投射裝置及投射型顯示裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及投射光的投射裝置及包括投射裝置的投射型顯示裝置，尤其涉及能夠投射由不同的偏振成分的光形成的多個(gè)圖像光的投射裝置及包括該投射裝置的投射型顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]例如，在進(jìn)行如W02012/033178A1公開的那樣投射由不同的偏振成分的光形成的多個(gè)圖像光的投射型顯示裝置的研發(fā)。該投射型顯示裝置被用作如下的裝置:以被稱為“passive polarizat1n (被動(dòng)偏振)方式”和“偏振眼鏡方式”的方式，通過與專用眼鏡的組合來顯示立體觀察的圖像。但是，為了投射不同的偏振成分的圖像光，需要準(zhǔn)備與圖像光的數(shù)量相同數(shù)量的投射裝置，或者在一臺(tái)投射裝置(投影儀)內(nèi)安裝與圖像光的數(shù)量相同數(shù)量的、形成圖像的空間光調(diào)制器和照明空間光調(diào)制器的照明裝置?；蛘撸矆?zhí)行在從投射裝置出射圖像光后，配置搭載了液晶元件的設(shè)備并以時(shí)分方式切換偏振成分的方式。因此，以往的投射裝置和投射型顯示裝置存在裝置的大型化及復(fù)雜化的問題。
[0003]另一方面，在W02012/033178A1公開的投射裝置及投射型顯示裝置中，空間光調(diào)制器被不同的偏振成分的光以時(shí)分方式照明，而且以時(shí)分方式形成與各偏振成分的光對應(yīng)的調(diào)制圖像。根據(jù)這樣的投射裝置及投射型顯示裝置，能夠大大實(shí)現(xiàn)裝置的小型化并進(jìn)行3D顯示。
[0004]另外，在使用了激光等相干光源的投射裝置中存在產(chǎn)生光斑(speckle)的問題。光斑是指在將激光等相干光照射到散射面上時(shí)呈現(xiàn)出的斑點(diǎn)狀的圖案，在產(chǎn)生于屏幕上時(shí)被觀察為斑點(diǎn)狀的亮度不均(明亮度的不均勻)，成為對觀察者帶來生理上的不良影響的原因。在W02012/033178A1公開的投射裝置及投射型顯示裝置中，通過以相干光在光學(xué)元件上掃描的方式向該光學(xué)元件照射相干光，能夠有效抑制被來自光學(xué)元件的照明光照明的區(qū)域上的光斑的產(chǎn)生，從這一點(diǎn)講是非常優(yōu)選的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]但是，在W02012/033178A1公開的投射裝置中，照明空間光調(diào)制器的照明光的偏振狀態(tài)以時(shí)分方式變化。因此，需要使用不依賴照明光的偏振狀態(tài)即可形成調(diào)制圖像的空間光調(diào)制器例如數(shù)字微型顯示器(DMD)等空間光調(diào)制器，而不能使用依賴于照明光的偏振狀態(tài)來形成調(diào)制圖像的空間光調(diào)制器、例如利用特定的偏振成分的照明光形成調(diào)制圖像的液晶型的微型顯示器。本發(fā)明的目的在于，消除這種如W02012/033178A1公開的裝置的有關(guān)空間光調(diào)制器的制約。
[0006]本發(fā)明的投射裝置具有:
[0007]光學(xué)元件，其包括第I區(qū)域和第2區(qū)域，使入射至各區(qū)域的光擴(kuò)散；
[0008]照射裝置，其以時(shí)分方式對所述光學(xué)元件的所述第I區(qū)域和所述第2區(qū)域照射光；
[0009]偏振控制單元，其配置在相對于配置有所述光學(xué)元件的面共軛的共軛面上；以及
[0010]空間光調(diào)制器，其配置在從所述光學(xué)元件到所述偏振控制單元的光路中，被所述光學(xué)元件的所述第I區(qū)域所擴(kuò)散的光照明，而且被所述光學(xué)元件的所述第2區(qū)域所擴(kuò)散的光照明，
[0011]所述偏振控制單元以如下方式控制光的偏振狀態(tài):使被所述光學(xué)元件的所述第I區(qū)域擴(kuò)散、然后從所述空間光調(diào)制器出來的光成為第I偏振成分的光，而且使被所述光學(xué)元件的所述第2區(qū)域擴(kuò)散、然后從所述空間光調(diào)制器出來的光成為與所述第I偏振成分不同的第2偏振成分的光。
[0012]在本發(fā)明的投射裝置中也可以是，所述照射裝置以使照射的光在所述光擴(kuò)散元件上掃描的方式照射光，入射到所述光學(xué)元件的所述第I區(qū)域內(nèi)的各位置并擴(kuò)散的光分別照明所述空間光調(diào)制器，并且入射到所述光學(xué)元件的所述第2區(qū)域內(nèi)的各位置并擴(kuò)散的光分別照明所述空間光調(diào)制器。
[0013]在本發(fā)明的投射裝置中也可以是，所述照射裝置具有交替地射出光的第I光源和第2光源，所述第I光源對所述光學(xué)元件的所述第I區(qū)域照射光，所述第2光源對所述光學(xué)元件的所述第2區(qū)域照射光。
[0014]在本發(fā)明的投射裝置中也可以是，所述光學(xué)元件包括全息記錄介質(zhì)。
[0015]在本發(fā)明的投射裝置中也可以是，所述光學(xué)元件包括透鏡陣列。
[0016]在本發(fā)明的投射裝置中也可以是，所述照射裝置射出振動(dòng)方向固定的線偏振的光，所述偏振控制單元具有1/2波長板，該1/2波長板設(shè)于被所述光學(xué)元件的所述第I區(qū)域擴(kuò)散的光的光路上。
[0017]在本發(fā)明的投射裝置中也可以是，所述偏振控制單元還具有1/4波長板，該1/4波長板設(shè)于被所述光學(xué)元件的所述第I區(qū)域擴(kuò)散的光的光路上和被所述光學(xué)元件的所述第2區(qū)域擴(kuò)散的光的光路上。
[0018]在本發(fā)明的投射裝置中也可以是，所述照射裝置射出旋轉(zhuǎn)方向固定的圓偏振或者橢圓偏振的光，所述偏振控制單元具有1/2波長板，該1/2波長板設(shè)于被所述光學(xué)元件的所述第I區(qū)域擴(kuò)散的光的光路上。
[0019]在本發(fā)明的投射裝置中也可以是，所述照射裝置射出無偏振的光，所述偏振控制單元具有:第I偏振板，其設(shè)于被所述光學(xué)元件的所述第I區(qū)域擴(kuò)散的光的光路上，選擇性地使所述第I偏振成分透過；以及第2偏振板，其設(shè)于被所述光學(xué)元件的所述第2區(qū)域擴(kuò)散的光的光路上，選擇性地使所述第2偏振成分透過。
[0020]本發(fā)明的投射型顯示裝置具有:
[0021]上述的本發(fā)明的投射裝置中的任意一個(gè)投射裝置；以及
[0022]屏幕，在該屏幕上投射在所述空間光調(diào)制器上得到的調(diào)制圖像。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的投射裝置及投射型顯示裝置，不論有無偏振依賴性，都能夠使用各種空間光調(diào)制器投射由不同的偏振成分的光形成的多個(gè)圖像光。
【附圖說明】
[0024]圖1是用于說明本發(fā)明的一實(shí)施方式的圖，是示出投射裝置及投射型顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。
[0025]圖2是示出圖1的投射裝置中包含的光學(xué)元件的一例的側(cè)視圖。
[0026]圖3是對應(yīng)于圖2的圖，是示出光學(xué)元件的另一例的側(cè)視圖。
[0027]圖4是示出圖1的投射裝置中包含的偏振控制單元的一例的側(cè)視圖。
[0028]圖5是對應(yīng)于圖4的圖，是示出偏振控制單元的另一例的側(cè)視圖。
[0029]圖6是對應(yīng)于圖1的圖，是用于說明光學(xué)元件的一變形例的圖。
[0030]圖7是用于說明制作構(gòu)成圖6的投射裝置的光學(xué)元件的全息記錄介質(zhì)的曝光方法的圖。
[0031]圖8是用于說明經(jīng)過圖7的曝光方法制作的全息記錄介質(zhì)的作用的圖。
[0032]圖9是對應(yīng)于圖1的圖，是用于說明照射裝置的一變形例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面，參照【附圖說明】本發(fā)明的一實(shí)施方式。另外，在本案說明書附帶的附圖中，為了便于圖示和容易理解，相對于實(shí)物適當(dāng)變更并夸大了縮尺和縱橫的尺寸比等。
[0034]圖1所示的投射型顯示裝置10具有屏幕15、和投射圖像光的投射裝置20。投射裝置20具有:光學(xué)元件50，其包括第I區(qū)域Zl和第2區(qū)域Z2，使入射至各區(qū)域Z1、Z2的光擴(kuò)散；照射裝置60，其以時(shí)分方式對光學(xué)元件50的第I區(qū)域Zl和第2區(qū)域Z2照射光；偏振控制單元70，其控制來自光學(xué)元件50的光的偏振狀態(tài)；以及空間光調(diào)制器30，其配置在從光學(xué)元件50到偏振控制單元70的光的光路中。并且，投射裝置20還具有:中繼光學(xué)系統(tǒng)35，其配置在從光學(xué)元件50到偏振控制單元70的光的光路中；以及投射光學(xué)系統(tǒng)25，其配置在從偏振控制單元70到屏幕15的光路中。照射裝置60及照明裝置40形成用于照明位于假想面上的被照明區(qū)域LZ的照明裝置40，空間光調(diào)制器30重疊配置在被照明區(qū)域LZ中，并被照明裝置40照明。
[0035]此處說明的投射裝置20將由第I偏振成分的光構(gòu)成的第I調(diào)制圖像和由第2偏振成分的光構(gòu)成的第2調(diào)制圖像以時(shí)分方式投射在屏幕15上。但是，投射在屏幕15上的光的控制，是由配置在空間光調(diào)制器30的下游側(cè)的偏振控制單元70對形成調(diào)制圖像的圖像光進(jìn)行的。因此，來自照明空間光調(diào)制器30的照明裝置40的照明光的偏振狀態(tài)沒有特殊限制。并且，在以下說明的一實(shí)施方式中，照明裝置40利用相干光照明被照明區(qū)域LZ，而且對照明裝置40進(jìn)行了使光斑不明顯的研究。下面，對各個(gè)構(gòu)成要素進(jìn)行說明。
[0036]首先，參照圖1和圖2說明構(gòu)成照明裝置40的光學(xué)元件50和照射裝置60。如圖1所示，照明裝置40具有:光學(xué)元件50，其使光的行進(jìn)方向朝向被照明區(qū)域LZ ;照射裝置60，其向光學(xué)元件50照射光、尤其在本例中是照射相干光。在此特別說明的投射裝置20的光學(xué)元件50包