发明名称 投射型显示装置及其照明光学系统(一)
摘要 使由分光棱镜之中心轴引起之暗线不明显。第2透镜阵列130在构造上利用3种小透镜132a、132b、132c使在同一行方向排列之小透镜在各列不同。小透镜132a、132b、132c如各自通过之部分光束之中心轴相对于液晶光阀252之被照明区域252a之中心通过各自不同的位置般照明部分光束之各自不同的照明区域2561a、2571a、2581a。
申请公布号 TW561296 申请公布日期 2003.11.11
申请号 TW086115817 申请日期 1997.10.24
申请人 精工爱普生股份有限公司 发明人 桥爪俊明;伊藤嘉高
分类号 G02F1/13 主分类号 G02F1/13
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路四段二七九号三楼
主权项 1.一种照明光学系统,射出照明光,用于投射型显示装置,该投射型显示装置包括:彩色光分离装置,将照明光分离成3种彩色光;3组光调变装置,依据所供给之影像信号分别调变该3种彩色光;彩色光合成装置,备有配置成字形之2种二向分光膜并具有相当于该二向分光膜彼此交差之位置之中心轴,将利用该3组光调变装置所调变之3彩色光合成后向同一方向射出;以及投射装置,将利用彩色光合成装置所合成之光投射在投射面上;该照明光学系统之特征在于:具有分割重叠光学系统,产生分割成和该彩色光合成装置之中心轴大致平行之行方向及和该彩色光合成装置之中心轴大致垂直之列方向之多条部分光束,而且将该多条部分光束重叠;该分割重叠光学系统系使得位于同一行方向之该多条部分光束之中之一部分之部分光束照明之该光调变装置上之照明区域自其他部分光束照明之照明区域向该列方向偏移;其中,该分割重叠光学系统包括:第1透镜阵列,具有在该行方向和列方向排列之多片小透镜;以及第2透镜阵列,具有分别和该第1透镜阵列之该多片小透镜对应配置之多片小透镜,且该第2透镜阵列之沿着该行方向大致排列之至少1排之小透镜之中之至少一半以上之小透镜在和其他小透镜之光学中心不同之位置具有光学中心;其中,该一半以上之小透镜系光学中心配置于和该其他小透镜之光学中心不同之位置之偏心透镜,使得通过该一半以上之小透镜之部分光束之该被照明区域上之照明区域相对于通过该其他小透镜之部分光束之该被照明区域上之照明区域向该列方向偏移。2.如申请专利范围第1项之照明光学系统,其中,位于同一行方向之该多片小透镜编成多组,同一组所含之小透镜相对于透镜中心在同一位置具有光学中心,而不同组所含之小透镜彼此相对于透镜中心在不同位置具有光学中心。3.如申请专利范围第2项之照明光学系统,其中,将位于同一行方向之该多片小透镜编组成通过该复数组之各组之部分光束之光量相等。4.如申请专利范围第2项之照明光学系统,其中,该复数组系沿着该行方向区分之至少2个区域。5.如申请专利范围第4项之照明光学系统,其中,该复数组系沿着该行方向区分之2个区域,而该2个区域之中之一个区域所含多片小透镜之光学中心和另一个区域所含多片小透镜之光学中心相对于透镜中心位于对称位置。6.如申请专利范围第1项之照明光学系统,其中,该第2透镜阵列之多片小透镜之各自的光学中心自相当于该光源之光轴中心之该第2透镜阵列之中心配置于点对称位置。7.如申请专利范围第2.3.4.5或6项之照明光学系统,其中该分割重叠光学系统更包括:重叠结合透镜,将通过该第1透镜阵列及该第2透镜阵列之多片小透镜之多条部分光束大致重叠结合在该光调变装置上之照明位置;以及偏光变换元件,设于该第2透镜阵列和该重叠结合装置之间;该偏光变换元件包括:偏光分光镜阵列,具有多组彼此平行之偏光分离膜和反射膜,将通过了该第2透镜阵列之多片小透镜之多条部分光束分别分离成2种直线偏光成分;以及偏光变换装置,使该偏光分光镜阵列所分离之2种直线偏光成分之偏光方向一致。8.一种投射型显示装置,包括:照明光学系统,射出照明光;彩色光分离装置,将照明光分离成3种彩色光;3组光调变装置,依据所供给之影像信号分别调变3种彩色光;彩色光合成装置,备有配置成字形之2种二向分光膜并具有相当于该二向分光膜彼此交差之位置之中心轴,将利用该3组光调变装置所调变之3彩色光合成后向同一方向射出;以及投射装置,将利用彩色光合成装置所合成之光投射在投射面上;其特征在于:该照明光学系统具有:分割重叠光学系统,产生分割成和该彩色光合成装置之中心轴大致平行之行方向及和该彩色光合成装置之中心轴大致垂直之列方向之多条部分光束,而且将该多条部分光束重叠;且该分割重叠光学系统系使得位于同一行方向之该多条部分光束之中之一部分的部分光束照明之该光调变装置上之照明区域自其他部分光束照明之照明区域向该列方向偏移;其中,该分割重叠光学系统包括:第1透镜阵列,具有在该行方向和列方向排列之多片小透镜;以及第2透镜阵列,具有分别和该第1透镜阵列之该多片小透镜对应配置之多片小透镜,且该第2透镜阵列之沿着该行方向大致排列之至少1排之小透镜之中之至少一半以上之小透镜在和其他小透镜之光学中心不同之位置具有光学中心;其中,该一半以上之小透镜系光学中心配置于和该其他小透镜之光学中心不同之位置之偏心透镜,使得通过该一半以上之小透镜之部分光束之该被照明区域上之照明区域相对于通过该其他小透镜之部分光束之该被照明区域上之照明区域向该列方向偏移。9.如申请专利范围第8项之投射型显示装置,其中,位于同一行方向之该多片小透镜编成多组,同一组所含之小透镜相对于透镜中心在同一位置具有光学中心,而不同组所含之小透镜彼此相对于透镜中心在不同位置具有光学中心。10.如申请专利范围第9项之投射型显示装置,其中,将位于同一行方向之该多片小透镜编组成通过该复数组之各组之部分光束之光量相等。11.如申请专利范围第9项之投射型显示装置,其中,该复数组系沿着该行方向区分之至少2个区域。12.如申请专利范围第11项之投射型显示装置,其中,该复数组系沿着该行方向区分之至少2个区域,而该2个区域之中之一个区域所含多片小透镜之光学中心和另一个区域所含多片小透镜之光学中心相对于透镜中心位于对称位置。13.如申请专利范围第8项之投射型显示装置,其中,该第2透镜阵列之多片小透镜之各自的光学中心自相当于该光源之光轴中心之该第2透镜阵列之中心配置于点对称位置。14.如申请专利范围第8.9.10.11.12或13项之投射型显示装置,其中该分割重叠光学系统更包括:重叠结合透镜,将通过该第1透镜阵列及该第2透镜阵列之多片小透镜之多条部分光束大致重叠结合在该光调变装置上之照明位置;以及和偏光变换元件,设于该第2透镜阵列和该重叠结合装置之间;该偏光变换元件包括:偏光分光镜阵列,具有多组彼此平行之偏光分离膜和反射膜,将通过了该第2透镜阵列之多片小透镜之多条部分光束分别分离成2种直线偏光成分;以及偏光变换装置,使该偏光分光镜阵列所分离之2种直线偏光成分之偏光方向一致。图式简单说明:图1系在使用十字分光棱镜之投射型显示装置采用了积分光学系统时说明暗线发生原理之图。图2系表示透镜阵列1.2之外观之立体图。图3系图1(A-1)之部分放大图及在包含十字分光棱镜4之中心轴5之xy平面之剖面图。图4系表示通过了2个透镜阵列1.2之第N行之小透镜之部分光束投射在投射银幕7上之情况之概念图。图5系表示本发明之实施例1之投射型显示装置之主要部分之概略平面图。图6系表示第1透镜阵列120之外观之立体图。图7系表示实施例1之第2透镜阵列130之说明图。图8系表示第2透镜阵列130之功能之说明图。图9系表示第1及第2透镜阵列120.130之部分光束重叠在液晶光阀252上之情况之概念图。图10系表示通过小透镜132a、132b、132c之部分光束通过十字分光棱镜260之情况之说明图。图11系表示第2透镜阵列130之各列之小透镜之光轴和通过各小透镜之部分光束之光量之关系之说明图。图12系表示构造和图7所示透镜阵列不同之第2透镜阵列130'之外观之立体图。图13系表示实施例2之投射型显示装置之主要部分之概略平面图。图14系表示偏光变换元件140之构造之说明图。图15系表示在实施例2之第2透镜阵列130之功能之说明图。图16系表示在实施例2之第2透镜阵列130之功能之说明图。图17系表示投射型显示装置之主要部分之概略图。图18系分解了十字分光棱镜48之一部分之立体图。图19系表示利用了十字分光棱镜48时之问题点之说明图。
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