CN103718103B - 液晶投影仪 - Google Patents

Abstract

一种液晶投影仪具有：液晶面板单元（118-120）；第一照明单元，其具有红色光源（101R），从红色光源（101R）输出的红色光指向液晶面板单元（119）；第二照明单元，其具有绿色光源（101G）、蓝色光源（101B）；偏振束分离器（121），其将从绿色光源（101G）输出的绿色光分离成P偏振光和S偏振光，绿色S偏振光指向液晶面板单元（118），绿色P偏振光和蓝色光经由相同光路指向液晶面板单元（120）；十字二向色镜（126），其使用液晶面板单元（118-120）合成图像；投影透镜（127），其投影合成的图像；和控制装置，其用于控制红色光源（101R）、绿色光源（101G）和蓝色光源（101B）的点亮，并且在液晶面板单元（118-120）上显示图像。

Description

液晶投影仪

技术领域

本发明涉及一种液晶投影仪，并且具体地涉及一种包括固态光源诸如LED（发光器件）的三面板型液晶投影仪。

背景技术

因为与高压汞灯相比较，诸如LED的固态光源具有例如出射光的颜色的良好纯度、紧凑的尺寸和优良寿命特性的优点，所以近来，已经提供了包括固态光源的三面板型投影仪。

例如，包括三个光源，即红色LED、绿色LED和蓝色LED的三面板型液晶投影仪是已知的。

在这种三面板型液晶投影仪中，从红色LED发射的红色光应用于用于红色的液晶面板部，从绿色LED发射的绿色光应用于用于绿色的液晶面板部，并且从蓝色LED发射的蓝色光应用于用于蓝色的液晶面板部。然后，已经通过各个液晶面板部的红色光、绿色光和蓝色光被颜色组合部组合，并且由颜色组合部组合的各个颜色的光经由投影透镜而被投影到屏幕上。

虽然LED的性能已经逐年地增强，但是与放电灯的性能相比较，从这种LED发射的光的光通量仍然是小的，并且因此，由使用LED的投影仪投影的图像的亮度不是足够的。这里，光通量代表在特定方向上从光源辐射的全部的光的亮度，并且光通量的单位是流明（lm）。大的光通量与大的光量同义。

作为用于获得明亮的投影图像的第一方案，存在增加从光源发射的光的光通量的方法。更加具体地，使用具有大的发光面积的LED或者布置成阵列的LED使得能够提供具有大的光通量的光源。

然而，以上第一方案存在以下问题。

通常，能够在投影仪中用作投影光的、来自光源的光的量是由在由光源的发光面积和发散角的乘积定义的光源侧光学扩展量（etendue）和由液晶面板的面积和由投影透镜的F数确定的接收角（立体角）的乘积定义的图像形成侧光学扩展量之间的关系确定的。换言之，在投影仪中，除非光源侧光学扩展量的值小于图像形成侧光学扩展量的值，否则来自光源的光不能被有效率地用作投影光。

相应地，即使在通过将LED布置成阵列或者使用具有大的发光面积的LED而增加从光源发射的光的光通量时，如果光源侧光学扩展量的值大于图像形成侧光学扩展量的值，则投影图像的亮度也不能被增强。因为这种光学扩展量限制，在当前的情况下不能通过仅增加从光源发射的光的光通量便提供具有足够的亮度的投影图像。

作为用于获得明亮的投影图像的第二方案，存在增加从光源发射的光的利用效率的方法。将在下面简要地描述该方法。

通常，在液晶投影仪中，液晶面板部包括液晶面板和分别地在液晶面板的入射面侧和出射面侧上布置的两个偏振板。在液晶面板部中，已经通过入射面侧偏振板的光成为线偏振光并且该线偏振光进入到液晶面板上。在入射线偏振光在液晶面板的厚度方向上通过液晶面板的液晶层传播的同时，线偏振光的偏振态根据晶体的折射率各向异性（双折射）改变。在已经通过液晶层的输出光中，出射面侧偏振板仅透射在特定方向上的偏振光。

在以上液晶面板部中，在入射光中仅一个类型的偏振光（s偏振光或者p偏振光）被使用，并且另一个类型的偏振光被吸收或者反射并且因此并不对于图像的形成做出贡献。因此，如果入射光是非偏振光，则在液晶面板部中将发生大致50%的光损失。

在以上三面板型液晶投影仪中，从红色LED、绿色LED和蓝色LED发射的每一个颜色的光都是非偏振光，并且因此，如果从每一个LED发射的光不带任何更改地进入到液晶面板部上，则将在液晶面板部中发生大致50%的光损失。

因此，已经考虑了在从红色LED、绿色LED和蓝色LED发射的每一个颜色的光的光路上设置包括第一棱镜和第二棱镜的偏振转换元件以减小在各个液晶面板部中的损失并且提高光利用效率的方法（第二方案）。

第一棱镜和第二棱镜中的每一个是通过将两个直角棱镜结合到一起而形成的长方体形棱镜（cuboidal prism）。

第一棱镜包括偏振光分离膜，该偏振光分离膜形成在将该两个直角棱镜结合到一起的面中，该偏振光分离膜透射p偏振光并且反射s偏振光，并且从LED发射的光以大致45度的入射角进入偏振光分离膜中。在已经通过偏振光分离膜的p偏振光的行进方向上定位的第一棱镜的面是出射面，并且p偏振光从出射面出射。

第二棱镜包括反射性膜，该反射性膜形成在将该两个直角棱镜结合到一起的面中，并且被第一棱镜中的偏振光分离膜反射的s偏振光以大致45度的入射角进入反射性膜中。在被反射性膜反射的光的行进方向上定位的第二棱镜的面是出射面，并且在该出射面上，设置用于将s偏振光转换成p偏振光的延迟板。

从第一棱镜出射的p偏振光和从第二棱镜出射的p偏振光在相同方向上行进。

然而，在第二方案中，偏振光转换元件的出射面（第一和第二出射面）的面积大致是LED的发光面积的两倍。因此，光源侧光学扩展量的值大于图像形成侧光学扩展量的值，并且结果，不被用作投影光的光增加，从而导致光利用效率降低。如上所述，因为光学扩展量限制，即便使用偏振光转换元件，也不能将光利用效率增强太多，并且在当前情况下不能提供具有足够的亮度的投影图像。

作为用于获得明亮的投影图像的第三方案，存在增加从光源发射的光的光通量而不增加光源侧光学扩展量的值的方法（见专利文献1）。

在专利文献1中描述的三面板型投影仪包括具有不同的峰值波长的第一绿色LED和第二绿色LED，和红色LED与蓝色LED。

第一绿色LED的光轴垂直于第二绿色LED的光轴，并且二向色镜被设置在第一和第二绿色LED的光轴交叉的位置处。

从第一绿色LED发射的绿色光束被二向色镜反射，并且反射光被应用于用于绿色的液晶面板。从第二绿色LED发射的绿色光束通过二向色镜并且通过的光被应用于用于绿色的液晶面板。

从红色LED发射的红色光束被应用于用于红色的液晶面板。从蓝色LED发射的蓝色光束被应用于用于蓝色的液晶面板。

来自用于红色的液晶面板的红色图像光、来自用于绿色的液晶面板的绿色图像光和来自用于蓝色的液晶面板的蓝色图像光被十字二向色棱镜组合。通过由十字二向色棱镜组合产生的图像光经由投影透镜而被投影到屏幕上。

在以上三面板型投影仪中，从第一绿色LED发射的第一绿色光束和从第二绿色LED发射的第二绿色光束经由二向色镜在相同光路上被应用于用于绿色的液晶面板。根据这种配置，因为光源侧光学扩展量的值未增加，所以从第一和第二绿色LED发射的第一和第二绿色光束的大部分能够被用作投影光。而且，从红色LED和蓝色LED发射的红色和蓝色光束的大部分能够被用作投影光。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP2004-325477A

发明内容

在第一方案中，因为光学扩展量限制，在当前的情况下不能够提供任何具有足够亮度的投影图像。另外，在液晶面板部中存在光损失（大致50%）的问题。

在第二方案中，虽然能够通过使用偏振光转换元件解决在液晶面板部中的光损失的问题，但是因为光学扩展量限制，在当前的情况下不能够提供任何具有足够亮度的投影图像。

在第三方案中，虽然光学扩展量限制的问题能够解决，但是在液晶面板部中的光损失的问题仍然存在，并且因此，提供具有足够亮度的投影图像仍然是困难的。另外，两个绿色LED被用作绿色光源，从而导致设备尺寸和成本增加。

进而，在诸如LED的固态光源被用作用于投影仪的光源时，有必要对于以下要点加以考虑。

通常，红色LED、绿色LED和蓝色LED具有不同的输出特性，并且红色LED和绿色LED的最大输出值小于蓝色LED的最大输出值。

当在红色LED、绿色LED和蓝色LED各自的最大输出下驱动它们时，投影图像的亮度变得最高。然而，因为来自在最大输出下驱动的各个颜色LED的光（红色、绿色和蓝色）的颜色混合比率不同于用于提供最佳白色平衡的预定的颜色混合比率，所以投影图像具有非自然的颜色并且图像质量降低。因此，通常，参考绿色LED的最大输出值限制红色LED和蓝色LED的输出以提供最佳白色平衡。

根据以上，为了在维持最佳白色平衡的同时提供明亮的投影图像，有必要增加从绿色LED发射的光的光通量。

本发明的一个目的在于提供一种具有高的光利用效率的紧凑尺寸的液晶投影仪，该液晶投影仪能够解决光学扩展量限制的问题、至少对于绿色光源减小在液晶面板部中的光损失，并且增加出射光的光通量。

为了实现以上目的，根据本发明的液晶投影仪包括：

第一到第三液晶面板部，其每一个空间地调制入射光以显示图像；

第一照明部，其包括红色光源，该红色光源发射具有在红色波长带中的峰值波长的红色光，从红色光源发射的红色光被应用于第一液晶面板部；

第二照明部，其包括绿色光源和蓝色光源，该绿色光源发射具有在绿色波长带中的峰值波长的绿色光，该蓝色光源发射具有在蓝色波长带中的峰值波长的蓝色光，从绿色光源发射的绿色光被分离成第一线偏振光和第二线偏振光，第一线偏振光和第二线偏振光的振动方向相互垂直，第一线偏振光被应用于第二液晶面板部，第二线偏振光和从蓝色光源发射的蓝色光被应用于第三液晶面板部；

偏振光颜色组合部，其组合在第一到第三液晶面板部上显示的图像的；

投影透镜，其投影由在偏振光颜色组合部中的组合得到的组合图像光；和

控制装置，其基于输入视频信号控制红色光源、绿色光源和蓝色光源的开/关状态以在第一到第三液晶面板部上显示各自的图像。

根据本发明的另一种液晶投影仪包括：

红色光源，其发射具有在红色波长带中的峰值波长的红色光；

绿色光源，其发射具有在绿色波长带中的峰值波长的绿色光；

蓝色光源，其发射具有在蓝色波长带中的峰值波长的蓝色光；

第一偏振/分离部，其将从所述红色光源发射的红色光分离成第一线偏振光和第二线偏振光，第一线偏振光和第二线偏振光的振动方向相互垂直；

第二偏振/分离部，其将从所述绿色光源发射的绿色光分离成第一线偏振光和第二线偏振光；

第一颜色组合部，其接收红色光的第一线偏振光和绿色光的第一线偏振光作为入射光，并且在相同光路上输出所入射的红色光和所入射的绿色光；

第二颜色组合部，其接收绿色光的第二线偏振光和从所述蓝色光源输出的蓝色光作为入射光，并且在相同光路上输出所入射的绿色光和所入射的蓝色光；

第一液晶面板部，其空间地调制红色光的第二线偏振光以显示图像；

第二液晶面板部，其空间地调制从第一颜色组合部出射的红色光和绿色光以显示图像；

第三液晶面板部，其空间地调制从所述第二颜色组合部出射的绿色光和蓝色光以显示图像；

偏振光颜色组合部，其组合在所述第一到第三液晶面板部上显示的图像；

投影透镜，其投影由在所述第二偏振光颜色组合部中的组合得到的组合图像光；和

控制装置，其基于输入视频信号控制所述红色光源、所述绿色光源和所述蓝色光源的开/关状态以在所述第一到第三液晶面板部上显示各自的图像。

附图简要说明

图1是示意是第一示例性实施例的液晶投影仪的配置的示意图。

图2是示意在图1中示意的液晶投影仪中的十字二向色镜的配置的示意图。

图3是示意用于p偏振光和s偏振光的、在图2中示意的十字二向色镜中的二向色膜的光谱透射特性的图。

图4是示意用于p偏振光和s偏振光的、在图2中示意的十字二向色镜中的另一个二向色膜的光谱透射特性的图。

图5是示意在图1中示意的液晶投影仪中的控制系统的配置的框图。

图6是用于描述在图1中示意的液晶投影仪中的各个光源的开/关操作和各个液晶面板部的显示操作的时序图。

图7是示意是第二示例性实施例的液晶投影仪的配置的示意图。

图8是示意在图7中示意的液晶投影仪中的十字二向色镜的配置的示意图。

图9是用于描述在图7中示意的液晶投影仪中的各个光源的开/关操作和各个液晶面板部的显示操作的时序图。

图10是示意根据另一个示例性实施例的液晶投影仪的配置的示意图。

图11是示意在图10中示意的液晶投影仪中的绿色光源中的荧光体轮的示意图。

图12是示意在图10中示意的液晶投影仪中的绿色光源的总体配置的示意图。

附图标记的解释

101B             蓝色光源

101G             绿色光源

101R            红色光源

121             偏振束分离器

118、119、120   液晶面板部

126             十字二向色棱镜

127             投影透镜

具体实施方式

接着，将参考附图描述示例性实施例。

（第一示例性实施例）

图1是示意是第一示例性实施例的液晶投影仪的配置的示意图。

参考图1，根据本示例性实施例的液晶投影仪包括三个光源：绿色光源101G、红色光源101R和蓝色光源101B。

绿色光源101G是峰值波长被设定在绿色波长带中的固态光源，并且例如包括发光颜色为绿色的LED或者半导体激光器。红色光源101R是峰值波长被设定在红色波长带中的固态光源，并且例如包括发光颜色为红色的LED或者半导体激光器。蓝色光源101B是峰值波长被设定在蓝色波长带中的固态光源，并且例如包括发光颜色为蓝色的LED或者半导体激光器。

然而，已知的是，因为制造问题，LED等具有在大约±10到20nm的范围中改变的峰值波长，并且在制造变化的范围中，峰值波长被考虑为是基本相同的。而且，绿色光源101G、红色光源101R和蓝色光源101B的各自的发射面积是在满足光学扩展量限制的面积范围内的最大面积。

透镜102和偏振束分离器121被布置在从绿色光源101G发射的绿色光（非偏振光）的行进方向上。来自绿色光源101G的绿色光经由透镜102进入偏振束分离器121中。

偏振束分离器121将入射光分离成在相互垂直的各自的方向上振动的第一线偏振光和第二线偏振光。这里，假设第一线偏振光是s偏振光并且第二线偏振光是p偏振光，并且偏振束分离器121具有反射s偏振光并且透射p偏振光的偏振光分离特性。

透镜105和106与反射镜127被布置在由偏振束分离器121反射的绿色s偏振光的行进方向上。来自偏振束分离器121的绿色s偏振光顺序地通过透镜105和106并且然后以大致90°的角度被反射镜127反射。

反射镜127可以是具有任何反射特性的镜子，只要这种镜子能够反射绿色光。例如，反射镜127可以是沉积铝的镜子或者包括反射绿色光并且透射或者吸收除了绿色之外的颜色的光的介电多层膜的二向色镜。

透镜115和液晶面板部118被布置在来自反射镜127的绿色s偏振光的行进方向上。来自反射镜127的绿色s偏振光经由透镜115进入液晶面板部118中。

液晶面板部118包括被两个偏振板夹住的液晶面板。在液晶面板部118中，已经通过入射面侧偏振板的光成为线偏振光并且该线偏振光进入液晶面板中。在液晶面板的厚度方向上通过液晶面板的液晶层传播的同时，入射线偏振光的偏振态根据晶体的折射率各向异性（双折射）而改变。在已经通过液晶层的输出光中，出射面侧偏振器仅透射在特定方向上的偏振光。这里，因为绿色s偏振光被应用于液晶面板部118，所以绿色p偏振光从液晶面板部118出射。

透镜103、113和114、二向色镜124、透镜117和液晶面板部120被布置在从蓝色光源101B发射的蓝色光（非偏振光）的行进方向上。

从蓝色光源101B发射的蓝色光顺序地通过透镜103、113和114并且然后进入二向色镜124中。

二向色镜124被布置在来自蓝色光源101B的蓝色光的光路和已经通过偏振束分离器121的绿色p偏振光的光路交叉（或者以直角交叉）的位置处。二向色镜124具有反射绿色光并且透射蓝色光的特性。

来自蓝色光源101B的蓝色光通过二向色镜124，并且来自偏振束分离器121的绿色p偏振光以大致90°的角度被二向色镜124反射。已经通过二向色镜124的蓝色光和已经被二向色镜124反射的绿色p偏振光在相同的光路上经由透镜117而被应用于液晶面板部120。

液晶面板部120具有下述结构，其中如同液晶面板部118那样，液晶面板被两个偏振器夹住，但是被配置为输出s偏振光。更加具体地，如果来自蓝色光源101B的蓝色光（非偏振光）被应用于液晶面板部120，则蓝色s偏振光将从液晶面板部120出射。如果来自绿色光源101G的绿色p偏振光被应用于液晶面板部120，则绿色s偏振光将从液晶面板部120出射。

透镜111、112和116与液晶面板部119被布置在从红色光源101R发射的红色光（非偏振光）的行进方向上。

从红色光源101R发射的红色光顺序地通过透镜111、112和116并且被应用于液晶面板部119。

液晶面板部119具有下述结构，其中如同液晶面板部118那样，液晶面板被两个偏振器夹住，但是被配置为输出s偏振光。这里，因为来自红色光源101R的红色光（非偏振光）被应用于液晶面板部119，所以s偏振光从液晶面板部119出射。

液晶面板部119被布置成面对液晶面板部120。从液晶面板部118出射的绿色p偏振光的光路在一个点处与从液晶面板部119出射的红色s偏振光的光路和从液晶面板部120出射的蓝色或者绿色s偏振光的光路两者交叉（或者以直角交叉），并且十字二向色镜126被布置在该交叉点处。

图2示意十字二向色镜126的一个实例。

如在图2中所示意地，十字二向色镜126包括四个直角棱镜126a到126d，直角棱镜126a到126d的每一个包括形成直角的面，棱镜126a到126d的面被相互结合。

直角棱镜126a和126b的结合面与直角棱镜126c和126d的结合面形成均匀的第一平坦面，并且二向色膜1a在该第一平坦面中形成。

直角棱镜126a和126d的结合面与直角棱镜126b和126c的结合面形成与第一平坦面交叉（或者以直角交叉）的均匀的第二平坦面，并且二向色膜1b在该第二平坦面中形成。

在十字二向色镜126中，来自液晶面板部118的绿色图像光（p偏振光）和来自液晶面板部119的红色图像光（s偏振光）这两者以大致45度的入射角进入二向色膜1a的一面中，并且来自液晶面板部120的蓝色或者绿色图像光（s偏振光）以大致45度的入射角进入二向色膜1a的另一面中。

图3示意二向色膜1a对于p偏振光和s偏振光的光谱透射特性。在图3中，纵坐标轴线代表透射率（%）并且横坐标轴线代表波长（nm）。在图3中，在中心处指示的光谱是从绿色光源101G发射的光的光谱。

截止波长被定义为透射率为50%的波长。二向色膜1a关于入射p偏振光的截止波长被设定为反射具有等于或者短于蓝色波长范围的波长的光并且透射在其它波长范围（包括绿色和红色波长范围）中的光。

而且，二向色膜1a关于入射s偏振光的截止波长被设定为透射具有等于或者长于红色波长范围的波长的光并且反射在其它波长范围（包括绿色和蓝色波长范围）中的光。

根据在图3中示意的特性，二向色膜1a透射来自液晶面板部118的绿色图像光（p偏振光）和来自液晶面板部119的红色图像光（s偏振光）这两者，并且反射来自液晶面板部120的蓝色或者绿色图像光（s偏振光）。

而且，在十字二向色镜126中，来自液晶面板部118的绿色图像光（p偏振光）和来自液晶面板部120的蓝色或者绿色图像光（s偏振光）这两者以大致45度的入射角进入二向色膜1b的一面中，并且来自液晶面板部119的红色图像光（s偏振光）以大致45度的入射角进入二向色膜1b的另一面中。

图4示意二向色膜1b对于p偏振光和s偏振光的光谱透射特性。在图4中，纵坐标轴线代表透射率（%）并且横坐标轴线代表波长（nm）。在图4中示意的光谱是由红色光源101R发射的光的光谱。

二向色膜1b关于入射p偏振光的截止波长被设定为反射在红色波长范围中的光并且透射在除了红色波长范围之外的波长范围（绿色和蓝色）中的光。二向色膜1b透射在红外波长范围中的p偏振光。

二向色膜1b关于s偏振光的截止波长被设定为透射具有等于或者短于绿色波长范围的波长的光并且反射在其它波长范围（包括红色波长范围）中的光。

根据在图4中示意的特性，二向色膜1b透射来自液晶面板部118的绿色图像光（p偏振光）和来自液晶面板部120的蓝色或者绿色图像光（s偏振光）这两者，并且反射来自液晶面板部119的红色图像光（s偏振光）。

具有在图3中示意的光谱透射特性的二向色膜1a和具有在图4中示意的光谱透射特性的二向色膜1b每一个均能够由介电多层膜形成。在此情形中，能够利用例如介电多层膜的材料、堆叠层数、膜厚度和折射率调节截止波长设定。

在图2中示意的十字二向色棱镜126中，直角棱镜126a的倾斜面是出射面。来自液晶面板部119的红色图像光（s偏振光）被二向色膜1b反射并且反射图像光从出射面出射。来自液晶面板部118的绿色图像光（p偏振光）通过二向色膜1a和1b并且透射图像光从出射面出射。来自液晶面板部120的绿色或者蓝色图像光（s偏振光）被二向色膜1a反射并且反射图像光从出射面出射。因此，从被组合的红色图像光、蓝色图像光和绿色图像光产生的图像光从十字二向色棱镜126的出射面出射。

在图1中示意的投影透镜127被布置在面对十字二向色棱镜126的出射面的位置处。投影透镜127将从十字二向色棱镜126的出射面出射的图像光投影到外部屏幕上。该外部屏幕可以是专用屏幕或者诸如墙壁的结构。

将红色光应用于液晶面板部119的第一照明部包括红色光源101R和透镜104、111、112和116，并且第一照明部的配置不限于在图1中示意的配置。例如，透镜的数目不限于四个并且可以是另一个数目。进而，诸如光积分棒（rod integrator）或者复眼积分器（fly’eye integrator）的、用于提供均匀照度分布的光学构件可以被设置在从红色光源101R发射的红色光的光路上。

将绿色光应用于液晶面板部118和120并且将蓝色光应用于液晶面板部120的第二照明部包括绿色光源101G、蓝色光源101B，和透镜102、103、105、106、107、108、113、114、115和117。第二照明部的配置也不限于在图1中示意的配置。透镜的数目能够任意地改变。在绿色光源101G和蓝色光源101B中的每一个的光路上，为了确保诸如上述的均匀照度分布，可以设置光学构件。

接着，将描述根据本示例性实施例的液晶投影仪的控制系统的配置。

图5示意该控制系统的配置。在图5中，为了易于说明示意了省略了透镜系统的概念框图。

参考图5，该控制系统包括控制器1、光源驱动器201和液晶驱动器203。

控制器1向液晶驱动器3供应用于分别地驱动液晶面板部118到120的驱动时序信号。控制器1向光源驱动器2供应用于分别地驱动蓝色光源101B、绿色光源101G和红色光源101R的照明时序信号。

光源驱动器2根据来自控制器1的照明时序信号单独地控制红色光源101R、绿色光源101G和蓝色光源101B的照明状态。

液晶驱动器3基于从外部视频图像供应设备输入的视频信号和来自控制器1的驱动时序信号单独地驱动液晶面板部118到120。外部视频图像供应设备例如是诸如个人计算机的信息处理设备。

图6是用于描述蓝色光源101B、绿色光源101G和红色光源101R的照明操作和用于液晶面板部118到120的显示操作的时序图。

参考图6，一个帧包括第一子帧和第二子帧。在该实例中，第一子帧和第二子帧具有相同的长度。例如，帧频是60Hz，并且子帧频是120Hz。在一个帧中在第一子帧时段和第二子帧时段之间的比率能够被任意地设定。

在n帧中的第一子帧时段中，光源驱动器2使得蓝色光源101B进入打开状态中并且使得绿色光源101G进入关闭状态中，液晶驱动器3使得基于从输入视频信号获得的蓝色视频信号的图像显示在液晶面板部120上。在此情形中，液晶面板部120显示蓝色图像而液晶面板部118处于非显示状态中。

在n帧中的第二子帧时段中，光源驱动器2使得蓝色光源101B进入关闭状态中并且使得绿色光源101G进入打开状态中，并且液晶驱动器3使得基于从输入视频信号获得的绿色视频信号的图像显示在液晶面板部118和120中的每一个上。在此情形中，液晶面板部118和120每一个均显示绿色图像。

在n帧时段中，光源驱动器2使得红色光源101R进入打开状态中，并且液晶驱动器3使得基于从输入视频信号获得的红色视频信号的图像显示在液晶面板部119上。在此情形中，液晶面板部119显示红色图像。

在图6中示意的操作中，在n帧中的第一子帧时段中，蓝色图像显示在液晶面板部120上并且红色图像显示在液晶面板部119上。在随后的第二子帧时段中，红色图像显示在液晶面板部119上并且绿色图像显示在液晶面板部118上。相应地，因为人眼的积分效应，观察者能够在该n帧中观察到由在第一子帧时段中显示的蓝色和绿色图像和在第二子帧时段中显示的红色和绿色图像被组合而的产生的彩色图像。

在根据本示例性实施例的液晶投影仪中，来自红色光源101R的红色光被应用于液晶面板部119。来自绿色光源101G的绿色光被偏振束分离器121分离成p偏振光和s偏振光，并且绿色s偏振光被应用于液晶面板部118。绿色p偏振光被二向色镜124与来自蓝色光源101B的蓝色光（非偏振光）组合，并且组合的蓝色和绿色光在相同光路上被应用于液晶面板部120。

利用上述配置，光源侧光学扩展量的值不被增加。

而且，液晶面板部119和120被配置为使得在接收p偏振光时s偏振光出射，并且液晶面板部118被配置为使得在接收s偏振光时p偏振光出射。来自绿色光源101G的绿色s偏振光被应用于液晶面板部118，并且来自绿色光源101G的绿色p偏振光被应用于液晶面板部120。相应地，在液晶面板部118和120中，来自绿色光源101G的绿色光几乎不发生任何光损失。

同时，红色光源101R和蓝色光源101B每一个均发射非偏振光，并且因此，来自红色光源101R的红色光的大致一半的量和来自蓝色光源101B的蓝色光的大致一半的量分别地被液晶面板部119和120吸收或者反射。

然而，例如，红色LED、绿色LED和蓝色LED具有不同的输出特性，并且在当前的情况下，绿色LED具有最小的最大输出值并且红色LED具有第二最小的最大输出值。通常，红色LED和蓝色LED的输出范围是参考绿色LED的最大输出值设定的，并且因此，红色LED和蓝色LED每一个均具有特定的输出裕度。相应地，如果LED被用作光源，则考虑到在各个液晶面板中的光损失，红色光源101R和蓝色光源101B的输出增加，并且因此在某种程度上防止了红色和蓝色光的量的降低。

另外，与对于红色和蓝色亮度的改变相比，人眼对于绿色亮度的改变更加敏感，并且因此在用于绿色光源101G的液晶面板中的光损失的任何降低更加有效地确保明亮图像的投影。

根据本示例性实施例的上述液晶投影仪是本发明的一个实例，并且其配置能够被任意地改变。

例如，在图6中示意的光源驱动操作和液晶面板开/关操作中，能够利用正常电流的两倍以时分方式驱动绿色光源101G和蓝色光源101B。分别地，在绿色光源101G和蓝色光源101B在一个帧的时段中连续地处于打开状态中情形下，在此情形中来自绿色光源101G和蓝色光源101B的光的量与来自绿色光源101G和蓝色光源101B的光的量基本相同。

进而，如同红色光源101R那样，绿色光源101G和蓝色光源101B可以在一个帧的时段中处于打开状态中。在此情形中，液晶面板部120在该一个帧的时段中显示蓝色光和绿色光的图像作为基于蓝色视频信号的图像。

根据以上配置，绿色光源101G和蓝色光源101B能够连续地处于打开状态中，由此如与在图6中示意的操作中的图像相比较，确保明亮图像的投影。

而且，在本示例性实施例中，对于绿色光源101G，在不使用偏振光转换元件时，在液晶面板中的光损失减小，从而实现投影图像的亮度增加和成本的降低。

另外，与将多个光源用作绿色光源的模型相比较，仅设置一个绿色光源101G并且能够与减小的光源数目成比例地降低成本和尺寸。

（第二示例性实施例）

图7是示意是第二示例性实施例的液晶投影仪的配置的示意图。

除了添加偏振束分离器122、反射镜125以及透镜109和110，并且替代反射镜127而提供十字二向色镜123之外，在图7中示意的液晶投影仪具有与第一示例性实施例的配置相同的配置。在图7中，与第一示例性实施例的那些构件相同的构件提供有与第一示例性实施例的那些相同的附图标记，并且这里将省略其详细说明。

透镜104和偏振束分离器122被布置在来自红色光源101R的红色光的行进方向上。来自红色光源101R的红色光经由透镜104进入偏振束分离器122。

偏振束分离器122将入射光分离成在相互垂直的各自的方向上振动的第一线偏振光和第二线偏振光。这里，假设第一线偏振光是s偏振光并且第二线偏振光是p偏振光，并且偏振束分离器122具有反射s偏振光并且透射p偏振光的偏振光分离特性。

透镜110和109和十字二向色镜123被布置在由偏振束分离器122反射的红色s偏振光的行进方向上。偏振束分离器121和122被以下述方式设置，使得由偏振束分离器121反射的绿色s偏振光的中心光线对应于由偏振束分离器122反射的红色s偏振光的中心光线。

如在图8中所示意地，十字二向色镜123包括相互交叉（或者以直角交叉）的二向色膜123a和123b。

二向色膜123a具有反射红色s偏振光并且透射绿色s偏振光的特性。同时，二向色膜123b具有透射红色s偏振光并且反射绿色s偏振光的特性。

由偏振束分离器122反射的红色s偏振光经由透镜110和109进入十字二向色镜123中。由偏振束分离器121反射的绿色s偏振光经由透镜105和106进入十字二向色镜123中。

在十字二向色镜123中，来自偏振束分离器122的红色s偏振光被二向色膜123a反射并且来自偏振束分离器121的绿色s偏振光被二向色膜123b反射。被二向色膜123a反射的红色s偏振光和被二向色膜123b反射的绿色s偏振光在相同光路上经由透镜115而被应用于液晶面板部118。

透镜111和112和反射镜125被布置在已经通过偏振束分离器122的红色p偏振光的行进方向上。已经通过偏振束分离器122的红色p偏振光顺序地通过透镜111和112，并且以大致90°的角度被反射镜125反射。

由反射镜125反射的红色p偏振光经由透镜116而被应用于液晶面板部119。反射镜125可以是具有任何反射特性的镜子，只要这种镜子能够反射红色光。例如，反射镜125可以是沉积铝的镜子，或者可以是包括反射红色光并且透射或者吸收除了红色之外的颜色的光的介电多层膜的二向色镜。

接着，将描述根据本示例性实施例的液晶投影仪的操作。

根据本示例性实施例的液晶投影仪也包括具有下述配置的控制系统，该配置类似于在图5中示意的配置，但是不同于第一示例性实施例之处在于蓝色光源101B、绿色光源101G和红色光源101R被以时分方式置于打开状态中。

图9是用于描述蓝色光源101B、绿色光源101G和红色光源101R的开/关操作和液晶面板部118到120的显示操作的时序图。

参考图9，一个帧包括第一子帧和第二子帧。在该实例中，第一子帧和第二子帧具有相同的长度。例如，帧频是60Hz并且子帧频是120Hz。

在n帧中的第一子帧时段中，光源驱动器2使得蓝色光源101B和红色光源101R进入打开状态中并且使得绿色光源101G进入关闭状态中。然后，液晶驱动器3使得基于从输入视频信号获得的蓝色视频信号的图像显示在液晶面板部120上并且使得基于从输入视频信号获得的红色视频信号的图像显示在液晶面板部118和119上。在此情形中，液晶面板部118和119显示红色图像并且液晶面板部120显示蓝色图像。

在n帧中的第二子帧时段中，光源驱动器2使得蓝色光源101B和红色光源101R进入关闭状态中并且使得绿色光源101G进入打开状态中。然后，液晶驱动器3使得基于从输入视频信号获得的绿色视频信号的图像显示在液晶面板部118和120中的每一个上。在此情形中，液晶面板部118和120每一个均显示绿色图像，但是液晶面板部119不提供任何显示。

在图9中示意的操作中，在n帧中的第一子帧时段中，蓝色图像显示在液晶面板部120上并且红色图像显示在液晶面板部118和119上。在随后的第二子帧时段中，绿色图像显示在液晶面板部118和120上。相应地，因为人眼的积分效应，观察者能够在该n帧中观察到由在第一子帧时段中显示的蓝色和红色图像和在第二子帧时段中显示的绿色图像被组合而产生的彩色图像。

在根据本示例性实施例的液晶投影仪中，如在第一示例性实施例中，来自绿色光源101G的绿色光被偏振束分离器121分离成p偏振光和s偏振光，并且绿色s偏振光被应用于液晶面板部118。绿色p偏振光被二向色镜124与来自蓝色光源101B的蓝色光（非偏振光）组合，并且组合的蓝色和绿色光在相同光路上被应用于液晶面板部120。

而且，来自红色光源101R的红色光被偏振束分离器122分离成p偏振光和s偏振光，并且红色p偏振光被应用于液晶面板部119。红色s偏振光被十字二向色镜123与来自绿色光源101G的绿色光组合，并且组合的红色和绿色光在相同光路上被应用于液晶面板部118。

利用以上配置，光源侧光学扩展量的值不被增加。

而且，如在第一示例性实施例中，来自绿色光源101G的绿色s偏振光被应用于液晶面板部118，并且来自绿色光源101G的绿色p偏振光被应用于液晶面板部120，并且因此，在液晶面板部118和120中来自绿色光源101G的绿色光几乎不发生任何光损失。

另外，来自红色光源101R的红色s偏振光被应用于液晶面板部118并且来自红色光源101R的红色p偏振光被应用于液晶面板部119，并且因此，在液晶面板部118和119中来自红色光源101R的红色光几乎不发生任何光损失。

红色光源101R和绿色光源101G的最大输出值小于蓝色光源101B的最大输出值。相应地，每一个具有小于蓝色光源101B的值的最大输出值的红色光源101R和绿色光源1G的光利用效率被增强，因此使得能够投影具有优良颜色再现性特征的图像。

以上实施例的其它效果如在第一示例性实施例中的描述。

而且，在本示例性实施例中，能够实现在第一示例性实施例中描述的改变。

（另一个示例性实施例）

在根据第一或者第二示例性实施例的上述液晶投影仪中，在红色光源101R、绿色光源101G和蓝色光源101B当中的至少一个光源可以是使用荧光体的光源。

图10示意根据另一个示例性实施例的液晶投影仪的配置。

除了替代绿色光源101G而设置绿色光源201G，在图10中示意的液晶投影仪具有与第一示例性实施例的相同的配置。在图10中，与第一示例性实施例的那些构件相同的构件提供有与第一示例性实施例的那些相同的附图标记，并且这里将省略其详细说明。

图11示意荧光体轮302，并且图12示意包括荧光体轮302的绿色光源201G的配置。

如在图11和12中所示意地，荧光体轮302包括盘状基板，并且该基板的面涂覆有在被激发光激发时发射绿色荧光的荧光体。该基板包括透射激发光的材料。

荧光体轮302的中央部分被马达303的输出轴保持，从而使得荧光体轮302能够被马达303旋转。

在荧光体轮302的、与涂覆有荧光体的面相反的一侧上，布置激发光源301。当在荧光体轮302正被旋转的同时启动激发光源301时，从荧光体轮302的荧光体面发射绿色荧光。

本示例性实施例也提供类似于第一示例性实施例的那些的效果。

Claims (6)

1.一种液晶投影仪，包括：

第一到第三液晶面板部，所述第一到第三液晶面板部每一个空间地调制入射光以显示图像；

第一照明部，所述第一照明部包括红色光源，所述红色光源发射具有在红色波长带中的峰值波长的红色光，从所述红色光源发射的所述红色光被应用于所述第一液晶面板部；

第二照明部，所述第二照明部包括绿色光源和蓝色光源，所述绿色光源发射具有在绿色波长带中的峰值波长的绿色光，所述蓝色光源发射具有在蓝色波长带中的峰值波长的蓝色光，从所述绿色光源发射的所述绿色光被分离成第一线偏振光和第二线偏振光，所述第一线偏振光和所述第二线偏振光的振动方向相互垂直，所述第一线偏振光被应用于所述第二液晶面板部，所述第二线偏振光和从所述蓝色光源发射的所述蓝色光被应用于所述第三液晶面板部；

偏振光颜色组合部，所述偏振光颜色组合部组合在所述第一到第三液晶面板部上显示的图像；

投影透镜，所述投影透镜投影由在所述偏振光颜色组合部中的组合得到的组合图像光；和

控制单元，所述控制单元基于输入视频信号控制所述红色光源、所述绿色光源和所述蓝色光源的开/关状态以在所述第一到第三液晶面板部上显示各自的图像，

其中，所述控制单元

在预定时段中启动所述红色光源以在所述第一液晶面板部上显示红色图像，并且

在第一时段中启动所述蓝色光源以在所述第三液晶面板部上显示蓝色图像，并且在第二时段中启动所述绿色光源以在所述第二和第三液晶面板部中的每一个上显示绿色图像，所述预定时段被以预定比率划分为所述第一和第二时段。

2.根据权利要求1所述的液晶投影仪，

其中，所述第一到第三液晶面板部每一个均根据所述第一或者第二线偏振光供应图像；并且

其中，所述偏振光颜色组合部包括：

出射面；

第一入射面，从所述第一液晶面板部出射的所述红色光被应用到所述第一入射面；

第二入射面，从所述第二液晶面板部出射的所述绿色光的所述第二线偏振光被应用到所述第二入射面；

第三入射面，从所述第三液晶面板部出射的所述绿色光的所述第一线偏振光和所述蓝色光被应用到所述第三入射面；

第一反射性面，所述第一反射性面反射从所述第一入射面进入的所述红色光以使得所述红色光从所述出射面出射，透射从所述第二入射面进入的所述绿色光的所述第二线偏振光以使得所述绿色光的所述第二线偏振光从所述出射面出射，并且透射从所述第三入射面进入的所述绿色光的所述第一线偏振光和所述蓝色光以使得所述绿色光的所述第一线偏振光和所述蓝色光从所述出射面出射；和

第二反射性面，所述第二反射性面反射从所述第三入射面进入的所述绿色光的所述第一线偏振光和所述蓝色光以使得所述绿色光的所述第一线偏振光和所述蓝色光从所述出射面出射，透射从所述第二入射面进入的所述绿色光的所述第二线偏振光以使得所述绿色光的所述第二线偏振光从所述出射面出射，并且透射从所述第一入射面进入的所述红色光以使得所述红色光从所述出射面出射。

3.根据权利要求1所述的液晶投影仪，其中，在所述红色光源、所述绿色光源和所述蓝色光源当中的至少一个光源包括发射激发光的激发光源和在受到所述激发光激发时发射荧光的荧光体。

4.一种液晶投影仪，包括：

红色光源，所述红色光源发射具有在红色波长带中的峰值波长的红色光；

绿色光源，所述绿色光源发射具有在绿色波长带中的峰值波长的绿色光；

蓝色光源，所述蓝色光源发射具有在蓝色波长带中的峰值波长的蓝色光；

第一偏振/分离部，所述第一偏振/分离部将从所述红色光源发射的所述红色光分离成第一线偏振光和第二线偏振光，所述第一线偏振光和所述第二线偏振光的振动方向相互垂直；

第二偏振/分离部，所述第二偏振/分离部将从所述绿色光源发射的所述绿色光分离成所述第一线偏振光和所述第二线偏振光；

第一颜色组合部，所述第一颜色组合部接收所述红色光的所述第一线偏振光和所述绿色光的所述第一线偏振光作为入射光，并且在相同光路上输出所入射的红色光和所入射的绿色光；

第二颜色组合部，所述第二颜色组合部接收所述绿色光的所述第二线偏振光和从所述蓝色光源输出的所述蓝色光作为入射光，并且在相同光路上输出所入射的绿色光和所入射的蓝色光；

第一液晶面板部，所述第一液晶面板部空间地调制所述红色光的所述第二线偏振光以显示图像；

第二液晶面板部，所述第二液晶面板部空间地调制从所述第一颜色组合部出射的所述红色光和所述绿色光以显示图像；

第三液晶面板部，所述第三液晶面板部空间地调制从所述第二颜色组合部出射的所述绿色光和所述蓝色光以显示图像；

偏振光颜色组合部，所述偏振光颜色组合部组合在所述第一到第三液晶面板部上显示的图像；

投影透镜，所述投影透镜投影由在所述偏振光颜色组合部中的组合得到的组合图像光；和

控制单元，所述控制单元基于输入视频信号控制所述红色光源、所述绿色光源和所述蓝色光源的开/关状态以在所述第一到第三液晶面板部上显示各自的图像，其中，所述控制单元在第一时段中启动所述蓝色光源以在所述第三液晶面板部上显示蓝色图像并启动所述红色光源以在所述第一和第二液晶面板部中的每一个上显示红色图像，并且在第二时段中启动所述绿色光源以在所述第二和第三液晶面板部中的每一个上显示绿色图像。

5.根据权利要求4所述的液晶投影仪，

其中，所述第一到第三液晶面板部每一个均根据所述第一或者第二线偏振光供应图像；并且

其中，所述偏振光颜色组合部包括：

出射面；

第一入射面，从所述第一液晶面板部出射的所述红色光的所述第一线偏振光被应用到所述第一入射面；

第二入射面，从所述第二液晶面板部出射的所述红色和绿色光的所述第二线偏振光被应用到所述第二入射面；

第三入射面，从所述第三液晶面板部出射的所述绿色光的所述第一线偏振光和所述蓝色光被应用到所述第三入射面；

第一反射性面，所述第一反射性面反射从所述第一入射面进入的所述红色光的所述第一线偏振光以使得所述红色光的所述第一线偏振光从所述出射面出射，透射从所述第二入射面进入的所述红色和绿色光的所述第二线偏振光以使得所述红色和绿色光的所述第二线偏振光从所述出射面出射，并且透射从所述第三入射面进入的所述绿色光的所述第一线偏振光和所述蓝色光以使得所述绿色光的所述第一线偏振光和所述蓝色光从所述出射面出射；和

第二反射性面，所述第二反射性面反射从所述第三入射面进入的所述绿色光的所述第一线偏振光和所述蓝色光以使得所述绿色光的所述第一线偏振光和所述蓝色光从所述出射面出射，透射从所述第二入射面进入的所述红色和绿色光的所述第二线偏振光以使得所述红色和绿色光的所述第二线偏振光从所述出射面出射，并且透射从所述第一入射面进入的所述红色光的所述第一线偏振光以使得所述红色光的所述第一线偏振光从所述出射面出射。

6.根据权利要求4所述的液晶投影仪，其中，在所述红色光源、所述绿色光源和所述蓝色光源当中的至少一个光源包括发射激发光的激发光源和在受到所述激发光激发时发射荧光的荧光体。