[实用新型]一种偏振分光棱镜反射硅上液晶投影光学系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种液晶投影系统，更具体的说，本实用新型涉及一种偏振分光棱镜反射硅上液晶投影光学系统，其利用特殊结构偏振棱镜对光束进行双束分离，提纯及合光，实现偏振光再利用投影显示。

背景技术

近年来，投影机逐渐由专业型应用向超大屏幕高分辨率工程投影和向微型化、高度集成化、便携式这两个方向发展，广泛的融入到生产，教学，影院，家庭各个领域中，成为主流的显示技术。而在反射式硅上液晶进一步发展的基础上，偏振式投影以其光输出量高，光学引擎小，投影分辨率高等特点，成为投影技术研究的热点。反射式硅上液晶投影系统有双光源式，双镜头式，单光源单镜头式等。双光源式在传统结构上加入了第二个光源，以及第二路反射硅上液晶控制系统，提高光能量，实现两幅画面同时输出，但是，实际装调存在两光源色温及亮度无法一致的技术难点。

双镜头式结构改善了双光源式结构的不足，同时也引入了画面重合的装调问题。单光源单镜头式可以使光路简洁，装调容易，结构更加紧凑，成本低，并且实现偏振光再利用，是三种方式中光利用率最高的。单光源单镜头式主要有单片偏振分光棱镜和多片偏振分光棱镜两种。单片偏振分光棱镜结构简洁，适合便携式小型投影机和手持式微型投影机，不足在于，光学引擎立体效果的实现主要依赖于偏振分光棱镜这一器件。

目前偏振分光棱镜的镀膜工艺限制了两幅投影画面对比度的一致性，因此该方式实现立体投影的效果不是很好。多片偏振分光棱镜式结构比前者复杂，可在该分光结构内部多处添加偏振片提高光学对比度，实现高清立体投影。由于引入了多个光学元件，光能量大大下降，能量利用率低于前者。

实用新型内容

针对现有技术中的技术缺陷，本实用新型提出了一种偏振分光棱镜反射式硅上液晶投影系统。

本实用新型通过以下技术方案来实现：

所述投影光学系统包含有光源（1）、准直匀光模块（2）、方形偏振分光棱镜（3）、六边L型棱镜（4）、偏振片（5、6）、反射式硅上液晶（7、8）、成像模块（9）；

    所述准直匀光模块（2）位于光源（1）的出射光路上，所述方形偏振分光棱镜（3）位于准直匀光模块（2）之后的光路上，所述偏振片（5、6）位于方形偏振分光棱镜（3）的两侧出射光之后，所述六边L型棱镜（4）位于方形偏振分光棱镜（3）之后，所述反射式硅上液晶（7、8）位于六边L型棱镜（4）的第一次出射光之后，所述成像模块（9）位于六边L型棱镜（4）的二次出射光路之后；

    所述光源（1）发出的光通过准直匀光模块（2）后，经由方形偏振分光棱镜（3）分束，经过偏振片（5、6）提高偏振光对比度后，进入六边L型棱镜（4），反射式硅上液晶（7、8）将六边L型棱镜（4）出射光二次反射进入该棱镜，实现光路调整及图像加载，两束偏振光由六边L型棱镜（4）合成单束光进入成像模块（9）后成像，输出到投影屏上。

本实用新型的另一方面，所述六边L型棱镜（4）包含有偏振膜（14、15、16），所述光源（1）发出的光通过准直匀光模块（2），经过方形偏振分光棱镜（3）分成振动方向互为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，从方形偏振分光棱镜（3）透射面出射的部分偏振光经过P振动向P偏振片（5）后，得到纯度较高的P偏振光，从方形偏振分光棱镜（3）反射面出射的部分偏振光经过S振动向S偏振片（6）后，得到纯度较高的S偏振光，P、S偏振光（5、6）提高偏振光的对比度后，进入六边L型棱镜（4）；

其中，所述S偏振光（6）由棱镜偏振膜（14、15、16）反射到反射式硅上液晶（7）上，当反射式硅上液晶（7）在工作状态下，S光偏振态改变，成为P光，并反射后，第二次进入六边L型棱镜（4），所述P偏振光穿透六边L型棱镜（4），最后进入成像模块（9）；

所述P偏振光（5）由棱镜偏振膜（14、15、16）反射到反射式硅上液晶（8）上，当反射式硅上液晶（8）在工作状态下，P光偏振态改变，成为S光，并反射后，第二次进入六边L型棱镜（4），所述S光经过六边L型棱镜（4）两次反射，最后进入成像模块（9），其和第一束P光重合，实现双偏振态双图案输出立体投影显示。

本实用新型的另一方面，所述六边L型棱镜（4）包含有小三角棱镜（10、11）、大三角棱镜（12、13）和偏振膜（14、15、16）；所述六边L型棱镜（4）包含有小三角棱镜（10、11）、大三角棱镜（12、13）和偏振膜（14、15、16）为一整体。