專利名稱：投影顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種投影顯示裝置，特別是涉及一種使用反射式光閥的三鏡頭式投影顯示裝置。
(2)背景技術(shù)一般投影顯示裝置常隨使用場合的差異而有不同的設(shè)計需求，例如俗稱的三槍投影機(jī)，便是以三支陰極射線管(CRT)搭配三個鏡頭，由三支陰極射線管通過各鏡頭分別投影出紅、綠，藍(lán)三色光的圖像，并重疊投影在同一投影幕上，此種作法可獲得較大的投影顯示面積，但是由于陰極射線管的體積大，較不適合攜帶式使用。當(dāng)然也有利用三支陰極射線管與三個鏡頭的搭配設(shè)計，而制造裝組成一背投式屏幕電視機(jī)，其同樣存在體積大的特性。至于較適合攜帶使用的設(shè)計，可見由日本EPSON公司所開發(fā)的單鏡頭式液晶投影顯示裝置，此種投影顯示裝置的體積小、重量輕，但是在構(gòu)造設(shè)計與功效要求方面，不同于上述使用三陰極射線管的三槍投影機(jī)。
以下便針對前述由三陰極射線管搭配三個鏡頭作設(shè)計的三槍投影機(jī)、背投式屏幕電視機(jī)及單鏡頭式液晶投影顯示裝置等，在構(gòu)造設(shè)計上的不同處及優(yōu)缺點所在加以分析說明。
如圖1所示，它是上述該三槍投影機(jī)各陰極射線管、鏡頭的俯視配置投影示意圖，該三槍投影機(jī)是在一機(jī)殼內(nèi)裝設(shè)有紅、綠、藍(lán)等三支陰極射線管11、12、13，各陰極射線管11、12、13前端各搭配設(shè)置一鏡頭14、15、16，設(shè)計上為了使三支陰極射線管11、12、13分別投影出的紅、綠、藍(lán)三色光圖像重疊投影在同一投影幕17上，因此配置時紅、綠、藍(lán)等三陰極射線管11、12、13并非平行排列，而是如圖中所示，只有該位于中間的陰極射線管12垂直對應(yīng)于投影幕17，兩側(cè)的陰極射線管11、13略往內(nèi)偏移一夾角，這樣才能使三陰極射線管11、12、13投影出的圖像重疊投影在投影幕17的同一位置上，而正由于位在兩側(cè)的陰極射線管11、13各朝中間偏移一夾角，使得由投影幕17正面觀察，可見三陰極射線管11、12、13通過各鏡頭14、15、16投影在投影幕17上的圖像區(qū)域111、121、131若不經(jīng)過特殊處理，將成為如圖2中所示的三種不同狀態(tài)，其中位于中間的陰極射線管12與投影幕17垂直對應(yīng)，因此投影出的圖像區(qū)域121是呈現(xiàn)正常的四方形，而位于兩側(cè)的陰極射線管11、13所投影出的圖像區(qū)域111、131如圖中假想線部份所示，分別呈現(xiàn)由左往右漸寬的梯形與由右往左漸寬的梯形，此一現(xiàn)象會造成紅、綠、藍(lán)三原色的圖像區(qū)域111、121、131無法正確重合，因此此種三槍投影機(jī)除使用時須固定其與投影幕17間的距離，且設(shè)計上另須通過電子方式收斂控制兩側(cè)的陰極射線管11、13，以適當(dāng)調(diào)整改變陰極射線管左、右放大倍率后再通過鏡頭，才能將投影出的圖像區(qū)域修正成四方形，使紅、綠、藍(lán)三原色的圖像區(qū)域獲得正確重合而呈現(xiàn)出全彩畫面。
另外，如圖3所示背投式屏幕電視機(jī)的側(cè)面構(gòu)造示意圖，是在一機(jī)殼20前端底部排列放置有三色光的陰極射線管21、22、23(圖中呈重疊狀態(tài)作排列)，搭配三個鏡頭24、25、26(圖中也呈重疊排列)，設(shè)計上位于兩側(cè)的陰極射線管同樣必須通過電子方式收斂控制左、右放大倍率，使三陰極射線管經(jīng)各鏡頭投影出的圖像，通過一位于機(jī)殼20后側(cè)斜上方的一反射鏡27往前平行反射而投影在前方正面處的一屏幕28上，而能由屏幕28前方看見全彩畫面。
上述三槍投影機(jī)與背投式屏幕電視機(jī)，由于體積較大，加上位于兩側(cè)的陰極射線管須通過電子方式收斂控制左、右放大倍率，導(dǎo)致其所使用的三陰極射線管相對于投影幕的距離必須固定，較不適合作攜帶式或移動式使用，因此有此使用需求時，通常會采用前述單鏡頭式液晶投影顯示裝置，而關(guān)于此類單鏡頭式液晶投影顯示裝置的設(shè)計，又具有穿透式合光與反射式合光等不同設(shè)計方式，其中如圖4所示，是屬于穿透式合光設(shè)計的單鏡頭式液晶投影顯示裝置，其大抵是在裝置內(nèi)部分設(shè)有三液晶光閥31、32、33，分別用于調(diào)變可合成白色光的紅、綠、藍(lán)三色光，各色光經(jīng)調(diào)變后由一合光棱鏡34予以合成，最后通過前端預(yù)設(shè)的一鏡頭35投射出。
另如圖5所示，是屬于反射式合光設(shè)計的單鏡頭式液晶投影顯示裝置，其大抵是在三液晶光閥41、42、43與合光棱鏡44間各設(shè)置有一偏極光棱鏡45、46、47，使各反射式液晶光閥41、42、43通過偏極光棱鏡45、46、47的轉(zhuǎn)換，讓入射光與反射的投射光路徑不同，同樣得以由設(shè)于合光棱鏡44前端的一鏡頭48往前投射出而實現(xiàn)投影效果。
上述穿透式與反射式的單鏡頭式液晶投影顯示裝置，借助其采用合光棱鏡合成三液晶光閥所送出紅、綠、藍(lán)三色光的架構(gòu)，雖然使體積獲得有效縮減，加上液晶光閥及其相關(guān)組件的體積遠(yuǎn)小于前述的陰極射線管，使整體單鏡頭式液晶投影顯示裝置的體積甚為輕薄短小，但是卻存在如下的特性與缺點1、由于鏡頭與各三液晶光閥間是隔著合光棱鏡，造成其后焦的距離較長，導(dǎo)致設(shè)計大角度及高開口率時的投影鏡頭較為困難，難以在短距離內(nèi)投影出大面積。
2、由于合光棱鏡同時提供三液晶光閥所送出三色光作反射或透射，因此制造難度高、價格昂貴，且其制造時無法針對各色光的特性選擇最佳的配置，造成對比性不佳。
3、合光棱鏡中央的組合線，會使高分辨率的成像品質(zhì)變差。
4、合光棱鏡由于無法提供各色光完全反射或穿透，因此對反射式合光設(shè)計而言，會造成紅、綠、藍(lán)色光的交錯(cross talk)問題，例如任一紅、藍(lán)、綠液晶光閥所送出的色光在通過合光棱鏡時，會由于合光棱鏡的部份反射或穿透，而照射到另外二液晶光閥，造成顏色不純。
正由于上述特性的存在，此種單鏡頭式液晶投影顯示裝置的使用，雖借助其體積輕薄短小而能方便于攜帶，但是卻難以在短距離內(nèi)投影出大面積，及難以提供較佳的顏色對比性與成像品質(zhì)。
歸納以上數(shù)種不同投影顯示裝置的設(shè)計可以發(fā)現(xiàn)，往往在體積、投影顯示面積與成像品質(zhì)等方面無法兼顧，有鑒于此，另有一種以往三鏡頭式的液晶投影顯示裝置被提出，此是針對考慮提供在短距離內(nèi)投影出大面積與較佳成像品質(zhì)的情形下也盡量縮小體積的液晶顯示裝置，其設(shè)計是如圖6所示，是在裝置的機(jī)殼50后端內(nèi)部平行配置有三液晶光閥51、52、53，各液晶光閥51、52、53都為穿透式光閥，是分別用于調(diào)變可合成白色光的第一色光、第二色光與第三色光，且各液晶光閥51、52、53前方各搭配設(shè)置一鏡頭54、55、56，其中，是使位于中央的第二光閥52的法線與其前方鏡頭55的光軸551不偏移，另二液晶光閥51、53相對于其前方的鏡頭54、56的光軸541、561，是呈適當(dāng)偏移的狀態(tài)，使三液晶光閥51、52、53的投影區(qū)域能相重疊。設(shè)計上可將前述三液晶光閥作線性排列，使位于兩側(cè)的二液晶光閥51、53相對于其前方的鏡頭54、56的光軸541、561分呈往外對稱偏移的狀態(tài)，使該二液晶光閥51、53的投影區(qū)域511、531能往內(nèi)對稱偏移，借此而與位于中央的液晶光閥52的投影區(qū)域521相重疊在投影幕57上?；蚩稍诹Ⅲw空間上將前述三液晶光閥作平行配置，使三液晶光閥相對于其前方的鏡頭的光軸都呈適當(dāng)偏移的狀態(tài)，使三液晶光閥的投影區(qū)域都往一預(yù)定的對稱中心點偏移而獲得相互重疊的效果。
以往的三鏡頭式液晶投影顯示裝置有穿透式與反射式液晶光閥的區(qū)分，如前述圖6所揭示的便是穿透式液晶光閥，至于反射式液晶光閥的設(shè)計如圖7所示，是在設(shè)為反射式液晶光閥的第一、第二、第三光閥61、62、63與各鏡頭間(圖中未示出)，各設(shè)置有一偏極光棱鏡64、65、66，使第一、第二、第三光閥61、62、63分別通過偏極光棱鏡64、65、66的轉(zhuǎn)換，讓入射光與反射的投射光路徑不同，以進(jìn)行投影。使各入射光601、602、603由上往下進(jìn)入各偏極光棱鏡64、65、66經(jīng)第一、第二、第三光閥61、62、63后，被改變成路徑往前的反射光604、605、606。
就前述圖6與圖7所示兩種以往三鏡頭式液晶投影顯示裝置，其間最大的差別是圖7所揭示的反射式設(shè)計須在各反射式光閥的前使用一塊偏極光棱鏡，來分離入射光束與反射光束，但是這樣卻造成其后焦距離變長、體積變大。而失去了三鏡頭式液晶投影顯示裝置所要求的優(yōu)點。
(3)實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種使用反射式光閥的三鏡頭式投影顯示裝置，使其相較于以往使用反射式光閥的三鏡頭式投影顯示裝置，可減少偏極光棱鏡的設(shè)置，以確保具有后焦短而能在短距離內(nèi)投影出大面積的特點。
本實用新型的投影顯示裝置，具有平行配置的三反射式光閥，各光閥是分別用于調(diào)變可合成白色光的第一色光、第二色光與第三色光，并于各光閥前方各搭配設(shè)置一鏡頭，且至少二光閥面的法線相對于其前方鏡頭的光軸，是呈適當(dāng)偏移的狀態(tài)，使三光閥的投影區(qū)域能相重疊；其特點是該三光閥都是受斜向入射光照明，各光閥的入射光直接經(jīng)各光閥反射變成路徑不同的反射光，而直接投射入其對應(yīng)的鏡頭。
為進(jìn)一步說明本實用新型的目的、結(jié)構(gòu)特點和效果，以下將結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。
(4)
圖1所示是一種以往三槍投影機(jī)內(nèi)各陰極射線管與鏡頭的俯視配置投影示意圖。
圖2所示是一種以往三槍投影機(jī)內(nèi)三陰極射線管在未調(diào)整兩側(cè)陰極射線管左、右放大倍率以前所投影出的圖像區(qū)域狀態(tài)圖。
圖3所示是一種以往采用陰極射線管的背投式屏幕電視機(jī)的側(cè)面構(gòu)造示意圖。
圖4所示是一種以往穿透式單鏡頭式液晶投影顯示裝置內(nèi)各液晶光閥與合光棱鏡、鏡頭的配置示意圖。
圖5所示是一種以往反射式單鏡頭式液晶投影顯示裝置內(nèi)各液晶光閥、偏極光棱鏡與合光棱鏡、鏡頭的配置示意圖。
圖6所示是一種以往具穿透式光閥的三鏡頭式液晶投影顯示裝置的俯視構(gòu)造示意圖。
圖7所示是另一種以往具反射式光閥的三鏡頭式液晶投影顯示裝置中使入射光由上而下經(jīng)各對應(yīng)的偏極光棱鏡與光閥后改變成朝前的反射光的立體示意圖。
圖8所示是本實用新型投影顯示裝置第一實施例的俯視配置示意圖。
圖9所示是本實用新型投影顯示裝置第二實施例的俯視配置示意圖。
(5)具體實施方式
如圖8所示是本實用新型投影顯示裝置的第一實施例，本實施例與前述圖7所揭示的以往具反射式光閥的三鏡頭式投影顯示裝置的不同點，是以往投影顯示裝置在其各反射式的光閥與各鏡頭間都配置有一偏極光棱鏡，至于本實施例并不配置偏極光棱鏡，而是如圖8所示，其同樣是在設(shè)為反射式光閥的第一、第二、第三光閥81、82、83前方分別配置有鏡頭84、85、86，但卻是采用斜向的光束照明該第一、第二、第三光閥81、82、83，借此讓各入射光87直接經(jīng)各光閥反射變成路徑不同的反射光88，以進(jìn)行投影。
由于本實施例中是采用斜向的光束照明第一、第二、第三光閥81、82、83，因此配置上各鏡頭84、85、86必須與第、一第二、第三光閥81、82、83平行錯置一適當(dāng)距離，使各反射光87能順利進(jìn)入各鏡頭84、85、86。
本實施例投影顯示裝置，相較于以往具反射式光閥的投影顯示裝置，是減少偏極光棱鏡的設(shè)置，因此能保有后焦短而能在短距離內(nèi)投影出大面積的特點。
另外在此須作一說明的是，本實施例的第一、第二、第三光閥81、82、83同樣是平行配置在裝置的機(jī)殼后端內(nèi)部，且至少有二光閥面的法線相對于其前方的鏡頭的光軸，是呈適當(dāng)偏移的狀態(tài)，以便使三光閥的投影區(qū)域能相重疊。但是這種配置情形與前述以往設(shè)計大致相同，在此不多作說明。
本實用新型的第二實施例如圖9所示，其中與第一實施例相同處不再說明，其不同點在于該第一、第二、第三光閥91、92、93是采用數(shù)字微反射鏡光閥(DMD)，配置上第一、第二、第三光閥91、92、93與其前方的鏡頭94、95、96相對應(yīng)，而不必如第一實施例中呈明顯平行錯置的狀態(tài)，其原因在于當(dāng)斜向的各入射光901照明該設(shè)為數(shù)字微反射鏡光閥(DMD)的第一、第二、第三光閥91、92、93時，可使各入射光901的有效反射光902以對應(yīng)于鏡頭光軸的平行方向進(jìn)入各鏡頭94、95、96，無效反射光903無法進(jìn)入各鏡頭94、95、96。正由于第一、第二、第三光閥91、92、93，可將所對應(yīng)入射光901的有效反射光902以對應(yīng)于鏡頭光軸的平行方向反射進(jìn)入各鏡頭94、95、96，使得各光閥與鏡頭間無需平行錯置一明顯距離，相比較本實施例整體顯示裝置的體積，可較第一實施例更為扁平化。
綜觀上述，本實用新型所提供的投影顯示裝置，相較于以往使用反射式光閥的投影顯示裝置，確實可在減少偏極光棱鏡設(shè)置的情況下，確保有后焦短及在短距離內(nèi)投影出大面積的特點。
當(dāng)然，本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，上述實施例僅是用來說明本實用新型，而并非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種投影顯示裝置，具有平行配置的三反射式光閥，各光閥是分別用于調(diào)變可合成白色光的第一色光、第二色光與第三色光，并于各光閥前方各搭配設(shè)置一鏡頭，且至少二光閥面的法線相對于其前方鏡頭的光軸，是呈適當(dāng)偏移的狀態(tài)，使三光閥的投影區(qū)域能相重疊；其特征在于該三光閥都是受斜向入射光照明，各光閥的入射光直接經(jīng)各光閥反射變成路徑不同的反射光，而直接投射入其對應(yīng)的鏡頭。
2.如權(quán)利要求1所述的投影顯示裝置，其特征在于該三光閥分別為一第一光閥、一第二光閥與一第三光閥，且該第一、第二、第三光閥是呈線性排列方式作平行配置，使該第二光閥位于中間，且其中心是對應(yīng)于其前方鏡頭的光軸，而該第一、第三光閥分處于第二光閥兩側(cè)，且第一、第三光閥相對于所對應(yīng)的前方鏡頭的光軸，是分呈往外對稱偏移的狀態(tài)，使該第一、第三光閥的投影區(qū)域能往內(nèi)對稱偏移而與位于中央的第二光閥的投影區(qū)域相重疊。
3.如權(quán)利要求1所述的投影顯示裝置，其特征在于該三光閥是在立體空間上作平行配置，且三光閥相對于所對應(yīng)前方的鏡頭的光軸都呈適當(dāng)偏移的狀態(tài)，使三光閥的投影區(qū)域都往一預(yù)定的對稱中心點偏移而相互重疊。
4.如權(quán)利要求1所述的投影顯示裝置，其特征在于該三光閥是為數(shù)字微反射鏡光閥。
5.如權(quán)利要求1所述的投影顯示裝置，其特征在于該三光閥是為反射式液晶光閥。
專利摘要一種投影顯示裝置，包括在一機(jī)殼后端內(nèi)部平行配置有三反射式的光閥，各反射式的光閥分別用于調(diào)變可合成白色光的第一色光、第二色光與第三色光，并于各光閥前方各搭配設(shè)置一鏡頭，其中至少有二光閥面的法線相對于其前方鏡頭的光軸，是呈適當(dāng)偏移的狀態(tài)，使三光閥的投影區(qū)域能相重疊。其特點是，該三光閥都是受斜向入射光照明，使各光閥的入射光直接經(jīng)各光閥反射變成路徑不同的反射光，而直接投射入其對應(yīng)的鏡頭。
文檔編號G02B27/18GK2525548SQ02204390
公開日2002年12月11日 申請日期2002年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月4日
發(fā)明者刁國棟, 莊福明, 詹勝雄 申請人:大億科技股份有限公司