专利名称：图像显示装置及投影机的制作方法
技术领域：
本发明，涉及图像显示装置及投影机。
背景技术：
近年来，在LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)、EL(Electro-luminescence，电致发光)显示器、等离子显示器、CRT(CathodeRay Tube，阴极射线管)、投影机等的电子显示装置中的像质改善惊人，正在实现关于分辨率、色域具有大致赶得上人类的视觉特性的性能的装置。可是，若看一下辉度动态范围，则其再现范围为1～102“nit”程度的范围，并且灰度等级数一般为8比特位。另一方面，人类的视觉，同时可感觉的辉度动态范围的范围为10-2～104“nit”程度，并且辉度辨别能力为0.2“nit”，若将其换算为灰度等级数则相当于12比特位。经过如此的视觉特性若再来看现在的显示装置的显示图像，则辉度动态范围之狭窄非常显著，加之因为阴影部、高光部的灰度等级不足，所以对于显示图像的真实感、感染力感到不足。
并且，在电影、游戏等所使用的CG(Computer Graphics，计算机图形)中，使显示数据(以下，称为HDR(High Dynamic Range，高动态范围)显示数据。)具有近于人类的视觉的辉度动态范围、灰度等级特性而追求描写的真实感的动向正在成为主流。可是因为对其进行显示的显示装置的性能不足，所以存在不能充分发挥CG内容本来具有的表现力的问题。
进而，在下一代OS(Operating System，操作系统)中，预定采用16比特位色空间，与现在的8比特位色空间相比动态范围、灰度等级数飞跃性地增加。因此，预想对能够有效利用16比特位色空间的高动态范围、高灰度等级的电子显示装置实现的需求会升高。
即使在显示装置之中，液晶投影机、所谓的DLP(Digital lightProcessing，数字光处理，商标)投影机的投影型显示装置(投影机)，也可以大画面显示，在对显示图像的真实感、感染力进行再现方面是有效的显示装置。为了在该领域解决上述的问题，提出在以下叙述的方案。
用于投影机中的辉度动态范围扩大的基本的构成，例如公开于专利文献1～专利文献3地将来自光源的射出光束分离为红色、绿色及蓝色的各色光，并以第1光调制元件对进行了分离的色光进行调制而形成期望的照明光量分布，并在通过分色棱镜进行了合成之后，通过中继光学系统传输到第2光调制元件上，并在通过第2光调制元件对辉度进行了调节后进行照明。因为第1光调制元件和第2光调制元件多为相同尺寸，所以需要使中继光学系统的倍率为1倍。
作为光调制元件，可采用具有透射率可以独立地进行控制的像素结构或分段结构，能够控制二维性的透射率分布的透射型调制元件。作为其代表例，可举出液晶光阀。另外，也可以采用反射型调制元件代替透射型调制元件，作为其代表例，可举出DMD(Digital Micromirror Device，数字微镜器件)元件。
现在，考虑使用暗显示的透射率为0.2％，亮显示的透射率为60％的光调制元件的情况。在光调制元件个体中，辉度动态范围，变成60/0.2＝300。上述显示装置，因为相当于将辉度动态范围为300的光调制元件光学性地串联地进行配置，所以理论上能够实现300×300＝90000的辉度动态范围。并且，关于灰度等级数，与此同等的考虑也成立，通过将8比特位灰度等级的光调制元件光学性地串联进行配置，能够得到超过8比特位的灰度等级数。
还有，第1光调制元件及第2光调制元件，通过从图像信号所产生的调制信号分别单个地所驱动。
专利文献1
特开2001-100689号公报专利文献2
特表2004-523001号公报专利文献3
特开平6-167690号公报在记载于专利文献1～3的投影机中，仅在夹着中继光学系统的光路上的一方侧设置分色棱镜。并且，因为存在分色棱镜，所以从中继光学系统到第1光调制元件的距离和从中继光学系统到第2光调制元件的距离不相同。如此地成为光路条件在中继光学系统的两侧不相同的构成。从而，中继光学系统的设计变得困难，需要很高的成本。
并且，因为设计困难，所以容易产生中继光学系统的色像差显著、成像性能降低等的不良状况，对进行显示的图像的对比度提高、动态范围的扩大带来妨碍。
发明内容
鉴于如以上的情况，本发明的目的，在于提供可以有助于抑制成本，使进行显示的图像的对比度提高，动态范围的扩大的图像显示装置及投影机。
为了达到上述目的，本发明的图像显示装置，其特征在于，具备光源；分别对来自前述光源的多种色光进行调制的第1光调制元件；对来自前述第1光调制元件的前述多种色光进行合成的色合成构件；对来自前述色合成构件的光进行调制的第2光调制元件；设置于前述色合成构件和前述第2光调制元件之间，将来自前述色合成构件的光向前述第2光调制元件进行导光的中继光学系统；和设置于前述中继光学系统和前述第2光调制元件之间，具有使从前述第1光调制元件经前述色合成构件到前述中继光学系统的光路条件与从前述中继光学系统到前述第2光调制元件的光路条件大致相同的功能，使来自前述中继光学系统的光进行透射的光透射构件。
依照本发明，因为使来自中继光学系统的光进行透射的光透射构件设置于中继光学系统和第2光调制元件之间而使得从第1光调制元件到中继光学系统的光路条件与从中继光学系统到第2光调制元件的光路条件大致相同起来，能够在中继光学系统的两侧使光路条件大致相同起来，所以该中继光学系统的设计变得容易。由此，可以抑制在中继光学系统的设计中需要的成本。并且，因为设计变得容易，所以难以产生色像差显著、成像性能降低等的不良状况；因为中继光学系统的性能提高，所以可以有助于进行显示的图像的对比度的提高，动态范围的扩大。
来自光源的光，以预定的光路，经由色分离单元、第1光调制元件、色合成构件、中继光学系统、第2光调制元件和各光学构件而显示为图像。在该过程中，产生对各光学构件进行透射时的光的损失、光学构件间的光的分散等。上述所谓“光路条件”，是指在预定的区间中的光路长及分散光量的条件。在光在折射率n的空间行进仅距离d的情况下，光路长为n/d。并且，例如在空气中和玻璃中光的分散的程度不相同。
并且，优选前述光透射构件，由与前述色合成构件的材料相同的材料构成；是使前述光透射构件的光轴方向的尺寸，设置得与前述色合成构件的光轴方向的尺寸大致相同的光透射棱镜。
依照本发明，因为作为光透射构件的光透射棱镜，由与色合成构件的材料相同的材料构成，光透射构件的光轴方向的尺寸，设置得与色合成构件的光轴方向的尺寸大致相同，所以除了折射率与色合成构件相等之外能够确保与色合成构件相同的光路条件。因此，能使中继光学系统的两侧的光路条件相同。
并且，优选在前述光透射构件，设置对来自前述中继光学系统的光进行反射的反射面。
在本发明中，因为在光透射构件，设置对来自中继光学系统的光进行反射的反射面，所以可以使该光的光路弯曲。由此，能够使光学系统紧凑，可以小型化图像显示装置。还有，反射面，既可以例如形成于上述的光透射棱镜的内部的、例如重叠于平面看状态的对角线的位置，或者，也可以作为光透射构件例如采用将直角等腰三角形作为底面的三角棱镜，而在相当于斜边的面设置该反射面。
并且，优选设置得使从前述色合成构件到前述中继光学系统的距离，和从前述中继光学系统到前述光透射构件的距离变得大致相等。
在本发明中，因为从色合成构件到中继光学系统的距离，和从中继光学系统到光透射构件的距离大致相等，所以从中继光学系统到第1光调制元件的光路条件与从中继光学系统到第2光调制元件的光路条件变得大致相同，以中继光学系统为中心的两侧的光路条件变得对称。由此，中继光学系统的设计变得非常容易。
并且，优选在前述光透射构件设置偏振板。
在例如作为第1光调制元件及第2光调制元件采用液晶装置的情况下，需要使光偏振于预定的方向的偏振板等的光学构件。在本发明中，因为在光透射构件设置偏振板，所以不必作为分体构件而设置偏振板，能够相应地节约图像显示装置内的空间。并且，因为在偏振板中由于所吸收的光而产生的热被该光透射构件所吸收，所以偏振板的散热性提高。
并且，优选在前述光透射构件，设置对前述光进行窄频带化的光学滤波器。
在本发明中，设置对光进行窄频带化的光学滤波器，能够通过该光学滤波器对色光的辉度进行调节。例如在抑制色光的辉度时，相比较于在整个波段均匀地抑制了辉度的情况还具有色光的色纯度提高，并且色域扩大的优点。还有，在本发明中，因为在光透射构件设置光学滤波器，所以不必作为分体构件而设置该光学滤波器，能够相应地节约图像显示装置内的空间。由此，可以小型化图像显示装置。
并且，优选前述光透射构件，具有偏振分离部。
依照本发明，能够使第1光调制元件和中继光学系统之间的光路条件，与第2光调制元件和中继光学系统之间的光路条件大致一致起来，并且可以使之具有作为第2光调制元件的光入射侧偏振板的作用。例如在采用了分束器作为偏振分离部的情况下，因为该分束器的光的透射率比偏振板高，所以投影图像变得比设置了普通的偏振板的情况明亮。并且，对于因光吸收引起的发热能够使散热效果增大。
并且，优选在前述光透射构件，设置相位差板。
在本发明中，因为在光透射构件设置相位差板，所以不必作为分体构件而设置该相位差板，能够节约其相应的空间。由此，可以小型化图像显示装置。
本发明的投影机，其特征在于具备有上述的图像显示装置。
在本发明中，因为具备可以有助于抑制成本，使进行显示的图像的对比度提高，动态范围被扩大的图像显示装置，所以能够得到以低价格具有高显示特性的显示部的投影机
图1是表示本发明的第1实施方式的投影机的构成的图。
图2是表示本实施方式的投影机的中继光学系统的构成的图。
图3是表示本实施方式的投影机的控制系统的构成的图。
图4是表示本实施方式的投影机的控制的流程图。
图5是表示本发明的第2实施方式的投影机的构成的图。
图6是表示本发明的第3实施方式的投影机的构成的图。
符号说明1，101，201…投影机 2，102，202…图像显示装置 4，104，204…光源部 6，106，206…色调制部 26，126，226…分色棱镜 22～25，122～125，222～225…液晶光阀 128…三角棱镜 228…偏振分束器128a…反射面 128b…入射面 128c…射出面具体实施方式
第1实施方式基于附图对本发明的第1实施方式进行说明。
图1，是概略性地表示作为投影机的投影机1的内部的构成的图。
投影机1，例如是按R(红)，G(绿)，B(蓝)的不同的每色而具备有透射型液晶光阀的3板式的彩色液晶投影机，以图像显示装置2和投影透镜3作为主体所构成。
图像显示装置2，大致区分一下，具有光源部4，均匀照明部5，和色调制部6。
光源部4，以灯11和反射器12作为主体所构成。灯11，为图像显示装置2、进而投影机1的光源，例如可用射出白色光的高压水银灯等。反射器12，为对该白色光进行反射的反射构件，设置为使得来自该灯11的白色光按相对于屏幕7的投影面7a大致正交地进行入射的方向行进。
均匀照明部5，以蝇眼透镜13、14，偏振变换元件15，聚光透镜16作为主体所构成。蝇眼透镜13，形成多个2维光源像。聚光透镜16，对已形成的2维光源像进行重叠。
色调制部6，以分色镜17、18，反射镜19、20、21，液晶光阀22、23、24、25，分色棱镜26，中继光学系统27，和光透射棱镜28作为主体所构成。
分色镜(色分离单元)17、18，是将来自光源的光分离成多种色光的色分离单元。分色镜17，在从灯11所射出的白色光之中，使蓝色光LB进行透射，并对红色光LR及绿色光LG进行反射。分色镜18，则对绿色光LG进行反射，并使红色光LR进行透射。
反射镜19，将蓝色光LB向分色棱镜26侧进行反射。反射镜20、21，分别直角地反射红色光LR，向分色棱镜26进行导光。
液晶光阀22，是基于色信号将红色光LR调制成图像光的色调制光阀。液晶光阀23，是基于色信号将绿色光LG调制成图像光的色调制光阀。液晶光阀24，是基于色信号将蓝色光LB调制成图像光的色调制光阀。并且，液晶光阀25，是基于辉度信号，对红色光LR、绿色光LG及蓝色光LB的合成光的辉度进行调制的辉度调制光阀。在以下的说明中，将上述液晶光阀22～24(第1光调制元件)作为色调制光阀22～24，并有时将上述液晶光阀25(第2光调制元件)称为辉度调制光阀25。
各液晶光阀22、23、24、25，具有相同的尺寸，例如4.6平方厘米(约0.7平方英寸)左右的尺寸，通过矩阵状地形成了像素的液晶装置所构成。并且，形成于液晶光阀22、23、24、25的像素数相同，并且，像素的排列、间距也相同。
分色棱镜(色合成构件)26，例如是贴合了由玻璃、树脂等的透明材料构成的4个直角棱镜的立方体的光学构件。在内面，对红色光LR进行反射的电介质多层膜25a和对蓝色光LB进行反射的电介质多层膜25b在分色棱镜26的中心大致相正交地，形成为十字状。并且，该电介质多层膜25a、25b，都使绿色光LG进行透射。通过各电介质多层膜25a、25b来合成3种色光，形成表示彩色图像的光(图像光)。
在分色棱镜26内透射的红色光LR的光路长，为从入射面26a到电介质多层膜25a的长度d1，与从该电介质多层膜25a到射出面26b的长度d2之和。同样地，在分色棱镜26内透射的蓝色光LB的光路长，为从入射面26c到电介质多层膜25b的长度d3，与从该电介质多层膜25b到射出面26b的长度d2之和。
如进行了上述地，因为电介质多层膜25a和电介质多层膜25b在分色棱镜26的中心大致相正交，所以从入射面26a到电介质多层膜25a的长度d1与从该电介质多层膜25a到射出面26b的长度d2之和，及，从入射面26c到电介质多层膜25b的长度d3与从该电介质多层膜25b到射出面26b的长度d2之和，等于分色棱镜26的一条边的长度d。并且，在分色棱镜26内透射的绿色光LG的光路长，因为通过分色棱镜26，所以其光路长为d。
中继光学系统27，是对通过分色棱镜26所合成的合成光进行导光的光学系统，设置于分色棱镜26和液晶光阀25之间。该中继光学系统27，相对于分色棱镜26隔开间隔t1而配置。
图2，是简略性地表示了中继光学系统27的构成的图。为了说明的简单，在图2中，将分色棱镜26及光透射棱镜28进行省略。
如示于同图中地，中继光学系统27为以光阑部27a为中心在前级(色调制光阀侧)27P和后级(辉度调制光阀侧)27Q组合了多片透镜27b的构成。在色调制光阀22、23、24和中继光学系统27之间及辉度调制光阀25和中继光学系统27之间，使得光变成远心地(中继光学系统27具有两侧远心的特性)组合透镜27b。
返回到图1，光透射棱镜28，是在光轴方向上具有与分色棱镜26的光轴方向的尺寸(长度)d相同的尺寸(长度)d的棱镜，使通过中继光学系统27所导光的合成光进行透射。并且，该光透射棱镜28，通过与分色棱镜26相同的材料，例如通过玻璃、树脂等的透明材料所形成。从而，在分色棱镜26内和光透射棱镜28内，折射率及光路长变得相等。光透射棱镜28，相对于中继光学系统隔开与上述间隔t1相等的间隔t2而配置。并且，在光透射棱镜28，例如在辉度调制光阀25的入射面侧粘贴偏振板28a。
投影透镜3，将图像光向屏幕7进行投影。
来自灯11的光，变换成平行光(直线偏振光)，通过液晶光阀22、23、24、25所调制，所调制的各色光通过投影透镜3投影到屏幕7上。
其次，关于本实施方式的液晶光阀22、23、24、25的图像处理进行说明。投影到屏幕7的图像，通过关于各自的液晶光阀22、23、24、25以像素为单位进行调制所生成。以下进行说明的图像处理装置30，对该以像素为单位的调制进行控制。
如示于图3中地，图像处理装置30，具有输入部31，信号处理部32，色控制信号输出部33，和辉度控制信号输出部34。在本实施方式的图像处理装置30中，在输入部31输入sRGB形式的图像输入信号R、G、B，以信号处理部32进行该输入信号的处理，从色控制信号输出部33输出8比特位的色控制信号R8bit、G8bit、B8bit，从辉度控制信号输出部34输出8比特位的辉度控制信号(T8bit)。色控制信号R8bit、G8bit、B8bit，是对像素调制光阀22、23、24进行控制的信号，辉度控制信号T8bit是对辉度调制光阀25进行控制的信号。
在信号处理部32，设置表35，最大值计算、选择部36，逆灰度系数校正部37，矩阵存储部38，矩阵运算、选择部39，和灰度系数校正部40。
在表35中，关于所输入的R、G、B的信号，准备对应于辉度控制信号T8bit的值R-TR-1DLUT、G-TG-1DLUT及B-TB-1DLUT。在此，将准备R-TR-1DLUT的表作为表35R，将准备G-TG-1DLUT的表作为表35G，将准备B-TB-1DLUT的表作为表35B。
在最大值计算、选择部36中，分别计算从输入值R减去了在表35R中所准备的值R-TR-1DLUT的值(TR)、从输入值G减去了在表35G中所准备的值G-TG-1DLUT的值(TG)、从输入值B减去了在表35B中所准备的值B-TB-1DLUT的值(TB)，并在TR、TG及TB之中选择出最大值。进而，将所选择出来的最大值作为辉度控制信号T8bit，向辉度控制信号输出部34进行输出。该辉度控制信号T8bit的值，相应于辉度设定为256等级，在辉度为零的情况下是T0，在辉度最大的情况下为T255。
逆灰度系数校正部37，对所输入的R、G、B进行逆灰度系数校正，并变换成输入线性R’、G’、B’。
在矩阵存储部38，用于将输入线性R’、G’、B’变换成输出线性R”、G”、B”的3×3矩阵，按辉度控制信号T8bit的每个值，即T0(辉度为零的情况)～T255(辉度最大的情况)关于256等级的T8bit而存储。
矩阵运算、选择部39，从矩阵存储部38，选择出对应于辉度控制信号T8bit的3×3矩阵，并将选择出来的3×3矩阵与输入线性R’、G’、B’ 相乘，计算出输出线性R”、G”、B”。
在灰度系数校正部40，对输出线性R”、G”、B”进行灰度系数校正而变换成输出8比特位R8bit、G8bit、B8bit，并将该输出8比特位R8bit、G8bit、B8bit作为色控制信号输出到色控制信号输出部33。
其次，以图4的流程图为基础，对图像处理装置30中的处理的顺序进行说明。
首先，取得从输入部31所输入的输入R、G、B的信号(步骤401)。接下来，通过最大值计算、选择部36，根据该输入R、G、B的信号而确定TR、TG、TB(步骤402)，并将该TR、TG、TB之中的最大值作为辉度控制信号T8bit(步骤403)。
其次，通过逆灰度系数校正部37对输入R、G、B进行逆灰度系数校正，并取得输入线性R’、G’、B’(步骤404)。接下来，通过矩阵运算、选择部39基于辉度控制信号T8bit选择3×3矩阵(步骤405)，并将选择出来的3×3矩阵与输入线性R’、G’、B’相乘而计算出输出线性R”、G”、B”(步骤406)。然后，通过灰度系数校正部40对输出线性R”、G”、B”进行灰度系数校正，并计算出色控制信号R8bit、G8bit、B8bit(步骤407)。
如此地，对色调制光阀22、23、24及辉度调制光阀25进行控制。
依照本实施方式，使来自中继光学系统27的光进行透射的光透射棱镜28，设置于中继光学系统27和辉度调制光阀25之间，而使得从色调制光阀22、23、24到中继光学系统27的光路条件与从中继光学系统27到辉度调制光阀25的光路条件大致相同。因为能够如此地在中继光学系统27的两侧使光路条件大致相同起来，所以也不必采用非球面透镜等的要求高度的设计技术的透镜，该中继光学系统27的设计变得容易。由此，可以抑制在中继光学系统27的设计中需要的成本。并且，因为设计变得容易，所以难以产生色像差显著、成像性能降低等的不良状况；因为中继光学系统27的性能提高，所以可以有助于进行显示的图像的对比度的提高、动态范围的扩大。
第2实施方式其次，对本发明的第2实施方式进行说明。与第1实施方式同样，在以下的图中，为了使各构件为可以认清的大小，适当改变比例尺。在本实施方式中，因为光透射棱镜的构成与第1实施方式不同，故以该点为中心进行说明。
图5，是概略性地表示作为投影机的投影机101的内部的构成的图。
投影机101，例如是按R(红)，G(绿)，B(蓝)的不同的每色而具备有透射型液晶光阀的3板式的间歇显示型彩色液晶投影机，以图像显示装置102，和投影透镜103作为主体所构成。
图像显示装置102，大致区分一下，具有光源部104，均匀照明部105，和色调制部106。关于光源部104及均匀照明部105，因为是与第1实施方式的光源部4及均匀照明部5同样的构成，所以将说明进行省略。
色调制部106，以分色镜117、118，反射镜119、120、121，液晶光阀122、123、124、125，分色棱镜126，中继光学系统127，和三角棱镜128作为主体所构成。分色棱镜126，与第1实施方式同样地，是例如贴合了由玻璃、树脂等的透明材料构成的4个直角棱镜的立方体的光学构件。在内面，对红色光LR进行反射的电介质多层膜125a和对蓝色光LB进行反射的电介质多层膜125b在分色棱镜126的中心大致相正交地，形成为十字状。
并且，与第1实施方式同样地，在分色棱镜126内透射的红色光LR的光路长，为从入射面126a到电介质多层膜125a的长度d1与从该电介质多层膜125a到射出面126b的长度d2之和，该和等于分色棱镜126的一条边的长度d。并且，在分色棱镜126内透射的蓝色光LB的光路长，为从入射面126c到电介质多层膜125b的长度d3与从该电介质多层膜125b到射出面126b的长度d2之和，该和等于分色棱镜126的一条边的长度d。
在本实施方式中，作为光透射构件，采用三角棱镜128。三角棱镜128，在平面看的状态(图5的状态)下，形成直角等腰三角形，相当于斜边的面128a成为反射面。并且，合成光的入射面128b正对于中继光学系统127，射出面128c正对于液晶光阀125。
三角棱镜128，通过与分色棱镜126相同的材料，例如玻璃、树脂等的透明材料所形成。在三角棱镜128中，通过对来自中继透镜127的光进行反射的反射面128a而光轴折返。从而，光轴方向的长度，成为从三角棱镜128的入射面128b到反射面128a的光路长L1与从该反射面128a到射出面128c的光路长L2之和。从该入射面128b到反射面128a的光路长L1与从该反射面128a到射出面128c的光路长L2之和，等于分色棱镜126的一条边的长度d。
如此地，依照本实施方式，因为在三角棱镜128，设置对来自中继光学系统127的光进行反射的反射面128a，所以可以使该光的光路弯曲。由此，能够使光学系统紧凑，可以小型化图像显示装置102。
第3实施方式其次，对本发明的第3实施方式进行说明。与第1实施方式同样，在以下的图中，为了使各构件为可以看清的大小，适当改变比例尺。在本实施方式中，因为光透射棱镜的构成与第1实施方式不同，故以该点为中心进行说明。
图6，是概略性地表示作为投影机的投影机201的内部的构成的图。
投影机201，例如是按R(红)，G(绿)，B(蓝)的不同的每色而具备有透射型液晶光阀的3板式的间歇显示型彩色液晶投影机，以图像显示装置202和投影透镜203作为主体所构成。
图像显示装置202，大致区分一下，具有光源部204，均匀照明部205，和色调制部206。关于光源部204及均匀照明部205，因为是与第1实施方式的光源部4及均匀照明部5同样的构成，所以将说明进行省略。
色调制部206，以分色镜217、218，反射镜219、220、221，液晶光阀222、223、224、225，分色棱镜226，中继光学系统227，和偏振分束器228作为主体所构成。分色棱镜226，与第1实施方式同样地，是例如贴合了由玻璃、树脂等的透明材料构成的4个直角棱镜的立方体的光学构件。在内面，对红色光LR进行反射的电介质多层膜225a和对蓝色光LB进行反射的电介质多层膜225b在分色棱镜226的中心大致相正交地，形成为十字状。
并且，与第1实施方式同样地，在分色棱镜226内透射的红色光LR的光路长，为从入射面226a到电介质多层膜225a的长度d1与从该电介质多层膜225a到射出面226b的长度d2之和，该和等于分色棱镜226的一条边的长度d。并且，在分色棱镜226内透射的蓝色光LB的光路长，为从入射面226c到电介质多层膜225b的长度d3与从该电介质多层膜225b到射出面226b的长度d2之和，该和等于分色棱镜226的一条边的长度d。
在本实施方式中，作为光透射构件，在光路上设置具有偏振分离层228a的偏振分束器(PBS)228。偏振分束器228，是在光轴方向上具有与分色棱镜226的光轴方向的尺寸(长度)d相同的尺寸(长度)d的棱镜，使通过中继光学系统227所导光的合成光进行透射。并且，该偏振分束器228，通过与分色棱镜226相同的材料，例如玻璃、树脂等的透明材料所形成。从而，在分色棱镜226内和偏振分束器228内，折射率及光路长变得相等。
依照本实施方式，因为具有偏振分束器228作为光透射构件，所以能够使液晶光阀222、223、224和中继光学系统227间的光路条件，与中继光学系统227和液晶光阀225间的光路条件大致一致，并且可以使之具有在液晶光阀225的入射侧作为偏振板的作用。
因为偏振分束器228的光透射效率比偏振板高，所以相比较于将偏振板设置于液晶光阀225的入射侧的情况，投影到屏幕207的图像的明亮度提高了。并且，通过该偏振分束器228还可以相对于因光吸收引起的发热使散热效果增大。
本发明的技术范围并非限定于上述实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围加以适当改变。
例如，在第1实施方式中，虽然为在光透射棱镜28粘贴了偏振板28a的构成，但是并不限于此，当然也可以是例如粘贴使来自中继光学系统27的光窄频带化的低通滤波器、其他相位差板等的光学构件的构成。
在粘贴了低通滤波器的情况下，能够对合成光的辉度进行调节。例如在抑制合成光的辉度时，相比较于在整个波段均匀地抑制了辉度的情况，还有合成光的色纯度提高的优点。加之，因为是在光透射棱镜28粘贴了低通滤波器的构成，所以不必作为分体构件设置该低通滤波器，能够相应地节约图像显示装置102内的空间。由此，可以小型化图像显示装置102。另外，关于粘贴了相位差板的情况也同样地，不必作为分体构件设置该相位差板，能够节约相应的空间，可以小型化图像显示装置102。
并且，在第2实施方式中，虽然为了使光路弯曲而采用了三角棱镜128，但是并不限于此，也可以例如在第1实施方式的光透射棱镜28的内部，例如在平面看的状态下的重叠于对角线的位置形成反射面。由此，扩展了光学系统的设计的余地。
并且，在上述实施方式中，虽然作为光源以射出白色光的灯11为例进行了说明，但是并不限于此，例如作为光源能够采用分别射出红色光、绿色光、蓝色光的每种色光的光源，例如为固体光源的LED等。再者在该情况下，能够省略分色镜17、18。
并且，在上述实施方式中，虽然示出了采用了透射型的液晶光阀作为光调制元件的例，但是并不限于此，例如也可以采用反射型的液晶光阀。并且，本发明的应用也可以采用微镜阵列器件等的光调制元件。
并且，在上述实施方式中，虽然以各液晶光阀22、23、24、25，具有相同的尺寸，例如4.6平方厘米(约0.7平方英寸)左右的尺寸，形成于液晶光阀22、23、24、25的像素数相同，像素的排列、间距也相同的情况为例进行了说明，但是并不限于此，即使在尺寸、像素数、像素的排列、间距不相同的情况下也可以应用本发明。
权利要求
1.一种图像显示装置，其特征在于，具备光源；第1光调制元件，其对来自前述光源的多种色光分别进行调制；色合成构件，其对来自前述第1光调制元件的前述多种色光进行合成；第2光调制元件，其对来自前述色合成构件的光进行调制；中继光学系统，其设置于前述色合成构件和前述第2光调制元件之间，将来自前述色合成构件的光向前述第2光调制元件进行导光；和光透射构件，其设置于前述中继光学系统和前述第2光调制元件之间，具有使从前述第1光调制元件经前述色合成构件到前述中继光学系统的光路条件、与从前述中继光学系统到前述第2光调制元件的光路条件大致相同的功能，对来自前述中继光学系统的光进行透射。
2.按照权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于前述光透射构件，由与前述色合成构件的材料相同的材料构成；其是一种光透射棱镜，其中，前述光透射构件的光轴方向的尺寸，设置得与前述色合成构件的光轴方向的尺寸大致相同。
3.按照权利要求1或2所述的图像显示装置，其特征在于在前述光透射构件，设置有对来自前述中继光学系统的光进行反射的反射面。
4.按照权利要求1～3中的任何一项所述的图像显示装置，其特征在于设置为从前述色合成构件到前述中继光学系统的距离，和从前述中继光学系统到前述光透射构件的距离大致相等。
5.按照权利要求1～4中的任何一项所述的图像显示装置，其特征在于在前述光透射构件设置有偏振板。
6.按照权利要求1～4中的任何一项所述的图像显示装置，其特征在于前述光透射构件，具有偏振分离部。
7.按照权利要求1～6中的任何一项所述的图像显示装置，其特征在于在前述光透射构件，设置有对前述光进行窄频带化的光学滤波器。
8.按照权利要求1～7中的任何一项所述的图像显示装置，其特征在于在前述光透射构件，设置有相位差板。
9.一种投影机，其特征在于具备权利要求1～8中的任何一项所述的图像显示装置。
全文摘要
本发明提供可以有助于抑制成本、进行显示的图像的对比度的提高、动态范围的扩大的图像显示装置及投影机。因为使得从色调制光阀(22，23，24)到中继光学系统(27)的光路条件与从中继光学系统(27)到辉度调制光阀(25)的光路条件大致相同地，使来自中继光学系统(27)的光进行透射的光透射棱镜(28)，设置于中继光学系统(27)和辉度调制光阀(25)之间，能够在中继光学系统(27)的两侧使光路条件大致相同，所以不必采用非球面透镜等的需要高度的设计技术的透镜，该中继光学系统(27)的设计变得容易。由此，可以抑制在中继光学系统(27)的设计中需要的成本。
文档编号G02F1/13GK1963659SQ20061014383
公开日2007年5月16日 申请日期2006年11月9日 优先权日2005年11月9日
发明者中村旬一, 新田隆志, 内山正一, 旭常盛 申请人:精工爱普生株式会社