專利名稱：混合式投影顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種混合式投影顯示裝置，特別是涉及一種使各色光分別受其對(duì)應(yīng)的光閥調(diào)變的投影顯示裝置。
背景技術(shù)：
一般顯示器上的影像，主要是由紅、綠、藍(lán)(R、G、B)三原色光線匯集合成的光點(diǎn)像素所組成，而為了提升顯示器的顯影品質(zhì)及效能，一般在利用鏡頭將光線投影到顯示器以前，會(huì)將光源發(fā)射出的光束加以處理，使經(jīng)控制達(dá)到最佳的影像畫(huà)質(zhì)，而該投影顯示裝置就是被用來(lái)調(diào)變處理此光源光束，目前市面上乃有多種投影顯示裝置。
如圖1所示的第一種以往反射式光閥的投影顯示裝置1，可將光源發(fā)出的光束，分離成第一、第二、第三色光101、102、103(如紅、藍(lán)、綠色光)，并使該第一～第三色光101～103分別受各對(duì)應(yīng)設(shè)置的第一～第三光閥181～183調(diào)變，以下說(shuō)明皆以光閥導(dǎo)通的狀態(tài)描述。而該投影顯示裝置1包含第一～二雙色分光鏡(dichroicmirror)11～12、反射面鏡13、第一～三偏極光分光棱鏡(PBS)14～16、合光棱鏡(X-prism)17、第一～三光閥181～183及鏡頭19等。當(dāng)一被S極化的三色光束照射到第一雙色分光鏡11時(shí)，第一雙色分光鏡11會(huì)將第一、第三色光101、103反射，送到第二雙色分光鏡12處，并讓第二色光102直接穿透抵達(dá)反射面鏡13，受反射面鏡13的反射而進(jìn)入第二偏極光分光棱鏡15中，被第二偏極光分光棱鏡15反射送抵第二光閥182，受第二光閥182的調(diào)變及變成P極化第二色光102，以令第二色光102反方向反射經(jīng)過(guò)第二偏極光分光棱鏡15，抵達(dá)合光棱鏡17，再被合光棱鏡17反射送至鏡頭19。上述第一、第三色光101、103于第二雙色分光鏡12被分離，且因第一色光101是直接穿透第二雙色分光鏡12，并抵達(dá)第一偏極光分光棱鏡14中，被反射進(jìn)入第一光閥181，受第一光閥181調(diào)變后反射送出反方向的P極化第一色光101，穿過(guò)第一偏極光分光棱鏡14進(jìn)入合光棱鏡17中，被合光棱鏡17反射送至鏡頭19。而第三色光103則被第二雙色分光鏡12反射送到第三偏極光分光棱鏡16中，被反射進(jìn)入第三光閥183，受第三光閥183調(diào)變后反射送出反方向的P極化第三色光103，直接穿過(guò)第三偏極光分光棱鏡16及合光棱鏡17，以送至鏡頭19。上述P極化的第一、第二、第三色光101、102、103一起借鏡頭19投射在螢?zāi)簧弦院铣捎跋瘛?br> 然而，上述第一種以往反射式光閥的投影顯示裝置1卻具有以下缺失構(gòu)件較多、體積大、重量重，且其采用高價(jià)的三塊偏極光分光棱鏡及一塊合光棱鏡，乃使成本較為昂貴，且合光棱鏡除了精度須高、制造困難以外，由于合光棱鏡是由四塊直角棱鏡拼組而成，其中間具有膠合線，在投影顯示時(shí)將會(huì)影響影像的解析度，且其接合上若有誤差，更會(huì)造成三原色光在合光對(duì)準(zhǔn)上的困難，以致產(chǎn)生畫(huà)素?zé)o法重疊顯示的現(xiàn)象，導(dǎo)致螢?zāi)怀上衿焚|(zhì)不佳。
如圖2所示的第二種以往反射式光閥的投影顯示裝置2，其可將一光源發(fā)出的光束，分離成第一、第二、第三色光201、202、203(如紅、藍(lán)、綠色光)，并使該第一～第三色光201～203分別調(diào)變后送由鏡頭投影顯像。而該投影顯示裝置2包含第一～第三反射棱鏡(Total Internal Reflection Prism)21～23、雙色分光棱鏡(ColorSplitting Prism)24、第一～第二數(shù)位微反射鏡光閥(DMD)25～26等。該第二反射棱鏡22與第一反射棱鏡21間具有一隔離間隙的全反射界面221，并與雙色分光棱鏡24間具有一分光界面222。于使用時(shí)，該第一～第三色光201～203會(huì)進(jìn)入第一反射棱鏡21中，并一同被反射送抵第二反射棱鏡22。此時(shí)第一色光201會(huì)在第二反射棱鏡22處被分光界面222反射后，經(jīng)全反射界面221的全反射，而送抵第一數(shù)位微反射鏡光閥25，使第一色光201受第一數(shù)位微反射鏡光閥25調(diào)變后，并由全反射界面221的全反射及分光界面222的反射，再經(jīng)由第二反射棱鏡22、第一反射棱鏡21、第三反射棱鏡23后，送入鏡頭中投影。而第二、三色光202、203則分別穿過(guò)第二反射棱鏡22及該雙色分光棱鏡24，抵達(dá)第二數(shù)位微反射鏡光閥26，受此第二數(shù)位微反射鏡光閥26調(diào)變后，再反射經(jīng)由雙色分光棱鏡24、第二反射棱鏡22、第一反射棱鏡21、第三反射棱鏡23后，一同送入鏡頭中投影。
由上述第二種以往投影顯示裝置2的構(gòu)造，可知其具有以下缺失其采用由三塊反射棱鏡組成的一全反射棱鏡，就是俗稱的飛利浦棱鏡，以及一塊雙色分光棱鏡，因此會(huì)造成裝置體積較大、重量較重，及成本相對(duì)偏高等缺失。
如圖3所示的第三種以往投影顯示裝置3，其將光源發(fā)出的光束，分離成第一、第二、第三色光301、302、303(如紅、藍(lán)、綠色光)，并使第一～第三色光301～303分別受各自對(duì)應(yīng)設(shè)置的第一～第二光閥35～36調(diào)變。而投影顯示裝置3包含分光鏡(Notch filter)31、1/4波板(QWP)321與底襯鏡面322的復(fù)合體32、偏極光分光棱鏡(PBS)33、第一光閥35、第二光閥36及一鏡頭37。當(dāng)光束投射至分光鏡31時(shí)，該第一、第二色光301、302會(huì)被反射送到偏極光分光棱鏡33，并被偏極光分光棱鏡33反射抵達(dá)第一光閥35，受第一光閥35的調(diào)變后反射反向經(jīng)過(guò)偏極光分光棱鏡33，送入鏡頭37投影。而第三色光303則直接通過(guò)分光鏡31，受1/4波板32的改變極性后并反射，直接穿透該偏極光分光棱鏡33，受第二光閥36的調(diào)變后并反射，再經(jīng)該偏極光分光棱鏡33的反射后，送入鏡頭37投影。
然而，上述第三種以往投影顯示裝置3卻具有以下缺失其構(gòu)件采用一分光鏡31及一1/4波板(QWP)底襯鏡面的復(fù)合體32，所以使其成本昂貴，且其對(duì)比度及效率皆低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的，是在于提供一種構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低廉、品質(zhì)較佳的混合式投影顯示裝置。
本實(shí)用新型的一種混合式投影顯示裝置，是用來(lái)使一光源發(fā)出的第一色光、第二色光及第三色光分別受其對(duì)應(yīng)的光閥調(diào)變，該混合式投影顯示裝置包含一第一光閥、一偏極光分光棱鏡及一第二光閥，其特征在于該偏極光分光棱鏡具有相反的一第一側(cè)與一第二側(cè)，及位于第一、二側(cè)間且相反的一第三側(cè)與一第四側(cè)，可容至少一色光由第一側(cè)進(jìn)入并將該色光自第三側(cè)送出。該第一光閥位在該偏極光分光棱鏡的第二側(cè)，能容其他非進(jìn)入第一側(cè)的色光穿透且同時(shí)調(diào)變并改變色光的極性后，再直接送入該偏極光分光棱鏡且經(jīng)由第四側(cè)投射輸出。該第二光閥位在該偏極光分光棱鏡的第三側(cè)，能接收由該偏極光分光棱鏡之第三側(cè)送出的色光，并調(diào)變進(jìn)入的色光且改變色光的極生后再反射送至偏極光分光棱鏡后，再直接由第四側(cè)投射輸出。

下面通過(guò)最佳實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型的混合式投影顯示裝置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，附圖中圖1是第一種以往投影顯示裝置的使用示意圖。
圖2是第二種以往投影顯示裝置的使用示意圖。
圖3是第三種以往投影顯示裝置的使用示意圖。
圖4是本實(shí)用新型混合式投影顯示裝置一實(shí)施例的一使用示意圖。
圖5是本實(shí)用新型混合式投影顯示裝置另一實(shí)施例的一使用示意圖。
具體實(shí)施方式
為了方便說(shuō)明，以下的實(shí)施例，相同的元件以相同的標(biāo)號(hào)表示。
如圖4所示，是本實(shí)用新型混合式投影顯示裝置的一實(shí)施例，一光源光束經(jīng)過(guò)處理可分離出可合成該光束的第一、第二、第三色光41、42、43(如紅、藍(lán)、綠色光)，且第一～第三色光41～43分別受其對(duì)應(yīng)的光閥調(diào)變，而后經(jīng)由鏡頭(圖未示)投射，該混合式投影顯示裝置5包含一第一光閥51、一色輪(Color Wheel)或顏色控制開(kāi)關(guān)(Color Switch)52、一偏極光分光棱鏡(PBS)53、一第二光閥54。下列皆以第一、第二光閥51、54為導(dǎo)通時(shí)作說(shuō)明。
該偏極光分光棱鏡53可垂直反射S極化的色光，且讓P極化的色光直接穿透，并具有相反的一第一側(cè)531與一第二側(cè)532，及位于第一、二側(cè)531、532間且相反的一第三側(cè)533與一第四側(cè)534。所述的鏡頭是位在該第四側(cè)534。
該第一光閥51為一種穿透式光閥，是位在該偏極光分光棱鏡53的第二側(cè)532，當(dāng)上述第三色光43(例如綠色光)投射而來(lái)時(shí)，會(huì)加以調(diào)變并改變其極化(P極化)的極性，例如將P極化改變成S極化，并直接穿透送出不同極性(S極化)的第三色光43，使第三色光43由偏極光分光棱鏡53的第二側(cè)532射入。
該色輪52是位在該偏極光分光棱鏡53的第一側(cè)531，能容預(yù)定選擇的色光依序通過(guò)。于本實(shí)施例中，可控制該第一、二色光41、42(如紅、藍(lán)色光)交替穿過(guò)，使第一、二色光41、42進(jìn)入該偏極光分光棱鏡53中再由第三側(cè)533送出。當(dāng)然，該色輪也可更換成顏色控制開(kāi)關(guān)，該顏色控制開(kāi)關(guān)目前有Color Link公司所生產(chǎn)的單片式產(chǎn)品，名稱為Color Switch，其特性是可將通過(guò)Color Switch的白光(或混合色光)，依照時(shí)間順序分離出紅、綠、藍(lán)三種色光(Color Sequencial)，意思就是ColorSwitch可控制紅、綠、藍(lán)三種色光的單色通過(guò)，或雙色通過(guò)，或一起通過(guò)。
該第二光閥54是位在該偏極光分光棱鏡53的第三側(cè)533，為一種反射式液晶光閥(LCOS)，可接收由偏極光分光棱鏡53的第三側(cè)533送出的第一、第二色光41、42(如紅、藍(lán)色光)，并加以調(diào)變且改變?cè)摰葮O化色光(如S極化)的極性，例如將S極化改變成P極化，再反射送出反方向的不同極性(如P極化)色光。
當(dāng)?shù)谝弧谌?1～43抵達(dá)混合式投影顯示裝置后，該具P極化的第三色光43(如綠色光)是穿過(guò)第一光閥51，同時(shí)受該第一光閥51調(diào)變反極成S極化后，直接送抵該偏極光分光棱鏡53，再被該偏極光分光棱鏡53反射送入鏡頭中投射。而該具S極化的第一、二色光41、42(如紅、藍(lán)色光)通過(guò)色輪(或顏色控制開(kāi)關(guān))52以后，則依序進(jìn)入偏極光分光棱鏡53，并經(jīng)該偏極光分光棱鏡53送入第二光閥54，受該第二光閥54的調(diào)變反極成P極化后，再反方向反射穿過(guò)該偏極光分光棱鏡53，以送入鏡頭中投射。上述第一～第三色光41～43是一起經(jīng)由鏡頭投射在預(yù)設(shè)的螢?zāi)簧虾铣捎跋瘛?br> 當(dāng)然，本實(shí)用新型也可令第一、第二色光受穿透式光閥調(diào)變，而第三色光則受反射式光閥調(diào)變，也就是如圖5所示本實(shí)用新型混合式投影顯示裝置的另一實(shí)施例，其同樣包含一色輪(或顏色控制開(kāi)關(guān))61、一第一光閥62、一偏極光分光棱鏡(PBS)63、一第二光閥64，用以分別調(diào)變處理一第一、第二、第三色光71、72、73(如紅、藍(lán)、綠色光)，而后再經(jīng)由鏡頭投射，以下皆以第一、第二光閥62、64為導(dǎo)通狀態(tài)來(lái)作說(shuō)明。在本例中，該色輪61是位在該第一光閥62遠(yuǎn)離偏極光分光棱鏡63的一側(cè)上。于使用時(shí)，該第一、二色光71、72通過(guò)色輪61以后，會(huì)依序穿過(guò)該穿透式的第一光閥62，經(jīng)由該第一光閥62的調(diào)變反極后，再經(jīng)由偏極光分光棱鏡63的反射，送入鏡頭中投射，而該第三色光73則經(jīng)由該偏極光分光棱鏡63的反射，送入該反射式的第二光閥64，受該第二光閥64的調(diào)變反極后，反射經(jīng)由偏極光分光棱鏡63送入鏡頭中投射。
綜觀上述，本實(shí)用新型的構(gòu)造特征，確能提供一種實(shí)用的混合式投影顯示裝置，是搭配穿透式及反射式兩種光閥來(lái)設(shè)計(jì)，以使其整體構(gòu)造相當(dāng)精簡(jiǎn)，體積小、重量輕，且其并未使用到一些較為特殊、價(jià)高的棱鏡例如合光棱鏡、全反射棱鏡等，也未使用到多馀的分光鏡及波板，因此其制造簡(jiǎn)易、成本低廉，使用上也能達(dá)到預(yù)期的品質(zhì)及效率，確較以往為佳。
權(quán)利要求1.一種混合式投影顯示裝置，是用來(lái)使一光源發(fā)出的第一色光、第二色光及第三色光分別受其對(duì)應(yīng)的光閥調(diào)變，該混合式投影顯示裝置包含一第一光閥、一偏極光分光棱鏡及一第二光閥，其特征在于該偏極光分光棱鏡具有相反的一第一側(cè)與一第二側(cè)，及位于第一、二側(cè)間且相反的一第三側(cè)與一第四側(cè)，可容至少一色光由第一側(cè)進(jìn)入并將該色光自第三側(cè)送出；該第一光閥位在該偏極光分光棱鏡的第二側(cè)，能容其他非進(jìn)入第一側(cè)的色光穿透且同時(shí)調(diào)變并改變色光的極性后，再直接送入該偏極光分光棱鏡且經(jīng)由第四側(cè)投射輸出；及該第二光閥位在該偏極光分光棱鏡的第三側(cè)，能接收由該偏極光分光棱鏡之第三側(cè)送出的色光，并調(diào)變進(jìn)入的色光且改變色光的極性后再反射送至偏極光分光棱鏡后，再直接由第四側(cè)投射輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的混合式投影顯示裝置，其特征在于該第一光閥可容第三色光穿透，且穿透后的第三色光會(huì)經(jīng)由偏極光分光棱鏡自第四側(cè)投射輸出，而該偏極光分光棱鏡則是將輸入的第一、第二色光送抵該第二光閥且經(jīng)第二光閥處理后再將該第一、第二色光自第四側(cè)投射輸出。
3.如權(quán)利要求2所述的混合式投影顯示裝置，其特征在于該顯示裝置更包含一位在偏極光分光棱鏡的第一側(cè)上的色輪，可容第一、第二色光依序通過(guò)并進(jìn)入偏極光分光棱鏡中。
4.如權(quán)利要求2所述的混合式投影顯示裝置，其特征在于該顯示裝置更包含一位在偏極光分光棱鏡的第一側(cè)上的顏色控制開(kāi)關(guān)，可容第一、第二色光依序通過(guò)并進(jìn)入偏極光分光棱鏡中。
5.如權(quán)利要求1所述的混合式投影顯示裝置，其特征在于該第一光閥可容第一、二色光穿透，且穿透后的第一、二色光會(huì)經(jīng)由偏極光分光棱鏡自第四側(cè)投射輸出，而該偏極光分光棱鏡則是將輸入的第三色光送抵該第二光閥，且經(jīng)第二光閥處理后再將該第三色光自第四側(cè)投射輸出。
6.如權(quán)利要求5所述的混合式投影顯示裝置，其特征在于該顯示裝置更包含一位在第一光閥遠(yuǎn)離偏極光分光棱鏡的一側(cè)上的色輪，可容第一、第二色光依序通過(guò)并進(jìn)入第一光閥中。
7.如權(quán)利要求5所述的混合式投影顯示裝置，其特征在于該顯示裝置更包含一位在第一光閥遠(yuǎn)離偏極光分光棱鏡的一側(cè)上的顏色控制開(kāi)關(guān)，可容第一、第二色光依序通過(guò)并進(jìn)入第一光閥中。
專利摘要一種混合式投影顯示裝置，是用來(lái)使一光源發(fā)出的第一色光、第二色光及第三色光分別受其對(duì)應(yīng)的光閥調(diào)變，并包含一偏極光分光棱鏡，及位于偏極光分光棱鏡兩相鄰側(cè)邊的一第一光閥與一第二光閥，至少一色光會(huì)穿透第一光閥并經(jīng)由偏極光分光棱鏡朝相反于第二光閥的方向投射輸出，而其他非進(jìn)入第一光閥的色光則由偏極光分光棱鏡相反于第一光閥的一側(cè)進(jìn)入，且經(jīng)由偏極光分光棱鏡送抵第二光閥，并自第二光閥反射至偏極光分光棱鏡后，再由相反于第二光閥的方向投射輸出，其具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低廉等功效。
文檔編號(hào)G02B27/28GK2585266SQ0225206
公開(kāi)日2003年11月5日 申請(qǐng)日期2002年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月3日
發(fā)明者莊福明, 詹勝雄, 蔡漢文 申請(qǐng)人:大億科技股份有限公司