CN1110719C - 投写式图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
通过色光合成装置遮断返回到液晶光调制器方向的色光,遮断从液晶光调制器的背面侧入射的色光,防止液晶光调制器产生错误动作,以便能获得鲜明亮丽的图像。
Description
技术领域
本发明涉及将来自光源的白色光束分解成红、蓝、绿三个色光束,通过光调制器分别光学调制各个色光束,然后再合成经光学调制后的各种颜色的调制光束,并在屏幕上放大投写图像的投写式显示装置。
背景技术
进一步详细言之,本发明是涉及在这样的投写式显示装置的光学系统中,用于防止构成色光合成装置的分光棱镜的光串挠等的构造。
投写式显示装置基本上具有:光源;把由光源发出的白色光分离成3原色的各个色光束的色光分离装置;光学调制所分离的各种颜色光束的3个液晶光调制器;合成经由这些液晶光调制器光学调制过的各种颜色调制光束的色光合成装置;将合成的调制光束放大投射到屏幕上的投影透镜。
图8所示是过去的投写式显示装置的基本构成概念图。
参照图8我们说明至图像被放大投射到屏幕上的操作。
从光源部201射出的自然光经由由第一积分仪202a、反射镜207以及第二积分仪202b组成的照明光学系统,射向透过蓝光、反射绿和红光的第一分光反射镜203。
透过上述第一分光反射镜203的蓝光被反射镜207B反射,再由场透镜205B聚光到达调制装置100B。另一方面,绿光及红光中的绿光受到反射绿光、透过红光的第二分光反射镜204反射,经由场透镜205G聚光到达调制装置100G。
进而,红光透过第二分光反射镜204后,通过第一中继透镜206a、反射镜207R、第二中继透镜206b、反射镜207R,再由场透镜205R聚光到达调制装置100R。
在这里,利用调制装置100B、100G以及100R把根据对应各种颜色的映像信号进行调制的色光入射到分光棱镜105。
此处,图7进一步详细示出了图8所示的调制装置及色光合成装置。
作为色光合成装置,一般使用上述分光棱镜105,该分光棱镜105通过相互粘合4个同一形状的三角棱镜而成。
进而,在X形状的粘合面上形成有具有规定颜色的选择反射特性(或选择透过特性)的介质膜等反射层,并具有蓝光反射面1051B及红光反射面1051R。
由入射侧偏振片107、液晶光调制器101以及出射侧偏振片102构成的调制装置100B、100G及100R将根据对应各种颜色的映像信号进行调制的色光利用上述分光棱镜105(色合成装置)进行色光合成,再经由作为投写光学装置的投影透镜106投射到屏幕(没有图示)上。
这里,透过各个调制装置100B、100G、100R的各种颜色的调制光束或透过分光棱镜105、或被构成X形状反射面的蓝光反射面1051B或红光反射面1051R反射,并出射到投射透镜106侧。
但是,有时会有一些光没有被构成X形状反射面的蓝光反射面1051B或红光反射面1051R反射而是透了过去,到达以挟持分光棱镜105的状态相对而构成的调制装置100B、100R的液晶光调制器101的背面。
例如,有时蓝色的调制光束透过分光棱镜105的蓝光反射面1051B由红色光束的入射面105R出射,入射到红光用的调制装置100R的液晶光调制器101的背面。
另外,同样地,有时红色的调制光束透过分光棱镜105的红光反射面1051R由蓝色光束的入射面105B出射,入射到蓝光用的调制装置100B的液晶光调制器101的背面。
进而,有时绿色的调制光束也在分光棱镜105的红光反射面1051R或蓝光反射面1051B被反射一些光,并入射到红光用的调制装置100R的液晶光调制器101的背面及蓝光用的调制装置100B的液晶光调制器101的背面。
象这样,在光线由液晶光调制器101的背面侧入射到液晶光调制器101上时,将产生液晶光调制器错误动作等不良影响。
象上述这样,从其它颜色用调制装置出射的光线作为来自分光棱镜105的泄漏光入射到液晶光调制器101的背面,并由此使液晶光调制器101受到不良影响的现象是第一个问题,特别是由作为短波长光的蓝光产生的影响更大。
另外,有时透过各颜色用调制装置的红、蓝、绿各个调制光束还在各个分光棱镜的入射面105B、105G、105R以及出射侧偏振片表面102S被反射掉一些,并作为返回光从背面入射到各个液晶光调制器101的背面。
这样的返回光也是使液晶光调制器产生如在第一问题所示的那样的错误动作的原因之一,这是第二个问题。
针对这些问题,过去,如特开平8-184797号公报中的那样,曾提案在色合成装置和调制装置之间设置吸收型滤光片。
但是,吸收型滤光片在分光特性设定上自由度少,且利用色光不能彻底防止有害光。
还有,当形成大致可以完全防止有害光的构成时,又存在可利用的色光的透过率降低的问题。
发明内容
本发明的课题即在于提案具备可以消除上述所示那样问题的光学系统的投写式图像显示装置。
本发明提供一种投写式图像显示装置,该装置具有:在一个方向上出射白色光的光源部;把由上述光源发出的白色光分离成红色光、蓝色光及绿色光3个色光的色光分离装置;具有调制包含于来自上述色光分离装置的光束中的偏振光并制成图像的光调制器的调制装置;合成用上述调制装置调制后的调制光束的色光合成装置;将利用上述色光合成装置得到的合成光束投射到屏幕上的投写光学装置,其特征在于:把选择性透过来自上述调制装置的上述色光、且具有选择性反射特性的分光滤光片和λ/4波长片两者,设置在位于上述红色光、上述蓝色光以及上述绿色光3个色光中至少一个色光光路上的上述调制装置和上述色光合成装置之间,上述λ/4波长片具有多个λ/4波长片;上述多个λ/4波长片中的第一λ/4波长片被设置在上述分光滤光片和上述调制装置之间;上述多个λ/4波长片中的第二λ/4波长片被设置在上述分光滤光片和上述色光合成装置之间;偏振光方向变换装置被设置在上述第二λ/4波长片和上述色光合成装置之间。
本发明还提供一种投写式图像显示装置,该装置具有:在一个方向上出射白色光的光源部;把由上述光源发出的白色光分离成红色光、蓝色光及绿色光3个色光的色光分离装置;具有调制包含于来自上述色光分离装置的光束中的偏振光并制成图像的光调制器的调制装置;合成用上述调制装置调制后的调制光束的色光合成装置;将利用上述色光合成装置得到的合成光束投射到屏幕上的投写光学装置,其特征在于:把选择性透过来自上述调制装置的上述色光、且具有选择性反射特性的分光滤光片和λ/4波长片两者,设置在位于上述红色光、上述蓝色光以及上述绿色光3个色光中至少一个色光光路上的上述调制装置和上述色光合成装置之间,偏振片设置在上述调制装置的光出射侧;上述λ/4波长片具有多个λ/4波长片;上述多个λ/4波长片中的第一λ/4波长片被设置在上述分光滤光片和上述调制装置之间;上述多个λ/4波长片中的第二λ/4波长片被设置在上述分光滤光片和上述色光合成装置之间;偏振光方向变换装置被设置在上述第二λ/4波长片和上述色光合成装置之间。
本发明还提供一种投写式图像显示装置,该装置具有:在一个方向上出射白色光的光源部;把由上述光源发出的白色光分离成红色光、蓝色光及绿色光3个色光的色光分离装置;具有调制包含于来自上述色光分离装置的光束中的偏振光并制成图像的光调制器的调制装置;合成用上述调制装置调制后的调制光束的色光合成装置;将利用上述色光合成装置得到的合成光束投射到屏幕上的投写光学装置,其特征在于:把选择性透过来自上述调制装置的上述色光、且具有选择性反射特性的分光滤光片和λ/4波长片两者,设置在位于上述红色光、上述蓝色光以及上述绿色光3个色光中至少一个色光光路上的上述调制装置和上述色光合成装置之间,偏振片被设置在上述调制装置的光出射侧; 上述λ/4波长片具有多个λ/4波长片;上述多个λ/4波长片中的第一λ/4波长片被设置在上述分光滤光片和上述调制装置之间;偏振光方向变换装置与上述色光合成装置紧密接触,并被设置在上述分光滤光片和上述色光合成装置之间。上述多个λ/4波长片中的第二λ/4波长片被设置在上述分光滤光片和上述色光合成装置之间。
利用该构成,可以防止必须由色光合成装置反射的色光透过,进而,还可以防止必须由色光合成装置透过的色光反射。由此,可以遮断经由色光合成装置返回到液晶光调制器方向的色光。
因此,可以遮断从液晶光调制器的背面侧入射的色光,并防止液晶光调制器产生的错误动作。
其结果,可以获得鲜明亮丽的图像。
附图说明
图1所示是本发明的投写式图像显示装置实施形态1的构成图。
图2所示是本发明的投写式图像显示装置实施形态2的构成图。
图3所示是本发明的投写式图像显示装置实施形态3的构成图。
图4所示是本发明的投写式图像显示装置实施形态4的构成图。
图5所示是本发明的投写式图像显示装置实施形态5的构成图。
图6所示是本发明的投写式图像显示装置实施形态6的构成图。
图7所示是过去的投写式图像显示装置的调制装置及色合成装置的详细图。
图8所示是过去的投写式图像显示装置基本构成的概念图。
具体实施方式
本发明的投写式图像显示装置具有:
在一个方向上出射白色光的光源部;
把由上述光源发出的白色光分离成红色光、蓝色光及绿色光3个色光的色光分离装置;
具有调制包含于来自上述色光分离装置的光束中的偏振光并作成图像的液晶光调制器的调制装置;
合成利用上述调制装置调制后的调制光束的色光合成装置;
将利用上述色光合成装置得到的合成光束投射到屏幕上的投写光学系统。
并把选择性透过来自上述调制装置的上述色光且具有选择反射特性的分光滤光片和λ/4波长片两者设置在位于上述红色光、上述蓝色光以及上述绿色光3个色光中至少一个色光光路上的上述调制装置和上述色光合成装置之间。
本发明之其它投写式图像显示装置是在上述构成中:
把选择性透过来自上述调制装置的上述色光且具有选择反射特性的分光滤光片设置在位于上述红色光、上述蓝色光以及上述绿色光3个色光中
Claims (15)
1.一种投写式图像显示装置,该装置具有:在一个方向上出射白色光的光源部;把由上述光源发出的白色光分离成红色光、蓝色光及绿色光3个色光的色光分离装置;具有调制包含于来自上述色光分离装置的光束中的偏振光并制成图像的光调制器的调制装置;合成用上述调制装置调制后的调制光束的色光合成装置;将利用上述色光合成装置得到的合成光束投射到屏幕上的投写光学装置,其特征在于:
把选择性透过来自上述调制装置的上述色光、且具有选择性反射特性的分光滤光片和λ/4波长片两者,设置在位于上述红色光、上述蓝色光以及上述绿色光3个色光中至少一个色光光路上的上述调制装置和上述色光合成装置之间,
上述λ/4波长片具有多个λ/4波长片;
上述多个λ/4波长片中的第一λ/4波长片被设置在上述分光滤光片和上述调制装置之间;
上述多个λ/4波长片中的第二λ/4波长片被设置在上述分光滤光片和上述色光合成装置之间;
偏振光方向变换装置被设置在上述第二λ/4波长片和上述色光合成装置之间。
2.权利要求1所记载的投写式图像显示装置,其特征在于:
上述第一λ/4波长片与上述分光滤光片的表面紧密接触;
上述第二λ/4波长片与上述分光滤光片的其它面紧密接触。
3.权利要求1所记载的投写式图像显示装置,其特征在于:
上述偏振光方向变换装置与上述第二λ/4波长片紧密接触。
4.权利要求1所记载的投写式图像显示装置,其特征在于:
上述第一λ/4波长片与上述分光滤光片的表面紧密接触;
上述第二λ/4波长片与上述分光滤光片的其它面紧密接触。
上述偏振光方向变换装置与上述第二λ/4波长片紧密接触。
5.权利要求1所记载的投写式图像显示装置,其特征在于:
上述偏振光方向变换装置是λ/2波长片。
6.一种投写式图像显示装置,该装置具有:在一个方向上出射白色光的光源部;把由上述光源发出的白色光分离成红色光、蓝色光及绿色光3个色光的色光分离装置;具有调制包含于来自上述色光分离装置的光束中的偏振光并制成图像的光调制器的调制装置;合成用上述调制装置调制后的调制光束的色光合成装置;将利用上述色光合成装置得到的合成光束投射到屏幕上的投写光学装置,其特征在于:
把选择性透过来自上述调制装置的上述色光、且具有选择性反射特性的分光滤光片和λ/4波长片两者,设置在位于上述红色光、上述蓝色光以及上述绿色光3个色光中至少一个色光光路上的上述调制装置和上述色光合成装置之间,
偏振片设置在上述调制装置的光出射侧;
上述λ/4波长片具有多个λ/4波长片;
上述多个λ/4波长片中的第一λ/4波长片被设置在上述分光滤光片和上述调制装置之间;
上述多个λ/4波长片中的第二λ/4波长片被设置在上述分光滤光片和上述色光合成装置之间;
偏振光方向变换装置被设置在上述第二λ/4波长片和上述色光合成装置之间。
7.权利要求6所记载的投写式图像显示装置,其特征在于:
上述第一λ/4波长片与上述偏振片紧密接触;
上述第二λ/4波长片与上述分光滤光片紧密接触。
8.权利要求7所记载的投写式图像显示装置,其特征在于:
上述偏振光方向变换装置与上述第二λ/4波长片紧密接触。
9.权利要求6所记载的投写式图像显示装置,其特征在于:
上述偏振光方向变换装置是λ/2波长片。
10.一种投写式图像显示装置,该装置具有:在一个方向上出射白色光的光源部;把由上述光源发出的白色光分离成红色光、蓝色光及绿色光3个色光的色光分离装置;具有调制包含于来自上述色光分离装置的光束中的偏振光并制成图像的光调制器的调制装置;合成用上述调制装置调制后的调制光束的色光合成装置;将利用上述色光合成装置得到的合成光束投射到屏幕上的投写光学装置,其特征在于:
把选择性透过来自上述调制装置的上述色光、且具有选择性反射特性的分光滤光片和λ/4波长片两者,设置在位于上述红色光、上述蓝色光以及上述绿色光3个色光中至少一个色光光路上的上述调制装置和上述色光合成装置之间,
偏振片被设置在上述调制装置的光出射侧;
上述λ/4波长片具有多个λ/4波长片;
上述多个λ/4波长片中的第一λ/4波长片被设置在上述分光滤光片和上述调制装置之间;
偏振光方向变换装置与上述色光合成装置紧密接触,并被设置在上述分光滤光片和上述色光合成装置之间。
上述多个λ/4波长片中的第二λ/4波长片被设置在上述分光滤光片和上述色光合成装置之间。
11.权利要求10所记载的投写式图像显示装置,其特征在于:
上述第一λ/4波长片与上述偏振片紧密接触;
上述第二λ/4波长片与上述偏振光方向变换装置紧密接触。
12.权利要求10所记载的投写式图像显示装置,其特征在于:
上述偏振光方向变换装置是λ/2波长片。
13.权利要求1、6及10任一项所记载的投写式图像显示装置,其特征在于:
把上述第一λ/4波长片和上述第二λ/4波长片合在一起构成的2个λ/4波长片具有作为一个第二λ/2波长片的功能。
14.权利要求1所记载的投写式图像显示装置,其特征在于:
上述光调制器包括具有光透过及光遮断功能的液晶材料。
15.权利要求1所记载的投写式图像显示装置,其特征在于:
上述色光合成装置具有多个棱镜,并具有透过上述红色光、上述蓝色光以及上述绿色光至少之一的色光、反射至少其它一个色光的功能。
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