CN1171111C - 投影仪 - Google Patents

Abstract

提供在投影仪中能降低所显示的图像的色斑的技术。投影仪有：照明光学系统；分离成第一至第三色光的色光分离光学系统；调制第一至第三色光，生成第一至第三调制光束的第一至第三电光装置；合成第一至第三调制光束的色合成部；以及投射合成光的投射光学系统，另外，投影仪还有λ/2相位差片。将λ/2相位差片设置成使其一面接触大气、另一面接触不改变偏振光方向的透光性的部件的状态，所以能降低由第一至第三调制光束的合成光显示的图像的色斑。

Description

投影仪

技术领域

本发明涉及投射显示图像的投影仪。

背景技术

在投影仪中，根据图像信息(图像信号)，用液晶面板等调制从照明光学系统射出的光，将调制后的光投射在屏幕上，实现图像显示。

图10是表示现有的投影仪的主要部分的说明图。该投影仪备有三个液晶光阀900R、900G、900B；交叉分色棱镜920；以及投影透镜940。从图中未示出的照明光学系统射出的红(R)、绿(G)、蓝(B)三色光通过液晶光阀900R、900G、900B，按照图像信息而被调制。被调制的光(调制光束)由交叉分色棱镜920进行合成，合成光由投影透镜940进行投射。于是在屏幕SC上显示彩色图像。另外，在图10中，假定呈s偏振光的色光R、G、B入射到各液晶光阀900R、900G、900B上。

第二液晶光阀900G备有：液晶面板901G；与偏振光轴正交地设置在液晶面板901G的光入射面侧及光出射面侧的s偏振光透过用偏振片902Gi；以及p偏振光透过用偏振片902Go。由于这样构成，所以入射到第二液晶光阀900G上的s偏振光被变换成p偏振光后射出。

另一方面，第一液晶光阀900R备有：液晶面板901R；p偏振光透过用偏振片902Ri和s偏振光透过用偏振片902Ro；以及λ/2相位差片903R。在第一液晶光阀900R中，λ/2相位差片903R粘贴在玻璃片908上，另外，第一偏振片902Ri粘贴在λ/2相位差片903R上。入射到玻璃片908上的s偏振光利用λ/2相位差片903R变换成p偏振光，直接透过p偏振光透过用偏振片902Ri后，利用液晶面板901R和s偏振光透过用偏振片902Ro，变换成s偏振光后射出。第三液晶光阀900B也一样。

如上所述，之所以设定s偏振光从第一及第三液晶光阀900R、900B射出，p偏振光从第二液晶光阀900G射出，是为了从三个液晶光阀射出的光在交叉分色棱镜920中能顺利地合成。

另外，从上述的说明可知，在本说明书中所谓“液晶光阀”，是调整入射光的偏振方向且使出射光的偏振方向呈规定的方向用的部件，至少包括液晶面板和偏振片，根据情况，还包括λ/2相位差片，是一种广义的液晶光阀。另外，狭义的液晶光阀不包括λ/2相位差片，意思是由液晶面板和偏振片构成。

因此，从照明光学系统射出的光如果照射在液晶光阀上，通常液晶光阀的偏振片发热，伴随该发热，偏振片发生变形。另外，该变形量主要与照射偏振片的光的强度及其分布有关。

在上述现有的投影仪中，第一及第三液晶光阀900R、900B中包括的λ/2相位差片903R、903B被夹在玻璃片908和偏振片902Ri、902Bi之间。因此，伴随偏振片902Ri产生形变，λ/2相位差片903R也产生形变。

图11是从-x方向看设置在图10所示的第一液晶光阀900R的光入射面一侧偏振片902Ri时所看到的平面图。另外，在图11中沿偏振片902Ri的朝向图纸后方的方向(+x方向)依次配置了λ/2相位差片903R和玻璃片908。如图中的虚线所示，偏振片902Ri通常在中央附近发热较大，周边部分发热较少。在这样的情况下，偏振片902Ri沿箭头所示的方向变形。这时，由于偏振片902Ri变形，所以被偏振片902Ri和玻璃片908夹着的相位差片903R也沿箭头所示的方向变形。在照射液晶光阀的光束的光强分布几乎均匀的情况下，同样会产生这样的现象。

这样，在λ/2相位差片903R变形的情况下，λ/2相位差片903R(图10)在变形后的部分不能将入射的s偏振光顺利地变换成p偏振光。这时，从光入射面一侧的p偏振光透过用偏振片902Ri射出的p偏振光的光强变小，与此相伴随，从光出射面一侧的s偏振光透过用偏振片902Ro射出的s偏振光的光强也变小。这样从液晶光阀900R射出的调制光束发生亮度不均现象。如果用这样的调制光束在屏幕SC上显示彩色图像，则存在所显示的图像内出现色斑的问题。

发明内容

本发明就是为了解决现有技术中的上述课题而完成的，其目的在于提供一种在投影仪中能降低所显示的图像的色斑的技术。

本发明提供一种投射显示彩色图像用的投影仪，其特征在于备有：射出照明光的照明光学系统；将从上述照明光学系统射出的上述照明光分离成分别具有三种色分量的第一至第三色光的色光分离光学系统；根据图像信息，调制由上述色光分离光学系统分离的第一至第三色光，生成第一至第三调制光束的第一至第三电光装置；通过反射上述第一及第三调制光束并透射上述第二调制光束，来合成上述第一至第三调制光束的色合成部；以及投射从上述色合成部射出的合成光的投射光学系统，另外，还备有被设置在上述第一及第三电光装置的光入射面一侧或光出射面一侧的λ/2相位差片，上述λ/2相位差片被设置成这样的状态，即其一面接触大气，另一面接触透光性的部件的一面，而上述透光性部件的另一面设有包含在上述电光学装置里的偏振片。

另外，本发明还提供一种投射显示彩色图像用的投影仪，其特征在于备有：射出照明光的照明光学系统；将从上述照明光学系统射出的上述照明光分离成分别具有三种色分量的第一至第三色光的色光分离光学系统；根据图像信息，调制由上述色光分离光学系统分离的第一至第三色光，生成第一至第三调制光束的第一至第三电光装置；通过反射上述第一及第三调制光束并透射上述第二调制光束，来合成上述第一至第三调制光束的色合成部；以及投射从上述色合成部射出的合成光的投射光学系统，另外，还备有被设置在上述第一及第三电光装置的光入射面一侧或光出射面一侧的λ/2相位差片，上述λ/2相位差片被设置成这样的状态，即其一面接触大气，另一面接触设在上述电光学装置的光入射面的场透镜。

在本发明的投影仪中，λ/2相位差片被设置成这样的状态，即其一面接触大气，另一面接触透光性的部件。如果这样配置λ/2相位差片，则能解决伴随偏振片的变形，λ/2相位差片也变形的现有技术中的问题，所以能减少被显示的图像的色斑。

在上述投影仪中，入射到上述色合成部的上述第1和第3调制光束的偏振方向最好是第1方向，上述第2调制光束的偏振方向最好是与上述第1方向正交的第2偏振方向。

如果这样做，色合成部能高效率地合成第1至第3调制光束。

在上述投影仪中，上述照明光学系统最好备有：

将具有上述第一或第二偏振方向的线偏振光作为上述照明光射出用的偏振光发生部。

如果这样做，则由于能使偏振方向一致的光入射到第一至第三电光装置中，所以能有效地利用光。

在上述投影仪中，也可以在上述透光性的部件的一面上粘贴上述λ/2相位差片，在另一面上粘贴上述电光装置中包括的偏振片。

如果这样做，则即使在将λ/2相位差片和偏振片设置在同一个透光性的片状材料上的情况下，也能解决伴随偏振片的变形，λ/2相位差片也变形的问题，所以能减少被显示的图像的色斑。

或者，在上述投影仪中，在上述透光性部件的一个面上粘贴了上述λ/2相位差片。

也可以将上述电光装置中包括的偏振片粘贴在与上述λ/2相位差片所粘贴的上述透光性部件不同的透光性部件上。

即使这样做，由于也能解决λ/2相位差片与偏振片一起变形的问题，所以能减少被显示的图像的色斑。

此外，本发明的第2装置是一种投射显示彩色图像用的投影仪，其特征在于备有：射出照明光的照明光学系统；将从上述照明光学系统射出的上述照明光分离成分别具有三种色分量的第一至第三色光的色光分离光学系统；根据图像信息，调制由上述色光分离光学系统分离的第一至第三色光，生成第一至第三调制光束的第一至第三电光装置；通过反射上述第一及第三调制光束并透射上述第二调制光束，来合成上述第一至第三调制光束的色合成部；以及投射从上述色合成部射出的合成光的投射光学系统，另外，还备有被设置在上述第二电光装置的光入射面一侧或光出射面一侧的λ/2相位差片，上述λ/2相位差片被设置成这样的状态，即其一面接触大气，另一面接触透光性的部件的一面，而上述透光性部件的另一面设有包含在上述电光学装置里的偏振片。另外，本发明还提供一种投射显示彩色图像用的投影仪，其特征在于备有：射出照明光的照明光学系统；将从上述照明光学系统射出的上述照明光分离成分别具有三种色分量的第一至第三色光的色光分离光学系统；根据图像信息，调制由上述色光分离光学系统分离的第一至第三色光，生成第一至第三调制光束的第一至第三电光装置；通过反射上述第一及第三调制光束并透射上述第二调制光束，来合成上述第一至第三调制光束的色合成部；以及投射从上述色合成部射出的合成光的投射光学系统，另外，还备有被设置在上述第二电光装置的光入射面一侧或光出射面一侧的λ/2相位差片，上述λ/2相位差片被设置成这样的状态，即其一面接触大气，另一面接触设在上述电光学装置的光入射面的场透镜。

即使在使用了本发明的第2装置的情况下，也能起到与上述第1装置同样的作用、效果。

附图说明：

图1是表示应用了本发明的投影仪的说明图。

图2是将图1中的照明光学系统100放大后示出的说明图。

图3是表示偏振光发生光学系统160的说明图。

图4是表示图1中的投影仪1000的主要部分的说明图。

图5是表示第二实施例的主要部分的说明图。

图6是表示第三实施例的主要部分的说明图。

图7是表示第四实施例的主要部分的说明图。

图8是表示第五实施例的主要部分的说明图。

图9是表示第六实施例的主要部分的说明图。

图10是表示现有的投影仪的主要部分的说明图。

图11是从-x方向看设置在图10所示的第一液晶光阀900R的光入射面一侧偏振片902Ri时所看到的平面图。

发明的具体实施方式

A.第一实施例：

其次，根据实施例说明本发明的实施形态。图1是表示应用了本发明的投影仪的说明图。投影仪1000备有：包括光源装置120的照明光学系统100；色光分离光学系统200；中继光学系统220；三个液晶光阀300R、300G、300B；交叉分色棱镜520；以及投影透镜540。

从照明光学系统100(图1)射出的光在色光分离光学系统200中被分离成红(R)、绿(G)、蓝(B)三色光。被分离的各色光在液晶光阀300R、300G、300B中根据图像信息被进行调制。被调制的各色光在交叉分色棱镜520中进行合成，通过投影透镜540将彩色图像投射在屏幕SC上。

图2是将图1中的照明光学系统100放大示出的说明图。该照明光学系统100备有：光源装置120；第一及第二透镜阵列140、150；偏振光发生光学系统160；以及重叠透镜170。光源装置120和第一及第二透镜阵列140、150以光源光轴120ax为基准进行配置，偏振光发生光学系统160和重叠透镜170以系统光轴100ax为基准进行配置。光源光轴120ax是从光源装置120射出的光束的中心轴，系统光轴100ax是由偏振光发生光学系统160从后级的光学元件射出的光束的中心轴。如图所示，系统光轴100ax和光源光轴120ax沿x方向平行且偏移规定的偏移量Dp。将在后面说明该偏移量Dp。另外，在图2中照明光学系统100照明的照明区域LA对应于图1中的液晶光阀300R、300G、300B。

光源装置120有射出大致平行的光束的功能。光源装置120备有：发光管122；有旋转椭圆面形状的凹面的反射镜124；以及平行化透镜126。从发光管122射出的光被反射镜124反射，反射光被平行化透镜126变换成大致平行于光源光轴120ax的平行光。另外，作为光源装置也可以使用有旋转抛物面形状的凹面的反射镜。

第一透镜阵列140有呈矩阵状排列的多个小透镜142。各小透镜142是平凸透镜，从z方向看时，其外部形状设定成与照明区域LA(液晶光阀)呈相似形。第一透镜阵列140将从光源装置120射出的大致平行的光束分割成多个部分光束后射出。

第二透镜阵列150有呈矩阵状排列的多个小透镜152。可以使用与第一透镜阵列140相同的透镜。第二透镜阵列150具有使从第一透镜阵列140射出的部分光束各自的中心轴大致平行于系统光轴100ax而对齐的功能，同时具有使第一透镜阵列140的各小透镜142的像在照明区域LA上成像的功能。

如图所示，从第一透镜阵列140的各小透镜142射出的部分光束通过第二透镜阵列150后，聚焦在其附近位置、即聚焦在偏振光发生光学系统160内。

偏振光发生光学系统160相当于本发明的偏振光发生部。图3是表示偏振光发生光学系统160的说明图。图3(A)表示偏振光发生光学系统160的斜视图，图3(B)表示从+y方向看时所看到的平面图的一部分。偏振光发生光学系统160备有遮光片62、偏振光束分光器阵列64、以及选择相位差片66。

如图3(A)所示，偏振光束分光器阵列64是由多个其断面大致呈平行四边形的柱状的透光性片状材料64c粘贴起来构成的。在各透光性片状材料64c的界面上交替地形成偏振光分离膜64a和反射膜64b。另外，使用电介质多层膜作为偏振光分离膜64a，使用电介质多层膜或金属膜作为反射膜64b。

遮光片62由排列成条状的遮光面62b和开口面62a构成。遮光片62具有遮挡入射到遮光面62b上的光束、而使入射到开口面62a上的光束通过的功能。遮光面62b和开口面62a这样排列，即从第一透镜阵列140(图2)射出的部分光束只入射到偏振光束分光器阵列64的偏振光分离膜64a上，而不入射到反射膜64b上。具体地说，如图3(B)所示，遮光片62的开口面62a的中心与偏振光束分光器阵列64的偏振光分离膜64a的中心配置得大致一致。另外，开口面62a沿x方向的开口宽度Wp与偏振光分离膜64a沿x方向的大小设定得大致相等。这时，通过遮光片62的开口面62a的光束几乎全部只入射到偏振光分离膜64a上，而不入射到反射膜64b上。另外，作为遮光片62可以使用在平片状的透明体(例如玻璃片)上局部地形成了遮光性的膜(例如铬膜、铝膜、电介质多层膜等)的片。另外，也可以使用将开口部设置在铝片之类的遮光性的平片上的片。

从第一透镜阵列140(图2)射出的各部分光束如图3(B)中的实线所示，其主光束(中心轴)大致平行于系统光轴100ax入射到遮光片62的开口面62a上。通过了开口面62a的部分光束入射到偏振光分离膜64a上。偏振光分离膜64a将入射的部分光束分离成s偏振光的部分光束和p偏振光的部分光束。这时，p偏振光的部分光束透过偏振光分离膜64a，s偏振光的部分光束被偏振光分离膜64a反射。被偏振光分离膜64a反射s偏振光的部分光束被射向反射膜64b，在反射膜64b上再次被反射。这时，透过了偏振光分离膜64a的p偏振光的部分光束和被反射膜64b反射的s偏振光的部分光束几乎互相平行。

选择相位差片66由开口层66a和λ/2相位差层66b构成。另外，开口层66a是未形成λ/2相位差层66b的部分。开口层66a具有使入射的线偏振光直接透过的功能。另一方面，λ/2相位差层66b具有作为偏振光变换元件的功能，用来将入射的线偏振光变换成偏振方向正交的线偏振光。在本实施例中，如图3(B)所示，透过了偏振光分离膜64a的p偏振光的部分光束入射到λ/2相位差层66b上。因此，p偏振光的部分光束在λ/2相位差层66b中被变换成s偏振光的部分光束后射出。另一方面，被反射膜64b反射的s偏振光的部分光束由于入射到开口层66a，所以s偏振光的部分光束直接射出。即，入射到偏振光发生光学系统160的非偏振光的部分光束被变换成s偏振光的部分光束后射出。另外，由于λ/2相位差层66b只配置在被反射膜64b反射的s偏振光的部分光束的出射面上，所以也能将入射到偏振光发生光学系统160的部分光束变换成p偏振光的部分光束后射出。作为选择相位差片66，也可以在开口层66a的部分上什么也不设置，只将λ/2相位差层66b粘贴在p偏振光的部分光束或s偏振光的部分光束的出射面上即可。

从图3(B)可知，从偏振光发生光学系统160射出的两个s偏振光的中心从入射的非偏振光(s偏振光+p偏振光)的中心向+x方向偏移。其偏移量等于λ/2相位差层66b的宽度Wp(即，偏振光分离膜64a沿x方向的大小。因此，如图2所示，光源光轴120ax和系统光轴100ax偏移的距离Dp等于Wp/2。

如上所述，从第一透镜阵列140射出的多条部分光束由偏振光发生光学系统160将各部分光束分离成两个部分光束，同时变换成各偏振方向大体一致的一种线偏振光。偏振方向一致的多条部分光束利用图2所示的重叠透镜170，重叠在照明区域LA上。这时，照射在照明区域LA上的光的强度分布变得大致均匀。

照明光学系统100(图1)射出偏振方向一致的照明光(s偏振光)，通过色光分离光学系统200或中继光学系统220，对液晶光阀300R、3006、300B进行照明。

色光分离光学系统200备有两个分色镜202、204、以及反射镜208，具有将从照明光学系统100射出的光束分离成红、绿、蓝三色光的功能。第一分色镜202使从照明光学系统100射出的光中的红色光分量透过，同时反射蓝色光分量和绿色光分量。透过了第一分色镜202的红色光R被反射镜208反射后，射向交叉分色棱镜520。从色光分离光学系统200射出的红色光R通过场透镜232，到达红色光用的液晶光阀300R。该场透镜232具有将从照明光学系统100射出的各部分光束变换成相对于其中心轴平行的光束的功能。另外，设置在其他液晶光阀300G、300B的光入射面一侧的场透镜234、230也一样。

被第一分色镜202反射的蓝色光B和绿色光G中，绿色光G被第二分光镜204反射，被从色光分离光学系统200射向交叉分色棱镜520。从色光分离光学系统200射出的绿色光G通过场透镜234，到达绿色光用的液晶光阀300G。另一方面，透过第二分色镜204的蓝色光B从色光分离光学系统200射出，入射到中继光学系统220中。

入射到中继光学系统220中的蓝色光B通过中继光学系统220中备有的入射侧透镜222、中继透镜226及反射镜224、228及出射侧透镜(场透镜)230，到达蓝色光用的液晶光阀300B。另外，之所以中继光学系统220被用于蓝色光B，是因为蓝色光B的光路长度比其他颜色的光R、G的光路长度长，通过使用中继光学系统220，能使入射到入射侧透镜222上的蓝色光B直接传播到出射侧透镜230上。

三个液晶光阀300R、300G、300B根据供给的图像信息(图像信号)，分别调制入射的三色光，生成调制光束。各液晶光阀分别备有液晶面板、以及配置在其光入射面一侧及光出射面一侧的偏振片。另外，将在后面进一步详细说明液晶光阀。

交叉分色棱镜520对通过液晶光阀300R、300G、300B调制的三色光(调制光束)进行合成，生成表现彩色图像的合成光。在交叉分色棱镜520中，在四个直角棱镜的界面上大致呈X状地形成红色光反射膜521和蓝色光反射膜522。红色光反射膜521由反射红色光的电介质多层膜形成，蓝色光反射膜522由反射蓝色光的电介质多层膜形成，由这些红色光反射膜521和蓝色光反射膜522合成三种色光，生成表现彩色图像的合成光。

由交叉分色棱镜520生成的合成光被沿投影透镜540的方向射出。投影透镜540投射从交叉分色棱镜520射出的合成光，将彩色图像显示在屏幕SC上。另外，作为投影透镜540能使用远心透镜。

图4是表示图1中的投影仪1000的主要部分的说明图。另外，着眼于在图4中从图1所示的偏振光发生光学系统160至交叉分色棱镜520的光学系统来描绘偏振光的方向。另外，与偏振光方向几乎无关的光学元件(透镜等)图中未示出。另外，后面所述的第二实施例以后的其他实施例也同样表示。

在第一实施例中，用图2说明过，偏振光发生光学系统160射出s偏振光。如上所述，s偏振光被两个分色镜202、204分离成红色光R、绿色光G和蓝色光B。由于通过分色镜202、204时，偏振方向不变化，所以三色光仍然是s偏振光。

被第一分色镜202分离的s偏振光的红色光R被反射镜208反射后，入射到第一液晶光阀300R中。液晶光阀300R备有液晶面板301R、以及设置在该光的入射面一侧及光出射面一侧的两个偏振片302Ri、302Ro。另外，在液晶面板301R的光入射面一侧备有λ/2相位差片303R。将第一及第二偏振片302Ri、302Ro的偏振光轴设置成互相正交，第一偏振片302Ri是使p偏振光透过的p偏振光透过用偏振片，第二偏振片302Ro是使s偏振光透过的s偏振光透过用偏振片。这样，液晶光阀300R与图10所示的液晶光阀900R一样，备有λ/2相位差片303R、以及两个偏振片302Ri、302Ro。可是，在图10中的现有的投影仪中，λ/2相位差片903R被夹在玻璃片908和偏振片902Ri之间，与此不同，在本实施例的投影仪中，λ/2相位差片303R配置成其一面接触大气，另一面与不改变偏振方向的透光性的玻璃片308接触的状态。具体地说，在玻璃片308的一面上粘贴着λ/2相位差片303R，在另一面上粘贴着偏振片302Ri。如果这样做，则能避免与偏振片302Ri因发热而变形的同时，λ/2相位差片303R也变形的问题。另外，在图4中，虽然光出射面一侧的偏振片302Ro独立地设置，但也可以粘贴在液晶面板301R的出射面或交叉分色棱镜502的入射面等上。

入射到第一液晶光阀300R上的s偏振光被λ/2相位差片303R变换成p偏振光。该p偏振光直接透过p偏振光透过用偏振片302Ri，通过由液晶面板301R进行调制，一部分被变换成s偏振光，只有s偏振光能从s偏振光透过用偏振片302Ro射出。

被第二分色镜204分离的s偏振光的绿色光G直接入射到第二液晶光阀300G上。第二液晶光阀300G备有液晶面板301G、设置在液晶面板301G的光入射面一侧的s偏振光透过用偏振片302Gi、以及设置在光出射面一侧的p偏振光透过用偏振片302Go。入射到第二液晶光阀300G上的s偏振光的绿色光G直接透过s偏振光透过用偏振片302Gi，通过由液晶面板301G进行调制，一部分被变换成p偏振光，只有p偏振光能从p偏振光透过用偏振片302Go射出。

被第二分色镜204分离的s偏振光的蓝色光B被两个反射镜224、228反射，入射到第三液晶光阀300B上。第三液晶光阀300B备有液晶面板301B、两个偏振片302Bi、302Bo、λ/2相位差片303B、以及粘贴了λ/2相位差片303B及偏振片302Bi的玻璃片308。另外，第三液晶光阀300B与第一液晶光阀300R一样，所以详细说明从略。

可是，在本实施例中之所以将从第一及第三液晶光阀300R、300B射出的光设定为s偏振光，将从第二液晶光阀300G射出的光设定为p偏振光，是为了在交叉分色棱镜520中从三个液晶光阀射出的光能很好地合成。即，如上所述，在交叉分色棱镜520中红色光反射膜521和蓝色光反射膜522大致呈X状。这些反射膜521、522通常具有良好的s偏振光的反射特性。因此，将由两个反射膜521、522反射的光作为s偏振光，将透过两个反射膜521、522的光作为p偏振光。因此，由第一液晶光阀300R调制的s偏振光的红色光分别在红色光反射膜521上大部分被反射，由第三液晶光阀300B调制的s偏振光的红蓝色光在蓝色光反射膜522上大部分被反射。另外，由第二液晶光阀300G调制的p偏振光的绿色光大部分透过红色光反射膜521和蓝色光反射膜522。因此，交叉分色棱镜520能有效地合成从三个液晶光阀300R、300G、300B射出的各偏振光。另外，在图4中，为了图示的方便起见，将红色光和蓝色光反射的位置描绘在偏离两个反射膜521、522的位置上。

如上所述，在本实施例的投影仪中，λ/2相位差片303R、303B配置成其一面接触大气，另一面与不改变偏振方向的透光性的玻璃片308接触的状态。因此，即使偏振片302Ri、302Bi因受热而变形，也能避免λ/2相位差片303R、303B与偏振片一起变形的问题。这时，λ/2相位差片303R、303B能将入射的s偏振光很好地变换成p偏振光，所以从光入射面一侧的偏振片302Ri、302Bi射出的p偏振光的强度、以及从光出射面一侧的偏振片302Ro、302Bo射出的s偏振光的强度与图10中的现有的投影仪相比并不低。其结果，通过合成从三个液晶光阀300R、300G、300B射出的调制光束，能降低在屏幕SC(图1)上显示的彩色图像的色斑。

另外，从以上的说明可知，在本实施例中，第一至第三液晶光阀300R、300G、300B中，除λ/2相位差片303R、303B以外的部分分别相当于本发明的第一至第三电光装置。本实施例的投影仪相当于λ/2相位差片设置在本发明的第一及第三电光装置的光入射面一侧的投影仪。另外，一般说来，所谓电光装置意味着只表示液晶面板的狭义的电光装置，但在本说明书中，意味着包括液晶面板和偏振片的广义的电光装置。另外，从第一及第三液晶光阀300R、300B射出的s偏振光相当于本发明的有第一偏振方向的第一及第三调制光束，从第二液晶光阀300G射出的p偏振光相当于本发明的有第二偏振方向的第二调制光束。

B.第二实施例：

图5是表示第二实施例的主要部分的说明图。在第一实施例(图4)中，将λ/2相位差片303R、303B设置在液晶光阀300R、300B的光入射面一侧，但在第二实施例中，将λ/2相位差片313R、313B设置在液晶光阀310R、310B的光出射面一侧。但是，在第二实施例的第一及第三液晶光阀310R、310B中，s偏振光透过用偏振片312Ri、312Bi设置在光入射面一侧，p偏振光透过用偏振片312Ro、312Bo设置在光出射面一侧。

s偏振光的红色光入射到第一液晶光阀310R中，并直接透过s偏振光透过用偏振片312Ri后，入射到液晶面板311R上。液晶面板311R将入射的s偏振光的一部分变换成p偏振光，p偏振光只从配置在光出射面一侧的p偏振光透过用偏振片312Ro射出。从p偏振光透过用偏振片312Ro射出的p偏振光通过玻璃片318，入射到λ/2相位差片313R上，变换成s偏振光后射出。第三液晶光阀310B也一样。另外，其他结构要素与第一实施例(图4)相同，所以详细说明从略。

在该第二实施例的投影仪中，λ/2相位差片313R、313B也配置成其一面接触大气，另一面与不改变偏振方向的透光性的玻璃片318接触的状态。因此，能避免λ/2相位差片与偏振片312Ro、312Bo一起变形的问题。其结果，能降低所显示的彩色图像的色斑。

另外，与第一实施例的情况不同，在本实施例中能将s偏振光透过用偏振片312Ri、312Gi、312Bi全都设置在三个液晶光阀310R、310G、310B的光入射面一侧，能将p偏振光透过用偏振片312Ro、312Go、312Bo全都设置在光出射面一侧。这时，能统一设定液晶面板311R、311G、311B的液晶取向状态。因此，在第二实施例中，除了λ/2相位差片以外，能使三个液晶光阀通用化，能减少部件种类。

另外，本实施例的投影仪相当于λ/2相位差片被设置在本发明的第一及第三电光装置的光出射面一侧的投影仪。

C.第三实施例：

图6是表示第三实施例的主要部分的说明图。第三实施例是将第一实施例(图4)的偏振光发生光学系统160换成射出p偏振光的偏振光发生光学系统160’。在第一实施例(图4)中，λ/2相位差片303R、303B设置在液晶光阀300R、300B的光入射面一侧，但在第三实施例中，只是λ/2相位差片323G设置在液晶光阀320G的光入射面一侧。其他结构要素与第一实施例相同。即，p偏振光透过用偏振片322Ri、322Bi设置在第一及第三液晶光阀320R、320B的光入射面一侧，s偏振光透过用偏振片322Ro、322Bo设置在光出射面一侧。另外，s偏振光透过用偏振片322Gi设置在第二液晶光阀320G的光入射面一侧，p偏振光透过用偏振片322Go设置在光出射面一侧。

如图6所示，在第三实施例中，λ/2相位差片323G也配置成其一面接触大气，另一面与不改变偏振方向的透光性的玻璃片328接触的状态。因此，能避免λ/2相位差片323G与偏振片322Gi一起变形的问题。其结果，能降低所显示的彩色图像的色斑。

另外，在本实施例的情况下，与第一实施例的情况相比较，由于可以只设置一个λ/2相位差片323G，所以具有能减少部件个数的优点。

另外，本实施例的投影仪相当于λ/2相位差片被设置在本发明的第二电光装置的光入射面一侧的投影仪。

D.第四实施例：

图7是表示第四实施例的主要部分的说明图。在第三实施例(图6)中，λ/2相位差片323G被设置在液晶光阀320G的光入射面一侧，但在第四实施例中，λ/2相位差片333G被设置在液晶光阀330G的光出射面一侧。但是，第四实施例中的第二液晶光阀330G中，将p偏振光透过用偏振片332Gi设置在光入射面一侧，将s偏振光透过用偏振片332Go设置在光出射面一侧。

如图7所示，在第四实施例中，λ/2相位差片333G也配置成其一面接触大气，另一面与不改变偏振方向的透光性的玻璃片338接触的状态。因此，能避免λ/2相位差片333G与偏振片332Go一起变形的问题。其结果，能降低所显示的彩色图像的色斑。

另外，在本实施例中，与第二实施例(图5)一样，能将p偏振光透过用偏振片332Ri、332Gi、332Bi全都设置在三个液晶光阀330R、330G、330B的光入射面一侧，能将s偏振光透过用偏振片332Ro、332Go、332Bo全都设置在光出射面一侧。这时，能统一设定液晶面板331R、331G、331B的液晶取向状态。因此，在第四实施例中，除了λ/2相位差片以外，能使三个液晶光阀通用化，能减少部件种类。另外，在本实施例的情况下，与第一实施例的情况相比较，由于可以只设置一个λ/2相位差片333G，所以具有能减少部件个数的优点。

另外，本实施例的投影仪相当于λ/2相位差片被设置在本发明的第二电光装置的光出射面一侧的投影仪。

E.第五实施例：

图8是表示第五实施例的主要部分的说明图。另外，在图8中一并示出了图1中的投影仪1000中所示的三个场透镜232、234、230’。在第一实施例(图4)中，第一及第三液晶光阀300R、300B的光入射面一侧的λ/2相位差片303R、303B分别被粘贴在玻璃片308上，但在第五实施例中，被粘贴在第一及第三液晶光阀300Ra、300Ba的光入射面一侧设置的场透镜232、230’的出射面上。因此，在该投影仪中，用平凸状的场透镜230’代替图1中的双凸状的场透镜230。在这样将λ/2相位差片303R、303B粘贴在场透镜232、230’的情况下，能省略第一实施例(图4)中的玻璃片308。

在第五实施例中，两个λ/2相位差片303R、303G也配置成其一面接触大气，另一面与不改变偏振方向的场透镜232、230’接触的状态。因此，与第一实施例一样，能降低所显示的彩色图像的色斑。另外，在图6所示的第三实施例的投影仪中同样能适用，在此情况下，也可以将第二液晶光阀320G的λ/2相位差片323G粘贴在场透镜234上。

另外，本实施例的投影仪相当于λ/2相位差片被设置在本发明的第一及第三电光装置的光入射面一侧的投影仪。

F.第六实施例：

图9是表示第六实施例的主要部分的说明图。在第二实施例(图5)中，第一及第三液晶光阀310R、310B的光出射面一侧的λ/2相位差片313R、313B分别被粘贴在玻璃片318上，但在第六实施例中，被粘贴在设置在第一及第三液晶光阀310Ra、310Ba的光出射面一侧的交叉分色棱镜520的两个入射面上。在此情况下，也与第五实施例一样，能省略在第二实施例中使用的玻璃片318。

在第六实施例中，两个λ/2相位差片313R、313B也配置成其一面接触大气，另一面与不改变偏振方向的交叉分色棱镜520接触的状态。因此，与第二实施例一样，能降低所显示的彩色图像的色斑。另外，在图7所示的第四实施例的投影仪中同样能适用，在此情况下，也可以将第二液晶光阀330G的λ/2相位差片333G粘贴在交叉分色棱镜520的入射面上。

另外，本实施例的投影仪相当于λ/2相位差片被设置在本发明的第一及第三电光装置的光出射面一侧的投影仪。如上所述，在本发明的投影仪中，λ/2相位差片配置成其一面接触大气，另一面与不改变偏振方向的透光性的部件接触的状态。如果这样配置λ/2相位差片，则能解决λ/2相位差片伴随偏振片因受热变形而变形的问题，所以能降低所显示的彩色图像的色斑。

另外，本发明不限于上述的实施例或实施形态，在不脱离其要旨的范围内，能在各种形态中实施，例如能如下变形。

(1)在上述实施例中，虽然λ/2相位差片与粘贴在玻璃片上的偏振片、或交叉分色棱镜、场透镜等具有其他光学功能的光学元件一起设置，但也可以独立地设置λ/2相位差片。即，只要单独地设置将λ/2相位差片粘贴在玻璃片上的部件即可。在此情况下，λ/2相位差片也配置成其一面接触大气，另一面与不改变偏振方向的透光性的部件接触的状态，所以能降低所显示的彩色图像的色斑。

另外，如图4至图7所示，液晶光阀中包括的偏振片也可以粘贴在粘贴了λ/2相位差片的透光性的片状材料上，如图8、图9所示，也可以粘贴在与粘贴了λ/2相位差片的透光性的部件不同的透光性的部件上。在任何情况下，都能解决λ/2相位差片与偏振片一起变形的问题，所以能降低所显示的彩色图像的色斑。

(2)在上述实施例中，虽然经常将从第二液晶光阀射出的绿色调制光束作为p偏振光，经常将从第一及第三液晶光阀射出的红色及蓝色调制光束作为s偏振光，但作为p偏振光或s偏振光的颜色不受此限。例如，在图4中，将两个液晶光阀300G、300B的配置位置互换，而且设置绿色光反射膜来代替交叉分色棱镜520的蓝色光反射膜，在此情况下可以将红色及绿色的调制光束作为s偏振光，将蓝色的调制光束作为p偏振光。一般说来，从第一及第三液晶光阀射出具有第一偏振方向(s偏振光)的调制光束，从第二液晶光阀射出具有第二偏振方向(p偏振光)的调制光束。

(3)在上述实施例中，虽然利用射出s偏振光或p偏振光的照明光学系统100，但在将偏振片设置在液晶光阀的光入射面一侧的情况下，也可以入射非偏振光。如果这样做，则能省略照明光学系统中备有的偏振光发生光学系统160、160’。在此情况下，也可以将λ/2相位差片设置在液晶光阀的光出射面一侧。但是，如上述实施例所示，由于能有效地利用入射到光入射面一侧的偏振片的光，所以具有能在屏幕SC上显示明亮的图像的优点。

另外，如上述实施例所示，在利用射出s偏振光或p偏振光的照明光学系统100的情况下，也可以省略设置在液晶光阀的光入射面一侧的偏振片。即，由于设置在液晶光阀的光入射面一侧的偏振片用来提高照明光的偏振度，所以在入射到液晶光阀上的光的偏振度高的情况下，可以将其省略。在此情况下，将λ/2相位差片和偏振片设置在液晶光阀的光出射面一侧即可。

(4)在上述实施例中，虽然λ/2相位差片设置在液晶光阀的光入射面一侧或光出射面一侧，但将两组λ/4相位差片组合起来，也能实现λ/2相位差片的功能。例如，在第一实施例(图4)的投影仪中，也可以设置第一λ/4相位差片，代替第一液晶光阀300R的λ/2相位差片303R，将第二λ/4相位差片设置在场透镜232(图1)的射出面上。在此情况下，λ/4相位差片最好也配置成其一面接触大气，另一面与不改变偏振方向的透光性的部件接触的状态。

(5)在上述实施例中，虽然使用交叉分色棱镜520作为本发明的色合成部，但不受此限。例如，作为色合成部，也可以使用在玻璃片等上面形成的交叉分色棱镜520中包括的两个反射膜521、522中的各个反射膜。一般说来，作为色合成部可以是这样一种部件，即它反射入射的第一及第三调制光束，使第二调制光束透过，由此来合成第一至第三调制光束。

Claims (8)

1.一种投射显示彩色图像用的投影仪，其特征在于：

备有：

射出照明光的照明光学系统；

将从上述照明光学系统射出的上述照明光分离成分别具有三种色分量的第一至第三色光的色光分离光学系统；

根据图像信息，调制由上述色光分离光学系统分离的第一至第三色光，生成第一至第三调制光束的第一至第三电光装置；

通过反射上述第一及第三调制光束并透射上述第二调制光束，来合成上述第一至第三调制光束的色合成部；以及

投射从上述色合成部射出的合成光的投射光学系统，

另外，还备有被设置在上述第一及第三电光装置的光入射面一侧或光出射面一侧的λ/2相位差片，

上述λ/2相位差片被设置成这样的状态，即其一面接触大气，另一面接触透光性的部件的一面，而上述透光性部件的另一面设有包含在上述电光装置里的偏振片。

2.一种投射显示彩色图像用的投影仪，其特征在于：

备有：

射出照明光的照明光学系统；

将从上述照明光学系统射出的上述照明光分离成分别具有三种色分量的第一至第三色光的色光分离光学系统；

根据图像信息，调制由上述色光分离光学系统分离的第一至第三色光，生成第一至第三调制光束的第一至第三电光装置；

通过反射上述第一及第三调制光束并透射上述第二调制光束，来合成上述第一至第三调制光束的色合成部；以及

投射从上述色合成部射出的合成光的投射光学系统，

另外，还备有被设置在上述第一及第三电光装置的光入射面一侧或光出射面一侧的λ/2相位差片，

上述λ/2相位差片被设置成这样的状态，即其一面接触大气，另一面接触设在上述电光装置的光入射面的场透镜。

3.根据权利要求1或2所述的投影仪，其特征在于：

入射到上述色合成部的上述第1和第3调制光束的偏振方向是第1偏振方向，上述第2调制光束的偏振方向是与上述第1偏振方向正交的第2偏振方向。

4.根据权利要求3所述的投影仪，其特征在于：

上述照明光学系统具备：

将具有上述第1或第2偏振方向的线偏振光作为上述照明光射出用的偏振光发生部。

5.一种投射显示彩色图像用的投影仪，其特征在于：

备有：

射出照明光的照明光学系统；

将从上述照明光学系统射出的上述照明光分离成分别具有三种色分量的第一至第三色光的色光分离光学系统；

根据图像信息，调制由上述色光分离光学系统分离的第一至第三色光，生成第一至第三调制光束的第一至第三电光装置；

通过反射上述第一及第三调制光束并透射上述第二调制光束，来合成上述第一至第三调制光束的色合成部；以及

投射从上述色合成部射出的合成光的投射光学系统，

另外，还备有被设置在上述第二电光装置的光入射面一侧或光出射面一侧的λ/2相位差片，

上述λ/2相位差片被设置成这样的状态，即其一面接触大气，另一面接触透光性的部件的一面，而上述透光性部件的另一面设有包含在上述电光装置里的偏振片。

6.一种投射显示彩色图像用的投影仪，其特征在于：

备有：

射出照明光的照明光学系统；

将从上述照明光学系统射出的上述照明光分离成分别具有三种色分量的第一至第三色光的色光分离光学系统；

根据图像信息，调制由上述色光分离光学系统分离的第一至第三色光，生成第一至第三调制光束的第一至第三电光装置；

通过反射上述第一及第三调制光束并透射上述第二调制光束，来合成上述第一至第三调制光束的色合成部；以及

投射从上述色合成部射出的合成光的投射光学系统，

另外，还备有被设置在上述第二电光装置的光入射面一侧或光出射面一侧的λ/2相位差片，

上述λ/2相位差片被设置成这样的状态，即其一面接触大气，另一面接触设在上述电光装置的光入射面的场透镜。

7.根据权利要求5或6所述的投影仪，其特征在于：

入射到上述色合成部的上述第1和第3调制光束的偏振方向是第1偏振方向，上述第2调制光束的偏振方向是与上述第1偏振方向正交的第2偏振方向。

8.根据权利要求7所述的投影仪，其特征在于：

上述照明光学系统具备：

将具有上述第1或第2偏振方向的线偏振光作为上述照明光射出用的偏振光发生部。

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