專利名稱：改善液晶投影機(jī)對(duì)比度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改善投影機(jī)對(duì)比度的方法，特別是一種改善液晶投影機(jī)的顯示圖像對(duì)比度的方法。屬于投影技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
已經(jīng)有傳統(tǒng)的液晶投影機(jī)，包括透射型液晶投影機(jī)(即LCD投影機(jī))和反射型液晶投影機(jī)(即LCOS投影機(jī))，液晶投影機(jī)一般包括照明光學(xué)系統(tǒng)、色光分離光學(xué)系統(tǒng)、第一至第三電光裝置(其中心元件是液晶光閥與偏振片的組合裝置，液晶光閥包括透射型液晶光閥LCD以及反射型液晶光閥LCOS器件)、色光合成及投射光學(xué)裝置。在液晶投影機(jī)中，由于液晶光閥在對(duì)偏振光調(diào)制過程只有當(dāng)通過器件的光程差為λ/2(λ為光波長)的奇數(shù)倍即相位差為π的奇數(shù)倍時(shí)，入射的S(P)線偏振光才能完全轉(zhuǎn)化成偏振態(tài)與其正交的P(S)線偏振光，因此一種偏振態(tài)的光線進(jìn)入器件，由于液晶的色散，不同波長的S(P)光線經(jīng)過液晶光閥后產(chǎn)生的相位差均不同，只有特定波長(以下稱為中心波長)的光線才能完全轉(zhuǎn)化為另一種P(S)偏振態(tài)，這些光線可以被后面的偏振片關(guān)斷，在屏幕上得到理想的暗畫面；而其他波長的光線不能完全轉(zhuǎn)化成另一種偏振態(tài)，后面的偏振片不能完全關(guān)斷光線，從而形成漏光，這一現(xiàn)象會(huì)造成圖像對(duì)比度的下降。同樣的，對(duì)于斜入射的光線，波長不同、入射角度不同的光線透過液晶光閥的光程不同，即產(chǎn)生不同的相位差，從而偏振態(tài)轉(zhuǎn)化效率不同，圖像對(duì)比度也會(huì)下降。斜入射情況下偏振光通過光調(diào)制系統(tǒng)后的透過率與波長的關(guān)系曲線和正入射情況下的曲線形狀一致，只是中心波長會(huì)發(fā)生偏移。
所以傳統(tǒng)的液晶投影機(jī)中存在對(duì)比度很難增加的問題。目前也有相關(guān)的改善液晶投影機(jī)對(duì)比度的方法，經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請(qǐng)?zhí)枮?1809852.5的發(fā)明專利，該專利提出在兩偏振器之間，至少將兩片有混和取向的液晶層的光學(xué)膜(HBLC光學(xué)膜)排列成使薄膜的慢軸大致互相垂直，以垂直于薄膜表面的方向上不產(chǎn)生相位差的辦法來改善液晶投影機(jī)對(duì)比度。但是這種方法沒有改善由于液晶色散對(duì)液晶對(duì)比度的不良影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)以上背景技術(shù)中的不足和缺陷，提出一種改善液晶投影機(jī)對(duì)比度的方法，使其能夠改善由于液晶色散以及光線斜入射對(duì)液晶對(duì)比度的影響，從而極大的提高液晶投影機(jī)圖像的對(duì)比度。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明在液晶投影機(jī)中的液晶光閥與偏振片之間設(shè)置補(bǔ)償波片，通過選取這些補(bǔ)償波片的厚度和光軸方向，補(bǔ)償各種波長入射光線通過液晶光閥后形成的相位差的差異，再經(jīng)過偏振片的作用，得到理想的暗畫面，從而提高圖像對(duì)比度。這種方法可以用于使用各種光源與分光光路的液晶投影機(jī)中。
本發(fā)明設(shè)置的補(bǔ)償玻片可以補(bǔ)償不同波長入射光線經(jīng)過液晶光閥后的相位差的差異，從而在包含可見光的寬波段上得到均勻的相位差，這時(shí)后面的偏振片就可以近似完全關(guān)斷所有波長的光線，減少漏光，從而提高圖像對(duì)比度；對(duì)于斜入射光線，中心波長會(huì)發(fā)生偏移，但由于此時(shí)曲線在足夠?qū)挼牟ǘ紊掀教?，所以偏移后的曲線仍能在要求的波段上保持平坦，從而消除了偏移的影響，改善了圖像對(duì)比度。
本發(fā)明所設(shè)置的補(bǔ)償波片可以為一片或多片。補(bǔ)償波片位于液晶光閥與前偏振片之間，或是位于液晶光閥與后偏振片之間，或是在液晶光閥與前或后偏振片之間均加補(bǔ)償波片。
補(bǔ)償波片貼附在任一塊偏振片靠近液晶光閥的表面而與偏振片做成一體，或者貼附在液晶光閥的任何一面而與液晶光閥做成一體。在反射型液晶投影機(jī)中，所加補(bǔ)償玻片可以貼附在反射式硅基液晶板(LCOS)表面而與反射式硅基液晶板做成一體，也可以貼附在偏振分束棱鏡(PBS)靠近反射式硅基液晶板的表面而與偏振分束棱鏡做成一體。
多片補(bǔ)償波片可以全部與其他器件貼附組合，也可以是其中一部分與其他器件貼附組合。
補(bǔ)償波片由多種材料制成，如晶體材料，包括石英、藍(lán)寶石等；塑料薄膜材料，包括聚碳酸酯PC、聚氯乙稀PVC等拉伸制成；用液晶材料作為涂層制成，等等。
在液晶光閥與前或后偏振片之間均有補(bǔ)償波片時(shí)，兩組補(bǔ)償波片是對(duì)稱結(jié)構(gòu)，或者是非對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明通過設(shè)置補(bǔ)償玻片補(bǔ)償不同波長入射光線經(jīng)過液晶光閥后的相位差的差異，減少漏光，消除了偏移的影響，解決了由于液晶色散以及光線斜入射對(duì)液晶對(duì)比度的影響，從而極大的提高液晶投影機(jī)圖像的對(duì)比度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)、成本低、效果好。


圖1本發(fā)明實(shí)施例一示意2本發(fā)明實(shí)施例二示意3本發(fā)明實(shí)施例三示意圖具體實(shí)施方式
實(shí)施例一，如圖1所示，是在一種傳統(tǒng)LCD投影機(jī)基礎(chǔ)上使用本發(fā)明的方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)比度改善的實(shí)施例。此種傳統(tǒng)投影機(jī)工作原理如下，照明光學(xué)系統(tǒng)中光源a1發(fā)出的光經(jīng)反射鏡a2轉(zhuǎn)化成大致平行于光源光軸的平行光，再經(jīng)第一透鏡陣列a4、第二透鏡陣列a5及偏振光發(fā)生光學(xué)系統(tǒng)a6后，射出偏振方向一致的均勻照明光，即S偏振光；該S偏振光進(jìn)入色光分離光學(xué)系統(tǒng)A1，投射到分色鏡B、C及反射鏡F，分離成第一至第三色光即紅、綠、藍(lán)三色光；第一色光紅色光透過分色鏡B在反射鏡F處反射到視場(chǎng)透鏡R0，通過視場(chǎng)透鏡R0到達(dá)λ/2波片Br，進(jìn)行相位差調(diào)節(jié)，將S偏振光轉(zhuǎn)化為P偏振光，再經(jīng)只能通過P偏振光的偏振片R1，到達(dá)液晶面板Ry，輸入到液晶面板Ry的調(diào)制信號(hào)X將P偏振光調(diào)制為S偏振光或橢圓偏振光，然后再通過只能投射S偏振光的第二偏振片R2，到達(dá)合色棱鏡J；第三色光藍(lán)色光經(jīng)中繼光學(xué)系統(tǒng)也是如此，藍(lán)色光經(jīng)λ/2波片Bb至合色棱鏡J；第二色光綠色光則不需經(jīng)λ/2波片；最后，合色棱鏡J對(duì)液晶光閥調(diào)制的三色光(調(diào)制光)進(jìn)行合成，生成表現(xiàn)彩色圖像的合成光。由合色棱鏡生成的合成光沿投影透鏡T的方向射出。投影透鏡投射從合色棱鏡射出的合成光，將彩色圖像顯示在屏幕SC上。實(shí)施例具體方案為在第一至第三色光光路中均做以下處理，將兩片補(bǔ)償波片粘貼在一起構(gòu)成一個(gè)補(bǔ)償波片組，然后分別將如上一個(gè)補(bǔ)償波片組裝配在液晶光閥前后，如圖1中所示，這樣將極大的提高此種液晶投影機(jī)的對(duì)比度，方法簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)。
實(shí)施例二，如圖2所示，是在另一種傳統(tǒng)LCD投影機(jī)基礎(chǔ)上使用本發(fā)明的方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)比度改善的實(shí)施例。此種傳統(tǒng)投影機(jī)光源與分光光路與一般的液晶投影機(jī)相似，第一至第三色光分別經(jīng)三個(gè)液晶光閥調(diào)制，通過各自的投影物鏡投影在同一屏幕上，進(jìn)行合色，生成彩色圖像。實(shí)施例具體方案為在第一至第三色光光路中均做以下處理，將兩片補(bǔ)償波片粘貼在一起構(gòu)成一個(gè)補(bǔ)償波片組，然后分別將如上一個(gè)補(bǔ)償波片組裝配在液晶光閥前后，如圖2中所示，這樣此種液晶投影機(jī)的對(duì)比度會(huì)得到極大的提高，方法簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)、成本低、效果好。
實(shí)施例三，如圖3所示，是在一種傳統(tǒng)LCOS投影機(jī)基礎(chǔ)上使用本發(fā)明的方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)比度改善的實(shí)施例。其光源與分光光路與一般的液晶投影機(jī)相似，第一至第三色光分別經(jīng)PBS棱鏡投射到LCOS器件上，經(jīng)LCOS反射調(diào)制后，通過PBS棱鏡出射，并由合色棱鏡生成的合成光沿投影透鏡的方向射出。投影透鏡投射從合色棱鏡射出的合成光，在屏幕上生成彩色圖像。實(shí)施例具體方案為在第一至第三色光光路中均做以下處理，將兩片補(bǔ)償波片粘貼在一起構(gòu)成一個(gè)補(bǔ)償波片組，然后將如上一個(gè)補(bǔ)償波片組裝配在液晶光閥與PBS棱鏡之間，如圖3中所示，這樣將極大的提高此種液晶投影機(jī)的對(duì)比度，方法簡(jiǎn)單、效果好。
權(quán)利要求
1.一種改善液晶投影機(jī)對(duì)比度的方法，其特征在于，在液晶投影機(jī)中的液晶光閥與偏振片之間設(shè)置補(bǔ)償波片，通過選取這些補(bǔ)償波片的厚度和光軸方向，補(bǔ)償各種波長入射光線通過液晶光閥后形成的相位差的差異，再經(jīng)過偏振片的作用，從而提高圖像對(duì)比度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善液晶投影機(jī)對(duì)比度的方法，其特征是，所設(shè)置的補(bǔ)償波片為一片或多片，補(bǔ)償波片位于液晶光閥與前偏振片之間，或是位于液晶光閥與后偏振片之間，或是在液晶光閥與前或后偏振片之間均加補(bǔ)償波片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改善液晶投影機(jī)對(duì)比度的方法，其特征是，補(bǔ)償波片貼附在任一塊偏振片靠近液晶光閥的表面而與偏振片做成一體，或者貼附在液晶光閥的任何一面而與液晶光閥做成一體，在反射型液晶投影機(jī)中，所設(shè)置的補(bǔ)償玻片貼附在反射式硅基液晶板表面而與反射式硅基液晶板做成一體，或者貼附在偏振分束棱鏡靠近反射式硅基液晶板的表面而與偏振分束棱鏡做成一體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改善液晶投影機(jī)對(duì)比度的方法，其特征是，多片補(bǔ)償波片全部與其他器件貼附組合，或者其中一部分與其他器件貼附組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改善液晶投影機(jī)對(duì)比度的方法，其特征是，補(bǔ)償波片由多種材料制成，如晶體材料，塑料薄膜材料，用液晶材料作為涂層制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改善液晶投影機(jī)對(duì)比度的方法，其特征是，在液晶光閥與前或后偏振片之間均有補(bǔ)償波片時(shí)，兩組補(bǔ)償波片是對(duì)稱結(jié)構(gòu)，或者是非對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種改善投影機(jī)對(duì)比度的方法，屬于投影技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明在液晶投影機(jī)中的液晶光閥與偏振片之間設(shè)置補(bǔ)償波片，通過選取這些補(bǔ)償波片的厚度和光軸方向，補(bǔ)償各種波長入射光線通過液晶光閥后形成的相位差的差異，再經(jīng)過偏振片的作用，得到理想的暗畫面，從而提高圖像對(duì)比度。本發(fā)明通過設(shè)置補(bǔ)償玻片補(bǔ)償不同波長入射光線經(jīng)過液晶光閥后的相位差的差異，減少漏光，消除了偏移的影響，解決了由于液晶色散以及光線斜入射對(duì)液晶對(duì)比度的影響，從而極大的提高液晶投影機(jī)圖像的對(duì)比度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)、成本低、效果好。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1547064SQ200310109339
公開日2004年11月17日 申請(qǐng)日期2003年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月12日
發(fā)明者鄧運(yùn)明 申請(qǐng)人:上海信誠至典網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司