液晶投影儀的光學系統的制作方法

專利名稱：液晶投影儀的光學系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種液晶投影儀，尤其涉及一種液晶投影儀的光學系統，通過使用三個反射型液晶顯示器，其能夠最小化光學系統的尺寸以及組成該光學系統的光學部件的數目。
背景技術：
最近，一種能夠將小圖像放大并投影到大屏幕上的投影儀作為平面顯示器引起了廣泛關注，這種平面顯示器通過細長的設計取代大體積和有限屏幕尺寸的陰極射線管來實現大尺寸的屏幕。作為構成小屏幕圖像的顯示器，投影儀使用了陰極射線管或者液晶顯示器(此后縮寫為LCD)，特別是使用LCD的液晶投影儀成為細長尺寸趨勢的主流。液晶顯示投影儀一般使用背后照明或者反射型LCD。這樣的液晶顯示器在小尺寸、輕便和高亮度的基礎上發展起來，而液晶面板在高通道率(high opening ratio)和高分辨率的基礎上發展。為了適應液晶投影儀諸如高分辨率、小尺寸、低價格的趨勢，液晶投影儀廣泛采用反射型LCD面板。
液晶投影儀使用從光源發出的光實現了圖像在LCD面板上的顯示，并使用投影光學系統將LCD面板的視頻在屏幕上成像，從而欣賞呈現在屏幕上的視頻。投影儀以下面的方式構成時，即，LCD面板上的圖像直接投影到后面的屏幕上時，必須在屏幕和投影光學系統之間提供一定距離，從而屏幕后面有足夠的空間是至關重要的。這樣，投影儀變厚了以至于使減小投影儀的體積變得很困難。為了解決這一問題，在屏幕和投影光學系統之間插入全反射鏡以便將光路折疊。這樣，投影儀的厚度就減小了。雖然也可以通過減小全反射鏡的安裝角進一步減小投影儀的厚度，但是為了在后部的屏幕上無扭曲地投影圖像，全反射鏡和投影光學系統安裝角的減小是有限的。此外，由于系統自身固有的跨度距離，減小包括照明系統，LCD，投影透鏡系統的光學系統的厚度是有限的。
圖1示出根據現有技術的液晶投影儀的光學系統的視圖；參照圖1，根據現有技術，液晶投影儀包括布置在光源4和全發射鏡14之間的第一和第二蠅眼透鏡(此后縮寫為FEL)6和8，偏振分光陣列(此后縮寫為PBS陣列)10，第一聚光透鏡12，和布置在全反射鏡14和第一分光鏡18之間的第二聚光透鏡16。從光源4發出的白光被橢圓形反射鏡反射以便向第一FEL6前進。第一FEL6將入射光分解成各單元單位以便分別在第二FEL8中相應的透鏡單元中聚焦。第二FEL6將入射光轉變為與特定的部件平行的平行光以便向PBS陣列傳送。PBS陣列10分別將入射光分離成具有特定光軸的線性偏振光，也就是說P偏振光和S偏振光，局部附著在PBS陣列10后部上的1/2波片(未在圖中畫出)將P偏振光轉變成S偏振光。這樣，入射光被PBS陣列10完全轉換成S偏振光，以至于從光源4發出的光線幾乎都入射到液晶面板26G、26R、26B上。第一聚光透鏡12將來自PBS陣列10的入射光聚集到全反射鏡14上，而全反射鏡14將來自第一聚光透鏡12的入射光完全反射，使得反射光向著第二聚光透鏡16傳播。第二聚光透鏡16將來自全發射鏡14的入射光聚集到第一分光鏡18上。第一分光鏡18透射入射光的藍色區域，同時反射入射光的紅色和綠色區域，后者的波長比藍色光的波長要長。
液晶投影儀的光學系統包括布置在第一分光鏡18和紅色液晶面板26R之間的第二分光鏡20，第一偏振薄膜22R，第一偏振分光棱鏡(以后簡稱為PBSP)24R，布置在第二分光鏡20和綠色液晶面板26G之間的第二偏振薄膜22G和第二PBSP 24G，布置在第一分光鏡18和藍色液晶面板26B之間的第一中繼透鏡27，第二全反射透鏡28，第二中繼透鏡29，第三偏振薄膜22B，第三PBSP 24B，布置在第一到第三PBSP 24R、24G、24B之間的分光棱鏡30，以及面向分光棱鏡30的光投影表面布置的投影透鏡32。第二分光鏡20反射由第一分光鏡18反射的入射光的綠色區域，以便使反射的綠色光向第二偏振薄膜22G傳播，并透射紅光而使之向第一偏振薄膜22R傳播。第二全反射鏡28將通過第一分光鏡18透射的藍色入射光反射并傳播到第三偏振薄膜22B。在這種情況下，第一中繼透鏡27和第二中繼透鏡29作為場透鏡中繼藍色光的成像點，以便使成像點重新在藍色液晶面板26B上成像。第一到第三偏振薄膜22R、22G、22B只透射平行于偏振薄膜對應光軸的S偏振光，以使得S偏振光分別向第一到第三PBSP 24R、24G、24B前進。第一到第三PBSP 24R、24G、24B反射紅色、綠色、藍色的S偏振光，這些偏振光通過第一到第三偏振薄膜22R、22G、22B透射，并然后成為入射光，分別向紅色、綠色、藍色液晶面板26R、26G、26B前進。此外，第一到第三PBSP 24R、24G、24B分別從紅色、綠色和藍色液晶面板26R、26G、26B獲得圖像信息，以便透射轉變為P偏振光的紅色、綠色和藍色光，使之繼續朝分光棱鏡30前進。作為反射型液晶面板的紅色、綠色和藍色液晶面板26R、26G、26B根據圖像信號分別將第一到第三PBSP24R、24G、24B反射的入射S偏振光轉變為P偏振光，從而實現了圖像。分光鏡30通過從紅色、綠色和藍色液晶面板26R、26G、26B獲取圖像信息合成入射紅光、綠光、和藍光，以便通過投影表面向投影透鏡32投影合成光。第一和第二偏振光轉化薄膜(圖中沒有顯示)分別布置在第一和第三PBSP 24R和24B與分光棱鏡30之間，以便將P偏振光轉化為S偏振光。從而，分光棱鏡30將通過第一和第二偏振轉化薄膜入射的S偏振光分量中紅色和藍色光向投影透鏡32反射，同時也將通過第二PBSP 24G入射的P偏振光分量中的綠色光向投影透鏡32透射，從而合成了由紅色、綠色和藍色光構成的圖像。投影透鏡32將來自分光棱鏡30的入射光放大并投影到屏幕上。
根據現有技術，上述構造的液晶投影儀使用三個液晶面板，因此需要多個分光鏡以將來自光源的白光分離成紅色、綠色和藍色光。此外，根據現有技術的液晶投影儀使用反射型液晶面板，從而需要很多偏振分光棱鏡，通過將反射型液晶面板作為基準，來產生不同的入射光/投影光的路徑。根據現有技術，使用三個反射液晶面板的液晶投影儀的光學系統需要過多的光學部件以至于增加了光學系統的尺寸。因此與光學系統跨度距離成正比的系統厚度的減小就受到限制，這樣在提供纖細尺寸上就有困難。
為了減小光學系統的跨度距離，最近提出了具有雙層結構的光學系統，該結構中顏色分離部件在顏色合成部分和投影透鏡系統上形成。不幸的是，這種雙層光學系統使用過多數量的光學部件，從而在減小光學系統尺寸上就遇到了困難。

發明內容
相應地，本發明旨在一種液晶投影儀的光學系統，其從根本上消除由于現有技術的限制和缺點引起的一個或者多個問題。
本發明的一個目的是提供一種液晶投影儀的光學系統，其減小了光學部件的數量，同時減小光學系統的尺寸。
本發明其它的優點、目的和特征將在接下來的描述中部分地提出，并且對那些本領域的技術人員而言，閱讀下面的記載后，這些優點、目的和特征在某種程度上是顯而易見的或者可以從本發明的實施中學到。本發明的這些目的和其它優點可以通過在所寫的說明書及其權利要求書，以及附圖中所指出的結構予以實現。
為了獲得這些目的和其它優點并根據本發明的目的，正如其中體現和廣泛描述的那樣，在液晶投影儀的光學系統中，其中，液晶投影儀合成分別在第一到第三反射液晶面板上實現的單色圖像以用來放大合成圖像的投影，根據本發明，光學系統包括發出白光的光源，將白光轉化成預定的線性偏振光并發出該線性偏振光的照明部件，第一顏色選擇部件，其轉變以根據波長范圍將從照明部件發出的線性偏振光偏振成另外一種線性偏振光，以及顏色分辨/合成部件，其將來自第一顏色選擇部件的入射光按照顏色分離，以分別入射到第一到第三反射液晶面板上，并合成其圖像信息從第一到第三液晶面板中獲得的光線并向放大投影的投影透鏡系統發出這種光線，其中，第一到第三液晶面板局部面對第一到第三顏色分辨/合成部件表面布置，其中，投影透鏡系統局部面向顏色分辨/合成部件的第四個表面布置，而其中，第一顏色選擇部件面向第三液晶面板同一表面的其它部分布置。
優選地是，顏色分辨/合成部件包括彼此結合在一起并具有相同尺寸的第一到第四單元。
第一到第四單元優選地使用UV射線彼此結合在一起。此外，第一到第四單元每個都為三棱柱形狀。
顏色分辨/合成部件優選地包括第一分光涂覆表面，其涂覆在第一和第二單元之間的接觸面上，以便從來自第一顏色選擇部件的入射光中分離出第一色光；第一偏振分光涂覆表面，其涂覆在第二和第三單元之間的接觸面上，將來自第一分光涂覆表面透射的光線通過偏振作用分離成第二和第三色光，以便使第二和第三色光分別入射到第一和第二液晶面板上；第一偏振分光涂覆表面，其通過從第一和第二液晶面板中獲取圖像信息而使偏振的第二和第三色光向投影透鏡系統傳播；第二偏振分光涂覆表面，其涂覆在第一和第四單元之間的接觸面上，以反射來自第一分光涂覆表面的第一色光，使之成為入射到第三液晶面板上，第二偏振分光涂覆表面透射第一色光，該色光的圖像信息從第三液晶面板中獲得；以及第二分光涂覆表面，其涂覆在第三和第四單元的接觸面上，以向投影透鏡系統透射來自第一偏振分光涂覆表面的第二和第三色光，第二分光涂覆表面將來自第二偏振分光涂覆表面的第一色光反射到投影透鏡系統上。
更優選地是，第一和第二分光涂覆表面反射藍色光并透射綠色和紅色光，第一和第二偏振分光涂覆表面反射S偏振光并透射P偏振光。
優選地是，顏色分辨/合成部件還包括第一和第二防反射涂覆表面，它們分別涂覆在面向第一顏色選擇部件和投影透鏡系統的表面上，以防止反射光。
優選地是，顏色分辨/合成部件包括顏色透射分光涂覆表面，它涂覆在分別面對第一到第三液晶面板的表面上，分別用來透射對應波長區域的色光。
當透射P偏振光的P偏振屏用作其上成像投影透鏡系統放大/投影的合成圖像的屏幕時，光學系統優選地還包括第二顏色選擇部件，它將顏色分辨/合成部件和投影透鏡系統之間傳播的光線轉化成P偏振光。
更優選地是，第一和第二顏色選擇部件通過偏振作用改變了綠色光線并原封不動地傳送其余波長的光線，第一顏色選擇部件將綠色S偏振光轉變為P偏振光，而將紅色和藍色S偏振光原封不動地透射。第二顏色選擇部件將綠色S偏振光轉變為P偏振光并原封不動地透射紅色和藍色P偏振光。
在本發明的另一方面，在用于液晶投影儀的光學系統中，其中，液晶投影儀將分別在第一到第三反射型液晶面板中實現的單色圖像合成，以用來放大合成圖像的投影，所述光學系統包括發白光的光源；將白光轉化成預定線性偏振光并透射該線性偏振光的照明部件；變換以將來自照明部件的線性偏振光根據波長范圍偏振為另一種線性偏振光的第一顏色選擇部件；由彼此結合并具有相同大小的第一到第四單元組成的顏色分辨/合成部件，顏色分辨/合成部件按照顏色對來自第一顏色選擇部件的入射光拆分，以分別入射到第一到第三反射型液晶面板上，并合成而發出其圖像信息從第一到第三液晶面板中獲得的光線；以及第二顏色選擇部件，其將從顏色分辨/合成部件中發出線性偏振光中的綠色光通過偏振作用變換并透射具有其它波長的剩余光線，以便向投影透鏡系統發出各種光線，用來放大投影，其中，第一到第三液晶面板布置成局部面對顏色分辨/合成部件的第一到第三表面，其中，投影透鏡系統布置成局部面對顏色分辨/合成部件的第四個表面，而第一顏色選擇部件布置成面向第三液晶面板同一表面的另一部分。
優選地是，顏色分辨/合成部件包括第一分光涂覆表面，其涂覆在第一和第二單元之間的接觸面上，以便從來自第一顏色選擇部件的入射光中分離藍色光；第一偏振分光涂覆表面，其涂覆在第二和第三單元之間的接觸面上，以將來自第一分光涂覆表面的光線通過偏振作用分離出紅色和綠色光線，從而使紅光和綠光分別入射到第一和第二液晶面板上，第一偏振分光涂覆表面通過從第一和第二液晶面板中獲得圖像信息來透射或反射紅色或者綠色偏振光；第二偏振分光涂覆表面，其涂覆在第一和第四單元之間的接觸面上，以將來自第一分光涂覆表面的藍光反射成入射到第三液晶面板上，第二偏振分光涂覆表面透射其圖像信息從第三液晶面板中獲得的藍色光線；以及第二分光涂覆表面，其涂覆在第三和第四單元之間的接觸面上，以向第二顏色選擇部件透射通過/從第一偏振分光涂覆表面透射/反射的紅光或綠光，第二分光涂覆表面向第二顏色選擇部件反射通過第二偏振分光涂覆表面透射的藍色光。
更優選地是，第一和第二分光涂覆表面反射藍光并透射紅光和綠光。
更優選地是，第一和第二偏振分光涂覆表面反射S偏振光并透射P偏振光。
優選地是，顏色分辨/合成部件還包括第一和第二防反射涂覆表面，它們涂覆在分別與第一顏色選擇部件和投影透鏡系統相對的表面上以防止反光。
優選地是，顏色分辨/合成部件還包括顏色透射分光涂覆表面，其涂覆在分別與第一到第三液晶面板相對的表面上，以分別透射對應波長范圍的色光。
需要理解的是上述一般描述和下面對本發明的詳細描述是實例性和解釋性的，其意圖在于對如權利要求限定的本發明作進一步的解釋。


包括在內以對本發明提供進一步的解釋，并結合在一起組成了本申請的一部分的附圖與解釋本發明原理的說明書一起描述了本發明的實施例。圖中圖1示出根據現有技術的液晶投影儀光學系統的視圖；圖2示出根據本發明實施例的液晶投影儀光學系統的視圖；圖3A和3B示出制造圖2所示的分光棱鏡的過程；圖4示出圖2所示的第一顏色選擇部件的透射特性的曲線。
具體實施例方式
將詳細參考本發明的優選實施例，其例子在附圖中示出。
圖2示出根據本發明實施例的液晶投影儀的光學系統的視圖。參考圖2，光學系統包括三個反射型LCD 52R、52G和52B；由第一和第二FEL 32A、32B和PBS陣列34構成的照明部件，以將來自光源30的白光均勻并有效地照射向LCD 52R、52G、52B；由具有用于光線合成和分辨的不同涂覆表面的四個單元42、44、46、48構成的分光棱鏡40；在照明部件和分光棱鏡40之間的光路上布置的第一顏色選擇部件38A；以及布置在由分光棱鏡40合成的光線的投影側的投影透鏡54。從光源30發出的白光向第一FEL 32A前進。第一FEL 32A將入射光分解成要聚焦于FEL 32B的相應透鏡單元上的單元單位。第二FEL 32B將入射光轉變為與特定部件平行的平行光。PBS陣列34和第二FEL 32B一體構成以將入射光分離成具有預定光軸的P偏振光和S偏振光，而局部附著在PBS陣列34后面的1/2波片(未畫出)將透射的P偏振光轉化為S偏振光。第一聚焦透鏡36A將光線匯聚。這種照明部件使入射光在一個方向上被轉化成偏振光，也就是說S偏振光，以便均勻的入射到液晶面板52R、52G、52B上，從而增加了光效率。第一顏色選擇部件38A使自PBS陣列34入射的S偏振光按照相應的波長范圍選擇性地起偏。比如，第一顏色選擇部件38A將綠光旋轉90°，以便將S偏振光轉化成P偏振光，而將紅光和藍光透射并保持S偏振。對于這種操作，如圖4所示，第一顏色選擇部件38A對于由偏振作用而轉變的綠光(P偏振)和沒有通過偏振作用透射的紅光和藍光(S偏振)具有良好的透射特性。
如圖3A和3B所示，分光棱鏡40由四個三棱柱單元42，44，46和48構成，每個單元的橫截面都是三角形。
圖3A和3B示出了圖2所示的分光棱鏡的制造過程。
如圖3A所示，首先，準備四個單元42，44，46和48。要與另一相鄰單元接觸的四個單元42、44、46、48之一的兩個傾斜表面被涂覆以彼此具有不同特性。具體地說，具有不同顏色分離特性的分光涂覆表面分別在第一單元42和第二單元44之間以及在第三單元46和第四單元48之間的接觸表面形成。偏振分光涂覆表面分別在第二單元44和第三單元46之間的接觸表面以及在第四單元48和第一單元42之間的接觸表面形成。比如，第一分光涂覆表面42A和第二分光涂覆表面46A分別在第一單元42和第三單元46的右傾表面形成。而第一偏振分光涂覆表面44A和第二偏振分光涂覆表面48A在第二單元44和第四單元48的右傾表面形成。然后，將按照圖3B那樣分別準備的第一到第四單元42、44、46、48使用UV射線結合在一起而形成分光棱鏡40。
在分光棱鏡40中，涂覆在第一單元42和第二單元44之間接觸表面上的第一分光涂覆表面42A將通過第一顏色選擇部件50A入射的光線分離。第一分光涂覆表面42A反射入射光中的藍色S偏振光但是透射紅色S偏振光和綠色P偏振光。已經通過第一分光涂覆表面42A透射的紅色S偏振光和綠色P偏振光在第一偏振分光涂覆表面44A上分離，該表面44A涂覆在第二單元44和第三單元46之間的接觸表面上。第一偏振分光涂覆表面44A透射綠色P偏振光而使之向綠色LCD面板52G前進，并反射紅色S偏振光而使之向紅色LCD面板52R前進。此外，第一偏振分光涂覆表面44A從紅色LCD面板52R中獲得紅色圖像信息，以便透射已經通過偏振作用而改變的紅色P偏振光，從綠色LCD面板52G中獲得綠色圖像信息，以便反射已經通過偏振作用改變的綠色S偏振光。在第一分光涂覆表面42A反射的藍色S偏振光被第二偏振分光涂覆表面48A反射，以朝藍色LCD面板52B前進，其中，表面48A涂覆在第一單元42和第四單元48之間的接觸面上。第二偏振分光涂覆表面48A反射被第一分光涂覆表面42A反射的入射的藍色S偏振光使之向藍色LCD面板52B前進，并從藍色LCD面板52B獲得藍色圖像信息以便透射經過偏振作用被改變了的藍色P偏振光。涂覆在第三單元46和第四單元48之間的接觸面上的第二分光涂覆表面46A向投影透鏡54透射從第一偏振分光涂覆表面44A入射的紅色P偏振光和藍色S偏振光，同時向投影透鏡54反射從第二偏振分光涂覆表面48A入射的藍色P偏振光。在這種情況下，作為反射型LCD面板，紅色、綠色和藍色LCD面板52R、52G、52B中任何一個，根據圖像信號利用入射光實現了相應的顏色。此外，LCD面板52R、52G、52B中每一個都根據相應的圖像信息將一個方向上的線性偏振光轉變成另一個方向上的線性偏振光，以便投影改變后的線性偏振光。投影透鏡系統54產生放大，以用來將來自分光棱鏡40的第二分光涂覆表面46A的入射的復合圖像投影到屏幕上。
同時，圖2所示的光學系統還包括在分光棱鏡40處分別面對第一顏色選擇部件38A和投影透鏡54的防反射涂覆表面36A和36B，以便防止反射光。此外，在分光棱鏡40的面對紅色、綠色、和藍色LCD面板52R、52G、52B的部分還分別形成紅色、綠色和藍色透射濾光器50A、50B、50C，以便增加顏色純度。每一顏色透射濾光器50A、50B、50C還可以包括防止反射光的防反射材料。
此外，圖2所示的光學系統還包括分光棱鏡40和投影透鏡54之間的第二顏色選擇部件38B。第二顏色選擇部件38B將入射到投影透鏡54的全部光線進行P偏振。換句話說，第二顏色選擇部件38B將從分光棱鏡40入射的綠色S偏振光通過旋轉90°轉變為P偏振光，同時將紅色和藍色P偏振光按照原樣透射。這樣，P偏振屏將入射到投影透鏡50上的光線中偏振分量校準成P偏振，并向投影屏幕透射P偏振光，其中，通過投影透鏡放大的視頻在該投影屏上成像。在這種情況下，P偏振投影屏吸收了外部的光線，從而能夠增加對比度。
相應地，根據本發明的液晶投影儀的光學系統包括顏色選擇部件，其根據相應的波長來執行偏振轉換；以及分光棱鏡，其由彼此結合在一起并具有不同特性的涂覆表面的第一到第四單元構成，從而就可以顯著減少用來分光的分光鏡的數量和用來對光線進行合成的PBS的數量。
正如上述描述的那樣，根據本發明的液晶投影儀的光學系統包括顏色選擇部件和由多個不同特性涂覆表面構成的分光棱鏡，從而，可以顯著減少用于光合成/分辨的光學部件的數量，于是，本發明簡化了光學系統，因而降低了產品的成本，同時也減小了光學系統的跨度距離。
上述實施例僅僅是說明性的，不要誤解為是限制本發明。本教導內容可以容易地應用于其它設備中。本發明說明書意在描述，而不是限制權利要求的范圍。很多替換的方法，改進和變型對本技術技術人員來說是顯而易見的。
權利要求
1.一種液晶投影儀的光學系統，該投影儀將分別在第一到第三反射型液晶面板上實現的單色圖像合成，以用于放大所合成的圖像的投影，所述光學系統包括發白光的光源；將白光轉化為預定的線性偏振光并且發射該線性偏振光的照明部件；變換以根據波長范圍將照明部件發出的線性偏振光偏振為另一種偏振光的第一顏色選擇部件；以及顏色分辨/合成部件，其將從第一顏色選擇部件入射的光線按照顏色拆分，以使之分別入射到第一到第三反射型液晶面板上，并合成從第一到第三液晶面板獲得圖像信息的光線，以將所合成的光發射到用于放大投影的投影透鏡系統；其中，第一到第三液晶面板布置成局部面向顏色分辨/合成部件的第一到第三表面，投影透鏡系統布置成部分面向顏色分辨/合成部件的第四個表面，而第一顏色選擇部件布置成面向第三液晶面板的相同表面的另一部分。
2.如權利要求1所述的光學系統，其特征在于，顏色分辨/合成部件包括彼此結合并具有相同尺寸的第一到第四單元。
3.如權利要求2所述的光學系統，其特征在于，第一到第四單元彼此利用UV射線結合在一起。
4.如權利要求2所述的光學系統，其特征在于，第一到第四單元中每一個都為三棱柱形狀。
5.如權利要求2所述的光學系統，所述顏色分辨/合成部件包括涂覆在第一和第二單元之間的接觸面上的第一分光涂覆表面，以從來自第一顏色選擇部件的入射光中分離第一色光；涂覆在第二和第三單元之間的接觸面上的第一偏振分光涂覆表面，以將從第一分光涂覆表面透射的光線通過偏振作用分離成第二和第三色光，以便使第二和第三色光分別入射到第一和第二液晶面板上，通過從第一和第二液晶面板中獲取圖像信息，第一偏振分光涂覆表面使偏振的第二和第三色光向投影透鏡系統前進；涂覆在第一和第四單元之間的接觸面上的第二偏振分光涂覆表面，以將來自第一分光涂覆表面的第一色光反射成入射到第三液晶面板上，第二偏振分光涂覆表面透射其圖像信息從第三液晶面板中獲取的第一色光；涂覆在第三和第四單元之間的接觸面上的第二分光涂覆表面，以便向投影透鏡系統透射來自第一偏振分光涂覆表面的第二和第三色光，第二分光涂覆表面向投影透鏡系統反射來自第二種偏振分光涂覆表面的第一色光。
6.如權利要求5所述的光學系統，其特征在于，第一和第二分光涂覆表面反射藍色光并透射綠色和紅色光。
7.如權利要求5所述的光學系統，其特征在于，第一和第二偏振分光涂覆表面反射S偏振光并透射P偏振光。
8.如權利要求2所述的光學系統，其特征在于，顏色分辨/合成部件還包括分別涂覆在面對第一顏色選擇部件和投影透鏡系統的各表面上的第一和第二防反射涂覆表面，以防止反射光。
9.如權利要求2所述的光學系統，其特征在于，顏色分辨/合成部件包括顏色透射分光涂覆表面，其分別涂覆在面向第一到第三液晶面板的表面上，以分別透射相應波長范圍的色光。
10.如權利要求1所述的光學系統，還包括第二顏色選擇部件，當僅僅透射P偏振光的P偏振屏用作其上成像由投影透鏡系統放大/投影的合成圖像的屏幕時，所述第二顏色選擇部件將在顏色分辨/合成部件和投影透鏡系統之間傳播的光線轉變為P偏振光。
11.如權利要求10所述的光學系統，其特征在于，第一和第二顏色選擇部件通過偏振作用改變綠色光并將其他光線原封不動地透射。
12.如權利要求10所述的光學系統，其特征在于，第一顏色選擇部件將綠色S偏振光轉變為P偏振光，并將紅色和藍色S偏振光原封不動地透射。
13.如權利要求10所述的光學系統，其特征在于，第二顏色選擇部件將綠色S偏振光變為P偏振光并且將紅色和藍色P偏振光原封不動的透射。
14.一種液晶投影儀的光學系統，該投影儀將分別在第一到第三反射型液晶面板上實現的單色圖像合成，以用于放大所合成圖像的投影，所述光學系統包括發白光的光源；用來將白光轉變為預定線性偏振光并透射該線性偏振光的照明部件；第一顏色選擇部件，其轉變以根據波長范圍將從照明部件發出的線性偏振光偏振為另外一種線性偏振光；顏色分辨/合成部件，其由彼此結合在一起并具有同樣的大小的第一到第四單元構成，顏色分辨/合成部件將來自第一顏色選擇部件的入射光根據顏色分離，以使之分別入射到第一到第三反射液晶面板上并合成以發射其圖像信息從第一到第三液晶面板中獲得的光線；第二顏色選擇部件，其將從顏色分辨/合成部分發出的線性偏振光中的綠色光通過偏振作用改變，并將具有其它波長的剩余光線透射，以便向用于放大投影的投影透鏡系統發出光線；其中，第一到第三液晶面板布置成局部面向顏色分辨/合成部分的第一到第三表面，投影透鏡系統布置成局部面向顏色分辨/合成部件的第四表面，而第一顏色選擇部件布置成面向第三液晶面板同一表面的另一部分。
15.如權利要求14所述的光學系統，顏色分辨/合成部件包括第一分光涂覆表面，其涂覆在第一和第二單元之間的接觸面上，以從來自第一顏色選擇部件的入射光中分離出藍色光；第一偏振分光涂覆表面，其涂覆在第二和第三單元之間的接觸面上，以將來自第一分光涂覆表面的光線通過偏振作用分離成紅色和綠色光，使得紅光和綠光分別入射到第一和第二液晶面板上，第一偏振分光涂覆表面通過從第一和第二液晶面板中獲取圖像信息來透射并反射偏振的紅色和綠色光；第二偏振分光涂覆表面，其涂覆在第一和第四單元之間的接觸面上，將來自第一分光涂覆表面的藍色光反射成入射到第三液晶面板上，第二偏振分光涂覆表面透射其圖像信息從第三液晶面板中獲得的藍色光；以及第二分光涂覆表面，其涂覆在第三和第四單元之間的接觸面上，以向第二顏色選擇部件透射通過/從第一偏振分光涂覆表面透射/反射的紅色和綠色光，第二分光涂覆表面向第二顏色選擇部件反射通過第二偏振分光涂覆表面透射的藍色光。
16.如權利要求15所述的光學系統，其特征在于，第一和第二分光涂覆表面反射藍色光并透射綠色和紅色光。
17.如權利要求15所述的光學系統，其特征在于，第一和第二偏振分光涂覆表面反射S偏振光并透射P偏振光。
18.如權利要求14所述的光學系統，其特征在于，顏色分辨/合成部件還包括了第一和第二防反射涂覆表面，它們分別涂覆在面向第一顏色選擇部件和投影透鏡系統的表面上，用來防止反射光。
19.如權利要求14所述的光學系統，顏色分辨/合成部件還包括顏色透射分光涂覆表面，其分別涂覆在面向第一到第三液晶面板的各表面上，用來根據相應的波長范圍分別透射色光。
20.一種液晶投影儀的光學系統，該投影儀將分別在第一到第三反射型液晶面板上實現的單色圖像合成，以用于放大所合成的圖像的投影，所述光學系統包括發白光的光源；用來將白光變為預定的線性偏振光并透射該線性偏振光的照明部件；第一顏色選擇部件，其轉變以根據波長范圍將照明部件發出的偏振光偏振成另一種偏振光；顏色分辨/合成部件，其由彼此結合在一起并具有同樣大小的第一到第四單元構成，顏色分辨/合成部件將來自第一顏色選擇部件的入射光按照顏色分離，以分別向第一到第三反射液晶面板入射，并合成且發射其圖象信息從第一到第三液晶面板中獲得的光線；第二顏色選擇部件，其通過偏振作用根據波長范圍將來自顏色分辨/合成部件的線性偏振光轉化成另外的線性偏振光，以便向用于放大投影的投影透鏡系統發射光線；其中，第一到第三液晶面板布置成局部面向顏色分辨/合成部件的第一到第三表面，投影透鏡系統布置成局部面向顏色分辨/合成部件的第四表面，而第一顏色選擇部件布置成面向第三液晶面板同一表面的另一部分，并且，顏色分辨/合成部件還包括第一分光涂覆表面，其涂覆在第一和第二單元之間的接觸面上，以從來自第一顏色選擇部件的入射光線中分離出第一色光；第一偏振分光涂覆表面，其涂覆在第二和第三單元之間的接觸面上，其通過偏振作用將從第一分光涂覆表面透射的光線分離成第耳和第三色光，以便使第二和第三色光分別入射到第一和第二液晶面板上，第一偏振分光涂覆表面通過從第一和第二液晶面板中獲取圖像信息來透射和反射偏振的第二種和第三色光；第二偏振分光涂覆表面，其涂覆在第一和第四單元之間的接觸面上，以將來自第一分光涂覆表面的第一色光反射成入射到第三液晶面板上，第二偏振分光涂覆表面透射其圖像信息從第三液晶面板中獲得的第一色光；第二分光涂覆表面，其涂覆在第三和第四單元之間的接觸面上，以便向第二顏色選擇部件透射通過/從第一偏振分光涂覆表面透射/反射的第二和第三色光，第二分光涂覆表面將通過第二偏振分光涂覆表面透射的第一色光向第二顏色選擇部件反射。
全文摘要
本發明公開了一種液晶投影儀的光學系統,利用三個反射型液晶顯示設備,其能夠最小化光學系統的尺寸以及構成光學系統的光學部件的數量。因此,本發明簡化了光學系統,從而能夠減小生產成本,并同時減小光學系統的跨度距離。
文檔編號G02B27/28GK1363846SQ0113816
公開日2002年8月14日 申請日期2001年12月2日 優先權日2000年12月2日
發明者羅萬浩 申請人:Lg電子株式會社