專利名稱：反射式液晶顯示光機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于光學儀器領(lǐng)域，尤其涉及一種投影儀器。
背景技術(shù)：
液晶投影技術(shù)得到了巨大發(fā)展，廣泛應(yīng)用于計算機顯示，投影機，投影電視。這一技術(shù)提高了人類生活的質(zhì)量，給社會帶來了巨大的財富。
一般液晶投影系統(tǒng)由光源組件，光學引擎，投影鏡頭等元件組成。
光源組件一般包括照明光源(提供投影機照明)，準直透鏡組(將照明光源發(fā)射的發(fā)散光變成平行光束)，濾光器(濾去光束中紅外和紫外光)，偏振片(將光源的自然偏振光變成線偏振光)。
在光學引擎中，光源的光束被分成紅綠藍三色，三色光束分別被三個反射式液晶(例如，目前的LCOS芯片)進行強度調(diào)制；光學引擎再將三色光合為一束，射到投影鏡頭上形成圖像。
中國發(fā)明專利申請“液晶顯示投影機”的公開號為CN 1330280A，
公開日2002年1月9日。在該公開說明書中公開了一種含有斜方棱鏡三色合/分光引擎的液晶顯示投影機，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括偏振分光鏡1、斜方棱鏡2、補償棱鏡3、投影鏡頭4和液晶5、6、7。光源組件100射出的光束經(jīng)光學引擎分光，調(diào)制，合光后，通過投影鏡頭4，投影到屏幕上。此種液晶顯示投影機的不足在于(1)該液晶顯示投影機的光學引擎對斜方棱鏡的鍍膜要求高，由于現(xiàn)有的鍍膜技術(shù)很難做出高質(zhì)量的分光棱鏡，使得斜方棱鏡的加工存在困難，特別是產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在一定的困難；(2)該液晶顯示投影機的分光/合光系統(tǒng)需要小焦距和有很大后截距的鏡頭。這對投影鏡頭的設(shè)計帶來很大的困難，也增加了鏡頭的生產(chǎn)成本。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本低，技術(shù)要求低，利于規(guī)模生產(chǎn)的液晶顯示投影機。
本實用新型提供了一種反射式液晶顯示光機，包括光源組件，分光/合光系統(tǒng)和投影鏡頭，其特征在于所述分光/合光系統(tǒng)包括兩個偏振片、兩個寬波帶波片、偏振分光鏡、分色鏡及可分別調(diào)制紅、綠、藍三色光的三個反射式液晶；所述偏振分光鏡是一個由兩個三角棱鏡組成的棱鏡，在兩個三角棱鏡的公共膠合面上鍍有寬波長偏振分光膜；所述分色鏡是一塊鍍有雙色分光膜的平面分色鏡；在所述光源組件射入分光/合光系統(tǒng)的偏振光的光路上依次設(shè)置所述的偏振片、寬波帶波片和偏振分光鏡，在所述偏振分光鏡的透射光路上設(shè)置反射式液晶，在偏振分光鏡的反射光路上設(shè)置所述分色鏡，在所述分色鏡的透射和反射光路上分別設(shè)置反射式液晶和；在所述偏振分光鏡的合光光路上依次設(shè)置寬波帶波片、偏振片和投影鏡頭。
本實用新型所述的寬波帶波片是一塊只對單基色起作用的波片，或者是一塊對兩種顏色的光起作用的波片，或者是兩塊只對單基色起作用的波片疊加組成的。
本實用新型所述分色鏡鍍的雙色分光膜中的雙色是紅、綠、藍三基色中的任意兩種顏色。
本實用新型所述分色鏡和偏振分光鏡的下邊緣的夾角是45度。
本實用新型的分光/合光系統(tǒng)所需的光學器件較少，并且調(diào)試和定位方便。本實用新型的這一特點將降低投影機成本，使液晶顯示投影機更容易進入家庭。


圖1為現(xiàn)有發(fā)明專利申請公開的液晶顯示投影機的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型的實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實用新型的實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖說明本實用新型的組成和工作過程本實用新型的光源組件包括照明光源，準直透鏡組，濾光器，偏振片。根據(jù)從光源組件出射進入分光/合光系統(tǒng)是S偏振光還是P偏振光，可以有兩種情況1)若從光源組件出射的是S偏振光8，那么S偏振態(tài)的A、B、C(代表紅、綠、蘭三色光的一種組合)三色光經(jīng)過偏振片9提純，然后入射到寬波帶波片10，將A顏色光的S偏振光轉(zhuǎn)變?yōu)镻偏振光，其余兩種光仍然為S偏振光。然后這三束光入射到偏振分光鏡(PBS)11，A顏色偏振光經(jīng)過偏振分光鏡11直接透射，B、C顏色偏振光經(jīng)過偏振分光鏡被反射。B、C兩種顏色的S偏振光從偏振分光鏡反射出來以后，經(jīng)過一個與偏振分光鏡表面成一定角度(本實用新型采用45度角)的鍍雙色分光膜的平面分色鏡12，將B、C顏色光中的一種反射，另外一種透射，實現(xiàn)B、C分光。這樣最終實現(xiàn)了A、B、C三色光的分光，也就是實現(xiàn)了紅、綠、藍三色的分光。三色光最終分別照在三個反射式液晶的表面。若經(jīng)過三個液晶5、6和7反射的光分別被液晶調(diào)制偏振態(tài)發(fā)生90°旋轉(zhuǎn)，那么經(jīng)液晶反射回來的A光(偏振態(tài)為S)被偏振分光鏡反射；經(jīng)液晶反射的B、C光(偏振態(tài)為P)經(jīng)分色鏡合光以后到達偏振分光鏡，直接從偏振分光鏡透射，這樣就實現(xiàn)了A、B、C三色光的合光，也就是實現(xiàn)了紅、綠、藍三色光的合光。合光后的光束經(jīng)過投影鏡頭投影，此時投影出來的亮態(tài)。
若經(jīng)過液晶反射的光被液晶調(diào)制偏振態(tài)沒有發(fā)生旋轉(zhuǎn)，則通過投影鏡頭得到的是暗態(tài)。改變液晶上的調(diào)制電壓可以改變從液晶反射回來的光的偏轉(zhuǎn)角度，經(jīng)投影鏡頭投影就可以得到不同的灰度。為了進一步提高性能，在投影鏡頭前加寬波帶波片13和偏振片14。寬波帶波片的作用是把A、B、C三色光的偏振態(tài)變成一致，偏振片的作用是再次對投影光進行提純。根據(jù)分色鏡和偏振分光鏡的位置關(guān)系，本實用新型可以有如圖2和圖3所示的兩種實施結(jié)構(gòu)。
2)若從光源組件出射的是P偏振光8，那么P偏振態(tài)的A、B、C(代表紅、綠、蘭三色光的一種組合)三色光經(jīng)過偏振片9后，入射到寬波帶波片10，將A、B兩種顏色光的S偏振光轉(zhuǎn)變?yōu)镻偏振光，C光仍然為P偏振光。然后，這三束光入射到偏振分光鏡11，A、B顏色偏振光經(jīng)過偏振分光鏡被反射，C顏色偏振光經(jīng)過偏振分光鏡直接透射。同理A、B兩種顏色的S偏振光從偏振分光鏡出來以后，被分色鏡分光，將其中的一種反射，另外一種透射，實現(xiàn)A、B分光。最終實現(xiàn)了A、B、C三色光的分光，也就是實現(xiàn)了紅、綠、藍三色的分光。合光的原理與第1)種情況類似。
本實用新型中的寬波帶波片可采用美國ColorLink公司提供的ColorSelect波片。
權(quán)利要求1.反射式液晶顯示光機，包括光源組件，分光/合光系統(tǒng)和投影鏡頭，其特征在于所述分光/合光系統(tǒng)包括兩個偏振片(9)和(14)、兩個寬波帶波片(10)和(13)、偏振分光鏡(11)、分色鏡(12)及可分別調(diào)制紅、綠、藍三色光的三個反射式液晶(5)、(6)和(7)；所述偏振分光鏡(11)是一個由兩個三角棱鏡組成的棱鏡，在兩個三角棱鏡的公共膠合面上鍍有寬波長偏振分光膜；所述分色鏡(12)是一塊鍍有雙色分光膜的平面分色鏡；在所述光源組件射入分光/合光系統(tǒng)的偏振光的光路上依次設(shè)置所述的偏振片(9)、寬波帶波片(10)和偏振分光鏡(11)，在所述偏振分光鏡(11)的透射光路上設(shè)置反射式液晶(7)，在偏振分光鏡(11)的反射光路上設(shè)置所述分色鏡(12)，在所述分色鏡的透射和反射光路上分別設(shè)置反射式液晶(5)和(6)；在所述偏振分光鏡(11)的合光光路上依次設(shè)置寬波帶波片(13)、偏振片(14)和投影鏡頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射式液晶顯示光機，其特征在于所述的寬波帶波片是一塊只對單基色起作用的波片，或者是一塊對兩種顏色的光起作用的波片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射式液晶顯示光機，其特征在于所述的寬波帶波片是兩塊只對單基色起作用的波片疊加組成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射式液晶顯示光機，其特征在于所述分色鏡(12)鍍的雙色分光膜中的雙色是紅、綠、藍三基色中的任意兩種顏色。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射式液晶顯示光機，其特征在于所述分色鏡(12)和偏振分光鏡(11)的下邊緣的夾角是45度。
專利摘要反射式液晶顯示光機，屬于光學儀器領(lǐng)域。本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本低，技術(shù)要求低，利于規(guī)模生產(chǎn)的液晶顯示投影機。本實用新型公開了一種反射式液晶顯示光機，包括光源組件，分光/合光系統(tǒng)和投影鏡頭，分光/合光系統(tǒng)包括兩個偏振片、兩個寬波帶波片、偏振分光鏡、分色鏡及可分別調(diào)制紅、綠、藍三色光的三個反射式液晶；偏振分光鏡是一個由兩個三角棱鏡組成的棱鏡，在兩個三角棱鏡的公共膠合面上鍍有寬波長偏振分光膜；分色鏡是一塊鍍有雙色分光膜的平面分色鏡。本實用新型的分光/合光系統(tǒng)所需的光學器件較少，并且調(diào)試和定位方便，光機成本低，更容易進入家庭。
文檔編號G02F1/13GK2650178SQ0326448
公開日2004年10月20日 申請日期2003年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月24日
發(fā)明者朱鈞, 張書練 申請人:清華大學