[实用新型]液晶投影机分光系统的改进

说明书

本实用新型是一种关于液晶投影机的分光系统的改进，特别是指一种具有特定镀膜以消除杂色光的分光系统，

反射式液晶投影机是一已广为使用的产品，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振分光镜(PBS)与反射式扭曲向列液晶面板等光学元件所组成，再配合以离轴(off-axis)或同轴(on-axis)的光路设计。其中，采用同轴的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是用以说明熟知的分光系统光路原理的横截面图，该光路系统是以4组偏振偏光镜与红、蓝、绿三原色的反射式向列液晶面板所组成，并采用同轴的光路设计。由图1可知，该分光系统10包含4组偏振分光镜11、12、13、与14、4组偏振滤光器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、以及一偏振器19。其中，每一偏振分光镜皆分别包含二分色棱镜，亦即，偏振分光镜11包含分色棱镜111与112、偏振分光镜12包含分色棱镜121与122、偏振分光镜13包含分色棱镜131与132、以及偏振分光镜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偏振态的偏振光束2，偏振光束2在分光系统10中受到三色的液晶面板20、21、与22的反射，此三液晶面板则接受待投射影像的信号，所以，离开分光系统的光束即依此而投射出待投射影像。

偏振滤光器15、16、17、与18是由相位迟滞器组合而成，其可过滤特定色彩的偏振光束，其中，偏振滤光器15与18可使通过其间的红色与蓝色光束偏振状态不变，并使通过其间的绿色光束偏振状态从S态转换成P态，而偏振滤光器16与17则可使通过其间的蓝色光束偏振状态不变，并使通过其间的红色光束偏振状态从S态转换成P态。

如图1所示，当偏振光束2抵达分色棱镜111与112的介面时，处于S态的红蓝光分量2a会被反射而朝偏振滤光器16行进，而处于P态的绿光分量2b则透射分色棱镜112而进入偏振分光镜12。

绿光分量2b通过分色棱镜121与122的介面，接着并受到绿色液晶面板20的反射而由P态转换成S态的绿光束3b，绿光束3b继续进入偏振分光镜14，并受到分色棱镜141与142的介面的反射而继续通过偏振滤光器18，故通过其间的绿光束3b可由S态转换成P态，最后并通过P态的偏振器19，因而形成投射影像的绿光分量4b。

同理，偏振滤光器16可使通过其间的红蓝光分量2a会被分成维持S偏振态的蓝光束21a、与从S态转换成P态的红光束21b。其中，红光束21b穿过分色棱镜131与132的介面，并受到红色液晶面板22的反射而转为S态的红光束22b，并接着通过偏振滤光器17，故通过其间的红光束22b将由S态转换成P态，并接着透射出偏振分光镜14、偏振滤光器18、与偏振器19，因而成为投射影像的红光分量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20的反射，因而转换成一进入偏振分光镜14的P态蓝光束22a，接着并透射偏振滤光器17、分色棱镜141与142、偏振滤光器18、及偏振器19，因而成为投射影像的蓝光分量23a。

至此，将以上红蓝绿三股处于P态的光分量23b、23a、与4b重合即成为此LCD投影机的投射影像。

以上所描述的熟知分光系统10所产生的投射影像往往无法具备极佳的对比效果，其对比所以降低的原因如下：

1.偏振分光镜(PBS)中二分色棱镜的介面与本身的材料无法做到理想的状态，故仍有部分的P态偏振光亦会反射于二分色棱镜的介面上，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.偏振滤光器对其入射光分量的偏振化转换效率不佳，导致P态的绿光分量2b杂有部分S态的绿光分量而受到分色棱镜121与122介面的反射；同理，P态的红光束21b亦杂有S态的红光分量，因而影响最终投射影像的对比。

3.单向性(homotropic)液晶面板并不容易制造，一般而言，向列式液晶面板只对某一波长范围有极佳的偏振效果，若入射各液晶面板的各色光分量本身已杂有其他色彩的光分量，亦会影响最终影像的对比。

4.向列式液晶面板对其入射光束偏振状态的转换并不完全，故会增加充斥分光系统的杂散光量。