TW581883B - Reflection type projection device, projection type image display device using the same, and the light source device thereof - Google Patents

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581883 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 ) [發明的技術領域] 本發明是關於利用一般被稱爲光閥之反射型液晶面板 的影像顯示元件實施影像投射之反射型影像投射裝置’且 和使用此種影像投射裝置之投射型影像顯示器裝置、以及 其使用之光源裝置相關。 對被稱爲光閥之反射型液晶面板的影像顯示元件’投 射來自金屬鹵化物燈或超高壓水銀燈等高亮度光源之光’ 經由由投射透鏡等構成之投射光學系，將該反射光投射至 例如螢幕等，而得到期望之影像的投射型影像顯示器裝置 ，已經有各種方式爲大家所知，且已有各種改良及提案被 提出。 如曰本特開2000-8 1 603號公報所示，將來自光源部之光 分離成三種波長不同之成份（R、G、B)，並將其投射至對應 各色光成份之LCD(被稱爲光閥之反射型液晶面板元件）後， 利用2片二向色濾光器及2片板狀偏光分光鏡，實施從LCD 反射回來之反射光的光混頻，然後再經由投射透鏡將其投 射至影像螢幕之影像顯示器的反射型光閥用投影顯示系統 ，已經是眾所皆知的系統。 然而，尤其是要求薄型化之背面投射型液晶投影器裝 置，若將其當做投射單元使用時，則更強烈要求裝置之小 型化。由此種裝置小型化之觀點，爲了以縮小其光學系來 縮短其光程長度，且爲了提高光學系之製造精度，則如曰 本特開平1 1 - 1 53774號公報及日本特開平326834號公報等之 提案，將以三個反射型影像顯示元件反射之三色光成份的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 5 — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) _裝· 訂 線 581883 A7 B7 五、發明説明（2 ) 光’利用稜形二向色鏡（二向色稜鏡）、或仍爲稜形之偏光分 光鏡（PBS)實施光混頻之反射型光調變投影器。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 此外，如日本特開2000-284228號公報所示，仍以追求 液晶投影器裝置之小型化爲目的，尤其是，爲了避免傳統 二向色稜鏡及環繞其3個方向之3個稜形PBS所形成之配置 而導致裝置大型化，而將構成色光分離部、GB調變部、R 調變部、及色光混頻部之4個稜形二向色鏡（二向色稜鏡）及 棱形偏光分光鏡（PBS)配置成方形之區塊狀，且利用針對特 定色光成份光之窄頻帶位相差板，可以在不會造成多餘光 程之情形下，而可獲得裝置小型化之構造。 又如日本特開2001 - 1 54294號公報所示，提出各種以小 型、輕量、低成本達成亮度及高畫質之影像顯示裝置的具 體構造，此處之各種改良構造，是對應影像信號利用來自 光源之光形成光學影像，實施反射光之混頻並射出之光學 引擎。 [發明之槪述] 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然而，前面所述之習知技術中，尤其以前述之日本特 開2000-8 1 603號公報爲代表，利用複數板狀二向色濾光器或 板狀偏光分光鏡實施光混頻之方式中，因光程內未埋入介 質（亦即，空氣），從投射透鏡觀看光分離混頻部時，後焦點 會變長，而不易實施聚焦性能或變形等之補正。又，因爲 來自光源之光束會擴散，故想獲得必要之光束則需要較大 之構成構件，以裝置小型化之觀點而言，則仍爲不充份之 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 6 一 581883 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 ) 構造。又’因其光學系較大，故要以較佳精度進行組合及 製造亦較困難。 又’如前述之日本特開平1 號公報、日本特開 平326834號公報、以及日本特開二⑻^丨54294號公報等所示 之投射型影像顯示器裝置之構造，若和前述日本特開2000_ 8 1 603號公報所示之利用複數板狀二向色濾光器或偏光分光 鏡之構成進行比較，雖然可以實現裝置小型化，然而，裝 置之畫質方面，尤其是對比性能相關方面，仍有下述問題 〇 亦即，投射型影像顯示器裝置中，一般在色光分離部 被分離之光，會在利用由被稱爲光閥之反射型液晶面板構 成之影像顯示元件的G調變部、B調變部、及R調變部， 分別對應影像信號形成光學影像，然後，對其進行混頻並 經由投射透鏡投射至影像螢幕而得到圖像。此時，形成光 混頻光學系之基材的光彈性模數，最好依據混頻之色光束 的光程長度及光譜光效，組合光程長度及光譜光效爲最小 之不同波長的基材，可得到色塊及亮塊較少之放大影像。 尤其是對比方面，使用相對於具有最大光譜光效値之綠色 (G)光而光彈性模數爲最小之基材，可以獲得良好之放大投 影影像。又，形成光混頻光學系之稜形偏光分光鏡（PBS)若 在光分離混頻部被用於使光透過時、以及被用於使光反射 時，特性會有很大差異。且，因爲照明光具有F値之角度 成份，反射使用時、及透過使用時，漏光量會有很大的不 同，而使衰減因數產生差異。然而，以目前而言，前述之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 一 裝 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 581883 A7 B7 五、發明説明（4 ) 傳統技術上，尙未提出充份考慮前述構件特有之問題點的 光分離混頻光學系。 所以’本發明之目的，就是提供可解決前述傳統技術 之既存投射型影像顯示器裝置的前述問題點之投射型影像 顯示器裝置，具體而言，就是將可實現裝置小型化之二向 色稜鏡或PBS稜鏡配置成方形之區塊狀，且利用針對特定 色光成份光之窄頻帶位相差板，而爲不會造成多餘光程之 裝置，尤其是，特別考慮對對比性能會產生較大影響之大 光譜光效色光的偏光面來決定形成光混頻光學系之稜形 PBS的配置，可以獲得較佳之放大影像。亦即，本發明之 新構成，是使光混頻結果所得之光束當中，光譜光效較大 之綠色（G)光的光混頻光學系內之光漏爲最小，而獲得較佳 之放大圖像。 又，本發明之目的，就是提供使用前述發明之反射型 影像投射裝置之投射型影像顯示器裝置、以及其使用之光 源裝置。 爲了達成前述目的，本發明提供具有下述配置構成之 反射型影像投射裝置，爲在由複數稜形偏光分光鏡構成之 光分離混頻部，將來自含有各自不同波長之3種光成份的光 源之光束，利用對應各光成份之反射型影像顯示元件實施 調變，並進行混頻，然後將其當做影像光射出之反射型影 像投射裝置，其中，前述光分離混頻部會將前述經過3個反 射型影像顯示元件調變之3種光成份當中的1種特定光成份 ，透過前述複數稜形偏光分光鏡射出，另2種光成份則在前 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 一 8— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -5-t>

T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581883 A7 B7 五、發明説明（5 ) 述複數棱形偏光分光鏡反射後再透過，或者在透過後再反 射，然後射出。 又，本發明中，前述反射型影像投射裝置之前述1種特 定光成份最好爲綠色（G)光成份，且前述其他2種光成份爲紅 色（R)光成份及藍色（B)光成份。 又，本發明中，前述反射型影像投射裝置之前述該光 分離混頻部的構成上，是以L字形配置3個稜形偏光分光鏡 ，且前述配置成L字形之3個稜形偏光分光鏡的凹部配置著 二向色鏡、或者前述配置成L字形之3個稜形偏光分光鏡的 凹部配置著二向色棱鏡。 又，本發明亦可進一步具有使前述複數偏光分光鏡之 射出光光成份的偏光面都朝向同一方向之機構，此時，最 好利用前述機構，使前述複數偏光分光鏡之射出光的全部 光成份都以S偏光方式射出。 又，本發明亦可在前述反射型影像投射裝置之前述配 置成L字形之3個稜形偏光分光鏡當中使2種光成份透過之 分光鏡、及使3種光反射或透過之分光鏡間，插入窄頻帶位 相差板，亦可在前述配置成L字形之3個稜形偏光分光鏡當 中只使1種光成份透過之分光鏡、及使3種光反射或透過之 分光鏡間，插入1/2波長板。 又，本發明爲了達成前述目的，爲具有光源、反射型 影像投射部、以及光投射部之投射型圖像顯示器裝置，前 述光源會射出含3種不同波長之光成份的光束，前述反射型 影像投射部則會以反射型影像顯示元件實施前述光源之光 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 一 9一 0¾ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581883 A7 _B7 五、發明説明（6 ) 束的調變，進行混頻，然後將其視爲影像光射出，前述光 投射部則可擴大投射前述影像投射部之射出光，且採用前 述反射型影像投射裝置當做該反射型影像投射部。又，該 投射型影像顯示器裝置亦可具有螢幕。 又，本發明之前述投射型影像顯示器裝置，從前述光 源入射至前述反射型影像投射部的3種不同色光成份之光中 ，其中1種之色光成份的偏光方向，最好和其他2種色光成 份不同，尤其是，前述之1種色光成份光爲紅色（R)光成份時 ，其他2種色光成份光最好爲綠色（G)及藍色（B)之光成份， 又，前述之1種色光成份光爲藍色（B)光成份時，其他2種色 光成份光最好爲綠色（G)及紅色（R)之光成份。又，前述反射 型影像投射裝置之射出光的全部色光成份光最好爲P偏光 或S偏光。 又，本發明爲了達成前述目的，提供可供前面所述之 投射型影像顯示器裝置使用之光源裝置，此光源裝置具有 聚合光源部及該光源部放射之光並使其朝特定方向射出光 束之機構、以及使前述射出光束之不同3種色光成份中之1 種色光成份光的偏光方向不同於其他2種色光成份光之偏光 方向的機構。 前述之光源裝置中，最好前述1種色光成份光爲紅色（R) 光成份成份、其他2種色光成份光爲綠色（G)及藍色（B)之光 成份、前述紅色（R)光成份爲S偏光、前述綠色（G)及藍色 (B)之光成份爲P偏光，或者，前述1種色光成份光爲藍色 (B)光成份成份、其他2種色光成份光爲綠色（G)及紅色（R)之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 一 10— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581883 A7 B7 五、發明説明（7 ) 光成份、前述藍色（B)光成份爲S偏光、前述綠色（G)及紅色 (R)之光成份爲P偏光。 [發明之實施形態的詳細說明] 以下爲參照圖面針對本發明之實施形態進行詳細說明 〇 圖3爲本發明一實施形態之投射型影像顯示器裝置整體 構成之內部透視圖。 圖3中之符號100爲照明光學系（光源部），後面會有詳細 說明，由例如金屬鹵化物燈或超高壓水銀燈等之所謂高亮 度光源所構成。又，圖中之符號200爲光學引擎，是本發明 之投射型影像顯示器裝置的特徵部份。來自前述照明光學 系100之光入射至光學引擎200內的光分離混頻單元後，在R 、G、B之3種反射型影像顯示元件會依據影像信號進行調 變並混頻，然後朝大略成直角之方向射出，後面會有詳細 說明。其後，此射出光會經由構成投射光學系之投射透鏡 300，在設於箱400之背面的反射鏡500反射後，再投射至螢 幕600。又，圖中之箭頭爲前述入射光及射出光之路徑。 又，圖4爲圖3所示光學系之其他實施例的斜視圖。和 前述圖3所示光學系相比，此光學系在靠近投射透鏡300之 位置設有改變（折射）該射出光之光軸的鏡700，只有此點不 同。又，此光學系會將投射透鏡300之射出光直接投射至螢 幕，利用此方式，可實現影像之放大投射。 又，圖5爲圖3所示光學系之其他實施例的斜視圖。亦 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ 11一 (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

581883 A7 B7 五、發明説明（8 ) 即，此圖所示光學系和前述圖3所示光學系不同，未使用反 射鏡，而將投射透鏡300之射出光直接投射至螢幕，實現影 像之放大投射。此時，前述光學引擎200之一部份亦可含有 投射透鏡300。 其次，圖6爲前述光學引擎200之構造實例（以下以圖1所 示構造之光學引擎部爲例）的詳細內容，其構造上，由前述 照明光學系（光源部）100入射之含R、G、B所構成之成份光 會分別調變，然後實施R、G、B成份之光的混頻（例如，射 向設於其後段之投射透鏡300)並射出。 圖6爲前述光學引擎200之中心部份的構成，圖中，以 二向色鏡210形成色光分離部，以3個反射型液晶面板221、 222、223形成影像顯示部（調變部），以及以3個棱形偏光分 光鏡231、232、233形成各色光成份光之混頻部。又，圖中 之箭頭爲此光學引擎200之入射光及射出光的路徑，圖中之 符號241爲插入至前述偏光分光鏡231及232間之特定波長的 選擇性偏光變換元件一亦即窄頻帶位相差板，符號242則爲 插入（貼附）至前述偏光分光鏡232及23 3間之窄頻帶位相差板 。又，圖上並未標示，這些二向色鏡210及偏光分光鏡231 、232、233載置於載置用之載置台部上，且精密地配置於 特定位置上。 更具體而言，前面所述之偏光變換元件（位相差薄膜 :1/2波長板），可以利用適當之金屬多層模的蒸鍍在如 HOYA(股）製之基材「BSC7」、「FD2」、「FD1」、「FD6 」、「FDS90」等所構成之稜鏡（例如，構成前述偏光分光 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -12 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· I—訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581883 A7 B7 五、發明説明（9 ) 鏡之棱鏡）的側面上形成。又，和傳統上貼附著複數切割成 矩形（剖面爲平行四邊形）狀之位相差薄膜的偏光變換元件相 比，此種構成之偏光變換元件（貼附於偏光分光鏡之光射出 面），可以更進一步改善其對比及色塊等。因爲，傳統貼附 多數矩形狀位相差薄膜之構成的偏光變換元件，在貼附時 會產生誤差（製作誤差），而使相鄰接之位相差薄膜間產生些 微間隙，因此，必須被變換成S偏光之光會維持以P偏光 方式通過，而產生S偏光內混入P偏光之現象（P偏光及S 偏光之混合比）。相對於此，利用本發明之前述偏光變換元 件的構成，前述P偏光未變換成S偏光而直接通過，只會 出現在貼附著位相差薄膜之面的端部（例如，0.25mm)，所以 ，利用對該部份進行遮光等對策，可大幅提升P偏光及S 偏光之混合比。又，下面圖7所示窄頻帶位相差板250、圖9 及圖10所示1/2波長板（稜鏡106c及1/2波長板107)亦相同。 又，亦可以爲以二向色稜鏡取代前述二向色鏡210之構 成。在此實例中，考慮製造過程之稜鏡的配置精確度（減少 誤差），以各種不同高度之稜鏡組合來構成各偏光分光鏡23 1 、222、233，然而，這些稜鏡全部爲相同高度時亦具有相 同之機能及動作。

其次，圖1中爲了詳細說明前述光學引擎200之中心部 份的構造，而採用上面圖。此圖中，對和前述圖6相同之構 成要素附與相同符號。由此詳細構造可知，前述藍色（B)用 反射型液晶面板221、紅色（R)用反射型液晶面板222、綠色 (G)用反射型液晶面板223之正面，分別設有1/4波長板225-R 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' '~ 一 13 — ----------辦衣--1--Ί (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 581883 A7 B7 五、發明説明（10 ) 、225-G、225-B。又，插入於偏光分光鏡231及232間之窄頻 帶位相差板241，爲選擇性地且只會使藍色（B)光之偏光方向 旋轉90度之位相差板，而插入於偏光分光鏡232及233間之窄 頻帶位相差板242，則爲選擇性地且只會使紅色（R)光之偏光 方向旋轉90度之位相差板。 前述光學引擎200之光源投射光的色光分離、R、G、B 調變、及光混頻之狀況，在前述圖1中以箭頭及符號表示。 又，從光源投射之光在後面會有詳細說明，從來自高亮度 光源之光去除紅外線及紫外線領域之波長成份（亦即，得到 白色光）而得到具有均一光束量分布之光束後，將該紅色（R) 成份當做P偏光入射、將其餘之綠色（G)成份及藍色（B)當做 S偏光入射。 如前述圖1可知，由前述R、G、B成份構成之光，首先 會入射至二向色鏡210，B成份光會透過，R成份光及G成 份光則會在其表面反射，將其光程旋轉90度左右。然後，B 成份光會被偏光分光鏡231反射使其光程旋轉90度，再入射 至藍色（B)用反射型液晶面板221，依據影像信號實施調變後 ，又回到原來之光程。又，如上面所述，各反射型液晶面 板221之正面設有1/4波長板（此時爲符號225-B之波長板）。 1/4波長板具有校準偏光分光鏡之偏光軸及各反射型液晶面 板之反射軸的.機能。亦即，爲了吸收偏光分光鏡之製造誤 差或反射型液晶面板之製造誤差，可旋轉1/4波長板實施偏 光軸之校準。又，圖中以B(P)、B(S)之記號來代表這些光 成份。其後，此P偏光成份之B光，會因爲選擇性地使偏 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ”14 一 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581883 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _ B7五、發明説明（11 ) 光方向旋轉90度之窄頻帶位相差板241的作用，而成爲s偏 光成份之B光並被導至偏光分光鏡2 3 2，並和其他色光成份 光混頻。 另一方面，在二向色鏡210反射之P偏光的R成份光， 會透過偏光分光鏡233而到達紅色（R)用反射型液晶面板222 ，依據影像信號調變後又回到原來光程。此時，旋轉反射 型液晶面板222正面之1/4波長板225-R使偏光軸旋轉，將偏 光分光鏡及反射型液晶面板之偏光軸校準至最佳位置（參照 圖中之符號R(P)、R(S))。其後，此S偏光成份之R光，會 因爲選擇性地使偏光方向旋轉90度之窄頻帶位相差板242的 作用，而成爲P偏光成份之R光並被導至偏光分光鏡232， 並和其他色光成份光混頻。 在二向色鏡210反射之G成份光，會在偏光分光鏡233 反射而旋轉90度並朝綠色（G)用反射型液晶面板223前進，依 據影像信號調變後，又回到原來光程。此時，旋轉反射型 液晶面板223正面之1/4波長板225-G，將偏光分光鏡及反射 型液晶面板之偏光軸校準至最佳位置（參照圖中之符號G(S) 、G(P))。其後，此P偏光成份之G光，會直接透過窄頻帶 位相差板242而被導至偏光分光鏡232，並和其他色光成份 光混頻。 如前面所述，S偏光成份之B光（B(S))、P偏光成份之 R光（R(P))、及P偏光成份之G光（G(P))會在偏光分光鏡23 2 進行混頻，並將其當做依據影像信號調變後之光信號，被 導至設於後段之例如投射透鏡等，進而投射於螢幕上。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -15- 裝---ΤΊ. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 581883 A7 B7 五、發明説明（12 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 然而，本發明者由各種實驗結果發現，在構成前述光 學引擎之R、G、B之3種反射型影像顯示元件上被反射並調 變之3種光的波長成份當中，尤其是人類眼睛之光譜光效最 高的光成份…G成份，不會受到反射的影響’亦即，會保持 原有之P偏光而透過後段之2個偏光分光鏡233、232，故可 使構成光混頻光學系之2個PBS在系內之G成份光量的減少 降至最低。同時，利用此構成之光學引擎，尤其可以在不 會損失所獲得圖像之對比的情形下，同時在不會減少畫質 之一的亮度之情形下，獲得優良畫質之投射圖像。亦即，G 成份之光量衰減時，和其他色光成份光之R成份或B成份 時相比，因爲其光譜光效較大，R成份或B成份之強度會 增加，例如，原來應顯示黑色之部份的顏色會帶有紅色、 或者帶有藍色，而降低所得到之投射圖像的對比。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此時，針對其他色光成份光之R成份，以S偏光反射 後P偏光透過之方式構成2個形成光混頻光學系之偏光分光 鏡，而針對剩餘之之B成份，則正好相同，爲P偏光透過 後S偏光反射之構成，利用此方式，和前述G成份相比， 可以獲得平衡良好，亦即對比良好之圖像。 或者，以圖2所示之方式取代前述方式，以對R成份時 爲P偏光透過後S偏光反射、以及對B成份時爲S偏光反 射後P偏光透過之方式來構成2個形成光混頻光學系之偏光 分光鏡，亦同樣可獲得對比良好之圖像。又，圖2所示構成 中’如圖可知，二向色鏡210之構成上，會將B成份光及G 成份光反射而只有R成份光會透過，且藍色（B)用反射型液 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 一 16 — 581883 A7 B7 五、發明説明（13 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 晶面板221及紅色（R)用反射型液晶面板222、以及藍色（B)用 窄頻帶位相差板241及紅色（R)用窄頻帶位相差板242的位置 對調。 此外，若爲前述圖1及圖2所示構成，設置於只有1個成 份光會反射及透過之偏光分光鏡（但，圖1中爲B光用 PBS231、圖2中爲R光用PBS23 3)、及實施光混頻之偏光分 光鏡232之間的窄頻帶位相差板（圖1爲241、圖2爲242)亦可 以採用1/2波長板。因爲此窄頻帶位相差板之機能只會使B 光從P偏光偏光至S偏光且使R光從P偏光偏光至S偏光 ，故可以較便宜之1/2波長板取代相對昂貴之窄頻帶位相差 板。又，1/2波長板若採用無機材質，例如，利用水晶板形 成之1/2波長板，則可以相對低價獲得優良耐光性之物，亦 可提高裝置整體之耐光性。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又，圖7爲前述光學引擎200之另一其他構成實例，在 此實例中，在偏光分光鏡232之射出面設有可選擇性旋轉B 光之偏向面的窄頻帶位相差板250。亦即，如圖所示，採用 此種構成時，光學引擎200之射出光一來自偏光分光鏡232之 光束的全部光成份爲P偏光之光束，亦即，爲B(P)、B(P) 、及R(P)。或者，再設置1/2波長板使光束之全成份的偏光 面再旋轉90度，亦可使其成爲S偏光之光束。 參照圖8，針對從前述高亮度光源之光去除紅外線及紫 外線領域之波長成份（亦即，獲得白色光），並將具有均一光 束量分布之光束入射至前述光學引擎200之光源部（照明光學 系）100之原理構成進行詳細說明。又，相對於前圖2所示構 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210'〆297公釐） ' 581883 A7 _ B7_ 五、發明説明（14 ) 成之光學引擎200的YZ平面內，此光源部100會以P偏光方 式提供紅色（R)光成份及綠色（G)光成份，而以S偏光方式提 供藍色（B)光成份。又，圖2所示光學引擎200之ZX平面內 ，藍色（B)光成份相當於P偏光，綠色（G)光成份及紅色（R) 光成份則相當於S偏光。利用以上之構成，對ZY平面上相 當於S偏光之綠色（G)光成份及紅色（R)光成份的二向色鏡 2 10及偏光分光鏡231、232之特性，有時會優於ZX平面被 製成S偏光之光分別入射時的特性。 又，圖8之光源部100之構成上，含有由超高壓水銀燈 、金屬鹵化物燈、氙燈、水銀氙燈、及鹵素燈等白 燈構 成之高亮度光源101。又，光源部100之光會通過以吸收或 反射方式去除紅外線及紫外線領域之波長的爲目的之濾光 器102，然後，只反射特定色光成份之光，同時，將其導至 由其他色光成份之光可透過之二向色鏡103、以及設於此二 向色鏡之後段的2片反射鏡104、105所構成之色光分離部。 構成上，在此色光分離部被分離之光，會通過由偏光分光 鏡106a、106b、及反射棱鏡l〇6c組合而成且在其射出口設 有1/2波長板107之光學元件。 由圖9之說明圖可知，利用此構成，可得到S偏光之藍 色（B)光、以及P偏光之紅色（R)光及綠色（G)光。亦即，來 自高亮度光源101之光束，其B光成份會被二向色鏡103反 射且朝另一方之反射鏡104前進，同時，其G光成份及R光 成份則會直接透過並朝另一反射鏡105前進。在反射鏡104 、105被反射之B光成份、以及G及R光成份，接著，會入 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） " 一 18- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581883 A7 ___B7_ 五、發明説明（15 ) 射至偏光分光鏡106a、106b的不同面。在此偏光分光鏡 106a、106b，會反射來自反射鏡104之B光當中的S偏光， P偏光則會透過。又，來自反射鏡105之G光及R光當中的 P偏光會透過，S偏光則會反射。又，透過此偏光分光鏡 106a、106b之P偏光的B光、以及S偏光之G光及R光， 會被反射稜鏡106c反射，此外，利用設於射出口之1/2波長 板107的作用改變偏光面，使S偏光之B光、以及P偏光之 G光及R光射出。亦即，可得到S偏光之藍色光（圖中以 B(S)表示）、P偏光之紅色光（圖中以R(P)表示）、及P偏光之 綠色光（圖中以G(P)表示）。 回到前述圖8，不同偏光之光束（亦即，B(S)、G(P)、 R(P))會再度入射至2片多透鏡陣列131、132。亦即，入射之 光束會被多透鏡陣列1 3 1分割成透鏡數的數量，並利用位於 後段且和其相對應之多透鏡陣列132的作用分別將其放大投 射至反射型液晶面板上。因爲只有設置於多透鏡陣列1 3 1之 透鏡數的光束會疊合於面板上，故爲均一光量分布之光束 。此光束又會通過濾光器133及透鏡134、135而成爲一定大 小的光束，並射出至後段的光學引擎200。 又，圖8中同時標示著構成前述投射型影像顯示器裝置 之光學引擎200(對應圖2)及投射透鏡300，然而，圖示之光 學引擎200的構造，在前述圖6中，爲從紙面之前後方向的 背側（亦即，圖6之X軸方向）觀看的狀態（參照圖中之座標軸 )° 又，圖8所示之光學引擎200，若以如前述圖7所示構成 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 一 19 一 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581883 A7 ____ B7 __ 五、發明説明（16 ) 之光學引擎來取代前述圖6所示構成之光學引擎，則可經由 投射透鏡300將射出光之全部成份當成p偏光或s偏光進行 放大投射。如前述圖3或圖4所示，投射型影像顯示器裝置 爲會在後面以反射鏡（500或700)反射投射透鏡300之射出光 者時，因爲會將射出光之全部成份視爲P偏光或S偏光， 故可提高反射面上之反射率。尤其是將射出光之成份全部 視爲S偏光時，和其他情形相比，以反射面之偏光成份的 特性而言，具有可以提高大約5%之反射鏡反射率的效果。 又，前面所述之光源部100，亦可以利用其二向色鏡 103、偏光分光鏡106a、106b、及反射稜鏡106c組合來構成 圖10所示之構成，又，圖上雖然未標示，亦可對前述圖8所 示投射型影像顯示器裝置之構成進行適當變更。 由以上之詳細說明可知，利用本發明之反射型影像投 射裝置、及使用此影像投射裝置之投射型影像顯示器裝置 、以及其使用之光源裝置，可實現具有含對比在內之影像 顯示特性、小型化之優良投射型影像顯示器裝置。 [圖式之簡單說明] 圖1爲本發明一實施形態之投射型影像顯示器裝置之中 心部份的光學引擎之構造及動作說明圖。 圖2爲圖1所示光學引擎之其他構成的說明圖。 圖3爲本發明一實施形態之投射型影像顯示器裝置整體 構成之內部透視圖。 圖4爲圖3所示光學系之其他實施例的斜視圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' 一 —2 0 — I------------Γ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 581883 A7 B7 五、發明説明（17 ) 圖5爲圖3所示光學系之其他實施例的斜視圖。 圖6爲圖3所示投射型影像顯示器裝置之光學引擎構成 實例的斜視圖。 圖7爲圖6所示光學引擎之其他構成實例的斜視圖。 圖8爲投射型影像顯示器裝置之含光源部（照明光學系） 在內的周圍構成實例圖。 圖9爲圖8所示光源部之一構成實例及其動作說明圖。 圖10爲圖8所示光源部之其他構成實例及其動作說明圖 (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 [元件符號之說明] 100 照明光學系（光源 200 光學引擎 300 投射透鏡 400 箱 104、 105、 500 反射鏡 600 螢幕 700 鏡 210、 103 二向色鏡 221、 222 ^ 223 反射型面板 106 a 、106b、231、 232、233 偏光分光: 241、 242、 250 窄頻帶位相差板 106 c 稜鏡 107 1/2波長板 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 581883 A7 B7 五、發明説明（18 225-R、225-G、225-B 101 102 、 133 131 、 132 134 、 135 1 / 4波長板 高亮度光源 濾光器 多透鏡陣列 透鏡 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 訂 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標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 一 2 2 —

Claims (1)

1. 581883 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 1 1. 一種反射型影像投射裝置’以反射型影像顯示元件形 成影像光，其特徵爲： 具有含光分離部及複數稜形偏光分光鏡之光分離混頻 部，前述光分離部會分離含來自光源之光束在內之不同波 長的3種光成份，並將其提供給前述反射型影像顯示元件， 前述複數稜形偏光分光鏡則會對以該反射型影像顯示元件 調變之3種光成份實施混頻並將其當做影像光射出，且 前述光分離混頻部會將前述經過3個反射型影像顯示元 件調變之3種光成份當中的1種特定光成份，透過前述複數 稜形偏光分光鏡射出，另2種光成份則在前述複數稜形偏光 分光鏡反射後再透過，或者在透過後再反射，然後射出。 2. 如申請專利範圍第1項之反射型影像投射裝置，其中 前述特定之1種光成份爲綠色（G)光成份，前述其他2種 光成份爲紅色（R)光成份及藍色（B)光成份。 3. 如申請專利範圍第1項之反射型影像投射裝置，其中 前述該光分離混頻部之構成上，爲將3個稜形偏光分光 鏡配置成L字形。 4·如申請專利範圍第3項之反射型影像投射裝置，其中 構成上，在前述L字形配置之3個稜形偏光分光鏡的凹 部配置二向色鏡。 5. 如申請專利範圍第3項之反射型影像投射裝置，其中 構成上，在前述L字形配置之3個稜形偏光分光鏡的凹 部配置二向色稜鏡。 · 6. 如申請專利範圍第3項之反射型影像投射裝置，其中 5氏張;UL適用中關家標準（CNS ) Α4^μ ( 21GX297公釐） : "" 〜23 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 、11 線 581883 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B8 C8 D8六、申請專利範圍 2 前述L字形配置之3個稜形偏光分光鏡當中，在2種光 成份可透過之分光鏡、及3種光會反射或透過之分光鏡間插 入窄頻帶位相差板。 7. 如申請專利範圍第6項之反射型影像投射裝置，其中 前述L字形配置之3個稜形偏光分光鏡當中，更在只有 1種光成份可透過之分光鏡、及3種光會反射或透過之分光 鏡間插入1/2波長板。 8. 如申請專利範圍第1項之反射型影像投射裝置，其中 具有使前述複數偏光分光鏡之射出光光成份的偏光面 朝向同一方向之機構。 9. 如申請專利範圍第8項之反射型影像投射裝置，其中 更利用前述機構，使前述複數偏光分光鏡之射出光的 全部光成份都以S偏光方式射出。 10. —種投射型影像顯示器裝置，其特徵爲具有： 光源，射出含3種不同波長之光成份的光束； 反射型影像投射部，分別對應前述光源之光束所含有 的3種光成份，執行各光成份之調變； 光混頻部，含有對經過前述反射型影像顯示元件調變 之3種光成份進行混頻並將其當做影像光射出之複數稜形偏 光分光鏡；以及 ^ 光投射部，擴大投射前述影像投射部之影像光；且 前述光混頻部之配置構成上，在前述3個反射型影像顯 示元件上經過調變之3種光成份當中的1種特定光成份會透 過前述複數稜形偏光分光鏡並射出，其他2種光成份則會在 ^紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 581883 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 __ 々、申請專利範圍 3 前述複數稜形偏光分光鏡反射後再透過、或是透過後再反 射，然後再射出。 1 1 .如申請專利範圍第1 0項之投射型影像顯示器裝置’ 其中 更具有螢幕。 1 2.如申請專利範圍第1 0項之投射型影像顯示器裝置， 其中 從前述光源入射至前述反射型影像投射部之光’其3種 不同色光成份當中之一種色光成份光的偏光方向，不同於 其他2種色光成份光的偏光方向。 13. 如申請專利範圍第12項之投射型影像顯示器裝置， 其中 前述1種色光成份光爲紅色（R)光成份，其他2種色光成 份光爲綠色（G)光及藍色（B)光之光成份。 14. 如申請專利範圍第12項之投射型影像顯示器裝置， 其中 前述1種色光成份光爲藍色（B)光成份，其他2種色光成 份光爲綠色（G)光及紅色（R)光之光成份。 15. 如申請專利範圍第10項之投射型影像顯示器裝置， 其中 . 前述反射型影像投射裝置之射出光的色光成份光全部 爲P偏光或S偏光。 16. —種光源裝置，使用於投射型影像顯示器裝置，其 特徵爲具有： 本紙張又度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 2 5 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 訂 線 581883 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 4 光源部； 聚光部，聚集前述光源部射出之光並以光束朝特定方 向射出；以及 偏向部，使包括於前述聚光部射出之光束內、波長互 相不同之光束的3種不同色光成份當中之1種色光成份光的 偏光方向，不同於其他2種色光成份光的偏光方向。 17. 如申請專利範圍第16項之光源裝置，其中 前述1種色光成份光爲紅色（R)光成份，其他2種色光成 份光爲綠色（G)光及藍色（B)光之光成份。 18. 如申請專利範圍第17項之光源裝置，其中 前述紅色（R)光成份爲S偏光，且前述綠色（G)光及藍色 (B)光之光成份爲P偏光。 19. 如申請專利範圍第16項之光源裝置，其中 前述1種色光成份光爲藍色（B)光成份，其他2種色光成 份光爲綠色（G)光及紅色（R)光之光成份。 20. 如申請專利範圍第19項之光源裝置，其中 前述藍色（B)光成份爲S偏光，且前述綠色（G)光及紅色 (R)光之光成份爲P偏光。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度逋用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 2 6 —