TW200807134A - Liquid crystal projector and image reproducing device - Google Patents

Description

200807134 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種將液晶顯示面板（液晶顯示裝置）作為 光閥使用之投影機（投射型顯示裝置），及行動電話終端 機、數相位機、攝錄機、個人電腦、遊戲機、玩具等之圖 、 像再生裝置。 , 【先前技術】 提到投影機，先前一般都認為是設置於住宅内等而使用 • 者，然而如曰本專利特開昭63-118125號公報及特開平4_ 60538號公報等中揭示，作為其光源，有使用金屬齒化 燈、高壓水銀燈、氙氣燈等之燈。 但是，以燈作4光源具有町等之問冑：⑷光源部之口 _徑變大，使得投影機整體大型化；(b)光源部之發熱量大， -而必須裝設風扇等之冷卻裝置，使得投影機整體更趨大型 化；（0風扇等之雜訊多，耗電量亦變大；（句受到紫外線 等多餘且有害的波長範圍之光線照射，可能有損使用有機 # 物之液晶顯示面板之可靠性；⑷無法高速切換光源開/ 關亦難以進行光S之調整；（f)由於燈之斷絲或使用壽 • 命，而必須頻繁更換燈。 • 為 現已考里使用燈以外之發光元件（發光體）作為投 影機之光源。 '、體而"，在日本專利特開2〇〇5_116799號公報，及G, Harbers ^ M. Keuper ^ S. Paolini; "Performance of High Ρ_Γ 咖出-⑽⑽ in c〇1〇r ρΓ〇_ί〇η 118592.doc 200807134

Displays” ’ IDW Μ ’ P1585〜P1588)中，揭示使用 LED(發 光二極體）作為光源。 再者，於日本專利特表2〇〇5_526288號公報中揭示：使 用雷射作為光源，而依照光柵型樣中之各像素逐一控制雷 射之激發’並藉由包含2個掃描鏡之掃描器，使從雷射中 放射出之雷射光於光柵型樣上掃描，而於光柵型樣上顯示 2次元圖像。 就雷射而言，半導體雷射是藉由所謂的LD或半導體雷 射所激發之固體雷射（DPSSL: Diode Pumped Solid State

Laser，二極體激發式固態雷射）等之固體雷射而實現，就 其大小上，以半導體雷射而言，可將一邊之長度形成為數 100 μπι左右，以固體雷射之非線形光學結晶而言，在1〇〇 mW輸出等級下可形成為數mm左右。 再者’半導體雷射或固體雷射與金屬齒化燈等相比，其 寿命較長’且幾乎不需要更換，發光效率亦高，發熱又 少，容易冷卻。 此外，半導體雷射或固體雷射能夠藉由結晶之種類或組 成’使紅色、綠色及藍色之各波長區域内最適於顯示之波 長之光線出射，因而提升色純度，也不會使紅外線或紫外 線等顯示上不要之光線出射。 再者’半導體雷射或固體雷射亦能夠瞬時進行開/關之 切換’因此亦易於進行出射光量之控制。 【發明内容】 如曰本專利特開2005-116799號公報及G. Harbers、 118592.doc 200807134

Keuper、S· Paolini; ’’Performance of High Power LED Illuminators in Color Sequential Projection Displays，，， IDW 03，pi585〜pi588)中揭示，使用LED作為液晶投影機 之光源與使用燈作為光源之情形相比，雖能夠將光源部小 型化，而將投影機整體小型化，但是，在投影機整體上仍 有一個手掌左右之大小限制，難以使投影機内建於行動電 話終端機等之小型機器中。 亚且，在日本專利特開2005-116799號公報中亦指出， _ LED其出射之光線發散角度大，將此使用作為投影機之光 源之情形時，其光展量（Etendue)會變得比液晶顯示面板之 顯示區域大出許多，結果造成光利用效率降低。 對此，半導體雷射或固體雷射不僅就其本身能夠小型 • 化，且相較於LED，亦能夠壓倒性的縮小出射光之發散 角’而能夠使光利用效率大幅提升。 這疋因為雷射光源比LED更接近點光源，容易進行光展 量之最佳化’故光利用效率提升，因此，在投影機中要達 成相同程度之光量上，相較於使用LED作為光源之情形， 只需要較少之光源出射光量即可。 其結果，在使用雷射作為光源之情形中，便能夠簡化冷 卻裝置或不必裝設。 7 然而，如曰本專利特表2005_526288號公報中揭示，藉 由掃描器使雷射光進行光柵掃描之方法，在黑色顯示上精 可藉由關閉雷射光而實現’但是要在高速下一面調變雷: 光並同時於瞬間使雷射光完全不出射（使光量為零）則難以 118592.doc 200807134 達成’因而有圖像對比度降低之缺點。 本發明之課題即在^使投影機整體小型化至能 =建於行動電話終端機等小型機器中之程度，並實現投 衫機所不可或姑夕& u m > ^ 、 利用效率之提升及圖像對比度之提 升。 為解決上述課題，構成為紅、綠及藍色之3色各一之單 =的^ ^/中之本發明之液晶投影機，其特徵在於包含： 光源部，其含有第i、第2及第3雷射，該等雷射各自為 半導體雷射或固體雷射’且各自出射紅、綠及藍色之雷射 光束； 液晶顯示面板，其係於入射側基板與出射侧基板之間形 成有構成紅、綠及藍色像素之液晶層’且於該入射侧基板 上形成有包含多個微透鏡之微透鏡陣列者； 光束擴政成形光學元件，其係藉由光之繞射或折射，使 從前述光源部出射之各色雷射光束各自以遍及前述液晶顯 示面板之顯示區域之全域，並入射至前述液晶顯示面板之 珂述液晶層之對應像素之方式擴散成形者； 透鏡系統，其係使藉由該光束擴散成形光學元件而擴散 成形之各色雷射光束各自轉換成大致平行之光束，而入射 至鈿述液晶顯示面板之前述微透鏡者；及 才又射透鏡’其係投射穿透前述液晶顯示面板之圖像光 者0 在上述構造之液晶投影機中，從光源部之第1、第2及第 3雷射出射之紅、綠及藍色之雷射光束，係各自藉由繞射 118592.doc 200807134 盂或折射型之光束擴散成形光學元件而遍及一片液晶顯示 面板之顯示區域之全域，並入射至其液晶層之對應像素之 方式擴散成形，於是乎使包含紅、綠及藍色之多色圖像投 射於外部之螢幕上。 而且，由於第1、第2及第3雷射係半導體雷射或固體雷 射，能夠顯著小型化，且繞射型或折射型之光束擴散成形 光學疋件亦可充分小型化，因此能夠將投影機整體顯著小 型化，而能夠内建於行動電話終端機等之小型機器中。 再者，由於使用雷射光作為照明光，因此不但光利甩效 率提升，且黑色顯示並非藉由關閉各色之雷射光束，而是 藉由液晶驅動電路將液晶層之對應顯示單位加以遮光而實 現，因此亦不會造成圖像對比度降低。 此外，其不同於日本專利特表2〇〇5-526288號公報中揭 不之雷射掃描方式，而是使經由液晶顯示面板予以調變之 圖像光藉由投射透鏡而擴大投影為擴散光，因此晝面幾乎 無閃動感，具有能夠獲得液晶特有之沉穩圖像之優點。 如上所述，根據本發明，能夠使投影機整體小型化至可 内建於行動電話終端機等小型機器中之程度，並實現投影 機所不可或缺之光利用效率之提升及圖像對比度之提升。 【實施方式】 [1·第1實施形態（單板式）：圖1至圖13] 第1實施形悲係顯示使用紅、綠及藍色之3色各一片之液 晶顯示面板（液晶光閥）之單板式之情形。 (1-1·基本構造之第1例（使用繞射光學元件之情形）··圖工至 118592.doc 200807134 圖5) 圖1表示使用繞射光學元件作為光束擴散成形光學元件 之情形’以此作為單板式之液晶投影機之基本構造之第1 例。 為使方向明確，將X方向、γ方向及Z方向定義為如圖所 示。Y方向在圖1中為垂直於紙面之方向。 <光源部> 在本例中，於X方向排列設置紅色雷射11R、綠色雷射 11G及藍色雷射iiB，作為光源。 紅色雷射11R及藍色雷射UB各自使用半導體雷射。例 如’紅色雷射11R使用InAlGaP系等者，藍色雷射iiB使用 GaN系或InGaN系者。 另一方面，出射綠色雷射光之半導體雷射，由於截至目 前尚未實現，故綠色雷射UG使用藉由半導體雷射激發之 固體雷射’即所謂的 DPSS (Diode Pumped Solid State)雷 射’例如 YV〇4+KTP (KTiOP〇4)、結晶PPLN (Periodically

Poled LiNb〇3 ·•週期性極化反轉铌酸鋰），或pp (Periodically Poled:週期性極化反轉）Mg〇.LN (LiNb03) 等。 紅色雷射11R、綠色雷射11G及藍色雷射11B之振盪模式 亦可以是多模式。為求相對於溫度變化等之模式穩定性或 偏光穩定性，在半導體雷射方面是實現窄線寬結構，在固 體雷射方面則疋哥求週期極化反轉（peri〇(Jically p〇led)， 但在本發明中’可利用後述之光束擴散成形光學元件（繞 118592.doc 10- 200807134 射光學元件或折射型光學元件）之入射光束對於形狀之鈍 感性’而使用多模式之半導體雷射或固體雷射作為紅色雷 射11R、綠色雷射11G及藍色雷射11B。 田 當然，亦可使用單模式之半導體雷射或固體雷射。一般 在半導體雷射之情形中’與其進行模式控制，若能更加利 "用多模式振盪，則所能使用之半導體雷射之良率將會提 * 升，且降低製造成本。 從紅色雷射11R、綠色雷射11G及藍色雷射UB出射之 # 紅、綠及藍色之雷射光束1R、1G及1B，例如，使其各自 穿透λ/2板（1/2波長板）29R、29G及29B，而入射至繞射光 學元件21。 從半導體雷射或固體雷射出射之雷射光，會因為雷射内 部電場之變動，使得每個裝置的偏光方向未必為一定，且 裝置之組裝精度也會造成偏光方向不一，然而以上述方式 插入λ/2板29R、29G及29B，並調整其回轉位置，藉此便 月匕夠使入射至後述之液晶顯不面板4 0之各色之雷射光束 _ 3R、3G及3Β之偏光方向與液晶顯示面板4〇之偏光軸相一 致。 * λ/2板亦可改為使用適當之相位差膜或相位差板，以校 * 正偏光方向。例如，一般使用之Al、GaAs系半導體雷射激 發YV〇4+KTP使用二次高諧波之固體雷射，其偏光方向會 因裝置而異，多為偏光比為10左右者。在此情況下，藉由 使用適當之相位差膜來校正相位延遲値以進行最佳化，能 夠將偏光比調高。 118592.doc -11 - 200807134 以上述方式藉由λ/2板或相位差膜等來調整偏光軸，可 減少液晶顯示面板4〇之前後偏光板33及34所導致之光線損 失，而使光利用效率提升。 <作為光束擴散成形光學元件之繞射光學元件> 在本發明中，係藉由繞射型或折射型之光束擴散成形光 學元件’使從作為投影機之光源之半導體雷射或固體雷射 出射之雷射光束’遍及作為液晶光閥之液晶顯示面板之顯 示區域之全域而擴散成形，但在圖1之例中，有時會使用 繞射光學元件作為該光束擴散成形光學元件。 、、:^射光學元件（DOE : Diffractive Optical Element)其本 身已知為"Diffuser，，（擴散板）或”Beam Shaper"(波束成形 器）等。 例如’在參考文獻 1 (Adam Fedor; Digital Optics Corp. Binary Optic Diffuser Design”）中，揭示一種藉由 "Diffuser"或"Beam shaper”將光束擴散成形之方法，而在 茶考文獻2(池田欣史「繞射型透鏡」，〇pTR〇mcs 2〇〇5 年，Ν〇3，ΡΡΠ5〜178)中，揭示一種「繞射型透鏡」之製 造方法等。

Diffuser”係將入射之光束之某一點之光線繞射至輸出 面（Output Plane)上之多個之點: n之對應），以此方式將 入射之光束的各點之光線繞射至輸出面上之各點者； Beam Shaper”係將入射之光束之某一點之光線繞射至輸出 面上之某一點（1 :丨之對應），以此方式將入射之光束的各 點之光線繞射至輸出面上之各點。 118592.doc -12- 200807134 在圖1之例中，作為繞射光學元件2 1，是將各個穿透型 之紅色用繞射光學元件21R、綠色用繞射光學元件21G及 藍色用繞射光學元件21B，排列設置於紅色雷射i 1R、綠色 雷射11G及藍色雷射11B之排列方向。 紅色用繞射光學元件21R係使從紅色雷射11 r出射之紅 色雷射光束1R ’如雷射光束2R及3R所示般遍及液晶顯示 面板40之顯示區域之全域，並入射至如後述之液晶顯示面 板40之液晶層48之紅色像素而擴散成形者。

同樣的，綠色用繞射光學元件21(}係使從綠色雷射11G 出射之綠色雷射光束1G，如雷射光束2(}及3(5所示般遍及 液晶顯示面板40之顯示區域之全域，並入射至液晶層48之 綠色像素而擴散成形者；藍色用繞射光學元件21B係使從 〇^色运射113出射之藍色雷射光束iB，如雷射光束2B及3B 般遍及液晶顯示面板4〇之顯示區域之全域，並入射至液晶 層48之藍色像素而擴散成形者。 亦即例如，將紅色用繞射光學元件21R、綠色用繞射 光學疋件21G及藍色用繞射光學元件21B各自設為Diffuser 之h形時’如圖2所示（惟在圖2中，省略圖丨所示之場透鏡 31所產生之光線折射），某一色用之繞射光學元件na，係 將入射至其繞射圖案形成部21c之雷射光束la，藉由如 述之對應而繞射至液晶顯示面板40之顯示區域40a中包 各角落之點PI、P2、m >入丄 P3、P4之全域者；至於繞射光學元 21整體構造，係使來自繞射光學元件21R、21G及21B之各 、v〇射光各自成點狀擴散，以在顯示區域4〇a上使各 118592.doc -13- 200807134 點重疊之方式予以均勻化，而照射於顯示區域40a者。 該情況下，光發散角α是由雷射光束1 a之束徑而定，然 而如後所述，可將該光發散角α設為1度以下而使其充分縮 小〇 從雷射出射之雷射光束一般為Gaussian(高斯）形狀，在 ‘該形狀下，難以使其均勻照射於液晶顯示面板4〇上，但藉 ，由以上方式以繞射光學元件21使雷射光束擴散成形而照射 於液晶顯示面板40上，藉此即可於液晶顯示面板4〇上獲得 _ 均勻之梵度分佈。 各色用之繞射光學元件21R、21G及21B最好集成形成於 一片透明基板上。藉此，將繞射光學元件21R、21G及21B 分別形成後，相較於對位配置之情形，不但能夠容易且正 確進行繞射光學元件21R、21G及21B之對位，且能夠將繞 射光學元件21整體小型化。 如上述之繞射光學元件21可根據各色之雷射光束1R、 1G及1B之束徑或束形狀、所欲得到之•螢幕上之亮度分佈 • #，藉由電腦模擬製作而成。 如圖1所示，於繞射光學元件21之前方配置場透鏡31， ’ 其係使藉由紅色用繞射光學元件21R而擴散成形之紅色雷 ， 射光束2R、藉由綠色用繞射光學元件21G而擴散成形之綠 色雷射光東2G，及藉由藍色用繞射光學元件21B而擴散成 形之藍色雷射光束2B，各自轉換為大致平行光之雷射光束 3R、3G及3B，而入射至液晶顯示面板4〇者。 <液晶顯示面板及投射透鏡> 118592.doc -14- 200807134 液晶顯示面板40係設定為於入射側基板41與出射侧基板 46之間形成有液晶層48之穿透型之液晶顯示裝置，且於液 晶顯示面板40之前側及前方侧配置偏光板33及34，但在如 圖1之例的單板式之情形中，則是於液晶顯示面板40之入 射側基板41上形成微透鏡陣列。 具體而言，如圖3所示，入射侧基板41係設定為：於包 含石英等之透明基板42、43間，形成包含透明樹脂等之微 透鏡陣列44，且於透明基板43上，形成包含IT〇 (Indium

Tm 〇xlde :錮錫氧化物）等透明導電材料之對向共用電極 45者。 出射側基板46係設定為：於包含石英等之透明基板之一 面側，作為主動矩陣式之液晶驅動電路47，形成包含多晶 矽等之掃描線、包含鋁等之訊號線、含IT〇等透明導電材 料之像素電極，及作為像素開關元件之TFT (TMn Transistor :薄膜電晶體）者。 作為液晶顯示面板40，係配置上述之入射侧基板41及出 射側基板46其配置方式係於兩者間形成些微間隙並使對 向共用電極45與液晶驅動電路47相對向，然後於兩者間注 入液晶而形成液晶層48，以形成紅色像素(紅顯示用之副 像素）Pr、綠色像素（綠顯示用之副像素心及藍色像素（藍 顯示用之副像素）Pb。 孤 心況下’舉其一例’如圖4所示，從雷射光束之入射 側，看’紅色像素化、綠色像素Pg及藍色像素Pb之組（顯 不單位）’是以所謂的△配置而由多個構成之方式，形成上 118592.doc 200807134 述之液晶驅動電路47，且微透鏡陣列44係將從雷射光束之 入射側觀看為六角狀之微透鏡44a，相對於1個顯示單位以 1比1之比例而由多個形成者。參照符號19a表示遮光層（黑 色層）及掃描線，參照符號19c表示訊號線。 當然’可將顯示單位設為正方排列，於該情況下，微透 鏡44a從雷射光束之入射側觀看為矩形（正方形或長方形）。 正方排列適用於文字等之顯示，在VGA或SXGA等之電腦 用顯示器中常用。 Φ 如圖1及圖3所示，入射至液晶顯示面板40之雷射光束 3R、3G及3B，會各自藉由場透鏡31而形成大致平行之光 束’因此各個微透鏡44a最好設計為非球面，以抑制球面 像差。 以此方式於液晶顯示面板40之入射側基板41形成微透鏡 陣列44，藉此使各自從紅色雷射11R、綠色雷射11G及藍 色雷射11B出射、並各自由紅色用繞射光學元件21R、綠色 用繞射光學元件21G及藍色用繞射光學元件21B予以擴散 — 成形，而各自由場透鏡31形成大致平行的光束之紅、綠及 藍色之雷射光束3R、3G及3B，如圖3所示，其各自之一部 分的雷射光3r、3g及3b會各自由微透鏡44a予以分配聚 光，而入射至液晶層48之對應像素Pr、Pg及Pb。 亦即，上述之紅色用繞射光學元件21R係使從紅色雷射 11R出射之紅色雷射光束1R，最終經由微透鏡44a入射至液 晶層48之紅色像素Pr而擴散成形者；綠色用繞射光學元件 21G係使從綠色雷射11G出射之綠色雷射光束1G，最終經 118592.doc -16- 200807134 由微透鏡44a入射至液晶層48之綠色像素Pg而擴散成形 者；藍色用繞射光學元件21B係使從藍色雷射11B出射之藍 色雷射光束1B，最終經由微透鏡44a入射至液晶層48之藍 色像素Pb而擴散成形者。 各雷射11R、11G及11B類似於點光源，因此圖1及圖2中 所示之光發散角α能夠充分縮小，且對螢幕之照射光量相 較於使用燈作為光源之情形更能顯著增加，即使是單板 式’光利用效率亦可提升30%左右。因此，能夠減低雷射 輸出，並抑制各雷射之發熱。如此高效率之液晶投影機乃 前所未有。 液晶顯示面板40對於液晶層48之像素Pr之一部分施加紅 色圖像訊號，以調變控制像素Pr之一部分之穿透率；對於 液晶層48之像素Pg之一部分施加綠色圖像訊號，以調變控 制像素Pg之一部分之穿透率；對於液晶層48之像素Pb之一 部分施加藍色圖像訊號，以調變控制像素Pb之一部分之穿 透率。 因此，穿透像素Pr之一部分之雷射光會得到紅色圖像 光，穿透像素Pg之一部分之雷射光會得到綠色圖像光，穿 透像素Pb之一部分之雷射光會得到藍色圖像光，而穿透液 晶顯示面板40之雷射光，便會得到該等各色之圖像光所合 成之多色圖像光。 該多色圖像光會藉由投射透鏡50而投射到投影機外部之 螢幕上。投射透鏡5〇係組合多個透鏡而成者。 <具體例> ^8592.(100 -17- 200807134 在圖1之例中，舉出如下之構造作為一例。 紅色雷射11R使用振盪波長635 nm〜64〇 nmiInA1GaP系 之半V體雷射，藍色雷射11B使用振盪波長料5 ^^之^^ 系之半導體雷射。其各自之輸出為100 mW，垂直方向之 光發散角為30度（FWHM)，水平方向之光發散角為1〇度， 橫模式為單模式，縱模式為多模式。 綠色雷射11G使用808 nm半導體雷射激發、振盪波長532 nm之使用YV〇4+KTP二次高諳波之固體雷射。其輸出為 1〇〇 mW，橫模式為單模式，縱模式為多模式。 雷射光束1R、1G、1B間之平行度，在對於藉由繞射光 學元件21而擴散成形之雷射光束、2G及2B之場透鏡31 之入射角之控制上雖然重要，但在此將該平行度在χ方向 及Υ方向上縮減為1度以内。具體而言，其係藉由所謂的主 動對位方式，一面使雷射光振盪，一面控制使其達到該平 行度。 雷射光束1R、1G間之距離及雷射光束ig、1Β間之距 離，各自設為1.5 mm左右，雷射光束1R、1G&1B之繞射 光學元件21上之光束尺寸（束徑），設為〇·6 mm〜〇·8 mm左 右。其結果，上述之光發散角〇^即可設為1度以下，且如圖 3所示之雷射光對液晶顯示面板4〇之入射角φ可設為數度 (4〜6度）左右。 液晶顯示面板40如圖5所示，以石英（η=ι.459)形成入射 側基板41之透明基板42、43及出射側基板46，並以折射率 1.669之透明樹脂（環氧樹脂系或硫胺甲酸乙酯系等）形成微 118592.doc -18· 200807134 透鏡44a(微透鏡陣列44)。 訊號線19c之寬度Ds為2·〇 μηι，像素Pr、Pg、pb之寬度 Dp為8·7 μιη。因此，包含像素pr、pg、pb之各i個之顯示 單位之間距為3 2.1 μπι。 液晶顯示面板40便以如上方式，將X方向之間距為32· i μπι、Y方向之間距為2〇·4 μιη之顯示單位，以例如於X方向 188個、於Υ方向為2行一組共220組（44〇行）而形成。因 此，顯示區域整體之X方向為6 mm以上，γ方向為9 mm以 下。亦能夠更加高精細化。 設微透鏡44a之曲率半徑為25·2 μηι，非球面常數為 -0.765，焦點距離fa為從主點空氣中換算値，約 μπι 〇 <效果> 上述圖1的例子之單板式之液晶投影機，由於使用各自 包含半導體雷射或固體雷射之紅色雷射丨1R、綠色雷射 11G及藍色雷射11B作為光源，且使用各色用之繞射光學 元件21R、21G及21B，因此能夠將光源部及投影機整體之 光學系統顯著小型化。 繞射光學元件21R、21G及21B之最大繞射角，雖然關係 到液晶顯示面板40上亮度之均勻性及取捨（trade off)，但 仍可在無損於亮度均勻性之範圍内增大至3〇度左右，藉此 可縮短繞射光學元件21與液晶顯示面板4〇之距離，而能夠 縮短投影機整體之長度。 八體而σ，在上述之具體例（試作例）中，投影機整體之 118592.doc -19- 200807134 光學系統可小型化為：將X方向及γ方向之寬度縮小至i cm ’將z方向之長度縮小至3.5 cm，將體積縮小至數cm3左 右。 再者，由於使用包含紅色雷射UR、綠色雷射UG及藍 色雷射11B之雷射光源作為光源，故能夠以如上述之方式 將光發散角α充分縮小至1度以下，而能夠將光利用效率充 分提高30%左右。因此，能夠降低雷射輸出功率，在發熱 預防及安全預防上有利。 籲 再者，使用燈作為光源之情形時，若不使用孔徑等，則 光發散角會變大（通常為10度至15度左右），如為單板式之 十月形，會產生混色而降低色純度，但在本發明之上述圖^ 的例子之單板式之液晶投影機中，由於能夠以上述之方式 將光發散角α充分縮小至丨度以下，因此不會因混色而導致 色純度降低。 再者，由於亦能夠縮小對投射透鏡5〇之光入射角，因此 能夠使用F號之較大鏡頭作為投射透鏡50，增加投射透鏡 • 5 0之叹计自由度，而可望達到投射透鏡5〇之低成本化。 此外，黑色顯示並非藉由關閉各色之雷射光束1R、 及1B而疋藉由液晶驅動電路47將液晶層48之對應顯示單 位進行遮光而實現，故不會有圖像對比度降低的情形發 生。 此外，由於能夠以上述之方式縮小光發散角以及入射角 Φ’故可減少因光線斜向入射至偏光板33、34所導致之對 比度降低。 118592.doc 200807134 (1-2·基本構造之第2例（使用折射型光學元件之情形）：圖 6、圖 7) 圖6表不使用折射型光學元件作為光束擴散成形光學元 件之情形，以此作為單板式之液晶投影機之基本構造之第 2例。 ’ 在本例中雖亦設置紅色雷射11R、綠色雷射11G及藍色

-雷射11B作為光源，但在本例中，例如，使兩侧之雷射光 束1R及1B朝向場透鏡31之主點，並對中央之雷射光束1G • 以各自特定之角度傾斜，以此方式配置各雷射11R、11(} 及 11B 〇 這是因為在折射型光學元件之情形中，不同於上述繞射 光學元件之情形，若使中心光斜向入射以使出射光之中心 線一致，在光學系統之設計上較為簡單的緣故。當然，亦 可如同圖1之例，使各色之雷射光束1R、1G及1B成為平 行。 其次，在本例中，使用折射型光學元件作為光束擴散成 • 形光學元件，使從各雷射11R、11G及11B出射之各色雷射 光束1R、1G及1B，例如各自穿透χ/2板29r、29G及29B， < 而入射至折射型光學元件23。 • 折射型光學元件其本身為已知，可參閱網際網路（例如 URL ； http://www.rpcphotonics.com/engineer_diffuser.htm) 等。 折射型光學元件係由具有多樣化形狀及曲率之微透鏡以 2次元組合而成者，能夠藉由光線折射而將光束擴散成 118592.doc -21 - 200807134 形。各微透鏡传喜 、邊長為5 〇 μπι左右之曲率、半徑互里者， 身令罕 、悉力各 Ρ遂鏡之光線會由微透鏡折射而相重合，最後能 夠成形為特定形狀，且亮度分佈亦變得均勻。 如為繞射光學元件之情形，是由形成於表面之微小繞射 圖】案：成繞射像，而使該等繞射光重合，相對於此，折射 ，光予^件之情形則是由各微透鏡使人射光折射並聚光擴 政、重豎，而成形為特定形狀，且亦可獲得亮度分佈之均 勻性。 在圖β之例中，折射型光學元件23係為各色之雷射光束 1R、1G及1Β所共用，其中如圖7(Α)、圖（Β)中放大顯示之 邛刀所不，於一面側配置將上述之微透鏡23a以2次元形 成多個而成者，使各色之雷射光束1R、1G及1B各自如雷 射光束2R 2G及2B所示般遍及液晶顯示面板4〇之顯示區 域之全域，並入射至液晶顯示面板40之液晶層48之對應像 素而擴散成形。又圖7(B)之光線9係表示入射至某個微透 鏡的光線折射之情形者。 在折射型光學元件中，折射率僅藉由形成元件的材料之 分散關係而決定，而由於在可視光區域中相對於各色光線 之折射率幾乎不變，故能夠以此方式使折射型光學元件23 為各色之雷射光束1R、1G及1B所共用。 如上述之折射型光學元件23可藉由電腦模擬進行設計， 以電鑄製作母模，再使用樹脂製成。 於折射型光學元件23與液晶顯示面板4〇之間配置場透鏡 31，使藉由折射型光學元件23擴散成形之各色雷射光束 118592.doc •22- 200807134 2R、縦2B各自轉換成大致平行光之雷射光束而入射至 液晶顯不面板40，此部分與圖1之例相同。 液晶顯示面板40之構造中，包括如圖3所示之於入射側 基板上形成微透鏡陣列44之點，故亦與^之例相同。 因此’在本例中，可獲得與圖k例完全相同之效果。 (1-3·光源部之較佳例：圖8及圖9) <第1例：圖8>

在光源部方面，若將各雷射11R、11G及iib如圖丨或圖6 所不單獨排列於一方向上，使從各雷射、HO及〖IB出 射之雷射光束1R、1G&1B直接入射至繞射光學元件21或 折射型光學7G件23，會因為雷射之封裝等因素，而有無法 充分縮小鄰接之雷射光束間的距離之情形。 基於此，對於光源部1〇舉出如圖8所示之構造作為一 例。具體而言，在本例中，其係以如下方式構成：將包含 DPSS雷射之中央之綠色雷射11G配置於比紅色雷射nR及 蓋色雷射11B較為後退之位置，將偏波模式之光纖丨3 〇之 一端連接於綠色雷射11G，將光纖13G之另一端導入紅色 雷射11R之管狀封裝llr與藍色雷射11B之管狀封裝 間，而使綠色雷射光束1G從光纖13G之另一端出射。 藉此，能夠縮短雷射光束1R、1G間及雷射光束IB、1G 間之距離，在圖1之例中，能夠縮短繞射光學元件21R、 21G間及繞射光學元件21B、21G間之間隔（間距）。 再者，因為僅將綠色雷射11G與光纖13G連接，故亦可 將綠色雷射11G與紅色雷射11R及藍色雷射11B隔離設置， 118592.doc -23- 200807134 因此在小型電子機器中，尤其能夠讓光源之配置具有自由 度。一般而言包含DPSS雷射之綠色雷射11G比包含半導體 雷射之紅色雷射11R及藍色雷射UB為大，故以上述方式之 構造為方便。 〈第2例：圖9> 從半導體雷射出射之雷射光束，其剖面形狀非為圓形， 而疋如上述於垂直方向及水平方向以不同的角度發散，但 入射至繞射光學元件21或折射型光學元件23之雷射光束， • 帛好是剖面形狀近似於圓形者。此外，從DPSS雷射出射 之雷射光束，其束徑實際上相當小。 圖1、圖2及圖6中所示之光發散角〇1係設定為對應於從雷 射出射之雷射光束之束徑者，&束徑越小貝，K發散角α越 小。因此，如上述方式使入射至液晶顯示面板4〇之雷射光 藉由微透鏡44a加以聚光並入射至對應像素之情形中，要 盡可能縮小聚光形狀，就必須盡可能縮小從雷射出射之雷 射光束之束徑。 疋’例如以圖1之例而言，使紅色用繞射光學元件 21R、綠色用繞射光學元件21G及藍色用繞射光學元件 2，各自依照周期性間距使繞射光於2次元方向均勻擴 散，而形成所謂的Difuseri情形時，必須各自涵蓋多個基 本週期使雷射光束入射至紅色用繞射光學元件2ir、綠色 用繞射光學元件21G及藍色用繞射光學元件21B，而入射 至綠色用繞射光學元件21G之雷射光束⑴之束徑若太小， 將無法使綠色繞射光於2次元方向均勻擴散。 118592.doc -24- 200807134 為此，入射至繞射光學元件21之各色雷射光束以、1G 及之束徑，最好為〇mm左右。 基於此，對於光源部舉出如圖9所示之構造作為一例。 具體而言’在本例中，&包含侧8雷射的中央之綠色雷 射11G出射之雷射光束1G〇，會藉由光束擴徑器將其束 徑擴大後，入射至繞射光學元件2 j。 此外，從紅色雷射11R(管狀封裝llr)出射之雷射光束 1R0,會藉由包含2個柱面鏡15R及16R之準直儀14R而使其 剖面形狀近似於圓形，再藉由稜鏡17R予以2度反射，而成 為通過接近雷射光束1G的位置之雷射光束1R，並且，從 藍色雷射11B(管狀封裝llb)出射之雷射光束⑺。，會藉由 包含2個柱面鏡15B及16B之準直儀14B而使其剖面形狀近 似於圓形，再藉由稜鏡17B予以2度反射，而成為通過接近 雷射光束1G的位置之雷射光束1B。 藉由如上方式構成，能夠使紅色雷射光束1R及藍色雷射 光束1B，各自成為束徑為〇.8 ιηηιΦ且剖面近乎圓形者，且 能夠減少紅色雷射光束以及藍色雷射光束1Β之像散像 差，同時能夠使綠色雷射光束1G在繞射光學元件21之位置 上之束控為0.6 ηπηφ。 此外’能夠將雷射光束1R、1G間之間隔及雷射光束 1Β、1G間之間隔’各自設為^瓜^之相當小之間隔。 (1-4·各雷射及液晶顯示面板之其他例：圖1〇至圖13) <第1例：圖10至圖12> 紅色雷射11R、綠色雷射11G及藍色雷射ι1Β，能夠設為 H8592.doc -25- 200807134 其出射面（輸出面）各自於一方向延長或排列者。此點對於 要增加光出射量上尤其重要。 於圖10中顯不其一例。圖10係從液晶顯示面板4〇侧觀看 之圖。在本例中，包含DPSS雷射之綠色雷射11Q係設定 為·於其封裝llg上於γ方向排列形成多個輸出面18g，而 從各自之輸出面18g出射雷射光束者；紅色雷射11R及藍色 田射11B係設定為：於其各自之散熱片i 8h上於γ方向排列 形成多個半導體雷射18a，而從各自之半導體雷射18a出射 雷射光束者。 或者’紅色雷射1 1R及藍色雷射ilB，如圖1 1(A)所示， 各自於帕耳帖（Peltier)元件18ρ之一面上形成銅等之金屬塊 體18c，並於金屬塊體18c之一面上於γ方向排列形成多個 半導體雷射18a，而從各自之半導體雷射18a出射雷射光束 la者，或如圖U(B)所示，設為側射型多條狀（Ed# emitting multi stripe)半導體雷射，而從各自之半導體雷射 18s出射雷射光束者。 該情況下，如圖12所示（圖12係從雷射光束之入射側觀 看之圖），液晶顯示面板40便能夠成為將同色之像素排列 於Y方向之所謂的正方排列者。尤其在顯示文字或圖形之 情形時，較佳採用正方排列。 此外’該情況下，若將像素Pr、Pg、Pb上之光源像設為 於Y方向延長之線狀（條狀）而非依每個像素之點狀（球形狀） 之情形時，可將圖3中所示之微透鏡44a設為於γ方向延長 之柱面鏡。在將微透鏡44a設為柱面鏡之情形中，盆剖面 118592.doc -26- 200807134 亦最好將光入射側設為楕圓形狀或雙曲線形狀等。 又如以上方式將紅色雷射11R、綠色雷射ug及藍色雷 射設為使其出射面於—方向延長或排列者之情形中， 不使用上述之場透鏡3 1，而改為使用準直鏡。 如以上之例之方式，藉由將紅色雷射^、綠色雷射 11G及藍色雷射11B設為使其出射面於—方向延長或排列 者’不但能夠增加各色雷射光整體之光量、提高圖像之亮 度，且能夠降低雷射中特有之斑點雜訊。

再者，在圖10或圖11(A)之例中藉由設定輸出面18g或半 導體雷射18a之個數，或者在圖11(B)之例中藉由設定半導 體雷射1 8s之個數，能使各色之雷射光整體之光量均勻化 或進行調整。 <第2例：圖13> 此外，亦可將紅色雷射11R、綠色雷射11G及藍色雷射 11B集成於一片基板上。 於圖13中顯示其一例。在本例中，使用雷射光源作為散 熱雷射陣列19，該雷射光源係將出射紅色雷射光之雷射 (出射面）19r、出射綠色雷射光之雷射（出射面）19g，及出 射藍色雷射光之雷射（出射面）19b各自於Y方向排列形成多 個之雷射，一體化為紅色雷射11R、綠色雷射11G及藍色 雷射11B者。 從雷射19r出射之紅色雷射光、從雷射19g出射之綠色雷 射光，及從雷射19b出射之藍色雷射光，各自藉由繞射光 學元件21(或折射型光學元件23)而擴散成形，然後經由準 118592.doc •27- 200807134 直鏡32，再經由液晶顯示面板40之微透鏡44a，而入射至 液晶層48之紅色像素pr、綠色像素Pg及藍色像素Pb。 此情形亦同，液晶顯示面板40能夠設為如圖12所示之正 方排列者，且在採用將像素Pr、Pg、Pb上之光源像於丫方 向延長之線狀者之情形時，微透鏡44a能夠設為於γ方向延 長之柱面鏡。 <其他>

雖可任意將任一種顏色之雷射光束設於中央，但是在例 如使用Diffuser作為繞射光學元件21之情形中，若要增大 上述之繞射角，則不同於圖示之各例，而最好將短波長之 藍色雷射光束設於中央。 [2·第2實施形態（雙板式）：圖14至圖16] 第2實施形態係顯示使用紅、綠及藍色之3色各兩片之液 晶顯示面板（液晶光閥）之雙板式之情形。 (2-1·第1例：圖14及圖15) 於圖14中顯示雙板式之液晶投影機之一例。 在本例中，將紅色雷射11R及藍色雷射11B接近配置以作 為光源，並於其他處所配置綠色雷射11G。紅色雷射iir 及藍色雷射11B係各自為如上所述之半導體雷射，綠色雷 射11G係如上所述之dpss雷射。 *圖14中雖已省略’但在本例中，亦如圖9之例所方 最好針對紅色雷射11R及藍色雷射11B，設置使從各自a 之雷射光束之剖面形狀成為近似於圓形之準直光學系， 針對綠色雷射11G’設置擴A從其出射之雷射光=肩 118592.doc •28- 200807134 之光束擴徑器。 於紅色雷射11R及藍色雷射11B之前方，配置紅色用繞射 光學元件21R及藍色用繞射光學元件21B，藉此，使從紅 色雷射11R出射之紅色雷射光束1R及從藍色雷射UB出射 之藍色雷射光束1B，各自遍及後述之液晶顯示面板8〇之顯 示區域之全域，並入射至其對應之像素而擴散成形。藉由 紅色用繞射光學元件21R及藍色用繞射光學元件21B擴散 成形之雷射光束2R及2B，係各自藉由場透鏡31RB而轉換 • 成平行光束之雷射光束艰及犯’並入射至液晶顯示面板 8 0 〇 液晶顯示面板80係於形成有微透鏡陣列之入射侧基板與 出射側基板之間，形成有構成紅及藍色像素之液晶層者。' 具體而言，如圖15所示，入射侧基板81係於透明基板 82、83間形成有微透鏡陣列84，且於透明基板以上形成有 包含ΙΤΌ等透明導電材料之對向共用電極85者；出射側基 板86係於透明基板之一面側，作為主動矩陣式之液晶驅動 電路87，而形成有掃描線、訊號線、包含Ιτ〇等透明導電 材料之像素笔極，及作為像素開關元件之Τρτ者。 作為液晶顯示面板80，係配置上述之入射側基板81及出 射側基板86，其配置方式係於兩者間形成些微間隙並使對 向共用電極85與液晶驅動電路87相對向，然後於兩者間注 入液晶而形成液晶層88，以形成紅色像素巧及藍色像素 Pb ° 微透鏡84a係針對紅色像素Pr與藍色像素pb之一組（顯示 H8592.doc •29- 200807134 單位）以1比1之比例形成。此外，在將同色之像素排列於 與圖15之紙面垂直的方向之情形中，亦可將微透鏡8相設 為於與圖15之紙面垂直之方向延長之柱面鏡。 以上述之方式藉由場透鏡31RB形成平行光束而入射至 液晶顯示面板80之紅及藍色雷射光束3R及3B，如圖15所 示，其各自之一部的雷射光3r及3b會各自藉由微透鏡84a 予以分配聚光，而入射至液晶層88之對應像素pr及pb。 液晶顯示面板80對於液晶層88之像素Pr之一部分施加紅 色圖像訊號，以調變控制像素Pr之一部分之穿透率，對於 液晶層8 8之像素Pb之一部分施加藍色圖像訊號，以調變控 制像素Pb之一部分之穿透率。 因此，穿透像素Pr之一部分之雷射光會得到紅色圖像 光，穿透像素Pb之一部分之雷射光會得藍色圖像光。 如圖14所示，該紅色圖像光5R及藍色圖像光5B會穿透 分色稜鏡63而入射至投射透鏡50。 另一方面，於綠色雷射11G之前方配置綠色用繞射光學 元件21G，藉此，使從綠色雷射11G出射之綠色雷射光束 1G，遍及後述之液晶顯示面板65G之顯示區域之全域並入 射至其各像素而擴散成形。 藉由綠色用繞射光學元件21G擴散成形之雷射光束2g， 會由鏡子3 7予以反射，並藉由場透鏡31G轉換成平行光束 之雷射光束3G，而入射至液晶顯示面板65G。 液晶顯不面板6 5 G係皁色顯示用之液.晶顯示裝置，且发 像素係設定為對應於包含上述液晶顯示面板8 〇之紅色像素 118592.doc -30- 200807134

Pr及藍色像素Pb之各1個之顯示單位者，而對其各像素之 一部分施加綠色圖像訊號，以調變控制各像素之一部分之 牙透率。因此，穿透液晶顯示面板65G之雷射光會得到綠 色圖像光5 G。 該綠色圖像光5G會由分色稜鏡63之反射膜63a予以反 射，並入射至投射透鏡50。 因此，與單板式之情形相同，能夠於投影機外部之螢幕 上投射多色圖像光。 # 又紅色雷射光束1汉與藍色雷射光束1B之間之角度，例 如設為6度。 圖14之例係為將綠色用繞射光學元件21G設定為穿透型 之繞射光學元件之情形，但作為綠色用繞射光學元件，亦 可於鏡子37之位置配置反射型之繞射光學元件。 此外，各個繞射光學元件可改為使用如上述之折射型光 學元件。 (2-2·第 2例··圖 16) 籲 、紅色光係波長為620請左右者，、紅色之辨識度雖然最 高，但在現狀之半導體雷射中，能獲得波長62() 左右之 雷射光者，相對於溫度欠缺穩定性等，故可靠性不佳。為 此例如使用紅色之辨識度雖稱低但可靠性高之可獲得 波長640 nm左右的雷射光之半導體雷射作為紅色雷射二 基於此，作為雙板式之液晶投影機之其他之例，如圖16 所示，使用2個紅色雷射，以提高紅色之辨識度。 具體而言，在圖16之例中，於圖14之例中之綠色雷射 118592.doc -31 - 200807134 11G之處，接近配置紅色雷射urs及綠色雷射iig。紅色 雷射llRs係與紅色雷射11R相同之半導體雷射。 於紅色雷射11 Rs及綠色雷射11G之前方，各自配置反射 型之紅色用繞射光學元件21RS及綠色用繞射光學元件 21Ga ’藉此，使從紅色雷射HRs出射之紅色雷射光束1RS 及從綠色雷射11G出射之綠色雷射光束1G各自反射，而遍 及後述之液晶顯示面板90之顯示區域之全域，並入射至其 對應之像素而擴散成形。 藉由紅色用繞射光學元件21Rs及綠色用繞射光學元件 21Ga反射而擴散成形之雷射光束2Rs及2g，會各自藉由場 透鏡31RG而轉換成平行光束之雷射光束3Rs及3G，並入射 至液晶顯示面板9 0。 液晶顯示面板90係於形成有微透鏡陣列之入射侧基板與 出射側基板之間，形成有構成紅及綠色像素之液晶層者， 且係將圖15中所示之液晶顯示面板80之藍色像素Pb置換為 綠色像素者。 因此’穿透液晶顯示面板90之雷射光會得到紅色圖像光 5Rs及綠色圖像光5G。至於其他處之紅色雷射1 ir及藍色 雷射11B之光學系統，與圖14之例相同。 而在圖16之例中，係使穿透液晶顯示面板9〇之紅色圖像 光5Rs由分色稜鏡63之反射膜63a予以反射，並與穿透液晶 顯示面板80之紅色圖像光5R合成，然後入射至投射透鏡 50 ’同時將穿透液晶顯示面板9〇之綠色圖像光5G由分色稜 鏡63之反射膜63a予以反射，然後入射至投射透鏡5〇，並 118592.doc -32 · 200807134 使穿透液晶顯示面板80之藍色圖像光5B穿透分色棱鏡〇， 然後入射至投射透鏡5〇。 △因此’能夠於投影機外部之螢幕上投射多色圖像光，且 能夠提高對於其多色圖像中之紅色之辨識度。 又雷射光束IRs相對於雷射光束1(}之角度例如為Μ度， 雷射光束2RS相對於雷射光束2〇之角度例如為3度。 在本例中，亦可將各個繞射光學元件改為使用如上述之 折射型光學元件。 # [3·第3實施形態（三板式）：圖I7] 第3實施形態係顯示使用紅、綠及藍色之3色各一片之不 同液晶顯示面板（液晶光閥）之三板式之情形。 於圖17中顯示三板式之液晶投影機之一例。 在本例中，將紅色雷射11R、綠色雷射11G及藍色雷射 ΠΒ配置於其他處所，然後藉由紅色用繞射光學元件2ir， 使從紅色雷射11R出射之紅色雷射光束1R，遍及後述之液 晶顯示面板65R之顯示區域之全域，並入射至其各像素而 _ 擴散成形，藉由綠色用繞射光學元件21G，使從綠色雷射 11G出射之綠色雷射光束1G，遍及後述之液晶顯示面板 65G之顯示區域之全域，並入射至其各像素入射而擴散成 ，形’精由反射型之藍色用繞射光學元件21B a，使從藍色雷 射出射之藍色雷射光束1B反射，並遍及後述之液晶顯 示面板6 5B之顯示區域之全域，且入射至其各像素而擴散 成形。 藉由紅色用繞射光學元件21R而擴散成形之雷射光束 118592.doc •33- 200807134 2R，會由鏡子39予以反射，並藉由場透鏡31R轉換成平行 光束之雷射光束3R，而入射至液晶顯示面板65R ;藉由綠 色用繞射光學元件21G而擴散成形之雷射光束2G，會藉由 場透鏡3 1G轉換成平行光束之雷射光束3G，而入射至液晶 顯示面板65G ;藉由藍色用繞射光學元件21Ba反射而擴散 成形之雷射光束2B’會精由場透鏡3 1B轉換成平行光束之 雷射光束3B，而入射至液晶顯示面板65B。 液晶顯示面板65R、液晶顯示面板65G及液晶顯示面板 • 65B，係各自為紅色用、綠色用及藍色用之單色顯示用之 液晶顯示裝置。 因此，穿透液晶顯示面板65R之雷射光會得到紅色圖像 光5R，穿透液晶顯示面板65G之雷射光會得到綠色圖像光 5G，穿透液晶顯示面板65B之雷射光會得到藍色圖像光 5B。 在圖17之例中，使該綠色圖像光5G穿透正交分色稜鏡69 而入射至投射透鏡50 ;使紅色圖像光5R由正交分色稜鏡69 _ 之反射膜69〖予以反射，而入射至投射透鏡50，使藍色圖 像光5B由正交分色稜鏡69之反射膜69b予以反射，而入射 至投射透鏡50。 因此，與單板式或雙板式之情形相同，能夠於投影機外 部之螢幕上投射多色圖像光。 又亦可於鏡子39之位置配置反射型之紅色用繞射光學元 件，以取代穿透型之紅色用繞射光學元件21r ;於藍色用 繞射光學元件21Ba之位置配置鏡子，以取代反射型之藍色 118592.doc -34- 200807134 用繞射光.學元件2 1 Ba，而於其前方之位置配置穿透型之藍 色用繞射光學元件务配置。 此外，在本例中，亦可將各個繞射光學元件改為使用如 上述之折射型光學元件。 [4·第4實施形態：2色或1色之情形] 上述之各實施形態係為紅、綠及藍色之3色構造之情 形，但亦可採用3色中之2色或1色之構造。 例如，在紅及藍色2色構造之單板式之情形中，於圖 例中’不需设置綠色雷射Π g及綠色用繞射光學元件 21G，而只要以圖15所示之液晶顯示面板8〇之方式構成液 晶顯示面板40即可；在紅及綠色2色構造之雙板式之情形 中，於圖14之例中，不需設置藍色雷射UB及藍色用繞射 光學兀件21B，而只要將液晶顯示面板8〇作為紅色用之單 色顯示用之液晶顯示裝置即可。 此外，例如在綠色1色構造之情形中，於圖i之例中，不 需没置紅色雷射1 1R、藍色雷射i 1B、紅色用繞射光學元件 21R及藍色用繞射光學元件21B，而只要將液晶顯示面板 4〇作為綠色用之單色顯示用之液晶顯示裝置即可。 [5·作為圖像再生裝置之實施形態：圖18] 圖1 8中顯示本發明之圖像再生裝置之一例。 本例係於行動電話終端機1〇〇中，内建如圖i或圖6之例 所示之單板式之液晶投影機〗1〇作為本發明之液晶投影機 者。 〜 體而σ行動電話終端機100係將設有液晶顯示琴或 118592.doc -35- 200807134 有機EL顯不器等顯示器及受話用喇久之開閉部101，能夠 與"又有各種按鍵及發話用麥克風之基底部102相對開關之 折$型者’例如，於其基底部1〇2中設有天線1〇3的一側之 相反侧之側部，内建液晶投影機110。 藉此，可將透過行動電話通訊網而取得之圖像資料，或 以内建於行動電話終端機100中的相機拍攝被攝體而得， 亚圮錄在内建於行動電話終端機100中的半導體記憶體或 更碟或裝附於行動電話終端機100内的記憶卡等之記錄 _ 冑體中之圖像資料’以行動電話終端機1GG内部之圖像處 理部加以處理，並轉換成紅、綠及藍色之圖像訊號，而施 :夜a日技衫機1 1 〇之液晶顯示面板4〇，藉此便能夠於行 動電話終端機1GG之外部之螢幕上投射多色圖像光7。 螢幕200可使用房間牆壁、桌面、放置於桌上之紙張 #。 本發明之液晶投影機不限於行動電話終端機，亦可將記 =於數相位機（Dlgital Sti11 Camera)、攝錄機、攜帶型電 二遊戲機等中内建或裝附之記錄媒體(記憶裝置)中之圖 像貝料加以處理，而内建於再生圖像之裝置。 【圖式簡單說明】 圖1係表示單板式液晶投影機之第丨例之圖。 圖2係表示繞射光學元件之一例之圖。 圖3係表示液晶顯示面板之一例之圖。 圖4係表示像素及微透鏡之排列形狀之一例之圖。 圖5係表示液晶顯示面板之具體例之圖。 118592.doc • 36 - 200807134 圖6係表示單板式 圖7“、^—心投影機之第2例 n7,A、 …砂燐炙第2例之圖。 圖7(A)、圖7(B)係表示 m 〇/^ ^ I尤予凡件之一例之® 圖8係表示光源部之-例之圖。 圖 圖9係表示光源部之-例之圖。 圖10係表示各雷射之一例之圖。 圖11(A)、圖11⑻係表示各雷射之-例之圖。 圖12係表示像素排列之-例之圖。 例之

圖圖13係表示將各雷射集成於-片基板上的情形之— 圖14係表示雙板式液晶投影機之一例之圖。 圖1 5係表示液晶顯示面板之一例之圖。 圖16係表示雙板式液晶投影機之一例之圖。 圖17係表示三板式液晶投影機之一例之圖。 圖1 8係表示作為本發明之圖像再生裝置之一例之行動電 話終端機之圖。 【主要元件符號之說明】 1R，1G，1B，2R，2G， 雷射光束 2B，3R，3G，3B，IRo， IGo，lBo，2Rs，3Rs IRs 5B 5G 5R5 5Rs 7 紅色雷射光束 藍色圖像光 綠色圖像光 紅色圖像光 多色圖像光 118592.doc -37- 200807134 9 光線 10 光源部 11B 藍色雷射 11b， llr 管狀封裝 11G 綠色雷射 Hg 封裝 11R，llRs 紅色雷射 12G 光束擴徑器 13G 光纖 14B， 14R 準直儀 15B， 15R， 16B， 16R 柱面鏡 17B， 17R 棱鏡 1 8a，1 8s 半導體雷射 18c 金屬塊體 18g 輸出面 18h 散熱片 18p 帕耳帖元件 19 散熱雷射陣列 19a 遮光層（黑色層）及掃描線 19b 19c 射出藍色雷射光之雷射（出射面） 訊號線 19g 19r 21 射出綠色雷射光之雷射（出射面） 射出紅色雷射光之雷射（出射面） 繞射光學元件 118592.doc -38- 200807134

21a 21B,21Ba 21c 21G，21Ga 21R，21Rs 23 23a 29B5 29G3 29R 31，31B，31G，31R， 31RB，31RG 32 33, 34 37, 39 40, 65B，65G，65R， 80, 90 40 a 41 42, 43, 82, 83 44, 84 44a，84a 45, 85 46, 86 47, 87 48, 88 繞射光學元件 藍色用繞射光學元件 繞射圖案形成部 綠色用繞射光學元件 紅色用繞射光學元件 折射型光學元件 微透鏡 λ/2板（1/2波長板） 場透鏡 準直鏡 偏光板 鏡子 液晶顯示面板 顯不區域 入射側基板 透明基板 微透鏡陣列 微透鏡 對向共用電極 出射侧基板 液晶驅動電路 液晶層 -39- 118592.doc 200807134

50 63 63a，69b，69r 69 81 100 101 102 103 110 200 Fa

Pl，P2, P3, P4

Pb

Pg

Pr

H a 投射透鏡 分色稜鏡 反射膜 正交分色稜鏡 入射侧基板 行動電話終端機 開閉部 基底部 天線 液晶投影機 螢幕 焦點距離 點 藍色像素 綠色像素 紅色像素 主點 光發散角 118592.doc •40-

Claims (1)

1. 200807134 十、申請專利範圍： ^ 一種液晶投影機，其特徵在於包含： 光源部，其含有第1、第2及第3雷射，該等雷射係各 自為半導體雷射或固體雷射，且各自出射紅、綠及藍色 之雷射光束； < 液晶顯示面板，其係於入射側基板與出射側基板之間 ，形成有構成紅、綠及藍色像素之液晶層，且於該入射側 基板上形成有包含多個微透鏡之微透鏡陣列者； • 光束擴散成形光學元件，其係籍由光之繞射或折射， 使從前述光源部射出之各色雷射光束，各自以遍及前述 液晶顯不面板之顯示區域之全域，並入射至前述液晶顯 示面板之前述液晶層之對應像素之方式擴散成形者； 透鏡系統，其係使藉由該光束擴散成形光學元件而擴 散成形之各色雷射光束各自轉換成大致平行之光束，而 入射至前述液晶顯示面板之前述微透鏡者；及 投射透鏡，其係投射穿透前述液晶顯示面板之圖像光 • 者。 2·如請求項1之液晶投影機，其中 - 前述光源部係使從前述第1、第2及第3雷射中之至少 一者射出之雷射光束通過光纖而入射至前述光束擴散成 形光學元件者。 3.如請求項1之液晶投影機，其中 前述第1及第3雷射係半導體雷射； 前述第2雷射係固體雷射； 118592.doc 200807134 前述光源部含有：準直光學系統， U ^^ 具係使從W述第1 及弟射所射出之雷射光束之剖 去.丄 小狀大致接近圓形 者，及光束擴控器，其係擴大從前述第2 雷射光束之束徑者。 出之 4·如請求項1之液晶投影機，其中 前述第1、第2及第3雷射排列於一方 万向上，且針對豆 兩側之2個雷射配置有稜鏡或其他光學機構，用以使: 各個雷射所射出之雷射光束接近從中央之雷射所射出之 雷射光束。 5·如請求項1之液晶投影機，其中 前述第卜及第3雷射各自係、㈣面延長或排列於 一方向上。 6·如請求項5之液晶投影機，其中 前述第1、第2及第3雷射係積集於一片基板上。 7· —種液晶投影機，其特徵在於包含： 第1雷射，其係半導體雷射或固體雷射，射出紅、綠 及藍色中之第1色之雷射光束者； 前述第1色用之第1液晶顯示面板； 第1光束擴散成形光學元件，其係藉由光之繞射或折 射’使從前述第1雷射所射出之第1色之雷射光束以遍及 前述第1液晶顯示面板之顯示區域全域之方式擴散成形 者； 弟1透鏡糸統’其係使藉由該第1光束擴散成形光學元 件而擴散成形之第1色之雷射光束轉換成大致平行之光 118592.doc 200807134 束，而入射至前述第1液晶顯示面板者； 第2及第3雷射，其係各自為半導體雷射或固體雷射， 且各自出射紅、綠及藍色中之第2色及第3色之雷射光束 者； 第2液晶顯示面板，其係於入射側基板與出射侧基板 之間形成有構成前述第2色及第3色像素之液晶層，且於 -該入射側基板上形成有包含多個微透鏡之微透鏡陣列 者； _ 第2光束擴散成形光學元件，其係藉由光之繞射或折 射’使從前述第2及第3雷射所射出之第2色及第3色之雷 射光束各自以遍及前述第2液晶顯示面板之顯示區域之 全域’並入射至前述第2液晶顯示面板之前述液晶層之 對應像素之方式擴散成形者； 第2透鏡系統，其係使藉由該第2光束擴散成形光學元 件而擴散成形之第2色及第3色之雷射光束各自轉換為大 致平行之光束’而入射至前述第2液晶顯示面板之前述 ® 微透鏡者； 合成光學機構’其係合成穿透前述第1液晶顯示面板 ^ 之第1色之圖像光與穿透前述第2液晶顯示面板之第2色 - 及第3色之圖像光者；及 投射透鏡，其係投射來自該合成光學機構之圖像光 者。 8. —種液晶投影機，其特徵在於包含： 第1及第2雷射，其等係各自為半導體雷射或固體雷 118592.doc 200807134 射’且各自射出紅、綠及藍色中之第1色及第2色之雷射 光束者； 第1液晶顯示面板，其係於入射侧基板與出射侧基板 之間形成有構成前述第1色及第2色像素之液晶層，且於 邊入射侧基板上形成有包含多個微透鏡之微透鏡陣列 者； 第1光束擴散成形光學元件，其係藉由光之繞射或折 射’使從前述第1及第2雷射所射出之第1色及第2色之雷 射光束各自以遍及前述第丨液晶顯示面板之顯示區域之 全域’並入射至前述第i液晶顯示面板之前述液晶層之 對應像素之方式擴散成形者； 第1透鏡系統，其係使藉由該第1光束擴散成形光學元 件而擴散成形之第1色及第2色之雷射光束各自轉換為大 致平行之光束，而入射至前述第1液晶顯示面板之前述 微透鏡者； 第3及第4雷射，其等係各自為半導體雷射或固體雷 射，且各自射出紅、綠及藍色中之第3色及前述第1色之. 雷射光束者； 弟2液晶顯示面板，其係於入射側基板與出射側基板 之間形成有構成前述第3色及第1色像素之液晶層，且於 該入射側基板上形成有包含多個微透鏡之微透鏡陣列 者； 第2光束擴散成形光學元件，其係藉由光之繞射或折 射，使從前述第3及第4雷射所射出之第3色及第1色之雷 118592.doc 200807134 射光束各自以遍及前述第2液晶顯示面板之顯示區域之 全域’並入射至前述第2液晶顯示面板之前述液晶層之 對應像素之方式擴散成形者； 第2透鏡系統，其係使藉由該第2光束擴散成形光學元 件而擴散成形之第3色及第1色之雷射光束各自轉換為大 致平行之光束’而入射至前述第2液晶顯示面板之前述 微透鏡者； 合成光學機構’其係合成穿透前述第i液晶顯示面板 • 之第1色及第2色之圖像光與穿透前述第2液晶顯示面板 之第3色及第1色之圖像光者；及 投射透鏡’其係投射來自該合成光學機構之圖像光 者。 9·如請求項8之液晶投影機，其中 雨述第1色係紅色，且前述第i及第4雷射係半導體雷 射。 10· 一種液晶投影機，其特徵在於包含： _ 第1n第2及第3雷射，其等係各自為半導體雷射或固 體雷射，且各自射出紅、綠及藍色之雷射光束者； 各自為紅色用、綠色用及藍色用之第i、第2及第3液 日日顯不面板； 第1、第2及第3光束擴散成形光學元件，其等係各自 藉由光之繞射或折射，使從前述第1、第2及第3雷射所 射出之紅、綠及藍色之雷射光束以遍及前述第1、第2及 第3液晶顯示面板之顯示區域之全域之方式擴散成形 118592.doc 200807134 者， 第1、第2及第3透鏡系統，其等係各自使藉由該第i、 第2及第3光束擴散成形光學元件而擴散成形之紅、綠及 藍色之雷射光束轉換為大致平行之光束，而入射至前述 第1、第2及第3液晶顯示面板者； 合成光學機構，其係合成穿透前述第1、第2及第3液 晶顯示面板之紅、綠及藍色之圖像光者；及 投射透鏡，其係投射來自該合成光學機構之圖像光

   11 · 一種液晶投影機，其特徵在於包含： 光源部，其含有第1及第2雷射，該等雷射係各自為半 導體雷射或固體雷射，且各自射出紅、綠及藍色中之第 1色及第2色之雷射光束者； 液晶顯示面板，其係於入射侧基板與出射側基板之間 形成有構成前述第1色及第2色像素之液晶層，且於該入 射側基板上形成有包含多個微透鏡之微透鏡陣列者； 光束擴散成形光學元件，其係藉由光之繞射或折射， 使從前述光源部所射出之各色雷射光束各自以遍及前述 液晶顯示面板之顯示區域之全域，並入射至前述液晶顯 示面板之前述液晶層之對應像素之方式擴散成形者； 透鏡系統，其係使藉由該光束擴散成形光學元件而擴 散成形之各色雷射光束各自轉換成大致平行之光束，而 入射至前述液晶顯示面板之前述微透鏡者；及 投射透鏡，其係投射穿透前述液晶顯示面板之圖像光 118592.doc 200807134 者。 12. —種液晶投影機，其特徵在於包含： 第1及第2雷射，其等係各自為半導體雷射或固體雷 射，且各自射出紅、綠及藍色中之第i色及第2色之雷射 光束者； 幻述弟1色用之苐1液晶顯示面板及前述第2色用之第2 液晶顯示面板； 第1及第2光束擴散成形光學元件，其等係各自藉由光 # 之繞射或折射，使從前述第1及第2雷射所射出之第i色 及第2色之雷射光束以遍及前述第1及第2液晶顯示面板 之顯示區域之全域之方式擴散成形者； 弟1及第2透鏡系統，其等係各自使藉由該第1及第2光 束擴散成形光學元件而擴散成形之第1色及第2色之雷射 光束轉換為大致平行之光束，而入射至前述第1及第2液 晶顯示面板者； 合成光學機構，其係合成穿透前述第1及第2液晶顯示 _ 面板之第1色及第2色之圖像光者；及 投射透鏡，其係投射來自該合成光學機構之圖像光 者。 13 · —種液晶投影機，其特徵在於包含： 雷射光源，其包含半導體雷射或固體雷射； 液晶顯示面板，其係於2片基板間形成有液晶層者； 光束擴散成形光學元件，其係藉由光之繞射或折射， 使從前述雷射光源射出之雷射光束以遍及前述液晶顯示 118592.doc 200807134 面板之顯示區域之全域之方式擴散成形者； 透鏡系統，其係使藉由該光束擴散成形光學元件而擴 散成形之雷射光束轉換成大致平行之光束而人射至前述 液晶顯示面板者；及 投射透鏡 者0 其係投射穿透前述液晶 顯示面板之圖像光 其係内建有如 14.一種圖像再生裝置 之液晶投影機者。 請求項1〜13中任一項

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