CN101915995A - 基于全内反射透镜均匀照明的光学投影系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于投影显示领域，具体为一种基于全内反射透镜均匀照明的光学投影系统。其特征在于所述的全内反射透镜、PBS偏振棱镜、微显示芯片和投影成像物镜依次设置在沿照明光源光线传播的方向，照明光源发出的光束直接进入全内反射透镜，小角度中心光束直接由全内反射透镜的中心部分折射出射，大角度的边缘光束在全内反射透镜内经过折反射混光后在其出射端面形成均匀分布的照明，两路出射光线经过PBS偏振棱镜后直接照明在微显示芯片上，并在微显示芯片上形成均匀的小角度的高效的圆形照明分布，微显示芯片上的图像经过PBS偏振棱镜解调以后再经过投影物镜后投影成像在屏幕上，减少了系统的复杂度和体积，避免了光学元件表面的反射损失。

Description

基于全内反射透镜均匀照明的光学投影系统

技术领域

本发明属于投影显示领域，具体为一种基于全内反射透镜均匀照明的光学投影系统。

背景技术

投影技术发源于19世纪早期，是在19世经末20世纪初电影的发明和流行的基础上推广开来的。目前，基于微显示芯片的投影显示技术的出现，使得小型化和高分辨率投影显示成为可能。基于微显示芯片的投影显示技术是将对角线尺寸为0.45-1.3英寸的微显示芯片所产生的图像放大后投影在屏幕上，它结合了光学和成熟的半导体技术，是一种性价比高的实现大尺寸高分辨显示的途径。微显示芯片是高清投影显示的核心部件，可用于大屏幕高清背投电视、高清液晶和数码投影仪。

目前的光学投影系统，包括了有光源，反光碗，匀光棒，中继透镜组，合光系统，投影物镜甚至复眼等元件。由于在照明系统中由于采用了反光碗、复眼(或者光棒)等多种光学元件进行了光束整形，系统结构复杂。以上因素使得系统安装不便，尺寸较大，制造成本较高，不利于投影光学引擎的小型化设计、批量以及规模化生产。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高亮度、高对比度、高清晰度、照明光路结构简单、制造成本较低、可适合规模化生产的基于全内反射透镜均匀照明的光学投影系统。

所述的基于全内反射透镜均匀照明的光学投影系统，包括照明光源、全内反射透镜、PBS偏振棱镜、微显示芯片和投影成像物镜，其特征在于所述的全内反射透镜、PBS偏振棱镜、微显示芯片和投影成像物镜依次设置在沿照明光源光线传播的方向，照明光源发出的光束直接进入全内反射透镜，小角度中心光束直接由全内反射透镜的中心部分折射出射，大角度的边缘光束在全内反射透镜内经过折反射混光后在其出射端面形成均匀分布的照明，两路出射光线经过PBS偏振棱镜后直接照明在微显示芯片上，并在微显示芯片上形成均匀的小角度的高效的圆形照明分布，微显示芯片上的图像经过PBS偏振棱镜解调以后再经过投影物镜后投影成像在屏幕上。

所述的基于全内反射透镜均匀照明的光学投影系统，其特征在于所述的照明光源为LED、UHP灯、卤素灯或者激光光源。

所述的基于全内反射透镜均匀照明的光学投影系统，其特征在于所述的全内反射透镜的剖面为扇形结构，其中心透射面一、中心透射面二分别为球面、非球面或其他自由曲面构成的光学表面，其外围轮廓面一、外围轮廓面二、外围轮廓面三分别是经过优化计算得到的自由曲面，其中外围轮廓面一用于将中心透射面一以外的光束全部导入全内反射透镜内，外围轮廓面二为全内反射面，用于将导入的光线全内反射并通过外围轮廓面三导出，外围轮廓面三出射的光线发散角度和中心透射区出射的光线角度一致，外围轮廓面三出射的光线和中心透射区的光束形成的光斑互相交叠形成微显示芯片上的均匀照明光场。

所述的基于全内反射透镜均匀照明的光学投影系统，其特征在于所述的中心透射面一、中心透射面二调整一定角度内的光线，外围轮廓面一、外围轮廓面二、外围轮廓面三调整较大角度的光线，将照明光源发出的正负90度范围以内的光线调整为全内反射透镜出射端正负15度范围之内的出射光线，使得微显示芯片上的入射光束与投影成像物镜相匹配。

所述的基于全内反射透镜均匀照明的光学投影系统，其特征在于所述的全内反射透镜的材料为玻璃或者塑料，除了与空气接触面直接产生全反射之外，其外围轮廓面二可以通过电镀或镀膜来实现全内反射透镜内的全反射，电镀或镀膜的所有膜层可采用电子束蒸发的方法进行镀制。

所述的基于全内反射透镜均匀照明的光学投影系统，其特征在于所述的微显示芯片为透射式或者反射式，微显示芯片采用LCoS、LCD、TFT或DLP，当采用不需偏振光的DLP微显示芯片时，可以将PBS偏振棱镜去掉更换成TIR棱镜。

所述的基于全内反射透镜均匀照明的光学投影系统，其特征在于所述的微显示芯片为彩色型，即微显示芯片上的显示单元中包含了红、绿、蓝多种像素，当彩色型微显示芯片被白光光束照明时，通过电路控制微显示芯片各个显示单元的颜色，微显示芯片上的彩色图像经过投影成像物镜在屏幕上投影出彩色图像。

所述的基于全内反射透镜均匀照明的光学投影系统，其特征在于所述的微显示芯片为非彩色型，白光经色轮后照射在微显示芯片上，通过色轮以及微显示芯片的时序切换，不同时刻微显示芯片显示的不同颜色图像经过投影成像物镜在屏幕上投影形成不同的颜色图像，由于人眼视觉暂留现象的存在，最终形成彩色图像的视觉效果。

所述的基于全内反射透镜均匀照明的光学投影系统，其特征在于所述的白光经分光系统分为红、绿、蓝三色光分别照射三片非彩色型微显示芯片，再经合色系统合成彩色图像投影到屏幕上。

所述的基于全内反射透镜均匀照明的光学投影系统，其特征在于所述的全内反射透镜和PBS偏振棱镜之间插入偏振元件或者滤光片来改善液晶类微型投影仪的对比度和颜色显示范围，所述的偏振元件或者滤光片由偏振片或1/4波片和反射偏振片组合而成。

上述基于全内反射透镜均匀照明的光学投影系统，照明光源发出的180度的光束直接利用全内反射透镜整形和混光，光束经过较短长度的全内反射透镜后即可以在出射端面形成均匀的照明光斑，完全消除了光源自身可能带有的缺陷，在微显示芯片上获得了均匀照明(均匀度可以在90％以上)；同时，优化设计的全内反射透镜也能实现减小光线入射角的目的，微显示芯片上的图像再通过投影成像系统即可以投影显示到屏幕上。

光源发出的光束只利用全内反射透镜整形和混光，没有其他光学元件，减少了系统的复杂度和体积，避免了光学元件表面的反射损失，结构简单，耦合效率高，系统紧凑合理。与现在技术相比，其具有体积小，高亮度，高对比度，高清晰度的特点，同时照明光路结单，制作成本低，尺寸小，组装方便，方便于规模化生产。

附图说明

图1是本发明全内反射透镜的结构示意图一；

图2是本发明全内反射透镜的结构示意图二；

图3是本发明的结构示意图一；

图4是本发明的结构示意图二；

图5是本发明的结构示意图三；

图6是本发明的结构示意图四；

图7是本发明的结构示意图五；

图8是本发明的结构示意图六；

图9是本发明的结构示意图七；

图10是本发明的结构示意图八。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步说明：

基于全内反射透镜均匀照明的光学投影系统，包括照明光源1、全内反射透镜2、PBS偏振棱镜3、微显示芯片4和投影成像物镜5，照明光源1为LED、UHP灯、卤素灯、激光光源或者其它光源，所述的全内反射透镜2、PBS偏振棱镜3、微显示芯片4和投影成像物镜5依次设置在沿照明光源1光线传播的方向，照明光源1发出的光束直接进入全内反射透镜2，小角度中心光束直接由全内反射透镜2的中心部分折射出射，大角度的边缘光束在全内反射透镜2内经过折反射混光后在其出射端面形成均匀分布的照明，两路出射光线经过PBS偏振棱镜3后直接照明在微显示芯片4上，并在微显示芯片4上形成均匀的小角度的高效的圆形照明分布，微显示芯片4上的图像经过PBS偏振棱镜3解调以后再经过投影物镜5后投影成像在屏幕上。

如图1-2所示，所述的全内反射透镜2的剖面为扇形结构，其中心透射面一21、中心透射面二25分别为球面、非球面或其他自由曲面构成的光学表面，利用非成像光学理论设计，实现光斑在微显示芯片4的照度均匀化和光线角度缩小的作用，以符合微显示芯片4对照明入射光的要求，其外围轮廓面一22、外围轮廓面二23、外围轮廓面三24分别是经过优化计算得到的自由曲面，其中外围轮廓面一22用于将中心透射面一21以外的光束全部导入全内反射透镜2内，外围轮廓面二23为全内反射面，用于将导入的光线全内反射并通过外围轮廓面三24导出，外围轮廓面三24出射的光线发散角度和中心透射区出射的光线角度一致，外围轮廓面三24出射的光线和中心透射区的光束形成的光斑互相交叠形成微显示芯片4上的均匀照明光场。所述的中心透射面一21、中心透射面二25调整一定角度内的光线，外围轮廓面一22、外围轮廓面二23、外围轮廓面三24调整较大角度的光线，将照明光源1发出的正负90度范围以内的光线调整为全内反射透镜2出射端正负15度范围之内的出射光线，使得微显示芯片4上的入射光束符合投影成像物镜5的要求，实现了微显示芯片4的F#与入射光束NA的匹配，两者配合设计可以在很紧凑的尺寸内获得微显示芯片4角度要求的照明光束，减少材料的用量，从而降低了系统的成本。

所述的全内反射透镜2的材料为玻璃或者塑料，除了利用与空气接触面直接产生全反射之外，其外围轮廓面二23可以通过电镀或镀膜来实现全内反射透镜2内的全反射，电镀或镀膜的所有膜层可采用电子束蒸发的方法进行镀制。

所述的微显示芯片4为透射式或者反射式，常见的微显示芯片4如LCoS、LCD、TFT或DLP，当采用不需偏振光的DLP微显示芯片4时，可以将PBS偏振棱镜3去掉更换成TIR棱镜。

所述的微显示芯片4为彩色型，即微显示芯片4上的显示单元中包含了红、绿、蓝等多种像素，当彩色型微显示芯片4被白光光束照明时，通过电路控制微显示芯片4各个显示单元的颜色，微显示芯片4上的彩色图像经过投影成像物镜5在屏幕上投影出彩色图像。

所述的微显示芯片4为非彩色型，白光经色轮后照射在微显示芯片4上，通过色轮以及微显示芯片4的时序切换，不同时刻微显示芯片4显示的不同颜色图像经过投影成像物镜5在屏幕上投影形成不同的颜色图像，由于人眼视觉暂留现象的存在，最终形成彩色图像的视觉效果。

所述的白光经分光系统分为红、绿、蓝三色光分别照射三片非彩色型微显示芯片4，再经合色系统合成彩色图像投影到屏幕上。

所述的全内反射透镜2和PBS偏振棱镜3之间插入偏振元件或者滤光片来改善液晶类微型投影仪的对比度和颜色显示范围，所述的偏振元件或者滤光片由偏振片或1/4波片和反射偏振片组合而成。

实施例一

图3示出了基于透射型微显示芯片的紧凑型光学投影系统，沿光线传播方向，包括了照明光源1、全内反射透镜2、透射型微显示芯片4以及投影成像物镜5，其中的微显示芯片4可以是透射式的LCD、TFT或LcoS，照明光源1可以采用LED、UHP、卤素灯或者其他光源。全内反射透镜2优化设计，端面尺寸根据光源大小和LCoS的大小进行设计，采用玻璃或塑料等光学材料。全内反射透镜2的外轮廓面可以通过电镀或者镀膜的方式增加表面的反射率。图中照明光源1发出的光线经过全内反射透镜2匀光和整形后在全内反射透镜2出射端面形成一个均匀的发光面，并照亮透射式微显示芯片4，最后投影成像物镜5将透射式微显示芯片4上显示的图像投影在显示屏幕上。

图4示出了基于反射型LCoS微显示芯片利用S光照明的光学投影系统，沿光线传播方向依次设置有照明光源1、全内反射透镜2、PBS偏振棱镜3、LCoS投影微显示芯片4、投影成像物镜5，照明光源1可以采用LED、UHP、卤素灯或者其他光源。全内反射透镜2优化设计，端面尺寸根据光源大小和LCoS的大小进行设计，采用玻璃或塑料等光学材料。全内反射透镜2的外轮廓面可以通过电镀或者镀膜的方式增加表面的反射率。图中，照明光源1发出的光线经过全内反射透镜2匀光和整形后在全内反射透镜2出射端面形成一个均匀的发光面，光线经过全内反射透镜2整形匀光后，进入PBS偏振棱镜3，其中S偏振光经PBS偏振棱镜3反射将全内反射透镜2出射的均匀的发光面成像在LCoS微显示芯片4上，LCoS微显示芯片4上反射S光后变成P光透过PBS偏振棱镜3再经投影成像物镜5将LCoS投影微显示芯片4上的图像投影在屏幕上。

图5示出了基于反射型LCoS微显示芯片利用P光照明的光学投影系统，沿光线传播方向依次设置有照明光源1、全内反射透镜2、PBS偏振棱镜3、LCoS投影微显示芯片4，投影成像物镜5。照明光源1可以采用LED、UHP、卤素灯或者其他光源。全内反射透镜2优化设计，端面尺寸根据光源大小和LCoS的大小进行设计，采用玻璃或塑料等光学材料。全内反射透镜2的外轮廓面可以通过电镀或者镀膜的方式增加表面的反射率。图中，照明光源1发出的光线经过全内反射透镜2匀光和整形后在全内反射透镜2出射端面形成一个均匀的发光面，光线经过全内反射透镜2整形匀光后，进入PBS偏振棱镜3，其中P偏振光经PBS偏振棱镜3透射后将全内反射透镜2出射的均匀的发光面成像在LCoS微投影微显示芯片4上。LCoS投影微显示芯片4上反射P光后变成S光经PBS偏振棱镜3反射后再经投影成像物镜5将LCoS投影微显示芯片4上的图像投影在屏幕上。

图6示出了基于反射型DLP微显示芯片的用TIR透镜的光学投影系统，沿光线传播方向依次设置有照明光源1，全内反射透镜2，TIR镜组，DLP投影微显示芯片4，投影成像物镜5。照明光源1可以采用LED、UHP、卤素灯或者其他光源。全内反射透镜2优化设计，端面尺寸根据光源大小和LCoS的大小进行设计，采用玻璃或塑料等光学材料。全内反射透镜2的外轮廓面可以通过电镀或者镀膜的方式增加表面的反射率。图中，照明光源1发出的光线经过全内反射透镜2匀光和整形后在全内反射透镜2出射端面形成一个均匀的发光面。光线经过全内反射透镜2整形匀光后，进入TIR镜组，其中光线经TIR镜组反射后将全内反射透镜2出射的均匀的发光面成像在DLP微投影微显示芯片4上，照亮后的DLP投影显微显示芯片4上的图像再经投影成像物镜5投影在屏幕上。

图7示出了基于偏振干涉滤光片和二向色镜的白光三片反射型LCoS微显示芯片的光学投影系统，沿光线传播方向依次设置白光光源，全内反射透镜2，偏振干涉滤光片6，PBS偏振棱镜3，二向色镜7，三片反射型LCoS微显示芯片4，投影成像物镜5。白光光源可以采用LED、UHP、卤素灯或者其他光源。全内反射透镜2优化设计，端面尺寸根据光源大小和LCoS的大小进行设计，采用玻璃或塑料等光学材料。全内反射透镜2的外轮廓面可以通过电镀或者镀膜的方式增加表面的反射率。图7中，白光光源发出的光线经过全内反射透镜2匀光和整形后在全内反射透镜2出射端面形成一个均匀的发光面，均匀的白光束进入偏振干涉滤光片6后被分成绿色的P偏振光和红蓝合成的S偏振光，其中绿色的P光透过PBS偏振棱镜3照亮一片反射型LCoS微显示芯片4，S偏振光经过二向色镜7后分成红、蓝光分别照明一片反射型LCoS微显示芯片4，三块LCoS微显示芯片4上的图像分别被红、绿、蓝三色光照明后反射回PBS偏振棱镜3，其中绿色LCoS微显示芯片4反射回S偏振光，在PBS偏振棱镜3处反射向投影成像物镜，红、蓝LCoS微显示芯片4反射回P偏振光，直接透过PBS偏振棱镜3进入投影成像物镜5，三色光合成彩色图像，经过投影成像物镜5后投影显示在屏幕上。

图8示出了基于白光LED、三片反射型LCOS微显示芯片、分合色彩色光学投影系统，沿光线传播方向依次设置有照明光源1，全内反射透镜2，三块PBS偏振棱镜3，三片反射式LCOS投影微显示芯片4，投影成像物镜5，分色系统8及三色光合色系统9。照明光源1可以采用LED、UHP、卤素灯或者其他光源。全内反射透镜2优化设计，端面尺寸根据光源大小和LCoS的大小进行设计，采用玻璃或塑料等光学材料。全内反射透镜2的外轮廓面可以通过电镀或者镀膜的方式增加表面的反射率。图中，照明光源1发出的光线经过全内反射透镜2匀光和整形后在全内反射透镜2出射端面形成一个均匀的发光面。经过分色系统8后光被分成红、绿、蓝三色系光分别照明三片黑白微显示芯片4，再经过合色系统9合成彩色图像，并经过投影成像物镜5投影在屏幕上。

图9示出了基于三色光源照明、单片反射型LCoS微显示芯片的光学投影系统，沿光线传播方向依次设置红、绿、蓝三色照明光源1，三块全内反射透镜2，一块PBS偏振棱镜3，一片反射式LCoS微显示芯片4，三色光合成系统9，投影成像物镜5。照明光源1可以采用LED、UHP、卤素灯或者其他光源。全内反射透镜2优化设计，端面尺寸根据光源大小和LCoS的大小进行设计，采用玻璃或塑料等光学材料。全内反射透镜2的外轮廓面可以通过电镀或者镀膜的方式增加表面的反射率。图中，照明光源1发出的光线经过全内反射透镜2匀光和整形后在全内反射透镜2出射端面形成一个均匀的发光面，红、绿、蓝三色均匀经过三色合成系统9合成白光后通过PBS偏振棱镜3后照明LCoS微显示芯片4，LCoS微显示芯片4上的彩色图像再经过投影成像物镜5投影在屏幕上。

图10示出了基于三色光源照明、三片反射型LCoS微显示芯片的光学投影系统，沿光线传播方向依次设置红、绿、蓝三色照明光源1，三块全内反射透镜2，三块PBS偏振棱镜3，三片反射式LCoS微显示芯片4，三色光合成系统9，投影成像物镜5。照明光源1可以采用LED、UHP、卤素灯或者其他光源，全内反射透镜2优化设计，端面尺寸根据光源大小和LCoS的大小进行设计，采用玻璃或塑料等光学材料。全内反射透镜2的外轮廓面可以通过电镀或者镀膜的方式增加表面的反射率。图中，照明光源1发出的光线经过全内反射透镜2匀光和整形后在全内反射透镜2出射端面形成一个均匀的发光面，红、绿、蓝三色均匀光分别照明三块LCoS微显示芯片4，LCoS微显示芯片4上的单色图像经三色合成系统9合成彩色图像，再经过投影成像物镜5投影在屏幕上。

以上实施例，仅为说明本发明专利的技术特征和可实施性，其目的在于使该领域的技术人员能了解本发明的内容并予以实施。尽管已经参考具体实施例对本发明作了描述，但是，不应将这些描述理解为一种限制情形，对于本领域的专业人员来说参考以上对本发明的描述显然能够作出对公开实施例中的各种改进以及本发明的另外实施例，因此，可以设想只要不偏离所附权利要求书限定的本发明的精神和范围是能够作出这样的改进，凡依本发明的构思所作出的变换，均包括在本发明的权利要术内。本发明的范围由权利要求和整个权利要求范围内的等同物限定。

Claims (10)

1.基于全内反射透镜均匀照明的光学投影系统，包括照明光源(1)、全内反射透镜(2)、PBS偏振棱镜(3)、微显示芯片(4)和投影成像物镜(5)，其特征在于所述的全内反射透镜(2)、PBS偏振棱镜(3)、微显示芯片(4)和投影成像物镜(5)依次设置在沿照明光源(1)光线传播的方向，照明光源(1)发出的光束直接进入全内反射透镜(2)，小角度中心光束直接由全内反射透镜(2)的中心部分折射出射，大角度的边缘光束在全内反射透镜(2)内经过折反射混光后在其出射端面形成均匀分布的照明，两路出射光线经过PBS偏振棱镜(3)后直接照明在微显示芯片(4)上，并在微显示芯片(4)上形成均匀的小角度的高效的圆形照明分布，微显示芯片(4)上的图像经过PBS偏振棱镜(3)解调以后再经过投影物镜(5)后投影成像在屏幕上。

2.根据权利要求1所述的基于全内反射透镜均匀照明的光学投影系统，其特征在于所述的照明光源(1)为LED、UHP灯、卤素灯或者激光光源。

3.根据权利要求1所述的基于全内反射透镜均匀照明的光学投影系统，其特征在于所述的全内反射透镜(2)的剖面为扇形结构，其中心透射面一(21)、中心透射面二(25)分别为球面、非球面或其他自由曲面构成的光学表面，其外围轮廓面一(22)、外围轮廓面二(23)、外围轮廓面三(24)分别是经过优化计算得到的自由曲面，其中外围轮廓面一(22)用于将中心透射面一(21)以外的光束全部导入全内反射透镜(2)内，外围轮廓面二(23)为全内反射面，用于将导入的光线全内反射并通过外围轮廓面三(24)导出，外围轮廓面三(24)出射的光线发散角度和中心透射区出射的光线角度一致，外围轮廓面三(24)出射的光线和中心透射区的光束形成的光斑互相交叠形成微显示芯片(4)上的均匀照明光场。

4.根据权利要求1所述的基于全内反射透镜均匀照明的光学投影系统，其特征在于所述的中心透射面一(21)、中心透射面二(25)调整一定角度内的光线，外围轮廓面一(22)、外围轮廓面二(23)、外围轮廓面三(24)调整较大角度的光线，将照明光源(1)发出的正负90度范围以内的光线调整为全内反射透镜(2)出射端正负15度范围之内的出射光线，使得微显示芯片(4)上的入射光束与投影成像物镜(5)相匹配。

5.根据权利要求1所述的基于全内反射透镜均匀照明的光学投影系统，其特征在于所述的全内反射透镜(2)的材料为玻璃或者塑料，除了与空气接触面直接产生全反射之外，其外围轮廓面二(23)可以通过电镀或镀膜来实现全内反射透镜(2)内的全反射，电镀或镀膜的所有膜层可采用电子束蒸发的方法进行镀制。

6.根据权利要求1所述的基于全内反射透镜均匀照明的光学投影系统，其特征在于所述的微显示芯片(4)为透射式或者反射式，微显示芯片(4)采用LCoS、LCD、TFT或DLP，当采用不需偏振光的DLP微显示芯片(4)时，可以将PBS偏振棱镜(3)去掉更换成TIR棱镜。

7.根据权利要求1所述的基于全内反射透镜均匀照明的光学投影系统，其特征在于所述的微显示芯片(4)为彩色型，即微显示芯片(4)上的显示单元中包含了红、绿、蓝多种像素，当彩色型微显示芯片(4)被白光光束照明时，通过电路控制微显示芯片(4)各个显示单元的颜色，微显示芯片(4)上的彩色图像经过投影成像物镜(5)在屏幕上投影出彩色图像。

8.根据权利要求1所述的基于全内反射透镜均匀照明的光学投影系统，其特征在于所述的微显示芯片(4)为非彩色型，白光经色轮后照射在微显示芯片(4)上，通过色轮以及微显示芯片(4)的时序切换，不同时刻微显示芯片(4)显示的不同颜色图像经过投影成像物镜(5)在屏幕上投影形成不同的颜色图像，由于人眼视觉暂留现象的存在，最终形成彩色图像的视觉效果。

9.根据权利要求8所述的基于全内反射透镜均匀照明的光学投影系统，其特征在于所述的白光经分光系统分为红、绿、蓝三色光分别照射三片非彩色型微显示芯片(4)，再经合色系统合成彩色图像投影到屏幕上。

10.根据权利要求1所述的基于全内反射透镜均匀照明的光学投影系统，其特征在于所述的全内反射透镜(2)和PBS偏振棱镜(3)之间插入偏振元件或者滤光片来改善液晶类微型投影仪的对比度和颜色显示范围，所述的偏振元件或者滤光片由偏振片或1/4波片和反射偏振片组合而成。

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