專利名稱：光學(xué)元件及投影型影像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有透過入射光的一部分而反射入射光的其他部分的鏡 面的光學(xué)元件及投影型影像顯示裝置。
背景技術(shù)：
以往，公知具有透過入射光的一部分而反射入射光的其他部分的鏡面的光學(xué)元件(分色鏡，dichroic mirror)。例如，分色鏡可以用作分離顏色 成分光的顏色分離元件。具體是，分色鏡用于投影型影像顯示裝置中，將 從燈光源射出的光分離為多種顏色的顏色成分光。在此，分色鏡的截止波長隨著入射到鏡面的光的入射角而變化(shift)。 具體是，若入射角增大，則截止波長向短波長側(cè)變化。另外，若入射角減 小，則截止波長向長波長側(cè)變化。在釆用分色鏡的光學(xué)系統(tǒng)中，決定目標(biāo)截止波長，即所希望的透過光 的波段與所希望的反射光的波段的邊界波長。其中，將使劃分具有基準(zhǔn)入 射角(例如45°)的光的透過或反射的截止波長基準(zhǔn)值成為目標(biāo)截止波長 的位置稱為基準(zhǔn)位置。如上所述，因為截止波長隨著入射角變化，故作為鏡面整體而言，需 要使截止波長接近目標(biāo)截止波長。因此，提出一種根據(jù)距鏡面中的離開基 準(zhǔn)位置的距離，在截止波長基準(zhǔn)值上設(shè)置傾斜的技術(shù)。具體是，在入射角 比基準(zhǔn)位置大的區(qū)域、即從燈光源射出的光的光路長度比基準(zhǔn)位置長的區(qū) 域中，將截止波長基準(zhǔn)值設(shè)定為比目標(biāo)截止波長還要長的長波長側(cè)。另外， 在入射角比基準(zhǔn)位置還小的區(qū)域、即從燈光源射出的光的光路長度比基準(zhǔn) 位置短的區(qū)域內(nèi)，將截止波長基準(zhǔn)值設(shè)定為比目標(biāo)截止波長還要短短波長 側(cè)。專利文獻(xiàn)l:日本特開2001-83636號公報但是，作為在光調(diào)制元件(液晶面板等)上使從燈光源射出的光的光
量分布均衡的光學(xué)元件，公知具有多個微小透鏡(單元〉的1對蠅眼透鏡。 具體是，從設(shè)于1對蠅眼透鏡的各單元射出的光分別照射到光調(diào)制元件的 整面上。在包含燈光源、1對蠅眼透鏡以及分色鏡的光學(xué)系統(tǒng)中，在燈光源與 分色鏡之間設(shè)置1對蠅眼透鏡。即，從設(shè)于l對蠅眼透鏡的各單元射出的 光照射在分色鏡的鏡面上。在此，在上述的分色鏡中， 一般使截止波長基準(zhǔn)值以與距鏡面中的基 準(zhǔn)位置的距離成比例的方式單調(diào)變化。在使截止波長基準(zhǔn)值單調(diào)變化的分色鏡中，雖然可以以某種程度提高 由分色鏡分離后的顏色成分光(透過光及反射光)的顏色純度，但希望可 以進(jìn)一步提高透過光及反射光的顏色純度。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠進(jìn)一步提高透過光及反射光的顏色 純度的光學(xué)元件及投影性影像顯示裝置。在第一特征中，光學(xué)元件(分色鏡31或分色鏡32)具有透過入射光 的一部分而反射上述入射光的其他部分的鏡面(鏡面31a或鏡面32a)。 在光學(xué)元件中，確定所希望的透過光的波段與所希望的反射光的波段即邊 界波長的目標(biāo)截止波長。上述鏡面至少包含第一區(qū)域及第二區(qū)域。上述第 一區(qū)域及上述第二區(qū)域各自具有基準(zhǔn)位置，該基準(zhǔn)位置是劃分具有基準(zhǔn)入 射角的光的透過或反射的截止波長基準(zhǔn)值成為上述目標(biāo)截止波長的位置。 在上述第一區(qū)域及上述第二區(qū)域的每一個中，根據(jù)距上述基準(zhǔn)位置的距 離，將上述截止波長基準(zhǔn)值設(shè)定得比上述目標(biāo)截止波長要短的短波長側(cè)或 長波長側(cè)。根據(jù)相關(guān)特征，鏡面至少包含第一區(qū)域及第二區(qū)域，在第一區(qū)域及第 二區(qū)域的每一個中，根據(jù)距基準(zhǔn)位置的距離，將截止波長基準(zhǔn)值設(shè)定在短 波長側(cè)或長波長側(cè)。因此，即使在光以各種入射角入射到鏡面的情況下，在鏡面中的各位 置上，也可以使截止波長接近目標(biāo)截止波長。由此，與在整個鏡面上使截 止波長基準(zhǔn)值單調(diào)變化的光學(xué)元件相比，可以進(jìn)一步提高透過光及反射光
的顏色純度。在第二特征中，投影型影像顯示裝置具備燈光源(燈光源IO)、和對從上述燈光源射出的光進(jìn)行分離的光學(xué)元件(分色鏡31或分色鏡32)。 上述光學(xué)元件具有透過入射光的一部分而反射上述入射光的其他部分的 鏡面(鏡面31a或鏡面32a)。在上述光學(xué)元件中，確定所希望的透過光 的波段與所希望的反射光的波段的邊界波長即目標(biāo)截止波長。上述鏡面相 對于從上述燈光源射出的光的光軸具有傾斜度，并至少包含第一區(qū)域及第 二區(qū)域。上述第一區(qū)域及上述第二區(qū)域各自具有基準(zhǔn)位置，該基準(zhǔn)位置是 劃分具有基準(zhǔn)入射角的光的透過或反射的截止波長基準(zhǔn)值成為上述目標(biāo) 截止波長的位置。在上述第一區(qū)域及上述第二區(qū)域的每一個中，在從上述 燈光源射出的光的光路長度比上述基準(zhǔn)位置長的區(qū)域，根據(jù)距上述基準(zhǔn)位 置的距離，將上述截止波長基準(zhǔn)值設(shè)定得比上述目標(biāo)截止波長要長的長波 長側(cè)，在從上述燈光源射出的光的光路長度比上述基準(zhǔn)位置短的區(qū)域，根 據(jù)距上述基準(zhǔn)位置的距離，將上述截止波長基準(zhǔn)值設(shè)定得比上述目標(biāo)截止 波長要短的短波長側(cè)。在上述第二特征中，優(yōu)選上述第一區(qū)域及上述第二區(qū)域是根據(jù)入射到 上述鏡面的光的光量分布來確定的。在上述第二特征中，優(yōu)選上述燈光源由多個燈光源構(gòu)成，上述第一區(qū) 域及上述第二區(qū)域是根據(jù)上述多個燈光源的配置來確定的。在上述第二特征中，優(yōu)選上述基準(zhǔn)位置是根據(jù)分別入射到上述第一區(qū) 域及上述第二區(qū)域的光的光量分布來確定的。在第三特征中，光學(xué)元件具有透過入射光的一部分而反射上述入射光 的其他部分的鏡面。上述鏡面至少包含第一區(qū)域、和與上述第一區(qū)域相連 的第二區(qū)域。上述第一區(qū)域及上述第二區(qū)域均為在目標(biāo)截止波長的短波 長側(cè)與上述目標(biāo)截止波長的長波長側(cè)之間，劃分具有基準(zhǔn)入射角的光的透 過或反射的截止波長基準(zhǔn)值連續(xù)性變化的區(qū)域。在上述第一區(qū)域與上述第 二區(qū)域的邊界處，上述截止波長基準(zhǔn)值是不連續(xù)的。在第四特征中，投影型影像顯示裝置具備燈光源、和對從上述燈光源 射出的光進(jìn)行分離的光學(xué)元件。上述光學(xué)元件具有透過入射光的一部分而 反射上述入射光的其他部分的鏡面。上述鏡面相對于從上述燈光源射出的
光的光軸具有傾斜度，并至少包含第一區(qū)域、和與上述第一區(qū)域相連的第 二區(qū)域。上述第一區(qū)域及上述第二區(qū)域均為在目標(biāo)截止波長的短波長側(cè) 與上述目標(biāo)截止波長的長波長側(cè)之間，劃分具有基準(zhǔn)入射角的光的透過或 反射的截止波長基準(zhǔn)值連續(xù)性變化的區(qū)域。在上述第一區(qū)域與上述第二區(qū) 域的邊界處，上述截止波長基準(zhǔn)值是不連續(xù)的。根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種能夠充分提高顏色成分光的顏色純度的光 學(xué)元件及投影型影像顯示裝置。


圖1是表示第一實施方式涉及的投影型影像顯示裝置100的構(gòu)成的圖。圖2是針對第一實施方式涉及的蠅眼透鏡部件20、分色鏡31以及液 晶面板50的關(guān)系進(jìn)行表示的示意圖。圖3是針對第一實施方式涉及的分色鏡31進(jìn)行說明的圖。圖4是針對第一實施方式涉及的傾斜區(qū)域的分割進(jìn)行說明的圖。圖5是針對第一實施方式涉及的分色鏡31的配置進(jìn)行說明的圖。圖6是表示第二實施方式涉及的投影型影像顯示裝置100的構(gòu)成的圖。圖7是針對第二實施方式涉及的傾斜區(qū)域的分割進(jìn)行說明的圖。 圖8是針對第二實施方式涉及的分色鏡31的配置進(jìn)行說明的圖。 圖9是針對其他實施方式涉及的傾斜區(qū)域的分割進(jìn)行說明的圖。 圖中10-燈光源，20-蠅眼透鏡部件，31-分色鏡，31a-鏡面，32-分色鏡，32a-鏡面，41 43-反射鏡，50-液晶面板，60-二向色棱鏡，70-投影透鏡部件， 100-投影型影像顯示裝置。
具體實施方式
以下參照附圖對本發(fā)明實施方式涉及的投影型影像顯示裝置進(jìn)行說 明。其中，在以下附圖的記載中，針對相同或類似的部分賦予相同或類似 的標(biāo)記。
其中，應(yīng)注意附圖僅是示意，各尺寸的比率等與現(xiàn)實有所差異。因此， 具體的尺寸應(yīng)參照斟酌以下的說明來判斷。再有，當(dāng)然也包含在各附圖之 間互相的尺寸的關(guān)系或比率不同的部分。 (第一實施方式) (投影型影像顯示裝置的構(gòu)成) 以下，參照附圖對第一實施方式涉及的投影型影像顯示裝置的構(gòu)成進(jìn)行說明。圖1是表示第一實施方式涉及的投影性影像顯示裝置100的圖。 其中，請留意在圖1中省略了聚光鏡(condenserlens)或中繼鏡(relaylens)。如圖1所示，投影型影像顯示裝置100具有燈光源10、蠅眼透鏡部 件20、多個反射鏡組、多個液晶面板50、 二向色棱鏡60和投影透鏡部件 70其中，請留意在圖1中僅示出了在說明實施方式上所需的構(gòu)成。因此， 在圖1中省略了設(shè)于液晶面板50的偏振片、聚攏從燈光源10射出的光的 偏振方向的PBS陣列等。燈光源10是射出白色光的UHP燈等。在第一實施方式中，燈光源IO 由4個UHP燈構(gòu)成。g卩，投影型影像顯示裝置100是具有多個燈的多燈 式顯示裝置。蠅眼透鏡部件20是在液晶面板50上對從燈光源10射出的光的照度 分布迸行均衡化的光學(xué)元件。具體是，蠅眼透鏡部件20由一對蠅眼透鏡 構(gòu)成，各蠅眼透鏡由多個微小透鏡組構(gòu)成。多個反射鏡組由分色鏡31、分色鏡32以及反射鏡41 反射鏡43構(gòu)成。分色鏡31是具有透過入射光(此處為從設(shè)于蠅眼透鏡部件20的各單 元射出的光)的一部分而能反射入射光的其他部分的鏡面31a的光學(xué)元件。 分色鏡31中，確定了所希望的透過光的波段與所希望的反射光的波段的 邊界波長即目標(biāo)截止波長。具體是，分色鏡31透過紅色成分光R及綠色成分光G而反射藍(lán)色成 分光B。 g卩，所希望的透過光是紅色成分光R及綠色成分光G，所希望的 反射光是藍(lán)色成分光B。因此，目標(biāo)截止波長是綠色成分光G的波段與藍(lán) 色成分光B的波段的邊界波長。分色鏡31 (鏡面31a)相對于從燈光源10射出的光的光軸而言具有傾
斜度。在第一實施方式中，分色鏡31 (鏡面31a)相對于從燈光源10射 出的光的光軸而言具有大致90。的傾斜度。在第一實施方式中，雖然從燈光源IO射出的光中藍(lán)色成分光B比紅 色成分光R及綠色成分光G先被分離，但不限于此。例如，也可以是從 燈光源10射出的光中紅色成分光R比綠色成分光G及藍(lán)色成分光B先被 分離。分色鏡32與分色鏡31同樣，是具有透過入射光(此處為透過了分色 鏡31的光)的一部分而能反射入射光的其他部分的鏡面32a的光學(xué)元件。 分色鏡32中，確定了所希望的透過光的波段與所希望的反射光的波段的 邊界波長即目標(biāo)截止波長。具體是，分色鏡32透過紅色成分光R而反射及綠色成分光G。艮P， 所希望的透過光是紅色成分光R，所希望的反射光是綠色成分光G。因此， 目標(biāo)截止波長是紅色成分光R的波段與綠色成分光G的波段的邊界波長。分色鏡32 (鏡面32a)相對于從燈光源10射出的光的光軸而言具有傾 斜度。在第一實施方式中，分色鏡32 (鏡面32a)相對于從燈光源10射 出的光的光軸而言具有大致90。的傾斜度。反射鏡41反射藍(lán)色成分光B，并將藍(lán)色成分光B導(dǎo)入液晶面板50B。 反射鏡42及反射鏡43反射紅色成分光R，并將紅色成分光R導(dǎo)入液晶面 板50R。液晶面板50是對各顏色成分光進(jìn)行調(diào)制的光調(diào)制元件。具體是，液 晶面板50R對紅色成分光R進(jìn)行調(diào)制后將紅色成分光R出射到二向色棱 鏡60。液晶面板50G對綠色成分光G進(jìn)行調(diào)制后將綠色成分光G出射到 二向色棱鏡60。液晶面板50B對藍(lán)色成分光B進(jìn)行調(diào)制后將藍(lán)色成分光 B出射到二向色棱鏡60。二向色棱鏡60對從各液晶面板50射出的顏色成分光進(jìn)行合成，并將 包含各顏色成分光的合成光(影像光)出射到投影透鏡部件70.投影透鏡部件70由多個透鏡組構(gòu)成，將合成光(影像光)投影到屏 幕(未圖示)上。(光學(xué)元件的構(gòu)成)以下，參照附圖對第一實施方式涉及的光學(xué)元件(分色鏡31或分色 鏡32)的構(gòu)成進(jìn)行說明。以下，應(yīng)留意以分色鏡31為例進(jìn)行說明。其中，分色鏡31設(shè)置得比分色鏡32還靠近燈光源10側(cè)。因此，從 設(shè)于蠅眼透鏡部件20的各單元射出的光在分色鏡31上重復(fù)的區(qū)域，比從 設(shè)于蠅眼透鏡部件20的各單元射出的光在分色鏡32上重復(fù)的區(qū)域要少。圖2是表示第一實施方式涉及的蠅眼透鏡部件20、分色鏡31及液晶 面板50的關(guān)系的示意圖。其中，應(yīng)留意在圖2中簡化的蠅眼透鏡部件20 的構(gòu)成。再有，圖2所示的元件數(shù)僅是一例，當(dāng)然不能限于此。如圖2所示，蠅眼透鏡部件20具有多個單元(單元20A 單元20F)。 各單元由設(shè)于一對蠅眼透鏡上的微小透鏡構(gòu)成。在此，從各單元射出的光分別照射在液晶面板50的整個面上。艮口， 在液晶面板50上，從各單元射出的光重疊。由此，在液晶面板50上，從 燈光源IO射出的光的光量分布被均衡化。另一方面，分色鏡31在從燈光源10射出的光的光路上，設(shè)于蠅眼透 鏡部件20和液晶面板50之間。因此，在分色鏡31的鏡面31a上，從燈 光源IO射出的光的光量分布未被均衡化。 (入射光的入射角)接著，參照圖2對入射到分色鏡31的鏡面31a的光的入射角進(jìn)行說明。 在此，針對從各單元射出的光的入射角進(jìn)行考慮。例如，針對從單元20A射出的光A進(jìn)行考慮。位置&中的光A的入 射角6a,比位置a2中的光A的入射角ea2更大。同樣，針對從單元20F射出 的光F的入射角進(jìn)行考慮。位置&的光F的入射角e^比位置f2中的光F的入射角ef2更大。這樣，從各單元射出的光的入射角根據(jù)鏡面31a中的位置的不同而不 同。再有，從蠅眼透鏡部件20 (燈光源10)射出的光的光路長度越長， 則從各單元射出的光的入射角越大。另外，應(yīng)留意從設(shè)于蠅眼透鏡部件20 的各單元射出的光的光路長度如圖2所示是從燈光源10射出的光的光軸 方向的長度。(入射光的光量分布)接著，參照圖3對入射到分色鏡31的鏡面31a的光的光量分布進(jìn)行說明。 具體是，從單元20A射出的光A在鏡面31a上照射位置& 位置a2 的范圍。從單元20B射出的光B在鏡面31a上照射位置b, 位置1>2的范 圍。從單元20C射出的光C在鏡面31a上照射位置d 位置C2的范圍。 從單元20D射出的光D在鏡面31a上照射位置山 位置d2的范圍。從單 元20E射出的光E在鏡面31a上照射位置e, 位置e2的范圍。從單元20F 射出的光F在鏡面31a上照射位置f, 位置f2的范圍。因此，區(qū)域x,、即位置a, 位置l^的范圍內(nèi)僅光A到達(dá)。區(qū)域X2、 即位置b, 位置d的范圍內(nèi)光A及光B到達(dá)。區(qū)域X3、即位置c， 位置 ch的范圍內(nèi)光A 光C到達(dá)。區(qū)域X4、即位置d, 位置q的范圍內(nèi)光A 光D到達(dá)。區(qū)域X5、即位置ei 位置&的范圍內(nèi)光A 光E到達(dá)。區(qū)域 x6、即位置f, 位置a2的范圍內(nèi)光A 光F到達(dá)。區(qū)域X7、即位置a2 位置b2的范圍內(nèi)光B 光F到達(dá)。區(qū)域Xs、即位置b2 位置C2的范圍內(nèi)光C 光F到達(dá)。區(qū)域X9、即位置C2 位置d2的范圍光D 光F到達(dá)。區(qū)域X,o、即位置d2 位置e2的范圍內(nèi)光E 光F到達(dá)。區(qū)域xn、即位置e2 位置f2的范圍內(nèi)僅光F到達(dá)。(傾斜設(shè)定方法l)以下，參照圖2以及圖3對傾斜設(shè)定方法進(jìn)行說明。傾斜設(shè)定方法l 是在整個鏡面31a上使截止波長基準(zhǔn)值單調(diào)變化的方法。其中，用語以及 記號的定義如下所示。(1) 截止波長(、(ex， x)):在位置(x)劃分具有入射角(ex)的光的透過或反射的波長(2) 截止波長基準(zhǔn)值(、(x)):在位置(x)劃分具有基準(zhǔn)入射角(例 如45°)的光的透過或反射的波長(3) 目標(biāo)截止波長(XQ):所希望的透過光的波段與所希望的反射光 的波段的邊界波長(4) 基準(zhǔn)位置在鏡面31a中截止波長基準(zhǔn)值成為目標(biāo)截止波長的位置 .(5) R (A) R (F):從單元A 單元F射出的光的光量比 ※R (A) +R (B) +R (C) +R (D) +R (E) +R (F) =1(6) S (A) S (F): (a-a2)間 (frf2)間的傾斜量(7) SS:鏡面31a整體中的傾斜量 在此，傾斜量(SS)可以根據(jù)以下的式(1)來計算。 SS=R(A) XS(A)十R(B) XS(B)+R(C) XS(C)+R(D) XS(D)+R(E) XS(E)+R(F) XS(F)…式(1)因此，最終的截止波長基準(zhǔn)值(Xq (X))可以根據(jù)從基準(zhǔn)位置到各位 置的距離并依據(jù)以下的式(2)來計算。;iq(x)-SSXL(x)L (x)為從基準(zhǔn)位置到位置(x)的距離如上所述，從蠅眼透鏡部件20 (燈光源10)射出的光的光路長度越 長，則從各單元射出的光的入射角越大。再有，入射角越比基準(zhǔn)入射角大， 則截止波長越向短波長側(cè)變化。因此，在從燈光源10射出的光的光路長度比基準(zhǔn)位置長的區(qū)域內(nèi)， 將截止波長基準(zhǔn)值(人q (x))設(shè)置得比目標(biāo)截止波長要長的長波長側(cè)。而 在從燈光源10射出的光的光路長度比基準(zhǔn)位置短的區(qū)域內(nèi)，將截止波長 基準(zhǔn)值(、(x))設(shè)置得比目標(biāo)截止波長要短的短波長側(cè)。再有，S (A) S (F)可以如下這樣來計算。在此，對S (A)的計 算方法進(jìn)行例示。另夕卜，S (B) S (F)可以與S (A)同樣地進(jìn)行計算。具體是，根據(jù)以下的式(3)來計算(ai-a2)間的傾斜量(S (A))。S(A)- Xgap(a)/L(ai —a2)'"式(3) 其中，1 gap (a)=兀q (a》一 、(a2) 、 L (&1 一a2)=位置與位置(a2)的距離。在此，在位置(a》，暫定的截止波長基準(zhǔn)值(、(a》)按照截止波長ap (eai，ai))成為目標(biāo)截止波長a。)的方式被確定。同樣，在位置(a2),暫定的截止波長基準(zhǔn)值(、(a2))被按照截止波長(Xp (ea2,a2))成為目 標(biāo)截止波長(M)的方式被確定。如圖2所示，位置(ai)的入射角(eai)比位置(a2)的入射角(9a2)
大。即，位置(ai)的截止波長(Xp (eai,ai))與位置(a2)的截止波長(入p(ea2，a2))相比，更向短波長側(cè)變化。因此，位置(ai)的暫定的截止波 長基準(zhǔn)值(、(a,))設(shè)定得比位置(a2)的暫定的截止波長基準(zhǔn)值(、(a2)) 要長的長波長側(cè)。在此，若各位置(x)的入射角(ex)比基準(zhǔn)入射角還大，則暫定的截止波長基準(zhǔn)值(、(x))設(shè)定得比目標(biāo)截止波長(人。)要長的長波長側(cè)。另一方面，若各位置(x)的入射角(ex)比基準(zhǔn)入射角還小，則暫定的截止波長基準(zhǔn)值(人q (X))設(shè)定得比目標(biāo)截止波長(人Q)要短的短波長側(cè)。這樣，按照從各單元射出的光所照射的每個區(qū)域，求取暫定的截止波長基準(zhǔn)值(、(x))，以使依存于入射角的截止波長(xp (ex， x))成為目標(biāo)截止波長(人o)。再有，按照從各單元射出的光所照射的每個區(qū)域，算出暫定的截止波長基準(zhǔn)值(、(x))的傾斜量(S)。接著，利用按照在各單元射出的光所照射的每個區(qū)域算出的傾斜量(s)，算出最終的截止波長 基準(zhǔn)值aq (x))的傾斜量(ss〉。(傾斜設(shè)定方法2)以下參照附圖對第一實施方式涉及的傾斜設(shè)定方法2進(jìn)行說明。如上 所述，傾斜設(shè)定方法1是在整個鏡面31a內(nèi)使截止波長基準(zhǔn)值單調(diào)變化的 方法。與此相對，傾斜設(shè)定方法2是在將鏡面31a分割為多個區(qū)域(多個 傾斜區(qū)域)的基礎(chǔ)上在多個傾斜區(qū)域的每一個內(nèi)使截止波長基準(zhǔn)值變化的 高發(fā)。其中，用語及記號的定義與傾斜設(shè)定方法1同樣。在第一實施方式中，如圖4 (a)所示，燈光源10由4個燈光源(燈 IOA-燈IOD)構(gòu)成。因此，在鏡面31a上具有光量分布的峰值的位置是離 開從燈光源IO射出的光的光軸的位置。具體是，如圖4(b)所示，在鏡面31a上光量較多的區(qū)域為在V方向 上夾著光軸的兩個區(qū)域(l.區(qū)域(V,凡)/區(qū)域(V!，H2)、 2.區(qū)域(V2， H) /區(qū)域(V2，H2))。同樣，在鏡面31a上光量較多的區(qū)域為在H方向上夾著 光軸的兩個區(qū)域(l.區(qū)域(Vi，H。 /區(qū)域(V2，H。、 2.區(qū)域(V,， H2) /區(qū)域 (V2,H2))。在此，所謂H方向是指根據(jù)鏡面31a的傾斜度而入射角變化的方向。 所謂V方向是指與H方向正交的方向，是根據(jù)鏡面31a的傾斜度而入射 角沒有變化的方向。另外，應(yīng)注意圖4 (b)所示的光量分布是光量分布的圖形。具體是，根據(jù)蠅眼透鏡部件20與分色鏡31的距離、分色鏡31與液晶面板50的距 離，從設(shè)于蠅眼透鏡20上的單元射出的光的擴(kuò)散方法也有所不同。因此， 當(dāng)然也考慮鏡面31a上的光量分布與圖4(b)所示的光量分布不同的情況。在第一實施方式涉及的傾斜設(shè)定方法2中，鏡面31a由按照光軸并沿 V方向延伸的區(qū)域分割線而被分割為兩個傾斜區(qū)域。g卩，鏡面31a沿H方 向被分割為傾斜區(qū)域a與傾斜區(qū)域b。在各傾斜區(qū)域的每一個中，利用與上述的傾斜設(shè)定方法1同樣的手法， 計算傾斜量(SSa及SSb)。請注意傾斜量(SSa)是傾斜區(qū)域a中的截止波 長基準(zhǔn)值的傾斜量，傾斜量(SSb)是傾斜區(qū)域b中的截止波長基準(zhǔn)值的 傾斜量。傾斜區(qū)域a中的基準(zhǔn)位置a優(yōu)選設(shè)置在傾斜區(qū)域a中的具有光量分布 的峰值的位置上。同樣，傾斜區(qū)域b中的基準(zhǔn)位置b優(yōu)選設(shè)置在傾斜區(qū)域 b中的具有光量分布的峰值的位置上。利用傾斜設(shè)定方法2而被設(shè)定了截止波長基準(zhǔn)值的分色鏡31如圖5 所示的方式配置。即，以沿鏡面31a的傾斜方向(H方向)設(shè)置多個傾斜 區(qū)域的方式配置分色鏡31.這樣，鏡面31a具有傾斜區(qū)域a和與傾斜區(qū)域a相連的傾斜區(qū)域b。 傾斜區(qū)域a及傾斜區(qū)域b分別為在目標(biāo)截止波長的短波長側(cè)與目標(biāo)截止 波長的長波長側(cè)之間，劃分具有基準(zhǔn)入射角的光的透過或反射的截止波長 基準(zhǔn)值連續(xù)變化的區(qū)域。再有，在傾斜區(qū)域a與傾斜區(qū)域b的邊界處，截 止波長基準(zhǔn)值是不連續(xù)的。 (作用及效果)根據(jù)第一實施方式，分色鏡31的鏡面31a由多個傾斜區(qū)域構(gòu)成。在各 傾斜區(qū)域內(nèi)，在從燈光源IO射出的光的光路長度比基準(zhǔn)位置長的區(qū)域內(nèi)， 根據(jù)距基準(zhǔn)位置的距離，在長波長側(cè)設(shè)置截止波長基準(zhǔn)值。另一方面，在 各傾斜區(qū)域內(nèi)，在從燈光源10射出的光的光路長度比基準(zhǔn)位置短的區(qū)域 內(nèi)，根據(jù)距基準(zhǔn)位置的距離，在短波長側(cè)設(shè)置截止波長基準(zhǔn)值。因此，即使在以各種入射角將光入射到分色鏡31的鏡面31a的情況下， 在鏡面31a的各位置中，也可以使截止波長接近目標(biāo)截止波長。由此，與 在整個鏡面上是截止波長基準(zhǔn)值單調(diào)變化的光學(xué)元件相比，可以進(jìn)一步提 高透過光(在這里，尤其是綠色成分光G)及反射光(在此為藍(lán)色成分光 B)的顏色純度。另外，如上所述，分色鏡31設(shè)置得比分色鏡32更靠近燈光源10偵iJ。 從設(shè)于蠅眼透鏡部件20的各單元射出的光在分色鏡31上重復(fù)的區(qū)域比從 設(shè)于蠅眼透鏡部件20的各單元射出的光在分色鏡32上重復(fù)的區(qū)域要少。因此，由多個傾斜區(qū)域構(gòu)成分色鏡31的鏡面31a要比由多個傾斜區(qū)域 構(gòu)成分色鏡32的鏡面32a更有效。 (第二實施方式)以下參照附圖對第二實施方式進(jìn)行說明。在以下的描述中，主要對上 述第一實施方式與第二實施方式的不同之處進(jìn)行說明。具體是，在上述第一實施方式中，燈光源10由4個燈光源(燈10A 燈10D)構(gòu)成。與此相對，在第二實施方式中，燈光源10由5個燈光源 (燈10A 燈10E)構(gòu)成。伴隨于此，在第二實施方式中，鏡面31a被分 割為3個傾斜區(qū)域(傾斜區(qū)域a 傾斜區(qū)域c)。 (投影型影像顯示裝置的構(gòu)成) 在以下的描述中，參照附圖對第二實施方式涉及的投影型影像顯示裝 置的構(gòu)成進(jìn)行說明。圖6是表示第二實施方式涉及的投影型影像顯示裝置 100的圖。另外，應(yīng)留意在圖6中對與圖1同樣的構(gòu)成賦予同樣的標(biāo)記。如圖6所示，燈光源IO與第一實施方式同樣，是出射白色光的UHP 燈等。在第二實施方式中，燈光源10由5個UHP燈構(gòu)成。即，投影型影 像顯示裝置100是具有多個燈的多燈式顯示裝置。 (傾斜設(shè)定方法2)以下參照附圖對第二實施方式涉及的傾斜設(shè)定方法2進(jìn)行說明。 在第二實施方式中，如圖7 (a)所示，燈光源10由5個燈光源(燈IOA-燈IOE)構(gòu)成。因此，在鏡面31a上具有光量分布的峰值的位置是離開從燈光源IO射出的光的光軸的位置。具體是，如圖7(b)所示，在鏡面31a上光量較多的區(qū)域在V方向上為三個區(qū)域(l.區(qū)域(V凡)/區(qū)域(V，H3)、 2.區(qū)域(V2，H2)、 3.區(qū)域(V3，H。
/區(qū)域(V3，H3))。同樣，在鏡面31a上光量較多的區(qū)域在H方向上為三個 區(qū)域(l.區(qū)域(V!,H。 /區(qū)域(V3凡)、2.區(qū)域(V2，H2)、 3.區(qū)域(V,，Hs) /區(qū)域(V3,H3))。在此，所謂H方向是指根據(jù)鏡面31a的傾斜度而入射角變化的方向。 所謂V方向是指與H方向正交的方向，是不根據(jù)鏡面31a的傾斜度入射 角而變化的方向。另外，應(yīng)注意圖7 (b)所示的光量分布是光量分布的圖形。具體是， 根據(jù)蠅眼透鏡部件20與分色鏡31的距離、分色鏡31與液晶面板50的距 離，從設(shè)于蠅眼透鏡20上的單元射出的光的擴(kuò)散方法也有所不同。因此， 當(dāng)然也考慮鏡面31a上的光量分布與圖7(b)所示的光量分布不同的情況。在第二實施方式涉及的傾斜設(shè)定方法2中，鏡面31a按照沿V方向延 伸的兩條區(qū)域分割線(區(qū)域分割線a及區(qū)域分割線b)而被分割為三個傾 斜區(qū)域。即，鏡面31a沿H方向被分割為傾斜區(qū)域a-傾斜區(qū)域c。在各傾斜區(qū)域的每一個中，利用與上述的傾斜設(shè)定方法1同樣的手法，計算傾斜量(SSa SSe)。應(yīng)注意傾斜量(SSa) 傾斜量(SSe)是傾斜區(qū)域a 傾斜區(qū)域c中的截止波長基準(zhǔn)值的傾斜量。傾斜區(qū)域a中的基準(zhǔn)位置a優(yōu)選設(shè)置在傾斜區(qū)域a中的具有光量分布 的峰值的位置上。傾斜區(qū)域b中的基準(zhǔn)位置b優(yōu)選設(shè)置在傾斜區(qū)域b中的 具有光量分布的峰值的位置上。傾斜區(qū)域c中的基準(zhǔn)位置c優(yōu)選設(shè)置在傾 斜區(qū)域c中的具有光量分布的峰值的位置上。利用傾斜設(shè)定方法2而被設(shè)定了截止波長基準(zhǔn)值的分色鏡31如圖8 所示的方式配置。即，以沿鏡面31a的傾斜方向(H方向)設(shè)置多個傾斜 區(qū)域的方式配置分色鏡31。 (作用及效果)根據(jù)第二實施方式，由于根據(jù)燈光源10的構(gòu)成、即鏡面31a上的光量 分布來確定傾斜區(qū)域的個數(shù)或形狀，故可以進(jìn)一步提高透過光及反射光的 顏色純度。(其他實施方式)雖然根據(jù)上述實施方式對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但成為該公開內(nèi)容一部 分的描述及附圖并不應(yīng)該理解為對本發(fā)明的限定。根據(jù)該公開內(nèi)容，本領(lǐng)
域的普通技術(shù)人員可以明了各種代替的實施方式、實施例及運(yùn)用技術(shù)。例如，在上述第二實施方式中，沿鏡面31a的傾斜方向(H方向)設(shè) 有三個傾斜區(qū)域，但不限于此。具體是，如圖9所示，在由5個燈光源來 構(gòu)成燈光源10的情況下，也可以按照沿V方向延伸且包圍上述區(qū)域 (V2,H2)的分割區(qū)域線將鏡面31a分割為三個傾斜區(qū)域(傾斜區(qū)域a 傾 斜區(qū)域c)。其中，圖9所示的光量分布與圖7 (b)所示的光量分布相同。傾斜設(shè)定方法2當(dāng)然也可以適用于分離紅色成分光R與綠色成分光G 的分色鏡32。由此，可以進(jìn)一步提高透過光(紅色成分光R)及反射光(綠 色成分光G)的顏色純度。在此，在利用具有紅色成分光R的波段與綠色成分光G的波段之間的 波段的黃色成分光Ye的光學(xué)系統(tǒng)中，采用利用了傾斜設(shè)定方法2的光學(xué) 元件(分色鏡)是有效的。在上述實施方式中，僅僅表示了傾斜區(qū)域的個數(shù)以及形狀的一例。傾 斜區(qū)域的個數(shù)及形狀優(yōu)選根據(jù)光學(xué)元件的鏡面上的光量分布來確定。設(shè)置 于各傾斜區(qū)域的基準(zhǔn)位置也優(yōu)選根據(jù)各傾斜區(qū)域內(nèi)的光量分布來確定。在此，光學(xué)元件的鏡面上的光量分布依存于構(gòu)成燈光源10的多個燈 光源的個數(shù)或配置。因此，傾斜區(qū)域的個數(shù)及形狀優(yōu)選根據(jù)構(gòu)成燈光源10 的多個燈光源的個數(shù)或配置來確定。在上述實施方式中，對利用了傾斜設(shè)定方法2的光學(xué)元件被用作分離 顏色成分光的顏色分離元件的情況進(jìn)行了例示，但不限于此。具體是，利 用傾斜設(shè)定方法2的光學(xué)元件也可以用作合成顏色成分光的顏色合成元 件。在上述實施方式中，對將利用了傾斜設(shè)定方法2的光學(xué)元件用于投影 型影像顯示裝置的情況進(jìn)行了例示，但不限于此。具體是，作為設(shè)于裝置 (例如3CCD的攝像裝置)中的顏色分離元件或顏色合成元件，也可以采 用利用了傾斜設(shè)定方法2的光學(xué)元件。雖然在上述實施方式中并未特別提及，但形成使截止波長基準(zhǔn)值的傾 斜量變化的光學(xué)元件(鏡面)的方法并未被特別限定。例如，這種光學(xué)元 件(鏡面)能夠利用真空蒸鍍法來形成。對于傾斜設(shè)定方法2涉及的光學(xué) 元件而言，在形成一個傾斜區(qū)域之際，能夠通過掩蓋其他傾斜區(qū)域來形成。
權(quán)利要求
1. 一種光學(xué)元件，具有透過入射光的一部分而反射所述入射光的其他部分的鏡面，確定所希望的透過光的波長段與所希望的反射光的波長段的邊界波長的目標(biāo)截止波長，所述鏡面至少包含第一區(qū)域及第二區(qū)域，所述第一區(qū)域及所述第二區(qū)域各自具有基準(zhǔn)位置，該基準(zhǔn)位置是劃分具有基準(zhǔn)入射角的光的透過或反射的截止波長基準(zhǔn)值成為所述目標(biāo)截止波長的位置，在所述第一區(qū)域及所述第二區(qū)域的每一個中，按照距所述基準(zhǔn)位置的距離，將所述截止波長基準(zhǔn)值設(shè)定為比所述目標(biāo)截止波長要短的短波長側(cè)或要長的長波長側(cè)。
2. —種投影型影像顯示裝置，具備燈光源、和對從所述燈光源射出的 光進(jìn)行分離的光學(xué)元件，所述光學(xué)元件具有透過入射光的一部分而反射所述入射光的其他部 分的鏡面，在所述光學(xué)元件中，確定所希望的透過光的波長段與所希望的反射光 的波長段的邊界波長即目標(biāo)截止波長，所述鏡面相對于從所述燈光源射出的光的光軸具有傾斜度，并至少包 含第一區(qū)域及第二區(qū)域，所述第一區(qū)域及所述第二區(qū)域各自具有基準(zhǔn)位置，該基準(zhǔn)位置是劃分 具有基準(zhǔn)入射角的光的透過或反射的截止波長基準(zhǔn)值成為所述目標(biāo)截止 波長的位置，在所述第一區(qū)域及所述第二區(qū)域的每一個中，在從所述燈光源射出的 光的光路長度比所述基準(zhǔn)位置長的區(qū)域，根據(jù)距所述基準(zhǔn)位置的距離，將 所述截止波長基準(zhǔn)值設(shè)定為比所述目標(biāo)截止波長要長的長波長側(cè)，在從所 述燈光源射出的光的光路長度比所述基準(zhǔn)位置短的區(qū)域，根據(jù)距所述基準(zhǔn) 位置的距離，將所述截止波長基準(zhǔn)值設(shè)定為比所述目標(biāo)截止波長要短的短 波長側(cè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的投影型影像顯示裝置，其特征在于， 所述第一區(qū)域及所述第二區(qū)域根據(jù)入射到所述鏡面的光的光量分布來確定。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的投影型影像顯示裝置，其特征在于， 所述燈光源由多個燈光源構(gòu)成，所述第一區(qū)域及所述第二區(qū)域根據(jù)所述多個燈光源的配置來確定。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的投影型影像顯示裝置，其特征在于， 所述基準(zhǔn)位置根據(jù)分別入射到所述第一區(qū)域及所述第二區(qū)域的光的光量分布來確定。
6. —種光學(xué)元件，具有透過入射光的一部分而反射所述入射光的其他 部分的鏡面，所述鏡面至少包含第一區(qū)域、和與所述第一區(qū)域相連的第二區(qū)域， 所述第一區(qū)域及所述第二區(qū)域均為在目標(biāo)截止波長的短波長側(cè)與所述目標(biāo)截止波長的長波長側(cè)之間，劃分具有基準(zhǔn)入射角的光的透過或反射的截止波長基準(zhǔn)值連續(xù)地變化的區(qū)域，在所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域的邊界，所述截止波長基準(zhǔn)值是不連續(xù)的。
7. —種投影型影像顯示裝置，其具備燈光源、和對從所述燈光源射出 的光進(jìn)行分離的光學(xué)元件，所述光學(xué)元件具有透過入射光的一部分而反射所述入射光的其他部 分的鏡面，所述鏡面相對于從所述燈光源射出的光的光軸具有傾斜度，并至少包 含第一區(qū)域、和與所述第一區(qū)域相連的第二區(qū)域，所述第一區(qū)域及所述第二區(qū)域均為在目標(biāo)截止波長的短波長側(cè)與所 述目標(biāo)截止波長的長波長側(cè)之間，劃分具有基準(zhǔn)入射角的光的透過或反射 的截止波長基準(zhǔn)值連續(xù)地變化的區(qū)域，在所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域的邊界，所述截止波長基準(zhǔn)值是不連 續(xù)的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光學(xué)元件及投影型影像顯示裝置。其中分色鏡(31)具有透過入射光的一部分而反射入射光的其他部分的鏡面(31a)。在分色鏡(31)中，確定所希望的透過光的波段與所希望的反射光的波段的邊界波長即目標(biāo)截止波長。鏡面(31a)由多個傾斜區(qū)域構(gòu)成。多個傾斜區(qū)域各自具有基準(zhǔn)位置，該基準(zhǔn)位置是劃分具有基準(zhǔn)入射角的光的透過或反射的截止波長基準(zhǔn)值成為目標(biāo)截止波長的位置。在多個傾斜區(qū)域的每一個中，根據(jù)距基準(zhǔn)位置的距離，將截止波長基準(zhǔn)值設(shè)定得比目標(biāo)截止波長更靠近短波長側(cè)或長波長側(cè)。由此，可以充分提高顏色成分光的顏色純度。
文檔編號G02B5/26GK101398499SQ20081016586
公開日2009年4月1日 申請日期2008年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月27日
發(fā)明者新井一弘 申請人:三洋電機(jī)株式會社