[發明專利]投影儀

有效

• 申請號: 01103321.5
• 申請日: 2001-01-31
• 公開（公告）號: CN1316667A
• 公開（公告）日: 2001-10-10
• 發明（設計）人: 伊藤嘉高
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: G02B27/18
• 分類號: G02B27/18;H04N5/74
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 楊凱,葉愷東

本發明涉及投影儀。

近年來，使用了反射型的液晶裝置的投影儀(液晶投影儀)是引人注目的。在這樣的反射型液晶裝置中，通過將驅動液晶用的晶體管等的結構體置于反射鏡之下可提高像素密度。因而，反射型液晶裝置具有與使用了透射型的液晶裝置時相比能實現解像度高的鮮明的投射圖像的優點。

此外，在使用了液晶裝置等的電光裝置的投影儀中，為了既實現明亮的沒有顯示不勻的投射圖像又謀求裝置整體的小型化，提出了積分光學系統或偏振光變換照明系統的使用(特開平8-34127、特開平10-232430等)。在積分光學系統中，利用光束分割光學元件將來自光源的光束分割為多個光束并形成多個光源像，將其當作準光源，使來自多個光源像的光束重疊在液晶面板上，由此，可得到強度分布一致的照明光束。此外，在偏振光變換照明系統中，在分離為多個光束并進行了偏振光變換后，通過使這些光束重疊在液晶裝置上，得到了偏振方向一致的照明光束。

因此，可認為，如果將積分光學系統或偏振光變換照明系統組合到使用了反射型液晶裝置的投影儀中來使用，則可實現解像度高、更明亮的沒有顯示不勻的投射圖像。

但是，在投影儀中使用利用偏振模式作為顯示模式的反射型液晶裝置的情況下，一般來說使用在空間上分離偏振狀態不同的光束的偏振光束分離器。該偏振光束分離器在其偏振光分離特性方面具有大的入射角依存性。具體地說，具有下述的入射角依存性：在與包含入射光的大致中心軸和偏振光束分離器的偏振光分離面的法線而被規定的入射面正交的平面內，如果光的入射角變大，則偏振光分離性能顯著地下降。此外，在積分光學系統或偏振光變換照明系統中，在其光學工藝方面，不能避免照明光束的入射角的擴展。

因此，在將積分光學系統與偏振光變換照明系統組合到使用了反射型液晶裝置的投影儀中來使用時，由于朝向偏振光束分離器的光的入射角擴展，故存在偏振光束分離器的偏振光分離性能下降且光的利用效率下降的問題。

本發明是鑒于上述課題而進行的，其目的在于提供一種既能將反射型液晶裝置與積分光學系統或偏振光變換照明系統組合起來、又能實現光利用效率高的、明亮的投射圖像的投影儀。

為了解決上述課題，本發明的第1投影儀具備：照明裝置，利用光束分割元件將來自光源的光束分割為多條部分光束，利用上述多條部分光束形成多個光源像；電光裝置，調制從上述照明裝置已射出的照明光束；投射透鏡，投射由上述電光裝置已調制的光；以及偏振光分離面，選擇在上述照明光束中包含的規定的偏振光分量的光，朝向上述電光裝置射出，同時，選擇由上述電光裝置已調制的光中的規定的偏振光分量的光，朝向上述投射透鏡射出，其特征在于：上述光束分割光學元件是具備入射端面、射出端面和至少4個反射面的棒狀的導光體，將由上述照明光束的中心軸和上述偏振光分離面的法線規定的面定為入射面、將與上述入射面平行且與上述照明光軸正交的方向定為X方向、將與上述入射面正交的方向定為Y方向、將上述入射端面的X方向的長度定為MX、將Y方向的長度定為MY、將上述多個光源像的X方向的配置間隔定為SX、Y方向的配置間隔定為SY時，滿足SY/SX＜MY/MX。

實用的偏振光分離面的偏振光分離性能具有與入射光束的大的入射角依存性。特別是，如果在與入射面正交的Y方向上光束的入射角變大，則偏振光分離性能顯著地下降。但是，按照本發明，由于滿足SY/SX＜MY/MX，故可減小在入射到偏振光分離面上的光束的Y方向上的入射角的擴展，可提高偏振光分離面的偏振光分離性能，可實現明亮的對比度高的投射圖像。

此外，在上述的結構中，如果附加將從照明裝置射出的照明光束分離為多條色光的色分離光學系統，設置分別調制由上述色分離光學系統分離了的色光的多個電光裝置，則可實現解像度高的彩色顯示。

在上述的第1投影儀中，上述導光體的在Y方向上對置的一對上述反射面的間隔最好隨著從上述入射端面朝向上述射出端面而變寬。通過作成這樣的結構，可容易地使多個光源像的Y方向的配置間隔變窄。因此，可減小在入射到偏振光分離面上的光束的Y方向上的入射角的擴展，可提高偏振光分離面的偏振光分離性能。再者，因為能縮小形成多個光源像的空間，故可使偏振光分離面小型化，可實現照明裝置整體的小型化、輕量化。

再者，也可將在X方向上對置的一對反射面的間隔形成為從入射端面朝向射出端面變窄。在該情況下，由于可更自由地控制光源像的形成狀態，故存在進一步提高光學系統整體的光利用效率的可能性。