[发明专利]图像显示装置

说明书

技术领域

本发明的一个方面涉及到一种图像显示装置。

背景技术

对于通常称为投影仪的图像显示装置来说，依赖于图像显示元件的种类，包括有CRT投影仪，液晶投影仪，数字微镜器件(DMD)投影仪等等。DMD是一种具有多个二维设置的微镜的反射图像显示元件，其中各个微镜的倾角被改变来打开或关闭反射光。根据本发明一个实施例的图像显示装置可包括作为图像显示元件的例如DMD的反射图像显示元件。公知的技术中提供了一种具有反射图像显示元件的图像显示装置，这样的图像显示装置是与本发明一实施例的图像显示装置相关的，日本专利申请公开2000-098272，日本专利3121843，日本专利4027712，以及日本专利4158317中均描述了这种技术，这在下面会提到。

日本专利申请公开说明书2000-098272描述了一种图像显示装置，包括：按顺序排列的白光光源，彩色滤波器，会聚透镜，平面镜，球面镜，作为一种反射图像显示元件的DMD，以及投影透镜，球面镜被直接设置在投影透镜的入口部的下面，并且从一个平面看过去，会聚透镜的中心轴和投影透镜的中心轴以预定角度相交。日本专利3121843中描述的图像显示装置与日本专利申请公开说明书2000-098272中的图像显示装置几乎具有相同的构造，其中用于将穿过了会聚透镜的光线进行反射以导引到DMD上的折叠镜是单一的凹面镜并且这个折叠镜远离从DMD的微镜指向投影透镜的反射光的光路设置。

在日本专利申请公开说明书2000-098272或日本专利3121843中描述的图像显示装置中，用于将穿过了会聚透镜的光线进行反射以导引到DMD上的折叠镜相对于入射端或用于支撑投影透镜的支架(下面将称为“透镜筒”)的DMD侧的端部来说被设置在出射端侧。于是，可能会导致透镜筒与折叠镜之间的物理干扰，并且折叠镜必须根据透镜筒的外部形状而大面积切口，由此会导致照射DMD的光总量相当大地降低或产生不规则的照明，从而降低投影图像的质量。如果为了解决这个问题而将球面镜的切口弄小，这需要减小投影透镜的孔径，特别是位于所设置的球面镜的位置和DMD侧的一端之间的投影透镜来说更是如此，由此这会产生另外一个问题，也即，会降低投影透镜的速率或者限制投影透镜的设计自由度。

日本专利4027712描述了一种图像显示装置，其中灯光源发出的照明光通过抛物面反射器，棒积分器以及光会聚系统进入全内反射(TIR)棱镜，然后照明光被TIR棱镜全内反射之后照射DMD，由DMD反射的光再次通过TIR棱镜进入投影透镜。

根据日本专利4027712描述的图像显示装置，可以提供将TIR棱镜的反射表面设置在DMD的中心附近并且临近投影透镜的光轴的优点。另一方面，也会产生问题，两个棱镜相互之间的表面精度以及表面之间的角度精度是通过抛光程序完成的，使得为了构成TIR棱镜而需要高的精度，并且需要高精度地集成这两个棱镜，由此，相对于使用反射镜构造的用于照明DMD的光学系统来说，其造价较高。另外，光路在TIR棱镜内侧通过全反射折叠，但是这种TIR棱镜在很多面上具有反射损失，例如(1)棱镜的入射面，(2)用于照射光的DMD的出射面，(3)DMD的反射光入射面，(4)棱镜的边界面(在出射侧)，(5)棱镜的边界面(在入射侧)，以及(6)棱镜的出射面，这些都可能称为降低照明光的使用效率的因素。并且，TIR棱镜的质量会大于反射镜的质量，因此可能成为阻碍获得轻质量的图像显示装置的因素。

日本专利4158317描述了一种投影型图像显示装置，包括照明器件，该照明器件内是顺序设置的照明体，光会聚装置，光混合装置，第一透镜组，第二透镜组，以及作为一种反射图像显示元件的光阀，其还包括用于将从光阀射出的光传输到屏幕的投影透镜(相应于投影光学系统)。

日本专利4158317描述的显示装置中，作为组成照明光学系统的光学组件中的一个的第二透镜组的一部分同样被用于支撑透镜的透镜筒遮挡，并且第二透镜组的一部分比透镜筒的外部形状更大地进行了大面积切口化处理，这类似于日本专利申请公开说明书2000-098272或日本专利3121843中所描述的发明。于是，这会在反射图像显示元件上产生不规则的照明光并因此降低投影图像的质量。

发明内容