圖像投影設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種包括反射型顯示元件的圖像投影設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 包括反射型顯示元件的圖像投影設(shè)備，通過使用偏振光束分光器，將來(lái)自光源的 白光分成多個(gè)組成彩色光束、并且將其引導(dǎo)至相應(yīng)的顯示元件，或者合成來(lái)自多個(gè)顯示元 件的彩色光束，其中，偏振光束分光器根據(jù)光束的偏振，透射或者反射各光束。
[0003] 典型的偏振光束分光器包括兩個(gè)玻璃構(gòu)件之間的偏光分離層和粘合層。由在玻璃 構(gòu)件內(nèi)發(fā)生的應(yīng)力所引起的任何雙折射，導(dǎo)致偏振混亂，這樣導(dǎo)致進(jìn)行高亮度的圖像投影 設(shè)備產(chǎn)生諸如黑浮（失調(diào)的黑電平或者淺黑顯示）和顏色不均勻等的缺陷。通過使用具有 低的光彈性常數(shù)以確保低的光吸收的含鉛玻璃構(gòu)件，來(lái)降低這些缺陷。例如，US5808795公 開了一種偏振光束分光器，其包括具有I. 5cm2/N或以下的光彈性常數(shù)以降低由應(yīng)力所引起 的偏振混亂的玻璃構(gòu)件。
[0004] US7258445公開了一種以除玻璃構(gòu)件以外的組件（偏光分離層和粘合層）的選擇 性吸收率來(lái)吸收光的偏振光束分光器。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明提供一種圖像投影設(shè)備，其包括：反射型顯示元件，其用于對(duì)來(lái)自光源的照 明光進(jìn)行調(diào)制，并且發(fā)出調(diào)制后的光；投影光學(xué)系統(tǒng)，其用于將所述調(diào)制后的光投影至投影 面；以及偏振光束分光器，其用于將所述照明光引導(dǎo)至所述反射型顯示元件，并且將所述調(diào) 制后的光的預(yù)定偏光成分引導(dǎo)至所述投影光學(xué)系統(tǒng)，所述圖像投影設(shè)備的特征在于，所述 偏振光束分光器是藍(lán)帶光進(jìn)入的偏振光束分光器，其包括無(wú)鉛玻璃構(gòu)件，并且滿足下面的 條件式：
[0006] 50〈 α *Ε* β *Α/ κ〈300
[0007] A = (1-T~ (L/0. 01))+M
[0008] T = (Tl+T2)/2
[0009] 其中，α表示所述玻璃構(gòu)件的線性膨脹系數(shù)，單位為10 7K;E表示所述玻璃構(gòu)件 的楊氏模量，單位為IO9Pa ; β表示所述玻璃構(gòu)件的光彈性系數(shù)，單位為10 12/Pa ;A表示所 述偏振光束分光器對(duì)藍(lán)帶光的吸收率；κ表示所述玻璃構(gòu)件的熱導(dǎo)性，單位為W/mK ;L表 示從所述偏振光束分光器的入射面到第一出射面的距離；M表示在所述偏振光束分光器中 的入射光路上，除所述玻璃構(gòu)件以外的構(gòu)件對(duì)波長(zhǎng)為440nm的光的吸收率；Tl表示厚度為 IOmm的玻璃構(gòu)件對(duì)波長(zhǎng)為420nm的光的透射率；T2表示厚度為IOmm的玻璃構(gòu)件對(duì)波長(zhǎng)為 460nm的光的透射率，其中，所述入射面是來(lái)自所述光源并進(jìn)入所述偏振光束分光器的照明 光所穿過的、所述偏振光束分光器的一個(gè)面，所述第一出射面是從所述偏振光束分光器所 射出的照明光所穿過的、所述偏振光束分光器的另一個(gè)面，所述入射光路是所述照明光從 所述入射面行進(jìn)至所述第一出射面的光路，以及從所述入射面到所述第一出射面的距離， 是在所述入射光路上從所述入射面到除所述玻璃構(gòu)件以外的構(gòu)件的所述玻璃構(gòu)件的長(zhǎng)度、 與在所述入射光路上從除所述玻璃構(gòu)件以外的構(gòu)件到所述第一出射面的所述玻璃構(gòu)件的 長(zhǎng)度的和。
[0010] 通過以下參考附圖對(duì)典型實(shí)施例的說(shuō)明，本發(fā)明的其它特征將顯而易見。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的圖像投影設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
[0012] 圖2是根據(jù)第一實(shí)施例的偏振光束分光器的結(jié)構(gòu)的模式圖。
[0013] 圖3A是根據(jù)第一實(shí)施例的白顯示的光路圖，并且圖3B是根據(jù)第一實(shí)施例的黑顯 不的光路圖。
[0014] 圖4示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的圖像投影設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
[0015] 圖5是根據(jù)第二實(shí)施例的偏振光束分光器的結(jié)構(gòu)的模式圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 近年來(lái)對(duì)環(huán)境問題的日益關(guān)注，促使對(duì)于投影高亮度圖像的無(wú)鉛圖像投影設(shè)備的 研發(fā)。
[0017] 在偏振光束分光器中所生成的任何應(yīng)力，導(dǎo)致淺黑顯示和顏色不均勻，但是在以 前的研發(fā)中，沒有考慮影響應(yīng)力生成的玻璃構(gòu)件的吸收率和熱導(dǎo)性。
[0018] 本發(fā)明提供一種能夠進(jìn)一步降低黑浮和顏色不均勻的發(fā)生的無(wú)鉛圖像投影設(shè)備。
[0019] 下面參考【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的典型實(shí)施例。
[0020] 第一實(shí)施例
[0021] 圖像投影設(shè)備
[0022] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的圖像投影設(shè)備的結(jié)構(gòu)。在圖1中，附圖標(biāo)記1 表示諸如高壓汞放電管等的光源。拋物面反射鏡2將從光源1射出的光束（照明光）轉(zhuǎn)換 成平行光束。平行光束被第一復(fù)眼透鏡3分成多個(gè)分割光束，并且被會(huì)聚在第二復(fù)眼透鏡 4附近，然后被PS轉(zhuǎn)換元件5轉(zhuǎn)換成S偏振光。然后使得這樣被S偏振后的分割光束經(jīng)過 第一鏡6和聚光透鏡7,然后入射至反射型液晶顯示元件（反射型液晶面板）13 (13R、13G和 13B)。平行光束所穿過的、從第一復(fù)眼透鏡3到聚光透鏡7的這些組件，包括在照明光學(xué)系 統(tǒng)16中。
[0023] 液晶顯示元件13R、13G和13B分別是各自反射入射光、并對(duì)光進(jìn)行圖像調(diào)制的紅 光、綠光和藍(lán)光顯示元件。附圖標(biāo)記8表示作為第一光路分離單元的二向色鏡，其透射作為 第一顏色光束的藍(lán)光（藍(lán)帶光），并且反射作為第二顏色光束的綠光（綠帶光）和作為第三 顏色光束的紅光（紅帶光）。
[0024] 附圖標(biāo)記9和10分別表不各自透射S偏振光、并且反射P偏振光的第一偏光板和 第二偏光板。附圖標(biāo)記11表不反射第一顏色光束的S偏振光、并且透射第一顏色光束的P 偏振光的第一偏振光束分光器。附圖標(biāo)記12表不反射第二顏色光束和第三顏色光束各自 的S偏振光、并且透射第二顏色光束和第三顏色光束各自的P偏振光的第二偏振光束分光 器。附圖標(biāo)記14表不將第三顏色光束從S偏振光的轉(zhuǎn)換成P偏振光的波長(zhǎng)選擇相位板。附 圖標(biāo)記15表示合成反射型液晶顯示元件13調(diào)制后的第一顏色光束、第二顏色光束和第三 顏色光束的組合棱鏡。
[0025] 圖2不出第一偏振光束分光器11的結(jié)構(gòu)。通過粘合第一直角棱鏡（第一玻璃構(gòu) 件）111的斜面和第二直角棱鏡（由與第一玻璃構(gòu)件的材料相同的材料所形成的第二玻璃 構(gòu)件）112的斜面，形成第一偏振光束分光器11。這些粘合面在其之間堆疊有作為偏光分離 層（偏振分離膜）Ild的介電薄膜，并且通過粘合層（粘合劑）lie粘合第一和第二直角棱 鏡。
[0026] 附圖標(biāo)記Ila表不入射光路上的偏振光束分光器的入射面。附圖標(biāo)記Ilb表不入 射光路上的偏振光束分光器的出射面、或者出射光路上的偏振光束分光器的入射面。附圖 標(biāo)記Ilc表不出射光路上的偏振光束分光器的出射面。
[0027] 更具體地，入射面Ila是偏振光束分光器的表面，并且來(lái)自光源的入射至偏振光 束分光器的照明光穿過（相交）入射面11a。出射面Ilb (第一出射面）是偏振光束分光器 的另一表面，并且從偏振光束分光器射出的照明光穿過（相交）出射面lib。
[0028] 當(dāng)入射光路不是如圖3A所示垂直穿過入射面Ila這樣的光路時(shí)，如下定義從入射 面Ila到出射面Ilb的距離。假定將入射面的相交平面定義為與下面的平面垂直、并且與 入射面的法線平行的平面：該平面與除玻璃構(gòu)件以外的構(gòu)件的法線和入射面的法線兩者平 行。另外，假定將第一出射面的相交平面定義為與下面的平面垂直、并且與出射面Ilb的法 線平行的平面：該平面與除玻璃構(gòu)件以外的構(gòu)件的法線和出射面Ilb (第一出射面）的法線 兩者平行。那么，從入射面Ila到出射面Ilb的距離，被定義為垂直投影在入射面的相交平 面上的、從入射面到除玻璃構(gòu)件以外的構(gòu)件的入射光路上的玻璃構(gòu)件的長(zhǎng)度，與垂直投影 在第一出射面的相交平面上的、從除玻璃構(gòu)件以外的構(gòu)件到出射面Ilb (第一出射面）的入 射光路上的玻璃構(gòu)件的長(zhǎng)度的和。入射光路是入射至偏振光束分光器的照明光的中央光束 tx進(jìn)的光路。
[0029] 因此，入射光路是照明光在從入射面Ila向出射面Ilb行進(jìn)時(shí)所穿過的光路。從 入射面Ila到出射面Ilb的距離，是在從入射面到除玻璃構(gòu)件以外的構(gòu)件的入射光路上的 玻