图像投影设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种包括反射型显示元件的图像投影设备。
【背景技术】
[0002] 包括反射型显示元件的图像投影设备，通过使用偏振光束分光器，将来自光源的 白光分成多个组成彩色光束、并且将其引导至相应的显示元件，或者合成来自多个显示元 件的彩色光束，其中，偏振光束分光器根据光束的偏振，透射或者反射各光束。
[0003] 典型的偏振光束分光器包括两个玻璃构件之间的偏光分离层和粘合层。由在玻璃 构件内发生的应力所引起的任何双折射，导致偏振混乱，这样导致进行高亮度的图像投影 设备产生诸如黑浮（失调的黑电平或者浅黑显示）和颜色不均匀等的缺陷。通过使用具有 低的光弹性常数以确保低的光吸收的含铅玻璃构件，来降低这些缺陷。例如，US5808795公 开了一种偏振光束分光器，其包括具有I. 5cm2/N或以下的光弹性常数以降低由应力所引起 的偏振混乱的玻璃构件。
[0004] US7258445公开了一种以除玻璃构件以外的组件（偏光分离层和粘合层）的选择 性吸收率来吸收光的偏振光束分光器。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种图像投影设备，其包括：反射型显示元件，其用于对来自光源的照 明光进行调制，并且发出调制后的光；投影光学系统，其用于将所述调制后的光投影至投影 面；以及偏振光束分光器，其用于将所述照明光引导至所述反射型显示元件，并且将所述调 制后的光的预定偏光成分引导至所述投影光学系统，所述图像投影设备的特征在于，所述 偏振光束分光器是蓝带光进入的偏振光束分光器，其包括无铅玻璃构件，并且满足下面的 条件式：
[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表示所述玻璃构件的线性膨胀系数，单位为10 7K;E表示所述玻璃构件 的杨氏模量，单位为IO9Pa ; β表示所述玻璃构件的光弹性系数，单位为10 12/Pa ;A表示所 述偏振光束分光器对蓝带光的吸收率；κ表示所述玻璃构件的热导性，单位为W/mK ;L表 示从所述偏振光束分光器的入射面到第一出射面的距离；M表示在所述偏振光束分光器中 的入射光路上，除所述玻璃构件以外的构件对波长为440nm的光的吸收率；Tl表示厚度为 IOmm的玻璃构件对波长为420nm的光的透射率；T2表示厚度为IOmm的玻璃构件对波长为 460nm的光的透射率，其中，所述入射面是来自所述光源并进入所述偏振光束分光器的照明 光所穿过的、所述偏振光束分光器的一个面，所述第一出射面是从所述偏振光束分光器所 射出的照明光所穿过的、所述偏振光束分光器的另一个面，所述入射光路是所述照明光从 所述入射面行进至所述第一出射面的光路，以及从所述入射面到所述第一出射面的距离， 是在所述入射光路上从所述入射面到除所述玻璃构件以外的构件的所述玻璃构件的长度、 与在所述入射光路上从除所述玻璃构件以外的构件到所述第一出射面的所述玻璃构件的 长度的和。
[0010] 通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将显而易见。
【附图说明】
[0011] 图1示出根据本发明第一实施例的图像投影设备的结构。
[0012] 图2是根据第一实施例的偏振光束分光器的结构的模式图。
[0013] 图3A是根据第一实施例的白显示的光路图，并且图3B是根据第一实施例的黑显 不的光路图。
[0014] 图4示出根据本发明第二实施例的图像投影设备的结构。
[0015] 图5是根据第二实施例的偏振光束分光器的结构的模式图。
【具体实施方式】
[0016] 近年来对环境问题的日益关注，促使对于投影高亮度图像的无铅图像投影设备的 研发。
[0017] 在偏振光束分光器中所生成的任何应力，导致浅黑显示和颜色不均匀，但是在以 前的研发中，没有考虑影响应力生成的玻璃构件的吸收率和热导性。
[0018] 本发明提供一种能够进一步降低黑浮和颜色不均匀的发生的无铅图像投影设备。
[0019] 下面参考【附图说明】本发明的典型实施例。
[0020] 第一实施例
[0021] 图像投影设备
[0022] 图1示出根据本发明第一实施例的图像投影设备的结构。在图1中，附图标记1 表示诸如高压汞放电管等的光源。抛物面反射镜2将从光源1射出的光束（照明光）转换 成平行光束。平行光束被第一复眼透镜3分成多个分割光束，并且被会聚在第二复眼透镜 4附近，然后被PS转换元件5转换成S偏振光。然后使得这样被S偏振后的分割光束经过 第一镜6和聚光透镜7,然后入射至反射型液晶显示元件（反射型液晶面板）13 (13R、13G和 13B)。平行光束所穿过的、从第一复眼透镜3到聚光透镜7的这些组件，包括在照明光学系 统16中。
[0023] 液晶显示元件13R、13G和13B分别是各自反射入射光、并对光进行图像调制的红 光、绿光和蓝光显示元件。附图标记8表示作为第一光路分离单元的二向色镜，其透射作为 第一颜色光束的蓝光（蓝带光），并且反射作为第二颜色光束的绿光（绿带光）和作为第三 颜色光束的红光（红带光）。
[0024] 附图标记9和10分别表不各自透射S偏振光、并且反射P偏振光的第一偏光板和 第二偏光板。附图标记11表不反射第一颜色光束的S偏振光、并且透射第一颜色光束的P 偏振光的第一偏振光束分光器。附图标记12表不反射第二颜色光束和第三颜色光束各自 的S偏振光、并且透射第二颜色光束和第三颜色光束各自的P偏振光的第二偏振光束分光 器。附图标记14表不将第三颜色光束从S偏振光的转换成P偏振光的波长选择相位板。附 图标记15表示合成反射型液晶显示元件13调制后的第一颜色光束、第二颜色光束和第三 颜色光束的组合棱镜。
[0025] 图2不出第一偏振光束分光器11的结构。通过粘合第一直角棱镜（第一玻璃构 件）111的斜面和第二直角棱镜（由与第一玻璃构件的材料相同的材料所形成的第二玻璃 构件）112的斜面，形成第一偏振光束分光器11。这些粘合面在其之间堆叠有作为偏光分离 层（偏振分离膜）Ild的介电薄膜，并且通过粘合层（粘合剂）lie粘合第一和第二直角棱 镜。
[0026] 附图标记Ila表不入射光路上的偏振光束分光器的入射面。附图标记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。附图 标记Ilc表不出射光路上的偏振光束分光器的出射面。
[0027] 更具体地，入射面Ila是偏振光束分光器的表面，并且来自光源的入射至偏振光 束分光器的照明光穿过（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，并且从偏振光束分光器射出的照明光穿过（相交）出射面lib。
[0028] 当入射光路不是如图3A所示垂直穿过入射面Ila这样的光路时，如下定义从入射 面Ila到出射面Ilb的距离。假定将入射面的相交平面定义为与下面的平面垂直、并且与 入射面的法线平行的平面：该平面与除玻璃构件以外的构件的法线和入射面的法线两者平 行。另外，假定将第一出射面的相交平面定义为与下面的平面垂直、并且与出射面Ilb的法 线平行的平面：该平面与除玻璃构件以外的构件的法线和出射面Ilb (第一出射面）的法线 两者平行。那么，从入射面Ila到出射面Ilb的距离，被定义为垂直投影在入射面的相交平 面上的、从入射面到除玻璃构件以外的构件的入射光路上的玻璃构件的长度，与垂直投影 在第一出射面的相交平面上的、从除玻璃构件以外的构件到出射面Ilb (第一出射面）的入 射光路上的玻璃构件的长度的和。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进的光路。
[0029] 因此，入射光路是照明光在从入射面Ila向出射面Ilb行进时所穿过的光路。从 入射面Ila到出射面Ilb的距离，是在从入射面到除玻璃构件以外的构件的入射光路上的 玻