光学系统、光学部件、微镜阵列、显示装置及摄像装置的制造方法_2

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从置于图2的右侧的液晶显示器110的显示面向反射型线偏振板122射出P偏振的光10。P偏振的光10透过反射型线偏振板122而入射至四分之一波长板123。然后,由于通过四分之一波长板123而变化为右旋圆偏振光11,入射至反射镜124的凹面。如上所述,凹面利用圆偏振光分离层而对于右旋圆偏振光11作为凹面镜发挥作用。
[0046]右旋圆偏振光11在反射镜124的凹面发生反射,再次朝向四分之一波长板123。右旋圆偏振光11由于通过四分之一波长板123而变化为S偏振的光12,入射至反射型线偏振板122。反射型线偏振板122使S偏振的光12反射。反射后的S偏振的光12通过四分之一波长板123而成为左旋圆偏振光13,透过反射镜124而朝向观察者。如上所述,在反射镜124的凹面填充有具有与透明基板相同的折射率的光学粘合剂,因此透过反射镜124的左旋圆偏振光13不会受到由凹面产生的折射效果。
[0047]如上述那样,从微镜阵列120朝向观察者射出在液晶显示器110的显示面具有焦点的光束。
[0048]根据上述的第一实施方式所涉及的显示装置,能够得到如下的作用效果。
[0049](I)微镜121具备:四分之一波长板123 ;反射型线偏振板122,其与四分之一波长板123的一个面相对向地配置,使P偏振分量透过而使S偏振分量反射;以及反射镜124,其具有与四分之一波长板123的另一个面相对向的凹面,使入射至凹面的右旋圆偏振光分量反射,并且使左旋圆偏振光分量透过。由于具有上述的结构,因此能够实现使用微镜阵列120的显示装置100的薄型化。另外,能够准备与以往的微透镜相比最大孔径(maximumaperture)小(明亮)且不产生色差的微镜。
[0050](2)反射镜124具有形成了凹面的透明基材,在凹面填充具有与透明基材相同的折射率的光学粘合剂。由于具有如上的结构,因此左旋圆偏振光分量能够以不受到凹面的折射效果的方式透过反射镜124。
[0051](3)显示装置100具备将多个微镜121排列成二维状的微镜阵列120、以及配置成显示面与反射镜124的凹面的背面相对向的液晶显示器110。由于具有上述结构,因此能够将显示装置100薄型化。
[0052](第二实施方式)
[0053]上述的第一实施方式的显示装置存在从观察者侧朝向微镜121入射的外界光会使液晶显示器110所显示的影像的对比度降低的问题。以下,对解决了上述问题的、第二实施方式所涉及的显示装置的结构进行说明。
[0054]图3是示意性地表示第二实施方式所涉及的微镜的结构的剖面图。此外,在以下的说明中,针对与第一实施方式所涉及的显示装置的差异进行说明,对于与第一实施方式相同的部件标注与第一实施方式相同的附图标记并省略说明。
[0055]微镜221具有如下结构,即,对第一实施方式所涉及的微镜121附加了与反射镜124的凸面(形成有圆偏振光分离层的凹面的背面)相对向的四分之一波长板125、以及隔着四分之一波长板125与反射镜124的凸面相对向的吸收型线偏振板126。四分之一波长板125是具有与已说明的四分之一波长板123相同的结构的部件。吸收型线偏振板126具有将入射光中的S偏振分量吸收并且使P偏振分量透过的功能。
[0056]从置于图3的右侧的液晶显示器110的显示面向反射型线偏振板122射出P偏振的光10。上述光10沿着第一实施方式所说明的路径行进,成为左旋圆偏振光13而从反射镜124射出。左旋圆偏振光13通过四分之一波长板125而成为P偏振的光14,透过吸收型线偏振板126而朝向观察者。
[0057]接下来,针对从观察者侧入射至微镜221的外界光进行研究。在不存在吸收型线偏振板126和四分之一波长板125的情况下(即具有与图2所不的第一实施方式相同的结构的情况下),从图2的左侧朝向反射镜124的外界光中的右旋圆偏振光分量在反射镜124的凸面发生反射而朝向观察者侧。也就是说,外界光会被反射镜124反射而返回至观察者侦牝因此观察对象的影像的对比度会降低。
[0058]另一方面,在本实施方式中,外界光中的S偏振分量被吸收型线偏振板126吸收,仅P偏振分量透过吸收型线偏振板126。该P偏振分量的光通过四分之一波长板125而变化为右旋圆偏振光分量的光,在反射镜124的凸面发生反射而再次朝向四分之一波长板125。该右旋圆偏振光分量由于通过四分之一波长板125而变化为S偏振分量的光而被吸收型线偏振板126吸收。如上所述,外界光全部被吸收型线偏振板126吸收。
[0059]根据上述的第二实施方式所涉及的显示装置,能够得到如下的作用效果。
[0060](I)微镜221具备:吸收型线偏振板126,其与反射镜124的凸面相对向地设置,使P偏振分量透过并且吸收S偏振分量;以及设置于反射镜124与吸收型线偏振板126之间的四分之一波长板125。由于具有上述的结构,因此能够防止因外界光造成的观察像的对比度降低。
[0061](第三实施方式)
[0062]以下,对本发明的第三实施方式所涉及的显示装置进行说明。此外,在以下的说明中,针对与第二实施方式所涉及的显示装置的差异进行说明,对于与第二实施方式相同的部件,标注与第二实施方式相同的附图标记并省略说明。
[0063]图4(a)是示意性地表示第三实施方式所涉及的微镜的结构的剖面图。微镜321具有对第二实施方式所涉及的微镜221附加了设置在反射型线偏振板122与四分之一波长板123之间的液晶板127的结构。
[0064]液晶板127在贴附了透明电极的一对透明基材之间形成了由液晶元件构成的液晶层,根据有无向透明电极施加电压(有无向液晶层施加电压)而液晶元件的取向方向发生变化,能够对使入射光保持不变地射出、和使入射光产生180度的相位差而射出进行切换。例如,在施加有电压的情况下,入射光以保持不变的状态通过液晶板127,在未施加电压的情况下,入射光产生180度的相位差而射出。也就是说,液晶板127是根据电压的施加而能够得到与在液晶板127的位置拔出、插入二分之一偏振板相同的效果的部件。这样的部件作为例如TN型、STN型的液晶面板是众所周知的。
[0065]本实施方式的显示装置除了能够进行三维图像的观察外,还能够进行二维图像的观察。在想要进行三维图像的观察的情况下,显示装置向液晶板127施加电压。此时,如图4(a)所示,入射至液晶板127的光保持与入射时相同的偏振方向从液晶板127射出,因此,微镜321发挥与图3所说明的第二实施方式的微镜221同样的作用。
[0066]另一方面,在想要进行二维图像的观察的情况下,显示装置不向液晶板127施加电压。此时,如图4(b)所示,如果从液晶显示器110射出的P偏振的光10入射至液晶板127,则由于液晶板127的液晶层而产生180度的相位差,变化为S偏振的光15。S偏振的光15通过四分之一波长板123,由此变化为左旋圆偏振光16而朝向反射镜124。左旋圆偏振光16透过反射镜124的圆偏振光分离层并通过四分之一波长板125而变化为P偏振的光
17。P偏振的光17透过吸收型线偏振板126而朝向观察者。也就是说,在不向液晶板127施加电压的情况下,来自液晶显示器110的光以似乎状态没有改变的状态(在中途状态发生了改变,但是最终返回到原状态)通过微镜321而朝向观察者。
[0067]根据上述的第三实施方式所涉及的显示装置,能够得到如下的作用效果。
[0068](I)微镜321具备液晶板127,液晶板127配置在四分之一波长板123与反射型线偏振板122之间,能够对具有与二分之一波长板大致相同的光学特性的状态和以不改变入射光的偏振状态的方式使入射光透过的状态以电气方式进行切换。由于具有上述的结构,因此能够对三维图像的观察和二维图像的观察以电气方式进行切换。
[0069](第四实施方式)
[0070]以下,对本发明的第四实施方式所涉及的显示装置进行说明。此外,在以下的说明中,针对与第二实施方式所涉及的显示装置的差异进行说明,对于与第二实施方式相同的部件标注与第二实施方式相同的附图标记并省略说明。
[0071]图5是示意性地表示第四实施方式所涉及的微镜的结构的剖面图。微镜421与第二实施方式所涉及的微镜221同样,具备反射型线偏振板122、四分之一波长板123、反射镜424、四分之一波长板125以及吸收型线偏振板126。反射镜424的圆偏振光分离层与第二实施方式相反,构成为使右旋圆偏振光分量透过并且使左旋圆偏振光分量反射。
[0072]构成微镜421的各部件的配置与第二实施方式不同。具体而言,从液晶显示器110的显示面起依次按四分之一波长板125、反射镜424、四分之一波长板123、反射型线偏振板122、吸收型线偏振板126的顺序配置各部件。另外,反射镜424配置成凹面向液晶显示器110凸出。也就是说,反射镜424朝向观察者的方向来配置。此外,反射镜424被配置成使液晶显示器110的显示面位于与反射镜424的焦点位置在光学上等价的位置。
[0073]以下,参照图5,对本实施方式中的微镜421的工作进行说明。从置于图5的右侧的液晶显不器110的显不面向四分之一波长板125射出P偏振的光10。P偏振的
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