CN101046603A - 用棱镜分合光的硅基液晶微显示系统 - Google Patents

Abstract

本发明为用棱镜分合光的硅基液晶微显示系统，包括：光源、起偏振器、聚光照明组件、第一、第二选色滤波偏振转换片、偏振分合光镜、补偿棱镜、二向色分合光棱镜、宽带λ/4波片、硅基液晶芯片、检偏振器和投影镜头。其中，宽带λ/4波片又分为红、绿、蓝3种波片；而双通道中的二向色分合光棱镜是将膜层蒸镀在45°的直角棱镜斜面上，再胶合一个同样形状的直角棱镜，构成胶合的二向色分合光棱镜，加上单通道中设置了补偿棱镜，从而可以实现红、绿、蓝3路成像光通道在玻璃媒质中的光路平衡，及在成像面上产生的横向像移同步，确保红、绿、蓝3基色图像象素准确重合，获得高清晰彩色图像。同时，由此可构成12组共计24种硅基液晶微显示系统。

Description

用棱镜分合光的硅基液晶微显示系统

技术领域

本发明涉及一种硅基液晶微显示系统，确切地说，它是一种用棱镜分合光的硅基液晶微显示系统，属光学引擎领域。

背景技术

在硅基液晶微显示系统中，光学元器件的设计与选择是理想成像的重要因素。所谓理想成像，就是所成图像清晰如物。显然，要完全达到这一要求是十分困难的，即点物不能成点像，于是，就产生了“像差”。虽然平板分色镜在光路中的分色膜层，在照明时起分光作用，在成像时起合光作用。但是，平板分色镜在使用中，由于基片玻璃的存在，当光线通过倾斜安放在平行平面玻璃板时，会产生平行的横向位移，而且，如果发散光或会聚光，在小角度范围内的横向位移呈线性关系，在大角度范围内的横向位移与角度呈非性关系；随着市场角的增大，屏幕边缘的相应色光的图像位移更为明显。此外，当成像光路加入45°倾斜安放行平平面玻璃板时，会产生“像散”像差，且平行平板玻璃越厚，像差也越大，校正非常困难。可见，仅在一个光通道中使用承载分色膜层的平行平板玻璃，必然会使该路光学图像产生横向位移以及造成像散，致使成像面上三色图案离散，无法准确到位，严重影响图像质量。

在硅基液晶微显示系统中，从光源，经起偏器和聚光器照明组件射出的光，可以是P态线偏振白光，也可以是S态线偏振白光，继而分别经选色滤波偏振转换片，将光束分成红(R)，绿(G)，蓝(B)三基色，三基色光束分别被三个反射式硅基液晶(Lcos)进行光强度空间调制，形成三基色图像信号，再经偏振分合光镜合成为一束，投射到投影镜头上，显示出彩色图像。

根据查新中国专利数据库(联机版)，近几年来，就硅基液晶微显示相关专利文献，结果如下：

1.专利号为为0.1279602.6的《反射式硅左液晶投影机光学机构》，该专利涉及一种反射式硅基液晶投影机光学系统结构，其结构由三部分组成：复眼照明部件、分色合色部件和投影镜头。复眼照明部件由灯源、紫外红外滤波片、复眼透镜、偏振转换阵列棱镜和聚光透镜组成。分色合色部件由4块偏振分光棱镜(每个偏振分光棱镜由二个直角棱镜组成)、4块分色玻璃板与三块硅基液晶芯片组成，该部件结构显示臃肿、复杂。该结构使投影镜头的后工作距较长，给投影镜头的光学设计增加了困难。

2.专利号为01233935.0和01125321.5的《用反射式液晶板作图父源的液晶投影机偏振分合色装置》，该两项专利内容相同，前者是实用新型申请，后者为发明申请。照明部件基本上与第1项相同。分色合色部件由5块直角棱镜组成，其间分别蒸镀二个偏振分束膜，二个分色膜，另相嵌一块半波片，其结构实质上与第1项无本质区别。同样该结构使投影镜头的后工作距仍较长，同样给投影镜头的光学设计增加了困难。

3.专利号为03264485.X、03137757.2和200310103051.9的《反射式液晶显示光机》，该三项专利内容基本雷同，前者是该专利的这用新型，中者是该专利的发明，后者是该专利的发明在要利要求上作了补充修改的再申请请版。它突出的创意在于进一步简化结构，将照明和分合光部件的一大部分重叠使用，即有一部分另件是共光路的，这样就有可能精简一部分另件，只使用了一块偏振旋转片，三色光信号各行其道，互不干扰。但是二色分色(兼合色)板的运用却带来了一个严重的缺点：真正起作用的是分色(兼合色)薄膜层，他必需依附于一块玻璃平板承载才能使用，这块倾斜45°安置的平板将使该成像光路中的光学图像在像面上产生明显的横向位移，且位移与倾斜角和平板厚度呈非线性变化，致使三原色图像的像面上产生宏观离散；这一光路中安置的玻璃平板又导致其余二原色光路中的光程失去平衡，这给投影镜头的光学设计消像差中，对像差平衡带来难以解决的困难。即使将平行平板修改成楔形平板，以补偿平行平板产生的横向位移，但也难以补偿全部，且楔形平板本身是一色散元件，单独使用会给成像带来色差。

4.专利号为03208860.4的《一种用于液晶投影低度的反射式光学引擎》，该实用新型提出了一种液晶投影的反射式光学引擎。其照明部件采用了光棒加单个偏振分光板、反射板及单块半波片还有7块透镜。分色合色光学零部件要求精度光、加工工艺复杂，并且光学零件较多。

从这些文献中可以看出：光学引擎功能基本相似，结构大体相同，且均能在一定程度上实现红(R)，绿(G)，蓝(B)三基色光束的分与合，从而在投影镜头的显示屏幕上形成彩色图像。但是，众所周知：光学引擎是微显示技术中的核心部件，极大地决定着图像的亮度，清晰度，对比度，色调，色饱和度，亮度均匀性，工作可靠性，可维修性，平均故障时间，使用寿命以及整机成本等技术指标与要求。显然，低成本，高质量规模化生产光学引擎，是实现硅基液晶微显示技术产品产业化的重要条件。因此，针对上述文献中所涉及到的光学引擎，仍然存在着彩色图像分辨率偏低，清晰度较差，对比度低等缺点。导致这些缺陷存在的原因之一，诸如公开号CN1540392A《一种反射式液晶显示光机》的发明专利申请公开的说明书中所述的“分色镜(12)是一块镀有双色分光膜的平面分色镜”。值得特别指出的是，该镜的技术结构对于实现该技术方案，明显存在如下技术缺陷：承载二向色分光膜的基片，即单片45°设置的平行平面玻璃板的使用，不可避免地产生了该路光学图像的横向移动，造成三基色图像象素的宏观离散。此外造成了红(R)，绿(G)，蓝(B)三路成像光路中的光学介质不对称，致使三路光学像差校正失去平衡，影响成像质量。为此，必须设法清除这一因素的影响，以获得满意的彩色图像。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述已有技术的不足而提供的一种用棱镜分合光的硅基液晶微显示系统。确切地说，它是一种为实现红(R)，绿(G)，蓝(B)三路成像光通道在玻璃媒质中的光路完全平衡，同时很好地解决了三路成像光通道中，由于使用平行平板分束镜和平行平板补偿镜不可避免地产生的像散，从而确保获得高清晰彩色图像的硅基液晶微显示系统。

本发明所提供的硅基液晶微显示系统中，包括：光源1、起偏振器2、聚光照明组件3、第一选色滤波偏振转换片4、偏振分合光棱镜(PBS)5、补偿棱镜6、二向色分合光膜10、二向色分/合光棱镜11、宽带λ/4波片(它包含了绿(G)色宽带λ/4波片7、红(R)色宽带λ/4波片12和蓝(B)色宽带λ/4波片13)、硅基液晶芯片8、第二选色滤波偏振转换片14、检偏振器15、投影镜头9。其中，二向色分合光棱镜11是将膜层镀在45°的直角棱镜斜面上，再胶合一块同样形状的直角棱镜，构成胶合的二向色分合光体棱镜。以及由上述各部分构成的12组共计24种光学引擎技术方案。本发明所采用的技术特征是：

所述的起偏振器2是利用光学材料的光偏振机制，可高效地将自然光转换为线偏振光。随其结构方式或设置方向的不同，起偏振器可产生P态偏振光，也可生成S线偏振光，且光振动面平行于入射面的为P态偏振光，光振动面垂直于纸面的为S态偏振光。

所述的聚光照明组件3，由一套光学元器件构成，将光源光场“微分”，生成多波场，经“卷积”，均匀叠加在硅基液晶(Lcos)芯片上，且照明要求远心，重叠准确，并按比例大小，且还要顾及光瞳衔接等。

所述的第一和第二选色滤波偏振转换片4、14可根据需要设计而成，将红(R)，绿(G)，蓝(B)三基色光中选出一种或两种色光，并将其振动方向绕光轴旋转90度，即某一种或某两种色光通过它后，或由P态偏振光转换为S态偏振光，或由S态偏振光转换为P态偏振光，而其它基色光的偏振方向则维持不变。

所述的偏振分合光棱镜(PBS)5是本发明的关键部件，它是运用布儒斯特(Brewster)定律，用真空镀膜的方法，将具有高低不同折射率的介质交替蒸镀在直角棱镜的斜面上，再与另一相同的直角棱镜胶合而成，当光线正入射时，在膜面上则有45°入射角，满足设计的起偏角。如果入射光束是会聚或发散的，此膜层可设计成在45°左右一小范围内能起偏。该膜层对偏振光能够识别，而对光的色彩不敏感，即只“识偏”，而不“识色”。

所述的二向色分合光棱镜11和补偿棱镜6是本发明的重要部件。其中二向色分合光棱镜11是将二向色分合光膜层10镀在45°的直角棱镜斜面上，再胶合一个同样形状的直角棱镜，构成胶合的二向色分合光棱镜。特征之一是所述的二向色分合光膜层蒸镀在两直角棱镜斜面之间，经胶合成为一个整体部件，膜层隔绝空气，不易损坏和腐蚀，且在光机中装调方便。特征之二是所述的二向色分/合光膜为红(R)、绿(G)两基色，或红(R)、蓝(B)两基色，或蓝(B)、绿(G)两基色，共3种组合。特征之三是所述的两直角棱镜为两块同材质，同规格的直角棱镜，胶合后成平行平面玻璃板，其表面法线平行于光轴，避免产生像散。特征之四是所述的补偿棱镜6，是一块与二向色分合光棱镜中的直角棱镜同材质，同规格，其厚度与二向色分合光棱镜厚度完全相同的平行平面玻璃板。特征之五是所述的补偿棱镜设置在偏振分合光棱镜与宽带λ/4波片之间，宽带λ/4波片置于补偿棱镜与硅基液晶芯片之间，构成单基色单通道光路。特征之六是所述的二向色分合光棱镜设置在偏振分合光棱镜与二个宽带λ/4波片之间，并使二向色分合光棱镜的膜层呈I、III象限或II、IV象限设置，而两个宽带λ/4波片置于与二向色分合光棱镜所对应的硅基液晶芯片之间，构成二基色双通道光路。以上所述的I、III象限或II、IV象限是以附图所示数学直角坐标系位置定义的补偿棱镜和二向色分合光棱镜的位置而设置的。

所述的硅基液晶芯片8是作为空间光调制器而被应用的，它在空间上排成二维独立单元(象素)的阵列，每个单元都可独立接受电学信号的控制，并按此信号改变自身的光学性质，从而对照明其上的光载波进行调制，输入的视频信号称为“写信号”，照明整个期间并被调制的光波称为“读出光”；必须强调的是：由于液晶的电学与光学特性，使入射光与反射光的偏振态相互正交。此外，λ/4波片应是对应三基色之一的色光宽带波片，起改善图像质量的作用。检偏振器15和投影镜头9是偏振光成像和液晶显示的必要器件。

这里结合图1a说明本发明的微显示过程如下：假设从光源1经起偏振器2和聚光照明组件3射出的光为P态偏振光，继而经第一选色滤波偏振转换片4，若滤出红(R)基色光，则旋转90度后成S态光，S态红(R)基色光在偏振分合光棱镜(PBS)5的分光膜上被顺利反射，保持S态红(R)光并继续通过补偿棱镜6后，又通过红(R)色宽带λ/4波片12，直达硅基液晶芯片8，于是反射的S态红(R)色光被调制再转换成P态红(R)色光。由此，构成一支单通道的红(R)基色光光路，它可顺利透过偏振分合光棱镜(PBS)5的分光膜。经第一选色滤波偏振转换片4的其余的绿(G)基色光和蓝(B)基色光，维持原来的P态偏振混色光不变，在偏振分合光棱镜(PBS)5的分光膜上透射构成一支双通道的绿(G)色光与蓝(B)色光混合光路，继续经过二向色分合光棱镜11，并在二向色分合光膜10上保持P态偏振光，且，该二向色分合光膜10的作用是，反射绿(G)色光，透射蓝(B)色光，再分别经过绿(G)色宽带λ/4波片7和蓝(B)色宽带λ/4波片13直达各自对应相连的硅基液晶(Lcos)芯片8后，反射的绿(G)色光和透射的蓝(B)色光均被调制并转换成S态偏振的绿(G)色光和蓝(B)色光。绿(G)、蓝(B)两基色光同样可以顺利被偏振分合光棱镜(PBS)5的分光膜反射。由此到达偏振分合光棱镜(PBS)5分光膜上的红(R)，绿(G)，蓝(B)三基色光束所经历的三路光通道上的光路是完全平衡的。从而可以较好的校正成像面上三基色图像的像差，确保实现高质量的彩色图像。必须指出的是，此时到达偏振分合光棱镜(PBS)5分光膜上的红(R)，绿(G)，蓝(B)三基色光束的偏振方向是不同的，即红(R)色光呈P态偏振，而绿(G)色光和蓝(B)光呈S态偏振。借助第二选色滤波偏振转换片14，再将呈S态偏振的绿(G)色光和蓝(B)色光转换成P态偏振。于是红(R)、绿(G)、蓝(B)三基色光束皆呈P态偏振光，并同时经检偏振器15，最后同步投射到投影镜头9，在屏幕上显现出高质量的彩色图像来。

附图说明

图1a为本发明之P态白色偏振光入射，选红(R)色滤波并旋转90度，其余绿(G)，蓝(B)两色保持原态通过，二向色分合光膜10呈I、III象限设置的光路构建硅基液晶微显示系统原理示意图。其中，1是光源，2是起偏振器，3是聚光照明组件，4是第一选色滤波偏振转换片，5是偏振分合光棱镜(PBS)，6是补偿棱镜，11是二向色分合光棱镜，8是硅基液晶芯片，9是投影镜头，14是第二选色滤波偏振转换片，15是检偏振器。且，二向色分合光棱镜11是将膜层镀在45°的直角棱镜斜面上，再胶合一个同样形状的直角棱镜，构成胶合的二向色分合光棱镜；而宽带λ/4波片又包括了绿(G)色宽带λ/4波片(7)、红(R)色宽带λ/4波片(12)和蓝(B)色宽带λ/4波片(13)。

图1b为本发明之P态白色偏振光入射，选红(R)色滤波并旋转90度，其余绿(G)，蓝(B)两色保持原态通过，二向色分合光膜10呈II、IV象限设置的光路构建硅基液晶微显示系统原理示意图。图中各序号名称同图1a。

图2a为本发明之P态白色偏振光入射，选绿(G)色滤波并旋转90度，其余红(R)、蓝(B)两色保持原态通过，二向色分合光膜10呈I、III象限设置的光路构建硅基液晶微显示系统原理示意图。图中各序号名称同图1a。

图2b为本发明之P态白色偏振光入射，选绿(G)色滤波并旋转90度，其余红(R)，蓝(B)两色保持原态通过，二向色分合光膜10呈II、IV象限设置的光路构建硅基液晶微显示系统原理示意图。图中各序号名称同图1a。

图3a为本发明之P态白色偏振光入射，选蓝(B)色滤波并旋转90度，其余红(R)、绿(G)两色保持原态通过，二向色分合光膜10呈I、III象限设置的光路构建硅基液晶微显示系统原理示意图。图中各序号名称同图1a。

图3b为本发明之P态白色偏振光入射，选蓝(B)色滤波并旋转90度，其余红(R)、绿(G)两色保持原态通过，二向色分合光膜10呈II、IV象限设置的光路构建硅基液晶微显示系统原理示意图。图中各序号名称同图1a。

图4a为本发明之P态白色偏振光入射，选绿(G)、红(R)色滤波并旋转90度，其余蓝(B)色保持原态通过，二向色分合光膜10呈I、III象限设置的光路构建硅基液晶微显示系统原理示意图。图中各序号名称同图1a。

图4b为本发明之P态白色偏振光入射，选绿(G)、红(R)色滤波并旋转90度，其余蓝(B)色保持原态通过，二向色分合光膜10呈II、IV象限设置的光路构建硅基液晶微显示系统原理示意图。图中各序号名称同图1a。

图5a为本发明之P态白色偏振光入射，选蓝(B)、红(R)色滤波并旋转90度，其余绿(G)色保持原态通过，二向色分合光膜10呈I、III象限设置的光路构建硅基液晶微显示系统原理示意图。图中各序号名称同图1a。

图5b为本发明之P态白色偏振光入射，选蓝(B)、红(R)色滤波并旋转90度，其余绿(G)色保持原态通过，二向色分合光膜10呈II、IV象限设置的光路构建硅基液晶微显示系统原理示意图。图中各序号名称同图1a。

图6a为本发明之P态白色偏振光入射，选蓝(B)、绿(G)色滤波并旋转90度，其余红(R)色保持原态通过，二向色分合光膜10呈I、III象限设置的光路构建硅基液晶微显示系统原理示意图。图中各序号名称同图1a。

图6b为本发明之P态白色偏振光入射，选蓝(B)、绿(G)色滤波并旋转90度，其余红(R)色保持原态通过，二向色分合光膜10呈II、IV象限设置的光路构建硅基液晶微显示系统原理示意图。图中各序号名称同图1a。

图7a为本发明之S态白色偏振光入射，选红(R)色滤波并旋转90度，其余绿(G)，蓝(B)两色保持原态通过，二向色分合光膜10呈I、III象限设置的光路构建硅基液晶微显示系统原理示意图。

图7b为本发明之S态白色偏振光入射，选红(R)色滤波并旋转90度，其余绿(G)，蓝(B)两色保持原态通过，二向色分合光膜10呈II、IV象限设置的光路构建硅基液晶微显示系统原理示意图。图中各序号名称同图1a。

图8a为本发明之S态白色偏振光入射，选绿(G)色滤波并旋转90度，其余红(R)、蓝(B)两色保持原态通过，二向色分合光膜10呈I、III象限设置的光路构建硅基液晶微显示系统原理示意图。图中各序号名称同图1a。

图8b为本发明之S态白色偏振光入射，选绿(G)色滤波并旋转90度，其余红(R)、蓝(B)两色保持原态通过，二向色分合光膜10呈II、IV象限设置的光路构建硅基液晶微显示系统原理示意图。图中各序号名称同图1a。

图9a为本发明之S态白色偏振光入射，选蓝(B)色滤波并旋转90度，其余红(R)、绿(G)两色保持原态通过，二向色分合光膜10呈I、III象限设置的光路构建硅基液晶微显示系统原理示意图。图中各序号名称同图1a。

图9b为本发明之S态白色偏振光入射，选蓝(B)色滤波并旋转90度，其余红(R)、绿(G)两色保持原态通过，二向色分合光膜10呈II、IV象限设置的光路构建硅基液晶微显示系统原理示意图。图中各序号名称同图1a。

图10a为本发明之S态白色偏振光入射，选绿(G)、红(R)色滤波并旋转90度，其余蓝(B)色保持原态通过，二向色分硅基液晶微显示系统原理合光膜10呈I、III象限设置的光路构建硅基液晶微显示系统原理示意图。图中各序号名称同图1a。

图10b为本发明之S态白色偏振光入射，选绿(G)、红(R)色滤波并旋转90度，其余蓝(B)色保持原态通过，二向色分合光膜10呈II、IV象限设置的光路构建硅基液晶微显示系统原理示意图。图中各序号名称同图1a。

图11a为本发明之S态白色偏振光入射，选蓝(B)、红(R)色滤波并旋转90度，其余绿(G)色保持原态通过，二向色分合光膜10呈I、III象限设置的光路构建硅基液晶微显示系统原理示意图。图中各序号名称同图1a。

图11b为本发明之S态白色偏振光入射，选蓝(B)、红(R)色滤波并旋转90度，其余绿(G)色保持原态通过，二向色分合光膜10呈II、IV象限设置的光路构建硅基液晶微显示系统原理示意图。图中各序号名称同图1a。

图12a为本发明之S态白色偏振光入射，选蓝(B)、绿(G)色滤波并旋转90度，其余红(R)色保持原态通过，二向色分合光膜10呈I、III象限设置的光路构建硅基液晶微显示系统原理示意图。图中各序号名称同图1a。

图12b为本发明之S态白色偏振光入射，选蓝(B)、绿(G)色滤波并旋转90度，其余红(R)色保持原态通过，二向色分合光膜10呈II、IV象限设置的光路构建硅基液晶微显示系统原理示意图。图中各序号名称同图1a。

具体实施方式

请参阅图1a、图1b至图12a、图12b所示，均为本发明之具体实施个例。从图1a至图12b可以看出：本发明均由光源1、起偏振器2、聚光照明组件3、第一选色滤波偏振转换片4、偏振分合光棱镜(PBS)5、补偿棱镜6、二向色分合光棱镜11、宽带λ/4波片(它包含了绿(G)色宽带λ/4波片7、红(R)色宽带λ/4波片12和蓝(B)色宽带λ/4波片13)、硅基液晶芯片8、投影镜头9、第二选色滤波偏振转换片14、检偏振器15构成。并设定自图1a至图6b为从光源1经起偏振器2和聚光照明组件3射出的光为P态偏振光。设定自图7a至图12b为从光源1经起偏振器2和聚光照明组件3射出的光为S态偏振光。由此，可以构建下列12组共计24种本发明硅基液晶微显示系统方案：

图1a或图1b为选P态偏振光入射，再选红(R)色并旋转90度，经由偏振分合光镜(PBS)5反射，将补偿棱镜6设置在偏振分合光镜(PBS)5与红色宽带λ/4波片12之间。而红色宽带λ/4波片12置入补偿棱镜6与硅基液晶芯片8之间构成红色单通道光路。其余绿色和蓝色经由偏振分合光镜(PBS)5透射至二向色分合光棱镜11，将二向色分合光棱镜11设置在偏振分合光镜(PBS)5与绿色宽带λ/4波片7和蓝色宽带λ/4波片13之间，并使二向色分合光膜10呈I、III象限或II、IV象限设置，而绿色宽带λ/4波片7及蓝色宽带λ/4波片13置入二向色分合光棱镜11与硅基液晶芯片8之间，构成绿、蓝两色双通道光路。

图2a或图2b为选P态偏振光入射，再选绿(G)色并旋转90度，经由偏振分合光镜(PBS)5反射，将补偿棱镜6设置在偏振分合光镜(PBS)5与绿色宽带λ/4波片7之间。而绿色宽带λ/4波片7置入补偿棱镜6与硅基液晶芯片8之间构成绿色单通道光路。其余红色和蓝色经由偏振分合光镜(PBS)5透射至二向色分合光棱镜11，将二向色分合光棱镜11设置在偏振分合光镜(PBS)5与红色宽带λ/4波片12和蓝色宽带λ/4波片13之间，并使二向色分合光膜10呈I、III象限或II、IV象限设置，而红色宽带λ/4波片12与蓝色宽带λ/4波片13置入二向色分合光棱镜11与硅基液晶芯片8之间，构成红、蓝两色双通道光路。

图3a或图3b为选P态偏振光入射，再选蓝(B)色并旋转90度，经由偏振分合光镜(PBS)5反射，将补偿棱镜6设置在偏振分合光镜(PBS)5与蓝色宽带λ/4波片13之间。而蓝色宽带λ/4波片13置入补偿棱镜板6与硅基液晶芯片8之间构成蓝色单通道光路。其余绿色和红色经由偏振分合光镜(PBS)5透射至二向色分合光棱镜11，将二向色分合光棱镜11设置在偏振分合光镜(PBS)5与绿色宽带λ/4波片7和红色宽带λ/4波片12之间，并使二向色分合光膜10呈I、III象限或II、IV象限设置，而绿色宽带λ/4波片7与红色宽带λ/4波片12置入二向色分合光棱镜11与硅基液晶芯片8之间，构成绿、红两色双通道光路。

图4a或图4b为选P态偏振光入射，再选红(R)、绿(G)并旋转90度，经由偏振分合光镜(PBS)5反射，将二向色分合光棱镜11设置在偏振分合光镜(PBS)5与绿色宽带λ/4波片7与红色宽带λ/4波片12之间，并使二向色分合光膜10呈I、III象限或II、IV象限设置，而绿色宽带λ/4波片7和红色宽带λ/4波片12置入二向色分合光棱镜11与硅基液晶芯片8之间，构成绿、红两色双通道光路。蓝色光则经由偏振分合光镜(PBS)5透射至补偿棱镜6，将补偿棱镜6设置在偏振分合光镜(PBS)5与蓝色宽带λ/4波片13之间，而蓝色宽带λ/4波片13置入补偿棱镜6与硅基液晶芯片8之间，构成蓝色单通道光路。

图5a或图5b为选P态偏振光入射，再选红(R)、蓝(B)并旋转90度，经由偏振分合光镜(PBS)5反射，将二向色分合光棱镜11设置在偏振分合光镜(PBS)5与蓝色宽带λ/4波片13与红色宽带λ/4波片12之间，并使二向色分合光膜10呈I、III象限或II、IV象限设置，而蓝色宽带λ/4波片13和红色宽带λ/4波片12置入二向色分合光棱镜11与硅基液晶芯片8之间，构成蓝、红两色双通道光路。绿色光则经由偏振分合光镜(PBS)5透射至补偿棱镜6，将补偿棱镜6设置在偏振分合光镜(PBS)5与绿色宽带λ/4波片7之间，而绿色宽带λ/4波片7置入补偿棱镜6与硅基液晶芯片8之间，构成绿色单通道光路。

图6a或图6b为选P态偏振光入射，再选绿(G)、蓝(B)并旋转90度，经由偏振分合光镜(PBS)5反射，将二向色分合光棱镜11设置在偏振分合光镜(PBS)5与绿色宽带λ/4波片7与蓝色宽带λ/4波片13之间，并使二向色分合光膜10呈I、III象限或II、IV象限设置，而绿色宽带λ/4波片7和蓝色宽带λ/4波片13置入二向色分合光棱镜11与硅基液晶芯片8之间，构成绿、蓝两色双通道光路。红色光则经由偏振分合光镜(PBS)5透射至补偿棱镜6，将补偿棱镜6设置在偏振分合光镜(PBS)5与红色宽带λ/4波片12之间，而红色宽带λ/4波片12置入补偿棱镜6与硅基液晶芯片8之间，构成红色单通道光路。

图7a或图7b为选S态偏振光入射，再选红(R)色并旋转90度，经由偏振分合光镜(PBS)5反射，将补偿棱镜6设置在偏振分合光镜(PBS)5与红色宽带λ/4波片12之间。而红色宽带λ/4波片12置入补偿棱镜6与硅基液晶芯片8之间构成红色单通道光路。绿色和蓝色经由偏振分合光镜(PBS)5透射至二向色分合光棱镜11，将二向色分合光棱镜11设置在偏振分合光镜(PBS)5与绿色宽带λ/4波片7和蓝色宽带λ/4波片13之间，并使二向色分合光膜10呈I、III象限或II、IV象限设置，而绿色宽带λ/4波片7及蓝色宽带λ/4波片13置入二向色分合光棱镜11与硅基液晶芯片8之间，构成绿、蓝两色双通道光路。

图8a或图8b为选S态偏振光入射，再选绿(G)色并旋转90度，经由偏振分合光镜(PBS)5反射，将补偿棱镜6设置在偏振分/合光镜(PBS)5与绿色宽带λ/4波片7之间。而绿色宽带λ/4波片7置入补偿棱镜6与硅基液晶芯片8之间构成绿色单通道光路。而红色和蓝色经由偏振分合光镜(PBS)5透射至二向色分合光棱镜11，将二向色分/合光棱镜11设置在偏振分合光镜(PBS)5与红色宽带λ/4波片12和蓝色宽带λ/4波片13之间，并使二向色分/合光膜10呈I、III象限或II、IV象限设置，而红色宽带λ/4波片12及蓝色宽带λ/4波片13置入二向色分合光棱镜11与硅基液晶芯片8之间，构成红、蓝两色双通道光路。

图9a或图9b为选S态偏振光入射，再选蓝(B)色并旋转90度，经由偏振分合光镜(PBS)5反射，将补偿棱镜6设置在偏振分合光镜(PBS)5与蓝色宽带λ/4波片13之间。而蓝色宽带λ/4波片13置入补偿棱镜板6与硅基液晶芯片8之间构成蓝色单通道光路。而绿色和红色经由偏振分合光镜(PBS)5透射至二向色分合光棱镜11，将二向色分合光棱镜11设置在偏振分合光镜(PBS)5与绿色宽带λ/4波片7和红色宽带λ/4波片12之间，并使二向色分合光膜10呈I、III象限或II、IV象限设置，而绿色宽带λ/4波片7及红色宽带λ/4波片12置入二向色分合光棱镜11与硅基液晶芯片8之间，构成绿、红两色双通道光路。

图10a或图10b为选S态偏振光入射，再选红(R)、绿(G)并旋转90度，经由偏振分合光镜(PBS)5反射，将二向色分合光棱镜11设置在偏振分合光镜(PBS)5与绿色宽带λ/4波片7与红色宽带λ/4波片12之间，并使二向色分合光膜10呈I、III象限或II、IV象限设置，而绿色宽带λ/4波片7和红色宽带λ/4波片12置入二向色分合光棱镜11与硅基液晶芯片8之间，构成绿、红两色双通道光路。蓝色光则经由偏振分合光镜(PBS)5透射至补偿棱镜6，将补偿棱镜6设置在偏振分合光镜(PBS)5与蓝色宽带λ/4波片13之间，而蓝色宽带λ/4波片13置入补偿棱镜6与硅基液晶芯片8之间，构成蓝色单通道光路。

图11a或图11b为选S态偏振光入射，再选红(R)、蓝(B)并旋转90度，经由偏振分合光镜(PBS)5反射，将二向色分合光棱镜11设置在偏振分合光镜(PBS)5与蓝色宽带λ/4波片13与红色宽带λ/4波片12之间，并使二向色分合光膜10呈I、III象限或II、IV象限设置，而蓝色宽带λ/4波片13和红色宽带λ/4波片12置入二向色分合光棱镜11与硅基液晶芯片8之间，构成蓝、红两色双通道光路。绿色光则经由偏振分合光镜(PBS)5透射至补偿棱镜6，将补偿棱镜6设置在偏振分合光镜(PBS)5与绿色宽带λ/4波片7之间，而绿色宽带λ/4波片7置入补偿棱镜6与硅基液晶芯片8之间，构成绿色单通道光路。

图12a或图12b为选S态偏振光入射，再选绿(G)、蓝(B)并旋转90度，经由偏振分光镜(PBS)5反射，将二向色分合光棱镜11设置在偏振分合光镜(PBS)5与绿色宽带λ/4波片7与蓝色宽带λ/4波片13之间，并使二向色分合光膜10呈I、III象限或II、IV象限设置，而绿色宽带λ/4波片7和蓝色宽带λ/4波片13置入二向色分合光棱镜11与硅基液晶芯片8之间，构成绿、蓝两色双通道光路。红色光则经由偏振分合光镜(PBS)5透射至补偿棱镜6，将补偿棱镜6设置在偏振分合光镜(PBS)5与红色宽带λ/4波片12之间，而红色宽带λ/4波片12置入补偿棱镜6与硅基液晶芯片8之间，构成红色单通道光路。

Claims (7)

1.一种用棱镜分全光的硅基液晶微显示系统，包括：光源(1)、起偏器(2)、聚光照明组件(3)、第一选色滤波偏振转换片(4-)、偏振分合光棱镜PBS(5)、补偿棱镜(6)、二向色分合光膜(10)、二向色分合光棱镜(11)、宽带λ/4波片、硅基液晶(Lcos)芯片(8)、第二选色滤波偏振转换片(14)、检偏振器(15)和投影镜头(9)，其中，二向色分合光棱镜11是将膜层镀在45°的直角棱镜斜面上，再胶合一个同样形状的直角棱镜，构成胶合的二向色分/合光棱镜；而宽带λ/4波片又包括了绿(G)色宽带λ/4波片(7)、红(R)色宽带λ/4波片(12)、蓝(B)色宽带λ/4波片(13)，其特征是：

所述的补偿棱镜(6)设置在偏振分合光棱镜PBS(5)和宽带λ/4波片之间，且宽带λ/4波片置于补偿棱镜(6)与硅基液晶芯片(8)之间，构成单基色单通道光路；

2.如权利要示所述的用棱镜分全光的硅基液晶微显示系统，其特征是：

所述的二向色分合光棱镜(11)设置在偏振分合光镜PBS(5)与两个宽带λ/4波片之间，并使二向色分合光膜(10)呈I、III象限或II、IV象限设置，且两个宽带λ/4波片置于与二向色分合光棱镜(11)所对应的硅基液晶芯片(8)之间，构成二基色双通道光路。

3.如权利要示所述的用棱镜分全光的硅基液晶微显示系统，其特征是：

所述的二向色分合光膜(10)蒸镀蒸镀在两直角棱镜斜面之间，经胶合成为一个整体部件。

4.如权利要示所述的用棱镜分全光的硅基液晶微显示系统，其特征是：

所述的二向色分合光膜(10)为红(R)、绿(G)两基色，或红(R)、蓝(B)两基色，或蓝(B)、绿(G)两基色，共计3种组合。

5.如权利要示所述的用棱镜分全光的硅基液晶微显示系统，其特征是：

在红色单通道中，当所述的补偿玻璃板(6)设置为I、III象限时，则绿、蓝双通道中所述的二向色分合光棱镜(11)设置为I、III象限；而当补偿棱镜(6)设置为II、IV象限时，则绿、蓝双通道中所述的二向色分合光棱镜(11)设置为II、IV象限。

6.如权利要示所述的用棱镜分全光的硅基液晶微显示系统，其特征是：

在绿色单通道中，当所述的补偿棱镜(6)设置为I、III象限时，则红、蓝双通道中所述的二向色分合光棱镜(11)设置为I、III象限；而当补偿棱镜(6)设置为II、IV象限时，则红、蓝双通道中所述的二向色分合光棱镜(11)设置为II、IV象限。

7.如权利要示所述的用棱镜分全光的硅基液晶微显示系统，其特征是：

在蓝色单通道中，当所述的补偿棱镜(6)设置为I、III象限时，则红、绿双通道中所述的二向色分合光棱镜(11)设置为I、III象限；而当补偿棱镜(6)设置为II、IV象限时，则红、绿双通道中所述的二向色分合光棱镜(11)设置为II、IV象限。

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