[发明专利]照明系统

说明书

技术领域

本发明有关用于投影显示器的照明系统，尤指一种用于整合色彩分光镜(dichroic mirror)或棱镜(prism)的小尺寸投影显示器的照明系统。

背景技术

一般来说，传统的投影器通常由使用UHP灯的照明系统、配色系统(coloringsystem)、光阀和成像系统所组成。照明系统的光源可提供光束。通过照明系统中的积分柱(rod)，可使光束形成一体。光束经对准后通过透镜传送到配色系统。配色系统含有包覆有特殊涂层的色轮(color wheel)。色轮可将来自光源的原色光束分离，可进一步与光阀作用，以依序产生所有的色彩。为使LED投影器的尺寸能更轻薄短小，照明系统和配色系统可整合成一照明系统。可通过产生原色的个别光源来达成。

光阀将来自配色系统的光束反射至成像系统，以提供光数据(影像)。小尺寸的投影器通常使用三种类型的光阀：硅基液晶(Liquid crystal on silicon，LCOS)型、LCD高温多晶硅(High Temperature Poly-Silicon，HTPS)液晶显示面板型、及数字微镜装置(Digital Micro-mirror Device，DMD)型。成像系统主要包括成像透镜。为适用于不同的投影距离，透镜具有变焦和聚焦功能。

图1绘示传统照明系统10。传统照明系统10具有红色光源102、绿色光源104和蓝色光源106。分合光立方棱镜(X-Cube)108设置于光源102、104和106间。红色、绿色、蓝色光束合成白光自分合光立方棱镜108射出。

由于传统照明系统通常有独立的光源，使得生产成本高且尺寸过大，因此不适用于小尺寸的投影器。

彩色LCD显示投影器产生显示影像并将的投射至显示屏幕，可让多位观众得以观看。来自高强度多色光源或白色光源的光透过如LCD的成像媒介(image-forming medium)传送，在屏幕上形成影像。

传统液晶显示系统包含设置于LCD组件的上方的不规则分布的彩色选择性滤光片(mosaic of color selective filters)，来将白光分离成其色彩组成成分(如红色、绿色和蓝色)，以呈现全彩显示。利用不规则分布的彩色滤光片来提供特定的彩色光成分给显示器中的像素的特定次像素孔径。

传统LCD投影系统的缺点在于不规则分布的彩色选择性滤光片阻挡了大量的光，造成亮度不足。在投影显示器的应用上，亮度的性能是相当重要的。

因此，如何产出兼顾轻薄短小尺寸、高亮度、低成本与制程简单的投影器照明系统，遂成为现今重要的课题。

发明内容

本发明的目的为提供一种用于投影显示器的照明系统，用于整合色彩分光镜(dichroic mirror)或棱镜(prism)的小尺寸投影显示器。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于投影显示器的照明系统，包括分别提供第一光线、第二光线、和第三光线的三个光源；第一准直器(collimator)，用以将第一光线对准成第一光束和将第二光线对准成第二光束；第二准直器，用以将第三光线对准成第三光束；第一分束器(beam splitter)，用来反射第一光束和穿过第二光束与第三光束；以及与第一分束器相邻的第二分束器，以反射第二光束和穿过第三光束。

根据本案构想，光源为发光二极管(LED)或激光二极管(LD)。

根据本案构想，第一分束器和第二分束器均为不平行的色彩分光镜。

根据本案构想，色彩分光镜之间形成的角小于15°。

根据本案构想，第一分束器和第二分束器为设有镀膜层(coating)的楔形棱镜(wedge prism)。

根据本案构想，第一分束器和第二分束器为设有镀膜层的两个堆栈楔形棱镜。

根据本案构想，楔形棱镜具有不同的折射率。

根据本案构想，第一、第二、和第三光束为不同的三原色。

本案的另一构想系为提供一种用于投影显示器的照明系统，包含三个光源，分别提供第一光线、第二光线、和第三光线；准直器，用来将第一光线对准成第一光束、第二光线对准成第二光束、第三光线对准成第三光束；第一分束器，用以反射第一光束和穿过第二光束与第三光束；第一分束器旁的第二分束器，以反射第二光束和穿过第三光束；以及第二分束器旁的反射器，用以反射第三光束。

根据本案构想，光源为发光二极管(LED)或激光二极管(LD)。

根据本案构想，第一分束器和第二分束器为不平行的色彩分光镜。

根据本案构想，色彩分光镜之间形成的角小于15°。