专利名称：Lcd立体投影机偏振管理系统的制作方法
技术领域：
本发明属于LCD立体投影显示领域，特别是两台LCD投影机立体投影显示领域。
背景技术：
LCD投影机是工作在偏振光状态下的。从光源发出的自然光经过PCS(Polarization conversion system)转化为部分偏振光，经过二向色镜分色后分别照射红、绿、蓝LCD Panel，经过X-Cube合成通过投影物镜成像到屏幕上。目前，LCD立体投影显示的实现方式主要有两种单台投影机的实现方式和两台投影机的实现方式。单台投影机的实现方式是在投影机的输出端口设置一块线偏振片，由计算机交替输出两幅具有一定视差的图像，观察者配合一副同步液晶开关眼镜控制左右眼光线的阻挡或通过，由于人眼的视觉暂留在大脑中合成一幅立体图像，图像的刷新率为投影机平时图像刷新率的1/2，有闪烁现象。两台投影机的实现方式是在每台投影机的光能输出端口分别设置一块相互正交的线偏振片，观察者佩戴一副正交的偏光眼镜，实现立体图像的显示。由于从X-Cube合成输出的R、B和G光线偏振态正交，投影机输出端口的偏振片无法保证R、B和G光线的全部输出，光能损失了50％，影响光能的利用率和立体投影机的使用寿命。
发明内容
本发明包括LCD Panel、偏振片、X-Cube和一个偏振转换器件，使从X-Cube输出的光线转换为同一偏振态的光线，投影机输出端口的线偏振片的透光轴和入射光的振动方向相同，提高了光能利用率。
偏振转换器件为双折射器件，是一个波片。偏振转换器件的设计原理为设R、G、B的中心波长分别为λ1、λ2、λ3。设一偏振转换器件的寻常光折射率为no，非寻常光的折射率为ne。为了使R、G、B转换为同一偏振态，使(ne-no)·d=k·λ1=(k+12)·λ2=(k+1)·λ3---(1)]]>d为波片的厚度；k为整数。厚度为d的波片相对于R、B的中心波长λ1、λ3为全波片，相对于G的中心波长λ2为半波片。经过这样的偏振转换器件后G的中心波长λ2的偏振态转动了90°，而R、B的中心波长λ1、λ3的偏振态不变。通过消色差设计使波片的光谱特性近似于一个方波。
同样，使(ne-no)·d=(k+12)·λ1=k·λ2=(k+32)·λ3---(2)]]>R、B的偏振态旋转了90°，而G的偏振态没有变。两台投影机的输出光线，通过偏振转换器件的转换振动方向垂直，分别通过输出端口的偏振片变为两个振动方向垂直的线偏振光，通过透光轴正交的偏光眼镜可以观看立体图像了。
附图简要描述
图1为本发明两台投影机的投影示意图。
图2为本发明第一台投影机的光路图。
图3为第一台投影机所用的偏振管理系统的光路图。
图4、5分别为第一台投影机偏振管理系统所用的偏振管理器件入射和出射光线的光谱曲线图。
图6为第二台投影机使用的偏振管理器件的光路图。
图7为第二台投影机所用的偏振管理器件出射光线的光谱曲线图。
图8为第二台投影机使用的偏振管理器件的另一种实现方式。
具体实施例方式
图1为立体投影机的示意图，它由两台投影机101、102组成，103为接收屏幕，要求屏幕不能破坏入射光的偏振态。这两台投影机分别发出有视差的、光线振动方向正交的同一幅图像，通过透光轴正交的偏光眼镜由人眼合成一幅立体图像。
图2为第一台投影机201的光路图。204为灯源，205为滤紫外/红外玻璃；206、207为复眼透镜；208为PCS，209、221、212、214、225、217组成照明部分照明R、G、B Panel 219、223、227；210、211为二向色分色镜；213、215、216为反射镜；222、224、226、228、218、220为偏振片；229为X-Cube；230为反红透蓝绿分光膜，231为反蓝透红绿分光膜；232为偏振管理器件，它使R、G、B的偏振态转换为P波；233为投影镜头；234为线偏振片，它的透光轴和P波的振动方向相同。
图3为第一台投影机偏振管理器件的工作原理图。入射光中R、B的偏振态为S波；G的偏振态为P波。经过偏振管理器件332后R、G、B的偏振态同为P波，投影机输出端口的偏振片的透光轴和入射光线的振动方向相同。
图4、5分别为入射到偏振管理器件332和出射光线的光谱曲线图。从图4可以看出R、B和G的偏振态垂直；从图5可以看出R、G、B的偏振态相同。
图6为第二台投影机102使用的偏振管理器件632工作示意图。出射光G的偏振态旋转了90°，和投影机101中使用的偏振管理器件的偏振态垂直。
图7为偏振管理器件632的输出光谱曲线图，可以看出输出光线的偏振态和332相比转动了90°。
图8为投影机102使用的偏振管理器件的另一种实现方式932为第一台投影机101使用的偏振管理器件，935为1/2波片，它使入射光的偏振态旋转了90°。
权利要求
1.LCD立体投影机偏振管理系统包括偏振片、LCD Panels、X-Cube、偏振管理器件和投影镜头。
2.如权利1所述的偏振片位于LCD Panel的入射侧和出射侧，使入射光和出射光变为线偏振光，提高图像的对比度。
3.如权利1所述的偏振片位于投影机的输出端口，使出射光变为线偏振光。
4.如权利2所述的入射侧偏振片、LCD Panel、出射侧偏振片模组位于X-Cube的三个侧面。
5.如权利4所述的X-Cube把从出射侧偏振片出射的光线合成为一束光线。
6.如权利要求5所述的合成光线相邻两个波长的偏振态正交。
7.如权利1所述的投影镜头接收从X-Cube出射的光。
8.如权利1所述的偏振管理器件位于X-Cube和投影机输出端口偏振片之间。
9.如权利8所述的偏振管理器件是一个波片，相邻两个波长的级数差1/2级。
10.如权利9所述的偏振管理器件可以和1/2波片同时使用。
全文摘要
本发明属于LCD立体投影显示领域。目前，LCD立体投影显示的实现方式主要有两种单台投影机的实现方式和两台投影机的实现方式。从投影机光源发出的自然光经过PCS(Polarization conversion system)转化为部分偏振光，经过二向色镜分色后分别照射红、绿、蓝LCD Panel，经过X－Cube合成通过投影物镜成像到屏幕上。从X－Cube合成输出的R、B和G光线偏振态正交，投影机输出端口的偏振片无法保证R、B和G光线的全部输出，光能损失了50％，影响光能的利用率和立体投影机的使用寿命。本发明采用偏振管理系统，使从X－Cube输出的R、B和G光线转换为同一偏振态的光线，投影机输出端口的线偏振片的透光轴和入射光的振动方向相同，提高了光能利用率。
文档编号G02B27/18GK101021674SQ200610033590
公开日2007年8月22日 申请日期2006年2月13日 优先权日2006年2月13日
发明者樊思民 申请人:深圳雅图数字视频技术有限公司