CN2520516Y - 液晶投影机分光***的改进 - Google Patents
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Abstract
一种具有较佳对比效果的液晶投影机的分光***,包含多个偏振滤光器以及多个偏振分光镜,该***接受液晶投影机的光源、与待投射影像的信号,并输出一待投射影像。该分光***的光路所经过的第一组偏振分光镜的一周壁设有可过滤掉一特定色彩的滤光器或镀膜,另一周壁则设有只让该特定色彩通过的滤光器或镀膜,由此降低分光***中该特定色彩混杂于其它色彩中的几率,因而可增进输出影像的对比效果。
Description
本实用新型是一种关于液晶投影机的分光***的改进，特别是指一种具有特定镀膜以消除杂色光的分光***，
反射式液晶投影机是一已广为使用的产品，其主要的光学机构包含了所谓光学分光***。对反射式液晶投影机而言，其分光***一般是以所谓偏振分光镜(PBS)与反射式扭曲向列液晶面板等光学元件所组成，再配合以离轴(off-axis)或同轴(on-axis)的光路设计。其中，采用同轴的光路设计虽较有利于设计与制造，但其缺点则在于较不易达成高度对比的效果。
图1是用以说明熟知的分光***光路原理的横截面图，该光路***是以4组偏振偏光镜与红、蓝、绿三原色的反射式向列液晶面板所组成，并采用同轴的光路设计。由图1可知，该分光***10包含4组偏振分光镜11、12、13、与14、4组偏振滤光器15、16、17、与18、一绿色反射式向列液晶面板20、一蓝色反射式向列液晶面板21、一红色反射式向列液晶面板22、以及一偏振器19。其中，每一偏振分光镜皆分别包含二分色棱镜，亦即，偏振分光镜11包含分色棱镜111与112、偏振分光镜12包含分色棱镜121与122、偏振分光镜13包含分色棱镜131与132、以及偏振分光镜14则包含分色棱镜141与142。
分光***10的光源1可产生一处于S偏振态的偏振光束2，偏振光束2在分光***10中受到三色的液晶面板20、21、与22的反射，此三液晶面板则接受待投射影像的信号，所以，离开分光***的光束即依此而投射出待投射影像。
偏振滤光器15、16、17、与18是由相位迟滞器组合而成，其可过滤特定色彩的偏振光束，其中，偏振滤光器15与18可使通过其间的红色与蓝色光束偏振状态不变，并使通过其间的绿色光束偏振状态从S态转换成P态，而偏振滤光器16与17则可使通过其间的蓝色光束偏振状态不变，并使通过其间的红色光束偏振状态从S态转换成P态。
如图1所示，当偏振光束2抵达分色棱镜111与112的介面时，处于S态的红蓝光分量2a会被反射而朝偏振滤光器16行进，而处于P态的绿光分量2b则透射分色棱镜112而进入偏振分光镜12。
绿光分量2b通过分色棱镜121与122的介面，接着并受到绿色液晶面板20的反射而由P态转换成S态的绿光束3b，绿光束3b继续进入偏振分光镜14，并受到分色棱镜141与142的介面的反射而继续通过偏振滤光器18，故通过其间的绿光束3b可由S态转换成P态，最后并通过P态的偏振器19，因而形成投射影像的绿光分量4b。
同理，偏振滤光器16可使通过其间的红蓝光分量2a会被分成维持S偏振态的蓝光束21a、与从S态转换成P态的红光束21b。其中，红光束21b穿过分色棱镜131与132的介面，并受到红色液晶面板22的反射而转为S态的红光束22b，并接着通过偏振滤光器17，故通过其间的红光束22b将由S态转换成P态，并接着透射出偏振分光镜14、偏振滤光器18、与偏振器19，因而成为投射影像的红光分量23b，
另外，蓝光束21a则分别受到分色棱镜131与132介面与蓝色液晶面板20的反射，因而转换成一进入偏振分光镜14的P态蓝光束22a，接着并透射偏振滤光器17、分色棱镜141与142、偏振滤光器18、及偏振器19，因而成为投射影像的蓝光分量23a。
至此，将以上红蓝绿三股处于P态的光分量23b、23a、与4b重合即成为此LCD投影机的投射影像。
以上所描述的熟知分光***10所产生的投射影像往往无法具备极佳的对比效果，其对比所以降低的原因如下：
1.偏振分光镜(PBS)中二分色棱镜的介面与本身的材料无法做到理想的状态，故仍有部分的P态偏振光亦会反射于二分色棱镜的介面上，例如，少部分的P态绿光分量2b仍会与S态的红蓝光分量2a一起反射。
2.偏振滤光器对其入射光分量的偏振化转换效率不佳，导致P态的绿光分量2b杂有部分S态的绿光分量而受到分色棱镜121与122介面的反射；同理，P态的红光束21b亦杂有S态的红光分量，因而影响最终投射影像的对比。
3.单向性(homotropic)液晶面板并不容易制造，一般而言，向列式液晶面板只对某一波长范围有极佳的偏振效果，若入射各液晶面板的各色光分量本身已杂有其他色彩的光分量，亦会影响最终影像的对比。
4.向列式液晶面板对其入射光束偏振状态的转换并不完全，故会增加充斥分光***的杂散光量。
所以，熟知的分光***10事实上充斥着各种原因所造成的杂散光分量，这些各种色彩的光分量有极大部分会受到分光***10中各分色棱镜周壁或其间介面的反射，最后并通过偏振器19而成为投射影像的一部分，因而影响其对比的效果。
本实用新型的主要目的是提供一种具有较佳对比效果的液晶投影机的分光***，此分光***接受液晶投影机的光源、与待投射影像的信号，并输出一待投射影像，其包含多个偏振滤光器，用以转换特定色彩的光束的偏振化状态；多个偏振分光镜，配置于偏振滤光器所在的光路位置上，每一偏振分光镜皆包含一对分色棱镜，用以将入射偏振分光镜的各种色彩的偏振化光束加以分光；以及3组液晶面板，分别用以反射三种不同色彩的偏振化光束，并同时改变其偏振状态。其中，此分光***的特征在于：分光***的光路所经过的第一组偏振分光镜的一周壁设有可过滤掉一特定色彩的滤光器或镀膜，另一周壁则设有只让该特定色彩通过的滤光器或镀膜，如此即可大为降低分光***中该特定色彩混杂于其它色彩中的几率，故可增加输出光线中各色彩的纯度，因而可增进输出影像的对比效果。
图1是用以说明熟知的分光***光路原理的横截面图。
图2的横截面图是用以说明图1的分光***中，杂色光的主要来源，并用以显示本实用新型的一实施例中，一液晶投影机的分光***的改进方式。
本实用新型所提供液晶投影机的分光***的改进主要是设法降低熟知分光***中杂色光的产生，其一实施例亦如图1所示，该分光***10包含4组偏振分光镜11、12、13、与14、4组偏振滤光器15、16、17、与18、一绿色反射式向列液晶面板20、一蓝色反射式向列液晶面板21、一红色反射式向列液晶面板22、以及一偏振器19。其中，每一偏振分光镜皆分别包含二分色棱镜，亦即，偏振分光镜11包含分色棱镜111与112、偏振分光镜12包含分色棱镜121与122、偏振分光镜13包含分色棱镜131与132、以及偏振分光镜14则包含分色棱镜141与142。其它光路的设计与***的操作原理亦如同前述用以说明图1的技术内容。
如图2所示，由于分色棱镜材料与二分色棱镜间介面的缺陷，仍会有部分P态的绿色光束受到介面115的反射而混杂在红蓝色分量2a中而成为所谓的绿杂色光束31，处于P态的绿杂色光束31会继续通过偏振滤光器16而入射液晶面板22，最后并成为输出光线的一部分，此外，亦有部分的红蓝光束会透射介面115而成为所谓的红蓝杂色光束32，S态的红蓝杂色光束32会继续射向偏振分光镜12而入射液晶面板20，最后亦有可能成为输出光线的一部分。以上所述的杂色光束31与32皆会严重影响分光***10最后所得输出影像的对比效果。
所以，根据本实用新型的一实施例，其用以改进分光***10的特征在于：光束2a所经过的偏振分光镜11的周壁113涂覆有可过滤掉绿色光的镀膜116，而光束2b所经过的周壁114则设有只让绿色光通过的滤光器117，故可过滤大部分因受介面115反射而射向偏振滤光器16的绿杂色光束31，以及大部分因透射介面115而射向偏振分光镜12的红蓝杂色光束32。故镀膜116的特性在于只可吸收绿色光，而滤光器117的特性则在于只可透射绿色光。
此外，上述镀膜116亦可代之以一滤光器，而上述滤光器117亦可代之以一镀膜，故本实用新型的实施例并不限定滤光器或镀膜的使用，只要其具备与上述相同的效果即可。
一般来说，分光***的光路所经过的第一组偏振分光镜、亦即偏振分光镜11相较于光路的其它部分会产生较多的杂色光，然而，类似于上述的实施例，分光***中的其它偏振分光镜亦可具有类似的配置，例如，上述实施例中的偏振分光镜12、13、与14皆可配合行经其中的光束的色彩而配置适当的滤光器或镀膜。
所以，本实用新型的重点在于在偏振分光镜光路所经过的周壁处配置特定色彩的滤光器或镀膜，以便过滤该特定色彩或该特定色彩以外的杂色光，如此即可减少分光***的输出光束所包含的杂色光量，因而大为增进输出影像的对比效果。
以上通过实施例所做的描述，是为方便说明本实用新型的内容，而非将本实用新型狭义地限制于该实施例。凡未背离本实用新型的精神所做的任何变更，皆属本实用新型权利要求的范围。
Claims (10)
1.一种液晶投影机的分光***，该分光***接受该液晶投影机的光源、与待投射影像的信号，并输出一待投射影像，该分光***包含：
多个偏振滤光器，用以转换特定色彩的光束的偏振化状态；
多个偏振分光镜(PBS)，配置于该偏振滤光器所在的光路位置上，每一偏振分光镜皆包含一对分色棱镜，用以将入射该偏振分光镜的各种色彩的偏振化光束加以分光；以及
3组液晶面板，分别用以反射三种前述不同色彩的偏振化光束，并同时改变其偏振状态；
其特征在于：
该分光***的光路所经过的第一组偏振分光镜的一周壁设有可过滤掉一特定色彩的滤光器或镀膜，另一周壁则设有只让该特定色彩通过的滤光器或镀膜。
2.根据权利要求1的液晶投影机的分光***，其特征是前述特定色彩的滤光器或镀膜是指红蓝绿三色之一的滤光器或镀膜。
3.根据权利要求1的液晶投影机的分光***，其特征是前述分光***的光源所射出的光束是S态偏振光束。
4.根据权利要求1的液晶投影机的分光***，其特征是前述分光***的输出光束是一P态偏振光束。
5.根据权利要求1的液晶投影机的分光***，其特征是该分光***是将入射光束分成3股分别代表3种基础色彩的光束，并进而将该3股光束入射至前述3组液晶面板以便成像。
6.根据权利要求1的液晶投影机的分光***，其特征是前述各偏振滤光器是一相位迟滞器的组合。
7、根据权利要求1的液晶投影机的分光***，其特征是前述分光***共设有4组偏振滤光器，其中2组可转换前述3种基础色彩中的一种色彩的偏振状态，另外2组则可转换前述3种基础色彩中的另一种色彩的偏振状态。
8、根据权利要求1的液晶投影机的分光***，其特征是前述分光***包含4组偏振分光镜。
9、根据权利要求1的液晶投影机的分光***，其特征是该液晶面板是一反射式扭曲向列液晶面板。
10.根据权利要求1的液晶投影机的分光***，其特征是前述分光***进一步在光路的最后设有一偏振器，以增进该分光***所产生投射影像的对比效果。
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Cited By (2)
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| CN100434972C (zh) * | 2004-07-16 | 2008-11-19 | 台达电子工业股份有限公司 | 分色棱镜组 |
| CN100460992C (zh) * | 2003-03-24 | 2009-02-11 | 精工爱普生株式会社 | 投影机 |
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- 2001-02-16 CN CN 01203400 patent/CN2520516Y/zh not_active Expired - Fee Related
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