CN101046602A

CN101046602A - 投影显示装置

Info

Publication number: CN101046602A
Application number: CN 200610066322
Authority: CN
Inventors: 陈庆仲; 刘梅; 林威志; 戴文智
Original assignee: Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: Chunghwa Picture Tubes Ltd
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2007-10-03

Abstract

一种投影显示装置，其包括照明系统、显示元件以及成像系统。其中，照明系统包括适于提供光束的光源以及设置于光束传递路径上的光学镜片，而光学镜片与光束传递路径夹有一角度，且此光学镜片会使可见光反射并且使紫外光(UV)以及红外光(IR)穿透。此外，显示元件设置于可见光的传递路径上，且显示元件适于将可见光形成图像光束。另外，成像系统设置于图像光束的传递路径上，用以将图像光束投射至屏幕上。

Description

投影显示装置

技术领域

本发明涉及一种投影显示装置，且特别涉及一种可以避免破坏光学元件并延长光源寿命的投影显示装置。

背景技术

一般而言，投影显示装置(projection apparatus)必须要有足够的光源以提供显示器较高的亮度(luminance)，才能够得到较高亮度的投影图像。因此，投影显示装置中的照明系统使用的光源大多是卤素灯或是各式的高压汞灯。这些光源虽然具有高亮度的优点，但也伴随着高耗电、寿命低以及产生高热等缺点。尤其是光源所产生的高热，若无法适度地传导出投影显示装置之外，常会造成光源本身使用寿命的缩短，以及对投影显示装置中的元件造成伤害。

更具体地来说，投影显示装置主要是由照明系统、显示元件以及成像系统所组成。在照明系统中，光源所提供的光束包含了用以形成图像的可见光，以及红外光与紫外光等不可见光。若红外光与紫外光等具有破坏性的光进入光学元件中，光学元件经常会因为吸收过量的红外光与紫外光而受到破坏。为了避免上述的情形发生，公知技术便是在光源的前方设置滤光片，以将红外光与紫外光反射回光源，避免光学元件受到破坏。

但是，反射回光源的红外光以及紫外光的能量反而会累积在光源上，大量累积在光源的热量及紫外光对材料的破坏将使得光源的使用寿命缩短。此外，无法散除的光源热量亦会对光学元件造成伤害。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是提供一种投影显示装置，其可以提高投影显示装置中的光源与光学元件的使用寿命。

为达上述或其它目的，本发明提出一种投影显示装置，其包括照明系统、至少一个显示元件以及成像系统。其中，照明系统包括适于提供光束的光源以及设置于光束传递路径上的光学镜片，而光学镜片与光束传递路径夹有一角度，且此。此外，显示元件设置于可见光的传递路径上，且显示元件适于将可见光形成图像光束。另外，成像系统设置于图像光束的传递路径上。

在本发明一较佳实施例中，光学镜片会反射420～700nm波长的光。

在本发明一较佳实施例中，光学镜片会使750～1000nm波长的光以及小于410nm波长的光穿透。

在本发明一较佳实施例中，光学镜片与光束传递路径之间所夹的角度介于30度～60度。

在本发明一较佳实施例中，投影显示装置还包括散热装置，设置在紫外光以及红外光穿透光学镜片之后的传递路径上。

在本发明一较佳实施例中，投影显示装置还包括多个设置于光学镜片与显示元件之间的光学元件，且光学元件例如是分色盘(ColorWheel)、光积分柱(Light Integration Rod)、光学透镜(Optical Lens)、偏振转换元件或是这些元件的组合。

在本发明一较佳实施例中，显示元件包括单晶硅液晶显示面板、高温多晶硅液晶(High-Temperature Polysilicon)显示面板或数字微镜片元件(Digital Micro-Mirror Device)。

在本发明一较佳实施例中，上述的至少一个显示元件为单一显示元件，因此投影显示装置为单片式投影显示装置。

在本发明一较佳实施例中，上述的至少一个显示元件包括三个显示元件，因此投影显示装置为三片式投影显示装置。

本发明因采用可以反射可见光并且使紫外光以及红外光穿透的光学镜片，因此可以使具有破坏性的紫外光以及红外光不会传递至投影显示装置中的光学元件以及光源处，因而可延长光源及光学元件的使用寿命。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明的一种单片式投影显示装置的示意图。

图2为本发明另一种三片式投影显示装置的示意图。

主要元件标记说明

100、200：投影装置

110：照明系统

112：光源

112a：光束

114：光学镜片

114a：可见光

120、120a、120b、120c：显示元件

122：图像光束

130：成像系统

140、240：光学元件

142：分色盘

144：光积分柱

146：光学透镜

148、204：偏振转换元件

150：散热装置

202：透镜阵列

206：透镜

214：色彩管理装置

UV：紫外光

IR：红外光

P1、P2、P3、P4：传递路径

α：角度

具体实施方式

图1为依照本发明一较佳实施例的一种单片式投影显示装置的示意图。请参照图1，投影显示装置100包括照明系统110、显示元件120以及成像系统130。其中，照明系统110包括光源112以及光学镜片114。光源112适于提供光束112a，而光束112a依其能见度可再细分为可见光114a以及不可见光的紫外光(UV)与红外光(IR)。用以提供光束112a的光源112例如是汞灯、发光二极管、金属卤化物灯、卤素灯或高强度放电灯。

光学镜片114设置于光束112a的传递路径P1上，且光学镜片114与光束112a的传递路径P1夹有一角度α。值得注意的是，光学镜片114会反射可见光114a，但是紫外光(UV)以及红外光(IR)则会穿透光学镜片114。

此外，显示元件120设置于可见光114a的传递路径P2上，且显示元件120适于将可见光114a形成图像光束122。显示元件120例如是单晶硅液晶显示面板、高温多晶硅液晶显示面板或数字微镜片元件。另外，成像系统130设置于图像光束122的传递路径P3上，用以将图像光束122投射至屏幕(图中未示)上以显示出图像。在本实施例中，成像系统130例如包括投影镜头。

值得注意的是，本实施例的光学镜片114与光束112a的传递路径P1之间所夹的角度α例如是介于30度～60度，而较佳的角度α例如是45度。此外，光学镜片114所反射的可见光114a的波长介于420～700nm，而穿透光学镜片114的紫外光(UV)的波长小于410nm，且穿透光学镜片114的红外光(IR)的波长是介于750～1000nm。

上述的光学镜片114可通过市面上许多光学元件生产公司购得。例如，Thin Film Imaging Technologies公司(美国)所生产的冷镜(45°Cold Mirror)，其可以让波长介于800～1200nm的红外光IR穿透，且使波长介于425～650nm的可见光114a反射。而在冷镜上还涂布有一层可让紫外光穿透的涂布层。另外，在其它多光学元件生产公司，例如是，ROCODES Electro Optics co.Ltd(台湾)等等，亦可购得类似的镜片产品。

当然，上述的光学镜片114也可以依照实际所要求的反射与穿透波长范围，而以镀膜方式镀制实际所需的光学镜片114。

请继续参照图1，为了让投影显示装置100所投射出来的图像更为清晰且颜色更为均匀，投影显示装置100还可以在光学镜片114与显示元件120之间设置光学元件140。在本实施例中，光学元件140例如是分色盘142、光积分柱144、光学透镜146以及偏振转换元件148等元件。其中，分色盘142是用以滤出均匀且高穿透率的色光，光积分柱144是用以将滤出的色光更均匀化，偏振转换元件148用以将色光利用率提高并准确的投射至光学透镜146上，再由光学透镜146将可见光114a投射入显示元件120中。

另外，在紫外光(UV)以及红外光(IR)穿透光学镜片114后的传递路径P4上还可以设置散热装置150，以促进紫外光(UV)以及红外光(IR)所产生的热能快速的散出投影显示装置100之外。在本实施例中，此散热装置150例如是风扇或是其它已知适用的散热装置。

图2为依照本发明另一较佳实施例的一种三片式投影显示装置的示意图。投影装置200包括照明系统110，三个显示元件120a、120b、120c以及成像系统130。在本实施例中，投影装置200还包括光学元件240以及色彩管理装置214。本实施例的照明系统110与图1的照明系统110相同。因此，由光源112所产生的紫外光(UV)以及红外光(IR)会传送至散热装置150，而光源112所投射出的可见光会经光学元件240而进入色彩管理装置214。光学元件240例如包括了透镜阵列202、偏振转换元件204以及透镜206。之后，可见光在进入色彩管理装置214之后，通过色彩管理装置214内的反射与穿透机制可以使得可见光分成三道光线而分别进入显示元件120a、120b、120c中，之后由显示元件120a、120b、120c反射出的光线会一致射向成像系统130。之后成像系统130会将光线处理成图像，并将图像投射至屏幕(图中未示)。值得注意的是，本实施例图2所示的三片式投影显示装置仅是其中一实例，而并非用以限定本发明。本发明的照明系统110亦可以应用在其它种形式的三片式投影显示装置中。

在本发明的投影显示装置及照明系统中，因所使用的光学镜片可使可见光反射并且使紫外光以及红外光穿透，因此光学镜片可使可见光反射至光学元件、显示元件及成像系统中以进行图像的投射，而会对光学元件造成伤害的紫外光以及红外光则穿透光学镜片而传递至外界环境(或是散热装置)中。因此，投影显示装置中的光学元件不会受到紫外光以及红外光的照射，因而可以提高其使用寿命。

另外，因紫外光以及红外光会穿透光学镜片而传递至外界环境(或是散热装置)，而不会传递至照明系统的光源上，因此照明系统的光源不会受到紫外光以及红外光的照射，因而可以提高其使用寿命。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与改进，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims

1.一种投影显示装置，其特征是包括：

照明系统，包括：

光源，适于提供光束；

光学镜片，设置于该光束的传递路径上，其中该光学镜片与该光束的传递路径夹有一角度，且该光学镜片会使可见光反射并且使紫外光以及红外光穿透；

至少一个显示元件，设置于该可见光的传递路径上，适于将该可见光形成图像光束；以及

成像系统，设置于该图像光束的传递路径上。

2.根据权利要求1所述的投影显示装置，其特征是该光学镜片会使420～700nm波长的光反射。

3.根据权利要求1所述的投影显示装置，其特征是该光学镜片会使750～1000nm波长的光以及小于410nm波长的光穿透。

4.根据权利要求1所述的投影显示装置，其特征是该光学镜片与该光束的传递路径之间的该角度介于30度～60度。

5.根据权利要求1所述的投影显示装置，其特征是还包括散热装置，设置在紫外光以及红外光穿透该光学镜片之后的传递路径上。

6.根据权利要求1所述的投影显示装置，其特征是还包括至少一个光学元件，设置于该光学镜片与该显示元件之间。

7.根据权利要求6所述的投影显示装置，其特征是该光学元件包括分色盘、光积分柱、光学透镜、偏振转换元件或其组合。

8.根据权利要求1所述的投影显示装置，其特征是该显示元件包括单晶硅液晶显示面板、高温多晶硅液晶显示面板或数字微镜片元件。

9.根据权利要求1所述的投影显示装置，其特征是该至少一个显示元件为单一显示元件，因此该投影显示装置为单片式投影显示装置。

10.根据权利要求1所述的投影显示装置，其特征是该至少一个显示元件包括三个显示元件，因此该投影显示装置为三片式投影显示装置。