CN111902771B - 图像显示装置和图像显示单元 - Google Patents

Abstract

在目的为显示高质量图像的情况下，提供了一种图像显示装置(100)，按照如下顺序包括：在用于发射图像光的光调制元件(132R、132G或132B)和用于透射图像的透射单元(140)之间的偏振器(134R，134G或134B)、偏振转换元件(136)和1/4波片(137)。偏振器(134R，134G或134B)透射具有预定偏振方向的线性偏振光。偏振转换元件(136)转换通过偏振器(134R，134G或134B)透射的线性偏振光的偏振状态并发射结果为非偏振光发射的光。1/4波片(137)设置在从偏振转换元件(136)发射的非偏振光的光路上。

Description

图像显示装置和图像显示单元

技术领域

本技术涉及图像显示装置和图像显示单元。

背景技术

在相关技术中，诸如投影仪之类的图像显示装置被广泛使用。在专利文献1所述的投影装置中，在颜色合成棱镜的合成光的发射侧、投射透镜的入射侧之间，布置有能够使所有RGB的投射光均匀且全向地非偏振的偏振转换部。这使得可以完全消除3D图像的颜色不均匀而不使3D眼镜倾斜，并且可以消除在3D眼镜倾斜的情况下3D图像的颜色不均匀和亮度下降。结果，使得显著提高3D图像质量成为可能(参见专利文献1，说明书第[0154]、[0155]段，图20，等等)。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利特开2013-113984号公报

发明内容

技术问题

因此，需要一种能够显示高质量图像的技术。

鉴于以上情况，本技术的目的是提供一种能够显示高质量图像的图像显示装置和图像显示单元。

问题的解决方案

为了实现以上目的，根据本技术的实施例的图像显示装置包括偏振器、偏振转换元件和1/4波片。

偏振器使得透射具有预定偏振方向的线性偏振光。

偏振转换元件转换通过所述偏振器透射的线性偏振光的偏振状态，并作为非偏振状态的光来发射光。

1/4波片布置在从所述偏振转换元件发射的非偏振状态的光的光路上。

在该图像显示装置中，透射通过偏振器的线性偏振光被转换为非偏振状态的光。1/4波片布置在非偏振状态的光的光路上。因此，变得可以防止在光路的相反方向上传播的非偏振状态的光的反射分量再次被偏振器反射。结果，使得显示高质量的图像成为可能。

图像显示装置还可包括：光调制元件，所述光调制元件调制入射光并发射图像光；以及投射部分，所述投射部分投射所述图像光。在这种情况下，所述偏振器可以布置在从所述光调制元件发射的所述图像光的光路上。此外，所述1/4波片可以布置在所述偏振转换元件和所述投射部分之间。

偏振转换元件可具有光轴。在这种情况下，1/4波片可被布置为使得1/4波片的光轴的方向对应于偏振转换元件的光轴的方向。

1/4波片可被布置为使得1/4波片的光轴的方向与偏振转换元件的光轴的方向之间的角度差基本为45度。

偏振器可具有透射轴，并且可被布置为使得偏振器的透射轴的方向对应于偏振转换元件的光轴的方向。

偏振器可被布置为使得偏振器的透射轴的方向与偏振转换元件的光轴的方向之间的角度差基本为45度。

偏振转换元件可以由单轴晶体材料或单轴有机材料形成。

偏振器可以是偏振片。

根据本技术的实施例的图像显示单元包括偏振器、偏振转换元件和1/4波片。

图像显示单元还可包括光调制元件，其调制入射光并发射图像光。在这种情况下，偏振器可被布置在从光调制元件发射的图像光的光路上。

发明的有利效果

如上所述，根据本技术，使得显示高质量的图像成为可能。注意，这里描述的效果不一定是限制性的，并且本公开中描述的任何效果都可被提供。

附图说明

[图1]图1是示出根据本技术的实施例的图像显示装置的配置示例的示意图。

[图2]图2是用于说明偏振加扰器的偏振特性的图。

[图3]图3是用于说明偏振加扰器与1/4波片之间的布置关系的图。

[图4]图4是主要示出从反射式光调制元件到投射光学系统的光路的图。

[图5]图5是用于说明通过从反射式光调制元件到投射光学系统的光路行进的图像光的偏振特性的图。

[图6]图6是用于说明在从反射式光调制元件到投射光学系统的光路上往复运动的反射分量的偏振特性的示意图。

[图7]图7是示出作为比较示例的图像显示装置的配置示例的图。

[图8]图8是示出图像生成部分的其他配置示例的示意图。

[图9]图9是示出图像生成部分的其他配置示例的示意图。

[图10]图10是示出图像生成部分的其他配置示例的示意图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本技术的实施例。

[图像显示装置]

图1是示出根据本技术的实施例的图像显示装置的配置示例的示意图。图像显示装置100用作用于例如演示或数字影院的投影仪。下面描述的本技术还适用于用于其他应用的图像显示装置。

图像显示装置100包括光源部分101、照明光学系统110、图像生成部分130和投射光学系统140。

光源部分101生成白光W并将其发射到照明光学系统110。在光源部分101中，例如，布置有诸如LED(发光二极管)和LD(激光二极管)之类的固态光源、汞灯和氙气灯。

例如，可以使用能够发射RGB中的每个颜色的光的RGB固态光源，并且可以合成所发射的光以生成白光W。或者，可以布置发射蓝色波段的光的固态光源，以及被蓝光激发并发射黄色荧光的磷光体。在这种情况下，合成蓝光和黄光以发射白光W。

照明光学系统110包括：积分器元件111，偏振转换元件112，偏振元件113和114，聚光透镜115，十字形分色镜116，反射镜117和118，分色镜119，以及替续透镜(relay lense)120、121和122。

积分器元件111包括第一复眼透镜111a和第二复眼透镜111b。通过第一复眼透镜111a和第二复眼透镜111b透射白光W，并且白光W的亮度不均匀被减小。

偏振转换元件112具有使通过积分器元件111入射的白光W的偏振状态对准的功能。作为偏振转换元件112，可以使用诸如PS转换器之类的任何光学元件。穿过偏振转换元件112的白光W通过聚光透镜115发射到十字形分色镜116。

十字形分色镜116将从聚光透镜115发射的白光W分离为长波长侧的红光R以及短波长侧的绿光G和蓝光B。由十字形分色镜116分离的红光R被反射镜117反射并入射在偏振元件113上。具有由偏振元件113对准的偏振状态的红光R通过替续透镜120发射到图像生成部分130。作为偏振元件113，可以使用诸如偏振片之类的任何光学元件。

由十字形分色镜116分离的绿光G和蓝光B被反射镜118反射并入射在偏振元件114上。具有由偏振元件114对准的偏振状态的绿光G和蓝光B被分色镜119分离为长波长侧的绿光G和短波长侧的蓝光B。

由分色镜119分离的绿光G经由替续透镜121发射到图像生成部分130。由分色镜119分开的蓝光B通过替续透镜122发射到图像生成部分130。

图像生成部分130包括针对RGB中的每种颜色布置的反射式偏振元件131(131R，131G，131B)、反射式光调制元件132(132R，132G，132B)、波长片133(133R，133G，133B)以及偏振片134(134R，134G，134B)。图像生成部分130包括颜色合成棱镜135、偏振加扰器136和1/4波片137。

反射式偏振元件131是线栅偏振器。在本实施例中，从图1所示的替续透镜120至122中的每一个发射RGB的每个光，以便相对于反射式偏振元件131的光学平面进行P偏振。

反射式偏振元件131R向波长片133R发射红光R的P偏振分量。波长片133R用作用于补偿黑色亮度的浮动的补偿片，使得使入射的红光R的偏振方向旋转，并将红光R输出到反射式光调制元件132R。适当地设置偏振方向的旋转角度，以使得投射具有高精度的图像。

反射式光调制元件132R基于与从外部供应的红光R相对应的图像信号来对入射的红光R进行调制和反射。调制后的红光R作为构成红色图像的图像光(以下使用相同的附图标记称为图像光R)而被发射。作为反射式光调制元件132R，通常使用反射式液晶面板，但是不限于此。

从反射式光调制元件132R发射的图像光R经由波长片133R入射在反射式偏振元件131R上。图像光R的S偏振分量被光学表面反射并且入射在布置在图像光R的光路上的偏振片134R上。

偏振片134R使图像光R的偏振状态对准并削减不必要的光。在本实施例中，具有与偏振片134R的透射轴(偏振轴)平行的偏振方向的线性偏振光透射通过偏振片134R并被发射。从偏振片134R发射的图像光R发射到颜色合成棱镜135。

类似地，绿光G和蓝光B被反射式光调制元件132G和132B调制，并且作为构成绿色图像的图像光G和构成蓝色图像的图像光B而被发射。图像光G和B被反射式偏振元件131G和131B反射，并且入射在分别布置在图像光G和B的光路上的偏振片134G和134B上。图像光G和B作为线性偏振光而被发射到颜色合成棱镜135，每个线性偏振光具有与偏振片134G和134B中的每个偏振片的透射轴平行的偏振方向。

在本实施例中，无机偏振片用作偏振片134(134R，134G，134B)。应当认识到其不限于此，并且可以使用具有任意结构的偏振片。

在本实施例中，反射式光调制元件132(132R，132G，132B)对应于调制入射光并发射图像光的光调制元件。偏振片134(134R，134G和134B)对应于使得透射具有预定偏振方向的线性偏振光的偏振器。作为偏振器，可能存在使用除偏振片以外的光学元件的情况。

例如，通过将多个玻璃棱镜(具有基本相同形状的四个直角等腰棱镜)结合而形成颜色合成棱镜135。在每个玻璃棱镜的结合面上形成具有预定光学特性的两个干涉膜。第一干涉膜反射蓝光B并使得透射红光R和绿光G。第二干涉膜反射红光R并使得透射蓝光B和绿光G。

图像光R和B被结合面反射，并且图像光G透射通过结合面。结果，在同一光路上合成了图像RGB，并且生成了构成彩色图像的图像光10。图像光10被发射到偏振加扰器136。

偏振加扰器136转换入射光的偏振状态，并且作为非偏振状态的光来发射该光。在本实施例中，通过穿过偏振片134R、134G和134B而合成的图像光10(图像光R、G、B)的偏振状态被转换，并且作为非偏振状态的光而被发射。

非偏振状态的光是未被偏振的光，并且包括例如自然光等。在非偏振状态的光中还包括具有在所有方向上基本均匀分布的偏振方向的光。在非偏振状态的光中还包括包括各种偏振状态的光。在非偏振状态的光中还包括包括多个光的光，这多个光具有强度基本相等并且偏振方向彼此不同的偏振分量。

图2是用于说明偏振加扰器136的偏振特性的图。作为偏振加扰器136，通常使用具有光轴并且能够通过向与入射光正交的两个偏振分量添加相位差(光路差)来转换偏振状态的元件。通过适当地设计这样的元件的厚度，变得可以转换入射光的偏振状态，使得偏振状态对于入射光的每个波长是不同的。

结果，在使预定波段中所包括的光(包括多个波长光的光)入射的情况下，变得可以生成包括各种偏振状态的光在内的非偏振状态的光。顺便提及，光轴对应于慢轴或快轴。

如图2A所示，两个偏振片15和16被布置为使得它们的透射轴15a和16a基本上彼此垂直。然后，偏振加扰器136被布置在其间，并且针对每个波长的正交尼科尔透射率被测量。

如图2B所示，可以看出透射率对于每个波长周期性地极大改变。透射率的变化对应于偏振状态的变化。例如，具有接近0％的透射率的波长光不被转换为偏振状态。也就是说，透射通过偏振加扰器136的光变成具有与偏振片15的透射轴15a平行的偏振方向的线性偏振光。

关于具有接近100％值的透射率的波长光，偏振方向被旋转大致90度。也就是说，透射通过偏振加扰器136的光变成具有与偏振片16的透射轴16a平行的偏振方向的线性偏振光。

如在图2B中示意性示出，具有接近50％的透射率的波长光被偏振加扰器136转换为圆偏振光。具有与从0％到50％的范围相对应的透射率的波长光被转换为纵向椭圆偏振光(具有平行于透射轴15a的许多偏振分量的椭圆偏振光)。具有与从50％到100％的范围相对应的透射率的波长光被转换为水平长椭圆偏振光(具有平行于透射轴16a的许多偏振分量的椭圆偏振光)。

因此，入射在偏振加扰器136上的光在每个波长处被转换为不同的偏振状态。每个都由虚线包围的红色波段17R、绿色波段17G和蓝色波段17B包括各种偏振状态的光。结果，偏振加扰器136将每种颜色的图像光R、G和B转换为非偏振状态的光R1、G1和B1。

偏振加扰器136由例如单轴晶体材料制成。可以使用在材料自身上具有轴的无机材料，诸如石英、蓝宝石、铌酸锂和钒酸钇之类。在这种情况下，偏振加扰器136的厚度被设置为例如0.5mm或更多，但是可被任意地设计为使得表现出期望的偏振特性。可以使用适当设置厚度的石英片等。

偏振加扰器136也可以由例如单轴有机材料形成。例如，也可以通过诸如聚碳酸酯和聚烯烃之类的有机膜来实现偏振加扰器。在这种情况下，偏振加扰器136的厚度被设置为例如1.0mm或更多，但是可被任意地设计为使得表现出期望的偏振特性。

可替代地，可以采用任何配置来实现偏振加扰器136。使用石英、波长片膜、无机延迟膜等的任何波长片都可以用作偏振加扰器136。注意，当偏振加扰器136由多层膜、多层无机气相沉积膜和多层石英的配置中的每一种形成时，多层石英的配置在耐吸湿性、耐劣化性等方面高。鉴于此，对于高亮度模型的图像显示装置，认为使用诸如石英之类的无机材料的偏振加扰器136是有效的。应当认识到，本技术的应用不限于该材料或配置。

图1所示的1/4波片137布置在图像光10的光路上，图像光10是从偏振加扰器136发射的非偏振状态的光。此外，1/4波片137布置在偏振加扰器136与投射光学系统140之间。

在本实施例中，偏振加扰器136连接到由半透明材料制成的基部的一个表面部分。1/4波片137连接到基部的另一侧，以面对偏振加扰器136。用于将1/4波片137放置在光路上的配置不受限制并且可被任意设计。

1/4波片137向入射光的偏振面赋予90度的相位差。1/4波片137的具体配置不受限制并且可被任意设计。

在本实施例中，偏振加扰器136对应于偏振转换元件，该偏振转换元件转换透射通过偏振器的线性偏振光的偏振状态并发射非偏振状态的光。1/4波片137对应于布置在从该偏振转换元件发射的非偏振状态的光的光路上的1/4波片。

图3是用于说明偏振加扰器136与1/4波片137之间的布置关系的图。在本实施例中，1/4波片137被布置为使得1/4波片137的光轴137a的方向对应于偏振加扰器136的光轴136a的方向。具体而言，如图3所示，1/4波片137被布置为使得1/4波片137的光轴137a与偏振加扰器136的光轴136a的方向之间的角度差大约为45度。

如图3所示，预定方向(图3中的左右方向)被设置为0度，并且逆时针方向被设置为正角方向。如图3A所示，偏振加扰器136的光轴136a的方向被设置为45度。在这种情况下，1/4波片137的光轴137a被设置为90度或0度。

如图3B所示，偏振加扰器136的光轴136a的方向被设置为90度。在这种情况下，1/4波片137的光轴137a被设置为45度或135度。如图3C所示，偏振加扰器136的光轴136a的方向被设置为70度。在这种情况下，1/4波片137的光轴137a被设置为25度或115度。

应当认识到不限于在这里例示的角度设置，并且可以采用任何配置，只要1/4波片137的光轴137a的方向与偏振加扰器136的光轴136a的方向之间的角度差大约为45度即可。

作为非偏振状态的光从偏振加扰器136发射的图像光10(图像光R、G、B)的偏振状态被1/4波片137转换。其偏振状态被1/4波片137转换的图像光10也作为非偏振状态的光而被发射到投射光学系统140。

投射光学系统140将图像光10(其被偏振加扰器136和1/4波片137转换成非偏振状态的光)放大到预定的放大率，并投射在诸如屏幕之类的被投射的物体上。因此，彩色图像被显示。投射光学系统140包括例如多个投射透镜等，并且具体配置可被适当地设计。在本实施例中，投射光学系统140对应于用于投射图像光的投射部分。

通过将图像光10转换为非偏振状态的光，可以防止发生由诸如屏幕之类的被投射物体的反射特性引起的颜色不均匀和亮度下降。例如，根据入射在被投射物体上的光的入射角度和偏振状态，光的反射率可以是不同的。在这种情况下，如果RGB的每个图像光的偏振状态存在差异，则每种颜色的光的反射率将有所变化，从而导致颜色不均匀和亮度下降。在本实施例中，由于将图像光10转换成非偏振状态的光，因此每种颜色的光的反射率基本相等，并且防止了颜色不均匀和亮度下降。

另外，存在一种系统，在该系统中使预定偏振状态的光被3D眼镜透射并被作为右眼图像和左眼图像查看。即使在这样的系统中，通过将图像光10转换成非偏振状态的光，也可以充分防止颜色不均匀和亮度下降。此外，即使在通过超短焦投影仪等显示图像的情况下，通过应用本技术，也可以充分防止颜色不均匀和亮度下降。

注意，在本实施例中，图像显示单元由反射式光调制元件132、波长片133、偏振片134、颜色合成棱镜135、偏振加扰器136和1/4波长片137实现。图像显示单元可被配置为与图像显示装置100可互换。

图4至图6是用于说明由投射光学系统140反射的图像光10的反射分量的示意图。

图4是主要示出从反射式光调制元件132到投射光学系统140的光路的图。在图4中，为了描述清楚，仅示出了绿色图像光G，但是当然对于其他颜色的图像光也获得同样的效果。

图5是用于说明通过从反射式光调制元件132到投射光学系统140的光路行进的图像光的偏振特性的图。图5示意性且线性地示出了从反射式光调制元件132行进到投射光学系统140的图像光10的光路(向外路径)以及在相反方向上行进的由投射光学系统140反射的反射分量的光路(返回路径)。

另外，图5示意性地示出了框20至24中的每种颜色的反射分量和图像光的偏振状态。框20至24是通过聚焦于每种颜色光中所包括的某一光来示出偏振状态的变化的图。

从反射式光调制元件132G发射的图像光G经由波长片133G和反射式偏振元件131G而入射在偏振片134G上。这里，图像光G以相对于反射式偏振元件131的光学表面成S偏振的状态入射在偏振片134G上。同样处于S偏振状态的图像光G被从偏振片134G发射。如图5的框20所示，在RGB的每种颜色光中发射具有与偏振片134的透射轴134a平行的偏振方向的线性偏振光。

从偏振片134G发射的图像光G经由颜色合成棱镜135而入射在偏振加扰器136上。图像光G被偏振加扰器136转换成非偏振状态的光。不用说，RGB的每种颜色光都被转换成非偏振状态的光。

在图5的框21所示的示例中，蓝色图像光B被从线性偏振光转换成包括许多P偏振光分量的椭圆偏振光。绿色图像光G被从线性偏振光转换成圆形偏振光。红色图像光R被转换成包括许多S偏振光分量的椭圆偏振光。当然，如图2所示，RGB的各个颜色光被转换成包括各种偏振状态的光在内的非偏振状态的光。

如图4所示，由偏振加扰器136转换成非偏振状态的光的图像光G透射通过1/4波片137。从1/4波片137，作为非偏振状态的光，图像光G被发射。也可以通过偏振加扰器136和1/4波片137将图像光G转换成非偏振状态的光。

在图5的框22所示的示例中，通过1/4波片137将RGB的每种颜色光分别转换成与框21不同的接近于线性偏振光的椭圆偏振光(图5示意性地表示线性偏振光)。不用说，RGB的各个颜色光是包括各种偏振状态的光在内的非偏振状态的光。

如图4所示，假定生成由投射光学系统140反射的反射分量G'。在这种情况下，反射分量G'以基本保持偏振状态的状态再次入射在1/4波片137上。结果，如图5的框23所示，在RGB的每种颜色光中转换偏振状态。

如图5所示，RGB的每种颜色光将透射通过1/4波片137两次。因此，表现出基本上等于如下情况的偏振特性：RGB的每种颜色光透射通过1/2波片150。也就是说，基本上等于反射分量G透射通过1/2波片150，在该1/2波片150中，光轴150a被设置在与偏振加扰器136的光轴136a大约45度相交的方向上。

1/2波片150向入射光的偏振面赋予180度的相位差。因此，如图5的框23所示，RGB的每个颜色光变成与框21所示的偏振状态相反旋转的圆偏振光和椭圆偏振光。如图4所示，透射通过1/4波片137的反射分量G'作为非偏振状态的光入射在偏振加扰器136上。

图6是用于说明在从反射式光调制元件132到投射光学系统140的光路上往复运动的反射分量的偏振特性的示意图。图6A至图6C所示的每个构件之间的布置关系对应于图3A至图3C所示的布置关系。

注意偏振加扰器136相对于在被投射光学系统140反射之前的图像光10的偏振特性与偏振加扰器136相对于被投射光学系统140反射的反射分量的偏振特性之间的关系。

考虑到在透射通过偏振加扰器136之后，由投射光学系统140反射的反射分量将透射通过1/4波片137两次。也就是说，在透射通过偏振加扰器136之后，它变得基本上等于透射通过1/2波片150。然后，它再次入射在偏振加扰器136上。

因此，如图5和图6所示，关于反射分量，它表现出与透射通过偏振加扰器155的偏振特性基本相等的偏振特性，在该偏振加扰器155中，光轴155a被设置在与偏振加扰器136的光轴136a大致45度相交的方向上。因此，相对于入射光的相位差将被抵消，并且偏振加扰器的影响被抵消。

结果，在RGB的每种颜色光中，它被转换为与在入射在向外路径中的偏振加扰器136上之前的偏振状态基本相等的偏振状态。在图5的框24中示出的每种颜色光中，偏振状态将基本上等于框20中示出的偏振状态。

如图5所示，关于由投射光学系统140反射的反射分量，偏振特性将基本上等于透射通过没有轴的光学构件的偏振特性，并且基本上相当于未执行到偏振状态的转换。因此，如图4所示，从偏振加扰器136发射的反射分量G'变为基本上S偏振的光，并且被透射而几乎不被偏振片134G反射。这同样适用于RGB的每种颜色光，并且反射分量透射通过偏振光134并返回到反射式光调制元件132。

图7是示出作为比较示例的图像显示装置900的配置示例的图。图像显示装置900具有在偏振加扰器936与投射光学系统940之间未布置1/4波片的配置。

在这种情况下，从反射式光调制元件932G发射的图像光G中的由投射光学系统940反射的反射分量G'即使在经过偏振加扰器936之后也变成非偏振状态的光。因此，由于偏振片934G的背面反射等，反射分量G'的P偏振分量被偏振片934G反射。反射的P偏振光分量通过偏振加扰器136而被转换成非偏振状态的光，并通过投射光学系统940而被投射到屏幕等上。

因此，在图像显示装置900中，由投射光学系统940反射的反射分量成为幻像分量，并被投射到屏幕等上。这对于RGB的每种颜色光以相同方式发生。结果，显示图像的质量大大降低。

相比之下，在根据本实施例的图像显示装置100中，在RGB的每种颜色光中，由投射光学系统140反射的反射分量几乎不被偏振片134反射并且透射通过偏振片134。因此，使得充分地抑制由偏振片134的背反射等引起的幻像分量的发生并且显示极高质量的图像成为可能。

图5所示的偏振片134被布置为使得偏振片134的透射轴134a的方向对应于偏振加扰器136的光轴136a的方向。因此，充分表现出偏振光加扰器的效果，发现使得充分防止颜色不均匀和亮度下降的发生成为可能。具体而言，偏振片134的透射轴134a的方向与偏振加扰器136的光轴136a的方向之间的角度差为大约45度，因此可以充分防止颜色不均匀、亮度下降等的发生。

如上所述，在根据本实施例的图像显示装置100中，透射通过偏振片134的线性偏振光被转换成非偏振状态的光。1/4波片137布置在非偏振状态的光的光路上。因此，使得可以防止在光路的相反方向上行进的非偏振状态的光的反射分量再次被偏振片134反射。因此，使得在保持偏振加扰器的效果的同时充分减少反射幻像成为可能。结果，使得显示高质量的图像成为可能。

<其他实施方式>

本技术不限于上述实施例，并且可以实现各种其他实施例。

图8至图10是示出图像生成部分的其他配置示例的示意图。如在图8所示的图像生成部分230中，作为反射式偏振元件231(231R、231G和231B)，可以使用诸如棱镜型分束器之类的其他偏振元件来代替线栅偏振器。此外，反射式光调制元件232(232R、232G、232B)的布置方向不受限制，并且可被适当地设计。

与上述实施例类似，偏振片234(234R、234G、234B)、偏振加扰器236和1/4波片237布置在图像光10(图像光R、G、B)的光路上。因此，使得充分减少由于投射光学系统240所反射的反射分量而引起的反射幻像显示高质量的图像成为可能。

如在图9所示的图像生成部分330中，可以使用透射型光调制元件332(332R、332G、332B)。例如，偏振片和补偿片被布置为将透射型光调制元件332夹在中间。可以采用任何其他配置。在图像光R和B的光路上，以与上述实施例类似的方式布置偏振片334(334R、334B)、偏振加扰器336和1/4波片337。因此，使得充分减少由于投射光学系统340所反射的反射分量而引起的反射幻像并显示高质量的图像成为可能。顺便提及，在图像光G的光路上，类似于其他图像光R和B，可以布置偏振片。即使在这种情况下，由于布置了偏振加扰器336和1/4波片337，因此可以充分减少反射幻像。

在图10所示的图像生成部分430中，由反射式光调制元件432G调制的绿色图像光G被反射式偏振元件431G反射，并且入射在颜色合成棱镜435上。由反射式光调制元件432R调制的红色图像光R和由反射式光调制元件432B调制的蓝色图像光B被反射式偏振元件431RB沿相同的光路发射，并且入射在颜色合成棱镜435上。

同样在这样的配置中，偏振片434(434G、434RB)、偏振加扰器436和1/4波片437按此顺序布置在图像光10(图像光R、G、B)的光路上。因此，使得充分减少由于投射光学系统440所反射的反射分量而引起的反射幻像并且显示高质量的图像成为可能。

关于偏振加扰器的光轴的方向与1/4波片的光轴的方向之间的对应关系，在上面描述了其中将其间的角度差设置为大约45度的情况。其不限于此，并且通过将角度设置在例如60度至30度的范围内，也可以表现出减少反射幻像的效果。基于显示图像的图像质量的允许范围，可以使用45度的角度差作为参考来适当地设置角度差的允许范围。然后，可以选择允许范围中所包括的任意值。

这同样适用于偏振器的透射轴的方向与偏振加扰器的光轴的方向之间的关系。在上面的描述中，已经描述了将角度差设置为大约45度的情况，但是其不限于此。基于显示图像的图像质量的允许范围，可以适当地设置角度差的允许范围，并且可以选择允许范围中所包括的任意值。

在偏振片与颜色合成棱镜之间，可以布置诸如能够旋转偏振方向的1/2波片之类的光学元件。例如，使每种颜色的图像光的偏振方向被转换为与颜色合成棱镜的结合面的光学特性相对应。因此，使得增加图像的亮度成为可能。顺便提及，在这种情况下，可以说根据本技术的偏振器由偏振片和诸如1/4波片之类的光学元件构成。

作为光调制元件，除了液晶面板之外，可以使用诸如数字微镜器件(DMD)之类的任何器件。

参照附图描述的图像显示装置、光源部分、照明光学系统、图像生成部分、投射光学系统等的每个配置仅仅是示例性的，并且它们可以在不脱离本技术的范围的情况下进行任意修改。也就是说，可以采用用于实践本技术的任何其他配置。

在本公开中，“大约相同形状”、“大约均匀”、“大约相等”、“大约正交”、“大约90度”、“大约45度”、“大约相同”、“大约保持”、“大约等效”、“大约S偏振”等的概念表示基于“完全相同的形状”、“完全均匀”、“完全相等”、“完全正交”、“完全90度”、“完全45度”、“完全相同”、“完全保持”、“完全等效”和“完全S偏振”的预定范围(例如，±10％范围)。也可以简单地将这些概念称为“相同形状”、“均匀”、“相等”、“正交”、“90度”、“45度”、“等效”、“保持”、“等效”和“S偏振光”等。

上面描述的本技术的特征中的至少两个也可以被组合。换句话说，在各个实施例中描述的各种特征可被任意组合而无论实施例如何。另外，上面描述的各种效果不是限制性的，而仅仅是说明性的，并且可以提供其他效果。

本技术也可具有以下结构。

(1)一种图像显示装置，包括：

偏振器，所述偏振器使得透射具有预定偏振方向的线性偏振光；

偏振转换元件，所述偏振转换元件转换通过所述偏振器透射的线性偏振光的偏振状态，并作为非偏振状态的光来发射光；和

1/4波片，所述1/4波片布置在从所述偏振转换元件发射的非偏振状态的光的光路上。

(2)根据(1)所述的图像显示装置，还包括：

光调制元件，所述光调制元件调制入射光并发射图像光；和

投射部分，所述投射部分投射所述图像光，其中

所述偏振器布置在从所述光调制元件发射的所述图像光的光路上，并且

所述1/4波片布置在所述偏振转换元件和所述投射部分之间。

(3)根据(1)或(2)所述的图像显示装置，其中

所述偏振转换元件具有光轴，并且

所述1/4波片被布置为使得所述1/4波片的光轴的方向对应于所述偏振转换元件的光轴的方向。

(4)根据(3)所述的图像显示装置，其中

所述1/4波片被布置为使得所述1/4波片的光轴的方向与所述偏振转换元件的光轴的方向之间的角度差基本为45度。

(5)根据(3)或(4)所述的图像显示装置，其中

所述偏振器具有透射轴，并且被布置为使得所述偏振器的透射轴的方向对应于所述偏振转换元件的光轴的方向。

(6)根据(5)所述的图像显示装置，其中

所述偏振器被布置为使得所述偏振器的透射轴的方向与所述偏振转换元件的光轴的方向之间的角度差基本为45度。

(7)根据(1)至(6)中的任一项所述的图像显示装置，其中

所述偏振转换元件由单轴晶体材料或单轴有机材料形成。

(8)根据(1)至(7)中的任一项所述的图像显示装置，其中

所述偏振器是偏振片。

(9)一种图像显示单元，包括：

偏振器，所述偏振器使得透射具有预定偏振方向的线性偏振光；

偏振转换元件，所述偏振转换元件转换通过所述偏振器透射的线性偏振光的偏振状态，并作为非偏振状态的光来发射光；和

1/4波片，所述1/4波片布置在从所述偏振转换元件发射的非偏振状态的光的光路上。

(10)根据(9)所述的图像显示单元，还包括：

光调制元件，所述光调制元件调制入射光并发射图像光；其中

所述偏振器布置在从所述光调制元件发射的所述图像光的光路上。

标号列表

R、G、B 图像光

R1、G1、B1 非偏振状态的光

G' 反射分量

10 图像光

100 图像显示装置

101 光源部分

110 照明光学系统

130、230、330、430 图像生成部分

132、232、432 反射式光调制元件

134、234、334、434 偏振片

136、236、336、436 偏振加扰器

136a 偏振加扰器的光轴

137、237、337、437 1/4波片

137a 1/4波片的光轴

140、240、340、440 投射光学系统

332 透射型光调制元件

Claims (8)

1.一种图像显示装置，包括：

偏振器，所述偏振器使得透射具有预定偏振方向的线性偏振光；

偏振转换元件，所述偏振转换元件转换通过所述偏振器透射的线性偏振光的偏振状态，并将该光发射为非偏振状态的光；和

1/4波片，所述1/4波片布置在从所述偏振转换元件发射的非偏振状态的光的光路上，其中

所述偏振转换元件具有光轴，并且

所述1/4波片被布置为使得所述1/4波片的光轴的方向与所述偏振转换元件的光轴的方向之间的角度差基本为45度。

2.根据权利要求1所述的图像显示装置，还包括：

光调制元件，所述光调制元件调制入射光并发射图像光；和

投射部分，所述投射部分投射所述图像光，其中

所述偏振器布置在从所述光调制元件发射的所述图像光的光路上，并且

所述1/4波片布置在所述偏振转换元件和所述投射部分之间。

3.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中

所述偏振器具有透射轴，并且被布置为使得所述偏振器的透射轴的方向对应于所述偏振转换元件的光轴的方向。

4.根据权利要求3所述的图像显示装置，其中

所述偏振器被布置为使得所述偏振器的透射轴的方向与所述偏振转换元件的光轴的方向之间的角度差基本为45度。

5.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中

所述偏振转换元件由单轴晶体材料或单轴有机材料形成。

6.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中

所述偏振器是偏振片。

7.一种图像显示单元，包括：

偏振器，所述偏振器使得透射具有预定偏振方向的线性偏振光；

偏振转换元件，所述偏振转换元件转换通过所述偏振器透射的线性偏振光的偏振状态，并将该光发射为非偏振状态的光；和

1/4波片，所述1/4波片布置在从所述偏振转换元件发射的非偏振状态的光的光路上，其中

所述偏振转换元件具有光轴，并且

所述1/4波片被布置为使得所述1/4波片的光轴的方向与所述偏振转换元件的光轴的方向之间的角度差基本为45度。

8.根据权利要求7所述的图像显示单元，还包括：

光调制元件，所述光调制元件调制入射光并发射图像光；其中

所述偏振器布置在从所述光调制元件发射的所述图像光的光路上。

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