CN1547064A - 改善液晶投影机对比度的方法 - Google Patents
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Abstract
一种改善投影机对比度的方法，属于投影技术领域。本发明在液晶投影机中的液晶光阀与偏振片之间设置补偿波片，通过选取这些补偿波片的厚度和光轴方向，补偿各种波长入射光线通过液晶光阀后形成的相位差的差异，再经过偏振片的作用，得到理想的暗画面，从而提高图像对比度。本发明通过设置补偿玻片补偿不同波长入射光线经过液晶光阀后的相位差的差异，减少漏光，消除了偏移的影响，解决了由于液晶色散以及光线斜入射对液晶对比度的影响，从而极大的提高液晶投影机图像的对比度。与现有技术相比，本发明方法简单、易于实现、成本低、效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种改善投影机对比度的方法，特别是一种改善液晶投影机的显示图像对比度的方法。属于投影技术领域。
背景技术
已经有传统的液晶投影机，包括透射型液晶投影机(即LCD投影机)和反射型液晶投影机(即LCOS投影机)，液晶投影机一般包括照明光学系统、色光分离光学系统、第一至第三电光装置(其中心元件是液晶光阀与偏振片的组合装置，液晶光阀包括透射型液晶光阀LCD以及反射型液晶光阀LCOS器件)、色光合成及投射光学装置。在液晶投影机中，由于液晶光阀在对偏振光调制过程只有当通过器件的光程差为λ/2(λ为光波长)的奇数倍即相位差为π的奇数倍时，入射的S(P)线偏振光才能完全转化成偏振态与其正交的P(S)线偏振光，因此一种偏振态的光线进入器件，由于液晶的色散，不同波长的S(P)光线经过液晶光阀后产生的相位差均不同，只有特定波长(以下称为中心波长)的光线才能完全转化为另一种P(S)偏振态，这些光线可以被后面的偏振片关断，在屏幕上得到理想的暗画面；而其他波长的光线不能完全转化成另一种偏振态，后面的偏振片不能完全关断光线，从而形成漏光，这一现象会造成图像对比度的下降。同样的，对于斜入射的光线，波长不同、入射角度不同的光线透过液晶光阀的光程不同，即产生不同的相位差，从而偏振态转化效率不同，图像对比度也会下降。斜入射情况下偏振光通过光调制系统后的透过率与波长的关系曲线和正入射情况下的曲线形状一致，只是中心波长会发生偏移。
所以传统的液晶投影机中存在对比度很难增加的问题。目前也有相关的改善液晶投影机对比度的方法，经文献检索发现，中国专利申请号为01809852.5的发明专利，该专利提出在两偏振器之间，至少将两片有混和取向的液晶层的光学膜(HBLC光学膜)排列成使薄膜的慢轴大致互相垂直，以垂直于薄膜表面的方向上不产生相位差的办法来改善液晶投影机对比度。但是这种方法没有改善由于液晶色散对液晶对比度的不良影响。
发明内容
本发明的目的是针对以上背景技术中的不足和缺陷，提出一种改善液晶投影机对比度的方法，使其能够改善由于液晶色散以及光线斜入射对液晶对比度的影响，从而极大的提高液晶投影机图像的对比度。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明在液晶投影机中的液晶光阀与偏振片之间设置补偿波片，通过选取这些补偿波片的厚度和光轴方向，补偿各种波长入射光线通过液晶光阀后形成的相位差的差异，再经过偏振片的作用，得到理想的暗画面，从而提高图像对比度。这种方法可以用于使用各种光源与分光光路的液晶投影机中。
本发明设置的补偿玻片可以补偿不同波长入射光线经过液晶光阀后的相位差的差异，从而在包含可见光的宽波段上得到均匀的相位差，这时后面的偏振片就可以近似完全关断所有波长的光线，减少漏光，从而提高图像对比度；对于斜入射光线，中心波长会发生偏移，但由于此时曲线在足够宽的波段上平坦，所以偏移后的曲线仍能在要求的波段上保持平坦，从而消除了偏移的影响，改善了图像对比度。
本发明所设置的补偿波片可以为一片或多片。补偿波片位于液晶光阀与前偏振片之间，或是位于液晶光阀与后偏振片之间，或是在液晶光阀与前或后偏振片之间均加补偿波片。
补偿波片贴附在任一块偏振片靠近液晶光阀的表面而与偏振片做成一体，或者贴附在液晶光阀的任何一面而与液晶光阀做成一体。在反射型液晶投影机中，所加补偿玻片可以贴附在反射式硅基液晶板(LCOS)表面而与反射式硅基液晶板做成一体，也可以贴附在偏振分束棱镜(PBS)靠近反射式硅基液晶板的表面而与偏振分束棱镜做成一体。
多片补偿波片可以全部与其他器件贴附组合，也可以是其中一部分与其他器件贴附组合。
补偿波片由多种材料制成，如晶体材料，包括石英、蓝宝石等；塑料薄膜材料，包括聚碳酸酯PC、聚氯乙稀PVC等拉伸制成；用液晶材料作为涂层制成，等等。
在液晶光阀与前或后偏振片之间均有补偿波片时，两组补偿波片是对称结构，或者是非对称结构。
本发明通过设置补偿玻片补偿不同波长入射光线经过液晶光阀后的相位差的差异，减少漏光，消除了偏移的影响，解决了由于液晶色散以及光线斜入射对液晶对比度的影响，从而极大的提高液晶投影机图像的对比度。与现有技术相比，本发明方法简单、易于实现、成本低、效果好。
附图说明
图1本发明实施例一示意图
图2本发明实施例二示意图
图3本发明实施例三示意图
具体实施方式
实施例一，如图1所示，是在一种传统LCD投影机基础上使用本发明的方法来实现对比度改善的实施例。此种传统投影机工作原理如下，照明光学系统中光源a1发出的光经反射镜a2转化成大致平行于光源光轴的平行光，再经第一透镜阵列a4、第二透镜阵列a5及偏振光发生光学系统a6后，射出偏振方向一致的均匀照明光，即S偏振光；该S偏振光进入色光分离光学系统A1，投射到分色镜B、C及反射镜F，分离成第一至第三色光即红、绿、蓝三色光；第一色光红色光透过分色镜B在反射镜F处反射到视场透镜R0，通过视场透镜R0到达λ/2波片Br，进行相位差调节，将S偏振光转化为P偏振光，再经只能通过P偏振光的偏振片R1，到达液晶面板Ry，输入到液晶面板Ry的调制信号X将P偏振光调制为S偏振光或椭圆偏振光，然后再通过只能投射S偏振光的第二偏振片R2，到达合色棱镜J；第三色光蓝色光经中继光学系统也是如此，蓝色光经λ/2波片Bb至合色棱镜J；第二色光绿色光则不需经λ/2波片；最后，合色棱镜J对液晶光阀调制的三色光(调制光)进行合成，生成表现彩色图像的合成光。由合色棱镜生成的合成光沿投影透镜T的方向射出。投影透镜投射从合色棱镜射出的合成光，将彩色图像显示在屏幕SC上。实施例具体方案为：在第一至第三色光光路中均做以下处理，将两片补偿波片粘贴在一起构成一个补偿波片组，然后分别将如上一个补偿波片组装配在液晶光阀前后，如图1中所示，这样将极大的提高此种液晶投影机的对比度，方法简单、易于实现。
实施例二，如图2所示，是在另一种传统LCD投影机基础上使用本发明的方法来实现对比度改善的实施例。此种传统投影机光源与分光光路与一般的液晶投影机相似，第一至第三色光分别经三个液晶光阀调制，通过各自的投影物镜投影在同一屏幕上，进行合色，生成彩色图像。实施例具体方案为：在第一至第三色光光路中均做以下处理，将两片补偿波片粘贴在一起构成一个补偿波片组，然后分别将如上一个补偿波片组装配在液晶光阀前后，如图2中所示，这样此种液晶投影机的对比度会得到极大的提高，方法简单、易于实现、成本低、效果好。
实施例三，如图3所示，是在一种传统LCOS投影机基础上使用本发明的方法来实现对比度改善的实施例。其光源与分光光路与一般的液晶投影机相似，第一至第三色光分别经PBS棱镜投射到LCOS器件上，经LCOS反射调制后，通过PBS棱镜出射，并由合色棱镜生成的合成光沿投影透镜的方向射出。投影透镜投射从合色棱镜射出的合成光，在屏幕上生成彩色图像。实施例具体方案为：在第一至第三色光光路中均做以下处理，将两片补偿波片粘贴在一起构成一个补偿波片组，然后将如上一个补偿波片组装配在液晶光阀与PBS棱镜之间，如图3中所示，这样将极大的提高此种液晶投影机的对比度，方法简单、效果好。
Claims (6)
1、一种改善液晶投影机对比度的方法，其特征在于，在液晶投影机中的液晶光阀与偏振片之间设置补偿波片，通过选取这些补偿波片的厚度和光轴方向，补偿各种波长入射光线通过液晶光阀后形成的相位差的差异，再经过偏振片的作用，从而提高图像对比度。
2、根据权利要求1所述的改善液晶投影机对比度的方法，其特征是，所设置的补偿波片为一片或多片，补偿波片位于液晶光阀与前偏振片之间，或是位于液晶光阀与后偏振片之间，或是在液晶光阀与前或后偏振片之间均加补偿波片。
3、根据权利要求1或2所述的改善液晶投影机对比度的方法，其特征是，补偿波片贴附在任一块偏振片靠近液晶光阀的表面而与偏振片做成一体，或者贴附在液晶光阀的任何一面而与液晶光阀做成一体，在反射型液晶投影机中，所设置的补偿玻片贴附在反射式硅基液晶板表面而与反射式硅基液晶板做成一体，或者贴附在偏振分束棱镜靠近反射式硅基液晶板的表面而与偏振分束棱镜做成一体。
4、根据权利要求1或2所述的改善液晶投影机对比度的方法，其特征是，多片补偿波片全部与其他器件贴附组合，或者其中一部分与其他器件贴附组合。
5、根据权利要求1或2所述的改善液晶投影机对比度的方法，其特征是，补偿波片由多种材料制成，如晶体材料，塑料薄膜材料，用液晶材料作为涂层制成。
6、根据权利要求1或2所述的改善液晶投影机对比度的方法，其特征是，在液晶光阀与前或后偏振片之间均有补偿波片时，两组补偿波片是对称结构，或者是非对称结构。
Priority Applications (1)
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| CNA2003101093397A CN1547064A (zh) | 2003-12-12 | 2003-12-12 | 改善液晶投影机对比度的方法 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1547064A true CN1547064A (zh) | 2004-11-17 |
Family
ID=34335137
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN1547064A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100472277C (zh) * | 2005-10-07 | 2009-03-25 | 佳能株式会社 | 照明光学系统以及图像投射装置 |
| CN101329497B (zh) * | 2007-06-22 | 2010-09-29 | 三洋电机株式会社 | 液晶投影仪 |
| CN112584111A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-03-30 | 无锡视美乐激光显示科技有限公司 | 一种高对比度投影装置 |
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2003
- 2003-12-12 CN CNA2003101093397A patent/CN1547064A/zh active Pending
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