[发明专利]可提升影像效能的液晶投影系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种液晶投影系统，特别是关于一种利用三片反射式液晶板作影像投影输出的可提升影像效能的液晶投影系统。

背景技术

液晶投影机内部架构按照其内部的液晶板可分为单片式和三片式两种。单片式的投影机分辨率低，亮度也低，但价格较便宜，而三片式的投影机则具有高分辨率、高亮度的优点，但价格较贵。三片式投影机的工作原理为：将来自光源的白光分解为红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色，使该三原色光分别进入红色、绿色和蓝色的液晶显示板，然后将从各液晶显示板反射的该三原色光重新组合并经由一投影透镜投射到屏幕上。

现有的三片式液晶投影机，从光源开始到屏幕之间，依次通常包括Integrator(镜片阵列)、PBS(Polarization Beam Splitter)阵列、Condense Lens(聚光镜)、Dichroic Mirror(双色镜)、ReflectingMirror(折射镜)、X-cube(双色棱镜)、Projection Lens(投影镜头)等光学元件。Integrator将光源分布重新整理，使光源的能量分布均匀，并将圆形照明分布转换成LCD面板的长方形；PBS阵列将不同极化方向的光做转换，以提高光源能量的利用效率；Condense Lens使光路维持收敛状态，使光能量平行传递；Dichroic Mirror是光学镀膜产品，能将白光分离成R、G、B三种不同频谱的色光；ReflectingMirror反射光使光路改变；X-cube将经过LCD调变后的R、G、B三色光合并；最后经由Projection Lens将影像放大投影到屏幕上。

图1为美国专利第6,819,497号所揭示的现有的一种三片式液晶投影系统的架构示意图，包括一光源36、4个偏极光分色棱镜PBS31、32、33、34，以及反射式液晶板39R、39G、39B。其中，PBS 32、33、34粘合成一体，光源36和PBs 31之间设有一选色偏光板37，PBS 32和34之间设有一玻璃片35，PBS 33和34之间也设有一选色偏光板38。

在该系统中，从光源36射出的三原色光R_S、G_S、B_S经由选色偏光板37后转换为R_S、G_P、B_S入射第一PBS 31。该三原色光R_S、G_P、B_S中的双原色光R_S和B_S经第一PBS 31反射并经选色偏光板30转换后变为R_P和B_S入射第三PBS33，而单原色光G_P穿透第一PBS 31入射至第二PBS32。R_P光穿透第三PBS 33入射至反射式液晶板39R，经调变后变为R_S光返回第三PBS 33，再经第三PBS 33反射至选色偏光板38转换成R_P光入射第四PBS 34；B_S光经第三PBS 33反射至反射式液晶板39B，经调变后变为B_P光返回并穿透第三PBS 33而入射第PBS 34；而G_P光入射并穿透第二PBS 32后入射反射式液晶板39G，经调变后变为G_S光经由第二PBS 32反射后入射至第四PBS 34。因此，入射第二、第三和第四PBS 32、33、34的原色光分别为G_P；R_P、B_S；以及R_P、B_P、G_S。而已知S偏极光在PBS内的有效利用率为99％，但P偏极光则只有90％的利用率，其余10％会有干涉现象而产生色相偏离现象，因此，该系统多以P偏极光进入第二、第三和第四PBS 32、33、34会降低原色光的使用效率，而导致光色偏离问题的产生并影响对比度。

此外，该系统共包括了4个偏极光分色棱镜PBS 31、32、33、34，并且进一步额外设有选色偏光板37、38和玻璃片35，这样将会增加系统元件的数目，而使整个系统架构的体积变大并使成本增加。

发明内容