一种单成像器投影引擎组件制造技术

本发明专利技术涉及一种单成像器投影引擎组件，包括：光源、反射式偏振调制成像器、反射式四分之一波长复合片、投影透镜系统和偏振束分光器组件，该偏振束分光器组件由呈Ｖ形切口结构成对设置的第一偏振束分光膜层和第二偏振束分光膜层组成。该第一偏振束分光膜层将第一偏振状态的照明光反射至反射式偏振调制成像器，同时第二偏振束分光膜层和反射式四分之一波长复合片相联合，将穿过第一偏振束分光膜层的第二偏振状态的照明光转换为第一偏振状态，并将转换后的光反射至反射式偏振调制成像器。组合的照明光被反射式偏振调制成像器调制、偏振旋转和反射，回到偏振束分光器组件，并通过投影透镜系统投射。本发明专利技术可以有效提高光利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微显示(Miscrodisplay)投影系统，尤其涉及采用反射式凝: 显示成像器和偏振束分光器的微显示投影系统。
技术介绍
典型的微显示投影系统包括一透射式微显示成像器或一反射式微显示成 像器，透射式或反射式微显示成像器通常是指一光阀或光阀阵列，其用于将 图像施加到照明光束上。反射式光阀相比于透射式光阀的重要优点之一M 射式光阀允许将控制电路就地放置在反射表面的后面，且因为基底材料不限 于必须采用透明性材料，所以可以采用更先进的集成电路技术。反射式硅基液晶(Liquid-Crystal-0n-Silicon;以下简称LC0S )成像器是反射式微显示成像器的一种，其通过旋转来调制入射光的偏振状态。因 此，偏振光可以由LCOS成像器以大致未改变的自身偏振状态^皮反射，或者按 照被施加的偏振旋转角度被反射，用于呈现所需的灰度等级。因此，偏振光 束通常被用作为反射式LCOS成像器的输入光束，同时典型地采用偏振束分光 器(Polarizing Beam-Splitter;以下简称PBS)将引入的光束进行分光，成 为两个偏振光束，这两个偏振光束的偏振状态相互正交。广泛使用于各种便携、手持的投影显示应用中的一典型投影引擎组件 500为单一反射式调制面板光学引擎，如图1所示，包括一个反射式偏振调 制成像器110和一个PBS200a，这种结构最简单也最紧凑。该反射式偏振调 制成像器110是单反射的，且具体可以为LCOS调制成像器。这种由单个 PBS200a和反射式偏振调制成像器110组成的投影引擎组件500为笛卡尔投影引擎，其最明显的缺点之一是，只有有限部分的一种偏振状态的照明光10 被用来照明反射式偏振调制成像器110，经过反射式偏振调制成像器110调 制和反射之后，穿过投影透镜系统300被透射在投影屏幕390上的总照明量 是有限的。如现有技术的图1所示，照明光10包括第一偏振状态1的第一偏 振照明光11和第二偏振状态2的第二偏振照明光12，且第一偏振状态1和 第二偏振状态2相互正交，只有大部分第一偏振状态1的照明光10能被利用， 而附赠部分的其他正交的第二偏振状态2的照明光10不能被用于照明该反射 式偏振调制成像器110。或类似的，只有第二偏振状态2的照明光10可以被 应用，而第一偏振状态1的照明光10不能被利用。所以，现有投影引擎组件 500的光利用率4交j氐。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种单成像器投影引擎组件，以提高投影引擎组件的 光利用率。本专利技术实施例提供了一种单成像器投影引擎组件(500 )，包括 一光源(400 ),用于引发第一方向(51)的照明光(10)，所述照明光 (10 )包括第一偏振状态(1 )的第一偏振照明光(11 )和第二偏振状态(2 ) 的第二偏振照明光(12)，所述第二偏振状态(2)与第一偏振状态(1)相互垂直；一偏振束分光器组件(200 )，包括第一偏振束分光膜层(221)，用于以第一入射角a接收所述照明光 (10 ),将所述第一偏振状态(1)的第一偏振照明光(11 )反射成为沿 第二方向(52 )的第一偏振状态(1)的第一偏振反射光(21 )，并透射 所述第二偏振状态(2)的第二偏振照明光(l2);及第二偏振束分光膜层(222 )，用于以第二入射角e接收并透射穿过 所述第一偏振束分光膜层(221)的所述第二偏振状态(2)的第二偏振照明光(12);一反射式四分之一波长复合片(120),用于反射首先穿过所述第一偏振 束分光膜层(221)且随后穿过所述第二偏振束分光膜层(222 )的所述第二 偏振状态(2)的第二偏振照明光(12)，且同时将所述第二偏振状态(2) 的第二偏振照明光(12 )偏振旋转90度以成为与所述第一方向(51 )相反方 向上的第一偏振状态(1)的第三偏振照明光(13),其中所述第二偏振束分 光膜层(222 )接收并反射所述第一偏振状态(1 )的第三偏振照明光(13 ) 以成为沿第二方向(52)的第一偏振状态(1)的第二偏振反射光(22);一反射式偏振调制成像器(110)，用于接收所述沿第二方向(52)的第 一偏振反射光(21),并进行90度偏振调制且反射成为第二偏振状态(2 ) 的第一调制光(31)，且用于接收所述沿第二方向(52)的第二偏振反射光(22)，并进行90度偏振调制且反射成为第二偏振状态(2)的第二调制光(32 );以及一^L影透镜系统(300 )，用于将所述第一调制光(31 )和所述第二调制 光(32)沿与所述第二方向(52)相反的方向接收并投射。具体的，该偏振束分光器组件包括呈V形切口结构成对设置的第一偏振 束分光膜层和第二偏振束分光膜层。该第一偏振束分光膜层将处于第一偏 振状态的照明光反射至反射式偏振调制成像器，同时第二偏振束分光膜层 和反射式四分之一波长复合片相联合，将穿过第一偏振束分光膜层处于第 二偏振状态的照明光转换为第 一偏振状态，并将转换后的光反射至反射式 偏振调制成像器。组合的照明光，即反射后的第一偏振状态的第一偏振照 明光和第二偏振照明光被反射式偏振调制成像器调制、偏振旋转和反射， 回到偏振束分光器组件，用于通过投影透镜投射。因此，本专利技术采用上述技术方案的投影？I擎组件能够利用从光源发射 出的几乎全部光线来进行投影，因此显著提高了光利用率，且能够提高投 影亮度、降低光耗成本。在本专利技术的扩展实施例中，单成像器投影引擎组件采用了一对反射式LCOS微显示成像器作为反射式偏振调制成像器。在另一扩展实施例中，替换 地采用了一微电子-机械干涉仪像素阵列装置，或采用等同于反射式偏振调制 成像器的一带有第二透射式四分之一波片的电化光阀(Galvanic Light Valve;以下简称GLV)阵列装置。本专利技术的另 一实施例中，单成像器投影引擎组件进一步采用 一放置在偏 振束分光器组件和"t殳影透镜系统之间的^L影偏振片，用于进一步过滤偏振束 分光器组件发射出的投影光线，并使与主调制光成正交的偏振状态的偏振光 朝向投影透镜系统的输出最小化。从偏振束分光器组件朝向投影屏幕的光输 出被高度保持偏振，最大程度沿伸来自反射式偏振调制成像器的光线，因此， 相比于其它投影引擎组件，本专利技术的技术方案有助于改进投影屏幕上投影图 像在对比度和亮度均一性方面的图像质量。附图说明图1所示为现有技术中一种简单紧凑的投影系统实例的结构示意图； 图2所示为本专利技术第一实施例所提供的单成像器投影引擎组件的结构示意图3所示为本专利技术第一实施例所提供的单成像器投影引擎组件中反射式 偏振调制成像器的局部放大结构示意图4所示为本专利技术第二实施例所提供的单成像器投影引擎组件的结构示意图5所示为本专利技术第三实施例所提供的单成像器投影引擎组件的结构示 意图。 图中I- 第一偏振状态 2-第二偏振状态 10-照明光II- 第 一偏振照明光12-第二偏振照明光13-第三偏振照明光21-第一偏振反射光 22-第二偏振反射光 3 2-第二调制光 10 5-调制成像器像素111-第一半面区112-第二半面区200-PBS组件121-第一透射式四分之 122-平面镜 一波片140-反射强度调制成像 器面板210-第一三棱镜 210c-第三侧面 211b-第二V形切口侧面300-投影透镜系统 4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单成像器投影引擎组件（５００），其中，包括：　一光源（４００），用于引发第一方向（５１）的照明光（１０），所述照明光（１０）包括第一偏振状态（１）的第一偏振照明光（１１）和第二偏振状态（２）的第二偏振照明光（１２），所述第二偏振状 态（２）与第一偏振状态（１）相互垂直；　一偏振束分光器组件（２００），包括：　第一偏振束分光膜层（２２１），用于以第一入射角α接收所述照明光（１０），将所述第一偏振状态（１）的第一偏振照明光（１１）反射成为沿第二方向（５２）的第 一偏振状态（１）的第一偏振反射光（２１），并透射所述第二偏振状态（２）的第二偏振照明光（１２）；及　第二偏振束分光膜层（２２２），用于以第二入射角β接收并透射穿过所述第一偏振束分光膜层（２２１）的所述第二偏振状态（２）的第二偏振照明光 （１２）；　一反射式四分之一波长复合片（１２０），用于反射首先穿过所述第一偏振束分光膜层（２２１）且随后穿过所述第二偏振束分光膜层（２２２）的所述第二偏振状态（２）的第二偏振照明光（１２），且同时将所述第二偏振状态（２）的第二偏振照明 光（１２）偏振旋转９０度以成为与所述第一方向（５１）相反方向上的第一偏振状态（１）的第三偏振照明光（１３），其中所述第二偏振束分光膜层（２２２）接收并反射所述第一偏振状态（１）的第三偏振照明光（１３）以成为沿第二方向（５２）的第一偏振状态（１）的第二偏振反射光（２２）；　一反射式偏振调制成像器（１１０），用于接收所述沿第二方向（５２）的第一偏振反射光（２１），并进行９０度偏振调制且反射成为第二偏振状态（２）的第一调制光（３１），且用于接收所述沿第二方向（５２）的第二偏振 反射光（２２），并进行９０度偏振调制且反射成为第二偏振状态（２）的第二调制光（３２）；以及　一投影透镜系统（３００），用于将所述第一调制光（３１）和所述第二调制光（３２）沿与所述第二方向（５２）相反的方向接收并投射。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：河H黄，
申请(专利权)人：河H黄，
类型：发明
国别省市：US[美国]