[发明专利]投影仪

说明书

本发明涉及投影仪。

近年来，使用了反射型的液晶装置的投影仪(液晶投影仪)是引人注目的。在这样的反射型液晶装置中，通过将驱动液晶用的晶体管等的结构体置于反射镜之下可提高像素密度。因而，反射型液晶装置具有与使用了透射型的液晶装置时相比能实现解像度高的鲜明的投射图像的优点。

此外，在使用了液晶装置等的电光装置的投影仪中，为了既实现明亮的没有显示不匀的投射图像又谋求装置整体的小型化，提出了积分光学系统或偏振光变换照明系统的使用(特开平8-34127、特开平10-232430等)。在积分光学系统中，利用光束分割光学元件将来自光源的光束分割为多个光束并形成多个光源像，将其当作准光源，使来自多个光源像的光束重叠在液晶面板上，由此，可得到强度分布一致的照明光束。此外，在偏振光变换照明系统中，在分离为多个光束并进行了偏振光变换后，通过使这些光束重叠在液晶装置上，得到了偏振方向一致的照明光束。

因此，可认为，如果将积分光学系统或偏振光变换照明系统组合到使用了反射型液晶装置的投影仪中来使用，则可实现解像度高、更明亮的没有显示不匀的投射图像。

但是，在投影仪中使用利用偏振模式作为显示模式的反射型液晶装置的情况下，一般来说使用在空间上分离偏振状态不同的光束的偏振光束分离器。该偏振光束分离器在其偏振光分离特性方面具有大的入射角依存性。具体地说，具有下述的入射角依存性：在与包含入射光的大致中心轴和偏振光束分离器的偏振光分离面的法线而被规定的入射面正交的平面内，如果光的入射角变大，则偏振光分离性能显著地下降。此外，在积分光学系统或偏振光变换照明系统中，在其光学工艺方面，不能避免照明光束的入射角的扩展。

因此，在将积分光学系统与偏振光变换照明系统组合到使用了反射型液晶装置的投影仪中来使用时，由于朝向偏振光束分离器的光的入射角扩展，故存在偏振光束分离器的偏振光分离性能下降且光的利用效率下降的问题。

本发明是鉴于上述课题而进行的，其目的在于提供一种既能将反射型液晶装置与积分光学系统或偏振光变换照明系统组合起来、又能实现光利用效率高的、明亮的投射图像的投影仪。

为了解决上述课题，本发明的第1投影仪具备：照明装置，利用光束分割元件将来自光源的光束分割为多条部分光束，利用上述多条部分光束形成多个光源像；电光装置，调制从上述照明装置已射出的照明光束；投射透镜，投射由上述电光装置已调制的光；以及偏振光分离面，选择在上述照明光束中包含的规定的偏振光分量的光，朝向上述电光装置射出，同时，选择由上述电光装置已调制的光中的规定的偏振光分量的光，朝向上述投射透镜射出，其特征在于：上述光束分割光学元件是具备入射端面、射出端面和至少4个反射面的棒状的导光体，将由上述照明光束的中心轴和上述偏振光分离面的法线规定的面定为入射面、将与上述入射面平行且与上述照明光轴正交的方向定为X方向、将与上述入射面正交的方向定为Y方向、将上述入射端面的X方向的长度定为MX、将Y方向的长度定为MY、将上述多个光源像的X方向的配置间隔定为SX、Y方向的配置间隔定为SY时，满足SY/SX＜MY/MX。

实用的偏振光分离面的偏振光分离性能具有与入射光束的大的入射角依存性。特别是，如果在与入射面正交的Y方向上光束的入射角变大，则偏振光分离性能显著地下降。但是，按照本发明，由于满足SY/SX＜MY/MX，故可减小在入射到偏振光分离面上的光束的Y方向上的入射角的扩展，可提高偏振光分离面的偏振光分离性能，可实现明亮的对比度高的投射图像。

此外，在上述的结构中，如果附加将从照明装置射出的照明光束分离为多条色光的色分离光学系统，设置分别调制由上述色分离光学系统分离了的色光的多个电光装置，则可实现解像度高的彩色显示。

在上述的第1投影仪中，上述导光体的在Y方向上对置的一对上述反射面的间隔最好随着从上述入射端面朝向上述射出端面而变宽。通过作成这样的结构，可容易地使多个光源像的Y方向的配置间隔变窄。因此，可减小在入射到偏振光分离面上的光束的Y方向上的入射角的扩展，可提高偏振光分离面的偏振光分离性能。再者，因为能缩小形成多个光源像的空间，故可使偏振光分离面小型化，可实现照明装置整体的小型化、轻量化。

再者，也可将在X方向上对置的一对反射面的间隔形成为从入射端面朝向射出端面变窄。在该情况下，由于可更自由地控制光源像的形成状态，故存在进一步提高光学系统整体的光利用效率的可能性。