專利名稱：液晶投影系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種投影系統(tǒng)，特別是涉及一種可以使影像的亮度均勻的液晶投影系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，液晶顯示元件已經(jīng)漸漸地廣泛應(yīng)用于日常生活中，如最常見(jiàn)的液晶螢?zāi)弧⒐P記型電腦、數(shù)位液晶電視等直視型(Direct View)的顯示器，以及液晶投影機(jī)、背投影電視等顯示器所使用的非直視型顯示面板，例如單晶硅液晶面板(Liquid Crystal on Silicon Panel，LCoS Panel)、高溫多晶硅液晶面板(HTPS-LCD)等等。由于直視型顯示器在大尺寸顯示上仍有諸多限制，因此，藉由具有高解析度的非直視型顯示面板來(lái)搭配光學(xué)引擎，以達(dá)到大尺寸顯示的液晶投影機(jī)與背投影電視已經(jīng)逐漸成為主流趨勢(shì)。
現(xiàn)有習(xí)知的液晶投影裝置可分成穿透式以及反射式兩種型式。穿透式液晶顯示裝置和反射式液晶投影裝置，其基本原理相似，只是穿透式液晶顯示裝置是利用光源穿過(guò)液晶顯示面板(LCD Panel)來(lái)作調(diào)變；反射式液晶投影裝置是利用LCoS面板來(lái)調(diào)變光源所發(fā)射出來(lái)的光信號(hào)再反射至螢?zāi)弧Ｆ渲?，LCoS面板是以CMOS晶片為電路基板及反射層，然后再涂布液晶層后，以玻璃平板封裝。因此，光源發(fā)射出來(lái)的光會(huì)被LCoS面板反射至螢?zāi)簧稀?br> 首先，請(qǐng)參閱圖1所示，是現(xiàn)有習(xí)知的穿透式液晶投影裝置的一示意圖。以三片型穿透式液晶投影裝置10為例，其主要包括一光源11、分色鏡(Dichroic Mirror)121，122、反射鏡131，132，133、液晶面板(LiquidCrystal Panel)141，142，143、一分光棱鏡15以及一投影鏡頭16。由光源11所發(fā)出的光線，經(jīng)過(guò)分色鏡121、122后分成紅藍(lán)綠三色光，并具有不同的光路徑。之后，三色光分別穿透對(duì)應(yīng)的液晶面板141、142、143并進(jìn)入分光棱鏡15，進(jìn)行合光并將影像投射至投影鏡頭16。
接著，請(qǐng)參閱圖2所示，是現(xiàn)有習(xí)知的反射式液晶投影裝置的一結(jié)構(gòu)示意圖。該反射式液晶投影裝置20，包括一光源21、分色鏡221，222、反射鏡231，232，233、偏極化分光棱鏡241，242，243、穿透式液晶面板(Liquid Crystal on Silicon Panel，LCoS Panel)251，252，253、一合光棱鏡26、以及一投影鏡頭27。由光源21所發(fā)出的光線，經(jīng)過(guò)分色鏡221，222后分成紅藍(lán)綠三色光，并具有不同的光路徑。經(jīng)過(guò)反射鏡231，232，233分別改變?nèi)獾穆窂胶螅夥謩e進(jìn)入偏極化分光棱鏡241，242，243，然后再分別反射至液晶面板251，252，253，經(jīng)過(guò)反射后，三色光再分別進(jìn)入合光棱鏡26以進(jìn)行合光，并將影像投射至投影鏡頭27。
然而，不論是穿透式液晶投影裝置10還是反射式液晶投影裝置20，由于色光進(jìn)行反射及折射時(shí)，各色光的光路徑上各點(diǎn)為不等長(zhǎng)，導(dǎo)致各光束照射至穿透式或反射式液晶面板的平面面積增加，故在液晶面板表面形成邊緣亮度降低且亮度不均勻的現(xiàn)象。
而且，為了使影像的亮度重新變得均勻，穿透式或反射式液晶面板，會(huì)浪費(fèi)部份的能量對(duì)于亮度進(jìn)行預(yù)補(bǔ)償，以提升邊緣區(qū)域的亮度。然而如此一來(lái)，則會(huì)造成液晶投影裝置整體表現(xiàn)的灰階數(shù)目降低，進(jìn)而影響了最終影像畫質(zhì)的表現(xiàn)。
由此可見(jiàn)，上述現(xiàn)有的液晶投影裝置在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決液晶投影裝置所存在的問(wèn)題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來(lái)謀求解決之道，但長(zhǎng)久以來(lái)一直未見(jiàn)適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒(méi)有適切的結(jié)構(gòu)能夠解決上述問(wèn)題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問(wèn)題。
有鑒于上述現(xiàn)有的液晶投影裝置存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，亟思創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的可以解決上述影像亮度不均勻，甚至造成灰階數(shù)目降低等問(wèn)題的液晶投影系統(tǒng)，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的液晶投影裝置，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過(guò)不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服上述現(xiàn)有的液晶投影裝置存在的缺陷，而提供一種新型結(jié)構(gòu)的液晶投影系統(tǒng)，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是可以使影像的亮度均勻，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種液晶投影系統(tǒng)，其包括一合光單元；一第一顯像單元，其設(shè)置于該合光單元的一第一側(cè)，該第一顯像單元具有一第一梯度變化濾光元件；一第二顯像單元，其設(shè)置于該合光單元的一第二側(cè)，該第二顯像單元具有一第二梯度變化濾光元件；一第三顯像單元，其設(shè)置于該合光單元的一第三側(cè)，該第三顯像單元具有一第三梯度變化濾光元件；至少一光源，其是發(fā)出一光線，以形成一光路徑；第一分色鏡，其設(shè)置于該光路徑，鄰設(shè)于該光源；以及第二分色鏡，其設(shè)置于該光路徑，該光線的至少一部份是先投射至該第一分色鏡，再射至該第二分色鏡，其中，該等梯度變化濾光元件的中央?yún)^(qū)域的穿透率是小于邊緣區(qū)域的穿透率。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的液晶投影系統(tǒng)，其中所述的合光單元是為一合光棱鏡。
前述的液晶投影系統(tǒng)，其中所述的該等梯度變化濾光元件是分別具有一透明基板以及一梯度變化濾光層，該梯度變化濾光層設(shè)置于該透明基板上。
前述的液晶投影系統(tǒng)，其中所述的梯度變化濾光層的材質(zhì)是選自一金屬及一介電質(zhì)。
前述的液晶投影系統(tǒng)，其中所述的第一顯像單元更具有一第一液晶面板，該第二顯像單元更包括一第二液晶面板，該第三顯像單元更包括一第三液晶面板，該光線是先分別射至該等梯度變化濾光元件，再入射至該等顯像單元。
前述的液晶投影系統(tǒng)，其中所述的該等液晶面板是分別為一穿透式液晶面板。
前述的液晶投影系統(tǒng)，其中所述的該等液晶面板是分別為一反射式液晶面板。
前述的液晶投影系統(tǒng)，其更包括一第一反射鏡設(shè)置于該光路徑，該光線的至少一部份是被該第一分色鏡反射后，經(jīng)該第一反射鏡反射以射至該第一顯像單元。
前述的液晶投影系統(tǒng)，其更包括一第二反射鏡設(shè)置于該光路徑，該光線的至少一部份是穿過(guò)該第一分色鏡及該第二分色鏡后，經(jīng)該第二反射鏡反射以射至該第二顯像單元。
前述的液晶投影系統(tǒng)，其中所述的光線的至少一部份是穿過(guò)該第一分色鏡并經(jīng)該第二分色鏡反射以射至該第三顯像單元。
前述的液晶投影系統(tǒng)，其更包括一第一反射鏡設(shè)置于該光路徑上，該光線的至少一部份是穿過(guò)該第一分色鏡后，經(jīng)該第一反射鏡反射并射至該第一顯像單元。
前述的液晶投影系統(tǒng)，其更包括一第二反射鏡設(shè)置于該光路徑上，該光線的至少一部份是被該第一分色鏡、該第二反射鏡、及該第二分色鏡反射后，射至該第二顯像單元。
前述的液晶投影系統(tǒng)，其中所述的光線的至少一部份是被該第一分色鏡及該第二反射鏡反射后，穿過(guò)該第二分色鏡，并射至該第三顯像單元。
前述的液晶投影系統(tǒng)，其中所述的光源是選自一燈泡、一有機(jī)發(fā)光二極體、一有機(jī)發(fā)光二極體陣列、一激光、以及一激光陣列。
前述的液晶投影系統(tǒng)，其更包括一第一偏極分光單元，其設(shè)置于該光源的一側(cè)，該光源所發(fā)出的該光線是通過(guò)該第一偏極分光單元，再射至該第一分色鏡。
前述的液晶投影系統(tǒng)，其中所述的第一偏極分光單元具有一透鏡陣列以及一偏振轉(zhuǎn)換元件，該光線是先通過(guò)該透鏡陣列，再經(jīng)過(guò)該偏振轉(zhuǎn)換元件。
前述的液晶投影系統(tǒng)，其中所述的該等顯像單元更分別具有一第二偏極分光單元，該光線的至少一部份是先通過(guò)該等梯度變化濾光元件再通過(guò)該等第二偏極分光單元，以射至該等液晶面板。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上的技術(shù)方案可知，為了達(dá)到上述發(fā)明目的，依據(jù)本發(fā)明的液晶投影系統(tǒng)，其包括一合光單元、一第一顯像單元、一第二顯像單元、一第三顯像單元、至少一光源、一第一分色鏡、以及第二分色鏡。其中，第一顯像單元、第二顯像單元以及第三顯像單元是分別設(shè)置于合光單元的一第一側(cè)、一第二側(cè)及一第三側(cè)。第一顯像單元是具有一第一梯度變化濾光元件，第二顯像單元是具有一第二梯度變化濾光元件，第三顯像單元是具有一第三梯度變化濾光元件。光源是發(fā)出一光線，以形成一光路徑。第一分色鏡是設(shè)置于光路徑并鄰設(shè)于光源。第二分色鏡是設(shè)置于該光路徑，光線的至少一部份是先投射至第一分色鏡，再射至第二分色鏡。復(fù)數(shù)梯度變化濾光元件的中央?yún)^(qū)域的穿透率是小于邊緣區(qū)域的穿透率。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明液晶投影系統(tǒng)至少具有下列優(yōu)點(diǎn)因依本發(fā)明的液晶投影系統(tǒng)中的梯度變化濾光元件的中央?yún)^(qū)域穿透率是小于邊緣區(qū)域的穿透率，因此，由光源所發(fā)出的光，分別經(jīng)過(guò)顯像單元內(nèi)的梯度變化濾光元件時(shí)，造成中央?yún)^(qū)域的亮度較低，而邊緣區(qū)域的亮度較高，故能形成亮度不均勻的照明光束。如此一來(lái)，可使得顯像單元原本因?yàn)橥队熬嚯x不等長(zhǎng)而造成的影像亮度不均勻現(xiàn)象獲得改善，進(jìn)而可以獲得均勻亮度的影像。再者，顯像單元內(nèi)的液晶面板也不需再浪費(fèi)能量去進(jìn)行亮度預(yù)補(bǔ)償，故能提高液晶投影系統(tǒng)的灰階數(shù)目，使得最終影像的畫質(zhì)更佳。
綜上所述，本發(fā)明特殊結(jié)構(gòu)的液晶投影系統(tǒng)，可使影像的亮度均勻，并在同類產(chǎn)品中未見(jiàn)有類似的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)公開(kāi)發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，其不論在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或功能上皆有較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有較大的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，且較現(xiàn)有的液晶投影裝置具有增進(jìn)的多項(xiàng)功效，從而更加適于實(shí)用，而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價(jià)值，誠(chéng)為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1是現(xiàn)有習(xí)知的穿透式液晶投影裝置的一示意圖。
圖2是現(xiàn)有習(xí)知的反射式液晶投影裝置的一示意圖。
圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例的液晶投影系統(tǒng)的一示意圖。
圖4是本發(fā)明的液晶投影系統(tǒng)的梯度變化濾光元件的一示意圖。
圖5是本發(fā)明液晶投影系統(tǒng)的梯度變化濾光元件的穿透率變化示意圖。
圖6是本發(fā)明第二實(shí)施例的液晶投影系統(tǒng)的一示意圖。
10穿透式液晶投影裝置 11光源121分色鏡 122分色鏡131反射鏡 132反射鏡133反射鏡 141液晶面板142液晶面板143液晶面板15分光棱鏡 16投影鏡頭20反射式液晶投影裝置 21光源221分色鏡 222分色鏡231反射鏡 232反射鏡233反射鏡 241偏極化分光棱鏡242偏極化分光棱鏡 243偏極化分光棱鏡251穿透式液晶面板 252穿透式液晶面板253穿透式液晶面板 26合光棱鏡27投影鏡頭 30液晶投影系統(tǒng)31光源 311紫外/紅光截止濾鏡321第一分色鏡 322第二分色鏡33第一顯像單元 331第一梯度變化濾光元件332第一液晶面板333偏光片334檢偏器 34第二顯像單元341第二梯度變化濾光元件342第二液晶面板343偏光片 344檢偏器35第三顯像單元 351第三梯度變化濾光元件352第三液晶面板353偏光片354檢偏器 36合光單元361第一側(cè) 362第二側(cè)363第三側(cè) 37第一偏極分光單元371透鏡陣列372偏振轉(zhuǎn)換元件381第一反射鏡 382第二反射鏡39投影透鏡 40液晶投影系統(tǒng)
41光源411紫外/紅光截止濾鏡421第一分色鏡 422第二分色鏡43第一顯像單元431第一梯度變化濾光元件432第一液晶面板 433第二偏極分光單元434偏振延遲元件 44第二顯像單元441第二梯度變化濾光元件 442第二液晶面板443第二偏極分光單元 45第三顯像單元451第三梯度變化濾光元件 452第三液晶面板453第二偏極分光單元 454偏振延遲元件46合光單元461第一側(cè)462第二側(cè) 463第三側(cè)47第一偏極分光單元471透鏡陣列472偏振轉(zhuǎn)換元件 481第一反射鏡482第二反射鏡 49投影透鏡L1梯度變化濾光層 S透明基板R，Rs，Rp光線 G，Gs，Gp光線B，Bs，Bp光線具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的液晶投影系統(tǒng)的數(shù)個(gè)實(shí)施例其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。
第一實(shí)施例請(qǐng)參閱圖3所示，是本發(fā)明第一實(shí)施例的液晶投影系統(tǒng)的一示意圖。該液晶投影系統(tǒng)30，其包括至少一光源31、一第一分色鏡(Dichroic Mirror)321、第二分色鏡322、一第一顯像單元(Imager Unit)33、一第二顯像單元34、一第三顯像單元35以及一合光單元(Prism Unit)36。在本實(shí)施例中，液晶投影系統(tǒng)30是應(yīng)用于一穿透式液晶投影器中，其中該光源31是發(fā)射出一光線，以形成一光路徑。本實(shí)施例中，光源31是可以選自一燈泡、一有機(jī)發(fā)光二極體(Light emitting Diode，LED)、一有機(jī)發(fā)光二極體陣列(LED array)、一激光(即雷射，以下均稱為激光)、以及一激光陣列(Laser array)。另外，一紫外/紅光截止濾鏡311，是鄰設(shè)于光源31旁，以過(guò)濾光線中的紫外線及紅外線。
本實(shí)施例中，該液晶投影系統(tǒng)30更包括一第一偏極分光單元(FirstPolarization Beam Splitter Unit)37，其設(shè)置于光源31的一側(cè)，光源31所發(fā)出的光線是通過(guò)第一偏極分光單元37，再射至第一分色鏡321。本實(shí)施例中，第一偏極分光單元37是具有一透鏡陣列371以及一偏振轉(zhuǎn)換元件(Polarization Beam Splitter，PBS)372，光源31所發(fā)出的光線是先通過(guò)透鏡陣列371，以達(dá)到均勻化的效果，再經(jīng)過(guò)偏振轉(zhuǎn)換元件372，用以改變光線的偏振狀態(tài)，使得光線以S偏振型態(tài)的光線Rs、Gs、Bs射出，并射至第一分色鏡321。
該第一分色鏡321及第二分色鏡322，是用以將光線分光，第一分色鏡321及第二分色鏡322是設(shè)置于光路徑上。其中，第一分色鏡321是鄰設(shè)于光源31，光線的至少一部份是先投射至第一分色鏡321，再射至第二分色鏡322。本實(shí)施例中，第一分色鏡321是允許光線Rs、Gs通過(guò)，而將光線Bs反射；第二分色鏡322則允許光線Rs通過(guò)，而將光線Gs反射至第三顯像單元35。
本實(shí)施例中，該液晶投影系統(tǒng)30更包括一第一反射鏡381設(shè)置于光路徑。光線Bs是被第一分色鏡321反射后，經(jīng)第一反射鏡381反射以射至第一顯像單元33。
本實(shí)施例中，該液晶投影系統(tǒng)30更包括一第二反射鏡382設(shè)置于光路徑。光線Rs是穿過(guò)第一分色鏡321及第二分光鏡322后，經(jīng)第二反射鏡382反射以射至第二顯像單元34。其中，第一反射鏡381及第二反射鏡382設(shè)置的數(shù)量是可隨實(shí)際制程需要而定。
該第一顯像單元33，是設(shè)置于合光單元36的一第一側(cè)361，第一顯像單元33具有一第一梯度變化濾光元件(First Gradient Filter)331。
該第二顯像單元34，是設(shè)置于合光單元36的一第二側(cè)362，第二顯像單元34是具有一第二梯度變化濾光元件341。
該第三顯像單元35，是設(shè)置于合光單元36的一第三側(cè)363，第三顯像單元35具有一第三梯度變化濾光元件351。其中，第一梯度變化濾光元件331、第二梯度變化濾光元件341、以及第三梯度變化濾光元件351的中央?yún)^(qū)域的穿透率是小于邊緣區(qū)域的穿透率。
該合光單元36，可為一合光棱鏡，例如是一X-棱鏡。
請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D3及圖4所示，圖4是本發(fā)明的液晶投影系統(tǒng)的梯度變化濾光元件的一示意圖。該梯度變化濾光元件331，341，351，分別具有一透明基板以及一梯度變化濾光層。以梯度變化濾光元件331為例，其梯度變化濾光層L1是可設(shè)置于透明基板S上。而設(shè)置的方式可為濺鍍、涂布、粘置等等方式，使得梯度變化濾光層L1與透明基板S結(jié)合。
請(qǐng)參閱圖4及圖5所示，圖5是本發(fā)明液晶投影系統(tǒng)的梯度變化濾光元件的穿透率變化示意圖。梯度變化濾光層L1的中央?yún)^(qū)域的穿透率是小于邊緣區(qū)域的穿透率。在圖5中，x軸是梯度變化濾光層L1上任一點(diǎn)離中心點(diǎn)的距離，而y軸代表其穿透率(Transmission Rate，T％)，梯度變化濾光層L1中央至邊緣區(qū)域是具有不同的穿透率。中央?yún)^(qū)域的穿透率較低，而邊緣區(qū)域的穿透率較高。穿透率較高則表示光通量較高，反之，穿透率較低則表示光通量較低。再者，梯度變化濾光層的面積大小，則可視產(chǎn)品的實(shí)際情形來(lái)制作。當(dāng)然，各個(gè)設(shè)置于不同透明基板上的梯度變化濾光層可具有不同的光線穿透率，依實(shí)際制程需要而制作不同穿透率的梯度變化濾光層。
在本實(shí)施例中，梯度變化濾光層的材質(zhì)可以為一金屬反射層(例如為鉻、銀)、或是一介電質(zhì)，可利用材料的厚度或密度不同等方式，來(lái)使得梯度變化濾光元件331，341，351的中央?yún)^(qū)域的穿透率是小于邊緣區(qū)域的穿透率。
本實(shí)施例中，第一顯像單元33更具有一第一液晶面板332，第二顯像單元34更包括一第二液晶面板342，第三顯像單元35更包括一第三液晶面板352，光線Bs、Rs、Gs是先分別射至梯度變化濾光元件331，341，351，再入射至對(duì)應(yīng)的液晶面板332，342，352。其中，液晶面板332，342，352是分別為一穿透式液晶面板。
射至梯度變化濾光元件331，341，351的光線，經(jīng)過(guò)不同穿透率的梯度變化濾光層后，即可將光行進(jìn)過(guò)程中光路不等長(zhǎng)所造成的亮度不均勻現(xiàn)象改善，進(jìn)而形成均勻亮度的光束以射至液晶面板332，342，352。因此，液晶面板332，342，352不需浪費(fèi)能量去作亮度的預(yù)補(bǔ)償，故能提升液晶面板332，342，352的灰階數(shù)目。
請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D3所示，在本實(shí)施例中，該液晶投影系統(tǒng)30更可以包括復(fù)數(shù)偏光片(Polarizers)333，343，353，以及復(fù)數(shù)檢偏器(Analizers)334，344，354。復(fù)數(shù)偏光片333，343，353是設(shè)置于梯度變化濾光元件331，341，351與液晶面板332，342，352之間，而檢偏器334，344，354是設(shè)置于液晶面板332，342，352與合光單元36之間。其中，綠光的檢偏器354通常不具有偏振光延遲(retarder)的效果，因此已被偏光片353改變偏振狀態(tài)成P偏振型態(tài)的光線Gp經(jīng)過(guò)檢偏器354之后，仍為P偏振型態(tài)，而直接通過(guò)合光單元36。由于合光單元36中是具有波長(zhǎng)選擇性的光學(xué)鍍膜，因此可將光線Rs及Bs反射出來(lái)。
本實(shí)施例中，該液晶投影系統(tǒng)30更包括一投影透鏡39，光線由合光單元36射出后，即投射至投影透鏡39。光線Rs、Gp、Bs經(jīng)由合光單元36的合光之后，即可將各色光的影像疊加，并藉由投影透鏡39投影出亮度均勻彩色的畫面。
第二實(shí)施例請(qǐng)參閱圖6所示，是本發(fā)明第二實(shí)施例的液晶投影系統(tǒng)的一結(jié)構(gòu)示意圖。該液晶投影系統(tǒng)40，包括一光源41、一第一分色鏡421、一第二分色鏡422、一第一顯像單元(Imager Unit)43、一第二顯像單元44、一第三顯像單元45以及一合光單元(Prism Unit)46。本實(shí)施例中，液晶投影系統(tǒng)40是應(yīng)用于一反射式液晶投影器(LCoS Projector)中，其中該光源41，是發(fā)射出一光線，以形成一光路徑，一紫外/紅光截止濾鏡411，是鄰設(shè)于光源41旁，以過(guò)濾光線中的紫外線及紅外線。在本實(shí)施例中，光源41、紫外/紅光截止濾鏡411以及合光單元46是分別與第一實(shí)施例中的光源31、紫外/紅光截止濾鏡311、合光單元36具有相同的特征及功效，故在此不再贅述。
本實(shí)施例中，該液晶投影系統(tǒng)40更包括一第一偏極分光單元47，其設(shè)置于光源41的一側(cè)，用以改變光線的偏振狀態(tài)，使得光線以S偏振型態(tài)的光線Rs、Gs、Bs射出，并射至第一分色鏡421。其中，第一偏極分光單元47與第一實(shí)施例中的第一偏極分光單元37具有相同的特征及功效，故在此不再贅述。
該第一分色鏡421及第二分色鏡422，是設(shè)置于光路徑上。其中，第一分色鏡421是鄰設(shè)于光源41，光線的至少一部份是先投射至第一分色鏡421，再射至第二分色鏡422。
本實(shí)施例中，該液晶投影系統(tǒng)40更包括一第一反射鏡481設(shè)置于光路徑。光線Rs穿過(guò)第一分色鏡421后，經(jīng)第一反射鏡481反射并射至第一顯像單元43。
本實(shí)施例中，該液晶投影系統(tǒng)40更包括一第二反射鏡482設(shè)置于光路徑。光線Gs被第一分色鏡421、第二反射鏡482以及第二分色鏡422反射后，射至第二顯像單元44。光線Bs是被第一分色鏡421及第二反射鏡482反射后，穿過(guò)第二分色鏡422，并射至第三顯像單元45。其中，第一反射鏡481及第二反射鏡482設(shè)置的數(shù)量是可隨實(shí)際制程需要而定。
第一顯像單元43是設(shè)置于合光單元46的一第一側(cè)461，第一顯像單元43具有一第一梯度變化濾光元件(Gradient Filter)431。第二顯像單元44是設(shè)置于合光單元46的一第二側(cè)462，第二顯像單元44具有一第二梯度變化濾光元件441。第三顯像單元45是設(shè)置于合光單元46的一第三側(cè)463，第三顯像單元45具有一第三梯度變化濾光元件451。其中，第一梯度變化濾光元件431、第二梯度變化濾光元件441、第三梯度變化濾光元件451以及合光單元46的功能及特征是與第一實(shí)施例中的第一梯度變化濾光元件331、第二梯度變化濾光元件341、第三梯度變化濾光元件351以及合光單元36相同，故此不再贅述。
本實(shí)施例中，該第一顯像單元43更具有一第一液晶面板432，第二顯像單元44更包括一第二液晶面板442，第三顯像單元45更包括一第三液晶面板452，光線是先分別射至梯度變化濾光元件431，441，451，再入射至對(duì)應(yīng)的液晶面板432，442，452。其中，液晶面板432，442，452是分別為一反射式液晶面板(LCoS Panel)。反射式液晶面板是以CMOS晶片為基板及反射層，然后再涂布液晶層后，以玻璃平板封裝，使得光源41發(fā)射出來(lái)的光被反射式液晶面板反射出來(lái)。
射至梯度變化濾光元件431，441，451的光線，經(jīng)過(guò)不同穿透率的梯度變化濾光層后，即可將光行進(jìn)過(guò)程中光路不等長(zhǎng)所造成的亮度不均勻現(xiàn)象改善，進(jìn)而形成均勻亮度的光束以射至液晶面板432，442，452。因此，液晶面板432，442，452不需浪費(fèi)能量去作亮度的預(yù)補(bǔ)償，故能提升液晶面板332，342，352的灰階數(shù)目。
請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D6所示，本實(shí)施例中，液晶投影系統(tǒng)40更包括復(fù)數(shù)第二偏極分光單元433，443，453以及復(fù)數(shù)偏振延遲元件(Retarder)434，454。光線是先通過(guò)梯度變化濾光元件431，441，451，再分別經(jīng)過(guò)第二偏極分光單元433，443，453，以進(jìn)入液晶面板432，442，452，經(jīng)過(guò)調(diào)變后才穿過(guò)第二偏極分光單元433，443，453及偏振延遲元件434，454。其中，第二偏極分光單元433，443，453可分別為一偏極分光棱鏡。
由于第二偏極分光單元433，443，453內(nèi)是分別具有光學(xué)鍍膜，而光學(xué)鍍膜具有偏振選擇的特性，故能將通過(guò)梯度變化濾光元件431，441，451的入射光線反射至面板432，442，452上。其中，入射至第一液晶面板432的S偏振光線Rs會(huì)轉(zhuǎn)變成P偏振光線Rp，再?gòu)牡谝灰壕姘?32入射至第二偏極分光單元433中，且光線Rp會(huì)穿透第二偏極分光單元433的光學(xué)鍍膜，并經(jīng)由偏振延遲元件434轉(zhuǎn)換為S偏振光線Rs入射至合光單元46。同樣地，入射至第二液晶面板442及第三液晶面板452的S偏振光線Gs及Bs會(huì)轉(zhuǎn)變成P偏振光線Gp及Bp，再?gòu)牡诙壕姘?42及第三液晶面板452入射至第二偏極分光單元443及453中。光線Gp會(huì)直接穿透第二偏極分光單元443的光學(xué)鍍膜，而直接以光線Gp入射至合光單元46。而光線Bp會(huì)穿透第二偏極分光單元453的光學(xué)鍍膜，并經(jīng)由偏振延遲元件454轉(zhuǎn)換為S偏振光線Bs入射至合光單元46。
本實(shí)施例中，液晶投影系統(tǒng)40更包括一投影透鏡49，光線Rs、Bs、Gp由合光單元46射出后，即投射至投影透鏡49。光線Rs、Gp、Bs經(jīng)由合光單元46的合光之后，即可將各色光的影像疊加，并藉由投影透鏡49投影出彩色的畫面。
綜上所述，本發(fā)明的液晶投影系統(tǒng)中的梯度變化濾光元件的中央?yún)^(qū)域穿透率是小于邊緣區(qū)域的穿透率，因此，由光源所發(fā)出的光，分別經(jīng)過(guò)顯像單元內(nèi)的梯度變化濾光元件時(shí)，可使原來(lái)因?yàn)楣饴窂介L(zhǎng)度不同所造成的影像不均勻現(xiàn)象，有效地獲得改善，而使得照射至液晶面板上的光束具有均勻的亮度，如此一來(lái)，可使得液晶面板即不需再浪費(fèi)能量去進(jìn)行亮度預(yù)補(bǔ)償，故能提高液晶投影系統(tǒng)的灰階數(shù)目，使得最終影像的畫質(zhì)更佳。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種液晶投影系統(tǒng)，其特征在于其包括一合光單元；一第一顯像單元，其設(shè)置于該合光單元的一第一側(cè)，該第一顯像單元具有一第一梯度變化濾光元件；一第二顯像單元，其設(shè)置于該合光單元的一第二側(cè)，該第二顯像單元具有一第二梯度變化濾光元件；一第三顯像單元，其設(shè)置于該合光單元的一第三側(cè)，該第三顯像單元具有一第三梯度變化濾光元件；至少一光源，其是發(fā)出一光線，以形成一光路徑；第一分色鏡，其設(shè)置于該光路徑，鄰設(shè)于該光源；以及第二分色鏡，其設(shè)置于該光路徑，該光線的至少一部份是先投射至該第一分色鏡，再射至該第二分色鏡，其中，該等梯度變化濾光元件的中央?yún)^(qū)域的穿透率是小于邊緣區(qū)域的穿透率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶投影系統(tǒng)，其特征在于其中所述的合光單元是為一合光棱鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶投影系統(tǒng)，其特征在于其中所述的該等梯度變化濾光元件是分別具有一透明基板以及一梯度變化濾光層，該梯度變化濾光層設(shè)置于該透明基板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶投影系統(tǒng)，其特征在于其中所述的梯度變化濾光層的材質(zhì)是選自一金屬及一介電質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶投影系統(tǒng)，其特征在于其中所述第一顯像單元更具有一第一液晶面板，該第二顯像單元更包括一第二液晶面板，該第三顯像單元更包括一第三液晶面板，該光線是先分別射至該等梯度變化濾光元件，再入射至該等顯像單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶投影系統(tǒng)，其特征在于其中所述的該等液晶面板是分別為一穿透式液晶面板。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶投影系統(tǒng)，其特征在于其中所述的該等液晶面板是分別為一反射式液晶面板。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶投影系統(tǒng)，其特征在于其更包括一第一反射鏡設(shè)置于該光路徑，該光線的至少一部份是被該第一分色鏡反射后，經(jīng)該第一反射鏡反射以射至該第一顯像單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶投影系統(tǒng)，其特征在于其更包括一第二反射鏡設(shè)置于該光路徑，該光線的至少一部份是穿過(guò)該第一分色鏡及該第二分色鏡后，經(jīng)該第二反射鏡反射以射至該第二顯像單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶投影系統(tǒng)，其特征在于其中所述的光線的至少一部份是穿過(guò)該第一分色鏡并經(jīng)該第二分色鏡反射以射至該第三顯像單元。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液晶投影系統(tǒng)，其特征在于其更包括一第一反射鏡是設(shè)置于該光路徑上，該光線的至少一部份是穿過(guò)該第一分色鏡后，經(jīng)該第一反射鏡反射并射至該第一顯像單元。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液晶投影系統(tǒng)，其特征在于其更包括一第二反射鏡是設(shè)置于該光路徑上，該光線的至少一部份是被該第一分色鏡、該第二反射鏡以及該第二分色鏡反射后，射至該第二顯像單元。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的液晶投影系統(tǒng)，其特征在于其中所述的光線的至少一部份是被該第一分色鏡及該第二反射鏡反射后，穿過(guò)該第二分色鏡，并射至該第三顯像單元。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶投影系統(tǒng)，其特征在于其中所述的光源是選自一燈泡、一有機(jī)發(fā)光二極體、一有機(jī)發(fā)光二極體陣列、一激光以及一激光陣列。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶投影系統(tǒng)，其特征在于其更包括一第一偏極分光單元，其設(shè)置于該光源的一側(cè)，該光源所發(fā)出的該光線是通過(guò)該第一偏極分光單元，再射至該第一分色鏡。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的液晶投影系統(tǒng)，其特征在于其中所述的第一偏極分光單元具有一透鏡陣列以及一偏振轉(zhuǎn)換元件，該光線是先通過(guò)該透鏡陣列，再經(jīng)過(guò)該偏振轉(zhuǎn)換元件。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶投影系統(tǒng)，其特征在于其中所述的該等顯像單元更分別具有一第二偏極分光單元，該光線的至少一部份是先通過(guò)該等梯度變化濾光元件再通過(guò)該等第二偏極分光單元，以射至該等液晶面板。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種液晶投影系統(tǒng)，其包括一合光單元、一第一顯像單元、一第二顯像單元、一第三顯像單元、至少一光源、一第一分色鏡以及一第二分色鏡。其中，第一顯像單元、第二顯像單元及第三顯像單元分別設(shè)于合光單元的一第一側(cè)、一第二側(cè)及一第三側(cè)。第一顯像單元具有一第一梯度變化濾光元件，第二顯像單元具有一第二梯度變化濾光元件，第三顯像單元具有一第三梯度變化濾光元件。光源發(fā)出一光線形成一光路徑。第一分色鏡設(shè)于光路徑并鄰設(shè)于光源。第二分色鏡設(shè)于該光路徑，光線至少一部分先投射至第一分色鏡，再射至第二分色鏡。復(fù)數(shù)梯度變化濾光元件的中央?yún)^(qū)域的穿透率小于邊緣區(qū)域的穿透率。本發(fā)明能獲得均勻亮度的影像，還能提高液晶投影系統(tǒng)的灰階數(shù)目，使最終影像的畫質(zhì)更佳。
文檔編號(hào)G02F1/13GK1797066SQ20041010345
公開(kāi)日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2004年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月28日
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