TW201327012A - 反射式液晶投影系統 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種反射式液晶投影系統，包括照明裝置、反射式液晶(LCOS)元件、偏光分離元件(PBS)、光學鏡頭以及具有偏光回收功能的光束回收模組；其中，照明裝置所提供之第一部分照明光束於經由偏光分離元件後投射至反射式液晶元件，而照明裝置所提供之第二部分照明光束則於經由偏光分離元件後被光束回收模組回收並於轉換極性後輸出，使得照明裝置所提供之第二部分照明光束亦能夠投射至反射式液晶元件，以有效的提昇投影系統的光使用效率；其中，光束回收模組係包括全內反射(TIR)稜鏡以及光極性轉換結構，且全內反射稜鏡係同時設置於第一部分照明光束的傳輸路徑以及第二部分照明光束的傳輸路徑上。

Description

反射式液晶投影系統
本發明係一種投影系統，尤其關於一種反射式液晶(LCOS)投影系統。
日常生活中，投影系統經常被用來將圖文或影像資料投射放大於投射面上，令使用者觀看時更具有視覺上的舒適性，且電子設備均有朝向輕、薄、短小之設計趨勢來符合人性的需求，因此投影系統也不例外地趨於微小化，俾能應用於3G手機、PDA等電子產品，亦或成為一種可隨身攜帶的小型投影系統，藉此使用者可隨處利用投影系統來播放欲觀賞的影片，輕鬆地達到娛樂之效果。
請參閱圖1，其為習知反射式液晶(LCOS)投影系統之結構與光路示意圖。反射式液晶投影系統1包括照明裝置11、準直透鏡模組12、中間具有反射式偏光膜131的偏光分離稜鏡(PBS)13、場透鏡14、反射式液晶元件15以及光學鏡頭16，且偏光分離稜鏡13設置於照明裝置11、反射式液晶元件15以及光學鏡頭16之間，準直透鏡模組12設置於照明裝置11與偏光分離稜鏡13之間，場透鏡14設置於反射式液晶元件15與偏光分離稜鏡13之間。
其中，準直透鏡模組12以及場透鏡14皆用以調整其所接收之光束的入射角度並予以輸出，且偏光分離稜鏡13中間的反射式偏光膜131則用以供任一P偏極光束穿透其中，並供任一S偏極光束於其上產生反射。
再者，反射式液晶元件15係用以呈現一電子式影像畫面，照明裝置11則用以提供照明光源予反射式液晶元件15，使照明裝置11與反射式液晶元件15之間形成有複數個照明光路，以及反射式液晶元件15與光學鏡頭16之間形成有複數個成像光路，進而令電子式影像畫面可藉由光學鏡頭16而被顯示於一投射面9上。
詳言之，照明裝置11所提供之光源中部份為屬於P偏極性之照明光束L1P，而另一部分為屬於S偏極性之照明光束L1S，且該些屬於P偏極性之照明光束L1P以及該些屬於S偏極性之照明光束L1S係分別沿著其所相對應的照明光路行進。圖1中實線箭頭所示為部分照明光束L1P、L1S的傳輸路徑。
又，照明裝置11所提供之照明光束L1P、L1S於穿經過準直透鏡模組12後入射至偏光分離稜鏡13中的反射式偏光膜131，該些屬於P偏極性的照明光束L1P會穿經過偏光分離稜鏡13後投射至其它處，而該些屬於S偏極性的照明光束L1S則在反射式偏光膜131上產生反射，進而於穿經過場透鏡14後入射至反射式液晶元件15；接著，該些屬於S偏極性的照明光束L1S會於反射式液晶元件15上產生反射，並因應電子式影像畫面而被轉換為複數個屬於P偏極性的成像光束I1P，且該些屬於P偏極性的成像光束I1P係分別沿著其所相對應的成像光路行進。圖1中虛線箭頭所示為部分的成像光路，即為屬於P偏極性之成像光束I1P的傳輸路徑。
又，來自於反射式液晶元件15的成像光束I1P於穿經過場透鏡14後會入射至偏光分離稜鏡13，接著，屬於P偏極性的成像光束I1P則穿透偏光分離稜鏡13中的反射式偏光膜131而入射至光學鏡頭16，進而能夠使反射式液晶元件15所呈現的電子式影像畫面被光學鏡頭16投射至投射面9上。
由以上說明可知，反射式液晶元件15僅需要被提供單一偏極性的照明光束，因此照明裝置11所提供之照明光束L1P、L1S於投射至反射式液晶元件15的過程中，只有屬於S偏極性的照明光束L1S會投射至反射式液晶元件15，而屬於P偏極性的照明光束L1P因沒有用途而朝其它處投射造成流失；是以，由光學鏡頭16所輸出之光量會遠小於照明裝置所提供之光量。
請參閱圍2，其為另一習知反射式液晶投影系統之結構與光路示意圖。反射式液晶投影系統2包括照明裝置21、準直透鏡模組22、反射式偏光片23、場透鏡24、反射式液晶元件25、檢光片28以及光學鏡頭26，且反射式偏光片23設置於照明裝置21、反射式液晶元件25以及光學鏡頭26之間，準直透鏡模組設置22於照明裝置21與反射式偏光片23之間，而場透鏡24則設置於反射式液晶元件25與反射式偏光片23之間。
其中，準直透鏡模組22以及場透鏡24皆用以調整其所接收之光束的入射角度並予以輸出，反射式偏光片23則用以供任一P偏極光束穿透其中，並供任一S偏極光束於其上產生反射。再者，反射式液晶元件25係用以呈現一電子式影像畫面，照明裝置21則用以提供照明光源予反射式液晶元件25，使照明裝置21與反射式液晶元件25之間形成有複數個照明光路，以及反射式液晶元件25與光學鏡頭26之間形成有複數個成像光路，進而令電子式影像畫面可藉由光學鏡頭26而被顯示於投射面9上。
詳言之，照明裝置21所提供之光源中部份為屬於P偏極性之照明光束L2P，而另一部分為屬於S偏極性之照明光束L2S，且該些屬於P偏極性之照明光束L2P以及該些屬於S偏極性之照明光束L2S係分別沿著其所相對應的照明光路行進。圖2中實線箭頭所示為部分照明光束L2P、L2S的傳輸路徑。
又，照明裝置21所提供之照明光束L2P、L2S於穿經過準直透鏡模組22後而入射至反射式偏光片23，該些屬於S偏極性的照明光束L2S會在反射式偏光片23上產生反射而往其它處行進，而屬於P偏極性的照明光束L2P則繼續依序穿經過反射式偏光片23以及場透鏡24，進而入射至反射式液晶元件25，且該些屬於P偏極性的照明光束L2P會於反射式液晶元件25上產生反射，並因應電子式影像畫面而被轉換為複數個屬於S偏極性的成像光束I2S，且該些屬於S偏極性之成像光束I2S係分別沿著其所相對應的成像光路行進。圖2中虛線箭頭所示為屬於S偏極性之成像光束I2S的傳輸路徑。
又，來自於反射式液晶元件25的成像光束I2S會於穿經過場透鏡後24會入射至反射式偏光片23，且屬於S偏極性的成像光束I2S會於反射式偏光片23上產生反射，並接著穿透檢光片28而入射至光學鏡頭26，進而能夠使反射式液晶元件25所呈現的電子式影像畫面被光學鏡頭26投射至投射面9上。
由以上說明可知，反射式液晶元件25僅需要被提供單一偏極性的照明光束，因此照明裝置21所提供之照明光束L2P、L2S於投射至反射式液晶元件25的過程中，只有屬於P偏極性的照明光束L2P會投射至反射式液晶元件15，而屬於S偏極性的照明光束L2S因沒有用途而反射至其它處造成流失；是以，由光學鏡頭26所輸出之光量會遠小於照明裝置所提供之光量。
綜合以上所述為造成習知反射式液晶投影系統令人詬病的主要原因之一，即習知反射式液晶投影系統因其照明裝置所提供之光量的使用效率太低，使得其所能輸出之光流明數不足，不符合使用者的需求，亦因此逐漸被數位光學處理(DLP)投影系統取代。是以，如何增進習知反射式液晶投影系統的光使用效率應為亟待解決的地方。
本發明之主要目的在提供一種反射式液晶(LCOS)投影系統，尤其係關於一種具有光束回收模組以減少光流失的反射式液晶投影系統。
於一較佳實施例中，本發明提供一種反射式液晶投影系統，包括：一照明裝置，用以提供複數個照明光束；一反射式液晶(LCOS)元件，用以呈現一電子式影像畫面；一偏光分離元件(PBS)，用以供該些照明光束中之一第一部分照明光束入射至該反射式液晶元件，且該第一部分照明光束於該反射式液晶元件上產生反射，並因應該電子式影像畫面而被轉換為另一複數個成像光束；一光學鏡頭，用以接收並投射該些成像光束至一投射面；以及一光束回收模組，用以供該些照明光束中之一第二部分照明光束自該偏光分離元件入射其中，並予以轉換極性後輸出，以使轉換極性後之該第二部分照明光束再次入射至該偏光分離元件；其中，該光束回收模組至少包括一全內反射(TIR)稜鏡，其供來自於該照明裝置之該些照明光束穿透其中，並供來自於該偏光分離元件之該第二部分照明光束於其上產生全反射。
於一較佳實施例中，該偏光分離元件係用以供該些照明光束中之任一P偏極光束穿透其中，並供該些照明光束中之任一S偏極光束於其上產生反射，且該全內反射稜鏡設置於該照明裝置以及該偏光分離元件之間。
於一較佳實施例中，該全內反射稜鏡包括一第一稜鏡與一第二稜鏡，且該第一稜鏡具有一第一入光面以及一第一相對面，而該第二稜鏡具有一第二入光面以及一第二相對面，且該第一相對面與該第二相對面係相對設置；其中，該投影系統內形成有一照明光軸，且該第一稜鏡之該第一相對面與該照明光軸之間的夾角以及該第二稜鏡之該第二相對面與該照明光軸之間的夾角皆為45度，抑或是當該照明裝置被偏離該照明光軸處設置時，該第一稜鏡之一側面與該第二稜鏡之一側面皆呈一直角三角形，而當該照明裝置未被偏離該照明光軸處設置時，該第一稜鏡之該側面與該第二稜鏡之該側面的組合係呈一平行四邊形。
於一較佳實施例中，反射式液晶投影系統更包括一檢光片，其設置於該偏光分離元件以及該光學鏡頭之間，用以阻絕該些成像光束中之任一P偏極光束入射至該光學鏡頭，抑或是阻絕該些成像光束中之任一S偏極光束入射至該光學鏡頭。
於一較佳實施例中，該光束回收模組更包括一光極性轉換結構，用以轉換該些照明光束中之該第二部分照明光束的極性，且自該偏光分離元件輸出之該第二部分照明光束係於通過該光極性轉換結構後入射至該全內反射稜鏡。
於一較佳實施例中，該光極性轉換結構係為一1/2波長片。
於一較佳實施例中，該光束回收模組更包括一光路規劃元件組，用以改變該些照明光束中之該第二部分照明光束的傳輸方向。
於一較佳實施例中，投影系統更包括：一準直透鏡組，設置於該照明裝置與該全內反射稜鏡之間，用以調整其所接收之每一照明光束的入射角度並予以輸出；以及一第一聚焦鏡組，設置於該全內反射稜鏡與該偏光分離元件之間，用以調整其所接收之每一照明光束的入射角度並予以輸出。
於一較佳實施例中，該光路規劃元件組係至少包括：一梯形鏡，用以供來自於該偏光分離元件之該第二部分照明光束至少於穿經過其中後入射至該全內反射稜鏡之該第二稜鏡；其中，該光極性轉換結構係設置於該偏光分離元件與該梯形鏡之間，抑或是設置於該梯形鏡與該第二稜鏡之間；抑或是該光路規劃元件組係至少包括：一第一反射元件與及一第二反射元件，分別用以供入射至其上之每一照明光束產生反射；以及一第二聚焦鏡組，用以調整其所接收之每一照明光束的入射角度並予以輸出；其中，該第二反射元件係設置於該第二聚焦鏡組與該全內反射稜鏡之間，且該反射式液晶元件上之光強度以及光均勻度係因應該第二反射元件之位置以及傾斜角度而改變。
於一較佳實施例中，該些照明光束中之該第一部分照明光束中的任一者皆係為一P偏極光束，而該些照明光束中之該第二部分照明光束中的任一者皆係為一S偏極光束，於一較佳實施例中，該第一反射元件與該第二反射元件係分別為一第一第一反射鏡與一第二反射鏡，抑或是該第一反射元件與該第二反射元件係分別為一第一反射式偏光片與一第二反射式偏光片，且該第一反射式偏光片與該第二反射式偏光片係分別用以供任一P偏極光束穿透其中，並供任一S偏極光束於其上產生反射；其中，來自於該偏光分離元件之該第二部分照明光束係於依序至少經過該第一反射元件、該第二聚焦鏡組以及該第二反射元件後入射至該全內反射稜鏡之該第二稜鏡，並於該第二稜鏡之該第二相對面上產生全反射；其中，該光極性轉換結構係設置於該偏光分離元件與該第一反射元件之間，抑或是設置於該第一反射元件與該第二聚焦鏡組之間，抑或是設置於該第二聚焦鏡組與該第二反射元件之間，抑或是設置於該第二反射元件與該第二稜鏡之間。
於一較佳實施例中，該些照明光束中之該第一部分照明光束中的任一者皆係為一S偏極光束，而該些照明光束中之該第二部分照明光束中的任一者皆係為一P偏極光束。
於一較佳實施例中，該光路規劃元件組更包括：一第三反射元件，用以供入射至其上之每一照明光束產生反射；以及一第三聚焦鏡組，分別用以調整其所接收之每一照明光束的入射角度並予以輸出；其中，來自於該偏光分離元件之該第二部分照明光束係於依序經過該第三聚焦鏡組、該第一反射元件、該第三反射元件、該第二聚焦鏡組以及該第二反射元件後入射至該全內反射稜鏡之該第二稜鏡，並於該第二稜鏡之該第二入光面上產生全反射；其中，該光極性轉換結構係設置於該偏光分離元件與該第三聚焦鏡組之間，抑或是設置於該第三聚焦鏡組與該第一反射元件之間，抑或是設置於該第一反射元件與該第三反射元件之間，抑或是設置於該第三反射元件與該第二聚焦鏡組之間，抑或是設置於該第二聚焦鏡組與該第二反射元件之間，抑或是設置於該第二反射元件與該第二稜鏡之間。
於一較佳實施例中，該照明裝置具有一發光源，該發光源係為一發光二極體(LED)光源，抑或是一高壓氣体光源(UHP)，且該發光源之一發光範圍介於0度與180度之間；其中，該照明裝置係設置於一照明光軸處，抑或是偏向設置於該照明光軸之一側。
於一較佳實施例中，本發明亦提供一種反射式液晶投影系統，包括：一照明裝置，用以輸出第一複數個屬於一第一偏極性之照明光束以及第二複數個屬於一第二偏極性之照明光束；一反射式液晶(LCOS)元件，用以呈現一電子式影像畫面，且任一投射至該反射式液晶元件之照明光束係於該反射式液晶元件上產生反射，並因應該電子式影像畫面而被轉換為一成像光束；一光學鏡頭；以及一光束處理模組，設置於該照明裝置、該反射式液晶元件以及該光學鏡頭之間，該光束處理模組係接收之任一屬於該第一偏極性之照明光束並予以輸出至該反射式液晶元件，且接收任一屬於該第二偏極性之照明光束並予以轉換極性後輸出至該反射式液晶元件，以及接收任一該成像光束並予以輸出至該光學鏡頭；其中，該光束處理模組至少包括一全內反射(TIR)稜鏡，且該全內反射稜鏡係同時設置於該些屬於該第二極性之照明光束於被轉換極性後的傳輸路徑上，以及設置於自該照明裝置所輸出之該些屬於該第一極性與該第二極性之照明光束的傳輸路徑上。
於一較佳實施例中，該光束處理模組更包括一偏光分離元件(PBS)，其用以供任一P偏極光束穿透其中，並供任一S偏極光束於其上產生反射，且該全內反射稜鏡設置於該照明裝置以及該偏光分離元件之間。
於一較佳實施例中，該全內反射稜鏡包括一第一稜鏡與一第二稜鏡，且該第一稜鏡具有一第一入光面以及一第一相對面，而該第二稜鏡具有一第二入光面以及一第二相對面；其中，該第一相對面與該第二相對面係相對設置；其中，該投影系統內形成有一照明光軸，且該第一稜鏡之該第一相對面與該照明光軸之間的夾角以及該第二稜鏡之該第二相對面與該照明光軸之間的夾角皆為45度，抑或是當該照明裝置被偏離該照明光軸處設置時，該第一稜鏡之一側面與該第二稜鏡之一側面皆呈一直角三角形，而當該照明裝置未被偏離該照明光軸處設置時，該第一稜鏡之該側面與該第二稜鏡之該側面的組合係呈一平行四邊形。
於一較佳實施例中，該光束處理模組更包括一檢光片，其設置於該偏光分離元件以及該光學鏡頭之間，用以阻絕任一P偏極光束入射至該光學鏡頭，抑或是阻絕任一S偏極光束入射至該光學鏡頭。
於一較佳實施例中，該光束處理模組更包括一光極性轉換結構，其用以轉換該些屬於該第二極性之照明光束的極性，且自該偏光分離元件輸出之些屬於該第二極性之照明光束係於通過該光極性轉換結構後入射至該全內反射稜鏡。
於一較佳實施例中，該光極性轉換結構係為一1/2波長片。
於一較佳實施例中，該光束處理模組更包括一光路規劃元件組，用以改變來自於該偏光分離元件之該些屬於該第二極性之照明光束的傳輸方向。
於一較佳實施例中，該光束處理模組更包括：一準直透鏡組，設置於該照明裝置與該全內反射稜鏡之間，用以調整其所接收之每一照明光束的入射角度並予以輸出；以及一第一聚焦鏡組，設置於該全內反射稜鏡與該偏光分離元件之間，用以調整其所接收之每一照明光束的入射角度並予以輸出。
於一較佳實施例中，該光路規劃元件組係至少包括：一梯形鏡，用以供來自於該偏光分離元件之該些屬於該第二極性之照明光束至少於穿經過其中後入射至該全內反射稜鏡之該第二稜鏡；其中，該光極性轉換結構係設置於該偏光分離元件與該梯形鏡之間，抑或是設置於該梯形鏡與該第二稜鏡之間；抑或是該光路規劃元件組係至少包括：一第一反射元件與及一第二反射元件，分別用以供入射至其上之每一照明光束產生反射；以及一第二聚焦鏡組，用以調整其所接收之每一照明光束的入射角度並予以輸出；其中，該第二反射元件係設置於該第二聚焦鏡組與該全內反射稜鏡之間，且該反射式液晶元件上之光強度以及光均勻度係因應該第二反射元件之位置以及傾斜角度而改變。
於一較佳實施例中，任一屬於該第一偏極性之照明光束皆係為一P偏極光束，而任一屬於該第二偏極性之照明光束係為一S偏極光束。
於一較佳實施例中，該第一反射元件與該第二反射元件係分別為一第一第一反射鏡與一第二反射鏡，抑或是該第一反射元件與該第二反射元件係分別為一第一反射式偏光片與一第二反射式偏光片，且該第一反射式偏光片與該第二反射式偏光片係分別用以供任一P偏極光束穿透其中，並供任一S偏極光束於其上產生反射；其中，來自於該偏光分離元件之該些屬於該第二極性之照明光束係於依序至少經過該第一反射元件、該第二聚焦鏡組以及該第二反射元件後入射至該全內反射稜鏡之該第二稜鏡，並於該第二稜鏡之該第二相對面上產生全反射；其中，該光極性轉換結構係設置於該偏光分離元件與該第一反射元件之間，抑或是設置於該第一反射元件與該第二聚焦鏡組之間，抑或是設置於該第二聚焦鏡組與該第二反射元件之間，抑或是設置於該第二反射元件與該第二稜鏡之間。
於一較佳實施例中，任一屬於該第一偏極性之照明光束皆係為一S偏極光束，而任一屬於該第二偏極性之照明光束係為一P偏極光束。
於一較佳實施例中，該光路規劃元件組更包括：一第三反射元件，用以供入射至其上之每一照明光束產生反射；以及一第三聚焦鏡組，分別用以調整其所接收之每一照明光束的入射角度並予以輸出；其中，來自於該偏光分離元件之該些屬於該第二極性之照明光束係於依序經過該第三聚焦鏡組、該第一反射元件、該第三反射元件、該第二聚焦鏡組以及該第二反射元件後入射至該全內反射稜鏡之該第二稜鏡，並於該第二稜鏡之該第二入光面上產生全反射；其中，該光極性轉換結構係設置於該偏光分離元件與該第三聚焦鏡組之間，抑或是設置於該第三聚焦鏡組與該第一反射元件之間，抑或是設置於該第一反射元件與該第三反射元件之間，抑或是設置於該第三反射元件與該第二聚焦鏡組之間，抑或是設置於該第二聚焦鏡組與該第二反射元件之間，抑或是設置於該第二反射元件與該第二稜鏡之間。
於一較佳實施例中，該照明裝置具有一發光源，該發光源係為一發光二極體(LED)光源，抑或是一高壓氣体光源(UHP)，且該發光源之一發光範圍介於0度與180度之間；其中，該照明裝置係設置於一照明光軸處，抑或是偏向設置於該照明光軸之一側。
請參閱圖3，其為本發明投影系統於第一較佳實施例之結構方塊示意圖。投影系統3包括照明裝置31、光束處理模組32、反射式液晶(LCOS)元件33以及光學鏡頭34；其中，照明裝置31具有一發光源，該發光源可為一發光二極體(LED)光源，抑或是一高壓氣体光源(UHP)，且該發光源具有寬廣的發光範圍，較佳者，發光源的發光範圍介於0度與180度之間，且照明裝置係可設置於照明光軸處，抑或是偏向設置於照明光軸之一側。
又，照明裝置31所提供之光源中部份為屬於P偏極性的照明光束L3P1，另一部分則為屬於S偏極性之照明光束L3S，而反射式液晶元件33用以呈現一電子式影像畫面，並且僅需要被提供屬於P偏極性的照明光束，亦即反射式液晶元件33不需要屬於S偏極性的照明光束。
再者，光束處理模組32至少包括一光束回收模組321，且設置於照明裝置31、反射式液晶元件33以及光學鏡頭34之間；其中，照明裝置31所提供之照明光束L3P1、L3S會入射至光束處理模組32，屬於P偏極性之照明光束L3P1直接被輸出至反射式液晶元件33，而屬於S偏極性的照明光束L3S則會被光束回收模組321轉換為屬於P偏極性之照明光束L3P2，以進而被輸出至反射式液晶元件33。
又，任一投射至反射式液晶元件33且屬於P偏極性的照明光束L3P1、L3P2會於反射式液晶元件33上產生反射，並因應電子式影像畫面而被轉換為屬於S偏極性的成像光束I3S，且該些屬於S偏極性的成像光束I3S會於經由光束處理模組32後再入射至光學鏡頭34，而光學鏡頭34則接收該些成像光束I3S，並予以投射至一投射面，進而能夠使反射式液晶元件33所呈現的電子式影像畫面顯示於投射面上。
以下將舉出數種本較佳實施例的實施態樣，但不以此限定本發明的應用範疇，且任何熟知本技藝人皆可由下列數種實施態樣所得到之啟示及依據實際應用需求進行任何均等的變化設計。
請參閱圖4，其為圖3所示之投影系統於第一實施態樣的具體結構與光路示意圖。於本實施態樣之投影系統3A中，光束處理模組32除包括上述光束回收模組321之外，更包括準直透鏡模組322、第一聚焦鏡組323、偏光分離元件(PBS)324以及檢光片325，而光束回收模組321包括全內反射(TIR)稜鏡3211、光極性轉換結構3212以及光路規劃元件組3213。
其中，準直透鏡模組322設置於照明裝置31與全內反射稜鏡3211之間，第一聚焦鏡組323設置於全內反射稜鏡3211與偏光分離元件324之間，偏光分離元件324設置於第一聚焦鏡組323與反射式液晶元件33之間，而檢光片325則設置於偏光分離元件324與光學鏡頭34之間。
於第一實施態樣中，全內反射稜鏡3211包括第一稜鏡32111與第二稜鏡32115，第一稜鏡32111與第二稜鏡32115皆係為三角稜鏡，且第一稜鏡32111具有一第一入光面32112、一第一相對面32113以及介於第一入光面32112與第一相對面32113之間的第一稜鏡面32114，而第二稜鏡32115具有一第二入光面32116、一第二相對面32117以及介於第二入光面32116與第二相對面32117之間的第二稜鏡面32118，其中，第一稜鏡32111的第一相對面32113與第二稜鏡32115的第二相對面32117係相對設置，且該二者間具有間隙。
再者，偏光分離元件324係用以供任一屬於P偏極性之光束穿透其中，並供任一屬於S偏極性之光束於其上產生反射，也就是只有屬於P偏極性之光束能夠穿透偏光分離元件324；相反地，檢光片325則用以阻絕屬於屬於P偏極性之光束穿透其中，而僅允許屬於S偏極性之光束能夠穿透其中，其主要目的是為了過濾非必要之光束進入光學鏡頭34，惟檢光片325並非是用以限定本實施態樣之必要元件。
又，準直透鏡模組322與第一聚焦鏡組323皆用以調整其所接收之光束的入射角度並予以輸出，且經由準直透鏡模組322所調整且輸出之光束皆位於一小角度範圍內，而光路規劃元件組3213則用以改變及規劃屬於S偏極性之照明光束L3S於進入光束回收模組321的傳輸方向，於本實施態樣中，光路規劃元件組3213係包括第一反射元件32131、第二反射元件32132A以及第二聚焦鏡組32133，且第一反射元件32131設置於偏光分離元件324與第二聚焦鏡組32133之間，而第二反射元件32132A設置於第二聚焦鏡組32133與全內反射稜鏡3211之間；其中，第一反射元件32131與第二反射元件32132A係分別用以供入射至其上之每一照明光束產生反射，而第二聚焦鏡組32133則用以調整其所接收之每一照明光束的入射角度並予以輸出。
補充說明的是，於第一實施態樣中，第一反射元件32131與第二反射元件32132A可分別為一第一第一反射鏡與一第二反射鏡，亦可分別為第一反射式偏光片與第二反射式偏光片；其中，第一反射式偏光片與第二反射式偏光片是分別用以供任一P偏極光束穿透其中，並供任一S偏極光束於其上產生反射。
又，光極性轉換結構3212係用以將進入光束回收模組321且屬於S偏極性的照明光束L3S轉換為屬於P偏極性的照明光束L3P2，於第一實施態樣中，光極性轉換結構3212可為一1/2波長片，且設置於第二反射元件32132A與全內反射稜鏡3211之間，但不以此為限，如光極性轉換結構3212亦可設置於偏光分離元件324與第一反射元件32131之間，抑或是設置於第一反射元件32131與第二聚焦鏡組32133之間，抑或是設置於第二聚焦鏡組32133與第二反射元件321312A之間(以上所述之變化設計，圖式均未示出)，主要目的是使由光束回收模組321回收且進入全內反射稜鏡3211的照明光束皆能是屬於P偏極性的照明光束。
接下來說明本實施態樣中之投影系統3A的作動過程。照明裝置31所提供之照明光束會於依序穿經過準直透鏡模組322、第一稜鏡32111的第一入光面32112、第一稜鏡32111的第一相對面33113、第二稜鏡32115的第二相對面32117、第二稜鏡32115的第二稜鏡面32118以及第一聚焦鏡組323後入射至偏光分離元件324，屬於P偏極性之照明光束L3P1係穿經過偏光分離元件324而投射至反射式液晶元件33，而屬於S偏極性的照明光束L3S則於偏光分離元件324上產生反射，並於繼續依序經過第一反射元件32131、第二聚焦鏡組32133、第二反射元件32122A以及光極性轉換結構3212後轉換為屬於P偏極性的照明光束L3P2。接著，該些屬於P偏極性的照明光束L3P2由第二稜鏡32115的第二入光面32116進入第二稜鏡32115，並於第二相對面32117上產生全反射，以再度於穿經過第二稜鏡32115的第二稜鏡面32118、第一聚焦鏡組323後入射至偏光分離元件324，因而能夠穿經過偏光分離元件324而投射至反射式液晶元件33。
又，該些屬於P偏極性的照明光束L3P1、L3P2投射至反射式液晶元件33上會產生反射，並因應電子式影像畫面而被轉換為屬於S偏極性的成像光束I3S，且該些屬於S偏極性的成像光束I3S會再度入射至偏光分離元件324，並於偏光分離元件324上產生反射，進而能夠於穿經過檢光片325後入射至光學鏡頭34，光學鏡頭34則接收並輸出該些成像光束I3S，使得反射式液晶元件33所呈現的電子式影像畫面被投射至投射面9上。
特別說明的是，基於司乃耳定律(Snell's Law)，任一光束若是以適當的入射角度入射至第二稜鏡32115的第二相對面32117，則可穿透第二稜鏡32115的第二相對面32117，否則會於第二稜鏡32115的第二相對面32117上產生全全反射；同樣地，任一光束若是以適當的入射角度入射至第二稜鏡32115的第二相對面32117上，則可於第二稜鏡32115的第二相對面32117上產生全反射，否則會穿透第二稜鏡32115的第二相對面32117。其中，司乃耳定律為熟知此技藝人士所知悉，故在此即不再予以贅述。
因此，本實施態樣中來自於照明裝置31所輸出之該些屬於P偏極性以及屬於S偏極性的照明光束L3P1、L3S，以及該些藉由光極性轉換結構3212而自屬於S偏極性的照明光束L3S轉換為P極性的照明光束L3P2，雖然都會於傳輸路徑上入射至全內反射稜鏡3211之第二稜鏡32115的第二相對面32117，但本發明藉由調整照明裝置31、準直透鏡模組322、第一聚焦鏡組323、第一反射元件32131、第二聚焦鏡組32133及/或第二反射元件32132A所設置的位置，或是上述任二元件間的相對位置關係，或是全內反射稜鏡3211中第一稜鏡32111與第二稜鏡32115的形狀，並調整與規劃出適當之任一照明光束於入射至第二稜鏡32115之第二相對面32117時的入射角度，將可使得全內反射稜鏡211之第二稜鏡32115的第二相對面32117還是能夠提供來自照明裝置31所輸出之該些屬於P偏極性的照明光束L3P1與該些屬於S偏極性的照明光束L3S穿透其中，並提供該些藉由光極性轉換結構3212而從屬於S偏極性的照明光束L3S轉換為P極性的照明光束L3P2於其上產生反射。
較佳者，照明裝置31係設置偏離投影系統3A的照明光軸35，且全內反射稜鏡3211中之第一稜鏡32111的側面與第二稜鏡32115的側面皆呈直角三角形，其如圖4所示。抑或是，照明裝置31未設置偏離照明光軸35處(圖未示出)，且全內反射稜鏡3211中之第一稜鏡32111之側面與第二稜鏡32115之側面的組合係呈一平行四邊形(圖未示出)。
再者，為了避免直接穿透第二稜鏡32115之第二相對面32117的照明光束L3P1、L3S以及於第二稜鏡332之第二相對面產生反射的照明光束L3P2於第二稜鏡32115的第二稜鏡面32118輸出時失去對稱性，造成反射式液晶元件33所呈現的電子式影像畫面於投射面9上成象時產生不對稱像差的情況，因此，於照明裝置31設置偏離照明光軸的前提下，本實施態樣中的第一稜鏡32111的第一相對面32113與照明光軸35之間的夾角以及第二稜鏡32115的第二相對面32117與照明光軸35之間的夾角皆為45度。
由以上說明並比較先前技術中的投影系統2可知，當二者照明裝置31、21所提供之照明光源的光量皆相同的情況下，因本實施態樣之投影系統3A能夠將投射至偏光分離元件324上且產生反射的照明光束L3S，即反射式液晶元件33不需要的照明光束，予以回收轉換極性後再度利用，使得本實施態樣之投影系統3A能夠令光學鏡頭34接收到較多的成像光束I3S，進而提高投影系統3A所能輸出的光流明數。
請參閱圖5，其為圖3所示之投影系統於第二實施態樣的具體結構與光路示意圖。本實施態樣之投影系統3B大致類似於前述第一實施態樣之投影系統3A所述者，在此即不再予以贅述。而本實施態樣與前述第一實施態樣的不同之處在於，光路規劃元件組3213’係包括第一反射元件32131、第二反射元件32132B以及第二聚焦鏡組32133；其中，第二反射元件32132B所設置之位置與角度被改變(虛線所示為第一實施態樣中第一反射元件32132A所設置之位置與角度)，如此會改變該些從屬於S偏極性的照明光束L3S轉換為該些P極性的照明光束L3P2於入射至第二稜鏡32115的第二相對面32117上時發生全反射的位置，進而提升反射式液晶元件33上的光強度以及光均勻度。
請參閱圖6，其為圖3所示之投影系統於第三實施態樣的具體結構與光路示意圖。本實施態樣之投影系統3C大致類似於前述第一實施態樣之投影系統3A所述者，在此即不再予以贅述。
而本實施態樣與前述第一實施態樣的不同之處在於，前述第一實施態樣中之第一反射元件32131、第二聚焦鏡組32133以及第二反射元件32132A，係被本實施態樣之投影系統3C的梯形鏡32134取代；其中，光極性轉換結構3212係設置於梯形鏡32134與第二稜鏡32115之間，亦可設置於梯形鏡32134與偏光分離元件324之間。
請參閱圖7，其為本發明投影系統於第二較佳實施例之結構方塊示意圖。投影系統4包括照明裝置41、光束處理模組42、反射式液晶(LCOS)元件43以及光學鏡頭44；其中，照明裝置41具有一發光源，該發光源可為一發光二極體(LED)光源，抑或是一高壓氣体光源(UHP)，且該發光源具有寬廣的發光範圍，較佳者，發光源的發光範圍介於0度與180度之間，且照明裝置係可設置於照明光軸處，抑或是偏向設置於照明光軸之一側。
又，照明裝置41所提供之光源中部份為屬於P偏極性的照明光束L4P，另一部分則為屬於S偏極性之照明光束L4S1，而反射式液晶元件43用以呈現一電子式影像畫面，並且僅需要被提供屬於S偏極性的照明光束，亦即反射式液晶元件43不需要屬於P偏極性的照明光束。
再者，光束處理模組42至少包括一光束回收模組421，且設置於照明裝置41、反射式液晶元件43以及光學鏡頭44之間；其中，照明裝置41所提供之照明光束L4P、L4S1會入射至光束處理模組42，屬於S偏極性之照明光束L4S1直接被輸出至反射式液晶元件43，而屬於P偏極性的照明光束L4P則會被光束回收模組421轉換為屬於S偏極性之照明光束L4S2，以進而被輸出至反射式液晶元件43。
又，任一投射至反射式液晶元件43且屬於S偏極性的照明光束L4S1、L4S2會於反射式液晶元件43上產生反射，並因應電子式影像畫面而被轉換為屬於P偏極性的成像光束I4P，且該些屬於P偏極性的成像光束I4P會於經由光束處理模組42後再入射至光學鏡頭44，而光學鏡頭44則接收該些成像光束I4P，並予以投射至一投射面，進而能夠使反射式液晶元件43所呈現的電子式影像畫面顯示於投射面上。
以下將舉出數種本較佳實施例的實施態樣，但不以此限定本發明的應用範疇，且任何熟知本技藝人皆可由下列數種實施態樣所得到之啟示及依據實際應用需求進行任何均等的變化設計。
請參閱圖8，其為圖7所示之投影系統於第一實施態樣的具體結構與光路示意圖。於本實施態樣之投影系統4A中，光束處理模組42除包括光束回收模組421之外，更包括準直透鏡模組422、第一聚焦鏡組423、偏光分離元件(PBS) 424以及檢光片425；其中，而光束回收模組421包括全內反射(TIR)稜鏡4211、光極性轉換結構4212以及光路規劃元件組4213。
其中，準直透鏡模組422設置於照明裝置41與全內反射稜鏡4211之間，第一聚焦鏡組423設置於全內反射稜鏡4211與偏光分離元件424之間，偏光分離元件424設置於反射式液晶元件43與檢光片425之間，而檢光片525則設置於偏光分離元件424與光學鏡頭44之間。
於第一實施態樣之投影系統4A中，全內反射稜鏡4211包括第一稜鏡42111與第二稜鏡42115，第一稜鏡42111與第二稜鏡42115皆係為三角稜鏡，且第一稜鏡42111具有一第一入光面42112、一第一相對面42113以及介於第一入光面42112與第一相對面42113之間的第一稜鏡面42114，而第二稜鏡42115具有一第二入光面42116、一第二相對面42117以及介於第二入光面42116與第二相對面42117之間的第二稜鏡面42118，其中，第一稜鏡42111的第一相對面42113與第二稜鏡42115的第二相對面42117係相對設置，且該二者間具有間隙。
再者，偏光分離元件424係用以供任一屬於P偏極性之光束穿透其中，並提供任一屬於S偏極性之光束於其上產生反射，也就是只有屬於P偏極性之光束能夠穿透偏光分離元件424；相反地，檢光片425則用以阻絕屬於屬於S偏極性之光束穿透其中，而僅允許屬於P偏極性之光束能夠穿透檢光片425，其主要目的是為了過濾非必要之光束進入光學鏡頭36，惟檢光片425並非是用以限定本實施態樣之必要元件。
又，準直透鏡模組422與第一聚焦鏡組423皆用以調整其所接收之光束的入射角度並予以輸出，且經由準直透鏡模組422所調整且輸出之光束皆位於一小角度範圍內，而光路規劃元件組4213則用以改變及規劃屬於P偏極性之照明光束L4P於進入光束回收模組421的傳輸方向，於本實施態樣中，光路規劃元件組4213係包括第一反射元件42131、第二反射元件42132、第三反射元件42134、第二聚焦鏡組42133以及第三聚焦鏡組42135；其中，第三聚焦鏡組42135設置於偏光分離元件424與第一反射元件42131之間，第三反射元件42134設置於第一反射元件42131與第二聚焦鏡組42133之間，且第二反射元件42132設置於第二聚焦鏡組42133與全內反射稜鏡4211之間；又，第一反射元件42131、第二反射元件42132以及第三反射元件42134係分別用以供入射至其上之每一照明光束產生反射，而第二聚焦鏡組42133以及第三聚焦鏡組42135則分別用以調整其所接收之每一照明光束的入射角度並予以輸出。
又，光極性轉換結構4212係用以將進入光束回收模組421且屬於P偏極性的照明光束L4P轉換為屬於S偏極性的照明光束L4S2，於本實施態樣中，光極性轉換結構可4212為一1/2波長片，且設置於第二反射元件42132與全內反射稜鏡4211之間，但不以此為限，如光極性轉換結構4212亦可設置設置於偏光分離元件424與第三聚焦鏡組42135之間，抑或是設置於第三聚焦鏡組42135與第一反射元件42131之間，抑或是設置於第一反射元件42131與第三反射元件42134之間，抑或是設置於第三反射元件42134與第二聚焦鏡組42133之間，抑或是設置於第二聚焦鏡組42133與第二反射元件42132之間(以上所述之變化設計，圖式均未示出)，主要目的是使由光束回收模組回收且進入全內反射稜鏡4211的照明光束皆能是屬於S偏極性的照明光束。
接下來說明本實施態樣中之投影系統4A的作動過程。照明裝置41所提供之照明光束L4P、L4S1會於依序穿經過準直透鏡模組422、第一稜鏡42111的第一入光面42112、第一稜鏡42111的第一相對面42113、第二稜鏡42115的第二相對面42117、第二稜鏡42115的第二稜鏡面42118以及第一聚焦鏡組423後入射至偏光分離元件424，屬於S偏極性之照明光束L4S1係於偏光分離元件424上產生反射，進而投射至反射式液晶元件43，而屬於P偏極性的照明光束L4P則直接穿經過偏光分離元件424，並於繼續依序經過第三聚焦鏡組42135、第一反射元件42131、第三反射元件42134、第二聚焦鏡組42133、第二反射元件42132以及光極性轉換結構4212後轉換為屬於S偏極性的照明光束L4S2。
接著，該些屬於S偏極性的照明光束L4S2由第二稜鏡42115的第二入光面42116進入第二稜鏡，並於第二相對面42117上產生全反射，以再度於穿經過第二稜鏡42115的第二稜鏡面42118、第一聚焦鏡組423後入射至偏光分離元件424，以進而能夠在偏光分離元件424上產生反射而投射至反射式液晶元件43。
又，該些屬於S偏極性的照明光束L4S1、L4S2投射至反射式液晶元件43上會產生反射，並因應電子式影像畫面而被轉換為屬於P偏極性的成像光束I4P，且該些屬於P偏極性的成像光束I4P會再度投射至偏光分離元件424，並穿經過偏光分離元件424，進而能夠於穿經過檢光片425後入射至光學鏡頭44，光學鏡頭44則接收並輸出該些成像光束I4P，使得反射式液晶元件43所呈現的電子式影像畫面被投射至投射面9上。
特別說明的是，基於司乃耳定律(Snell's Law)，任一光束若是以適當的入射角度入射至第二稜鏡42115的第二相對面42117則可穿透第二稜鏡42115的第二相對面42117，否則會於第二稜鏡42115的第二相對面42117上產生全反射；同樣地，任一光束若是以適當的入射角度入射至第二稜鏡42115的第二相對面42117上，則可於第二稜鏡42115的第二相對面42117上產生全反射，否則會穿透第二稜鏡42115的第二相對面42117。其中，司乃耳定律為熟知此技藝人士所知悉，放在此即不再予以贅述。
因此，本實施態樣中來自於照明裝置41所輸出之該些屬於P偏極性的與該些屬於S偏極性的照明光束L4P、L4S1，以及該些藉由光極性轉換結構4212而自屬於P偏極性的照明光束L4P轉換為S極性的照明光束L4S2，雖然都會於傳輸路徑上入射至第二稜鏡42115的第二相對面42117，但本發明藉由調整照明裝置41、準直透鏡模組422、第一聚焦鏡組423、第三聚焦鏡組42135、第一反射元件42131、第三反射元件42134、第二聚焦鏡組42133及/或第二反射元件42132所設置的位置，或是上述任二元件間的相對位置關係，或是全內反射稜鏡4211中第一稜鏡42111與第二稜鏡42115的形狀，而調整與規劃出適當之任一照明光束於入射至第二稜鏡42115之第二相對面42117時的入射角度，使得第二稜鏡42115的第二相對面42117還是能夠供來來自照明裝置所輸出之該些屬於P偏極性的照明光束L4P與該些S偏極性的照明光束L4S1穿透其中，並供該些藉由光極性轉換結構4212而從屬於P偏極性的照明光束L4P轉換為S極性的照明光束L4S2於其上產生反射。
較佳者，照明裝置41係設置偏離投影系統4A的照明光軸45，且全內反射稜鏡4211中之第一稜鏡42111的側面與第二稜鏡42115的側面皆呈直角三角形，其如圖8所示。抑或是，照明裝置41未設置偏離照明光軸45處(圖未示出)，且全內反射稜鏡4211中之第一稜鏡42111之側面與第二稜鏡42115之側面的組合係呈一平行四邊形(圖未示出)。
再者，為了避免直接穿透第二稜鏡42115之第二相對面42117的照明光束L4P、L4S1以及於第二稜鏡42115之第二相對面42117產生反射的照明光束L4S2於第二稜鏡42115的第二稜鏡面42118輸出時失去對稱性，造成反射式液晶元件43所呈現的電子式影像畫面於投射面9上成象時產生不對稱像差的情況，因此，於照明裝置41設置偏離照明光軸45的前提下，本實施態樣中的第一稜鏡42111的第一相對面42113與照明光軸45之間的夾角以及第二稜鏡42115的第二相對面42117與照明光軸45之間的夾角皆為45度。
由以上說明並比較先前技術中的投影系統1可知，當二者照明裝置4A、1所提供之照明光源的光量皆相同的情況下，因本實施態樣之投影系統4A能夠將投射至偏光分離元件424上且穿經過偏光分離元件424的照明光束L4P，即反射式液晶元件43不需要的照明光束，予以回收轉換極性後再度利用，使得本實施態樣之投影系統4A能夠令光學鏡頭44接收到較多的成像光束I4P，進而提高投影系統4A所能輸出的光流明數。
請參閱圖9，其為圖7所示之投影系統於第二實施態樣的具體結構與光路示意圖。本實施態樣之投影系統4B大致類似於前述第一實施態樣之投影系統4A中所述者，在此即不再予以贅述。而本實施態樣與前述第一實施態樣的不同之處在於，前述第一實施態樣中之第三反射元件42134、第二聚焦鏡組42133以及第二反射元件42132係被本實施態樣的梯形鏡42136取代，亦即，本實施態樣之投影系統4B中的光路規劃元件組4213’係包括第一反射元件42131、第三聚焦鏡組42135、梯形鏡42136；其中，光極性轉換結構4212係設置於梯形鏡42136與第二稜鏡42115之間；當然，亦可改設置於梯形鏡42136與第一反射元件42131之間(圖未示出)。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利範圍，因此凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含於本案之申請專利範圍內。
1．．．投影系統
2．．．投影系統
3．．．投影系統
3A．．．投影系統
3B．．．投影系統
3C．．．投影系統
4．．．投影系統
4A．．．投影系統
4B．．．投影系統
9．．．投射面
11．．．照明裝置
12．．．準直透鏡模組
13．．．偏光分離稜鏡
14．．．場透鏡
15．．．反射式液晶元件
16．．．光學鏡頭
21．．．照明裝置
22．．．準直透鏡模組
23．．．反射式偏光片
24．．．場透鏡
25．．．反射式液晶元件
26．．．光學鏡頭
28．．．檢光片
31．．．照明裝置
32．．．光束處理模組
33．．．反射式液晶元件
34．．．光學鏡頭
35．．．照明光軸
41．．．照明裝置
42．．．光束處理模組
43．．．反射式液晶元件
44．．．光學鏡頭
45．．．照明光軸
131．．．反射式偏光膜
321．．．光束回收模組
322．．．準直透鏡模組
323．．．第一聚焦鏡組
324．．．偏光分離元件
325．．．檢光片
421．．．光束回收模組
422．．．準直透鏡模組
423．．．第一聚焦鏡組
424．．．偏光分離元件
425．．．檢光片
3211．．．全內反射稜鏡
3212．．．光極性轉換結構
3213、3213’．．．光路規劃元件組
4211．．．全內反射稜鏡
4212．．．光極性轉換結構
4213、4213’．．．光路規劃元件組
32111．．．第一稜鏡
32112．．．第一入光面
32113．．．第一相對面
32114．．．第一稜鏡面
32115．．．第二稜鏡
32116．．．第二入光面
32117．．．第二相對面
32118．．．第二稜鏡面
32131．．．第一反射元件
32132A．．．第二反射元件
32132B．．．第二反射元件
32133．．．第二聚焦鏡組
32134．．．梯形鏡
42111．．．第一稜鏡
42112．．．第一入光面
42113．．．第一相對面
42114．．．第一稜鏡面
42115．．．第二稜鏡
42116．．．第二入光面
42117．．．第二相對面
42118．．．第二稜鏡面
42131．．．第一反射元件
42132．．．第二反射元件
42133．．．第二聚焦鏡組
42134．．．第三反射元件
42135．．．第三聚焦鏡組
42136．．．梯形鏡
L1P、L1S、L2P、L2S、L3P1、L3P2、L3S、L4P、L4S1、L4S2．．．照明光束
I1P、I2S、I3S、I4P．．．成像光束
圖1：係為習知反射式液晶投影系統之結構與光路示意圖。
圖2：係為另一習知反射式液晶投影系統之結構與光路示意圖。
圖3：係為本發明投影系統於第一較佳實施例之結構方塊示意圖。
圖4：係為圖3所示之投影系統於第一實施態樣的具體結構與光路示意圖。
圖5：係為圖3所示之投影系統於第二實施態樣的具體結構與光路示意圖。
圖6：係為圖3所示之投影系統於第三實施態樣的具體結構與光路示意圖。
圖7：係為本發明投影系統於第二較佳實施例之結構與光路的方塊示意圖。
圖8：係為圖7所示之投影系統於第一實施態樣的具體結構與光路示意圖。
圖9：係為圖7所示之投影系統於第二實施態樣的具體結構與光路示意圖。
3A．．．投影系統
9．．．投射面
31．．．照明裝置
32．．．光束處理模組
33．．．反射式液晶元件
34．．．光學鏡頭
35．．．照明光軸
321．．．光束回收模組
322．．．準直透鏡模組
323．．．第一聚焦鏡組
324．．．偏光分離元件
325．．．檢光片
3211．．．全內反射稜鏡
3212．．．光極性轉換結構
3213．．．光路規劃元件組
32111．．．第一稜鏡
32112．．．第一入光面
32113．．．第一相對面
32114．．．第一稜鏡面
32115．．．第二稜鏡
32116．．．第二入光面
32117．．．第二相對面
32118．．．第二稜鏡面
32131．．．第一反射元件
32132A．．．第二反射元件
32133．．．第二聚焦鏡組
L3P1、L3P2、L3S．．．照明光束
I3S．．．成像光束

Claims (28)

  1. 一種反射式液晶投影系統，包括：一照明裝置，用以提供複數個照明光束；一反射式液晶(LCOS)元件，用以呈現一電子式影像畫面；一偏光分離元件(PBS)，用以供該些照明光束中之一第一部分照明光束入射至該反射式液晶元件，且該第一部分照明光束於該反射式液晶元件上產生反射，並因應該電子式影像畫面而被轉換為另一複數個成像光束；一光學鏡頭，用以接收並投射該些成像光束至一投射面；以及一光束回收模組，用以供該些照明光束中之一第二部分照明光束自該偏光分離元件入射其中，並予以轉換極性後輸出，以使轉換極性後之該第二部分照明光束再次入射至該偏光分離元件；其中，該光束回收模組至少包括一全內反射(TIR)稜鏡，其供來自於該照明裝置之該些照明光束穿透其中，並供來自於該偏光分離元件之該第二部分照明光束於其上產生全反射。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之反射式液晶投影系統，其中該偏光分離元件係用以供該些照明光束中之任一P偏極光束穿透其中，並供該些照明光束中之任一S偏極光束於其上產生反射，且該全內反射稜鏡設置於該照明裝置以及該偏光分離元件之間。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之反射式液晶投影系統，其中該全內反射稜鏡包括一第一稜鏡與一第二稜鏡，且該第一稜鏡具有一第一入光面以及一第一相對面，而該第二稜鏡具有一第二入光面以及一第二相對面，且該第一相對面與該第二相對面係相對設置；其中，該投影系統內形成有一照明光軸，且該第一稜鏡之該第一相對面與該照明光軸之間的夾角以及該第二稜鏡之該第二相對面與該照明光軸之間的夾角皆為45度，抑或是當該照明裝置被偏離該照明光軸處設置時，該第一稜鏡之一側面與該第二稜鏡之一側面皆呈一直角三角形，而當該照明裝置未被偏離該照明光軸處設置時，該第一稜鏡之該側面與該第二稜鏡之該側面的組合係呈一平行四邊形。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之反射式液晶投影系統，更包括一檢光片，其設置於該偏光分離元件以及該光學鏡頭之間，用以阻絕該些成像光束中之任一P偏極光束入射至該光學鏡頭，抑或是阻絕該些成像光束中之任一S偏極光束入射至該光學鏡頭。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之反射式液晶投影系統，其中該光束回收模組更包括一光極性轉換結構，用以轉換該些照明光束中之該第二部分照明光束的極性，且自該偏光分離元件輸出之該第二部分照明光束係於通過該光極性轉換結構後入射至該全內反射稜鏡。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之反射式液晶投影系統，其中該光極性轉換結構係為一1/2波長片。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之反射式液晶投影系統，其中該光束回收模組更包括一光路規劃元件組，用以改變該些照明光束中之該第二部分照明光束的傳輸方向。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之反射式液晶投影系統，更包括：一準直透鏡組，設置於該照明裝置與該全內反射稜鏡之間，用以調整其所接收之每一照明光束的入射角度並予以輸出；以及一第一聚焦鏡組，設置於該全內反射稜鏡與該偏光分離元件之間，用以調整其所接收之每一照明光束的入射角度並予以輸出。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之反射式液晶投影系統，其中該光路規劃元件組係至少包括：一梯形鏡，用以供來自於該偏光分離元件之該第二部分照明光束至少於穿經過其中後入射至該全內反射稜鏡之該第二稜鏡；其中，該光極性轉換結構係設置於該偏光分離元件與該梯形鏡之間，抑或是設置於該梯形鏡與該第二稜鏡之間；抑或是該光路規劃元件組係至少包括：一第一反射元件與及一第二反射元件，分別用以供入射至其上之每一照明光束產生反射；以及一第二聚焦鏡組，用以調整其所接收之每一照明光束的入射角度並予以輸出；其中，該第二反射元件係設置於該第二聚焦鏡組與該全內反射稜鏡之間，且該反射式液晶元件上之光強度以及光均勻度係因應該第二反射元件之位置以及傾斜角度而改變。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之反射式液晶投影系統，其中該些照明光束中之該第一部分照明光束中的任一者皆係為一P偏極光束，而該些照明光束中之該第二部分照明光束中的任一者皆係為一S偏極光束。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之反射式液晶投影系統，其中該第一反射元件與該第二反射元件係分別為一第一第一反射鏡與一第二反射鏡，抑或是該第一反射元件與該第二反射元件係分別為一第一反射式偏光片與一第二反射式偏光片，且該第一反射式偏光片與該第二反射式偏光片係分別用以供任一P偏極光束穿透其中，並供任一S偏極光束於其上產生反射；其中，來自於該偏光分離元件之該第二部分照明光束係於依序至少經過該第一反射元件、該第二聚焦鏡組以及該第二反射元件後入射至該全內反射稜鏡之該第二稜鏡，並於該第二稜鏡之該第二相對面上產生全反射；其中，該光極性轉換結構係設置於該偏光分離元件與該第一反射元件之間，抑或是設置於該第一反射元件與該第二聚焦鏡組之間，抑或是設置於該第二聚焦鏡組與該第二反射元件之間，抑或是設置於該第二反射元件與該第二稜鏡之間。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之反射式液晶投影系統，其中該些照明光束中之該第一部分照明光束中的任一者皆係為一S偏極光束，而該些照明光束中之該第二部分照明光束中的任一者皆係為一P偏極光束。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之反射式液晶投影系統，其中該光路規劃元件組更包括：一第三反射元件，用以供入射至其上之每一照明光束產生反射；以及一第三聚焦鏡組，分別用以調整其所接收之每一照明光束的入射角度並予以輸出；其中，來自於該偏光分離元件之該第二部分照明光束係於依序經過該第三聚焦鏡組、該第一反射元件、該第三反射元件、該第二聚焦鏡組以及該第二反射元件後入射至該全內反射稜鏡之該第二稜鏡，並於該第二稜鏡之該第二入光面上產生全反射；其中，該光極性轉換結構係設置於該偏光分離元件與該第三聚焦鏡組之間，抑或是設置於該第三聚焦鏡組與該第一反射元件之間，抑或是設置於該第一反射元件與該第三反射元件之間，抑或是設置於該第三反射元件與該第二聚焦鏡組之間，抑或是設置於該第二聚焦鏡組與該第二反射元件之間，抑或是設置於該第二反射元件與該第二稜鏡之間。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之具有反射式液晶投影系統，其中該照明裝置具有一發光源，該發光源係為一發光二極體(LED)光源，抑或是一高壓氣体光源(UHP)，且該發光源之一發光範圍介於0度與180度之間；其中，該照明裝置係設置於一照明光軸處，抑或是偏向設置於該照明光軸之一側。
  15. 一種反射式液晶投影系統，包括：一照明裝置，用以輸出第一複數個屬於一第一偏極性之照明光束以及第二複數個屬於一第二偏極性之照明光束；一反射式液晶(LCOS)元件，用以呈現一電子式影像畫面，且任一投射至該反射式液晶元件之照明光束係於該反射式液晶元件上產生反射，並因應該電子式影像畫面而被轉換為一成像光束；一光學鏡頭；以及一光束處理模組，設置於該照明裝置、該反射式液晶元件以及該光學鏡頭之間，該光束處理模組係接收之任一屬於該第一偏極性之照明光束並予以輸出至該反射式液晶元件，且接收任一屬於該第二偏極性之照明光束並予以轉換極性後輸出至該反射式液晶元件，以及接收任一該成像光束並予以輸出至該光學鏡頭；其中，該光束處理模組至少包括一全內反射(TIR)稜鏡，且該全內反射稜鏡係同時設置於該些屬於該第二極性之照明光束於被轉換極性後的傳輸路徑上，以及設置於自該照明裝置所輸出之該些屬於該第一極性與該第二極性之照明光束的傳輸路徑上。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之反射式液晶投影系統，其中該光束處理模組更包括一偏光分離元件(PBS)，其用以供任一P偏極光束穿透其中，並供任一S偏極光束於其上產生反射，且該全內反射稜鏡設置於該照明裝置以及該偏光分離元件之間。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之反射式液晶投影系統，其中該全內反射稜鏡包括一第一稜鏡與一第二稜鏡，且該第一稜鏡具有一第一入光面以及一第一相對面，而該第二稜鏡具有一第二入光面以及一第二相對面；其中，該第一相對面與該第二相對面係相對設置；其中，該投影系統內形成有一照明光軸，且該第一稜鏡之該第一相對面與該照明光軸之間的夾角以及該第二稜鏡之該第二相對面與該照明光軸之間的夾角皆為45度，抑或是當該照明裝置被偏離該照明光軸處設置時，該第一稜鏡之一側面與該第二稜鏡之一側面皆呈一直角三角形，而當該照明裝置未被偏離該照明光軸處設置時，該第一稜鏡之該側面與該第二稜鏡之該側面的組合係呈一平行四邊形。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之反射式液晶投影系統，其中該光束處理模組更包括一檢光片，其設置於該偏光分離元件以及該光學鏡頭之間，用以阻絕任一P偏極光束入射至該光學鏡頭，抑或是阻絕任一S偏極光束入射至該光學鏡頭。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之反射式液晶投影系統，其中該光束處理模組更包括一光極性轉換結構，其用以轉換該些屬於該第二極性之照明光束的極性，且自該偏光分離元件輸出之些屬於該第二極性之照明光束係於通過該光極性轉換結構後入射至該全內反射稜鏡。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之反射式液晶投影系統，其中該光極性轉換結構係為一1/2波長片。
  21. 如申請專利範圍第19項所述之反射式液晶投影系統，其中該光束處理模組更包括一光路規劃元件組，用以改變來自於該偏光分離元件之該些屬於該第二極性之照明光束的傳輸方向。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之反射式液晶投影系統，其中該光束處理模組更包括：一準直透鏡組，設置於該照明裝置與該全內反射稜鏡之間，用以調整其所接收之每一照明光束的入射角度並予以輸出；以及一第一聚焦鏡組，設置於該全內反射稜鏡與該偏光分離元件之間，用以調整其所接收之每一照明光束的入射角度並予以輸出。
  23. 如申請專利範圍第21項所述之反射式液晶投影系統，其中該光路規劃元件組係至少包括：一梯形鏡，用以供來自於該偏光分離元件之該些屬於該第二極性之照明光束至少於穿經過其中後入射至該全內反射稜鏡之該第二稜鏡；其中，該光極性轉換結構係設置於該偏光分離元件與該梯形鏡之間，抑或是設置於該梯形鏡與該第二稜鏡之間；抑或是該光路規劃元件組係至少包括：一第一反射元件與及一第二反射元件，分別用以供入射至其上之每一照明光束產生反射；以及一第二聚焦鏡組，用以調整其所接收之每一照明光束的入射角度並予以輸出；其中，該第二反射元件係設置於該第二聚焦鏡組與該全內反射稜鏡之間，且該反射式液晶元件上之光強度以及光均勻度係因應該第二反射元件之位置以及傾斜角度而改變。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之反射式液晶投影系統，其中任一屬於該第一偏極性之照明光束皆係為一P偏極光束，而任一屬於該第二偏極性之照明光束係為一S偏極光束。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之反射式液晶投影系統，其中該第一反射元件與該第二反射元件係分別為一第一第一反射鏡與一第二反射鏡，抑或是該第一反射元件與該第二反射元件係分別為一第一反射式偏光片與一第二反射式偏光片，且該第一反射式偏光片與該第二反射式偏光片係分別用以供任一P偏極光束穿透其中，並供任一S偏極光束於其上產生反射；其中，來自於該偏光分離元件之該些屬於該第二極性之照明光束係於依序至少經過該第一反射元件、該第二聚焦鏡組以及該第二反射元件後入射至該全內反射稜鏡之該第二稜鏡，並於該第二稜鏡之該第二相對面上產生全反射；其中，該光極性轉換結構係設置於該偏光分離元件與該第一反射元件之間，抑或是設置於該第一反射元件與該第二聚焦鏡組之間，抑或是設置於該第二聚焦鏡組與該第二反射元件之間，抑或是設置於該第二反射元件與該第二稜鏡之間。
  26. 如申請專利範圍第23項所述之反射式液晶投影系統，其中任一屬於該第一偏極性之照明光束皆係為一S偏極光束，而任一屬於該第二偏極性之照明光束係為一P偏極光束。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之反射式液晶投影系統，其中該光路規劃元件組更包括：一第三反射元件，用以供入射至其上之每一照明光束產生反射；以及一第三聚焦鏡組，分別用以調整其所接收之每一照明光束的入射角度並予以輸出；其中，來自於該偏光分離元件之該些屬於該第二極性之照明光束係於依序經過該第三聚焦鏡組、該第一反射元件、該第三反射元件、該第二聚焦鏡組以及該第二反射元件後入射至該全內反射稜鏡之該第二稜鏡，並於該第二稜鏡之該第二入光面上產生全反射；其中，該光極性轉換結構係設置於該偏光分離元件與該第三聚焦鏡組之間，抑或是設置於該第三聚焦鏡組與該第一反射元件之間，抑或是設置於該第一反射元件與該第三反射元件之間，抑或是設置於該第三反射元件與該第二聚焦鏡組之間，抑或是設置於該第二聚焦鏡組與該第二反射元件之間，抑或是設置於該第二反射元件與該第二稜鏡之間。
  28. 如申請專利範圍第15項所述之投影系統，其中該照明裝置具有一發光源，該發光源係為一發光二極體(LED)光源，抑或是一高壓氣体光源(UHP)，且該發光源之一發光範圍介於0度與180度之間；其中，該照明裝置係設置於一照明光軸處，抑或是偏向設置於該照明光軸之一側。
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