專利名稱：投影型圖像顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光學單元，通過利用偏光作用的反射型圖像顯示元件對來自照明光學系統(tǒng)的光束進行強度調制形成光學像，通過投影光學系統(tǒng)把該光學像投射在屏幕上，以及利用上述光學單元的投影型圖像顯示裝置。
背景技術：
以前，已知的投影儀是把光學單元和電源電路及圖像驅動電路一起放置在殼體內，所述光學單元對來自光源的光進行如下的強度調制利用偏光作用通過光閥元件根據(jù)圖像信號變化每個像素的濃淡，形成光學像，通過投影透鏡將該光學像投影在屏幕等上面。
在作為光閥元件使用反射型液晶板的情況下，一般偏光元件和檢光元件使用偏振光束分光棱鏡(后面稱為PBS棱鏡)。比較便宜的PBS棱鏡具有多層電介質膜，利用其膜面(以后稱為PBS膜)透過P偏振光，反射S偏振光。
在偏光元件和檢光元件使用PBS棱鏡的情況下，由于反射型投影儀中的對比度高，為了減少黑圖像時PBS棱鏡漏光必須使用1/4波長板，即使使用1/4波長板的情況下效果也不夠好。
一般1/4波長板具有波長特性和角度特性，因此如果入射光線波長距離設計中心波長越遠，而且入射角變得越大，則它的性能越低。因此，在入射到反射型液晶板的光具有一定波長范圍和一定角度范圍時，對于反射型液晶投影儀中全部入射光不能實現(xiàn)充分減少漏光的效果。
即使為防止該漏光照射到屏幕上，把偏光板設置在PBS棱鏡和投影透鏡之間等，由于該漏光中含有與偏光板的透光軸方向相同的偏振光成分，所以不能防止。
而且使用PBS棱鏡還存在重量上不利的因素。而且，在光線透過玻璃材料時由于偏振混亂產(chǎn)生漏光，為了防止因此導致的對比度下降，PBS棱鏡必須使用光彈性系數(shù)低的玻璃材料。這樣的玻璃材料由于比重大，特別重，而且銷售少，因此價格貴。
為了解決上述課題，例如如同US6234634和美國Moxtek公司的目錄No.PBF02A中記載的那樣，考慮偏光元件和檢光元件使用反射型偏光板。這樣的反射型偏光板以如下方式起偏光板的作用，通過光柵衍射，反射平行于光柵方向的偏振光，透過偏振方向垂直于光柵方向的偏振光。
可是，這樣的結構由于不產(chǎn)生使用PBS棱鏡的結構中的傾斜漏光，因此原理上相對于使用PBS棱鏡的結構對比度很高。
上述USP中沒有記載關于彩色顯示問題。而且，在上述目錄中，雖然彩色圖像顯示裝置使用色輪(color wheel)，但是由于這種情況下色輪透光時的光損失大致達到2/3程度，光利用率低，如果不使用高功率的燈不能獲得高亮度。而且，由于輔助檢光元件使用反射型偏光板，可能產(chǎn)生壞像(ghost)。而且，對比度還不夠好，需要進一步改善。

發(fā)明內容
本發(fā)明就是針對上述課題提出的，本發(fā)明的目的是提供一種投影型圖像顯示裝置用的光學單元和使用該光學單元的投影型圖像顯示裝置，所述光學單元使用小型化、重量輕、亮度、對比度和圖像分辨率等圖像性能良好的反射型圖像顯示元件。
為了解決上述課題，本發(fā)明是一種投影型圖像顯示裝置，具有光源、照明光學系統(tǒng)、反射型圖像顯示元件和投影透鏡，該反射型圖像顯示裝置具有作為與該反射型圖像顯示元件相對的偏光元件和檢光元件，通過衍射(diffraction)起偏光板作用的反射型偏光板；配置在光路上的上述光源和上述反射型偏光板之間的輔助偏光元件和配置在光路上的上述反射型偏光板和上述投影透鏡之間的、起檢光元件作用的、由吸收型偏光板構成的輔助檢光元件的至少之一，被上述反射型圖像顯示元件反射后的圖像光從上述反射型偏光板的作用面一側入射，被上述反射型偏光板反射后入射到上述投影透鏡，將上述反射型偏光板在光路上配置在上述反射型圖像顯示元件稍稍之前、稍稍之后。


圖1是本發(fā)明的反射型液晶投影儀用光學單元的第一實施方式的結構圖；圖2是本發(fā)明的反射型液晶投影儀用光學單元的第二實施方式的結構圖；圖3是示出偏光變換元件和偏光板以及反射型偏光板的對比度比值測定方法的圖；圖4是本發(fā)明的反射型液晶投影儀用光學單元的第二實施方式的結構圖；圖5是本發(fā)明的反射型液晶投影儀用光學單元的第三實施方式的結構圖；圖6是圖2的腰部的放大圖；圖7是圖5的腰部的放大圖；圖8是本發(fā)明的反射型液晶投影儀用光學單元的第四實施方式的結構圖；圖9是本發(fā)明的反射型液晶投影儀用光學單元的第五實施方式的結構圖；圖10是本發(fā)明的反射型液晶投影儀用光學單元的第六實施方式的結構圖；圖11是本發(fā)明的反射型液晶投影儀用光學單元的第七實施方式的結構圖；圖12是本發(fā)明的反射型液晶投影儀用光學單元的第八實施方式的結構圖；圖13是本發(fā)明的反射型液晶投影儀用光學單元的第九實施方式的結構圖；圖14是本發(fā)明的反射型液晶投影儀用光學單元的第十實施方式的結構圖；圖15是本發(fā)明的反射型液晶投影儀用光學單元的第十一實施方式的結構圖；圖16是本發(fā)明的反射型液晶投影儀用光學單元的第十二實施方式的結構圖；
圖17是本發(fā)明的反射型液晶投影儀用光學單元的第十三實施方式的結構圖。
表1是示出反射型液晶板的偏光軸角度的測定結果和對應偏光軸對應角度的計算結果的表。
具體實施例方式
下面，參照

本發(fā)明的實施方式。而且，在全部附圖中，具有相同功能的部件使用相同符號表示，曾經(jīng)說明的內容省略重復說明。
圖1是本發(fā)明的反射型液晶投影儀用光學單元的第一實施方式。
在圖1中，1是光源，2是反射型液晶投影儀用光學單元的光軸，90是白色用輔助偏光元件，100是白色用反射型偏光板，110是白色用反射型液晶板，120是白色用輔助檢光元件，15是投影透鏡。
下面，利用圖1描述本發(fā)明的反射型液晶投影儀用光學單元的動作。
顯示白色圖像的動作如下所述。在圖1中，從光源1射出的光中偏振方向與輔助偏光元件90的吸收軸或者反射軸99垂直的光透過輔助偏光元件90，入射到反射型偏光板100。由于反射型偏光板100設置成反射軸大致與輔助偏光元件90的吸收軸或者反射軸99平行的形式，入射到反射型偏光板100的光透過反射型偏光板100，入射到反射型液晶板110。一般反射型液晶板110在被輸入白色圖像信號的情況下，由于使入射光使其偏振方向大致旋轉90°而反射，通過反射型液晶板110反射的光的偏振方向大致與反射型偏光板100的反射軸平行。因此，在反射型液晶板110反射的光通過反射型偏光板100使光軸方向轉折90°反射，入射到輔助檢光元件120。由于輔助檢光元件120設置成吸收軸129與反射型偏光板100的反射軸大致正交，因此被反射型偏光板100反射的光透過輔助檢光元件120。透過輔助檢光元件120的光通過投影透鏡15到達圖中未示出的屏幕上，形成白色圖像顯示。
顯示黑色圖像的動作如下所述。光在入射到上述反射型液晶板110之前與上述顯示白色圖像的動作相同。一般，反射型液晶板110在被輸入黑色圖像信號的情況下，由于入射光的偏振方向狀態(tài)不變化地被反射，通過反射型液晶板110反射的光的偏振方向與入射到反射型液晶板110之前相同。因此，在反射型液晶板110反射的光通過反射型偏光板100，透過輔助檢光元件90，返回光源1。因此光沒有到達屏幕上，形成黑色圖像顯示。
一般對比度是根據(jù)表示顯示白色圖像時的照度是顯示黑色圖像時的照度的多少倍的對比度比值來評價的，對比度比值越大表示圖像質量越高。如果反射型偏光板100和反射型液晶板110的性能理想，對比度比值可以無限大，但是實際上反射型偏光板100和反射型液晶板110在顯示黑色圖像時發(fā)生漏光，導致對比度下降。
下面，針對顯示黑色圖像時的漏光說明本實施方式中減少的方法。
首先對反射型偏光板100進行說明。通常的偏光板(偏光膜)是通過整列的二向色性分子(dichroic molecules)發(fā)揮作用的，透過與分子排列方向垂直的偏振光，吸收與分子排列方向平行的偏振光。反射型偏光板通過只具有特定方向的光柵作用發(fā)揮偏光板的作用，反射與光柵方向平行的偏振光，透過與光柵方向垂直的偏振光。因此，對于透過來說，兩個偏光板在基本偏振光特性方面沒有差別。例如，無論對于包括偏光板的透過軸與偏光板的法線的面內的還是對于包括偏光板的吸收軸或者反射軸和偏光板的法線的面內的光線，對比度大致相同等的特性是兩個偏光板的共同特性。
而且，一般反射型偏光板設置成反射軸與相對于光軸光線的S偏振光方向平行，反射光軸光線的S偏振光，透過P偏振光，這樣使用時透過光和反射光的偏振度也增加。因此，本結構中這樣設置。
而且在使用PBS棱鏡結構的情況下，PBS棱鏡產(chǎn)生的漏光含有與偏光板的透光軸方向相同的偏振光成分，因此即使在投影透鏡與反射型液晶板之間等設置偏光膜(檢光元件)也不能完全防止漏光，對于這一問題，在使用反射型偏光板110的情況下的漏光多數(shù)情況是由于反射型偏光板110的對比度不足的原因，在這種情況下通過使用輔助偏光元件90和輔助檢光元件120能夠防止大部分漏光，因此可以提高對比度。
例如，對于入射到反射型液晶板的光束在F2.5情況下，僅光學單元的對比度(把反射型液晶板置換為反射鏡進行測定)，在使用PBS棱鏡情況下為500至2000，相對于此，在使用反射型偏光板的情況下為5000至15000。
而且，在本結構中，在反射型偏光板100的反射面位于反射型液晶板110一側，通過反射型液晶板110反射的光不透過作為反射型偏光板100的基板的透明平行平板。因此由于不產(chǎn)生像散，圖像分辨率不下降。
下面具體說明由于反射型偏光板100的性能導致的漏光。
如果反射型偏光板100的偏光分離性能充分，即理想情況下是與光柵方向平行的偏振光完全被反射，與光柵方向垂直的偏振光完全透過，但是實際上不是這樣。因此，在圖1中，即使配置反射型偏光板100作為從來自光源1的非偏振光中取出與反射軸正交的偏振光成分的偏光元件，由于還透過一些與反射軸平行的偏振光成分，因此與反射軸平行的偏振光成分也入射在反射型液晶板110上。在用反射型液晶板110顯示黑色圖像時，由于這些平行于反射軸的偏振光成分偏振方向不變化地進行反射，通過在反射型偏光板100反射，透過投影透鏡15，到達屏幕(圖中未示出)成為漏光。其中，為了抑制該漏光，把輔助偏光元件90設置在光源1和反射型偏光板100之間，使它的反射軸或者吸收軸平行于反射型偏光板100的反射軸，平行于反射型偏光板100的反射軸的偏振光成分被衰減。通過使用輔助偏光元件90使入射到反射型液晶板110上的光通過兩個偏光元件，因此變成只有大致垂直于反射軸的偏振光成分，可以減少在反射型液晶板110反射后由反射型偏光板100沿投影透鏡15方向被反射的漏光。
可是，即使設置輔助偏光元件90，使入射到反射型液晶板110的光變成大致只有垂直于反射軸的偏振光成分，在來自反射型液晶板110的反射光透過反射型偏光板100時，一些與反射軸垂直的偏振光成分被反射。這些光透過投影透鏡15，到達屏幕(圖中未示出)成為漏光。為了抑制該漏光，把輔助檢光元件120設置在反射型偏光板100和投影透鏡15之間，使它的吸收軸垂直于反射型偏光板100的反射軸。通過使用輔助檢光元件120，來自反射型液晶板110的反射光透過反射型偏光板100時被反射的垂直于反射軸的一些偏振光成分不能透過輔助檢光元件120，能夠減少漏光。
上述是反射型偏光板100不理想的情況，如果能夠實現(xiàn)理想性能，就不需要輔助偏光元件90和輔助檢光元件120。在現(xiàn)行的一般反射型偏光板中，與光柵方向垂直的偏振光入射情況的(反射光量(漏光的主要原因)/透光量)比較，與光柵方向平行的偏振光入射情況的(透光量(漏光的主要原因)/反射光量)少。因此，使用現(xiàn)行的反射型偏光板100，在來自反射型液晶板110的圖像光被反射型偏光板100反射入射到投影透鏡15的結構情況下，可不需要輔助偏光元件90，相反，使用現(xiàn)行的反射型偏光板100，在來自反射型液晶板110的圖像光透過反射型偏光板100入射到投影透鏡15的結構情況下，可不需要輔助檢光元件120。
下面，具體說明由于反射型液晶板110的性能引起的漏光。
雖然理想地是在顯示黑色圖像時反射型液晶板110在保持入射光的偏振狀態(tài)的同時進行反射，但是實際上入射光的偏振方向多少有些偏離地進行反射，因此產(chǎn)生一些由反射型偏光板100反射的偏振光成分，因該成分透過輔助檢光元件120而成為漏光。
為了防止該漏光，也可以使反射型液晶板110不偏轉入射光的偏振方向進行反射。發(fā)現(xiàn)反射型液晶板110根據(jù)入射光的偏振方向而基本上不改變反射光的偏振方向。該偏振方向與反射型偏光板100的反射軸的垂直方向成幾度角。一般由于反射型偏光板100在它的反射軸與包括反射型偏光板100的法線和光軸的主入射面(為了與通常的光入射的面相區(qū)別，稱為主入射面)的法線平行的角度情況下偏光分離性能最強，通常配置在該角度，透過反射型偏光板100的光成為與反射型偏光板100的反射軸垂直的偏振方向，該偏振方向與由反射型液晶板100不改變入射光的偏振方向地反射的入射光的偏振方向有偏差。
因此，為了減少由于反射型液晶板110的性能引起的漏光，在顯示黑色圖像時，入射到反射型液晶板110的光的偏振方向是該反射型液晶板110不偏離偏振方向地進行反射的偏振方向即可。為了實現(xiàn)這一點，可以使反射型偏光板100的反射軸在反射型液晶板110不偏離偏振方向地反射的偏振方向上在反射型偏光板100的作用面上旋轉。
可是，反射型液晶板110不改變入射光的偏振方向地進行反射的偏振方向根據(jù)反射型液晶板110的種類而不同，而且即使是相同種類的反射型液晶板每個液晶板之間也存在差異。因此，最好是具有能夠根據(jù)各個反射型液晶板110的差異調整反射型偏光板100的反射軸的旋轉角度的結構。
可是，雖然如果如上所述使反射型偏光板100的反射軸按照從包括反射型偏光板100的法線和光軸的主入射面的法線偏離的方式在反射型偏光板100的作用面內旋轉，偏振分離性能下降，但是由于旋轉角度量小，偏振分離性能的下降是很小的，可以忽略它的影響。
而且，使輔助偏光元件90的吸收軸或者反射軸以及輔助檢光元件120的吸收軸根據(jù)反射型偏光板100的反射軸方向旋轉更好。輔助偏光元件90，按照它的反射軸或者吸收軸與反射型偏光板100的反射軸從輔助偏光元件90一側看接近平行的方式在輔助偏光元件90的作用面內旋轉，而且具有對應于反射型液晶板110的差異的調整機構。輔助檢光元件120，按照它的吸收軸與反射型偏光板100的透光軸(與反射型偏光板的作用面內的反射軸垂直的軸)從輔助檢光元件120一側看接近平行的方式在輔助檢光元件120的作用面內旋轉，而且具有對應于反射型液晶板110的差異的調整機構。而且，如同本實施方式一樣，對于使輔助偏光元件90和反射型偏光板100以及輔助檢光元件120，通過使它們的吸收軸和反射軸根據(jù)反射型液晶板110的種類預先旋轉，能夠減少調整機構的調整范圍量和調整量，即使在對于差異小的反射型液晶板110不進行軸角度調整的情況下也能夠一定程度上提高對比度。
對于某種類型的反射型液晶板110，在表1中示出反射型液晶板110顯示黑色圖像時如下的數(shù)據(jù)以反射型液晶板110的圖像顯示領域的長邊為基準測定反射型液晶板110不改變入射光的偏振方向地反射的入射光的偏振方向的角度(稱為板偏光軸角度)的結果、以及在按照該角度的偏振光入射的方式而使反射型偏光板100的反射軸旋轉情況下該反射軸與輔助偏光元件90的吸收軸或者反射軸的角度差的計算結果、以及為了使與輔助檢光元件120的透光軸的角度差最小使該輔助偏光元件的吸收軸或者反射軸以及輔助檢光元件的吸收軸在作用面內旋轉的角度的計算結果(稱為偏光元件對應軸角度、檢光元件對應軸角度)。
表1

從表1中可以看出，板偏光軸角度大約在6°以內，偏光元件對應軸角度大約在4°以內，檢光元件對應軸角度大約在8°以內。分別在所述范圍內旋轉，反射型液晶板110顯示黑色圖像時能夠使入射光的偏振方向不改變地反射。
而且，在該實施方式中輔助檢光元件120使用吸收型偏光板，通過使用吸收型偏光板防止產(chǎn)生壞像，能夠提高對比度。下面說明原理。
對于顯示白色圖像的像素，偏振光旋轉大約90度的光被反射型偏光板100反射，入射到輔助檢光元件120。在輔助檢光元件120使用反射型偏光板的情況下，輔助檢光元件120如上所述也反射少量與應完全透過的光柵方向垂直的偏振光。因此，一部分光被輔助檢光元件120反射，被反射型偏光板100反射后再次入射到反射型液晶板110。該光線在不平行于光軸的情況下再次入射到反射型液晶板110上的位置與初次入射的位置不同，再次入射位置的像素在是顯示黑色圖像的像素情況下大致維持偏振光方向進行反射。因此該光線被反射型偏光板100反射，透過輔助檢光元件120，通過投影透鏡15到達屏幕(圖中未示出)。如上所述在輔助檢光元件120使用反射型偏光板的情況下，本來不應顯示圖像的像素表示模糊圖像產(chǎn)生壞像。因此黑白對比度(ANSI對比度)下降。為了防止發(fā)生這種情況，本實施方式中輔助檢光元件120使用吸收型偏光板。通過這種結構輔助檢光元件120不反射入射光，因此能夠防止發(fā)生壞像和對比度下降。
而且，即使在整個畫面都顯示黑色圖像的情況下，通過輔助檢光元件120使用吸收型偏光板，能夠減少如下所述的漏光提高對比度。這是因為在輔助檢光元件120使用反射型偏光板的情況下，由于反射型液晶板110使偏振方向混亂等情況下，來自反射型液晶板110的反射光中與反射型偏光板100的反射軸平行的偏振光成分被反射，透過輔助檢光元件120，該光中的一部分被設置在后面的光學部件(這里是投影透鏡15)反射返回輔助檢光元件120。特別是投影透鏡15由多個透鏡構成，透過率達到85％以上，將近15％的光被投影透鏡15反射。雖然大部分返回光的偏振方向在透過輔助檢光元件120的方向，但是由于輔助檢光元件120是反射型，一部分光被反射，透過投影透鏡15成為漏光。而且，來自投影透鏡15的返回光被不垂直于光軸的透鏡表面反射，被這樣的面反射的光的偏振方向偏離，所以產(chǎn)生平行于反射型輔助檢光元件120的反射軸的偏振光成分，該偏振光被輔助檢光元件120反射透過投影透鏡15成為漏光。為了防止該漏光，在本實施方式中輔助檢光元件120使用吸收型偏光板。通過這樣的結構，由于輔助檢光元件120不反射入射光，能夠防止對比度下降。
而且，在本實施方式中，通過把反射型偏光板100配置在光路上位于反射型液晶板110的正前方或正后方的結構，提高對比度。在透鏡或者棱鏡等光學部件配置在反射型偏光板100和反射型液晶板110之間的情況下由于如下理由能夠降低對比度。在配置透鏡情況下，由于光軸光線以外的光線透過透鏡時發(fā)生光線折射，入射光的偏振方向與主入射面不平行或者垂直的角度入射的光線的偏振方向偏轉，產(chǎn)生與反射型偏光板100的反射軸平行的偏振光成分成為漏光。在配置棱鏡情況下，由于棱鏡玻璃等的殘留應力或者熱應力等而存在雙折射，光透過時偏振方向混亂，產(chǎn)生與反射型偏光板100的反射軸平行的偏振光成分成為漏光。
而且，即使在與透過型液晶板相同的反射型液晶板中考慮使用負延時器(negative retardation film)等適當?shù)囊晥鼋茄a償元件，對于傾斜入射光提高反射型液晶板的對比度，考慮把該視場角補償元件配置在反射型液晶板的稍稍前方或者組合在反射型液晶板內的可能性?？紤]該視場角補償元件是補償反射型液晶板的元件，是反射型液晶板的一個部件，這里作為光學部件不包括它。
圖2示出本發(fā)明的反射型液晶投影儀用光學單元的另一個實施方式。圖2中1是光源，2是反射型液晶投影儀用光學單元的光軸，3是帶具有積分功能的、具有偏振光變換作用的棒透鏡。作為棒透鏡3中具有的圖中未示出的偏振光變換元件的例子例如是棒透鏡的入射面中央部分是圓形透明部分，其外部區(qū)域是全反射鏡，射出面自光源一側由1/4波長板與反射型偏光板積層形成。4是將棒透鏡3的射出口的像照射在反射型液晶板111、112、113上的成像透鏡。5是白色反射鏡，6是B透過RG反射的分色鏡，7是R透過G反射的分色鏡，8是B反射的分色鏡，91、92、93分別是R用輔助偏光元件、G用輔助偏光元件、B用輔助偏光元件，101、102、103分別是R用反射型偏光板、G用反射型偏光板、B用反射型偏光板，剖面線部分是作用面一側。111、112、113分別是R用反射型液晶板、G用反射型液晶板、B用反射型液晶板，121、122、123分別是R用輔助檢光元件、G用輔助檢光元件、B用輔助檢光元件，132是G用1/2波長板，14是交叉雙色棱鏡(cross dichroic prism)，15是投影透鏡。其中輔助偏光元件91、92、93和輔助檢光元件121、122、123是配置或形成在透明的平行平板的基板上。而且，R表示紅色光，G表示綠色光，B表示藍色光。
下面，利用圖2描述本發(fā)明的反射型液晶投影儀用光學單元的顯示白色圖像的動作。而且，輔助偏光元件91、92、93、反射型偏光板101、102、103、反射型液晶板111、112、113和輔助檢光元件121、122、123的作用與圖1所示的輔助偏光元件90、反射型偏光板100、反射型液晶板110和輔助檢光元件120的作用相同，省略它們的詳細說明。
在圖2中，光源1發(fā)出的光通過棒透鏡3。此時由于棒透鏡3具有偏振光變換作用，射出光的偏振方向整齊地變成P偏振光。棒透鏡3射出的光在白色反射鏡5處光線方向轉折90度，入射到B透過RG反射的分色鏡6，B光透過，RG光反射。反射的RG光通過R透過G反射的分色鏡7的作用，R光透過，G光反射。透過的R光透過R用輔助偏光元件91入射到R用反射型液晶板111。R透過G反射的分色鏡7反射的G光透過G用輔助偏光元件92入射到G用反射型液晶板112。B透過RG反射的分色鏡6透射的B光通過反射鏡8的作用光線方向轉折90度，透過B用輔助偏光元件93，透過B用反射型偏光板103，入射到B用反射型液晶板113。這樣，R、G、B色光被分離。在被R用反射型液晶板111、G用反射型液晶板112、B用反射型液晶板113反射時偏振方向旋轉90度變成S偏振光，分別被R用反射型偏光板101、G用反射型偏光板102、B用反射型偏光板103反射的光線方向轉折90度，分別通過R用輔助檢光元件121、G用輔助檢光元件122、B用輔助檢光元件123，通過G用1/2波長板別132，變成P偏振光，R、G、B也入射到交叉雙色棱鏡14。R、G、B被交叉雙色棱鏡14合成白色，被投影透鏡15擴大投影到屏幕(圖中未示出)上。
如上所述，雖然輔助偏光元件91、92、93設置在反射型偏光板101、102、103的前面，但是如果反射型偏光板101、102、103的性能好，漏光影響小，也可以沒有輔助檢光元件。
如上所述，雖然積分器使用棒透鏡3，但是并不限于此，可以使用光導管或者多透鏡等。而且，如上所述光路中是先把來自光源的白光分離成RG光和B光，然后把RG光分離成R光和G光，但是也可以先分離成R光和GB光，然后把GB光分離成G光和B光。
在本實施方式中光源1使用超高壓水銀燈、金屬鹵化物燈、氙燈、水銀氙燈、鹵燈等白色燈，這些燈中含有影響R、G、B色的波長成分，入射到分色鏡的光線由于不是遠心，由于光線的入射位置透過或者反射的波長不同產(chǎn)生色斑。為了防止發(fā)生這種情況，可以通過在輔助偏光元件的基板上施加二色涂層，去掉不必要的波長成分。
本實施方式中反射型偏光板101、102、103的作用面在反射型液晶板111、112、113一側，被反射型液晶板111、112、113反射的光不透過作為反射型偏光板101、102、103的基板的透明平行平板。因此由于不產(chǎn)生像散，不發(fā)生清晰度下降。
而且，在該結構中由于棱鏡只使用交叉雙色棱鏡14，能夠實現(xiàn)與透過型液晶投影儀用的光學單元相同重量。
而且，在色光分離光學系統(tǒng)使用色輪的情況下，由于利用色輪的顏色顯示是通過將1個反射型液晶板分時分別高速顯示R、G、B進行白色圖像顯示，構成為顯示其中一種顏色時其他兩種顏色不作為成像光而被投射。與此相反，本結構中顯示白色圖像時通常三種顏色都投射，光利用率提高，且更加明亮。
本實施方式中使用的棒透鏡3中所具有的圖中未示出的偏振光變換元件、輔助偏光元件91、92、93、反射型偏光板101、102、103、輔助檢光元件121、122、123的對比度和透過率之間存在折衷關系。即，如果提高對比度透過率下降，如果提高透過率對比度惡化。因此如果從投影型圖像顯示裝置的性能看它們，意味著對比度和亮度之間存在折衷關系。
在本實施方式中，光學部件使用棒透鏡3中所具有的圖中未示出的偏振光變換元件、輔助偏光元件91、92、93、反射型偏光板101、102、103、輔助檢光元件121、122、123多個光學部件。通過下述法則組合上述光學部件的性能，能夠確保投影型圖像顯示裝置的高效率和高對比度。
光學系統(tǒng)的對比度用下面的式子求出1/光學系統(tǒng)的對比度＝1/板入射側的光學系統(tǒng)對比度+1/板射出側的光學系統(tǒng)對比度通過分析可以看出，只有板入射側的光學系統(tǒng)對比度高，或者只有射出方的對比度高，不能有效地提高光學系統(tǒng)的對比度。只有入射方和射出方的對比度平衡，才是提高亮度和對比度的最佳方法。
光學系統(tǒng)的對比度是通過各個部件的對比度乘積求得的。即，如果棒透鏡3中所具有的圖中未示出的偏振光變換元件的對比度是A，輔助偏光元件91、92、93的對比度為B，輔助檢光元件121、122、123的對比度為E，反射型偏光板101、102、103的透過對比度為C，反射型偏光板101、102、103的反射對比度為D，如本實施方式所示來自反射型液晶板111、112、113的反射光被反射型偏光板101、102、103反射后入射到投影透鏡15的結構中，入射側的光學系統(tǒng)對比度用A*B*C求出，射出側的光學系統(tǒng)對比度用D*E求出?；蛘咴谌绾竺嬲f明的圖8所示的結構中，即來自反射型液晶板111、112、113的反射光透過反射型偏光板101、102、103后入射到投影透鏡15的結構中，入射側的光學系統(tǒng)對比度用A*B*D求出，射出側的光學系統(tǒng)對比度用C*E求出。因此，為了兩者更好地平衡，在本實施方式中，使用滿足A*B*C＝(0.5～5)*D*E的各個參數(shù)值，在來自反射型液晶板111、112、113的反射光透過反射型偏光板101、102、103后入射到投影透鏡15的結構中，使用滿足A*B*D＝(0.5～5)*C*E的各個參數(shù)值的棒透鏡3中所具有的圖中未示出的偏振光變換元件、輔助偏光元件91、92、93，輔助檢光元件121、122、123、反射型偏光板101、102、103就可以了。在不使用棒透鏡3中所具有的圖中未示出的偏振光變換元件，或者輔助偏光元件91、92、93，或者輔助檢光元件121、122、123的情況下，作為對比度將1代入上述式，滿足上述式子也可以。
圖3(a)示出偏振光變換元件的對比度測定方法。在圖3(a)中，光從測定用光源50射出。通過在光源50后方設置開口入射到測定物的光的寬度大約為F20，偏振狀態(tài)是非偏振光(隨機偏振狀態(tài))。然后在光源50一側進一步設置棒透鏡3中所具有的偏振光變換元件25、測定用偏光板51(最好是盡量提高偏振度)、測定用光接收部52。從光源50發(fā)出的光透過棒透鏡3中所具有的偏振光變換元件25、測定用偏光板51，入射到測定用光接收部52，這樣測定透過光的亮度。而且，通過測定沒有配置測定物(棒透鏡3中所具有的偏振光變換元件25)的所謂參考測定狀態(tài)下的亮度，能夠計算出測定物的透過率。偏振光變換元件3(25)的透過率通過下面的式子求出(偏振光變換元件25的透過率)＝(配置測定物時的亮度測定值)/(參考測定時的亮度測定值)/2該式子中用2除的理由是理想偏振光變換元件25將入射光完全變換為偏振光，亮度是參考測定時的2倍。
為了計算對比度比值，在下面的兩個模式中必須進行測定和計算透過率。一個模式作為測定物的偏振光變換元件中的PBS膜或者反射型偏光板的反射軸平行于測定用偏光元件的吸收軸(或者反射軸)的模式，另一個是作為測定物的偏振光變換元件中的PBS膜或者反射型偏光板的反射軸垂直于測定用偏光元件的吸收軸(或者反射軸)的模式(下面分別稱為平行模式和垂直模式)。對比度比值用下面的式子求出
(對比度比值)＝(平行模式的透過率)/(垂直模式的透過率)測定透過率后的光譜分布與光譜光效(spectral luminous efficacy)相乘求出亮度。即，如果透過率是T(λ)，光譜光效為A(λ)，理論上亮度值是在所使用波長范圍內對T(λ)*A(λ)積分求出，即∫T(λ)*A(λ)dλ。在反射情況下，用反射率R(λ)代替透過率T(λ)就可以了。
圖3(b)示出使用輔助偏光元件和輔助檢光元件的偏光板的對比度的測定方法。在圖3(b)中，測定用光源50、測定用偏光板51、測定用光接收部52表示與上述相同的部件。各個部件按照光源、測定用偏光板、測定物(偏光板)、測定用光接收部順序設置，進行與上述相同的亮度測定。而且，參考測定也與上述相同在沒有配置測定物的情況下進行。只是，透過率變成如下式子(偏光板以及PBS棱鏡的透過率)＝(配置測定物時的亮度測定值)/(參考測定時的亮度測定值)對比度比值與上述相同進行下面兩個模式的測定并算出。一個模式為作為測定物的吸收型偏光板的吸收軸或者反射型偏光板的反射軸平行于測定用偏光板的吸收軸的模式，另一個是作為測定物的吸收型偏光板的吸收軸或者反射型偏光板的反射軸垂直于測定用偏光元件的吸收軸(或者反射軸)的模式(下面分別稱為平行模式和垂直模式)。對比度比比值與上述相同用下面的式子求出(對比度比值)＝(平行模式的透過率)/(垂直模式的透過率)圖3(c)示出使用反射型偏光板作為偏光元件和檢光元件的情況下的對比度的測定方法。在圖3(c)中，測定用光源50、測定用偏光板51、測定用光接收部52表示與上述相同的部件。各個部件按照光源、測定用偏光板、測定物(反射型偏光板)、測定用光接收部的順序配置，與上述相同測定亮度。只是，作為測定物的反射型偏光板配置成其法線相對光軸傾斜45°角。而且，參考測定也與上述相同在沒有配置測定物的情況下進行。在使用反射型偏光板作為偏光元件和檢光元件的情況下，測定透過反射型偏光板的光的透過率和測定反射型偏光板反射的光的反射率兩者影響對比度和亮度。透過率和反射率與上述相同，變成如下式子
(反射型偏光板的透過率)＝(配置測定物時的透射光的亮度測定值)/(參考測定時的亮度測定值)(反射型偏光板的反射率)＝(配置測定物時的反射光亮度測定值)/(參考測定時的亮度測定值)反射型偏光板具有透過對比度比值與反射對比度比值，為了求出二者，必須求出反射型偏光板的反射軸與測定用偏光板的反射軸(吸收軸)平行情況下和垂直情況下兩種模式(下面分別稱為平行模式和垂直模式)各自的透過率和反射率。這樣測量4次。透射對比度比值與反射對比度比值分別用下面的式子求出(反射型偏光板的透過對比度比值)＝(平行模式的透過率)/(垂直模式的透過率)(反射型偏光板的反射對比度比值)＝(垂直模式的反射率)/(平行模式的反射率)其中，一般反射型偏光板的對比度比值是透過對比度比值一方比反射對比度比值高。因此，如同本實施方式一樣，在來自反射型液晶板111、112、113的反射光在反射型偏光板101、102、103反射后入射到投影透鏡15的結構中，如果根據(jù)上述關系的輔助檢光元件121、122、123的對比度比值比棒透鏡3中所具有的偏振光變換元件25的對比度比值與輔助偏光元件91、92、93的對比度比值的乘積高，即如果A*B＜D，就能夠實現(xiàn)高效率高對比度?；蛘呷鐖D8所示的結構，在來自反射型液晶板111、112、113的反射光透過反射型偏光板101、102、103后入射到投影透鏡15的結構中，如果根據(jù)上述關系棒透鏡3中所具有的偏振光變換元件25的對比度比值與輔助偏光元件91、92、93的對比度比值的乘積比輔助檢光元件121、122、123的對比度比值高，即如果A*B＞D，可實現(xiàn)高效率高對比度。
圖4示出本發(fā)明的反射型液晶板投影儀用光學單元的另一個實施方式。而且，在示出包括圖4在內的下面各個實施方式的圖中，與前面圖中具有相同功能的部件使用相同符號表示，省略它們的說明。而且，在包括圖4中的實施方式在內的下面各個實施方式中的基本動作與圖2的實施方式相同時，省略重復說明，只說明不同的動作。
圖4中，與上述實施方式相同，輔助偏光元件91、92、93和輔助檢光元件121、122、123配置或形成在透明的平行平板的基板上，在與輔助偏光元件91、92、93和輔助檢光元件121、122、123相對的位置上，配置成像透鏡4或者交叉雙色棱鏡14等透明部件且在部件間設置空隙(空間)。通過這樣的結構，能夠利用上述空間作為冷卻輔助偏光元件91、92、93和輔助檢光元件121、122、123的風路，能夠有效地進行冷卻，冷卻扇能夠低速旋轉，由于能夠降低冷卻扇的翅片(圖中未示出)產(chǎn)生的風聲，因此可以降低噪聲。特別是在輔助偏光元件91、92、93和輔助檢光元件121、122、123是吸收型偏光板的情況下，因偏光板吸收的光大部分變換成熱而有效。該風路的距離在光軸上1mm至4mm是適當?shù)?，太長或者太短冷卻風不能有效通過，太長時光學單元變得過大。而且，本實施方式中雖然作為透明部件配置成像透鏡4或者交叉雙色棱鏡14等光學部件，但是在設計上不必要配置光學部件的情況下也可以配置透明的平行平板等。
在圖4所示的實施方式中，確保上述輔助偏光元件91、92、93的風路而配置的各個成像透鏡4上貼合有各個光路色光用的1/2波長板131’、132’、133’。通過這樣的結構，能夠在1/2波長板前后使偏振光方向旋轉90度，例如在如下情況有效。一般反射鏡(反射鏡或者分色鏡等)在S偏振光反射時是效率最高，因此在本實施方式中，棒透鏡3中所具有的偏振光變換元件(圖中未示出)射出S偏振光，白光反射鏡5和B光反射鏡8反射S偏振光，反射型偏光板101、102、103前面的1/2波長板131’、132’、133’將之變成P偏振光，則能夠有效利用光。本結構是G光被白光反射鏡5、B透過RG反射分色鏡6、R透過G反射分色鏡7全部反射的結構，例如在重視亮度性能的光學單元情況下，由于能夠最有效地利用G光，因此是最合適的。特別適合于要求亮度的前面投影型圖像顯示裝置用的光學單元。而且，如同本結構一樣，通過從分離各色光開始配置1/2波長板131’、132’、133’，能夠使用各色光用的1/2波長板131’、132’、133’，因此效率高。而且，由于能夠面向風路配置1/2波長板131’、132’、133’，在1/2波長板由有機膜等作成必須冷卻情況下能夠有效進行冷卻，因此效率高。
本實施方式中，G光路的交叉雙色棱鏡14的入射面上貼合1/2波長板132。一般P偏振光比S偏振光更容易透過分色鏡，對于交叉雙色棱鏡14也是同樣。因此，通過本結構這樣設置，能夠使透過交叉雙色棱鏡14的G光變成P偏振光，因此能夠提高效率。而且，1/2波長板132面向風路，能夠有效冷卻，與上述相同。
圖5示出本發(fā)明的反射型液晶投影儀用光學單元的另一個實施方式。
在圖5中R用反射型偏光板101、B用反射型偏光板103、R用反射型液晶板111、B用反射型液晶板113傾斜配置。通過這樣傾斜配置，在最小尺寸配置情況下投影透鏡15與R用反射型液晶板111和B用反射型液晶板113之間的間隔變窄，能夠避免發(fā)生干涉。而且，對R用輔助檢光元件121和B輔助檢光元件123后面的部件的光軸光線的入射角能夠變成0°。利用圖6和圖7詳細說明。圖6和圖7分別示出圖2和圖5的交叉雙色棱鏡14和B用反射型液晶板113附近的放大圖。在圖6和圖7中，16是入射到反射型液晶板113的入射光束，17是從反射型液晶板113射出的光束，18是反射型液晶板113的旋轉中心點，19是投影透鏡15的背焦距(投影透鏡15的最靠近交叉雙色棱鏡14的透鏡到反射型液晶板的距離)與光軸一致。20是投影透鏡15與反射型液晶板113之間的最短物理距離。圖7中B用反射型液晶板113相對于圖6的相同部件的配置而保持到旋轉中心點18的距離，而且配置成以旋轉中心點18為中心傾斜5度。通過如圖7所示方式的配置，從投影透鏡15到B用反射型液晶板113之間的光學距離即背焦距19不變長，能夠使投影透鏡15與反射型液晶板113之間的最短物理距離20變長。因此，在圖7所示的結構中，在以最小尺寸配置光學系統(tǒng)的情況下，由于能夠使投影透鏡15與B用反射型液晶板113之間的最短距離20的間隔變大，能夠避免保持這些部件的結構部件干涉，能夠把以最小尺寸配置光學系統(tǒng)。
而且，圖7中的B用反射型偏光板103與B用反射型液晶板113的傾斜方向相同，也傾斜5度.這樣通過使同一光路上反射型偏光板與反射型液晶板配置成在相同方向上傾斜相同角度，能夠到B用反射型偏光板103后面的部件的光軸光線的入射角變?yōu)?度。即，通過B用輔助偏光元件93的光線入射到反射型偏光板103時的光軸光線的入射角在圖6的配置中是45度，相對于此，在圖7的配置中是40度，然后在入射到B用反射型液晶板113時的入射角在圖6的配置中是0度，與此相對在圖7的配置中是5度，在被B用反射型液晶板113反射后的再次入射到B用反射型偏光板103時的入射角在圖6的配置中是45度，與此相對在圖7的配置中是50度，B用反射型偏光板103反射后的光線方向轉折后入射到B用輔助檢光元件123的入射角在圖6的配置和圖7的配置中都是0度。通常，在交叉雙色棱鏡14和投影透鏡15在光軸光線垂直入射情況下色合成性能和成像性能好，因此在圖7配置中的光學性能與圖6中配置中相同。圖7中的結構中反射型偏光板103和反射型液晶板113傾斜的角度以旋轉中心18為中心在3度至15度范圍內是適當?shù)?。在該角度過小情況下效果小，在該角度過大情況下反射型偏光板和反射型液晶板的性能不容易發(fā)揮。而且在圖7中雖然用B光路進行說明，可以明白對于R光路也是相同的。
圖8示出本發(fā)明的反射型液晶投影儀用的光學單元的另一個實施方式。
在圖8中，反射型液晶板111、112、113與圖2中的情況不同，設置成分別平行于交叉雙色棱鏡14的三個入射面。因此，構成來自光源1的光被反射型偏光板101、102、103反射后入射到反射型液晶板111、112、113。因此，反射型偏光板101、102、103的剖面線部分所示的作用面形成在輔助偏光元件91、92、93側的入射光一側。
在圖8中，211、212、213分別是R用像散補償元件、G用像散補償元件、B用像散補償元件，圓柱透鏡或者透明平行平板發(fā)揮作用(透明平行平板配置成平行于反射型偏光板的主入射面而且以垂直于光軸的軸為旋轉軸進行旋轉)。
下面說明本結構的動作。在本實施方式中，從具有偏振光變換作用的棒透鏡3射出S偏振光，然后除了偏振光是S偏振光之外，在R、G、B分別透過R用輔助偏光元件91、G用輔助偏光元件92、B用輔助偏光元件93之前與圖2中的結構相同。然后，在由S偏振光入射來的光分別被R用反射型偏光板101、G用反射型偏光板102、B用反射型偏光板103反射而光線方向轉折90度，入射到R用反射型液晶板111、G用反射型液晶板112、B用反射型液晶板113。R、G、B分別被反射型液晶板111、112、113反射后變成P偏振光，分別透過R用反射型偏光板101、G用反射型偏光板102、B用反射型偏光板103和R用輔助檢光元件121、G用輔助檢光元件122、B用輔助檢光元件123。在這種結構情況下，在透過反射型偏光板111、112、113時，透過基板的平行平板。因此產(chǎn)生像散，這樣降低投影圖像的分辨率。因此，在本結構中為了補償該像散，防止分辨率降低，在輔助檢光元件121、122、123的后面配置有R用像散補償元件211、G用像散補償元件212、B用像散補償元件213，補償像散。在透過該像散補償元件之后，R和B通過R用1/2波長板131和B用1/2波長板133變成S偏振光，G光保持為P偏振光，入射到交叉雙色棱鏡14，通過投影透鏡15投射到屏幕上(圖中未示出)。
而且，在本實施方式中，雖然像散補償元件配置在輔助檢光元件121、122、123與交叉雙色棱鏡14之間，但是并不限于此，也可以配置在反射型偏光板101、102、103與交叉雙色棱鏡14之間。
而且，通過這樣的結構，由于能夠把反射型液晶板111、112、113配置在離開投影透鏡15的位置上，因此能夠避免投影透鏡15與保持R用反射型液晶板111和B用反射型液晶板113的部件的結構部件等的干涉?？墒牵捎谂渲孟裆⒀a償元件211、212、213光學單元尺寸變大。
圖9示出本發(fā)明的反射型液晶投影儀用光學單元的另一個實施方式。
在圖9中，221、222、223分別是R用反射型偏光棱鏡、G用反射型偏光棱鏡、B用反射型偏光棱鏡，具有內部剖面線部分所示的反射型偏光面。132’是1/2波長板。
本結構中的R、B的動作從光源1開始到輔助檢光元件121、123之前，只是反射型偏光板變化為反射型偏光棱鏡，其他與圖8中的結構相同，而且G是反射型偏光板變?yōu)榉瓷湫推饫忡R，在G用反射型偏光棱鏡222的前面設置有把G光的偏振方向由S偏振光變換為P偏振光的G用1/2波長板132’，在交叉雙色棱鏡14的前面設置有G用1/2波長板132，其他與圖8結構的動作相同，因此省略重復說明，只說明不同功能。
透過輔助檢光元件121、122的R光、B光在分別透過R用1/2波長板131、B用1/2波長板133時變成S偏振光，入射到交叉雙色棱鏡14。G光路中在G用反射型偏光棱鏡222的前面設置有G用1/2波長板132’，其中，變成P偏振光透過G用反射型偏光棱鏡222，入射到G用反射型液晶板112。在G用反射型液晶板112反射的光變成S偏振光，透過G用輔助檢光元件122后，通過G用1/2波長板132變成P偏振光，入射到交叉雙色棱鏡14。雖然關于G光即使構成是與R、B光同樣的、在G用反射型液晶板112處反射的光透過G用反射型偏光棱鏡的結構也可以，例如，在由于中繼光路用的部件與G用反射型液晶板112的保持部件等互相影響等而不能配置G用反射型液晶板112的情況下，如同本結構一樣，構成G用反射型液晶板112反射的光在G用反射型偏光棱鏡內的作用面反射的結構也可以。
其中，因為在反射型偏光棱鏡221、222、223處入射出射的光線只透過垂直面，不產(chǎn)生像散，因此不需要圖8中所示結構中所使用的像散補償元件。而且，由于R用反射型液晶板111和B用反射型液晶板113能夠設置在離開投影透鏡15的位置上，因此能夠避免投影透鏡15與保持R用反射型液晶板111和B用反射型液晶板113的部件的結構部件等互相影響。
圖10示出本發(fā)明的反射型液晶投影儀用光學單元的另一個實施方式。在圖10中，24是兩個透鏡組(各個透鏡組是由呈陣列方式排列的透鏡單元構成的)構成的積分器，25是PBS陣列和1/2波長板構成的偏振光變換元件，26是把構成積分器24的光源一側的透鏡組的各個透鏡單元(圖中未示出)的形狀(與反射型液晶板相似的矩形形狀)投影在反射型液晶板111、112、113上的透鏡。
下面，利用圖10，說明本發(fā)明的反射型液晶投影儀用光學單元顯示白色圖像時的動作。在圖10中，光源1發(fā)出的光透過兩個透鏡組24、透過偏振光變換元件25，在白色反射鏡5處光線方向轉折大約120度，通過B透過RG反射分色鏡6，R、G光的反射光線方向轉折大約60度，B光透過。R、G通過G反射R透過分色鏡7，G光的反射光線方向轉折大約90度，R光透過。B光通過B反射鏡8光線方向轉折大約60度。因此，R、G、B分別入射到R用輔助偏光元件91、G用輔助偏光元件92、B輔助偏光元件93。后面與圖2所示實施方式的動作相同，因此省略說明。
下面說明本實施方式的內容。通過光源1附近的B透過RG反射分色鏡6透過的B光光路相對于其他的R、G光路，從B透過RG反射的分色鏡6到反射型液晶板113之間的光學距離長，稱為中繼系統(tǒng)光路。與R、G光路中由積分器24和透鏡26形成的積分器24的各個透鏡單元的矩形像直接成像在反射型圖像顯示元件111、112上相反，中繼系統(tǒng)光路上由于光學距離長，積分器24的各個透鏡單元的矩形像在光路中一次成像(31的位置)，該像再次被成像在反射型液晶板113上。因此中繼系統(tǒng)中上述用于再次成像的透鏡26至少是一個以上。在反射型液晶板113上形成的矩形像由于是再次成像，與R、G光路的反射型液晶板111、112上的矩形像比較成像性能不好，矩形像的周邊容易模糊。矩形像模糊處與不模糊處比較平均單位面積內的光量少，因此在反射型液晶板113的有效領域內存在該矩形像模糊的情況下，顯示白色圖像時的周邊照度比(周邊部分相對于圖像的中央部分等的照度比)下降。而且，在R、G光路的反射型液晶板111、112的有效領域內沒有矩形像模糊而中繼光路的反射型液晶板113的有效領域內存在矩形像模糊的情況下，中央部分等各個色光的照度平衡與周邊部分各個色光的照度平衡不同，因此在顯示白色圖像時中央部分等的顏色與周邊部分不同，產(chǎn)生色斑。為了防止發(fā)生這種情況，相對于R、G光路中的矩形像的成像倍率，中繼系統(tǒng)的矩形像成像倍率高，在反射型液晶板113上形成大的矩形像，使矩形像內側沒有模糊的領域照射在反射型液晶板113的有效領域內也可以?？墒?，在這種情況下由于沒有利用周邊部分有模糊的部分的光，光利用率下降。為了防止這種情況，再次成像用的透鏡26使用兩個以上，提高再次成像時的成像性能即可。其中，雖然再次成像透鏡26中盡可能多地使用非球面形狀也是有效的，但是由于非球面透鏡成本高，因此必須與成本平衡。
而且，為了使光照射時，入射到反射型液晶板的光的角度范圍最窄，而且反射型液晶板上的積分器的矩形像的模糊盡量少，不僅與上述透鏡26的數(shù)量和透鏡種類有關，而且與光學距離有關。從中繼光路中的積分器的矩形像(31位置)到光路上最靠近反射型液晶板113的透鏡26之間的光學距離盡可能長是有效的，期望是從光路上最靠近反射型液晶板113的透鏡26到反射型液晶板113之間的光學距離的兩倍以上是最好的。為了實現(xiàn)這一點，在圖10中的結構中，分離中繼光路的B光的B透過RG反射的分色鏡6和中繼光路的光路上最靠近光源1一側的透鏡26盡可能設置在光源1一側，該透鏡26的曲率半徑減小到使成像性能不降低的程度，中繼光路中的積分器的矩形像盡可能成像在光路上的光源1一側。
而且，在圖10中，兩個分色鏡6、7中在光路上靠近光源1一方的B透過RG反射分色鏡6配置成光軸光線的入射角大約為30度，配置在該B光透過RG反射分色鏡6透過的B光的光路后方的B反射鏡8也配置成光軸光線的入射角分別大約為30度。這樣通過把光軸光線的入射角度設置成45度以下，可以使只有中繼系統(tǒng)的光學距離變長。而且，該配置角度如果相對于光軸光線的入射角為45度的差值過小就沒有效果，差值過大則由于不能在上述分色鏡附近設置透鏡，因此在20度以上40度以下是適當?shù)摹?br> 如上所述，由于能夠使從中繼光路中的積分器的矩形像(31的位置)到光路上最靠近反射型液晶板113的透鏡26之間的光學距離變長，能夠提高成像性能，獲得亮度均勻，而且沒有色斑的圖像，而且結果光利用率提高。
圖11示出本發(fā)明的反射型液晶投影儀用光學單元的另一個實施方式，在圖11中，61是RG透過B反射分色鏡。
下面，利用圖11說明根據(jù)本發(fā)明的反射型液晶投影儀用光學單元顯示白色圖像時動作。在圖11中，光源1發(fā)出的光透過兩個透鏡組24和偏振光變換元件25，RG透過B反射分色鏡61反射B光，光線方向轉折大約50度，透過R、G光。R、G光被R透過G反射分色鏡7反射G光，光線方向轉折大約90度，透過R光。B光通過B反射鏡8使光線方向轉折大約50度。然后，分別入射到R用輔助偏光元件91、G用輔助偏光元件92、B輔助偏光元件93。后面與圖2所示實施方式的動作相同，因此省略說明。
通過這樣的結構，與圖10的實施方式相同，由于能夠使從中繼光路中的積分器的矩形像(31位置)到光路上最靠近反射型液晶板113的透鏡26之間的光學距離是從光路上最靠近反射型液晶板113的透鏡26到反射型液晶板113之間的光學距離的兩倍以上，能夠提高成像性能，獲得亮度均勻，而且沒有色斑的圖像，而且結果光利用率提高。
圖12是本發(fā)明的反射型液晶投影儀用光學單元的另一個實施方式。
在圖12中，63是RB透過G反射分色鏡，92是G用輔助偏光元件，93是B用輔助偏光元件，271是R用色選擇性波長板，222是G用反射型偏光棱鏡，224是RB用反射型偏光棱鏡。從111至113分別是R用反射型液晶板、G用反射型液晶板、B用反射型液晶板，121是R用輔助檢光元件，273是B用色選擇性波長板，282和284是間隔棱鏡，220是合成用反射型偏光棱鏡，30是白色用1/4波長板，15是投影透鏡。
下面，利用圖12說明本發(fā)明的反射型液晶投影儀用光學單元顯示白色圖像時的動作。在圖12中，光源1發(fā)出的光透過積分器24和偏振光變換元件25，調整為S偏振光。然后，在白色反射鏡5處光線方向轉折90度，RB透過G反射分色鏡63反射G光，透過的RB光分色之后，G光透過G用輔助偏光元件92由于為S偏振光，因此在G用反射型偏光棱鏡222內反射，光線方向轉折90度，入射到G用反射型液晶板112。通過G用反射型液晶板112反射的光是P偏振光，透過G用反射型偏光棱鏡222、間隔棱鏡282入射到合成用反射型偏光棱鏡220。RB光透過R用色選擇波長板271，透過B用輔助偏光元件93。透過該R用色選擇波長板271時只有R光的偏振方向旋轉大約90度變成P偏振光，因此R透過RB用反射型偏光棱鏡224，B光在RB用反射型偏光棱鏡224內反射，光線方向轉折90度，R與B分離。然后，分別入射到R用反射型液晶板111、B用反射型液晶板113。被反射型液晶板反射后的光是R光為S偏振光，B變成P偏振光，因此R在RB用反射型偏光棱鏡224內反射，B透過RB反射型偏光棱鏡224，RB合成。RB在透過R用輔助檢光元件121、B用色選擇波長板273、間隔棱鏡284，入射到合成用反射型偏光棱鏡220。透過該B用色選擇性波長板273時只有B光的偏振方向大致旋轉90度變成S偏振光，因此RB在合成用反射型偏光棱鏡220內反射光線方向轉折90度。G和RB通過合成用反射型偏光棱鏡220合成為白色，通過投影透鏡15放大投影在屏幕(圖中未示出)上。
在本實施方式中，G光路的G用反射型偏光棱鏡222的射出側沒有設置G用檢光元件。理由是因為合成用反射型偏光棱鏡220起G光檢光元件的作用。而且，由于同樣的理由，B光路的RB用反射型偏光棱鏡224的射出側也沒有設置B用檢光元件?？墒?，R用反射型液晶板111反射的R光在RB用反射型偏光棱鏡224和合成用反射型偏光棱鏡220的作用面上被反射，在作為檢光元件使用兩個反射型偏光棱鏡的情況下，與一次通過作用面的G光和B光比較，漏光多。為了除去(吸收)該漏光，在RB用反射型偏光棱鏡224的射出側設置R用輔助檢光元件121。而且，RB透過G反射的分色鏡63分離的RB光中，由于R光透過RB用反射型偏光棱鏡224，變成漏光的偏振光成分少，因此，沒有設置R用輔助偏光元件。可是，在上述RB光中，B光被RB反射型偏光棱鏡224反射，設置有B用輔助偏光元件93。
在上述中，雖然積分器使用透鏡組，但是并不限于此，可以看到也可以使用光導管或者棒透鏡等。
在本實施方式中，雖然使用反射型偏光棱鏡220內的反射型偏光面作為白色合成面，但是也可以使用分色鏡面，在這種情況下由于不再配置B用色選擇性波長板273，成本降低了，但是可能需要配置多個輔助檢光元件。
而且，作為偏光元件和檢光元件所使用的兩個反射型偏光棱鏡222和224一面是棱鏡，一面是平板也可以。在這種情況下，為了獲得投影透鏡的成像性能，從反射型液晶板到投影透鏡之間的光學距離對于R、G、B必須大致相同，在使用反射型偏光棱鏡的光路一側反射型偏光棱鏡和光合成棱鏡之間的光學距離必須加長。
通過本實施方式的結構，具有高亮度、高對比度且成像性能良好的光學單元與上述實施方式相同，由于本實施方式中使用一個反射型偏光棱鏡作為與兩個反射型液晶板相應的偏光元件和檢光元件，能夠共用光路，不需要中繼光路，能夠實現(xiàn)光學單元的小型化。
圖13示出本發(fā)明的投影儀用光學單元的另一個實施方式。
在圖13中，90是白色用輔助偏光元件，281、282、283分別是R用間隔棱鏡、G用間隔棱鏡、B用間隔棱鏡。
本實施方式是在圖2的實施方式中，把三個輔助偏光元件91、92、93置換為一個白色用輔助偏光元件90，在交叉雙色棱鏡14和各個輔助檢光元件121、122、123之間配置間隔棱鏡281、282、283。
如同本結構一樣，通過在光路上把間隔棱鏡281、282、283配置在反射型液晶板111、112、113與投影透鏡15之間，為了避免保持R用反射型液晶板111和B用反射型液晶板113的結構部件等與投影透鏡15之間互相影響，可擴大R用反射型液晶板111和B用反射型液晶板113之間的最短物理距離。在這種情況下，雖然相對于圖2中的實施方式背焦距增大，但是相對于在將間隔棱鏡281、282、283之外的光學部件配置在相同位置、沒有間隔棱鏡218、282、283而其間是空氣間隙的情況下，由于配置間隔棱鏡281、282、283情況時因它們的折射率而能夠縮短光學距離，所以由于投影透鏡15的背焦距增大而引起的投影透鏡15的大型化可以作到最小限度。而且，如同本結構中一樣，通過在光路上光源1附近B透過RG反射分色鏡6與光源1之間設置白色用輔助偏光元件90，由于該白色用輔助偏光元件90對R、G、B起輔助偏光元件的作用，能夠降低部件數(shù)量，降低成本。R、G、B所有光入射到該白色用輔助偏光元件90，而且在顯示黑色圖像時從反射型液晶板111、112、113返回的光再次入射，因此大量的光能被照射。吸收型偏光板由于該光能而性能立即惡化，因此該白色用輔助偏光元件90有必要是反射型偏光元件。
圖14示出本發(fā)明的投影儀用光學單元的另一個實施方式。
在圖14中，94是RG用輔助偏光元件，280是白色用間隔棱鏡。
本實施方式中是圖2中的兩個輔助偏光元件91、92置換成一個RG用輔助偏光元件94，能夠降低該部分的部件數(shù)量，實現(xiàn)降低成本。而且，在交叉雙色棱鏡14和投影透鏡15之間配置白色間隔棱鏡280。通過配置該白色間隔棱鏡280，能夠增大投影透鏡15與R用反射型液晶板111、B用反射型液晶板113之間的距離，能夠避免保持R用反射型液晶板111和B用反射型液晶板113的結構部件等與投影透鏡15互相影響。而且，相比于在將白色間隔棱鏡280之外的光學部件配置在相同位置、沒有間隔棱鏡280其間是空氣間隙的情況下，由于配置間隔棱鏡280情況下因間隔棱鏡280的折射率而能夠縮短光學距離，因此可將因投影透鏡15的背焦距增大而引起的投影透鏡15的大型化作到最小限度。
與利用圖13的實施方式說明的內容相同，通過本結構，把投影透鏡15的大型化限制在最小限度內以及降低部件數(shù)量，RG用輔助偏光元件有必要是反射型偏光元件等。
圖15示出本發(fā)明的投影儀用光學單元的另一個實施方式。
在圖15中，231、232、233分別是R用投影透鏡輔助透鏡、G用投影透鏡輔助透鏡、B用投影透鏡輔助透鏡，各個透鏡中心與投影透鏡15的光軸同軸，起投影透鏡15的后透鏡的作用。
通過本結構，投影透鏡輔助透鏡231、232、233可看作投影透鏡15的一部分，包括該透鏡291、292、293的合成的投影透鏡15的背焦距成為投影透鏡輔助透鏡231、232、233與反射型液晶板111、112、113之間的光學距離。因此，由于能夠縮短背焦距，因此能夠提高投影透鏡15的成像性能。
圖16示出本發(fā)明的投影儀用光學單元的另一個實施方式。
在圖16中，1是光源，2是反射型液晶投影儀用光學單元的光軸，24是2個透鏡組構成的積分器，25是PBS陣列與1/2波長板構成的偏振光變換元件，26是把構成積分器24的光源一側的透鏡組的各個透鏡單元(圖中未示出)的形狀照射在反射型液晶板111、112、113上的透鏡。5是白色反射鏡，90是白色用輔助偏光元件，100是白色用反射型偏光板。29是菲立譜棱鏡(Philips prism)，111、112、113分別是R用反射型液晶板、G用反射型液晶板、B用反射型液晶板，120是白色用輔助檢光元件，30是白色用1/4波長板，15是投影透鏡。
下面，利用圖16，說明本發(fā)明的反射型液晶投影儀用光學部件顯示白色圖像時的動作。在圖16中，光源1發(fā)出的光透過積分器24、偏振光變換元件25，變成P偏振光。然后，在白色反射鏡5處光線方向轉折90度，通過白色用輔助偏光元件90，由于是P偏振光，透過白色用反射型偏光板100，入射到菲立譜棱鏡29。入射到菲立譜棱鏡29的白色光在菲立譜棱鏡29內分離為R、G、B光，分別入射到各個反射型液晶板111、112、113。通過各個反射型液晶板以S偏振光反射的光在菲立譜棱鏡29內合成為白色光，由于是S偏振光，在白色用反射型偏光板100光線方向轉折90度，通過白色用輔助檢光元件120、白色用1/4波長板30，通過投影透鏡15放大投影在屏幕(圖中未示出)上。
在上述中，雖然積分器使用透鏡組，但是并不限于此，可以看出也可以使用導光管或者棒透鏡。
在本實施方式中，雖然使用反射型偏光板100，但是在使用反射型偏光棱鏡代替它的情況下，由于能夠縮短投影透鏡15的背焦距，能夠提高成像性能。雖然通過本實施方式的結構具有高亮度、高對比度且成像性能優(yōu)良的光學單元與上述其他實施方式相同，但是本實施方式中由于使用一個反射型偏光板作為R、G、B偏光元件和檢光元件，能夠減少部件數(shù)量。而且，由于能夠共用光路，不需要中繼光路，能夠使光學單元小型化。
圖17示出本發(fā)明的投影儀用光學單元的另一個實施方式。
在圖17中，62是GB透過R反射分色鏡，80是R反射鏡，72是B透過G反射分色鏡。
在圖17中，光源1在Z軸方向發(fā)出的光透過作為積分器的透鏡組24，由偏振光變換元件25調整為P偏振光。然后，在GB透過R反射分色鏡62處GB光通過，R光反射，光軸方向轉折90度為X軸。然后GB光由于B透過G反射分色鏡72，G光反射，光軸方向轉折90度入射到G用輔助偏光元件92，B光透過入射到B用輔助偏光元件93。而且，GB透過R反射分色鏡62反射的R光在R反射鏡80處光軸轉折90度，入射到R用輔助偏光元件91。以后由于與圖2的動作相同，下面省略。
各個光學部件其大致中心配置在包括光軸2的XZ面內，反射型液晶板111、113是Y軸方向在其長邊方向，短邊方向是X軸方向。反射型液晶板112平行于YZ平面，它的長邊方向是Y軸方向，短邊方向是Z軸方向。
在本結構中，由于交叉雙色棱鏡14的光透過的面的形狀是二色面的主入射面的法線方向(Y軸方向)為長邊，因此能夠將交叉雙色棱鏡14的尺寸作得最小，而且這樣能夠使投影透鏡15的背焦距最短，而且也能夠使反射型偏光板101、102、103和其他光學部件的尺寸最小。因此，能夠降低成本和使投影透鏡15小型化。
而且，在本實施方式中，構成為偏振光變換元件25的射出光為P偏振光、B光透過兩個分色鏡62、72的結構。一般，透鏡和偏光板等光學部件與R光和G光相比對于B光透過率低，特別是在部件數(shù)量趨于多的反射型圖像顯示裝置中它的影響顯著，B光不充足，白色的色平衡變差。而且，一般在光透過分色鏡時P偏振光比S偏振光的透過率高，效率高。因此，通過本結構能夠提高B光的光利用效率，為了提高顯示白色圖像時的色平衡或為了色平衡，能夠通過減少因調整B光量而減少的G光量和R光量的減少量，提高光利用效率。而且，一般，交叉雙色棱鏡的透過率(自棱鏡的射出光量與到棱鏡的入射光量的比值，包括棱鏡內的反射光路)與G光和R光比較，B光是下降到92％的程度，但是在本實施方式中使用的交叉雙色棱鏡14通過優(yōu)先設計B，B的透過率能夠提高到95％以上。因此，雖然G光和R光的棱鏡透過率下降，但由于R光量和G光量可以通過減少因調整B光量而減少的R和G的減少量而增加，所以沒有問題。然后，通過增加B光量，進一步減少R和G光的減少量，結果能夠提高整體光利用率。
而且，在本實施方式中，對于在中繼光路的光路上、最靠近R用反射型液晶板111的透鏡26，其作為靠近G用反射型液晶板112的反射型液晶板111的短邊方向的X軸方向的部分且光線不通過的領域被切掉。在通過使用這樣的形狀的透鏡而以最小尺寸構成各個光學部件和光學單元的情況下，能夠避免該透鏡和G用反射型液晶板112相互影響，能夠將該透鏡靠近R用輔助檢光元件91配置。因此，能夠縮短中繼光路中的矩形像的成像位置(圖中未示出)到最靠近R用反射型液晶板111的透鏡26之間的光路長度，而且能夠縮短該透鏡26到R用反射型液晶板111之間的光路長度。因此由于圖10和圖11中說明的理由，能夠提高R光的利用率。
而且，在本實施方式中，對于投影透鏡15的入射面一側，物理距離接近R用反射型液晶板111和B用反射型液晶板113的部分且光線不通過的領域被切掉。圖17(b)中示出這種情況。圖17(b)是從交叉雙色棱鏡14一側看投影透鏡15的入射面(垂直于光軸2，平行于XY平面)的圖。在圖17(b)中，34是位于投影透鏡15內的最入射側(交叉雙色棱鏡14一側)的透鏡領域，32是從交叉雙色棱鏡14發(fā)出的光入射的領域，33是位于投影透鏡15的入射側的切掉部的領域。在本實施方式中，將本發(fā)明適用于前面投影型圖像顯示裝置用的光學單元，按照圖像從上方(X軸方向)不失真地投影、投影透鏡15的中心相對于圖像光的中心在上方(X軸方向)的方式投影透鏡15偏移而配置。因此，領域33上下方尺寸不同。通過使用這樣形狀的投影透鏡15，在以最小尺寸構成各個光學部件和光學單元的情況下，能夠避免投影透鏡15、R用反射型液晶板111和B用反射型液晶板113互相影響，能夠把投影透鏡15配置在非?？拷徊骐p色棱鏡14的射出面的附近。因此，能夠縮短投影透鏡15的背焦距，能夠提高投影透鏡15的成像性能。
上面，如同所說明的一樣，使用了本發(fā)明的反射型圖像顯示元件的光學單元和使用了它的投影型圖像顯示裝置，利用只在特定方向上具有光柵作用的偏光板作為反射型偏光板和輔助偏光元件以及吸收型的輔助檢光元件，能夠減少顯示黑色圖像時的漏光，而且投影透鏡和保持反射型圖像顯示元件的結構部件不相互影響，因此能夠在不降低分辨率情況下提高對比度、減少部件數(shù)量(亮度提高)，實現(xiàn)小型輕量化。
權利要求
1.一種投影型圖像顯示裝置，具有光源、照明光學系統(tǒng)、反射型圖像顯示元件和投影透鏡，其特征在于，具有作為與該反射型圖像顯示元件相對的偏光元件和檢光元件，利用衍射起偏光板作用的反射型偏光板；配置在光路上的所述光源和所述反射型液晶板之間的輔助偏光元件，和配置在光路上的所述反射型偏光板和所述投影透鏡之間的、起檢光元件作用的、由吸收型偏光板構成的輔助檢光元件至少二者之一，通過所述反射型圖像顯示元件反射的圖像光從所述反射型偏光板的作用面一側入射，由所述反射型偏光板反射后入射到所述投影透鏡，將所述反射型偏光板在光路上配置在所述反射型圖像顯示元件之前和之后。
2.根據(jù)權利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于構成為使所述反射型圖像顯示元件的反射軸，以所述反射型偏光板作用面的法線為中心，根據(jù)所述反射型圖像顯示元件的偏光特性只旋轉規(guī)定角度。
3.根據(jù)權利要求2所述的圖像顯示裝置，其特征在于還具有以所述反射型偏光板作用面的法線為中心調整所述反射型偏光板的反射軸的調整機構。
4.根據(jù)權利要求3所述的圖像顯示裝置，其特征在于還具有以光軸為中心，使所述輔助偏光元件的吸收軸或反射軸和所述輔助檢光元件的吸收軸的至少之一轉動的調整機構。
5.根據(jù)權利要求3所述的圖像顯示裝置，其特征在于所述輔助偏光元件的吸收軸或反射軸和所述輔助檢光元件的吸收軸的至少之一，相對于包括光軸和所述反射型偏光板作用面的法線的面的法線，以光軸為中心在與所述反射型偏光板的反射軸的角度差變小的方向上，根據(jù)所述反射型圖像顯示元件的偏光特性只轉動第二規(guī)定角度。
6.根據(jù)權利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于還具有以所述反射型偏光板作用的面法線為中心調整所述反射型偏光板的反射軸的調整機構。
7.根據(jù)權利要求6所述的圖像顯示裝置，其特征在于還具有以光軸為中心，使所述輔助偏光元件的吸收軸或者反射軸和所述輔助檢光元件的吸收軸的至少之一轉動的調整機構。
8.根據(jù)權利要求6所述的圖像顯示裝置，其特征在于所述輔助偏光元件的吸收軸或反射軸和所述輔助檢光元件的吸收軸的至少之一，相對于包括光軸和所述反射型偏光板作用面的法線的面的法線，以光軸為中心在與所述反射型偏光板的反射軸的角度差變小的方向上，根據(jù)所述反射型圖像顯示元件的偏光特性只轉動第二規(guī)定角度。
9.一種投影型圖像顯示裝置，具有光源、照明光學系統(tǒng)、反射型圖像顯示元件和投影透鏡，其特征在于，具有作為與該反射型圖像顯示元件相對的偏光元件和檢光元件，通過衍射起偏光板作用的反射型偏光板在棱鏡內部形成的反射型偏棱鏡；配置在光路上的所述光源和所述反射型偏光棱鏡之間的輔助偏光元件，和配置在光路上的所述反射型偏光板和所述投影透鏡之間的、起檢光元件作用的、由吸收型偏光板構成的輔助檢光元件的至少之一，將所述反射型偏光棱鏡配置在光路上的所述反射型圖像顯示元件之前和之后。
10.根據(jù)權利要求9所述的圖像顯示裝置，其特征在于構成為使所述反射型圖像顯示元件的反射軸，以所述反射型偏光棱鏡作用面的法線為中心，根據(jù)所述反射型圖像顯示元件的偏光特性只轉動規(guī)定角度。
11.根據(jù)權利要求10所述的圖像顯示裝置，其特征在于還具有以所述反射型偏光棱鏡作用面的法線為中心調整所述反射型偏光棱鏡的反射軸的調整機構。
12.根據(jù)權利要求11所述的圖像顯示裝置，其特征在于還包括以光軸為中心，使所述輔助偏光元件的吸收軸或者反射軸和所述輔助檢光元件的吸收軸的至少之一轉動的調整機構。
13.根據(jù)權利要求11所述的圖像顯示裝置，其特征在于所述輔助偏光元件的吸收軸或反射軸和所述輔助檢光元件的吸收軸的至少之一，相對于包括光軸和所述反射型偏光棱鏡作用面的法線的面的法線，以光軸為中心在與所述反射型偏光棱鏡的反射軸的角度差變小的方向上，根據(jù)所述反射型圖像顯示元件的偏光特性只轉動第二規(guī)定角度。
14.根據(jù)權利要求9所述的圖像顯示裝置，其特征在于還包括以所述反射型偏光棱鏡作用面的法線為中心調整所述反射型偏光棱鏡的反射軸的調整機構。
15.根據(jù)權利要求14所述的圖像顯示裝置，其特征在于還包括以光軸為中心，使所述輔助偏光元件的吸收軸或者反射軸和所述輔助檢光元件的吸收軸的至少之一轉動的調整機構。
16.根據(jù)權利要求14所述的圖像顯示裝置，其特征在于所述輔助偏光元件的吸收軸或反射軸和所述輔助檢光元件的吸收軸的至少之一，相對于包括光軸和所述反射型偏光棱鏡作用面的法線的面的法線，以光軸為中心在與所述反射型偏光棱鏡的反射軸的角度差變小的方向上，根據(jù)所述反射型圖像顯示元件的偏光特性只轉動第二規(guī)定角度。
17.一種投影型圖像顯示裝置，具有光源、照明光學系統(tǒng)、反射型圖像顯示元件和投影透鏡，其特征在于，具有將來自所述光源的光聚齊在規(guī)定的偏振方向并射出的偏振光變換元件；作為與所述反射型圖像顯示元件相對的偏光元件和檢光元件，通過衍射起偏光板作用的反射型偏光板或者反射型偏光棱鏡；配置在光路上的所述光源和所述反射型偏光板或者反射型偏光棱鏡之間的輔助偏光元件，和配置在光路上的所述反射型偏光板或者反射型偏光棱鏡和所述投影透鏡之間的、起檢光元件作用的、由吸收型偏光板構成的輔助檢光元件的至少之一，如果所述偏振光變換元件的對比度比值設定為A，所述輔助偏光元件的對比度比值設定為B，所述輔助檢光元件對比度比值設定為D，所述反射型偏光板或者反射型偏光棱鏡的透過的對比度比值設定為C，所述反射型偏光板或者反射型偏光棱鏡的反射的對比度比值設定為E，對于被所述反射型圖像顯示元件反射的光，由所述反射型偏光板或者反射型偏光棱鏡反射后入射到投影透鏡的結構，滿足A*B*C＝(0.5～5)*D*E，對于被所述反射型圖像顯示元件反射的光，透過所述反射型偏光板或者反射型偏光棱鏡反射后入射到投影透鏡的結構，滿足A*B*E＝(0.5～5)*D*C。
18.根據(jù)權利要求17所述的圖像顯示裝置，其特征在于構成為使所述反射型圖像顯示元件的反射軸，以所述反射型偏光板或者反射型偏光棱鏡作用面的法線為中心，根據(jù)所述反射型圖像顯示元件的偏光特性只轉動規(guī)定角度。
19.根據(jù)權利要求18所述的圖像顯示裝置，其特征在于還具有以所述反射型偏光板或者反射型偏光棱鏡作用面的法線為中心調整所述反射型偏光板或者反射型偏光棱鏡的反射軸的調整機構。
20.根據(jù)權利要求17所述的圖像顯示裝置，其特征在于還具有調整所述反射型偏光板或者所述反射型偏光棱鏡的反射軸的調整機構。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種投影型圖像顯示裝置，實現(xiàn)一種反射型液晶投影儀用的光學單元，其小型化、重量輕、亮度高、顯示黑色圖像時不因漏光對比度下降、價格低廉，以及實現(xiàn)一種反射型液晶投影儀，其小型化、重量輕、亮度高、顯示黑色圖像時不因漏光對比度下降、價格低廉。作為與該反射型液晶板相對的偏光元件和檢光元件使用只在相同特定方向上具有光柵作用的偏光板作為反射型偏光板，使用輔助偏光元件和吸收型的輔助檢光元件，根據(jù)反射型液晶板的特性，構成為將它們的反射軸或者吸收軸在顯示黑色圖像時漏光少的方向上使用。
文檔編號H04N9/31GK1480765SQ0315003
公開日2004年3月10日 申請日期2003年7月29日 優(yōu)先權日2002年8月5日
發(fā)明者中島努, 大內敏, 今長谷太郎, 三好智浩, 太郎, 浩 申請人:株式會社日立制作所