TW546524B - Projection display apparatus - Google Patents

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546524 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（1 ) 【本發明所屬之技術領域】 本發明係關於使用液晶面板之投影型顯示裝置’尤其 關於再液晶面板之出射側上設置偏光分離體的液晶投影 機。 【先行技術】 爲該種投影型顯示裝置之一例的液晶投影機，係如第 15圖所示，具有射出白色光之光源302、使來自該光源302 之白色光呈略平行之反射器301、使來自反射器301之反射 光中之例如S波予以透過的入射側偏光板303、配合晝像訊 號而調製透過入射側偏光板303之S波的透過型液晶面板 3 04、被配置在液晶面板304之出射側上，自該液晶面板 304僅使任意之偏光成份（例如S波）透過的出射側偏光板 305、將出射側偏光板305之透過光擴大投影於螢幕上的投 影透鏡306，和用以冷卻入射側偏光板303 ·液晶面板 304 ·出射側偏光板305的冷卻風扇307。 如上之構成的液晶投影機300中，當藉由入射側偏光 板3 03使S波予以透過者時，則執行利用液晶面板304例 如在黑色領域上將S波變換成P波，在白色領域上S波予 以透過的調製。一方之所變換的P波，係被出射側偏光板 3 05遮斷而輸出黑色，另一方之S波係予以透過，而輸出白 色。 【本發明所欲解決之課題】 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公董） --------^裝------訂------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -4- 546524 A7 _ B7 五、發明説明（5) 應之矩形透鏡之影像予以結合。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 偏光變換系統14，係用以將含有p波、S波之雙方的 光’合倂於P波或S波之偏光而僅輸出任一方的偏光的系 統。例如’當反射一方之偏光p波，p波變成S波，而變換 成僅輸出例如S波的形式。 該偏光變換系統1 4係含有電容透鏡1 6、配置於第2透 鏡陣列12b和電容透鏡之間的板狀偏光射束分裂器（P]BS)陣 列1 5而所構成。 PBS陣列1 5因以平行狀態將偏光分離面和反射面互相 不同地配置’故依據一個偏光分離面和一個反射面所構成 對的數量，係對應著第1透鏡陣列1 2a之列或是行的數 量。 依據偏光分離而再PBS陣列1 5所形成之二次光源像， 係被空間性地分離成依據P偏光的二次光源像和依據S偏 光之二次光源像，而以成爲對的狀態來形成之。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 電容透鏡1 6係將通過中繼透鏡之主光線向著液晶面板 42(42R、42G、42B)之中心方向，在液晶面板42上重疊被形 成於第1透鏡陣列1 2a上的多數矩形透鏡的影像。 中繼光學系統30係含有2片反射鏡32、34、及被配置 再該反射鏡32、34之間的透鏡33而所構成。 棱鏡5 0係將4個直角形稜鏡貼合成X字形而構成略呈 長方體形者，如第1圖所示，將3個面當作射入各液晶面 板42R、42G、42B之出射光的面使用，將另外之一個面當 作射出合成光的合成光出射面使用，將剩下的2個面中之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -8- 546524 A7 B7 五、發明説明（6 ) 任一方的面，當作令後述之利用反射型偏光板6〇反射之偏 光例如P波由稜鏡5 0內跑至外方的出射面，而予以使用。 反射型偏光板60，係在相對於合成光之光路軸，以規 定之角度使入射藉由稜鏡50所出射之合成光的入射面予以 傾斜的狀態下，而被配置。於本例中，於後所述，該傾斜 角度因被配置在大約1 5度〜3 3度左右的範圍，故可以將反 射型偏光板60配置再投影透鏡7 1和棱鏡50之間的狹窄間 隙內。而且，於本例中，爲了反射來自3個液晶面板42之 出射光，而形成共同1個偏光板的構成。 再具有如上所述之光學系統的液晶投影機1中，自光 源燈所釋放出之白色光，利用鏡20而被縮小反射，藉由2 片二向色鏡22、24，分光成紅（R)、綠（G)、藍（B)之3原 色，而照明所對應之各液晶面板42R、42G、42B。 以液晶面板42(42R、42G、42B)而各被強度調製之3原 色光（R光、G光、B光），係依據G光直線前進地透過稜 鏡，B光在稜鏡50內之連結面50M2反射，R光再稜鏡50 內之連結面50M2反射，而在稜鏡50合成，藉由投影透鏡 70被放大投影至螢幕（被投影面）上。 (針對偏光板之配置） 在此，針對爲本發明特徵之反射型偏光板之配置構 造，使用第2圖予以說明。第2圖係模式性地表示第1圖 之3板式液晶投影機中之至少對1個顏色抽出光學系統的 槪略說明圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事 ，項再填· :寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -9- 546524 A7 B7 五、發明説明（7 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 於同圖中，液晶投影機1係具有被配置於電容透鏡4丄 和液晶面板42之間的入射側之反射型偏光板43、吸收型偏 光板44、在稜鏡50之合成光的出射側上以規定角度對光路 軸傾斜之狀態下所配置之出射側的反射型偏光板60、吸收 型偏光板62。而且，入射側之反射型偏光板43係具有與入 射側之吸收型偏光板44相同透過軸，出射側之反射型偏光 板60係具有與出射側之吸收型偏光板62相同之透過軸。 而且’於本例中，積層反射型偏光板60及吸收型偏光 板6 2之構造的偏光板（以下，稱爲積層品），雖然形成以規 定之傾斜角度傾斜該積層品而予以配置的構成，但是，即 使形成僅將反射型偏光板60傾斜並予以配置，不使吸收型 偏光板62傾斜而予以立設的構成亦可。因豎立方式偏光度 較高之故。 而且’於本例中，如第2圖所示，雖然爲往上方傾斜 之構成’但是傾斜方向並不限定於此，即使爲往下方傾斜 之構成亦可。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 反射型偏光板43、60係由例如積層介電體多層膜的偏 光性薄膜，例如（DBEF : 3M公司產品名）、（PCF :日東店公 公司產品名）（任一者皆是產品名）等所形成。該反射型偏 光板43、60，當將與所射入之入射光中之偏光面有正交關 係之光當作P波、S波之時，持有某偏光面之P波（例如， 在水平方向振動的偏光光）則利用反射型偏光板43、60而作 全反射’ S波（在垂直方向振動之偏光光）則透過偏光板43、 60 ° 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210><297公釐） -10- 546524 A7 B7 五、發明説明（8) 而且’於本例中，反射型偏光板60之傾斜角度因如後 所述比4 5度小’故反射光則通過稜鏡5 〇內後再次返回。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 在此’爲防止利用稜鏡5 0之中或稜鏡5 0之面而折射 反射的光回至液晶面板42，如第2圖所示，在稜鏡50之合 成光出射面以外之各面上，將令利用反射型偏光板60反射 之另一方之直線偏光P波予以透過之透過構件（敷層材料）的 AR(防反射）敷層52，安裝在上述另一方之直線偏光的透過 面。A R敷層5 2係在硏磨稜鏡5 0之表面後，藉由安裝而形 成之。依此，可以消除在稜鏡50之面上的反射。 AR敷層（防反射）52之材質，係以例如介電體之多層膜 所形成。在此，爲了使自液晶面板射入的光不返回，至少 須在面對液晶面板之稜鏡的面及上下任一方之面，共4面 上女AR敷層。並且’針對光不通過的另—*方面上，即使 無安裝亦可。 以反射型偏光板60反射之光，係藉由稜鏡50之合成 光出射面於進入至內部，而自稜鏡50之AR敷層52之面透 過。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (透過率-傾斜角特性） 在此，本發明者等將貼合反射型偏光板60和吸收型偏 光板6 2而積層的偏光板（積層品）予以變化角度，再測定此 時之偏光度、透過率及對比度。在此，對比度係指含有例 如上述偏光板分離光之分離程度的槪念。 在此，透過率係指表示光可以透過的比率，再者，偏 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -11 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 546524 A7 B7 五、發明説明（9 ) 光度係指P波和S波可以分離之比率。 本發明者等分別硏究傾斜於透過軸旋轉之情形，和傾 斜於與透過軸正交之吸收軸（反射軸）旋轉之情形。其結果， 如第3圖所示，在透過率一傾斜角特性中，以透過軸旋轉 使（吸收型）偏光板傾斜之時，和以透過軸旋轉使DBEF傾斜 之日寸’（以下’在％ 3圖〜第5圖中「偏光板」爲表不吸收 型之偏光板，「DBEF」爲表示反射型之偏光板），和以透過 軸旋轉使積層品傾斜之時，則如B 1、C1、A1所示，透過率 隨著傾斜角變大而下降，另外，以吸收軸旋轉傾斜偏光板 之時，和以反射軸旋轉使DBEF傾斜之時，和以吸收軸使積 層品傾斜之時，則如B2、C2、A2所示，透過率隨著傾斜角 變大而上升。 而且，不管傾斜角度如何，以全體之透過率而言，係 以DBEF、偏光板、積層品的順序而變低。 由上述可知，當令偏光板、DBEF及積層品傾斜於透過 軸旋轉時，雖然透過率隨著傾斜角變大而下降，但是當傾 斜於吸收軸（反射軸）之時，則上升了大約測定器所出現之誤 差的透過率。 (偏光度-傾斜角特性） 接著，當針對該6種形態，驗證偏光度-傾斜角特性 之時，則得到如第4圖所示之結果。即是，針對積層品之 透過旋轉A 1、積層品之吸收軸旋轉A2、偏光板透過軸 B 1、偏光板吸收軸B2，至大約30度前後爲止，偏光度係 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 裝 訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -12- 546524 A7 B7 五、發明説明（ι〇) 幾乎固定在99.9%以上，一旦超過大約30度之時，偏光度 則稍微下降。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁；> 另外，針對D BEF，透過軸旋轉、吸收軸（反射軸）之雙 方則如C1、C 2所示，至大約15度爲止，偏光度爲上升， 大約1 5度〜大約30度爲止，偏光度則稍微下降，在大約 30度以上，偏光度爲上升。 (對比度傾斜角特性） 而且，除了上述6個形態中之DBEF之外，當驗證其他 4個形態之對比度-傾斜角度之時，則得到如第5圖所示之 結果。即是，偏光板傾斜於透過軸旋轉之時B 1、偏光板傾 斜於吸收軸之時B2、和積層品傾斜於透過軸之時A 1，其特 性爲對比度隨著各傾斜角變大而由400漸漸地下降，僅有 積層品傾斜於吸收軸之時A2，傾斜角大約30度之前的領 域，對比度稍微比400大，在上述領域以後，對比度滑順 地下降。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而且，因DBEF、PCF等之反射型偏光板性能下降，故 單獨使用DBEF之時，對比度相當地低，又，單獨使用反射 型偏光板之時，因也降低至9 7〜9 8 %以下，故無法單獨使 用該些。 在此’對比度係假設有某一定程度之漏光，將成爲垂 直之時當作爲基點並予以計算，該基點之値（本發明之第1 對比値）則係例如對比度爲400時之値。 然後，當積層品傾斜於吸收軸旋轉之時，則如A2所 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13- 546524 A7 ______B7 五、發明説明（ 示’成爲在大約5度〜3 5度左右之間，比基點還高之對比 度（本發明之第2對比度）。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 因此’比起例如以大約4 5度傾斜吸收型偏光板之時， 可以提供特性上良好對比度之液晶投影機。 但是，以0度垂直豎立，在黑色顯示之時，較不希望 反射光返回至液晶面板4 2，因存儲於液晶之電荷，依據電 晶體成爲ON之事，而發生漏電流之故。因此，傾斜角係以 反射光部返回至液晶面板之角度爲最佳。 於本例中，從1 5度到30度之傾斜，倒的方向係以 DBEF之吸收軸、偏光板之吸收軸作爲中心而傾倒爲最佳。 液晶面板42係形成橫長形。因此，上下傾斜比起左右傾 斜，傾斜度較淺即可。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 由上述可知，針對上限値（本發明之第2角度），在對比 度傾斜角特性中，至少要比對比値成爲規定値以下之角度 還大爲最佳。具體而言，即是，於第5圖所示之特性圖 中，設定成曲線A2之對比値成爲400以下之時的33〜35 度前後之傾斜角度爲最佳。而且，從第5圖中之曲線A2開 始下降之角度，第4圖偏光度較高之角度等之觀點來看， 設定成大約1 5度〜大約30度之傾斜角爲更佳。又，以所 使用之偏光板種類，如第3圖之A 2所示，即使藉由傾斜角 之擴大而使透過率上升之積層品傾斜於吸收軸旋轉者亦 可。 (針對傾斜角度之下限値） 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -14 - 546524 Α7 Β7 五、發明説明（12) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 接著，針對下限値（本發明之第1角度），使用第6圖及 第7圖予以說明。該下限値原則上是以反射型偏光板60而 反射之反射光經由上述稜鏡而部返回液晶面板42(42G)之角 度爲最佳 ° 例如，在利用與棱鏡50相同構件而所形成之構件80 內’配置偏光分離體鎖包含之反射型偏光板60(及吸收型偏 光板62)之時，則成爲可使利用反射型偏光板60而反射之 反射光到稜鏡5 0之頂點0的傾斜角0。 即是，當將在稜鏡50中之無反射光折射的折射角設定 成0度之時，對於反射型偏光板60之法線，射入角度及反 射角度爲相等，理論上爲22.5度。 但是，在此，本發明者等，利用下述條件，實驗性地 算出更佳之傾斜角度0。例如，將稜鏡50之大小設定成40 X 40x 40mm，液晶面板42之大小設定爲1.3英吋的28x 2i mm(平面形狀比4 : 3)，將周邊之最低餘隙設定爲5.0mm 之時，可知傾斜角β = 1 6.1度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此，於構成如第7圖所示之構成時，反射型偏光板 60之傾斜角至少不能小於大約1 6.1度的角度爲最佳。 但是，在上述之條件中，周邊之最低餘隙較少之時， 傾斜角Θ即使爲更小，傾斜角Θ二1 5度前後亦可。 而且，於無形成第7圖所示之玻璃構件的如第6圖般 之通常例時，在反射光被入設至稜鏡50之時，因利用例如 Ρ點折射，故對上述角度Θ，增加折射角度多餘部分之角度 亦可。例如，將比最初折射之短波長的紫外光之折射角度 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -15- 546524 Α7 Β7 五、發明説明（13) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 大的角度，當作增加部分加算於上述傾斜角度之下限値亦 可。假設將該增加部分角度設定爲α度之時，下限値則以 L5度前後+ α之時、16.1度+ α之時、22.5度+ α之時等導 出。 當試著算出時，在具有玻璃構件之情形中，作爲下限 値可舉例的有最低餘隙較少之時的1 5度前後，最低餘隙爲 上述條件下之時的16.1度，邏輯上所算出之22.5度之時。 另外，在無具有玻璃構件之情形中，鑒於上述折射 角，可舉例的有周邊之最低餘隙較少之時的1 5度前後+ α、最低餘隙爲上述條件下之時的16. l+α，邏輯上所算出 之22.5度之時。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如上所述，依據將反射型偏光板6 0配置在與稜鏡5 0 相同材質（光學玻璃）之玻璃構件80內，或是形成以2個玻 璃構件挾持之構成，則如第6圖所示，比起單持有傾斜角 而配置反射側偏光板60之時，自空氣中射入至稜鏡50之 時，因無折射，故可以將傾斜角Θ之下限値設定成較小 値。依此，可以將投影透鏡70和稜鏡50間之距離更加靠 近，進而可以構成更明亮之液晶投影機。 由上述可知，作爲反射型偏光板60之傾斜角度，在配 置玻璃構件80之時，最佳之順序爲22.5度〜30度前後、 16.1度〜30度前後、15度前後〜30度前後、22.5度〜33度 前後、16.1度〜33度前後、15度前後〜33度前後、22.5度 〜3 5度前後、1 6 · 1度〜3 5度前後、1 5度前後〜3 5度前後。 再者，無配置玻璃構件8 0之時’最佳之順序爲2 2 · 5度 ^^尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210乂297公釐了 546524 A7 B7__ 五、發明説明（14) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) + α〜30度前後、16.1度+ α〜30度前後、15度前後+ α〜 3〇度前後、22.5度+ α〜33度前後、16.1度+ α〜33度前 後、15度前後+ α〜33度前後、22.5度+ α〜35度自U後、 16.1度+ α〜35度前後、15度前後+ α〜35度前後。 (針對作用） 接著，針對第2圖所示之至少一個液晶面板’說明如 上述所構成之液晶投影機之作用。 在上述構成之液晶投影機1中，透過電容透鏡41之Ρ 波，係利用入射側之反射型偏光板43而被反射。依此’在 吸收型偏光板44中，不用吸收上述所反射之部分的偏光即 可，可以防止吸收型偏光板44之加熱。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另一方面，透過電容透鏡41之S波’係透過反射型偏 光板43、吸收型偏光板44，而在液晶面板42因應畫像訊 號而被調製。在此，液晶面板42在黑色領域中，S波係通 過液晶面板4 2之間，產生向列液晶之雙折射效果’其偏光 面旋轉9 0度，S波之偏光面被旋轉9 0度（正交變換）之Ρ波 則藉由液晶面板被射出。另外，液晶面板在白色領域中，S 波之偏光面係直線前進，S波則藉由液晶面板42被射出。 如上述般自液晶面板所射出之波，係透過稜鏡50內’ 透過反射型偏光板60及吸收型偏光板62之後，藉由投影 透鏡透影至螢幕上。 另外，自液晶面板42所射出之Ρ波，係透過稜鏡50 內，而藉由反射型偏光板60被反射至光路外。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -17- 546524 A7 B7 五、發明説明（1$ 因此，依據反射型偏光板60另一方之偏光光被反射至 光路外，故以出射側之吸收型偏光板6 2所吸收之光，幾乎 消失’可以防止出射側之吸收型偏光板的加熱。 在此，於本例中，如上述至少將反射型偏光板60以大 約15度〜大約35度前後之傾斜角度來配置。 依據使成爲如此範圍之傾斜角度，首先，如上述第5 圖之對比度-傾斜角特性之特性圖所示，可以提供具有高 對比度之液晶投影機。而且，可以維持如第4圖之偏光度 -傾斜角特性圖所示般之高偏光度，除此之外，可以維持 如第3圖之透過率-傾斜角特性圖所示般之高透過率。 再者，即使爲接近於上限値之傾斜角度，因依此之反 射型偏光板60的佔有寬度距離爲比較短，故可以縮短液晶 面板42和投影透鏡70間之距離。例如’因於大約1 5度前 後至大約3 5度前後之間，若使稜鏡5 0之上下方向傾斜亦 可，故即使最大爲〇. 5通道亦可。在此’通道係指投影透鏡 70與液晶面板42之距離當作爲1單位之時的距離。再者’ 一般而言，投影透鏡70與液晶面板之距離越寬’液晶投影 機1之投影像則越暗。相反的’投影透鏡7 〇和液晶面板4 2 之距離越小，則可以構成明亮之液晶投影機’但是’於本 例中，因可以將上述距離縮小，故可以構成投影像明売之 液晶投影機。尤其，在如第1圖所示之3板式液晶投影機1 中，因利用形成於稜鏡50和投影透鏡70之間的自以往即 有之間隙，而可以配置’故不須再重新設置反射型偏光板 60專用之佔有領域’可以達成偏光板安裝時之裝置面積的 度適用中Μ規格（2WX297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •項再填办 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -18- 546524 Α7 Β7 五、發明説明（ie) 小型化。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者，以接近於下限値大約1 5度左右之傾斜角度使反 射型偏光板傾斜之時，利用反射型偏光板60而反射之光（返 回光），係透過稜鏡50內，而藉由稜鏡50之上面（反射光出 射面），出設至外面。在此，因在上面（反射光出射面），配 置有AR敷層52，故可以防止透過稜鏡50內之反射光（返回 光）利用上述上面而予以反射之事，進而透過至外面，因此 不管反射型偏光板60中之反射光如何，亦可以防止上面（反 射光出射面）之反射光成爲返回光而回到液晶面板42，進而 防止液晶面板42錯誤動作的發生。 而且，如上所述，將反射型偏光板60(及吸收型偏光板） 如第7圖所示般地，安裝於幾乎與棱鏡50相同材料之玻璃 構件80內時，上述下限値雖然1 5度左右，但是在如第6 圖般所示無形成玻璃構件80之時，因以反射光被射入至稜 鏡50的入射面折射，故雖然必須將角度α部分加算於折射 角度多餘部分，但是該角度α若比例如最先折射之短波長 紫外光的折射角度大的話即可。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 若依據上述之本實施形態，在以往，當顯示全黑時， 被配置在出射側之吸收型偏光板則變熱並燃燒，但是，在 本例中，因使用出射側之反射型偏光板而反射應被吸收型 偏光板所吸收之光，故可以達到防止燒損。依此，施行冷 卻較爲輕鬆，同時可以降低冷卻風扇之輸出，而達成小型 化、低音化。而且，可減輕出射側之吸收型偏光板之熱負 擔，進而增長壽命。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -19- 546524 A7 B7___ 五、發明説明（17) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者，因可以將偏光板傾斜角度之最佳傾斜範圍設定 在如上所述之比較窄的角度範圍內，故可以將投影透鏡和 液晶面板之距離形成較短，可以構成明亮之液晶投影機。 除此之外，依據上述角度及AR敷層，可以防止以偏光板或 稜鏡而被反射之返回光射入於液晶面板。 而且，因依據上述角度而所形成之積層品本身之高對 比度性能，加上於液晶面板之入射側及出射側使用偏光 板，故比起無使用偏光板之時，可以提高對比度。 (第2實施形態） 接著，針對與本發明有關之第2實施形態，使用第8 圖予以說明。在下述中，關於與上述第1實施形態實質上 相同之構成，省略其說明，僅說明不同之部分。第8圖爲 表示本例之液晶投影機的槪略說明圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於上述第1實施形態中，雖然將在反射型偏光板上下 方向所佔有之長度構成與稜鏡上下方向的長度相同，但 是，在本例之液晶投影機之反射型偏光板中，係使用相對 於稜鏡上下方向之長度佔有長度爲較短的反射型偏光板。 如第8圖所示，本例之液晶投影機1 00除了有與上述 第1實施形態相同之構成外，係包含有以比稜鏡50之寬（高 度）Z 1短的佔有高度Z2形成，利用傾斜角度傾斜0 2之偏 光分離體的反射型偏光板，和具有與該反射型偏光板110 相同之透過軸的吸收型偏光板1 12而構成之。 稜鏡50之側端部領域zp、ZP係比較容易出現因製造 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（X 297公釐） -20- 546524 Α7 Β7 五、發明説明（18) 曰寸而所引起之光學性不均句。在此，於本例中，依據迴避 使用該側端部領域ZP ' ZP，而可以維持光學性的均勻。 即是，除了稜鏡50之側端部領域之外，以如第8圖所 述般之佔有高度Z2配置反射型偏光板11 〇及吸收型偏光板 11 2之設置領域。 此時，傾斜角度β 2係與上述第1實施形態相同，雖然 上限値無變更，但是針對下限値必須執行若干修正。 即是，佔有高度變成比Ζ2還短的部分，必須對上述第 1實施形態之下限値減算修正角度5。因此，本例之傾斜角 度的下限値（本發明之地4角度），係餘隙較小之時的1 5度 左右一 5，一般之餘隙之時的16 · 1度一 5。但是，該係在 以與第9圖所示之稜鏡50幾乎相同之材質所形成之玻璃構 件1 2 0內配置反射型偏光板11 〇 (及吸收型偏光板11 2 )，以 空氣中與稜鏡5 0之境界無折射之時的條件，於空氣中配置 反射型偏光板110(及吸收型偏光板11 2)之時，若與上述第丄 實施形態相同，則於折射角度多餘部分增加角度α度即 可。此時，下限値則成爲1 5度左右+ α - δ之時，1 6.1度 + α — (5 等。 由上述可知，在配置玻璃構件之時，作爲反射型偏光 板11 0之傾斜角度，最佳之順序爲1 6.1度一 δ〜3 0度前 後、15前後一 5〜30度前後、16.1度一 5〜33度前後、15 度前後一 δ〜33度前後、16.1度一 5〜35度前後、15度前 後一 5〜3 5度前後。 再者，在無配置玻璃構件1 20之時，最佳之順序爲 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） 社衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} -訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -21 - 546524 A7 B7 五、發明説明（19) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁；> 16_1度+ α - 5〜30度前後、15前後+ α — 5〜30度前 後、16.1度+ α — 5〜33度前後、15度前後+ α — δ〜33 度前後、16.1度+ α — 5〜35度前後、15度前後+ α - 5 〜35度前後。 若依據上述之本實施形態，因可以達到與上述第1實 施形態相同之作用效果，並且藉由不使用比較容易出現因 稜鏡製造時所引起之光學性不均勻的稜鏡之側端部領域， 故可以構成可維持光學性均勻之液晶投影機。 再者，因可以縮短偏光板之占有高度，故可以比第1 實施形態更縮小傾斜角度，並且可縮短占有寬，故可以提 供更明亮之液晶投影機。 (第3實施形態） 接著，針對本發明所涉及之第3實施形態，依據第10 圖予以說明。第10圖係表示本例之液晶投影機之一部分的 槪略說明圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再本例之液晶投影機1 30中，除了有與上述第1實施 型態相同之構成外，係包含有具有以傾斜角度0 3而對各光 路軸傾斜的2個入射面（反射面）140a、140b之剖面略呈〈字 形的反射型偏光板142，及平面狀之吸收型偏光板142，以 取代如第1 0圖所示之1平面狀的反射型偏光板而構成之。 而且，即使吸收型偏光板142同樣形成爲〈字形亦可。 此時，傾斜角度之下限値（本發明之第3角度）係本發明 者等在與上述第1實施形態相同之條件下所硏討出之結 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -22- 546524 Α7 Β7 五、發明説明（20) 果，判明傾斜角度Θ 3=9.35度。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 因此’此時，傾斜角度之下限値含有尺寸誤差及裝配 誤差等大約爲9 · 3 5左右。 但是’該係在以與第1 2圖所示之稜鏡50幾乎相同之 材質所形成之玻璃構件120內配置反射型偏光板11〇(及吸 收型偏光板11 2)，以空氣中與稜鏡50之境界無折射之時的 條件’如第11圖所示，於空氣中配置反射型偏光板140之 時’若與上述第1實施形態相同，則於折射角度多餘部分 增加角度α度即可。此時，下限値則成爲9.3度左右+ α。 並且，針對上限値則與上述第1實施形態相同，無變更。 由上述可知，在配置玻璃構件之時，作爲反射型1 5 0 之傾斜角度，最佳之順序則爲9.35度〜30度前後、9.35〜 33度前後、9.35度〜35度前後。 再者，無配置玻璃構件之時，最佳之順序則爲9 · 3 5度 + α〜30度前後、9.35+ α〜33度前後、9·35度+ α〜35 度前後。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 若依據上述之本實施形態，因可以達到與上述第1實 施形態相同之作用效果，並且比第1、第2實施形態更縮小 投影透鏡與液晶面板之距離，故可以提供更明亮更小的液 晶投影機。 而且，在如此之〈字形之偏光片中’偏光板即使爲如 第2實施形態所示般，不形成在稜鏡之側端部的短偏光板 亦可。而且，即使以互相不同之傾斜角度形成〈字形之上 部和下部之各入射面亦可。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -23- 546524 A7 B7 五、發明説明（21) (第4實施形態） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 接著，針對本發明所涉及之第4實施形態，依據第1 3 圖予以說明。第1 3圖係表示本例之液晶投影機之一部分的 槪略說明圖。 本例之液晶投影機1 60係除了有與上述第1實施形態 共同之構成外，如第1 3圖所示，配置有將形成比稜鏡50 之一邊還長的反射型偏光板170及吸收型偏光板171予以 彎曲形成，同時用以集光來自該彎曲部之反射光而吸收 光、熱的屬於熱吸收構件之光吸收器1 72。 作爲光吸收器Π2之材料最佳爲例如使用硫化鉍等。 依此，可以更有效率地進行熱吸收。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 依據如此之形成，當彎曲偏光板之時，因比傾斜配置 者更窄，故在稜鏡50和投影透鏡70之狹窄間隙內，即使 無法實施像上述第1實施形態般之傾斜角度，但因利用彎 曲可以放掉反射光，故也可以達到與上述第1實施形態相 同之作用效果，而且可以將稜鏡與液晶面板之距離縮短， 進而可以提供更明亮且更小型化之液晶投影機。 再者，依據使用硫化鉍作爲光吸收器，可以有效率地 執行熱吸收。 而且，於本例中，雖然爲彎曲反射型偏光板170及吸 收型偏光板1 7 1之雙方的構成，但是即使僅彎曲反射型偏 光板170亦可。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -24- 546524 A7 B7 五、發明説明（22) (第5實施形態） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 接著，針對本發明所涉及之第5實施形態，依據第14 圖予以說明。第14圖係表示本例之液晶投影機之一部分的 槪略說明圖。 本例之液晶投影機1 80 ’除了有與上述第1實施形態共 同之構成外，係包含有具有對各光路軸彎曲之彎曲部的2 個入射面（反射面）190a、190b之剖面略呈〈字形的反射型偏 光板1 9 0，和平面狀之吸收型偏光板1 9 1，和個配置於稜鏡 50之上下位置之外側方，用以集光來自該入射面（反射 面）190a、190b之各反射光而吸收光、熱的屬於一對吸收構 件之光吸收器192a、192b，以取代上述第1實施形態所示 之1平面狀的反射型偏光板而構成之。而且，即使吸收型 偏光板191同樣形成爲〈字形且彎曲之構成亦可。 若依據上述之本實施形態，因可以達到與上述第1實 施形態相同之作用效果，並且比第4實施形態更縮小投影 透鏡與液晶面板之距離，故可以提供更明亮更小的液晶投 影機。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而且，在如此之〈字形之偏光片中，偏光板即使爲如 第2實施形態所示般，不形成在稜鏡之側端部的短偏光板 亦可。 而且，關於本發明之裝置和方法，雖然針對幾個特定 實施形態已做說明，但是只要係在不脫離本發明之主旨及 範圍下’可對本發明說明中所記敘的實施形態做出各種變 形。例如，再上述之各種實施形態中，雖然液晶投影機舉 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公羡） -25- 546524 A7 B7___ 五、發明説明（Z3) 出3板式之例，但是，即使單板式液晶投影機亦可適用上 述之各實施形態。此時，傾斜及彎曲方向不僅在上下方向 (在XZ平面以X軸爲中心傾斜）傾斜彎曲，就連在左右方向 (在X Z平面以Z軸爲中心傾斜）也可傾斜及彎曲。而且，液 晶面板因形成橫長狀，故以X軸爲中心傾斜則更佳。再 者，如第10圖所示之例中，不僅係上下方向的2個反射 面，即使形成爲上下方向左右方向也傾斜之4個反射面的 構成亦可。而且，即使將該4個彎曲成如第14圖所示之構 成亦可。 再者，在第13圖或第14圖所示之中，光若無返回， 即使將彎曲部分形成多段亦可。 再者，於上述之例中，雖然將稜鏡和玻璃構件分開形 成，但是即使爲在一體形成之稜鏡側部上配置偏光分離體 的構成亦可。 而且，組合上述之各實施型態彼此及該些各變形例而 所構成之例當然亦可。 【發明之效果】 若依據以上之說明，因使用出射側之偏光分離體反射 應被吸收型偏光板吸收的光，故可以防止偏光板之加熱及 燒損。依此，較易執行冷卻，同時降低冷卻扇之輸出，而 可以達到小型化、低音化。而且，可減輕出射側之吸收型 偏光板的熱負擔，進而增長壽命。 再者，因可以將偏光分離體之傾斜角度設定成比較窄 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ί裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -26- 546524 A7 B7 五、發明説明（25) 第9圖係用以說明反射型偏光板之傾斜角之下限的說 明圖。 第10圖係表示本發明之投影型顯示裝置之其他實施形 態之構成例的槪略側面圖。 第11圖係用以說明反射型偏光板之下限。 第1 2圖係用以說明反射型偏光板之下限。 第1 3圖係表不本發明之投影型顯示裝置之其他實施开多 態之構成例的槪略側面圖。 第14圖係表示本發明之投影型顯示裝置之其他實施形 態之構成例的槪略側面圖。 第1 5圖係表示以往投影型顯示裝置之構成例的槪略說 明圖。 【圖號說明】 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 10 光源燈 12 積分器 12a ' 12b 透鏡陣列 14 偏光變換系統 15 偏光射束分裂器（PBS)陣列 16 電容透鏡 20 鏡 22、24 二向色鏡 26 反射用鏡 30 中繼光學系統 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210χ 297公餐） -28- 546524 A7 B7 五、發明説明（26) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 32、34 反射鏡 33 透鏡 41(41G 、41B、 4 1 R) 電容透鏡 42(42G 、42B、 42R) 液晶面板 43 反射型偏光板 44 吸收型偏光板 5 0 棱鏡 5 2 AR敷層 60 反射型偏光板 62 吸收型偏光板 70 投影透鏡 80 構件 100 液晶投影機 110 反射型偏光板 112 吸收型偏光板 130 液晶投影機 140 玻璃構件 140a、 140b 入射面 142 吸收型偏光板 150 反射型偏光板 160 液晶投影機 170 反射型偏光板 171 吸收型偏光板 172 光吸收器 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -29- 546524 A7 B7 五、發明説明（27) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 180 液晶投影機 190 反射型偏光板 191 吸收型偏光板 192a 、 192b 光吸收器 300 液晶投影機 301 反射器 302 光源 303 入射側偏光板 304 液晶面板 305 出射側偏光板 306 投影透鏡 307 冷卻風扇 ZP 側端部領域。 --------·裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） -30-

Claims (1)

1. 5 24 中文申請範圍修正本 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 1. 一種投影型顯示裝置，其特徵爲：包含有 對使光投影至被投影體的光源所放射出之光，施予偏 光至至少一方向及該一方向以外之另一方向的偏光電路； f請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 將依據上述偏光電路而被施予偏光之上述光分離成多 數顏色的顏色分離電路； 於依據上述顏色分離電路而所分離之上述多數顏色各 施予調製的多數液晶面板； 依據合成藉由上述多數液晶面板而施予調製之上述多 數顏色，使生成含有該多數顏色之合成光的顏色合成電 路； 包含在藉由上述顏色合成電路而所生成之上述合成光 中，透過藉由上述偏光電路而被施與偏光至上述一方向的 第1光，而且，依據反射藉由上述偏光電路而被施予偏光 至上述另一方向的第2光，使上述第]光自上述第2光分 離的偏光分離體；和 將藉由上述偏光分離體所分離之上述第1光投影至上 述被投影體的投影電路。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印^ 2. 如申請專利第1項之投影型顯示裝置，其中，上述偏 光分離體，係被配置成使由垂直於藉由上述顏色合成電路 而所生成之上述合成光之前進方向的面，和上述合成光射 入於上述偏光分離體之該偏光分離體的面所構成之角的上 述偏光分離體之傾斜角，可以藉由規定該偏光分離體之傾 斜角和屬於來自上述偏光分離體之上述第2光的上述第1 光分離程度之對比値的關係而被特定，成爲對應於比上述 本&張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公茇）~' 546524 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 2 傾斜角爲零度時之對比値還大之對比値的角度。 3. 如申請專利範圍第2項之投影型顯示裝置，其中，上 述偏光分離體之傾斜角大約爲1 5〜35度的範圍。 4. 如申請專利範圍第1項之投影型顯示裝置，其中，上 述偏光分離體係含有射入被配置成剖面略呈〈字形之上述 合成光的多數各入射面。 5. 如申請專利範圍第4項之投影型顯示裝置，其中，上 述偏光分離體係被配置在使以上述各入射面而反射之上述 另一方之偏光不射入上述液晶面板的第3角度，和在上述 偏光分離體之對比度傾斜角特性中，對應於成爲上述顏色 合成電路之合成光出射面和各入射面略成平行之傾斜角時 的第1對比値以上之第2對比値的第2角度之間之範圍的 傾斜角度。 6. 如申請專利範圍第4項之投影型顯示裝置，其$，上 述偏光分離體之各上述入射面係各自具有使以各上述入射 面而各被反射之各上述另一方之偏光不射入至上述液晶面 板而各予以彎曲的各彎曲部， 又具有用以各吸收因以各上述彎曲部而各被反射之各 上述另一方之偏光所產生之熱的各熱吸收構件。 7. 如申請專利範圍第1項之投影型顯示裝置.，其中，上 述液晶面板係形成成長方形， 上述偏光分離體係隨著朝與上述液晶面板之短邊方向 對應的方向，而傾斜於與上述顏色合成電路之合成光出射 面離間的方向。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I n 訂 Aw. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -2- 546524 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 3 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 8. 如申請專利範圍第1項之投影型顯示裝置，其中，將 以上述偏光分離體而反射之上述另一方的偏光通過上述顏 色合成電路內而促使可以透過上述顏色合成電路之外方的 透過構件，配置在上述另一方之偏光朝比上述顏色合成電 路內還外方射出的出射面上。 9. 如申請專利範圍第1項之投影型顯示裝置，其中，又 具有被鄰接配置於上述顏色合成電路之合成光出射面，以 與上述顏色合成電路相同之材料而所形成之玻璃構件， 於上述玻璃構件中內藏有上述偏光分離體。 1 〇·如申請專利範圍第1項之投影型顯示裝置，其中， 上述偏光分離體係將面對於上述顏色合成電路而所配置之 反射型的第1偏光構件，和面對於上述投影電路而所配置 之吸收型的第2偏光板予以積層使成爲一體化而構成之。 1 1 ·如申請專利範圍第丨項之投影型顯示裝置，其中， 上述顏色合成電路至少具有上述另一方之偏光可以朝比上 述顏色合成電路內還外方射出的出射面，和與上述出射面 相向的面， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 上述偏光分離體至少形成除了在上述各面相向之方向 中的上述顏色合成電路之側端部領域的長度。 1 2.如申請專利範圍第1 1項之投影型顯示裝置，其中， 上述偏光分離體係被配置在以比上述側端部領域還靠內側 作爲基點而傾斜，使以該偏光分離電路而反射之上述另一 方之偏光不射入上述液晶面板之第4角度，和在上述偏光 分離體之對比度傾斜角特性中，對應於成爲上述顏色合成 本紙張尺度適用中國@家標準（CNS ) ( 210X 297公董) ~ 一 ----- 一 3- 546524 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 4 電路之合成光出射面和上述偏光分離體之入射面略成平行 之傾斜角時旳第1對比値以上之第2對比値的第2角度之 間之範圍的傾斜角度。 13. 如申請專利範圍第1項之投影型顯示裝置，其中， 上述偏光分離體係具有使以該偏光分離體而反射之上述另 一方之偏光不射入至上述液晶面板而予以彎曲的各彎曲 部， 又具有用以吸收因以上述彎曲部而被反射之上述另一 方之偏光所產生之熱的熱吸收構件。 ’ 14. 如申請專利範圍第13項之投影型顯示裝置，其中， 將以上述偏光分離體而反射之上述另一方的偏光通過上述 顏色合成電路內而促使可以透過上述顏色合成電路之外方 的透過構件，配置在上述另一方之偏光朝比上述顏色合成 電路內還外方射出的出射面上。 1 5 .如申請專利範圍第1 3項之投影型顯示裝置，其中， 又具有被鄰接配置於上述顏色合成電路之合成光出射面， 以與上述顏色合成電路相同之材料而所形成之玻璃構件， 於上述玻璃構件中內藏有上述偏光分離體。 1 6.如申請專利範圍第1 3項之投影型顯示裝置，其中， 上述偏光分離體係將面對於上述顏色合成電路而所配置之 反射型的第1偏光構件，和面對於上述投影電路而所配置 之吸收型的第2偏光板予以積層使成爲一體化而構成之。 Π.如申請專利範圍第1項之投影型顯示裝置，其中， 上述偏光分離體係被配置在令入射面對光路軸傾斜，使以 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇Χ：297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ，4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一 4 一 546524 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 5 該偏光分離體而反射之上述另一方之偏光不射入至上述液 晶面板的第1角度，和在上述偏光分離體之對比度傾斜角 特性中，對應於成爲與上述液晶面板之射出面和上述偏光 分離體之入射面略成平行之傾斜角時的第1對比値以上之 第2對比値的第2角度之間之範圍的傾斜角度。 18.如申請範圍第Π項之投影型顯示裝置，其中，上述 偏光分離體係將與上述光路軸正交之兩個正交方向中之任 何一方的方向作爲軸的傾斜。 19·如申請範圍第18項之投影型顯示裝置，其中，上述 偏光分離體係將上述正交方向中之雙方的方向作爲軸而各 自傾斜。 20. 如申請範圍第17項之投影型顯示裝置，其中，上述 偏光分離體係含有射入被配置成剖面略呈〈字形之上述合 成光的多數各入射面。 21. 如申請專利範圍第20項之投影型顯示裝置，其中， 上述偏光分離體之各上述入射面係各自具有使以各上述入 射面而各被反射之各上述另一方之偏光不射入至上述液晶 面板而各予以彎曲的各彎曲部， 又具有用以各吸收因以各上述彎曲部而各被反射之各 上述另一方之偏光所產生之熱的各熱吸收構件。 22. 如申請專利範圍第17項之投影型顯示裝置，其中， 上述偏光分離體係將被配置於上述液晶面板側之反射型的 第1偏光構件，和面對於上述投影電路而所配置之吸收型的 第2偏光板予以積層使成爲一體化而構成之。 本纸張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X 297公嫠） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製