TW200419290A - Analyzers for transmissive LCD-based projectors - Google Patents

Description

200419290 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於用於傳送類型LCD投影類型視訊影像顯示 裝置之分析器領域’而特定言之係關於—種用於包含此類 分析1§之一投影類型視訊影像顯示裝置之成像光學系統， 以及關係一種在一投影類型視訊影像顯示裝置之成像光學 系統中配置此類分析器之方法。 【先前技術】 如今，很多傳送LCD投影類型視訊影像顯示裝置產生有 限的亮度並具有一有限壽命。一限制因素為吸收性分析器 之使用，當濾出不需要極化的光時需要該等吸收性分析器 來吸收大量的光。it已產生不希望的熱效應及其他效應， 該等熱效應已對該等裝置之壽命產生一負面影響。 第11 295 660號曰本專利申請案中揭示一先前技術方 法，其建議㉟強可靠性以對抗在一傳送投影圖錢示器中 之-光閥周圍所產生的熱，該顯示器由該光閥構成並使用 極化光。該投影圖像顯示器之構成方式使得藉由一入射側 極化板來將從一光源發射之任意光調節為單向極化光，並 藉由該光閥來控制該極化光針對每一像素之極化方向而且 藉由一發射侧極化板以僅在一極化方向上發射該極化光， 從而顯示一圖像，且由一投影透鏡對該圖像進行放大及投 ^由於"亥务射侧極化板係一反射極化板並相對於該光閥 之表面而傾斜，因此可抑制該光閥及該發射側極化板附近 產生熱。因此，可抑制可靠性之退化。

O:\90\90827.DOC 200419290 但是，此項先前技術方法在其提供一緊密設計及該投影 透鏡之短後焦距之能力上受到限制，這將使利用此方法之 一投影機相當大且昂貴。 【發明内容】 因此，本發明之一目的係提供一種用於一投影類型視訊 影像顯示裝置之經改進的成像光學系統。 此目的係藉由提供一種成像光學系統而達到，該成像光 學系統包含：一折射分析器裝置，其係配置以在一成像路 徑中通過-第一極化模式的光並引起一第二極化模式的光 相對於該成像路徑之一角偏差；一反射分析器裝置，其係 配置成沿該成像路徑與該折射分析器裝置相距一分隔距 離，亚係配置以在該成像路徑中通過該第一極化模式的光 並將該第二極化模式的偏離光反射出該成像路徑。 由於在該反射分析器裝置之前提供該折射分析器裝置， 因此可使將不需要的光偏離出該成像路徑所需之：隔距離 保持為低，從而實現一緊密設計，在該設計中，可使一相 關聯的投影透鏡之後焦距保持為短，從而可減小投影類型 視訊影像顯示裝置之生產成本。 本發明之另-目的係提供一種用於在一投影類型視訊影 像顯示裝置中配置此類分析器之經改進的方法。 此目的係藉由-方法而實現’該方法包含以下步驟：提 :-折射分析器裝置，其係配置以在一成像路徑中通過一 弟一極化模式的光並引起-第二極化模式的光相對於該成 像路徑之-角偏差；提供一反射分析器袭置，其沿該成像

O:\90\90827.DOC 200419290 路徑與該折射分析器裝置相距一分隔距離，該反射分析器 裝置係配置以在該成像路徑中通過該第一極化模式的光並 將5亥第二極化模式的偏離光反射出該成像路徑。 k X下結合附圖所作的詳細說明可明白本發明的其它目 、特彳政。但是應瞭解，設計該等圖式僅用於說明之目的 而亚非作為對限制本發明之一定義，對此應參考隨附申請 專矛i範圍。應進一步瞭解，該等圖式並不一定按比例緣製 而且除非另外標示，其目的僅為概念性地說明本文所述之 結構及程序。 【實施方式】 抑圖1為顯示一折射分析器i之一基本構造之一示意圖。一 單軸定向雙折射層2夾在二透明載體基板3之間。每一基板3 具有沈積於其個別内表面上之-精細齒節「㈣」結構4。 /精、、田uj筇「鋸齒」結構4最好由聚醯亞胺塑膠 咖心；PI)層製成。圖中顯示包含極化光之-入射光 ^ 5洛在該折射分析^上面。該等材料特性之選取方式使 =该第一極化模式，例如，該P極化光束6，並不遵循折射 率 大又動並因此而遵循作為一平臺平行板的該折射 分析器因而沿-成像路徑傳遞。但是，該第二極化方向， 例如該S極化光7,遵循該等材料之間折射率之-大的差異 並在該等介面内受至彳％ b 折射’而使得當該光束通過該折射分 析器1時改變其傳播方向 乃门 k而引起相對於該成像路徑之一 角偏差。由於欲將此折射八士 汴射刀析态1配置於一投影類型視訊影 像顯示裝置之成像光學备站士 予糸、、先中，因此對成像特性所施加的

O:\90\90827.DOC 200419290 光學要求便很嚴格。但是，折射率之差異一般受到限制而 使得自該傳播方向之偏離一般受到限制，因此，在一投影 類型視訊影像顯示裝置之光學路徑中僅使用一個此類折射 分析器，一般不足以提供該第二極化方向之一方向改變， 此方向改變足以使該第二極化方向轉移到該成像路徑之 外。 圖2顯示用於提供該第二極化光束7之一方向變化增加之 一解決方案。此係藉由依據圖1堆疊二或更多的該等折射分 析益1而實現。以此方式可獲得一增加的角分割度數。包八 P及S極化光的入射光束5落在折射分析器1之堆疊上面並具 有不需要的第二極化方向，例如，該s極化光7藉由該堆疊 的每一層而逐步偏離。所需要的第一極化模式，例如該p 極化光束6，則直接通過該折射分析器1。 圖3說明在一投影類型視訊影像顯示裝置之一簡化光路 徑中所顯示之一可能分析器組態之一第一具體實施例。所 顯示的光路徑包含一液晶（liquid crystal ; LCD)光閥8、依據 圖1之一折射分析|§ 1、一二色性棱鏡9 一反射分析器1〇 以及一投影透鏡11。依據此組態，該折射分析器丨與_反射 分析器10(例如，一所謂的Moxtek®板）結合使用。該折射 分析器1與該反射分析器10相距一分隔距離而定位=使得 該二色性重組棱鏡9可配置於其間。來自該LCD光閥8之2 含P及s極化光之一入射光束5落在該折射分析器丨上面。= 此組態中，不需要的第二極化模式（由箭頭7說明，例如該3 極化方向），可以行進一較大距離而變得與所需要的第—極

O:\90\90827.DOC 200419290 化模式（由箭頭6說明，例如該P極化光束）分隔。户斤需要的第 一極化模式（P極化）光束6通過該投影錢n而人射於一勞 幕（未顯示）上，而將不需要的第二極化模式（s極化）光束反 射出β亥成像路;^。藉由此組態，由該折射分析器1引人用於 將不需要的光轉移出主要的光路徑之所f角偏差減小，從 :可減少該折射分析器1的層數，最好減少到依據圖i之一 早-層。但是’如需要’在依據圖3之第一具體實施例中， 可能採用依據圖2之折射分析器丨之一堆疊。 圖4顯不本貝上與圖3之具體實施例相對應之一第二具體 實施例，但其具有的不同之處為，該反射分析器1()係以盘 該成像路徑成-角度而配置，從而可進—步增加不需要的 光束7之偏離。 、下面將說明—種用於在-投影類型視訊影像顯示裝置之 成像光學系統中配置分析器之方法。該方法包含以下步 驟：提供一折射分析器裝置，其係配置以在-成像路徑中 通過一第一極化模式的光（例如，p極化光）並引起一第二極 化模式的光（例如S極化光）相對於該成像路徑之一角偏差； 2供一反射分析器裝置，其沿該成像路徑與該折射分析器 衣置相距一分隔距離，該反射分析器裝置係配置以在★亥成 像路徑中通過該第一極化模式的光並將該第二極化模=的 偏離光反射出該成像路徑。 、 在-另-具體實施例中，該方法進一步包含在該折射分 析器與該反射分析n之間的成像路徑中提供—二色性棱二 之步驟，因此提供該分隔距離。 夂、’兄

O:\90\90827.DOC -9- 419290 /另—具體實施例中’該方法包含提供包含至少-單轴 疋向雙折射層之一折射分析器之步驟，其中每一個別雙折 射層係夾在二透明载體基板之間，每一基板均具有沈積於 其面對該等雙折射層之一的個別側上之一精細齒節鋸齒結 構。 抑在另-具體實施例中’該方法包含提供包含二或更多的 單轴定向雙折射層之一折射分析器之步驟。 因此’儘官已顯7Γ；、說明及指出本發明應用於其一較佳 具體實施例之基本新賴特徵，但應瞭解，熟悉此項技術者 可對所。兒明I置之形式及細節及其操作進行各種省略、替 2及改變而不背離本發明之精神。例如，明確希望，以實 貝上相同的方式來貫4貫質上相同的功能以獲得相同結果 —件及/或方去步“之組合均在本發明之範脅内。此外， 應明白，與本發明之任何所揭示形式或具體實施例相結合 所顯示及/或說明的結構及/或元件及/或方法步驟均可作為 設計選擇之-般事項而併入於任何其他所揭示或說明或建 議的形式或具體f施你丨Φ m t 卜 貝例中。因此，僅如隨附申請專利範圍 之範轉所示而限定該意圖。 【圖式簡單說明】 在該等圖式中，豆中％ 士》# ’、 斤有该寻若干圖式中所有相同的參 考字元表示類似的元件： 圖1為一折射分析器之示意圖·， 圖2為依據^之—堆疊折射分析器之—示意圖·， 圖3為用於一投影類刑^ 、、 硯訊影像顯示裝置之一分析器組

O:\90\90827.DOC '10- 200419290 態之一第一具體實施例之一示意圖； 圖4為用於一投影類型視訊影像顯示裝置之一分析器組 態之一第二具體實施例之一示意圖。 【圖式代表符號說明】 1 折射分析器 2 單軸定向雙折射層 3 透明載體基板 4 精細齒節「据齒'」結構 5 入射光束 6 第一極化模式的光/p極化光 7 第二極化模式的光/s極化光 8 傳送液晶光閥 9 二色性重組稜鏡 10 反射分析器裝置 11 投影透鏡 O:\90\90827.DOC -11 -

Claims (1)

1. 200419290 拾、申請專利範園： 1 ·種用於一投影類型視訊影像顯示裝置之成像光學系 統，其包含··用於發射照明光之一光源，一傳送液晶光閱 (8)，一折射分析器裝置（1)，其係配置以在一成像路徑中 ^ ^第極化模式的光（6)並引起一第二極化模式的光 (7)相對於該成像路徑之一角偏差，一反射分析器裝置 (10)，其係配置成沿該成像路徑與該折射分析器裝置〇) 相距一分隔距離，並係配置以在該成像路徑中通過該第一 極化模式的光（6)並將該第二極化模式的偏離光（7)反射出 該成像路徑。 2.如申請專利範圍第丨項之成像光學系統，其進一步包含一 配置於該反射分析器（1)與該折射分析器（1〇)之間的該成 像路#中以提供該分隔距離之二色性稜鏡（9)。 3·如申請專利範圍第丨項之成像光學系統，其中該折射分析 器（1)包含至少一單軸定向雙折射層（2)，其中每一個別雙 折射層（2)係夾在二透明載體基板之間，每一基板均具 有沈積於其面對該等雙折射層（2)之一的個別側上之一精 細齒節鑛齒結構（4)。 4.如申請專利範圍第3項之成像光學系統，其中該折射分析 器（1)包含二或更多的單軸定向雙折射層（2)。 5· —種投影類型視訊影像顯示裝置，包含如申請專利範圍第 1至4項中任一項之成像光學系統。 6· —種用於在一投影類型視訊影像顯示裝置之成像光學系 統中配置分析器之方法，其中該方法包含以下步驟： O:\90\90827.DOC 200419290 提供一折射分析器裝置，其係配置以在一成像路徑中 通過一第一極化模式的光並引起一第二極化模式的光相 對於該成像路徑之一角偏差； 故t、一反射分析器裝置，其沿該成像路徑與該折射分 析器裝置相距一分隔距離，該反射分析器係配置以在該成 像路徑中通過該第一極化模式的光並將該第二極化模式 的偏離光反射出該成像路徑。 7·如:請專利範圍第6項之方法，其進一步包含在該折射分 析。。與该反射分析器之間的成像路徑中提供一二色性稜 鏡之步驟，因此提供該分隔距離。 I ==利範圍第6項之方法，其進-步包含以下步驟： 單軸定向雙折射層之-折射分析器，苴中 =一個㈣折射層料在二透日域 _ 均具有沈積於其面對該等 才反之間母一基板 精細齒節鑛窗結構。 斤射層之-的個別側上之- 9. 或更多的單軸定向雙折射/ 其進一步包含提供包含二 折射分析器之步驟。 O:\90\90827.DOC