光学系统以及使用该光学系统的投射显示装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了光学系统以及使用该光学系统的投射显示装置。该光学系统被配置为将经反射型光调制器调制的光引至投射透镜的光学系统，所述投射透镜被配置为将所述光投射到目标面上。该光学系统包含偏振分束器，其被配置为将作为p偏振光的第一有色光和作为s偏振光的第二有色光中的每一个引至彼此不同的反射型光调制器中的对应的一个反射型光调制器，以及将经所述反射型光调制器调制的光束相互组合；分束器，其布置在所述偏振分束器和所述投射透镜之间，并且其被配置为根据所述第一有色光的偏振方向分离第一有色光以及不管所述第二有色光的偏振方向如何都透射或反射所述第二有色光；以及半波片，其被布置在所述偏振分束器和所述分束器之间。
【专利说明】光学系统以及使用该光学系统的投射显示装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及光学系统以及使用该光学系统的投射显示装置。
【背景技术】
[0002]日本专利公开N0.( “JP”)2001-154152公开了颜色分离和组合光学系统，其使用在反射型液晶显示(“LCD”)元件和投射透镜之间的波长选择偏振转子。但是，由于波长选择偏振转子导致光处于与希望的偏振状态不同的偏振状态，因此对比度降低。因此，JP2006-071761公开了一个实施例，该实施例没有在IXD元件和投射透镜之间布置波长选择偏振转子，而是利用如下元件作为三个有色光束的组合器，该元件用作用于特定波长范围的二向色镜并且对于其它波长范围提供偏振分离和组合特性。
[0003]JP2006-071761在IXD元件和投射透镜之间布置了波长选择偏振片，其用作用于特定波长范围的偏振片，但是该偏振片具有约80%?90%的透射率，并且甚至在透射轴向方向上吸收大量的光。由于近年来的对于较高亮度的要求，吸收大量光的偏振片导致产品寿命缩短。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种耐用的光学系统以及使用该光学系统并且可投射较高对比度图像的投射显示装置。
[0005]根据本发明的光学系统被配置为将被反射型光调制器调制的光引至投射透镜，该投射透镜被配置为将该光投射到目标面上。该光学系统包括偏振分束器，被配置为将作为P偏振光的第一有色光和作为S偏振光的第二有色光中的每一个引至彼此不同的反射型光调制器中的对应的一个反射型光调制器，并且将被所述反射型光调制器调制的光束相互组合；分束器，其被布置在所述偏振分束器和投射透镜之间，并且被配置为根据第一有色光的偏振方向分离第一有色光，以及透射或反射第二有色光，而不管第二有色光的偏振方向如何；以及半波片，其被布置在所述偏振分束器和所述分束器之间.[0006]参照附图阅读示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清晰。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是根据本发明的第一实施例的投射显示装置的框图。
[0008]图2是示出根据第一实施例的图1中所示的组合棱镜的特性的曲线图。
[0009]图3是根据本发明的第二实施例的投射显示装置的框图。
[0010]图4是示出根据第二实施例的图3中所示的组合棱镜的特性的曲线图。
【具体实施方式】
[0011]此实施例的光学系统包含偏振分光器,其被配置为透射第一偏振光和反射第二偏振光，以及组合器，其被配置为组合已透过该偏振分光器的两个有色光束(colored lightflux)(诸如红色(R)光和蓝色(B)光)与另一光束(诸如绿色(G)光)。第一偏振光束的偏振方向与第二偏振光束的偏振方向正交。例如，第一偏振光束为P偏振光，并且第二偏振光束为s偏振光。此实施例的光学系统将多个波长范围的照射光引至与该波长范围的光束对应的图像调制器，并且在该组合器处组合被该图像调制器调制的图像光束，并且将组合光引至投射光学系统。组合器布置在偏振分光器和投射光学系统之间。
[0012]组合器对于来自偏振分光器的两个有色光束中的一个有色光束(诸如R光束)将第一偏振光和第二偏振光之一引至投射光学系统。投射光学系统将来自组合器的光投射到目标面上。组合器对于来自偏振分光器的两个有色光束中的另一个有色光束(诸如B光束)将第一偏振光和第二偏振光两者弓I至投射光学系统。
[0013]在其中使得黑色为目标面的背景色的黑显示(black display)中，偏振分光器通过透射或反射去除上述两个有色光束，但是偏振分光特性不完全。因此，为了帮助偏振分光器的去除，现有技术利用组合器的偏振分光特性去除被引至组合器的一个有色光，并且利用布置在组合器前面的偏振片去除被引至组合器的另一有色光。
[0014]此实施例提供了如下的光学系统，该光学系统可省去此偏振片，由此投射高对比度图像并且提高光学系统的耐用性。为了在黑显示状态中高效地去除另一有色光，此实施例利用偏振分光器的对于第二偏振光的偏振分光特性，其比对于第一偏振光的偏振分光特性高.换句话说，在黑显示状态中，此实施例将另一有色光引至第二偏振光中的偏振分光表面，并且通过使其返回光源侧来将其去除。
[0015]第一实施例
[0016]图1是根据第一实施例的投射显示装置(图像投射装置)的框图。该投射显示装置包括光源单兀、照射光学系统100、颜色分离和组合光学系统200、和投射透镜(projectionlens)(投射光学系统)18。
[0017]该光源单元包括光源I和抛物面反射器2。从光源(灯的发光部)I在所有方向上发射的光束被抛物面反射器2转换成近似平行光束，并且被发射。此实施例的光源I为超高压汞灯，但不限于此，并且可以是LED和激光源。
[0018]照射光学系统100照射多个图像调制器(反射型LCD、反射型液晶面板、或反射型光调制器)并且包括UV-1R (紫外光-红外光)滤光器3、第一透镜阵列4、第二透镜阵列5和会聚透镜6。如果需要，照射光学系统100可包括如下单元，该单元被配置为将照射光的偏振光调整为P偏振光(第一偏振光)。
[0019]来自抛物面反射器2的平行光束入射到UV-1R滤光器3，并且被第一透镜阵列4分割成多个部分光束。每一部分光束或每一分割光束在第二透镜阵列5附近会聚，并且形成光源图像(二次光源图像(secondary light source image))。从第二透镜阵列5发射的分割光束被会聚透镜6会聚，并且以叠加方式照射反射型IXD元件10RU0G和10B。
[0020]颜色分离和组合光学系统200包括被配置为将光分离成多个颜色成分的分色器，被配置为根据图像信号调制和反射各颜色成分的(有色)光束的光调制器，以及被配置为组合所有颜色成分的调制光束的组合器。
[0021]分色器包括二向色镜7和第二偏振分束器(“PBS”)14。
[0022]二向色镜7反射蓝色波长范围(B)的有色光以及红色波长范围(R)的有色光，并且透射绿色波长范围(G)的有色光。G色光(第一波长范围的光、第一颜色成分的光、或第一有色光)、R色光(第二波长范围的光、第二颜色成分的光、或第二有色光)、和B色光(第三波长范围的光、第三颜色成分的光、或第三有色光)中的每一个具有不同的波长范围.[0023]附图标记8指示入射侧偏振片G，其被配置为透射S偏振光(第二偏振光)。附图标记9指示具有偏振分光面的第一 PBS，其被配置为透射P偏振光并且反射s偏振光。
[0024]光调制器包括R反射型IXD元件10R、G反射型IXD元件10G、和B反射型IXD元件10B。每个IXD元件均用作图像调制器(液晶面板)。附图标记IlR指示R四分之一波片，附图标记IlG指示G四分之一波片，并且附图标记IlB指示B四分之一波片。R四分之一波片IlR被布置在第二 PBS14和R反射型IXD元件IOR之间。G四分之一波片IlG被布置在第一 PBS9和G反射型IXD元件IOG之间。B四分之一波片IlB被布置在第二 PBS14和B反射型IXD元件IOB之间。
[0025]附图标记15指示半波片G，其被配置为使偏振方向转变90°。
[0026]附图标记12指示被配置为透射s偏振光的入射侧偏振片。附图标记13是颜色选择相位差板，其被配置为将R色光的偏振方向转变90° ,并且维持B色光的偏振方向。入射侧偏振片12布置在颜色选择相位差板13和二向色镜7之间。
[0027]第二 PBS14对于R色光和B色光具有偏振分光特性。第二 PBS14具有被配置为透射P偏振光和反射s偏振光的偏振分光面(偏振分光器)14a。第二 PBS14用于使被对应的IXD元件调制和反射的B和R色光束相互组合，并且将组合光束引导至组合棱镜17 (对应于分束器)。颜色选择相位差板13被布置在第二 PBS14和入射侧偏振片12之间。
[0028]在此实施例中，第二 PBS14使作为第一波长范围的光的R色光的P偏振光透射到R反射型IXD元件(第一图像调制器)IOR0第二 PBS14将作为第二波长范围的光的B色光的s偏振光反射到B反射型IXD元件(第二图像调制器)10B。第二 PBS14具有多层膜，该多层膜被配置为反射被R反射型LCD元件IOR调制的R色光的s偏振光，以及透射被B反射型IXD元件IOB调制的B色光的P偏振光。
[0029]附图标记16指示半波片(λ/2板或偏振方向转变器)，其被配置为使偏振方向转变90°，并且布置在第二 PBS14和组合棱镜17之间。此实施例在组合棱镜17和偏振分光板14a之间没有布置如下这样的偏振片,该偏振片遮蔽G色光的P偏振光和s偏振光之一并且透射它们中的另一个。作为结果，此实施例可投射高对比度图像，并且提高颜色分离和组合光学系统的耐用性。
[0030]组合棱镜17组合第一有色光与第二和第三有色光，并且用作组合器。组合棱镜17具有含有图2所示的偏振分光特性的光学面，由此对于B色光和G色光用作二向色镜，并且对于R色光用作透射P偏振光和反射s偏振光的PBS。图2是示出入射到组合棱镜17上的光的波长(nm)(横轴)与透射率(％)(竖轴)之间的关系的曲线图。
[0031]换句话说，组合棱镜17将第一波长范围的光(G色光)的P偏振光和s偏振光两者反射到投射透镜18。对于第二波长范围(R色光)，组合棱镜17透射P偏振光和反射s偏振光。组合棱镜17将R色光的P偏振光和s偏振光之一引导至投射透镜18。组合棱镜17将第三波长范围的光(B色光)的P偏振光和s偏振光两者引导至投射透镜18。
[0032]投射透镜18是投射单元(投射光学系统)，被配置为将被组合棱镜17组合的光投射到目标面(未示出)。
[0033]接下来，描述颜色分离和组合光学系统200的光学操作。[0034]对于已透过二向色镜7的G色光，其s偏振光透过入射侧偏振片G8并且入射到第
一PBS9。s偏振光在PBS9的偏振分光面上反射到G反射型IXD元件10G。在G反射型IXD兀件IOG中,G色光被调制和反射。已被调制的G反射光的s偏振光成分在PBS9的偏振分光面上反射回光源侧，并且被从投射光中去除.另一方面，已被调制的G反射光的P偏振光透过PBS9的偏振分光面,被半波片G15从P偏振光转换成s偏振光,并且去往组合棱镜
17。在其中所有偏振光成分被转换成s偏振光的(黑显示)状态中，四分之一波片IlG的快轴(fast axis)或慢轴(slow axis)被调整为与包含第一 PBS9上的入射光轴和反射光轴的平面大致垂直的方向。由此，在第一 PBS9和G反射型IXD元件IOG中发生的偏振状态的干扰的影响可被减小。从第一 PBS9发射的G色光被半波片G15从P偏振光转换成s偏振光，并且被组合棱镜17反射到投射透镜18。
[0035]被二向色镜7反射的R和B色光入射到被配置为透射s偏振光的入射侧偏振板12。接下来，从入射侧偏振板12发射的R和B色光入射到颜色选择相位差板13。颜色选择相位差板13用于使R色光的偏振方向旋转90°。结果,作为P偏振光的R色光入射到第二PBS14，并且作为s偏振光的B色光入射到第二 PBS14。作为s偏振光入射到第二 PBS14上的B色光在第二 PBS14的偏振分光面上反射到B反射型IXD元件10B。作为p偏振光入射到第二 PBS14上的R色光透过第二 PBS14的偏振分光面去往R反射型IXD元件10R。
[0036]入射到B反射型IXD元件IOB的B色光被调制和反射。已被调制和反射的B色光的s偏振光成分再次在第二 PBS14的偏振分光面上反射回光源侧，并且被从投射光中去除。另一方面，已被调制和反射的B色光的P偏振光成分作为投射光透过第二 PBS14的偏振分光面去往半波片16。
[0037]入射到R反射型IXD元件IOR上的R色光被调制和反射。已被调制和反射的R色光的P偏振光成分再次透过第二 PBS14的偏振分光面返回到光源侧，并且被从投射光中去除。另一方面，已被调制和反射的R色光的s偏振光成分作为投射光在第二 PBS14的偏振分光面上反射到半波片16。
[0038]在对于R色光和B色光的黑显示中，四分之一波片IlR和IlB的慢轴如在G色光中的情况那样被调整。
[0039]因此，组合为一个光束并且从第二 PBS14发射的R色光和B色光入射到半波片16，在该半波片16中，B色光作为P偏振光入射并且R色光作为s偏振光入射。半波片16将B色光的P偏振光转换成s偏振光并且将R色光的s偏振光转换成P偏振光。作为结果的R和B光透过组合棱镜17，与G色光组合，并且前进到投射透镜18。
[0040]组合的RGB投射光被投射透镜18扩大并且投射到目标面(诸如屏幕)上。
[0041]因此已经描述了对于白显示的反射型IXD元件的光路。接下来，描述对于黑显示的反射型LCD元件的光路。
[0042]在白显示中目标面的背景色为白色，而在黑显示中目标面的背景色为黑色。
[0043]G色光的s偏振光入射到第一 PBS9,并且在其偏振分光面上被反射到G反射型IXD元件10G。由于反射型IXD元件IOG的黑显示，G色光被反射，而未被调制。因此，G色光的s偏振光甚至在其被G反射型LCD元件IOG反射之后仍被保持。然后，此光再次在第一PBS19的偏振分光面上反射，透过入射侧偏振板G8返回光源侧，并且被从投射光中去除。
[0044]被二向色镜7反射的R和B色光依次入射到入射侧偏振板12和颜色选择相位差板13。因此,R色光作为P偏振光入射到第二 PBS14上,并且B色光作为s偏振光入射到第
二PBS14上。作为s偏振光入射到第二 PBS14上的B色光在第二 PBS14的偏振分光面上反射到B反射型IXD10B。作为P偏振光入射到第二 PBS14上的R色光透过第二 PBS14的偏振分光面去往R反射型IXD10R。
[0045]由于黑显示，已入射到B反射型IXDlOB的B色光作为s偏振光反射而未被调制，在第二 PBS14的偏振分光面上被反射，并且透过颜色选择相位差板13和入射侧偏振板12返回光源侧。另一方面，已入射到R反射型IXDlOR的R色光作为P偏振光反射而未被调制，透过第二 PBS14的偏振分光面，并且透过颜色选择相位差板13和入射侧偏振板12返回光源侧。
[0046]尽管上文的描述假定PBS反射100%的s偏振光并且透射100%的p偏振光,但是实际上不能获得此理想状态，并且少量的P偏振光被反射。通常，PBS对于s偏振光的偏振分光特性优于其对于P偏振光的偏振分光特性。
[0047]在此配置中，R色光作为P偏振光入射到第二 PBS14上。在黑显示时，P偏振光被从R反射型IXDlOR反射并且入射到第二 PBS14。少量的p偏振光反射到半波片16，被从p偏振光转换成s偏振光，并且入射到组合棱镜17。然而，组合棱镜17如图2所示地反射R色光的s偏振光，因此R色光不去往投射透镜18，并且泄露光可被限制。换句话说，组合棱镜17帮助了通过第二 PBS14进行的去除。
[0048]如图2所示，组合棱镜17不管B色光的偏振状态如何都透射B色光，并且对于B色光不具有偏振分光特性。另外，由于不存在偏振板，因此不存在支持通过第二 PBS14进行的去除的光学元件。作为替代，B色光作为s偏振光入射到第二 PBS14上。在黑显示时，s偏振光在B反射型IXDlOR上反射，并且入射到第二 PBS14。第二 PBS14的反射s偏振光的特性优于透射P偏振光的特性，并且透过第二 PBS14去往组合棱镜17的泄露光变得非常小。
[0049]此实施例的配置可省却较不耐用的光学元件(诸如用于分析光的偏振板)，并且可提高产品的耐用性和寿命。由于B色光仅被第二 PBS14分析(意味着仅希望的偏振状态的光通过第二 PBS14)，因此对于蓝色波段中的s偏振光，透射率可以是1%或更小。
[0050]组合棱镜17可对于B色光具有偏振分光特性，并且不管R色光的偏振状态如何都透射R色光，并且R和B反射型IXD可互换。然而，如在此实施例中这样，将具有比R色光的波长短的波长的B色光设定为仅由第二 PBS14分析的有色光在谱发光效率方面是有利的。
[0051]第二实施例
[0052]图3是根据第二实施例的投射显示装置的框图。投射显示装置包括光源单元、照射光学系统、颜色分离和组合光学系统300、以及投射透镜(投射光学系统)30。
[0053]光源单元包括用于R光的激光源21R、用于G光的激光源21G和用于B光的激光源21B。
[0054]颜色分离和组合光学系统300包括被配置为将光分离成多个颜色成分的分色器，被配置为根据图像信号调制和反射各颜色成分的(有色)光的光调制器，以及被配置为组合所有颜色成分的调制光束的组合器。颜色分离和组合光学系统300被配置为生成B光的s偏振光、G光的s偏振光以及R光的P偏振光。这些光源的波段被设定为用于R光的630?650nm，用于G光的520?540nm以及用于B光的435?445nm。
[0055]照射光学系统照射图像调制器(反射型IXD元件或反射型液晶面板)上的显示区域，并且包括凹透镜22R、22G和22B以及凸透镜23R、23G和23B。从激光源21R、21G和21B发射的光束被凹透镜22R、22G和22B以及凸透镜23R、23G和23B放大。
[0056]分色器包括PBS RB29。光调制器包括R反射型IXD26R、G反射型IXD26G以及B反射型IXD26B。组合器包括组合棱镜24。
[0057]组合棱镜24是图4所示的棱镜，其对于G色光和R色光具有偏振分光特性，并且具有不管B色光的偏振状态如何都反射B色光的特性。图4是示出入射到组合棱镜24上的光的波长(nm)(横轴)与透射率(％)(竖轴)之间的关系的曲线图。
[0058]附图标记27R指示R四分之一波片，附图标记27G指示G四分之一波片，并且附图标记27B指示B四分之一波片。R四分之一波片27R被布置在PBS RB29和R反射型IXD元件26R之间。G四分之一波片27G被布置在光路长度校正板25和G反射型IXD元件26G之间。B四分之一波片27B被布置在PBS RB29和B反射型IXD元件26B之间。光路长度校正板25是矩形孔棱镜，其被配置为使得反射型IXD元件26R、26G和26B中的每一个与投射透镜30的光路长度相等。
[0059]PBS RB29具有光学面(偏振分光器),该光学面具有用于将R光与B光相互组合的偏振分光特性。光学面29a透射P偏振光并且反射s偏振光。此实施例在组合棱镜24和光学面29a之间没有布置如下的偏振板,该偏振板遮蔽G色光的P偏振光和s偏振光之一并且透射它们中的另一个。结果，此实施例可投射高对比度图像，并且提高颜色分离和组合光学系统的耐用性。
[0060]投射透镜30是被配置为将被组合棱镜24组合的光束投射到目标面(未示出)上的投射单元。
[0061]接下来，描述颜色分离和组合光学系统300的光学操作。
[0062]已从与R光和B光侧相反的一侧透过组合棱镜27的G色光的s偏振光如图4所示被组合棱镜24反射，并且透过光路长度校正板25去往G反射型IXD元件26G。在G反射型IXD元件26G中，G色光被调制和反射。已被调制和反射的G色光的s偏振成分透过光路长度校正板25，再次在组合棱镜24的偏振分光面上反射回光源侧，并且被从投射光中去除。另一方面，已被调制和反射的G色光的P偏振成分透过光路长度校正板25和组合棱镜24的偏振分光面。在所有偏振光成分被转换成s偏振光的(黑显不)状态中，四分之一波片27G的快轴或慢轴被调整为如下方向，该方向近似与包含组合棱镜24上的入射光轴和反射光轴的平面垂直。由此，在组合棱镜24和G反射型LCD元件26G中发生的偏振状态的干扰的影响可被减小。从组合棱镜24发射的G色光去往投射透镜30。
[0063]B色光的s偏振光在RB组合棱镜28的偏振分光面上被反射，入射到PBS RB29,并且被PBS RB29的偏振分光面反射到B反射型IXD元件26B。已入射到B反射型IXD元件26B的B色光被调制和反射。已被调制和反射的B色光的s偏振光成分再次在PBS RB29的偏振分光面29a上被反射回光源侧，并且被从投射光去除。另一方面，已被调制和反射的B色光的P偏振光透过PBS RB29的偏振分光面29a,并且作为投射光去往组合棱镜24。
[0064]R色光的P偏振光入射到RB组合棱镜28，并且透过其偏振分光面。已入射到PBSRB29的R色光透过PBS RB29的偏振分光面去往R反射型IXD元件26R。已入射到R发射型LCD元件26R的R色光被调制和反射。已被调制和反射的R色光的P偏振光成分再次透过PBS RB29的偏振分光面29a返回光源侧，并且被从投射光去除。另一方面，已被调制和反射的R色光的s偏振光在PBS RB29的偏振分光面29a上被反射,并且作为投射光去往组合棱镜24。
[0065]在对于R色光和B色光的黑显示中，四分之一波长板27R和27B的慢轴如在G色光中那样被调整。
[0066]因而，组合为一个光束并且从PBS RB29发射的R色光和B色光入射到组合棱镜24,在该组合棱镜24中，B色光作为P偏振光入射并且R色光作为s偏振光入射。组合棱镜24反射RB投射光并且将其与G色光组合。作为结果的光去往投射透镜30。
[0067]已经对于白显示描述了反射型IXD元件的光路。接下来，描述对于黑显示的反射型IXD元件的光路。
[0068]G色光的s偏振光入射到组合棱镜24,并且被其偏振分光面反射以经由光路长度校正板25去往G反射型IXD元件26G。由于反射型IXD元件26G的黑显示，G色光被反射，而未被调制。因此，G色光的s偏振光甚至在其被反射型LCD元件26G反射之后仍被为保持，再次在组合棱镜24的偏振分光面上反射，经由光路校正板25返回光源侧，并且被从投射光中去除。
[0069]从RB组合棱镜28发射的RB色光入射到PBS RB29，在该PBSRB29中，R色光作为P偏振光入射并且B色光作为s偏振光入射。作为s偏振光入射到PBS RB29上的B色光在PBS RB29的偏振分光面上反射到B反射型IXD元件26B。作为p偏振光入射到PBS RB29上的R色光透过PBS RB29的偏振分光面去往R反射型IXD元件26R。由于B发射型IXD元件26B的黑显示，已入射到B反射型IXD26B的B色光被反射，而未被调制。因此，对于黑显示，B色光的s偏振光即使在其在B反射型IXD元件26B上被反射之后仍被保持，在PBS RB29的偏振分光面上被反射回光源侧，并且被从投射光去除。另一方面，已入射到R反射型LCD元件26R的R色光被反射而不被调制，这是因为R反射型IXD元件26B进行黑显示。因此，R色光的P偏振光即使在其在R反射型IXD元件26R上被反射之后仍被保持，再次透过PBSRB29的偏振分光面返回光源侧，并且被从投射光去除。
[0070]组合棱镜24用作第一实施例的第一 PBS9和组合棱镜17。当组合棱镜24对于其具有偏振分光特性的R色光作为P偏振光入射到PBS RB29上时，以及当组合棱镜对于其不具有偏振分光特性的B色光作为s偏振光入射到PBS RB29上时，此实施例具有与第一实施例相似的效果。
[0071]虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有这样的变更方式和等同的结构和功能。
【权利要求】
1.一种被配置为将被反射型光调制器调制的光引至投射透镜的光学系统，所述投射透镜被配置为将所述光投射到目标面上，所述光学系统的特征在于包含: 偏振分束器，其被配置为将作为P偏振光的第一有色光和作为S偏振光的第二有色光中的每一个引至彼此不同的反射型光调制器中的对应的一个反射型光调制器，以及将被所述反射型光调制器调制的光束相互组合； 分束器，其布置在所述偏振分束器和所述投射透镜之间，并且其被配置为根据所述第一有色光的偏振方向分离第一有色光以及不管所述第二有色光的偏振方向如何都透射或反射所述第二有色光；以及 半波片，其被布置在所述偏振分束器和所述分束器之间。
2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第一有色光的波长长于所述第二有色光的波长。
3.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述第二有色光是蓝色波长范围的光。
4.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述分束器使所述第二有色光透射到所述投射透镜。
5.根据权利要求1或2所述的光学系统，进一步包括: 二向色镜，其被配置为将来自光源的光分离成第一有色光和第二有色光的集合以及第三有色光；以及 第二偏振分束器，已被所述二向色镜分离的所述第三有色光入射到所述第二偏振分束器上，` 其中，入射到所述第二偏振分束器上的所述第三有色光被引至与所述第三有色光对应的反射型光调制器并且被其调制，并且已被调制的第三有色光通过所述分束器被引至所述投射透镜。
6.根据权利要求5所述的光学系统，其特征在于，所述第三有色光被所述分束器反射并且被引至所述投射透镜。
7.一种投射显示装置，包括: 多个反射型光调制器，所述多个反射型光调制器中的每一个被配置为调制光，并且所述多个反射型光调制器彼此不同； 投射透镜，其被配置为将被各反射型光调制器调制的光投射到目标面上；以及 光学系统，其被配置为将被各反射型光调制器调制的光引至所述投射透镜， 其特征在于，所述光学系统包含: 偏振分束器，其被配置为将作为P偏振光的第一有色光和作为S偏振光的第二有色光中的每一个引至多个反射型光调制器中的对应的一个反射型光调制器，以及将经所述多个反射型光调制器调制的光束相互组合； 分束器，其布置在所述偏振分束器和所述投射透镜之间，并且其被配置为根据所述第一有色光的偏振方向分离第一有色光以及不管所述第二有色光的偏振方向如何都透射或反射所述第二有色光；以及 半波片，其被布置在所述偏振分束器和所述分束器之间。
8.一种光学系统，所述光学系统被配置为将来自第一激光源的第一有色光引至第一反射型光调制器，所述第一反射型光调制器被配置为调制所述第一有色光；将来自第二激光源的第二有色光引至第二反射型光调制器，所述第二反射型光调制器被配置为调制所述第二有色光；将来自第三激光源的第三有色光引至第三反射型光调制器，所述第三反射型光调制器被配置为调制所述第三有色光，并且将被所述第一、第二和第三反射型光调制器调制的光引至投射透镜，所述投射透镜被配置为将该光投射到目标面，所述光学系统的特征在于包含: 第一偏振分束器，其被配置为在相同方向上发射从不同方向入射到第一偏振分束器上的来自第一激光源的第一有色光以及来自第二激光源的第二有色光； 第二偏振分束器，其被配置为将从第一偏振分束器发射的第一有色光的P偏振光引至第一反射型光调制器，将从第一偏振分束器发射的第二有色光的S偏振光引至第二反射型光调制器，并且相互组合并发射经所述第一反射型光调制器和所述第二反射型光调制器调制的第一光束和第二光束；以及 组合棱镜，其被配置为接收从所述第二偏振分束器发射的第一有色光和第二有色光以及来自与第一有色光和第二有色光的入射方向相反的方向的从第三激光源发射的作为s偏振光的第三有色光，所述组合棱镜将第一有色光和第二有色光反射到投射透镜，并且所述组合棱镜将第三有色光反射到第三反射型光调制器并且将经第三反射型光调制器调制的第三有色光透射到投射透镜， 其中，所述组合棱镜根据第一有色光的偏振方向分离第一有色光，根据第三有色光的偏振方向分离第三有色 光，以及不管第二有色光的偏振方向如何都反射第二有色光。
9.一种投射显示装置，包括: 第一反射型光调制器，其被配置为调制从第一激光源发射的第一有色光； 第二反射型光调制器，其被配置为调制从第二激光源发射的第二有色光； 第三反射型光调制器，其被配置为调制从第三激光源发射的第三有色光； 投射透镜，其被配置为将经第一反射型光调制器调制的第一有色光、经第二反射型光调制器调制的第二有色光、以及经第三反射型光调制器调制的第三有色光投射到目标面上；以及 光学系统，其被配置为将来自第一激光源的第一有色光引至第一反射型光调制器，将来自第二激光源的第二有色光引至第二反射型光调制器，将来自第三激光源的第三有色光引至第三反射型光调制器，并且将经第一反射型光调制器调制的第一有色光、经第二反射型光调制器调制的第二有色光、以及经第三反射型光调制器调制的第三有色光引至投射透镜， 其特征在于，所述光学系统包括: 第一偏振分束器，其被配置为在相同方向上发射从不同方向入射到第一偏振分束器上的来自第一激光源的第一有色光以及来自第二激光源的第二有色光； 第二偏振分束器，其被配置为将从第一偏振分束器发射的第一有色光的P偏振光引至第一反射型光调制器，将从第一偏振分束器发射的第二有色光的S偏振光引至第二反射型光调制器，并且相互组合并发射经所述第一反射型光调制器和所述第二反射型光调制器调制的第一光束和第二光束；以及 组合棱镜，其被配置为接收从所述第二偏振分束器发射的第一有色光和第二有色光以及来自与第一有色光和第二有色光的入射方向相反的方向的从第三激光光源发射的作为S偏振光的第三有色光，所述组合棱镜将第一有色光和第二有色光反射到投射透镜，并且所述组合棱镜将第三有色光反射到第三反射型光调制器并且将经第三反射型光调制器调制的第三有色光透射到投射透镜， 其中，所述组合棱镜根据第一有色光的偏振方向分离第一有色光，根据第三有色光的偏振方向分离第三有 色光，以及不管第二有色光的偏振方向如何都反射第二有色光。
【文档编号】G03B21/14GK103558681SQ201310142235
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年4月23日 优先权日:2012年4月26日
【发明者】儿玉浩幸, 川澄健人 申请人:佳能株式会社