[实用新型]高光效三色光源单片式液晶投影系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及液晶投影技术，特别涉及一种提高了光利用率的具有三色光源、单成像芯片的液晶投影系统。

背景技术

合光棱镜(X-cube)是用来合成红、蓝、绿三色光线的，它一般为立方体状棱镜，两个对角面被交线分成四个交叉面，这四个交叉面上分别镀有不同特性的光学薄膜，用来透射特定的颜色偏振状态光、及反射特定的颜色偏振状态光。

图1公布了一种利用上述合光棱镜的单芯片液晶投影系统，用红、绿、蓝光源1r、1g、1b作为照明光源，合光棱镜2合成该三色光源发出的光为一束，射入偏振分光器3，该偏振分光器3将S偏振光反射进入成像液晶面板4，该成像液晶面板4将S偏振光调制成P偏振光并携带图像信号输出，然后该附有图像信息的P偏振光经偏振分光器3透射出，进入投影透镜5，最后被投射到屏幕上显示。

显然，成像液晶面板4只利用到了照明光束中的S偏振光，即其他50％的光束：P偏振光全部透射出偏振分光器3损失掉，光利用率如此低，这便是目前单芯片液晶投影系统的图像显示画面较暗的主要原因之一。所述损失掉的P偏振光实际上包括两个部分：一是偏振分光器3分离出的P偏振光全部损失掉，二是还包括合光棱镜2在合成光束过程中损失掉的部分P偏振光。

单芯片液晶投影系统成本很低，为了更进一步提升其市场竞争力，首要解决的问题便是提高其光效，以改善投影图像画面品质。

发明内容

本实用新型的目的即是为了解决上述问题，改进的三色光源单片式液晶投影系统具有高光效，光源发出的光束全部转换为S偏振光，最终从合光立方体棱镜出射的光能够全部被成像液晶芯片利用，提高了投影显示亮度。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种高光效三色光源单片式液晶投影系统，它包括红、绿、蓝三光源、合光立方体棱镜、偏振分光器、成像芯片和投影透镜，所述红、绿、蓝三光源分别位于合光立方体棱镜的三个侧面，输出的光被合光立方体棱镜合成为一束光射入偏振分光器，该偏振分光器分离出偏振光提供给成像芯片，该成像芯片调制出图像光最后从投影透镜射出，其中：在每个光源与合光立方体棱镜之间设有一个偏振转换器。

每个光源发出的光经偏振转换器后全部转换为S偏振光进入合光立方体棱镜。

在上述基础上，更进一步的技术方案为：

所述偏振转换器是由两个平行四边形棱镜和夹在其中间的一个等边直角三角形棱镜合成为一个截面为等腰梯形的棱镜，在该两个平行四边形棱镜与等边直角三角形棱镜的结合面上涂覆有偏振分光膜层以形成偏振分光面，平行四边形棱镜的另一侧斜面上涂覆有反射膜层以形成反射面，在该等边直角三角形棱镜的底面上还胶合有一个与该底面等面积的二分之一波片。

所述偏振转换器与合光立方体棱镜胶合成一体。

所述红、绿、蓝三光源为相应颜色的LED光源或激光光源。

所述成像芯片为LCOS液晶面板。

本实用新型相较于现有技术的改进之处在于：

在红、绿、蓝三光源与合光立方体棱镜之间均设置一个偏振转换器，可将光源发出的光束全部转化为S偏振光后再射入合光立方体棱镜进行合成，该合光立方体棱镜合成后的光束为S偏振光，射入偏振分光器后全部反射照明成像芯片，即避免了光损失，本实用新型显著地提高了光效，改善了投影图像亮度。

附图说明

图1为背景技术中三光源单芯片液晶投影系统的示意图。

图2为本实用新型液晶投影系统的示意图。

图3为本实用新型所述偏振转换器的结构及工作原理示意图。

图4为本实用新型中红绿蓝光源发出的光经偏振转换器之后分别输出各颜色S偏振光束进入合光立方体棱镜被合成的光路示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

请参照图2，一种高光效三色光源单片式液晶投影系统，它包括红绿蓝三光源1r、1g、1b，合光立方体棱镜2、偏振分光器3、成像芯片4和投影透镜5，所述红绿蓝三光源1r、1g、1b位于合光立方体棱镜2的三个侧面，分别输出光进入合光立方体棱镜2被合成为一束光射入偏振分光器3，该偏振分光器3分离出偏振光提供给成像芯片4，该成像芯片4调制出图像光先透过偏振分光器3最后从投影透镜5射出，其中在每个光源与合光立方体棱镜2之间设有一个偏振转换器6，总共设置三个偏振转换器6，红绿蓝三光源1r、1g、1b发出的光经该偏振转换器6后全部转换为S偏振光进入合光立方体棱镜2。