反射式液晶投影仪和图像再现装置的制作方法

专利名称：反射式液晶投影仪和图像再现装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及反射式液晶投影仪和图像再现装置，例如移动电话终端、数 字照相机、视频摄像机、个人计算机、游戏机或玩具，其中反射式液晶面板 用作光阀。
背景技术：
尽管，作为液晶投影仪(其中液晶面板用作光阀的投影仪)，有采用透 射式液晶面板的投影仪和采用反射式液晶面板的投影仪， 一般两种类型的液
晶投影仪通常安装并使用在房间等中。如专利文件l(日本专利申请公开No. 昭63-118125 )或专利文件2 (日本专利申请公开No.平4-60538 ),例如金 属由化物灯、高压汞灯或氤灯的灯被用作光源。
然而，当灯用作光源时，存在如下问题(a)光源部分的孔径变大并且 投影仪的整个尺寸变大，(b)需要冷却装置例如风扇并且投影仪的整个尺寸 变得较大，(c)由风扇等引起噪音而刺耳并且电力消耗高，(d)不必要和有 害波长区域内的光被辐射，导致使用有机物质的液晶面板的可靠性可能被损 坏，(e)光源不能以高的速度开启和关闭并且难于调整光量，(f)由于断开 连接或灯的寿命而需要经常更换灯，等等。
因此， 一个观点认为，采用灯以外的发光装置(发光元件)作为液晶投 影仪的光源。
具体地，专利文件3 (日本专利申请公开No. 2005-116799)和非专利文 件1 ( G. Harbers， M. Keuper, S. Paolini; "Performance of High Power LED Illuminators in Color Sequential Projection Displays", IDW '03 p. 1585 to p.1588 )公开了发光二极管(LED)用作光源。
此外，专利文件4(JP-T-2005-526288 )公开了激光器用作光源，从而对 于每个像素在光栅图案中控制激光器的泵浦(pumping),由激光器发出的激
光束通过由两个扫描镜构成的扫描器在光栅图案上扫描，以在光栅图案上显 示二维图像。对于激光器，已经实现了固态激光器，例如半导体激光器，所谓的LD
和由半导体激光器泵浦的固态激光器(DPSSL:二极管泵浦的固态激光器)， 关于尺寸，半导体激光器可以形成为其一边的长度大约为几百^t米，对于固 态激光器的非线性光学晶体一起，尺寸在100mW的输出等级可以为大约几毫米。
此外，与金属卣化物灯等相比，半导体激光器或固态激光器具有长的寿 命，基本不需要更换，并且发光效率高，产生热量少并且易于冷却。
此外，半导体激光器或固态激光器可以被构造为根据晶体的类型和成分 发出在红色、绿色和蓝色的波长范围内对于显示优化的波长的光，从而增强 颜色纯度并且不发出对于显示不需要的光例如红外线和紫外线。
而且，半导体激光器或固态激光器可以即时进行打开/关闭切换从而易于 控制发光量。

发明内容
如果如专利文件3 (日本专利申请公开No. 2005-116799)和非专利文件 1 ( G. Harbers, M. Keuper, S. Paolini; "Performance of High Power LED Illuminators in Color Sequential Projection Displays", IDW ，03 p. 1585 to p.l588)所公开的，LED用作液晶投影仪的光源，那么与灯用作光源的情况 相比，光源部分可以在尺寸上减小并且投影仪的整个尺寸可以减小。然而， 整个投影仪的尺寸减小的限度为投影仪可以放在"手的掌心"上的尺寸，难 于在小尺寸的装置比如移动电话终端中构造投影仪。
而且，如专利文件3 (日本专利申请公开No. 2005-116799)中也指出， LED以大的发散角发出光，当它用作液晶投影仪的光源时，与液晶面板的显 示区域相比，光束扩展(Etendue)变得过大。结果，光的应用效率降低。
相反，半导体激光器或固态激光器本身可以在尺寸上减小，此外，当与 LED相比时，发出的光的发散角可以很小，并且光的利用效率可以显著地提 高。
这是因为，当与LED相比时，由于激光器光源变得较接近于点光源， 光束扩展的优化变得简单并且光利用效率提高，因此，当与LED用作光源 的可选的情况相比，为实现投影仪的基本相等的光量，所需要的光源的发光 量可以减小。因此，当激光器用作光源时，冷却装置可以简化或者可以去掉。
然而，如专利文件4 (JP-T-2005-526288 )所公开的，对于通过扫描器引 起激光束光栅扫描的方法，尽管黑色显示通过关闭激光束来实现，在激光束 以高速调制时难以将激光束瞬间转变为完全不发光的状态(将光量变为零)。 因此，该方法有图像对比度下降的缺点。
因此，本发明的一个目的是使以下成为可能使整个投影仪特别是反射 式液晶投影仪小型化，以达到它可以构造于小尺寸装置例如移动电话终端中 的程度，并实现光利用效率的增强和图像对比度的增强，这些对投影仪是必 要的。
本发明的反射式液晶投影仪构造为红色、绿色和蓝色的三种颜色的单板 型的投影仪，以解决上述问题，该反射式液晶投影仪包括
光源部分，具有第一激光器、第二激光器和第三激光器，每个激光器由 半导体激光器或固态激光器形成，并构造为分别发射红色、绿色和蓝色的激 光束；反射式液晶面板，包括在入射出射侧基板与反射侧基板之间形成并且 形成红色、绿色和蓝色的像素的液晶层，形成在入射出射侧基板上并由大量 微透镜形成的微透镜阵列，以及对应于反射侧基板上的像素形成的反射层；
光束漫射及成形光学装置(light beam diffusing and shaping optical device ),构造为通过光的衍射和折射使从光源部分发出的激光束漫射和成 形，从而激光束被引入到反射式液晶面板的显示区域的整个区域上的液晶层 的相应的像素；
透镜系统，构造为将被所述光束漫射及成形光学装置漫射和成形的各色 的激光束转变成基本平行的光束；
光学装置，构造为透射或反射被透镜系统转变成基本平行的光束的各色 的激光束，从而将来自入射出射侧基板的各色的激光束引入到反射式液晶面 板并且进一步通过微透镜将各色的激光束引入到液晶层；以及
投影透镜，构造为投影各色的图像光束，该光束在透射通过液晶层之后 被反射层反射、再次透射通过液晶层、通过微透镜从入射出射侧基板射出并 被光学装置反射或透射通过光学装置。
在具有上述构造的反射式液晶投影仪中，从光源部分的第一激光器、第 二激光器和第三激光器发出的红色、绿色和蓝色激光束被衍射型或折射型的 光束漫射及成形光学装置漫射并成形，从而激光器光束被引入到单个反射式液晶面板的显示区域的整个区域上液晶层的相应的像素。因此，包括红色、 绿色和蓝色的多色图像被投影在外部屏幕上。
此外，第一激光器、第二激光器和第三激光器的每个都是半导体激光器 或固态激光器并能显著地小型化，衍射型或折射型的光束漫射及成形光学装 置也可以充分地小型化。因此，整个投影仪可以显著地小型化并可以构造于 小尺寸装置例如移动电话终端中。
此外，由于激光用作照明光，提高了光利用效率。此外，黑色显示不是 通过关断各色的激光束来实现，而是通过液晶驱动电路截断由红色、绿色和 蓝色像素构成的液晶层的相应显示单元来实现。因此，图像对比度不会下降。
此外，与专利文件4中公开的激光扫描系统不同，由液晶面板调制的图 像光由投影透镜以放大的比例投影为发散的光。因此，屏幕图像提供较少的 闪烁的感觉，具有获得液晶独有的"平稳"的图像的优势。
如上所述，根据本发明，特别在反射式液晶投影仪中，整个投影仪可以 小型化到可以构造于小尺寸装置例如移动电话终端中的程度，并且可以实现 投影仪本质上需要的光利用效率的提高和图像对比度的改善。


图1是示出单板型的反射式液晶投影仪的第一实例的视图。
图2是图解通过反射光学装置漫射和成形的方式的视图。
图3是示出反射式液晶面板的实例的视图。
图4是示出反射式液晶面板的另一实例的视图。
图5是示出像素的阵列图案的实例的视图。
图6是图解用于对比的透射型的情况和反射型的情况的视图。
图7是示出单板型的反射式液晶投影仪的第二实例的视图。
图8是图解折射光学装置的漫射和成形的方式的视图。
图9是示出反射式液晶面板的反射侧基板的实例的视图。
图10是图解反射侧基板的制造方法的实例的视图。
图11是示出双板型的反射式液晶投影仪的实例的视图。
图12是示出三板型的反射式液晶投影仪的实例的视图。
图13是示出作为本发明图像再现装置的实例的移动电话终端的视图。
具体实施例方式
作为第一实施例，描述对于红色、绿色和蓝色的三种颜色使用单个反射 式液晶面板的单板型的情况。
(l-l.第一实例图l到6)
图1示出其中衍射光学装置用作光束漫射及成形光学装置的作为单板 型的反射式液晶投影仪的第 一 实例的情况。
为了使方向明确，X方向、Y方向和Z方向如附图中所示定义。在图1 中，Y方向是垂直于附图的平面的方向。
<光源部分>
在本实例中，红色激光器IIR、绿色激光器IIG和蓝色激光器IIB设置 并排列在X方向上。
对于每个红色激光器IIR和蓝色激光器11B,使用半导体激光器。例如， 对于红色激光器11R,使用InGaAsP基类型或InAlGaP基类型的激光器；对 于蓝色激光器11B,使用GaN基类型或InGaN类型的激光器。
另一方面，由于目前还没有实现发出绿色激光的半导体激光器，对于绿 色激光器11G,使用由半导体激光器泵浦的固态激光器，所谓的DPSS (二 极管泵浦固态)激光器，例如YV04+KTP(KTiOP04)、晶体PPLN(周期极 化的LiNb03)、 PP (周期极化,periodically poled ) MgO.LN ( Li Nb03)等。
红色激光器11R、绿色激光器IIG和蓝色激光器IIB的振荡模式可以是 多模(multi-mode )。尽管如此，为了实现相对温度变化的模式稳定性或偏振 稳定性，有时试图对于半导体激光器通过窄条宽(stripe width )实现横向模 式稳定，对于固态激光器通过周期性偏振反转(周期性极化)实现偏振稳定。 按照本发明，根据下文描述的光束漫射及成形光学装置(衍射光学装置或折 射光学装置)对入射光束的形状的非灵敏性(insensitivity)，多模半导体激 光器或固态激光器可以用于红色激光器11R、绿色激光器IIG和蓝色激光器 11B。
自然地，可以使用单模的半导体激光器或固态激光器。通常，在半导体 激光器的情况下，通过使还采用多模振荡而不是进行模式控制成为可能，提 高了可以使用的半导体激光器的产率并降低了生产成本。
作为实例，振荡频率为635nm到640nm的InAlGaP基半导体激光器用于红色激光器11R,振荡频率为445nrn的AlGaN基半导体激光器用于蓝色 激光器IIB。在两种半导体激光器中，输出为100mW,垂直方向上光的发 散角为30度(FWHM),水平方向上光的发散角为IO度，横向模式是单模， 纵向模式是多模。
对于绿色激光器IIG,使用由808nm的半导体激光器泵浦的具有532nm 的振荡波长并采用YV04+KTP二次谐波的固态激光器。输出是100mW,横 向模式是单模，纵向模式是多模。
尽管为了控制被下文中描述的衍射光学装置21漫射和成形的激光束 2R、 2G和2B到场透镜31的入射角，激光束1R、 1G和1B的平行性是重 要的，但是控制平行性以使之落在X方向和Y方向上一度以内。具体地， 当激光束祐:振荡时，它们被所谓的有源对准方法(active alignment method ) 控制以满足如上所述的平行性。
从红色激光器11R、绿色激光器IIG和蓝色激光器IIB发出的红色激光 束1R、绿色激光束1G和蓝色激光束1B例如分别透射通过入/2板(半波长 板)13R、 13G和13B,并被引入到衍射光学装置21。
由于激光器内部电场的变化，从半导体激光器或固态激光器发出的激光 束的偏振方向对每个装置并不必然是固定，偏振方向还被装置的组装精度分 散。然而，通过在此方式插入X/2板13R、 13G和13B并调整其旋转的位置， 入射到下文中描述的反射式液晶面板40的各色的激光束3R、 3G和3B的偏 振方向可以与反射式液晶面板40的偏振轴一致。
合适的相差膜或相差板可以用于代替入/2板校准偏振方向。例如，通常 使用的由AlGaAs基半导体激光器泵浦的采用YV04+KTP二次谐波类型的固 态激光器对于每个装置改变偏振方向，并在多数情况下具有大约10的偏振 比(polarization ratio )。在此情况下，偏振比可以通过采用合适的相差膜被 设置为高的以补偿和优化延迟值(retardation value )。
通过由X/2板、相差膜或如此的类似物调整偏振轴，反射式液晶面板40 消除了对偏振板的需要并可以减小光的损失，并可以防止粘附到偏振板上的 灰尘的阴影^皮投影的情况。
<衍射光学装置作为光束漫射成形光学装置〉
在本实施例中，尽管从作为反射式液晶投影仪的光源的半导体激光器或 固态激光器发出的激光束被衍射型或折射型的光束漫射及成形光学装置漫射和成形从而覆盖反射式液晶面板的显示区域的整个区域，图l的实例图解 了衍射光学装置用作光束漫射及成形光学装置的情况。
衍射光学装置(Diffractive optical device, DOE)本身被称为"漫射体 (Diffuser)"或"束成形器(Beam Shaper)"。
例如，参考文件1 (Adam Fedor; Digital Optical Corp. "Binary Optic Diffbser Design")公开了光束被"漫射体，，或"束成形器，，漫射和成形，参 考文件2 ( Yasushi IKEDA "Diffraction Type Lens"; OPTRONICS 2005, NO.3, pp.175 to 178)公开了 "衍射型透镜"等的制造方法。
"漫射体"将入射光束的单独的点处的光衍射到输出平面(Output Plane) 上的单独的点，从而入射光束的某一点处的光被衍射到输出平面上的大量的 点(1:N映射(mapping))。"束成形器"将入射光束的单独的点处的光衍射 到输出平面上单独的点，从而入射光束的某一点处的光被衍射到输出平面上 的某一点(1:1映射)。
在图1的实例中，作为衍射光学装置21,透射型的用于红色的衍射光学 装置21R、用于绿色的衍射光学装置21G和用于蓝色的衍射光学装置21B 设置并排列在红色激光器11R、绿色激光器IIG和蓝色激光器11B的阵列方 向上。
用于红色的衍射光学装置21R漫射和成形从红色激光器11R发出的红色 激光束1R，从而在反射式液晶面板40的反射区域的整个区域上，该光束以 下文描述的方式进入反射式液晶面板40的液晶层41的红色的像素(用于显 示红色的子像素)，如激光束2R和3R所示。
类似地，用于绿色的衍射光学装置21G漫射和成形从绿色激光器11G 发出的绿色激光束1G,从而在反射式液晶面板40的反射区域的整个区域上， 该光束进入反射式液晶面板40的液晶层41的绿色的像素(用于显示绿色的 子像素)，如激光束2G和3G所示；用于蓝色的衍射光学装置21B漫射和成 形从蓝色激光器IIB发出的蓝色激光束1B，从而在反射式液晶面板40的反 射区域的整个区域上，该光束进入反射式液晶面板40的液晶层41的蓝色的 像素(用于显示蓝色的子像素)，如激光束2B和3B所示。
换句话说，例如，如果用于红色的衍射光学装置21R、用于绿色的书亍射 光学装置21G和用于蓝色的衍射光学装置21B都由漫射体形成，如图2所 示(应该注意，在图2中省略了图1中示出的场透镜31的光的折射和图1
12中示出的偏振束分离器)，用于某一颜色的衍射光学装置21a将入射到衍射 图案形成部分21c的激光束la以如上所述的映射衍射到反射式液晶面板40 的包括处于各角落的点P1、 P2、 P3和P4的显示区域43的整个区域，整个 衍射光学装置21通常构造成来自衍射光学装置21R、 21G和21B的各种颜 色的衍射光束漫射成点并均匀化，从而点在显示区域43上互相重叠并照射 显示区域43。
从激光器发出的激光束通常具有高斯形状，其中对于激光束难以均匀地 照射在反射式液晶面板40上。然而，通过由衍射光学装置21漫射和成形激 光束从而以此方式照射在反射式液晶面板40上，可以在反射式液晶面板40 上得到均匀的亮度分布。
优选地，用于每种颜色的衍射光学装置21R、 21G和21B以整体的形式 在一个透明基板上形成。由此，与其中衍射光学装置21R、 21G和21B在它 们分别形成之后定位和设置的情形相比，可以容易地并精确地进行衍射光学 装置21R、 21G和21B的定位并使整个衍射光学装置21小型化。
可以在基于每种颜色的激光束1R、 1G和1B的束直径或束形状、将要 得到的屏幕上的亮度分布等进行计算机模拟之后，制造如上所述的衍射光学 装置21。
在图1的实例中，满足以下各式 tan"d/D (1) tany =(丄一五,sin-)/D (2) tan a = p/D ( 3 )
这里，
E:激光器11R、 11G和11B与衍射光学装置21之间的距离， p:激光束1G的束直径， L:激光束1G与激光束1R或1B之间的距离， (3:激光束1R或1B相对于激光束1G的平行性(倾斜角度)， 6:激光束2G的扩散角， D:衍射光学装置21与场透镜31之间的距离， d:场透镜31上的激光束2G的漫射距离， 到反射式液晶面板40的光的入射角， a:反射式液晶面板40上的光的发散角
13所有的数值都是空气中转换数值。
平行性(入射角)卩在如上所述的一度以内。扩散角^等于或小于大约 15度，入射角^为大约7到9度。
此外，由于激光器11R、 IIG和11B的都被认为是准点光源，光的发散 角"可以为足够的小比如士l。或更小。
因此，与灯用作光源的情况相比，屏幕上的照射光量可以显著地增加， 即使对于单板型的反射式液晶投影仪，光利用效率也可以提高到大约30%。 因此，激光器输出可以减小，由每个激光器的热产生可以得到抑制。此前还 不存在具有如此高效率的反射式液晶面板。
<衍射光学装置与反射式液晶面板之间的光学系统>
如图l所示，场透镜31设置在衍射光学装置21的前方，从而由用于红 色的衍射光学装置21R漫射和成形的红色激光束2R、由用于绿色的衍射光 学装置21G漫射和成形的绿色激光束2G和由用于蓝色的衍射光学装置21B 漫射和成形的蓝色激光束2B分别地转换成基本彼此平行的激光束3R、 3G 和3B。
此外，偏振束分离器33设置在场透镜31的前方，从而由场透镜31转 换成基本平行的光的激光束3R、 3G和3B透射通过偏振束分离器33并进入 反射式液晶面才反40。
<反射式液晶面4反>
在反射式液晶面板40中，液晶层41在入射出射侧基板50与反射侧基 板(背板)60之间形成，微透镜阵列在入射出射侧基板50上形成而反射层 在反射侧基板60上形成。
作为实例，如图3或4所示，入射出射侧基板50构造为使得其中排列 有大量微透镜51a的微透镜阵列51由透明树脂等在由石英等制成的透明基 板上形成，由透明的导电材料例如ITO (铟锡氧化物)制成的相对的公共电 极45在背面侧上形成。
反射侧基板60构造为在图3和4中省略的有源矩阵型(active matrix type)的液晶驱动电路在支撑基板的一个表面侧上采用薄膜晶体管(TFT) 形成，支撑基板由石英、单晶硅等制成，大量成组的反射层61R、 61G和 61B以阵列在液晶驱动电路上形成，而由透明导电材料例如ITO制成的大 量成组的像素电极47R、 47G和47B以阵列在正面侧上形成。由于反射式液晶面板40、入射出射侧基板50和反射侧基板60以这样的 方式设置，其间形成小的间隙且相对的公共电极45与像素电极47R、 47G 和47B 4皮此相对，液晶注入在它们之间以形成液晶层41, 乂人而形成用于红 色的像素(用于红色显示的子像素)Pr、用于绿色的像素(用于绿色显示的 子像素)Pg和用于蓝色的像素(用于蓝色显示的子像素)Pb。液晶模式可 以是反射式液晶的通常的模式例如ECB模式。
在此情况下，如从激光束的入射侧看，每个都由成组的像素Pr、 Pg和 Pb (成组的像素电极47R、 47G和47B )形成的显示单元49排列成以如图5 所示的A的阵列(阵列中每个显示单元49的中心位于三角形的顶点处)或 以正方形的阵列(阵列中相同颜色的像素在Y方向上排列)。
当显示单元49以如图5所示的A的阵列排列时，微透镜51a以与显示 单元49 一比一的比例形成，从而它们具有如图5所示的AM敫光束的入射侧 看的六角形形状。当显示单元49以正方形阵列排列时，微透镜51a以与显 示单元49 一比一的比例形成，从而它们具有如从激光束的入射侧看的矩形 的形状(正方形状或长方形状)。
此外，当显示单元49以正方形阵列排列并且像素Pr、 Pg和Pb上的光 源图像形成为对于每个像素它们中的每个并不形成为点(斑)而是形成沿Y 方向延伸的线(狭缝)时，微透镜51 a可以形成为沿Y方向延伸的柱面透镜。 由于入射在反射式液晶面板40上的激光束3R、 3G和3B由场透镜31 各自转变成基本上平行的光束，优选地，为了抑制球面相差，每个微透镜51a 以非球面的表面形成。
当像素电极47R、 47G和47B和反射层61R、 61G和61B分别相互电连 接时，其间的接触分别在像素电极47R、 47G和47B的角落部分47r、 47g 和47b处实现，如图5所示。
图3示出如下情况，其中在半径为等于或略小于相应的微透镜51a的焦 距的距离、以微透镜51a的主点(principal point)为中心的球面上，每个 反射层61R、 61G和61B形成为具有相同球形形状的凹曲面镜(concave curved mirror)。该曲面镜可以通过蚀刻等使绝缘层的表面形成为球面并如 下文所述的在球面上制造铝层而形成。
作为实例，当倾斜的光通量(在图1和3中，其入射角用y指示，其色 散角(dispersion angle)用cc指示)入射时，为了将被作为反射层的曲面镜反射的光返回并包括在偏振束分离器33的有效利用范围内，需要满足下面 表达式(4)的条件。
0.9/^"/ (4)
其中，
R:以微透镜51a的主点H为中心的上述的球面的半径， f:微透镜51a的焦距。
表达式(4)表示，作为实验的结果，优选地，作为反射层的曲面镜的 半径R等于或大于90%的微透镜51a的焦距f但等于或小于100%的微透镜 51a的焦距f。
微透镜51 a的焦距f等于或大于大约1 OOpm (从主点H的空气中转换数 值)；从微透镜51a的主点H到相对的公共电极45的距离等于或小于大约 120|im (材料中的实际距离)，X方向上像素Pr、 Pg和Pb (像素电极47R、 47G和47B,反射层61R、 61G和61B)的宽度大约为6到10pm。
据此，从红色激光器11R、绿色激光器IIG和蓝色激光器IIB发出、分 别被用于红色的衍射光学装置21R、用于绿色的衍射光学装置21G和用于蓝 色的衍射光学装置21B漫射和成形、被场透镜31转变成基本平行的光束、 透射通过偏振束分离器33并进入反射式液晶面板40的入射出射侧基板50 的红色、绿色和蓝色的激光束3R、 3G和3B,被微透镜51a分布和会聚、透 射通过液晶层41的相应的像素Pr、 Pg和Pb (像素电极47R、 47G和47B)、 被相应的反射层61R、 61G和61B反射、以相反的方向透射通过相同的像素 Pr、 Pg和Pb、以相反的方向从相同的微透镜51a射出并以上述的光发散角 a被保持在基本相等的数值的状态进入偏振束分离器33 。
也就是，上述的用于红色的衍射光学装置21R将从红色激光器IIR发出 的红色激光束1R漫射和成形，从而红色激光束1R最终通过微透镜51a被引 入到液晶层41的用于红色的像素Pr。用于绿色的衍射光学装置21G将从绿 色激光器IIG发出的绿色激光束1G漫射和成形，从而绿色激光束1G最终 通过微透镜51a被引入到液晶层41的用于绿色的像素Pg。用于蓝色的衍射 光学装置21B将从蓝色激光器11B发出的蓝色激光束1B漫射和成形，从而 蓝色激光束1B最终通过微透镜51a被引入到液晶层41的用于蓝色的像素 Pb。
红色图像信号被施加到液晶层41的像素Pr以调制和控制像素Pr的透射
16系数，绿色图像信号被施加到液晶层41的像素Pg以调制和控制像素Pg的 透射系数，而蓝色图像信号被施加到液晶层41的像素Pb以调制和控制像素 Pb的透射系数。
因此，在激光透射通过像素Pr后获得红色图像光，在激光透射通过像 素Pg后获得绿色图像光，在激光透射通过像素Pb后而获得蓝色图像光。
如图3所示，反射层61R、 61G和61B可以不完全地如图3所示沿5求面 延伸，而可以以比图3的情形略大的曲率(以略小的曲率半径)弯曲。
或者，如图4所示，每个反射层61R、 61G和61B可以形成为平面(平 板)，而在相对侧的反射层61R和61B与中间的反射层61G在相反的方向上 成角度Ti倾斜，从而反射层61R、 61G和61B近似地处于球面上。角度ri在 从大约3到5。的范围内。
在此情况下，尽管图4中未示出，存在这样的可能性，被反射层61R、 61G和61B反射的光可能泄露到相邻的像素(子像素)或显示单元。然而， 由于光发散角a为大约土l度并足够地小，泄露的光量少，颜色混合引起的 颜色纯度的降低很小。
<通过投影透镜的投影>
如图1所示，以如上所述的方式从反射式液晶面板40发出的图像光通 量(被反射的激光束)5R、 5G和5B被偏振束分离器33反射并被投影透镜 90通常投影为多色的图像光在投影仪外部的屏幕上。投影透镜卯是多个透 镜的组合。从而多色图像在屏幕上显示。
<效果〉
由于上述的单板型的反射式液晶投影仪使用每个由半导体激光器或固 态激光器形成的红色激光器11R、绿色激光器IIG和蓝色激光器IIB并且还 使用用于各种颜色的衍射光学装置21R、 21G和21B，整个投影仪的光源部 分和光学系统可以被显著地小型化。
尽管衍射光学装置21R、 21G和21B的最小衍射角具有与反射式液晶面 板40上的亮度的均匀性的折衷(trade off)关系，它可以被增大到大约30 度只要没有失去亮度的均匀性。因此，衍射光学装置21与场透镜31之间的 距离可以减小，整个投影仪的长度可以减小。
具体地，整个投影仪的光学系统可以在尺寸上减小为在X方向和Y方 向上除了投影透镜90之外的大约lcm的宽度、在Z方向上大约3.5cm的长度并到大约几cm3到10cm3的体积。
此外，由于由红色激光器IIR、绿色激光器IIG和蓝色激光器IIB构成 的激光器光源被用作光源，如上所述可以使光发散角oc足够地小比如± 1度 或更小，可以使光利用效率足够高比如30%。因此，激光器输出功率可以减 小，这有利于抵抗热产生的对策和安全的对策。
此外，当灯用作光源时，如果没有使用光圏等，则光发散角大(通常为 大约10度到15度)，在单板型的反射式液晶投影仪的情况下，颜色混合发 生并且颜色纯度降低。然而，对于根据本发明的上述实例的单板型的反射式 液晶投影仪，由于如上所述光发散角cc可以足够地小比如± 1度或更小，由 颜色混合引起的颜色纯度的下降不会发生。
此外，同样由于可以使投影透镜90上的光入射角小，所以具有大F数 目的透镜可以被用作投影透镜90,可以预期在设计投影透镜90上的自由度 增大，投影透镜90的成本的减少。
而且，由于黑色显示不是通过关断各种颜色的激光束1R、 1G和1B来 实现，而是通过由液晶驱动电路截断液晶层41的相应的显示单元，所以图 像的对比度没有下降。
而且，由于如上所述光发散角cx和光入射角^可以被设定得小，由到反
本发明的基本思想还可以应用到透射型的液晶投影仪。在此情况下，在 图1中，反射式液晶面板40由透射式液晶面板取代，在透射式液晶面板中， 液晶层在入射侧基板与出射侧基板之间形成，微透镜阵列在入射侧基板上形 成，有源矩阵型的液晶驱动电路在出射侧基板上形成，从而被场透镜31转 换成基本平行光的各种颜色的激光束3R、 3G和3B被直接引入到透射式液 晶面板，因此它们透射通过透射式液晶面板并通过投影透镜投影为各色的图 像光。
然而，当像素节距(pitch)被减小以提高液晶面板的清晰度时，像素节 距不能设定得小于对应于波长的衍射极限。因此，图6(A)图解了在透射 型的液晶投影仪的情况下，像素的透射区域Ar、 Ag和Ab与透射通过透射 区域Ar、 Ag和Ab的激光的斑(spot) 4R、 4G和4B的关系，图6 ( B )图 解了在反射型的液晶投影仪的情况下，像素的反射区域Cr、 Cg和Cb与被 反射区域Cr、 Cg和Cb反射的激光的斑4R、 4G和4B的关系，从图6(A)和图6(A)可见，反射式液晶投影仪可以比透射式液晶投影仪更宽地使用
像素范围，液晶面板可以容易地形成为高清晰度的液晶面板。
(1-2.第二实例图7和8)
图7示出了其中折射光学装置用作光束漫射及成形光学装置的情况，其 作为单板型的反射式液晶投影仪的第二实例。
同时，在本实例中，红色激光器11R、绿色激光器IIG和蓝色激光器11B 设置为光源，在本实例中，激光器IIR、 IIG和IIB设置为例如相对侧上的 激光束1R和1B各自相对于中心的激光束1G以预定的角度倾斜，从而它们 可以指向场透镜31的主点。
这是因为，在折射光学装置的情况下，不同于上述衍射光学装置的情况， 如果中心的光束被倾斜地引入从而射出的光束的中心线彼此一致，则便于光 学系统的设计。自然地，可以类似于图1的实例使各色的激光束1R、 1G和 1B 4皮此平行。
然后，在本实例中，折射光学装置用作光束漫射及成形光学装置，从激 光器IIR、 11G和11B发出的激光束1R、 1G和1B例如分别透射通过入/2 板13R、 13G和13B,从而被引入到折射光学装置23中。
折射光学装置本身是公知的并可以参照互联网上的描述(例如，URL; http:〃www.rpcphotonics.com/engineer—diffuser,htm )等。
折射光学装置由具有不同的形状和曲率并被二维地聚集在一起的微透 镜构成，并可以通过光的折射漫射和成形光束。微透镜具有不同的曲率和半 径，并具有大约50jam的边的长度，入射到微透镜的光被微透镜折射和重叠 并最后被成形到预定的形状，同时亮度分布也可以被均匀化。
然而，在衍射光学装置的情况下，表面上形成的很小的衍射图案形成衍 射图案并且该衍射光束彼此重叠，在折射光学装置的情况下，微透镜折射入 射光束以会聚和漫射光束来彼此重叠，从而将光成形到预定的形状，同时获 得亮度分布的均匀性。
在图7的实例中，作为折射光学装置23，设置了这样的折射光学装置， 其中，该折射光学装置漫射和成形激光束1R、 1G和1B,从而它们进入反 射式液晶面板40的显示区域的整个区域上的反射式液晶面板的液晶层41中 对应的像素，如分别由激光束2R、 2G和2B所示。如图8 (A)和8 (B) 中以放大的比例部分地示出，在该折射光学装置中各色的激光束1R、 1G和
19IB共用的大量的微透镜23a 二维地形成在一个表面侧上。应该注意，图8 (B)的光9示出了入射到特定微透镜的光的折射方式。
在折射光学装置中，折射率只取决于形成装置的材料的漫射关系，在可 见光区域中，相对于各色的光束的折射率基本是相等的。因此，折射光学装 置23可以以此方式对各色的激光束1R、 2G和2B共同地使用。
如上所述的折射光学装置23可以通过计算机模拟设计并采用树脂材料 从电铸制造的母版(master)制造。
其他的要点，比如场透镜31设置在折射光学装置23与偏振束分离器33 之间从而被折射光学装置23漫射和成形的各色的激光束2R、 2G和2B被分 别转变成基本平行光的激光束、反射式液晶面板40的构造等，与图1的实 例中的相同。因此，在本实例中，也可以实现与图1的实例的非常相似的效 果。
(1-3.反射侧基板的构造和制造方法的实例图9和10 )
反射式液晶面板40的反射侧基板(背板)60基本上可以是其上形成有 有源矩阵型的液晶驱动电路和反射层61R、 61G和61B的任何基板。作为实 例，反射侧基板60可以以如图9中示出的方式构造。
具体地，在本实例中，由Si02等制成的缓冲层64在由石英或硅制成的 支撑基板63上形成，由WSi等制成的杂散光入射防止层(stray light incidence preventing layer) 65在緩沖层64上形成。此外，由&02等制成的层间绝缘 层66a在杂散光入射防止层65上形成。
此外，由高温多晶硅等制成的有源层71在层间绝缘层66a上形成，氧 化物膜(热氧化物膜)72和73在有源层71上形成。此外，栅极电极74在 氧化物膜72上形成，存储电容器75在氧化物膜73上形成。
而且，层间绝缘层66b在层间绝缘层66a上形成，由铝制成的信号线76 和信号线引线层77以它们被连接到有源层71的状态在层间绝缘层66b上形 成，层间绝缘层67在层间绝缘层66b上形成。
此外，由钛等制成的黑色金属层78在层间绝缘层67上形成，其中黑色 金属层78连接到信号线引线层77,层间绝缘层68在黑色金属层78上形成。 此外，金属层79在层间绝缘层68上形成，其中金属层79连接到黑色金属 层78。
此外，层间绝缘层69在金属层79上形成，由铝等制成的反射层61a在层间绝缘层69中形成，其中反射层61a连接到金属层79，接触孔62在层间 绝缘层69中形成。此外，由ITO等制成的像素电极47a在层间绝缘层69上 形成，其中像素电极47a通过接触孔62的内部连接到金属层79。
以如上所述的方式形成的反射侧基板60以及入射出射侧基板50设置为 其间形成小的间隙，像素电极47a和相对的公共电极45彼此相对，液晶注 入在它们之间以形成液晶层41。
TFT电路可以由如上文所述的高温多晶硅形成，而支撑基板63由石英 制成，或者还可以由所谓的LCOS形成，其中支撑基板63由单晶硅制成。 在高温硅的情况下，不需要隔离，掩^^莫的数目小并且可以降低成本。在单晶 硅的情况下，可以预期采用LSI技术实现更高的清晰度并增强晶体管驱动能 力。
作为实例，如上所述的反射侧基板60通过图IO中示出的方法制造。具 体地，如图10 ( A)所示，首先，如上所述的TFT电路(图9的从緩冲层 64到层间绝缘层68的部分)81在支撑基板63上形成，金属层79在TFT 电路81上形成。此外，形成上述的层间绝缘层69的下层部分的层间绝缘层 69a在金属层79上形成。
然后，层间绝缘层69a的上表面侧通过灰度方法(gray scale method)或 多掩模方法的光刻来干法刻蚀到如图10 (B)中示出的球面形状。然后如图 IO(C)所示，在蚀刻之后反射层61在层间绝缘层69a上的整个区域上形成， 然后如图10(D)所示，反射层61的部分被干法蚀刻以形成各个反射层61R、 61G和61B。
然后，如图10 (E)所示，形成如上所述的层间绝缘层69的上层部分 的层间绝缘层69c形成在反射层61R、 61G和61B上，接触孔62形成在层 间绝缘层69c中，并且各个像素电极47R、47G和47B形成在层间绝缘层69c 上。
(1-4.光学系统的其他实例) 从半导体激光器发出的激光束并不具有圆形的截面形状并在垂直方向
和水平方向上以不同的角度分散。然而，将被引入到衍射光学装置或折射光
学装置的激光束期望具有接近于圆形形状的截面形状。此外，从DPSS激光
器发出的激光束实际上具有相当小的束直径。
光发散角(X具有根据从激光器发出的激光束的束直径的数值，光发散角oc随着束直径的减小而减小。因此，当入射到上述反射式液晶面板40的激 光将被微透镜51a会聚并被引入到相应的像素时，为了使会聚光形状尽可能 地小，需要尽可能地减小从激光器发出的激光束的束直径。
然而，当例如在图1的实例中，用于各种颜色的衍射光学装置21R、 21G 和21B每个形成为所谓的漫射体，该漫射体通过周期的节距在二维方向均匀 地漫射衍射光，需要将激光束在多个基本周期上分别引入到衍射光学装置 21R、 21G和21B。如果将被引入到用于绿色的衍射光学装置21G的激光束 1G的束直径过小，那么绿色的衍射光不能在二维方向均匀地漫射。
因此，优选地，将被引入到衍射光学装置21的各色的激光束1R、 1G 和1B的束直径为大约0.5mm到l.Omm。这是因为，上述的基本周期在实际 使用中为大约0.2mm。
因此，作为光源部分，从每个由例如半导体激光器形成的红色激光器11R 和蓝色激光器IIB发出的激光束1R和1B被成形以通过准直透镜(collimation lens)具有接近于圆形形状的束截面形状，从而在衍射光学装置21的位置处， 束直径大约为0.8mm,并且像散(astigmatism)被减小。同时，从由DPSS 激光器形成的绿色激光器11G发出的激光束1G的直径被束扩大器增大从而 它在衍射光学装置21的位置处为大约0.6mm。
红色激光器、绿色激光器和蓝色激光器可以设置为其出射面(emergent face)(输出面)沿一个方向延伸或排列。通过以这种方式设置激光器使其出 射面沿一个方向延伸或排列，可以增大各色的全部激光器的光量以增大图像 的亮度并减小激光器特有的斑点噪声(speckle noise )。此外，还可以将激光 器集成到一个基板上。
尽管哪种颜色的激光束定位于中心是可选的，例如，当漫射体被用于衍 射光学装置时，为了使上述的衍射角大，优选地，短波长的蓝色激光束处于 中心，不同于附图中示出的实例。
应该注意的是，尽管图1和7的实例涉及以下情况，其中由场透镜31 转变成基本平行光的各色的激光束3R、 3G和3G透射通过偏振束分离器33 并被引入到反射式液晶面板40,然后被反射式液晶面板40的反射侧基板60 反射，随后从反射式液晶面板40射出的各色的图像光通量5R、 5G和5B被 偏振束分离器33反射并被引入到投影透镜90;相反地，其还可以被构造和 布置为激光束3R、 3G和3G被偏振束分离器反射并被引入到反射式液晶面板，被反射式液晶面板的反射侧基板反射和从反射式液晶面板射出的光的图 像光通量透射通过偏振束分离器并被引入到投影透镜。
作为第二实施例，双板型的反射式液晶投影仪的实例在图11中示出， 其采用双反射式液晶面板用于红色、绿色和蓝色的三种颜色。
在本实例中，从由半导体激光器形成的红色激光器IIR发出的红色激光 束1R和从由半导体激光器形成的蓝色激光器IIB发出的蓝色激光束1B在 其截面形状分别被准直透镜15R和15B改变从而接近如上所述的圓形形状 之后被引入到折射光学装置23。同时，从由DPSS激光器形成的绿色激光器 IIG发出的绿色激光束1G在如上所述其束直径^C束扩大器17G增大之后一皮 引入到折射光学装置23。
在此情况下，激光器IIR、 IIG和IIB布置为红色激光束1R和蓝色激 光束1B的偏振方向和绿色激光束1G的偏振方向将互相垂直。
然后，红色激光束1R和蓝色激光束1B被折射光学装置23漫射和成形， 从而它们被引入到反射式液晶面板40RB的显示区域的整个区域上的相应的 像素。同时，绿色激光束1G被漫射和成形，从而它被引入到反射式液晶面 板40G的显示区域的整个区域上的像素。
在反射式液晶面板40RB中，用于形成红色和蓝色像素的液晶层在入射 出射侧基板与反射侧基板(背板)之间形成，微透镜阵列在入射出射侧基板 上形成，同时反射层对应于反射侧基板上的像素而形成。尽管在图1和7中 的实例中的图3或4中示出的反射式液晶面板40中显示单元49由用于红色、 绿色和蓝色的成组的像素Pr、 Pg和Pb形成， 一个显示单元由成组的红色和 蓝色像素构成。
在反射式液晶面板40G中，用于形成绿色^f象素的液晶层在入射出射侧基 板与反射侧基板(背板)之间形成，遇必要时微透镜阵列在入射出射侧基板 上形成，而反射层对应于反射侧基板上的像素形成。因此， 一个显示单元由 一个像素构成。
由折射光学装置23漫射和成形的红色、绿色和蓝色的激光束2R、 2G 和2B被场透镜35转变成基板平行光的激光束3R、 3G和3B。此外，从激 光束3R、 3G和3B当中，红色激光束3R和蓝色激光束3B被偏振束分离器 37反射并被引入到反射式液晶面板40RB。红色激光束3R和蓝色激光束3B一皮反射式液晶面板40RB的上述反射层反射，从而它们从反射式液晶面4反 40RB射出。绿色激光束3G透射通过偏振束分离器37并被引入到反射式液 晶面板40G，然后被反射式液晶面板40G的上述反射层反射并从反射式液晶 面板40G射出。
在反射式液晶面板40RB中，用于红色的图像信号施加到液晶层的红色 像素以调制和控制红色像素的透射系数，用于蓝色的图像信号施加到液晶层 的蓝色像素以调制和控制蓝色像素的透射系数。
在反射式液晶面板40G中，用于绿色的图像信号施加到液晶层的像素 (绿色像素，显示单元)以调制和控制像素的透射系数。
因此，当用于红色和蓝色的图像光通量获得为由反射式液晶面板40RB 的反射层反射并从反射式液晶面板40RB射出的红色激光束5R和蓝色激光 束5B;用于绿色的图像光通量获得为由反射式液晶面板40G的反射层反射 并从反射式液晶面板40G射出的绿色激光束5G。
红色激光束5R和蓝色激光束5B透射通过偏振束分离器37并被引入到 投影透镜90,绿色激光束5G被偏振束分离器37反射并被引入到投影透镜 卯。
因此，多色图像光7通过投影透镜90被投影到投影仪外的屏幕上，且 多色图像在屏幕上显示。
尽管图11的实例是其中折射光学装置23用作光束漫射及成形光学装置 的情况，但是也可以使用类似于图1的实例中的衍射光学装置。
作为第三实施例，三板型的反射式液晶投影仪的实例在图12中示出， 在该实例中彼此单独的反射式液晶面板用于红色、绿色和蓝色的三种颜色。
在本实例中，在从红色激光器IIR和蓝色激光器IIB发出的红色激光束 和蓝色激光束的截面形状分别被折射光学装置23R和23B改变以接近圓形 的形状，红色激光束和蓝色激光束被折射光学装置23R和23B漫射和成形， 从而它们被引入到反射式液晶面板40R和40B的显示区域的整个区域上的 像素。同时，从绿色激光器11G发出的绿色激光束在其束直径被束扩大器 17G增大后被折射光学装置23G漫射和成形，从而它被引入到反射式液晶面 板40G的显示区域的整个区域上的像素。
在反射式液晶面板40R、 40G和40B的每个中，形成像素的液晶层在入
24射出射侧基板与反射侧基板(背板)之间形成，遇必要时微透镜阵列在入射 出射侧基板上形成，而反射层对应于像素在反射侧基板上形成。在反射式液
晶面板40R、 40G和40B的每个上， 一个显示单元由一个像素构成。
由折射光学装置23R、 23G和23B漫射和成形的红色、绿色和蓝色的激 光束2R、 2G和2B被场透镜35R、 35G和35B分别转变成基本平行光的激 光束3R、 3G和3B。激光束3R、 3G和3B 一皮偏振束分离器37R、 37G和37B 反射并被引入到反射式液晶面板40R、 40G和40B，随后它们分别被反射式 液晶面板40R、 40G和40B的反射层反射并从反射式液晶面板40R、 40G和 40B射出。
在反射式液晶面板40R、 40G和40B中，用于红色、绿色和蓝色的图像 信号施加到液晶层的像素(显示单元)以调制和控制像素的透射系数。
因此，红色、绿色和蓝色的图像光束获得为分别被反射式液晶面板40R、 40G和40B的反射层反射并从反射式液晶面板40R、 40G和40B射出的红色、 绿色和蓝色的图像光通量5R、 5G和5B。
红色激光束5R和蓝色激光束5B透射通过偏振束分离器37R和37B并 被正艾二向色梭镜(cross dichroic prism) 39透射，然后被引入到投影透镜 90;而绿色激光束5G透射通过偏振束分离器37G并透射通过正交二向色棱 镜39,然后被引入到投影透镜卯。
因此，多色图像光7通过投影透镜90被投影在投影仪外的屏幕上，且 多色图像在屏幕上显示。
在本实例中，衍射光学装置也可以用于代替折射光学装置23R、 23G和 23B的每一个。
图13示出本发明的图像再现装置的实例。
在本实例中，如图1或7的实例中的单板型的反射式液晶投影仪IIO构 造为移动电话终端100中的本发明的反射式液晶投影仪。
具体地，移动电话终端IOO是可折叠型的，其中打开和关闭部分101可 以相对于基体部分(base section ) 102打开和关闭，在该打开和关闭部分101 上设置有比如液晶显示器或有机EL显示器的显示器和接收器扬声器，在该 基体部分102上设置有各个键和话筒扩音器。例如，反射式液晶投影仪110 构造在基体部分102的一个侧部中，从而投影透镜部分111向侧面突出，在
25该投影透镜部分111上设置有上文所述的投影透镜90。
对于移动电话终端100,图像数据通过移动电话通讯网络获得，或者通 过构造于移动电话终端100中的照相机对图像采集对象的图像采集获得，以 及记录在记录介质中，该记录介质比如为构造于移动电话终端100中的半导 体存储器或硬盘或者安装在移动电话终端IOO上的存储卡。该图像数据被移 动电话终端100的内部图像处理部分处理并被转换成用于红色、绿色和蓝色 的图像信号，该图像信号施加到反射式液晶投影仪110的反射式液晶面板 40,从而多色图像光7可以投影在移动电话终端100外的屏幕200上。 房间的墙壁、桌子的顶板、置于桌上的纸等可以用作屏幕200。 本发明的反射式液晶投影仪不仅可以结合到移动电话终端中，还可以结 合到处理图像信号以再现图像的任何装置，比如数字照相机(数字静物照相 机)、视频摄像机、移动计算机和游戏机，该图像信号记录在构建于该装置 中或安装在该装置上的记录介质中。
权利要求
1. 一种反射式液晶投影仪，包括光源部分，具有第一激光器、第二激光器和第三激光器，所述第一激光器、第二激光器和第三激光器中每个由半导体激光器或固态激光器构成，并构造为分别发射红色、绿色和蓝色的激光束；反射式液晶面板，包括液晶层，形成在入射出射侧基板与反射侧基板之间，并形成红色、绿色和蓝色的像素；微透镜阵列，形成在所述入射出射侧基板上并由大量微透镜形成；以及反射层，对应于所述像素形成在反射侧基板上；光束漫射及成形光学装置，构造为通过光的衍射或折射来漫射和成形从所述光源部分发射的激光束，从而将所述激光束引入到所述反射式液晶面板的显示区域的整个区域上的所述液晶层的相应像素；透镜系统，构造为将由所述光束漫射及成形光学装置漫射和成形的各色的激光束转变成基本平行的光束；光学装置，构造为透射或反射由所述透镜系统转变成基本平行的光束的各色的激光束，从而将各色的激光束从所述入射出射侧基板引入到所述反射式液晶面板，并且进一步通过所述微透镜将各色的激光束引入到所述液晶层；以及投影透镜，构造为将透射通过所述液晶层之后被所述反射层反射、再次透射通过所述液晶层、通过所述微透镜从所述入射出射侧基板射出、并且被所述光学装置反射或透射通过所述光学装置的各色的图像光束投影。
2. 如权利要求1所述的反射式液晶投影仪，其中 所述反射层是凹面镜，所述凹面镜具有位于以相应的微透镜的主点为中心且半径为等于或略小于所述微透镜的焦距的距离的球面上的凹面，所述凹 面镜具有相同的球面形状并指向所述微透镜。
3. 如权利要求1所述的反射式液晶投影仪，其中所述反射层是平面镜，所述平面镜位于以相应的微透镜的主点为中心且 半径为等于或略小于所述微透镜的焦距的距离的球面上，所述平面镜指向所述微透镜。
4. 如权利要求1所述的反射式液晶投影仪，其中所述反射式液晶面板的每个像素电极在各角落部分电连接到所述反射 层中相应的一个。
5.—种反射式液晶投影仪，包括第一激光器、第二激光器和第三激光器，所述第一激光器、第二激光器 和第三激光器的每个由半导体激光器或固态激光器形成，并构造为分别发射 红色、绿色和蓝色中的第一颜色、第二颜色和第三颜色的激光束；第一反射式液晶面板，包括液晶层，形成在入射出射侧基板与反射侧 基板之间，并形成第一颜色的像素；以及反射层，对应于所述像素形成在所 述反射侧基板上；第二反射式液晶面板，包括液晶层，形成在入射出射侧基板与反射侧 基板之间，并形成第二颜色和第三颜色的像素；微透镜阵列，形成在所述入 射出射侧基板上并由大量微透镜形成；以及反射层，对应于所述像素形成于 所述反射侧基板上；光束漫射及成形光学装置，构造为通过光的衍射或折射来漫射和成形从 所述第一激光器、所述第二激光器和所述第三激光器发射的第一颜色、第二 颜色和第三颜色的激光束，从而第 一颜色的激光束被引入到所述第 一反射式 液晶面板的显示区域的整个区域，第二颜色的激光束和第三颜色的激光束被 引入到所述第二反射式液晶面板的显示区域的整个区域上的所述第二反射 式液晶面板的所述液晶层的相应的像素；透镜系统，构造为将由所述光束漫射及成形光学装置漫射和成形的第一 颜色、第二颜色和第三颜色的激光束转变成基本平行的光束；光学装置，构造为透射或反射被所述透镜系统转变成基本平行的光束的 第一颜色的激光束，并透射或反射由所述透镜系统转变成基本平行的光束的 第二颜色和第三颜色的激光束，从而将所述第一颜色的激光束引入到所述第 一反射式液晶面板的所述液晶层，并且将所述第二颜色和第三颜色的激光束 引入到所述第二反射式液晶面板的所述液晶层；以及投影透镜，构造为将透射通过所述液晶层后在所述第一反射式液晶面板 中由所述反射层反射、再次透射通过所述液晶层、从所述入射出射侧基板射 出、并由所述光学装置反射或透射通过所述光学装置的第一颜色的图像光投 影，以及将透射通过所述液晶层之后在所述第二反射式液晶面板中由所述反 射层反射、再次透射通过所述液晶层、从所述入射出射侧基板通过所述微透镜射出、并且透射通过所述光学装置或由所述光学装置反射的第二颜色和第 三颜色的图像光投影。
6.—种反射式液晶投影仪，包括第一激光器、第二激光器和第三激光器，所述第一激光器、第二激光器 和第三激光器的每个由半导体激光器或固态激光器形成，并构造为分别发射 红色、绿色和蓝色的激光束；分别用于红色、绿色和蓝色的第一反射式液晶面板、第二反射式液晶面 板和第三反射式液晶面板，所述第一反射式液晶面板、第二反射式液晶面板 和第三反射式液晶面板每个包括液晶层，形成在入射出射侧基板与反射侧 基板之间，并形成大量的像素；以及反射层，对应于所述像素形成在所述反 射侧基板上；第一光束漫射及成形光学装置、第二光束漫射及成形光学装置和第三光 束漫射及成形光学装置，构造为通过光的衍射或折射来漫射和成形从所述第 一激光器、所述第二激光器和所述第三激光器发射的红色、绿色和蓝色的激 光束，从而将所述红色、绿色和蓝色的激光束分别引入到所述第一反射式液 晶面板、所述第二反射式液晶面板和所述第三反射式液晶面板的显示区域的 整个区域；第一透镜系统、第二透镜系统和第三透镜系统，构造为将由所述第一光 束漫射及成形光学装置、所述第二光束漫射及成形光学装置和所述第三光束 漫射及成形光学装置漫射和成形的红色、绿色和蓝色的激光束转变成基本平 行的光束；第一光学装置、第二光学装置和第三光学装置，构造为透射或反射由所 述第 一透镜系统、所述第二透镜系统和所述第三透镜系统转变成基本平行的 光束的红色、绿色和蓝色的激光束，将所述红色、绿色和蓝色的激光束分别 引入到所述第一反射式液晶面板、所述第二反射式液晶面板和所述第三反射 式液晶面板的液晶层；第四光学装置，构造为合成透射通过所述液晶层之后在所述第一反射式 液晶面板、所述第二反射式液晶面板和所述第三反射式液晶面板中由所述反 射层反射，再次透射通过所述液晶层，从所述入射出射侧基板射出，并且透 射通过所述第一光学装置、所述第二光学装置和所述第三光学装置或者被所 述第一光学装置、所述第二光学装置和所述第三光学装置反射的红色、绿色和蓝色的图像光；以及投影透镜，构造为将来自所述第四光学装置的图像光投影。
7. —种图像再现装置，包括构造于其中的根据权利要求1到6中任一所 述反射式液晶投影仪。
全文摘要
反射式液晶投影仪被小型化到一定尺寸以可以被结合在比如移动电话终端的小的装置中。红色、绿色和蓝色激光束(1R、1G、1B)被衍射光学装置(21R、21G、21B)漫射，从而每个光束完全漫射在反射式液晶面板(40)显示区域上并进入液晶层(41)的相应的像素。被漫射的激光束(2R、2G和2B)通过场透镜(31)和偏振束分离器(33)输入到反射式液晶面板(40)。红色、绿色和蓝色的像素形成在反射式液晶面板(40)上，微透镜阵列形成在入射/出射侧基板(50)上，并且在相对侧的基板(60)上，反射层对应于每个像素形成。每种颜色的激光束由微透镜分布并会聚并输入到相应的像素，然后由相应的反射层反射。可以使用折射光学装置替代衍射光学装置。
文档编号G03B21/00GK101454716SQ200780019468
公开日2009年6月10日 申请日期2007年5月16日 优先权日2006年5月26日
发明者贝瀬喜久夫 申请人:索尼株式会社