專利名稱：一種偏光式立體投影光機(jī)引擎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及偏光式3D投影技術(shù)，特別是涉及一種偏光式立體投影光機(jī)引擎。
背景技術(shù)：
近年來，反射式立體投影技術(shù)已得到廣泛的認(rèn)可，尤其是反射式硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，縮略詞為LCOS)技術(shù)的成熟，使投影顯示技術(shù)出現(xiàn)了巨大突破，成本的進(jìn)一步降低，微型投影儀的出現(xiàn)，使投影儀市場從商務(wù)、教育領(lǐng)域逐漸投向了家庭個(gè)人的娛樂應(yīng)用。立體影視市場的繁榮，進(jìn)一步拓寬了立體家庭影院的市場。立體電視成本高，便攜性差，微型立體投影是未來立體家庭影院的發(fā)展趨勢。基于偏振光的立體投影技術(shù)的核心是偏振分光技術(shù)，用分光光路系統(tǒng)將入射光束分離成偏振方向相互垂直的兩路線偏振光作為照明光束，經(jīng)顯示裝置調(diào)制成帶有圖像信息的光束，觀眾帶上偏振方向與圖像光束偏振方向?qū)?yīng)的眼鏡即可看到立體圖像。如圖1所示，傳統(tǒng)的光機(jī)引擎采用自然光作為光源，利用分光/合光路系統(tǒng)的光學(xué)偏振器件調(diào)制出線偏振光，但由于光學(xué)偏振器件的消光比并不理想，其僅能夠得到部分偏振光而無法得到完全的線偏振光(或者高偏振度的線偏振光)，從而導(dǎo)致投影的圖像對比度不高。名詞解釋消光比二個(gè)偏振元件Pl和P2左右排置放著，如我們稱Pl為起偏器，透過Pl的光為線偏振光，稱P2為檢偏器，如果Pl和P2的光軸一致，則透過P2的光強(qiáng)最強(qiáng)，如果Pl 和P2的光軸相差90度，則光強(qiáng)最暗。最大透過光強(qiáng)與最小/暗透過光強(qiáng)之比稱為消光比。偏振度線偏振光在總光強(qiáng)中所占的比例。一般而言，偏振度在0(自然光)與 1(全偏振)間變化。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠有效提高影像對比度的LCOS 偏光式立體投影光機(jī)引擎。本實(shí)用新型的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以解決一種偏光式立體投影光機(jī)引擎，包括光源組件、分光/合光光路系統(tǒng)、投影鏡頭； 所述光源組件發(fā)出的光通過所述分光/合光光路系統(tǒng)的入口入射至所述分光/合光光路系統(tǒng)，經(jīng)分光/合光系統(tǒng)調(diào)制成偏振態(tài)相垂直的偏振光束后進(jìn)入所述投影鏡頭，其中所述光源組件包括第一光源、第二光源、透射P偏振光而反射S偏振光或透射S偏振光而反射P 偏振光的第一偏振分光器、透射P偏振光的第一線偏振片、以及透射S偏振光的第二線偏振片，所述第一線偏振片、第二線偏振片分別設(shè)置在所述第一偏振分光器的兩個(gè)光束入口 ；所述第一光源發(fā)出的光束透射所述第一線偏振片后從所述第一偏振分光器的第一入口入射， 所述第二光源發(fā)出的光束透射所述第二線偏振片后從所述第一偏振分光器的第二入口入射，所述第一偏振分光器的出射光從所述分光/合光光路系統(tǒng)的入口入射至所述分光/合光光路系統(tǒng)。 優(yōu)選地，所述分光/合光光路系統(tǒng)包括透射P偏振光而反射S偏振光或透射S偏振光而反射P偏振光的第二偏振分光器、第一反射式電光調(diào)制器和第二反射式電光調(diào)制器， 所述第一反射式電光調(diào)制器和第二反射式電光調(diào)制器分別位于所述第二偏振分光器相鄰的兩個(gè)出射口。優(yōu)選地，所述第一反射式電光調(diào)制器和第二反射式電光調(diào)制器為反射式硅基液晶面板。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果包括利用兩個(gè)線偏振片將分別有兩個(gè)光源發(fā)出的光束進(jìn)行起偏，形成偏振方向相互垂直的兩束線偏振光，然后再通過偏振分光器對該兩束線偏振進(jìn)行二次選擇，最后通過第二偏振分光器對兩束線偏振光進(jìn)行第三次的選擇，從而形成一束由高偏振度的P偏振光和S偏振光組成的光束作為偏光式立體投影光機(jī)引擎的光源，能夠有效地提高偏光式投影機(jī)的影像對比度。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的偏光式立體投影光機(jī)引擎的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1的偏光式立體投影光機(jī)引擎的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例2的偏光式立體投影光機(jī)引擎的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例3的偏光式立體投影光機(jī)引擎的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例4的偏光式立體投影光機(jī)引擎的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面對照附圖并結(jié)合優(yōu)選具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的闡述。實(shí)施例1如圖2所示，本實(shí)施例的偏光式立體投影光機(jī)引擎包括光源組件100、分光/合光光路系統(tǒng)200、投影鏡頭300 ；光源組件100的出射光通過分光/合光光路系統(tǒng)200的入口入射至分光/合光光路系統(tǒng)200，經(jīng)分光/合光系統(tǒng)調(diào)制成偏振態(tài)相垂直的偏振光束后進(jìn)入所述投影鏡頭300。其具體結(jié)構(gòu)如下光源組件100由第一光源101、第二光源102、透射P偏振光而反射S偏振光的第一偏振分光器105、透射P偏振光的第一線偏振片103、以及透射S偏振光的第二線偏振片 104組成，第一線偏振片103、第二線偏振片104分別設(shè)置在第一偏振分光器105的兩個(gè)光束入口，用于對入射至第一偏振分光器105的光束進(jìn)行起偏；第一光源101發(fā)出的第一光束投射在第一線偏振片103上，第一光束透射第一線偏振片103時(shí)，其S偏振光分量被第一線偏振片103反射和吸收，而P偏振光分量透射后從第一偏振分光器105的第一入口入射；第二光源102發(fā)出的第二光束投射在第二線偏振片104上，第二光束透射第二線偏振片104 時(shí)，其P偏振光分量被第二線偏振片104反射和吸收，S偏振光分量透射后從第一偏振分光器105的第二入口入射；第一偏振分光器105對入射的兩束光束進(jìn)行再次選擇后，形成一束由高偏振度的S偏振光和P偏振光組成的光束，該光束從分光/合光光路系統(tǒng)的入口入射至所述分光/合光光路系統(tǒng)。其中，第一線偏振片104與第二線偏振片104性能參數(shù)要求為當(dāng)入射光為平行光時(shí)其透射率T>50%，視場角>士45°，消光比會100 :1。[0023]本實(shí)施例的分光/合光光路系統(tǒng)200由反射S偏振光分量而透射P偏振光分量的第二偏振分光器201、第一反射式電光調(diào)制器202和第二反射式電光調(diào)制器203組成，第一反射式電光調(diào)制器202和第二反射式電光調(diào)制器203分別位于第二偏振分光器201的S偏振光分量和P偏振光分量出射光路上，分別用于對S偏振光分量和P偏振光分量進(jìn)行調(diào)制 S偏振光分量被調(diào)制成帶有圖像信息的P偏振光、P偏振光分量被調(diào)制成帶有圖像信息的S 偏振光，調(diào)制后的P偏振光和S偏振光分別被反射回第二偏振分光器105，然后從出射口出射進(jìn)入投影鏡頭300。本實(shí)施例的第一反射式電光調(diào)制器202和第二反射式電光調(diào)制器203均采用反射式硅基液晶面板；第一偏振分光器、第二偏振分光器優(yōu)選均采用偏振分光棱鏡或光柵偏振分光器。第一偏振分光器和第二偏振分光器的參數(shù)為Rs > 0. 8 ；Tp > 0. 8 ；分光系數(shù)
空為0.9彡生彡丄；反射光消光比蕓為> 100 1 ；透射光消光比竺為里> RsRsPp ΦTs Ts
100 1 ；其中，Rs為對S-偏振光的反射率，Rp為對P-偏振光的反射率，Ts為對S-偏振光的透射率，Tp為對P-偏振光的透射率。本實(shí)施例第一偏振分光器和第二偏振分光器均采用透射P-偏振光而反射S-偏振光的偏振分光棱鏡，但在具體應(yīng)用時(shí)，偏振分光器透射P-偏振光還是S-偏振光可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，并不限于本實(shí)施例的透射P-偏振光而反射 S-偏振光。實(shí)施例2本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處僅在于，本實(shí)施例的第一偏振分光器105、第二偏振分光器201均采用光柵偏振分光器。實(shí)施例3本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處僅在于，本實(shí)施例的第一偏振分光器105采用光柵偏振分光器，而第二偏振分光器201采用偏振分光棱鏡。實(shí)施例4本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處僅在于，本實(shí)施例的第一偏振分光器105采用偏振分光棱鏡，而第二偏振分光器201采用光柵偏振分光器。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種偏光式立體投影光機(jī)引擎，包括光源組件、分光/合光光路系統(tǒng)、投影鏡頭；所述光源組件發(fā)出的光束通過所述分光/合光光路系統(tǒng)的入口入射至所述分光/合光光路系統(tǒng)，經(jīng)分光/合光光路系統(tǒng)調(diào)制成偏振態(tài)相垂直的偏振光束后進(jìn)入所述投影鏡頭，其特征在于所述光源組件包括第一光源、第二光源、透射P偏振光而反射S偏振光或透射S偏振光而反射P偏振光的第一偏振分光器、透射P偏振光的第一線偏振片、以及透射S偏振光的第二線偏振片，所述第一線偏振片、第二線偏振片分別設(shè)置在所述第一偏振分光器的兩個(gè)光束入口 ；所述第一光源發(fā)出的光束透射所述第一線偏振片后從所述第一偏振分光器的第一入口入射，所述第二光源發(fā)出的光束透射所述第二線偏振片后從所述第一偏振分光器的第二入口入射，所述第一偏振分光器的出射光從所述分光/合光光路系統(tǒng)的入口入射至所述分光/合光光路系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏光式立體投影光機(jī)引擎，其特征在于所述分光/合光光路系統(tǒng)包括透射P偏振光而反射S偏振光或透射S偏振光而反射P偏振光的第二偏振分光器、第一反射式電光調(diào)制器和第二反射式電光調(diào)制器，所述第一反射式電光調(diào)制器和第二反射式電光調(diào)制器分別位于所述第二偏振分光器相鄰的兩個(gè)出射口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏光式立體投影光機(jī)引擎，其特征在于所述第一反射式電光調(diào)制器和第二反射式電光調(diào)制器為反射式硅基液晶面板。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的偏光式立體投影光機(jī)引擎，其特征在于所述第一偏振分光器和第二偏振分光器為偏振分光棱鏡或光柵偏振分光器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種偏光式立體投影光機(jī)引擎，包括光源組件、分光/合光光路系統(tǒng)、投影鏡頭；光源組件發(fā)出的光束通過所述分光/合光光路系統(tǒng)的入口入射至分光/合光光路系統(tǒng)，經(jīng)分光/合光光路系統(tǒng)調(diào)制成偏振態(tài)相垂直的偏振光束后進(jìn)入投影鏡頭，光源組件包括第一光源、第二光源、第一偏振分光器、透射P偏振光的第一線偏振片、以及透射S偏振光的第二線偏振片；第一光源發(fā)出的光束透射第一線偏振片后從所述第一偏振分光器的第一入口入射，第二光源發(fā)出的光束透射第二線偏振片后從第一偏振分光器的第二入口入射，第一偏振分光器的出射光從分光/合光光路系統(tǒng)的入口入射。本實(shí)用新型從根本上提高偏光式立體投影儀的影像對比度。
文檔編號G03B35/18GK202141860SQ201120257290
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月20日
發(fā)明者廖漢忠, 林家用, 程雪岷, 馬建設(shè) 申請人:清華大學(xué)深圳研究生院