[发明专利]光学元件、光学单元和投影型映像显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于转换偏振方向的光学元件、光学单元和投影型映像显示装置。

背景技术

具有将通常的映像(以下称为二维图像)投射并在投影面显示的功能、和通过将视差图像投射并在投影面上显示从而使观察者看到立体映像(以下称为三维图像)的功能这两方面的投影型映像显示装置(以下为了方便也称为投影仪)，其开发正在推进中。使观察者看到三维图像的方式之一，有偏振光眼镜方式。偏振光眼镜是按照使正交的偏振成分(譬如P偏振光和S偏振光)或相互逆转的圆偏振光(右圆偏振光和左圆偏振光)分别入射到观察者的右眼和左眼的方式对入射光分别进行过滤的眼镜。

作为采用了偏振光眼镜的投影仪系统，提出有各种的制法。例如提出有如下制法(第一制法)：使用投射右眼用图像的第一投影仪和投射左眼用图像的第二投影仪这两个投影仪，在第一投影仪的投影透镜的后段(更具体地说就是从投影透镜射出的光的光程上)设置透过右眼用的偏振光成分的偏振板，在第二投影仪的投影透镜的后段设置透过左眼用的偏振光成分的偏振板。

另外还提出有如下制法(第二制法)：使用将右眼用图像和左眼用图像分时(時分割：time division)转换而投射的投影仪一个，在该投影仪的投影透镜的后段设置偏振开关(例如参照专利文献1)。该偏振开关包括偏振板和随着电压施加而转换偏振方向的液晶元件。

另外还提出有如下制法(第三制法)：在色轮(color wheel)上粘贴偏振元件，通过使色轮旋转而将色彩成分和偏振方向分时转换(例如参照专利文献2)。

【先行技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】特开昭63-18894号公报

【专利文献2】特开平10-153755号公报

上述的第一制法需要使用两个投影仪。另外，上述的第一制法和第二制法虽然能够容易地将现有的二维图像用的投影仪转用为三维图像用，但是因为偏振板或偏振开关被设置于投影透镜的后段，所以需要使用大尺寸的偏振板或偏振开关。

上述的第三制法能够使偏振元件小型化。但是，在该第三制法的投影仪中，即使在投射二维图像时，因为从光源发出的无偏振的光会通过在色轮上所粘贴的偏振元件，所以二维图像投射时的光量也会降低。更具体地说，降低至二维图像投射时的原本的光量的二分之一。还有，上述的第一制法和第二制法中，如果不拆除投影透镜的后段的偏振板和偏振开关，则同样地光量会降低，但如果拆除，则也能够抑制光量的降低。

另外，还考虑的制法有，并非如第三制法偏振元件与色轮一体，而将偏振元件独立地设置在投影仪实体的内部。但是，这种制法的投影仪中，在二维图像投射时的光量降低的抑制上，需要其偏振元件从光路避开，且需要为之实现的机构。

发明内容

本发明鉴于这样的状况而做，其目的在于提供一种以简单的结构不仅抑制光量的降低并且转换非偏振状态和偏振状态的技术。

本发明的一种形态的光学单元，具有：第一偏振光分离元件和第二偏振光分离元件，该第一偏振光分离元件和第二偏振光分离元件将入射光中所包含的相互正交的两个偏振成分之中的一方反射而透射另一方；转换元件，其在第一偏振光分离元件和第二偏振光分离元件之间被隔离地插入，可在将所入射的偏振成分没有变换地透射的第一状态、和将所入射的偏振成分变换成与之正交的偏振成分而透射的第二状态进行转换。

本发明的另一形态是投影型映像显示装置。该装置具有：上述的光学单元；控制部，其将用于二维图像显示的二维模式和用于三维图像显示的三维模式进行转换。并且，控制部根据二维模式和三维模式的转换，将转换元件控制为第一状态或第二状态。

本发明的又一形态是光学元件。该光学元件是线栅型的光学元件，在金属线间插入有1/2波长板。

本发明的又一形态是光学单元。该光学单元具有：上述的光学元件；在光学元件的后段所设置的1/4波长板；在1/4波长板的后段所设置的反射板。

根据本发明，能够以简单的结构，不仅抑制光量的降低，并且将非偏振状态和偏振状态进行转换。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的投影型映像显示装置的结构的概略图。

图2是表示实施方式2的反射用光学单元的结构的图。图2(a)表示三维模式时的状态，图2(b)表示二维模式时的状态。

图3是表示本发明的实施方式1的变形例1的投影型映像显示装置的结构的概略图。

图4是表示实施方式2的变形例1的反射用光学单元的结构的图。图4(a)表示三维模式时的状态1，图2(b)表示三维模式时的状态2。