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    本發明描述投影次系統。更特定而言，本發明描述包括一光源及一偏振分光器之投影次系統。該等目前所描述之投影次系統之該等偏振分光器甚至在曝光至大劑量之入射光之後仍能夠避免效能降級。
    公开号:TW201314271A
    申请号:TW101130028
    申请日:2012-08-17
    公开日:2013-04-01
    发明作者:Stephen Joseph Willett；Craig Russell Schardt；David John Williams Aastuen
    申请人:3M Innovative Properties Co；
    IPC主号:G02B27-00
    专利说明:
    投影次系統
    本描述係關於投影次系統。更特定而言，本描述係關於包括光源及偏振分光器之投影次系統。目前所描述之投影次系統之偏振分光器甚至在曝光至大劑量之入射光之後仍能夠避免效能降級。
    投影系統通常包括光源、一或多個影像形成組件或成像器、投影光學件及螢幕。經常地，用於投影系統中之成像器通常為諸如液晶顯示器成像器之偏振旋轉影像形成裝置，其係藉由使光之偏振旋轉以產生對應於數位視訊信號之影像而操作。用於投影系統中之成像器通常依賴於偏振器以將光分離成一對正交偏振狀態(例如，s偏振及p偏振)。因此，投影系統通常亦將包括偏振分光器以達到此目的。
    新近技術進步已使能夠生產具有相對高光輸出(例如，大於40 ANSI流明)之超緊湊投影引擎及系統。在此等高光輸出位準及來自光源之相關光輸入位準的情況下，已出現關於投影系統內之偏振分光器或分光器之壽命的嚴重問題。最顯著地，入射於使用聚合反射偏振器之習知偏振分光器上之較高光強度已導致聚合反射偏振器以短壽命之降級，且因此導致投影系統之實際故障。將高度地需要提供一種能夠曝光至高強度及劑量之入射光同時遍及較長壽命而維持必要效能之投影次系統。
    在一態樣中，本描述係關於一種投影次系統。該投影次系統包括一光源，及自該光源接收光之一偏振分光器。該光源發射包括藍光之光。該偏振分光器包括：一反射偏振器，來自該光源之光入射於該反射偏振器上；一第一罩蓋，其置放於該反射偏振器與該光源之間；及一第二罩蓋，其定位於該反射偏振器之與該第一罩蓋相對之表面上。該第一罩蓋及該第二罩蓋皆包括塑膠。該偏振分光器展現行進通過該偏振分光器之光之一測定b*黃度指數，且該b*黃度指數自其第一曝光起直至該偏振分光器已曝光至0.3 MJ/mm2之一劑量之藍光之後改變達小於2.0。輸出光係以大於50流明之一強度自該投影次系統被投影。
    在另一態樣中，本描述係關於一種投影次系統。該投影次系統包括一光源，及自該光源接收光之一偏振分光器。該光源發射為至少10%藍光之光。該偏振分光器包括：一反射偏振器，來自該光源之光入射於該反射偏振器上；一第一罩蓋，其置放於該反射偏振器與該光源之間；及一第二罩蓋，其定位於該反射偏振器之與該第一罩蓋相對之表面上。該第一罩蓋及該第二罩蓋皆包括塑膠。該偏振分光器展現行進通過該偏振分光器之光之一測定b*黃度指數，且該b*黃度指數自其第一曝光起直至該偏振分光器已曝光至來自該光源之入射光超過8000小時之後改變達小於2.0。自該投影次系統所投影之光具有大於50流明之一強度。
    在又一態樣中，本描述係關於一種投影次系統。該投影次系統包括一光源，及自該光源接收光之一偏振分光器。該光源發射為至少10%藍光之光。該偏振分光器包括：一反射偏振器，來自該光源之光入射於該反射偏振器上；一第一罩蓋，其置放於該反射偏振器與該光源之間；及一第二罩蓋，其定位於該反射偏振器之與該第一罩蓋相對之表面上。該第一罩蓋及該第二罩蓋皆包括塑膠。該偏振分光器展現行進通過該偏振分光器之光之一測定b*黃度指數，且該b*黃度指數自其第一曝光起直至該偏振分光器已曝光至來自該光源之入射光超過4000小時之後改變達小於2.0。自該投影次系統所投影之光具有大於100流明之一強度。
    在另一態樣中，本描述係關於一種投影次系統。該投影次系統包括一光源，及自該光源接收光之一偏振分光器。該光源發射為至少10%藍光之光。該偏振分光器包括：一反射偏振器，來自該光源之光入射於該反射偏振器上；一第一罩蓋，其置放於該反射偏振器與該光源之間；及一第二罩蓋，其定位於該反射偏振器之與該第一罩蓋相對之表面上。該第一罩蓋及該第二罩蓋皆包括塑膠。該偏振分光器展現行進通過該偏振分光器之光之一測定b*黃度指數，且該b*黃度指數在曝光至來自該光源之入射光超過8000小時之後小於3.0。藍光係以大於6 mW/mm2之一強度入射於該反射偏振器上。
    本描述旨在提供一種投影系統或次系統，在該投影系統或次系統中，具有較高強度之光進入該系統或自該系統被發射。在此狀況下，基於聚合反射偏振器之微投影系統在短使用量之後遭受系統故障。此故障可部分地歸因於此等系統內之偏振分光器之故障。本描述旨在藉由提供一種能夠曝光至高強度及劑量之入射光同時遍及較長壽命而維持必要效能之投影次系統來解決此問題。
    為了產生具有廣泛顏色範圍之影像，投影儀通常將使用能夠產生至少三種相異顏色之光之光源。此等顏色被稱為原色，且通常大體上分類為紅色、綠色及藍色。光源通常將經組態以向投影系統供應某一比率之此等三種顏色，使得光之合成顏色對於典型觀測者將顯現為白色。接著，藉由使用影像形成裝置以選擇性地控制自不為純白色之影像之每一像素透射至螢幕之每一顏色之光的量來形成該等影像。
    給定量之光能量在觀測者中將產生某一視覺回應。在該能量(例如，以瓦特為單位進行表達)與該視覺回應(例如，以流明為單位進行表達)之間存在熟知關係。產生所要數目個流明之白色影像將需要來自源之某一量之能量的紅光、綠光及藍光。自源所需要之能量將取決於光學系統之效率以及原色中每一者之光譜分佈及白點之所要顏色。舉例而言，若光學系統具有20%之效率，則源必須發射為觀測者在螢幕上將看到之光之5倍多的光(對於100流明白色影像，源將必須產生約500流明)。在使用紅色LED、綠色LED及藍色LED之一些一般值的情況下，來自每一原色之光之量可被估計為構成所要白光。對於具有D65(如由CIE標準所定義)之白點之500流明白色源的實例，光可能粗略地由來自紅色原色之133流明、來自綠色原色之340流明及來自藍色原色之27流明組成。因此，此白光可被陳述為「以光度計方式」(換言之，依據每一顏色之明度)量測的某一比率之原色。對於此實例，500流明白色源為26.5%紅色、68.1%綠色及5.4%藍色。在另一意義上，白光輸出可依據光之能量(以輻射計方式)予以分析及量測。對於此同一狀況，總光功率輸出為約1.9 W，其中0.76 W為紅色、0.65 W為綠色且0.49 W為藍色。因此，此500流明白光源之輻射計量測得到40.1%紅色、33.9%綠色及25.9%藍色之紅色、綠色及藍色之輻射計比率。此情形僅係作為一實例被提供，且必須基於已經提及之各種因素而針對任何光學系統予以判定。貫穿申請專利範圍及說明書，光源可依據光度計量測及輻射計量測兩者予以定義。因此，白光源可被描述為500流明光源(光度計量測)，但亦可依據能量而被描述為含有25.9%藍光。貫穿說明書，光源之強度或亮度通常將藉由光度計量測(亦即，流明)予以描述。然而，當試圖定義藍光在整個輸出光內之量或比率(例如，由10%藍光構成之光)時，此比率或量通常將依據能量(亦即，瓦特)予以描述或計算。
    當光與諸如聚合反射偏振器之材料相互作用時，該光可造成使該材料之效能降級之損害。實驗已展示出，藍光在聚合反射偏振器中造成最多損害，且由藍光造成之損害率取決於入射於聚合反射偏振器上之藍光之能量密度。能量密度可以(例如)W/m2或mW/mm2為單位進行表達。繼續500流明源實例，若來自此源之光入射於呈具有1 cm之側且具有經安裝成使得相對於光束成45°之膜的立方體之形狀的偏振分光器上，則反射偏振器上之藍光輻照度在該膜上將為至少3.5 mW/mm2。在實際投影系統中，光很少均一地分佈，且反射偏振器之一些區域上之輻照度將顯著地高於此平均估計。
    圖1說明根據本描述之投影次系統100。投影次系統100包括光源102。光源102可為通常用於投影系統中之任何數目個適當光源。舉例而言，光源102可為固態發射器，諸如，發射特定顏色之光(諸如，紅光、綠光或藍光)之雷射或發光二極體(LED)。光源102亦可包括吸收來自發射源之光且重新發射處於其他(通常較長)波長之光的磷光體或其他光轉換材料。合適磷光體包括熟知無機磷光體，諸如，摻Ce之YAG、硫代鎵酸鍶，以及摻雜矽酸鹽及SiAlON型材料。其他光轉換材料包括III-V族及II-VI族半導體、量子點及有機螢光染料。或者，光源可由諸如紅色LED、綠色LED及藍色LED之複數個光源構成，其中此等LED可被共同地或依序地啟動。光源102亦可為雷射光源，或潛在地為傳統UHP燈。
    光104係自光源被發射且朝向偏振分光器110而行進。通常用於投影系統中之光學元件可置放於光源102與偏振分光器110之間。舉例而言，此等元件可包括如以引用之方式併入本文中的共同擁有且讓與之美國專利第7,901,083號中所描述的準直器。本描述之光源通常可被理解為以極高強度及光通量發射光。舉例而言，入射於偏振分光器110上之自光源102所發射之光104可具有大於150流明或大於200流明或大於300流明或大於400流明或大於500流明且潛在地甚至大於750流明或1000流明之光通量。如早先所描述，典型投影系統或次系統時常具有介於約15%與25%之間的光學效率。因而，最終自投影件所發射或投影之光122通常可具有大於50流明且潛在地大於60流明、大於70流明、大於80流明、大於90流明、大於100流明或甚至大於110流明之亮度及強度。自光源102所發射之光之良好部分將為「藍光」。出於此描述之目的，且很可能如通常在此項技術中所理解，可將藍光理解為具有介於約430 nm與約490 nm之間的波長之光。自光源102所發射且入射於偏振分光器110上之光可含有至少5%藍光或至少10%藍光或至少15%藍光(其中藍光再次為具有介於約430 nm與約490 nm之間的波長之光)。
    偏振分光器係部分地由反射偏振器106構成。反射偏振器106被第一罩蓋108及第二罩蓋112環繞。第一罩蓋108定位於反射偏振器106與光源102之間。第二罩蓋112定位於反射偏振器106之與第一罩蓋108相對之表面上(且因此亦自光源102而與該反射偏振器相對)。反射偏振器106可由任何數目個合適反射偏振器構成。舉例而言，反射偏振器106可為多層光學膜，諸如，全文據此以引用之方式併入的共用擁有之美國專利申請案第6,486,997號中所描述的多層光學膜。在至少一些實施例中，反射偏振器106可由PEN製成，且潛在地為具有PEN與coPEN之交替層之多層構造。舉例而言，反射偏振器亦可由用以創製雙折射多層膜之其他合適樹脂(諸如，PET)製成。
    第一罩蓋108及第二罩蓋112環繞反射偏振器106。在先前技術中極經常地，偏振分光器之罩蓋係由玻璃構成。然而，在當前描述中，本發明之一目的係使罩蓋(108、112)之性質與膜106之性質較好地匹配。具體而言，需要使第一罩蓋108及/或第二罩蓋112之熱膨脹係數實質上匹配於反射偏振器106之加工方向(亦即，橫向於膜之拉伸方向的方向)熱膨脹係數。舉例而言，第一罩蓋及第二罩蓋可各自具有介於約60 ppm/K與約120 ppm/K之間的熱膨脹係數。此熱膨脹係數通常可處於反射偏振器在最高軸向方向上之熱膨脹係數之約40 ppm/K內。在至少一些實施例中，第一罩蓋108及/或第二罩蓋112可部分地由非玻璃材料構成，而非由玻璃構成。舉例而言，第一罩蓋108及/或第二罩蓋112可由塑膠材料製成。用於第一罩蓋及第二罩蓋之適當材料可包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或環烯(CO)，或PMMA或CO之共聚物，及共同擁有之美國專利第7,529,029號中第16欄第44至54行所論述的材料。美國專利第7,529,029號之此章節據此以引用之方式併入。
    第一罩蓋108及第二罩蓋112可藉由任何數目個適當方式而固定至反射偏振器。舉例而言，第一罩蓋108及第二罩蓋112可分別藉由黏著劑層126a及126b而緊固至反射偏振器106。在數個實施例中，黏著劑在折射率方面將實質上匹配於反射偏振器106、第一罩蓋108、第二罩蓋112或此全部三者，使得光藉由偏振器106處之偏振而分離，而非藉由與黏著劑126a、126b之界面處之反射而分離。黏著劑126a、126b之性質亦應被選擇成使得存在對罩蓋及反射偏振器之熱膨脹係數之匹配的最小破壞，及其隨附益處。在一些實施例中，黏著劑層126a、126可為壓敏性黏著劑。在其他實施例中，黏著劑層126a、126b可為可光固化黏著劑或熱固化黏著劑或兩部式黏著劑。
    在許多實施例中，投影次系統或部件為投影次系統之較大系統可包括成像器120。在圖1所說明之實施例中，成像器120為反射成像器。一個適當成像器為液晶覆矽(liquid crystal on silicon,LCoS)成像器。入射於反射偏振器106上之光104朝向成像器120反射某一偏振之光(亦即，s偏振光或p偏振光)，且透射相對偏振之光。因此，在某些實施例中，成像器120可經置放成使得透射通過偏振器106之偏振入射於成像器120上。在此實施例中，所反射之偏振非成像光114入射於成像器120上。該光被成像，且作為經成像光116而返回朝向偏振分光器110被重新引導。
    為了改良經投影影像之對比率，亦可在反射偏振器106處使光分離之前將預偏振器(pre-polarizer)118置放於光源102與反射偏振器106之間。該預偏振器通常可關於先前所描述之預偏振器，諸如，以引用之方式併入本文中的共同擁有且讓與之美國專利第6,088,067號中所描述的預偏振器。
    當然，在光被投影之任何建構中，光之顏色可具有至少某一重要性。然而，在光正被成像及投影的情況下，控制光之顏色之能力具有最高重要性。不幸地，用於投影系統內之偏振分光器中之聚合反射偏振器在給定時間量之後降級。此降級在較高強度光源的情況下變得更迅速，使得在兩個膜已曝光至等效劑量之光(MJ/mm2)的情況下，已在較高強度下曝光至此等劑量之膜將更快速地降級。此降級通常可造成行進通過或反射離開反射偏振器106之光之「黃化(yellowing)」。為了量化在給定膜或偏振分光器的情況下發生之「黃化」之量且因此量化降級之量，吾人可量測藉由該膜對光之透射或反射，且接著在熟知CIE L*a*b*色空間中計算透射光之顏色。一些器具可直接進行此量測。b*值為黃度之一般指示，其中較高正值表示增加黃度。在本申請案中，吾人提及「b*黃度指數」，以便闡明吾人正使用此方法作為行進通過膜之光之黃度的量規。
    通常，本描述之偏振分光器110針對射出光將顯示低b*黃度指數值。舉例而言，在首次使用時行進通過分光器之光之b*黃度指數值可小於1.0或小於1.5或小於2.0或小於2.5。然而，b*黃度之初始值無論如何皆不證明分光器之壽命。此係因為：再次，行進通過偏振分光器之光之b*黃度在進一步曝光至入射光104後隨即將升高。光之b*黃度之對於投影系統而言可被視為「故障」的典型位準很可能大於4.0。許多先前技術投影系統在曝光至發射250流明或尤其是500流明之亮度之光且提供藍光之大於5 mW/mm2之能量密度的光源時可在短時間量時達到不可接受之b*黃度指數值。
    然而，在當前描述中，在光源102具有(例如)150流明至400流明之亮度且投影次系統發射或投影大於50流明之光的情況下，b*黃度指數在8,000小時之使用之後將改變達小於2.0。在8,000小時之使用之後的光之b*黃度指數值通常可為3.0或更小。另外，在當前描述中，在光源102具有所發射光之(例如)300流明至1000流明之亮度且投影次系統100發射或投影大於100流明之光的情況下，自分光器所發射之光之b*黃度指數在4,000小時之使用之後將改變達小於2.0。
    在8,000小時之使用之後的光之b*黃度指數值通常可為3.0或更小及/或在8,000小時之使用之後可改變達小於2.0的情況下，該光亦可以高強度入射於PBS之反射偏振器上。特定而言，藍光(如本文所定義)可以大於6 mW/mm2或大於8 mW/mm2或大於10 mW/mm2之強度入射於反射偏振器上。
    對入射於偏振分光器上之光之亮度及強度以及自投影次系統100所投影之光(例如，122、222)之亮度及強度之量測的推論量測為偏振分光器所接收之入射光之「劑量」。入射於一膜之任何部分上之光的劑量可藉由使彼膜部分上之輻照度乘以彼曝光之持續時間予以估計。更具體而言，吾人可量測偏振分光器所接收之「藍」光之劑量(其中藍光係如上文所定義)。入射於膜之任何部分上之光可自不同方向到達。舉例而言，膜之區可曝光至來自照明器之光且亦可曝光至來自成像器之反射光。在計算入射光之劑量時必須對所有入射光進行求和。在投影次系統以大於50流明之強度發射光且偏振分光器110已曝光至0.3 MJ/mm2之劑量的情況下，則自該分光器所發射之光之b*黃度指數將改變達小於2.0。在經投影光122之強度為50流明的情況下，自分光器所發射之光之b*黃度指數在0.35 MJ/mm2或甚至0.40 MJ/mm2之劑量之後亦可改變達小於2.0。
    一旦經成像光116返回至偏振分光器110，該經成像光就行進通過第一罩蓋108、通過反射偏振膜106(由於該經成像光中之一些可具有「通過」偏振狀態)且通過第二罩蓋112。經投影光122接著離開偏振分光器110，其中該經投影光在途中遭遇投影透鏡124以投影至諸如檢視螢幕之顯示器。雖然僅用單一元件投影透鏡124進行說明，但次系統100根據需要可包括額外成像光學件。舉例而言，投影透鏡124事實上可為複數個透鏡，諸如，共同擁有且讓與之美國專利第7,901,083號的透鏡群組250。
    如上文所論述，入射於偏振分光器110上之光之強度通常將相當高，從而在無效能問題的情況下使壽命較長變得困難。亦應理解，離開偏振分光器之光122亦將具有極大強度。舉例而言，離開次系統100之經投影光122通常可大於40流明或大於50流明或大於60流明或大於70流明或大於80流明或大於90流明或潛在地甚至大於100流明或110流明。
    在本文所描述之投影次系統之數個實施例中，偏振分光器將為偏振轉換系統之部件。圖2示意性地說明包括偏振轉換系統230之投影次系統200的另一實施例。
    在投影次系統200之此實施例中，光204再次係自光源202被發射。光將以大於150流明或大於200流明或大於300流明或大於400流明或大於500流明且潛在地甚至大於750流明或1000流明自光源被發射。如早先所描述，典型投影系統或次系統時常具有介於約15%與25%之間的光學效率。因而，自投影次系統所輸出或投影之光122或222通常可具有大於50流明且潛在地大於60流明、大於70流明、大於80流明、大於90流明、大於100流明或甚至大於110流明之亮度。
    在到達將朝向成像器220引導光之偏振分光器240之前，光204首先行進通過偏振轉換系統230。偏振轉換系統係部分地由偏振分光器246構成。如同圖1之偏振分光器110一樣，偏振分光器246係由如下各者構成：第一罩蓋238，光首先入射於第一罩蓋238上；第二罩蓋232，其係自光源而與第一罩蓋238相對；及反射偏振器236，其定位於第一罩蓋238與第二罩蓋232之間。反射偏振器236通常可被理解為相似於圖1所描述之膜106的膜，例如，在一實施例中，反射偏振器236可為由諸如PEN之適當聚合物製成之多層光學膜。第一罩蓋238及第二罩蓋232在材料方面通常可對應於圖1之第一罩蓋108及第二罩蓋112。舉例而言，該等罩蓋可由諸如PMMA或CO之適當塑膠製成。
    一旦光204入射於偏振轉換系統230之偏振分光器246上，一偏振之光252(例如，s偏振光或p偏振光)就被反射且朝向第二偏振分光器240而行進。在到達第二偏振分光器240之前，光可首先傳遞通過蠅眼陣列260及中繼透鏡250。蠅眼陣列260及中繼透鏡250用來改良朝向PBS 240行進之光之均一性、保證該光充分地輻照成像器220，且改良次系統200之總效率。可進行其他選擇以實現均質化及中繼該光之目標，包括整合隧道或實心桿。
    與光252相反之偏振之光行進通過反射偏振器236及第二罩蓋232，且傳遞通過半波膜234。半波膜234使光254之偏振旋轉，使得光254之偏振匹配於光252之偏振。光254之偏振接著可自偏振轉換系統230中之稜鏡244之對角面被反射，且亦通過蠅眼陣列260及中繼透鏡250朝向偏振分光器240被引導。
    藉由偏振轉換系統230進行之此預偏振及偏振旋轉允許藉由偏振分光器240朝向成像器220反射幾乎所有光，且最終使幾乎所有光投影通過投影透鏡224。偏振分光器240應被理解為以相同於圖1之偏振分光器110的方式而操作。
    儘管較大數目個元件存在於圖2所說明之實施例中，且因此可存在一些固有損耗，但蠅眼陣列及中繼透鏡系統之存在以及偏振轉換系統230之存在會在該系統中提供大量效率。結果，藉由投影透鏡224自系統所投影之輸出光222將再次具有高強度。舉例而言，自投影次系統200所輸出之光222可具有大於40流明或大於50流明或大於60流明或大於70流明或大於80流明或大於90流明或潛在地甚至大於100流明或110流明之強度。
    作為圖1及圖2所示之實施例之部分，或潛在地在一分離實施例中，偏振分光器可為顏色組合器之部件。圖3中藉由顏色組合器380來說明此情形。在此實施例中，將三個分離光源而非通常置放之白光源或創製白光之源集合置放於偏振分光器310之不同側上。此等分離光源包括藍光源302B、綠光源302G及紅光源302R。自三個藍色通道、綠色通道及紅色通道中每一者，自三個光源中每一者所發射之光首先行進通過雙向色鏡(360a、360b、360c)且緊接著通過四分之一波膜370，從而使光304a、304b及304c之偏振在其入射於偏振分光器310及偏振分光器310內之反射偏振器306上之前旋轉。最終，通過投影透鏡324自顏色組合器所投影之光322將共用上文所描述之所發射光122及222之屬性。可在共同擁有且讓與之美國專利申請公開案第2011/0149547號及共同擁有且讓與之美國專利申請案第13/129,152號中找到對顏色組合器及其中所描述之組件之完整描述及較好理解，該等案中每一者之全文據此以引用之方式併入。
    應進一步理解，可存在除了圖1、圖2及圖3之實施例所說明之光學元件以外的數個光學元件以根據需要適當地操控光且導引光通過投影系統。 實例實例1：
    自PEN多層反射偏振器膜製備測試樣本。將數個此等偏振器膜黏著於兩塊1 mm厚之熔融矽石(玻璃)、1 mm厚之漂浮玻璃或3 mm厚之PMMA塑膠板之間。使用NOA-76黏著劑(可購自Norland Products,Cranbury,NJ,USA)將每一樣本黏著於罩蓋之間。藉由使已組裝樣本在每一側上通過熔融UV固化燈下方達一次使黏著劑光固化。使用來自超高壓力(UHP)Hg燈之非偏振光來輻照十五個樣本(每一建構(矽石罩蓋、漂浮玻璃罩蓋或PMMA塑膠罩蓋)有五個樣本)，其中使用整合隧道來均質化來自該燈之光且將該光濾光至在波長方面具有可見光譜之藍色部分(430 nm至490 nm)。將射出該隧道之光聚焦於該等樣本上，且經由濾光器及機械孔隙而將該等樣本上之輻照度設定至大約23 mW/mm2。因為UHP燈之輸出可隨著時間而變化，所以基於每週來量測及記錄輻照度。
    使樣本位於圍封腔室中，且加熱該腔室內部之空氣以使樣本表面溫度維持於大約55℃下。自腔室定期地移除樣本以為了透射光之顏色之任何改變而監視樣本。使用光譜光度計來以視覺方式監視顏色。使用沿著反射偏振器膜之通過方向而偏振之光來收集光譜透射資料。將光譜透射轉換至CIE L*a*b*色空間。使樣本運行直至b*值超出大約3.0，在該點處，樣本被視為發生故障。藉由遍及自測試開始起直至樣本被觀測為已發生故障之時間對樣本輻照度進行積分來估計導致故障之光劑量。
    圖4之曲線圖中說明來自三個樣本類型之結果。此曲線圖在維伯(Weibull)標繪圖上提供所有15個樣本之故障劑量。在假定樣本之故障遵循維伯分佈且該分佈之形狀相同而不管所使用之板材料的情況下，該曲線圖亦描繪資料之統計分析之結果。自曲線圖顯而易見，具有漂浮玻璃罩蓋及熔融矽石板罩蓋之樣本之故障分佈幾乎等同，其中在該等故障分佈之間無統計上顯著差異。然而，定位於PMMA塑膠罩蓋之間的PEN多層光學膜之樣本的故障在大得多之劑量下發生，且差異在統計上顯著。下文在表1中提供所估計之平均故障劑量(Mean Dose to Failure,MDTF)之數值結果。
    如上文所示，包裝於PMMA塑膠中之PEN多層光學膜在降級至故障點之前耐受至藍光的3.4倍大之曝光。在所有其他事項相等的情況下，此情形直接轉譯成投影儀之壽命之3.4倍增加。
    為了進一步說明PMMA覆蓋之偏振分光器相對於玻璃覆蓋之分裂器的益處，遍及給定劑量針對b*黃度而相對於PMMA之一個樣本來測試熔融玻璃之一個樣本，且映射該樣本。圖5所示之實例中說明結果。自圖5清楚地看出，雖然降級程序在兩個樣本之間相似，但PMMA覆蓋之偏振器之b*黃度未達到黃化故障(大於3.0)，直至高得多之劑量(例如，對於此樣本，大約0.36 MJ/mm2相對於0.11 MJ/mm2)為止。
    不應認為本發明限於上文所描述之特定實例及實施例，此係因為此等實施例經詳細地描述以促進本發明之各種態樣之解釋。確切而言，本發明應被理解為涵蓋本發明之所有態樣，包括屬於本發明之藉由附加申請專利範圍界定之精神及範疇內的各種修改、等效程序及替代裝置。
    100‧‧‧投影次系統
    102‧‧‧光源
    104‧‧‧光
    106‧‧‧反射偏振器/反射偏振膜
    108‧‧‧第一罩蓋
    110‧‧‧偏振分光器
    112‧‧‧第二罩蓋
    114‧‧‧偏振非成像光
    116‧‧‧經成像光
    118‧‧‧預偏振器
    120‧‧‧成像器
    122‧‧‧光
    124‧‧‧投影透鏡
    126a‧‧‧黏著劑層/黏著劑
    126b‧‧‧黏著劑層/黏著劑
    200‧‧‧投影次系統
    202‧‧‧光源
    204‧‧‧光
    220‧‧‧成像器
    222‧‧‧光
    224‧‧‧投影透鏡
    230‧‧‧偏振轉換系統
    232‧‧‧第二罩蓋
    234‧‧‧半波膜
    236‧‧‧反射偏振器
    238‧‧‧第一罩蓋
    240‧‧‧第二偏振分光器
    244‧‧‧稜鏡
    246‧‧‧偏振分光器
    250‧‧‧透鏡群組/中繼透鏡
    252‧‧‧光
    254‧‧‧光
    260‧‧‧蠅眼陣列
    302B‧‧‧藍光源
    302G‧‧‧綠光源
    302R‧‧‧紅光源
    304a‧‧‧光
    304b‧‧‧光
    304c‧‧‧光
    306‧‧‧反射偏振器
    310‧‧‧偏振分光器
    322‧‧‧光
    324‧‧‧投影透鏡
    360a‧‧‧雙向色鏡
    360b‧‧‧雙向色鏡
    360c‧‧‧雙向色鏡
    380‧‧‧顏色組合器
    圖1示意性地說明根據本描述之投影次系統的實施例。
    圖2示意性地說明根據本描述之投影次系統的實施例。
    圖3示意性地說明為顏色組合器之部件的偏振分光器。
    圖4為不同偏振分光器樣本之已校準劑量的機率標繪圖。
    圖5為兩個偏振分光器樣本之入射光之b*黃度相對於劑量的曲線圖。
    100‧‧‧投影次系統
    102‧‧‧光源
    104‧‧‧光
    106‧‧‧反射偏振器/反射偏振膜
    108‧‧‧第一罩蓋
    110‧‧‧偏振分光器
    112‧‧‧第二罩蓋
    114‧‧‧偏振非成像光
    116‧‧‧經成像光
    118‧‧‧預偏振器
    120‧‧‧成像器
    122‧‧‧光
    124‧‧‧投影透鏡
    126a‧‧‧黏著劑層/黏著劑
    126b‧‧‧黏著劑層/黏著劑
    权利要求:
    Claims (23)
    [1] 一種投影次系統，其包含：一光源，其發射包含藍光之光；及一偏振分光器，其自該光源接收光，該偏振分光器包含：一反射偏振器，來自該光源之光入射於該反射偏振器上；一第一罩蓋，其定位於該反射偏振器與該光源之間，該第一罩蓋包含塑膠；及一第二罩蓋，其定位於該反射偏振器之與該第一罩蓋相對之表面上，該第二罩蓋包含塑膠；其中該偏振分光器展現行進通過該偏振分光器之光之一測定b*黃度指數，且該b*黃度指數自其第一曝光起直至該偏振分光器已曝光至0.3 MJ/mm2之一劑量之該藍光之後改變達小於2.0，且其中輸出光係以大於50流明之一強度自該投影次系統被投影。
    [2] 如請求項1之投影次系統，其中該反射偏振器包含PEN。
    [3] 如請求項1之投影次系統，其中該第一罩蓋包含PMMA。
    [4] 如請求項1之投影次系統，其中該第二罩蓋包含PMMA。
    [5] 如請求項1之投影次系統，其中該第一罩蓋包含處於該反射偏振器之一加工方向之一熱膨脹係數之40 ppm/K內的一熱膨脹係數。
    [6] 如請求項1之投影次系統，其中該第一罩蓋及該第二罩蓋各自具有介於約60 ppm/K與約120 ppm/K之間的一熱膨脹係數。
    [7] 如請求項1之投影次系統，其中該偏振分光器為一偏振轉換系統之部件。
    [8] 如請求項1之投影次系統，其中該偏振分光器為一顏色組合器之部件。
    [9] 如請求項1之投影次系統，其進一步包含定位於該光源與該反射偏振器之間的一預偏振器。
    [10] 如請求項1之投影次系統，其中該反射偏振器包含一多層光學膜。
    [11] 如請求項1之投影次系統，其進一步包含一成像器，該成像器自該偏振分光器接收非成像光且將經成像光重新引導至該偏振分光器。
    [12] 如請求項11之投影次系統，其中該成像器為一LCoS成像器。
    [13] 如請求項1之投影次系統，其中輸出光係以大於100流明之一強度自該投影次系統被投影朝向一檢視器。
    [14] 一種投影次系統，其包含：一光源，其發射光，該光進一步包含至少10%藍光；及一偏振分光器，其自該光源接收光，該偏振分光器包含：一反射偏振器，來自該光源之光入射於該反射偏振器上；一第一罩蓋，其定位於該反射偏振器與該光源之間，該第一罩蓋包含塑膠；及一第二罩蓋，其定位於該反射偏振器之與該第一罩蓋相對之表面上，該第二罩蓋包含塑膠；其中該偏振分光器展現行進通過該偏振分光器之光之一測定b*黃度指數，且該b*黃度指數自其第一曝光起直至該偏振分光器已曝光至來自該光源之入射光超過8000小時之後改變達小於2.0，且其中光係以大於50流明之一強度自該投影次系統被投影。
    [15] 如請求項14之投影次系統，其中該反射偏振器包含PEN。
    [16] 如請求項14之投影次系統，其中該第一罩蓋包含處於該反射偏振器之一加工方向之一熱膨脹係數之40 ppm/K內的一熱膨脹係數。
    [17] 如請求項16之投影次系統，其中該第一罩蓋及該第二罩蓋各自具有介於約60 ppm/K與120 ppm/K之間的一熱膨脹係數。
    [18] 如請求項14之投影次系統，其中光係以大於100流明之一強度自該投影次系統被投影朝向一檢視器。
    [19] 如請求項14之投影次系統，其中該偏振分光器在曝光至該光源達8000小時之後展現小於3.0之一測定b*黃度指數。
    [20] 一種投影次系統，其包含：一光源，該光源發射為至少10%藍光之光；及一偏振分光器，其自該光源接收光，該偏振分光器包含：一反射偏振器，來自該光源之光入射於該反射偏振器上；一第一罩蓋，其定位於該反射偏振器與該光源之間，第一罩蓋包含塑膠；及一第二罩蓋，其定位於該反射偏振器之與該第一罩蓋相對之表面上，該第二罩蓋包含塑膠；其中該偏振分光器展現行進通過該偏振分光器之光之一測定b*黃度指數，且該b*黃度指數自其第一曝光起直至該偏振分光器已曝光至來自該光源之入射光超過4000小時之後改變達小於2.0，且其中光係以大於100流明之一強度自該投影次系統被投影。
    [21] 如請求項20之投影次系統，其中該反射偏振器包含PEN。
    [22] 一種投影次系統，其包含：一光源，該光源發射光，該光為至少10%藍光；及一偏振分光器，其自該光源接收光，該偏振分光器包含：一反射偏振器，來自該光源之光入射於該反射偏振器上；一第一罩蓋，其定位於該反射偏振器與該光源之間，該第一罩蓋包含塑膠；及一第二罩蓋，其定位於該反射偏振器之與該第一罩蓋相對之表面上，該第二罩蓋包含塑膠；其中該偏振分光器在曝光至該光源達8000小時之後展現小於3.0之一測定b*黃度指數，且其中該藍光係以大於6 mW/mm2之一強度入射於該反射偏振器上。
    [23] 如請求項22之投影次系統，其中該反射偏振器包含PEN。
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