TWI275896B - Projector - Google Patents

Description

1275896 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明，係關於使用液晶面板等之光調變裝置來投射 影像的投影機。 【先前技術】 習知投影機中，有一種將從各色之液晶面板（被藍、紅、 綠色之照明光所照明）射出之各色像光，以藍色及紅色光反 射用之一對多層膜配置成X字形之合成光學系統來加以色 合成者（參照專利文獻丨、2、3、4、上述投影機中， 係以藍色反射用多層膜來反射藍色的像光、以紅色反射用 ^層膜來反射紅色的像光，並使綠色的像光透射兩多層 嗅’來進行光之重疊、亦即進行色合成（參照專利文獻卜 2 、 3 、 4 、 5) 〇 八工你尤甲活用於各 路上 向偏極光的利用效率，在配置於紅色及藍色光 之液晶面板、與其射出側所配 間，配罟古脸伯， ^•口城用/刀色稜鏡之 獻D。又，楚” “Μ 疋轉元件（專利文 ^ 投影機，為提高光源光中活用於夂ώ 定方向偏極朵的利闺 ；各色之特 』〜的利用效率，係將分 性與合成用分色# μ # 。祝之之透射特 刀巳在見之透射特性，配合各 Μ調節（專利文獻 先方向來加 、'本 ’又乐3投影機，為i日古, ^舌用於各色之牯宁 马美阿光源光中 八 寸疋方向偏極光的利用效率，介/ 刀色鏡之之透射特性盘人 羊亦係將分離用 夂ώ ^ 〇成用分色稜鏡之透鼾Μ α 各色之偏光方向來加以 遝射特性，配合 加以凋即（專利文獻 )此外，第4投 5 1275896 Γ而=入射角度對合成用分色棱鏡之透射特性的影 夕：工色反射用多層膜對S偏光之半值波長、與藍色 文獻用：層膜對s偏光之半值波長控制在既定範圍内(專利 所J。又，投影機5,則係藉由控制合成用分色稜鏡中 之多及藍色反射用多層膜之構造，來降低所獲得 偏光之半值波長與對ρ偏光之半值波長的 5)。肖止&者入射角度變化所產生之特性惡化（專利文獻 此外另一投影機’係將來自光源之光源光分解為3 衣其中之綠色照明光路上配置中繼光學系統等之導光 和旦/來補償對其餘2色之光路差（參照專利文獻6)。此 U機’係於合成光學系統’以紅色反射用多層膜來反射 、.、工色像光、以綠色反射用多層膜來反射綠色像光，並使藍 色像光透射，據以進行影像之色合成。 [專利文獻1]曰本特開昭64一 1 1289號公報 [專利文獻2]日本特開平8—n477^_u公報 [專利文獻3]日本特開平2 — 245749號公報 [專利文獻4]日本特開2〇〇1一 264522號公報 [專利文獻5]日本特開2〇〇1 — 3 1 822 14號公報 [專利文獻6] W〇94/22〇42號公報 “ ’使用具備藍色反射用多層膜與紅色反射用多層 膜之合成光學系統的投影機時，用以照明各色液晶面板之 ^裝置’會被限制成將綠色光分歧於中央之構成。也就 疋况’此合成光m由於被限制成使綠色像光直行、 6 1275896 從兩側使藍色及紅色像光結合的光路配置，因此，欲實現 在綠色光路上配置中繼光學系統(用以加長相對光路)之投 影機，是非常困難的。 • X ’於綠色光路上配置中繼光學系統之投影機，係以 -藍色或紅色反射用多層膜、與綠色反射用多層膜來構成合 成光學系統之正交分色稜鏡（Cr〇ss Dichr〇ic pdsm)，例如， 關於綠色與藍色交界波長之像光，已知會因在兩多層膜之 #多重反射，而在螢幕上形成疊影（Ghost image)。 【發明内容】 ，本卷月之目的係提供一種能簡單的實現在綠色 光路上配置中繼學系統之光路構成的投影機，且能以合成 光學系統之多重反射來防止疊影之形成的投影機。 為解決上述課題，本發明之第1投影機，具備分別對 、、工色光、綠色光及監色光進行調變白勺3個光調變裝置，將 ”固光調變裝置所調變之光加以合成的色合成光學系統， # /及奴射色合成光學系統所合成之光的投射光學系統，其 特欲在方、·色合成光學系統，具備反射綠色光的第1分色 胰〃反射監色光的第2分色膜；第i分色膜與第 •膜係：置成x字形;在第1分色膜之反射率為斷波長， •::二:2分色膜之反射率為5。%之波長來得長。又，所謂 二二&射率’係指加上射入分色膜之各色光偏光方向 豕此’射入色合成光學系統之-對分色膜之各色光的 偏光方向有邻八又π n 士 y 合巴九的 較的基準。”” ’依據該偏光方向之反射率即為比 1275896 上述第1投影機，能於色合成光學系統進行使紅色光 直進、使綠色光及藍色光從兩側方結合的光路配置，例如， 能容易的實現在綠色光之照明光路上配置令繼光學系統型 •的投影機。& ’上述第1投影機中，由於在第丨分色膜之 '反射率為5G%之波長，較在第2分色膜之反射率為50%之 波長來付長，因此能抑制包含綠色光與藍色光之交界波長 的光在第1及第2分色膜皆被反射而反向行進之過程的多、 _重反射’降低將疊影與影像一起投影至營幕上的可能性。 再者’藉由適當調整帛丨分色膜之反射特性等，即能簡單 =調整綠色像光之亮度。也就是說，燈光源雖有綠色光光 I較多之傾向，但由於不使用較易產生熱變動之ND濾波 器（Neutral Density Fiher)即能進行綠色光之光量調整，因 此能在不伴生對比劣化之情形下調整白平衡。 ^，本發明之第2投影機，具備分別對紅色光、綠色 光及藍色光進行調變的3個光調變裝置，將3個光調變裝 _ .置所調變之光加以合成的色合成*學系統，以及投射= 成光學系統所合成之光的投射光學系統，其特徵在於：色 合成光學系統，具備反射綠色光的g i分 •色光的第2分色膜；第1分色膜與第2分色膜係配= 子形’在第i分色膜之反射率為5〇%之波長，較在第2分 色膜之反射率為50%之波長來得短。 刀 上述第2投影機，能於色合成光學系統進行使藍色光 直進、使綠色光及紅色光從兩側方結合的光路配置，例如， 能容易的實現在綠色光之照明光路上配置中繼光學系統型 8 1275896 的投景》機。又，上述第2 _ % ^ φ 巧射虫氣_ 、 技衫機中，由於在第1分色膜之 皮+ : I r。之波長’較在第1分色膜之反射率為50%之 波長來付短，因此能灰π主丨^人a 的光在…綠色光與紅色光之交界波長 舌 # 1 ^刀&月莫皆被反射而反向行進之過程的多 重反射，降低將疊影投影至螢幕上的可能性 適當調整第1分色藤:之只έ+好k 措由 之W…工 即能在不伴生對比劣化 之开y下调整白平衡。 又，本發明之第3投影機，具備分別對紅色光、綠色 :及監色光進行調變的3個光調變袭置， 置所調變之光加以合成的色合 九月夂衣 ，.^ ^ 卞糸統，以及投射色合 糸統所合成之光的投射光學系統，其特徵在於：色 以統，具備反射綠色光的第1分色膜、與反射藍 的弟2分色膜’第1分色膜與第1分色膜係配置成X 分色膜之反射率特性與第1分色膜之反射i特 之光路既定波長區域中聚合；於綠色光或藍色光 ，’有用來除去既定波長區域之光的濾波器。 上述第3投影機’能於色合成光學系統進行使紅色光 進、使綠色光及藍色光從兩側方結合的光路配置，例如， =容易的實現在綠色光之照明光路上配置中繼光學系統型 的投影機。又，上述第3投 ' 中由於在綠色光或藍色 此 ，5又有用來除去既定波長區域之光的濾波器，因 此-抑制包含綠色光與藍色光之交界波長的光在第 9 1 疊反向行進之過程的多重反射，降低將 2 又衫至贫幕上的可能性。再者，藉由適當調整遽波器 1275896 特性，即能在不伴生對比劣化之情形下調整白平衡。 本發明之第4投影機，具備分別對紅色光、綠色光及 藍色光進行調變的3個光調變裝置，將3個光調變裝置所 調變之光加以合成的色合成光學系統，以及投射色合成光 學系統所合成之光的投射光學系統，其特徵在於：色合成 光學系統，具備反射綠色光的第1分色膜、與反射紅色光 的第2分色膜;第！分色膜與第2分色膜係配置成χ字形； =分色膜之反射率特性與第2分色膜之反射率特性的一 部分二在既定波長區域中聚合；於綠色光或紅色光之光路 中°又有用來除去既定波長區域之光的濾波器。 上逃弟4投影機，能於色合成光學系統進行使藍色光 处=使綠色光及紅色光從兩側方結合的光路配置，例如， :;二易：實現在綠色光之照明光路上配置中繼光學系統型 上述第4投影機中，由於在綠色光或紅色 此处^ ’ δχ有用來除去既定波長區域之光的濾波器，因 2 Γ綠色光與紅色光之交界波長的光在第1及第 刀色月果皆被反射而反向行進 疊影投影至螢暮h…多重反射’降低將 特性’二的可能性。再者，•由適當調整遽波器 , 彳力比之请形下調整白平衡。 此外，本發明之一呈， t 器係抑制既定波長區域光且之^射係上述投影機中，濾波 此，即r 1 ^之透射的透射型光學元件。如 p月匕間易且低價的達成 的去除。 城作為目標之既定波長區域之光 又’本發明之另—具體形態’係上述投影機中，濾波 J0 1275896 此，即::::：區域光之反射的反射型光學元件。如 空間之方式達上為，曲光路所配置之反射鏡，以節省 乍為目軚之既定波長區域之光的去除。 本發明之另一具體形 備分離光學系統，係將從光…仏械進一步具 色 糸將攸先源射出之光分離為紅色光、綠 先及監色光’且作為既定 罝一 褐先先。此時，不僅能利用 早一先源來獲得紅色光、 έΒ , 忒色先及監色光，且能使各色光 朝向既定偏光方向、有效率的加以利用。 色先 又’本發明之另—且歸 另 /、肢形怨，係上述投影機中，光源 與綠色光用光調變雙晉Μ /、 … 义哀置間的先路’係較光源與紅色光用或

監色光用光調蠻梦罟Μ 、k I 又衣置間的先路來得長；色分離光學系統斑 綠色光用光調變裝置之間，配置有中繼光學系統，此中繼 光學系統’具備；配置在色分離光學系統之光射出側的第 1透!兄@己置在綠色光用光調變裝置之光射入側的第2透 鏡’以及配置在第i透鏡與第2透鏡之間的第3透鏡。此 情形下’由方；係在綠色光之光路上配置中繼光學系統，因 此雖易產生綠色光之損失’但使用綠色光光量較多之燈光 源時’能達成自然的白平衡’因此反而是帶來較有利的影 響。此外’由於綠色光之可見度較高，因此雖然對白平衡 造成的影響大’但藉由適當調節綠色光光路上之中繼光學 系統等，即能容易的調整綠色光用光調變裝置上之綠色光 的照度。 【實施方式】 [第1實施形態] 1275896

圖卜係說明本發明第1實施形態之投影機的圖。此 投影機10，具備：發出光源光之光源裝置20,將發自光 源裝置2〇之照明光予以均勾化的均句化光學系統30,將 經過均勻化光學系《3〇之照明光分割為紅、綠、藍三色 的分割照明系、统40 ’被從分割照明系統4〇射出之夂色昭 明光所照明之光調變部50’將來自光調變部5〇之：色調 變光加以合成的正交分色稜| 6〇，以及將經過正交分色稜 叙6 0之像光技射至螢幕（未圖示）的投射透鏡7 〇。 :形成大致點狀發光部的燈 射出之光源光加以準直化之 此處’光源裝置2 0，具備 本體2 1，以及將從燈本體2 j 狀的凹面!竟22,而使用面及橢圓面等非拋物面形狀的凹面 鏡。使用此種凹面鏡時，若在凹面鏡22與均勻化光學系 統30之間配置平行化透鏡的話，能從光源裝置2〇射：： 行光束。 拋物面形狀的凹面鏡22。其中，燈本體21，例如係由高 壓水銀燈等之燈光源構成，大致白色的光源光。又， 凹面鏡22，係反射從燈本體21放射之光線，使其成為平 行光束射入均勻化光學系統3〇。此外’亦可取代拋物面形

均勻化光學系統30,具備：波面分割用之一對複眼透 鏡3U 32、帛以使波面分割光重疊之重疊透鏡&以及將 照明光轉換成既定偏光成分之偏光轉換構件34。一對複眼 透鏡3 1，32，係由配置成矩陣狀之複數個要件透鏡構成， 藉由此等要件透鏡，將來自光源裝置2〇之照明光予以分 割亚個別的加以聚光、發散。偏光轉換構件％，係將從複 12 1275896 眼透叙^ 1，3 2射出之知明光轉換成一種偏極光（例如與圖1 之紙面垂直的單一 S偏光成分）以供應至次一光學系統。重 疊透鏡33，係使經過偏光轉換構件34之照明光全體適當 的收欽’而能對设於光调變部5 0之各色的光調變裝置進 行重疊照明。亦即，經過複眼透鏡3丨，32與重疊透鏡33 之知、明光’經下述色分離光學糸統4 0，而均勻的重疊照明 構成光調變部50之各色的光調變裝置、亦即重疊照明各 色之液晶面板5 1 b，5 1 r，5 1 g的影像形成區域。 分告彳照明糸統40 ’具備：第1及第2分色鏡4 1 a，4 1 b、 反射名兄42a, 42b, 42c、像場透鏡43b，43r、以及第1〜第3 透鏡45a，45b，45c。其中，包含第！及第2分色鏡41a，41b 所構成之色分離光學系統，係將照明光分離為紅色光、綠 色光及監色光。亦即’第1分色鏡4丨a，係反射紅、綠、 監（R、G、B)二色中之監色光LB，而使綠色光LG與紅色 光LR透射。第2分色鏡41 b，係將射入之綠色光及紅 色光LR中之紅色光LR加以反射而使綠色光透射。 此分割照明系統40中，來自光源裝置2〇、經均勻化 光學系統30之照明光，係先射入第i分色鏡4U。第i分 色鏡41 a所反射之藍色光LB被引導至第i光路〇p 1，經 反射鏡42a而射入用來調整入射角度之像場透鏡4扑。又， 透射過第1分色鏡41a被第2分色鏡41b反射之紅色光lr， 被引導至第2光路OP2而射入像場透鏡43r。再者，通過 乐2分色鏡41b之綠色光LG，被引導至第3光路〇p3， 透過反射鏡42b，42C而通過第丨〜第3透鏡45a，45b，45c。 13 1275896 由此等透鏡45a，45b，45c構成之中繼光學系統，係配置在 從光源裝置20至各色液晶面板51b，51r，51g之光路距離 最長之綠色的第3光路0P3。此中繼光學系統，係將入射 側之第1透鏡45a之像，透過中間的第2透鏡45b，將其 大致原狀傳遞至第3透鏡4 5 c，據以防止因光擴散等而降 低光之利用效率。此外，可藉由使中繼光學系統中例如中 間的透鏡45b沿光轴連續的、或階段性的位移，來任意的 變化液晶面板5 lg處之照明區域尺寸，亦即任意變化綠色 光LG在液晶面板5丨g之影像形成區域上的照度。也就是 說’相對於在液晶面板5 1 b及5 1 r之影像形成區域上藍色 光LB及綠色光LR之照度固定不變且大致相等，在液晶面 板5 lg之影像形成區域上綠色光LG之照度則會根據透鏡 45b之位置而增減。利用此點，即能就綠色光lg以光學 方式適當調整通過各液晶面板5 lb，5 lr，5 lg而被合成、以 投射透鏡70投影至螢幕上之影像的白平衡。 光調變部50，具備：三色照明光LB，LR，LG分別射 入之3個液晶面板5ib，51r，51g、以及夾著各液晶面板5ib， 51r，51g配置的3組偏光濾光鏡52b，52r，52g。此處，例 如藍色光LB用液晶面板51b、與夾著此面板之一對偏光濾 光鏡52b，52b，係構成為用來對照明光進行2維亮度調變 之液晶光閥（Light Valve)。同樣的，紅色光^用液晶面板 5 1r與對應之偏光濾光鏡52r，52r亦係構成為液晶光閥，綠 色光LG用液晶面51g與偏域光鏡％，％亦係構成 為液晶光閥。 14 1275896 “於此光調變部50中，被引導至第}光路〇ρι之藍色 光B透過像場透鏡43b射入液晶面板5 lb之影像形成區 域。被引導至第2光路〇p2之紅色光LR，透過像場透鏡4化 射入液晶面板51r之影像形成區域。被引導至第3光路 之2色光LG，透過透鏡45a，45b，45c射入液晶面板51g 〜像形成區域。各液晶面板51b，51r，51g，係用來使射 入之照明光偏光方向之空間分布變化的非發光型光調變裝 置’分別射人各液晶面板51b，51r，51g之各色光lb，队 LG，係根據作為電氣訊號輸入各液晶面板51b，51r，51g之 驅動訊號或影像訊號，以像素單位調整其偏光狀態。此時， 藉由偏光濾光鏡52\ 52r，52g調整射入各液晶面板5ib，5h， 5 1g之照明光的偏光方向，並從各液晶面板5ib，η!·， 射出之光中取得既定偏光方向的調變光。 正又为色稜鏡60係一色合成光學系統，於其内部， 一色光反射用之分色膜（具體而言係介電多層膜）6i與綠色 光反射用之分色膜（具體而言係介電多層膜）62被配置成χ 字升y此正父分色稜鏡60，係將來自液晶面板5 1 b之藍色 ^ LB以分色膜6 1加以反射使其往行進方向左側射出，將 來自液晶面板51r之紅色光LR透過兩分色膜6ι，Μ使其 進射出’並將來自液晶面板5 1 g之綠色光LG以分色 月果62加以反射使其往行進方向右側射出。 、如此’以正交分色稜鏡60加以合成之像光，經投射 透鏡7〇以適當之放大率作為彩色影像投射於螢幕（未圖 示）〇 15 1275896 E) 2 ’心就構成圖1 — U 之正乂分色稜鏡60之分色膜61，62 反射特性，加上入身十伞 八射先之偏光方向（例如垂直於圖1之紙 面），以概念方式加以句RS ΛΑ门 乂祝明的圖。第1分色膜61，具有以 點鍵線所示之及勒4 士以 ^ 、寸性Pc 1 ’反射全部的藍色光。又， 弟2分色鏡62，具有以考綠 A 、兩以虛線所不之反射特性PC2，反射全 部的綠色光。袜处m I ^ μ 就…果而吕，兩分色膜〇,62使紅色光透射。 第1分色膜6 1之及·!；)· Μ Γ> Ρ Ί " 射特性PCI，於長波長側反射率為5〇% 之半波長約為50〇nm，&楚。a々+ 而弟2分色膜62之反射特性pc2， 於短波長側反射率^? sn()/ + & & F ^ ^ ”、、 。之半波長約為51 〇nm。也就是說， 弟 2为色艇 6 2之本、、念且私榮! x . 平波〜較第1分色膜61之半波長約長 l〇nm。又’以實線所示之反射特性pc3，係就短波長之側 之邊緣位置變更反射特請2的習知型反射特性，反射率 為50%之半波長約為5〇〇疆，此值與第丄分色膜㈠之反 射特性PC1之半波長一致。 、 处第1刀色膜61之反射特性pc 1、與第2分色膜 62之反射特性PC2，幾乎沒有重複部分。亦即，在此等交 界波長（500〜5 10nm)之藍綠交界光，在第工分色膜η、第 1分色月吴62皆幾乎不會被反射。因此，從第1光路0P1側 ，入圖1之正交，分色稜鏡60之交界波長的像光，即使在 第1分色膜61有些微的反射，但由於在第2分色膜之 反射置幾乎為〇，因此能有效預防因藍綠交界光之2次反 射而形成、反向行進之回光的發生。此外，從第3光路二3 側進入正交分色稜鏡6〇之交界波長的像光，即使在第2 分色膜6 2有些微的反射，但由於在第1分 巴胰61之反射 16 1275896 量幾乎為〇，因此能有效預防因藍綠交界光之2次反射而 形成、反向行進之回光的發生。 圖3，係說明防止從正交分色稜鏡60產生回光的圖。 通過液晶面板5 1 b之餐色光l Β中具有代表性中間波長之 一般光GL，完全透射過第2分色膜62後被第1分色膜6 ^ 反射，射入以示意方式圖示之投射透鏡70，於螢幕sc上 形成藍色影像。圖示之例中，係假設藉由一般光LG，在 螢幕SC上之影像區域PI投影出適當的影像。另一方面， 通過液晶面板5 1 b之藍色光LB中交界波長（具體而古， 長為500〜5 10nm)之交界光BL，由於係通過第1及第2八 色膜6 1，62之雙方’因此即使是從反方向微弱的照明液晶 面板5 1 g，對投射像之形成亦幾乎沒有影響。 又’當第2分色膜62具有圖2中作為比較例所示之 反射特性P C 3日’通過液晶面板5 1 b之藍色光l B中六 甲父界 波長之交界光BL ’被第2分色膜62反射一部分而使光路 幫曲90° ’射入第1分色膜61。此種交界光bL，在第j 分色膜61亦被反射一部分使其光路進行彎曲9〇。。也就 是說，交界光BL，成為平行移動之回光依序射入液晶面板 5 lb等。液晶面板5 lb等之表面，由於具有不是零的折射 率’因此射入液晶面板51b之回光，被液晶面板51b等反 射而作為交界光BL’再度往前方傳播。此交界光bl，，作 為前進光被第i分色膜6丨反射一部分，一部分透射過第2 分色膜62而射入投射透鏡70，在螢暮sr 黑I bC上形成微弱的疊 衫。圖示之例中’在螢幕s C上位於影待 仏〜像區域PI之相反側 17 I275896 的疊影區域GI’投射出對應影像區域ρι 此疊影，在亮度大時即為疊影本 =的淡疊影。 右如本實施形態般適當的調節第勾)''、'、而， 的話，即能確實防止包含色差及古# 62、之反射特性 圖4,係從另―觀畔 之且衫的產生。 回光的圖。此時，波長5〇〇〜51〇 “色稜鏡6〇產生 U _ 51—之交界光BL，係從第 3光路OP3側被導向漭曰而此《， ^ 十门液日日面板51g。綠色光中之一般 光GL，完全透射過第1分色 木刀邑胰61後被第2分色膜62反 射’射入投射透鏡7 〇於馨莫q r p 兄U於冤幕SC上形成綠色影像。另一方 :’通過液晶面板51g之綠色光LG中之交界光bl，通過 乐1及第2分色膜61，62之雙方’對投射像之形成亦幾乎 沒有影響。 又田第2分色膜62具有圖2中作為比較例所示之 反射特性PC3時，通過液晶面板51g之綠色光lg中交界 波長之交界光BL，被第丨及第2分色膜61，62反射一部 分而成為平行移動之回光依序射入液晶面板5丨g等。射入 液晶面板51g等之回光，被液晶面板51b等反射而作為交 界光BL’再度往前方傳播。此交界光bL，，作為前進光被 第2分色膜62反射一部分，一部分透射過第1分色膜6工 而射入投射透鏡70，在螢幕SC上之疊影區域GI，形成對 應影像區域PI之影像的微弱的疊影。 以下’說明本實施形態之投影機1 〇的動作。來自光 源裝置2 0之照明光，經均勻化光學系統3 〇加以均勾化將 18 1275896 f偏光方向對齊後，藉由設於分割照明系統40之第i及 第2刀色鏡41 \ 41b來進行色分割，分別以各色光lB, lR, 射入對應之液晶面板51b，51r，51g。各液晶面板5lb $ h. g，破來自外部之影像訊號調變而具有2維折射率分布， 、象$單位進行各色光LB，LR，LG之2維空間性調變。如

此，以各液晶面板51b，51r，5 1g調變之各色光；lB，lR，LG /、P像光被正交分色稜鏡00加以合成後，射入投射透 叙7〇。射入投射透鏡70之像光，以適當之倍率投影至未 圖示之螢幕。 又，本投影機10，由於能防止一對分色膜61，62之反 身"寺性重複或聚合’因此，能防止射入正交分色棱鏡60 之監隹色光LB或綠色光LG中之交界光BL，被兩分色膜61, 62雙重反射而成為射入液晶面板51g等之回光。也就是說， 在兩分色膜61，62具有重複之反射特性的情形時，能防止 在此f生之回光於液晶面板51b等反射而成為前進光，因 此種前進光而在螢幕SC上形成疊影等。 又，本投影機10，如圖2所示，由於第2分色膜62 之反射特性PC2之半波長較比較例之反射特性pc3之半波 長約長程度，因此能就交界光BL簡單的降低光量容 易變的較多綠色光的亮度。一般而言，由於綠色光Μ之 可見度較高’因此對白平衡造成的影響較大"匕外，且備 由高壓水銀燈構成之燈本體21白勺光源褒置2〇,於綠色光 LG之相對光量易產生分布。因此，藉由在避免第丨及第2 分色膜6丨，62之反射特性重複或聚合之同時，一邊去掉六 19 1275896 界光BL，即能在不使用易產生熱變動之ND濾光鏡等之情 形下進仃綠色光LG之光量調整。又，若係高壓水銀燈時， 由於綠色光LG之光|古夕士人# 里有夕於監色光LB及紅色光LR光量 的傾向，因此即使因交界光BL t去除而有些許之光量損 失’對白平衡之调整亦不致有不利的影響。 又，本投影機10 ’可利用綠色之第3光路0P3上所 配置之第2透鏡45b等之位移，來調整綠色光lg在液晶 面板5 lg之影像形成區域上的照度。如前所述，綠色光w 對:平衡造成的影響大，光源裝置20在綠色光LG之相對 光量易產生分布。因此’利用透I 45b等之位移來調整綠 色光LG在液晶面板51g之影像形成區域上的照度，即能 以良好效率調整投影機1G《白平衡。此外，若係高屡水 銀k日T如别所述，由於綠色光LG《光量有相對較多的 傾向’但藉由透鏡45b之位移使照明區域擴大，即使產生 些許之光量損失，#白平衡之調整亦不致有不利的影響。 ^倒是就能最大限度活用來自S源裝置20之照明光而言， 芯由本技心機丨0之構成，能在達成自然色溫度之同時投 射最為明亮的影像。 人，作為對白平衡造成影響之原因，除燈之相對光量 的分布（不均）外，亦包括液晶面板51g之特性的分布、分 色鏡仏，4lb及正交分色稜鏡，之波長選擇特性的分布 寻，㈣據本實施形態之投影機} 〇的話，無論使綠色光L G 之光量產生分布之各種原因為何’皆能將投影機ι〇之白 平衡大致設定於目標值，此時，亦不致犧牲影像之亮度及 20 1275896 對比。 又’上述實施形態中，雖係將第1分色膜61之半波 長。又為5 00nm、第2分色膜62之半波長設為51〇nm、欲遮 :, 父界光BL之波長设為500〜5 1 Onm，但以上之波長僅 為例。例如，亦可將第1分色膜6 1之半波長設為490nm、 第2分色膜62之半波長設為5〇〇nm、欲遮蔽之交界光Bl 之波長設為490〜500nm。 [第2實施形態] 圖5，係說明第2實施形態之投影機的圖。此投影機 1 1，係k更圖1所示之第丨實施形態之投影機丨〇之一部 刀者，未特別說明之部分具有與第丨實施形態之投影機i 〇 相同之構造’此外’共通部分係賦予相同符號並省略重複 之說明。 分割照明系統40中、含第！及第2分色鏡141a，141b 所構成之色分離光學系統，係將照明光分離為紅色光lR、 、、彔色光LG、及監色光LB之三個光束。亦即，第丨分色鏡 141a，係反射紅、藍、綠三色中之紅色光lr，而使綠色光 LG及監色光LB透射。又，第2分色鏡141b係反射所射 入之綠色光LG及藍色光LB巾之藍色光LB而使綠色光L(} 透射。 於光調變部50，被導向第1光路0P1之紅色光LR， 透過像場透鏡43『射人液晶面板51ι.之影像形成區域。被 導向第2光路0P2之藍色光LB，透過像場透鏡4讣射入 液as面板5 1 b之衫像形成區域。被導向第3光路QP3之綠 21 1275896 色光LG，透過由透鏡45a，45b，45c構成之中繼光學系統 射入液晶面板5 1 g之影像形成區域。 於正交分色棱鏡60之内部，紅色光反射用之第丨分 色膜（具體而言係介電多層膜）1 6 1與綠色光反射用之第2 分色膜（具體而言係介電多層膜）62被配置成χ字形。此正 交分色稜鏡60，係將來自液晶面板5丨b之藍色光lb以第 1分色膜161加以反射使其往行進方向左側射出，將來自 液晶面板5：h•之紅色光LR透過兩分色膜61，62使其直進、 射出，並將來自液晶面板5 lg之綠色光LG以第2分色膜 62加以反射使其往行進方向右側射出。 圖6,係就構成圖5之正交分色稜鏡6〇之分色膜1㈠，Q 之反射特性，以概念方式加以說明的圖。第i分色膜， 具有以二點鏈線所示之反射特性PC21，反射全 具有以一點鏈線所示之反射特性

光。又，第2分色鏡62，具有以一點鏈矣 PC22，反射全部的綠色光。就結果而言， 係使藍色光透射。第1分色膜161之反射 22 1275896 fe 62之反射特性PC22，幾乎沒有重複部分。亦即，在此 等交界波長（5 85〜595nm)之紅綠交界光，在第i分色膜 161第2分色膜6 2皆幾乎不會被反射。因此，從第1光 路0P1側進入圖5之正交分色稜鏡6〇中之交界波長的像 光’即使在第1分色膜16丨有些微的反射，但由於在第2 y刀色fe 62之反射量幾乎為〇，因此能有效預防因紅綠交界 光之2次反射而形成反向行進之回光的發生。另一方面， 從第3光路〇P3側進入正交分色稜鏡6〇之交界波長的像 光’即使在第1分色膜161有些微的反射，但由於在第2 分色膜62之反射量幾乎為〇，因此能有效預防因紅綠交界 光之2次反射而形成反向行進之回光的發生。 圖7，係說明防止從正交分色稜鏡60產生回光的圖。 此吟，波長為5 85〜595nm之交界光BL·，係假設從第}光 路侧OP1被導向液晶面板51r。紅色光中之一般光gL， 凡全透射過第2分色膜62後被第1分色膜161反射，射 入技射透鏡7 0於螢幕s C上形成紅色影像。另一方面，通 過液晶面板5 1 r之紅色光LR中之交界光BL，係通過第1 及第2分色膜ι61，62之雙方，對投射像之形成亦幾乎沒 有影響。 又’當第1分色膜161具有圖6中作為比較例所示之 反射彳寸性PC23時，通過液晶面板5 lr之紅色光LR中之交 界光BL，被第i及第2分色膜161，62反射一部分，成為 平行移動之回光而依序射入液晶面板5 1 r等。射入液晶面 板5 1 r之回光，被液晶面板5 11.等反射而作為交界光bl， 23 I275896 再度往前方傳播。此交界光BL，，作為前進光被第丨分色 膜、61反射一部分，一部分透射過第2分色膜62而射入投 射透鏡70，在螢幕sc上形成微弱的疊影。 以上，雖設波長585〜595nm之交界光BL係從第工光 路侧〇P1被導向液晶面板51r，但將交界光從第3光 路〇P3導向液晶面板51g亦是可能的，此時，亦同樣的能 防止疊影的產生。 又，以上之說明中，雖假設第丨分色膜161之半波長 =595細、帛2分色膜62之半值波長為585_、待遮斷之 又界光BL之波長為585〜595nm，但以上之 例：例：，亦可將…色請之半波長為“I:第 2刀色胺62之半值波長為575nm、待遮斷之交界光BL之 波長為575〜585nm [弟3實施形態] 圖8，係說明第3實施形態之投影機的圖。此投影機 210，係變更圖1所示第丨實施形態之投影機1〇的部分構 成j未特別說明之部分，具有與第丨實施形態之投影機^ 〇 相同之構成，此外，共通的部分係賦予相同符號並省略重 複之說明。 “第3實施形態之投影機210，於引導藍色光LB之第1 光路〇P1上設有光學元件之帶通濾波器281。又，圖示例 中，雖係將帶通濾波器28 1配置在反射鏡42a、與像場透 i 4 3 b之間，但此帶通濾波器2 8〗，亦可配置在從第1分 色鏡41a至正交分色稜鏡26〇之光路上的任一位置。 24 1275896 對應此帶通渡波器281之設置，正交分色稜鏡26〇係 採用習知型式’第i分色膜261之半波長、與第2分色膜 62之半波長為相同之5〇〇nm。 圖9，係說明帶通濾波器281之透射特性等的圖表。 圖表中’以―點鏈線所示之反射特性PC31，係顯示正交分 色牙夂叙260之第1分色膜261的反射率。又，以實線所示 之反射特性PC32係顯示第2分色膜62之反射率。此外， 、…’、斤丁之反射4寸性PC33係顯示帶通濾波器Μ〗之反 射率。帶通濾波器281反射 .^ ^ ^ 之反射知·丨生PC33中，於長波長側 反射率為50 %之半读真奶炎 ,nc 千，皮長約為495nm，能有效遮斷495〜 5〇5nm之交界光。 、之T通濾波器2 8 1，亦可以是使半波長一致 的低通渡波器(使短波長通過者 射特：實施形態’即便是兩分色膜加，62具有重複之反 Τ守寻性，亦能藉由器 1井牧 ^遽波為、2 8 1來防止藍綠交界光從第 y\^ 〇 p 1 a | 正交八 入正父分色稜鏡26〇。藉此，即能防止來自

人刀色稜鏡260之问*分、六s L 進先 Q先被液日日面板5 1 b等反射而成為前 因此種前進弁而 「〜 九而在螢幕上形成疊影等。 [第4實施形態] 圖10，係說明第4每 匕 3 1〇 ,. 乐4貝鈀形悲之投影機的圖。此投影機 係變更圖8所一# 構戍 丄 不弟3實施形態之投影機210的部分 ，未特別說明之^ 21〇 , 〇丨刀’具有與第3實施形態之投影機 相同之構成，此 k 略曹、Λ· 々’共通的部分係賦予相同符號並省 更複之說明。 25 I275896 第4實施形態之投影機310，於引導綠色光lg之第3 光路0P3上設有光學元件之帶通濾波器381。又，圖示例 中，雖係將帶通濾波器381配置在反射鏡42c、與透鏡4兄 間，但此V通濾波器3 8 1，亦可配置在從第2分色鏡4 j b 正父分色棱鏡2 6 0之光路上的任一位置。 子圖1 1，係說明帶通濾波器381之透射特性等的圖表。 圖表中，以一點鏈線所示之反射特性pc3 1，係顯示正交分 色稜鏡260之第！分色膜261的反射率。X，以實線所示 :反射特性PC32係顯示第2分色膜62之反射率。此外， 身二線所不之反射特性PC43係顯示帶通濾波器3 8 1之反 、率T通濾波器3 8 1之反射特性PC43中，於短波長側 、率為5 0 /。之半波長約為5 〇 5nm，能有效遮斷*95〜 5〇5nm之交界光。 又，M上之帶通濾波器38 1，亦可以是使半波長一致 、低通濾波器（使短波長通過者）。 本貝^形態，能藉由帶通濾波器28 1來防止藍綠交界 止來 光路〇Ρ3射入正交分色稜鏡260。藉此，即能防 成正父分色稜鏡260之回光被液晶面板51g等反射而 _ ’甴11:0種前進光而在螢幕上形成疊影等。 [第5實施形態] 4ln 〃 12，係說明第5實施形態之投影機的圖。此投影機 成，丰士 W 所示第1實施形態之投影機1 0的部分構 相同之=別說明之部分，具有與第1實施形態之投影機ίο ’此外’共通的部分係賦予相同符號並省略重 26 1275896 複之說明。 第5實施形態之投影機41〇，引導藍色光LB之第工 光路〇P1的反射鏡442a係光學元件之分色鏡。 圖13，係說明反射鏡442a之反射特性等的圖表。圖 表中，以一點鏈線所示之反射特性PC3 i，係顯示正交分色 牙文叙2 6 〇之第1分色膜2 6 1的反射率。又，以實線所示之 反射特性PC32係顯示第2分色膜62之反射率。此外，以 _ 虛線所示之反射特性PC53係顯示反射鏡442a之反射率。 此。反射鏡442a之反射特性PC53巾，於長波長側反射率為 5〇%之半波長約為495nm，能有效遮斷495〜505nm之交界 光。 本實施形態，能藉由反射鏡442a來防止藍綠交界光從 第1光路OP 1射入正交分色稜鏡260。藉此，即能防止來 父刀色_文叙260之回光被液晶面板51b等反射而成為 月進光’因此種前進光而在螢幕上形成疊影等。 [第6實施形態] 圖1 4 ’係說明第6實施形態之投影機的圖。此投影機 5 1 0 ’係變更圖12所示第5實施形態之投影機4丨〇的部分 • 铒成，未特別說明之部分，具有與第5實施形態之投影機 1 0相同之構成，此外，共通的部分係賦予相同符號並省 略重複之說明。 第6實施形態之投影機510中，引導藍色光LB之第 1 Φ 路0P 1的反射鏡42a係單純的反射鏡，而引導綠色光 L G λ-Jr 之第3光路OP3的反射鏡542c則係先學元件之分色鏡。 27 1275896 圖15，係說明反射鏡442a之反射特性等的圖表。圖 表中，以一點鏈線所示之反射特性pC3 1，係顯示正交分色 稜鏡260之第1分色膜261的反射率。又，以實線所示之 反射特性PC32係顯示第2分色膜62之反射率。此外，以 虛線所示之反射特性PC63係顯示反射鏡542c之反射率。 此反射鏡542c之反射特性PC63巾，於短波長側反射率為 5 0/。之半波長約為5〇5nm，能有效遮斷〜之交界 光。 本只施形悲，能藉由反射鏡542c來防止藍綠交界光從 弟3光路〇P3射入正交分色稜鏡26〇。藉此，即能防止來 2正交分色稜鏡260之回光被液晶面板51g等反射而成為 則進光，因此種前進光而在螢幕上形成疊影等。 [弟7實施形態] 圖1 6 ’係說明第7實施形態之投影機的圖。此投影機 A、又更圖5所示第2實施形態之投影機丨丨〇的部分 構成，未特別說明之部分，具有與第2實施形態之投影機 11 〇相同之構成，此外，共通的部分係賦予相同符號並省 略重複之說明。 第7貫施形態之投影機621 〇，於引導紅色光LR之第 光路OP1上設有帶通濾波器681。對應此帶通濾波器681 之。又置’正交分色稜鏡660係採用習知型式，第1分色膜 半波長、與弟2分色膜62之半波長為相同之500 nm。 又，亦可在第3光路〇P3上設置帶通濾波器682，來取代 在第1光路OP1上之帶通濾波器681。 28 1275896 圖17,係說明帶通遽波器681之透射特性等的圖表。 圖表中m線所*之反射特十生PC23，⑹員示正交分 色稜鏡660之第1分色膜661的反射率。又，以一 所示之反射特性PC22係顯示第2分色膜62之反射率。此 外，以虛線所不之第1反射特性PC74係顯示第】光路】

之帶通濾波器281之反射率。此帶通濾波器681之反射特 性PC74中，於長波長側反射率為5〇%之半波長約為 590nm，能有效遮斷580〜590n m之交界光。另一方面，以 虛線所示之第2反射特性PC75係顯示第3光路〇p3之帶 通濾波682之反射率。此帶通濾波器682之反射特性u 中，於長波長側反射率為50%之半波長約為58〇nm，能有 效遮斷580〜590n m之交界光。 、本實施形態，即便是兩分色膜661，62具有重複之反 射特性’亦能藉由帶通濾、波器681，682來防止紅綠交界光 =入正交分色稜鏡660。藉此，即能防止來自正交分色稜 :660之回光被液晶面板51r，5 等反射而成為前進光， 口此種前進光而在螢幕上形成疊影等。 [第8實施形態] 圖 71〇， ，係說明第8實施形態之投影機的圖。此投影機 構成係變更圖16所示第7實施形態之投影機610的部分 6] π未特別說明之部分，具有與第7實施形態之投影機 丄u才目问 略 構成，此外，共通的部分係賦予相同符號並省 複之說明。

貫施形態之投影機7 1 0，引導紅色光LR之第1 29 I275896 光路OP 1的反射鏡742a係分色鏡。此外，亦可於第1 “ 路〇P1側設置一般的反射鏡42a，將引導綠色光之第光 光路0P3所設之反射鏡42c作成由分色鏡所構成之反^鏡 742c 〇 圖19,係說明反射鏡742a之透射特性等的圖表。圖 表中’以二點鏈線所示之反射特性pC23，係顯示正交 稜鏡660之第i分色膜661的反射率。又 2 一 人點鏈線所 不之反射特性PC22係顯示第2分色膜62之反射率。此外， 以虛線所示之第i反射特性PC84係顯示設於第工光路〇扪 ^反射鏡742a之反射率。此反射鏡742a之反射特性= 中，於短波長側反射率為50%之半波長約為59〇nm,能 效遮斷580〜590nm之交界光。另一方面，以虛線所:之 第2反射特性PC85係顯示第3光路〇p3之反射鏡？仏之 反射率。此反射鏡742c之反射特性pc85 ^ ^ ^ 於長波長側 反射革為50/。之半波長約為58〇_ ’能有效 590nm之交界光。 本實施形態，即便是兩分色膜661，62具有重 射特性，亦能藉由反射鏡742a，742c來防止紅綠交只光射 入正交分色稜豸660。藉此，即能防止來自正、” 660之回光被液晶面板51r，51g 可文兄 乂、 从碍刖進光，因 此種别進光而在螢幕上形成疊影等。 I匕=本發明並不限於上述實施形態’在不脫離本發明 要曰乾圍内能以各種態樣來加以實

Mm 以下之變形 30 1275896 上述貫施形態之投影機1 〇〜7 1 Ο，雖係使用高壓水銀 燈來作為光源裝置20，但亦可取代高壓水銀燈而使用金屬 齒素燈等之其他種類的燈。 此外，上述實施形態中，為了將來自光源裝置2〇之 -光分割為複數部分光束，而使用了二個複眼光學系統 32 ’但本發明亦能適用於不使用此種複眼光學系統、亦即 不使用透鏡陣列之投影機。再者，亦可將複眼光學系統3 i φ 32更換為棒狀積分器。 又，上述投影機1 0中，雖使用了將來自光源裝置2〇 之光轉換成特定方向之偏光的偏光轉換構件34，但本發明 亦能適用於不使用此種偏光轉換構件34之投影機。 又’作為投影機，有從觀看投射面之方向進行影像投 射的前投影式投影機、與從觀看投射面方向之相反側進行 影像投射的背投影式投影機，圖1所示之投影機之構成， 能適用於其中之任一種。 • 【圖式簡單說明】 圖 圖 圖 圖 放大圖 1，係說明第1實施形態之投影機光學系統的圖。 之，係顯示圖1所示正交分色稜鏡之反射特性的圖。 ;5係說明圖1之投影機之特徵動作的放大圖。 4,係從另一觀點說明圖丨之投影機之特徵動作的 Ϊ 圖5，係說明第2實施形態之投影機光學系統的圖。 圖6，係顯示圖5所示正交分色稜之反射特性的圖。 圖7，係說明圖5之投影機之特徵動作的放大圖1 1275896 圖8，係說明第3實施形態之投影機光學系統的圖。 圖9，係顯示圖8所示之帶通濾波器反射特性的圖。 圖1 0 ’係說明第4實施形態之投影機光學系統的圖 圖11，係顯示圖1〇所示之帶通濾波器反射特性的圖 圖1 2，係說明第5實施形態之投影機光學系統的圖 圖13，係顯示圖12所示之反射鏡反射特性的圖。 圖M，係說明第6實施形態之投影機光學系統的圖。

圖15，係顯示圖14所示之反射鏡反射特性的圖。 圖16,係說明第6實施形態之投影機光學系統的圖。 圖Π ’係顯不圖16所示之帶通濾波器反射特性的圖 圖1 8 ’係說明第7實施形能 n 10 , 貝她升〜之杈衫機光學系統的圖 0 19,係顯示圖18所示 【主要元件代表符號】 U“反射特性的圖 10 20 30 31，32 34 40 41a，41b 42a， 42b， 42c 43b， 43r 45a，45b，45c 投影機 光源裝置 均勻化光學系統 複眼光學系統 偏光轉換構件 分割照明系統 第1、第2分色鏡 反射鏡 像場透鏡 弟 1〜篆 q、头 昂3透鏡 光δ周變吾p 32 50 1275896

51r，51g，51b 52r，52g，52b 60 61 62 70 BL，BL”

GL LB，LG, LR ΟΡ15 OP25 OP3 液晶面板 偏光濾光鏡 正交分色稜鏡 第1分色膜 第2分色膜 投射透鏡 交界光 一般光 各色光 第1〜第3光路

Claims (1)

1. I275896 或藍色光用光調變裝置間的光路來得長； 該色分離光學系統與該綠色光用光調變裝置之間，配 置有中繼光學系統，此中繼光學系統，具備； 配置在該色分離光學系統之光射出側的第i透鏡，配 置在該綠色光用光調變裝置之光射人側的帛2透鏡，以及 配置在該第1透鏡與第2透鏡之間的第3透鏡。 “ 5 · 一種投影機’具備分別對紅色光、綠色光及藍色 光進行調變的3個光調變裝i，將該3個光調變裝置所調 變之光加以合成的色合成光學系统，以及投射該色合成光 學系統所合成之光的投射光學系統，其特徵在於： 該色合成光學系統’具備反射該綠色光的第U射膜、 與反射該藍色光的第2反射膜； 亥第1反射膜與该第2反射膜係配置成X字形； 士 D玄第1反射肤之反射率特性與該第2反射膜之反射率 4寸性的一部分，在既定波長區域中聚合； —於該綠色光或該藍色光之光路中，設有用來除去該既 疋波長區域之光的濾波器。 6·如中請專利範圍第5項之投影機，其中，該滤波 糸抑制該既定波長區域光之透射的透射型光學元件。 7.如申請專利範圍第5項之投影機，其中，該遽波 系抑制該既定波長區域光之反射的反射型光學元件。 其進^牛如f請專利範圍第5至7項中任-項之投影機， 、、備刀離光學系統’係將從光源射出之光分離為 通紅色光、該綠 士 了色先及该監色光，且作為既定 35 1275896 9·如申請專利範圍第8項之投影機，其中， 與綠色光用光調變裝置間的光路，係較該光源與紅色光用、 或藍色光用光調變裝置間的光路來得長； $色分離光學系統與該綠色光用光調變裝置之間，配 置有中繼光學系統，此中繼光學系統，具備； 配置在該色分離光學系統之光射出側的第！透鏡，配 置在該綠色光用光調變裝置之光射入側的第2透鏡，以及 _ 配置在該第1透鏡與第2透鏡之間的第3透鏡。 1〇· -種投影機’具備分別對紅色光、綠色光及藍色 j進行調變的3個光調變裝置，將該3個光調變袭置所調 二之光加以合成的色合成光學系統，以及投射該色合成光 學系統所合成之光的投射光學系統，其特徵在於： 4色合成光學糸統，具備反射該綠色光的第丨反射膜、 與反射該紅色光的第2反射膜； 違第1反射膜與該第2反射膜係配置成X字形； 鲁該第1反射膜之反射率特性與該帛2反射膜之反射率 碎寸性的一部分，在既定波長區域中聚合； ^於該綠色光或該紅色光之光路中，設有用來除去該既 定波長區域之光的濾波器。 11 ·如申請專利範圍第10項之投影機，其中，該遽 波為係抑制該既定波長區域光之透射的透射型光學元件。 12 ·如申請專利範圍第1 〇項之投影機，其中，該濾 波為係抑制該既定波長區域光之反射的反射型光學元件。 】3 ·如申請專利範圍第丨〇至12項中任一項之投影機， 36 1275896 其進一步具備分離光學系統，係將從光源射出之光分離 該紅色光、該綠色光及該藍色光，且作為既定之偏光光 14 ·如申請專利範圍第13項之投影機，其中，該 源與綠色光用光調變裝置間的光路，係較該光源與紅色 - 用或藍色光用光調變裝置間的光路來得長； 該色分離光學系統與該綠色光用光調變裝置之間， 置有中繼光學系統，此中繼光學系統，具備； 配置在該色分離光學系統之光射出侧的第1透鏡， ® 置在該綠色光用光調變裝置之光射入側的第2透鏡，以 配置在該第1透鏡與第2透鏡之間的第3透鏡。 十一、圖式： 如次頁。 為 > 光 光 配 配 及

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