專利名稱：反射型液晶投影機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及反射型液晶投影機(jī)。
背景技術(shù)：
以往以來(lái)，作為液晶投影機(jī)的一種，已知有反射型液晶投影機(jī)。反射型液晶投影 機(jī)，例如包括光源、偏振分束器(以下，稱為PBQ、反射型液晶面板及投影光學(xué)系統(tǒng)。從光源 出射的光，在PBS中透射而入射至反射型液晶面板。PBS通常與反射型液晶面板的法線方向 呈45°的角度而配置。入射至反射型液晶面板的光，被調(diào)制并由反射型液晶面板反射。由 反射型液晶面板反射后的光，再次入射到PBS，被分離為表示圖像的偏振光和表示反轉(zhuǎn)圖像 的偏振光。表示圖像的偏振光由投影光學(xué)系統(tǒng)投影至屏幕等，由此顯示圖像。根據(jù)反射型液晶投影機(jī)，與透射型液晶投影機(jī)相比較，可以實(shí)現(xiàn)高對(duì)比率和/或 高亮度。反射型液晶投影機(jī)，開(kāi)始在發(fā)揮了該優(yōu)點(diǎn)的家庭影院和/或數(shù)字電影、數(shù)字標(biāo)牌等 市場(chǎng)普及。但是，在使對(duì)比率進(jìn)一步提高方面，PBS的偏振分離功能依賴于入射角這一狀況 成為大的障礙。詳細(xì)地，從反射型液晶面板出射的光，通常并非平行光而為發(fā)散光，具有例如20° 錐形左右的展寬。若對(duì)于入射角為45° 士 10°的范圍的入射光，PBS分離偏振光的精度不 足，則表示反轉(zhuǎn)圖像的偏振光的一部分無(wú)法從表示圖像的偏振光分離而顯示圖像，從而難 以使對(duì)比率提高。以往的PBS，通過(guò)將在直角棱鏡的斜面涂敷有電介質(zhì)多層膜的2個(gè)棱鏡、以互相的 斜面粘接而成。近年來(lái)，采用偏振分離功能的入射角依賴性比以往的PBS小的線柵型PBS， 反射型投影機(jī)的對(duì)比率大幅度提高。但是，因?yàn)榫€柵型PBS也有入射角依賴性，所以實(shí)現(xiàn)超高對(duì)比率(例如1 50000) 并不容易。作為使對(duì)比率提高的技術(shù)，專利文獻(xiàn)1 3中公開(kāi)了通過(guò)開(kāi)口光闌對(duì)從反射型 液晶面板出射的光的展寬進(jìn)行限制的技術(shù)。在專利文獻(xiàn)1中，對(duì)入射至PBS的光的角度進(jìn)行限制。在聚攏光線束時(shí)PBS的角度 特性提高，能夠?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)調(diào)了對(duì)比度的投影狀態(tài)，在展寬光線束時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)投影大量光量的、 強(qiáng)調(diào)了明亮度的投影狀態(tài)。在專利文獻(xiàn)2中，著眼于液晶的視角特性而采用將開(kāi)口的4角向?qū)欠较蚓蹟n的 十字形狀的開(kāi)口光闌，能夠截?cái)鄬?duì)比率低的視角方向的光。在專利文獻(xiàn)3中，使用橢圓狀和/或十字型狀的開(kāi)口光闌，能夠?qū)⒚髁炼鹊南陆狄?制為最小限度，并且使對(duì)比率提高。專利文獻(xiàn)1特開(kāi)2006-113282號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開(kāi)2007-212997號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3特表2005-516249號(hào)公報(bào)根據(jù)專利文獻(xiàn)1 專利文獻(xiàn)3的技術(shù)，能夠期待使對(duì)比率提高的效果。但是，為了 將明亮度的下降抑制為最小限度，并且使對(duì)比率進(jìn)一步提高，如以下所說(shuō)明地，存在應(yīng)該改進(jìn)之處。在專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中，若通過(guò)開(kāi)口光闌對(duì)向PBS的入射角進(jìn)行限制，則與通常同 樣顯示圖像會(huì)變暗，難以兼顧高對(duì)比度化與高亮度化。在專利文獻(xiàn)2的技術(shù)中，因?yàn)橐砸壕У囊暯翘匦缘挠^點(diǎn)來(lái)看應(yīng)該遮光的角度分量 的光未必與以PBS的入射角依賴性的觀點(diǎn)來(lái)看應(yīng)該遮光的角度分量的光相一致，所以有可 能無(wú)法充分地分離表示反轉(zhuǎn)圖像的光而無(wú)法應(yīng)對(duì)高對(duì)比度化。此外，有可能表示圖像的光 被遮光的比例有所增加，引起明亮度下降。在專利文獻(xiàn)3的技術(shù)中，設(shè)定為線柵型PBS的偏振分離功能不受入射角的影響 (參照專利文獻(xiàn)3，0039)。從而，有可能不能期待改善由線柵型PBS的入射角依賴性導(dǎo)致 的對(duì)比率的下降的效果，無(wú)法應(yīng)對(duì)高對(duì)比度化。在專利文獻(xiàn)3中，雖然與0039的記載不一 致，但是還記載了在光線束的兩側(cè)以各種程度優(yōu)先對(duì)光進(jìn)行遮斷的內(nèi)容(參照專利文獻(xiàn)3， 0026)。但是，由于關(guān)于形成為怎樣的開(kāi)口光闌才能夠?qū)€柵型PBS的偏振分離功能進(jìn)行補(bǔ) 償并未進(jìn)行記載，所以由于與專利文獻(xiàn)2同樣的理由，有可能無(wú)法應(yīng)對(duì)高對(duì)比度化和/或有 可能引起明亮度下降。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于前述情況而實(shí)現(xiàn)的，其目的之一在于提供兼顧高對(duì)比度化及高亮度 化的反射型液晶投影機(jī)。在本發(fā)明中，為了達(dá)到前述目的，采用以下的措施。本發(fā)明的反射型液晶投影機(jī)，具備光源；反射型液晶面板，其對(duì)從前述光源出射 的光進(jìn)行調(diào)制；線柵型偏振分離元件，其配置于通過(guò)前述反射型液晶面板調(diào)制后的光所入 射的位置，具有使該光之中的第1偏振光反射并且使偏振方向與前述第1偏振光基本正交 的第2偏振光透射的偏振分離面；投影光學(xué)系統(tǒng)，其對(duì)由前述線柵型偏振分離元件反射后 的前述第1偏振光進(jìn)行投影；以及開(kāi)口光闌，其設(shè)置于從前述光源出射的光的光路，從前述 反射型液晶面板朝向前述偏振分離面，使在前述第1偏振光的偏振方向具有展寬的第1光 與在前述第2偏振光的偏振方向具有展寬的第2光相比縮減。從光源出射的光在通過(guò)反射型液晶面板進(jìn)行調(diào)制之后，通過(guò)線柵型偏振分離元件 (以下，簡(jiǎn)記為WG元件)分離為第1偏振光和第2偏振光，并通過(guò)對(duì)第1偏振光進(jìn)行投影， 來(lái)顯示圖像。本申請(qǐng)發(fā)明人關(guān)于WG的偏振分離功能的入射角依賴性進(jìn)行了研究。關(guān)于其結(jié)果 在“具體實(shí)施方式
”中進(jìn)行說(shuō)明，但是得到如下認(rèn)知關(guān)于在由WG元件反射的第1偏振光的 偏振方向(以下，稱為反射軸方向)具有展寬的光而分離偏振光的精度，比關(guān)于在透射于WG 元件的第2偏振光的偏振方向(以下，稱為透射軸方向)具有展寬的光而分離偏振光的精 度低。此意味著，在由WG元件反射的光中，包含于第1光的第2偏振光這一方容易變得比 包含于第2光的第2偏振光多。在本發(fā)明的反射型液晶投影機(jī)中，因?yàn)橥ㄟ^(guò)開(kāi)口光闌使第1光與第2光相比縮減， 所以能夠減少表示應(yīng)該顯示的圖像的第1偏振光之中被開(kāi)口光闌縮減的光的光量，并且從 所投影的光除去表示反轉(zhuǎn)圖像的第2偏振光，能夠兼顧高對(duì)比度化及高亮度化。本發(fā)明的反射型液晶投影機(jī)，作為代表性的方式可采取以下的方式。
優(yōu)選前述開(kāi)口光闌具有遮光部，該遮光部設(shè)置有使光通過(guò)的開(kāi)口 ；前述開(kāi)口在 通過(guò)該開(kāi)口的前述第1偏振光的偏振方向的最大內(nèi)尺寸，比該開(kāi)口在該偏振方向的正交方 向的最大內(nèi)尺寸小。據(jù)此，因?yàn)榈?光在開(kāi)口光闌的透射率比第2光在開(kāi)口光闌的透射率低，第1光與 第2光相比縮減，所以能夠兼顧高對(duì)比度化及高亮度化。優(yōu)選前述線柵型偏振分離元件的前述偏振分離面，相對(duì)于前述反射型液晶面板 所包含的液晶層的光出射面為非平行；前述開(kāi)口光闌，使朝向前述偏振分離面中與前述液 晶層的光出射面的間隔變寬的一側(cè)具有展寬的第3光與朝向前述偏振分離面中與前述液 晶層的光出射面的間隔變窄的一側(cè)具有展寬的第4光相比縮減。—般地，光相對(duì)于界面的入射角越大，光在界面的反射率越高。在上述的結(jié)構(gòu)中， 朝向偏振分離面中與液晶層的光出射面的間隔變寬的一側(cè)具有展寬的第3光的入射角這 一方比朝向偏振分離面中與液晶層的光出射面的間隔變窄的一側(cè)具有展寬的第4光的入 射角大。表示反轉(zhuǎn)圖像的第1偏振光之中的第3光，因?yàn)橄鄬?duì)于偏振分離面的入射角比第4 光大所以容易由偏振分離面反射，容易與由偏振分離面反射的第1偏振光相混合。根據(jù)上 述的結(jié)構(gòu)，因?yàn)殚_(kāi)口光闌使第3光與第4光相比縮減，所以可提高將明亮度的降低抑制為最 低限度并且使對(duì)比率提高的效果。優(yōu)選前述開(kāi)口光闌具有遮光部，該遮光部設(shè)置有使光通過(guò)的開(kāi)口 ；前述開(kāi)口在 通過(guò)該開(kāi)口的前述第1偏振光的偏振方向的內(nèi)尺寸，在該偏振方向的正交方向的前述第3 光的入射側(cè)比前述第4光的入射側(cè)小。據(jù)此，因?yàn)榈?光在開(kāi)口光闌的透射率比第4光在開(kāi)口光闌的透射率低，第3光與 第4光相比縮減，所以可提高將明亮度的降低抑制為最低限度并且使對(duì)比率提高的效果。優(yōu)選前述開(kāi)口光闌配置于前述投影光學(xué)系統(tǒng)的瞳面。據(jù)此，因?yàn)殚_(kāi)口光闌配置于投影光學(xué)系統(tǒng)的瞳面，所以不會(huì)使所顯示的圖像變窄 地能夠使第1光與第2光相比縮減。由于從反射型液晶面板出射的光在投影光學(xué)系統(tǒng)的 瞳面，形成通過(guò)將角度分量的光與角度相應(yīng)地在空間上進(jìn)行映射而成的光點(diǎn)(傅立葉變換 像)，所以容易選擇性地縮減入射至瞳面的光之中期望的角度分量的光。因?yàn)槭辜磳⑼队爸?前的光縮減，所以能夠正確地除去表示反轉(zhuǎn)圖像的光。優(yōu)選，具備透鏡陣列，其設(shè)置于前述光源與前述反射型液晶面板之間的光路，具 有排列于與前述光源的光軸基本正交的面的多個(gè)透鏡要素；以及重疊透鏡，其設(shè)置于前述 透鏡陣列與前述反射型液晶面板之間的光路；其中，前述多個(gè)透鏡要素的各個(gè)使從前述光 源出射的光會(huì)聚，前述重疊透鏡使通過(guò)前述多個(gè)透鏡要素的各個(gè)會(huì)聚了的光重疊于前述反 射型液晶面板；前述開(kāi)口光闌設(shè)置于前述透鏡陣列與前述重疊透鏡之間的光路。據(jù)此，因?yàn)楣庠垂獗欢鄠€(gè)透鏡要素在空間上劃分而入射，并且由多個(gè)透鏡要素的 各個(gè)會(huì)聚后的光通過(guò)重疊透鏡而重疊于反射型液晶面板，所以光源光的照度被均勻化。從 而，入射至反射型液晶面板的光的照度被均勻化，能夠減小所顯示的圖像的明亮度不勻。因 為使若從反射型液晶面板出射則難以由WG元件分離的角度分量的光在入射至反射型液晶 面板之前的階段縮減，所以能夠兼顧高對(duì)比度化及高亮度化，而且能夠提高反射型液晶面 板的耐光性。尤其是，在開(kāi)口光闌也設(shè)置于投影光學(xué)系統(tǒng)的瞳面的情況下，可提高將明亮度 的降低抑制為最低限度并且使對(duì)比率提高的效果。
圖1是表示本發(fā)明的投影機(jī)的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是表示1系統(tǒng)的圖像形成系統(tǒng)中的光路的示意圖。圖3是示意性地表示反射型液晶面板的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。圖4是表示由WG元件反射了的光的偏振狀態(tài)的概念圖。圖5(a)是第1光的光路圖，(b)是第2光的光路圖。圖6是表示W(wǎng)G元件的偏振分離功能的入射角依賴性的曲線圖。圖7是表示出射側(cè)開(kāi)口光闌的配置的圖。
圖8是表示入射側(cè)開(kāi)口光闌的一例的圖。圖9是表示入射側(cè)開(kāi)口光闌的與圖8不同的例子的圖。圖10(a) (d)是表示實(shí)施例1 4的開(kāi)口光闌的開(kāi)口形狀的俯視圖，(e)、(f) 是表示比較例1、2的開(kāi)口光闌的開(kāi)口形狀的俯視圖。圖11是用實(shí)施例1 4、比較例1的開(kāi)口光闌表示相對(duì)于透射率的對(duì)比率的比較 的曲線圖。圖12是表示變形例的開(kāi)口光闌的俯視圖。符號(hào)的說(shuō)明1...投影機(jī)，2...光源，3...積分器光學(xué)系統(tǒng)，4...色分離光學(xué)系統(tǒng)，5...圖像 形成系統(tǒng)，5a...第1圖像形成系統(tǒng)，5a...第3圖像形成系統(tǒng)，5b...第2圖像形成系統(tǒng)， 5c...第3圖像形成系統(tǒng)，6...色合成元件，7...投影光學(xué)系統(tǒng)，8...反射型液晶面板， 20...光軸，21...光源燈，22...拋物面反射器，30...光軸，31...第1透鏡陣列(透鏡 陣列)，32...第2透鏡陣列(透鏡陣列)，33...入射側(cè)開(kāi)口光闌(開(kāi)口光闌)，34...偏 振變換元件，35...重疊透鏡，41...第1分色鏡，42...第2分色鏡，43...第3分色鏡， 44,45...反射鏡，51...入射側(cè)偏振板，54... WG元件(線柵型偏振分離元件)，55...出 射側(cè)偏振板，71...第1透鏡部，72...第2透鏡部，73...出射側(cè)開(kāi)口光闌(開(kāi)口光闌)， 80...被照明區(qū)域，81...元件基板，82...對(duì)置基板，83...液晶層，84...補(bǔ)償板，85...柵 線，86...源線，87. . . TFT，88...像素電極，90...遮光部，91 94、95E、96E...開(kāi)口，91E 94E...遮光部件，311、321...透鏡要素，331...遮光部，332、332B...開(kāi)口，341...偏振變 換單元，540. · ·偏振分離面，541. · ·電介質(zhì)層，542. · ·金屬線，731. · ·遮光部，732...開(kāi)口， 831...液晶分子，C10...遮光部，Cll...開(kāi)口，C20...遮光部，C21...開(kāi)口，D1...反射軸 方向(第1偏振光的偏振方向)，D2...透射軸方向(第2偏振光的偏振方向)，P...像素， S... JCi ；ο
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在用于說(shuō)明的附圖中，為了容易理 解地表示特征性部分，存在使附圖中的結(jié)構(gòu)的尺寸和/或比例尺相對(duì)于實(shí)際的結(jié)構(gòu)不同的 情況。此外，在實(shí)施方式中關(guān)于同樣的構(gòu)成要素，存在附加相同符號(hào)而圖示，并省略其詳細(xì) 的說(shuō)明的情況。圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的投影機(jī)1的概略結(jié)構(gòu)的示意圖，圖2是表示第2圖像形成系統(tǒng)恥的光路的示意圖，圖3是示意性地表示反射型液晶面板的結(jié)構(gòu)的分解立 體圖。如圖1所示，投影機(jī)1具有光源2、積分器光學(xué)系統(tǒng)3、色分離光學(xué)系統(tǒng)4、3系統(tǒng)的 圖像形成系統(tǒng)5、色合成元件6、投影光學(xué)系統(tǒng)7及開(kāi)口光闌。作為3系統(tǒng)的圖像形成系統(tǒng) 5，設(shè)置有第1圖像形成系統(tǒng)fe、第2圖像形成系統(tǒng)恥及第3圖像形成系統(tǒng)5c。作為開(kāi)口 光闌，設(shè)置有入射側(cè)開(kāi)口光闌33及出射側(cè)開(kāi)口光闌73。入射側(cè)開(kāi)口光闌33組裝到積分器 光學(xué)系統(tǒng)3，出射側(cè)開(kāi)口光闌73組裝到投影光學(xué)系統(tǒng)7。投影機(jī)1若概略說(shuō)明則如以下地 進(jìn)行工作。從光源2出射的光源光，入射至積分器光學(xué)系統(tǒng)3。入射至積分器光學(xué)系統(tǒng)3的光 源光，其照度被均勻化并且其偏振狀態(tài)被一致化，此外通過(guò)入射側(cè)開(kāi)口光闌33被截?cái)鄰V角 分量而出射。從積分器光學(xué)系統(tǒng)3出射的光源光，通過(guò)色分離光學(xué)系統(tǒng)4分離為多束色光， 按每一色光入射至不同的系統(tǒng)的圖像形成系統(tǒng)5。入射至3系統(tǒng)的圖像形成系統(tǒng)5的各系 統(tǒng)的色光，基于應(yīng)該顯示的圖像的圖像數(shù)據(jù)，被進(jìn)行調(diào)制而成為調(diào)制光。從3系統(tǒng)的圖像形 成系統(tǒng)5出射的3色的調(diào)制光，通過(guò)色合成元件6合成而成為多色光，并入射至投影光學(xué)系 統(tǒng)7。入射至投影光學(xué)系統(tǒng)7的多色光，通過(guò)出射側(cè)開(kāi)口光闌73被截?cái)啾硎痉崔D(zhuǎn)圖像的光， 并被投影至屏幕等被投影面(圖示略)。由此，在被投影面顯示彩色的圖像。接著，關(guān)于投影機(jī)1的構(gòu)成要素詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。光源2具有光源燈21及拋物面反射器22。從光源燈21放射的光，通過(guò)拋物面反 射器22向一個(gè)方向反射而成為基本平行的光線束，作為光源光入射至積分器光學(xué)系統(tǒng)3。 光源燈21例如由金屬鹵化物燈、氙氣燈、高壓水銀燈、鹵素?zé)舻葮?gòu)成。此外，也可以代替拋 物面反射器22而由橢圓反射器、球面反射器等構(gòu)成反射器。相應(yīng)于反射器的形狀，有時(shí)使 用使從反射器出射的光平行化的平行化透鏡。積分器光學(xué)系統(tǒng)3具有第1透鏡陣列31、第2透鏡陣列32、入射側(cè)開(kāi)口光闌33、 偏振變換元件34及重疊透鏡35。積分器光學(xué)系統(tǒng)3的光軸30與光源2的光軸20基本一 致，上述的積分器光學(xué)系統(tǒng)3的各個(gè)構(gòu)成要素以中心位置并排于積分器光學(xué)系統(tǒng)3的光軸 30上的方式配置。在本實(shí)施方式中，在第1透鏡陣列31與重疊透鏡35之間的光路之中，在 第1透鏡陣列31與第2透鏡陣列32之間的光路，配置入射側(cè)開(kāi)口光闌33。入射側(cè)開(kāi)口光 闌33的說(shuō)明與出射側(cè)開(kāi)口光闌73的說(shuō)明一起在后面進(jìn)行。第1透鏡陣列31具有排列于與光源2的光軸20基本正交的面的多個(gè)透鏡要素 311。第2透鏡陣列32與透鏡要素311同樣具有多個(gè)透鏡要素321。透鏡要素311、321例 如排列為矩陣狀，在與光軸30正交的平面的平面形狀與圖2所示的反射型液晶面板8的被 照明區(qū)域80成為相似形狀(在此，基本為矩形)。被照明區(qū)域80是反射型液晶面板8中包 括排列有多個(gè)像素的區(qū)域的整體的區(qū)域。偏振變換元件34具有多個(gè)偏振變換單元341。偏振變換單元341雖然并未圖示其 詳細(xì)的結(jié)構(gòu)，但是具有偏振分束膜(以下，稱為PBS膜)、1/2相位板及反射鏡。第1透鏡陣列31的透鏡要素311與第2透鏡陣列32的透鏡要素321 —一對(duì)應(yīng)。 第2透鏡陣列32的透鏡要素321與偏振變換元件34的偏振變換單元341 —一對(duì)應(yīng)。處于 相互對(duì)應(yīng)關(guān)系的透鏡要素311、321及偏振變換單元341沿著與光軸30基本平行的軸并排。入射至積分器光學(xué)系統(tǒng)3的光源光，被第1透鏡陣列31的多個(gè)透鏡要素311在空間上劃分而入射，并按每束入射于透鏡要素311的光源光而會(huì)聚。通過(guò)透鏡要素311會(huì) 聚后的光源光，通過(guò)入射側(cè)開(kāi)口光闌33，成像于與該透鏡要素311相對(duì)應(yīng)的透鏡要素321。 即，在第2透鏡陣列32的多個(gè)透鏡要素321的各個(gè)，形成二次光源像。來(lái)自形成于透鏡要 素321的二次光源像的光，入射至與該透鏡要素321對(duì)應(yīng)的偏振變換單元341。入射至偏振變換單元341的光，被分離為相對(duì)于PBS膜的P偏振光和S偏振光。被 分離后的一種偏振光在由反射鏡反射之后通過(guò)1/2相位板，其偏振狀態(tài)被與另一種偏振光 一致化。在此，通過(guò)了偏振變換單元341的光的偏振狀態(tài)，被一致化為相對(duì)于后述的WG元 件54的偏振分離面的P偏振光。從多個(gè)偏振變換單元341的各個(gè)出射的光，入射至重疊透 鏡35而折射，重疊于反射型液晶面板8的被照明區(qū)域80。由第1透鏡陣列31在空間上分 割后的多個(gè)光線束的各個(gè)，通過(guò)對(duì)被照明區(qū)域80的基本全部區(qū)域進(jìn)行照明，以多個(gè)光線束 使照度分布平均化，被照明區(qū)域80的照度均勻化。色分離光學(xué)系統(tǒng)4具有第1 第3分色鏡41 43及第1、第2反射鏡44、45，所 述第1 第3分色鏡41 43具有波長(zhǎng)選擇面。第1分色鏡41具有使紅色光反射并且使 綠色光及藍(lán)色光透射的特性。第2分色鏡42具有使紅色光透射并且使綠色光及藍(lán)色光反 射的特性。第3分色鏡43具有使綠色光反射并且使藍(lán)色光透射的特性。第1、第2分色鏡 41,42以使其各自的波長(zhǎng)選擇面相互基本正交的方式，并且以使其各自的波長(zhǎng)選擇面與積 分器光學(xué)系統(tǒng)3的光軸30呈基本45°的角度的方式配置。入射至色分離光學(xué)系統(tǒng)4的光源光所包含的紅色光LlO、綠色光L20及藍(lán)色光L30 如以下那樣被分離，入射至與分離后的每一色光對(duì)應(yīng)的圖像形成系統(tǒng)5。光LlO在第2分色鏡42中透射并且由第1分色鏡41反射，之后由第1反射鏡44 反射而入射至第1圖像形成系統(tǒng)5a。光L20在第1分色鏡41中透射并且由第2分色鏡42反射，之后由第2反射鏡45 反射，并接著由第3分色鏡43反射而入射至第2圖像形成系統(tǒng)5b。光L30在第1分色鏡41中透射并且由第2分色鏡42反射，之后由第2反射鏡45 反射，并接著在第3分色鏡43中透射而入射至第3圖像形成系統(tǒng)5c。第1 第3圖像形成系統(tǒng)5a 5c都為同樣的結(jié)構(gòu)。在此，代表第1 第3圖像 形成系統(tǒng)5a 5c，關(guān)于第2圖像形成系統(tǒng)5b的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。如圖2所示，第2圖像形成系統(tǒng)5b具有入射側(cè)偏振板51、WG元件54、反射型液晶 面板8及出射側(cè)偏振板55。另外，圖2中的虛線是為了使WG元件54的位置關(guān)系變得明確 而描繪的輔助線，而并沒(méi)有實(shí)體。線柵型偏振分離元件，與以往的電介質(zhì)多層膜類型的PBS 不同，不需要由三角棱鏡夾持。雖然在圖2中，為了使構(gòu)成要素的位置關(guān)系容易理解，分離 地描繪了入射側(cè)偏振板51、反射型液晶面板8、出射側(cè)偏振板55，但是實(shí)際上以大致接近于 圖2中的虛線的方式配置。作為從色分離光學(xué)系統(tǒng)4出射的光源光的一部分的綠色光L20入射至入射側(cè)偏振 板51。入射側(cè)偏振板51使直線偏振光通過(guò)，且以使相對(duì)于接著說(shuō)明的WG元件54的偏振 分離面的P偏振光通過(guò)的方式被設(shè)定了透射軸。以下，將相對(duì)于WG元件54的偏振分離面 的P偏振光簡(jiǎn)稱為P偏振光，并將相對(duì)于WG元件54的偏振分離面的S偏振光簡(jiǎn)稱為S偏 振光。如上所述，通過(guò)了積分器光學(xué)系統(tǒng)3的光源光，其偏振狀態(tài)被一致化為P偏振光，光 L20的大部分通過(guò)入射側(cè)偏振板51，并入射至WG元件54。
WG元件M包括電介質(zhì)層Ml及多條金屬線M2。電介質(zhì)層Ml通過(guò)玻璃基板等構(gòu) 成。多條金屬線542設(shè)置于電介質(zhì)層Ml的表面。多條金屬線542均延伸于一方向(Z方 向)，相互基本平行地并排。多條金屬線M2的延伸方向是反射軸方向D1，多條金屬線542 相并排的方向是透射軸方向D2。偏振分離面是平行于反射軸方向D1且平行于透射軸方向D2 的WG元件M的主面。偏振分離面的法線方向相對(duì)于光L20的中心軸呈基本45°的角度。在入射至偏振分離面的光L20之中，偏振方向?yàn)榉瓷漭S方向D1的S偏振光(第1 偏振光)由偏振分離面反射，偏振方向?yàn)橥干漭S方向A的P偏振光(第2偏振光)在偏振 分離面中透射。從積分器光學(xué)系統(tǒng)3出射的綠色光L20大體為P偏振光，通過(guò)偏振分離面 入射至反射型液晶面板8。如圖3所示，反射型液晶面板8具有元件基板81、對(duì)置基板82、液晶層83及補(bǔ)償 板84。元件基板81與對(duì)置基板82相對(duì)地設(shè)置。液晶層83設(shè)置于元件基板81與對(duì)置基 板82之間。補(bǔ)償板84相對(duì)于對(duì)置基板82設(shè)置于與液晶層83相反側(cè)。通過(guò)了 WG元件M 的綠色光L20入射至補(bǔ)償板84而通過(guò)對(duì)置基板82，在入射至液晶層83之后由元件基板81 反射而折返。綠色光L20在通過(guò)液晶層83的期間被調(diào)制而成為光L21，并通過(guò)對(duì)置基板82 及補(bǔ)償板84，從反射型液晶面板8出射。元件基板81以硅基板和/或玻璃基板為基體而構(gòu)成。在使用硅基板的情況下，成 為所謂的LCOS (Liquid crystal on silicon，硅基液晶)。元件基板81包括多條柵線85、 多條源線86、多個(gè)薄膜晶體管(以下，稱為TFT)87及像素電極88。多條柵線85互相平行地延伸。多條源線86互相平行地延伸。柵線85的延伸方 向(X方向)與源線86的延伸方向(Z方向)相交叉(在此為正交)。在柵線85與源線86 相交叉的每一部分，設(shè)置TFT87。柵線85與TFT87的柵電極電連接。源線86與TFT87的源 區(qū)域電連接。由柵線85和源線86包圍的部分，成為一個(gè)調(diào)制要素。在本實(shí)施方式中，1個(gè)調(diào)制 要素成為1個(gè)像素P。多個(gè)像素P在一方向(X方向)以等間距排列，并在另一方向(Z方 向)以等間距排列。在多個(gè)像素P，設(shè)置有按每一像素P獨(dú)立的島狀的像素電極88。本實(shí) 施方式的像素電極88，由金屬材料構(gòu)成，兼作鏡面反射板。在圖3中，對(duì)像素電極88進(jìn)行切 剖，示意性地圖示像素電極88的基底側(cè)。實(shí)際上，像素電極88隔著平坦化層和/或絕緣層 覆蓋柵線85、源線86、TFT87，提高了像素P的開(kāi)口率。像素電極88與TFT87的漏區(qū)域電連 接。覆蓋像素電極88，設(shè)置有圖示省略的取向膜。對(duì)置基板82，雖然其詳細(xì)的結(jié)構(gòu)未圖示，但是以玻璃基板等透明基板為基體而構(gòu) 成。在對(duì)置基板82的液晶層83側(cè)設(shè)置有由透明導(dǎo)電材料構(gòu)成的共用電極。在共用電極的 液晶層83側(cè)設(shè)置有取向膜。設(shè)置于元件基板81和/或?qū)χ没?2的取向膜，例如是通過(guò) 斜向蒸鍍法等形成的無(wú)機(jī)取向膜。液晶層83例如通過(guò)VA模式的液晶層構(gòu)成。元件基板81與對(duì)置基板82的單元間 隙例如為2. 0 μ m左右，在該單元間隙封入液晶材料而構(gòu)成液晶層83。液晶材料是介電常數(shù) 各向異性為負(fù)、雙折射性Δη例如為0. 12的液晶材料。液晶層83所包含的液晶分子831， 其預(yù)傾角θ ρ例如為87°左右，該預(yù)傾角以沿著元件基板81的基板面的方向?yàn)榛鶞?zhǔn)(0° )。 補(bǔ)償板84例如通過(guò)負(fù)的C板構(gòu)成。補(bǔ)償板84相對(duì)于沿著元件基板81的基板面的方向傾 斜基本4. 5°左右而設(shè)置，以便對(duì)由于液晶分子831的預(yù)傾而產(chǎn)生的相位差進(jìn)行補(bǔ)償。
在以上的結(jié)構(gòu)的反射型液晶面板中，若對(duì)柵線85供給選擇脈沖，則連接于該柵線 85的TFT87變?yōu)閷?dǎo)通。在TFT87變?yōu)閷?dǎo)通的狀態(tài)下，與每一像素的灰度等級(jí)值相應(yīng)的源信 號(hào)被供給至源線86。源信號(hào)經(jīng)由TFT87被供給至像素電極88。若對(duì)像素電極88供給源信 號(hào)，則在該像素電極88與共用電極之間施加電場(chǎng)，液晶層83的取向狀態(tài)與該電場(chǎng)相應(yīng)地按 每一像素P發(fā)生變化。入射至像素P的光L20，與該像素P處的液晶層83的取向狀態(tài)相應(yīng) 地，其偏振狀態(tài)發(fā)生變化。通過(guò)了液晶層83的光L20，作為調(diào)制后的光L21從液晶層83的 光出射面出射。在本實(shí)施方式中，在對(duì)像素P處的液晶層83未施加電場(chǎng)的狀態(tài)下，入射至該像素P 的光L20，其偏振狀態(tài)基本不變而以P偏振光原樣出射。在對(duì)像素P處的液晶層83施加電 場(chǎng)的狀態(tài)下，入射至該像素P的光L20，其P偏振光以與由圖像數(shù)據(jù)規(guī)定的灰度等級(jí)值相應(yīng) 的比率向S偏振光變化。S卩，光L21所包含的S偏振光為表示應(yīng)該顯示的圖像的光，光L21 所包含的P偏振光為表示應(yīng)該顯示的圖像的反轉(zhuǎn)圖像的光。從多個(gè)像素P的各個(gè)出射的光 L21的中心軸，相互基本平行，與液晶層83的光出射面基本垂直。如圖4所示，從多個(gè)像素P的各個(gè)出射的光L21，具有與光源光的展寬角等相應(yīng)的 展寬角θ (例如20°錐形左右)。從反射型液晶面板8出射的光L21，入射至WG元件54的 偏振分離面。光L21所包含的P偏振光在偏振分離面中透射，光L21所包含的S偏振光由 偏振分離面反射。光L21之中在偏振分離面中進(jìn)行了透射的光L22 (P偏振光為主)，朝向入 射側(cè)偏振板51行進(jìn)，從朝向投影光學(xué)系統(tǒng)7的光路被除去。光L21之中由偏振分離面反射 后的光L23(S偏振光為主)，朝向出射側(cè)偏振板55行進(jìn)(參照?qǐng)D2)。出射側(cè)偏振板55使 直線偏振光通過(guò)，且以使S偏振光通過(guò)的方式被設(shè)定了透射軸。光L23之中通過(guò)了出射側(cè) 偏振板55的光L24，入射至色合成元件6。入射至圖1所示的第1圖像形成系統(tǒng)5a的光L10，與綠色光L20同樣地被調(diào)制，作 為表示應(yīng)該顯示的圖像的S偏振的紅色光L14，從第1圖像形成系統(tǒng)5a出射。同樣地，表 示應(yīng)該顯示的圖像的S偏振的藍(lán)色光L34，從第3圖像形成系統(tǒng)5c出射。如圖2所示，光 L14、L24、L34入射至色合成元件6。色合成元件6通過(guò)分色棱鏡等構(gòu)成。分色棱鏡為4個(gè)三棱柱棱鏡互相貼合而成的 結(jié)構(gòu)。三棱柱棱鏡中相貼合的面，成為分色棱鏡的內(nèi)面。在分色棱鏡的內(nèi)面，使紅色光反射 并且使綠色光及藍(lán)色光透射的特性的波長(zhǎng)選擇面與使藍(lán)色光反射并且使紅色光及綠色光 透射的特性的波長(zhǎng)選擇面相互正交而形成。入射至分色棱鏡的作為綠色光的S偏振光的L24，通過(guò)波長(zhǎng)選擇面而原樣出射。入 射至分色棱鏡的S偏振的紅色光L14、S偏振的藍(lán)色光L34由波長(zhǎng)選擇面選擇性地反射或者 透射，出射于與S偏振的綠色光L24的出射方向相同的方向。綠色光L24也可以根據(jù)需要 由2分之1波長(zhǎng)板變換為P偏振光。由此，綠色光L24在分色棱鏡中高效地透射。這樣，3 種色光重疊而合成，成為多色光L并入射至投影光學(xué)系統(tǒng)7。如圖1所示，投影光學(xué)系統(tǒng)7具有第1透鏡部71、第2透鏡部72及出射側(cè)開(kāi)口光 闌73。出射側(cè)開(kāi)口光闌73配置于投影光學(xué)系統(tǒng)7的瞳面。光L23是被投影而顯示圖像的光，以使所顯示的圖像的對(duì)比率提高的觀點(diǎn)來(lái)看， 優(yōu)選光L23中不包含表示反轉(zhuǎn)圖像的P偏振光。關(guān)于從第1、第3圖像形成系統(tǒng)5a、5c出 射的光也同樣。但是，難以將P偏振光與S偏振光完全地分離，實(shí)際上P偏振光的極少一部分會(huì)由偏振分離面反射而包含于光L23。在圖4中，關(guān)于光L23在光點(diǎn)S內(nèi)的偏振狀態(tài)，由 箭頭示意性地圖示偏振方向。光點(diǎn)S內(nèi)的偏振狀態(tài)，雖然基本上成為偏振方向是反射軸方向D1的直線偏振光， 但是在混合有P偏振光的部分成為接近于直線偏振光的橢圓偏振光。該橢圓偏振光的長(zhǎng)軸 相對(duì)于反射軸方向D1傾斜。光L23所包含的P偏振光的比例越高，橢圓偏振光的長(zhǎng)軸與出 射側(cè)偏振板陽(yáng)的透射軸所形成的角度越增加。若這樣的橢圓偏振光入射至出射側(cè)偏振板 陽(yáng)，則相當(dāng)于將橢圓偏振光的長(zhǎng)軸方向的振幅正交投影于出射側(cè)偏振板陽(yáng)的透射軸而得 到的振幅的平方的光量，在出射側(cè)偏振板陽(yáng)中透射。即，當(dāng)將在光L23不包含P偏振光的 情況下在出射側(cè)偏振板55中透射的光的光量設(shè)定為期望的光量時(shí)，光L23所包含的P偏振 光的比例越增加，在出射側(cè)偏振板55中透射的光的光量越偏離期望的光量。在本發(fā)明中，在光L14、L24、L34的各個(gè)的角度分量的光之中，對(duì)P偏振光所占的比 例相對(duì)變高的角度分量的光選擇性地進(jìn)行遮光，可以兼顧所顯示的圖像的明亮度的確保及 對(duì)比率的提高。以下，代表光L14、LM、L34而關(guān)于光L24，關(guān)于對(duì)包含P偏振光較多的角度 分量的光選擇性地進(jìn)行遮光的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。圖5(a)是第1光在與反射型液晶面板8的液晶層83的光出射面的法線方向(Y 方向)及WG元件M的反射軸方向D1平行的面上的光路圖。符號(hào)L01表示在從反射型液晶 面板8的任意像素P出射而在反射軸方向D1具有展寬的第1光L21a之中，與液晶層83的 光出射面的法線方向呈第1角度Q1C )的角度分量的光。光L01相對(duì)于偏振分離面MO 的入射角α θ )與第1角度θ工相同。圖5(b)是第2光在與反射型液晶面板8的液晶層83的光出射面的法線方向(Y 方向)及WG元件M的透射軸方向D2平行的面上的光路圖。符號(hào)L02表示在從反射型液晶 面板8的任意像素P出射而在透射軸方向&具有展寬的第2光L21b之中，與液晶層83的 光出射面的法線方向呈第2角度θ2(° )的角度分量的光。光L02相對(duì)于偏振分離面MO 的入射角β θ )與第2角度92之間存在(β 0 = 45-θ2)的關(guān)系。圖6是表示W(wǎng)G元件M的偏振分離功能的入射角依賴性的一例的曲線圖。如圖6所示，WG元件M具有偏振分離功能的入射角依賴性，P偏振光在偏振分離 面的反射率(理想為0%)，依入射角α 0、β 0的不同而發(fā)生變化。隨著入射角α 0從0° 開(kāi)始向正方向或負(fù)方向遠(yuǎn)離，P偏振光的反射率增加。如上所述，入射角α θ與從反射型液 晶面板8朝向偏振分離面540在反射軸方向D1 (第1偏振光的偏振方向)展寬的方向的第 1角度Q1相同。從而，越是第1角度Q1的絕對(duì)值比(0° )大的角度分量的光，該角度分 量所包含的P偏振光越容易由偏振分離面540反射，在由偏振分離面540反射之后P偏振 光的比例變高。P偏振光的反射率的等高線表示下述狀況基本沿著橫軸，由入射角α θ的不同引 起的入射角依賴性這一方比由入射角β e的不同引起的入射角依賴性顯著。如上所述，入 射角β e對(duì)應(yīng)于從反射型液晶面板8朝向偏振分離面540在透射軸方向D2 (第2偏振光的 偏振方向)展寬的方向的第2角度θ2。S卩，如果與從光源2出射時(shí)相比較，使光被投影時(shí) 的角度分量在展寬于反射軸方向D1的方向、以比展寬于透射軸方向D2的方向?qū)挼慕嵌确秶?縮減，則能夠?qū)⒚髁炼鹊慕档鸵种茷樽畹拖薅?，并且使?duì)比率提高。此外，因?yàn)楣庀鄬?duì)于界面的入射角越大，光在界面的反射率越高，所以入射角β θ越增加，由入射角α e的不同引起的入射角依賴性越變得顯著。例如，在β 0 = 30°時(shí)反 射率從α 0 = 0°到α 0 = 15°的變化為0. 3%左右，相對(duì)于此，在β 0 = 60°時(shí)反射率 從α 0 = 0°到α 0 = 15°的變化為0. 9%左右。朝向偏振分離面540中與液晶層83的 光出射面的間隔變寬的一側(cè)具有展寬的第3光L21c(參照?qǐng)D5(b))這一方，比朝向與液晶 層83的光出射面的間隔變窄的一側(cè)具有展寬的第4光L21d，相對(duì)于偏振分離面540的入射 角大。即，如果與從光源2出射時(shí)相比較，使光被投影時(shí)的角度分量在第3光L21c所 展寬的方向、以比第4光L21d所展寬的方向?qū)挼慕嵌确秶s減，則能夠提高將明亮度的降 低抑制為最低限度并且使對(duì)比率提高的效果。返回到圖2的說(shuō)明，入射側(cè)開(kāi)口光闌33具有遮光部331，該遮光部331設(shè)置有使 光通過(guò)的開(kāi)口 332。出射側(cè)開(kāi)口光闌73具有遮光部731，該遮光部設(shè)置有使光通過(guò)的開(kāi)口 732。本實(shí)施方式的開(kāi)口 332、732的形狀為大致梯形。入射側(cè)開(kāi)口光闌33的開(kāi)口 332，沿著梯形的互相平行的對(duì)邊的方向(Z方向、稱為 長(zhǎng)度短方向)的最大內(nèi)尺寸比與對(duì)邊正交的方向(X方向、稱為長(zhǎng)度長(zhǎng)方向)的最大內(nèi)尺寸 小。開(kāi)口 332的長(zhǎng)度長(zhǎng)方向與P偏振光的偏振方向基本一致，開(kāi)口 332的長(zhǎng)度短方向與S 偏振光的偏振方向基本一致。開(kāi)口 332的長(zhǎng)度短方向的尺寸成為長(zhǎng)度長(zhǎng)方向的一側(cè)的尺 寸比另一側(cè)的尺寸短。通過(guò)了開(kāi)口 332的一側(cè)的光L20，在入射至反射型液晶面板8之后， 作為第3光L21c而出射。通過(guò)了開(kāi)口 332的另一側(cè)的光L20，在入射至反射型液晶面板8 之后，作為第4光L21d而出射。通過(guò)了入射側(cè)開(kāi)口光闌33的光L20，若與從光源2出射時(shí)相比較，則以展寬于S偏 振光的偏振方向(反射軸方向D1)的角度分量的光(第1光)與展寬于P偏振光的偏振方 向(透射軸方向D2)的角度分量的光(第2光)相比縮減了的狀態(tài)，通過(guò)WG元件54入射 至反射型液晶面板8。然后，調(diào)制后的光L21，以第1光與第2光相比縮減了的狀態(tài)，再次入 射于WG元件54。因?yàn)槿菀子善穹蛛x面產(chǎn)生P偏振光的泄漏反射的第1光的廣角分量被 優(yōu)先截?cái)?，所以能夠減少由偏振分離面反射后的光L23中所包含的P偏振光。此外，與使第2光以與第1光相同的程度縮減的情況相比較，能夠使難以由偏振分 離面產(chǎn)生P偏振光的泄漏反射的第2光增加。尤其是，在入射側(cè)開(kāi)口光闌33中，由于成為 第3光L21c的角度分量的光與成為第4光L21d的角度分量的光相比縮減，所以能夠減少 光L23中所包含的P偏振光并且有效地增加第2光。此外，由于對(duì)于入射至反射型液晶面板8之前的光L20，使對(duì)于顯示而言所不需要 的光縮減，所以能夠防止由該不需要的光引起的反射型液晶面板8的劣化，能夠提高反射 型液晶面板8的耐光性。出射側(cè)開(kāi)口光闌73的開(kāi)口 732，沿著梯形的互相平行的對(duì)邊的方向(Z方向、稱為 長(zhǎng)度短方向)的最大內(nèi)尺寸比與對(duì)邊正交的方向(Y方向、稱為長(zhǎng)度長(zhǎng)方向)的最大內(nèi)尺寸 小。開(kāi)口 732的長(zhǎng)度長(zhǎng)方向與P偏振光的偏振方向基本一致，開(kāi)口 732的長(zhǎng)度短方向與S偏 振光的偏振方向基本一致。開(kāi)口 732的長(zhǎng)度短方向的尺寸成為長(zhǎng)度長(zhǎng)方向的一側(cè)的尺寸 比另一側(cè)的尺寸短。從反射型液晶面板8出射的第3光L21c入射至開(kāi)口 732的一側(cè)。從 反射型液晶面板8出射的第4光L21d入射至開(kāi)口 732的另一側(cè)。通過(guò)了出射側(cè)開(kāi)口光闌73的光L24，與入射至出射側(cè)開(kāi)口光闌73之前的光L24相 比較，在入射至偏振分離面時(shí)在反射軸方向D1展寬的第1光與在入射至偏振分離面時(shí)在透
12射軸方向A展寬的第2光相比縮減。通過(guò)了出射側(cè)開(kāi)口光闌73的光L24，其與第2光相比 包含由偏振分離面泄漏反射了的P偏振光相對(duì)多的第1光的廣角分量被優(yōu)先截?cái)?，并通過(guò) 投影光學(xué)系統(tǒng)7進(jìn)行投影。此外，與使第2光以與第1光相同的程度縮減的情況相比較，能夠使難以由偏振分 離面產(chǎn)生P偏振光的泄漏反射的第2光增加。尤其是，在出射側(cè)開(kāi)口光闌73中，由于來(lái)源 于第3光L21c的角度分量的光與來(lái)源于第4光L21d的角度分量的光相比縮減，所以能夠 減少光L24中所包含的P偏振光并且有效地增加第2光。如以上所述，因?yàn)樵谟扇肷鋫?cè)開(kāi)口光闌33及出射側(cè)開(kāi)口光闌73縮減的光量得到 抑制而且有效地減少了表示反轉(zhuǎn)圖像的P偏振光的狀態(tài)下，光LM通過(guò)投影光學(xué)系統(tǒng)7進(jìn) 行投影，所以能夠?qū)⒚髁炼鹊慕档鸵种茷樽畹拖薅?，并且使?duì)比率提高。接著，參照?qǐng)D7 圖9，關(guān)于開(kāi)口光闌的配置進(jìn)行說(shuō)明。圖7是對(duì)應(yīng)于投影光學(xué)系 統(tǒng)7的物體側(cè)遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)的光路圖，圖8是表示入射側(cè)開(kāi)口光闌33的配置例的圖，圖9 是表示入射側(cè)開(kāi)口光闌的與圖8不同的配置例的圖。如圖7所示，投影光學(xué)系統(tǒng)7能夠作為以反射型液晶面板8為物體側(cè)的物體側(cè)遠(yuǎn) 心光學(xué)系統(tǒng)來(lái)看待。從反射型液晶面板8的各像素出射的光的主光線，經(jīng)由第1透鏡部71 在焦點(diǎn)相交。包含該焦點(diǎn)且與第1透鏡部71的光軸正交的面為瞳面，在該瞳面配置出射側(cè) 開(kāi)口光闌73。從第1透鏡部71到出射側(cè)開(kāi)口光闌73的距離，為第1透鏡部71的焦距F。從反射型液晶面板8的多個(gè)像素P的各個(gè)出射的光，無(wú)論是從哪一像素P出射的 光，都在瞳面的基本同一區(qū)域形成光點(diǎn)。該光點(diǎn)的光強(qiáng)度分布成為從各個(gè)像素P出射的光 的角度分量與角度相應(yīng)地在空間上被映射而成的分布。例如，越是與反射型液晶面板8的 法線方向形成的角度大的角度分量的光，越入射至遠(yuǎn)離于投影光學(xué)系統(tǒng)7的光軸的位置； 越是該角度小的角度分量的光，越入射至接近于投影光學(xué)系統(tǒng)7的光軸的位置。若出射側(cè)開(kāi)口光闌73配置于投影光學(xué)系統(tǒng)的瞳面，則關(guān)于從任一像素出射的光 都能夠均勻地控制展寬角，不會(huì)使所顯示的圖像變窄地能夠使第1光與第2光相比縮減。此 外，因?yàn)樵谕?，角度分量的光在空間上分布于與具有展寬的角度相應(yīng)的位置，所以容易選 擇性地且高精度地縮減期望的角度分量的光。此外，因?yàn)槭辜磳⑼队坝诒煌队懊鍿C之前的 光縮減，所以能夠正確地除去表示反轉(zhuǎn)圖像的光。在圖8所示的配置例中，在第1、第2透鏡陣列31、32之間的光路配置入射側(cè)開(kāi)口 光闌33A。入射側(cè)開(kāi)口光闌33A可以遮擋第1、第2透鏡陣列31、32之間的光路，能夠可變 地控制遮擋該光路的面積。因?yàn)橥ㄟ^(guò)在第1透鏡陣列31與重疊透鏡35之間的光路配置入射側(cè)開(kāi)口光闌33A， 使重疊之前的光縮減，所以難以產(chǎn)生在光反射型液晶面板8的照度不均。此外，因?yàn)榈?、 第2透鏡陣列31、32互相隔開(kāi)構(gòu)成第1透鏡陣列的透鏡要素311的焦距的量，所以容易確 保配置使入射側(cè)開(kāi)口光闌33A的開(kāi)口直徑成為可變的機(jī)構(gòu)的空間。在圖9所示的配置例中，在第2透鏡陣列32與重疊透鏡35之間的光路配置入射 側(cè)開(kāi)口光闌3 。入射側(cè)開(kāi)口光闌3 具有在與重疊透鏡35的光軸基本正交的面內(nèi)排列的 多個(gè)開(kāi)口 332B。開(kāi)口 332B與構(gòu)成第2透鏡陣列32的多個(gè)透鏡要素321分別一一對(duì)應(yīng)而設(shè) 置。從透鏡要素321出射的光，在與該透鏡要素321對(duì)應(yīng)的開(kāi)口 332B中通過(guò)，并通過(guò)重疊 透鏡35重疊于反射型液晶面板8。多個(gè)開(kāi)口 332B都為同樣的形狀，例如為與上述的開(kāi)口332同樣的俯視大致梯形。如果這樣，則例如與上述的例子相比較，關(guān)于從透鏡要素321出 射的光，能夠高精度地控制展寬角。此外，因?yàn)槭箯亩鄠€(gè)透鏡要素321的各個(gè)出射的光同樣 地縮減，所以幾乎不會(huì)產(chǎn)生因入射側(cè)開(kāi)口光闌33B引起的在反射型液晶面板8的照度不均。接著，參照?qǐng)D10(a) 圖10(f)、圖11，關(guān)于開(kāi)口光闌的開(kāi)口形狀的例子及相對(duì)于 開(kāi)口光闌的透射率的對(duì)比率進(jìn)行說(shuō)明。圖10(a) 圖10(d)是表示實(shí)施例1 4的開(kāi)口光 闌的開(kāi)口形狀的俯視圖，圖10(e)、圖10(f)是表示比較例1、2的開(kāi)口光闌的開(kāi)口形狀的俯 視圖。圖10(a) 圖10(f)中的符號(hào)D3表示S偏振光在通過(guò)開(kāi)口光闌時(shí)的相對(duì)于偏振分離 面的偏振方向，符號(hào)D4表示P偏振光在通過(guò)開(kāi)口光闌時(shí)的相對(duì)于偏振分離面的偏振方向。圖10(e)所示的比較例1的開(kāi)口光闌Cl，具有遮光部C10，該遮光部ClO設(shè)置有俯 視基本圓形的開(kāi)口 C11。圖10(f)所示的比較例2的開(kāi)口光闌C2，為可變光闌，具有遮光部C20，該遮光部 C20設(shè)置有俯視基本正六邊形的開(kāi)口 C21。實(shí)施例1 實(shí)施例4為應(yīng)用了本發(fā)明的開(kāi)口光闌的例子。圖10(a)所示的實(shí)施例1的開(kāi)口光闌9A，具有遮光部90，該遮光部90設(shè)置有俯視 基本梯形的開(kāi)口 91。圖10(b)所示的實(shí)施例2的開(kāi)口光闌9B，具有遮光部90，該遮光部90設(shè)置有俯視 基本三角形的開(kāi)口 92。圖10(c)所示的實(shí)施例3的開(kāi)口光闌9C，具有遮光部90，該遮光部90設(shè)置有俯視 基本矩形的開(kāi)口 93。圖10(d)所示的實(shí)施例4的開(kāi)口光闌9D，具有遮光部90，該遮光部90設(shè)置有俯視 基本橢圓的開(kāi)口 94。開(kāi)口 91 94，其S偏振光的偏振方向D3的最大內(nèi)尺寸都比P偏振光的偏振方向 D4的最大內(nèi)尺寸小。開(kāi)口 91、92，其S偏振光的偏振方向D3的內(nèi)尺寸在P偏振光的偏振方 向D4的一側(cè)與另一側(cè)不同。開(kāi)口 91、92設(shè)置為，S偏振光的偏振方向D3的內(nèi)尺寸小的一側(cè) 成為第3光的入射側(cè)。圖11是用實(shí)施例1 4、比較例1的開(kāi)口光闌表示對(duì)比率相對(duì)于透射率的比較的 曲線圖。關(guān)于實(shí)施例1 4的開(kāi)口光闌9A 9D，將開(kāi)口 91 94的縱橫比都設(shè)定為1 3。 在此，縱橫比相當(dāng)于S偏振光的偏振方向D3的最大內(nèi)尺寸與P偏振光的偏振方向D4的最大 內(nèi)尺寸之比。實(shí)施例1 4及比較例1的開(kāi)口光闌配置為，開(kāi)口形狀的重心位置與投影光 學(xué)系統(tǒng)的光軸相重合。圖11的曲線圖的橫軸表示將孔徑焦距比(F number，F(xiàn)值)為3的 圓形光闌(例如比較例1)的透射率設(shè)定為100%而標(biāo)準(zhǔn)化了的開(kāi)口率。如從圖11的曲線圖可以看出的，即使在與以往同樣的比較例1中，隨著使孔徑焦 距比增大(即減小開(kāi)口直徑)，也可得到高的對(duì)比率。若以相同的開(kāi)口光闌透射率進(jìn)行比 較，則實(shí)施例1 4的對(duì)比率比比較例1的對(duì)比度高。此外，若以相同的對(duì)比率進(jìn)行比較， 則實(shí)施例1 4的開(kāi)口光闌透射率比比較例1的開(kāi)口光闌透射率高。這樣，通過(guò)使用應(yīng)用 了本發(fā)明的實(shí)施例1 4的開(kāi)口光闌，可得到將明亮度的降低抑制為最低限度并且使對(duì)比 率提高的效果。若對(duì)實(shí)施例1、3進(jìn)行比較，則實(shí)施例1這一方可得到高的對(duì)比率及高的開(kāi)口光闌 透射率。即表明通過(guò)將S偏振光的偏振方向D3的開(kāi)口的內(nèi)尺寸在第3光的入射側(cè)設(shè)定得比第4光的入射側(cè)小，可提高將明亮度的降低抑制為最低限度并且使對(duì)比率提高的效果。實(shí)施例2雖然在開(kāi)口光闌透射率高的區(qū)域使對(duì)比率提高的效果小，但是若將開(kāi)口 光闌透射率設(shè)定得小則可得到最高的對(duì)比率。這可認(rèn)為是因?yàn)橥ㄟ^(guò)在實(shí)施例1 4中將 開(kāi)口的縱橫比固定為1 3，第3光的入射側(cè)(三角形的底邊)的內(nèi)尺寸比實(shí)施例1、3、4相 對(duì)變大。即可認(rèn)為通過(guò)以對(duì)入射至第3光的入射側(cè)的角度分量進(jìn)行限制的方式將對(duì)比率 最優(yōu)化，可以在開(kāi)口光闌透射率高的區(qū)域提高使對(duì)比率提高的效果。此外，因?yàn)槿魧㈤_(kāi)口光 闌透射率設(shè)定得小則可得到最高的對(duì)比率，所以也可考慮如下述的變形例那樣，應(yīng)用于開(kāi) 口形狀可變的開(kāi)口光闌。關(guān)于實(shí)施例4，因?yàn)榕c在S偏振光的偏振方向D3、P偏振光的偏振方向D4具有長(zhǎng)邊、 短邊的矩形的開(kāi)口(例如實(shí)施例3)相比，矩形的對(duì)角方向聚攏，所以認(rèn)為在液晶的視角窄 的條件下可提高使對(duì)比率提高的效果。圖12是表示變形例的開(kāi)口光闌9E的俯視圖。開(kāi)口光闌9E具有由遮光部件9IE 94E構(gòu)成的遮光部。由遮光部件91E 94E包圍的部分成為俯視基本梯形的開(kāi)口 95E。遮 光部件91E、92E形成開(kāi)口 95E的開(kāi)口形狀之中互相平行的對(duì)邊。遮光部件93E、94E形成開(kāi) 口 95E的開(kāi)口形狀之中互相非平行的對(duì)邊。在開(kāi)口光闌9E中，在使開(kāi)口光闌開(kāi)口率下降時(shí)，例如使遮光部件91E、92E向互相 離開(kāi)的方向移動(dòng)，使遮光部件93E、94E向互相接近的方向移動(dòng)。由此，成為俯視基本三角形 的開(kāi)口 96E。如在上述的實(shí)施例中所說(shuō)明地，在具有俯視基本梯形的開(kāi)口 91的實(shí)施例1中， 尤其在開(kāi)口光闌透射率高的區(qū)域?qū)Ρ嚷首兏?；在具有俯視基本三角形的開(kāi)口 92的實(shí)施例2 中，尤其在開(kāi)口光闌透射率低的區(qū)域?qū)Ρ嚷首兏摺亩?，根?jù)變形例的開(kāi)口光闌9E，能夠在 開(kāi)口光闌透射率的寬范圍區(qū)域，使對(duì)比率格外地提高。如以上所述，在應(yīng)用了本發(fā)明的投影機(jī)1中，通過(guò)入射側(cè)開(kāi)口光闌33及出射側(cè)開(kāi) 口光闌73，相對(duì)容易產(chǎn)生P偏振光的泄漏反射的第1光與第2光相比縮減。從而，能夠減少 表示應(yīng)該顯示的圖像的S偏振光之中被開(kāi)口光闌縮減的光的光量，并且從所投影的光除去 表示反轉(zhuǎn)圖像的P偏振光，能夠兼顧高對(duì)比度化及高亮度化。另外，本發(fā)明的技術(shù)范圍并非限定于前述實(shí)施方式。在不脫離本發(fā)明的主旨的范 圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)多種變形。例如，作為光源，也可以代替燈光源而使用發(fā)光二極管(LED)和/ 或激光二極管(LD)等固體光源。積分器光學(xué)系統(tǒng)和/或色分離光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可根據(jù)光 源的種類等，省略或者改變。只要設(shè)置入射側(cè)開(kāi)口光闌33和出射側(cè)開(kāi)口光闌73的至少一方，便可得到將明亮 度的降低抑制為最低限度并且使對(duì)比率提高的效果。雖然在上述的實(shí)施方式中，通過(guò)對(duì)開(kāi)口光闌的開(kāi)口形狀進(jìn)行改進(jìn)，使第1光與第2 光相比縮減，但是也能夠通過(guò)使開(kāi)口內(nèi)的透射率在空間上變化，來(lái)構(gòu)成具有方向各向異性 的開(kāi)口光闌。例如，將開(kāi)口形狀形成為俯視基本正方形，并設(shè)置如下的半透射部，即該半透 射部從通過(guò)開(kāi)口的S偏振光的偏振方向的開(kāi)口中央部朝向周邊部，光的透射率階段性地 或者連續(xù)性地變低。由此，通過(guò)上述開(kāi)口的光的透射率在周邊部比開(kāi)口的中央部變低，能夠 使第1光與第2光相比縮減。
1權(quán)利要求
1.一種反射型液晶投影機(jī)，其特征在于，具備 光源；反射型液晶面板，其對(duì)從前述光源出射的光進(jìn)行調(diào)制；線柵型偏振分離元件，其配置于通過(guò)前述反射型液晶面板調(diào)制后的光所入射的位置， 具有使該光之中的第1偏振光反射并且使偏振方向與前述第1偏振光基本正交的第2偏振 光透射的偏振分離面；投影光學(xué)系統(tǒng)，其對(duì)由前述線柵型偏振分離元件反射后的前述第1偏振光進(jìn)行投影；以及開(kāi)口光闌，其設(shè)置于從前述光源出射的光的光路，從前述反射型液晶面板朝向前述偏 振分離面，使在前述第1偏振光的偏振方向具有展寬的第1光與在前述第2偏振光的偏振 方向具有展寬的第2光相比縮減。
2.按照權(quán)利要求1所述的反射型液晶投影機(jī)，其特征在于 前述開(kāi)口光闌具有遮光部，該遮光部設(shè)置有使光通過(guò)的開(kāi)口 ；前述開(kāi)口在通過(guò)該開(kāi)口的前述第1偏振光的偏振方向的最大內(nèi)尺寸，比該開(kāi)口在該偏 振方向的正交方向的最大內(nèi)尺寸小。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的反射型液晶投影機(jī)，其特征在于前述線柵型偏振分離元件的前述偏振分離面，相對(duì)于前述反射型液晶面板所包含的液 晶層的光出射面為非平行；前述開(kāi)口光闌，使朝向前述偏振分離面中與前述液晶層的光出射面的間隔變寬的一側(cè) 具有展寬的第3光與朝向前述偏振分離面中與前述液晶層的光出射面的間隔變窄的一側(cè) 具有展寬的第4光相比縮減。
4.按照權(quán)利要求3所述的反射型液晶投影機(jī)，其特征在于 前述開(kāi)口光闌具有遮光部，該遮光部設(shè)置有使光通過(guò)的開(kāi)口 ；前述開(kāi)口在通過(guò)該開(kāi)口的前述第1偏振光的偏振方向的內(nèi)尺寸，在該偏振方向的正交 方向的前述第3光的入射側(cè)比前述第4光的入射側(cè)小。
5.按照權(quán)利要求1 4中的任意一項(xiàng)所述的反射型液晶投影機(jī)，其特征在于 前述開(kāi)口光闌配置于前述投影光學(xué)系統(tǒng)的瞳面。
6.按照權(quán)利要求1 5中的任意一項(xiàng)所述的反射型液晶投影機(jī)，其特征在于，具備 透鏡陣列，其設(shè)置于前述光源與前述反射型液晶面板之間的光路，具有排列于與前述光源的光軸基本正交的面的多個(gè)透鏡要素；以及重疊透鏡，其設(shè)置于前述透鏡陣列與前述反射型液晶面板之間的光路； 其中，前述多個(gè)透鏡要素的各個(gè)使從前述光源出射的光會(huì)聚，前述重疊透鏡使通過(guò)前 述多個(gè)透鏡要素的各個(gè)會(huì)聚了的光重疊于前述反射型液晶面板； 前述開(kāi)口光闌設(shè)置于前述透鏡陣列與前述重疊透鏡之間的光路。
全文摘要
本發(fā)明的反射型液晶投影機(jī)具備光源；反射型液晶面板，其對(duì)從光源出射的光進(jìn)行調(diào)制；線柵型偏振分離元件，其配置于通過(guò)反射型液晶面板調(diào)制后的光所入射的位置，具有使該光之中的第1偏振光反射并且使偏振方向與第1偏振光基本正交的第2偏振光透射的偏振分離面；投影光學(xué)系統(tǒng)，其對(duì)由線柵型偏振分離元件反射后的第1偏振光進(jìn)行投影；以及開(kāi)口光闌，其設(shè)置于從光源出射的光的光路，從反射型液晶面板朝向線柵型偏振分離元件，使在第1偏振光的偏振方向具有展寬的第1光與在第2偏振光的偏振方向具有展寬的第2光相比縮減。
文檔編號(hào)G03B21/00GK102135713SQ201110029959
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月27日
發(fā)明者奧村治 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社