專利名稱：混合光源液晶投影光引擎系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種投影顯示系統(tǒng)，尤其涉及一種混合型三基色照明的便攜式液晶投影光引擎。
背景技術(shù)：
投影顯示已經(jīng)成為大屏幕高清晰動(dòng)態(tài)顯示的主流方式，廣泛應(yīng)用于商務(wù)、教育、科研、娛樂(lè)以及家庭等重要環(huán)節(jié)。近些年，隨著微電子、光學(xué)、加工工藝等諸多技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及現(xiàn)代商務(wù)移動(dòng)辦公模式的普及和手持?jǐn)?shù)碼產(chǎn)品的增多，微型化又成為投影顯示技術(shù)發(fā)展的新方向。微型投影機(jī)具有輕巧和使用方便等顯著優(yōu)點(diǎn)，可與各類消費(fèi)電子產(chǎn)品相結(jié)合，這使得微型投影的應(yīng)用變得無(wú)限廣闊。微型投影機(jī)對(duì)亮度、分辨率、體積、功耗、成本以及散熱等都有嚴(yán)格的要求。要實(shí)現(xiàn)高亮度、高分辨率、小體積、低功耗和低成本的微型投影系統(tǒng)，就必須在光源、光調(diào)制器件、光學(xué)系統(tǒng)和光學(xué)器件等多方面做很大的改進(jìn)甚至革新。目前，微型投影主要以DLP (Digital Lighting Processor)和 LCoS (LiquidCrystal on Silicon)技術(shù)為主。DLP和LCoS技術(shù)均為陣列反射式投影技術(shù)。DLP技術(shù)具有反射率高且無(wú)需偏振光等優(yōu)點(diǎn)，但其芯片DMD (Digital Mirror Device)制程極其復(fù)雜，為TI公司獨(dú)家掌控。LCoS技術(shù)具有高分辨率和低成本等優(yōu)勢(shì)，色彩豐富，圖像逼真，加之技術(shù)上的開(kāi)放性，非常適合微型投影對(duì)小體積、高分辨率和低成本的苛刻要求。但是，LCoS微型投影系統(tǒng)卻存在整機(jī)輸出亮度偏低的問(wèn)題，用戶的視覺(jué)體驗(yàn)不夠好，這已經(jīng)成為微型投影發(fā)展的瓶頸。目前的微型投影大多采用LED作為照明光源。LED具有體積小、壽命長(zhǎng)、響應(yīng)快及節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，但在微型投影應(yīng)用上，仍然存在LED光通量不高，且單位光學(xué)擴(kuò)展量上的光通量低于傳統(tǒng)投影光源，以及發(fā)熱量過(guò)大等問(wèn)題。隨著市場(chǎng)的發(fā)展，各LED廠商也在不斷開(kāi)發(fā)適用于微型投影的LED光源。例如，歐司朗(OSRAM)在2011年底研制出電光轉(zhuǎn)換效率高達(dá)61%的紅光LED(主波長(zhǎng)為609nm)。在Imm2的芯片，工作電流為40mA時(shí)可實(shí)現(xiàn)光效高達(dá)201 lm/W，而在350mA的典型工作電流下仍可提供168 lm/W的高光效。發(fā)光效率越高，芯片面積越小，這給微型投影光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)更大的空間。另外，由于不同單色LED的發(fā)光效率差異，LED廠商也采用熒光粉技術(shù)，用某些波長(zhǎng)LED發(fā)光效率高的優(yōu)點(diǎn)來(lái)制備其他波長(zhǎng)的LED，以提高該波段的發(fā)光效率。通常，綠色波段LED發(fā)光效率較低，但綠光在投影系統(tǒng)中占的比重卻最大。為解決這個(gè)問(wèn)題，歐司朗(OSRAM)采用波長(zhǎng)420nm的LED激發(fā)熒光粉產(chǎn)生520nm的綠光，使得綠光輸出光通量在相同功率下亮度提升一倍，達(dá)到I. 4A工作電流下500 Im的高亮度。雖然LED激發(fā)熒光粉使得亮度上有明顯提升，但也存在不足1)光譜范圍過(guò)寬，雖然主波長(zhǎng)在綠光范圍，但其他波長(zhǎng)范圍內(nèi)仍然存在部分能量。熒光粉激發(fā)綠光LED的FWHM(半高寬度)增大兩倍多到lOOnm，而普通綠光LED僅為44nm。2)色彩純度大大降低，且其他基色范圍內(nèi)的能量也不能被系統(tǒng)有效利用。3)熒光粉激發(fā)LED的發(fā)光角度有所增加，使得光源的光學(xué)擴(kuò)展量增大，給后續(xù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來(lái)壓力。
另一種新興的光源是激光。激光作為光源的投影系統(tǒng)具有非常高亮度、無(wú)需對(duì)焦和色域?qū)拸V等顯著優(yōu)點(diǎn)，這都是LED投影系統(tǒng)無(wú)法比擬的。另外，激光的高偏振單色紅綠藍(lán)三基色光，對(duì)LCoS微顯示系統(tǒng)尤其重要。但是，激光投影也存在難以克服的缺點(diǎn)1)真綠激光仍未商業(yè)化，成本過(guò)高。目前的綠激光大多基于倍頻技術(shù)產(chǎn)生；2)存在安全問(wèn)題。研究表明，激光掃描投影在Class2時(shí)最高只能達(dá)到20流明，而基于面板的激光投影系統(tǒng)在Classl就可以達(dá)到20流明，在Class2時(shí)可達(dá)幾百流明?？梢?jiàn)，基于面板的投影系統(tǒng)較掃描投影系統(tǒng)有優(yōu)勢(shì)；3)圖像散斑。由于激光的強(qiáng)相干特性，顯示圖像畫面受到干擾而呈現(xiàn)顆粒狀，容易產(chǎn)生視覺(jué)疲勞，感官舒適度大大降低。因此，在激光投影中去散斑技術(shù)非常關(guān)鍵。雖有角多樣性，偏振多樣性，波長(zhǎng)多樣性，使用特殊或者移動(dòng)屏幕等方法消除散斑，但每種方法都有其局限性。LED和激光光源都各有優(yōu)點(diǎn)，但其性能和發(fā)展速度卻滯后于微投市場(chǎng)的需要。若采用單一光源，系統(tǒng)總是存在或亮度不高，或圖像散斑，或體積過(guò)大等問(wèn)題。若能將各種LED和激光光源結(jié)合起來(lái)，利用激光的高亮度特性，又利用到LED的低干涉性來(lái)消弱激光圖像散斑并提高安全性，這將對(duì)微型投影在高亮度、低功耗、小體積和低成本等方面大有裨益。要將各種光源有效結(jié)合起來(lái)，就需要一個(gè)高效的偏振光管理系統(tǒng)一光引擎，將光源能量傳遞給光調(diào)制器件。最簡(jiǎn)單的方法是在傳統(tǒng)的微型投影光引擎結(jié)構(gòu)上更換新興固體光源。例如，采用傳統(tǒng)的X-Cube微型投影光引擎(US6018418)結(jié)構(gòu)。但這種結(jié)構(gòu)在光源位置擺放時(shí)要注意光源本身的物理特性，若兩激光光源相對(duì)而置，會(huì)有殘余光射向另一個(gè)光源的激光發(fā)光芯片，造成激光光源損傷。申請(qǐng)人:申請(qǐng)的專利(專利申請(qǐng)?zhí)枮?01110168636. 3)提供了一種全新的反射式微型投影光引擎結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)采用三基色LED照明，利用偏振分束棱鏡(PBS: PolarizationBeam Splitter)和偏振干涉濾光片組成的偏振整合光路，將不同偏振態(tài)的三基色光整合為同一偏振光并照向圖像調(diào)制器件。同時(shí)采用光回收結(jié)構(gòu)，將第一次未進(jìn)入后續(xù)光路的光經(jīng)偏振旋轉(zhuǎn)后被重復(fù)利用，可有效利用三基色光的兩種偏振態(tài)。該光引擎系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，光利用率高，但由于采用單一 LED照明，整個(gè)系統(tǒng)的輸出量度仍然偏低。為解決亮度低的問(wèn)題，本專利采用LED、激光和熒光器件相混合的照明模式，在不引起散斑和安全性問(wèn)題基礎(chǔ)上，最大限度提升微型投影光引擎的輸出亮度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種混合光源液晶投影光引擎系
統(tǒng)。本發(fā)明采用不同類型的固體光源------LED和激光，結(jié)合高效的光引擎系統(tǒng)，不僅極大 提升了整機(jī)的輸出亮度，而且確保了投影圖像質(zhì)素和安全性等特點(diǎn)。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種混合光源液晶投影光引擎系統(tǒng)，它包括混合光源模塊，偏振光管理模塊，圖像信息模塊和投影鏡頭。其中，所述混合光源模塊包括紅激光器、藍(lán)激光器、綠光LED、紅激光擴(kuò)束整形器、藍(lán)激光擴(kuò)束整形器、綠光勻光器，紅激光器和紅激光擴(kuò)束整形器相連，藍(lán)激光器和藍(lán)激光擴(kuò)束整形器相連，綠光LED和綠光勻光器相連。光管理模塊由偏振合色單兀、聚光透鏡、偏振干涉濾光片、第二 PBS依次同軸排列組成。圖像信息模塊位于第二 PBS的一個(gè)直角邊，投影鏡頭位于第二 PBS的出射邊。進(jìn)一步地，所述偏振合色單元由二向分色棱鏡、第一 PBS、反射鏡、綠光四分之一波片組成。其中，第一 PBS與聚光透鏡同軸，二向分色棱鏡和第一 PBS膠合。紅激光器和紅激光擴(kuò)束整形器、藍(lán)激光器和藍(lán)激光擴(kuò)束整形器，分別位于二向色棱鏡的兩側(cè)。綠光LED、綠光勻光器及綠光四分之一波片位于第一 PBS相應(yīng)的入射面上；反射鏡位于第一 PBS上，綠光LED的S光的出射面，使得未進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)的偏振光重復(fù)利用。 進(jìn)一步地，紅激光器和藍(lán)激光器封裝在一起成為共路光，再與綠光LED混合照明。所述的光源部分由紅激光器、藍(lán)激光器、紅藍(lán)擴(kuò)束整形器、綠光LED及綠光勻光器組成。所述偏振合色單元由第一 PBS、綠光四分之一波片和反射鏡組成。其中，綠光四分之一波片位于第一 PBS的綠光入射面,而反射鏡位于第一 PBS上,綠光LED的S光的出射面,使得未進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)的偏振光重復(fù)利用。進(jìn)一步地，采用藍(lán)激光激發(fā)綠光熒光粉的方式產(chǎn)生投影所需的綠基色，再與紅色LED混合照明。所述的光源部分由雙藍(lán)激光器、透藍(lán)反綠濾光片、綠光熒光板、藍(lán)光擴(kuò)束整形器、綠光擴(kuò)束整形器、紅光LED及紅光勻光器組成。所述偏振合色單元由二向分色棱鏡、第一 PBS、紅光四分之一波片及反射鏡組成。其中，第一 PBS與聚光透鏡同軸，二向分色棱鏡和第一 PBS膠合。紅光LED、紅光勻光器和紅光四分之一波片位于二向色棱鏡相應(yīng)的入射面，一個(gè)藍(lán)激光器及藍(lán)激光擴(kuò)束整形器位于二向色棱鏡的另一入射面。另一個(gè)藍(lán)激光器、透藍(lán)反綠濾光片、綠光熒光板及綠光擴(kuò)束整形器位于第一 PBS的入射面；反射鏡位于第一 PBS上，綠光的S光的出射面，使得未進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)的偏振光重復(fù)利用。進(jìn)一步地，采用藍(lán)激光激發(fā)綠光熒光粉的方式產(chǎn)生投影所需的綠基色，再與紅激光混合照明。所述的光源部分由雙藍(lán)激光器、透藍(lán)反綠濾光片、綠光熒光板、藍(lán)光擴(kuò)束整形器、綠光擴(kuò)束整形器、紅激光器及紅光擴(kuò)束整形器組成。所述偏振合色單元由二向分色棱鏡、第一 PBS及反射鏡組成。其中，第一 PBS與聚光透鏡同軸，二向分色棱鏡和第一 PBS膠合。紅激光器和紅光擴(kuò)束整形器位于二向色棱鏡相應(yīng)的入射面，藍(lán)激光器及藍(lán)激光擴(kuò)束整形器件位于二向色棱鏡的另一入射面。透藍(lán)反綠濾光片、綠光熒光板、綠光擴(kuò)束整形器位于第一 PBS的入射面；反射鏡位于第一 PBS上,綠光的S光的出射面,使得未進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)的偏振光重復(fù)利用。進(jìn)一步地，采用二向色棱鏡代替第一 PBS以進(jìn)一步降低整機(jī)成本。所述的光源部分由雙藍(lán)激光器、綠光熒光板、藍(lán)光擴(kuò)束整形器、綠光擴(kuò)束整形器、紅激光及紅光擴(kuò)束整形器組成。所述偏振合色單元由二向分色棱鏡、第二二向色棱鏡組成。其中，第二二向分色棱鏡與二向分色棱鏡膠合在一起，且與聚光透鏡同軸。紅激光器和紅光擴(kuò)束整形器位于二向色棱鏡相應(yīng)的入射面，藍(lán)激光器及藍(lán)激光擴(kuò)束整形器位于二向色棱鏡的另一入射面。綠光突光板、綠光擴(kuò)束整形器位于第二二向色棱鏡的入射面。在實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)中，二向色棱鏡的選擇應(yīng)根據(jù)各基色光源的擺放位置決定，本發(fā)明只給出了一種實(shí)現(xiàn)方案。采用雙二向色棱鏡結(jié)構(gòu)，只要設(shè)置各基色的光偏振態(tài)一致，而無(wú)需偏振整合器件。但為了提高入射于調(diào)制器件上的光偏振度，可在第二 PBS前加偏振片。采用雙二向色棱鏡結(jié)構(gòu)無(wú)法實(shí)現(xiàn)偏振光的重復(fù)利用，整機(jī)亮度也會(huì)因此有所降低，但成本上有一定的優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明的有益效果是，采用LED和激光混合照明，能充分利用到激光的高亮度、單偏振特點(diǎn)，極大提升了整機(jī)的輸出亮度，同時(shí)又能利用到LED光源的非相干特性，消弱單激光光源引起的散斑現(xiàn)象，且安全性也得到進(jìn)一步保障。


圖I是本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的反射式液晶投影顯示光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖2是本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例中第一和第三基色的光線軌跡和偏振態(tài) 圖3是本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例中第二基色的光線軌跡和偏振態(tài) 圖4是本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的反 射式液晶投影顯示光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖5是本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例中第一和第三基色的光線軌跡和偏振態(tài) 圖6是本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例中第二基色的光線軌跡和偏振態(tài) 圖7是本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的反射式液晶投影顯示光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖8是本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例中第二和第三基色的光線軌跡和偏振態(tài) 圖9是本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例中第一基色的光線軌跡和偏振態(tài) 圖10是本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例的反射式液晶投影顯示光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖11是本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例中第一基色的光線軌跡和偏振態(tài) 圖12是本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例的反射式液晶投影顯示光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖13是本發(fā)明的第六個(gè)實(shí)施例的反射式液晶投影顯示光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖中反射式液晶投影顯示系統(tǒng)I、光源模塊2、偏振光管理模塊3、圖像信息模塊4、投影鏡頭5、紅激光器21、綠光LED 22、藍(lán)激光器23、紅光LED 24、第二藍(lán)激光器25、紅藍(lán)激光器26、紅激光擴(kuò)束整形器211、綠光勻光器221、綠激光擴(kuò)束整形器224、藍(lán)激光擴(kuò)束整形器231、紅光勻光器241、綠光熒光板223、透藍(lán)反綠濾光片323、紅光光束212、綠光光束222、藍(lán)光光束232、紅藍(lán)激光擴(kuò)束整形器234、二向分色棱鏡31、第一 PBS 32、反射鏡33、聚光透鏡34、偏振干涉濾光片35、第二 PBS 36、第二二向分色棱鏡37、紅光四分之一波片321、綠光四分之一波片322。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明包括光源模塊，偏振光管理模塊，圖像信號(hào)模塊和投影鏡頭。光源模塊提供照明，為極大提升投影系統(tǒng)的亮度和色彩飽和度，本發(fā)明采用LED和激光三基色混合照明。LED和激光固體光源本身就產(chǎn)生單色性很好的光，且具有納秒量級(jí)的響應(yīng)速度，可為時(shí)序式顯示提供高效照明。光管理模塊包括一個(gè)二向分色棱鏡，兩個(gè)PBS (Polarization BeamSplitter,偏振分束器)和一個(gè)偏振干涉濾光片等。二向分色棱鏡將紅激光和藍(lán)激光合成為共路光，進(jìn)入第一 PBS ο由于激光的高偏振特性，可設(shè)置入射紅光和藍(lán)光均為第一偏振態(tài)，幾乎所有的光可被第一 PBS反射出去進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)。而對(duì)于綠光LED,直接進(jìn)入第一 PBS后，分解成相互正交的第一偏振光和第二偏振光。第二偏振光透射過(guò)第一 PBS,而第一偏振光則被第一 PBS反射,經(jīng)過(guò)反射鏡和四分之一波片組成的光回收結(jié)構(gòu)后變?yōu)榈诙窆?與先前的第二偏振光合并，實(shí)現(xiàn)光的重復(fù)利用。紅光和藍(lán)光的第一偏振光與綠光的第二偏振光，經(jīng)過(guò)偏振干涉濾光片偏振整合后成為第一偏振光。之后，第一偏振態(tài)的三基色光經(jīng)第二PBS反射進(jìn)入圖像信號(hào)調(diào)制模塊。圖像信號(hào)調(diào)制模塊為一塊位于第二 PBS —直角邊的反射式液晶圖像調(diào)制器件LCoS，根據(jù)輸入的圖像信號(hào)，對(duì)輸入三基色光分時(shí)序調(diào)制，攜帶圖像信息的調(diào)制光偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)90度后，透過(guò)第二 PBS進(jìn)入投影鏡頭。投影鏡頭位于第二 PBS出射邊，以放大投影經(jīng)圖像調(diào)制器件后攜帶對(duì)應(yīng)圖像信息的光于屏幕上。在此基礎(chǔ)上，可將紅激光和藍(lán)激光封裝在一起，而無(wú)需二向色棱鏡合色器件，能進(jìn)一步縮小體積和減少器件。從紅激光和藍(lán)激光發(fā)出的第一偏振光，經(jīng)過(guò)擴(kuò)束整形器件后直接進(jìn)入第一 PBS，被反射進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)。而綠光直接進(jìn)入第一 PBS后，分解成相互正交的第一偏振光和第二偏振光。第二偏振光透射過(guò)第一 PBS,而第一偏振光則被第一 PBS反射，經(jīng)過(guò)反射鏡和四分之一波片組成的光回收結(jié)構(gòu)后變?yōu)榈诙窆?，與先前的第二偏振光合并，實(shí)現(xiàn)光的重復(fù)利用。
為極大提升整機(jī)亮度，可采用藍(lán)激光激發(fā)綠光熒光粉的方式產(chǎn)生綠光，一個(gè)藍(lán)激光器直接產(chǎn)生藍(lán)光，而另一個(gè)藍(lán)激光器產(chǎn)生的光激發(fā)綠光熒光粉產(chǎn)生綠光。紅光部分可以采用紅光LED或者紅激光，前者具有較好的圖像質(zhì)量，后者具有較高的輸出亮度。若亮度滿足要求，為降低成本，可采用二向色棱鏡替代第一 PBS。紅激光與藍(lán)激光經(jīng)第一個(gè)二向色棱鏡合色后，再與綠光合成為同一偏振態(tài)的三基色，通過(guò)聚光透鏡后，進(jìn)入第二 PBS，而無(wú)需偏振干涉濾光片。相對(duì)于采用第一 PBS的偏振合色單元，雙二向色棱鏡無(wú)法實(shí)現(xiàn)偏振光的重復(fù)利用，必然導(dǎo)致非第二偏振態(tài)的光不能被重復(fù)利用，但器件相對(duì)較少，成本相對(duì)較低。同理，也可將紅激光和藍(lán)激光封裝在一起，進(jìn)一步縮小體積，降低成本。這些都有利于投影系統(tǒng)的進(jìn)一步微型化和市場(chǎng)化。本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特性和優(yōu)點(diǎn)等，將參照附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以對(duì)其作出結(jié)構(gòu)和其他方面的改變，而作為其他實(shí)施例。各個(gè)實(shí)施例及其每個(gè)不同實(shí)施例的各個(gè)方面可以以任何合適的方式組合使用。所以，附圖和詳敘本質(zhì)上將被看作是描述性的而非限制性的。應(yīng)當(dāng)注意，在不同的示圖中，相同器件采用相同的參考數(shù)表
/Jn ο實(shí)施例I
圖I給出了本發(fā)明的第一個(gè)采用混合光源的反射式液晶投影顯示系統(tǒng)I的實(shí)施例，包括光源模塊2，偏振光管理模塊3，圖像信息模塊4和投影鏡頭5。光源模塊2包括紅激光器21、藍(lán)激光器23、綠光LED 22、紅激光擴(kuò)束整形器211、藍(lán)激光擴(kuò)束整形器231和綠光勻光器221，紅激光器21和紅激光擴(kuò)束整形器211相連，藍(lán)激光器23和藍(lán)激光擴(kuò)束整形器231相連，綠光LED 22和綠光勻光器221相連。紅激光器21和藍(lán)激光器23發(fā)射的偏振光分別經(jīng)過(guò)紅激光擴(kuò)束整形器211和藍(lán)激光擴(kuò)束整形器231后成為照明所需的矩形光束。綠光LED 22發(fā)射的三基色自然光經(jīng)過(guò)綠光勻光器221后收集成為照明所需的小角度矩形光束。其中，紅光光束212、綠光光束222、藍(lán)光光束232。光管理模塊3由偏振合色單元、聚光透鏡34、偏振干涉濾光片35、第二 PBS 36依次同軸排列組成。本實(shí)施例中，偏振合色單元由二向分色棱鏡31、第一 PBS 32、反射鏡33、綠光四分之一波片322組成。二向分色棱鏡31將紅激光器21和藍(lán)激光器23發(fā)出的光合成為共路光束。第一PBS 32與二向分色棱鏡31膠合在一起，對(duì)應(yīng)綠光LED 22的邊膠合有綠光四分之一波片322。綠光四分之一波片322設(shè)計(jì)波長(zhǎng)分別對(duì)應(yīng)于各自基色光的中心波長(zhǎng)，當(dāng)每種基色的線偏振光先后兩次通過(guò)各自四分之一波片后，偏振方向旋轉(zhuǎn)90度。由于紅激光器21和藍(lán)激光器23發(fā)出的光具有高偏振度,可設(shè)置為第一偏振入射,會(huì)被第一 PBS 32全部反射,而對(duì)于非偏振的綠光LED 22,則第一 PBS反射第一偏振光而透射第二偏振光。反射鏡33位于第一PBS 32的綠光反射光路一側(cè)，將反射到其表面的綠色光按原路返回以提高系統(tǒng)光重復(fù)利用率。聚光透鏡34和偏振干涉濾光片35位于第一 PBS 32和第二 PBS 36之間。偏振干涉濾光片35可以實(shí)現(xiàn)選擇性光譜的偏振旋轉(zhuǎn)，對(duì)于期望波段的偏振光旋轉(zhuǎn)90度，而其他波段的偏振光保持偏振態(tài)不變，從而實(shí)現(xiàn)不同光譜基色偏振光的偏振整合。紅光光束212,綠光光束222，藍(lán)光光束232分別代表各基色勻光后的傳遞方向和對(duì)應(yīng)的偏振態(tài)。圖像信號(hào)模塊4為一個(gè)反射式液晶投影光調(diào)制器件——LCoS芯片，位于第二 PBS36的一個(gè)直角邊，根據(jù)外圍控制電路(未畫出)提供的圖像信號(hào)，時(shí)序地將紅光光束212，綠光光束222和藍(lán)光光束232從第一個(gè)偏振態(tài)調(diào)制為第二個(gè)偏振態(tài)，以形成包含每種顏色成分的彩色圖像。投影鏡頭5位于第二 PBS 36的出射邊，將經(jīng)過(guò)第二 PBS36后的攜帶對(duì)應(yīng)圖像信號(hào)的紅光光束212，綠光光束222和藍(lán)光光束232投影到屏幕上。
在本實(shí)施例中，二向分色棱鏡31反射藍(lán)激光器23發(fā)出的藍(lán)光光束232，而透過(guò)紅激光器21發(fā)出的紅光光束212。二向分色棱鏡的特性可以根據(jù)光源的位置來(lái)設(shè)計(jì)，只要能達(dá)到將不同基色的光合成為共路光即可。綠光LED 22即可采用普通的綠光LED，也可采用熒光粉激發(fā)的綠光LED以進(jìn)一步提升輸出亮度。攜帶各自圖像信號(hào)的三基色以3倍于幀數(shù)的速度依次通過(guò)投影鏡頭5投射出去。由于人眼無(wú)法分辨高速的幀數(shù)而合成真彩圖像。本實(shí)例只給出可行方案中的一種情況，其他光源布置方案也不脫離本實(shí)例的精神。在圖I的基礎(chǔ)上，下面再結(jié)合圖2和圖3來(lái)詳細(xì)解釋各基色光從各自光源2出發(fā)，如何在光管理模塊3和圖像調(diào)制模塊4中反射和透射，最后到達(dá)投影鏡頭5。圖2給出了紅光光束212和藍(lán)光光束232的光路。從紅激光器21和藍(lán)激光器23出射的光分別經(jīng)過(guò)紅激光擴(kuò)束整形器211和藍(lán)激光擴(kuò)束整形器231后，進(jìn)入二向分色棱鏡31。二向分色棱鏡31反射藍(lán)光光束232而透過(guò)紅光光束212。透過(guò)的紅光和反射的藍(lán)光進(jìn)入第一 PBS 32。由于激光光源所具有的高偏振特性,可設(shè)置紅光和藍(lán)光均為S偏振態(tài)。S偏振的紅光212和藍(lán)光232被反射出去經(jīng)聚光透鏡后到達(dá)偏振干涉濾光片35。圖3給出了的綠光光束222的光線軌跡及偏振態(tài)。綠光LED 22經(jīng)過(guò)其勻光器221，綠光四分之一波片322后，達(dá)到第一 I3BS 32。P偏振的綠光直接透射出第一 PBS 32進(jìn)入后續(xù)光學(xué)系統(tǒng)。而S偏振的綠光被第一 PBS 32和反射鏡33反射后原路返回，通過(guò)綠光四分之一波片322和綠光勻光器221到達(dá)綠光LED 22。經(jīng)過(guò)光源反射后，S偏振的綠光再次通過(guò)綠光四分之一波片322。S偏振的綠光兩次通過(guò)綠光四分之一波片322，其偏振態(tài)從S光變?yōu)镻光，從第一 PBS透射進(jìn)入后續(xù)光學(xué)系統(tǒng)。因此，到達(dá)偏振干涉濾光片的P偏振光可以看成兩部分，一部分是經(jīng)過(guò)第一 PBS透射的部分，另一部分是本來(lái)的S偏振，經(jīng)過(guò)反射鏡和四分之一波片偏振轉(zhuǎn)換重復(fù)利用的部分。通過(guò)以上分析，從第一 PBS 32出射且達(dá)到偏振干涉濾光片35前的三基色偏振態(tài)是不統(tǒng)一的。紅光光束212和藍(lán)光光束232為S偏振態(tài)，而綠光光束222則為P偏振態(tài)。如果直接經(jīng)第二 PBS 36進(jìn)入圖像調(diào)制器件4，則綠光光束222將不會(huì)被反射到LCoS芯片上，而是透射出去，顯然色彩是不完整的，亮度也大為降低。必須采用具有選擇性光譜偏振旋轉(zhuǎn)特性的偏振干涉濾光片35。偏振干涉濾光片可以將某一特定光譜范圍內(nèi)的偏振光實(shí)現(xiàn)半波偏振旋轉(zhuǎn)，而其它光譜范圍內(nèi)的偏振光則保持偏振態(tài)不變。根據(jù)本實(shí)例的光引擎結(jié)構(gòu)，偏振干涉濾光片35為針對(duì)綠光而設(shè)計(jì)。也即，線偏振綠光經(jīng)過(guò)此偏振干涉濾光片后，偏振態(tài)從P旋轉(zhuǎn)90后成為S，而其補(bǔ)色光譜，紅光和藍(lán)光的偏振態(tài)則保持不變，仍然為S光。因此，經(jīng)過(guò)偏振干涉濾光片35，在入射到第二 PBS 36之前的三基色偏振態(tài)均為S偏振。為了提高系統(tǒng)的對(duì)比度，也可以在第二 PBS 36前加清除偏振片(未畫出)。S偏振的三基色光被第二PBS 36反射后，進(jìn)入圖像調(diào)制模塊4。圖像調(diào)制模塊4根據(jù)輸入的各基色的圖像信號(hào)，依次將輸入的S偏振的三基色光轉(zhuǎn)變?yōu)镻偏振的三基色光。P偏振的調(diào)制后的三基色光被返回到第二 PBS 36，經(jīng)過(guò)透射后進(jìn)入到投影鏡頭5。 值得注意，對(duì)于本發(fā)明的投影光學(xué)系統(tǒng)I可以做各種修改以滿足各種需求。例如，可以改變LED和激光的種類和相對(duì)位置，采用不同的二向分色鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)光路整合。相對(duì)應(yīng)，偏振干涉濾光片的選擇性光譜偏轉(zhuǎn)特性也應(yīng)該根據(jù)光源位置的變化而重新設(shè)計(jì)。但是，基于本實(shí)施例的可行方案，激光和非激光光源能量全部被直接或者回收利用。本實(shí)例中所采用三基色布局為二向分色鏡反藍(lán)光透紅光，綠光直接透過(guò)PBS。這是因?yàn)椴粌H藍(lán)光和紅光的光譜波段較遠(yuǎn)，對(duì)分色薄膜的加工要求低，而且紅激光和藍(lán)激光已商業(yè)化，效能較高且成本較低。而對(duì)于未商業(yè)化的綠激光，則采用綠光LED或熒光粉激發(fā)的綠光LED，以降低整個(gè)系統(tǒng)的成本。此外，綠光偏振干涉濾光片的光譜帶寬也適中，即不會(huì)出現(xiàn)色彩混疊，又不會(huì)泄露其它基色，系統(tǒng)配置達(dá)到最優(yōu)。實(shí)施例2
圖4給出了本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例。第二個(gè)實(shí)施例將紅激光器21和藍(lán)激光器23封裝在一起，形成紅藍(lán)激光器26。紅藍(lán)激光器26發(fā)出的紅光和藍(lán)光直接產(chǎn)生相同偏振態(tài)的共路光，而無(wú)需二向分色棱鏡31合色。相對(duì)于第一個(gè)實(shí)例，本實(shí)例可顯著縮小整機(jī)的體積且減少了二向色鏡等器件，有利于投影系統(tǒng)的小型化。圖5給出了第二個(gè)實(shí)施例中紅光和藍(lán)光的光線軌跡及偏振態(tài)。紅藍(lán)激光器26發(fā)出的紅光212和藍(lán)光232經(jīng)過(guò)紅藍(lán)激光擴(kuò)束整形器234后，入射到第一 PBS 32。由于紅藍(lán)激光器26產(chǎn)生高偏振的S光,經(jīng)第一 PBS 32后,將被全部反射進(jìn)入后續(xù)光學(xué)系統(tǒng)。圖6給出了第二個(gè)實(shí)施例中的綠光的光線軌跡及偏振態(tài)。綠光LED 22經(jīng)過(guò)綠光勻光器件221后直接達(dá)到第一 PBS 32，P偏振的綠光直接透射。而S偏振的綠光被第一 PBS32和反射鏡33反射后原路返回，通過(guò)綠光四分之一波片322和綠光勻光器221后到達(dá)綠光LED 22。經(jīng)過(guò)光源反射后，S偏振的綠光再次通過(guò)綠光四分之一波片322。S偏振的綠光兩次通過(guò)綠光四分之一波片322，其偏振態(tài)從S光變?yōu)镻光，從第一 PBS出射進(jìn)入后續(xù)光學(xué)系統(tǒng)。實(shí)施例3
圖7給出了本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例。與第一個(gè)實(shí)施例相比，本實(shí)施例的不同之處在于光源模塊2由藍(lán)激光23和25、藍(lán)光擴(kuò)束整形器231、透藍(lán)反綠濾光片323、綠光熒光粉板223、綠光擴(kuò)束整形器224、紅光LED 24和紅光勻光器241組成，為系統(tǒng)提供混合的三基色照明。偏振合色單兀由二向分色棱鏡31、第一 PBS 32、反射鏡33、紅光四分之一波片321、綠光四分之一波片322組成。二向分色棱鏡31將紅光LED 21和藍(lán)激光器23發(fā)出的光合成為共路光束，在二向分色棱鏡31對(duì)應(yīng)紅光LED的邊，膠合有紅光四分之一波片321。第一 PBS 32與二向分色棱鏡31膠合在一起，對(duì)應(yīng)綠光的邊膠合有綠光四分之一 322。綠光由藍(lán)激光25激發(fā)熒光粉板223產(chǎn)生。紅光四分之一波片321和綠光四分之一波片322設(shè)計(jì)波長(zhǎng)分別對(duì)應(yīng)于各自基色光的中心波長(zhǎng)。當(dāng)某種基色的線偏振光先后兩次通過(guò)四分之一波片，其偏振方向旋轉(zhuǎn)90度。反射鏡33位于第一 PBS 32的P偏振紅光透射光路邊，將透射到其表面的基色光按原路返回以提高系統(tǒng)光重復(fù)利用率。本實(shí)施例采用激光激發(fā)熒光粉產(chǎn)生投影所需的綠光，進(jìn)一步提升了整機(jī)的輸出亮度。圖8給出了第三個(gè)實(shí)施例中藍(lán)光和綠光的光線軌跡及偏振態(tài)。藍(lán)激光器23經(jīng)過(guò)藍(lán)激光擴(kuò)束整形器231后，被二向色棱鏡31反射進(jìn)入第一 PBS 32。由于藍(lán)激光具有S偏振態(tài)，被第一 PBS 32反射進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)。而另一個(gè)藍(lán)激光器25先透過(guò)透藍(lán)反綠濾光片323后照射于綠光熒光粉板223上，綠光熒光粉被藍(lán)激光激發(fā)產(chǎn)生綠光，經(jīng)擴(kuò)束整形器件224后，進(jìn)入第一 PBS。對(duì)于綠光222，本身的高偏振度藍(lán)激光經(jīng)過(guò)綠光熒光粉板223后，其偏振態(tài)有一定的影響。其中P偏振的綠光直接經(jīng)第一 PBS出射，而S偏振的光經(jīng)過(guò)第一 PBS 32和反射鏡33反射后再次返回且透過(guò)綠光熒光粉板223，當(dāng)遇到透藍(lán)反綠濾光片323時(shí)，綠光被原路返回，再次經(jīng)過(guò)綠光四分之一波片322后，S偏振的綠光將成為P偏振光從第一 PBS透射出去。圖9給出了第三個(gè)實(shí)施例中紅光的光線軌跡及偏振態(tài)。從紅光LED 24出射的光經(jīng)過(guò)紅光勻光器241、紅光四分之一波片321和二向分色棱鏡31透射后進(jìn)入第一 PBS 32，被分解為相互正交的偏振光束S和P。S光被直接反射進(jìn)入后續(xù)光學(xué)系統(tǒng)。P光透過(guò)第一PBS 32經(jīng)反射鏡33反射后沿原路返回，透過(guò)第一 PBS 32、二向分色棱鏡31和紅光四分之一波片321后，返回到紅光LED 24。經(jīng)過(guò)光源反射后，P偏振的紅光再次通過(guò)紅光四分之一波片321。P偏振光兩次通過(guò)四分之一波片后,其偏振態(tài)從P光變?yōu)镾光。此時(shí)，S偏振態(tài)的紅光透過(guò)二向分色棱鏡31，進(jìn)入到第一 PBS 32后，被反射進(jìn)入后續(xù)光學(xué)系統(tǒng)。實(shí)施例4
圖10給出了本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例。相對(duì)于第三實(shí)施例，本實(shí)施例采用紅激光器21和紅激光擴(kuò)束整形器211替代紅光LED 24和紅光勻光器241，可在此基礎(chǔ)上提高紅光能量。由于藍(lán)光部分和綠光部分保持不變，因此藍(lán)光232和綠光222的光線軌跡如圖8所示。圖11給出了第四個(gè)實(shí)施例中紅光的光線軌跡。從紅激光器21出射的光經(jīng)過(guò)紅激光擴(kuò)束整形器211后,透過(guò)二向分色棱鏡31后進(jìn)入第一 PBS 32。由于激光光源所具有的高偏振特性，可設(shè)置紅光為S偏振態(tài)。S偏振的紅光212被全部反射進(jìn)入后續(xù)光學(xué)系統(tǒng)。實(shí)施例5
圖12給出了本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例。相對(duì)于第四實(shí)施例，本實(shí)施例采用第二二向色棱鏡37代替第一 PBS 32。紅激光器21經(jīng)紅光擴(kuò)束整形器211后透過(guò)二向色棱鏡31，藍(lán)激光器23經(jīng)藍(lán)光擴(kuò)束整形器231后被二向色棱鏡31反射進(jìn)入第二二向色棱鏡37。二向色棱鏡31和第二二向色棱鏡37特性由光源位置而定，只要能達(dá)到三基色光合成為同路光即可。 第二藍(lán)激光器25激發(fā)綠光突光粉板223產(chǎn)生的綠光,與紅光和藍(lán)光形成同一偏振態(tài)的三基色。通過(guò)聚光透鏡后，進(jìn)入第二 PBS，而無(wú)需偏振干涉濾光片。相對(duì)于采用第一 PBS的偏振合色單元，雙二向色棱鏡結(jié)構(gòu)無(wú)法實(shí)現(xiàn)偏振光的重復(fù)利用，必然導(dǎo)致非第二偏振態(tài)的光不能被重復(fù)利用，但相對(duì)成本較低。實(shí)施例6
圖13給出了本發(fā)明的第六個(gè)實(shí)施例。相對(duì)于第五個(gè)實(shí)施例，本實(shí)施例將紅激光21和藍(lán)激光23封裝在一起，形成紅藍(lán)激光器26，綠光仍采用藍(lán)激光器25激發(fā)熒光粉板223產(chǎn)生。這使得整機(jī)的體積最小，器件最少，成本最低，有利于投影系統(tǒng)的進(jìn)一步微型化和市場(chǎng)化。雖然已經(jīng)參照所述實(shí)施例描述了本發(fā)明的各種特性和優(yōu)點(diǎn)，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，可以對(duì)其部件的形狀，尺寸和布局等作出改變，而不會(huì)脫離本發(fā)明的精神和范圍。實(shí)例中，雖然已經(jīng)顯示了具體的組件類型，但也可以使用其它類似的和合適的替代物。因此，以上描述意在提供本發(fā)明的示范實(shí)施例，而本發(fā)明范圍并不受此提供的具體范例的限制。
權(quán)利要求
1.一種混合光源液晶投影光引擎系統(tǒng)，它包括光源模塊(2)，偏振光管理模塊(3)，圖像信息模塊(4)和投影鏡頭(5)等，光管理模塊(3)由偏振合色單元、聚光透鏡(34)、偏振干涉濾光片(35)和第二 PBS (36)依次同軸排列組成；圖像信息模塊(4)位于第二 PBS (36)的一個(gè)直角邊，投影鏡頭(5)位于第二 PBS (36)的出射邊；其特征在于，所述光源模塊(2)包括紅激光器(21)、藍(lán)激光器(23)、綠光LED(22)、紅激光擴(kuò)束整形器(211)、藍(lán)激光擴(kuò)束整形器(231)和綠光勻光器(221)，綠光LED (22)和綠光勻光器(221)相連；偏振合色單元由二向分色棱鏡(31)、第一 PBS (32),反射鏡(33)和綠光四分之一波片(322)組成，二向分色棱鏡(31)和第一 PBS (32)相膠合；綠光四分之一波片(322)位于第一 PBS (32)上綠光LED(22)的入射面，反射鏡(33)位于第一 PBS (32)上綠光LED (22)發(fā)出的S光的出射面，紅激光器(21)發(fā)出的光經(jīng)紅激光擴(kuò)束整形器(211)擴(kuò)束整形后，入射二向分色棱鏡(31 )，藍(lán)激光器(23)發(fā)出的光經(jīng)藍(lán)激光擴(kuò)束整形器(231)擴(kuò)束整形后，也入射二向分色棱鏡(31 )，綠光LED (22)發(fā)出的光經(jīng)綠光勻光器件(221)勻光整形后，入射到第一 PBS (32)。
2.一種混合光源液晶投影光引擎系統(tǒng)，它包括光源模塊(2)，偏振光管理模塊(3)，圖像信息模塊(4)和投影鏡頭(5)等，光管理模塊(3)由偏振合色單元、聚光透鏡(34)、偏振干涉濾光片(35)和第二 PBS (36)依次同軸排列組成；圖像信息模塊(4)位于第二 PBS (36)的一個(gè)直角邊，投影鏡頭(5)位于第二 PBS (36)的出射邊；其特征在于，所述光源模塊(2)包括紅藍(lán)激光器(26)、綠光LED (22)、紅藍(lán)激光擴(kuò)束整形器(234)、綠光勻光器(221)，紅藍(lán)激光器(23)和紅藍(lán)激光擴(kuò)束整形器(234)相連，綠光LED (22)和綠光勻光器(221)相連；偏振合色單元由第一 PBS(32)、反射鏡(33)和綠光四分之一波片(322)組成；綠光四分之一波片(322)位于第一 PBS (32)上綠光LED (22)的入射面，反射鏡(33)位于第一 PBS (32)上綠光LED (22)發(fā)出的S光的出射面，紅藍(lán)激光器(26)位于反射鏡(33)在第一 PBS (32)的相對(duì)側(cè)，紅藍(lán)激光擴(kuò)束整形器(234)位于紅藍(lán)激光器(23)和第一 PBS (32)之間。
3.一種混合光源液晶投影光引擎系統(tǒng)，它包括光源模塊(2)，偏振光管理模塊(3)，圖像信息模塊(4)和投影鏡頭(5)等，光管理模塊(3)由偏振合色單元、聚光透鏡(34)、偏振干涉濾光片(35)和第二 PBS (36)依次同軸排列組成；圖像信息模塊(4)位于第二 PBS (36)的一個(gè)直角邊，投影鏡頭(5)位于第二 PBS (36)的出射邊；其特征在于，所述光源模塊(2)包括藍(lán)激光器(23)和第二藍(lán)激光器(25)、藍(lán)激光擴(kuò)束整形器(231)、透藍(lán)反綠濾光片(323)、綠光熒光板(223)、綠光擴(kuò)束整形器(224)、紅光LED (24)和紅光勻光器(241)，偏振合色單兀由二向分色棱鏡(31)、第一 PBS (32)、反射鏡(33)、紅光四分之一波片(321)、綠光四分之一波片(322)組成；二向分色棱鏡(31)和第一 PBS (32)膠合；第二藍(lán)激光器(25)、透藍(lán)反綠濾光片323、綠光熒光板(223)和第一 PBS (32)依次同軸排列，第二藍(lán)激光器(25)發(fā)出的藍(lán)激光透過(guò)透藍(lán)反綠濾光片(323)后激發(fā)綠光熒光板223，形成綠光，并入射到第一 PBS(32)，綠光四分之一波片(322)位于該入射面；反射鏡(33)位于第一 PBS (32)上綠光的S光的出射面；藍(lán)激光器(23)發(fā)出的光經(jīng)藍(lán)激光擴(kuò)束整形器(231)擴(kuò)束整形后入射二向分色棱鏡(31)，紅光LED (24)發(fā)出的光經(jīng)紅光勻光器件(241)勻光整形后也入射第一 PBS(32)。
4.一種混合光源液晶投影光引擎系統(tǒng)，它包括光源模塊(2)，偏振光管理模塊(3)，圖像信息模塊(4)和投影鏡頭(5)等，光管理模塊(3)由偏振合色單元、聚光透鏡(34)、偏振干涉濾光片(35)和第二 PBS (36)依次同軸排列組成；圖像信息模塊(4)位于第二 PBS (36)的一個(gè)直角邊，投影鏡頭(5)位于第二 PBS (36)的出射邊；其特征在于，所述光源模塊(2)包括藍(lán)激光器(23)和第二藍(lán)激光器(25)、藍(lán)激光擴(kuò)束整形器(231)、藍(lán)綠濾光片(323)、綠光熒光板(223)、綠光擴(kuò)束整形器(224)、紅激光器(21)和紅激光擴(kuò)束整形器(211)，偏振合色單元由二向分色棱鏡(31)、第一 PBS (32)、反射鏡(33)、綠光四分之一波片(322)組成；二向分色棱鏡(31)和第一 PBS (32)膠合；第二藍(lán)激光器(25)、透藍(lán)反綠濾光片(323)、綠光熒光板(223)和第一 PBS (32)依次同軸排列，第二藍(lán)激光器(25)發(fā)出的藍(lán)色激光透過(guò)藍(lán)綠濾光片(323)后激發(fā)綠光熒光板(223)，形成綠光，并入射第一 PBS (32)，綠光四分之一波片(322)位于該入射面；反射鏡(33)位于第一 PBS (32)上綠光的S光的出射面；藍(lán)激光器(23)發(fā)出的光經(jīng)藍(lán)激光擴(kuò)束整形器(231)擴(kuò)束整形后入射二向分色棱鏡(31)，紅激光器(21)發(fā)出的光經(jīng)紅激光擴(kuò)束整形器(211)擴(kuò)束整形后也入射二向分色棱鏡(31 )
5.—種混合光源液晶投影光引擎系統(tǒng),它包括光源模塊(2),偏振光管理模塊(3),圖像信息模塊(4)和投影鏡頭(5)等，光管理模塊(3)由偏振合色單元、聚光透鏡(34)、偏振干涉濾光片(35)和第二 PBS (36)依次同軸排列組成；圖像信息模塊(4)位于第二 PBS (36)的一個(gè)直角邊，投影鏡頭(5)位于第二 PBS (36)的出射邊；其特征在于，所述光源模塊(2)包括藍(lán)激光器(23)和第二藍(lán)激光器(25)、藍(lán)激光擴(kuò)束整形器(231 )、綠光熒光板(223)、綠光擴(kuò)束整形器(224)、紅激光器21和紅激光擴(kuò)束整形器211，偏振合色單元由二向分色棱鏡31和第二二向分色棱鏡(37)組成；二向分色棱鏡(31)和第二二向分色棱鏡(37)膠合；第二藍(lán)激光器(25 )、綠光熒光板(223 )、綠光擴(kuò)束整形器件(224)和第二二向分色棱鏡(37 )依次同軸排列，第二藍(lán)激光器(25)發(fā)出的藍(lán)激光激發(fā)綠光熒光板(223)，形成的綠光入射第二二向分色棱鏡(37);藍(lán)激光器(23)發(fā)出的光經(jīng)藍(lán)激光擴(kuò)束整形器(231)擴(kuò)束整形后入射二向分色棱鏡(31)，紅激光器(21)發(fā)出的光經(jīng)紅激光擴(kuò)束整形器(211)擴(kuò)束整形后也入射二向分色棱鏡(31)。
6.—種混合光源液晶投影光引擎系統(tǒng),它包括光源模塊(2),偏振光管理模塊(3),圖像信息模塊(4)和投影鏡頭(5)等，光管理模塊(3)由偏振合色單元、聚光透鏡(34)、偏振干涉濾光片(35)和第二 PBS (36)依次同軸排列組成；圖像信息模塊(4)位于第二 PBS (36)的一個(gè)直角邊，投影鏡頭(5)位于第二 PBS (36)的出射邊；其特征在于，所述光源模塊(2)包括第二藍(lán)激光器(25)、綠光熒光板(223)、綠光擴(kuò)束整形器(224)、紅藍(lán)激光器(26)和紅藍(lán)激光擴(kuò)束整形器(234)，偏振合色單元為第二二向分色棱鏡(37);第二藍(lán)激光器(25)、綠光熒光板(223)、綠光擴(kuò)束整形器件(224)和第二二向分色棱鏡(37)依次同軸排列，第二藍(lán)激光器(25)發(fā)出的藍(lán)色激光激發(fā)綠光突光板(223),形成的綠光，并入射第二二向分色棱鏡(37);紅藍(lán)激光器(23)發(fā)出的紅光和藍(lán)光經(jīng)紅藍(lán)激光擴(kuò)束整形器(234)擴(kuò)束整形后入射第二二向分色棱鏡(37)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種混合光源液晶投影光引擎系統(tǒng)，該便攜式液晶投影光引擎系統(tǒng)由光源模塊，偏振光管理模塊，圖像信號(hào)模塊和投影鏡頭組成。光源模塊由高亮度激光、非相干性LED固體光源及熒光器件等組成，極大程度地提升了投影系統(tǒng)的輸出亮度且安全環(huán)保，投影的圖像色彩鮮艷，畫質(zhì)清晰。偏振光管理模塊由合色棱鏡、偏振分束棱鏡(PBS)以及偏振合色器件等組成，將不同偏振態(tài)的三基色混合光整合為同一偏振光并照向圖像信號(hào)模塊；圖像信號(hào)模塊為單片反射式液晶光調(diào)制器件，根據(jù)各基色對(duì)應(yīng)的圖像信號(hào)，時(shí)序地將圖像信號(hào)加載于三基色偏振光；投影鏡頭將攜帶圖像信號(hào)的光投影于屏幕上。
文檔編號(hào)G02B27/09GK102621791SQ201210117199
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者賀銀波, 陸巍 申請(qǐng)人:杭州研明光電技術(shù)有限公司