專利名稱：具有用于偏振轉(zhuǎn)換的分色鏡的lcd投影系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在屏幕上投影圖像的系統(tǒng)。尤其是，本發(fā)明涉及一種包括分色鏡的傳送投影系統(tǒng)，在液晶顯示器(LCD)投影儀中分色鏡被用作偏振轉(zhuǎn)換的偏振器。
背景技術(shù)：
認(rèn)為是最接近的現(xiàn)有技術(shù)的英國專利申請(qǐng)?zhí)朑B 2354658公開了圖1所示的投影系統(tǒng)，包括設(shè)置在光聚集的光單元102的光輸入路徑中的光源100，光單元包括第一分色鏡104、第二分色鏡106和反光鏡108。光源100提供包括垂直(s偏振的)和平行(p偏振的)的紅、綠和藍(lán)光。第一分色鏡104只傳送p偏振的紅光(Rp)同時(shí)反射其它的光，也就是s偏振的紅光(Rs)、綠光(Gs)和藍(lán)光(Bs)同時(shí)p偏振的綠光(Gp)和藍(lán)光(Bp)。第二分色鏡106反射s偏振的綠光(Gs)和藍(lán)光(Bs)，同時(shí)傳送其它的光，也就是，s偏振的紅光(Rs)，p偏振的綠光(Gp)和藍(lán)光(Bp)。第一和第二分色鏡104，106和反光鏡108一起提供第一光輸出和第二光輸出，第一光輸出包括p偏振的紅光(Rp)、s偏振的綠光(Gs)和藍(lán)光(Bs)，第二光輸出包括s偏振的紅光(Rs)，p偏振的綠光(Gp)和藍(lán)光(Bp)。在半波片110將第一光輸出轉(zhuǎn)化成具有第二光輸出的相，并提供給隔開s偏振的紅光(Rs)、p偏振的綠光(Gp)和藍(lán)光(Bp)的分束裝置112，s偏振的紅光(Rs)、p偏振的綠光(Gp)和藍(lán)光(Bp)投影到液晶光閥114a、114b、114c上，這些閥將已調(diào)制的p偏振的紅光(Rp)、s偏振的綠光(Gs)和藍(lán)光(Bs)反射到投影透鏡116。分束裝置112是LCD投影系統(tǒng)的昂貴元件，因此，用于偏振轉(zhuǎn)換的替換方法是必須，以降低投影系統(tǒng)中所需的分束裝置的數(shù)量。
歐洲專利申請(qǐng)?zhí)朎P 0825472公開了一種投影型的顯示設(shè)備，包括將中間光束空間地分隔成p偏振的光束和s偏振的光束的偏振分離單元，并使兩個(gè)光束的其中一個(gè)的方向?qū)?zhǔn)兩個(gè)光束的另一個(gè)的方向，其中在對(duì)準(zhǔn)之后將偏振的光束引導(dǎo)到它們各自的彩色通道中。因此，在光進(jìn)入到通道之前執(zhí)行光束的偏振轉(zhuǎn)換。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在屏幕上投影圖像的系統(tǒng)，其中降低了該系統(tǒng)中分束器的數(shù)量。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種系統(tǒng)，使用分色鏡，例如線柵用于代替反射偏振器的偏振轉(zhuǎn)換，由此降低實(shí)施成本。
本發(fā)明的特別優(yōu)點(diǎn)是提供更廉價(jià)的系統(tǒng)和對(duì)于光束的不同光成分的更有效分離。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方案，通過用于在顯示器上投影圖像的系統(tǒng)獲得上述目的和優(yōu)點(diǎn)以及許多其它目的、優(yōu)點(diǎn)和特征，從下面的具體描述這些目的、優(yōu)點(diǎn)和特征將變得顯而易見，系統(tǒng)包括第一分色裝置，接收第一、第二和第三原色光束，并適于傳輸?shù)谝徊⒎瓷涞诙偷谌馐?，第二分色裝置，接收所述第二和第三原色光束，并適于反射所述第二原色光束和傳輸所述第三原色光束，其特征在于還包括接收所述第一原色光束的第一偏振裝置，接收所述第二原色光束的第二偏振裝置，和接收所述第三原色光束的第三偏振裝置，其中第一、第二和第三原色光束適于以期望方向傳輸偏振的光，并還包括反射旋轉(zhuǎn)裝置，接收來自所述第一、第二和第三偏振裝置的至少一個(gè)中的以非期望方向偏振的反射的第一、第二和第三原色光束，并適于將在所述非期望方向偏振的所述光轉(zhuǎn)變成在所述期望方向偏振的轉(zhuǎn)變光，并將所述轉(zhuǎn)變了的光反射回到所述第一、第二和第三偏振裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方案的系統(tǒng)使用的偏振方案提供了只需要盡可能少的反射偏振器就能實(shí)現(xiàn)簡單和有效的轉(zhuǎn)變。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方案的系統(tǒng)還可以包括分別接收第一、第二和第三原色光束的第一、第二和第三傳輸光閥裝置，第一、第二和第三傳輸光閥裝置的每一個(gè)適于調(diào)制第一、第二和第三原色光束的其中一個(gè)。而且，系統(tǒng)還可以包括重組棱鏡，其接收來自第一、第二和第三傳輸光閥裝置調(diào)制的第一、第二和第三原色光，并適于將調(diào)制的第一、第二和第三原色的光束重新組成投影在顯示器上的圖像。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方案的第一、第二和第三原色光束是彩色的藍(lán)、綠和紅。這三原色通常用于液晶顯示技術(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方案的反射旋轉(zhuǎn)裝置可以包括四分之一波片，適于接收以非期望方向偏振的反射的第一、第二和第三原色束，并將反射的第一、第二和第三原色光束的偏振旋轉(zhuǎn)90°。而且，反射旋轉(zhuǎn)裝置可以包括具有反射區(qū)的構(gòu)圖鏡，適于將從四分之一波片接收的旋轉(zhuǎn)反射的第一、第二和第三原色光束反射回四分之一波片。因此，實(shí)現(xiàn)了反射的第一、第二和第三原色光束的偏振旋轉(zhuǎn)到期望的方向。獲得了通過四分之一波片的兩倍的線性旋轉(zhuǎn)，由此旋轉(zhuǎn)s偏振的光到p偏振的光，或者旋轉(zhuǎn)p偏振的光到s偏振的光。
構(gòu)圖鏡還可以包括透明區(qū)，適于將來自光源的以期望的和非期望的方向偏振的第一、第二和第三原色光束傳輸?shù)剿姆种徊ㄆ?br> 根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方案的第一分色裝置可以運(yùn)行為低通濾波器，在第一原色光束的光譜范圍的光譜上限，低通濾波器具有對(duì)于p偏振光的閾值。因此，第一分色裝置，例如分色鏡可以傳輸p偏振的藍(lán)光，同時(shí)反射s偏振的藍(lán)光和其它顏色的光，使得在第一光閥裝置之前不需要反射偏振器。因此，避免了昂貴的反射線柵偏振器。
第二偏振裝置可以適用于旋轉(zhuǎn)，以便于控制大量的第二原色光束到達(dá)第二光閥，或者實(shí)際上可以用標(biāo)準(zhǔn)偏振器代替。在該文本中標(biāo)準(zhǔn)偏振器應(yīng)當(dāng)解釋為傳輸具有一次偏振的光并吸收具有其它偏振的光的偏振器。當(dāng)將該系統(tǒng)用于投影視頻圖像時(shí)，這是有益的，因?yàn)樾枰俚木G色光。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方案的第二分色裝置可以運(yùn)行為高通濾波器，在第二原色光束的光譜范圍的光譜上限時(shí)，高通濾波器具有對(duì)于p偏振光的閾值。第一偏振裝置可以包括第一偏振器和包括反射偏振器的第二以及第三偏振裝置。因此，第二分色裝置，例如分色鏡將s偏振的藍(lán)光和綠光以及部分s偏振的紅光反射到第二偏振裝置，第二偏振裝置將除p偏振光之外的所有光反射回到能轉(zhuǎn)換藍(lán)光和綠光偏振的反射旋轉(zhuǎn)裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方案的第二分色裝置可以運(yùn)行為陷波濾波器，陷波濾波器在第二原色光束的光譜范圍的光譜下限對(duì)于s偏振光具有下閾值和在第二原色光束的光譜范圍的光譜限上對(duì)于s偏振光具有上閾值。第一偏振裝置可以包括第一偏振器，第二偏振裝置可以包括第二偏振器，以及第三偏振裝置可以包括第三偏振器。該系統(tǒng)還可以包括可以運(yùn)行為高通濾波器的第三分色裝置，高通濾波器具有等于第二原色光束(206)的光譜范圍的光譜下限的閾值。
可替換地，該系統(tǒng)可以包括可以運(yùn)行為低通濾波器的第三分色裝置，低通濾波器具有在第三原色光的光譜范圍的光譜下限對(duì)于s偏振光的閾值。對(duì)于p偏振光，低通濾波器可以具有高于第三原色光的光譜范圍的光譜限的閾值。附加地或者替換地，白色鏡用于反射第一原色光束的光譜范圍中的s偏振光、第二和第三原色光束的光譜范圍中的p偏振光。因此，在已知的范圍內(nèi)，所有的非期望偏振轉(zhuǎn)變?yōu)樵诘谌忾y裝置和反射旋轉(zhuǎn)裝置之間限定的紅色通道，因此，可以刪除兩個(gè)或者三個(gè)反射偏振器，由此減少了執(zhí)行該系統(tǒng)的成本。
可替換地，第二分色裝置可以運(yùn)行為高通濾波器，在第二原色光束的光譜范圍的光譜上限，高通濾波器具有對(duì)于s偏振光的閾值。第一偏振裝置可以包括第一偏振器，第二偏振裝置可以包括第二偏振器，第三偏振器可以包括反射偏振器。該系統(tǒng)還可以包括可運(yùn)行為高通濾波器的第三分色裝置，該高通濾波器具有等于第二原色光束的光譜范圍的光譜下限的閾值。在這之前該偏振轉(zhuǎn)換僅僅需要一個(gè)反射偏振器，由此簡化了該系統(tǒng)的執(zhí)行以及降低了該系統(tǒng)的成本。


參考附圖，通過下面對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明性的和非限定性的具體描述，將更容易理解本發(fā)明的上述以及附加的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1示出了根據(jù)如在英國專利申請(qǐng)?zhí)朑B 2354658中公開的現(xiàn)有技術(shù)和上面所述的系統(tǒng)；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的投影系統(tǒng)；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的投影系統(tǒng)；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的投影系統(tǒng)；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例的投影系統(tǒng)；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例的投影系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
在各個(gè)實(shí)施例的下述描述中，參考附圖，借助于可以實(shí)施本發(fā)明的說明示出這些附圖。應(yīng)當(dāng)可以理解的是，可以利用其它的實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的范圍的條件下可以作結(jié)構(gòu)上和功能上的改變。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)200，其中系統(tǒng)200包括具有允許紅光204、綠光206和藍(lán)光208穿過四分之一波片210的透明區(qū)的構(gòu)圖鏡202。
紅光204、綠光206和藍(lán)光208分別由紅色光譜范圍、綠色光譜范圍和藍(lán)色光譜范圍限定。紅光204、綠光206和藍(lán)光208投射在傳輸藍(lán)色光譜范圍的第一分色鏡212上。由圖2的(Bs+Bp)指示的藍(lán)色光譜范圍中的藍(lán)光隨后被第一反射鏡214反射到第一反射偏振器216，例如傳輸s偏振藍(lán)光和反射p偏振藍(lán)光(Bp)的Moxtek線柵。由此反射的p偏振藍(lán)光(Bp)投射回到四分之一波片210，其對(duì)反射的p偏振藍(lán)光(Bp)到構(gòu)圖鏡202的反射區(qū)引入了90度的延時(shí)。構(gòu)圖鏡202的反射區(qū)將光反射回四分之一波片210，由此又引入了第二次的90度延時(shí)。因此，四分之一波片對(duì)反射的光引入了兩次90度的延時(shí)，也就是，相對(duì)于入射光偏振超過了90度旋轉(zhuǎn)。
傳輸?shù)膕偏振藍(lán)光(Bs)投射在重組棱鏡218上，重組棱鏡218聚集來自每一彩色光路徑的每一編碼的光束，也就是紅光路徑204、綠光路徑206和藍(lán)光路徑208。重組的光形成通過投影透鏡投射到投影屏上的完整圖像。
圖2到6沒有示出透鏡、濾波器和光閥，然而，對(duì)于提供投影系統(tǒng)它們是必需的，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。
第一分色鏡212將綠色和紅色光譜范圍中的光反射到第二分色鏡220，第二反色鏡反射綠光譜范圍中的綠光。在圖2中表示為(Gs+Gp)的綠色光譜范圍中的綠光投射到第二反射偏振器222，其將s偏振的綠光(Gs)傳輸?shù)街亟M棱鏡218，并將p偏振的綠光(Gp)經(jīng)過四分之一波片210反射回構(gòu)圖鏡202的反射區(qū)。
第二分色鏡220傳輸圖2中表示為(Rs+Rp)的紅色光譜范圍中的紅光，其分別投射在第二和第三反射鏡223和224上，其中第二和第三反射鏡223、224將紅光(Rs+Rp)反射到第三反射偏振器226，第三反射偏振器將s偏振的紅光(Rs)傳輸?shù)街亟M棱鏡218，并將p偏振的紅光(Rp)經(jīng)過四分之一波片210反射到構(gòu)圖鏡202的反射區(qū)。
通常，分色鏡的特性依賴于投射在分色鏡上的光的波長，然而，分色鏡的光譜特性另外還依賴于特定波長的光的偏振。對(duì)于作為低通濾波器工作的分色鏡，也就是，反射具有高于某個(gè)閾值的波長的光并傳輸具有低于所述某個(gè)閾值的波長的光的濾波器，也就是，對(duì)于高通濾波器，濾波器相對(duì)地反射具有低于某個(gè)閾值的波長的光，并傳輸具有高于某個(gè)閾值的波長的光，可以完全傳輸p偏振或者平行偏振的具有特定波長的光，同時(shí)部分地反射和部分地傳輸s偏振的或者垂直偏振的具有所述特定波長的光。
因此，對(duì)于s偏振的光，陷波濾波器的反射光譜帶寬比對(duì)于p偏振的光的寬，相應(yīng)的，對(duì)于s偏振的光，帶通濾波器的傳輸光譜帶寬比對(duì)于p偏振的光的窄。
因此，第一和第二分色鏡212和220分別響應(yīng)s偏振和p偏振的光。通過第一分色鏡212傳輸p偏振綠光的短波長部分，第一分光鏡對(duì)于綠色具有在光譜下限的對(duì)s偏振光的低通閾值，因?yàn)閷?duì)p偏振光的低通閾值高于對(duì)s偏振光的低通閾值，并通過第二分色鏡220傳輸綠光的長波部分，第二分光鏡對(duì)于綠色具有在光波上限的對(duì)s偏振光的高通閾值，因?yàn)閷?duì)p偏振光的高通閾值低于對(duì)s偏振光的高通閾值。
接近于綠光譜范圍的帶寬的一半的綠光譜范圍的中間部分投射在第二反射偏振器222上。由于對(duì)于視頻投影需要更少的綠光，所以第二反射偏振器實(shí)際上可以是傾斜的，以便于控制延伸到重組棱鏡218的綠光的數(shù)量。通過傾斜第二反射偏振器222，獲得特殊的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)檫@提供了用于改變從事務(wù)到視頻的特性最優(yōu)化的良好裝置。對(duì)于視頻投影，可以用標(biāo)準(zhǔn)偏振器代替第二反射偏振器222。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)300，其中系統(tǒng)300包括參考圖2所述的一些元件，所述元件如在圖2中所標(biāo)識(shí)的。
在該系統(tǒng)300中，根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的第一分色鏡212運(yùn)行作為低通濾波器，其在光譜上限具有對(duì)于p偏振光和在藍(lán)光譜范圍的光譜下限對(duì)于s偏振光的閾值。第一分色鏡212由此傳送藍(lán)色光譜范圍中的p偏振藍(lán)光的主要部分，在圖3中用(Bp)表示，并反射s偏振的藍(lán)光(Bs)以及綠光(Gs+Gp)和紅光(Rs+Rp)。因此，在代替根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的第一反射偏振器的第一偏振器304和構(gòu)圖鏡202之間限定的藍(lán)色通道302中不需要偏振轉(zhuǎn)換。第一偏振器304將p偏振的藍(lán)光(Bp)傳送到重組棱鏡218。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的第二分色鏡220運(yùn)行作為高通濾波器，其在綠光譜范圍的光譜上限具有對(duì)于p偏振光的閾值。因此，第二分色鏡220傳輸紅光(Rs+Rp)，并反射綠光(Gs+Gp)和s偏振的藍(lán)光(Bs)。通過在綠光譜范圍的光譜上限選擇對(duì)于p偏振光的閾值，通過第二分色鏡220反射一部分s偏振的紅光(rs)。
因此，在第二反射偏振器222和構(gòu)圖鏡202之間限定的綠色通道306中需要偏振轉(zhuǎn)換。第二反射偏振器222將p偏振的綠光(Gp)傳輸?shù)街亟M棱鏡218，并將s偏振的綠光(Gs)和一部分s偏振的紅光(rs)和s偏振的藍(lán)光(Bs)經(jīng)過四分之一波片210反射回構(gòu)圖鏡202的反射區(qū)，由此在綠色通道306中完成了光的偏振的轉(zhuǎn)換。
而且，在第三反射偏振器226和構(gòu)圖鏡202之間限定的紅色通道308中需要偏振轉(zhuǎn)換。第三反射偏振器226將p偏振的紅光(Rs)傳輸?shù)街亟M棱鏡218，并將s偏振的紅光(Rs)經(jīng)過四分之一波片210反射回構(gòu)圖鏡202的反射區(qū)，由此在紅色通道308中完成了偏振的轉(zhuǎn)換。
因此，根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)300不需要第一反射偏振器216。在系統(tǒng)300的實(shí)施中，其提供了顯著的成本降低。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)400，其中系統(tǒng)400包括參考圖2和3描述的一些元件，所述元件如在圖2和3所標(biāo)識(shí)的。
根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的第一分色鏡212運(yùn)行作為低通濾波器，其具有在光譜上限對(duì)于p偏振的光和在藍(lán)光譜范圍的光譜下限對(duì)于s偏振的光的閾值。由此，第一分色鏡212傳輸圖4中由(Bp)表示的藍(lán)光譜范圍中p偏振藍(lán)光的主要部分，并反射s偏振的藍(lán)光(Bs)和綠光(Gs+Gp)和紅光(Rs+Rp)。如參考圖3所述的，因此，在藍(lán)色通道302中不需要偏振轉(zhuǎn)換，從而，只需要將p偏振藍(lán)光(Bp)傳輸?shù)街亟M棱鏡218的第一偏振器304。
根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的第二分色鏡220運(yùn)行作為陷波濾波器，其具有在綠光譜范圍的光譜下限對(duì)于s偏振光的下閾值和在綠光譜范圍的光譜上限對(duì)于s偏振的綠光的上閾值。尤其有利的是，對(duì)于p偏振的光選擇下和上閾值波長值，使得p偏振帶寬盡可能窄，優(yōu)選零帶寬，以便于避免在第二偏振器404和構(gòu)圖鏡202之間限定的綠色通道402中的任何p偏振綠光(Gp)，第二偏振器404代替了根據(jù)本發(fā)明的第一和第二實(shí)施例的第二反射偏振器，因此，現(xiàn)在從綠色通道402省去了對(duì)第二反射偏振器222的需要，由此進(jìn)一步降低了實(shí)施系統(tǒng)400的成本。
因此第二分色鏡220反射綠光譜范圍中的s偏振的綠光(Gs)的全帶寬，也就是，選擇上和下閾值，以便于傳輸紅色通道308中p偏振的綠光(Gp)和s偏振的藍(lán)光(Bs)和紅光(Rs+Rp)。通過具有等于綠光譜范圍的光譜下限的閾值的分色高通濾波器406，s偏振的藍(lán)光(Bs)經(jīng)過四分之一波片210反射回構(gòu)圖鏡202的反射區(qū)。
而且，可以用半波的延時(shí)器代替分色的高通濾波器406，其僅僅對(duì)于藍(lán)和綠光旋轉(zhuǎn)偏振。
在系統(tǒng)400中的第一偏振器304將藍(lán)光譜范圍中的p偏振的藍(lán)光(Bp)傳送到重組棱鏡218。第二偏振器404將綠光譜范圍中的s偏振的綠光(Gs)傳送到重組棱鏡218。第三反射偏振器226將紅光譜范圍中的s偏振的紅光(Rs)傳送到重組棱鏡218，并將紅色通道308中的p偏振的紅光(Rp)和p偏振的綠光(Gp)經(jīng)過四分之一波片210反射回構(gòu)圖鏡202的反射區(qū)，由此在紅色通道308中完全進(jìn)行偏振的轉(zhuǎn)換。
因此，通過消除對(duì)第一和第二反射偏振器216、222的需求，根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)400由此還簡化了轉(zhuǎn)換。在系統(tǒng)400的執(zhí)行中其提供了顯著的成本降低。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)500，其中系統(tǒng)500包括參考圖2、3和4描述的一些元件，所述元件如在圖2、3和4所標(biāo)識(shí)的。
根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例的第一分色鏡212運(yùn)行作為低通濾波器，其具有在光譜上限對(duì)于p偏振光的下閾值和在藍(lán)光譜范圍的光譜下限對(duì)于s偏振光的下閾值。因此，第一分色鏡212傳輸藍(lán)光譜范圍中的p偏振藍(lán)光的主要部分，在圖5中用(Bp)表示，并反射s偏振的藍(lán)光(Bs)和綠光(Gs+Gp)以及紅光(Rs+Rp)。如參考圖3和4所述的，因此在藍(lán)色通道302中不需要偏振轉(zhuǎn)換，由此只需要將p偏振的藍(lán)光(Bp)傳送到重組棱鏡218的第一偏振器304。
根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的第二分色鏡220運(yùn)行作為高通濾波器，其具有在綠光譜范圍的光譜上限對(duì)于s偏振光的閾值，第二分色鏡220由此將一部分p偏振的綠光(Gp)和紅光(Rs+Rp)一起傳送到紅色通道308中并反射s偏振的藍(lán)光(Bs)和綠光(Gs+Gp)。
通過在綠光譜范圍的光譜下限具有閾值波長值的分色高通濾波器502，在綠色通道402中的s偏振的藍(lán)光(Bs)經(jīng)過四分之一波片210反射到構(gòu)圖鏡202的反射區(qū)。
第一偏振器304將藍(lán)光譜范圍中的p偏振藍(lán)光(Bp)傳送到重組棱鏡218。第二偏振器404將s偏振的綠光(Gs)的一部分傳送到重組棱鏡218，同時(shí)分色高通濾波器502將s偏振的藍(lán)光(Bs)反射經(jīng)過四分之一波片210回到構(gòu)圖鏡202的反射區(qū)，由此在綠色通道402中執(zhí)行藍(lán)光的偏振轉(zhuǎn)換。第三反射偏振器226傳輸s偏振的紅光(Rs)并將p偏振的紅光(Rp)和一部分p偏振的綠光(Gp)一起反射經(jīng)過四分之一波片210回到構(gòu)圖鏡202的反射區(qū)，由此，在紅色通道308中執(zhí)行一部分綠光和全部紅光的偏振轉(zhuǎn)換。
應(yīng)當(dāng)注意的是，在綠色通道402中的第二偏振器404之前插入分色高通濾波器502提供了用于降低系統(tǒng)500的成本的簡單和良好的解決方案，因?yàn)樵诰G色通道402中不需要反射偏振器。注意，在第二偏振器404中失去一些p偏振的綠光。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)600，其中系統(tǒng)600包括參考圖2、3、4和5描述的一些元件，所述元件如在圖2、3、4和5所標(biāo)識(shí)的。
系統(tǒng)600包括如參考圖4所示系統(tǒng)400所述工作的第一和第二分色鏡212、220。也就是，通過第一分色鏡212將藍(lán)光譜范圍中p偏振的藍(lán)光(Bp)傳送到第一偏振器304，通過第二分色鏡212將s偏振的綠光(Gs)反射到第二偏振器404，并通過第三分色鏡604將s偏振的紅光(Rs)反射到第三偏振器602。
第三分色鏡604運(yùn)行作為低通濾波器，其具有在紅光譜范圍的光譜下限對(duì)于s偏振的光的閾值。對(duì)于p偏振的光的閾值更高，優(yōu)選高于紅光譜范圍的光譜上限。
第三分色鏡604由此將s偏振的藍(lán)光(Bs)、p偏振的綠光(Gp)和p偏振的紅光(Rp)傳送到白色鏡606。因此，在藍(lán)、綠或者紅色通道302、402、308中不需要反射偏振器。白色鏡606在窗口圖像的位置，也就是，以與光閥(也就是LCD)和偏振器相同的方式照明。
權(quán)利要求
1.一種用于在顯示器上投影圖像的系統(tǒng)(200，300，400，500，600)，包括第一分色裝置(212)，接收第一(204)、第二(206)和第三(208)原色光束，并用于傳輸?shù)谝?204)和反射第二(206)和第三(208)原色光束，第二分色裝置(220)，接收所述第二(206)和第三(208)原色光束，并用于反射所述第二(206)原色光束和傳輸所述第三(208)原色光束，其特征在于還包括接收所述第一原色光束(204)的第一偏振裝置(216，304)，接收所述第二原色光束(206)的第二偏振裝置(222，404)，和接收所述第三原色光束(208)的第三偏振裝置(226，602)，其中第一、第二和第三偏振裝置(216，304，222，404，226，602)用于傳輸以期望的方向偏振的光，和還包括反射旋轉(zhuǎn)裝置(210，202)，接收來自所述第一、第二和第三偏振裝置(216，304，222，404，226，602)的至少一個(gè)中的以非期望方向偏振的反射的第一、第二和第三原色光束(204，206，208)，并用于將在所述非期望方向偏振的所述光轉(zhuǎn)變成在所述期望方向偏振的轉(zhuǎn)變光，并將所述轉(zhuǎn)變光反射回到所述第一、第二和第三偏振裝置(216，304，222，404，226，602)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)(200，300，400，500，600)，還包括分別接收所述第一、所述第二和所述第三原色光束(204，206，208)的第一、第二和第三傳輸光閥裝置，所述第一、所述第二和所述第三傳輸光閥裝置的每一個(gè)都用于調(diào)制所述第一、所述第二和所述第三原色光束(204，206，208)的其中一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)(200，300，400，500，600)，還包括重組棱鏡(218)，其接收來自第一、第二和第三傳輸光閥裝置的被調(diào)制的第一、第二和第三原色光，并將調(diào)制的第一、第二和第三原色的光束重新組成投影在顯示器上的圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)(200，300，400，500，600)，其中所述第一、所述第二和所述第三原色光束(204，206，208)分別是彩色的藍(lán)、綠和紅光。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)(200，300，400，500，600)，其中所述反射旋轉(zhuǎn)裝置(202，210)包括四分之一波片(210)和反射區(qū)的構(gòu)圖鏡(202)，四分之一波片用于接收以所述期望方向偏振的所述反射的第一、第二和第三原色光束(204，206，208)，并將所述反射的第一、第二和第三原色光束(204，206，208)的偏振旋轉(zhuǎn)90°，構(gòu)圖鏡用于將從所述四分之一波片(210)接收的旋轉(zhuǎn)反射的第一、第二和第三原色光束(204，206，208)反射回來經(jīng)過四分之一波片(210)，由此實(shí)現(xiàn)了反射的第一、第二和第三原色光束(204，206，208)的偏振旋轉(zhuǎn)到期望方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的系統(tǒng)(200，300，400，500，600)，其中所述構(gòu)圖鏡(20)包括透明區(qū)，其用于將來自光源的以期望和非期望方向偏振的所述第一、所述第二和所述第三原色光束(204，206，208)傳輸?shù)剿姆种徊ㄆ?210)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)(300，400，500，600)，其中所述第一分色裝置(212)作為低通濾波器運(yùn)行，在所述第一原色光束(204)的光譜范圍的光譜上限，該低通濾波器具有對(duì)于p偏振光的閾值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)(300)，其中所述第二分色裝置(220)作為高通濾波器運(yùn)行，在第二原色光束(206)的光譜范圍的光譜上限時(shí)，該高通濾波器具有對(duì)于p偏振光的閾值。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或者8的系統(tǒng)(300，400，500，600)，其中所述第一偏振裝置包括第一偏振器(304)，所述第二和第三偏振裝置包括反射偏振器(226，222)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)(400，600)，其中所述第二分色裝置(220)作為陷波濾波器運(yùn)行，該陷波濾波器在所述第二原色光束(206)的光譜范圍的光譜下限具有對(duì)于s偏振光的下閾值和在所述第二原色光束(206)的光譜范圍的光譜上限具有對(duì)于s偏振光的上閾值。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的系統(tǒng)(400，600)，其中所述第一偏振裝置包括第一偏振器(304)，所述第二偏振裝置包括第二偏振器(404)，以及所述第三偏振裝置包括反射偏振器(226)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)(400)，還包括作為高通濾波器運(yùn)行的第三分色裝置(406)，該高通濾波器具有等于第二原色光束(206)的光譜范圍的光譜下限的閾值。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)(600)，還包括作為低通濾波器運(yùn)行的第三分色裝置(604)，該低通濾波器在所述第三原色光(208)的光譜范圍的光譜下限具有對(duì)于s偏振光的閾值。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的系統(tǒng)(600)，其中所述低通濾波器在高于所述第三原色光(208)的光譜范圍的光譜限具有對(duì)于p偏振的閾值。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或者14的系統(tǒng)(600)，還包括白色鏡(606)，用于反射所述第一原色光束的光譜范圍中的s偏振光、所述第二和所述第三原色光束(206，208)的光譜范圍中的p偏振光。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)(500)，其中所述第二分色裝置(220)作為高通濾波器運(yùn)行，在所述第二原色光束(206)的光譜范圍的光譜上限，該高通濾波器具有對(duì)于s偏振光的閾值。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的系統(tǒng)(500)，其中所述第一偏振裝置包括第一偏振器(304)，所述第二偏振裝置包括第二偏振器(404)，所述第三偏振器包括反射偏振器(226)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的系統(tǒng)(500)，還包括作為高通濾波器運(yùn)行的第三分色裝置(502)，該高通濾波器在第二原色光束(206)的光譜范圍的光譜上限具有對(duì)于s偏振光的閾值。
19.根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)(200)，其中所述第二偏振裝置(222)用于旋轉(zhuǎn)以便控制到達(dá)所述第二光閥裝置的所述第二原色光束(206)數(shù)量。
20.根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)(200)，其中所述第二偏振裝置(222)包括標(biāo)準(zhǔn)偏振器。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在顯示器上投影圖像的系統(tǒng)(200)，包括接收彩色光束(204，206，208)并用于傳輸一個(gè)光束(204)并反射其它光束(206，208)的第一分色裝置(212)，接收其它光束(206，208)和反射第二光束(206)并傳輸?shù)谌馐?208)的第二分色裝置(220)，該系統(tǒng)還包括以期望方向傳輸偏振的光的第一、第二和第三偏振裝置(216，304，222，404，226，602)，和反射旋轉(zhuǎn)裝置(210，202)，其接收來自所述第一、第二和第三偏振裝置(216，304，222，404，226，602)的至少一個(gè)中的以非期望方向偏振的光束(204，206，208)，其中反射旋轉(zhuǎn)裝置(210，202)將在所述非期望方向偏振的光轉(zhuǎn)變成在期望方向偏振的轉(zhuǎn)變光，并將轉(zhuǎn)變光反射回到第一、第二和第三偏振裝置(216，304，222，404，226，602)。
文檔編號(hào)G02B27/14GK1930891SQ200580007597
公開日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2005年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月11日
發(fā)明者L·P·巴克, A·J·S·M·德瓦恩 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司