一种用于光学引擎的照明系统及空间光调制器技术方案

本实用新型专利技术的用于光学引擎的光源系统，包括光源，还包括椭球形反光碗，并在其光路中依此设置积分腔，非球面透镜组，偏振分光器，反射镜，所述超高压汞灯置于椭球形反光碗中，积分腔设在椭球形反光碗的第二焦点处，反射镜设置在偏振分光器的反射光路上，在偏振分光器和反射镜的光路上分别设置若干透镜，构成二单元复眼透镜，该系统将被线栅型偏振分光器反射的能量也利用起来，同原来的积分器结构相比，效率提高约９０％。同原来的复眼透镜结构相比，在较小的Ｆ数时由于其优异的角度特性，效率会反超。从而提高光能利用率，超过原来的复眼透镜结构的效率。由于省去了结构复杂的多元复眼透镜及ＰＢＣ，使照明系统的成本降低４０％以上。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及一种光源，特别是一种用来对液晶投影仪中使用的光学引擎进行照明的照明系统，及其照明的空间光调制器。
技术介绍
光学引擎可以用于液晶和数码投影机、液晶和数码背投电视，并是它们的核心部件。随着投影机和背投电视市场的日益扩大，光学引擎有着极为可观的前景。据不完全统计，1997年中国的投影机销售量为8000台，而1998年销售量则为接近2万台。2000年销售量达6～7万台2002年达12万台。平均年增加率超过20％。光学引擎与整机的关系好比彩管与彩电。它是投影显示器的核心部件，它极大地左右和决定了整机的亮度、清晰度、对比度、亮度均匀性、色纯度、失真、成本、寿命等指标。低成本规模化生产光学引擎是实现投影产品产业化的先决条件。目前在国内外的光学引擎照明系统，一般说来采用复眼透镜加偏光转换器(PBC)的结构，来实现均匀照明及将自然光转换为偏振光的要求。这种结构的优点是效率高，缺点是成本高。照明系统的另一种结构是采用积分器加WG型起偏器。其优点是结构简单，成本较低。缺点是效率低，大约50％的光能量被浪费。
技术实现思路
针对这种情况，本技术的目的是提供一种提高光能利用率结构简单的偏振光照明系统。本技术的用于光学引擎的照明系统，包括光源，其中光源为超高压汞灯，还包括椭球形反光碗，并在其光路中依此设置积分腔，非球面透镜组，偏振分光器，反射镜，所述超高压汞灯置于椭球形反光碗中，所述积分腔设在椭球形反光碗的第二焦点处，所述反射镜设置在偏振分光器的反射光路上，在偏振分光器和反射镜的光路上分别设置若干透镜，构成二单元复眼透镜。本技术用于光学引擎的照明系统，其中椭球形反光碗的内表面镀有冷反射光膜。本技术用于光学引擎的照明系统，其中光源中的偏振分光器为线栅型偏振分光器。本技术用于光学引擎的照明系统，其中在偏振分光器光路的出射端设有半波片，以改变偏振光的偏振方向。本技术的空间光调制其，其中包括上述任意照明系统本技术用于液晶投影仪的光学引擎优点在于本方案提出了一种新型照明系统。该系统将被线栅型偏振分光器WG反射的能量也利用起来，同原来的积分器结构相比，效率提高约90％。同原来的复眼透镜结构相比，在较大的F数时效率稍低(约5％)，在较小的F数时由于其优异的角度特性，效率会反超。因此，使用本照明系统时可以采用较小的F数，从而提高光能利用率，超过原来的复眼透镜结构的效率。由于省去了结构复杂的多元复眼透镜及PBC，使照明系统的成本降低40％以上。本技术用于液晶投影仪的光学引擎的其他细节和特点可通过阅读下文结合附图详加描述的实施例即可清楚明了。附图说明图1是本技术用于液晶投影仪光学引擎光源的示意图。具体实施方式如图1所示，光源组件1由超高压汞灯1a(UHP)及椭球反光碗1b组成，超高压汞灯1a设在椭球反光碗1b的第一个焦点上，反光碗内表面镀有冷反光膜，反射可见光，透射红外辐射，以控制光学元件的温升。椭球反射面1b将光源1a发出的光束聚焦于第二焦点处，该处设有积分腔2，光束进入积分腔2内，在其出射端形成均匀的光强分布。非球面透镜组3将光束准直，4为线栅型偏振分光器(WG)，透射P偏振光同时反射S偏振光。WG的耐热性能好，更重要的是角度特性不敏感，适用于较小F数的系统，有利于提高光能利用率。5为反射镜，调整S光的方向。6和9，7和10分别构成二单元的复眼透镜，并且透镜6和9构成照明系统的入射光瞳。8为半波片，将P偏振光转变为S偏振光。至此，实现了光束均匀化及将光源发出的自然光转变为同一偏振态的偏振光的目的。再与适当的中继透镜组进行组合，即可对空间光调制器实现偏振光的均匀照明。权利要求1.一种用于光学引擎的照明系统，包括光源，其特征在于光源为超高压汞灯或其他点光源，还包括椭球形反光碗，并在其光路中依次设置积分腔，非球面透镜组，偏振分光器，反射镜，所述超高压汞灯置于椭球形反光碗中，所述积分腔设在椭球形反光碗的焦点处，所述反射镜设置在偏振分光器的反射光路上，在偏振分光器和反射镜的光路上分别设置若干透镜，构成二单元复眼透镜，2.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于椭球形反光碗的内表面镀有冷反射光膜。3.根据权利要求1或2所述的照明系统，其特征在于光源中的偏振分光器为线栅型偏振分光器。4.根据权利要求3所述的照明系统，其特征在于在偏振分光器光路的出射端设有半波片，以改变偏振光的偏振方向。5.一种空间光调制器，其特征在于包括权利要求1，2，4所述的照明系统。6.一种空间光调制器，其特征在于包括权利要求3所述的照明系统。专利摘要本技术的用于光学引擎的光源系统，包括光源，还包括椭球形反光碗，并在其光路中依此设置积分腔，非球面透镜组，偏振分光器，反射镜，所述超高压汞灯置于椭球形反光碗中，积分腔设在椭球形反光碗的第二焦点处，反射镜设置在偏振分光器的反射光路上，在偏振分光器和反射镜的光路上分别设置若干透镜，构成二单元复眼透镜，该系统将被线栅型偏振分光器反射的能量也利用起来，同原来的积分器结构相比，效率提高约90％。同原来的复眼透镜结构相比，在较小的F数时由于其优异的角度特性，效率会反超。从而提高光能利用率，超过原来的复眼透镜结构的效率。由于省去了结构复杂的多元复眼透镜及PBC，使照明系统的成本降低40％以上。文档编号G03B21/20GK2634506SQ03208859公开日2004年8月18日 申请日期2003年9月2日 优先权日2003年9月2日专利技术者赵福庭, 孙红兵 申请人:北京电影机械研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光学引擎的照明系统，包括光源，其特征在于光源为超高压汞灯或其他点光源，还包括椭球形反光碗，并在其光路中依次设置积分腔，非球面透镜组，偏振分光器，反射镜，所述超高压汞灯置于椭球形反光碗中，所述积分腔设在椭球形反光碗的焦点处，所述反射镜设置在偏振分光器的反射光路上，在偏振分光器和反射镜的光路上分别设置若干透镜，构成二单元复眼透镜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵福庭，孙红兵，
申请(专利权)人：北京电影机械研究所，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]