專利名稱：一種提高微顯示光引擎對比度的新型系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微顯示光引擎投影顯示領(lǐng)域，特別是LCD、 LCOS、 DLP光學 引擎投影顯示領(lǐng)域。
技術(shù)背景微顯示光學引擎廣泛應用在教學、政府機關(guān)、企業(yè)、家庭、影院等領(lǐng)域。隨 著時代的發(fā)展人們對微顯示投影機的顯示效果提出了更高的要求亮度更高、 色彩更艷麗、更能表現(xiàn)景象的細微層次。微顯示光學引擎以微顯示面板作為光 調(diào)制器件，也作為整個投影系統(tǒng)的像源，通過照明系統(tǒng)的照明，由投影系統(tǒng)成 像到接收屏幕上。LCD、 LCOS Panel利用不同電壓作用下液晶分子的轉(zhuǎn)動角度 不同控制光線的通過率，作為光閥不能把正入射/斜入射光完全關(guān)掉，會有部分 光線滲過，影響圖像的對比度；DMDchip由若干微反射鏡組成，通過控制微反 射鏡的開關(guān)狀態(tài)控制光線的通過，雖然可以關(guān)掉所有入射光，提高了圖像的對 比度，但圖像的均勻度無法同時提高。目前提高圖像對比度的方法主要有兩種 利用動態(tài)光圈控制顯示昏暗圖像時光能通過量；二是通過電路根據(jù)圖像的亮暗 動態(tài)控制光能的輸出，使昏暗圖像也能以全灰階顯示。這兩種方法都相對復雜。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明由偏光照明部分、波片衰減部分、分合色部分和投影顯示部分組成。 照明部分通過PCS( Polarization conversion system)把燈源發(fā)出的自然光轉(zhuǎn)變成 部分偏振光，波片衰減部分由波片和機械結(jié)構(gòu)組成繞光軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，通過波片 的旋轉(zhuǎn)控制出射偏振光的偏振態(tài)，通過后面的偏振片控制照明部分光能的通過 率，使昏暗光線也能全灰階顯示，提高昏暗圖像的對比度。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單， 易于控制，易于實現(xiàn)批量化生產(chǎn)。附圖簡要描述

圖1為偏光照明光路圖。圖2為波片衰減部分原理圖。圖3為本發(fā)明的第一個實施例。圖4為本發(fā)明的第二個實施例。
具體實施方式
圖l為偏光照明光路圖。圖a中由拋物面燈源101發(fā)出的光線經(jīng)第一塊復 眼透鏡102、第二塊復眼透鏡103會聚到PCS 104的PBS膜上，P波透過PBS膜 由1/2波片轉(zhuǎn)變?yōu)镾波進入照明透鏡，S波由PBS膜反射再經(jīng)過PCS反射膜的反 射進入照明透鏡105、 107。由光源101發(fā)出的自然光經(jīng)過PCS 104轉(zhuǎn)變?yōu)椴糠?偏振光；圖b中由橢球面燈源101發(fā)出的光線由光管IIO勻光經(jīng)過準直透鏡111 準直進入PCS 104;透過PBS膜的P波經(jīng)過1/2波片轉(zhuǎn)變?yōu)镾波，S波經(jīng)過PBS 和棱鏡反射面的反射進入照明透鏡105、 107。 108為照明系統(tǒng)中的偏光片。109為 照明系統(tǒng)形成的光斑。由拋物面或橢球面燈源101發(fā)出的光線經(jīng)過PCS 104變 為部分偏振光。在垂直光傳播方向的截面上，某一方向的光振動最強，另--方 向最弱。當波片106繞光軸旋轉(zhuǎn)時照明光斑109會出現(xiàn)亮暗變化。圖2為波片衰減部分原理圖。212為1/2波片206的光軸，213為入射偏振 光電矢量Ei振動方向，214為從波片出射光E。的振動方向。出射光E。相對于入 射光Ei旋轉(zhuǎn)了 2倍的入射光Ei和光軸212的交角。e為入射光的振動方向Ei和 光軸212的夾角。透過照明系統(tǒng)中的偏振片208的光線由(1)式?jīng)Q定，215為偏 振片208的透光軸。E"E。c。s(2e)當波片206旋轉(zhuǎn)時，出射光線的偏振方向以二倍角度旋轉(zhuǎn)，隨著角度e的變化，輸出光線的振幅呈29余弦函數(shù)變化，根據(jù)圖像的亮暗變化控制波片的轉(zhuǎn)角， 就可以達到提高圖像對比度的目的。圖3為本發(fā)明的第一個實施例。從PCS 304出射的部分偏振光，由照明透 鏡305、 307、 320、 321、 323形成照明光斑由二向色濾光片316、 318分成紅、 綠、藍三色光分別照明LCD Panels 308。 306為1/2波片，繞著照明光路光軸 旋轉(zhuǎn)，當波片的光軸和S波或P波重合時光線通過率最高，當波片光軸和S波 或P波夾角45°時光線通過率最低。在最大和最小之間光線通過率按余弦平方 規(guī)律變化。根據(jù)投影圖像的亮暗轉(zhuǎn)動波片的角度，提高了暗圖像的對比度。322、 324、 3'27為反射鏡，317、 319、 325、 326、 328、 329為偏振片，330為X-Cube, 331、 332為330的分色膜。333為投影鏡頭。圖4為本發(fā)明的第二個實施例。由橢球面光源401發(fā)出的光線進入光管410勻 光，由準直透鏡411準直進入PCS404中，出射光為S波。1/2波片406繞著光 軸旋轉(zhuǎn)，當波片光軸和S波(或P波)重合時光線通過率最高，當波片旋轉(zhuǎn) (2k+l)兀/4， k=0，l，2，3......時光線通過率最低，在最大和最小之間光線通過率按余弦平方規(guī)律變化。408為照明部分偏光片，409為微顯示元件——LCD、 DLP、 或LCOS Panel， 434為照明/導光棱鏡，色輪435對入射光時序分光，分時照明 微顯示面板。根據(jù)投影圖像的亮暗轉(zhuǎn)動波片406的角度，提高暗圖像的對比度。
權(quán)利要求
1. 提高微顯示光引擎對比度的新型系統(tǒng)包括偏振光照明系統(tǒng)、波片衰減系統(tǒng)和投影系統(tǒng)。
2. 如權(quán)利1所述的偏振光照明系統(tǒng)對微顯示面板照明。
3. 如權(quán)利1所述的投影系統(tǒng)把微顯示面板產(chǎn)生的圖像成像到接收屏幕上。
4. 如權(quán)利1所述的波片衰減系統(tǒng)位于偏振光照明系統(tǒng)中。
5. 如權(quán)利4所述的波片衰減系統(tǒng)由波片和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)組成。
6. 如權(quán)利要求5所述的波片表面法線和照明系統(tǒng)光軸平行。
7. 如權(quán)利要求5所述的波片為任意級數(shù)波片。
全文摘要
本發(fā)明屬于微顯示光引擎投影顯示領(lǐng)域，特別是LCD、LCOS、DLP光學引擎投影顯示領(lǐng)域。LCD、LCOS Panel作為光閥不能把正入射/斜入射光完全關(guān)掉，影響圖像的對比度；DMD chip雖然可以關(guān)掉所有入射光，提高了圖像的對比度，但圖像的均勻度無法同時提高。本發(fā)明由偏光照明部分、波片衰減部分、分合色部分和投影顯示部分組成。照明部分通過PCS把燈源發(fā)出的自然光轉(zhuǎn)變成部分偏振光，波片衰減部分由波片和機械結(jié)構(gòu)組成繞光軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，通過后面的線偏振片控制光線的通過量，提高暗圖像的對比度。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，易于控制，易于實現(xiàn)批量化生產(chǎn)。
文檔編號G02B27/28GK101216608SQ200710004188
公開日2008年7月9日 申請日期2007年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月4日
發(fā)明者樊思民 申請人:樊思民