[发明专利]快速时序分色切换模组及由其构成的投影显示装置

说明书

本发明涉及一种快速时序分色切换模组及由其构成的投影显示装置，尤指一种快速时序分色切换分色模组，以及包括有快速时序分色切换分色模组的投影显示装置。

时序性的颜色切换模组一般可分为机械式与电子式两大类。前者使入射白光依次经机械切换的各色滤光镜片而实现颜色切换。该装置除了机械运动的缺点外，通常系统都较为复杂，其体积也较为庞大。后者则由电子电路与光阀开关组成成，因此，光阀的应答速度、模组的透光率、颜色的纯度以及明暗的对比度，便成为品质好坏的关键。

现有的电子分色光阀模组，如在美国专利第4,232,948号中所述，以液晶光阀切换偏振性能，使之与一多层具双折射性能的延迟器结合来选择通过的光波色域。其透光率、切换速度与色纯度均不理想。另外，在第5,347,378号美国专利中，利用染料偏光滤镜接合快速液晶光阀的结构，仍有透光率与色纯度不足的问题。

为此，近期发表了以偏振延迟器堆叠结构与一快速切换偏振的液晶光阀结合而成的具有高速率及饱和色度的红、绿、蓝三原色时序切换模组，其在第5,751,380号专利所揭示的装置已经开发成产品行销于世。

如图1所示，其为第4,232,948号美国专利所公开的模组。其中10及20分别为垂直方向放置的可见光域偏光片；1、2、3分别为红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的光阀单元，其分别由一单片的强介电性液晶(FLC)面板100、200、300及前置PRS11、13、15与后置PRS12、14、16组合而成。将一时序脉冲400分别连接在FLC面板100、200及300，便可依次获得偏振的红、绿、蓝光束。

如图2所示，为另一相关技术。其中，分色棱镜90-95主要用来进行光合光，另外三片FLC面板70、72、74受到时序脉冲电源110的控制，依次将红、绿、蓝色光束切换射出。此模组的切换速度可达0.05msec。由于光学系统完全由介电材料干涉滤镜处理，原则上红、绿、蓝光束的通光能量没有任何损失，并且应答速度完全一致；其可能的缺点在于光学系统的对准性难度与光束的有效收集率上。

前述两种FLC面板模组的共同缺点在于光束穿过FLC面板时，受到对比率的限制，因此目前需要解决的问题就是：在FLC面板快速的应答的情况下，增加光阀模组的对比率。

本发明的主要目的在于提供一种快速时序分色切换模组及由其构成的投影显示装置，其可快速切换输出具有高色纯度及高色对比的不同波域的信号；所述的分色切换模组配合单片穿透式或反射式快速应答的显像元件，与其他如微小反射镜系统，构成一全彩的投影显像系统。

本发明的目的是通过如下技术方案来实现的：

一种快速时序分色切换模组，它包括：

一个以上的次模组，其依次连接一可使一波域平行偏振光穿过，而其他波域平行偏振光被反射的滤光镜；

一个该波域的偏光分光镜；

一因外加电场变化而改变反射光束偏振的液晶面板；

另一组放置在前一次模组旁的、可使第二选择波域运作的次模组，当依次改变所述各次模组液晶面板的电场时，其依次将一个以上不同波域的平行偏振光，在与其入射垂直的方向依次以垂直偏振的光束射出，当所述入射光束为垂直偏振光时，则其依次切换光束成平行偏振光束。

所述的液晶面板为三个强介电性液晶面板。

所述的一个以上不同波域为红、绿、蓝三原色光的波域。

一种快速时序分色切换模组，其包括：

一用于将入射的光束分成一个以上不同波域的光束并从其中的不同棱镜射出的棱镜模组；

一个以上用于将一个以上不同波域的光束反射回棱镜模组中的强介电性液晶面板，分别设置在一个以上不同波域的光束的棱镜出射面上；

一用于快速切换强介电性液晶面板开或关，并使一个以上不同波域的光束依序自棱镜模组中射出的电源，该电源分别连接到一个以上的强介电性液晶面板。

所述的棱镜模组包括六个分色棱镜，各棱镜为胶合在一起或分离状态。

所述的电源为连续脉冲电源。

上述的强介电性液晶面板的数目为三个。

上述的一个以上不同的波域为红、绿、蓝三原色光的波域。

所述分色棱镜由平行板组合。

一种快速时序分色切换式投影显示装置，其包括：

一将入射光束分成一个以上不同波域的光束并从其中不同棱镜射出的棱镜模组；

一个以上用于将一个以上不同波域的光束反射回棱镜模组中的强介电性液晶面板，其分别设置在一个以上不同波域的光束的棱镜出射面上；