[实用新型]一种改进的液晶投影装置分光系统

说明书

本实用新型涉及一种液晶投影装置分光系统的改进，特别是指一种具有特定抛光处理以减少杂散光分光系统。

反射式液晶投影机是一已广为风行之产品，其主要的光学机构包含了所谓光学分光系统。对反射式液晶投影机而言，其分光系统一般是以所谓偏极分光镜[PBS(Polarization Beam Splitter)]与反射式扭转向列液晶面板(Reflective Twisted Nematic LCD Panel)等光学元件所组成，再配合以离轴(off-axis)或同轴(on-axis)光路设计。其中，采用同轴光路设计虽较有利于设计与制造，但其缺点则在于较不易达成高度对比的效果。

图1是用以说明公知分光系统光路原理的横剖面图，该光路系统以4组偏极偏光镜与红、蓝、绿三原色反射式向列液晶面板所组成，并采用同轴光路设计。由图1可知，该分光系统10包含4组偏极分光镜11、12、13、与14、4组偏极滤光器(polarizer filter)15、16、17、与18、一绿色反射式向列液晶面板20、一蓝色反射式向列液晶面板21、一红色反射式向列液晶面板22、以及一偏极器19。其中，每一偏分光镜皆分别包含二分色棱镜，亦即，偏分光镜11包含分色棱镜111与112、偏分光镜12包含分色棱镜121与122、偏分光镜13包含分色棱镜131与132、以及偏分光镜14则包含分色棱镜141与142。

分光系统10的光源1可产生一处于S偏极态的偏极光束2，偏极光束2在分光系统10中受到三色液晶面板20、21、与22的反射，此三液晶面板则接受待投射影像信号，所以，离开分光系统光束即依此而投射出该信号所代表待投射影像。

偏极滤光器15、16、17、与18是由相位迟滞器(retarder)组合而成，其可过滤特定色彩偏光束，其中，偏滤光器15与18可使通过其间红色与蓝色光束偏状态不变，并使通过其间绿色光束偏状态从S态转换成P态，而偏滤光器16与17则可使通过其间蓝色光束偏状态不变，并使通过其间红色光束偏状态从S态转换成P态。

如图1所示，当偏光束2抵达分色棱镜111与112介面时，处于S态红蓝光分量2a会被反射而朝偏滤光器16行进，而处於P态绿光分量2b则透射分色棱镜112而进入偏分光镜12。

绿光分量2b通过分色棱镜121与122介面，接著并受到绿色液晶面板20反射而由P态转换成S态绿光束3b，绿光束3b继续进入偏分光镜14，并受到分色棱镜141与142介面反射而继续通过偏滤光器18，故通过其间绿光束3b可由S态转换成P态，最後并通过P态偏器19，因而形成投射影像绿光分量4b。

同理，偏滤光器16可使通过其间红蓝光分量2a会被分成维持S偏态蓝光束21a、与从S态转换成P态红光束21b。其中，红光束21b穿过分色棱镜131与132介面，并受到红色液晶面板22反射而转为S态红光束22b，并接著通过偏滤光器17，故通过其间红光束22b将由S态转换成P态，并接著透射出偏分光镜14、偏滤光器18、与偏器19，因而成为投射影像红光分量23b。

另外，蓝光束21a则分别受到分色棱镜131与132介面与蓝色液晶面板21反射，因而转换成一进入偏分光镜14P态蓝光束22a，接著并透射偏滤光器17、分光菱141与142、偏滤光器18、及偏极器19，因而成为投射影像蓝光分量23a。

至此，将以上红蓝绿三股处于P态光分量23b、23a、与4b叠合即成为此LCD投影机投射影像。

以上所描述公知分光系统10所产生投射影像往往无法具备振佳的对比效果，其对比所以降低的原因如下：

1.偏分光镜(PBS)中二分色棱镜介面与本身材料无法做到理想状态，故仍有部分P态偏光亦会反射於二分色棱镜介面上，例如，少部分的P态绿光分量2b仍会与S态的红蓝光分量2a一起反射。

2.偏极滤光器对其入射光分量偏化转换效率不甚佳，导致P态绿光分量2b杂有部分S态绿光分量而受到分色棱镜121与122介面反射；同理，P态红光束21b亦杂有S态红光分量，因而影响最终投射影像对比。

3.单向性液晶面板(homotropic LCD panel)并不容易制造，一般而言，向列式液晶面板只对某一波长范围有振佳的偏极效果，若入射各液晶面板各色光分量本身已杂有其他色彩光分量，亦会影响最终影像对比。

4.向列式液晶面板对其入射光束偏状态转换并不完全，故会增加充斥分光系统杂散光量。