投影型影像顯示裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及投影型影像顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]通過以下專利文獻(xiàn)1，已知使來自光源的白色光聚光形成發(fā)光面、在該發(fā)光面附近配置旋轉(zhuǎn)型濾色片、使從該濾色片的出射光聚光并使其對一片光調(diào)制元件入射、通過投射透鏡將用該光調(diào)制元件形成的圖像投射在屏幕上的投影型影像顯示裝置。即，因?yàn)榭梢杂靡黄壕姘宓玫脚c3片式同等的高分辨率的彩色圖像，所以不需要在各面板上的像素上設(shè)置微小的濾色片，由此，能夠提高液晶面板的成品率并降低裝置的成本。而且，控制旋轉(zhuǎn)型濾色片的旋轉(zhuǎn)與液晶面板進(jìn)行的圖像顯示同步的控制裝置，與通過濾光鏡的各色濾光鏡之間的邊界線同步地，使在濾光鏡的旋轉(zhuǎn)方向上多份分割設(shè)定的液晶面板的圖像顯示狀態(tài)與關(guān)閉裝置之間切換，從而防止在聚光點(diǎn)(發(fā)光面)跨鄰接的濾色片之間的狀態(tài)下發(fā)生混色。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特許第4716528號

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的課題
[0007]但是，上述專利文獻(xiàn)I中公開的投影型影像顯示裝置，如以下所述，仍然留有提高參與本來的圖像顯示的光的比例(效率)的余地。
[0008]于是，本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的投影型影像顯示裝置而得到，其目的在于提供一種投影型影像顯示裝置，其能夠進(jìn)一步減少該裝置內(nèi)的光損失，由此能夠更高效地顯示圖像而降低裝置成本。
[0009]用于解決課題的技術(shù)方案
[0010]為了解決上述課題，根據(jù)本發(fā)明，提供一種投影型影像顯示裝置，其包括:發(fā)射白色光的光源；使來自所述光源的光聚光并使其出射的聚光光學(xué)元件；旋轉(zhuǎn)式濾色片，其配置在所述聚光光學(xué)元件的出射面附近，具有用于使從所述聚光光學(xué)元件的出射面出射的白色光中的特定顏色的光按規(guī)定順序選擇性地透射或反射的多種濾色片；光調(diào)制元件，其具有多個(gè)像素，根據(jù)圖像信號調(diào)制入射光來進(jìn)行圖像顯示；照明光學(xué)器件，其使從所述旋轉(zhuǎn)式濾色片出射的光聚光來形成用于對所述光調(diào)制元件投射的照明光；投射由所述光調(diào)制元件形成的圖像的投射透鏡；和控制裝置，其進(jìn)行控制使得所述旋轉(zhuǎn)式濾色片的旋轉(zhuǎn)與所述光調(diào)制元件進(jìn)行的圖像顯示同步，在所述旋轉(zhuǎn)式濾色片的一部分形成利用來自所述聚光光學(xué)元件的出射面的光的發(fā)光面，所述照明光學(xué)器件配置成與所述旋轉(zhuǎn)式濾色片上的所述發(fā)光面為實(shí)質(zhì)上共軛的關(guān)系。
[0011]發(fā)明效果
[0012]根據(jù)上述本發(fā)明，能夠提供一種投影型影像顯示裝置，其能夠進(jìn)一步減少該裝置內(nèi)的光損失，由此能夠更高效地顯示圖像而降低裝置成本。
【附圖說明】
[0013]圖1是表示投影型影像顯示裝置的主要部分結(jié)構(gòu)的一例的頂面和側(cè)面圖。
[0014]圖2是說明投影型影像顯示裝置中的色輪與DMD輪輻時(shí)間的關(guān)系的圖。
[0015]圖3是用來說明用于減少輪輻時(shí)間的原理的圖。
[0016]圖4是用于說明減少投影型影像顯示裝置中的色輪上的紅外成分光的反射的原理的圖。
[0017]圖5是說明投影型影像顯示裝置中的照明光學(xué)器件的設(shè)計(jì)方法的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下，對于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，參考附圖詳細(xì)說明。其中以下各圖中，對于相同部分附加相同符號，而且在以下說明中，對于已經(jīng)說明的部分，為了避免重復(fù)，而省略其說明。
[0019]首先，圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的投影型影像顯示裝置的主要部分結(jié)構(gòu)的一例的頂面圖(圖1(A))和側(cè)面圖(圖1(B))，此處，在各圖中，引入局部右手直角坐標(biāo)系。即，圖1(A)中，設(shè)多重反射元件(柱狀透鏡)的長度方向?yàn)閆軸，在與該Z軸正交的面內(nèi)與紙面平行的軸為X軸，且從該紙面的背面朝向正面的軸為Y軸。此外，圖1(B)中，設(shè)與上述Z軸正交的面內(nèi)與上述紙面平行的軸為Y軸，且從該紙面正面朝向背面的軸為X軸。SP，圖1(A)是對投影型影像顯示裝置從Y軸方向觀察的頂面圖，且圖1(B)是對投影型影像顯示裝置從X軸方向觀察的側(cè)面圖。
[0020]這些圖中，放電燈I和反射鏡2構(gòu)成用于發(fā)射白色光的光源。其中，放電燈I例如能夠使用超高壓汞燈等。即，超高壓汞燈效率良好地發(fā)射白色光，并且其亮度非常高，其發(fā)射光能夠用聚光性能優(yōu)秀的反射鏡2的鏡面效率良好地聚光。更具體而言，該反射鏡2由使具有第一焦點(diǎn)(短焦點(diǎn))和第二焦點(diǎn)(長焦點(diǎn))的橢圓(半圓)旋轉(zhuǎn)而成的橢圓旋轉(zhuǎn)面構(gòu)成，在其內(nèi)表面，形成有使紅外線透射并且使可見光效率良好地反射的介電體的多層膜，在從配置在第一焦點(diǎn)(短焦點(diǎn))的放電燈I發(fā)出的光中，使可見光成分向第二焦點(diǎn)(長焦點(diǎn))反射。
[0021]此外，在上述光源的Z軸方向的后方，配置有作為聚光光學(xué)元件的多重反射元件(柱狀透鏡)13，從上述放電燈I射出的光，被反射鏡2捕獲、聚光，對多重反射元件(柱狀透鏡)13入射。該多重反射元件13例如由玻璃的四棱柱、或者將4片反射鏡貼合而成的中空的元件構(gòu)成，其入射面(圖中左端部)配置在上述橢圓面鏡2的第二焦點(diǎn)(長焦點(diǎn))、即被反射鏡反射后的可見光成分聚光的位置附近，并且其射出面成X軸方向上較長、Y軸方向上較短的形狀，其縱橫比設(shè)定為與以下所述的光調(diào)制元件即DMDlO的縱橫比相同。S卩，設(shè)多重反射元件13的射出面的X軸方向的長度為“C”、Y軸方向的長度為“D”，設(shè)DMDlO的X軸方向的長度為“E”、Y軸方向的長度為“F”時(shí)，滿足C/D = E/F。由此，在多重反射元件13內(nèi)多次反射后的光線，在其射出面成為與DMDlO相似且均勻強(qiáng)度的光分布。
[0022]在多重反射元件13的出射面附近配置有旋轉(zhuǎn)式的濾色片即色輪4。該色輪4是在圓周(旋轉(zhuǎn))方向上依次配置分別僅使R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))、C(青)、Y(黃)、W(白)光透射的6種扇形的透射型的濾色片而構(gòu)成，并且能夠進(jìn)行其旋轉(zhuǎn)控制的圓盤狀的濾色片。此外，該色輪4也能夠用由R (紅)、G (綠)、B (藍(lán))組成的3種濾色片代替上述6種濾色片實(shí)現(xiàn)，但為了改善亮度，優(yōu)選采用使用了上述6色濾色片的色輪4。
[0023]通過使上述色輪4旋轉(zhuǎn)，從光源出射的白色光按時(shí)間順序被分解為6色(R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))、C(青)、Y(黃)、W(白))光。之后，從該色輪4射出的光，對構(gòu)成使該射出光聚光的照明光學(xué)器件的中繼透鏡5、12、8、進(jìn)而經(jīng)由TIR棱鏡9對DMDlO照射。
[0024]此處，對于上述構(gòu)成照明光學(xué)器件的中繼透鏡5、12、8的作用進(jìn)行說明，首先，中繼透鏡5通過使從多重反射元件(柱狀透鏡)13射出并透過色輪4之后的光對中繼透鏡12聚光，而起到防止光發(fā)散的作用。中繼透鏡12起到使在色輪4的射出面變得均勻的光分布擴(kuò)大至DMDlO的面上的作用。中繼透鏡8具有使來自上述中繼透鏡12的光變?yōu)榇笾缕叫械淖饔谩Ｈ缓?，TIR棱鏡9使入射的光全反射，由此導(dǎo)向DMD10。
[0025]此處，DMDlO是由能夠控制各個(gè)微小反射鏡的傾斜的二維反射鏡陣列構(gòu)成的反射型光調(diào)制元件，各個(gè)反射鏡的傾斜可以取打開(ON)狀態(tài)和關(guān)閉(OFF)狀態(tài)這2種狀態(tài)。對該DMDlO照射照明光的情況下，打開狀態(tài)的微小反射鏡使照明光向投影透鏡11反射(以下稱為“打開光”)，關(guān)閉狀態(tài)的微小反射鏡使照明光向投影透鏡11外反射(以下稱為“關(guān)閉光”)。即，僅有打開光經(jīng)由投影透鏡11被放大投影在例如屏幕等上。
[0026]此外，DMDlO的各個(gè)微小反射鏡與投影圖像的最小構(gòu)成元素(像素)對應(yīng)，與打開狀態(tài)的微小反射鏡對應(yīng)的像素被投影為白色，與關(guān)閉狀態(tài)的微小反射鏡對應(yīng)的像素被投影為黑色。此外，通過使打開狀態(tài)的時(shí)間變化，能夠使投射的影像具有灰度等級。即，通過控制各微小反射鏡的打開狀態(tài)的時(shí)間來進(jìn)行影像顯示。
[0027]該DMDlO通過圖中符號100所示的控制裝置(例如由微控制器和存儲(chǔ)器構(gòu)成)而與上述色輪4的旋轉(zhuǎn)保持同步，由此，對于色輪4的各色光基于圖像信號顯示圖像，并且使從TIR棱鏡9入射的光向投影透鏡11的方向反射。即，用DMDlO反射后的光線，成為不滿足TIR棱鏡9的全反射角的角度，所以透過TIR棱鏡9，對投影透鏡11入射。其中，此處，將光從色輪4射出之后、透過TIR棱鏡9直到到達(dá)DMDlO的表面的光學(xué)系統(tǒng)，稱為照明光學(xué)系統(tǒng)。
[0028]接著，對于上述色輪4與DMDlO中的輪輻時(shí)間(spoke time)的關(guān)系，參考圖2進(jìn)行說明。
[0029]圖2是表示多重反射元件(柱狀透鏡)13的射出面上的光分布31、與色輪4的面上的光分布31的圖。即，多重反射元件(柱狀透鏡)13的射出面上的光分布31，是X軸方向=C、Y軸方向=D，而且在色輪4的面上等倍投影為光分布31’，成為X軸方向=C’，Y軸方向=D’(C’/D’ = C/D)。換言之，多重反射元件13的射出面的形狀保持原樣地被投影在多重反射元件13的附近配置的色輪4的面上，成為相似形。
[0030]另一方面，在色輪4的各色濾光鏡的邊界(圖2中作為一例僅表示了 RG之間)，為了避免上述光分布31’跨該邊界投射而混色，而屏蔽光(具體而言，使DMDlO成為關(guān)閉狀態(tài))。該屏蔽的時(shí)間稱為輪輻時(shí)間，在輪輻時(shí)間中，出射光成為損失，需要使該輪輻時(shí)間最小。
[0031]為了減少輪輻時(shí)間，例如，如圖3(A)所示，在從多重反射元件(柱狀透鏡)13出射的光的色輪4面上的光分布31’中，在旋轉(zhuǎn)的輪4的各色濾光鏡之間的邊界BL的移動(dòng)方向(圖例中如箭頭所示向上方移動(dòng))分割為多個(gè)矩形區(qū)域(本例中為3個(gè)區(qū)域31’-1、31’-2、31’ -3)，而且使與這些區(qū)域?qū)?yīng)的DMDlO的微小反射鏡成為關(guān)閉狀態(tài)(本例中區(qū)域31’ -2是關(guān)閉狀態(tài))，同時(shí)對于其他區(qū)域，與各色光對應(yīng)地將投影圖像的最小構(gòu)成元素(像素)控制為打開或關(guān)閉狀態(tài)。其中，因?yàn)檫吔鏐L旋轉(zhuǎn)(移動(dòng))，所以該邊界BL(點(diǎn)劃線)存在于31’ -1內(nèi)時(shí)，使該區(qū)域31’ -1的所有像素成為關(guān)閉狀態(tài)，同時(shí)其他區(qū)域31’ _2、31’ -3的像素與投影圖像相應(yīng)地控制為打開或關(guān)閉狀態(tài)。此外，邊界BL(點(diǎn)劃線)存在于區(qū)域31’ -3內(nèi)時(shí)，使該區(qū)域31’