CN101329497B

CN101329497B - 液晶投影仪

Info

Publication number: CN101329497B
Application number: CN2008101286744A
Authority: CN
Inventors: 内山正裕; 古田喜裕
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2007-06-22
Filing date: 2008-06-23
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2028-06-23
Also published as: CN101329497A; US20080316376A1; US8111337B2; JP2009003232A

Abstract

本发明提供一种液晶投影仪，其能够使用高透过的辅助偏振片来谋求光出射侧偏振片的长寿命化，并且能够抑制黑显示时的颜色不均的发生和对比度下降。在液晶显示面板(1r、1g、1b)的光入射侧和光出射侧配置偏振片(2r、2g、2b、3r、3g、3b)，还在液晶显示面板与光出射侧偏振片之间配置高透过的辅助偏振片(4r、4g、4b)，并且保持该高透过辅助偏振片的基板(5r、5g、5b)是具有折射率各向异性的透明基板，而且表示折射率各向异性的光轴中的任一条光轴相对于与光的行进方向平行的面呈0.5°以内的倾斜。

Description

液晶投影仪

技术领域

本发明涉及液晶投影仪(LCD projector)，特别是与其液晶显示单元有关。

背景技术

近年来，伴随着液晶投影仪的高亮度化、高对比度(contrast)化，与液晶显示面板一起，偏振片的温度上升导致的光学寿命下降的问题变得重要起来。为此，偏振片被保持并配置在导热性(散热性)优越的单晶蓝宝石基板或晶体基板(crystal substrate)等具有折射率各向异性的透明基板上。

在专利文献1中公开了一种投影仪，其特征在于，具备：照明光学系统，射出照明光；电气光学装置，对应于图像信息调制来自照明光学系统的光；以及投射光学系统，投射在电气光学装置得到的调制光束，电气光学装置在光入射面侧和光射出面侧中的至少一方上，具备：具有大致矩形形状的单晶蓝宝石基板；以及设置在单晶蓝宝石基板上的偏振片，单晶蓝宝石基板与基板的平面大致平行地包含C轴，C轴相对于从大致矩形形状的正交的两条边中选择的一条基准边具有大约3°到大约7°的倾斜。

专利文献1：日本专利申请公开2001-272671号公报

另外，还考虑在构成上述电气光学装置的液晶显示面板和光出射侧偏振片之间，为了该偏振片的长寿命化而配置高透过的辅助偏振片。

但是，配置在光出射侧的高透过的辅助偏振片与通常使用的上述偏振片相比，其C轴(是单晶蓝宝石的晶轴，也称为光轴，在晶体的情况下是Z轴)的倾斜对显示性能施加的影响要大，成为黑显示时的颜色不均的发生和对比度下降的原因的情况很多。

发明内容

因此，本发明是为了解决这样的课题而做出的，其目的是提供一种液晶投影仪，其能够使用高透过的辅助偏振片来谋求光出射侧偏振片的长寿命化，并且能够抑制黑显示时的颜色不均的发生和对比度下降。

为了实现上述那样的目的，涉及本申请的第一发明是一种液晶投影仪，其具备：液晶显示面板，基于视频信号来调制所照射的光；投射透镜，将在上述液晶显示面板调制后的光进行放大投射；以及光源，射出对上述液晶显示面板进行照射的光，该液晶投影仪其特征在于，在上述液晶显示面板的光入射侧和光出射侧配置偏振片，还在上述液晶显示面板与上述光出射侧偏振片之间配置高透过的辅助偏振片，并且保持该高透过的辅助偏振片的基板是具有折射率各向异性的透明基板，而且表示折射率各向异性的光轴中的任一条光轴相对于与光的行进方向平行的面呈0.5°以内的倾斜。

涉及本申请的第二发明，其特征在于，上述保持高透过的辅助偏振片的具有折射率各向异性的透明基板是单晶蓝宝石基板。

另一方面，涉及本申请的第三发明，其特征在于，上述保持高透过的辅助偏振片的具有折射率各向异性的透明基板是晶体基板。

根据本申请的第一发明，因为保持高透过的辅助偏振片的基板是具有折射率各向异性的透明基板，而且表示折射率各向异性的光轴中的任一条光轴相对于与光的行进方向平行的面呈0.5°以内的倾斜，所以通过高透过的辅助偏振片能够谋求光出射侧偏振片的长寿命化，并且能够抑制通过具有折射率各向异性的透明基板所引起的光偏振状态的变化，由此能够抑制黑显示时的颜色不均的发生和对比度的下降。

根据本申请的第二发明，因为保持高透过的辅助偏振片的具有折射率各向异性的透明基板是单晶蓝宝石基板，所以通过单晶蓝宝石基板的高导热性(散热性)而使冷却效果进一步提高。

另一方面，如本申请的第三发明那样，因为若保持高透过的辅助偏振片的具有折射率各向异性的透明基板是晶体基板，则晶体基板比单晶蓝宝石基板廉价，所以能够谋求低成本化。

附图说明

图1是表示将本申请发明应用到三板式液晶投影仪的实施方式的光学系统的俯视图。

图2是将在作为高透过的辅助偏振片的保持基板使用的单晶蓝宝石基板的C轴偏移作为参数的情况下的对比率(contrast ratio)的变化图表化而表示的图。

具体实施方式

下面，参照附图对本申请发明的一个实施方式进行说明。图1是表示本实施方式的三板式液晶投影仪的光学系统的俯视图。

从利用金属卤化物灯或超高压水银灯等构成的光源10出射的白色光，经积分透镜(integrator lens)11以及会聚透镜12后，通过全反射镜13使光路变更90°并导向第一分色镜(dichroic mirror)14。上述积分透镜11由一对透镜组构成，每个透镜部分设计成照射后述的液晶显示面板的整个面，对存在于从光源10出射的光中的局部亮度不均进行平均化，降低在画面中央和周边部的光量差。

第一分色镜14使红色波长频带的光透过，使蓝绿色(cyan)(绿+蓝)波长频带的光反射。透过第一分色镜14的红色波长频带的光，在全反射镜15被反射并被变更光路，被导向由红色光用的透过型的液晶显示面板和偏振片等构成的液晶显示单元21r，在这里基于视频信号进行光调制。

另一方面，在第一分色镜14反射的蓝绿色波长频带的光被导向第二分色镜16。第二分色镜16使蓝色波长频带的光透过，使绿色波长频带的光反射。在第二分色镜16反射的绿色波长频带的光被导向由绿色光用的透过型的液晶面板和偏振板等构成的液晶显示单元21g，在这里基于视频信号进行光调制。

此外，透过第二分色镜16的蓝色波长频带的光经中继透镜17、19、全反射镜18、20，被导向由蓝色光用的透过型的液晶显示面板和偏振板等构成的液晶显示单元21b，在这里基于视频信号进行光调制。

经各液晶显示单元21r、21g、21b所得到的调制光(各色视频光)，通过分色棱镜(dichroic prism)22合成而成为彩色视频光。该彩色视频光通过投射透镜23被放大投射，并被投影显示在未图示的屏幕上。

上述红色光用的液晶显示单元21r具备：红色光用的透过型的液晶显示面板1r；如以往地配置在液晶显示面板1r的光入射侧和光出射侧的光入射侧偏振片2r以及光出射侧偏振片3r；以及在本实施方式中配置在上述液晶显示面板1r与光出射侧偏振片3r之间的高透过的辅助偏振片4r。该高透过的辅助偏振片4r是为了光出射侧偏振片3r的高寿命化而设置的，保持在作为具有折射率各向异性的透明基板的单晶蓝宝石基板5r上。

此外，上述绿色光用的液晶显示单元21g也具备：绿色光用的透过型的液晶显示面板1g；如以往地配置在液晶显示面板1g的光入射侧和光出射侧的光入射侧偏振片2g以及光出射侧偏振片3g；以及在本实施方式中配置在上述液晶显示面板1g与光出射侧偏振片3g之间的高透过的辅助偏振片4g。该高透过的辅助偏振片4g也是为了光出射侧偏振片3g的高寿命化而设置的，保持在作为具有折射率各向异性的透明基板的单晶蓝宝石基板5g上。

同样地，上述蓝色光用的液晶显示单元21b也具备：蓝色光用的透过型的液晶显示面板1b；如以往地配置在液晶显示面板1b的光入射侧和光出射侧的光入射侧偏振片2b以及光出射侧偏振片3b；以及在本实施方式中配置在上述液晶显示面板1b与光出射侧偏振片3b之间的高透过的辅助偏振片4b。该高透过的辅助偏振片4b也是为了光出射侧偏振片3b的高寿命化而设置的，保持在作为具有折射率各向异性的透明基板的单晶蓝宝石基板5b上。

作为上述高透过的辅助偏振片4r、4g、4b的保持基板使用的单晶蓝宝石基板5r、5g、5b的C轴(是单晶蓝宝石的晶轴，也称为光轴)，以与基板表面成为大致平行的方式设定。再有，像这样使用C轴与基板表面大致平行地设定的单晶蓝宝石基板5r、5g、5b是因为：和使用C轴与基板表面大致垂直地设定的单晶蓝宝石基板的情况相比，基板5r、5g、5b上粘附的辅助偏振片4r、4g、4b的温度分布变得更均一。

此外，单晶蓝宝石基板5r、5g、5b的C轴理想的是与从大致矩形形状的正交的两条边中选择的基准边平行，但由于制造上的偏差会相对于基准边呈某角度θ倾斜。在本实施方式，将该C轴相对于基准边的倾斜角度θ设定在0.5°的范围内。

图2是将在作为上述高透过的辅助偏振片4r、4g、4b的保持基板使用的单晶蓝宝石基板5r、5g、5b的C轴偏移作为参数的情况下的对比率的变化图表化而表示的图。横轴表示C轴的偏移角度，纵轴表示将对比率成为最大的点作为1时的比率。再有，因为一般认为对比率以C轴偏移0°为界左右对称，所以由于测定设备的部件的偏差等在图2中向左(负的一侧)移位大约0.25°左右，在以下说明中，也考虑这一点。

根据图2，可知通过管理C轴的偏移角度范围从而能够管理对比率。特别是由于C轴的偏移角度变为±0.5°以上时对比率的下降率变大，所以通过使C轴的偏移角度范围在±0.5°以内，从而能够将C轴的偏移导致的对比度下降抑制在10％以内。由此，能够将包含其他光学部件的偏差的整体的对比度偏差抑制在15％以内。此外，附带对黑显示时的颜色不均匀的改善也能得到效果。

如上所述，根据本实施方式，能够利用高透过的辅助偏振片4r、4g、4b谋求光出射侧偏振片3r、3g、3b的长寿命化，并且能够抑制通过作为具有折射率各向异性的透明基板的单晶蓝宝石基板5r、5g、5b所导致的光偏振状态的变化，由此能够抑制黑显示时的颜色不均匀的发生和对比度的下降。

此外，因为保持高透过的辅助偏振片4r、4g、4b的具有折射率各向异性的透明基板是单晶蓝宝石基板5r、5g、5b，所以通过单晶蓝宝石基板5r、5g、5b的高导热性(散热性)而使冷却效果进一步提高。

再有，虽然以上对作为高透过的辅助偏振片的透明保持基板使用单晶蓝宝石基板的情况进行了说明，但作为透明保持基板使用晶体基板的情况也能得到大致同样的效果。该情况下光学轴的名称成为Z轴，只要管理Z轴的角度即可。因为晶体基板比上述的单晶蓝宝石基板廉价，所以能够谋求低成本化。

此外，虽然上述的是单晶蓝宝石基板的C轴或晶体基板的Z轴的角度，但与单晶蓝宝石基板的C轴正交的A轴或与晶体基板的Z轴正交的X轴的角度也可，重要的是只要表示折射率各向异性的光轴中的任一条光轴相对于与光的行进方向平行的面呈0.5°以内的倾斜即可。

此外，光学系统并不限定于图1所示的，本发明能够应用于具备各种光学系统的产品。

此外，液晶显示面板涵盖TN(Twisted Nematic：扭转向列)/VA(Vertically Aligned：垂直取向)/IPS(In-Plane-Switching：面内切换)方式、和NW(Normally White：常白)模式/NB(Normally Black：常黑)模式。

Claims

1.一种液晶投影仪，具备：液晶显示面板，基于视频信号来调制所照射的光；投射透镜，将在上述液晶显示面板调制后的光进行放大投射；以及光源，射出对上述液晶显示面板进行照射的光，该液晶投影仪其特征在于，

在上述液晶显示面板的光入射侧和光出射侧配置偏振片，还在上述液晶显示面板与上述光出射侧偏振片之间配置高透过的辅助偏振片，并且保持该高透过的辅助偏振片的基板是具有折射率各向异性的透明基板，而且表示折射率各向异性的光轴中的任一条光轴相对于与光的行进方向平行的面呈0.5°以内的倾斜。

2.根据权利要求1所述的液晶投影仪，其特征在于，上述保持高透过的辅助偏振片的具有折射率各向异性的透明基板是单晶蓝宝石基板。

3.根据权利要求1所述的液晶投影仪，其特征在于，上述保持高透过的辅助偏振片的具有折射率各向异性的透明基板是晶体基板。