[发明专利]投射装置及投射型显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及投射光的投射装置及包括投射装置的投射型显示装置，尤其涉及能够投射由不同的偏振成分的光形成的多个图像光的投射装置及包括该投射装置的投射型显示装置。

背景技术

例如，在进行如WO2012/033178A1公开的那样投射由不同的偏振成分的光形成的多个图像光的投射型显示装置的研发。该投射型显示装置被用作如下的装置：以被称为“passive polarization(被动偏振)方式”和“偏振眼镜方式”的方式，通过与专用眼镜的组合来显示立体观察的图像。但是，为了投射不同的偏振成分的图像光，需要准备与图像光的数量相同数量的投射装置，或者在一台投射装置(投影仪)内安装与图像光的数量相同数量的、形成图像的空间光调制器和照明空间光调制器的照明装置。或者，也执行在从投射装置出射图像光后，配置搭载了液晶元件的设备并以时分方式切换偏振成分的方式。因此，以往的投射装置和投射型显示装置存在装置的大型化及复杂化的问题。

另一方面，在WO2012/033178A1公开的投射装置及投射型显示装置中，空间光调制器被不同的偏振成分的光以时分方式照明，而且以时分方式形成与各偏振成分的光对应的调制图像。根据这样的投射装置及投射型显示装置，能够大大实现装置的小型化并进行3D显示。

另外，在使用了激光等相干光源的投射装置中存在产生光斑(speckle)的问题。光斑是指在将激光等相干光照射到散射面上时呈现出的斑点状的图案，在产生于屏幕上时被观察为斑点状的亮度不均(明亮度的不均匀)，成为对观察者带来生理上的不良影响的原因。在WO2012/033178A1公开的投射装置及投射型显示装置中，通过以相干光在光学元件上扫描的方式向该光学元件照射相干光，能够有效抑制被来自光学元件的照明光照明的区域上的光斑的产生，从这一点讲是非常优选的。

发明内容

但是，在WO2012/033178A1公开的投射装置中，照明空间光调制器的照明光的偏振状态以时分方式变化。因此，需要使用不依赖照明光的偏振状态即可形成调制图像的空间光调制器例如数字微型显示器(DMD)等空间光调制器，而不能使用依赖于照明光的偏振状态来形成调制图像的空间光调制器、例如利用特定的偏振成分的照明光形成调制图像的液晶型的微型显示器。本发明的目的在于，消除这种如WO2012/033178A1公开的装置的有关空间光调制器的制约。

本发明的投射装置具有：

光学元件，其包括第1区域和第2区域，使入射至各区域的光扩散；

照射装置，其以时分方式对所述光学元件的所述第1区域和所述第2区域照射光；

偏振控制单元，其配置在相对于配置有所述光学元件的面共轭的共轭面上；以及

空间光调制器，其配置在从所述光学元件到所述偏振控制单元的光路中，被所述光学元件的所述第1区域所扩散的光照明，而且被所述光学元件的所述第2区域所扩散的光照明，

所述偏振控制单元以如下方式控制光的偏振状态：使被所述光学元件的所述第1区域扩散、然后从所述空间光调制器出来的光成为第1偏振成分的光，而且使被所述光学元件的所述第2区域扩散、然后从所述空间光调制器出来的光成为与所述第1偏振成分不同的第2偏振成分的光。

在本发明的投射装置中也可以是，所述照射装置以使照射的光在所述光扩散元件上扫描的方式照射光，入射到所述光学元件的所述第1区域内的各位置并扩散的光分别照明所述空间光调制器，并且入射到所述光学元件的所述第2区域内的各位置并扩散的光分别照明所述空间光调制器。

在本发明的投射装置中也可以是，所述照射装置具有交替地射出光的第1光源和第2光源，所述第1光源对所述光学元件的所述第1区域照射光，所述第2光源对所述光学元件的所述第2区域照射光。

在本发明的投射装置中也可以是，所述光学元件包括全息记录介质。

在本发明的投射装置中也可以是，所述光学元件包括透镜阵列。

在本发明的投射装置中也可以是，所述照射装置射出振动方向固定的线偏振的光，所述偏振控制单元具有1/2波长板，该1/2波长板设于被所述光学元件的所述第1区域扩散的光的光路上。

在本发明的投射装置中也可以是，所述偏振控制单元还具有1/4波长板，该1/4波长板设于被所述光学元件的所述第1区域扩散的光的光路上和被所述光学元件的所述第2区域扩散的光的光路上。