式被驱动，根据提供的控制值模拟控制明暗间的灰度。液晶光阀60B，把入射的蓝色照明光L3根据显示图像数据进行光调制作为蓝色调制光射出。液晶光阀60G把入射的绿色照明光L2根据显示图像数据光进行调制作为绿色调制光射出。液晶光阀60R把入射的红色照明光L1根据显示图像数据光进行调制作为红色调制光射出。

图2是色合成棱镜80的放大图。如该图所示，色合成棱镜80由红色照明光用棱镜80R、绿色照明光用棱镜80G、蓝色照明光用棱镜80B构成。

红色照明光用棱镜80R具有：全反射以比临界角θTIR大的入射角θ1入射的红色调制光L1并且透过以比临界角θTIR小的入射角θ2入射的红色调制光L1的全反射面81R，和把在该全反射面81R全反射的红色调制光L1反射到朝向液晶光阀100的光路LX(规定光路)的反射面82R。而且，全反射面81R以及反射面82R透过绿色调制光L2以及蓝色调制光L3。

反射面82R通过把朝向光路LX反射红色调制光L1并且透过绿色调制光L2以及蓝色调制光L3的分色膜形成在红色照明光用棱镜80R的表面上而构成。而且该分色膜也可以形成在后述的蓝色照明光用棱镜的全反射面81B上。

另外，在全反射面81R上形成有相位补偿膜83R。相位补偿膜83R是这样一种膜，其改变红色调制光L1的偏振状态，使得因反射面82R的反射而产生的红色调制光L1的偏振光的紊乱在从色合成棱镜80射出时消失。

蓝色照明光用棱镜80B具有：全反射以比临界角θTIR大的入射角θ3入射的蓝色调制光L3的同时透过以比临界角θTIR小的入射角θ4入射的蓝色调制光L3的全反射面81B，和把在该全反射面81B全反射的蓝色调制光L3反射到朝向液晶光阀100的光路LX(规定光路)的反射面82B。而且，全反射面81B以及反射面82B透过绿色调制光L2。

反射面82B通过把朝向光路LX反射蓝色调制光L3并且透过绿色调制光L2的分色膜形成在蓝色照明光用棱镜80B的表面上而构成。而且该分色膜也可以形成在后述的绿色照明光用棱镜的透过面82G上。

另外，在全反射面81B上形成有相位补偿膜83B。相位补偿膜83B是这样一种膜，其改变蓝色调制光L3的偏振状态，使得因反射面82B的反射以及透过红色照明光用棱镜80R的反射面82R而产生的蓝色调制光L3的偏振光的紊乱在从色合成棱镜80射出时消失。

绿色照明光用棱镜80G具有：把以比临界角θTIR大的入射角θ5入射的绿色调制光L2朝向光路LX全反射的全反射面81G，和透过在该全反射面81G全反射的绿色调制光L2的透过面82G。

另外，在全反射面81G上形成有相位补偿膜83G。相位补偿膜83G是这样一种膜，其改变绿色调制光L2的偏振状态，使得因透过红色照明光用棱镜80R的反射面82R以及蓝色照明光用棱镜的反射面82B而产生的绿色调制光L2的偏振光的紊乱，在从色合成棱镜80射出时消失。

于是，色合成棱镜80如图2所示，蓝色照明光用棱镜80B的全反射面81B和红色照明光用棱镜80R的反射面82R抵接，蓝色照明光用棱镜80B的反射面82B和绿色照明光用棱镜80G的透过面82G抵接。另外，绿色照明光用棱镜80G和红色照明光用棱镜80R不抵接。

在这样的色合成棱镜80中，即使假设蓝色照明光用棱镜80B和红色照明光用棱镜80R的抵接状态在全反射面81B和反射面82R的交界面内有偏差的情况下，也可以通过把红色调制光L1以及蓝色调制光L3向各棱镜80R、80B的全反射面81R、82B以全反射角入射，使各色调制光L1、L3向光路LX射出。因此，即使在蓝色照明光用棱镜80B的全反射面81B和红色照明光用棱镜80R的反射面82R的交界面内上位置配合有偏差的情况下，也能够通过根据该偏差量修正液晶光阀60R和60B的相对位置关系，使红色调制光和蓝色调制光正确地重合并合成。

另外，即使假设蓝色照明光用棱镜80B和绿色照明光用棱镜80G的抵接状态在全反射面81B和透过面82G的交界面内有偏差的情况下，也可以通过把绿色调制光L2以及蓝色调制光L3向各棱镜80G、80B的全反射面81G、82B以全反射角入射，使各色调制光L2、L3向光路LX射出。因此，即使在蓝色照明光用棱镜80B的全反射面81B和绿色照明光用棱镜80G的透过面82G和的交界面内位置配合有偏差的情况下，也可以通过根据该偏差量修正液晶光阀60B和60G的相对位置关系，正确地重合并合成蓝色调制光和绿色调制光。

并且，绿色照明光用棱镜80G和红色照明光用棱镜80R被未抵接地配置。因此，例如，在使蓝色照明光用棱镜80B和红色照明光用棱镜80R抵接的情况下，在全反射面81B和反射面82R的交界面内，允许红色照明光用棱镜的位置偏差。

因此，在形成色合成棱镜80的情况下，与形成把4个三角棱镜的顶边对起来贴合的交叉分色棱镜的情况比较，不要求各棱镜的高的位置配合精度。不仅如此，色合成棱镜80能够以比交叉分色棱镜更高的精度使各色调制光L1～L3重合。

而且，各色调制光L1～L3向各棱镜80R、80G、80B的全反射面81R、81G、81B的入射角，可以通过调整反射镜36、37、46的角度而容易地变化。

中继透镜90把在色合成棱镜80合成的合成光L4向液晶光阀100导光。而且，考虑到液晶的视场角特性优选中继透镜90具有两侧远心特性。

液晶光阀100根据显示图像数据调制合成光L4的亮度并向投射透镜110射出。

投射透镜110把在液晶光阀100的显示面上形成的光学像向屏幕120上投射并显示彩色图像。

而且，液晶光阀60B、60G、60R以及液晶光阀100在哪一个都是调制透过光的强度这一点上相同，但在这一点上两者不同：后者的液晶光阀100对作为全波长域的光的合成光L4进行调制，前者的液晶光阀60B、60G、60R对在分色镜34、35分离的特定波长区域的光(红色照明光L1、绿色照明光L2以及蓝色照明光L3)进行调制。因此，把在液晶光阀60B、60G、60R进行的光强度调制简称为色调制，把液晶光阀100进行的光强度调制简称为亮度调制以示区别。

下面，对投影仪PJ的动作进行说明。

来自光源装置10的照明光L由分色镜34、35分离为红色照明光L1、绿色照明光L2以及蓝色照明光L3的3原色光并且通过包括平行化透镜50B、50G、50R的透镜以及镜，向液晶光阀60B、60G、60R入射。向液晶光阀60B、60G、60R入射的各个照明光基于各自的波长区域根据外部数据被色调制而射出。

被液晶光阀60R色调制的红色调制光L1，以比临界角θTIR大的入射角θ1向红色照明光用棱镜80R的全反射面81R入射并被全反射。在全反射面81R被全反射的红色调制光L1，在红色照明光用棱镜80R的反射面82R朝向光路LX被反射后，通过以比临界各θTIR小的入射角θ2向全反射面81R入射并透过全反射面81R向光路LX射出。

另外，被液晶光阀60B色调制的蓝色调制光L3，以比临界角θTIR大的入射角θ3向蓝色照明光用棱镜80B的全反射面81B入射并被全反射。在全反射面81B被全反射的蓝色调制光L3在蓝色照明光用棱镜80B的反射面82B朝向光路LX被反射后，通过以比临界角θTIR小的入射角θ4向全反射面81B入射并透过全反射面81B，进一步透过红色照明光用棱镜80R的全反射面81R以及反射面82R向光路LX射出。

另外，被液晶光阀60G色调制的绿色调制光L2，通过以比临界角θTIR大的入射角θ5向绿色照明光用棱镜80G的全反射面81G入射朝向光路LX并被全反射。在全反射面81G被全反射的绿色调制光L2按照蓝色照明光用棱镜80B的反射面82B、蓝色照明光用棱镜80B的全反射面81B、红色照明光用棱镜80R的反射面82R、红色照明光用棱镜80R的全反射面81R的顺序透过并向光路LX射出。

这样，向色合成棱镜80入射的各色调制光L1～L3全部向光路LX射出。其结果，各色调制光L1～L3重合并被合成，从色合成棱镜80射出合成光L4。

而且，在红色照明光用棱镜80R的全反射面81R上形成有修正红色调制光L1的偏振光的紊乱的相位补偿膜83R，在蓝色照明光用棱镜80B的全反射面81B形成有修正蓝色调制光L3的偏振光的紊乱的相位补偿膜83B，在绿色照明光用棱镜80G的全反射面81G上形成有修正绿色调制光L2的偏振光的紊乱的相位补偿膜83G。因此，成为从各棱镜80R、80G、80B射出的色调制光L1～L3的偏振光被整理的状态，成为合成光L4的偏振光被整理的状态。

其后，从色合成棱镜80射出的合成光L4经过中继透镜90向液晶光阀100入射。向液晶光阀100入射的合成光L4根据与全波长域相应的外部数据被亮度调制，作为内含有最终的光学像的调制光向投射透镜110射出。于是，在投射透镜110中，合成光L4被向屏幕120上放大投射，由此在屏幕120上显示图像。

像这样，在本实施方式的投影仪PJ中，采用比交叉分色棱镜更容易形成且能够确实地进行照明光的重合的色合成棱镜80作为合成手段。因此，能够提高合成红色调制光L1、绿色调制光L2以及蓝色调制光L3时的重合精度。像这样，通过提高红色调制光L1、绿色调制光L2以及蓝色调制光L3的重合精度，能够在液晶光阀100正确地调制合成光L4。因此，根据本实施方式的投影仪PJ，能够提高在屏幕120的显示图像的画质。

另外，在本实施方式的投影仪PJ中，利用形成于红色照明光用棱镜80R的全反射面81R的相位补偿膜83R，形成于蓝色照明光用棱镜80B的全反射面81B的相位补偿膜83B以及形成于绿色照明光用棱镜80G的全反射面81G的相位补偿膜83G，合成光L4的偏振光成为被整理的状态。因此，在合成光L4向液晶光阀100入射时，能够降低被液晶光阀100的偏振板遮光的成分，提高照明光的利用效率并且由于能够除去不需要的偏振光所以能够提高显示图像的对比度特性。

而且，在本实施方式中，本发明的调制装置由光源装置10，均匀照明系统20，色调制部30，中继透镜90以及液晶光阀100(第2光调制元件)构成。

以上，参照附图对本发明的调制装置以及投影仪的优选实施方式进行了说明，但本发明当然并不限于上述实施方式。在上述的实施方式中所示的各构成构件的诸形状、组合等只是一例，在不脱离本发明的主旨范围中根据设计要求等可以进行各种变更。

例如，在上述实施方式中，作为色合成棱镜的组合顺序，从光源侧按顺序是绿色照明光用棱镜、蓝色照明光用棱镜、红色照明光用棱镜，但也可以按照例如绿色照明光用棱镜、红色照明光用棱镜、蓝色照明光用棱镜的顺序进行配置。

在该情况下，蓝色照明光用棱镜具备：全反射以规定角度入射的蓝色调制光并且透过以与规定角度不同的角度入射的蓝色调制光、绿色调制光以及红色调制光的全反射面，和把在该全反射面被全反射的蓝色调制光向朝向液晶光阀100的规定光路反射并且透过绿色调制光以及红色调制光的反射面。

另外，红色照明光用棱镜具备：全反射以规定角度入射的红色调制光并且透过以与规定角度不同的角度入射的红色调制光以及绿色调制光的全反射面，把在该全反射面被全反射的红色调制光向上述规定光路反射并且透过绿色调制光的反射面。

另外，绿色照明光用棱镜具备：把以规定角度入射的绿色调制光向上述规定光路全反射的全反射面，透过在该全反射面被全反射的绿色调制光的透过面。

另外，上述实施方式中，作为光调制元件采用了透过型的液晶光阀。但是，本发明并不限定于此，作为光调制元件也可以采用反射型的液晶光阀、微镜阵列设备等。

另外，上述实施方式中，作为投射单元采用了投射透镜。但是，本发明并不限定于此，作为投射单元也可以采用投射镜。

另外，例如，把上述实施方式的屏幕设置在箱体的一部分露出，但也可以把本发明适用于通过把上述实施方式的屏幕以外的构成收置在箱体的内部，从箱体的内部对屏幕进行背面投影，来显示图像的所说的背投式投影仪。

Claims (7)

1.一种调制装置，其具备：按照多个照明光的每一个设置的第1光调制元件；合成由各所述第1光调制元件调制的所述照明光、作为合成光射出的合成单元；和调制所述合成光的第2光调制元件；其特征在于，

所述合成单元具备2个或2个以上的棱镜，该棱镜至少具有：全反射以规定角度入射的所述照明光并且透过以与所述规定角度不同的角度入射的所述照明光的全反射面；和把在该全反射面被全反射的照明光反射到朝向所述第2光调制元件的规定光路的反射面；

其中，规定的棱镜和与该规定的棱镜不同的一个棱镜，一方的棱镜的所述全反射面和另一方的棱镜的反射面抵接。

2.根据权利要求1所述调制装置，其特征在于，使所述照明光的偏振状态变化的相位差部形成在所述棱镜的全反射面上。

3.根据权利要求2所述调制装置，其特征在于，所述相位差部以使所述合成光的偏振性成为与所述第2光调制元件相应的状态的方式使所述照明光的偏振状态变化。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述调制装置，其特征在于，所述合成单元具备具有所述全反射面和所述反射面成为一体的合成面的棱镜。

5.一种调制装置，其具备：针对各个红色照明光、绿色照明光和蓝色照明光设置的第1光调制元件；合成由各所述第1光调制元件调制的所述红色照明光、所述绿色照明光和所述蓝色照明光、作为合成光射出的合成单元；和调制所述合成光的第2光调制元件；其特征在于，

所述合成单元具备：

红色照明光用棱镜，其具有全反射以规定角度入射的所述红色照明光并且透过以与所述规定角度不同的角度入射的所述红色照明光、绿色照明光以及蓝色照明光的全反射面，和把在该全反射面被全反射的所述红色照明光向朝向所述第2调制元件的规定光路反射并且透过所述绿色照明光和所述蓝色照明光的反射面；

蓝色照明光用棱镜，其具有全反射以规定角度入射的所述蓝色照明光并且透过以与所述规定角度不同的角度入射的所述蓝色照明光以及所述绿色照明光的全反射面，和把在该全反射面被全反射的所述蓝色照明光向所述规定光路反射并且透过所述绿色照明光的反射面；以及

绿色照明光用棱镜，其具有把以规定角度入射的所述绿色照明光向所述规定光路全反射的全反射面，和透过在该全反射面被全反射的所述绿色照明光的透过面；

其中，所述蓝色照明光用棱镜的全反射面和所述红色照明光用棱镜的反射面抵接，所述蓝色照明光用棱镜的反射面和所述绿色照明光用棱镜的透过面抵接，所述绿色照明光用棱镜和所述红色照明光用棱镜不抵接。

6.一种调制装置，其具备：针对各个红色照明光、绿色照明光和蓝色照明光设置的第1光调制元件；合成由各所述第1光调制元件调制的所述红色照明光、所述绿色照明光和所述蓝色照明光、作为合成光射出的合成单元；和调制所述合成光的第2光调制元件；其特征在于，

所述合成单元具备：

蓝色照明光用棱镜，其具有全反射以规定角度入射的所述蓝色照明光并且透过以与所述规定角度不同的角度入射的所述蓝色照明光、绿色照明光以及红色照明光的全反射面，和把在该全反射面被全反射的所述蓝色照明光向朝向所述第2调制元件的规定光路反射并且透过所述绿色照明光以及所述红色照明光的反射面；

红色照明光用棱镜，其具有全反射以规定角度入射的所述红色照明光并且透过以与所述规定角度不同的角度入射的所述红色照明光以及所述绿色照明光的全反射面，和把在该全反射面被全反射的所述红色照明光向所述规定光路反射并且透过所述绿色照明光的反射面；以及

绿色照明光用棱镜，其具有把以规定角度入射的所述绿色照明光向所述规定光路全反射的全反射面，和透过在该全反射面被全反射的所述绿色照明光的透过面；

其中，所述红色照明光用棱镜的全反射面和所述蓝色照明光用棱镜的反射面抵接，所述红色照明光用棱镜的反射面和所述绿色照明光用棱镜的透过面抵接，所述绿色照明光用棱镜和所述蓝色照明光用棱镜不抵接。

7.一种投影仪，是利用投射单元把从调制装置射出的合成光在显示面上进行放大投射的投影仪，其特征在于，作为所述调制装置使用权利要求1～6中任意一项所述调制装置。

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