CN102540482A - 一种双消光比的投影系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种双消光比的投影系统，包含三色合光装置、偏振分光器、两片反射式液晶面板和投影透镜，其特征在于：偏振分光器由两个相同等腰正梯形构成的正六面体组成，其中，梯形底面镀有偏振分光膜，三色合光装置整合的光束射入偏振分光器、借由偏振分光膜透射P偏振光；反射S偏振光，所述第一、二反射式液晶面板分别位于六面体偏振分光器的侧面，用于接收从偏振分光器出射的P偏振光、S偏振光并将其调制成S偏振信号光、P偏振信号光，所述投影透镜位于S偏振信号光和P偏振信号光的出射光路上。由于本发明偏振分光器用六面体结构，使入射光束与偏振分光器的偏振分光膜成60°，从而通过大致为60°镀膜设计达到双消光比的投影系统，而消除锥光束的去偏效应。
Description
技术领域
本发明涉及液晶投影系统，尤其涉及除去偏效应的双消光比的投影系统。
背景技术
近年来，液晶显影技术已经广泛应用在各种行业中，而随着科技的发展以及人们生活水平的日益提高，液晶投影技术也朝着微型化、轻量化以及高画质方向发展。
微型化的投影机一般采用单片微显示芯片或者两片微显示芯片作为成像器件。以单片或两片硅基液晶面板(LCOS)为例，该种液晶投影机的传统投影系统为如图1所示：包括三色合光装置11合成的光束射入偏振分光器12后，分成偏振光点亮LCOS液晶面板131、132，液晶面板调制输出图像光再经过偏振分光器12合成一束光，从投影透镜14输出，为了消除进入液晶面板131、132的锥光束的去偏效应，其一，通过在液晶面板131、132和偏振分光器12之间设有1/4波片14，使从偏振分光器出射的光束由圆偏振光转变成线偏振光，但是这样线偏振光的方向已经偏离原来的方向，在与其垂直的方向上就出现相反偏振分量。虽然液晶面板131对应的LCOS系统的消光比可以做到较大的锥光束都有较高值，但是液晶面板132对应的LCOS系统对光束的锥角很敏感，通常在±5°以上的锥光束都不可能有大的消光比，而且垂直方向的相反偏振分量给系统带来诸多性能的影响。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种利用双消光比的偏振分光器，从而消除锥光束的去偏效应，同时提高光利用率改善显示亮度。
为了实现上述目的，本发明一种双消光比的投影系统，包含三色合光装置、偏振分光器、两片反射式液晶面板和投影透镜，其特征在于：偏振分光器由两个相同等腰正梯形构成的正六面体组成，其中，梯形底面镀有偏振分光膜，三色合光装置整合的光束射入偏振分光器、借由偏振分光膜透射P偏振光；反射S偏振光，所述第一、二反射式液晶面板分别位于六面体偏振分光器的侧面，用于接收从偏振分光器出射的P偏振光、S偏振光并将其调制成S偏振信号光、P偏振信号光，所述投影透镜位于S偏振信号光和P偏振信号光的出射光路上。
其中，较佳方案为：所述正六面体偏振分光器包括两个相同等腰正梯形构成，梯形的底面镀有偏振分光膜，两个梯形在镀有偏振分光膜的底面胶合。
其中，较佳方案为：所述三色合光装置整合的光束与偏振分光膜成60°射入偏振分光器。
本发明具有的优点：由于本发明偏振分光器用六面体结构，使入射光束与偏振分光器的偏振分光膜成60°，从而通过大致为60°镀膜设计达到双消光比的投影系统，而消除锥光束的去偏效应。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明的结构进一步说明。
图1为背景技术的结构示意图。
图2为本发明一种液晶投影系统的结构原理图。
图3为本发明一种液晶投影系统的三色合光的结构原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明投影系统的实施例进一步说明。
图2为本发明一种液晶投影系统的第二实施例的结构原理图，如图4所示：本发明双消光比的投影系统40由三色合光装置41、偏振分光器42、第一 反射式液晶面板43、第二反射式液晶面板44和投影透镜45组成。其中第一反射式液晶面板43、第二反射式液晶面板44为硅基液晶面板。
其中，所述偏振分光器42由两个相同的等腰梯形421组成，其底面422镀有偏振分光膜423；所述偏振分光膜423反射S偏振光；透射P偏振光束，两个等腰梯形421的底面422相互胶合而成一正六面体的偏振分光器42，其中，所述偏振分光器42以k9为基材。
其中，所述三色合光装置41将绿、蓝、红光合成一束光输出，其中，所述三色合光装置21将绿、蓝、红光合成一束光输出，所述三色合光装置41包括绿光光源411、蓝光光源412、红光光源413以及用于合光第一二向色镜414、第二二向色镜415，其中，第一二向色镜414设置于绿光光源411与蓝光光源412的输出光路的交汇处，用于使绿光光束透射，蓝光光束反射。第二二向色镜415设置于第一二向色镜414的输出光路上，使红光光束透射，绿光光束、蓝光光束反射。本发明实施例中，第一二向色镜414、第二二向色镜415平行设置，而蓝光光源412以及红光光源413设置于第一二向色镜414、第二二向色镜415的同侧，本实施例中，蓝光光束以大致为22.5°的入射角入射到第一二向色镜414、第一二向色镜414输出的光束以小于22.5°的入射角入射到第二二向色镜415，以提高光效。
其中，所述三色合光装置41的光路原理为：绿光光源411发射的绿光光束射至第一二向镜414，蓝光光源412发射的蓝光光束以大致为22.5°的入射角入射到第一二向色镜414，第一二向镜414反射蓝光光束透射绿光光束，所述由第一二向镜414合成的绿光光束和蓝光光束以入射角大致为22.5°射至第二二向镜415，红光光源413发射的红光光束从第二二向镜415的另一侧射至第二二向镜415，第二二向镜415反射绿光光束和蓝光光束，透射红光光束，从而将三色光合光输出。
如图3所示：三色合光装置41更优的利用第一二向色镜和第二二向色镜用一包括两个二色膜的多面棱镜30取代，所述多面棱镜30由长宽2∶1的长方体切除一对对角31、32，且切面A、B相互平行，所述对角31、32为直角 三角体，其一锐角大致为22.5°其中，一对角31旋转180°贴回切面A，所述切面A镀有一第一二色膜33，反射绿光光束，透射蓝光光束，所述切面B镀有一第二二色膜34，反射绿光光束和蓝光光束，透射红光光束。
其中，所述三色合光装置41与所述偏振分光器42之间设有一整形匀光准直装置46，所述三色合光装置41将大锥角的LED三色光合成白光，整形匀光准直装置46将所述圆形光束，均匀分布成4∶3或16∶9的方形光斑，后准直压缩至±6°以内的准直光。
本实施例光路原理为：三色合光装置41整合的合光光束通过整形匀光准直装置46将光束均匀准之后垂直入射于偏振分光器42的腰边L，所述合光光束与偏振分光膜423之间成60度角，合光光束通过所述偏振分光膜423分离出P偏振光和S偏振光，同时将P偏振光透射至位于六面体偏振分光器42的一侧的第一反射式液晶面板43；将S偏振光反射至六面体偏振分光器42的另一侧的第二反射式液晶面板44，所述P偏振光、S偏振光分别借由第一、二反射式液晶面板43、44调制成S偏振信号光、P偏振信号光反射回偏振分光膜423，出射由投影透镜45接收输出。
这样本发明具有的优点：由于本发明偏振分光器42采用六面体结构，使入射光束与偏振分光器42的偏振分光膜成60°，从而通过大致为60°镀膜设计达到双消光比的投影系统，而消除锥光束的去偏效应。
以上所述者，仅为本发明最佳实施例而已，并非用于限制本发明的范围，凡依本发明申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本发明所涵盖。
Claims (10)
1.一种双消光比的投影系统，包含三色合光装置、偏振分光器、两片反射式液晶面板和投影透镜，其特征在于：偏振分光器由两个相同等腰正梯形构成的正六面体组成，其中，梯形底面镀有偏振分光膜，三色合光装置整合的光束射入偏振分光器、借由偏振分光膜透射P偏振光；反射S偏振光，所述第一、二反射式液晶面板分别位于六面体偏振分光器的侧面，用于接收从偏振分光器出射的P偏振光、S偏振光并将其调制成S偏振信号光、P偏振信号光，所述投影透镜位于S偏振信号光和P偏振信号光的出射光路上。
2.如权利要求1所述的双消光比的投影系统，其特征在于：所述正六面体偏振分光器包括两个相同等腰正梯形构成，梯形的底面镀有偏振分光膜，两个梯形在镀有偏振分光膜的底面胶合。
3.如权利要求1所述的双消光比的投影系统，其特征在于：所述三色合光装置整合的光束与偏振分光膜成60°射入偏振分光器。
4.如权利要求1所述的双消光比的投影系统，其特征在于：所述偏振分光器的基材为K7材质。
5.如权利要求1所述的双消光比的投影系统，其特征在于：所述单片反射式液晶面板为硅基液晶面板。
6.如权利要求1所述的双消光比的投影系统，其特征在于：所述三色合光装置与所述偏振分光器之间设有一整形匀光准直装置，所述三色合光装置将大锥角的LED三色光合成白光，整形匀光准直装置将所述圆形光束，均匀分布成4∶3或16∶9的方形光斑，后准直压缩至±6°以内的准直光。
7.如权利要求1所述的双消光比的投影系统，其特征在于：所述三色合光装置，包括出射第一光束的第一光源、出射第二光束的第二光源、出射第三光束的第三光源，设置于所述第一光源与第二光源的输出光路的交汇处、用于使所述第一光束透过、第二光束反射的第一二向色镜，设置于所述第一二向色镜的输出光路径上、用于使第三光束透射、所述第一二向色镜出射光束反射的第二二向色镜，其中，所述第二光束、第一二向色镜出射的光束分别对应于第一二向色镜、第二二向色镜以大致为22.5°的入射角。
8.如权利要求6所述的双消光比的投影系统，其特征在于：所述第一二向色镜、第二二向色镜集成于多面棱镜内，所述多面棱镜由长宽2∶1的长方体切除一对对角，且切面A、B相互平行，所述对角直角三角体，其一锐角大致为22.5°其中，一对角，旋转180°贴回切面A，所述切面A镀有一第一二色膜，，反射第一光束L1，透射第二光束L2，所述切面B镀有一第二二色膜，，反射第一光束L1和第二光束L2，透射第三光束L3。
9.根据权利要求6所述的大锥角的三色合光装置，其特征在于：所述第一二向色镜、第二向色镜平行设置；第二光源、第三光源位于第一二向色镜、第二向色镜的同一侧。
10.根据权利要求6所述的大锥角的三色合光装置，其特征在于：所述第一光源、第二光源、第三光源分别出射绿、蓝、红光束。
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