CN103718089B - 投影装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供投影装置。导光板（3）供从光源（2）发出的光入射而从发光面（32）射出光。棱镜片（5）反射从发光面（32）射出的光中的规定角度的光而使之向导光板（3）入射，使其它角度的光透过。在1/4波长板（12）与反射式液晶显示元件（1）之间以与发光面（32）平行的方式设有偏振光控制元件（8）。偏振光控制元件（8）将从1/4波长板（12）射出的光分离为向反射式液晶显示元件（1）入射的照明光而透过的第一偏振光和以向导光板3入射的方式反射的第二偏振光，并使由反射式液晶显示元件（1）调制而射出的光以朝向成像透镜（10）的方式反射。

Description

投影装置
技术领域
本发明涉及使用了反射式液晶显示元件的投影装置。
背景技术
近几年，销售了安装有使用液晶显示装置的电子取景器的数字单镜头反射式照相机。数字单镜头反射式照相机所采用的微型4/3系统规格中，无法使用以往的光学取景器，使用电子取景器。例如，专利文献1中记载了作为电子取景器而使用的反射式液晶显示装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3539904号公报(图1、图3)
发明内容
然而，作为电子取景器所寻求的一个性能，能够举出具有与光学取景器同等以上的MTF(ModulationTransferFunction)。电子取景器中，需要使由反射式液晶显示元件反射的映像向眼睛的视网膜成像。
专利文献1所记载的反射式液晶显示装置(投影装置)中，使用了相对于反射式液晶显示元件以45度的倾斜配置的半透过型反射板。以45度的倾斜配置的半透过型反射板产生像散，因此使成像系统的MTF降低。另外，若使用半透过型反射板，则仅使用一半偏振光，从而映像变暗。若欲使映像变亮，则需要增大从光源发出的光量，从而增大消耗电力。
鉴于这样的问题点，本发明的目的在于提供能够抑制MTF的降低、且能够显示明亮的映像的投影装置。
为了解决上述的以往的技术的课题，根据本发明的一个方案，提供如下投影装置，其具备：光源(2)；导光板(3)，其供从上述光源(2)发出的光入射，并从发光面射出光；棱镜片(5)，其反射从上述发光面射出的光中的规定角度的光而使之再次向上述导光板入射，并使其它角度的光透过；1/4波长板(12)，其供透过上述棱镜片(5)的光入射；反射式液晶显示元件(1)，其相对于上述发光面倾斜地设置，并对入射的照明光进行调制而使之射出；以及偏振光控制元件(8)，其以与上述发光面平行的方式设置在上述1/4波长板(12)与上述反射式液晶显示元件(1)之间，将从上述1/4波长板(12)射出的光分离为第一偏振光和第二偏振光，并且使由上述反射式液晶显示元件(1)调制而射出的光以朝向成像透镜(10)的方式反射，上述第一偏振光是使从上述1/4波长板(12)射出的光作为上述照明光而向上述反射式液晶显示元件(1)入射的光，上述第二偏振光是反射从上述1/4波长板(12)射出的光而使之再次向上述1/4波长板(12)入射的光。
根据本发明的投影装置，能够抑制MTF的降低，且能够显示明亮的映像。
附图说明
图1是表示本发明的投影装置的第一实施方式的构成图。
图2是表示本发明的投影装置的第二实施方式的构成图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的投影装置的各实施方式进行说明。
＜第一实施方式＞
图1中，在导光板3的端面31设有LED等光源2。从光源2发出的光从端面31向导光板3的内部入射。在导光板3的一个面设有反射板(反射体)15。也可以在导光板3上设置突起来作为反射体，也可以通过印刷来形成反射面。向导光板3的内部行进而入射至反射板15的光被反射板15反射，而朝向作为导光板3的另一个面的发光面32射出。
以与发光面32接触或者接近的方式，从离发光面32近的一侧设有漫射板4、棱镜片5、漫射板16、1/4波长板12。入射到漫射板4的光被漫射，而向棱镜片5入射。棱镜片5具备角度选择性，使以某角度入射的光反射，并使以除此以外的角度入射的光透过。
被棱镜片5反射的光通过漫射板4而再次向导光板3入射，并被反射板15反射。被反射板15反射的光由漫射板4漫射而向棱镜片5入射，从而反复进行相同的动作。由此，导光板3使光的亮度不均大致减少，以成形照明光的光束的方式发挥作用。棱镜片5以增加照明光的方式发挥作用。
透过棱镜片5的光向漫射板16入射而被漫射，透过1/4波长板12而向偏振光控制元件8入射。由于利用漫射板16使光漫射，所以能够进一步使亮度不均减少。此外，通过适当地构成导光板3、漫射板4、16以及棱镜片5，能够使从1/4波长板12射出的光成为具有相对于与发光面32正交的方向朝向倾斜的方向的指向性的光。
偏振光控制元件8以与1/4波长板12分离规定的距离的状态配置。偏振光控制元件8与导光板3的发光面32、漫射板4、棱镜片5、漫射板16、1/4波长板12平行配置，并以与1/4波长板12接近的状态与1/4波长板12正对。
作为一个例子，偏振光控制元件8是线栅型偏振光分光器。通过使用组合了导光板3、漫射板4、棱镜片5以及漫射板16的结构，能够使光的亮度不均减少，从而能够提高投影显示的映像的画质。此外，线栅型偏振光分光器指的是如下偏振光控制元件，即，在玻璃基板上蒸镀金属材料，通过纳米等级的微细蚀刻来形成线状的栅。
以与偏振光控制元件8分离规定的距离的状态，配置有反射式液晶显示元件1。反射式液晶显示元件1以相对于导光板3的发光面32、漫射板4、棱镜片5、漫射板16、1/4波长板12、偏振光控制元件8成45度的倾斜的方式配置。向偏振光控制元件8入射的光是不定偏振光，并由偏振光控制元件8分离偏振光成分。
透过偏振光控制元件8的直线偏振光(第一偏振光)作为照明光而向反射式液晶显示元件1入射。另一方面，被偏振光控制元件8反射的直线偏振光(第二偏振光)的偏振光方向与透过偏振光控制元件8的偏振光的偏振光方向正交。被偏振光控制元件8反射的直线偏振光再次向1/4波长板12入射。1/4波长板12将入射的直线偏振光变换为圆偏振光。
从1/4波长板12射出的圆偏振光透过漫射板16、棱镜片5、漫射板4而向导光板3的内部入射，并被反射板15反射。反射后的圆偏振光再次透过导光板3的内部以及漫射板4而向棱镜片5入射。与上述相同，棱镜片5使以某角度入射的光反射，并使以除此以外的角度入射的光透过。
透过棱镜片5的圆偏振光透过漫射板16而向1/4波长板12入射，从而返回为直线偏振光。该直线偏振光的偏振光方向两次透过1/4波长板12，从而相对于被偏振光控制元件8反射的偏振光方向旋转90度。因此，从1/4波长板12射出的直线偏振光不被偏振光控制元件8反射，而透过偏振光控制元件8，从而作为照明光向反射式液晶显示元件1入射。
向反射式液晶显示元件1入射的光与投影的映像对应地被反射式液晶显示元件1调制而射出。从反射式液晶显示元件1射出的光被偏振光控制元件8反射，透过偏光板9而向目镜(成像透镜)10入射。从目镜10射出的光向观察电子取景器的人的眼睛入射。
以上说明的第一实施方式的各光学构件，通过未图示的电路基板、定位部件定位。
在第一实施方式的投影装置中，被反射式液晶显示元件1反射的光不会透过以往的结构中所具有的那样的以45度的倾斜配置的半透过型反射板，而被偏振光控制元件8反射，从而没有MTF降低的情况。被偏振光控制元件8反射的光透过偏光板9，但由于偏光板9相对于光轴以90度的角度配置，从而基本不会影响MTF，即使有也是很轻微的。
另外，第一实施方式的投影装置中，由于使用透过某偏振光方向的光、而使具有与该偏振光方向成90度的角度的偏振光方向的光反射的偏振光控制元件8和1/4波长板12，所以能够不浪费地利用光，从而能够增大照明光量。因此，能够减少光源2的消耗电力。在将第一实施方式的投影装置用于照相机的电子取景器的情况下，能够更长时间地使用照相机。若是与以往相同的使用时间则能够缩小电池，从而也能够减少照相机的重量。
并且，第一实施方式的投影装置中，由于使偏振光控制元件8与导光板3的发光面32、漫射板4、棱镜片5、漫射板16、1/4波长板12平行，并使之与1/4波长板12接近地对置，从而被偏振光控制元件8反射的光经由1/4波长板12、漫射板16、棱镜片5、漫射板4直接被导光板3获取。因此，不需要设置用于使导光板3获取被偏振光控制元件8反射的光的反射镜。由于不需要设置用于使导光板3获取被偏振光控制元件8反射的光的反射镜，从而能够使第一实施方式的投影装置小型化。
＜第二实施方式＞
在图2所示的第二实施方式中，对于与图1所示的第一实施方式相同部分使用相同符号，并省略其说明。在图2所示的第二实施方式中，代替偏振光控制元件8，而设置以向1/4波长板12侧凸出的曲面形成的偏振光控制元件80。
偏振光控制元件80在使由反射式液晶显示元件1调制而射出的光反射时，实现聚光的透镜的作用。由于偏振光控制元件80实现聚光的透镜的作用，从而能够以偏振光控制元件80和目镜10双方来成像。
本发明不限定于以上说明的第一、第二实施方式，在不脱离本发明的要旨的范围内能够进行各种变更。第一、第二实施方式中，将漫射板4与导光板3相独立地设置，但是导光板3也可以包含漫射板4的功能。另外，在导光板3的端面31设有光源2，但也可以在导光板3的背面设置光源2，光源2的设置部位、与导光板3的连接结构能够是任意的。
在第一、第二实施方式中，以投影装置用于电子取景器的情况为例，但也可以是用于头戴式显示器等的其它的用途。
工业上的可利用性
本发明能够在用于电子取景器、头戴式显示器等的投影装置中使用。

Claims (3)

1.一种投影装置，其特征在于，
具备：光源；
导光板，其供从上述光源发出的光入射，并从发光面射出光；
棱镜片，其反射从上述发光面射出的光中的规定角度的光而使之再次向上述导光板入射，并使其它角度的光透过；
1/4波长板，其供透过上述棱镜片的光入射；
反射式液晶显示元件，其相对于上述发光面倾斜地设置，并对入射的照明光进行调制而使之射出；以及
偏振光控制元件，其以与上述发光面平行的方式设置在上述1/4波长板与上述反射式液晶显示元件之间，将从上述1/4波长板射出的光分离为第一偏振光和第二偏振光，并且使由上述反射式液晶显示元件调制而射出的光以朝向成像透镜的方式反射，
上述第一偏振光是使从上述1/4波长板射出的光作为上述照明光而向上述反射式液晶显示元件入射的光，
上述第二偏振光是反射从上述1/4波长板射出的光而使之再次向上述1/4波长板入射的光。
2.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，
上述偏振光控制元件相对于上述反射式液晶显示元件以倾斜45度的方式设置。
3.根据权利要求1或2所述的投影装置，其特征在于，
上述偏振光控制元件以向上述1/4波长板侧凸出的曲面形成。
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