[发明专利]图像显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用诸如液晶板这样的液晶显示元件(尤其是反射型液晶显示元件)的图像显示装置。

背景技术

图像投影设备通过偏振光束分离器来执行颜色分离和颜色合成。在美国专利6,626,540中所讨论的图像投影设备通过透镜阵列将从光源所发射出的非偏振光分成多个光束，以利用每个光束而形成多个二次光源图像。使来自二次光源图像的光束通过聚光透镜而叠加在液晶板上，以便用几乎均一的亮度照射液晶板。

使透镜阵列所发射出的每个划分后的光束入射到与位于偏振变换元件中的透镜阵列的每个透镜单元相对应的多个偏振变换元件上。每个偏振变换元件包括偏振分离膜、1/2波长片、以及反射面。通过偏振分离膜使入射到每个偏振变换元件上的非偏振光分离成P偏振光和S偏振光。P偏振光穿过偏振分离膜。1/2波长片使P偏振光的偏振旋转90度。发射出该P偏振光作为S偏振光。

另一方面，S偏振光通过偏振分离膜而反射。S偏振光反射离开反射面，并且在它保持S偏振时发射出。从偏振变换元件发射出偏振方向均一的S偏振光并且使其入射到聚光透镜上。

通常，在偏振变换元件中，很难以100％的效率将从大小受限的光源所发射出的非偏振光变换成线性偏振光。为此，使偏振片位于偏振变换元件之后以消除不必要的偏振光。虽然这种偏振片具有可消除不必要的光这样的功能，但是偏振片将具有常规偏振方向的光(具有期望偏振方向的光)屏蔽掉了10％或更多。因此，投影图像略微变暗。

偏振变换元件将光的偏振方向均一地变换成S偏振光。通过二向色元件将S偏振光分离成红色和蓝色波长波段中的光以及绿色波长波段中的光。在该阶段，红色和蓝色波长波段中的光沿着相同的光路并且具有相同的偏振方向。此后，光穿过波长(颜色)选择性相差片，以便利用偏振光束分离器分别将红色和蓝色波长波段中的光导引至红色和蓝色液晶板。

波长选择性相差片将通过的红色和蓝色波长波段中的光分别变换成具有不同偏振方向的光。因此，使用偏振光束分离器的图像投影设备通常采用位于透镜阵列附近的偏振变换元件、偏振片、二向色元件、波长选择性相差片、以及偏振光束分离器。

在上述结构中，为了提高入射到液晶板上的照射光的偏振程度，必须对偏振片进行排列。然而，当放置了偏振片时，照射光量就降低了。相反地，为了避免照射光量的降低，要考虑移除偏振片。然而，如果移除了偏振片，那么，例如，具有与期望方向相反的偏振方向的光会入射到绿色液晶板上，并且绿色波长波段中的光会入射到红色和蓝色液晶板上。在这种情况下，具有高光谱发光效率的绿光会被投影到屏幕上。绿光的投影会降低图像的对比度。此外，红光和蓝光会入射到其他液晶板上而并不是入射到与每个红光和蓝光相对应的液晶板上。此外，具有与期望方向不同的偏振方向的光会入射到液晶板上，这会引起对比度降低。

发明内容

本发明涉及一种利用例如液晶板这样的液晶显示元件(尤其是反射型液晶显示元件)的图像显示装置。

根据本发明的方面，图像显示装置包括：第一液晶显示元件，该第一液晶显示元件与第一色光相对应；第二液晶显示元件，该第二液晶显示元件与和第一色光不同波长波段的第二色光相对应；第三液晶显示元件，该第三液晶显示元件与和第一色光及第二色光不同波长波段的第三色光相对应；偏振变换元件，该偏振变换元件用于将光源所发射出的非偏振光的第二色光变换成第一线性偏振光；以及光路分离元件，该光路分离元件用于将第二色光与第一和第三色光相分离，其中该第一、第二和第三色光是从偏振变换元件所发射出的，其中，通过使光源所发射出的且穿过光路分离元件的第一、第二、以及第三色光照射第一、第二、以及第三液晶显示元件来显示图像，其中光路分离元件将第二色光的第一线性偏振光分量导引至第二液晶显示元件，并且其中光路分离元件将其偏振方向与第二色光的第一线性偏振光分量相垂直的第二线性偏振光分量导引至与第一、第二、以及第三液晶显示元件中的任何一个不同的方向上。

参考附图从以下对示意性实施例的详细说明中可显而易见地得知本发明的进一步的特征和方面。

附图说明

并入到说明书中并构成了说明书一部分的附图对本发明的示意性实施例、特征、以及方面进行了说明，并且与该描述一起用于对本发明的原理进行解释。

图1说明了根据本发明第一示意性实施例的光学系统。

图2说明了二向色偏振棱镜的特性。

图3是用于对根据本发明第一示意性实施例的3P二向色偏振棱镜进行说明的示意图。