[发明专利]双镜头式投影显示装置

说明书

本发明涉及一种投影显示装置，特别涉及一种双镜头式投影显示装置。

常见的反射式液晶光阀投影显示装置有单镜头式与三镜头式，单镜头式具有体积轻薄短小、方便携带的特点，但因后焦长而较难设计出在短距离内投影出较大面积的镜头，且对所使用的镜头与分光镜等相关元件品质、精度的要求必须很高，导致造价提高。例如，以往单镜头式投影显示装置中，因采用由四块直角棱镜制成的合光棱镜，使其具有如下的缺点：

1、合光棱镜的制作难度高，其原因是由于制造时四块直角棱镜的精度要求必须很高，否则合光棱镜用以合成三色光(如红、蓝、绿色光)时的放大率会不同，造成画素无法重叠。

2、由于四块直角棱镜间具有胶合线，以目前画素大小须在5micron(1micron为10-6公尺)以下才可避免在投影画面上产生条纹的情形而言，当液晶光阀解析度提高时，四块直角棱镜间胶合线的存在对成像品质将有负面影响。

3、合光棱镜由于无法提供各色光的完全反射或穿透，因此会造成红、蓝、绿色光的交错(cross talk)问题，例如任一红、蓝、绿液晶光阀所送出的色光在通过合光棱镜时，会由于合光棱镜的部份反射或穿透而照射到另外二液晶光阀上，造成颜色不纯。

4、后焦太长，这是因为各镜头与液晶光阀间隔着合光棱镜，造成其后焦的距离变长。

目前还有未使用上述合光棱镜的单镜头式投影显示装置，如图1所示的单镜头式投影显示装置1，该单镜头式投影显示装置1包括一第一光偏振选择器111、一第二光偏振选择器112、一偏极光分光棱镜12、一双色光分离棱镜13、一第一一第三光阀141-143、一偏光板15、一镜头16等，可将一白色光10分离出可合成该白色光的第一、第二、第三色光101、102、103(如红、蓝、绿)，使该第一一第三色光101-103分别受各对应设置的第一—第三光阀141-143调变。

该第一、第二光偏振选择器111、112可采用ColorLink公司所制造的ColorSelect Filters产品，其作用为转换被极化的预定色光(如绿色光)的极性，例如将原本为S(P)极化的绿色光转变成P(S)极化的绿色光，而图1设计中该第一、第二光偏振选择器111、112用以针对第三色光103作极性的转换。

该偏极光分光棱镜12，可垂直反射S极化的色光，并使P极化的色光直接穿透。

该双色光分离棱镜13用以分离预定的两种色光，在图1设计中，当第一、第二色光101、102进入该双色光分离棱镜13时，可让第一色光101直接通过，并使第二色光102作垂直反射，以达到分离两种不同色光的效果。

上述第一—第三色光101-103分别投射在这些第一—第三光阀141-143上，且当这些第一—第三光阀141-143受偏压导通时，可加以调变并改变其极化的极性而反射送出反方向的不同极性的色光。以下所述都是以第一—第三光阀141-143为导通时的情况来说明的。

该偏光板15，用以使通过的具有预定极性的各极化色光更为纯化，图1的设计用以使P极化的色光通过时更为纯化。

于是，当一被极化(例如S极化)的白色光10投射通过该第一光偏振选择器111时，该第一、第二色光101、102维持原先的S极化，而第三色光103转变成P极化。接着当各色光送抵该偏极光分光棱镜12时，藉由该偏极光分光棱镜12将S极化的第一、第二色光101、102(如红、蓝色光)垂直反射送抵该双色光分离棱镜13(Dichroic splitter prism)，并使该P极化的第三色光103(如绿色光)直接穿透偏极光分光棱镜12。

上述S极化的第一、第二色光101、102抵达双色光分离棱镜13时，该第一色光101直接穿透双色光分离棱镜13并投射在第一光阀141上，受该第一光阀141调变而改变极性后反射送出反方向的P极化第一色光101，接着先后通过双色光分离棱镜13、偏极光分光棱镜12，并继续通过第二光偏振选择器112与偏光板15，藉由通过该偏光板15而获得更纯化的P极化第一色光101。

当S极化的第二色光102抵达双色光分离棱镜13时被垂直反射而投射在第二光阀142上，受该第二光阀142调变后反射出反方向的P极化第二色光102，接着经双色光分离棱镜13垂直反射并通过偏极光分光棱镜12后，同样先后通过前述的第二光偏振选择器112与偏光板15，而获得更纯化的P极化第二色光102。