CN1232863C - 色合成光学系统、投射型显示光学系统、投射型图像显示装置和图像显示系统 - Google Patents

Abstract

公开了可以抑制热的问题的发生或大型化的色合成光学系统。该色合成光学系统包括：具有反射第1偏振方向的光、透过与前述第1偏振方向不同的第2偏振方向的光的第1光学膜，并靠该第1光学膜合成前述第1和第2色光的第1光学元件；对前述第3色光进行检偏的偏振片；以及靠第2光学膜合成通过前述偏振片的前述第3色光与由前述第1光学元件所合成的前述第1和第2色光的第2光学元件。

Description

色合成光学系统、投射型显示光学系统、 投射型图像显示装置和图像显示系统

技术领域

本发明涉及合成三色光的色合成光学系统和用此一色合成光学系统的投射型显示光学系统、投射型图像显示装置。

背景技术

在现有的液晶投影机中，通过极力缩短照明液晶显示元件的灯的弧长来提高光的利用效率，通过提高液晶显示元件的数值孔径来谋求投射图像的高辉度化。

现状是在0.7英寸的小型投影机有例如由特开2001-290010号公报所提出的那种光学系统。也就是说，在分别调制分离成红、绿、蓝的光的透过型液晶显示元件中的照明光的照射侧作为偏振镜的入口侧偏振片，在作为合成由液晶显示元件所调制的各色光的合成光学系统的出射侧作为偏振镜的出口侧偏振片，各自偏振方向正交地配置着。因为在液晶显示元件显示黑色之际，透过液晶显示元件的光被出口侧偏振片所吸收，故可以进行黑色的显示。

更详细地说，蓝、绿、红的各色照明光透过与各色对应的入口侧偏振片后，入射于与各色对应的液晶显示元件而被调制。然后，被液晶显示元件调制的各色图像光透过出口侧偏振片后，由分色棱镜合成，由投射透镜放大投影于屏幕。这样一来，由偏振片与分色棱镜构成合成各色图像光的色合成光学系统。

此外，在特开H7(1995)-306405号公报中，提出了用偏振光分光镜代替上述这种出口侧偏振片，在黑色显示时透过液晶显示元件的光不向投射透镜方向反射的光学系统。进一步说，由上述特开H7(1995)-306405号公报提出的光学系统，成为用偏振光分光镜代替作为偏振镜的入口侧偏振片，作为检偏镜的出口侧偏振片，进而另外设置进行色合成用的色合成构件的构成。

可是，在由上述特开2001-2900 10号公报所提出的液晶投影机中，例如如果提高灯的消耗电力使照明光量增加，谋求液晶投影机的高辉度化，则在显示黑色之际，出口侧偏振片必须吸收的光量增加，产生出口侧偏振片劣化这样的热的问题。

此一问题，虽然用靠风扇向偏振片吹送冷却风的方法可以谋求解决，但是如果向偏振片强力吹送冷却风，则吹送冷却风的声音或风扇的噪声增加。

另一方面，在由特开H7(1995)-306405号公报所提出的液晶投影机中，虽然因为把偏振分光镜用作偏振镜、检偏镜，故即使为了弄亮液晶投影机而增加照明光，也不产生热的问题，但是必须由对于作为检偏镜的偏振分光镜另外设置的色合成用的偏振分光镜或分色棱镜来进行三色的色合成。

因而，投射透镜的后焦距变长，因为随此投射透镜变大，故液晶投影机总体大型化了。

发明内容

本发明的目的在于提供一种即使通过提高作为光源的灯的容量来谋求高辉度化、也可以抑制热的问题的发生或大型化的色合成光学系统、投射型显示光学系统、投射型图像显示装置和图像显示系统。

为了实现上述目的，本发明提供了一种色合成光学系统，合成第1、第2和第3色光，该色合成光学系统包括：具有反射第1偏振方向的光、透过与前述第1偏振方向不同的第2偏振方向的光的第1光学膜的第1光学元件，对前述第3色光进行检偏的偏振片，和具有反射特定的波长范围的光、透过其他波长范围的光的第2光学膜的第2光学元件，其特征在于，由前述第1光学元件合成前述具有第1偏振方向的第1色光和具有第2偏振方向的第2色光，以及由前述第2光学元件来合成通过前述第1光学元件合成的前述第1、第2色光和从前述偏振片射出的第3色光。

本发明还提供了包括上述色合成光学系统的投影型图像显示装置和图像显示系统。

通过参照附图对以下具体实施例的说明，本发明的色合成光学系统、投射型显示光学系统、投射型图像显示装置和图像显示系统的特征将会更加明确。

附图说明

图1是有作为本发明的第1实施例的投射型显示光学系统的液晶投影机的局部概略图。

图2是构成图1中所示的投射型显示光学系统的色合成棱镜的说明图。

图3是有作为本发明的第2实施例的投射型显示光学系统的液晶投影机的局部概略图。

图4是有作为本发明的第3实施例的投射型显示光学系统的液晶投影机的局部概略图。

具体实施方式

下面，参照附图详细描述本发明的最佳实施例。

(第1实施例)

图1中，示出用作为本发明的第1实施例的投射型显示光学系统的液晶投影机(投射型图像显示装置)的概略构成。

在图1中，1是超高压水银灯等光源。2是具有抛物面形(也可以是椭圆面形)的反射面的反光镜，图中示出抛物面反射镜。

从光源1出射的光束被反射镜2所反射变换成大致平行光，入射于第1复眼(フライアイ)透镜3。第1复眼透镜3是在平板上配置多个具有正的光学动力的矩形透镜(凸透镜)而构成者。

4是从第1复眼透镜所出射的光束入射的第2复眼透镜，在平板上配置多个具有正的光焦度的矩形透镜(平凸透镜)而构成。靠第1复眼透镜3在第2复眼透镜4的各透镜的几乎中心部形成光源像。

5是偏振变换元件阵列，使入射于每个偏振变换元件的无偏光(杂散偏振光)作为具有特定的偏振方向的直线偏振光出射。从各偏振变换元件出射的偏振光的偏振方向相互一致。

入射于偏振变换镜元件阵列5的光用未画出的偏振分离层5B通过P波(P偏振光)透过，S波(S偏振光)反射而分离成P波与S波。P波靠λ/2相位板来进行相位变换，S波与偏振轴的方向取齐。借此，从偏振变换元件阵列5所出射的光束成为全都具有同一偏振轴的偏振光。

从偏振变换元件阵列5所出射的光束靠第1正透镜6聚光，靠后述的色分解光学系统色分解成R(红)、G(绿)、B(蓝)三色的光分量，照射于RGB各色分别设置的透过型液晶显示板(图像形成元件)Pr、Pg、Pb的显示部上。

透过型液晶显示板Pr、Pg、Pb在使光透过之际，具有使入射于液晶显示板所具有的像素当中特定的像素的偏振光的偏振方向旋转90°的作用。也就是说，具有靠S偏振光把入射光的一部分变换成P偏振光的作用。这里这种显示板由例如TN型液晶显示元件来构成。

在本实施例中，从第1正透镜所出射的光束当中，由蓝色反射分色镜8所反射的蓝色光分量经由高反射镜9，第2正透镜15和蓝色用的入口侧偏振片16以S偏振状态聚光于透过型液晶显示板Pb的显示部。然后，蓝色用透过型液晶显示板Pb所具有的多个像素当中，把入射于与投影于屏幕等被投影面(未画出)的光(图像光)相当的一部分像素的光(S偏振光)从S偏振光变换成P偏振光。

透过蓝色反射分光镜8的绿色和红色光分量当中的绿色光分量由绿色反射分光镜10反射，经由第3正透镜17和绿色用的入口侧偏振片18以S偏振光状态聚光于透过型液晶显示板Pg的显示部。然后，绿色用透过型液晶显示板Pg有的多个像素当中，把入射于与投影于屏幕等被投影面的光(图像光)相当的一部分像素的光(S偏振光)从S偏振光变换成P偏振光。

进而，透过绿色反射分光镜10的红色光分量经由第4正透镜11，高反射镜12，第5正透镜13，高反射镜14，第6正透镜19和红色用入口侧偏振片26聚光于透过型液晶显示板Pr的显示部。

然后，红色用透过型液晶显示板Pr有的多个像素当中，把入射于与投影于屏幕等被投影面的光(图像光)相当的一部分像素的光(S偏振光)从S偏振光变换成P偏振光。

这里，如前所述，入射于各色用的液晶显示板的光，没有必要一定是S偏振光，也可以取为入射P偏振光。

因为仅红色通道光路比其他色通道要长，故第4正透镜11与第5正透镜13发挥几乎等倍成像的中继透镜的作用。

在各透过型液晶显示板上，连接着驱动电路50，来自个人计算机、录像机、电视机、DVD播放器等图像信息供给装置60的图像信息供给到驱动电路50。驱动电路50基于所供给的图像信息输出在各透过型液晶显示板上显示原图用的信号。入射于各透过型液晶显示板的光根据所显示的原图来调制。这些在以下的实施例中也是同样的。

这样一来，本实施例和其他实施例的投影机通过与个人计算机等图像信息供给装置的组合，构成图像显示系统。

靠蓝色用的透过型液晶显示板Pb所调制的蓝色光分量，靠1/2波长板30使偏振方向变换90°后，入射于构成偏振光分光镜(第1光学元件)21的棱镜21a。此一偏振光分光镜21接合具有相互同一三角棱柱形的两个棱镜21a、21b，在接合面上形成反射S偏振光而使P偏振光透过的偏振光分离膜(第1光学膜)P而构成。入射于棱镜21a的蓝色光分量当中，作为图像光的偏振光分量通过被偏振光分离膜P有选择地反射而被检偏。

这里，在蓝色用的透过型液晶显示板Pb与偏振光分光镜21之间仅配置着1/2波长板30，未配置偏振片。

此外，靠绿色用的液晶显示板Pg所调制的绿色光入射于构成偏振光分光镜21的棱镜21b。然后，通过仅P偏振光分量透过偏振光分离膜P而被检偏。这样一来靠偏振光分离膜P所反射的蓝色的S偏振光分量与透过偏振光分离膜P的绿色的P偏振光分量合成，从偏振光分光镜21出射。

进而，靠红色用的透过型液晶显示板Pr所调制的红色光分量被红色用的出口侧偏振片20所检偏后，入射于构成分光棱镜(第2光学元件)23的棱镜23a。此一分光棱镜23接合具有相互大小不同的三角柱形的两个棱镜23a、23b，在接合面上形成反射红色光分量而使蓝色和绿色光分量透过的分色膜(第2光学膜)D而构成。

入射于棱镜23a的红色光分量包括被分色膜D的反射而两次进行反射，并且与透过分色膜D的蓝色和绿色光分量合成从分色棱镜23出射。

再者，虽然在本实施例中，就在分色棱镜23内红色光分量两次进行反射的场合进行了说明，但是反射次数不限于此，也可以是一次或三次以上。

再者，在本实施例中，由偏振光分光镜21与分光棱镜23来构成色合成棱镜(色合成光学系统)22。

这样一来靠色合成棱镜22所合成而出射的三色的图像光靠投射透镜投射到未画出的屏幕，显示彩色图像。

这里，用图2就上述色合成棱镜22的构成更详细地进行说明。

色合成棱镜22由如上所述构成偏振光分光镜21的棱镜21a、21b，与构成分色棱镜23的棱镜23a、23b来构成。像这样由四个棱镜所形成的色合成棱镜22还称为四件棱镜。

棱镜21a包括成为蓝色光分量的入射面的透过面(第1(或者第2)入射面)21a3，反射S偏振光而使P偏振光透过的偏振光分离膜P汽相沉积形成的偏振光分离面21a2，和成为蓝色和绿色光分量的出射面的透过面(第1出射面)21a1。从棱镜21a的透过面21a3入射的蓝色光分量当中S偏振光分量通过靠偏振光分离膜P所反射而被检偏，从透过面21a1出射。

棱镜21b包括成为绿色光分量的入射面的透过面(第2(或者第1)入射面)21b2，接合于棱镜21a的偏振光分离面21a2的透过面21b1，和作为非光学有效面的透过面(第2出射面)21b3。从透过面21b2入射于棱镜21b，从透过面21b1入射的绿色光分量当中P偏振光分量通过透过偏振光分离膜P而被检偏，进而透过棱镜21a出射。这样一来由偏振光分离膜P所反射的蓝色的S偏振光分量，与透过偏振光分离膜P的绿色的P偏振光分量合成。

再者，棱镜21a、21b、23a、23b最好是保持偏振状态地让光透过，作为材料可以用低光弹性玻璃。

棱镜23a包括成为出射面的透过面且对入射的红色光分量满足全反射条件而使蓝色和绿色光分量透过的分色膜D汽相沉积形成的分色面23a2，和成为红色光分量的入射面的透过面(第4入射面)23a3。

此外，棱镜23b包括接合于棱镜23a的分色面23a2的透过面23b1，成为从棱镜21a出射的蓝色和绿色光分量的入射面的透过面(第3入射面)23b2，和非光学有效面23b3。

从棱镜23a的透过面23a3入射的红色光分量，首先被面23a1全反射，接着被分色膜D反射。而且此时，与透过棱镜23b和分色膜D来到的蓝色和绿色光分量合成，这次透过面23a1从棱镜23a(色合成棱镜22)出射。

再者，在透过面21a3、21b2、23a3和面23a1上，为了防止空气与玻璃的界面处产生的表面反射光引起的光量损失，最好是形成防止反射覆盖膜。

此外，在棱镜21b的透过面21b3上也是，为了防止因偏振光分离膜P处的检偏产生的不需要的光靠透过面21b3处的表面反射而返回光路并使投射图像的对比度降低，最好是形成防止反射覆盖膜。

这里，在本实施例中，如图1中所示，对着该透过面21b3地配置作为光处理构件的光吸收构件40，吸收从该透过面21b3出射的蓝色的不需要光，以便蓝色光分量当中透过偏振光分离膜P而从棱镜21b的透过面(非光学有效面)21b3出射的不需要的P偏振光分量不照射于其他光路内在其他光路内成为热的发生原因。

此外，光吸收构件40对绿色光分量也发挥同样的效果。这里，用对着透过面(非光学有效面)21b3地配置的前述光吸收构件40，吸收从透过面21b3出射的绿色的不需要光，以便绿色光分量当中靠偏振光分离膜P反射而从棱镜21b的透过面(非光学有效面)21b3出射的不需要的S偏振光分量不照射于其他光路内在其他光路内成为热的发生原因。

在现有的光学系统中，虽然靠具有高的检偏性能的偏振片来吸收不需要的光(这些成为热的发生原因)，但是在本实施例中，由于在蓝色光分量的光路中未设置这种偏振片，所以最好是设置光吸收构件40，使不需要光不再次返回某个光路。

再者，作为光吸收构件40可以用经黑色氧化铝膜处理后施行黑色涂漆的铝板。进而，通过对着光路倾斜配置此一铝板，即使不需要光当中有未被光吸收构件40所吸收而反射的少量的光，这些也可以不返回到棱镜21内的光路。

此外，棱镜23b的非光学有效面23b3，为了防止棱镜23b处的内面反射引起的重影发生，可以不用研磨面，而用磨砂面，进而可以涂布黑色的涂料。

此外，在棱镜23b的分色面23a2上所形成的分色膜D也可以在棱镜23b的透过面23b1上形成。由于棱镜23b一方小于棱镜23a，所以在汽相沉积分色膜D时，可以在汽相沉积腔内放入多的棱镜，可以降低制造成本。

此外，在棱镜21a的偏振光分离面21a2上所形成的偏振光分离膜P也可以在棱镜21b的透过面21b1上形成。

通过像以上这样构成，靠偏振光分光镜21对在因为波长短而能量高的蓝色光和白色光之中包含得多的绿色光进行检偏是可能的，消除了把如果入射强的照明光则因热而劣化的出口侧偏振片设在蓝色和绿色光分量的光路中的必要。借此，可以废除具有高的检偏性能(也就是，遮断的光量多)的出口侧偏振片，可以使液晶投影机产生的投影图像亮起来。

进而，一般的偏振光分光镜，特别是对带角度的光对S偏振光的反射率一方高于对P偏振光的透过率。因此，靠S偏振光检偏(也就是，靠偏振光分光镜来反射作为不需要光的S偏振光从投影于被投影面的光路上离开)一方作为检偏镜的性能高于靠P偏振光检偏(靠偏振光分光镜透过作为不需要光的P偏振光，从投影于被投影面的光路上离开)。这一点在本实施例中因为成为靠S偏振光对视觉度高，强烈影响于对比度的绿色光分量进行检偏的(进行S检偏的)构成，故可以在投射图像上得到高的对比度。

这里，也可以仅在绿色用液晶显示板Pg与棱镜(第1光学元件)21之间和蓝色用液晶显示板Pb与棱镜(第1光学元件)21之间的某一方配置偏振片。此外，也可以配置除了偏振片以外的遮挡除了特定的偏振方向的光以外的构件，或者把偏振光分光镜等的特定的偏振光与其他偏振光分离的构件。如果配置偏振片，则因为可以靠偏振片与偏振光分光镜二重地进行检偏，故可以提高通过配置了偏振片的光路的色光的偏振纯度。但是，在本第1实施例中，关于比视觉度高的绿色光，因为偏振光分光镜中的检偏性能足够高，故未配置偏振片。此外关于蓝色光，因为蓝色光的波长短故能量高，出于如果成为高温则性能劣化这样的理由，未配置偏振片。当然如果上述问题得到解决，则也可以在蓝色光的光路上配置偏振片。

此外，因为出口侧偏振片关于不容易受比较热引起的障碍的红色光分量，设置出口侧偏振片20，并且在棱镜23a内被全反射后，靠分色膜D来进行色合成(两次反射)，故可以缩短投射透镜25的后焦距，可以把液晶投影机(投射型图像显示装置)小型化。

(第2实施例)

图3中示出用作为本发明的第2实施例的投射型显示光学系统的液晶投影机(投射型图像显示装置)的概略构成。再者，本实施例的基本构成与第1实施例是相同的，关于共同的构成要素赋予与第1实施例同一标号而代替说明。

在本实施例中，从第1正透镜6出射的光束当中，靠绿色反射分光镜80反射的绿色光分量经由高反射镜9，第2正透镜15和绿色用的入口侧偏振片160以S偏振状态聚光于绿色用的透过型液晶显示板Pg的显示部。

透过绿色反射分光镜80的蓝色和红色光分量当中的蓝色光分量，被蓝色反射分光镜100所反射，经由第3正透镜17和蓝色用的出口侧偏振片180以S偏振状态聚光于蓝色用的透过型液晶显示板Pb的显示部。

透过蓝色反射分光镜100的红色光分量经由第4正透镜11，高反射镜12，第5正透镜13，高反射镜14，第6正透镜19和红色用的入口侧偏振片26聚光于红色用的透过型液晶显示板Pr的显示部。第4正透镜11与第5正透镜13因为仅红色通道比其他色通道光路要长，故起着几乎等倍成像的中继透镜的作用。

靠绿色用的透过型液晶显示板Pg所调制的蓝色光分量被1/2波长板32把偏振方向变换90°后，透过绿色用的出口侧偏振片31，入射于色合成棱镜22当中构成偏振光分光镜21的棱镜21a。这里，绿色用的出口侧偏振片31与其他偏振片相比检偏性能低，透过率高。因而，通过对绿色光分量进行检偏的偏振片31处的热的发生不成为什么问题。

此外，靠蓝色用的透过型液晶显示板Pb所调制的蓝色光分量入射于构成偏振光分光镜21的棱镜21b。再者，在本第2实施例中，在蓝色光的光路上，蓝色用液晶显示板Pb与偏振光分光镜21相邻，其间未配置偏振片等光学元件。也就是说，来自蓝色用液晶显示板Pb的蓝色光照原样入射于偏振光分光镜21。

进而，靠红色用的透过型液晶显示板Pr所调制的光经由红色用的出口侧偏振片20，入射于色合成棱镜22当中构成分色棱镜23的棱镜23a。靠色合成棱镜22所合成的三个色光分量靠投射透镜25投射于未画出的屏幕。

这里，如上述第1实施例中说明的那样，一般的偏振光分光镜特别是对带角度的光对S偏振光的反射率一方高于对P偏振光的透过率，靠S偏振光检偏一方作为检偏镜的性能高。这一点在本实施例中，因为通过在透过型液晶显示板Pg与偏振光分光镜21之间配置1/2波长板32，靠S偏振光使比视觉度高而强烈影响明亮的绿色光分量入射于偏振光分光镜21，靠偏振光分离面P反射，故可以实现能够投射明亮的图像的液晶投影机。

进而，由于通过在比视觉度高的绿色用液晶显示板Pg的出射侧设置偏振片，可以补充因为靠P偏振光进行检偏而降低的检偏性能，所以可以取投射图像中的高的对比度与明亮度的平衡。

当然，由于即使未设置绿色用的出口侧偏振片31全凭偏振光分光镜21的特性也可以得到足够高的对比度，所以绿色用的出口侧偏振片31不一定非要不可。

此外，在本实施例中，对着非光学有效面21b2地配置着光吸收构件40，以便绿色光分量当中透过偏振光分离膜从棱镜21b的非光学有效面21b3出射的不需要的P偏振光分量不照射于其他光路内在其他光路内成为热的发生原因。

(第3实施例)

图4中示出用作为本发明的第3实施例的投射型显示光学系统的液晶投影机(投射型图像显示装置)的概略构成。再者，本实施例的基本构成与第1实施例是同样的，关于共同的构成要素赋予与第1实施例同一标号而代替说明。

在本实施例中，在偏振光21的棱镜21a与分光棱镜23的棱镜23b之间，设有色选择性相位差片34与偏振片35。色选择性相位差片34具有仅使蓝色光的偏振状态变化90°的作用，可以用カラ一リンク公司以カラ一セレクト的商品名所销售者。偏振片35使P偏振光透过，吸收S偏振光。

通过进行这种构成，对S检偏检偏性能差的P检偏的蓝色光分量中所混合的P偏振光靠色选择性相位差片34变换成S偏振光，被偏振片35所吸收，借此关于投射图像可以得到高的对比度。

此外，在本实施例中也是，与第1实施例同样，对着非光学有效面21b3地配置着光吸收构件40，以便蓝色光分量当中透过偏振光分离膜P从棱镜21b的非光学有效面21b3出射的不需要的P偏振光分量不照射于其他光路内而在其他光路内成为热的发生原因。

再者，在上述各实施例中，就用由特开2001-290010号公报所提出的照明光学系统的场合进行了说明，但是，例如，如果以在包括偏振光分光镜的偏振光分离方向在内的方向上压缩照明光的形式用在光轴正交断面中相互正交的两个方向当中仅一个方向上压缩照明光束而照明的方式，则可以减轻检偏性能因偏振光分光镜的入射角度而劣化这样的问题，可以得到更高的对比度。

像以上说明的这样，如果用上述各实施例，则在第1和第2色光的检偏之际可以避免像用具有高的检偏性能的偏振片的现有的场合那样，靠该偏振片吸收多的光而发生热的问题。

特别是，通过把靠第1光学元件所检偏的第1和第2色光当中的一方取为与其他色光相比能量高的蓝色光，或者取为白色光中含有最多的绿色光，更可靠地防止热的问题的发生成为可能。

此外，在靠投射光学系统投射用第2光学元件所合成的光的场合，可以缩短投射光学系统的后焦距。

因而，可以得到明亮的投射图像，且不需要大的冷却，可以实现小型的色合成光学系统，投射型显示光学系统和投射型图像显示装置。

此外，通过设置阻止从第1光学元件(棱镜)出射的不需要光返回到光路中的，光吸收构件之类光处理构件，可以使不需要光不照射于其他光路内或在其他光路内成为热的发生原因。

此外，把第1和第2色光当中的一方取为强烈影响对比度的绿色光，进而使此一绿色光靠一般检偏性能高的S偏振光来检偏作为P偏振光入射于第1光学元件，借此得到明亮而高对比度的投射图像成为可能。

此外，在第1光学元件中在靠P偏振光检偏的色光的光路(例如，第1光学元件的入射面的紧前方)中配置1/2波长板，变换成S偏振光后靠第1光学元件来检偏，借此入射于第1光学元件的所有色光的偏振光的条件取齐，使第1光学元件的设计容易成为可能。

此外，也可以在入射于第1光学元件的绿色光的光路上配置偏振片，靠此一偏振片与第1光学元件两级进行绿色光的检偏，借此得到更高的对比度。此时，偏振片可以是检偏性能低得不产生热的问题者。

进而，也可以在第1光学元件与第2光学元件之间配置偏振片，阻断从第1光学元件漏出的不需要光，以便得到更高的对比度。

此外，在第1光学元件与第2光学元件之间配置波长选择性相位差片与偏振片，借此可以得到更高的对比度。

虽然已经描述了最佳实施例，但是应该指出可以进行本发明的修改和变动而不脱离以下权利要求的范围。

Claims (22)

1.一种色合成光学系统，合成第1、第2和第3色光，该色合成光学系统包括：

具有反射第1色光、透过第2色光的第1光学膜的第1光学元件，所述第1色光具有第1偏振方向，所述第2色光具有与所述第1偏振方向不同的第2偏振方向，

对前述第3色光进行检偏的偏振片，和

具有反射特定的波长范围的光、透过其他波长范围的光的第2光学膜的第2光学元件，

其特征在于，由前述第1光学元件合成前述第1色光和第2色光，以及由前述第2光学元件来合成通过前述第1光学元件合成的前述第1、第2色光和从前述偏振片射出的第3色光。

2.根据权利要求1所述的色合成光学系统，其特征在于，还包括：

不使从前述第1光学元件中的朝着前述第2光学元件的光的出射面以外的面出射的光再次返回到光路的光处理构件。

3.根据权利要求2所述的色合成光学系统，其特征在于，

前述光处理构件是吸收光的构件。

4.根据权利要求1所述的色合成光学系统，其特征在于，

在前述第1光学元件中的朝着前述第2光学元件的光的出射面以外的面上设有抑制光的反射的膜。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的色合成光学系统，其特征在于，

前述第1和第2色光中之一为蓝色光，另一个为绿色光，前述第3色光为红色光。

6.根据权利要求5所述的色合成光学系统，其特征在于，

合成来自形成原图的三个图像形成元件的蓝色光、绿色光和红色光，

把前述绿色光作为S偏振光从前述绿色光用的图像形成元件向前述第1光学元件入射，

在前述第1光学元件与前述绿色光用的图像形成元件之间设有1/2波长板和偏振片。

7.根据权利要求5所述的色合成光学系统，其特征在于，

合成来自形成原图的三个图像形成元件的蓝色光、绿色光和红色光，

把前述绿色光作为P偏振光从前述绿色光用的图像形成元件向前述第1光学元件入射，

来自前述绿色光用的图像形成元件的绿色光不经由偏振片地入射于前述第1光学元件。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的色合成光学系统，其特征在于，

在前述第1色光和第2色光当中的一种色光的光路中的入射于前述第1光学元件紧前方的位置上设有1/2波长板。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的色合成光学系统，其特征在于，

前述第1色光的光路是以使前述第1光学膜反射的第1色光入射于前述第2光学元件而形成的，而且在前述第1色光的光路中的入射于前述第1光学元件紧前方的位置上设有1/2波长板。

10.根据权利要求9所述的色合成光学系统，其特征在于，

在前述第1色光的光路中的入射于前述第1光学元件的紧前方的位置上设有偏振片。

11.根据权利要求10所述的色合成光学系统，其特征在于，

合成来自形成原图的三个图像形成元件的前述第1、第2和第3色光，

前述第1色光从第1色光用的图像形成元件入射于前述第1光学元件，

设在前述第1色光的光路中的偏振片设置在前述第1光学元件与前述第1色光用的图像形成元件之间。

12.根据权利要求1至4中任一项所述的色合成光学系统，其特征在于，

合成来自形成原图的三个图像形成元件的第1、第2和第3色光，

前述第1色光和第2色光之一为绿色光，

在前述第1光学元件与前述绿色光用的图像形成元件之间设有偏振片。

13.根据权利要求1至4中任一项所述的色合成光学系统，其特征在于，

在前述第1光学元件与前述第2光学元件之间设有波长选择性相位差板。

14.根据权利要求13所述的色合成光学系统，其特征在于，

在前述第1光学元件与前述第2光学元件之间设有偏振片。

15.根据权利要求1至4中任一项所述的色合成光学系统，其特征在于，

合成来自形成原图的三个图像形成元件的第1、第2和第3色光，

前述第1色光和前述第2色光之一为蓝色光，

来自前述蓝色光用的图像形成元件的蓝色光不经由偏振片地入射于前述第1光学元件。

16.根据权利要求1至4中任一项所述的色合成光学系统，其特征在于，

合成来自形成原图的三个图像形成元件的第1、第2和第3色光，

前述第1色光和前述第2色光之一为蓝色光，

在前述第1色光与前述蓝色光用的图像形成元件之间设置1/2波长板，不设置偏振片。

17.根据权利要求1至4中任一项所述的色合成光学系统，其特征在于，

前述第1光学元件包括：

入射作为前述第1偏振方向的光的前述第1色光的第1入射面，

入射作为前述第2偏振方向的光的前述第2色光的第2入射面，

将由前述第1光学膜所合成的光朝前述第2光学元件射出的第1出射面，和

射出不需要的光的第2出射面，

前述第2光学元件包括：

入射从前述第1出射面射出的光的第3入射面，

入射前述第3色光的第4入射面，和

射出由前述第2光学膜所合成的光的第3出射面。

18.根据权利要求1至4中任一项所述的色合成光学系统，其特征在于，

前述第2光学元件至少两次反射前述第3色光后使其与前述第1和第2色光合成。

19.根据权利要求18所述的色合成光学系统，其特征在于，

前述第2光学元件在前述第2光学元件内全反射前述第3色光后，通过前述第2光学膜的反射与前述第1和第2色光合成。

20.一种投射型图像显示装置，包括：

分别形成用于调制第1、第2和第3色光的原图的第1、第2和第3图像形成元件，

把来自该光源的光分解成前述第1、第2和第3色光、并照射前述第1、第2和第3图像形成元件的色分解光学系统，

合成来自前述图像形成元件的前述第1、第2和第3色光的色合成光学系统，以及

把由前述色合成光学系统所合成的光投射于被投射面的投射光学系统，

其特征在于，前述色合成光学系统为权利要求1至4中任一项所述的色合成光学系统。

21.根据权利要求20所述的投射型图像显示装置，其特征在于包括：

驱动前述第1、第2和第3图像形成元件的驱动电路。

22.一种图像显示系统，其特征在于包括：

权利要求20所述的投射型图像显示装置，以及

向前述投射型图像显示装置供给使前述第1、第2和第3图像形成元件形成原图用的图像信息的图像信息供给装置。

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