专利名称：反射元件及包括该反射元件的投影系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种投影系统，其中，将投影仪发出的成像光投射在投影屏上从而在该投影屏上显示图像。更特别的是，本发明涉及一种反射元件，其充当用于改变从投影仪发出的成像光的偏振态的偏振器，本发明还涉及包括该反射元件的投影系统。
背景技术：
常规的投影系统通常如下将投影仪发出的成像光投射在投影屏上，观众观察从投影屏反射的光所形成的图像。
供这种常规投影系统中使用的反射投影屏的典型实例包括白色的纸张或织物材料，以及涂敷使白光散射的墨水的塑料膜。此外，现在商业上可用的用以控制成像光散射的较高质量投影屏包括包含小珠或珠光颜料等的散射层。所有这些投影屏不具有偏振选择性，因此，在包括这些投影屏的投影系统中，不需要控制成像光的偏振态。
另一方面，已知利用偏振光分离元件的偏振屏是与上述投影屏不同类型的投影屏(参见日本公开专利No.107660/1993)。这种偏振屏具有偏振选择性，利用该偏振选择性，该偏振屏选择性地仅仅反射特定偏振态的光。因此，如果控制成像光的偏振态从而能够通过光的偏振态来区别开成像光和诸如内部照明光的外部光，那么甚至在明亮环境光的条件下也可以获得极好的图像质量(特别是对比度)。
顺便说一下，在将CRT(阴极射线管)或DMD(数字微反射镜器件)的投影仪用于包括上述类型的偏振屏的投影系统中的情况下，由于从CRT或DMD发出的成像光是非偏振的，因此需要在投影仪的孔径附近或该投影仪和偏振屏之间的光路上放置偏振控制元件(如用于控制成像光的偏振态的偏振器)，从而将非偏振成像光变为特定偏振态的偏振成像光。但是，如果这样放置诸如偏振器的偏振控制元件，那么该偏振控制元件会吸收不需要的偏振光，并且这些不需要的偏振光不用作成像光。因此，使用偏振控制元件的不利之处在于投影仪不能显示出其真实的性能，并且成像光的亮度减为一半。
另一方面，当将液晶投影仪用作投影仪时，由于其在正常状态下发出线偏振光，因此如果投影屏是反射线偏振光的这种类型，那么可以使用这种偏振屏。此外，即使当使用反射圆偏振光等的类型的偏振屏时，如果使用四分之一波片，那么也可以在不降低成像光的亮度的情况下将所需偏振态的成像光投射在偏振屏上。
但是，当将液晶投影仪用作投影仪时，即使不会引起成像光亮度的上述降低，也存在下面的问题。即，在大多数商业上可用的液晶投影仪中，在构成成像光的三原色(红(R)、绿(G)和蓝(B))的各自的波长范围中的光束(线偏振光)的偏振轴不相同(参见日本公开专利No.221449/2000)，因此，当这些投影仪处于包括常规偏振屏的投影系统中时，不能使用它们，所述常规偏振屏反射在所有波长范围中偏振轴相同的线偏振光束。在包括反射圆偏振光的偏振屏的投影系统中，在将线偏振光转变为圆偏振光之后使用该线偏振光。即使在这些投影系统中，由于线偏振光的偏振态在转变之前不一致，因此很难使转变之后的圆偏振光的旋光方向(右旋圆偏振光和左旋圆偏振光)一致。
发明内容
本发明考虑到现有技术中的上述问题来实现本发明。因此，本发明的一个目的是提供一种在包括偏振屏的投影系统中使用的反射元件，其能够将投影仪发出的成像光的偏振态转变为所需的偏振态而不降低该成像光的亮度，并且即使在明亮环境光的条件下也能够使图像对比度很高；本发明的目的也在于提供一种包括该反射元件的投影系统。
本发明提供一种作为实现上述目的的第一解决手段的反射元件，其包括第一反射层和第二反射层，该第一反射层仅仅选择性地反射指定波长范围内的光并透射其它波长范围内的光，该第二反射层反射另一个波长范围内的光，该另一个波长范围覆盖了与该第一反射层所反射的光的指定波长范围不同的至少一个波长范围，该第一或第二反射层是在保持圆偏振光的偏振态的同时反射该圆偏振光的偏振保持反射层，而另一个反射层是在使圆偏振光的偏振态反转的同时反射该圆偏振光的偏振反转反射层。
在实现本发明目的的上述第一解决手段中，该第一和第二反射层优选地是镜面地反射圆偏振光的镜面反射层。
此外，在实现本发明目的的上述第一解决手段中，该第一反射层优选地是用作偏振保持反射层的胆甾型反射层，而第二反射层优选地是用作偏振反转反射层的金属或布拉格反射层。可替换的是，第一反射层可以是用作偏振反转反射层的金属或布拉格反射层，而第二反射层可以是用作偏振保持反射层的胆甾型反射层。
而且，在实现本发明目的的上述第一解决手段中，该胆甾型反射层优选地是由胆甾型液晶聚合物制成的层。
而且，在实现本发明目的的上述第一解决手段中，优选的是，将所述金属反射层或者布拉格反射层形成为一个从其表面反射光的正面反射镜。
而且，在实现本发明目的的上述第一解决手段中，优选的是，该第一反射层仅仅选择性地反射绿色的波长范围内的光，而该第二反射层反射另一个波长范围内的光，该另一个波长范围覆盖了与该绿色的波长范围不同的至少一个波长范围。或者，该第一反射层可以仅仅选择性地反射在排除了绿色的波长范围的波长范围内的光，而该第二反射层可以反射覆盖了至少该绿色的波长范围的波长范围内的光。
而且，在实现本发明目的的上述第一解决手段中，优选的是该第二反射层反射在整个可见光波长范围内的光。
而且，在实现本发明目的的上述第一解决手段中，该第一和第二反射层可通过一个中间层而彼此叠置。在这种情况下，该中间层优选地是使胆甾型液晶聚合物取向的取向膜(alignment film)。
而且，在实现本发明目的的上述第一解决手段中，优选的是，该反射元件进一步包括一个四分之一波长延迟层，其导致入射在第一反射层上的光发生等于该光波长的四分之一的相移。
本发明提供一种作为实现本发明上述目的的第二解决手段的投影系统，其包括发出成像光的投影仪、选择性地仅反射从该投影仪发出的成像光中的特定偏振态的光以便显示图像的偏振屏以及根据上述第一解决手段的反射元件(该反射元件不具有四分之一波长延迟层)，该反射元件放置在该投影仪和该偏振屏之间的光路上以反射从该投影仪发出的成像光并将该成像光投射到该偏振屏上，其中该投影仪发出包含圆偏振光的成像光，其偏振态根据光的波长范围而改变，该反射元件中的第一和第二反射层具有与从该投影仪发出的成像光中所包含的圆偏振光的偏振态和波长范围相对应的偏振特性和反射波长范围，从而不管光的波长范围如何，该圆偏振光的偏振态在从该第一和第二反射层反射之后都是一致的。
而且，在实现本发明目的的上述第二解决手段中，优选的是，该投影仪包括一个发出包含线偏振光的成像光的投影仪主体，该线偏振光的偏振态根据光的波长范围而改变，该投影仪还包括一个放置在该投影仪主体和该反射元件之间的光路上的四分之一波片，用以将从该投影仪主体发出的成像光中所包含的线偏振光转变为圆偏振光。在这种情况下，该投影仪主体优选地是液晶投影仪。
而且，在实现本发明目的的上述第二解决手段中，优选的是，该反射元件被整体合并在投影仪中。
而且，在实现本发明目的的上述第二解决手段中，优选的是，该投影仪系统进一步包括一个反射器，该反射器被放置在该反射元件和该偏振屏之间的光路上，用以反射从该反射元件反射的成像光并将该成像光投射到该偏振屏上。
本发明提供一种作为实现本发明上述目的的第三解决手段的投影系统，其包括一个发出成像光的投影仪、选择性地仅反射从该投影仪发出的成像光中的特定偏振态的光以便显示图像的偏振屏以及根据上述第一解决手段的反射元件(该反射元件具有一个四分之一波长延迟层)，该反射元件被放置在该投影仪和该偏振屏之间的光路上以反射从该投影仪发出的成像光并将该成像光投射到该偏振屏上，其中该投影仪发出包含线偏振光的成像光，其偏振态根据光的波长范围而改变，该反射元件中的四分之一波长延迟层将该成像光中所包含的线偏振光转变为圆偏振光，该反射元件中的第一和第二反射层具有与该反射元件所反射的成像光中所包含的圆偏振光的偏振态和波长范围相对应的偏振特性和反射波长范围，从而不管光的波长范围如何，该圆偏振光的偏振态在从该第一和第二反射层反射之后都是一致的。在这种情况下，该投影仪优选地包括液晶投影仪。
而且，在实现本发明目的的上述第三解决手段中，优选的是，该反射元件被整体合并在投影仪中。
而且，在实现本发明目的的上述第三解决手段中，优选的是，该投影仪系统进一步包括一个反射器，该反射器被放置在该反射元件和该偏振屏之间的光路上，用以反射从该反射元件反射的成像光并将该成像光投射到该偏振屏上。
根据本发明，提供包括第一反射层和第二反射层的反射元件以作为用于反射从投影仪发出的成像光从而将其投射到偏振屏上的反射元件，所述第一反射层仅选择性地反射在指定波长范围内的圆偏振光并且透射不在该指定波长范围内的圆偏振光，该第二反射层反射另一个波长范围内的光，该另一个波长范围覆盖了与该第一反射层所反射的圆偏振光的指定波长范围不同的至少一个波长范围。由此，从该第一和第二反射层反射所述指定波长范围内以及不同于该指定波长范围内的所述另一波长范围内的圆偏振光束。为此，可以将从投影仪发出的成像光的偏振态转变为该偏振屏选择性地反射的光的那种偏振态，而几乎不降低该成像光的亮度(光量)。因此，即使在明亮环境光的条件下，该偏振屏也可以比反射诸如内部照明光效率更高地反射成像光，从而以高对比度来显示图像。
此外，根据本发明，所述第一或第二反射层在保持该圆偏振光的偏振态的同时反射圆偏振光，另一个反射层在使该圆偏振光的偏振态反转的同时反射圆偏振光，因此在从反射元件内的第一和第二反射层反射之后，成像光的偏振态在所有波长范围内都是一致的。为此，即使当使用商业上可用的液晶投影仪(三板型液晶投影仪，其发出具有指定偏振轴的绿色(G)波长范围内的线偏振光束以及红色(R)和蓝色(B)波长范围内的线偏振光束，所述红色(R)和蓝色(B)波长范围内的线偏振光束的偏振轴与绿色(G)波长范围内的线偏振光束的偏振轴垂直)和反射一种偏振态下的成像光而不管该光的波长范围的常规偏振屏时，仍然可以将图像正确地投影在屏上。
在附图中，图1示出根据本发明第一实施例的包括反射元件的投影系统的实例的视图，图2是示出用在图1中所示的投影系统中的反射元件的反射特性的实例的曲线图，图3示出用在图1中所示的投影系统中的反射元件的反射特性的另一个实例的曲线图，图4是示出图1中所示的投影系统的另一个实例的视图，图5是示出图1中所示的投影系统中所用的反射元件的另一个实例的横截面图，图6是示出图1中所示的投影系统中所用的反射元件的再一个实例的横截面图，图7A和7B是说明图6中所示的反射元件中包含的中间层的厚度与反射光所产生的光程差之间的关系的视图，图8是示出在图1中所示的投影系统中使用的反射元件的又一个实施例的横截面图，图9是示出图1中所示的投影系统的一个修改的视图，其中按照修改的方式固定该投影仪，图10是显示出根据本发明第二实施例的包括反射元件的投影系统的实例的视图，图11是显示出根据本发明第二实施例的包括反射元件的投影系统的另一个实例的视图，图12是显示出根据本发明第三实施例的包括反射元件的投影系统的实例的视图，图13是显示出根据本发明第三实施例的包括反射元件的投影系统的另一个实例的视图，图14是示出图12和13中所示的投影系统中使用的反射元件的另一个实例的横截面图，以及图15A和15B是说明根据本发明实例的投影系统的各组成部分的布置的视图。
具体实施例方式
在下文中将参考附图描述本发明的各个实施例。
(第一实施例)首先，参考图1描述根据本发明第一实施例的包括反射元件的投影系统的整体结构。
如图1中所示，根据本发明第一实施例的投影系统20是正面投影系统，在该投影系统中从正面投射成像光，该投影系统包括发出成像光的投影仪21、仅仅选择性地反射从投影仪21发出的成像光中的特定偏振态的光的反射偏振屏23以及放置在投影仪21和反射偏振屏23之间的光路上的反射元件10，该反射元件10用以反射从投影仪21发出的成像光并将其投射到反射偏振屏23上。
投影仪21发出包含圆偏振光的成像光，该圆偏振光的偏振态根据光的波长范围而改变，投影仪21包括液晶投影仪(投影仪主体)21a和四分之一波片22，该四分之一波片放置在液晶投影仪21a和反射元件10之间的光路上。如图1中所示，四分之一波片22所放置的位置使得只有从投影仪21中的液晶投影仪21a发出的成像光透过该四分之一波片22，从反射元件10反射的成像光不会再次透过该四分之一波片22。
液晶投影仪21a发出包含线偏振光的成像光，该线偏振光的偏振态根据光的波长范围而改变。也就是说，在一般的液晶投影仪中，通过与构成成像光的三原色(红(R)、绿(G)和蓝(B))的各自的波长范围相对应的液晶单元来切换开(ON)和关(OFF)，因此，红(R)、绿(G)和蓝(B)的各自的波长范围内的线偏振光束的偏振轴不必相同。有鉴于此，在本实施例中，像从商业上可获得的一般液晶投影仪(三板型液晶投影仪)发出的成像光一样，从液晶投影仪21a发出的成像光包含绿色(G)波长范围内的具有指定偏振轴的线偏振光束以及红色(R)和蓝色(B)波长范围内的线偏振光束，所述红色(R)和蓝色(B)波长范围内的线偏振光束的偏振轴与绿色(G)波长范围内的线偏振光束的指定偏振轴垂直。
四分之一波片22将从液晶投影仪21a发出的成像光中包含的线偏振光转变为圆偏振光。当偏振轴彼此成直角的两个线偏振光束透过四分之一波片22时，其中一个线偏振光束变为右旋圆偏振光，另一个线偏振光束变为左旋圆偏振光。原理上，当四分之一波片22的慢轴与线偏振光束的偏振轴之间的角是45°时，该线偏振光束被转变为圆偏振光。因此，最后从投影仪21朝向反射元件10发出的成像光包含圆偏振光，该圆偏振光的偏振态根据光的波长范围而改变(例如，绿色(G)波长范围内的左旋圆偏振光，以及红色(R)和蓝色(B)波长范围内的右旋圆偏振光)。由于需要四分之一波片22的每次相移都与构成成像光的三原色(红(R)、绿(G)和蓝(B))的各自的波长范围内的光束的波长相匹配，因此优选的是，四分之一波片22包括一个宽波长范围的四分之一波长延迟层。对于这种宽波长范围的四分之一波长延迟层，可以使用半波长延迟层和四分之一波长延迟层的组合、具有不同折射率的材料的组合、具有适合于宽波长范围的延迟层的特性的材料等等。该宽波长范围的四分之一波长延迟层可以具有板、膜等形状。具体而言，例如可以在这里照原样使用供圆偏振器中所用的延迟层。在将宽波长范围的四分之一波长延迟层用于四分之一波片22的情况下，由于从线偏振光转变而成的圆偏振光的椭圆电矢量变为几乎理想的圆形，因此可通过反射元件10来以更高的确定性控制偏振光的转变。
接着，下面将描述反射偏振屏23。
反射偏振屏23仅仅选择性地反射从投影仪21发出的成像光中的特定偏振态的光。可以用于反射偏振屏23的有吸收偏振层、利用由诸如DBEF的多层膜组成的线偏振光分离层的偏振屏、利用由胆甾型液晶组成的圆偏振光分离层的偏振屏等等。在该实施例中，由于从反射元件10反射并投射在反射偏振屏23上的成像光包含圆偏振光，因此优选地将利用由胆甾型液晶组成的圆偏振光分离层的偏振屏等等用作反射偏振屏23。反射偏振屏23在这里选择性地反射构成成像光的三原色(红(R)、绿(G)和蓝(B))的所有波长范围内的一种偏振态的圆偏振光(例如左旋圆偏振光)。
接着，将描述反射元件10。
反射元件10包括位于成像光入射一侧且作为第一反射层的胆甾型反射层11，和位于成像光入射一侧的相反侧(后侧)且作为第二反射层的金属反射层12。胆甾型反射层11和金属反射层12都叠置到衬底13上。
在这两个反射层当中，胆甾型反射层11是由通过使胆甾型液晶聚合获得的胆甾型液晶聚合物制成的薄层，并且被设计成选择性地仅仅反射指定波长范围内的圆偏振光并透射不在该指定波长范围内的圆偏振光。特别是，例如将胆甾型反射层11设计成仅仅选择性地反射绿色(G)波长范围内的光，如图2中所示(参见附图标记A)。胆甾型反射层11起到反射圆偏振光同时保持该圆偏振光的偏振态的层(称作偏振保持反射层)的作用。具体来说，例如假定圆偏振光(例如左旋圆偏振光)入射在胆甾型反射层11上，层11照原样反射该左旋圆偏振光。由于胆甾型反射层11反射仅仅沿一个方向旋光的圆偏振光(例如左旋圆偏振光)，因此需要预先确定入射在反射元件10上的成像光中包含的圆偏振光的旋光方向，以使得将从胆甾型反射层11反射的圆偏振光的旋光方向与胆甾型反射层11的偏振特性相匹配。
金属反射层12是从多种金属中选择出的一个金属层，并被设计成反射这样一个波长范围内的光，该波长范围覆盖与胆甾型反射层11所反射的光的指定波长范围不同的至少一个波长范围。特别是，例如将金属反射层12设计成反射整个可见光波长范围内的光，如图2中所示(参见附图标记B)。金属反射层12起到反射圆偏振光同时使该圆偏振光的偏振态反转的层的作用(称作偏振反转反射层)。特别是，例如假定圆偏振光(例如右旋圆偏振光)入射在金属反射层12上，层12反射右旋圆偏振光，同时将其转变为左旋圆偏振光。当线偏振光入射在金属反射层12上时，不会发生上述偏振态反转的现象。每当金属表面反射圆偏振光时，就使该圆偏振光的偏振态反转。这样，金属反射层12可以由任何金属制成。但是，由于将金属反射层12用于投影系统，因此其优选地是白色的(即，几乎不引起依赖于波长的色散的层)。具体来说，例如在这里优选地使用如银、铝或铬的金属。
尽管反射元件10中的胆甾型反射层11和金属反射层12反射不同颜色的波长范围内的光束，但是最重要的是，通过将最终从反射元件10反射的光束进行合成而得到的光的依赖于波长的色散与光在入射到反射元件10之前的依赖于波长的色散几乎相同。也就是说，当投影仪21中的液晶投影仪21a通常是白色时，从反射元件10反射的光必须也是白色的。颜色平衡受到由反射元件10反射的各种颜色的波长范围、各种颜色的反射率、液晶投影仪21a的波长色散等等的影响。因此，根据对这些因素的考虑可以适当地调节这种平衡。典型的是，蓝色(B)、绿色(G)和红色(R)的波长范围优选地分别是从400到500nm、从500到570nm以及从570到800nm。此外，优选的是，不管光的颜色如何，都以相同的反射率反射这些光。在这种情况下，根据光的入射角将胆甾型反射层11的反射波长范围移动到较短的波长一侧(称作“蓝移”)。因此，当按照使光斜入射到反射元件10上的方式来放置该反射元件时，需要考虑上述蓝移来对胆甾型反射层11进行设计。
另外，为了保持投射在反射偏振屏23上的成像光的清晰度，优选地将反射元件10中的胆甾型反射层11和金属反射层12形成为镜面地反射圆偏振光的镜面反射层。此外，优选的是，胆甾型反射层11和金属反射层12被形成为具有平面的反射镜面的平面镜面反射层，从而使其沿同一方向反射成像光。而且，优选的是，将金属反射层12形成为正面反射镜，其将光从其表面反射(表面部分的厚度是几微米)。通过如上所述形成这两个反射层，可以使得作为第二反射层的金属反射层12反射的成像光的光程与作为第一反射层的胆甾型反射层11反射的成像光的光程之差最小。
在如图1中所示的投影系统20中，可以自由选择从投影仪21发出的成像光入射在反射元件10上的角，并且可以按照任何位置关系来设置投影仪21和反射元件10。具体来说，例如如果使成像光入射在反射元件10上的角很大(例如，90°)，那么可以按照如图9中所示的方式将投影仪21(液晶投影仪21a和四分之一波片22)附着到墙壁25上，来代替将其放置在地板上或者从天花板悬吊下来。
在如图1中所示的投影系统20中，优选的是，从光源(图中未示出)发出的用于照射反射偏振屏23的照明光主要包含不由反射偏振屏23反射的偏振光分量。但是，所述光源不限于这种类型，当然也可以使用发出非偏振照明光的普通光源。
接着，将要描述具有上述构造的根据本发明第一实施例的投影系统20的操作。通过参考下面的情况进行解释，其中在投影系统20中，从投影仪21中的液晶投影仪21a发出的成像光包含具有指定偏振轴的绿色(G)波长范围内的线偏振光束以及红色(R)和蓝色(B)波长范围内的线偏振光束，所述红色(R)和蓝色(B)波长范围内的线偏振光束的偏振轴分别垂直于绿色(G)波长范围内的线偏振光束的偏振轴，并且，其中由反射偏振屏23选择性地反射的成像光是红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)波长范围内的左旋圆偏振光束。
在如图1中所示的投影系统20中，从投影仪21中的液晶投影仪21a发出的成像光首先透过四分之一波片22，该成像光中的红(R)、绿(G)和蓝(B)波长范围中的对应的线偏振光束变为圆偏振光束。此时，四分之一波片22的慢轴与液晶投影仪21a发出的线偏振光的偏振轴形成45°角。因此，绿(G)波长范围内的线偏振光变为左旋圆偏振光，而红(R)和蓝(B)波长范围内的线偏振光变为右旋圆偏振光。
此后，透过四分之一波片22的成像光(绿(G)波长范围内的左旋圆偏振光，以及红(R)和蓝(B)波长范围内的右旋圆偏振光)进入反射元件10，并从该元件反射。这里假定反射元件10中的胆甾型反射层11反射绿(G)波长范围内的光，反射元件10中的金属反射层12反射覆盖红(R)和蓝(B)波长范围的整个可见光范围。
在这种情况下，入射在反射元件10上的成像光中的绿(G)波长范围内的左旋圆偏振光照原样从胆甾型反射层11反射。另一方面，红(R)和蓝(B)波长范围内的右旋圆偏振光束透过胆甾型反射层11，而不会从该层反射；这些光束在从该层反射的同时由金属反射层12转变为左旋圆偏振光。因此，在从反射元件10反射之后，红(R)、绿(G)和蓝(B)波长范围内的所有光束都是左旋圆偏振光束，这样，圆偏振光的偏振态在所有波长范围内都一致。
在红(R)、绿(G)和蓝(B)所有波长范围内都一致的成像光的偏振态(左旋圆偏振光)与反射偏振屏23选择性地反射的成像光的偏振态相同。因此，反射偏振屏23可以比诸如内部照明光的外部光更有效率地反射该成像光，从而显示出明亮和清晰的图像。
因此，根据本发明的第一实施例，提供包括胆甾型反射层11和金属反射层12的反射元件10作为用于反射从投影仪21中的液晶投影仪21a发出的成像光以便将其投射到反射偏振屏23上的反射元件，该胆甾型反射层11选择性地仅仅反射指定波长范围内的圆偏振光并透射不在该指定波长范围内的圆偏振光，该金属反射层12反射这样一个波长范围内的光，该波长范围覆盖了与胆甾型反射层11所反射的圆偏振光的指定波长范围不同的至少一个波长范围，由此从胆甾型反射层11和金属反射层12反射在所述指定波长范围内以及不同于该指定波长范围的波长范围内的圆偏振光。为此，可以将从投影仪21中的液晶投影仪21a发出的成像光的偏振态转变为这样一种偏振态，这种偏振态下的光能够被反射偏振屏23选择性地反射，而几乎不会降低该成像光的亮度(光量)。因此，即使在明亮环境光的条件下，反射偏振屏23也能够比诸如内部照明光的外部光更有效率地反射该成像光，从而以高对比度显示图像。
而且，根据本发明的第一实施例，胆甾型反射层11反射圆偏振光，同时保持该圆偏振光的偏振态，金属反射层12反射圆偏振光，同时将该圆偏振光的偏振态反转，因此，该成像光的偏振态在从反射元件10中的胆甾型反射层11和金属反射层12反射之后在所有波长范围内都是一致的。为此，即使在将商业上可用的液晶投影仪(三板型液晶投影仪，其发出具有指定偏振轴的绿(G)波长范围内的线偏振光束以及红(R)和蓝(B)波长范围内的线偏振光束，所述红(R)和蓝(B)波长范围内的线偏振光束的偏振轴分别垂直于绿(G)波长范围内的线偏振光束的偏振轴)用作投影仪21中的液晶投影仪21a时，并且将不管光的波长范围如何都反射一种偏振态下的成像光的常规反射偏振屏用作反射偏振屏23时，也可以将图像正确地投射在反射偏振屏23上。
尽管在上述第一实施例中将金属反射层12用作后侧的第二反射层，但是也可以使用任何其它层，只要其是上述偏振反转型的层，并且能够反射这样一个波长范围内的光，该波长范围覆盖了与作为第一反射层的胆甾型反射层11所反射的光的指定波长范围不同的至少一个波长范围。特别是，可以使用由多层电介质膜制成的布拉格反射层，其能够通过例如用不同折射率的薄膜叠置而获得。在这里可以使用任何布拉格反射层，比如商业上可用的干涉滤光片、带通滤光片或分色镜，只要其基于布拉格反射原理。在这种情况下，尽管可以将布拉格反射层设计成反射整个可见光范围内的光，如图2中所示(参见附图标记B)，但是如果将胆甾型反射层11设计成仅仅选择性地反射绿(G)波长范围内的光(参见附图标记A)，那么也可以将该布拉格反射层设计成仅仅选择性地反射不同于绿(G)波长范围的波长范围内的光(红(R)和蓝(B)的波长范围内的光)，如图3中所示。
此外，尽管参考胆甾型反射层11仅仅选择性地反射绿(G)波长范围内的光的这种情况描述了第一实施例，但是本发明还可以应用于胆甾型反射层11选择性地反射在不同于绿(G)波长范围的波长范围内的光(例如，红(R)和蓝(B)波长范围内的光)的情况。
而且，在上述第一实施例中，从反射元件10反射的成像光直接被投射到反射偏振屏23上。但是，如图4中所示，可以在反射元件10和反射偏振屏23之间的光路上放置一个用于反射红(R)、绿(G)和蓝(B)波长范围内的成像光束的反射器24，从而反射从反射元件10反射的成像光，并将其投射到反射偏振屏23上。在这种情况下，必须使从反射器24反射并投射到反射偏振屏23上的成像光的偏振态与反射偏振屏23选择性地反射的成像光的偏振态相同。为此，当把在反射从反射元件10所反射的圆偏振光的同时使该圆偏振光的偏振态反转的金属或布拉格反射层用作反射器24时，必须将选择性地反射红(R)、绿(G)和蓝(B)波长范围内的右旋圆偏振光的这种类型的屏用作反射偏振屏23。另一方面，当把在反射从反射元件10反射的圆偏振光的同时保持该圆偏振光的偏振态的胆甾型反射层用作反射器24时，可以使用像上述反射偏振屏23一样选择性地反射红(R)、绿(G)和蓝(B)波长范围内的左旋圆偏振光的这种类型的屏。在具有如图1中所示的构造的投影系统20中，由于成像光仅仅从反射元件10反射一次，因此该成像光沿着与投影仪21发出该成像光的方向相反的方向行进。因此，按照不同于常规正面投影系统的位置关系来设置投影仪21和反射偏振屏23。另一方面，在具有如图4中所示的构造的投影系统20中，由于两次反射成像光(即从反射元件10反射和从反射器24反射)，因此按照与常规正面投影系统相同的位置关系来设置投影仪21和反射偏振屏23。
而且，尽管在上述第一实施例中将胆甾型反射层11和金属反射层12叠置到衬底13上，但是如图5中所示，反射元件10也可以只由胆甾型反射层11和金属反射层12组成，而没有衬底13。
而且，尽管在上述第一实施例中胆甾型反射层11和金属反射层12彼此直接叠置，但是如图6中所示，可以通过如基底材料或压敏胶粘剂层的中间层14来叠置这两层。
这里优选的是，胆甾型反射层11和金属反射层12被定位成基本上彼此接近。这是因为如果将相对较厚的中间层放置在这两层(胆甾型反射层11和金属反射层12)之间，那么存在这样一种可能性，即在从胆甾型反射层11反射的光的光程和从金属反射层12反射的光的光程之间产生很大的光程差，如图7B中所示，从而导致这样一种现象，即投射到反射偏振屏23上的三原色的图像不完全叠加。因此，优选地将一个最外表面是反射面的正面反射镜用作反射元件10中的金属反射层12，并且优选的是将胆甾型反射层11直接叠置到该反射表面上。优选地进行真空淀积、直接涂覆、不使用压敏胶粘剂层的转印涂覆等工艺来将胆甾型反射层11直接叠置到金属反射层12上。
另一方面，当将被放置在胆甾型反射层11和金属反射层12之间的中间层14非常薄时，其几乎不影响光程差，如图7A中所示。因此，可以放置所需的中间层14，只要其厚度是100微米或更小，优选地50微米或更小，更优选地5微米或更小。特别是，例如可以使用具有增强胶粘性质的功能的层、能够提供在施加材料时所需的可湿性的层或者用作保护层的层来作为中间层14。在通过将胆甾型液晶直接施加到金属反射层12上而形成胆甾型反射层11的情况下，优选地利用使胆甾型液晶聚合物取向的取向膜作为中间层14。可以将通常用在液晶显示器中的任一种常规取向膜(比如经历摩擦处理的聚酰亚胺或PVA(聚乙烯醇)膜)或者经历光学取向处理的光学取向膜用作该取向膜。
而且，尽管在上述第一实施例中与投影仪21分开地提供反射元件10，但是反射元件10也可以整体合并在投影仪21中。
而且，尽管在上述第一实施例中胆甾型反射层11由一个反射所需波长范围内的光的胆甾层组成，但是，该层也可以由例如反射不同波长范围内的光的许多胆甾型液晶层(第一胆甾层11a和第二胆甾层11b)组成，如图8所示。
(第二实施例)在下文中将参考图10和11描述本发明的第二实施例。本发明的第二实施例基本上与图1至9中所示的第一实施例相同，除了在第二实施例中的反射元件在叠置方面与第一实施例有所不同之外。在图1至9和图10-11中，相同的附图标记表示相同部件，对第二实施例的下列描述不再重复已经详细描述过的这些部件。
在图1至9所示的第一实施例的投影系统20的反射元件10中，提供用作偏振保持反射层的胆甾型反射层11作为入射侧的第一反射层，并提供用作偏振反转反射层的金属反射层12作为背面一侧的第二反射层。但是，对于反射元件10的要求仅仅是第一或第二反射层中之一是偏振保持反射层，而另一个反射层是偏振反转反射层。因此，反射元件10可以由作为入射侧的第一反射层而提供的偏振反转反射层和作为背面一侧的第二反射层而提供的偏振保持反射层组成。
特别是，例如可以提供布拉格反射层12′(即偏振反转反射层)作为入射侧的第一反射层，并提供胆甾型反射层11(即偏振保持反射层)作为背面一侧的第二反射层，该布拉格反射层12′仅仅选择性地反射指定波长范围内(例如红(R)和蓝(B)波长范围内的光)并透射其它波长范围内的光，该胆甾型反射层11反射与布拉格反射层12′所反射的光的指定波长范围不同的波长范围内的光(例如绿(G)波长范围内的光)。
现在，在下面将要描述具有上述构造的根据本发明第二实施例的投影系统20的操作。通过参考下面的情况进行解释，其中在投影系统20中，从投影仪21中的液晶投影仪21a发出的成像光包含各自具有指定偏振轴的红色(R)和蓝色(B)波长范围内的线偏振光束以及绿色(G)波长范围内的线偏振光束，所述绿色(G)波长范围内的线偏振光束的偏振轴垂直于红色(R)和蓝色(B)波长范围内的光束的各自的偏振轴，并且其中由反射偏振屏23选择性地反射的成像光是红(R)、绿(G)和蓝(B)波长范围内的左旋圆偏振光束。
在如图10中所示的投影系统20中，从投影仪21中的液晶投影仪21a发出的成像光首先透过四分之一波片22，从而成像光中的红(R)、绿(G)和蓝(B)波长范围内的对应的线偏振光束变为圆偏振光束。此时，四分之一波片22的慢轴与液晶投影仪21a发出的线偏振光的偏振轴形成45°角。因此，红(R)和蓝(B)波长范围内的线偏振光束变为右旋圆偏振光束，绿(G)波长范围内的线偏振光束变为左旋圆偏振光束。
此后，透过四分之一波片22的成像光(红(R)和蓝(B)波长范围内的右旋圆偏振光，以及绿(G)波长范围内的左旋圆偏振光)进入反射元件10，并从该元件反射。这里假定反射元件10中的布拉格反射层12′反射红(R)和蓝(B)波长范围内的光束，而反射元件10中的胆甾型反射层11反射绿(G)波长范围的内的光。
在这种情况下，入射在反射元件10上的成像光中的红(R)和蓝(B)波长范围内的右旋圆偏振光束由布拉格反射层12′变为左旋圆偏振光束，同时从该层反射。另一方面，绿(G)波长范围内的左旋圆偏振光透过布拉格反射层12′但不从该层反射，然后照原样从胆甾型反射层11反射。因此，在从反射元件10反射之后，红(R)、绿(G)和蓝(B)波长范围内的所有光束都是左旋圆偏振光，这样，圆偏振光的偏振态在所有波长范围内都一致。
在所有红(R)、绿(G)和蓝(B)波长范围内都已变得一致的成像光的偏振态(左旋圆偏振光)与反射偏振屏23选择性地反射的成像光的偏振态相同。因此，反射偏振屏23可以比诸如内部照明光的外部光更有效率地反射该成像光，从而显示明亮和清晰的图像。
因此，根据本发明的第二实施例，提供包括布拉格反射层12′和胆甾型反射层11的反射元件10作为用于反射从投影仪21中的液晶投影仪21a发出的成像光以便将其投射到反射偏振屏23上的反射元件，该布拉格反射层12′仅仅选择性地反射指定波长范围内的圆偏振光并透射不在该指定波长范围内的圆偏振光，该胆甾型反射层11反射这样一个波长范围内的光，该波长范围覆盖了与布拉格反射层12′所反射的圆偏振光束的指定波长范围不同的至少一个波长范围，由此从布拉格反射层12′和胆甾型反射层11反射在所述指定波长范围内以及不同于该指定波长范围的波长范围内的圆偏振光。因此，即使在明亮环境光的条件下，也能够以高对比度显示图像，如上述第一实施例中一样。
此外，根据本发明的第二实施例，布拉格反射层12′反射圆偏振光，同时将该圆偏振光的偏振态反转，胆甾型反射层11反射圆偏振光，同时保持该圆偏振光的偏振态，因此，该成像光的偏振态在从反射元件10中的布拉格反射层12′和胆甾型反射层11反射之后在所有波长范围内都是一致的。因此，如本发明的上述第一实施例一样，可以正确地投射图像。
尽管在上述第二实施例中将反射元件10反射的成像光直接投射到反射偏振屏23上，但是如图11中所示，可以如上述第一实施例一样在反射元件10和反射偏振屏23之间的光路中放置反射红(R)、绿(G)和蓝(B)波长范围内的成像光束的反射器24，由此反射从反射元件10反射的成像光从而将其投射到反射偏振屏23上。
(第三实施例)在下文将参考图12和13描述本发明的第三实施例。本发明的第三实施例基本上与图1至9中所示的第一实施例相同，除了在第三实施例中的反射元件在叠置方面与第一实施例有所不同之外，即第三实施例中的投影仪不包含四分之一波片，并且该第三实施例中的反射偏振屏是反射线偏振光的类型。在图1至9和图12-13中，相同的附图标记表示相同部件，对第三实施例的下面描述不再重复已经详细描述过的这些部件。
如图12中所示，在根据本发明第三实施例的投影系统20中，投影仪21仅仅由液晶投影仪21a组成，而不具有如图1中所示的四分之一波片。反射元件10除了包括叠置到衬底13上的胆甾型反射层11和金属反射层12之外，还包括四分之一波长延迟层15，其导致入射在位于入射侧的胆甾层11上的光发生相移，该相移等于光的四分之一波长。反射偏振屏23是选择性地反射红(R)、绿(G)和蓝(B)波长范围内的线偏振光束的类型。
反射元件10中所包含的四分之一波长延迟层15具有与图1中所示的四分之一波片22相同的功能，其将从液晶投影仪21a(投影仪21)发出的成像光中包含的线偏振光变为圆偏振光。与四分之一波片22一样，需要四分之一波长延迟层15的每次相移都与构成成像光的三原色(红(R)、绿(G)和蓝(B))的各自波长范围内的光束的波长相匹配，因此优选的是将四分之一波长延迟层15形成为宽波长范围的四分之一波长延迟层。可以将半波长延迟层和四分之一波长延迟层的组合、具有不同折射率的材料的组合、具有适合于宽波长范围的延迟层的特性的材料等等用作宽波长范围的四分之一波长延迟层。该宽波长范围的四分之一波长延迟层可以具有板、膜等形式。特别是，例如可以在这里照原样使用供圆偏振器中所用的延迟层。在将宽波长范围的四分之一波长延迟层用作四分之一波长延迟层15的情况下，从线偏振光转变而来的圆偏振光的椭圆电矢量变为几乎理想的圆形，因此可通过反射元件10以更高的确定性控制偏振光的转变。
接着，下面将要描述具有上述构造的根据本发明第三实施例的投影系统20的操作。现在通过参考下面的情况进行解释，其中在投影系统20中，从液晶投影仪21a(投影仪21)发出的成像光包含具有指定偏振轴的绿(G)波长范围内的线偏振光束以及红(R)和蓝(B)波长范围内的线偏振光束，所述红(R)和蓝(B)波长范围内的线偏振光束的偏振轴分别垂直于绿(G)波长范围内的线偏振光束的偏振轴，并且其中反射偏振屏23选择性地反射的成像光是红(R)、绿(G)和蓝(B)波长范围内的线偏振光束。
在如图12中所示的投影系统20中，从液晶投影仪21a(投影仪21)发出的成像光首先透过反射元件10中的四分之一波长延迟层15，由此将该成像光中的红(R)、绿(G)和蓝(B)波长范围中的对应的线偏振光束变为圆偏振光束。此时，反射元件10中的四分之一波长延迟层15的慢轴与液晶投影仪21a(投影仪21)发出的线偏振光的偏振轴形成45°角。因此，绿(G)波长范围内的线偏振光束变为左旋圆偏振光束，而红(R)和蓝(B)波长范围内的线偏振光变为右旋圆偏振光。
此后，透过反射元件10中的四分之一波长延迟层15的成像光(绿(G)波长范围内的左旋圆偏振光，以及红(R)和蓝(B)波长范围内的右旋圆偏振光)进入反射元件10中的胆甾型反射层11，并从该层11和位于胆甾型反射层11后面的金属反射层12反射。这里假定反射元件10中的胆甾型反射层11反射绿(G)波长范围内的光，而反射元件10中的金属反射层12反射红(R)和蓝(B)波长范围内的光束。
在这种情况下，入射在反射元件10中的胆甾型反射层11上的成像光中的绿(G)波长范围内的左旋圆偏振光照原样从胆甾型反射层11反射。另一方面，红(R)和蓝(B)波长范围内的右旋圆偏振光透过胆甾型反射层11，而不会从该层反射；这些光束在从金属反射层12反射时由该层变为左旋圆偏振光束。因此，在从反射元件10中的胆甾型反射层11和金属反射层12反射之后，红(R)、绿(G)和蓝(B)波长范围内的所有光束都是左旋圆偏振光，这样，可以使圆偏振光的偏振态在从反射元件10中的胆甾型反射层11和金属反射层12反射之后在所有波长范围内都一致。
从反射元件10中的胆甾型反射层11和金属反射层12反射的圆偏振光在朝反射偏振屏23行进时按照上述方式再次透过反射元件10中的四分之一波长延迟层15，并变为线偏振光。但是，由于该圆偏振光透过四分之一波长延迟层15之前其偏振态是相同的，因此透过四分之一波长延迟层15的线偏振光的偏振态(偏振轴)也是相同的。
在红(R)、绿(G)和蓝(B)所有波长范围内都一致的成像光的偏振态(线偏振光)与反射偏振屏23选择性地反射的成像光的偏振态(线偏振光)相同。因此，如果使得反射偏振屏23的光轴与投射在反射偏振屏23上的线偏振光的偏振轴相同，那么反射偏振屏23可以比诸如内部照明光的外部光更有效率地反射该成像光，从而显示明亮和清晰的图像。
因此，根据本发明的第三实施例，提供除了包括胆甾型反射层11和金属反射层12之外还包括四分之一波长延迟层15的反射元件10作为用于反射从液晶投影仪21a(投影仪21)发出的成像光以便将其投射到反射偏振屏23上的反射元件，由此从胆甾型反射层11和金属反射层12反射在所述指定波长范围内以及不同于该指定波长范围的波长范围内的圆偏振光，并且该四分之一波长延迟层15将该成像光的偏振态从线偏振光变为圆偏振光并且反之亦然。因此，尽管投影仪21不具有四分之一波片，但是在明亮环境光的条件下仍然能够以高对比度显示图像，如上述第一实施例中所述的那样。
而且，根据本发明的第三实施例，胆甾型反射层11反射圆偏振光，同时保持该圆偏振光的偏振态，金属反射层12反射圆偏振光，同时将该圆偏振光的偏振态反转，因此，该成像光的偏振态在从反射元件10中的胆甾型反射层11和金属反射层12反射之后在所有波长范围内都是一致的。因此，如上述第一实施例那样，可以正确地投射图像。
尽管在上述第三实施例中将从反射元件10反射的成像光直接投射到反射偏振屏23上，但是，也可以在反射元件10和反射偏振屏23之间的光路上放置一个反射红(R)、绿(G)和蓝(B)波长范围内的成像光束的反射器24，从而反射从反射元件10反射的成像光束以便将其投射到反射偏振屏23上。
此外，尽管在上述第三实施例中四分之一波长延迟层15与反射元件10中的胆甾型反射层11分开放置，但是也可以将其靠近反射元件10中的胆甾型反射层11叠置，如图14所示。
实例下面给出本发明的上述第一实施例的特定实例。
(实例)将用于仅仅选择性地反射绿色波长范围内的光的胆甾型反射膜(胆甾型反射层)热转印到一个表面涂铝的反射镜(金属反射层)上以进行叠置，由此获得一个反射元件。该表面涂铝的反射镜和胆甾型反射膜被形成为能够镜面地反射光的镜面反射层。
这里所用的胆甾型反射膜是在PET衬底(由日本Toray Industries有限公司生产的定向PET膜“T60”)上形成的厚度为2.5微米的胆甾型反射膜。使用胆甾型液晶聚合物来形成该胆甾型反射膜。该胆甾型反射膜具有520至560nm的反射波长范围，并且具有90％的反射率。
将在PET衬底上这样形成的胆甾型反射膜叠置到表面涂铝的反射镜上，该胆甾型反射膜与表面涂铝的反射镜的反射表面紧密接触；在150℃下向该叠置结构施加压力；然后剥去该PET衬底，由此将该胆甾型反射膜转印到表面涂铝的反射镜上。
此后，如图15A中所示，将按照上述方式生产的由表面涂铝的反射镜和胆甾型反射膜组成的反射元件与液晶投影仪(由日本SeikoEpson公司制造的ELP-52)、宽波长范围四分之一波长延迟膜(由日本JSR公司制造)以及反射偏振屏相组合，从而组装该实例中的投影系统。将利用胆甾型液晶的圆偏振光分离层用于反射偏振屏。更具体来说，将能够选择性地反射构成成像光的三原色(红(R)波长范围570-800nm，绿(G)波长范围500-570nm，蓝(B)波长范围400至500nm)的所有波长范围内的左旋圆偏振光束的白色屏用作反射偏振屏。将普通的荧光灯用作照明光源。
所述宽波长范围四分之一波长延迟膜以及由表面涂铝的反射镜和胆甾型反射膜组成的反射元件如图15B中所示那样设置，该宽波长范围四分之一波长延迟膜在几乎与从液晶投影仪发出成像光的方向相垂直的方向上固定，该胆甾型反射膜面向该宽波长范围四分之一波长延迟膜。此外，该反射元件相对于该宽波长范围四分之一波长延迟膜倾斜15°角，并且该反射元件和宽波长范围四分之一波长延迟膜彼此分开100mm设置。该反射元件和宽波长范围四分之一波长延迟膜的尺寸(圆形部分的直径)分别是100mm和50mm。
(比较实例)将不具有反射元件的偏振投影系统作为比较实例中的投影系统，其中，将液晶投影仪发出的成像光通过宽波长范围四分之一波长延迟膜直接投射到反射偏振屏上。
(评估结果)在按照上述方式组装的实例的投影系统中，将液晶投影仪发出的成像光通过所述反射元件投射在反射偏振屏上。已经确认，投射到其上的成像光的亮度大约是在不具有反射元件的比较实例的投影系统中投射到反射偏振屏上的成像光亮度的1.7倍。还已经确认，在荧光灯照明的明亮房间中，在所述实例的投影系统中获得的图像对比度是比较实例的投影系统中获得的图像对比度的1.6倍，因此在所述实例的投影系统中，在投影屏上观察到明亮和清晰的图像。
权利要求
1.一种反射元件，包括第一反射层，该第一反射层仅仅选择性地反射指定波长范围内的光并透射其它波长范围内的光；以及第二反射层，该第二反射层反射另一个波长范围内的光，该另一个波长范围覆盖了与该第一反射层所反射的光的指定波长范围不同的至少一个波长范围，其中该第一反射层或者第二反射层是在保持圆偏振光的偏振态的同时反射该圆偏振光的偏振保持反射层，而另一个反射层是在使圆偏振光的偏振态反转的同时反射该圆偏振光的偏振反转反射层。
2.根据权利要求1的反射元件，其中所述第一和第二反射层是镜面地反射圆偏振光的镜面反射层。
3.根据权利要求1的反射元件，其中所述第一反射层是用作偏振保持反射层的胆甾型反射层，而所述第二反射层是用作偏振反转反射层的金属反射层或布拉格反射层。
4.根据权利要求1的反射元件，其中所述第一反射层是用作偏振反转反射层的布拉格反射层，而所述第二反射层是用作偏振保持反射层的胆甾型反射层。
5.根据权利要求3的反射元件，其中所述胆甾型反射层是由胆甾型液晶聚合物制成的层。
6.根据权利要求3的反射元件，其中将所述金属反射层或布拉格反射层形成为正面反射镜，该正面反射镜从其表面反射光。
7.根据权利要求1的反射元件，其中所述第一反射层仅仅选择性地反射绿色波长范围内的光，而所述第二反射层反射另一个波长范围内的光，该另一个波长范围覆盖了与绿色波长范围不同的至少一个波长范围。
8.根据权利要求1的反射元件，其中所述第一反射层仅仅选择性地反射除绿色波长范围之外的波长范围内的光，而所述第二反射层反射覆盖了至少绿色波长范围的一个波长范围内的光。
9.根据权利要求1的反射元件，其中所述第二反射层反射在整个可见光波长范围内的光。
10.根据权利要求1的反射元件，其中所述第一和第二反射层通过一个中间层而彼此叠置。
11.根据权利要求1的反射元件，其中所述中间层是用于使胆甾型液晶聚合物取向的取向膜。
12.根据权利要求1的反射元件，进一步包括一个四分之一波长延迟层，其导致入射在所述第一反射层上的光发生等于该光波长的四分之一的相移。
13.一种投影系统，包括一个投影仪，其发出成像光；一个偏振屏，其仅仅选择性地反射从该投影仪发出的成像光中的特定偏振态下的光以便显示图像；以及根据权利要求1的反射元件，其被放置在该投影仪和该偏振屏之间的光路上，以便反射从该投影仪发出的成像光并将该成像光投射到该偏振屏上，其中该投影仪发出包含圆偏振光的成像光，所述圆偏振光的偏振态根据光的波长范围而改变，并且该反射元件中的第一和第二反射层具有与从该投影仪发出的成像光中所包含的圆偏振光的偏振态和波长范围相对应的偏振特性和反射波长范围，从而不管光的波长范围如何，所述圆偏振光的偏振态在从该第一和第二反射层反射之后都是一致的。
14.根据权利要求13的投影系统，其中所述投影仪包括一个发出包含线偏振光的成像光的投影仪主体，所述线偏振光的偏振态根据光的波长范围而改变，该投影仪还包括一个被放置在该投影仪主体和所述反射元件之间的光路上的四分之一波片，用以将该投影仪主体发出的成像光中所包含的线偏振光转变为圆偏振光。
15.根据权利要求14的投影系统，其中所述投影仪主体是液晶投影仪。
16.根据权利要求13的投影系统，其中所述反射元件被整体合并在所述投影仪中。
17.根据权利要求13的投影系统，进一步包括一个反射器，该反射器被放置在所述反射元件和偏振屏之间的光路上，用以反射从该反射元件反射的成像光并将该成像光投射到该偏振屏上。
18.一种投影系统，包括一个投影仪，其发出成像光；一个偏振屏，其仅仅选择性地反射从该投影仪发出的成像光中的特定偏振态下的光以便显示图像；以及根据权利要求12的反射元件，该反射元件被放置在该投影仪和该偏振屏之间的光路上，用以反射从该投影仪发出的成像光并将该成像光投射到该偏振屏上，其中该投影仪发出包含线偏振光的成像光，所述线偏振光的偏振态根据光的波长范围而改变，该反射元件中的四分之一波长延迟层将该成像光中所包含的线偏振光转变为圆偏振光，并且该反射元件中的第一和第二反射层具有与该反射元件反射的成像光中所包含的圆偏振光的偏振态和波长范围相对应的偏振特性和反射波长范围，从而不管光的波长范围如何，所述圆偏振光的偏振态在从该第一和第二反射层反射之后都是一致的。
19.根据权利要求18的投影系统，其中所述投影仪包括液晶投影仪。
20.根据权利要求18的投影系统，其中所述反射元件被整体合并在所述投影仪中。
21.根据权利要求18的投影系统，进一步包括一个反射器，该反射器被放置在所述反射元件和偏振屏之间的光路上，用以反射从该反射元件反射的成像光并将该成像光投射到该偏振屏上。
全文摘要
本发明的反射元件能够将成像光的偏振态转变为所需偏振态而不降低该成像光的亮度。所述投影系统包括反射偏振屏和反射元件，该反射偏振屏仅仅选择性地反射成像光中的特定偏振态下的光，该反射元件处于投影仪和反射偏振屏之间的光路上。投影仪发出包含圆偏振光的成像光，其偏振态根据光的波长范围而改变。该反射元件中的胆甾型反射层用于仅仅选择性地反射指定波长范围内的圆偏振光并且同时保持其偏振态，以及透射不在该指定波长范围内的圆偏振光。所述金属反射层所反射的波长范围覆盖与上述指定波长范围不同的至少一个波长范围，该金属反射层反射该圆偏振光并且同时反转其偏振态。
文档编号G03B21/00GK1873497SQ20061000920
公开日2006年12月6日 申请日期2006年1月28日 优先权日2005年1月28日
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