投影机的制作方法

文档序号:2690893阅读:136来源:国知局
专利名称:投影机的制作方法
技术领域
本发明涉及投影机。
背景技术
在具备作为电光调制装置的液晶装置的投影机中,在液晶装置的光入射一侧配置有作为起偏器的偏振片(以下,也称作入射一侧偏振片),在液晶装置的光出射一侧配置有作为检偏器的偏振片(以下,也称作出射一侧偏振片)。然而,在该出射一侧偏振片中,由于那些不通过出射一侧偏振片的光在内部被吸收,故结果就成为因产生大量的热而导致出射一侧偏振片的温度上升。为此,就存在着这样的问题出射一侧偏振片的偏振特性就会因出射一侧偏振片劣化而降低,或者是使得投影图像的对比度降低,或者是使得产生对比度不均匀或色相不均匀等,使投影图像的图像品质降低。
于是,作为解决这样的问题的投影机,人们公开了(例如,参看专利文献1和2)将具有热传导性的透明基板粘贴到十字分色棱镜上,然后,再将出射一侧偏振片粘贴到该热传导性的透明基板上的构造的投影机。倘采用该投影机,则在出射一侧偏振片中所产生的热,由于可以通过热传导性的透明基板向热容量大的十字分色棱镜散热,故可以抑制出射一侧偏振片的温度上升。为此,就可以抑制出射一侧偏振片的偏振特性因出射一侧偏振片劣化而降低。其结果是可以抑制或者是使投影图像的对比度降低,或者是使产生对比度不均匀或色相不均匀等投影图像的图像品质的降低。
专利文献1特开2002-90873号公报专利文献2特开2000-352615号公报但是,在近些年来的投影机中,投影机的高辉度化进一步得到发展,变成为在出射一侧偏振片中比以往产生更多的热,比以往更易于产生出射一侧偏振片的温度上升。为此,就成为易于产生起因于出射一侧偏振片的温度上升,出射一侧偏振片劣化而造成出射一侧偏振片的偏振特性降低,使投影图像的对比度降低,或者是产生对比度不均匀或色相不均匀等投影图像的图像品质的降低的问题。
另外,这样的问题,是在作为起偏器的入射一侧偏振片的情况下也同样会出现的问题,而不是仅仅在作为检偏器的出射一侧偏振片中出现的问题。

发明内容
于是,本发明就是为解决这样的问题而完成的,目的在于提供比现有技术更好地抑制了投影图像的图像品质起因于偏振片的温度上升而降低的现象的投影机。
本发明的投影机的特征在于,包括射出照明光束的照明装置;根据图像信息调制来自上述照明装置的上述照明光束的液晶装置;投影被上述液晶装置调制后的光的投影光学系统;配置在上述液晶装置的光入射一侧和光出射一侧之中至少一方,由偏振层构成的偏振片;粘接到上述偏振片的偏振层的上述液晶装置一侧的表面上的液晶装置侧透光性构件;和粘接到上述偏振片的偏振层的与上述液晶装置一侧的表面相反的一侧的表面上的相反侧透光性构件;其中,上述液晶装置侧透光性构件和上述相反侧透光性构件由无机材料构成。
为此,倘采用本发明的投影机,由于偏振片不具有支持层,故就不会存在支持层的分子取向的紊乱的发生。即,由于在偏振层与液晶装置之间不存在因支持层的热应力而产生的双(重)折射,故就成为不会由于偏振片的温度上升使得作为偏振片的偏振特性大大降低而导致投影图像的图像品质大大降低。
此外,倘采用本发明的投影机,由于液晶装置侧透光性构件粘接到偏振层的液晶装置一侧的表面上,相反侧透光性构件粘接到偏振层的与液晶装置一侧的表面相反的一侧的表面上,故可以效率良好地向液晶装置侧透光性构件和相反侧透光性构件传递在偏振层中所产生的热而不通过支持层。为此,就可以抑制偏振层的温度上升。
此外,倘采用本发明的投影机,由于已借助于液晶装置侧透光性构件和相反侧透光性构件从两面将由偏振层构成的偏振片夹在了中间,故可以得到规定的机械强度。
由于通常偏振片所使用的支持层是有机构件,故热传导率低,温度易于上升。此外,由有机构件构成的支持层在高温高湿条件下会劣化或分子取向会紊乱。因此,结果就成为具有由有机构件构成的支持层的偏振片,由于热偏振特性会大大降低而导致投影图像的图像品质大大降低。
但是,倘采用本发明的投影机,由于偏振片不具有支持层,故这样的缺憾也不会产生。就是说,可以抑制投影图像的图像品质的降低。
在本发明的投影机中,理想的是上述液晶装置侧透光性构件和上述偏振片和上述相反侧透光性构件,已分别借助于粘着剂或粘接剂彼此粘贴了起来。
通过像这样地构成,就可以抑制各个构件间的界面上的表面反射,就可以提高光透过率。其结果是可以提高投影图像的亮度。
此外,即便是在液晶装置侧透光性构件、偏振层和相反侧透光性构件的线膨胀系数分别不同的情况下,也难于产生在各个构件间的彼此粘贴面上的剥离,可以抑制长期可靠性的降低。
在本发明的投影机中,理想的是上述液晶装置侧透光性构件和上述相反侧透光性构件,是由蓝宝石或水晶构成的透光性基板。
由于由这些材料构成的透光性基板的热传导性非常优异,故可以效率良好地向系统外部发散在偏振层中所产生的热,可以效果良好地抑制偏振层的温度上升。
在本发明的投影机中,理想的是相对于上述偏振层将上述由蓝宝石或水晶构成的透光性基板配置为使得上述由蓝宝石或水晶构成的透光性基板的光学轴成为与上述偏振层的偏振轴大致平行或大致垂直。
即便是在作为液晶装置侧透光性构件和相反侧透光性构件使用由蓝宝石或水晶构成的透光性基板的情况下,通过像上述那样地构成,要在由蓝宝石或水晶构成的透光性基板中通过的光的偏振状态就不会变化。
此外,通过使由蓝宝石或水晶构成的透光性基板的热膨胀大的轴方向与偏振层的延伸方向一致,可以抑制偏振层的热变形。
另外,在本说明书中所说的“偏振层的偏振轴”,就是通过偏振层的光的偏振轴。
在本发明的投影机中,理想的是上述液晶装置侧透光性构件的光学轴和与上述偏振层的偏振轴平行或垂直的轴之间的偏移量,比上述相反侧透光性构件的光学轴和与上述偏振层的偏振轴平行或垂直的轴之间的偏移量更小。
即便是在作为液晶装置侧透光性构件和相反侧透光性构件使用由蓝宝石或水晶构成的透光性基板的情况下,通过像上述那样地构成,如果是配置在光入射一侧上的偏振层,则可以尽可能地抑制从偏振层射出而向液晶装置入射的光束的偏振状态的变化,如果是配置在光出射一侧上的偏振层,则可以尽可能地抑制向偏振层入射并可被检偏的光束的偏振状态的变化。
在本发明的投影机中,理想的是上述液晶装置侧透光性构件和上述相反侧透光性构件,是由石英玻璃、硬质玻璃、结晶化玻璃或立方晶体的烧结体构成的透光性基板。
由于由这些材料构成的透光性基板的双(重)折射小,故可以抑制通过透光性基板的光束的品质降低,可以抑制要向偏振片入射的光束或要从偏振片出射的光束的品质降低。此外,由于由这些材料构成的透光性基板的热膨胀系数小,故采用将具有由热产生的伸长、变形大的这样的性质的偏振片粘接到由这样的热膨胀系数小的材料构成的透光性基板上的办法,就可以抑制偏振片自身的变形。
在本发明的投影机中,理想的是在上述液晶装置侧透光性构件和上述相反侧透光性构件之中,一方的透光性构件是由石英玻璃、硬质玻璃、结晶化玻璃或立方晶体的烧结体构成的透光性基板,另一方的透光性构件是由蓝宝石或水晶构成的透光性基板。
在偏振层周边部分的温度比规定的温度更高的情况下,从减轻偏振层的热负荷的观点考虑,理想的是液晶装置侧透光性构件是由蓝宝石或水晶构成的透光性基板,从抑制要向偏振层入射的光束或要从偏振层射出的光束的偏振状态的变化的观点考虑,理想的是相反侧透光性构件是由石英玻璃、硬质玻璃、结晶化玻璃或立方晶体的烧结体构成的透光性基板。
在偏振层周边部分的温度比规定的温度更低的情况下,从抑制要向偏振层入射的光束或要从偏振层射出的光束的偏振状态的变化的观点考虑,理想的是液晶装置侧透光性构件是由石英玻璃、硬质玻璃、结晶化玻璃或立方晶体的烧结体构成的透光性基板,从减轻偏振层的热负荷的观点考虑,理想的是相反侧透光性构件是由蓝宝石或水晶构成的透光性基板。
另外,作为液晶装置侧透光性构件和相反侧透光性构件,除去上边所说的之外,也可以优选地使用由白板玻璃构成的透光性基板、由パイしツクス(注册商标)构成的透光性基板、由YAG多晶构成的透光性基板和由氧氮化铝构成的透光性基板等。
在本发明的投影机中,理想的是上述液晶装置侧透光性构件和上述相反侧透光性构件之中,要配置在光入射一侧的透光性构件,是具有透过在入射的光之中在规定的方向上具有光轴的线性偏振光而反射其它的光的功能的偏振分离光学元件。
通过像这样地构成,结果就成为在要向该透光性构件入射的光之中那些在规定的方向上具有光轴的线性偏振光,透过偏振分离光学元件向偏振层入射,同时,其它的光,就是说应该被禁止向偏振层前进的光(不透过偏振层的偏振成分),就会因被偏振分离光学元件反射而向系统外部逃逸。为此,由于不透过偏振层的偏振成分已几乎全都被作为前级的偏振分离光学元件除去,故可以效果良好地抑制偏振层的发热本身,可以效果更为良好地抑制偏振层的温度上升。
在本发明的投影机中,作为上述偏振分离光学元件,可以优选地使用由电介质多层膜构成的偏振分离光学元件、将多条微细金属丝排列起来的线光栅型的偏振分离光学元件、使用将多张具有二轴方向性的薄膜层叠起来具有XY型的偏振特性的XY型偏振薄膜的偏振分离光学元件等。
在本发明的投影机中,理想的是还具备要配置在上述液晶装置的光入射一侧的聚光透镜;其中,粘接到被配置在上述液晶装置的光入射一侧的上述偏振层的表面上的上述相反侧透光性构件,粘接在上述聚光透镜的光出射面上。
通过像这样地构成,由于可以通过相反侧透光性构件向聚光透镜传递在被配置在液晶装置的光入射一侧上的偏振层(入射一侧偏振片)中所产生的热,故可以进一步控制偏振层的温度上升。
此外,由于相反侧透光性构件粘接到热容量比较大的聚光透镜上,故可以抑制相反侧透光性构件和入射一侧偏振片的温度上升,可以提高投影机的散热性能。
在本发明的投影机中,理想的是还具备将来自上述照明装置的上述照明光束分离成多个色光导往被照明区域的色分离导光光学系统;作为上述液晶装置根据图像信息对被上述色分离导光光学系统分离的多个色光中的每一者进行调制的多个液晶装置;和具有分别入射被上述多个液晶装置所调制后的各个色光的多个光入射端面和射出合成后的色光的光射出端面的十字分色棱镜;其中,在上述多个液晶装置之中至少一个液晶装置的光出射一侧上,配置有将上述液晶装置侧透光性构件和上述相反侧透光性构件粘接起来的上述偏振片,上述相反侧透光性构件粘接在上述十字分色棱镜的光入射端面上。
通过像这样的构成,由于可以通过相反侧透光性构件向十字分色棱镜传递在被配置在多个液晶装置之中至少一个液晶装置的光出射一侧上的偏振片(出射一侧偏振片)的偏振层中所产生的热,故可以进一步抑制偏振层的温度上升。
此外,由于将相反侧透光性构件粘接到热容量比较大的十字分色棱镜上,故可以抑制相反侧透光性构件和出射一侧偏振片的温度上升,可以提高投影机的散热性能。
在本发明的投影机中,理想的是还具备将各个光学系统收纳于内部的箱体,和用上述液晶装置侧透光性构件和上述箱体之间以及上述相反侧透光性构件与上述箱体之间的至少一方传递热的热传导构件。
通过像这样地构成,由于结果成为在偏振层中所产生的热通过液晶装置侧透光性构件和相反侧透光性构件以及热传导构件向箱体散热,故可以提高投影机的散热性能。
上述热传导构件,理想的是由金属构成。
在本发明的投影机中,理想的是设置有对上述液晶装置侧透光性构件和上述相反侧透光性构件之中至少一方进行冷却的冷却风流路。
通过像这样地构成,由于可以借助于来自冷却风流路的冷却风冷却液晶装置侧透光性构件和相反侧透光性构件之中至少一方,故可以抑制液晶装置侧透光性构件和相反侧透光性构件之中至少一方的温度上升,可以效率良好地除去在偏振层中所产生的热。


图1是示出了根据实施例1的投影机1000的光学系统的图;图2是为了说明根据实施例1的光学装置510而示出的图;图3是为了说明根据实施例1的光学装置510的主要部分而示出的图;图4是为了说明根据实施例1的变形例的光学装置512而示出的图;图5是为了说明根据实施例2的光学装置514而示出的图;图6是从侧面看偏振分离光学元件460R周边部分的图;图7是为了说明根据实施例3的投影机1006而示出的图;图8是为了说明根据实施例4的投影机1008而示出的图;图9是为了说明根据实施例5的投影机1010而示出的图。
标号的说明10箱体;12热传导性的衬垫(隔离物);14、16热传导构件;20、40偏振层;22、42支持层;100照明装置;100ax照明光轴;110光源装置;112发光管;114椭圆面反射器;116辅助反射镜;118平行化透镜;120第1透镜阵列;122第1小透镜;130第2透镜阵列;132第2小透镜,140偏振变换元件;150重叠透镜;200色分离导光光学系统;210、220分色镜;230、240、250反射镜;260入射一侧透镜;270中继透镜;300R、300G、300B聚光透镜;410R、410G、410B液晶装置;412R、412G、412B、414R、414G、414B玻璃基板;420R、420G、420B、422R、422G、422B入射一侧偏振片;430R、430G、430B第2透光性构件;432R、432G、432B、452R、452G、452B液晶装置侧透光性构件;440R、440G、440B、442R、442G、442B出射一侧偏振片;450R、450G、450B第1透光性构件;460R、460G、460B偏振分离光学元件;462RXY型偏振薄膜;464R、466R玻璃棱镜;468R光吸收装置;470R、470G、470B、480R、480G、480B相反侧透光性构件;500十字分色棱镜;510、512、514、516、518、520光学装置;600投影光学系统;1000投影机;C粘接层;D粘着层;SCR屏幕具体实施方式
以下,根据图中所示的实施例对本发明的光学装置和投影机进行说明。
图1示出了根据实施例1的投影机1000的光学系统。图2是为了说明根据实施例1的光学装置510而示出的图。图2(a)是从上面看光学装置510的图,图2(b)是图2(a)的A-A剖面图。图3是为了说明根据实施例1的光学装置510的主要部分而示出的图。图3(a)是从侧面看出射一侧偏振片440R周边部分的图,图3(b)是从侧面看入射一侧偏振片420R周边部分的图。
根据实施例1的投影机1000,如图1所示,是具备如下部分的投影机照明装置100;将来自照明装置100的照明光束分离成红色光、绿色光和蓝色光这3个色光并导光至被照明区域的色分离导光光学系统200;具有对借助于作为根据图像信息对被色分离导光光学系统200分离后的3个色光中的每一个色光进行调制的电光调制装置的3个液晶装置410R、410G、410B以及3个液晶装置410R、410G、410B进行了调制后的色光进行合成的十字分色棱镜500的光学装置510;将借助于十字分色棱镜500所合成的光投影到屏幕SCR等的投影面上的投影光学系统600。这些各个光学系统都收纳于箱体10内。
照明装置100具有作为向被照明区域侧射出大致平行的照明光束的光源的光源装置110;具有用来将从光源装置110射出的照明光束分割成多个部分光束的多个第1小透镜122的第1透镜阵列120;具有与第1透镜阵列120的多个第1小透镜122对应的多个第2小透镜132的第2透镜阵列130;将从光源装置110射出的偏振方向尚未一致的照明光束一致化为大致1种线性偏振光的偏振变换元件140;用来使从偏振变换元件140射出的各个部分光束在被照明区域上进行重叠的重叠透镜150。
光源装置110具有作为反射器的椭圆面反射器114;在椭圆面反射器114的第1焦点附近具有发光中心的发光管112;具有与椭圆面反射器114的反射凹面相对向的反射面的辅助反射镜116;将被椭圆面反射器114反射的聚焦光变换成大致平行的光的凹透镜118。光源装置110,射出以照明光轴110ax为中心轴的光束。
发光管112具有管球部和向管球部的两侧延伸的一对密封部。
椭圆面反射器114具有要插入通过、固定到发光管112的一个密封部上的筒状的颈状部分和使从发光管112发射出来的光朝向第2焦点位置反射的反射凹面。
辅助反射镜116,被设置为将发光管112的管球部夹在中间地与椭圆面反射器114相向,使从发光管112发射出来的光之内那些不朝向椭圆面反射器114前进的光返回到发光管112向椭圆面反射器114入射。
凹透镜118配置在椭圆面反射器14的被照明区域一侧。此外,还被构成为使得来自椭圆面反射器114的光大致平行化。
第1透镜阵列120,具有作为将来自凹透镜118的光分割成多个部分光束的光束分割光学元件的功能,具有在与照明光轴100ax垂直的面内具备矩阵状地排列的多个第1小透镜122的构成。虽然省略了用图进行的说明,但是,第1小透镜122的外形形状,与液晶装置410R、410G、410B的图像形成区域的外形形状是相似形。
第2透镜阵列130,是对用第1透镜阵列120分割后的多个部分光束聚光的光学元件,与第1透镜阵列120同样,具有在与照明光轴100ax垂直的面内排列成矩阵状的多个第2小透镜132的构成。
偏振光变换元件140,是使被第1透镜阵列120分割后的各个部分光束的偏振方向成为偏振方向整齐一致的大致1种线性偏振光后射出的偏振变换元件。
偏振变换元件140具有使包含于来自光源装置110的照明光束内的偏振光成分之中一方的线性偏振光成分透过,使另一方的线性偏振光成分向与照明光轴100ax垂直的方向反射的偏振分离层;使被偏振分离层反射后的另一方的线性偏振光成分向与照明光轴100ax平行的方向反射的反射层;使被反射层反射后的另一方的线性偏振光成分变换成一方的线性偏振光成分的相位差板。
重叠透镜150,是使经过了第1透镜阵列120、第2透镜阵列130和偏振变换元件140后的多个部分光束进行聚光后在液晶装置410R、410G、410B的图像形成区域附近进行重叠的光学元件。另外,图1所示的重叠透镜150虽然是用1块透镜构成的,但是,也可以用将多块透镜组合起来的复合透镜构成。
色分离导光光学系统200具有分色镜210、220;反射镜230、240、250;入射一侧透镜260和中继透镜270。色分离导光光学系统200,具有将要从照明装置100射出的照明光束分离成红色光、绿色光和蓝色光这3种色光,将每一种色光导往作为照明对象的液晶装置410R、410G、410B的功能。
分色镜210、220,是在基板上边形成了反射规定的波段的光束而透过别的波段的光束的波长选择膜的光学元件。要配置在光路前级上的分色镜210,是反射红色光成分而透过其它的色光成分的反射镜。要配置在光路后级上的分色镜220,是透过蓝色光成分而反射绿色光成分的反射镜。
被分色镜210反射后的红色光成分,借助于反射镜230被弯折,通过聚光透镜300R向红色光用的液晶装置410R入射。另一方面,在透过了分色镜210后的绿色光成分和蓝色光成分之内,绿色光成分在分色镜220处被反射,通过聚光透镜300G向绿色光用的液晶装置410G入射。此外,透过了分色镜220后的蓝色光成分,借助于入射一侧透镜260、中继透镜270和反射镜240、250被聚光弯折,通过聚光透镜300B向蓝色光用的液晶装置410B入射。入射一侧透镜260、中继透镜270和反射镜240、250,具有将透过了分色镜220后的蓝色光成分一直引导到蓝色光用的液晶装置410B的功能。
另外,之所以在蓝色光的光路内设置这样的入射一侧透镜260、中继透镜270和反射镜240、250,是因为由于蓝色光的光路的长度比别的色光的光路更长,为了防止由光的发散等引起的光的利用效率降低的缘故。在根据实施例1的投影机1000中,虽然由于蓝色光的光路的长度长而做成了这样的构成,但是,也可以考虑加长红色光的光路的长度,在红色光的光路中使用入射一侧透镜260、中继透镜270和反射镜240、250的构成。
光学装置510具有根据图像信息对已用色分离导光光学系统200分离开来的3个色光中的每一者进行调制的3个液晶装置410R、410G、410B;对已用3个液晶装置410R、410G、410B调制后的每一种色光进行合成的十字分色棱镜500;要配置在3个液晶装置410R、410G、410B的各自的光入射一侧上的3个聚光透镜300R、300G、300B;要配置在3个液晶装置410R、410G、410B的各自的光入射一侧上的3个入射一侧偏振片420R、420G、420B;要粘接到3个入射一侧偏振片420R、420G、420B的光出射一侧的面上的3个第2透光性构件430R、430G、430B;要配置在3个液晶装置410R、410G、410B的各自的光出射一侧上的3个出射一侧偏振片440R、440G、440B;要分别粘接到3个出射一侧偏振片440R、440G、440B的光入射一侧的面上的3个第1透光性构件450R、450G、450B。
聚光透镜300R,是为了将从第2透镜阵列130射出的各个部分光束变换成相对于各个部分光束的主光线大致平行的光而设置的。聚光透镜300R借助于未画出来的热传导性的保持构件进行保持,通过该热传导性的保持构件配设到箱体10上。其它的聚光透镜300G、300B也与聚光透镜300R同样地构成。
液晶装置410R、410G、410B,是根据图像信息调制照明光束的装置,将成为照明装置100的照明对象。
各个液晶装置410R、410G、410B,已经将本身为电光物质的液晶封入到了一对透明的玻璃基板内,例如,以多晶硅TFT为开关元件,根据所提供的图像信号,对从入射一侧偏振片420R、420G、420B射出的1种线性偏振光的偏振方向进行调制。液晶装置410R、410G、410B,虽然省略未画,但是,例如被保持在由铝制的压铸框架构成的液晶装置保持框架内。
入射一侧偏振片420R、420G、420B,如图2所示,配置在聚光透镜300R、300G、300B与液晶装置410R、410G、410B之间,具有仅仅使从聚光透镜300R、300G、300B射出的光之内在规定的方向上具有光轴的线性偏振光透过,吸收其它的光的功能。
入射一侧偏振片420R,如图3(b)所示,具有偏振层20和支持偏振层20的支持层22。此外,还通过粘接层C在聚光透镜300R的光射出面上将入射一侧偏振片420R粘接为使得支持层22成为偏振层20的与液晶装置410R相反的一侧(聚光透镜300R一侧)。作为偏振层20,例如,可以优选地用使用碘或二色性染料对聚乙烯醇(PVA)进行染色并一轴延伸后,形成为使该染料的分子在一个方向上排列起来的偏振层。像这样地形成的偏振层20,吸收与上述一轴延伸方向平行的方向的偏振光,另一方面,却使与上述一轴延伸方向垂直的方向的偏振光透过。偏振层20由于要从延伸状态返回到原来的状态的力大,故为了对该力进行限制,就设置了支持偏振层20的支持层。作为支持层22,可以优选地使用由三乙酰纤维素(TAC)构成的支持层。除此之外的入射一侧偏振片420G、420B的构成也是与入射一侧偏振片420R同样的。
在入射一侧偏振片420R、420G、420B的液晶装置一侧(光出射一侧)上,分别设置有第2透光性构件430R、430G、430B。第2透光性构件430R、430G、430B,是例如由蓝宝石构成的透光性基板。由蓝宝石构成的透光性基板,除去热传导率高达约40W/(m·K)之外,硬度也非常高,而且热膨胀系数小,难于划伤,透明度高。另外,在作为中等程度的辉度重视价格便宜性的情况下,也可以使用由具有约10W/(m·K)的热传导率的水晶构成的透光性基板。第2透光性构件430R、430G、430B的厚度,从热传导性的观点来说,理想的是大于等于0.2mm,从装置的小型化的观点考虑,理想的是小于等于2.0mm。
如图3(b)所示,入射一侧偏振片420R的光入射一侧的面与聚光透镜300R的光出射一侧的面,通过粘接层C粘接了起来。此外,入射一侧偏振片420R的光出射一侧的面与第2透光性构件430R的光入射一侧的面,则通过粘接层D粘接了起来。借助于此,就可以抑制各个构件间的界面上的表面反射的发生,可以提高光透过率。其结果是,可以提高投影图像的亮度。此外,即便是在第2透光性构件430R、入射一侧偏振片420R和聚光透镜300R的线膨胀系数分别不同的情况下,也难于产生各个构件间的彼此粘接面上的剥离,可以抑制长期可靠性的降低。另外,既可以用粘着剂将入射一侧偏振片420R的光入射一侧的面与聚光透镜300R的光出射一侧的面彼此粘接起来,也可以用粘接剂将入射一侧偏振片420R的光出射一侧的面与第2透光性构件430R的光入射一侧的面粘接起来。其它的入射一侧偏振片420G、420B的周边部分的构成,与入射一侧偏振片420R的周边部分也是同样的。
在入射一侧偏振片420R、420G、420B的周围,形成有粘接层C。作为用于粘接层C的粘接剂,例如,可以优选地使用UV硬化性的粘接剂或可见光短波长硬化性的粘接剂等。
出射一侧偏振片440R、440G、440B,如图2所示,配置在液晶装置410R、410G、410B与十字分色棱镜500之间,具有在从液晶装置410R、410G、410B射出的光之内,仅仅使在规定的方向具有光轴的线性偏振光透过,而吸收其它的光的功能。
出射一侧偏振片440R,如图3(a)所示,具有偏振层40和支持偏振层40的支持层42。此外,通过粘接层C在十字分色棱镜500的光入射端面上将出射一侧偏振片440R粘接为使得支持层42成为偏振层40的与液晶装置410R相反的一侧(十字分色棱镜500这一侧)。作为偏振层40和支持层42,可以使用与入射一侧偏振片420R同样的材料。其它的出射一侧偏振片440G、440B的构成,与出射一侧偏振片440R也是同样的。
在出射一侧偏振片440R、440G、440B的液晶装置一侧(光入射一侧)上,分别配置有第1透光性构件450R、450G、450B。在第1透光性构件450R、450G、450B的液晶装置一侧的面上,形成有未画出来的反射防止层。第1透光性构件450R、450G、450B,也与第2透光性构件430R、430G、430B同样,是例如由蓝宝石构成的透光性基板。
如图3(a)所示,出射一侧偏振片440R的光入射一侧的面和第1透光性构件450R的光出射一侧的面以及出射一侧偏振片440R的光出射一侧的面与十字分色棱镜500的光入射端面,分别通过粘接层C粘接了起来。借助于此,就可以抑制各个构件间的界面上的表面反射的发生,可以提高光透过率。其结果是可以提高投影图像的亮度。此外,即便是在第1透光性构件450R、出射一侧偏振片440R和十字分色棱镜500的线膨胀系数分别不同的情况下,也难于产生在各个构件间的彼此粘接面上的剥离,可以抑制长期可靠性的降低。另外,也可以不使用粘接剂而代之以使用粘着剂。其它的出射一侧偏振片440G、440B的周边部分,与出射一侧偏振片440R的周边部分的构成,也是同样的。
在出射一侧偏振片440R、440G、440B的周围,形成有粘接层C。
这些入射一侧偏振片420R、420G、420B以及出射一侧偏振片440R、440G、440B,已被设定配置为彼此的偏振轴垂直(直交)。
十字分色棱镜500,是对从各个出射一侧偏振片440R、440G、440B射出的每一个色光都进行了调制后的光学像进行合成,形成彩色图像的光学元件。十字分色棱镜500,如图2(a)所示,具有分别入射已用液晶装置410R、410G、410B调制后的色光的3个光入射端面,和射出所合成的色光的光出射端面。该十字分色棱镜500,呈将4个直角棱镜彼此粘接起来的平面视图大致正方形的形状,在将直角棱镜彼此间粘接起来的大致X字状的界面上,形成有电介质多层膜。在大致X字状的一方的界面上形成的电介质多层膜反射红色光。在另一方的界面上形成的电介质多层膜则反射蓝色光。采用借助于这些电介质多层膜使红色光和蓝色光弯折,与绿色光的行进方向一致起来的办法,就可以合成3个色光。
十字分色棱镜500通过热传导性的衬垫12(参看图2(b))配设到箱体10内。
从十字分色棱镜500射出的彩色图像,借助于投影光学系统600进行扩大投影,在屏幕SCR上边形成大画面图像。
另外,在这里虽然省略未画,但是在投影机1000内,还设置有用来冷却各个光学系统等的至少1个风扇和多个冷却风流路。从投影机1000外部吸入进来的空气,借助于这些风扇和冷却风流路在投影机1000内进行循环,向外部排出。如图2所示,从设置在箱体10内的通风孔(冷却风流路)流入进来的空气可以促进从光学装置510的散热。
借助于此,就可以效率良好地除去投影机1000的各个光学系统(光学装置510的各个构件)的热。
在对像这样地构成的实施例1的投影机1000进行说明时,以下,为了使说明简化起见,以配置在3个各个色光的光路之内红色光光路中的构件的构成为基础,更为详细地说明实施例1的投影机1000。
在实施例1的投影机1000中,如图2所示,第1透光性构件450R和出射一侧偏振片440R配设在液晶装置410R和十字分色棱镜500之间,第1透光性构件450R粘接到出射一侧偏振片440R的光入射一侧的面上,并且出射一侧偏振片440R的光出射一侧的面粘接到十字分色棱镜500的光入射端面上。
为此,由于结果就成为可以从出射一侧偏振片440R的两面向第1透光性构件450R和十字分色棱镜500传递在出射一侧偏振片440R中产生的热,故可以抑制出射一侧偏振片440R的温度上升。此外,由于出射一侧偏振片440R成为不会再与外部气体接触,故可以抑制来自外部气体的水分的浸入。为此,就可以抑制出射一侧偏振片440R的支持层由于出射一侧偏振片440R的温度上升和来自外部气体的水分的浸入而发生膨胀、变形,可以抑制支持层中的分子取向发生紊乱。其结果是可以抑制因作为出射一侧偏振片的偏振特性降低而使得通过出射一侧偏振片440R的光束的品质降低。
因此,实施例1的投影机1000,就将成为比现有技术更进一步抑制了投影图像的图像品质起因于出射一侧偏振片的温度上升而降低的投影机。
此外,在实施例1的投影机1000中,出射一侧偏振片440R,由于粘接到热容量比较大的十字分色棱镜500上,故可以抑制出射一侧偏振片440R的温度上升,可以提高投影机的散热性能。再有,由于通过热传导性的衬垫12将十字分色棱镜500连接到箱体10上,故可以进一步增大热容量,可以进一步提高投影机的散热性能。
在实施例1的投影机1000中,出射一侧偏振片440R,如图3(a)所示,仅仅在偏振层40的光出射一侧有支持偏振层40的支持层42。
借助于此,就成为不会发生光入射一侧的支持层中的分子取向的紊乱。即,由于在偏振层40与液晶装置410R之间不存在由支持层的热应力所产生的双(重)折射,故结果就成为被液晶装置410R调制后的光保持原状地到达偏振层40。为此,就成为不会由于出射一侧偏振片440R的温度上升使得作为出射一侧偏振片的偏振特性大大降低而导致投影图像的图像品质大大降低。另外,在该情况下,即便是假定光出射一侧的支持层42的偏振光特性起因于温度上升而发生了若干降低,由于其偏振特性的降低在偏振层40中也不会被检偏(検光),故不会使投影图像的图像品质降低得很多。
另外,在实施例1的投影机1000中,如上所述,由于第1透光性构件450R粘接到出射一侧偏振片440R的光入射一侧的面上,同时,出射一侧偏振片440R的光出射一侧的面粘接到十字分色棱镜500的光入射端面上,故即便是出射一侧偏振片440R为仅仅在偏振层40的光出射一侧具有支持层42的构造,也可以得到规定的机械强度。
在实施例1的投影机1000中,如图2所示,在聚光透镜300R与液晶装置410R之间配设有入射一侧偏振片420R和第2透光性构件430R,在入射一侧偏振片420R的光出射一侧的面上粘接有第2透光性构件430R,同时,在聚光透镜300R的光出射一侧的面上粘接有入射一侧偏振片420R的光入射一侧的面。
借助于此,由于结果就成为可以从入射一侧偏振片420R的两面向第2透光性构件430R和聚光透镜300R传递在入射一侧偏振片420R中所产生的热,故可以抑制入射一侧偏振片420R的温度上升。此外,由于入射一侧偏振片420R成为不与外部气体接触,故可以抑制来自外部气体的水分的浸入。为此,就可以抑制入射一侧偏振片420R的支持层起因于入射一侧偏振片420R的温度上升和来自外部气体的水分的浸入而发生膨胀、变形,可以抑制支持层中的分子取向发生紊乱。其结果是可以抑制因作为入射一侧偏振片的偏振特性降低而使得通过入射一侧偏振片420R的光束的品质降低。
为此,实施例1的投影机1000,就将成为比现有技术更进一步抑制了投影图像的图像品质起因于入射一侧偏振片和出射一侧偏振片的温度上升而降低的投影机。
此外,在实施例1的投影机1000中,入射一侧偏振片420R,由于粘接到热容量比较大的聚光透镜300R上,故可以抑制入射一侧偏振片420R的温度上升,可以提高投影机的散热性能。再有,由于通过热传导性的保持构件将聚光透镜300R连接到箱体10上,故可以进一步增大热容量,可以进一步提高投影机的散热性能。
在实施例1的投影机1000中,入射一侧偏振片420R,如图3(b)所示,仅仅在偏振层20的光入射一侧有支持偏振层20的支持层22。
借助于此,就成为不会发生光出射一侧的支持层中的分子取向的紊乱。即,由于在偏振层20与液晶装置410R之间不存在由支持层的热应力产生的双(重)折射,故结果就成为在偏振层20中一致化为在规定的方向上具有光轴的线性偏振光的光将以保持原状的状态到达液晶装置410R。为此,就成为不会由于入射一侧偏振片的温度上升使得作为入射一侧偏振片的偏振特性大大降低而导致投影图像的图像品质大大降低。另外,在该情况下,即便是假定光入射一侧的支持层22的偏振光特性起因于温度上升而发生了若干降低,由于其偏振特性的降低在入射一侧偏振片420R的偏振层20中得到补偿,也不会错误地在出射一侧偏振片440R的偏振层40中被检偏,故不会使投影图像的图像品质降低得很多。
另外,在实施例1的投影机1000中,如上所述,由于第2透光性构件430R粘接到入射一侧偏振片420R的光出射一侧的面上,同时,入射一侧偏振片420R的光入射一侧的面粘接到聚光透镜300R的光出射一侧的面上,故即便是入射一侧偏振片420R为仅仅在偏振层20的光入射一侧具有支持层22的构造,也可以得到规定的机械强度。
在实施例1的投影机1000中,第1透光性构件450R,是由蓝宝石构成的透光性基板。
由于由蓝宝石构成的透光性基板的热传导性非常优异,故可以使在出射一侧偏振片440R中所产生的热效率良好地向系统外部发散,可以进一步抑制起因于出射一侧偏振片440R的温度上升的偏振特性的劣化。
在实施例1的投影机1000中,相对于出射一侧偏振片440R将第1透光性构件450R配置为使得第1透光性构件450R的光学轴成为与偏振层40的偏振轴大致平行或垂直。
即便是作为第1透光性构件450R使用由蓝宝石构成的透光性基板的情况下,采用像上述那样地构成的办法,通过第1透光性构件450R的光的偏振状态也将不发生变化。此外,采用使第1透光性构件450R的热膨胀大的轴方向和出射一侧偏振片440R的延伸方向一致的办法,就可以抑制出射一侧偏振片440R的热变形。
在实施例1的投影机1000中,第2透光性构件430R,是由蓝宝石构成的透光性基板。
由于由蓝宝石构成的透光性基板的热传导性非常优异,故可以使在入射一侧偏振片440R中所产生的热效率良好地向系统外部发散,可以进一步抑制起因于入射一侧偏振片420R的温度上升的偏振特性的劣化。
在实施例1的投影机1000中,相对于入射一侧偏振片420R将第2透光性构件430R配置为使得第2透光性构件430R的光学轴成为与偏振层20的偏振轴大致平行或垂直。
即便是作为第2透光性构件430R使用由蓝宝石构成的透光性基板的情况下,采用像上述那样地构成的办法,通过第2透光性构件430R的光的偏振状态也将不发生变化。此外,采用使第2透光性构件430R的热膨胀大的轴方向和入射一侧偏振片420R的延伸方向一致的办法,就可以抑制入射一侧偏振片420R的热变形。
在实施例1的投影机1000中,还具备在第1透光性构件450R与箱体10之间传递热的热传导构件14(参看图3(a))。
借助于此,在出射一侧偏振片440R中所产生的热,由于成为通过第1透光性构件450R和热传导构件14向箱体10散热,故可以提高投影机的散热性能。
在实施例1的投影机1000中,还具备在第2透光性构件430R与箱体10之间传递热的热传导构件16(参看图3(b))。
借助于此,由于成为在入射一侧偏振片420R中所产生的热也通过第2透光性构件430R和热传导构件16向箱体10散热,故可以进一步提高投影机的散热性能。
作为热传导性构件14、16的材料,可以优选地使用例如由铝或铝合金等的金属。
在实施例1在的投影机1000中,设置有冷却第1透光性构件450R和第2透光性构件430R的冷却风流路。
借助于此,由于可以借助于来自冷却风流路的冷却风冷却第1透光性构件450R和第2透光性构件430R,故可以抑制第1透光性构件450R和第2透光性构件430R的温度上升,可以效率良好地除去在出射一侧偏振片440R和入射一侧偏振片420R中所产生的热。
实施例1的投影机1000,由于可以抑制入射一侧偏振片420R(420G、420B)和出射一侧偏振片440R(440G、440B)的劣化,故将成为长寿命的投影机。
另外,实施例1的光学装置510,由于是实施例1的投影机1000的构成的一部分,实施例1的光学装置510所具有的效果和实施例1的投影机1000所具有的效果重复,故将省略对于实施例1的光学装置510的效果的说明。
在这里,在实施例1的光学装置510中,虽然出射一侧偏振片440R是仅仅在偏振层40的光出射一侧具有支持层42的偏振片,入射一侧偏振片420R是仅仅在偏振层20的光入射一侧具有支持层22的偏振片,但是,本发明并不限定于此,例如,也可以有如下的变形。
图4是为了说明根据实施例1的变形例的光学装置512而示出的图。图4(a)是从上面看光学装置512的图,图4(b)是图4(a)的B-B剖面图。另外,在图4中,对于与图2相同的构件都赋予同一标号而省略详细的说明。
在变形例的光学装置512中,如图4(a)、图4(b)所示,出射一侧偏振片442R,是具有不仅省略了光入射一侧的支持层而且还省略了光出射一侧的支持层的构造的偏振片,入射一侧偏振片422R,是具有不仅省略了光出射一侧的支持层而且还省略了光入射一侧的支持层的构造的偏振片。
另外,并不限于配置在红色光的光路上的入射一侧偏振片422R和出射一侧偏振片442R,配置在绿色光的光路上的入射一侧偏振片422G和出射一侧偏振片442G以及配置在蓝色光的光路上的入射一侧偏振片422B和出射一侧偏振片442B也同样是具有上述那样的构造的偏振片。
如上所述,变形例的光学装置512,虽然作为各个入射一侧偏振片和各个出射一侧偏振片使用的偏振片的构造与在实施例1的光学装置510的情况下不同,但是,与实施例1的光学装置510的情况下同样,由于第1透光性构件450R粘接到出射一侧偏振片442R的偏振层40的光入射一侧的表面上,出射一侧偏振片442R的偏振层40的光出射一侧的表面粘接到十字分色棱镜500的光入射端面上,同时,第2透光性构件430R粘接到入射一侧偏振片422R的偏振层20的光出射一侧的表面上,入射一侧偏振片422R的偏振层20的光入射一侧的表面粘接到聚光透镜300R的光出射一侧的面上,故将成为比现有技术更好地抑制了投影图像的图像品质由于入射一侧偏振片和出射一侧偏振片的温度上升而降低的投影机。
图5是为了说明根据实施例2的光学装置514而示出的图。图5(a)是从上面看光学装置514的图,图5(b)是图5(a)的A-A剖面图。图6是从侧面看偏振分离光学元件460R周边部分的图。另外,在图5中,对于与图2相同的构件都赋予同一标号而省略详细的说明。
实施例2的光学装置514,虽然基本上具有与实施例1的光学装置510非常相似的构成,但是,如图5和图6所示,粘接到出射一侧偏振片的光入射一侧上的构件,却与实施例1的光学装置510不同。
就是说,在实施例1的光学装置510中,在出射一侧偏振片440R、440G、440B的光入射一侧的面上,分别粘接有第1透光性构件450R、450G、450B,相对于此,在实施例2的光学装置514中,将在从液晶装置410R、410G、410B射出的光之内仅仅透过在规定的方向具有光轴的线性偏振光、反射其它的光的偏振分离光学元件460R、460G、460B粘接到出射一侧偏振片440R、440G、440B的光入射一侧的面上。
在对实施例2的光学装置514的偏振分离光学元件460R、460G、460B等进行说明时,为了使说明简化起见,将配置在3个各个色光的光路之内红色光的光路上的构件的构成为基础详细地进行说明。
偏振分离光学元件460R,如图6所示,具有用2个玻璃棱镜464R、466R将通过把多张具有二轴方向性的薄膜叠层起来具有XY型的偏振特性的XY型偏振薄膜462R夹在中间的构造。偏振分离光学元件460R的光入射面和XY型偏振薄膜462R所构成的夹角的角度,例如,被设定为30度。在偏振分离光学元件460R的光入射一侧(液晶装置一侧)的面上,形成有未画出的反射防止层。
在偏振分离光学元件460R中,结果就成为在由液晶装置410R调制后的偏振光之中由XY型偏振薄膜462R反射后的偏振光,或者是从偏振分离光学元件460R的侧面直接射出,或者是先在偏振分离光学元件460R的光入射面处被反射再从偏振分离光学元件460R的侧面射出。在该情况下,由于结果成为在偏振分离光学元件460R的光入射面上进行全反射,故还可以减少杂散光水平(等级)。
在偏振分离光学元件460R的上方,配设有用来吸收在XY型偏振薄膜462R处被反射后从偏振分离光学元件460R射出的偏振光的光吸收装置468R。借助于此,由于光吸收装置468R可以效果良好地捕捉在XY型偏振薄膜462R处被反射而向系统外逃逸的光。故可以抑制投影机中的杂散光的发生,可以进一步提高投影图像的图像品质。此外,由于将光吸收装置468配置在偏振分离光学元件460R的上方,故结果就成为在光吸收装置468R中所产生的热可以通过对流向光学系统的上方逃逸,可以使给予光学系统的热的影响成为最小限度的影响。
如上所述,实施例2的光学装置514,虽然与实施例1的光学装置510的情况下粘接到出射一侧偏振片的光入射一侧上的构件不同,但是,与实施例1的光学装置510的情况下同样,由于偏振分离光学元件460R粘接到出射一侧偏振片440R的光入射一侧的面上,同时,出射一侧偏振片440R的光出射一侧的面粘接到十字分色棱镜500的光入射端面上,故成为比现有技术更好地抑制了起因于出射一侧偏振片的温度上升而使得投影图像的图像品质的降低的投影机。
在实施例2的光学装置514中,结果就成为在从液晶装置410R射出的光之中在规定的方向上具有光轴的线性偏振光,透过偏振分离光学元件460R由投影光学系统600(未画出来)进行投影,而投影到屏幕SCR(未画出来)上。而其它的光,就是说,应当被禁止向投影光学系统600前进的光(不透过出射一侧偏振片440R的偏振层40的偏振成分)则因在偏振分离光学元件460R处被反射而向系统外逃逸。为此,在要向出射一侧偏振片440R入射的光之中那些不透过出射一侧偏振片440R的偏振层40的偏振成分,由于已几乎全被作为前级的偏振分离光学元件460R除去,故可以效果良好地抑制出射一侧偏振片440R中的发热本身,可以更为效果良好地抑制出射一侧偏振片440R的温度上升。
此外,偏振分离光学元件460R的XY型偏振薄膜462R,由于是反射式偏振片而且被构成为相对于照明光轴100ax(未画出来)倾斜,故在作为检偏器的特性中存在着稍稍劣化的情况。但是,由于借助于出射一侧偏振片440R可靠地隔断那些用偏振分离光学元件460R未能除掉的对于图像不需要的光的那一部分光量,故可以得到良好的图像。
即,由于用偏振分离光学元件460R和出射一侧偏振片440R分担作为检偏器的作用和热的产生,故可以提高装置的可靠性。
另外,实施例2的光学装置514,由于除去在粘接到出射一侧偏振片的光入射一侧上的构件不同这一点之外的点上,具有与实施例1的光学装置510同样的构成,故具有与实施例1的光学装置510的情况下同样的效果。
图7是为了说明根据实施例3的投影机1006而示出的图。图7(a)是从上面看光学装置516的图,图7(b)是图7(a)的A-A剖面图。另外,在图7中,对于与图2相同的构件都赋予同一标号而省略详细的说明。
实施例3的投影机1006,在这里虽然省略未画,但是,与实施例1的投影机1000同样,是具备如下部分的投影机照明装置100;将来自照明装置100的照明光束分离成红色光、绿色光和蓝色光这3个色光并导光至被照明区域的色分离导光光学系统200;光学装置516;将借助于光学装置516的十字分色棱镜500所合成的光投影到屏幕SCR等的投影面上的投影光学系统600。另外,照明装置100、色分离导光光学系统200和投影光学系统600,由于与在实施例1中所说明的部分是相同的,故省略详细的说明。
光学装置516具有根据图像信息对已用色分离导光光学系统200分离开来的3个色光中的每一者进行调制的3个液晶装置410R、410G、410B;对已用3个液晶装置410R、410G、410B调制后的每一种色光进行合成的十字分色棱镜500;要配置在3个液晶装置410R、410G、410B的各自的光入射一侧上的3个聚光透镜300R、300G、300B;要配置在3个液晶装置410R、410G、410B的各自的光入射一侧上的3个入射一侧偏振片420R、420G、420B;要粘接到3个入射一侧偏振片420R、420G、420B的光出射一侧的面上的3个液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B;要配置在3个液晶装置410R、410G、410B的各自的光出射一侧上的3个出射一侧偏振片440R、440G、440B;要分别粘接到3个出射一侧偏振片440R、440G、440B的光出射一侧的面上的3个液晶装置侧透光性构件452R、452G、452B。
在实施例3的投影机1006中,入射一侧偏振片420R的支持层22,配置在偏振层20的与液晶装置410R相反的一侧(光入射一侧),出射一侧偏振片440R的支持层42则配置在偏振层40的与液晶装置410R相反的一侧(光出射一侧)。
为此,液晶装置一侧的支持层中的分子取向的紊乱的发生就不会存在。即,由于在偏振层20与液晶装置410R之间以及偏振层40与液晶装置410R之间不存在支持层中的由热应力产生的双(重)折射,故就成为不存在由于入射一侧偏振片和出射一侧偏振片的温度上升使作为偏振片的偏振特性大大降低而造成投影图像的图像品质降低很多。
另外,在该情况下,即便是假定起因于温度上升而使得在出射一侧偏振片440R的支持层42中偏振特性产生了若干降低,由于其偏振特性的降低也不会在出射一侧偏振片440R的偏振层40处检偏,故不会使投影图像的图像品质降低得很多。此外,即便是假定在入射一侧偏振片420R的支持层22中偏振特性由于温度上升而产生了若干降低,其偏振特性的降低也会被入射一侧偏振片420R的偏振层22补偿,不会错误地被出射一侧偏振片440R的偏振层40检偏,故不会使投影图像的图像品质降低很大。
在实施例3的投影机1006中,由于液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B分别粘接在入射一侧偏振片420R、420G、420B的液晶装置一侧的面上,故可以向液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B传递在入射一侧偏振片420R、420G、420B中所产生的热,可以抑制入射一侧偏振片420R、420G、420B的温度上升。
在实施例3的投影机1006中,由于液晶装置侧透光性构件452R、452G、452B分别粘接在出射一侧偏振片440R、440G、440B的液晶装置一侧的面上,故可以向液晶装置侧透光性构件452R、452G、452B传递在出射一侧偏振片440R、440G、440B中所产生的热,可以抑制出射一侧偏振片440R、440G、440B的温度上升。
在实施例3的投影机1006中,液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B、452R、452G、452B,是由蓝宝石构成的透光性基板。
由于由蓝宝石构成的透光性基板的热传导性非常优异,故可以使在入射一侧偏振片420R、420G、420B和在出射一侧偏振片440R、440G、440B中所产生的热效率良好地向系统外部发散,可以效果良好地抑制入射一侧偏振片420R、420G、420B和出射一侧偏振片440R、440G、440B的温度上升。
在实施例3的投影机1006中,相对入射一侧偏振片420R、420G、420B将液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B配置为使得液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B的光学轴成为与偏振层20的偏振轴大致平行或垂直。此外,相对于出射一侧偏振片440R、440G、440B将液晶装置侧透光性构件452R、452G、452B配置为使得液晶装置侧透光性构件452R、452G、452B的光学轴成为与偏振层40的偏振轴大致平行或垂直。
即便是在作为液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B、452R、452G、452B使用由蓝宝石构成的透光性基板的情况下,采用像上述那样地构成的办法,通过液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B、452R、452G、452B的光的偏振状态也将不发生变化。
此外,采用使液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B、452R、452G、452B的热膨胀大的轴方向和入射一侧偏振片420R、420G、420B或出射一侧偏振片440R、440G、440B的延伸方向一致的办法,就可以抑制入射一侧偏振片420R、420G、420B或出射一侧偏振片440R、440G、440B的热变形。
实施例3的投影机1006,由于可以抑制入射一侧偏振片420R、420G、420B和出射一侧偏振片440R、440G、440B的劣化,故将成为长寿命的投影机。
另外,在实施例3的投影机1006中,虽然作为液晶装置侧透光性构件452R、452G、452B使用的是由蓝宝石构成的透光性基板,但是,本发明并不限定于此,也可以使用在实施例2中所说明的那样的偏振分离光学元件。在该情况下,可以得到与用在实施例2中所说明的偏振分离光学元件所得到的效果同样的效果。
图8是为了说明根据实施例4的投影机1008而示出的图。图8(a)是从上面看光学装置518的图,图8(b)是图8(a)的A-A剖面图。另外,在图8中,对于与图7相同的构件都赋予同一标号而省略详细的说明。
实施例4的投影机1008(未画)虽然具有基本上与实施例3的投影机1006同样的构成,但是,在还具备相反侧透光性构件这一点上,与实施例3的投影机1006的情况下不同。
就是说,在实施例4的投影机1008中,如图8所示,相反侧透光性构件470R、470G、470B分别粘接在入射一侧偏振片420R、420G、420B的与液晶装置一侧的面相反的一侧的面(光入射面)上,相反侧透光性构件480R、480G、480B分别粘接在出射一侧偏振片440R、440G、440B的与液晶装置一侧的面相反的一侧的面(光射出面)上。
如上所述,实施例4的投影机1008,虽然在还具备相反侧透光性构件这一点上与实施例3的投影机1006的情况下不同,但是,与在实施例3的投影机1006的情况下同样,入射一侧偏振片420R的支持层22被配置在偏振层20的与液晶装置410R相反的一侧(光入射一侧),出射一侧偏振片440R的支持层42被配置在偏振层40的与液晶装置410R相反的一侧(光出射一侧)。为此,就变得不会存在液晶装置一侧的支持层中的分子取向的紊乱的发生。即,由于在偏振层20与液晶装置410R之间以及偏振层40与液晶装置410R之间不存在由支持层中的热应力产生的双(重)折射,故就成为不会因入射一侧偏振片和出射一侧偏振片的温度上升使得作为偏振片的偏振特性大大降低而导致投影图像的图像品质大大降低。
在实施例4的投影机1008中,由于已分别将相反侧透光性构件470R、470G、470B粘接到入射一侧偏振片420R、420G、420B的光入射面上,故可以向相反侧透光性构件470R、470G、470B传递在入射一侧偏振片420R、420G、420B中所产生的热,可以抑制入射一侧偏振片420R、420G、420B的温度上升。
此外,由于结果成为使得入射一侧偏振片420R、420G、420B的支持层22不会在外部露出来,故可以抑制起因于入射一侧偏振片420R、420G、420B的温度上升和来自外部气体的水分的浸入而使得支持层22发生膨胀、变形。为此,就可以抑制支持层22中的分子取向的紊乱的发生,作为结果可以抑制投影图像的图像品质的降低。
再有,由于入射一侧偏振片420R、420G、420B粘接到相反侧透光性构件470R、470G、470B上,故即便是各个入射一侧偏振片420R、420G、420B是由偏振层20和1个支持层22构成的2层构造的偏振片,也可以得到规定的机械强度。在该情况下,由于将成为由液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B和相反侧透光性构件470R、470G、470B从两面将入射一侧偏振片420R、420G、420B夹在中间的构造,故可以进一步提高机械强度。
在实施例4的投影机1008中,由于已分别将相反侧透光性构件480R、480G、480B粘接到出射一侧偏振片440R、440G、440B的光出射面上,故可以向相反侧透光性构件480R、480G、480B传递在出射一侧偏振片440R、440G、440B中所产生的热,可以抑制出射一侧偏振片440R、440G、440B的温度上升。
此外,由于结果成为使得出射一侧偏振片440R、440G、440B的支持层42不会在外部露出来,故可以抑制起因于出射一侧偏振片440R、440G、440B的温度上升和来自外部气体的水分的浸入而使得支持层42发生膨胀、变形。为此,就可以抑制支持层42中的分子取向的紊乱的发生,作为结果可以抑制投影图像的图像品质的降低。
再有,由于出射一侧偏振片440R、440G、440B粘接到相反侧透光性构件480R、480G、480B上,故即便是各个出射一侧偏振片440R、440G、440B是由偏振层40和1个支持层42构成的2层构造的偏振片,也可以得到规定的机械强度。在该情况下,由于将成为由液晶装置侧透光性构件452R、452G、452B和相反侧透光性构件480R、480G、480B从两面将出射一侧偏振片440R、440G、440B夹在中间的构造,故可以进一步提高机械强度。
在实施例4的投影机1008中,相反侧透光性构件470R、470G、470B、480R、480G、480B,是由蓝宝石构成的透光性基板。
由于由蓝宝石构成的透光性基板的热传导性非常优异,故可以使在入射一侧偏振片420R、420G、420B和在出射一侧偏振片440R、440G、440B中所产生的热,效率良好地向系统外部发散,可以效果良好地抑制入射一侧偏振片420R、420G、420B和出射一侧偏振片440R、440G、440B的温度上升。
在实施例4的投影机1008中,相对于入射一侧偏振片420R、420G、420B将相反侧透光性构件470R、470G、470B配置为使得相反侧透光性构件470R、470G、470B的光学轴成为与偏振层20的偏振轴大致平行或垂直。此外,相对于出射一侧偏振片440R、440G、440B将相反侧透光性构件480R、480G、480B配置为使得相反侧透光性构件480R、480G、480B的光学轴成为与偏振层40的偏振轴大致平行或垂直。
即便是在作为相反侧透光性构件470R、470G、470B、480R、480G、480B使用由蓝宝石构成的透光性基板的情况下,采用像上述那样地构成的办法,通过相反侧透光性构件470R、470G、470B、480R、480G、480B的光的偏振状态也将不发生变化。
此外,采用使相反侧透光性构件470R、470G、470B、480R、480G、480B的热膨胀大的轴方向和入射一侧偏振片420R、420G、420B或出射一侧偏振片440R、440G、440B的延伸方向一致的办法,就可以抑制入射一侧偏振片420R、420G、420B或出射一侧偏振片440R、440G、440B的热变形。
实施例4的投影机1008,由于可以抑制入射一侧偏振片420R、420G、420B和出射一侧偏振片440R、440G、440B的劣化,故将成为长寿命的投影机。
在实施例4的投影机1008中,由于在除去还具备相反侧透光性构件这一点之外的点上,具有与实施例3的投影机1006同样的构成,故具有与实施例3的投影机1006的情况下同样的效果。
另外,在实施例4的投影机1008中,虽然示出的是已将液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B分别粘接到入射一侧偏振片420R、420G、420B的光射出面上,分别将相反侧透光性构件470R、470G、470B粘接到入射一侧偏振片420R、420G、420B的光入射面上,分别将液晶装置侧透光性构件452R、452G、452B粘接到出射一侧偏振片440R、440G、440B的光入射面上,分别将相反侧透光性构件480R、480G、480B粘接到出射一侧偏振片440R、440G、440B的光射出面上的构成,但是,本发明并不限定于此,也可以采用以下那样的构成。
例如,在实施例4的投影机1008中,虽然作为粘接到出射一侧偏振片440R、440G、440B的光入射面上的液晶装置侧透光性构件452R、452G、452B使用的是由蓝宝石构成的透光性基板,但是,也可以不使用它而代之以使用在实施例2中所说明的那样的偏振分离光学元件。在该情况下,结果就成为在从液晶装置410R、410G、410B射出的光之内那些在规定的方向上具有光轴的线性偏振光,透过偏振分离光学元件后用投影光学系统600(未画出来)进行投影而被投影到屏幕SCR(未画出来)上,而其它的光,就是说,应当被禁止向投影光学系统600前进的光(不透过出射一侧偏振片440R、440G、440B的偏振层40的偏振成分)则因在偏振分离光学元件处被反射而向系统外逃逸。为此,在要向出射一侧偏振片440R、440G、440B入射的光之内那些不透过的偏振层40的偏振成分,由于已几乎全被作为前级的偏振分离光学元件除去,故可以效果良好地抑制出射一侧偏振片440R、440G、440B的发热本身,还可以效果良好地抑制出射一侧偏振片440R、440G、440B的温度上升。
另外,在实施例4的投影机1008中,虽然作为粘接到入射一侧偏振片420R、420G、420B的光入射面上的相反侧透光性构件470R、470G、470B使用的是由蓝宝石构成的透光性基板,但是,也可以不使用它而代之以使用在实施例2中所说明的那样的偏振分离光学元件。在该情况下,结果就成为在从聚光透镜300R、300G、300B射出的光之内那些在规定的方向上具有光轴的线性偏振光,透过偏振分离光学元件后向入射一侧偏振片420R、420G、420B入射,而其它的光,就是说,应当被禁止向入射一侧偏振片420R、420G、420B前进的光(不透过入射一侧偏振片420R、420G、420B的偏振层20的偏振成分)则因在偏振分离光学元件处被反射而向系统外逃逸。为此,在要从聚光透镜300R、300G、300B射出的光之内那些不透过入射一侧偏振片420R、420G、420B的偏振层20的偏振成分,由于已几乎全被作为前级的偏振分离光学元件除去,故可以效果良好地抑制入射一侧偏振片420R、420G、420B的发热本身,还可以效果良好地抑制入射一侧偏振片420R、420G、420B的温度上升。
另外,作为偏振分离光学元件,可以优选地使用采用将由电介质多层膜构成的偏振分离光学元件、多个微细的金属丝排列而成的线光栅型的偏振分离光学元件、多张具有二轴方向性的薄膜层叠起来具有XY型的偏振特性的XY型偏振薄膜的偏振分离光学元件等。
此外,在实施例4的投影机1008中,虽然粘接到出射一侧偏振片440R、440G、440B的光射出面上的相反侧透光性构件480R、480G、480B和十字分色棱镜500被配置为分别离开一个距离,但是,相反侧透光性构件480R、480G、480B也可以分别粘接到十字分色棱镜500的多个光入射端面上。在该情况下,由于可以通过相反侧透光性构件480R、480G、480B向十字分色棱镜500传递在出射一侧偏振片440R、440G、440B中所产生的热,故可以进一步抑制出射一侧偏振片440R、440G、440B的温度上升。此外,由于相反侧透光性构件480R、480G、480B粘接到热容量比较大的十字分色棱镜500上,故可以抑制相反侧透光性构件480R、480G、480B和出射一侧偏振片440R、440G、440B的温度上升,可以提高投影机的散热性能。
此外,在实施例4的投影机1008中,虽然粘接到入射一侧偏振片420R、420G、420B的光入射面上的相反侧透光性构件470R、470G、470B和聚光透镜300R、300G、300B被配置为分别离开一个距离,但是,相反侧透光性构件470R、470G、470B也可以分别粘接到聚光透镜300R、300G、300B的光射出面上。在该情况下,由于可以通过相反侧透光性构件470R、470G、487B向聚光透镜300R、300G、300B传递在入射一侧偏振片420R、420G、420B中所产生的热,故可以进一步抑制入射一侧偏振片420R、420G、420B的温度上升。此外,由于相反侧透光性构件470R、470G、470B粘接到热容量比较大的聚光透镜300R、300G、300B上,故可以抑制相反侧透光性构件470R、470G、470B和入射一侧偏振片420R、420G、420B的温度上升,可以提高投影机的散热性能。
图9是为了说明根据实施例5的投影机1010而示出的图。图9(a)是从上面看光学装置520的图,图9(b)是图9(a)的A-A剖面图。另外,在图9中,对于与图2相同的构件都赋予同一标号而省略详细的说明。
实施例5的投影机1010(未画)虽然具有基本上与实施例4的投影机1008同样的构成,但是,在省略了偏振片的支持层这一点上,与实施例4的投影机1008的情况下不同。
就是说,在实施例5的投影机1010中,如图9所示,作为入射一侧偏振片使用的是由偏振层20构成的入射一侧偏振片424R、424G、424B,作为出射一侧偏振片使用的是由偏振层40构成的出射一侧偏振片444R、444G、444B。
为此,倘采用实施例5的投影机1010,由于入射一侧偏振片424R、424G、424B不具有支持层,故就不存在支持层中的分子取向的紊乱的发生。即,由于在偏振层20与液晶装置410R、410G、410B之间不存在由支持层中的热应力所产生的双(重)折射,就不会因入射一侧偏振片424R、424G、424B的温度上升使得作为入射一侧偏振片的偏振特性大大降低而导致投影图像的图像品质降低得很多。
此外,倘采用实施例5的投影机1010,由于对于出射一侧偏振片444R、444G、444B来说也不具有支持层,故就不存在支持层中的分子取向的紊乱的发生。即,由于在偏振层40与液晶装置410R、410G、410B之间不存在由支持层中的热应力所产生的双(重)折射,就不会因出射一侧偏振片444R、444G、444B的温度上升使得作为出射一侧偏振片的偏振特性大大降低而导致投影图像的图像品质降低得很多。
通常,由于偏振片所使用的支持层是有机构件,故热传导率低而且温度易于上升。此外,由有机构件构成的支持层,在高温高湿的条件下或者发生劣化或者发生分子取向紊乱。因此,具有由有机构件构成的支持层的偏振片,结果就变成由于热使得偏振特性大大降低而导致投影图像的图像品质大大降低。
但是,倘采用实施例5的投影机1010,由于入射一侧偏振片424R、424G、424B和出射一侧偏振片444R、444G、444B不具有支持层,故也不会发生这样的缺憾。就是说,可以抑制投影图像的图像品质的降低。
实施例5的投影机1010,由于可以抑制入射一侧偏振片424R、424G、424B和出射一侧偏振片444R、444G、444B的劣化,故将成为长寿命的投影机。
实施例5的投影机1010,由于除去在省略了偏振片的支持层这一点之外的点上,与实施例4的投影机1008具有同样的构成,故具有与在实施例4的投影机1008的情况下同样的效果。
另外,在实施例5的投影机1010中,虽然示出的是将液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B分别粘接到入射一侧偏振片424R、424G、424B的偏振层20的光射出侧表面上,分别将相反侧透光性构件470R、470G、470B粘接到入射一侧偏振片424R、424G、424B的偏振层20的光入射侧表面上,分别将液晶装置侧透光性构件452R、452G、452B粘接到出射一侧偏振片444R、444G、444B的偏振层40的光入射侧表面上,分别将相反侧透光性构件480R、480G、480B粘接到出射一侧偏振片444R、444G、444B的偏振层40的光射出侧表面上的构成,但是,本发明并不限定于此,也可以采用以下那样的构成。
例如,在实施例5的投影机1010中,虽然作为粘接到出射一侧偏振片444R、444G、444B的偏振层40的光入射侧表面上的液晶装置侧透光性构件452R、452G、452B使用的是由蓝宝石构成的透光性基板,但是,也可以不使用它而代之以使用在实施例2中所说明的那样的偏振分离光学元件。
此外,在实施例5的投影机1010中,虽然作为粘接到入射一侧偏振片424R、424G、424B的光入射面上的相反侧透光性构件470R、470G、470B使用的是由蓝宝石构成的透光性基板,但是,也可以不使用它而代之以使用在实施例2中所说明的那样的偏振分离光学元件。
此外,在实施例5的投影机1010中,虽然将粘接到出射一侧偏振片444R、444G、444B的光射出面上的相反侧透光性构件480R、480G、480B和十字分色棱镜500配置为分别离开一个距离,但是相反侧透光性构件480R、480G、480B也可以分别粘接到十字分色棱镜500的多个光入射端面上。
此外,在实施例5的投影机1010中,虽然将粘接到入射一侧偏振片424R、424G、424B的光入射面上的相反侧透光性构件470R、470G、470B和聚光透镜300R、300G、300B配置为分别离开一个距离,但是,相反侧透光性构件470R、470G、470B也可以分别粘接到聚光透镜300R、300G、300B的光出射面上。
以上虽然根据上述各个实施例对本发明的投影机进行了说明,但是,本发明并不限定于上述的各个实施例,在不偏离其要旨的范围内,在种种的方式下实施是可能的,例如,如下的变形也是可能的。
(1)虽然说明的是将本发明的光学装置应用于投影机的例子,但是,本发明并不限于此。也可以将本发明的光学装置应用于使用偏振光的别的光学设备。
(2)在上述的实施例1和2中,虽然是对具有将出射一侧偏振片440R、440G、440B夹在第1透光性构件450R、450G、450B与十字分色棱镜500之间的构造,或者,将入射一侧偏振片420R、420G、420B夹在第2透光性构件430R、430G、430B与聚光透镜300R、300G、300B之间的构造的投影机1000进行的说明,但本发明并不限定于此,具有将偏振片夹在透光性构件与别的光学要素之间的构造的投影机,也包括在本发明的范围内。
(3)上述实施例1和2的投影机1000,虽然作为第1透光性构件450R、450G、450B和第2透光性构件430R、430G、430B的材料,使用的都是蓝宝石,但是,本发明并不限定于此。作为第1透光性构件450R、450G、450B或第2透光性构件430R、430G、430B的材料,除去蓝宝石之外,也可以使用水晶、石英玻璃、硬质玻璃、结晶化玻璃或YAG(钇铝石榴石)的透明烧结玻璃。在作为第1透光性构件或第2透光性构件的材料使用水晶的情况下,可以得到与蓝宝石的情况下同样的效果。此外,在作为第1透光性构件或第2透光性构件的材料使用石英玻璃、硬质玻璃、结晶化玻璃或YAG的透明烧结玻璃的情况下,由于这些材料双(重)折射小,故可以抑制通过第1透光性构件和第2透光性构件的光束的品质降低。此外,这些材料,由于热膨胀系数比较小,故采用将具有由热产生的伸长、变形大的性质的偏振片粘接到由这样的热膨胀系数小的材料构成的第1透光性构件或第2透光性构件上的办法,就可以抑制偏振片自身的变形。此外,作为第1透光性构件或第2透光性构件的材料,其它的透明玻璃(例如,白板玻璃或パイしツクス(注册商标)等)、YAG多晶、氧氮化铝等,也可以优选地使用。即,第1透光性构件450R、450G、450B和第2透光性构件430R、430G、430B的材料可以是无机材料。
另外,上边所说的情况,对于上述实施例3~5中的投影机1006~1010中的液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B、452R、452G、452B或相反侧透光性构件470R、470G、470B、480R、480G、480B也同样可以适宜地从上边所说的那样的无机材料中进行选择。
(4)在上述实施例4和5的投影机1008、1010中,虽然都将液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B和相反侧透光性构件470R、470G、470B配置为使得液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B和相反侧透光性构件470R、470G、470B的光学轴成为与偏振层20的偏振轴大致平行或垂直,但是,本发明并不限定于此。此外,在上述实施例4和5的投影机1008、1010中,虽然都将液晶装置侧透光性构件452R、452G、452B和相反侧透光性构件480R、480G、480B配置为使得液晶装置侧透光性构件452R、452G、452B和相反侧透光性构件480R、480G、480B的光学轴成为与偏振层40的偏振轴大致平行或垂直,但是,本发明并不限定于此。可以将液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B和相反侧透光性构件470R、470G、470B配置为使得液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B的光学轴这一方成为比相反侧透光性构件470R、470G、470B的光学轴相对于偏振层20的偏振轴更为平行或更为垂直。此外,可以将液晶装置侧透光性构件452R、452G、452B和相反侧透光性构件480R、480G、40B配置为使得液晶装置侧透光性构件452R、452G、452B的光学轴这一方成为比相反侧透光性构件480R、480G、480B的光学轴相对于偏振层40的偏振轴更为平行或更为垂直。
这是因为液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B、452R、452G、452B的光学轴的偏移这一方,与相反侧透光性构件470R、470G、470B、480R、480G、480B的光学轴的偏移相比,给图像的对比度造成的影响更大的缘故。另一方面,相反侧透光性构件470R、470G、470B的光学轴的大的偏移,将成为使来自偏振变换元件的射出光变乱的原因,此外,相反侧透光性构件480R、480G、480B的光学轴的大的偏移,将成为合成棱镜的透过效率降低的原因。
例如,在要做成为对比度500∶1左右的投影机的情况下,为了将给予投影机的对比度的影响抑制为1成左右,只要做成为使得液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B的光学轴和相对偏振层20的偏振轴平行的轴或垂直的轴之间的偏移量成为0.5度之内,做成为使得液晶装置侧透光性构件452R、452G、452B的光学轴和相对偏振层40的偏振轴平行的轴或垂直的轴之间的偏移量成为0.5度之内即可。此外,例如为了将对投影机的光利用效率的影响抑制为1~2%,只要做成为使得相反侧透光性构件470R、470G、470B的光学轴和相对偏振层20的偏振轴平行或垂直的轴之间的偏移量成为5度之内,做成为使得相反侧透光性构件480R、480G、480B的光学轴和相对偏振层40的偏振轴平行或垂直的轴之间的偏移量成为5度之内即可。
因此,只要使得液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B的光学轴和相对偏振层20的偏振轴平行的轴或垂直的轴之间的偏移量,比相反侧透光性构件470R、470G、470B的光学轴和相对偏振层20的偏振轴平行或垂直的轴之间的偏移量更小即可。此外,同样地,只要使得液晶装置侧透光性构件452R、452G、452B的光学轴和相对偏振层40的偏振轴平行的轴或垂直的轴之间的偏移量,比相反侧透光性构件480R、480G、480B的光学轴和相对偏振层40的偏振轴平行或垂直的轴之间的偏移量更小即可。
(5)在上述实施例4和5的投影机1008、1010中,虽然作为液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B、452R、452G、452B和相反侧透光性构件470R、470G、470B、480R、480G、480B使用的都是由蓝宝石构成的透光性基板,但是,本发明并不限定于此。例如,也可以是在液晶装置侧透光性构件和相反侧透光性构件之中,一方的透光性构件是由石英玻璃、硬质玻璃、结晶化玻璃或立方晶体的烧结体构成的透光性基板,另一方的透光性构件是由蓝宝石或水晶构成的透光性基板。
在偏振片周边部分的温度比规定的温度更高的情况下,从减轻偏振片的热负荷的观点考虑,理想的是液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B、452R、452G、452B是由蓝宝石或水晶构成的透光性基板,从抑制要向偏振片入射的光束或要从偏振片射出的光束的品质降低的观点考虑,理想的是相反侧透光性构件470R、470G、470B、480R、480G、480B是由石英玻璃、硬质玻璃、结晶化玻璃或立方晶体的烧结体构成的透光性基板。
在偏振片周边部分的温度比规定的温度更低的情况下,从抑制要向偏振片入射的光束或要从偏振片射出的光束的品质降低的观点考虑,理想的是液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B、452R、452G、452B是由石英玻璃、硬质玻璃、结晶化玻璃或立方晶体的烧结体构成的透光性基板,从减轻偏振片的热负荷的观点考虑,理想的是相反侧透光性构件470R、470G、470B、480R、480G、480B是由蓝宝石或水晶构成的透光性基板。
另外,作为立方晶体的烧结体,例如可以采用YAG的透光性烧结玻璃。
(6)在上述实施例2的光学装置514中,作为偏振分离光学元件,虽然是以使用将多块具有二轴方向性的薄膜层叠起来具有XY型的偏振特性的XY型偏振薄膜的偏振分离光学元件460R、460G、460B为例进行的说明,但是,本发明并不限定于此,作为偏振分离光学元件,可以优选地使用例如由电介质多层膜构成的偏振分离光学元件、将多条的微细的金属丝排列起来的线光栅型的偏振分离光学元件等。
(7)在上述实施例1中,虽然是对具有下述构造的光学装置510进行的说明,即,配置在液晶装置410R、410G、410B的光入射一侧上的入射一侧偏振片420R、420G、420B的全部,都分别被夹入在第2透光性构件430R、430G、430B与聚光透镜300R、300G、300B之间,配置在液晶装置410R、410G、410B的光出射一侧上的出射一侧偏振片440R、440G、440B的全部,都分别夹入在第1透光性构件450R、450G、450B与十字分色棱镜500之间,但是,本发明并不限定于此。具有下述构造的光学装置也包括在本发明的范围内,即,入射一侧偏振片420R、420G、420B之中至少一个入射一侧偏振片被夹入在第2透光性构件430R、430G、430B与聚光透镜300R、300G、300B之间,出射一侧偏振片440R、440G、440B之中至少1个出射一侧偏振片被夹入在第1透光性构件450R、450G、450B与十字分色棱镜500之间。
(8)在上述实施例2中,虽然是对具有配置在液晶装置410R、410G、410B的光入射一侧上的出射一侧偏振片440R、440G、440B的全部都分别被夹入在偏振分离光学元件460R、460G、460B与十字分色棱镜500之间的构造的光学装置514进行的说明,但是,本发明并不限定于此。具有出射一侧偏振片440R、440G、440B之中至少1个出射一侧偏振片被夹入在偏振分离光学元件460R、460G、460B与十字分色棱镜500之间的构造的光学装置,也包括在本发明的范围内。
(9)在上述实施例3中,虽然是对具有下述构造的光学装置518进行的说明,即,配置在液晶装置410R、410G、410B的光入射一侧上的入射一侧偏振片420R、420G、420B的全部,都粘接到液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B上,配置在液晶装置410R、410G、410B的光出射一侧上的出射一侧偏振片440R、440G、440B的全部,都粘接到液晶装置侧透光性构件452R、452G、452B上,但是,本发明并不限定于此。具有下述的构造的光学装置,即,入射一侧偏振片420R、420G、420B之中至少1个入射一侧偏振片粘接到液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B上,出射一侧偏振片440R、440G、440B之中至少1个出射一侧偏振片粘接到液晶装置侧透光性构件452R、452G、452B上,也包括在本发明的范围内。
(10)在上述实施例4中,虽然是对具有下述构造的光学装置518进行的说明,即,配置在液晶装置410R、410G、410B的光入射一侧上的入射一侧偏振片420R、420G、420B的全部,都分别被夹入在液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B与相反侧透光性构件470R、470G、470B之间,配置在液晶装置410R、410G、410B的光出射一侧上的出射一侧偏振片440R、440G、440B的全部,都分别被夹入在液晶装置侧透光性构件452R、452G、452B与相反侧透光性构件480R、480G、480B之间,但是,本发明并不限定于此。具有下述的构造的光学装置,即,入射一侧偏振片420R、420G、420B之中至少1个入射一侧偏振片被夹入在液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B与相反侧透光性构件470R、470G、470B之间,出射一侧偏振片440R、440G、440B之中至少1个出射一侧偏振片被夹入在液晶装置侧透光性构件452R、452G、452B与相反侧透光性构件480R、480G、480B之间,也包括在本发明的范围内。
(11)在上述实施例5中,虽然是对具有下述构造的光学装置520进行的说明,即,配置在液晶装置410R、410G、410B的光入射一侧上的入射一侧偏振片424R、424G、424B的全部,都分别被夹入在液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B与相反侧透光性构件470R、470G、470B之间,配置在液晶装置410R、410G、410B的光出射一侧上的出射一侧偏振片444R、444G、444B的全部,都分别被夹入在液晶装置侧透光性构件452R、452G、452B与相反侧透光性构件480R、480G、480B之间,但是,本发明的并不限定于此。具有下述构造的光学装置,即,入射一侧偏振片424R、424G、424B之中至少1个入射一侧偏振片被夹入在液晶装置侧透光性构件432R、432G、432B与相反侧透光性构件470R、470G、470B之间,出射一侧偏振片444R、444G、444B之中至少1个出射一侧偏振片被夹入在液晶装置侧透光性构件452R、452G、452B与相反侧透光性构件480R、480G、480B之间,也包括在本发明的范围内。
(12)在上述实施例1的变形例中,在要将具有不仅光入射一侧的支持层就连光出射一侧的支持层也省略了的结构的偏振片(偏振层20)粘接到第1透光性构件和十字分色棱镜上时,理想的是首先通过粘接剂将偏振层20粘接到第1透光性构件和十字分色棱镜中的任何一方上,然后在施行了热处理之后再粘接到另一方上。此外,在要将偏振层20粘接到第2透光性构件和聚光透镜上时,理想的是首先通过粘接剂将偏振层粘接到第2透光性构件和聚光透镜中的任何一方上,然后在施行了热处理之后再粘接到另一方上,在该情况下的热处理,可在80摄氏度~110摄氏度的环境中放置0.5~10个小时。借助于此,由于偏振层20就要进行由热产生的初始性的收缩,故即便是组装到投影机1000内照射光而受热,也可以防止由热应力产生的偏振层20的损伤。
(13)在上述实施例5中,在要将不具有支持层的偏振层20粘接到液晶装置侧透光性构件和相反侧透光性构件上时,理想的是首先通过粘接剂将偏振层20粘接到液晶装置侧透光性构件和相反侧透光性构件中的任何一方上,然后在施行了热处理之后再粘接到另一方上。此外,在该情况下的热处理,可在80摄氏度~110摄氏度的环境中放置0.5~10个小时。借助于此,由于偏振层20就要进行由热产生的初始性的收缩,故即便是组装到投影机1010内照射光而受热,也可以防止由热应力产生的偏振层20的损伤。
(14)在上述实施例1的投影机1000中,作为光源装置,虽然使用的是具有椭圆面反射器114、在椭圆面反射器114的第1焦点附近具有发光中心的发光管112以及凹透镜118的光源装置110,但是,本发明并不限定于此,也可以优选地使用具有抛物面反射器、在抛物面反射器的焦点附近具有发光中心的发光管的光源装置。
(15)在上述实施例1的投影机1000中,虽然是以在发光管112上配设有作为反射装置的辅助反射镜116的情况为例进行的说明,但是,本发明并不限定于此,即便是在发光管上未配设辅助反射镜的情况下也可以应用本发明。
(16)在上述实施例1的投影机1000中,虽然作为光均一化光学系统使用的是由透镜阵列构成的透镜积分器光学系统,但是,本发明并不限定于此,也可以优选地使用由棒状构件构成的棒状积分器光学系统。
(17)在上述各个实施例中,虽然是以使用3个液晶装置410R、410G、410B的投影机为例进行的说明,但是,本发明并不限定于此,在使用1个、2个或4个或以上的液晶装置的投影机中也可以应用。
(18)本发明,无论是在从观察投影图像的一侧进行投影的前投式的投影机中使用的情况下、或从与观察投影图像的一侧相反的一侧进行投影的背投式投影机中使用的情况下,都可以应用。
权利要求
1.一种投影机,其特征在于,包括射出照明光束的照明装置;根据图像信息调制来自上述照明装置的上述照明光束的液晶装置;投影被上述液晶装置调制后的光的投影光学系统;配置在上述液晶装置的光入射一侧和光出射一侧之中至少一方,由偏振层构成的偏振片;粘接到上述偏振片的偏振层的上述液晶装置一侧的表面上的液晶装置侧透光性构件;和粘接到上述偏振片的偏振层的与上述液晶装置一侧的表面相反的一侧的表面上的相反侧透光性构件;其中,上述液晶装置侧透光性构件和上述相反侧透光性构件由无机材料构成。
2.根据权利要求1所述的投影机,其特征在于上述液晶装置侧透光性构件和上述相反侧透光性构件,是由蓝宝石或水晶构成的透光性基板。
3.根据权利要求2所述的投影机,其特征在于相对于上述偏振层将上述由蓝宝石或水晶构成的透光性基板配置为使得上述由蓝宝石或水晶构成的透光性基板的光学轴成为与上述偏振层的偏振轴大致平行或大致垂直。
4.根据权利要求2所述的投影机,其特征在于上述液晶装置侧透光性构件的光学轴和与上述偏振层的偏振轴平行或垂直的轴之间的偏移量,比上述相反侧透光性构件的光学轴和与上述偏振层的偏振轴平行或垂直的轴之间的偏移量更小。
5.根据权利要求1所述的投影机,其特征在于上述液晶装置侧透光性构件和上述相反侧透光性构件,是由石英玻璃、硬质玻璃、结晶化玻璃或立方晶体的烧结体构成的透光性基板。
6.根据权利要求1所述的投影机,其特征在于在上述液晶装置侧透光性构件和上述相反侧透光性构件之中,一方的透光性构件是由石英玻璃、硬质玻璃、结晶化玻璃或立方晶体的烧结体构成的透光性基板,另一方的透光性构件是由蓝宝石或水晶构成的透光性基板。
7.根据权利要求1所述的投影机,其特征在于上述液晶装置侧透光性构件和上述相反侧透光性构件之中,配置在光入射一侧的透光性构件,是具有透过在入射的光之中在规定的方向上具有光轴的线性偏振光而反射其它的光的功能的偏振分离光学元件。
8.根据权利要求1~7中的任意一项所述的投影机,其特征在于还具备配置在上述液晶装置的光入射一侧的聚光透镜;其中,粘接到被配置在上述液晶装置的光入射一侧的上述偏振层的表面上的上述相反侧透光性构件,粘接在上述聚光透镜的光出射面上。
9.根据权利要求1~8中的任意一项所述的投影机,其特征在于还具备将来自上述照明装置的上述照明光束分离成多个色光并导往被照明区域的色分离导光光学系统;作为上述液晶装置根据图像信息对被上述色分离导光光学系统分离的多个色光中的每一者进行调制的多个液晶装置;和具有分别入射被上述多个液晶装置所调制后的各个色光的多个光入射端面和射出合成后的色光的光射出端面的十字分色棱镜;其中,在上述多个液晶装置之中至少一个液晶装置的光出射一侧上,配置有将上述液晶装置侧透光性构件和上述相反侧透光性构件粘接起来的上述偏振片,上述相反侧透光性构件粘接在上述十字分色棱镜的光入射端面上。
10.根据权利要求1~9中的任意一项所述的投影机,其特征在于还具备将各个光学系统收纳于内部的箱体,和在上述液晶装置侧透光性构件和上述箱体之间以及上述相反侧透光性构件与上述箱体之间的至少一方传递热的热传导构件。
11.根据权利要求1~10中的任意一项所述的投影机,其特征在于设置有对上述液晶装置侧透光性构件和上述相反侧透光性构件之中至少一方进行冷却的冷却风流路。
全文摘要
本发明提供比现有技术更好地抑制了投影图像的图像品质由于偏振片的温度上升而降低的现象的投影机。投影机(1010)的特征在于,具备照明装置;液晶装置(410R、410G、410B);投影光学系统;由偏振层(20)构成的入射一侧偏振片(420R、420G、420B);由偏振层(40)构成的出射一侧偏振片(440R、440G、440B);要分别粘接到入射一侧偏振片和出射一侧偏振片的偏振层(20、40)的液晶装置一侧的表面上的液晶装置侧透光性构件(432R、432G、432B、452R、452G、452B);要分别粘接到入射一侧偏振片和出射一侧偏振片的偏振层(20、40)的与液晶装置一侧的表面相反的一侧的表面上的相反侧透光性构件(470R、470G、470B、480R、480G、480B);其中液晶装置侧透光性构件和相反侧透光性构件由无机材料构成。
文档编号G02F1/1335GK1892411SQ200610100550
公开日2007年1月10日 申请日期2006年7月3日 优先权日2005年7月1日
发明者桥爪俊明, 矢内宏明 申请人:精工爱普生株式会社
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