TW561296B - Projection display and its illuminating optical system - Google Patents

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°°1296 °°1296 經濟部中央標準局員工消費合作社印«- A7 ^-—___B7 五、發明説明（1 ^ 一 ~-- 發明所屬技術領域 本發明係關於具有彩色光合成裝置之投射型顯示裝 置及其照明光學系統的。 · " 習知技術 將彩I影像投射在投射銀幕之投射型顯示g屋太多 使用十字分光稜鏡。例如在透射式液晶投影機，十字分 光稜鏡用作將紅、綠、藍3色光合成後向同一方向射出 之彩色光合成裝置。又，在反射式液晶投影機，十字分 光稜鏡用作將白色光分離成紅、綠、藍3色光之彩色光 分離裝置，而且也用作將所調變之3色光再度合成後向 同一方向射出之彩色光合成裝置。周知之使用十字分光 稜鏡之投射型顯示裝置，例如在特開平丨_3〇2385號公報 上記載的。 圖17係表示投射型顯示裝置之主要部分之概略圖。 該投射型顯示裝置包括3片液晶光閥42、44、46和十 子分光棱鏡48及投射透鏡系統50。十字分光稜鏡48將 用3片液晶光閥42、44、46所調變之紅、綠、藍3色 光合成後向投射透鏡系統50之方向射出。投射透鏡系統 50使所合成的光成像在投射銀幕52上。 圖18係分解了十字分光稜鏡48之一部分之立體 圖。藉著用光學黏接劑將4片直角稜鏡之彼此的直角面 相黏貼，製作十字分光稜鏡48。 圖19係表示利用了十字分光稜鏡48時之問題點之 說明圖。如圖19(A)所示，十字分光棱鏡48在用4片直 4 本紙張尺度適用中國國家標(:NS ) A4規格（210/ 297公髮) '~ " (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五、發明説明（ 課題之原理。在圖上，絲__

而自光的行進方向(z方向)—看成先3的行進方向係、z方向， 點鐘方向係y方向。又二3:鐘方向係X方向1 方向表示财向，y;^表…㈣巾’權宜上決定X 說明而依據具體實例說打 =易於 為那樣的具體構造。 k本發明未限定 、投射型顯示裝置在已知之將來自光源分割成 力先束後降低照明光之面内照度不均之技術上例： :侧42號公號上所記載之使用具有多片小透鏡^ 個透鏡陣列之照明光學系統（所謂的積分光學系統）。 圖1係在使用十字分光稜鏡之投射型顯示裝置採用 了積分光學系統時說明暗線發生原理之圖。圖从1)、 (B-1)係表示通過了 χ方向之位置彼此不同之小透㈣， 即位於異行方向之小透鏡1〇之光束（圖中以實線表示）及 八中〜光軸（圖中以細虛線表示）之追縱圖，圖1(A_2)、（B_2) 係表不投射銀幕7上之暗線DLa、DLb之形成位置。 自光源（圖上省略）射出之光束利用分別具有多片小 透鏡10之第1和第2透鏡陣列1、2分割成多條部分光 束。通過了設於第1和第2透鏡陣列1、2之各小透鏡1〇 之光束利用平行化透鏡15變換成和各光束之中心軸平行 的光束。通過了平行化透鏡15之各光束在液晶光閥3上 重疊’均勻地照明該規定區域。此外，在圖1只畫了一 片液晶光閥3 ，但是在其他的2片液晶光閥，積分光學 系統之原理、暗線之發生原理也一樣。 本紙張尺度適/η巾關家料（CNS ) Λ4%格（21m97公瘦） (請tw讀背而之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 561296 A7 _______B7 五、發明説*明（4 ) ~~ ' " 圖2係表示第1和第2透鏡陣列1、2之外觀之立體 圖。第1和第2透鏡陣列i、2在構造上將各自具有 矩形輪廓之小透鏡10配置成Μ列N行之陣列形。在本例 係Μ-110、Ν=8，在圖l(A-l)表示通過了第2行之小透 鏡10之部分光束之追蹤圖、圖1(B_1}表示通過了第7行 之小透鏡10之部分光束之追縱圖。 重疊在液晶光閥3上之光束在液晶光閥3受到按照 影像資料之調變後，射入十字分光稜鏡4。自十字分光 稜鏡4射出之光束經由投射透鏡系統6投影在銀幕7上。 如在圖l(A-l)、（B-i)上分別以粗虛線所示，通過十 字分光稜鏡4之中心軸5(在圖中沿著y方向）部分之光也 各自投影在銀幕7上之Pa、Pb位置。可是，如在習知技 術所述，因在财4 5㈣之㈣紐散射或應反射 之光未反射，通過中心軸5附近之光的光量就減少。因 而，如在圖所示，在投射銀幕7上形成亮 度比周圍低之部分，即暗線DLa、DLb。 在此’說明暗線和第1與第2透鏡陣列丨、2，之關係。 由將圖KA-D部分放大表示之圖3(A)得知，湘液晶光 閥3形成的像被投射透鏡系統6顛倒而且放大後投影在 投射銀幕7上。此外，圖3⑻係表示在包含十字分光棱鏡 斗之中心軸5之xy平面之剖面圖。在圖3(A)、圖3(B)， r 1表示在包含十字分光稜鏡4之中心軸5之”平面剖 開部分光束時自部分光束之剖面8之一端丨丨到中心軸5 之距離，而r2表示自部分光束之剖面8之另一端12到 7 本紙張&適"^國國家--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

561296 部 中 央 標 準 k 消 費 合 作 社 印 % A7 五、發明説明（5 ) " ~- 中心軸5之距離。因部分光束之剖面8之像被投射透鏡 系統6顛倒而且放大後投影在投射銀幕7上，自在投射 銀幕7上之投射區域9之一端13到暗線DLa為止之距離 R2和投射區域9之另一端14到暗線DLa為止之距離r2 之比等於距離rl和距離r2之比。即，形成暗線DLa之位 置和在包含十字分光稜鏡4之中心軸5之xy平面之部分 光束之剖面8相對於中心軸5之位置相關。 在此，比較圖l(A-l)和（B-1)就可得知，在圖1(A-1) 和（B-1)’在包含十字分光稜鏡4之中心軸5之W平面之 部分光束之各自的剖面的位置不同。因此，暗線DLa、 DLb各自在不同的位置形成。同樣地，因第i和第2透 鏡陣列1、2之中通過位於第2、7行以外之行之小透鏡 丨〇之部分光束之在包含十字分光稜鏡4之中心軸5之xy :面之剖面的位置也各自不同，在投射銀幕7上就形成 只有第1和第2透鏡陣列！、2之行數之暗線，即N條暗 線。 此外，通過在第1和第2透鏡陣列丨、2之同一行方 1位置排列之Μ個小透鏡之部分光束，如圖4所示，在 杈射銀幕7上之大致相等之位置形成暗線DLc。因此， N條暗線分別由通過在第丨和第2透鏡陣列1、2之同一 行方向位置排列之M個小透鏡之部分光束重疊而形成， 其暗度大致等於由各小透鏡所形成暗線之暗度之總和。 綜合上述，可導出以下的原理。 (第1原理） 本紙張尺度刺巾 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁 經濟部中央標準局一貝工消費合作社印繁 561296 五、發明説明（6 ) 稜鏡了:中第二，若部分光束之中心轴相對於十字分光 通過二之位置不同，暗線之形成位置也不同。 通過第1和第2透鏡陣列丨、2 相對於十字分光棱鏡4之中心轴之5不之 不同的位置形成暗線。軸5之位置彼此不同，在 (第2原理） 第2，在包含十字分光稜鏡4之中心軸5之π平面 之料光束之剖面的位置不同是由於射人十字分光棱鏡 二之部分光束之角度不同(參照圖υ。通過第i和第2透 二：列1 、 2之不同行之部分光束，因射入十字分光稜 “之角度不同’在中心軸5之部分光束之位置不同。 因此’若射入十字分光稜鏡4之部分光束之角度不 同，或若在在液晶光閥3上重疊之部分光束之角度不同， 則暗線之形成位置也不同。 (結論） 如上述所示，由於通過在第1、第2透鏡陣列丨、2 之同一仃方向位置排列之M個小透鏡之部分光，束在投射 銀幕7上之大致相等的位置各自形成暗線，其暗線之暗 度之總和大致等於因各小透@而形成之暗線之暗度之總 和。因此，只要使得通過該M個小透鏡之部分光束各自 形成之暗線位於投射銀幕7上之不同的位置即可。即， 這樣做，雖然暗線數增加，因可使每一條暗線之暗度減 少，結困暗線變得不易顯著。此外，不必使得通過]^個 小透鏡之暗線之形成位置都不同，只要一部分暗線之形 本纸張尺度適則7關家料（c、NS) Λ4規格（2κ>χ 297公楚） (請毛閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

561296 經滴邹中央標準局員工消贽合作社印策 A7 五、發明説明（7 ) 成位置不同也足夠。 此外，利用上述第1原理、筮 第原理可使暗線之形 烕位置不同。 即，依據第1原理，只I4； 要對於通過在同一行方向位 置排列之Μ個小透鏡之部分光束之中之_部分使相對 於十字分光稜鏡4之中心軸5之部分 位置和其他部分光束不同即可。 此外，依據第2原理，只要對於通過在同一行方向 位置排列之Μ個小透鏡之部分光束之中之_部分使重 疊在液晶光閥3上之部分光束之角度或射人十字分光棱 鏡4之部分光束之角度和其他部分光束不同即可。 本發明係藉著追求上述之原理而解決了如上述之習 知技術之課題的。以下，說明其手段及作用 '效果。 (解決課題之手段及作用、效果^ > 本發明之照明光學系統，射出照日月光，用於投射型 顯不裝置，而該投射型顯示裳置包括： 彩色光分離裝置，將照明光分離成3種彩色光； 3組光調變裝置，依據所供給之影像信號分別調變該 3種彩色光； 彩色光合成裝置’備有配置成乂字形之2種二向分光 膜並具有相當於該二向分光膜彼此交差之位置之中心 軸’將利用該3組光調變裝置所調變之3彩色光合成後 向同一方向射出；以及 投射裝置，將利用彩色光合成裝置所合成之光投射 本紙张尺度適用中國國家標孪（CNS ) Λ4規格（210Χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

561296 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（8 ) 在投射面上； 该照明光學系統之特徵在於： 具有·分割重疊光學系統，產生分割成和該彩色光合 成裝置之中心軸大致平行之行方向及和該彩色光合成裝 置之中心軸大致垂直之列方向之多條部分光束，而且將 該多條部分光束重疊； 该分割重疊光學系統在構造上， 使得位於同一行方向之該多條部分光束之中之一部 分之部分光束照明之該光調變裝置上之照明區域自其他 分光束照明之照明區域向該列方向偏移。 一條部分光束將彩色光合成裝置之中心軸投影在投 射面上，形成相當於中心軸之暗線，一排多條部分光束 般將彩色S合成裝置之巾^轴投影在投射面上之大致 相同的位置，形成暗線。若利用上述構造，一部分之部 分光束照明之該㈣變裝置上之照明區域自其他部分光 束照明之照明區域向該列方向（和與中心軸大致平行之 行方向大致垂直之方向)偏移。結果，依據第！原理，可 將相對於彩色光合成裝置之中心軸之—部分之部分光束 之中心光路之位置自其他部分光束之中心光路之位置偏 移’各部分光束在不同位置形成暗線。因此，可使在所 投射影像形成之暗線不易顯著。 在上述之照明光學系統， 該分割重疊光學系統包括： 第1透鏡陣列’具有在該行方向和列方向排列之多 11 本紙張尺度適用巾81¾¾ ( CNS ) --------- (請先閱讀背面之注意事項再填艿本頁)

冰1296 經 濟 部 中 A 標 準 員 X. 消 合 作 社 印 製 A7 、發明説明（9 片小透鏡； 第2透鏡陣列’具有分別和該第1透鏡陣列之該多 片小透鏡對應配置之多片小透鏡； 最好該第2透鏡㈣之沿著該射向大致排列之至 少1排之小透鏡之中之至少_部分之小透鏡係在和&他 小透鏡之光學中心不同之位置具有光學中 心透鏡)。 达兄(偏 若利用上述構造，藉著使至少丨排多片小透鏡之中 通過-部分之部分光束之—部分之小透鏡之光學中心之 位置和其他小透鏡之光學中心不同，可將一部分之部分 光束之光路自其他部分光束之光路偏移。因此，依據第刀i 原理，利用這多條部分光束可防止彩色光合成裝置之中 ::=ΐ大致相同之位置。結果’可使在所投射影像 形成之暗線不易顯著。 又在上述照明光學系統，最好該—部分之小 光學中心配置於和該其他小透鏡之光學中^同之位置 之偏心透鏡，使得通過該一部分之小透鏡之部分 該被照明區域上之照明區域相對於通過該其他小透鏡之 部分光束之該被照明區域上之照明區域向該列 移。 邮 若這樣做，因通過該一部分之小透鏡之部分光束之 =路自通過該其他小透鏡之部分光束之光路偏移，依據 第1原理，利用這多條部分光束可防止彩色光合成裝置 之中心軸投影在大致相同之位置。結果，可使在所投射 12 本纸张尺度家標锋.（CNS ) Λ4規格^ (請1閱讀背面之注意事項再填寫本頁j

561296 A7 五、發明説明（l〇 ) ' 影像形成之暗線不易顯著。 又在上述照明光學糸統之各情況，最好位於同一 仃方向之該多片小透鏡編成多組，同一組所含之小透鏡 $對於透鏡中心在同一位置具有光學中心，而不同組所 含之小透鏡彼此相對於透鏡中心在不同位置具有光學中 若這樣做，因複數組之每組通過小透鏡之部分光束 之光路不同，複數組之每組形成所投影之相當於彩色光 合成裝置之中心軸之暗線。可防止彩色光合成裝置之中 心軸投影在大致相同之位置。 、此外，最好將位於同-行方向之該多片小透鏡編組 成通過該複數組之各組之部分光束之光量相等。 若通過各組之部分光束之光量不相等，通過各组之 部分光束所投影之相當於彩色光合成裝置之中心軸之暗 線之暗度也各自不同。使這些暗線不顯著係、本發明之目9 的，但是因人之光之識別能力對相對性差異比較高，暗 線之暗度不同不太好。因此’若通過各組之 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 光=相等，可使通過各組之部分光束所形成暗線之 相#。 此外，該複數組也可設為沿著該行方向區分之 個區域。若這樣做，關單的構造可防 置之中心軸投影在大致相同之位置。 7巴亢口戍凌 此時，該複數組係沿著該行方向區分之2個區域 最好該2個區域之中之一個區域 G域， A厅3夕片小透鏡之光學 I紙张尺度適用中國國云標準（cns ) λ4規格（ 13 561296 A7 五、發明説明（11 ) 中心和另-個區域所含多片小透鏡之光學中心相對於透 鏡中心位於對稱位置。 右k樣做，因藉著將和—健域所含小透鏡—樣之 小透鏡配置成上下顛倒就可構成另—個區域，用—種小 透鏡可構成第2透鏡陣列。 在上述…、明光學系統之各情況，最好該第2透 鏡陣列之多片小透鏡之各自 处兄<谷自的先學中心自相當於該光源 之光軸中心之該第2透鏡陣列之中心配置於 置。 投射型顯示褒置戶斤闲也、店 衣置所用先源，一般光軸中心之光量最 大，隨著遠離光軸中心有變小之傾向。將這種光源用於 投射型顯示裝置時’若照上述做，可使通過第2透鏡陣 列之多片小透鏡之部分光束所投影之相當於彩色光合成 裝置之中心軸之多條暗線之暗度全部相等。 又，在上述照明光學系統之各情況，也可 該分割重疊光學系統還包括： 經濟部中央標準局員τ,消費合作社印製 重叠結合透鏡’將通過該第1透鏡陣列及該第2透 鏡陣列之多片小透鏡之多條部分光束大致重疊結合 光調變裝置上之照明位置；以及 偏光I換7C件，設於該第2透鏡陣列和該重疊結 裝置之間； 該偏光變換元件包括·· 偏光分光鏡陣列，具有多組彼此平行之偏光分離膜 和反射膜，將通過了該第2透鏡陣列之多片小透鏡之多、 14 561296 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 五、發明説明（12 ) 條部分光束分別分離成2種直線偏光成分；以及 偏光變換裝置，使該偏光分光鏡陣列所分離之2種 直線偏光成分之偏光方向一致。 右這樣做’因可將具有隨機之偏光光之照明光變換 成一種直線偏光光後利用，可提高光之利用效率。 本發明之投射型顯示裝置，包括： 上述照明光學系統之一； 彩色光分離裝置，將照明光分離成3種彩色光； 3組光調變裝置，依據所供給之影像信號分別調變3 種彩色光； 彩色光合成裝置，備有配置成X字形之2種二向分光 膜並具有相當於該二向分光膜彼此交差之位置之中心 轴，將利用該3組光調變裝置所調變之3彩色光合成後 向同一方向射出；以及 投射裝置，將利用彩色光合成裝置所合成之光投射 在投射面上； 其特徵在於： 、 該照明光學系統， 具有分割重疊光學系統，產生分割成和該彩色光合 成裝置之中心軸大致平行之行方向及和該彩色光合成裝 置之中心軸大致垂直之列方向之多條部分光束，=且將 該多條部分光束重疊； 該分割重疊光學系統在構造上， 使得位於同一行方向之該多條部分光束之中之一部 15 本紙張尺^用( CNS ) Λ4規格（2H97公釐 1 —--- (請先閱讀背而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 561296 A7 ---—_B7_ 五、發明說明（/4-1) 132’c〜小透鏡、140〜偏光變換元件；141〜偏光分光鏡陣 列；142〜選擇相差板；143〜透光性材料；144〜偏光分離膜； 145〜反射膜146〜半波長相差層；；150〜重疊透鏡；160〜 反射鏡；210、212〜分光鏡；218、222、224〜反射鏡；230〜 入射側透鏡；232〜中繼透鏡；240、242、244〜場透鏡；244〜 射出側透鏡；250、252、254〜液晶光閥；252a、2561a、 25 71a、2581a 〜照明區域；256cl、257cl、258cl、262〜中 心軸；260〜十字分光透鏡；270〜投射透鏡系統；300〜銀幕； 356、356a、356b、358、358a、358b〜部分光束；356c卜 356cla、356c lb、358cl、358cla、358clb 〜中心軸；3561a、 3581a〜照明區域。 發明之實施例 以下依據實施例說明本發明之實施形態。此外，在以 下之說明中，設光的行進方向為z方向，而自光的行進方 向（z方向）看，設3點鐘方向為χ方向、12點鐘方向為乂 方向。 A·實施例1 : 圖5係表示本發明之實施例1之投射型顯示裝置 之主要部分之概略平牵圖。此投射型顯示裝置包括肜 明光學系統丨00、分光鏡21〇、2丨2、反射鏡2丨8、22 = 224、入射側透鏡23〇、中繼透鏡232、3片場透鏡 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS人^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁}

561296 Α7 Β7 五、發明説明（15 ) 鏡240、242、244、3片液晶光閥（液晶面板）250、 252、254、十字分光稜鏡260及投射透鏡系統270。 照明光學系統100包括射出大致平行之光束之光源 部110、第1透鏡陣列120、第2透鏡陣列130、重疊透 鏡150及反射鏡160。照明光學系統1〇〇係用以大致均勻 地照明係照明區域之3片液晶光閥250、252、254之積 分光學系統。 光源部110包括作為射出放射狀光線之放射光源之 光源燈泡112及將自光源燈泡112射出之放射光以大致 平行的光束射出之凹面鏡114。凹面鏡114最好使用拋 物面鏡。 圖ό係表示第1透鏡陣列120之外觀之立體圖。第i 透鏡陣列120在構造上係具有近似矩形輪廓之小透鏡 122排列成Μ列N行之陣列形。在本例係，M=6、N=4。 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 第2透鏡陣列130基本上為了和第i透鏡陣列ι2〇之小透 鏡122對應’在構造上小透鏡排列成μ列n行之陣列形。 此外，關於第2透鏡陣列130之細節將後述。各小透鏡 122將自光源部11〇(圖5)射出之光束分割成多條（即ΜχΝ 條）部分光束，使各部分光束會聚在第2透鏡陣列ΐ3〇之 附近。自Ζ方向所看到各小透鏡122之外形形狀設定成和 液晶光閥250、252、254之顯示區域之形狀大致相似。 在本實施例，小透鏡122之寬高比設定成4 : 3。 在圖5所示之投射型顯示裝置，自光源部ιι〇射出 之平行光束被構成積分光料、統之第丨和第2透鏡陣列 18 --- (讀先閱讀背而之注意事項再填艿本頁) 本紙張尺度適用中國國秀、標_ ( CMS ) Α4規格（2丨0 X 297公楚）~ ----_ 561296 A7 ----------B7 五、發明説明（16 ) ^^~--- 120、130分割成多條部分光束。自第以鏡陣歹之 小透鏡122射出之各部分光束會聚成光源部ιι〇之光源 像成像在第2透鏡陣列13Q之對應的各小透鏡内。 即，在對應之第2透鏡陣列13〇之小透鏡132内形成個數 和第1透鏡陣列120之小透鏡122一樣多之2次光源像。 重疊透鏡150之功能係作為重疊光學系統，使自第2 透鏡陣列13G之各小透鏡132射出之部分光束重疊並會 聚在係被照明區域之液晶光閥25〇、252、254。此外， 也可使用具有該重疊透鏡150之功能和第2透鏡陣列13〇 之各小透鏡之功能之丨片透鏡陣列替代2片透鏡13〇、 150。又，反射鏡160具有將自重疊透鏡15〇射出之光束 向分光鏡210方向反射之功能，但是視 必-定需要。上述之結果，大致均勻地照明各=光: 250 、 252 、 254 ° 2片分光鏡210、212之功能係作為彩色光分離裝 置，將重疊透鏡150所會聚之白色光分離成紅、綠、藍3 色光。第1分光鏡210透射自照明光學系統1〇〇，射出之白 色光束之紅光成分，而且反射藍光成分和綠光成分。透 射了第1分光鏡210之紅光經反射鏡218反射，通過場透 鏡240後到達紅光用液晶光閥250。該場透鏡24〇將自第 2_透鏡陣列130射出之各部分光束變換成和其中心軸平 4亍之光束。设在其他液晶光閥之前之場透鏡242、244 也一樣。被第1分光鏡210反射之藍光和綠光之中，綠 光被第2分光鏡212反射，通過場透鏡242後到達綠光用 19 本紙張尺度適用中國國家標導（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） 邻先間讀背面之注意事項再填寫本頁) b 丁 mi ϋϋ H M f In m HI— I lain m ^ ^ ml t^in 1 11— HI * 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 561296 經濟部中央標隼局員工消f合作社印裂 A7 B7 五、發明説明（17 ) — 液晶光閥252。而藍光透射第2分光鏡212，通過具有入 射側透鏡230、中繼透鏡232及反射鏡222、224之中繼 透鏡系統，再通過場透鏡244後到達藍光用液晶光閥 254。此外，藍光使用中繼透鏡系統，係因藍光之光路長 度比其他彩色光之光路長度長，用以防止光之利用效率 降低。即，為了將射入入射側透鏡230之部分光束原封 不動地傳到射出側透鏡244。 三片液晶光閥250、252、254之功能係作為光調變 裝置，知照所供給之影像資料（影像信號）將3種彩色光分 別調變後形成影像。十字分光稜鏡260之功能係作為彩 色光合成裝置，將3種彩色光合成後形成彩色影像。此 外’十字分光棱鏡260之構造和在圖18及圖19說明的一 樣。即，在十字分光稜鏡260 ，反射紅光之介質多層膜 和反射藍光之介質多層膜在4片直角稜鏡之界面形成近 似X字形。利用這些介質多層膜合成3種彩色光，形成用 以投射彩色影像之合成光。十字分光稜鏡26〇所產生的 合成光朝投射透鏡系統270之方向射出。投射透鏡系統 270之功能係作為投射光學系統，將該合成光投射在投射 銀幕300而顯示彩色影像。 圖5所示實施例1之投射型顯示裝置之特徵在於第2 透鏡陣列130。圖7係表示實施例！之第2透鏡陣列13〇 之說明圖。該第2透鏡陣列130在構造上，使用其小透 鏡132之光軸位置不同之3種小透鏡132a、13沘、 i32c ,各列不同。在圖7(A)，在各小透鏡之表面所畫的 (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁)

20 561296 A7 —_________ B7 五、發明説明（18 ) ' (請先閱讀背.面之注意事項再填寫本頁) 十字表示各小透鏡之光軸位置，即光學中心。構成第2 透鏡陣列130之第2、5列之小透鏡n2a之光軸位置位 於透鏡中心。而，構成第2透鏡陣列13〇之第3、6列之 小透鏡132b之光軸位置相對於透鏡中心偏向+χ方向。構 成第2透鏡陣列130之第1、4列之小透鏡丨32C之光軸 位置相對於透鏡中心偏向-X方向。圖7(B)表示如小透鏡 132b、132c般之光軸位置偏移之小透鏡（偏心透鏡）之構 造例。小透鏡132b、132c如圖所示，由於在規定位置切 割球面透鏡’係構造上和光軸相對於切割後之透鏡中心 偏移之透鏡等價之偏心透鏡。 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 圖8係表示第2透鏡陣列13〇之功能之說明圖。圖 8(A)表示在自第2透鏡陣列130之上方第2列之平面圖， 圖8(B)表示在自第2透鏡陣列130之上方第3列之平面 圖，圖8(C)表示在自第2透鏡陣列130之上方第4列之 平面圖。此外，為了簡單起見，只表示由光源部丨1〇到 液晶光閥252為止之光路上之主要部分。又，著眼於第1 及第2透鏡陣列120、130之第2行（圖6、圖、）說明。 在圖8(A)，自光源部11 〇射出之平行光被第1透鏡陣列 120之小透鏡122分割成部分光束後，會聚成光源像在第 2透鏡陣列130之小透鏡132a之内部成像。此外，自小 透鏡132a射出之部分光束利用重疊透鏡1 5〇照明係液晶 光閥252之光之入射面之被照明區域252a。在此，小透 鏡132a之光軸位置位於透鏡中心（圖7)，自小透鏡132a 射出之部分光束如其中心軸256cl通過被照明區域252a 21 本紙張尺度適用中國國家標卑（〔\3)八4規格（210\297公楚) 一 561296 A7 B7 五、發明説明（19 ) ' 之中心般照明照明區域2561a。而在圖8(B)，自第2透鏡 陣列130之第2行之小透鏡132b射出之部分光束和圖8(a) 一樣照明被照明區域252a。可是，因小透鏡丨3儿之光軸 位置偏向+x方向（圖7)，自小透鏡13孔射出之部分光束 如其中心軸257cl通過相對於被照明區域252a之中心偏 向+x方向般照明自照明區域2561a偏向+x方向之照明區 域2571a。又，在圖8(c)，自第2透鏡陣列13〇之第二行 之小透鏡132c射出之部分光束也和圖8(A)、圖8(B)一樣 照明被照明區域252a。可是，因小透鏡1 32c之光軸位置 偏向-X方向（圖7)，自小透鏡132b射出之部分光束如其 中心軸258cl通過相對於被照明區域252a之中心偏向1 方向般照明自照明區域2561a偏向-X方向之照明區域 2581a。此外，在第2透鏡陣列13〇之第5、6、！列之 部分光束之光路也各自和圖8(A)、圖8(B)、圖8(C)—樣。 經濟部中央標隼局負工消費合作社印製 i——ik! (請先閱讀背面之注意事項再填巧本頁：一 即，如圖8(A)、圖8(B)、圖8(C)所示，通過在同一行方 向排列之部分光束利用第2透鏡陣列之3種小透鏡 132a、132b、132c及重疊透鏡150在各自不同之3種照 明區域2561a、照明區域2571a、照明區域2581a重疊後 照明被照明區域252a，各自之中心軸256cl、257cl、 258cl也相對於被照明區域252a之中心通過各自不同的 位置。 圖9係表示第1及第2透鏡陣列120、130之部分光 束重疊在液晶光閥252上之情況之概念圖。此外，圖9 係由重疊透鏡15 0側看到液晶光閥2 5 2之圖，以實線表 22 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） 561296 A7 ________B7 五、發明説明（20 ) 示通過小透鏡132a之部分光束之照明區域25613、以虛 線表示通過小透鏡132b之部分光束之照明區域2571a、 以一點鏈線表示通過小透鏡132£之部分光束之照明區域 銪先閱讀背而之注意事項再填朽本頁 2581a。又’關於照明區域2561a、照、日月區域257ia、照 明區域2581a在y方向之偏移，係只是為了使各自位置之 差異明確而畫成偏移，實際上幾乎沒有偏移。由圖得知， 相對於照明區域2561a，照明區域257ia偏向+χ方向、照 明區域2581a偏向-X方向。在此，照明區域25他、，昭明 區域257la、照明區域2581#χ方向之位置偏移時，對 液晶光閥252之兩端部發生照明不均，但是實際上將用 於投射之有效區域設為比液晶光閥252之外形小一圈， 因其他部分未投射而沒有問題。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 圖10係表示通過小透鏡132a、132b、132c之部分 光束通過十字分光稜鏡260之情況之說明圖。此外，為 了易於理解說明，省略或簡化不必說明之部分。通過了 第2透鏡陣歹130之第2列第2行之小透鏡n2a之部分 光束之中心軸256d、通過了第3列第2行之小，透鏡η。 之部分光束之中心軸257c卜通過了第4列第2行之小透 鏡n2a之部分光束之中心軸258cl相對於十字分光棱鏡 260之中心軸262各自通過不同的位置。如前面在第！原 理所述，若if過十字分光稜鏡260内之部分光束之中二 軸之相對於十字分光稜鏡26〇之中心軸262之位置^ 同’暗線之形成位置也就不同。因而，通過在同一行方 向排列之Μ個小透鏡之部分光束各自形成之暗線不會集 23 本纸張尺度賴巾關 ^>〇1296 五 經 濟 部 中 央 標 準 局 員 X 消 費 合 作 社 印 % A7 B7 1發明説明（21 ) " - 中在一處，可使暗線不易顯著。 其-入，說明在第2透鏡陣列13〇光軸位置不同之透 鏡之配置方法。圖u係表示第2透鏡陣列13〇之各列之 小透鏡之光軸和通過各小透鏡之部分光束之光量之關係 之說明圖。圖11(A)表示自光源部11〇射出之光量之分 布。而圖11(B)表示自光源部11〇側看到第2透鏡陣列 之正面圖。如11(A)所示，光源部11〇—般在光源燈泡 12之光軸中心附近最⑦，隨著遠離光軸中心、而變暗。 即’通過第2透鏡陣列13〇之各小透鏡之部分光束之亮 度如圖11(B)所示，著眼於列方向，若第2、5列之亮度 為中’則第3、4列之亮度變大’第i、6列之亮度變小： 而如以上所述，通過在帛2透鏡陣歹】⑽之同一列 方向排列之Μ個小透鏡之部分光束，在相同位置具有光 軸之小透鏡之各組，在本實施例為小透鏡132。之第！列 和第4列之組、小透鏡此之第2列和第5列之組、小 透鏡132c之第3列和第6列之組，在銀幕上之相同位置 形成暗線。若通過各組之部分光束之光量不同，所形成3 條暗線之暗度也就各自不同。因人對光之相對性差異之 識別能力比較高，有多條暗線之暗度不同時暗線變得易 顯著之傾向。 &文付勿 =此，將在第2透鏡陣狀同—行方向㈣之則固 ，兄之中其光軸位置相同的小透鏡編成—組，按昭使 且之部分光束之光量相等決定各小透鏡之光軸位 〆可使通過各組之部分光束所形成3條暗線之暗度 24

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561296 A7 B7 五、 發明説明（22 ) 一 " 一致相等。 請 閲 讀 背 而 之 注 意 事 項 本 頁 因此，在本實施例，如圖11(B)所示，將第i列和第 4m列和第5列、第3列和第6列各自編組，將各 組之透鏡之光軸配置在相對於透鏡中心之—X方向、中 心、打方向3餘置，因通過在同—财向㈣之職 小透鏡之部分光束各自形成之暗線分開成3處，而且以 相同的暗度形成，可使暗線不易顯著。 此外，關於各小透鏡l32b、132c之光軸位置之 量，可由第2透鏡陣列130或偏光變換元件14〇、重疊透 鏡150、場透鏡240、242、244、液晶光閥250、253、 π 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 254及十字分光稜鏡26〇之中心軸262等之幾何關係計算 求得。又，也可由實驗求得。此時，各小透鏡132b、Η。， 即光軸位置自透鏡中心偏移之小透鏡之光軸位置最好偏 移成，通過這些小透鏡之部分光束所形成之暗線發生在 通過第2列和第5列之小透鏡132a，即通過光軸位置位 於透鏡中心之小透鏡之部分光束而發生暗線之間隔之中 間。尤其，最好通過光軸位置自透鏡中心偏移之;】、透鏡（小 透鏡132b、132c)之部分光束所發生之暗線偏移到通過 光軸位置位於透鏡中心之小透鏡（小透鏡132勾之部分光 束而發生暗線之間隔之正中間。於是，可在所發生之暗 線不重疊下使暗線之間隔最寬。 在本實施例’在改變各列之透鏡之光軸位置下配 置，但是未限定如此，只要使得通過在同一列方向排列 之Μ個小透鏡之部分光束各自形成之暗線不集中在一處 25 本紙张尺度適用中國國家標導（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） M濟部中央標率局吳工消费合作社印聚 561296 五、發明説明（23 即可。 圖12係表示構造和圖7所示透鏡陣列不同 鏡=030,之外觀之立體圖。第2透鏡陣列 之中心將Μ列小透鏡分成上部和下部2個區域，：= 光軸位於自透鏡中心向一χ方向偏移之位置之小透鏡 構成，而下部由光軸位於自透鏡中心向方向偏移 之位置之小透鏡132，b構成。將這種第2透鏡陣列13〇, 應用於圖5所示之照明光學系統1⑻、投射型顯示裝置， 也因通過在同一列方向排列^個小透鏡之部分光束所 形成暗線分開到2處，和應用第2透鏡陣列13〇之情、、兄相 比，暗線之分開數變少’但是一樣可使暗線不易顯著。 又’在此情況’因只是將在不同位置具有妹之小透鏡 在第2透鏡陣列,之上下列方向區分成2個區域，和 第2透鏡陣列13"目比，可容易地構成第2透 130,。 B.實施例2 ·· 圖13係表示實施例2之投射型顯示裝置之主 之概略平面圖。實施例2係在實施例i之第2透鏡陣二 130和重疊透鏡15〇之間設置了偏光變換元件14〇之照明 光學系統100,上不同。其他構成要素和實施例！相同。 又，在自照明光學系統丨00'射出之照明光係規定之偏光 光上不同，但是裝置上的基本功能相同。此外，第2透 鏡陣列130和實施例！ 一樣，係圖12所示之第2透鏡陣 列130'也可。以下說明和實施例不同之功能。 26 本紙張尺度適用中國國家標準（CNsTX^771〇x297公廣· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} L0 1= -I I— - m I— g - TV 、1 561296 Α7 Β7 五、發明説明（24 ) (讀先閱讀背而之注意事項再楨寫本頁) 圖14係表示偏光變換元件140(圖13)之構造之說明 圖。此偏光變換元件140包括偏光分光鏡陣列ι41和選 擇相差板142。偏光分光鏡陣列141具有各自的剖面係 平行四邊形之柱形的透光性板件143交互相黏貼之形 狀。在透光性板件143之界面，交互形成偏光分離獏ι44 和反射膜145。此外，該偏光分光鏡陣列mi為了交互 配置之偏光分離膜144和反射膜145，藉著將形成了這 些膜之多片板玻璃相黏貼後以規定的角度斜斜切斷而製 成。 經濟部中央標隼局負工消費合作社印紫 通過了第1和第2透鏡陣列120、130之具有隨機偏 光方向之光經偏光分離膜144分離成s偏光光和p偏光 光。P偏光光直接透射偏光分離膜144。而s偏光光反射 成相對於在向s偏光光之偏光分離膜144之入射點之垂 線’射入光線及反射光線和垂線之夾角對稱（反射法則）。 被偏光分離膜144反射之s偏光光再被反射膜1 45按照反 射法則反射，而以和直接透射偏光分離膜1 44之p偏光 光大致平行之狀態射出。選擇相差板142係光’學元件， 在通過偏光分離膜144之光之射出面部分形成λ/2相差層 146,而在經反射膜145反射之光之射出面部分未形成入/2 相差層。因此，透射了偏光分離膜144之ρ偏光光被λ/2 相差層146變換為s偏光光後射出。結果，射入偏光變換 元件140之具有隨機偏光方向之光束幾乎都變成5偏光 光後射出。當然，藉著只在被反射膜145反射之光之射 出面分形成選擇相差板142之λ/2相差層146，也可變換 27 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) Λ4規格（210 X 297公釐) ' 561296 經滴部中央標準局員工消費合作社印^ A7 B7 i、發明説明（25 ) 為P偏光光後射出。 此外，由圖14(A)得知，自偏光變換元件】之一處 之偏光分離膜144射出之s偏光光之中心位置（將2條s 偏光光看成1條s偏光光時之中心位置）比射入之隨機光 束（s偏光光+p偏光光）之中心偏向X方向。其偏移量等於 λ/2相差層146之寬度Wp(即偏光分離膜144之X方向之 寬度）之一半。因而，如圖13所示，光源1 1 〇之光軸（以2 點鏈線表示）設於由偏光變換元件1 40以後之系統光軸 (用一點鏈線表示）只偏移距離L等於Wp/2之位置。 又，在實施例1(圖5)，利用第1透鏡陣列120之小 透鏡122會聚之部分光束會聚成光源110之成像在第2 透鏡陣列130之對應的小透鏡132内，但是在實施例2， 為了在偏光變換元件140有效地利用自第2透鏡陣列130 射出之各部分光束，最好使得光源像成像在偏光變換元 件140之偏光分離膜144(圖14)之附近。 圖1 5、圖16係表示在實施例2之第2透鏡陣列130(圖 7)之功能之說明圖。圖15表示通過在第2透鏡陣列130 之第2列第1行之小透鏡丨32a之部分光束之光路，圖j 6 表示通過在第2透鏡陣列130之第4列第丨行之小透鏡 132c之部分光束之光路。在圖15，自圖上未示之第1透 鏡陣列120之第2列第1行之小透鏡122射出、其中心軸 356cl和系統光軸平行之部分光束356利用小透鏡122之 聚光作用會聚在偏光分離膜144上。直接透射偏光分離 膜144之部分光束356a利用重疊透鏡之聚光作用照 28 本紙狀度劍巾 _ ) (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁 - - ϋϋ I —·ί ——*· n I - - - - ml m n mu 一 V I—I— n^i I · 經滴部中央標準局員Μ消費合作社印製 561296 A7 ________ B7___ 五、發明説明（26 ) 明係液晶光閥252之光之入射面之被照明區域252a。 又，被偏光分離膜144反射後再被反射膜145反射之部 分光束356b也一樣照明被照明區域252a。在此，小透鏡 132a之光軸位置位於透鏡中心（圖7)，自小透鏡132a射 出之部分光束以其中心軸356cl和系統光軸平行地射入 偏光變換元件140，而自偏光變換元件140射出之2條部 分光束356a、356b如其中心軸356cla、356clb通過被 照明區域252a之中心般照明照明區域3561a。 在圖16，和圖15 —樣，自第1透鏡陣列120之第4 列第1行之小透鏡122射出、其中心軸356cl和系統光軸 平行之部分光束358利用小透鏡122之聚光作用會聚在 偏光分離膜144上。直接透射偏光分離膜144之部分光 束358a利用重疊透鏡150之聚光作用照明被照明區域 252a。又，被偏光分離膜144反射後再被反射膜145反 射之部分光束358b也一樣照明被照明區域252a。在此， 因小透鏡132c之光軸位置自透鏡中心偏向—X方向（圖 7)，自小透鏡132c射出之部分光束以其中心軸358cl相 對於光之行進方向向遠離系統光軸之方向傾斜地射入偏 光變換元件140，而自偏光變換元件140射出之2條部分 光束358a、358b如其中心軸358cla、358clb比被照明 區域252a之中心偏向—X方向地通過被照明區域252a般 照明照明區域3581a。 因此，在實施例2也和實施例1 一樣，可就光軸位 置不同之各小透鏡132a、132b、132c偏移在液晶光閥 29 本紙張尺度適用中國國家標準（rNs ) Λ4規格（210Χ 297公f ) (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁)

經满部中央標準局負二消費合作社印絮 561296 A7 B7 五、發明説明（27 ) ~ '-- 250、252、254之自第2透鏡陣列之同—行方向之小透 鏡射出之部分光束之照明位置（重疊結合位置）。因而通 過在同一列方向排狀Μ個小透鏡之部分光束各自形成 之暗線不會集中一處，可使暗線不易顯著。 此外，一般液晶光閥250、252、254在其入射面配 置偏光板。因此，液晶光閥250、252、254所調變之光 束係只有指定之偏光光，其他之偏光光損失，成為沒有 用之光束。因此，在實施例2，若將自偏光變換元件14〇 射出之光束作為和在液晶光閥2 5 〇、2 5 2、2 5 4利用之指 定之偏光光相同之偏光光，則和實施例丨相比，可提高 作為投射型顯示裝置之光之利用效率。 而’在實施例2，也和實施例丨一樣，可由第2透鏡 陣列130或偏光變換元件140、重疊透鏡15〇、場透鏡 240、242、244、液晶光閥250、253、254及十字分 光稜鏡260之中心軸262等之幾何關係計算求各小透鏡 132b、132c之光軸位置之偏移量。又，也可由實驗求得。 但，在實施例2，通過了第2透鏡陣列之部分光束利用 偏光變換元件140也發生在列方向只偏移了間隔Wp之部 分光束（圖14)，部分光束在列方向之間隔為實施例1之 1/2。因此，各小透鏡132b、132c，即光軸位置自透鏡 中心偏移之小透鏡之光軸位置最好偏移成，通過光軸位 置自透鏡中心偏移之小透鏡（小透鏡132b、132c)之部分 光束所形成暗線發生在由以這種1/2間隔發生之通過第2 列和第5列之小透鏡132a，即光軸位置位於透鏡中心之 30 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2ωχ 297公犛） (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁)

冰 1296 τ 「 —------ ⑴ 五、發明説明（28 ) '~---- 小透鏡之部分光束所發生之暗線間隔之正中間。 (諳1閱讀背而之注意事項再楨寫本頁

此外本發明未限定為上述之實施例或實施形能， 在不逸出其主旨之範圍内能以各種形態實施： 之變形也是可能的。 T 經滴部中央標準局員Η消費合作社印製 第2透鏡陣列130就各列或複數各組將光學中心 轴）位置偏移到列方向之全部不同的位置也可。又，只有 1列^或1組偏移到列方向之不同的位置也可。此外，在上 述貝軛例，將來自光源之光束分割成陣列形之多條光 ^ t是本發明也可應用於分割成至少大致排成一排之 夕條光束。即’只要第2透鏡陣列之沿著指定之行方向 大致排列之至少_排之小透鏡之中至少―部分之小透鏡 係在和其他小透鏡之光學中心不同之位置具有光學中心 即可。此時，通過一部分之小透鏡之部分光束之被照明 區域之照明位置（照明區域）變成和通過其他部分之小透 鏡之部分光束之照明位置不同。因而，相對於十字分光 稜鏡之中心軸之部分光束之位置隨通過了至少一部分之 小透鏡之部分光束和通過了其他部分之小透鏡，之部分光 束而異，可分離暗線之發生位置。因此，可使因十字分 光稜鏡而發生之暗線不易顯著。 /即，投射型顯示裝置只要具有發生大致沿著相當於 衫色光合成裝置之中心軸之規定方向所分割之至少一排 多條部分光束而且在光調變裝置上將多條部分光束大致 重疊之分割重疊光學系統即可。而且，該分割重疊光學 系統只要具有照明位置變更裝置即可，如一排部分光束 31 木紙張尺度適則，國家料（CNS ) Λ4現格（21()χ297公赞） 561296 ΑΊ ______Β7五、發明説明（29 ) ' 之中之一部分之部分光束照明之光調變裝置上之照明區 域自其他部分光束照明之照明區域向和相當於彩色光合 成裝置之中心軸之方向不同之方向偏移般將一部分之部 分光束之光路自其他部分光束之光路偏移。 在上述各實施例，說明了將本發明應用於透射式投 射型顯示裝置時之實^列，但是本發明也可應用於反射式 投射型顯示裝置。在此，「透射式」意指液晶光闕等光 調變裝置係透射光之型式，而「反射式」意指光調變裝 置係反射光之型式。在反射式投射型顯示裝置，十字分 光棱鏡用作將白色光分離成紅、綠、藍3種彩色光之^ 色光分離裝置，而且也可用作將所調變之3種彩色光再 度合成後向同一方向射出之彩色光合成裝置。2將本發 明應用於反射式投射型顯示裝置時也可得到和透射式^ 射型顯示裝置大致相同的效果。 > X 產業上之應用可能性 和本發明相關之照明光學系統可應用於各種投射型 顯示裝置。又，本發明之投射型顯示裝置可應用於例如 將自電腦輸出之影像或自錄影機輸出之影像投射在鋁 上顯示。 、 、 (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁

、1T 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 32 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) Λ4規格（210x7^7公釐）

Claims (1)

1. 5612% ，公，4 |正曰期：，92·9·5 JL86115817 號申請專#g 六、申請專利範圍 l-種照明光學线’射㈣日月光’用於投射型顯示 裝置，該投射型顯示裝置包括： 彩色光分離裝置，將照明光分離成3種彩色光； 3組光調變裝置，依據所供給之影像信號分別調變該3 種彩色光； 彩色光合成裝置，備有配置成χ字形之2種二向分光 膜並具有相當於該二向分光膜彼此交差之位置之中心轴將 利用該3組光調變裝贿調變之3彩色光合成後向同—方向 射出；以及 投射裝置，將利用彩色光合成裝置所合成之光投射在 投射面上； 該照明光學系統之特徵在於： 具有分割重疊光學系統，產生分割成和該彩色光合成 裝置之中心軸大致平行之行方向及和該彩色光合成裝置之 中心軸大致垂直之列方向之多條部分光束，而且將該多條部 分光束重疊； 該分割重疊光學系統係使得位於同一行方向之該多條 部分光束之中之一部分之部分光束照明之該光調變裝置上 之照明區域自其他部分光束照明之照明區域向該列方向偏 移； 其中，該分割重疊光學系統包括·· 第1透鏡陣列，具有在該行方向和列芳，向排列之多片 小透鏡；以及 第2透鏡陣列，具有分別和該第1透鏡陣列之該多片 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ (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 33 561296 A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 小透鏡對應配置之多片小透鏡，且該第2透鏡陣列之沿著該 行方向大致排列之至少1排之小透鏡之中之至少一半以上 之小透鏡在和其他小透鏡之光學中心不同之位置具有光學 中心； 其中，該一半以上之小透鏡係光學中心配置於和該其 他小透鏡之光學中心不同之位置之偏心透鏡，使得通過該一 半以上之小透鏡之部分光束之該被照明區域上之照明區域 相對於通過該其他小透鏡之部分光束之該被照明區域上之 照明區域向該列方向偏移。 2·如申請專利範圍第1項之照明光學系統，其中，位 於同行方向之該多片小透鏡編成多組，同一組所含之小透 鏡相對於透鏡中心在同一位置具有光學中心，而不同組所含 之小透鏡彼此相對於透鏡中心在不同位置具有光學中心。 3·如申請專利範圍第2項之照明光學系統，其中，將 位於同一行方向之該多片小透鏡編組成通過該複數組之各 組之部分光束之光量相等。 4.如申請專利範圍第2項之照明光學系統，其中，兮 複數組係沿著該行方向區分之至少2個區域。 ^ 5·如申請專利範圍第4項之照明光學系統，其中，該 複數組係沿著該行方向區分之2個區域，而該2個區域之： ^-個區域所含多片小透鏡之光學中心和另—個區域所含 夕片】透鏡之光學中心相對於透鏡中心位於^對稱位置。 6·如申請專利範圍第1項之照明光m其中，該 第2透鏡陣列之多片小透鏡之各自的光學中心自相當於該 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

   34 561296 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 光源之光軸中心之該第 置。 透鏡陣列之中心配置於點對稱位 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 7·如申睛專利範圍第2、3、4、5或6項之照明光學系 統，其中該分割重疊光學系統更包括： 重璺結合透鏡，將通過該第丨透鏡陣列及該第2透鏡 陣列之多片小透鏡之多條部分光束大致重疊結合在該光調 變裝置上之照明位置；以及 偏光變換兀件，設於該第2透鏡陣列和該重疊結合裝 置之間； 該偏光變換元件包括： 偏光分光鏡陣列，具有多組彼此平行之偏光分離膜和 反射膜，將通過了該第2透鏡陣列之多片小透鏡之多條部分 光束分別分離成2種直線偏光成分；以及 偏光變換裝置，使該偏光分光鏡陣列所分離之2種直 線偏光成分之偏光方向一致。 8. —種投射型顯示裝置，包括： 照明光學系統，射出照明光； 彩色光分離裝置，將照明光分離成3種彩色光； 3組光調變裝置，依據所供給之影像信號分別調變3 種彩色光； 彩色光合成裝置，備有配置成X字形之2種二向分光 膜並具有相當於該二向分光膜彼此交差之位、置之中心轴，將 利用該3組光調變裝置所調變之3彩色光合成後向同一方向 射出；以及 35 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

   ---I---訂 -----I — . 561296 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 投射裝置，將利用彩色光合成裝置所合成之光投射在 投射面上； 其特徵在於： 禮照明光學系統具有·· 分割重疊光學系統，產生分割成和該彩色光合成裝置 之中心軸大致平行之行方向及和該彩色光合成裝置之中心 軸大致垂直之列方向之多條部分光束，而且將該多條部分光 束重疊； 且該分割重疊光學系統係使得位於同一行方向之該多 條部分光束之中之一部分的部分光束照明之該光調變裝置 上之照明區域自其他部分光束照明之照明區域向該列方向 偏移； 其中’該分割重疊光學系統包括·· 第1透鏡陣列，具有在該行方向和列方向排列之多片 小透鏡；以及 第2透鏡陣列，具有分別和該第1透鏡陣列之該多片 小透鏡對應配置之多片小透鏡，且該第2透鏡陣列之沿著該 行方向大致排列之至少丨排之小透鏡之中之至少一半以上 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 之小透鏡在和其他小透鏡之光學中心不同之位置具有光學 中心； 其中，該一半以上之小透鏡係光學中心配置於和該其 他小透鏡之光學中心不同之位置之偏心透鏡V使得通過該一 半以上之小透鏡之部分光束之該被照明區域上之照明區域 相對於通過該其他小透鏡之部分光束之該被照明區域上之

   六、申請專利範圍 照明：域向該列方向偏移。 位於:二:二專利範圍第8項之投射型顯示裝置’其中， 透鏡㈣多片小透鏡編成多組，同—組所含之小 含之小、秀於/兄、在同一位置具有光學中心，而不同組所 、、兄彼此相對於透鏡中心在不同位置具有光學中心。 攸又〇·如申晴專利範圍第9項之投射型顯示裝置，盆中， 將位於同一杆太二 ^ r 々 ϋ之5亥多片小透鏡編組成通過該複數组之 各組之部分光束之光量相等。 、、 分、U.如中請專利範圍第9項之投射型顯示裝置，其中， X複數、、且係沿著該行方向區分之至少2個區域。 士 、— 12·如申請專利範圍第u項之投射型顯示裝置，其中， ‘、复數、、且係石著该行方向區分之至少2個區域，而該2個區 ::之I,一個區域所含多片小透鏡之光學中心和另-個區 域所3夕片小透鏡之光學中心相對於透鏡中心位於對稱位 置。 13.如申請專利範圍第8項之投射型顯示裝置，其中， 4第2透鏡陣列之多片小透鏡之各自的光學中心自相當於 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、…原之光軸中〜之该第2透鏡陣列之中心配置於點對稱 位置。 W·如申請專利範圍第8、9、1〇、u、12或13項之投 射型顯示裝置，其中該分割重疊光學系統更包括： 重疊結合透鏡，將通過該第1透鏡陣病及該第2透鏡 陣列之多片小透鏡之多條部分光束大致重疊結合在該光調 變裝置上之照明位置；以及 37 本紙張尺度適ffi中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公石 561296 Α8 Β8 C8 D8 種直 六、申請專利範圍 和偏光變換元件，設於該第2透鏡陣列和該重疊結合 裝置之間； 該偏光變換元件包括： 偏光分光鏡陣列，具有多组彼此平行之偏光分離膜和 反射膜，將通過了該第2透鏡陣列之多片小透鏡之多 ' ϋ 光束分別分離成2種直線偏光成分；以及 偏光變換裝置，使該偏光分光鏡陣列所分離之 線偏光成分之偏光方向一致。 (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 本紙張尺度_ +關家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐)