專利名稱：一種投影系統(tǒng)及投影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于投影技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種投影系統(tǒng)及投影裝置。
背景技術(shù)：
如圖1、2，目前的3D投影技術(shù)通常利用兩種不同偏振方向的光為觀看者提供左右眼圖像，其投影設(shè)備中通常設(shè)有用于獲得兩種偏振光的偏振分束器(PBS) 1，以及用于對偏振光進(jìn)行調(diào)制的顯示芯片2，被調(diào)制之后的偏振光攜帶了圖像信息，通過投影鏡頭3投射到屏幕上。目前基于單鏡頭雙顯示芯片(如反射式的液晶顯示芯片LC0S)的投影技術(shù)正處于研究階段，該技術(shù)主要分為兩種如圖1，第一種為采用單個(gè)PBS的投影技術(shù)，此技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單，但是因?yàn)镻BS對偏振光的分離不夠充分，導(dǎo)致投射影像的對比度較低；如圖2，第二種為采用多個(gè)PBS的投影技術(shù)，該技術(shù)因?yàn)楣饩€要經(jīng)過多個(gè)PBS進(jìn)行多次的偏光過率，光線的偏·振度會提高很多，目前一般采用4PBS結(jié)構(gòu)，對比度有所提高，但此技術(shù)需要4個(gè)PBS，同時(shí)要配置兩個(gè)λ /2波片4，結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，不利于光路的設(shè)計(jì)，并且成本較高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種投影系統(tǒng)，其不僅具有較高的圖像對比度，且結(jié)構(gòu)簡單、成本低。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種投影系統(tǒng)，包括一偏振分束器，在所述偏振分束器的兩個(gè)不同的出射光路上各設(shè)有一顯示芯片，在每個(gè)所述顯示芯片與所述偏振分束器之間各設(shè)有一光學(xué)補(bǔ)償膜和一偏光板，所述光學(xué)補(bǔ)償膜與所述偏振分束器相鄰設(shè)置，所述偏光板的透振方向與來自所述光學(xué)補(bǔ)償膜的不完全偏振光中預(yù)獲得的線偏振光的偏振方向相同。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選技術(shù)方案所述光學(xué)補(bǔ)償膜和偏光板分別貼合于一透明支撐板的兩側(cè)。所述光學(xué)補(bǔ)償膜為可將來自所述偏振分束器的不完全偏振光的偏振方向旋轉(zhuǎn)45°的光學(xué)膜片。所述顯示芯片為可將待顯示圖像的亮暗區(qū)域反轉(zhuǎn)的顯示芯片。所述顯示芯片采用反射式液晶顯示芯片。還包括一光源，設(shè)置于所述偏振分束器的入射光路上。還包括可將所述偏振分束器輸出的攜帶有圖像信息的光投射至顯示屏幕的投影鏡頭。本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種投影裝置，包括三組分別用于輸出紅、綠、藍(lán)圖像信息的投影系統(tǒng)，所述投影系統(tǒng)采用上述的投影系統(tǒng)。優(yōu)選的，還包括一為所述投影系統(tǒng)提供照明光的光源。還包括一用于將所述投影系統(tǒng)輸出的攜帶有圖像信息的光投射至顯示屏幕的投影鏡頭。本實(shí)用新型在PBS和顯示芯片之間設(shè)置光學(xué)補(bǔ)償膜和偏光板，通過光學(xué)補(bǔ)償膜的偏光旋轉(zhuǎn)作用和偏光板的偏光選擇作用將不完全偏振光中的雜光濾除，提高線偏振光的偏振度，減少雜光干擾，有效的提高了圖像的對比度。并且，與傳統(tǒng)的為了提高對比度而采用多PBS的系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加簡單，成本更低。另外，該系統(tǒng)所需的PBS數(shù)量少，減少了光的裳減，提聞了顯不売度，可為觀看者提供清晰聞売度的優(yōu)質(zhì)畫面。

圖I是現(xiàn)有單PBS投影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有4PBS投影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例投影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；·[0020]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例投影系統(tǒng)的工作原理示意圖(一)；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例投影系統(tǒng)的工作原理示意圖(二)；圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例投影系統(tǒng)的工作原理示意圖(三)。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。圖3飛示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的投影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖及工作原理圖，為了便于說明，僅示出了與本實(shí)施例相關(guān)的部分。該投影系統(tǒng)主要用于為觀看者提供高對比度的圖像，較適用于3D投影，也可用于2D投影。該投影系統(tǒng)包括一偏振分束器(PBS) 301，在PBS301的兩個(gè)不同的出射光路上各設(shè)有一顯示芯片，即第一顯示芯片302和第二顯示芯片303，如圖3，第一顯示芯片302與PBS301的第一出射面3011相對設(shè)置，第二顯示芯片303與PBS301的第二出射面3012相對設(shè)置。與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，該投影系統(tǒng)在PBS301和顯示芯片之間還設(shè)有光學(xué)補(bǔ)償膜和偏光板。即在PBS301的第一出射面3011和第一顯不芯片302之間設(shè)有第一光學(xué)補(bǔ)償膜304和第一偏光板305,第一光學(xué)補(bǔ)償膜304與PBS301相鄰設(shè)置,第一偏光板305與第一顯不芯片302相鄰設(shè)置。同樣的，自PBS301的第二出射面3012至第二顯示芯片303之間依次設(shè)有第二光學(xué)補(bǔ)償膜306和第二偏光板307。第一光學(xué)補(bǔ)償膜304和第二光學(xué)補(bǔ)償膜306可將入射其中的光的偏振方向旋轉(zhuǎn)一定的角度，通過對其厚度進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，可以將偏振方向旋轉(zhuǎn)預(yù)定的角度。同時(shí)，第一偏光板305和第二偏光板307的透振方向恰好與來自第一光學(xué)補(bǔ)償膜304和第二光學(xué)補(bǔ)償膜306的不完全偏振光中預(yù)獲得的線偏振光的偏振方向相同，使預(yù)獲得的線偏振光可以順利通過偏光板。結(jié)合附圖4飛，以下對該投影系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行詳細(xì)說明。入射至PBS301的光被PBS301分為兩束，其中一束含有大部分的P光及較少部分的雜光，簡稱為P光束，另一部分含有大部分的S光和少部分雜光，簡稱為S光束。如圖6，以P光束為例，P光束經(jīng)過第一光學(xué)補(bǔ)償膜304后，P光和雜光的偏振方向均旋轉(zhuǎn)一定角度本實(shí)施例中優(yōu)選為45°，P光旋轉(zhuǎn)45°后全部通過第一偏光板305,而雜光則被第一偏光板305阻隔,通過第一偏光板305的P光具有極高的偏振度，然后經(jīng)過第一顯示芯片302進(jìn)行調(diào)制，攜帶有圖像信息，簡稱為信息光。這部分信息光經(jīng)過第一顯不芯片302反射后再次通過第一偏光板305,經(jīng)第一偏光板305透過的信息光再次入射第一光學(xué)補(bǔ)償膜304，其偏振方向再次旋轉(zhuǎn)45°，與入射至第一光學(xué)補(bǔ)償膜304時(shí)的偏振方向恰好垂直，此時(shí)P光變?yōu)镾光，S光返回射入PBS，經(jīng)過PBS內(nèi)部結(jié)構(gòu)的反射后向投影鏡頭輸出。同樣的，經(jīng)PBS301分開的S光束的傳輸過程同P光束相似，其兩次經(jīng)過第二光學(xué)補(bǔ)償膜306和第二偏光板307，其間經(jīng)過第二顯示芯片303的調(diào)制后攜帶了圖像信息，最終以P光的形式返回注入PBS301，并透過PBS301的內(nèi)部結(jié)構(gòu)向投影鏡頭輸出。這兩種偏振方向的信息光可分別攜帶左眼和右眼信息，為觀看者提供3D圖像。可以理解，第一光學(xué)補(bǔ)償膜304和第二光學(xué)補(bǔ)償膜306對入射光的旋轉(zhuǎn)角度不僅局限于45°，只要保證經(jīng)PBS301出射的偏振光與最終返回注入PBS301的偏振光的偏振方向垂直即可，使得經(jīng)過調(diào)制的信息光可以順利投向投影鏡頭?！0029]本實(shí)用新型實(shí)施例在PBS和顯示芯片之間設(shè)置光學(xué)補(bǔ)償膜和偏光板，通過光學(xué)補(bǔ)償膜的偏光旋轉(zhuǎn)作用和偏光板的偏光選擇作用將不完全偏振光中的雜光濾除，提高線偏振光的偏振度，減少雜光干擾，有效的提高了圖像的對比度。并且，與傳統(tǒng)的為了提高對比度而采用多PBS的系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加簡單，成本更低。另外，該系統(tǒng)所需的PBS數(shù)量少，減少了光的裳減，提聞了顯不売度，可為觀看者提供清晰聞売度的優(yōu)質(zhì)畫面。在本實(shí)施例中，第一顯示芯片302和第二顯示芯片303可以采用反射式液晶顯示芯片，如硅基液晶(LCOS)芯片，其分辨率較高。LCOS芯片對調(diào)制后的線偏振光進(jìn)行反射時(shí)，會對偏振光的偏振方向進(jìn)行轉(zhuǎn)變，將圖像的亮區(qū)對應(yīng)的偏振光的偏振方向改變90°，而暗區(qū)對應(yīng)的偏振光的偏振方向不變?？紤]到偏光板的偏光選擇性，若亮區(qū)光線的偏振方向改變90°，則無法通過偏光板，進(jìn)而無法正常輸出圖像。因此，在本實(shí)施例中，LCOS芯片可以預(yù)先將圖像的亮暗區(qū)域反轉(zhuǎn)，這樣，反射光線中偏轉(zhuǎn)后的光實(shí)則對應(yīng)圖像的暗區(qū)，這部分光線與偏光板的透振方向垂直，無法穿過偏光板，而未改變偏振方向的亮區(qū)光線得以順利通過偏光板，最終經(jīng)過PBS的內(nèi)部結(jié)構(gòu)反射至投影鏡頭。當(dāng)然，本實(shí)施例中的第一和第二顯示芯片不局限于LCOS芯片，同樣也可采取其他方式保證圖像亮區(qū)對應(yīng)的光線順利通過偏光板并投向投影鏡頭，不限于以上一種方式。在本實(shí)施例中，第一光學(xué)補(bǔ)償膜304和第一偏光板305分別貼合于一透明支撐板308的兩側(cè)，以保證第一光學(xué)補(bǔ)償膜304和第一偏光板305相對穩(wěn)定,并使之與第一出射面3011和第一顯示芯片302保持高度平行。第二光學(xué)補(bǔ)償膜306和第二偏光板307同上設(shè)計(jì)。在本實(shí)施例中，該投影系統(tǒng)還可以進(jìn)一步包括一光源309，用于提供原始的照明光，該光源309可直接設(shè)置于PBS301的入射光路上，其發(fā)出的光可以經(jīng)過準(zhǔn)直、擴(kuò)束透鏡(圖中未示)后入射PBS301。進(jìn)一步的，該系統(tǒng)還包括一投影鏡頭310，用于將經(jīng)PBS301最終輸出的攜帶有圖像信息的兩種線偏振光投射至顯示屏幕。本實(shí)施例提供的投影系統(tǒng)可用于分時(shí)顯示的投影裝置中，三種基色的光分時(shí)經(jīng)過該系統(tǒng)并向顯示屏幕輸出圖像。當(dāng)然，該系統(tǒng)也可以用于非分時(shí)顯示的裝置中，該裝置包括三組上述的投影系統(tǒng)，分別獲得紅、綠、藍(lán)圖像信息并同時(shí)輸出。[0036]進(jìn)一步的，該裝置還可包括光源，為三個(gè)投影系統(tǒng)提供照明光，三個(gè)投影系統(tǒng)可共用一個(gè)光源，并分別在三個(gè)PBS的入射光路上各設(shè)置一個(gè)分束鏡，分束鏡將來自光源的白光分解，從中分出所需顏色的光并反射或透射至對應(yīng)的PBS。進(jìn)一步的，該裝置還可以包括一投影鏡頭，設(shè)置于三個(gè)投影系統(tǒng)的圖像輸出路徑上，三基色的圖像信息均通過該投影鏡頭顯示在屏幕上。采用本實(shí)用新型提供的投影系統(tǒng)，可在使用最少數(shù)量的PBS的同時(shí)獲得較高的圖像對比度，較傳統(tǒng)采用相同數(shù)量PBS的系統(tǒng)相比，其對比度更高，較傳統(tǒng)采用多PBS的系統(tǒng)相比，其不僅對比度高，其顯示亮度也更高，且結(jié)構(gòu)更簡單，成本更低。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。·
權(quán)利要求1.一種投影系統(tǒng)，其特征在于，包括一偏振分束器，在所述偏振分束器的兩個(gè)不同的出射光路上各設(shè)有一顯不芯片，在每個(gè)所述顯不芯片與所述偏振分束器之間各設(shè)有一光學(xué)補(bǔ)償膜和一偏光板，所述光學(xué)補(bǔ)償膜與所述偏振分束器相鄰設(shè)置，所述偏光板的透振方向與來自所述光學(xué)補(bǔ)償膜的不完全偏振光中預(yù)獲得的線偏振光的偏振方向相同。
2.如權(quán)利要求I所述的投影系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)補(bǔ)償膜和偏光板分別貼合于一透明支撐板的兩側(cè)。
3.如權(quán)利要求I所述的投影系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)補(bǔ)償膜為可將來自所述偏振分束器的不完全偏振光的偏振方向旋轉(zhuǎn)45°的光學(xué)膜片。
4.如權(quán)利要求I所述的投影系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示芯片為可將待顯示圖像的亮暗區(qū)域反轉(zhuǎn)的顯示芯片。
5.如權(quán)利要求I所述的投影系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示芯片采用反射式液晶顯示芯片。
6.如權(quán)利要求I至5任一項(xiàng)所述的投影系統(tǒng)，其特征在于，還包括一光源，設(shè)置于所述偏振分束器的入射光路上。
7.如權(quán)利要求I至5任一項(xiàng)所述的投影系統(tǒng)，其特征在于，還包括可將所述偏振分束器輸出的攜帶有圖像信息的光投射至顯示屏幕的投影鏡頭。
8.一種投影裝置，包括三組分別用于輸出紅、綠、藍(lán)圖像信息的投影系統(tǒng)，其特征在于，所述投影系統(tǒng)采用權(quán)利要求I至5任一項(xiàng)所述的投影系統(tǒng)。
9.如權(quán)利要求8所述的投影裝置，其特征在于，還包括一為所述投影系統(tǒng)提供照明光的光源。
10.如權(quán)利要求8所述的投影裝置，其特征在于，還包括一用于將所述投影系統(tǒng)輸出的攜帶有圖像信息的光投射至顯示屏幕的投影鏡頭。
專利摘要本實(shí)用新型適用于投影領(lǐng)域，提供了一種投影系統(tǒng)及投影裝置，該系統(tǒng)包括一偏振分束器，在所述偏振分束器的兩個(gè)不同的出射光路上各設(shè)有一顯示芯片，在每個(gè)所述顯示芯片與所述偏振分束器之間各設(shè)有一光學(xué)補(bǔ)償膜和一偏光板，所述光學(xué)補(bǔ)償膜與所述偏振分束器相鄰設(shè)置，所述偏光板的透振方向與來自所述光學(xué)補(bǔ)償膜的不完全偏振光中預(yù)獲得的線偏振光的偏振方向相同。本實(shí)用新型在PBS和顯示芯片之間設(shè)置光學(xué)補(bǔ)償膜和偏光板，通過光學(xué)補(bǔ)償膜的偏光旋轉(zhuǎn)作用和偏光板的偏光選擇作用將不完全偏振光中的雜光濾除，提高線偏振光的偏振度，減少雜光干擾，有效的提高了圖像的對比度。并且本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加簡單，成本更低，且顯示亮度更高。
文檔編號H04N13/04GK202710916SQ20122027219
公開日2013年1月30日 申請日期2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月11日
發(fā)明者吳杰陽 申請人:深圳市歐曼特微顯示科技有限公司