发明名称 改善投影系统照明效率之方法及合光棱镜
摘要 一种改善投影系统照明效率之方法及合光棱镜,系使用红色分光镜及蓝色分光镜做为三原色分光系统,再利用X-Cube棱镜做三原色合光系统。在不变动任何光路及棱镜形状下,透过X-Cube棱镜内部之蓝色分光膜及红色分光膜的多层镀膜之膜堆设计,使其P及S偏振光之波长飘移量与分光镜频谱中P及S偏振光波长飘移量趋于一致,可有效提高穿透率并达到改善照明效率及降低制作成本之目的。
申请公布号 TWI262326 申请公布日期 2006.09.21
申请号 TW094134192 申请日期 2005.09.30
申请人 台达电子工业股份有限公司 发明人 陈锡钊;黄俊杰
分类号 G02B27/18 主分类号 G02B27/18
代理机构 代理人 陈翠华 台北市松山区南京东路3段261号6楼
主权项 1.一种改善投影系统照明效率之方法,其包含下列步骤:提供一分光系统;提供一合光系统,该合光系统系使用双色(X-Cube)棱镜,且设于分光系统之后方;及选用两种折射率高低较接近之材料,来形成该X-Cube棱镜内部之蓝色及红色分光镜的镀膜,以降低折射率比 ,使其蓝色及红色分光频谱中P偏振光及S偏振光之波长飘移量与该分光系统中蓝色及红色分光频谱中之P偏振光及S偏振光的波长飘移量趋于一致。2.如请求项1所述之改善投影系统照明效率之方法,其中该X-Cube棱镜系以正方切割方式,使蓝色及红色分光镜的镀膜面呈现垂直正交。3.如请求项2所述之改善投影系统照明效率之方法,其中该X-Cube棱镜之蓝色及红色分光镜的镀膜之入射光角度为45度。4.如请求项3所述之改善投影系统照明效率之方法,其中该高折射率之蓝色分光镀膜可采用氧化钛(TiO2),该低折射率之蓝色分光镀膜可采用氧化铝及氧化钽之混合膜(Al2O3+Ta2O5),该高折射率之红色分光镀膜可采用氧化钽(Ta2O5),而该低折射率之红色分光镀膜可采用氧化铝及氧化钽之混合膜(Al2O3+Ta2O5)。5.如请求项4所述之改善投影系统照明效率之方法,另外包含调整该X-Cube棱镜之蓝色及红色分光镜的镀膜层数,使其蓝色及红色分光频谱中P偏振光及S偏振光之波长飘移量与该分光系统中蓝色及红色分光频谱中之P偏振光及S偏振光的波长飘移量趋于一致。6.如请求项5所述之改善投影系统照明效率之方法,其中调整该X-Cube棱镜之蓝色及红色分光镜的镀膜层数之步骤系将该蓝色分光镜的镀膜层数增加为50层至90层,及将该红色分光镜的镀膜层数增加为70层至110层。7.如请求项6所述之改善投影系统照明效率之方法,其中调整该镀膜层数之步骤系将该蓝色分光镜的镀膜层数增加至60层,及将该红色分光镜的镀膜层数增加至80层。8.如请求项6所述之改善投影系统照明效率之方法,其中调整该镀膜层数之步骤系将该蓝色分光镜的镀膜层数增加至80层,及将该红色分光镜的镀膜层数增加至100层。9.如请求项6所述之改善投影系统照明效率之方法,其中该分光系统之偏极化方式与该X-Cube棱镜之蓝色及红色分光镀膜不同时,系采用一光学延迟片来修正其偏振光方向,使其与该X-Cube棱镜之蓝色及红色分光镀膜极化方向一致。10.一种改善投影系统照明效率之合光棱镜,系供设置于该投影系统之一分光系统后方,该合光棱镜系藉由在棱镜上制镀蓝色及红色分光镜的镀膜而构成一双色(X-Cube)棱镜,其特征在于:该蓝色及红色分光镜的镀膜系选自两种折射率高低较接近之材料,以降低折射率比 。11.如请求项10所述之改善投影系统照明效率之合光棱镜,其中该X-Cube棱镜系以正方切割方式,使蓝色及红色分光镜的镀膜面呈现垂直正交。12.如请求项11所述之改善投影系统照明效率之合光棱镜,其中该X-Cube棱镜之蓝色及红色分光镜的镀膜之入射光角度为45度。13.如请求项12所述之改善投影系统照明效率之合光棱镜,其中该高折射率之蓝色分光镜的镀膜系采用氧化钛(TiO2),该低折射率之蓝色分光镜的镀膜系采用氧化铝及氧化钽之混合膜(Al2O3+Ta2O5),该高折射率之红色分光镜的镀膜系采用氧化钽(Ta2O5),而该低折射率之红色分光镜的镀膜系采用氧化铝及氧化钽之混合膜(Al2O3+Ta2O5)。14.如请求项13所述之改善投影系统照明效率之合光棱镜,其中该蓝色分光镜的镀膜层数为50层至90层,该红色分光镜的镀膜层数为70层至110层。15.如请求项13所述之改善投影系统照明效率之合光棱镜,其中该蓝色分光镜的镀膜层数为60层,该红色分光镜的镀膜层数为80层。16.如请求项13所述之改善投影系统照明效率之合光棱镜,其中该蓝色分光镜的镀膜层数为80层,该红色分光镜的镀膜层数为100层。17.如请求项15所述之改善投影系统照明效率之合光棱镜,其中该蓝色分光镜及红色分光镜的镀膜高折射率分别为2.35及2.2,低折射率则均为1.9。18.如请求项16所述之改善投影系统照明效率之合光棱镜,其中该蓝色分光镜及红色分光镜的镀膜高折射率分别为2.4及2.2,低折射率则均为1.87。19.如请求项16所述之改善投影系统照明效率之合光棱镜,其中该蓝色分光镜及红色分光镜的镀膜材料厚度,可以选择80层之蓝色分光镜镀膜约为1.0um,而100层之红色分光镜镀膜约为1.2um。20.如请求项14所述之改善投影系统照明效率之合光棱镜,其中该分光系统之偏极化方式与该合光棱镜之蓝色及红色分光镜的镀膜不同时,系采用一光学延迟片来修正其偏振光方向,使其与该合光棱镜之蓝色及红色分光镜的镀膜极化方向一致。图式简单说明:第1图绘示的是使用三原色之分光系统配合X-Cube棱镜作三原色合光系统之习知DLP投影光机系统;第2图绘示的是习知X-Cube棱镜之光谱图;第3图绘示的是习知蓝光双色镜光谱图中之P及S偏振光波长飘移量;第4图绘示的是习知红光双色镜光谱图中之P及S偏振光波长飘移量;第5图绘示的是利用X-Cube棱镜的习知三原色合光系统;第6图显示当本发明之玻璃入射面的折射率n0=1.52时,修正后的P及S偏振光之折射率随角度变化的关系图;第7图系本发明第一实施例之蓝色分光镀膜的镀膜层数之示意图;第8图系本发明第一实施例之红色分光镀膜的镀膜层数之示意图;第9图系本发明第二实施例之蓝色分光镀膜的镀膜层数之示意图;第10图系本发明第二实施例之红色分光镀膜的镀膜层数之示意图;及第11绘示本发明之X-Cube棱镜的蓝色及红色分光镀膜之镀膜光谱。
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