專利名稱：一種用于光學引擎的照明系統(tǒng)及空間光調(diào)制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光源，特別是一種用來對液晶投影儀中使用的光學引擎進行照明的照明系統(tǒng)，及其照明的空間光調(diào)制器。
背景技術：
光學引擎可以用于液晶和數(shù)碼投影機、液晶和數(shù)碼背投電視，并是它們的核心部件。隨著投影機和背投電視市場的日益擴大，光學引擎有著極為可觀的前景。
據(jù)不完全統(tǒng)計，1997年中國的投影機銷售量為8000臺，而1998年銷售量則為接近2萬臺。2000年銷售量達6～7萬臺2002年達12萬臺。平均年增加率超過20％。
光學引擎與整機的關系好比彩管與彩電。它是投影顯示器的核心部件，它極大地左右和決定了整機的亮度、清晰度、對比度、亮度均勻性、色純度、失真、成本、壽命等指標。低成本規(guī)?；a(chǎn)光學引擎是實現(xiàn)投影產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化的先決條件。
目前在國內(nèi)外的光學引擎照明系統(tǒng)，一般說來采用復眼透鏡加偏光轉(zhuǎn)換器(PBC)的結(jié)構(gòu)，來實現(xiàn)均勻照明及將自然光轉(zhuǎn)換為偏振光的要求。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是效率高，缺點是成本高。照明系統(tǒng)的另一種結(jié)構(gòu)是采用積分器加WG型起偏器。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。缺點是效率低，大約50％的光能量被浪費。
實用新型內(nèi)容針對這種情況，本實用新型的目的是提供一種提高光能利用率結(jié)構(gòu)簡單的偏振光照明系統(tǒng)。
本實用新型的用于光學引擎的照明系統(tǒng)，包括光源，其中光源為超高壓汞燈，還包括橢球形反光碗，并在其光路中依此設置積分腔，非球面透鏡組，偏振分光器，反射鏡，所述超高壓汞燈置于橢球形反光碗中，所述積分腔設在橢球形反光碗的第二焦點處，所述反射鏡設置在偏振分光器的反射光路上，在偏振分光器和反射鏡的光路上分別設置若干透鏡，構(gòu)成二單元復眼透鏡。
本實用新型用于光學引擎的照明系統(tǒng)，其中橢球形反光碗的內(nèi)表面鍍有冷反射光膜。
本實用新型用于光學引擎的照明系統(tǒng)，其中光源中的偏振分光器為線柵型偏振分光器。
本實用新型用于光學引擎的照明系統(tǒng)，其中在偏振分光器光路的出射端設有半波片，以改變偏振光的偏振方向。
本實用新型的空間光調(diào)制其，其中包括上述任意照明系統(tǒng)本實用新型用于液晶投影儀的光學引擎優(yōu)點在于本方案提出了一種新型照明系統(tǒng)。該系統(tǒng)將被線柵型偏振分光器WG反射的能量也利用起來，同原來的積分器結(jié)構(gòu)相比，效率提高約90％。同原來的復眼透鏡結(jié)構(gòu)相比，在較大的F數(shù)時效率稍低(約5％)，在較小的F數(shù)時由于其優(yōu)異的角度特性，效率會反超。因此，使用本照明系統(tǒng)時可以采用較小的F數(shù)，從而提高光能利用率，超過原來的復眼透鏡結(jié)構(gòu)的效率。由于省去了結(jié)構(gòu)復雜的多元復眼透鏡及PBC，使照明系統(tǒng)的成本降低40％以上。
本實用新型用于液晶投影儀的光學引擎的其他細節(jié)和特點可通過閱讀下文結(jié)合附圖詳加描述的實施例即可清楚明了。


圖1是本實用新型用于液晶投影儀光學引擎光源的示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，光源組件1由超高壓汞燈1a(UHP)及橢球反光碗1b組成，超高壓汞燈1a設在橢球反光碗1b的第一個焦點上，反光碗內(nèi)表面鍍有冷反光膜，反射可見光，透射紅外輻射，以控制光學元件的溫升。橢球反射面1b將光源1a發(fā)出的光束聚焦于第二焦點處，該處設有積分腔2，光束進入積分腔2內(nèi)，在其出射端形成均勻的光強分布。非球面透鏡組3將光束準直，4為線柵型偏振分光器(WG)，透射P偏振光同時反射S偏振光。WG的耐熱性能好，更重要的是角度特性不敏感，適用于較小F數(shù)的系統(tǒng)，有利于提高光能利用率。5為反射鏡，調(diào)整S光的方向。6和9，7和10分別構(gòu)成二單元的復眼透鏡，并且透鏡6和9構(gòu)成照明系統(tǒng)的入射光瞳。8為半波片，將P偏振光轉(zhuǎn)變?yōu)镾偏振光。至此，實現(xiàn)了光束均勻化及將光源發(fā)出的自然光轉(zhuǎn)變?yōu)橥黄駪B(tài)的偏振光的目的。再與適當?shù)闹欣^透鏡組進行組合，即可對空間光調(diào)制器實現(xiàn)偏振光的均勻照明。
權利要求1.一種用于光學引擎的照明系統(tǒng)，包括光源，其特征在于光源為超高壓汞燈或其他點光源，還包括橢球形反光碗，并在其光路中依次設置積分腔，非球面透鏡組，偏振分光器，反射鏡，所述超高壓汞燈置于橢球形反光碗中，所述積分腔設在橢球形反光碗的焦點處，所述反射鏡設置在偏振分光器的反射光路上，在偏振分光器和反射鏡的光路上分別設置若干透鏡，構(gòu)成二單元復眼透鏡，
2.根據(jù)權利要求1所述的照明系統(tǒng)，其特征在于橢球形反光碗的內(nèi)表面鍍有冷反射光膜。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的照明系統(tǒng)，其特征在于光源中的偏振分光器為線柵型偏振分光器。
4.根據(jù)權利要求3所述的照明系統(tǒng)，其特征在于在偏振分光器光路的出射端設有半波片，以改變偏振光的偏振方向。
5.一種空間光調(diào)制器，其特征在于包括權利要求1，2，4所述的照明系統(tǒng)。
6.一種空間光調(diào)制器，其特征在于包括權利要求3所述的照明系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型的用于光學引擎的光源系統(tǒng)，包括光源，還包括橢球形反光碗，并在其光路中依此設置積分腔，非球面透鏡組，偏振分光器，反射鏡，所述超高壓汞燈置于橢球形反光碗中，積分腔設在橢球形反光碗的第二焦點處，反射鏡設置在偏振分光器的反射光路上，在偏振分光器和反射鏡的光路上分別設置若干透鏡，構(gòu)成二單元復眼透鏡，該系統(tǒng)將被線柵型偏振分光器反射的能量也利用起來，同原來的積分器結(jié)構(gòu)相比，效率提高約90％。同原來的復眼透鏡結(jié)構(gòu)相比，在較小的F數(shù)時由于其優(yōu)異的角度特性，效率會反超。從而提高光能利用率，超過原來的復眼透鏡結(jié)構(gòu)的效率。由于省去了結(jié)構(gòu)復雜的多元復眼透鏡及PBC，使照明系統(tǒng)的成本降低40％以上。
文檔編號G03B21/20GK2634506SQ03208859
公開日2004年8月18日 申請日期2003年9月2日 優(yōu)先權日2003年9月2日
發(fā)明者趙福庭, 孫紅兵 申請人:北京電影機械研究所