本實用新型專利技術提出一種新型偏振分光棱鏡反射硅上液晶投影光學系統，所述投影光學系統包含有光源（1）、準直勻光模塊（2）、方形偏振分光棱鏡（3）、六邊L型棱鏡（4）、偏振片（5、6）、反射式硅上液晶（7、8）、成像模塊（9）。本實用新型專利技術采用雙片偏振分光棱鏡作為反射式硅上液晶投影系統光學引擎的核心分光元件，設計特殊棱鏡結構，添加偏振片或偏振膜，光學對比度提高了200倍，避免單片分光棱鏡無法添加光學件改善對比度的問題。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及一種液晶投影系統，更具體的說，本技術涉及一種偏振分光棱鏡反射硅上液晶投影光學系統，其利用特殊結構偏振棱鏡對光束進行雙束分離，提純及合光，實現偏振光再利用投影顯示。
技術介紹
近年來，投影機逐漸由專業型應用向超大屏幕高分辨率工程投影和向微型化、高度集成化、便攜式這兩個方向發展，廣泛的融入到生產，教學，影院，家庭各個領域中，成為主流的顯示技術。而在反射式硅上液晶進一步發展的基礎上，偏振式投影以其光輸出量高，光學引擎小，投影分辨率高等特點，成為投影技術研究的熱點。反射式硅上液晶投影系統有雙光源式，雙鏡頭式，單光源單鏡頭式等。雙光源式在傳統結構上加入了第二個光源，以及第二路反射硅上液晶控制系統，提高光能量，實現兩幅畫面同時輸出，但是，實際裝調存在 兩光源色溫及亮度無法一致的技術難點。雙鏡頭式結構改善了雙光源式結構的不足，同時也引入了畫面重合的裝調問題。單光源單鏡頭式可以使光路簡潔，裝調容易，結構更加緊湊，成本低，并且實現偏振光再利用，是三種方式中光利用率最高的。單光源單鏡頭式主要有單片偏振分光棱鏡和多片偏振分光棱鏡兩種。單片偏振分光棱鏡結構簡潔，適合便攜式小型投影機和手持式微型投影機，不足在于，光學引擎立體效果的實現主要依賴于偏振分光棱鏡這一器件。目前偏振分光棱鏡的鍍膜工藝限制了兩幅投影畫面對比度的一致性，因此該方式實現立體投影的效果不是很好。多片偏振分光棱鏡式結構比前者復雜，可在該分光結構內部多處添加偏振片提高光學對比度，實現高清立體投影。由于引入了多個光學元件，光能量大大下降，能量利用率低于前者。
技術實現思路
針對現有技術中的技術缺陷，本技術提出了一種偏振分光棱鏡反射式硅上液晶投影系統。本技術通過以下技術方案來實現所述投影光學系統包含有光源(I)、準直勻光模塊(2 )、方形偏振分光棱鏡(3 )、六邊L型棱鏡(4 )、偏振片(5、6 )、反射式硅上液晶(7、8 )、成像模塊(9 );所述準直勻光模塊(2)位于光源(I)的出射光路上,所述方形偏振分光棱鏡(3)位于準直勻光模塊(2)之后的光路上,所述偏振片(5、6)位于方形偏振分光棱鏡(3)的兩側出射光之后，所述六邊L型棱鏡(4)位于方形偏振分光棱鏡(3)之后,所述反射式娃上液晶(7、8)位于六邊L型棱鏡(4)的第一次出射光之后,所述成像模塊(9)位于六邊L型棱鏡(4)的二次出射光路之后；所述光源(I)發出的光通過準直勻光模塊(2 )后，經由方形偏振分光棱鏡(3 )分束，經過偏振片(5、6)提高偏振光對比度后，進入六邊L型棱鏡(4)，反射式硅上液晶(7、8)將六邊L型棱鏡(4)出射光二次反射進入該棱鏡，實現光路調整及圖像加載，兩束偏振光由六邊L型棱鏡(4 )合成單束光進入成像模塊(9 )后成像，輸出到投影屏上。本技術的另一方面，所述六邊L型棱鏡(4)包含有偏振膜(14、15、16)，所述光源(I)發出的光通過準直勻光模塊(2)，經過方形偏振分光棱鏡(3)分成振動方向互為90度的P、S偏振光(5、6),所述P、S偏振光(5、6)是部分偏振光,從方形偏振分光棱鏡(3)透射面出射的部分偏振光經過P振動向P偏振片(5)后，得到純度較高的P偏振光，從方形偏振分光棱鏡(3)反射面出射的部分偏振光經過S振動向S偏振片(6)后，得到純度較高的S偏振光，P、S偏振光(5、6)提高偏振光的對比度后,進入六邊L型棱鏡(4)；其中,所述S偏振光(6)由棱鏡偏振膜(14、15、16)反射到反射式娃上液晶(7)上，當反射式硅上液晶(7)在工作狀態下，S光偏振態改變，成為P光，并反射后，第二次進入六邊L型棱鏡(4 )，所述P偏振光穿透六邊L型棱鏡(4 )，最后進入成像模塊(9 );所述P偏振光(5)由棱鏡偏振膜(14、15、16)反射到反射式硅上液晶(8)上，當反射式硅上液晶(8)在工作狀態下，P光偏振態改變，成為S光，并反射后，第二次進入六邊L 型棱鏡(4)，所述S光經過六邊L型棱鏡(4)兩次反射，最后進入成像模塊(9)，其和第一束P光重合，實現雙偏振態雙圖案輸出立體投影顯示。本技術的另一方面，所述六邊L型棱鏡(4)包含有小三角棱鏡(10、11)、大三角棱鏡(12、13)和偏振膜(14、15、16);所述六邊L型棱鏡(4)包含有小三角棱鏡(10、11 )、大三角棱鏡(12、13 )和偏振膜(14、15、16 )為一整體。本技術的另一方面，所述小三角棱鏡(10、11)與大三角棱鏡(12、13)膠合，其中，所述小三角棱鏡(10、11)與大三角棱鏡(12、13)之間膠合面鍍偏振膜(14、15);所述大三角棱鏡(12、13)之間膠合面鍍偏振膜(16)。本技術的另一方面，所述方形偏振分光棱鏡(3)兩個垂直面出射光為振動方向垂直的兩束偏振光，垂直出射面與偏振片(5、6)以及所述六邊L型棱鏡(4)的小三角棱鏡(10、11)兩側面平行，兩束偏振光分別從小三角棱鏡(10、11)兩側面進入，分別經過偏振膜(14、15)，然后分別以在膜層處發生透射和反射兩種方式第一次從六邊L型棱鏡(4)出射，進入反射式硅上液晶(7、8)，然后由反射式硅上液晶(7、8)反射偏振光束再次進入六邊L型棱鏡(4),分別以在膜層出發生透射和反射兩種方式在偏振膜(16)處合光,從其中一個大三角棱鏡(12、13)出射。本技術的另一方面，所述方形偏振分光棱鏡(3)和偏振片(5、6)為一整體構造，其中方形偏振分光棱鏡(3)可為兩片小三角棱鏡組成。本技術的另一方面，所述光源為可見波段光源，LED光源，或者激光光源。本技術的另一方面，所述液晶投影系統包含有光源(I)、準直勻光模塊(2)、分光合光及圖像加載模組(17、18、19)，合光棱鏡(20)和成像模塊(9)，所述合光棱鏡(20)在模組(17、18、19)之后，模組三個出光面對應于合光棱鏡(20)三個入光面，所述成像模塊(9)位于合光棱鏡(20)出光面之后；所述光源為R/G/B獨立三色光源時，光束經過模組(17、18、19)后，模組中反射硅上液晶只控制單色，模組分時輸出單色圖像，三個模組同一時間輸出同一圖像的RGB三色圖像,進入合光棱鏡(20 )合束，成像模塊(9 )成像，完成圖像輸出。本技術的另一方面，所述光源(I)為R/G/B獨立三色光源時，所述反射式硅上液晶(7、8)控制頻率為180Hz，模組分時輸出三組單色圖像，經過合束成像，實現三組畫立體投影，或六組畫二維投影。 本技術的另一方面，所述光源(I)為R/G/B獨立三色光源時，所述反射式硅上液晶(7、8)控制頻率為240Hz，模組分時輸出四組單色圖像，經過合束成像，實現四組畫立體投影，或八組畫二維投影。本技術的光路的調整和光束合光都是由單個棱鏡完成。與高對比度多棱鏡光路結構相比，兩束光無需經過空氣間隙或者是額外的出光入光面，避免額外的能量損失。光路中只有兩片棱鏡的裝調，元件數量較小，因此棱鏡模塊的裝調難度較小。本技術的雙偏振分光棱鏡反射式硅上液晶投影系統中，為了解決傳統單偏振分光棱鏡由于鍍膜工藝限制導致兩畫面對比度下降的問題，設計了互補的雙偏振分光棱鏡，預留兩處結合面，添加單振動向偏振片，通過提高互為90度的兩束偏振光的純度，提高兩畫面的對比度。與傳統本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種偏振分光棱鏡反射硅上液晶投影光學系統，其特征在于，所述投影光學系統包含有光源（1）、準直勻光模塊（2）、方形偏振分光棱鏡（3）、六邊L型棱鏡（4）、偏振片（5、6）、反射式硅上液晶（7、8）、成像模塊（9）；所述準直勻光模塊（2）位于光源（1）的出射光路上，所述方形偏振分光棱鏡（3）位于準直勻光模塊（2）之后的光路上，所述偏振片（5、6）位于方形偏振分光棱鏡（3）的兩側出射光之后，所述六邊L型棱鏡（4）位于方形偏振分光棱鏡（3）之后，所述反射式硅上液晶（7、8）位于六邊L型棱鏡（4）的第一次出射光之后，所述成像模塊（9）位于六邊L型棱鏡（4）的二次出射光路之后；所述光源（1）發出的光通過準直勻光模塊（2）后，經由方形偏振分光棱鏡（3）分束，經過偏振片（5、6）提高偏振光對比度后，進入六邊L型棱鏡（4），反射式硅上液晶（7、8）將六邊L型棱鏡（4）出射光二次反射進入該棱鏡，實現光路調整及圖像加載，兩束偏振光由六邊L型棱鏡（4）合成單束光進入成像模塊（9）后成像，輸出到投影屏上。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：伍振弋，
申請(專利權)人：伍振弋，
類型：實用新型
國別省市：
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