一种紧凑设计的分／合光系统和液晶投影系统技术方案

一种紧凑设计的分／合光系统，其特征在于，该系统包括：　　　　一宽角度反射偏振片，该偏振片通过第一方向偏振的第一偏振态部分光束以及反射第二方向偏振的第二偏振态部分的全部光束；　　　　　一成像系统，该成像系统接受第一或第二偏振部分以及返回第一或第二偏振影像，其中第一或第二偏振部分被转换成相应的影像而显示第二或第一偏振部分的信息。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种分/合光系统，特别涉及比普通分/合光系统结构更加紧凑的一种液晶投影系统。
技术介绍
背投影显示是实现高分辨大屏幕显示的主要手段之一，是高清晰度电视的重要显示技术。目前常规的液晶投影机的关键零组件有光源系统、显示组件、分/合光系统、电子电路系统等，其中分/合光系统是反应投影图像效果的主要因素，而现有技术的分/合光系统的结构都较为复杂，美国专利US6,508,557在结构进行了简单化，同时在光的利用率上得到进一步的提高，如图1是该专利分光系统光路原理图，该光路系统包括以一X-立方合分光棱镜与红、蓝、绿三原色反射式向列液晶面板组成，采用同轴光路设计。由图1可知，该分光系统包括一X-立方合分光棱镜11，三个反射式向列液晶面板12，13，14及一偏振器15。其中分光系统的光源1可产生一处于S偏振态的偏极光束2，偏极光束2在分光系统中受到反射式三色液晶面板12、13与14的反射，该三液晶面板则接受特投射影像信号，所以，离开分光系统光束即依此而投射出该信号所代表待投射影像。如图1所示，当偏振光束2到达镜片16时，光束2经过透镜18进行聚光，而后经过偏振片15后通过s偏振态的光束，该光束通过X-立方分合色棱镜11后，光束分离成三种颜色分别进入反射式液晶面板12，13，14中，被调制成各颜色光影像，而后再通过X-立方分合色棱镜11返回平板镜16中，至此，透镜18将以上红蓝绿三股叠合后经过透镜19再次聚光进入LCD投影机影像30。本专利技术在结构仅利用X-立方偏振棱镜11，三个反射式向列液晶面板12，13，14、一偏振器15及一镜片16就能完成整个分合光过程，其中仅仅通过镜片16的“A”型结构进行阻止非所需光束进入投影系统。然而，上述技术中存在的问题在于1.光路设计的灵活性受到限制。该专利技术所利用的“A”型结构的镜片16，仅从结构上进行阻止非所需光束，该可靠性不高，当光束不能以某一角度(或至少要在主入射角的锥角内)入射在镜片16上，该镜片16就不能正常运作。因而光路设计的灵活性受到限制。2.分辨率和对比度差。由于光束从反射式液晶面板12，13，14中反射回来的光束会带有非所需光束，这样分辨率和对比度相对较差。3.光学性能稳定性差。当偏振片15通过s偏振态的光束吸收非s偏振态的光束时，该偏振片15的温度会急剧增加而产生热非稳定因素，而当该偏振片15反射非s偏振态的光束时，该光束再次进入反射式液晶面板12，13，14中，产生光束之间的串扰。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种包括一宽角反射偏振片的分光系统。一种光学设计紧凑，亮度高，对比度高以及价格便宜的图像投影系统。本专利技术的目的是这样实现的该紧凑设计的分/合光系统仅包括一宽角度反射偏振片，该偏振片基本通过第一方向偏振的第一偏振态部分光束以及反射第二方向偏振的第二偏振态部分的全部光束一成像系统，该成像系统接受第一或第二偏振部分以及调制反射第一或第二偏振影像，其中第一或第二偏振部分被转换成响应的影像而显示第二或第一偏振部分的内容，其中宽角度反射偏振片可以在多个角度接受光束。本专利技术的分/合光系统还包括一种与偏振无关的分/合光分色膜。该膜不会因波长而产生光谱漂移现象。从而增加光束的透过率和转换率。为了进一步提高本专利技术的分辨率，本专利技术还包括该成像系统进一步包括一和液晶面板匹配的滤波片，用以将从反射偏振片接受到的光束中的部分非所需颜色光束反射掉，而使所需光束通过液晶面板，进一步增加对比度和颜色饱和度。本专利技术还包括上述分/合光系统的液晶投影系统，该系统包括一光源系统，发出p偏振光；上述分/合光系统将上述p偏振光转换成一s偏振色彩影像；以及一投射光学系统，投射来自上述色彩分/合的光学系统的上述s偏振色彩影像。其中该光源系统包括发射一未偏振光的光源，放大率变化光学系统转器改变上述未偏振光的大小；以及一偏振转换系统，一偏振转换系统，将上述未偏振光转换成p偏振光。该专利技术的液晶投影系统的方法是(a)光源提供未偏振光束；(b)从光源出射的未偏振光束传输到一宽角反射偏振片上；(c)该成像系统接受光束以及将该偏振的光束转换成相应可显示的偏振影像；(d)其偏振影像返回该宽角偏振片以及直接反射给投影透镜。其中宽角度反射偏振片可以为Moxtek Proflux偏振片。本专利技术的特征在于，由于采用宽角偏振片，该宽角偏振片不仅45°而且在45°以外的其他角度同样可以满足其高转化率，同时宽角偏振片还具有耐高温、宽接收角、热稳定性好、尺寸小等优点，这些优势足够满足紧凑的光路设计以及高对比度等特点。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1为先前分合光系统的光路原理图。图2为本专利技术一种紧凑设计的分/合光系统的光路示意图。图3a和3b为平板偏振片的s和p偏振测量的透过率和反射率。图4(a)为本专利技术为一种紧凑设计的分/合光系统的分束/合光器的第一平面和第三平面的分合光特性曲线。图4(b)为本专利技术为一种紧凑设计的分/合光系统的分束/合光器的第二平面和第四平面的分合光特性曲线。图5为本专利技术一种紧凑设计的分/合光系统另一实施例的光路示意图。图6为包括该紧凑设计的分/合光系统的液晶投影系统的示意图。具体实施例方式图2为本专利技术的一光学系统的示意图，如图2所示，此色彩分/合色的光学系统10包括一宽角反射偏振片11、一分束/合光器12以及三个反射式液晶面板13、14、15，其中分束/合光器12包括第一平面121、第三123、第二平面122及124。参照图3a和3b，宽角度反射偏振片可以采用MoxtekProflux偏振片，其表示对于实施例中宽角度反射偏振片11的s和p偏振测量的透过率和反射率。对于图像投影系统，如投影仪，如果要将光源有效放到屏幕上以及在屏幕上获得高分辨率的信息图像，这样s-偏振与所透射的p-偏振的乘积必须较大。从图中清楚地看出，本专利技术的平板偏振片在整个光谱上满足这些标准，而不产生瑞利谐振或其他现象所产生的降质。同样，可以看出在如图的30度、45度及60度都具有相当的透射率和反射率，而具有较大入射光锥角。参照图4(a)、图4(b)，其中图4(a)为分束/合光器12的平面121和平面123的分合光特性曲线，图4(b)为分束/合光器12的平面122和平面124的分合特性曲线。从图4(a)、图4(b)中可知，本专利技术分束器/合光器的平面121、平面123、平面122及平面124对光束的偏振状态的影响可以忽略不计，而不会产生因不同偏振状态下，光学界面波长产生的漂移现象，从而解除对输入偏振状态的限制。参照图2，在本专利技术的实施例中，一p偏振的光束L0经过宽角度反射偏振片11，进入分束/合光器12中，如图4(a)所示，其中p偏振态的绿光(波长大约在550nm左右)在分束/合光器12的第一平面121和第三平面123的投射率几乎达到100％，又如图4(b)所示，绿光(波长大约在550nm左右)同样在穿过分束/合光器12的第二平面122和第四平面124处的投射率几乎达到100％；即绿光(波长大约在550nm左右)在第一平面121、第三平面123、第二平面122和第四平面124匀可透过；再参照图4(a)，蓝光(波长为450nm左右)到达分束/合光器12的第一平面121和第三平面123时的投射率几乎亦达100本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李屹，
申请(专利权)人：昂纳明达网络技术深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：