TW573156B - Projection type image display device - Google Patents

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573156 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ____ B7____五、發明説明（彳） 【發明背景】. 本發明是涉及使用透過型液晶面板或反射型影像顯示 元件等的影像顯示元件作爲光閥，而將影像投射在螢幕上 的投射裝置，例如液晶投影裝置、反射式影像顯示投影裝 置、投射型顯示裝置等的畫像顯示裝置，關於將來自影像 顯示裝置之光源側的光分離成規定的波長頻帶而週期性地 照射至影像顯示元件上，並放大投影因應影像訊號之光學 像的技術。 一般影像顯示裝置爲了將規定的波長例如紅綠藍之每 色的影像投射在一處而取得彩色影像，則在每各色上需要 影像顯示元件。但是，從影像顯示元件高價格，省資源的 觀點，則以採用1個影像顯示元件來顯示多數顏色之影像的 方法。 使用第8圖說明使用1個影像顯示元件的以往之影像顯 示裝置。 第8圖是模式性表示以往之影像顯示裝置之重要部位構 成的說明圖。於第8圖之影像顯示裝置中，光源元件1是將 由使用高壓水銀燈等的燈光源2所射出的照射光，藉由聚光 用反射鏡3予以反射後而射入至色分離用的交叉稜鏡22。交 叉稜鏡22是設置成用以反射2種類光的反射膜可成爲交叉的 稜鏡，利用反射光和透過光分離成紅綠藍3顏色。 所分離之各色是射入至使光軸略平行移動的各個光軸 移動機構4B、4G、4R，成爲略平行地反覆移動光軸的光24 、25、26。光軸移動機構是利用使反射鏡平行移動的方法 (請先閲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（210X29*7公釐） -4- 573156 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7_五、發明説明（2 ) ，或藉由旋轉四角柱使光垂直地射入旋轉軸，進而由平行 平板使光軸予以橫向偏差等的方法來實現。 略平行地反覆移動光軸的光24、25、26是射入選擇性 地使傾斜地以規定間隔分開而設.置的各顏色予以反射的反 射鏡23R、23G、23B，並依序合成3顏色的光而照射至影像 顯示元件上。此時，爲了防止各顏色的光於移動中同時照 射至影像顯示元件6的相同位置上而予以混色，則藉由光軸 移動機構各控制3顏色的位置。 被照射的光是在各顏色被照射之時，以該顏色的影像 來調製光，藉由投影透鏡7將各顏色之所調製的影像光放大 投影至螢幕8上而取得彩色影像。 【發明之槪略說明】 如此所構成之影像顯示裝置雖然影像顯示元件爲1個， 但是因各色光需要光軸移動機構，故有裝置變大，無法取 得小型化之裝置，且價格也變高等之問題。 本發明之目的是減輕所涉及之問題，提供小型化之影 像顯示裝置。 爲了達成本發明之目的，本發明之影像顯示裝置是構 成一種將來自光源側的光分離成規定之波長頻帶的色光而 週期性地照射至影像顯示元件上，並放大投影因應影像訊 號的光學像的影像顯示裝置，其具備有：使來自上述光源 側之光的行進方向，以規定速度週期性地略平行移動的光 移動機構；和將來自上述光移動機構的光分離成多數規定 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 573156 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（3 ) 的波長頻帶之色光的分離機構，將上述分離機構所射出之 色光照射至影像顯示元件上，而放大投影因應影像訊號的 光學像。 本發明之影像顯示裝置經由使來自光源側之光的行進 方向週期性移動的光軸移動機構後，分離成多數規定之波 長頻帶的色光而照射至影像顯示元件上，故光軸移動機構 比以往技術少，可取得小型化之影像顯示裝置。 【最佳實施形態】 以下，針對本發明之實施形態，使用幾個實施形態， 參照圖面予以說明。 第1圖是本發明中之第1實施形態的光學構成圖，表示 使用1片透過型影像顯示元件當作光閥的畫像顯示裝置。 於圖中，1爲光源元件，2爲光源，3爲反射器，4爲使 所照射之光軸位置移動的光軸移動機構，5爲分離成持有多 數規定的波長區域例如紅色、綠色、藍色之各波長區域的 光分離機構，6爲調製光而予以顯示的顯示元件，7爲放大 投影利用顯示元件而所調製之影像光的投影機構，8爲螢幕 〇 於畫像顯示裝置中具有擁有光源2的光源元件1，光源2 是超高壓水銀燈、金屬鹵化物燈、氙燈、水銀氙燈、鹵素 燈等之白色燈。 自光源2所放射的光是藉由橢圓面或拋物面或非球面的 反射器3而被聚光並被反射。 (請先閲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） -6- 573156 經濟部智慧財產局W工消費合作社印製 A7 _ B7_五、發明説明（4 ) 藉由被設置於與該反射器2之射出開口大約相同尺寸之 矩形框的1對多數聚光透鏡，或平行光管透鏡群等（無圖示） ’改善照度分布，並限定照射範圍，依其所需藉由偏光變 換元件（無圖示）予以偏光變換而自照明元件射出 自照明元件1所射出的光9是射入至光軸移動機構4。該 光軸移動機構4是利用使反射鏡平行移動的方法，或藉由旋 轉四角柱使光垂直地射入旋轉軸，進而由平行平板使光軸 予以橫向偏差等的方法，來使光軸略平行地反覆移動。 射出光軸移動機構4的光10是射入至光分離機構5。光 分離機構5是將反射紅色波長區域的光，且反射透過其他波 長區域之光的第1反射鏡5R1 ;反射藍色波長區域的光，且 透過其他波長區域之光的第2反射鏡5B1 ;反射綠色波長區 域的光，且透過其他波長區域之光的第3反射鏡5G ;反射紅 色波長區域，且透過其他波長區域之光的第4反射鏡5R2 ; 反射藍色波長區域的光且透過其他波長區域之光的第5反射 鏡5B2，對光軸傾斜，並考慮到與相鄰顏色的混色而僅分開 規定間隔的構成。因此，射出光軸移動機構4的光10是圖中 之位置，最初以第2反射鏡5B1反射藍色，透過第1反射鏡 5 R 1後將藍色光1 1 B照射至影像顯示元件之單方的邊側上。 再者，透過第2反射鏡5B1的紅色和綠色的光，是以第3反射 鏡5G反射綠色，透過第2反射鏡5B1後將綠色光11G照射至影 像顯示元件之略中央上。再者，透過第3反射鏡5G的紅色的 光，是以第4反射鏡5R2反射紅色，透過第3反射鏡5G後將紅 色光11R照射至與照射影像顯示元件之藍色光11B的位置不 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐)~~ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 573156 經濟部智慈財產局g(工消費合作社印製 A7 _B7_五、發明説明（5 ) 同的單方之側邊上。在此，當射出光軸移動機構4的光10移 動至與第1圖不同的位置上而射出時，則被分開成因應上述 之光分離機構5之射入位置的顏色而照射至影像顯示元件上 ，故當以光軸移動機構4移動光時，被照射到影像顯示元件 上之顏色也移動。 被照射到影像顯示元件6上的光是由顯示面的影像所調 製，而自顯示元件6被射出。該射出光是藉由投影透鏡7等 ，而取得被放大投影在螢幕上8的彩色影像。 接著，使用第2圖、第3圖，詳細說明當以光軸移動機 構4移動光時，則藉由光分離機構5而被照射到影像顯示元 件6的顏色也移動的機能。 第2圖、第3圖是用以說明本發明之影像顯示裝置中， 當以光軸移動機構移動光時，則藉由光分離機構5分離成規 定色光並予以移動之原理的模式圖和說明被照射到影像顯 示元件上的光之分布的圖示。 於第2圖、第3圖中，自光軸移動機構4所射出的光10， 是自光源持有寬度w的光束而平行移動至圖中虛線箭號的方 向。當設定位置（a)之光10a、位置（b)之光10b、位置（c)之光 10c、位置（d)之光10d、位置（e)之光10e、位置⑴之光10f之 時，各位置的光10則利用光分離機構5的5個反射鏡分開顏 色，以如圖所示般各顏色被顏色區分的狀態移動而照射至 影像移動機構上。因此，當自光軸移動機構4所射出的光10 是自光源持有寬度w的光束而平行移動至圖中虛線箭號的方 向時，則以各色被顏色區分的狀態移動而所照射，如先前 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -8- 573156 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 五、發明説明（6) 所說明般，在螢幕上也相同地以各色被顏色區分的狀態移 動，因平行移動爲一週期時，在任何位置皆顯示全色，故 當將反覆週期設定每秒60次左右時，觀看者則可觀看到彩 色的影像。 在此，光的寬度w是考慮到防止混色或光的利用效率或 影像顯示部之大小而設定成光可照射至比一邊寬度的1/3還 窄的範圍內的寬度。因此，依其所需即使將用以令自照明 元件所射出之光9加以限定照射範圍及改善照度分布之透鏡 等的光學元件設置在光路中亦可。 再者，於本發明之實施形態中，雖然是爲了分離成紅 、藍、綠之波長頻帶的色光，將使分離的顏色選擇性地予 以反射的5個反射膜對光軸傾斜，並且以規定之間隔使所分 離之顏色順序分開的構成，但是，反射膜的數量可以由分 離色數的2倍減去1的數量來實現，於分離成2色時，則成爲 3個反射膜對光軸傾斜設置的構成。 以上說明的本發明之影像顯示裝置，因是使來自光源 側之光的行進方向週期性移動，將所射出的光分離成多數 之規定波長頻帶的色光而予以射出，並將分離所射出的光 照射至以影像顯示元件上，而放大投影因應影像訊號的光 學像之構成，故可利用1個構成透過型之影像顯示元件，亦 可利用1個構成光軸移動機構，所以可得到低價並小型化的 裝置。 以上之實施形態雖然是針對透過式之影像顯示元件當 作光閥之時而予以說明，但接著說明使用1個反射式之影像 (請先閲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） -9- 573156 經濟部智慧財產局S(工消費合作社印製 A7 ___B7_五、發明説明（7 ) 顯示元件，其中也利用偏光的影像顯示元件的第2實施形態 〇 第4圖是本發明中之第2實施形態的光學構成圖，表示 使用1片利用偏光作爲光閥的反射型影像顯示元件的畫像顯 示裝置。 於圖中，12是藉由偏光透過或反射的偏光反射鏡，4至 11是與第1實施形態相同。 畫像顯示裝置是與第1實施形態相同，透過將光源的光 加以限定照射範圍及予以偏變換的光學元件群（無圖示）而射 入至光軸移動機構4。該光軸移動機構4是利用使反射鏡平 行移動的方法，或藉由旋轉四角柱使光垂直地射入旋轉軸 ，進而由平行平板使光軸予以橫向偏差等的方法，來使光 軸略平行地反覆移動。 射出光軸移動機構4的光10是射入至光分離機構5。射 入至光分離機構5的光是.與第1實施形態相同，選擇各波長 區域的光而藉由反射的反射鏡分離成紅色光1 1R、綠色光 11G、藍色光11B的3色光並予以射出。 射出光分離機構5的光，是射入至傾斜配置的偏光反射 鏡12。在此，當事先設定成使偏光反射鏡12的透過偏光和 射出光分離機構5之光的偏光一致時，射出光分離機構5的 光是透過偏光反射鏡12而將光照設置影像顯示元件6上。在 此，與第1實施形態相同，因當射出光軸移動機構4的光1 0 移動至與第3圖不同的位置上而予以射出時，則被區分成因 應上述光分離機構5的射入位置的顏色而被照射到影像顯示 (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） -10- 573156 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_五、發明説明（Q ) 〇 元件上，故當以光軸移動機構4移動光時，被照射到影像顯 示元件6上的顏色也移動。 被照射到影像顯示元件6上的光是由顯示面之影像所調 製而變成偏光。例如，以S偏光射入至影像顯示元件的光被 調製而成爲P偏光。因此，自顯示元件6所調製而射出的光 ，是由偏光反射鏡12所反射，並藉由投影透鏡7等，放大投 影至螢幕8上而取得彩色影像。 於本發明之影像顯示裝置中，當利用光軸移動機構4移 動光時，則藉由光分離機構5而分離成規定色光並移動的原 理，是與第1實施形態相同。 以上所說明之本發明的影像顯示裝置，是以規定速度 使來自光源側的光之行進方向週期性地略平行移動，再將 所射出的光分離成多數規定的波長區域之色光，並將分離 射出之光的規定偏光光選擇性地照射至1個反射型顯示元件 上，同時使由該影像顯示元件所調製的偏光光射出至與射 入上述所分離的光的方向不同的方向上，而放大投影因應 所射出的影像訊號之光學像的構成，可以利用1個構成反射 型的影像顯示元件，亦可以利用1個構成光軸移動機構，所 以可取得低價且小型化的裝置。 以上之實施形態雖然是針對利用偏光作爲光閥的反射 式之影像顯示元件之時予以說明，彈接著說明使用1個運用 多數微細之反射鏡的反射式影像顯示元件的第3實施形態。 第5圖是本發明中之第3實施形態的光學構成圖，表示 使用1片運用多數微細之反射鏡的反射型影像顯示元件當作 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -11 - 573156 經濟部智慧財產局Μ工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（9 ) 光閥的晝像顯示裝置。 於圖中，13是持有將光之行進方向彎曲成規定方向之 機能的全息照相元件，4至11則與第1實施形態相同。 影像顯示裝置是與第1實行形態相同，透過用以將光源 的光予以改善照度分布，限定照射範圔的光學元件群（無圖 示）而射入至光軸移動機構4。該光軸移動機構4是利用使反 射鏡平行移動的方法，或藉由旋轉四角柱使光垂直地射入 旋轉軸，進而由平行平板使光軸予以橫向偏差等的方法， 來使光軸略平行地反覆移動。 射出光軸移動機構4的光10是射入至光分離機構5。射 入至光分離機構5的光是與第1實施形態相同，選擇各波長 區域的光而藉由反射的反射鏡分離成紅色光11R、綠色光 11G、藍色光11B的3色光並予以射出。 射出光分離機構5的光，是射入至全息照相元件1 3，而 將光軸彎曲成規定角度後予以射出，並將光照設置影像顯 示元件6上。在此，與第1實施形態相同，因當射出光軸移 動機構4的光10移動至與第3圖不同的位置上而予以射出時 ，則被區分成因應上述光分離機構5的射入位置的顏色而被 照射到影像顯示元件上，故當以光軸移動機構4移動光時’ 被照射到影像顯示元件6上的顏色也移動。 在此，使用多數微細的反射鏡之影像顯示元件6 ’是發 揮因應影像而使微細反射面的角度予以變化’將顯示影像 的光垂直地導入至影像顯示元件6中’另外不使影像顯示的 光則導入不射入至投影透鏡之角度的機能。因此，被照射 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 573156 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（1〇) 到影像顯示元件6的色光是因應其顏色的影像而使光予以反 射，依據投影透鏡7等放大投影至螢幕8上而取得彩色影像 〇 於本發明之影像顯示裝置中，當利用光軸移動機構4移 動光時，則藉由光分離機構5而分離成規定色光並移動的原 理，是與第1實施形態相同。 以上所說明之本發明的影像顯示裝置，因是爲使來自 光源側的光之行進方向週期性地移動，再將所射出的光分 離成多數規定的波長區域之色光，並將分離射出之光彎曲 成規定方向而照射至1個反射型顯示元件上，而放大投影因 應所照射到的影像顯示元件射出的影像訊號的光學像的構 成，故可以利用1個構成使用多數微細之反射鏡的反射型的 影像顯示元件，亦可以利用1個構成光軸移動機構，所以可 取得低價且小型化的裝置。 以上之實施形態中，雖然將選擇性地使分離光分離機 構的顏色予以反射的反射膜對光軸傾斜，並且以規定之間 隔使所分離之顏色順序分開而設置，但是，其形態爲具有 多種方法，接著表示其中之幾個實施形態。 第6圖是說明本發明之影像顯示裝置之另外實施形態中 的光分離機構的說明圖。 於圖中，射入至光分離5的光10是將紅色波長區域的光 反射至持有三角截面的三角柱之1個四角面上，將藍色波長 區域的光反射至形成有透過其他波長區域之光的第1反射鏡 5R1的三角柱14、持有梯形截面的梯形柱之1個四角面上， 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} -13 - 573156 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（彳彳） 將綠色波長區域的光反射至形成有透過其他波長區域之光 的第2反射鏡5B1的梯形柱15、持有梯形截面的梯形柱之1個 四角面上，將紅色波長區域的光反射至形成有透過其他波 長區域的第3反射鏡5G的梯形柱16、持有梯形截面的梯形柱 之1個四角面上，將藍色波長區域的光反射至形成有透過其 他波長區域的之光的第4反射鏡5R2的梯形柱17、持有梯形 截面的梯形柱之1個四角面上，疊層形成有透過其他波長區 域之光的第5反射鏡5B2的梯形柱18，將第1至第4的反射膜 對光軸傾斜，考慮到與相鄰顏色混色而分開規定間隔設置 的構成。因此，射出光軸移動機構4的光10是在圖的位置中 ，最初以第2反射鏡5B1反射藍色，透過第1反射鏡5R1後將 藍色光11B照射至影像顯示元件之單方的邊側上。再者，透 過第2反射鏡5B1的紅色和綠色的光，是以第3反射鏡5G反射 綠色，透過第2反射鏡5B1後將綠色光11G照射至影像顯示元 件之略中央上。再者，透過第3反射鏡5G的紅色的光，是以 第4反射鏡5R2反射紅色，透過第3反射鏡5G後將紅色光11R 照射至與照射影像顯示元件之藍色光1 1 B的位置不同的單方 之側邊上。在此，當射出光軸移動機構（無圖示）4的光10 移動至與第6圖不同的位置上而射出時，則被分開成因應上 述之光分離機構5之射入位置的顏色而照射至影像顯示元件 上，故當以光軸移動機構4移動光時，被照射到影像顯示元 件上之顏色也移動，故得到與第1實施形態中所述相同的效 果。 再者，不需要如上述般，將分離成多數規定的波長頻 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格(21〇X29<7公釐） 一 ' -14- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 573156 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（12) 帶之色光的反射膜形成設置在三角柱之1個四角面和梯形柱 之1個四角面之間，和多數梯形柱的相向四角面之間的構成 。例如，若將形成有反射膜之平板設定成可成爲規定間隔 ，則可以取得與將分離成多數規定之波長頻帶之色光的機 構設定成多數疊層至少在單面上設置有選擇性使分離的顏 色予以反射之反射膜的截面爲梯形之透明平板的構成的相 同效果。 於以上之實施形態中，雖然以光的主光線做說明，但 是，實際上光源之發光不因持有有限的長度，故光持有擴 展性’接著表不擴展性大之光的實施形態。 第7圖是說明本發明之影像顯示裝置之另外的實施形態 中之光分離機構的說明圖。 於圖中，光分離機構5是以透明材料包圍上述光分離機 構之3方的形狀，因反射面之記號、機能與上述實施形態相 同故省略。如此所構成之光分離機構5是擴展性大之所射入 的光l〇a透過透明材料20經由梯形柱15而由第2反射面予以反 射後，經由梯形柱1 5、透明材料20射出光分離機構5。在此 ，射入光射入於梯形柱之時射入角度大，一般爲80°左右， 因此於無透明材料1 9之狀態中，則以射入面反射，因於本 實施形態中具有透明材料19，故不產生上述的反射，光利 用效率較佳。 再者’射入位置爲另外之時，擴展性大之所射入的光 10b透過透明材料20而經由形成有第2反射鏡5B1的梯形柱15 ，形成有第3反射鏡5G的梯形柱16，形成有第4反射鏡5R2的 (請先閲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（210 X 297公釐） -15- 573156 經濟部智態財產局員工消費合作社印製 A7 _ B7___五、發明説明（4 ) 13 梯形柱17而由第4反射鏡5R2予以反射後，經由梯形柱17、 透明材料21射出光分離機構5。在此，射入光從梯形柱17射 入至透明材料21之時射入角度大，一般爲80°左右，因此雖 然於無透明材料1 9之狀態中，以射入面反射，但是因於本 實施形態中，具有透明材料2 1，故不產生上述的反射，光 利用效率較佳，亦可以防止因規定外的反射而導致混色。 再者’射入位置爲另外之時，擴展性大之所射入的光 10c透過透明材料20而經由形成有第3反射鏡5G的梯形柱16 而由第3反射鏡5G予以反射後，經由梯形柱15、16、透明材 料20射出光分離機構5。在此，射入光從梯形柱16射入至透 明材料20之時射入角度大，一般爲80°左右，因此雖然於無 透明材料19之狀態中，以射入面反射，但是因於本實施形 態中，具有透明材料20，故不產生上述的反射，光利用效 率較佳，亦可以防止因規定外的反射而導致混色。 而且，該些效果因依光之擴展性角度不同而有所不同 ，故不一定要在光分離機構的3方上設置透明材料，僅在實 用上有效的面設置透明材料即可。 在此，透明材料是由大約與梯形柱之折射率相等的材 料所製成，以在黏接面不產生光折射的構成爲較佳。 再者’本發明所使用之光分離機構由於射入之光的位 置不同，使得通過路徑的反射膜之數量不同，故通過的光 量有所差異。這是使影像產生顏色不均的原因，故即使爲 下述般之構成亦可。例如，將分離成多數規定之波長區域 之色光的反射膜，設定成上層之反射膜的反射率成比下層 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項存填寫本頁) -16- 573156 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（14) 之反射膜的反射率小的構成。其結果，可以減少以上層反 射的路徑和以下層反射的路徑之通過率的差，可以實現更 均勻的影像。再者，令分離成多數規定波長頻帶之色光的 機構之射入側的面，或是射出側的面中之一方或是雙方， 持有吸收規定光的機構，該吸收是爲了使以上層反射的路 徑和以下層反射的路徑之光量的差可以減少，而調整吸收 之大小。其結果，可以減少以上層反射的路徑和以下層反 射的路徑之光量的差，可以實現更均勻的影像。 再者，使用於本發明之光分離機構，是可以藉由所射 入的光之位置，使通過路徑不同的光路長產生差。這是因 爲照射於影像顯示元件的光分布不同，而使影像產生亮度 或顏色的不均勻之原因，故即使爲下述般之構成亦可。 分離成多數規定波長頻帶之色光的反射膜間之介質爲 最上層反射膜之反射面側介質的折射率比最下層反射膜介 質的折射率小的構成。當形成如此之構成時，換算成相同 折射率的光路長可以縮小最上層和最下層的光路長差。其 結果，因可以減輕照射至影像顯示元件的光之分布的差， 故可以減輕影像亮度或顏色的不均勻。 再者，雖然說明將最下層之反射膜限定於選擇性顏色 的反射膜，但是射入該反射膜的光因是已經反射2色光的殘 存色光，故不需要限定於選擇性顏色的反射。因此，因可 以使用反射率更高的反射鏡，故有提昇亮度的效果。 再者，光分離機構之各反射膜的分光特性在影像之彩 色調整上是不需要，例如以排除黃色、橙色等之分光特性 本&張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2I0X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -17- 573156 A7 ____B7__ 五、發明説明（15) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 而言，不需要的光是構成可透過光分機構。再者，透過光 分離機構之各反射膜的光是被吸收，而防止影像顯示裝置 內散亂迷光。其結果，可以防止因散亂光而引起的對比度 惡化。 而且，於本發明之實施形態中，雖然以光分離機構之 反射膜的排列順序說，明紅色、綠色、藍色，但是並不限 定於此順序，再者也不限定於該色，本發明之影像顯示裝 置是在使來自光源側的光之行進方向週期性地移動，將所 射出的光分離成多數規定之波長頻帶的色光並予以射出， 將所分離射出的光照射至影像顯示元件上，並放大投影因 應影像訊號的光學像的構成中產生效果。 再者，於本發明之實施形態中，雖然針對光移動方向 在影像顯示元件上爲縱方向之情形予以說明，但是，本發 明並不限定於此，顯然地光在橫方向移動之情形亦可適用 〇 經濟部智慧財產局S工消費合作杜印製 再者，於本發明之實施形態中，雖然爲將經由光分離 機構而射出的光直接照射至影像顯示元件上的機構，但是 藉由將照明光聚光於光分離機構內或附近的焦點位置上， 使該焦點位置和大約相等倍率的中繼透鏡群之物面略一致 ，使該中繼透鏡群之像面位置和影像顯示元件的位置略一 致，則可以將照明光正確地照射至影像顯示元件上，故可 以取得效率佳並且可以防止混色的效果。 依據本發明的影像顯示裝置因是經由使來自光源側的 光週期性移動的光軸移動機構後，分離成多數規定之波長 本紙張尺度適用中國國家標準（ CNS ) A4規格（210x 297公釐） ~ 573156 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（d 頻帶的色光而照射至影像顯示元件上，故光軸移動機構比 以往技術減少，可取得小型化之影像顯示裝置。 【圖面之簡單說明】 第1圖是本發明之影像顯示裝置之第1實施形態的光學 構成圖。 第2圖是用以說明本發明之影像顯示裝置之原理的模式 圖和說明被照射在影像顯示元件上之光分布的圖示。 第3圖是用以說明本發明之影像顯示裝置之原理的模式 圖和說明被照射在影像顯示元件上之光分布的圖示。 第4圖是本發明之影像顯示裝置之第2實施形態的光學 構成圖。 第5圖是本發明之影像顯示裝置之第3實施形態的光學 構成圖。 第6圖是說明本發明之影像顯示裝置所使用之光分離機 構的模式圖。 第7圖是說明本發明之影像顯示裝置所使用之其他的光 分離機構的模式圖。 第8圖是說明以往技術之影像顯示裝置的光學構成圖。 【符號對照表】 1 光源元件 2 光源 3 反射器 (請先閲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） -19- 573156 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（17) 4 光軸移動機構 5 光分離機構 5R1、5R2、5G、5B1、5B2 反射鏡 6 顯示元件 7 投影機構 8 螢幕· 9、10 光 11R 紅色光 11G 綠色光 11B 藍色光 12 偏光反射鏡 13 全息照相元件 14 三角柱 1 5、1 6、1 7、1 8 梯形柱 19、20、21 透明材料 22 交叉稜鏡 23R、23G、23B 反射鏡 24 、 25 、 26 光 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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Claims (1)

1. ABCD 573156 公告本 六、申請專利範圍 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1. 一種影像顯示裝置，是將來自光源側的光分離成規定 之波長頻帶的色光而週期性地照射至影像顯示元件上’並 放大投影因應影像訊號的光學像’其特徵爲：具備有 使來自上述光源側之光的行進方向，以規定速度週期 性地略平行移動的光移動機構； 將來自上述光移動機構的光分離成多數規定的波長頻 帶之色光的分離機構；和 將上述分離機構所射出之色光照射至影像顯示元件上 的機構， 而放大投影因應影像訊號的光學像。 2. —種影像顯示裝置，是將來自光源側的光分離成規定 之波長頻帶的色光而週期性地照射至影像顯示元件上’並 放大投影因應影像訊號的光學像’其特徵爲：具備有 使來自上述光源側之光的行進方向，以規定速度週期· 性地略平行移動的光移動機構； 將來自上述光移動機構的光分離成多數規定的波長頻 帶之色光的分離機構； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 將來自上述分離機構的多數色光選擇性地照射至1個的 反射型影像顯示元件上的照射機構；和 將由該影像顯示元件所調製而被反射的色光射出至與 上述分離機構不同的方向上的射出機構， 而放大投影因應自上述射出機構所射出的影像訊號。 3. —種影像顯示裝置，是將來自光源側的光分離成規定 之波長頻帶的色光而週期性地照射至影像顯示元件上，並 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） :21 - " 573156 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 2 放大投影因應影像訊號的光學像，其特徵爲：具備有 使來自上述光源側之光的行進方向，以規定速度週期 性地略平行移動的光移動機構； 將來自上述光移動機構的光分離成多數規定的波長頻 帶之色光的分離機構；和 將來自上述分離機構的色光彎曲成規定方向而照射至1 個的反射型影像顯示元件上的照射機構， 而放大投影因應自上述反射型影像顯示元件所反射之 影像訊號的光學像。 4. 如申請專利範圍第1項所記載之影像顯示裝置，其中 ，上述分離機構是將選擇性地使分離的顏色予以反射的反 射膜對光軸傾斜，並且以規定之間隔使所分離之顏色順序 分開。 5. 如申請專利範圍第2項所記載之影像顯示裝置，其中· ，上述分離機構是將選擇性地使分離的顏色予以反射的反 射膜對光軸傾斜，並且以規定之間隔使所分離之顏色順序 分開。 6. 如申請專利範圍第3項所記載之影像顯示裝置，其中 ，上述分離機構是將選擇性地使分離的顏色予以反射的反 射膜對光軸傾斜，並且以規定之間隔使所分離之顏色順序 分開而設置。 7. 如申請專利範圍第4項所記載之影像顯示裝置，其中 ，上述反射膜之層數是從分離色數的2倍減去1的數。 8. 如申請專利範圍第4項所記載之影像顯不裝置’其中 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -22 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 573156 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 3 ，上述分離機構是多數疊層至少在單面上設置有選擇性使 分離的顏色予以反射之反射膜的截面爲梯形的透明平板而 所構成。 9. 如申請專利範圍第5項所記載之影像顯示裝置，其中 ，上述分離機構是多數疊層至少在單面上設置有選擇性使 分離的顏色予以反射之反射膜的截面爲梯形的透明平板而 所構成。 10. 如申請專利範圍第6項所記載之影像顯示裝置，其中 ，上述分離機構是多數疊層至少在單面上設置有選擇性使 分離的顏色予以反射之反射膜的截面爲梯形的透明平板而 所構成。 11. 如申請專利範圍第4項所記載之影像顯示裝置，其中 ，上述分離機構的反射膜，是設置在三角柱的1個四角面和 梯形柱的1個四角面之間，和多數梯形柱的相向四角面之間· 而所構成。 12·如申請專利範圍第5項所記載之影像顯示裝置，其中 ，上述分離機構的反射膜，是設置在三角柱的1個四角面和 梯形柱的1個四角面之間，和多數梯形柱的相向四角面之間 而所構成。 1 3 ·如申請專利範圍第6項所記載之影像顯示裝置，其中 ’上述分離機構的反射膜，是設置在三角柱的1個四角面和 梯形柱的1個四角面之間’和多數梯形柱的相向四角面之間 而所構成。 14.如申請專利範圍第8項所記載之影像顯示裝置，其中 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

   -23- 573156 A8 B8 C8 D8、申請專利範圍 4 ，在上述分離機構之至少1面上設置透明材料。 15.如申請專利範圍第9項所記載之影像顯示裝置，其中 ，在上述分離機構之至少1面上設置透明材料。 16·如申請專利範圍第10項所記載之影像顯示裝置，其 中，在上述分離機構之至少1面上設置透明材料。 17·如申請專利範圍第8項所記載之影像顯示裝置，其中 ，上述分離機構之反射膜內，使相同色光予以反射的2個反 射膜是上層之反射率比下層之反射膜的反射率小。 18·如申請專利範圍第8項所記載之影像顯示裝置，·其中 ，上述分離機構之反射膜間的介質，是上層反射膜之反射 面側介質的折射率比下層反射膜之反射面側介質的折射^率 小。 19·如申請專利範圍第11項所記載之影像顯示裝置，其 中，在上述分離機構之至少1面上設置透明材料。 (請先閎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 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） _ 24 -