專(zhuān)利名稱(chēng)：液晶投影機(jī)分光系統(tǒng)的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種關(guān)于液晶投影機(jī)的分光系統(tǒng)的改進(jìn)，特別是指一種具有特定鍍膜以消除雜色光的分光系統(tǒng)，反射式液晶投影機(jī)是一已廣為使用的產(chǎn)品，其主要的光學(xué)機(jī)構(gòu)包含了所謂光學(xué)分光系統(tǒng)。對(duì)反射式液晶投影機(jī)而言，其分光系統(tǒng)一般是以所謂偏振分光鏡(PBS)與反射式扭曲向列液晶面板等光學(xué)元件所組成，再配合以離軸(off-axis)或同軸(on-axis)的光路設(shè)計(jì)。其中，采用同軸的光路設(shè)計(jì)雖較有利于設(shè)計(jì)與制造，但其缺點(diǎn)則在于較不易達(dá)成高度對(duì)比的效果。


圖1是用以說(shuō)明熟知的分光系統(tǒng)光路原理的橫截面圖，該光路系統(tǒng)是以4組偏振偏光鏡與紅、藍(lán)、綠三原色的反射式向列液晶面板所組成，并采用同軸的光路設(shè)計(jì)。由
圖1可知，該分光系統(tǒng)10包含4組偏振分光鏡11、12、13、與14、4組偏振濾光器15、16、17、與18、一綠色反射式向列液晶面板20、一藍(lán)色反射式向列液晶面板21、一紅色反射式向列液晶面板22、以及一偏振器19。其中，每一偏振分光鏡皆分別包含二分色棱鏡，亦即，偏振分光鏡11包含分色棱鏡111與112、偏振分光鏡12包含分色棱鏡121與122、偏振分光鏡13包含分色棱鏡131與132、以及偏振分光鏡14則包含分色棱鏡141與142。
分光系統(tǒng)10的光源1可產(chǎn)生一處于S偏振態(tài)的偏振光束2，偏振光束2在分光系統(tǒng)10中受到三色的液晶面板20、21、與22的反射，此三液晶面板則接受待投射影像的信號(hào)，所以，離開(kāi)分光系統(tǒng)的光束即依此而投射出待投射影像。
偏振濾光器15、16、17、與18是由相位遲滯器組合而成，其可過(guò)濾特定色彩的偏振光束，其中，偏振濾光器15與18可使通過(guò)其間的紅色與藍(lán)色光束偏振狀態(tài)不變，并使通過(guò)其間的綠色光束偏振狀態(tài)從S態(tài)轉(zhuǎn)換成P態(tài)，而偏振濾光器16與17則可使通過(guò)其間的藍(lán)色光束偏振狀態(tài)不變，并使通過(guò)其間的紅色光束偏振狀態(tài)從S態(tài)轉(zhuǎn)換成P態(tài)。
如
圖1所示，當(dāng)偏振光束2抵達(dá)分色棱鏡111與112的介面時(shí)，處于S態(tài)的紅藍(lán)光分量2a會(huì)被反射而朝偏振濾光器16行進(jìn)，而處于P態(tài)的綠光分量2b則透射分色棱鏡112而進(jìn)入偏振分光鏡12。
綠光分量2b通過(guò)分色棱鏡121與122的介面，接著并受到綠色液晶面板20的反射而由P態(tài)轉(zhuǎn)換成S態(tài)的綠光束3b，綠光束3b繼續(xù)進(jìn)入偏振分光鏡14，并受到分色棱鏡141與142的介面的反射而繼續(xù)通過(guò)偏振濾光器18，故通過(guò)其間的綠光束3b可由S態(tài)轉(zhuǎn)換成P態(tài)，最后并通過(guò)P態(tài)的偏振器19，因而形成投射影像的綠光分量4b。
同理，偏振濾光器16可使通過(guò)其間的紅藍(lán)光分量2a會(huì)被分成維持S偏振態(tài)的藍(lán)光束21a、與從S態(tài)轉(zhuǎn)換成P態(tài)的紅光束21b。其中，紅光束21b穿過(guò)分色棱鏡131與132的介面，并受到紅色液晶面板22的反射而轉(zhuǎn)為S態(tài)的紅光束22b，并接著通過(guò)偏振濾光器17，故通過(guò)其間的紅光束22b將由S態(tài)轉(zhuǎn)換成P態(tài)，并接著透射出偏振分光鏡14、偏振濾光器18、與偏振器19，因而成為投射影像的紅光分量23b，另外，藍(lán)光束21a則分別受到分色棱鏡131與132介面與藍(lán)色液晶面板20的反射，因而轉(zhuǎn)換成一進(jìn)入偏振分光鏡14的P態(tài)藍(lán)光束22a，接著并透射偏振濾光器17、分色棱鏡141與142、偏振濾光器18、及偏振器19，因而成為投射影像的藍(lán)光分量23a。
至此，將以上紅藍(lán)綠三股處于P態(tài)的光分量23b、23a、與4b重合即成為此LCD投影機(jī)的投射影像。
以上所描述的熟知分光系統(tǒng)10所產(chǎn)生的投射影像往往無(wú)法具備極佳的對(duì)比效果，其對(duì)比所以降低的原因如下1.偏振分光鏡(PBS)中二分色棱鏡的介面與本身的材料無(wú)法做到理想的狀態(tài)，故仍有部分的P態(tài)偏振光亦會(huì)反射于二分色棱鏡的介面上，例如，少部分的P態(tài)綠光分量2b仍會(huì)與S態(tài)的紅藍(lán)光分量2a一起反射。
2.偏振濾光器對(duì)其入射光分量的偏振化轉(zhuǎn)換效率不佳，導(dǎo)致P態(tài)的綠光分量2b雜有部分S態(tài)的綠光分量而受到分色棱鏡121與122介面的反射；同理，P態(tài)的紅光束21b亦雜有S態(tài)的紅光分量，因而影響最終投射影像的對(duì)比。
3.單向性(homotropic)液晶面板并不容易制造，一般而言，向列式液晶面板只對(duì)某一波長(zhǎng)范圍有極佳的偏振效果，若入射各液晶面板的各色光分量本身已雜有其他色彩的光分量，亦會(huì)影響最終影像的對(duì)比。
4.向列式液晶面板對(duì)其入射光束偏振狀態(tài)的轉(zhuǎn)換并不完全，故會(huì)增加充斥分光系統(tǒng)的雜散光量。
所以，熟知的分光系統(tǒng)10事實(shí)上充斥著各種原因所造成的雜散光分量，這些各種色彩的光分量有極大部分會(huì)受到分光系統(tǒng)10中各分色棱鏡周壁或其間介面的反射，最后并通過(guò)偏振器19而成為投射影像的一部分，因而影響其對(duì)比的效果。
本實(shí)用新型的主要目的是提供一種具有較佳對(duì)比效果的液晶投影機(jī)的分光系統(tǒng)，此分光系統(tǒng)接受液晶投影機(jī)的光源、與待投射影像的信號(hào)，并輸出一待投射影像，其包含多個(gè)偏振濾光器，用以轉(zhuǎn)換特定色彩的光束的偏振化狀態(tài)；多個(gè)偏振分光鏡，配置于偏振濾光器所在的光路位置上，每一偏振分光鏡皆包含一對(duì)分色棱鏡，用以將入射偏振分光鏡的各種色彩的偏振化光束加以分光；以及3組液晶面板，分別用以反射三種不同色彩的偏振化光束，并同時(shí)改變其偏振狀態(tài)。其中，此分光系統(tǒng)的特征在于分光系統(tǒng)的光路所經(jīng)過(guò)的第一組偏振分光鏡的一周壁設(shè)有可過(guò)濾掉一特定色彩的濾光器或鍍膜，另一周壁則設(shè)有只讓該特定色彩通過(guò)的濾光器或鍍膜，如此即可大為降低分光系統(tǒng)中該特定色彩混雜于其它色彩中的幾率，故可增加輸出光線(xiàn)中各色彩的純度，因而可增進(jìn)輸出影像的對(duì)比效果。
圖1是用以說(shuō)明熟知的分光系統(tǒng)光路原理的橫截面圖。
圖2的橫截面圖是用以說(shuō)明
圖1的分光系統(tǒng)中，雜色光的主要來(lái)源，并用以顯示本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，一液晶投影機(jī)的分光系統(tǒng)的改進(jìn)方式。
本實(shí)用新型所提供液晶投影機(jī)的分光系統(tǒng)的改進(jìn)主要是設(shè)法降低熟知分光系統(tǒng)中雜色光的產(chǎn)生，其一實(shí)施例亦如
圖1所示，該分光系統(tǒng)10包含4組偏振分光鏡11、12、13、與14、4組偏振濾光器15、16、17、與18、一綠色反射式向列液晶面板20、一藍(lán)色反射式向列液晶面板21、一紅色反射式向列液晶面板22、以及一偏振器19。其中，每一偏振分光鏡皆分別包含二分色棱鏡，亦即，偏振分光鏡11包含分色棱鏡111與112、偏振分光鏡12包含分色棱鏡121與122、偏振分光鏡13包含分色棱鏡131與132、以及偏振分光鏡14則包含分色棱鏡141與142。其它光路的設(shè)計(jì)與系統(tǒng)的操作原理亦如同前述用以說(shuō)明
圖1的技術(shù)內(nèi)容。
如圖2所示，由于分色棱鏡材料與二分色棱鏡間介面的缺陷，仍會(huì)有部分P態(tài)的綠色光束受到介面115的反射而混雜在紅藍(lán)色分量2a中而成為所謂的綠雜色光束31，處于P態(tài)的綠雜色光束31會(huì)繼續(xù)通過(guò)偏振濾光器16而入射液晶面板22，最后并成為輸出光線(xiàn)的一部分，此外，亦有部分的紅藍(lán)光束會(huì)透射介面115而成為所謂的紅藍(lán)雜色光束32，S態(tài)的紅藍(lán)雜色光束32會(huì)繼續(xù)射向偏振分光鏡12而入射液晶面板20，最后亦有可能成為輸出光線(xiàn)的一部分。以上所述的雜色光束31與32皆會(huì)嚴(yán)重影響分光系統(tǒng)10最后所得輸出影像的對(duì)比效果。
所以，根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，其用以改進(jìn)分光系統(tǒng)10的特征在于光束2a所經(jīng)過(guò)的偏振分光鏡11的周壁113涂覆有可過(guò)濾掉綠色光的鍍膜116，而光束2b所經(jīng)過(guò)的周壁114則設(shè)有只讓綠色光通過(guò)的濾光器117，故可過(guò)濾大部分因受介面115反射而射向偏振濾光器16的綠雜色光束31，以及大部分因透射介面115而射向偏振分光鏡12的紅藍(lán)雜色光束32。故鍍膜116的特性在于只可吸收綠色光，而濾光器117的特性則在于只可透射綠色光。
此外，上述鍍膜116亦可代之以一濾光器，而上述濾光器117亦可代之以一鍍膜，故本實(shí)用新型的實(shí)施例并不限定濾光器或鍍膜的使用，只要其具備與上述相同的效果即可。
一般來(lái)說(shuō)，分光系統(tǒng)的光路所經(jīng)過(guò)的第一組偏振分光鏡、亦即偏振分光鏡11相較于光路的其它部分會(huì)產(chǎn)生較多的雜色光，然而，類(lèi)似于上述的實(shí)施例，分光系統(tǒng)中的其它偏振分光鏡亦可具有類(lèi)似的配置，例如，上述實(shí)施例中的偏振分光鏡12、13、與14皆可配合行經(jīng)其中的光束的色彩而配置適當(dāng)?shù)臑V光器或鍍膜。
所以，本實(shí)用新型的重點(diǎn)在于在偏振分光鏡光路所經(jīng)過(guò)的周壁處配置特定色彩的濾光器或鍍膜，以便過(guò)濾該特定色彩或該特定色彩以外的雜色光，如此即可減少分光系統(tǒng)的輸出光束所包含的雜色光量，因而大為增進(jìn)輸出影像的對(duì)比效果。
以上通過(guò)實(shí)施例所做的描述，是為方便說(shuō)明本實(shí)用新型的內(nèi)容，而非將本實(shí)用新型狹義地限制于該實(shí)施例。凡未背離本實(shí)用新型的精神所做的任何變更，皆屬本實(shí)用新型權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求1.一種液晶投影機(jī)的分光系統(tǒng)，該分光系統(tǒng)接受該液晶投影機(jī)的光源、與待投射影像的信號(hào)，并輸出一待投射影像，該分光系統(tǒng)包含多個(gè)偏振濾光器，用以轉(zhuǎn)換特定色彩的光束的偏振化狀態(tài)；多個(gè)偏振分光鏡(PBS)，配置于該偏振濾光器所在的光路位置上，每一偏振分光鏡皆包含一對(duì)分色棱鏡，用以將入射該偏振分光鏡的各種色彩的偏振化光束加以分光；以及3組液晶面板，分別用以反射三種前述不同色彩的偏振化光束，并同時(shí)改變其偏振狀態(tài)；其特征在于該分光系統(tǒng)的光路所經(jīng)過(guò)的第一組偏振分光鏡的一周壁設(shè)有可過(guò)濾掉一特定色彩的濾光器或鍍膜，另一周壁則設(shè)有只讓該特定色彩通過(guò)的濾光器或鍍膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的液晶投影機(jī)的分光系統(tǒng)，其特征是前述特定色彩的濾光器或鍍膜是指紅藍(lán)綠三色之一的濾光器或鍍膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的液晶投影機(jī)的分光系統(tǒng)，其特征是前述分光系統(tǒng)的光源所射出的光束是S態(tài)偏振光束。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的液晶投影機(jī)的分光系統(tǒng)，其特征是前述分光系統(tǒng)的輸出光束是一P態(tài)偏振光束。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的液晶投影機(jī)的分光系統(tǒng)，其特征是該分光系統(tǒng)是將入射光束分成3股分別代表3種基礎(chǔ)色彩的光束，并進(jìn)而將該3股光束入射至前述3組液晶面板以便成像。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的液晶投影機(jī)的分光系統(tǒng)，其特征是前述各偏振濾光器是一相位遲滯器的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的液晶投影機(jī)的分光系統(tǒng)，其特征是前述分光系統(tǒng)共設(shè)有4組偏振濾光器，其中2組可轉(zhuǎn)換前述3種基礎(chǔ)色彩中的一種色彩的偏振狀態(tài)，另外2組則可轉(zhuǎn)換前述3種基礎(chǔ)色彩中的另一種色彩的偏振狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的液晶投影機(jī)的分光系統(tǒng)，其特征是前述分光系統(tǒng)包含4組偏振分光鏡。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的液晶投影機(jī)的分光系統(tǒng)，其特征是該液晶面板是一反射式扭曲向列液晶面板。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的液晶投影機(jī)的分光系統(tǒng)，其特征是前述分光系統(tǒng)進(jìn)一步在光路的最后設(shè)有一偏振器，以增進(jìn)該分光系統(tǒng)所產(chǎn)生投射影像的對(duì)比效果。
專(zhuān)利摘要一種具有較佳對(duì)比效果的液晶投影機(jī)的分光系統(tǒng),包含多個(gè)偏振濾光器以及多個(gè)偏振分光鏡,該系統(tǒng)接受液晶投影機(jī)的光源、與待投射影像的信號(hào),并輸出一待投射影像。該分光系統(tǒng)的光路所經(jīng)過(guò)的第一組偏振分光鏡的一周壁設(shè)有可過(guò)濾掉一特定色彩的濾光器或鍍膜,另一周壁則設(shè)有只讓該特定色彩通過(guò)的濾光器或鍍膜,由此降低分光系統(tǒng)中該特定色彩混雜于其它色彩中的幾率,因而可增進(jìn)輸出影像的對(duì)比效果。
文檔編號(hào)G02B27/18GK2520516SQ01203400
公開(kāi)日2002年11月13日 申請(qǐng)日期2001年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月16日
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