[发明专利]投影式显示装置及其照射光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及配有色光合成装置的投射式显示装置及其照射光学系统。

背景技术

在把彩色图象投射到投影屏幕上的投射式显示装置中，较多地使用正交分光棱镜。例如，透射型液晶投射器中，采用正交分光棱镜作为合成红、绿、蓝三色光并向同一方向射出的色光合成装置。此外，在反射型液晶投射器中，采用正交分光棱镜作为把白色光分离为红、绿、蓝三色光的色光分离装置，同时也采用正交分光棱镜作为再次合成已调制的三色光并向同一方向射出的色光合成装置。已知，例如在特开平1-302385号公报中披露的使用正交分光棱镜的投射式显示装置。

图17是表示投射式显示装置主要部分的原理图。该投射式显示装置配有三个液晶光阀42、44和46，以及正交分光棱镜48和投射透镜系统50。正交分光棱镜48用三个液晶光阀42、44、46合成被调制的红、绿、蓝三色光，向投射透镜系统50的方向射出。投射透镜系统50把合成的光成象在投影屏幕52上。

图18是表示分解正交分光棱镜48的一部分的透视图。通过用光学粘接剂贴合四个直角棱镜的相应直角面，制成正交分光棱镜48。

图19是表示在采用正交分光棱镜48情况下的问题的说明图。如图19(A)所示，正交分光棱镜48，在用四个直角棱镜的直角面形成的X字状的界面上，有略呈X字状配置的红色光反射膜60R和蓝色光反射膜60B。但是，在四个直角棱镜的间隙中，由于形成光学粘接剂层，所以反射膜60R、60B在正交分光棱镜48的中心轴48a部分也有间隙。

在穿过正交分光棱镜48的中心轴48a的光投射到投影屏幕52上时，在图象中便形成因中心轴48a导致的暗线。图19(B)是表示这种暗线DL的一例。该暗线DL是带有与其它部分不同颜色的稍稍暗一些的线状区域，大致形成在投射的图象中心。可以认为该暗线DL是在中心轴48a附近的反射膜的间隙中光线被散射和红色光及蓝色光不反射造成的。再有，在以X字状交叉分别形成红色反射膜、蓝色反射膜等选择反射膜的两种正交分光镜的正交分光镜中，同样也发生这个问题。在这种情况下，变为在图象中形成因镜的中心轴导致的暗线。

这样，在现有的投射式显示装置中，存在因正交分光棱镜48和正交分光镜的中心轴，在投射图象的大致中心会形成暗线的问题。

为了解决现有技术中的上述课题，本发明的目的在于提供能够使因在配备了以X字状配置正交分光棱镜和正交分光镜等两种分光膜的光学装置的中心轴造成的暗线不明显的技术。

发明的公开

(用于解决课题的原理说明)

首先，根据具体例，用图1至图4说明用于解决课题的原理。图中，统一地把光的行进方向作为z方向，由从光的行进方向(z方向)看三点的方向作为x方向，十二点的方向作为y方向。此外，在下面的说明中，为方便起见，把x方向表示成行方向，把y方向表示成列方向。再有，为了容易说明，以具体的例子说明下述原理，但本发明并不限于这样的具体结构。

在投射式显示装置中，作为把来自光源的光分离成多个分光束降低照射光的平面内照度不匀的技术，如WO94／22042号公报所披露的，使用带有多个小透镜的两个透镜阵列的照射光学系统(称为集成光学系统)是众所周知的。

图1是说明在使用正交分光棱镜的投射式显示装置中采用集成光学系统的情况下暗线发生原理的图。图1(A-1)、(B-1)是表示X方向的位置相互不同的小透镜10、即穿过在不同列方向上存在的小透镜10的光束(图中用实线表示)和其中心光轴(图中用密虚线表示)的轨迹图；图(A-2)、(B-2)是表示屏幕7上暗线DLa、DLb的形成位置的图。

从光源(图中省略)射出的光束由分别带有多个小透镜10的第一、第二透镜阵列1、2分离成多个分光束。穿过在第一、第二透镜阵列1、2中设置的各小透镜10的光束，由平行化透镜15转换成与各分光束中心轴平行的光束。穿过平行化透镜15的分光束重叠在液晶光阀3上，对其预定区域进行均匀的照射。再有，在图1中虽仅图示了一块液晶光阀3，但在其它两块液晶光阀中，集成光学系统的原理、暗线发生的原理也是同样的。

图2是表示第一和第二透镜阵列1、2外观的透视图。第一和第二透镜阵列1、2具有把各个略矩形形状轮廓的小透镜10按M行N列的矩阵状配置的结构。在本例中，M=10，N=8，在图1(A-1)上示出穿过第二列小透镜10的分光束的轨迹图，在图1(B-1)上示出穿过第七列小透镜10的分光束的轨迹图。