專利名稱：改善光機(jī)系統(tǒng)光學(xué)質(zhì)量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計，且特別是一種可以改善光機(jī)系統(tǒng)的光學(xué)質(zhì)量的方法，系將雙向分光面鏡(Dichroic Mirror，DM)設(shè)置于光機(jī)系統(tǒng)中的適當(dāng)位置上，以減少系統(tǒng)中的雜光、降低因光束所產(chǎn)生的熱問題，進(jìn)而改善光機(jī)系統(tǒng)的對比及色座標(biāo)飽和度。
近年來的液晶顯示元件已經(jīng)漸漸地廣泛應(yīng)用于日常生活中，如液晶電視、手提電腦以及液晶投影機(jī)等。一般的液晶投影機(jī)投影系統(tǒng)中的光機(jī)系統(tǒng)可以分為離軸式(Off axial)與軸上式(On line)兩種設(shè)計，所謂離軸式設(shè)計是指其入射光源與出射光源不在同一平面上，而軸上式設(shè)計則指其入射光源與出射光源在同一平面上。而目前液晶投影機(jī)的投影方式又可分為前投式與背投式兩種，現(xiàn)今的液晶投影機(jī)的設(shè)計多采用背投、軸上式設(shè)計。而在液晶投影機(jī)的領(lǐng)域內(nèi)，投影質(zhì)量與光機(jī)系統(tǒng)的重量、體積一直是被高度關(guān)注的話題。
首先請參照

圖1，其為傳統(tǒng)反射式液晶投影機(jī)中光機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的示意圖。光機(jī)系統(tǒng)100中的光源102出射一白光W，經(jīng)過一濾光鏡將光源102中的紫外光與紅外光濾掉，再經(jīng)一偏振轉(zhuǎn)換器(S-P Converter)后形成一S偏振的白光WS。白光WS經(jīng)一反射面鏡104反射至一雙向分光面鏡106，雙向分光面鏡106將白光WS分成一反射的藍(lán)、綠混光(BS，GS)與一穿透的紅光RS。其中，穿透紅光RS藉由一反射面鏡108反射至一偏光分光鏡110，再藉由偏光分光鏡110將S偏振的紅光RS反射至紅色液晶面板112上。而反射的藍(lán)、綠混光再經(jīng)由一雙向分光面鏡114將藍(lán)、綠混光分成一反射的綠光GS與一穿透的藍(lán)光BS。反射的綠光GS藉由一偏光分光鏡116將S偏振的綠光GS反射至綠色液晶面板118上，而穿透的藍(lán)光BS藉由一偏光分光鏡120將S偏振的藍(lán)光BS反射至藍(lán)色液晶面板122上。最后再分別由紅色液晶面板112、綠色液晶面板118、藍(lán)色液晶面板122反射出P偏振的紅光RP、綠光GP以及藍(lán)光BP，經(jīng)由一雙向棱鏡124(X-cube，Dichroic Prism)合光后經(jīng)由一投影物鏡126(ProjectorLens)投影至螢屏(未示)上。
接著請參照圖2，其為傳統(tǒng)穿透式液晶投影機(jī)中光機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的示意圖。光機(jī)系統(tǒng)200中的光源200發(fā)射一白光W，經(jīng)一偏振轉(zhuǎn)換器203后形成一S偏振的白光WS。白光WS經(jīng)一反射面鏡204反射至一雙向分光面鏡206，雙向分光面鏡206將白光WS分成一反射的藍(lán)、綠混光(BS，GS)與一穿透的紅光RS。其中，穿透紅光RS藉由一反射面鏡208反射穿透一紅色液晶面板210最后到達(dá)一雙向棱鏡212中。而反射的藍(lán)、綠混光再經(jīng)由一雙向分光面鏡214將藍(lán)、綠混光分成一反射的綠光GS與一穿透的藍(lán)光BS。反射的綠光GS將會穿透綠色液晶面板216最后到達(dá)雙向棱鏡212中，而穿透的藍(lán)光BS藉由一雙向分光面鏡218將S偏振的藍(lán)光BS反射至一反射面鏡220，再藉由反射面鏡220將S偏振的藍(lán)光BS反射穿透藍(lán)色液晶面板222最后到達(dá)雙向棱鏡212中。紅光RS、綠光GS及藍(lán)光BS藉由雙向棱鏡212合光后，經(jīng)由一投影物鏡224投影至螢屏(未示)上。
接著請參照圖3，其為另一種傳統(tǒng)反射式液晶投影機(jī)中光機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的示意圖。光機(jī)系統(tǒng)300中的光源302發(fā)射一白光W，經(jīng)一偏振轉(zhuǎn)換器后形成一S偏振的白光WS。白光WS經(jīng)由一偏光分光鏡304與一雙向分光棱鏡306將紅光R、綠光G、藍(lán)光B分別投射至紅色液晶面板308、綠色液晶面板310及藍(lán)色液晶面板312上。最后再分別由紅色液晶面板308、綠色液晶面板310、藍(lán)色液晶面板312反射出紅光R、綠光G以及藍(lán)光B，依原先的光路徑合光后經(jīng)由一投影物鏡投影至螢屏上。
上述傳統(tǒng)液晶投影機(jī)不論是反射式液晶投影機(jī)或穿透式液晶投影機(jī)，經(jīng)由雙向分色面鏡(DM)或偏光分光鏡(PBS)分光后的各色光路(R、G、B)仍含有一些其他色彩的光線并非百分之百的純色，而會存在一些雜光，這些雜光并不受控于液晶面板而加重了各色光路的熱問題，促使液晶面板在暗態(tài)(DarkState)時會出現(xiàn)較強的雜光影像對比，而在亮態(tài)(Bright State)時出現(xiàn)色度不純的現(xiàn)象。此外，雜光甚至?xí)蚱渌鶐淼臒釂栴}而影響到光學(xué)元件的穿透率，進(jìn)而影響到光機(jī)系統(tǒng)整體的投影質(zhì)量。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種改善光機(jī)系統(tǒng)光學(xué)質(zhì)量的方法，系將雙向分光面鏡設(shè)置于光機(jī)系統(tǒng)中的適當(dāng)位置，以將光機(jī)系統(tǒng)中的雜光反射出光機(jī)系統(tǒng)之外。
為達(dá)本發(fā)明上述目的，提供了一種改善光機(jī)系統(tǒng)光學(xué)質(zhì)量的方法，系將雙向分光面鏡設(shè)置于光機(jī)系統(tǒng)中的適當(dāng)位置，如將雙向分光面鏡設(shè)置于光機(jī)系統(tǒng)中紅、綠、藍(lán)的光路徑上或其他需要將雜光濾掉的位置，藉由雙向分光面鏡將光機(jī)系統(tǒng)所分出的紅、綠、藍(lán)光中的雜光反射出光機(jī)系統(tǒng)之外，使得經(jīng)過雙向分光面鏡的紅、綠、藍(lán)光為純色光，進(jìn)而增進(jìn)光機(jī)系統(tǒng)的對比與色座標(biāo)飽和度，提高光機(jī)系統(tǒng)的光學(xué)投影質(zhì)量。
為讓本發(fā)明上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一優(yōu)選實施例并結(jié)合附圖作詳細(xì)說明，其中圖1為傳統(tǒng)反射式液晶投影機(jī)中光機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的示意圖；圖2為傳統(tǒng)穿透式液晶投影機(jī)中光機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的示意圖；圖3為另一種傳統(tǒng)反射式液晶投影機(jī)中光機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的示意圖；圖4為依照本發(fā)明一優(yōu)選實施例的反射式液晶投影機(jī)中光機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的示意圖；圖5為依照本發(fā)明一優(yōu)選實施例的穿透式液晶投影機(jī)中光機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的示意圖；以及圖6為依照本發(fā)明一優(yōu)選實施例的另一種反射式液晶投影機(jī)中光機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的示意圖。
附圖標(biāo)記的說明100、200、300、400、500、600光機(jī)系統(tǒng)102、202、302、402、502、602光源104、108、204、208反射面鏡106、114、206、214、218雙向分光面鏡110、116、120、304偏光分光鏡112、210、308、412、510、608紅色液晶面板118、216、310、418、516、610綠色液晶面板122、222、312、422、522、612藍(lán)色液晶面板124、212、424、512雙向棱鏡126、224、426、524投影物鏡203、503偏振轉(zhuǎn)換器220、520反射面鏡306、606雙向分光棱鏡404、408、504、508反射面鏡406、414、506、514、518雙向分光面鏡410、416、420、604偏光分光鏡428、430、432雙向分光鏡面
526、528、530雙向分光鏡面614、616、618雙向分光鏡面本發(fā)明中將雙向分光面鏡設(shè)置于光機(jī)系統(tǒng)中的適當(dāng)位置上，例如設(shè)置于各色光(R、G、B)進(jìn)入液晶面板(Panel)之前的光路徑上，以減少系統(tǒng)中的雜光、降低因光束所產(chǎn)生的熱問題，進(jìn)而改善光機(jī)系統(tǒng)的投影對比及色座標(biāo)飽和度。
首先請參照圖4，其為依據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例的反射式液晶投影機(jī)中光機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的示意圖。光機(jī)系統(tǒng)400中的光源402發(fā)射一白光W，經(jīng)一偏振轉(zhuǎn)換器(S-P Converter)后形成一S偏振的白光WS。白光WS經(jīng)一反射面鏡404反射至一雙向分光面鏡406，雙向分光面鏡406將白光WS分成一反射的藍(lán)、綠混光(BS，GS)與一穿透的紅光RS。其中，穿透紅光RS藉由一反射面鏡408反射經(jīng)一雙向分光面鏡428到達(dá)一偏光分光鏡410，再藉由偏光分光鏡410將S偏振的紅光RS反射至紅色液晶面板412上。而反射的藍(lán)、綠混光再經(jīng)由一雙向分光面鏡414將藍(lán)、綠混光分成一反射的綠光GS與一穿透的藍(lán)光BS。反射的綠光GS經(jīng)過一雙向分光面鏡430，并藉由一偏光分光鏡416將S偏振的綠光GS反射至綠色液晶面板418上，而穿透的藍(lán)光BS經(jīng)過一雙向分光面鏡432，并藉由一偏光分光鏡420將S偏振的藍(lán)光BS反射至藍(lán)色液晶面板422上。最后再分別由紅色液晶面板412、綠色液晶面板418、藍(lán)色液晶面板422反射出P偏振的紅光RP、綠光GP以及藍(lán)光BP，經(jīng)由一雙向棱鏡424(X-cube，Dichroic Prism)合光后經(jīng)由一投影物鏡426投影至螢屏(未示)上。
上述雙向分光面鏡428、430、432可分別將紅光、綠光及藍(lán)光中的雜光反射出光機(jī)系統(tǒng)400之外，且其擺設(shè)角度以可將雜光射出光機(jī)系統(tǒng)400為原則。
接著請參照圖5，其為依照本發(fā)明一優(yōu)選實施例的穿透式液晶投影機(jī)中光機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的示意圖。光機(jī)系統(tǒng)500中的光源502發(fā)射一白光W，經(jīng)一偏振轉(zhuǎn)換器503后形成一S偏振的白光WS。白光WS經(jīng)一反射面鏡504反射至一雙向分光面鏡506，雙向分光面鏡506將白光WS分成一反射的藍(lán)、綠混光(BS，GS)與一穿透的紅光RS。其中，穿透紅光RS經(jīng)過一雙向分光面鏡526，并藉由一反射面鏡508反射穿透一紅色液晶面板510最后到達(dá)一雙向棱鏡512中。而反射的藍(lán)、綠混光再經(jīng)由一雙向分光面鏡514將藍(lán)、綠混光分成一反射的綠光GS與一穿透的藍(lán)光BS。反射的綠光GS經(jīng)過一雙向分光面鏡528并穿透綠色液晶面板516最后到達(dá)雙向棱鏡212中，而穿透的藍(lán)光BS藉由一雙向分光面鏡518將S偏振的藍(lán)光BS反射經(jīng)過一雙向分光面鏡530最后到達(dá)一反射面鏡520，再藉由反射面鏡520將S偏振的藍(lán)光BS反射穿透藍(lán)色液晶面板522最后到達(dá)雙向棱鏡212中。紅光RS、綠光GS及藍(lán)光BS藉由雙向棱鏡512合光后，經(jīng)由一投影物鏡524投影至螢屏(未示)上。
上述雙向分光面鏡526、528、530可分別將紅光、綠光及藍(lán)光中的雜光反射出光機(jī)系統(tǒng)500之外，且其擺設(shè)角度以可將雜光射出光機(jī)系統(tǒng)500為原則。
最后請參照圖6，其為依照本發(fā)明一優(yōu)選實施例的另一種反射式液晶投影機(jī)中光機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的示意圖。光機(jī)系統(tǒng)600中的光源602發(fā)射一白光W，經(jīng)一偏振轉(zhuǎn)換器后形成一S偏振的白光WS。白光WS經(jīng)由一偏光分光鏡604與一雙向分光棱鏡606將紅光R、綠光G、藍(lán)光B分別投射至紅色液晶面板608、綠色液晶面板610及藍(lán)色液晶面板612上。最后再分別由紅色液晶面板608、綠色液晶面板610、藍(lán)色液晶面板612反射出紅光R、綠光G以及藍(lán)光B，依原先的光路徑合光后經(jīng)由一投影物鏡投影至螢屏上。
上述雙向分光面鏡614、616、618可分別將紅光、綠光及藍(lán)光中的雜光反射出光機(jī)系統(tǒng)600之外，且其擺設(shè)角度以可將雜光射出光機(jī)系統(tǒng)600為原則。
綜上所述，本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點1.本發(fā)明將適當(dāng)數(shù)目的雙向分光面鏡設(shè)置于光機(jī)系統(tǒng)中的液晶面板前，將雜光反射并使之離開光機(jī)系統(tǒng)，以消除雜光雜訊、降低元件因吸收過多光線而造成熱問題，改善投影質(zhì)量。
2.本發(fā)明將適當(dāng)數(shù)目的雙向分光面鏡設(shè)置于光機(jī)系統(tǒng)中的液晶面板前的光路徑上，將雜光反射并使之離開光機(jī)系統(tǒng)以提高系統(tǒng)的對比與色座標(biāo)飽和度，進(jìn)而提高光機(jī)系統(tǒng)的投影質(zhì)量。
3.本發(fā)明利用雙向分光面鏡達(dá)到過濾多余雜光的效果，在整體光機(jī)系統(tǒng)設(shè)計并未做大幅度調(diào)整的條件下，仍然可以改善光機(jī)系統(tǒng)的投影質(zhì)量，所需耗費的成本低廉。
雖然本發(fā)明已結(jié)合優(yōu)選實施例作了說明，然其并非用以限定本發(fā)明，業(yè)內(nèi)人士在不脫離本發(fā)明精神和范圍的條件下，可作各種更動與潤飾，因此本發(fā)明保護(hù)范圍當(dāng)由后附權(quán)利要求書界定。
權(quán)利要求
1.一種改善光機(jī)系統(tǒng)光學(xué)質(zhì)量的方法，適于改善液晶投影機(jī)的投影質(zhì)量，該改善光機(jī)系統(tǒng)光學(xué)質(zhì)量的方法至少包括提供一光機(jī)系統(tǒng)，該光機(jī)系統(tǒng)至少具有一光源、一分光系統(tǒng)、一合光系統(tǒng)，多個液晶面板以及一投影物鏡，其中該分光系統(tǒng)將該光源分成一第一色光、一第二色光與一第三色光；以及將多個雙向分光面鏡設(shè)置于該第一色光、第二色光與第三色光的光路徑上，以將該第一色光、第二色光及第三色光中的雜光反射出光機(jī)系統(tǒng)外。
2.如權(quán)利要求1所述的改善光機(jī)系統(tǒng)光學(xué)質(zhì)量的方法，其中該光機(jī)系統(tǒng)的光路設(shè)計包括反射式液晶投影機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的改善光機(jī)系統(tǒng)光學(xué)質(zhì)量的方法，其中該光機(jī)系統(tǒng)的光路設(shè)計包括穿透式液晶投影機(jī)。
4.一種改善光機(jī)系統(tǒng)光學(xué)質(zhì)量的方法，至少包括提供一光機(jī)系統(tǒng)；以及將多個雙向分光面鏡設(shè)置于該光機(jī)系統(tǒng)中第一色光、第二色光及第三色光的光路徑上，以將該第一色光、第二色光及第三色光中的雜光反射出該光機(jī)系統(tǒng)外。
5.如權(quán)利要求4所述的改善光機(jī)系統(tǒng)光學(xué)質(zhì)量的方法，其中該光機(jī)系統(tǒng)的光路設(shè)計包括反射式液晶投影機(jī)。
6.如權(quán)利要求4所述的改善光機(jī)系統(tǒng)光學(xué)質(zhì)量的方法，其中該光機(jī)系統(tǒng)的光路設(shè)計包括穿透式液晶投影機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改善光機(jī)系統(tǒng)光學(xué)質(zhì)量的方法,其將雙向分光面鏡設(shè)置于光機(jī)系統(tǒng)中的適當(dāng)位置,如將雙向分光面鏡設(shè)置于光機(jī)系統(tǒng)中紅、綠、藍(lán)的光路徑上或其他需要將雜光濾掉的位置處,藉由雙向分光面鏡將光機(jī)系統(tǒng)所分出的紅、綠、藍(lán)光中的雜光反射出光機(jī)系統(tǒng)之外,使得經(jīng)過雙向分光面鏡的紅、綠、藍(lán)光為純色光,進(jìn)而增進(jìn)光機(jī)系統(tǒng)的對比與色座標(biāo)飽和度,提高光機(jī)系統(tǒng)的光學(xué)投影質(zhì)量。
文檔編號G02B27/18GK1366196SQ0110163
公開日2002年8月28日 申請日期2001年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月19日
發(fā)明者呂光爵 申請人:臺達(dá)電子工業(yè)股份有限公司