[实用新型]一种单片式液晶投影系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高对比度、高光效的单片式液晶投影系统。

背景技术

传统的单芯片反射式液晶投影系统可归纳如图1和图2所示，包括光源1、偏振分光器(PBS)2、反射式液晶芯片3和投影透镜4。光源1可为各种类型的光源，本身可能含有滤光片(去除紫外红外光)、聚焦透镜组或者光棒等，光源1发射出非偏振光，进入偏振分光器2后分离出相互垂直的P偏振光和S偏振光。其中偏振分光器2一般为标准的立方体状，由两块棱镜合成，对角面上涂覆偏振分光膜层构成偏振分光面。在图1中，反射式液晶芯片3位于接收从偏振分光器2出射的S偏振光的位置，该反射式液晶芯片3将入射的S偏振光调制成P偏振图像光出射，然后直接经过偏振分光器2透射出，进入投影透镜4。在图2中，反射式液晶芯片3位于接收从偏振分光器2出射的P偏振光的位置，该反射式液晶芯片3将入射的P偏振光调制成S偏振图像光出射，然后进入偏振分光器2，被该偏振分光器2的偏振分光面反射出，最后进入投影透镜4。

显然，图1中从偏振分光器2分离出的P偏振光将损失掉，图2中从偏振分光器2分离出的S偏振光将损失掉，而且P偏振光或者S偏振光在光路传输过程中由于透过率或反射率的问题，还进一步存在光损失。故现有技术中单芯片液晶投影系统的光效较低，同时明显的缺点是对比度较差。通常使用一个偏振转换器(PCS)来提高光效，该PCS用于将来自光源的非偏振光全部转换为P偏振光或者S偏振光。在图1的光源1和偏振分光器2之间设置一个出射S偏振光的PCS，那么进入PBS的光将全部为S偏振光，提供给液晶芯片3照明，基本上不产生P偏振光的损失。同理，若在图2的光源1和偏振分光器2之间设置一个出射P偏振光的PCS，那么进入PBS的光将全部为P偏振光，提供给液晶芯片3照明，基本上不产生S偏振光的损失。

增加使用PCS的单芯片液晶投影系统虽然提高了光效，但图像显示对比度仍然没有得到改善。

实用新型内容

本实用新型的目的即是为了克服上述缺陷，提供一种高对比度的单片式液晶投影系统，该液晶投影系统打破了常规设计思维，通过将背景技术中所处位置的偏振分光器翻转90°，该偏振分光器便可将入射的P偏振光转换为S偏振光出射，然后用液晶面板接收该S偏振光。通过充分利用P偏振光在偏振分光器中高透过率、S偏振光高反射率的特点，该液晶投影系统显著增加了明场中的成像光量，减少了暗场中的成像光亮，即该液晶投影系统显著提高了图像对比度，且对作为照明光的P偏振光的利用率很高。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种单片式液晶投影系统，包括光源、偏振转换器、偏振分光器、单片液晶面板和投影透镜构成投影光路，其中偏振转换器位于光源和偏振分光器之间，该偏振转换器将来自于光源的非偏振光全部转换为P偏振光后射向偏振分光器，其中：

(1)所述偏振分光器内的偏振分光面位于将入射的P偏振光转换为S偏振光出射的位置。

(2)所述单片液晶面板接收上述S偏振光并调制成P偏振图像光出射，然后经过偏振分光器透射出，提供给投影透镜。

在上述结构基础上，进一步的：

所述偏振转换器胶合在在偏振分光器的端面上。

所述偏振转换器由两块棱镜合成，该两块棱镜的结合面上镀有偏振分光膜，其中一块棱镜的斜面上还镀有反射膜，该棱镜的光出射面上还设置有四分之一波片。

或者所述偏振转换器由三块线性排列的棱镜合成，在棱镜之间的结合面上镀有偏振分光膜层，中间的棱镜出射P偏振光，两侧的棱镜出射S偏振光，在该两侧的棱镜的光出射面上还设置有四分之一波片。

或者所述偏振转换器为由若干个棱镜线性排列结合在一起所构成的PCS阵列，该每个PCS均出射P偏振光。

所述光源为金属灯或LED光源或激光光源。

所述液晶面板为LCOS。

相较于现有技术，本实用新型产生的有益效果为：

所述偏振转换器用于将来自光源的非偏振光转化为P偏振光，然后该P偏振光提供给偏振分光器，通过利用P偏振光纯度高、在偏振分光器中高透过率的特点，本实用新型提供的液晶投影系统可充分利用作为照明光的P偏振光，提高了光效。