专利名称：一种投影系统及投影装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于投影技术领域，尤其涉及一种投影系统及投影装置。
背景技术：
如图1、2，目前的3D投影技术通常利用两种不同偏振方向的光为观看者提供左右眼图像，其投影设备中通常设有用于获得两种偏振光的偏振分束器(PBS) 1，以及用于对偏振光进行调制的显示芯片2，被调制之后的偏振光携带了图像信息，通过投影镜头3投射到屏幕上。目前基于单镜头双显示芯片(如反射式的液晶显示芯片LC0S)的投影技术正处于研究阶段，该技术主要分为两种如图1，第一种为采用单个PBS的投影技术，此技术结构简单，但是因为PBS对偏振光的分离不够充分，导致投射影像的对比度较低；如图2，第二种为采用多个PBS的投影技术，该技术因为光线要经过多个PBS进行多次的偏光过率，光线的偏·振度会提高很多，目前一般采用4PBS结构，对比度有所提高，但此技术需要4个PBS，同时要配置两个λ /2波片4，结构非常复杂，不利于光路的设计，并且成本较高。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种投影系统，其不仅具有较高的图像对比度，且结构简单、成本低。本实用新型是这样实现的，一种投影系统，包括一偏振分束器，在所述偏振分束器的两个不同的出射光路上各设有一显示芯片，在每个所述显示芯片与所述偏振分束器之间各设有一光学补偿膜和一偏光板，所述光学补偿膜与所述偏振分束器相邻设置，所述偏光板的透振方向与来自所述光学补偿膜的不完全偏振光中预获得的线偏振光的偏振方向相同。作为本实用新型的优选技术方案所述光学补偿膜和偏光板分别贴合于一透明支撑板的两侧。所述光学补偿膜为可将来自所述偏振分束器的不完全偏振光的偏振方向旋转45°的光学膜片。所述显示芯片为可将待显示图像的亮暗区域反转的显示芯片。所述显示芯片采用反射式液晶显示芯片。还包括一光源，设置于所述偏振分束器的入射光路上。还包括可将所述偏振分束器输出的携带有图像信息的光投射至显示屏幕的投影镜头。本实用新型的另一目的在于提供一种投影装置，包括三组分别用于输出红、绿、蓝图像信息的投影系统，所述投影系统采用上述的投影系统。优选的，还包括一为所述投影系统提供照明光的光源。还包括一用于将所述投影系统输出的携带有图像信息的光投射至显示屏幕的投影镜头。本实用新型在PBS和显示芯片之间设置光学补偿膜和偏光板，通过光学补偿膜的偏光旋转作用和偏光板的偏光选择作用将不完全偏振光中的杂光滤除，提高线偏振光的偏振度，减少杂光干扰，有效的提高了图像的对比度。并且，与传统的为了提高对比度而采用多PBS的系统相比，本系统的结构更加简单，成本更低。另外，该系统所需的PBS数量少，减少了光的裳减，提闻了显不売度，可为观看者提供清晰闻売度的优质画面。
图I是现有单PBS投影系统的结构示意图；图2是现有4PBS投影系统的结构示意图；图3是本实用新型实施例投影系统的结构示意图；·[0020]图4是本实用新型实施例投影系统的工作原理示意图(一)；图5是本实用新型实施例投影系统的工作原理示意图(二)；图6是本实用新型实施例投影系统的工作原理示意图(三)。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。图3飞示出了本实用新型实施例提供的投影系统的结构示意图及工作原理图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。该投影系统主要用于为观看者提供高对比度的图像，较适用于3D投影，也可用于2D投影。该投影系统包括一偏振分束器(PBS) 301，在PBS301的两个不同的出射光路上各设有一显示芯片，即第一显示芯片302和第二显示芯片303，如图3，第一显示芯片302与PBS301的第一出射面3011相对设置，第二显示芯片303与PBS301的第二出射面3012相对设置。与现有技术不同的是，该投影系统在PBS301和显示芯片之间还设有光学补偿膜和偏光板。即在PBS301的第一出射面3011和第一显不芯片302之间设有第一光学补偿膜304和第一偏光板305,第一光学补偿膜304与PBS301相邻设置,第一偏光板305与第一显不芯片302相邻设置。同样的，自PBS301的第二出射面3012至第二显示芯片303之间依次设有第二光学补偿膜306和第二偏光板307。第一光学补偿膜304和第二光学补偿膜306可将入射其中的光的偏振方向旋转一定的角度，通过对其厚度进行合理的设计，可以将偏振方向旋转预定的角度。同时，第一偏光板305和第二偏光板307的透振方向恰好与来自第一光学补偿膜304和第二光学补偿膜306的不完全偏振光中预获得的线偏振光的偏振方向相同，使预获得的线偏振光可以顺利通过偏光板。结合附图4飞，以下对该投影系统的工作原理进行详细说明。入射至PBS301的光被PBS301分为两束，其中一束含有大部分的P光及较少部分的杂光，简称为P光束，另一部分含有大部分的S光和少部分杂光，简称为S光束。如图6，以P光束为例，P光束经过第一光学补偿膜304后，P光和杂光的偏振方向均旋转一定角度本实施例中优选为45°，P光旋转45°后全部通过第一偏光板305,而杂光则被第一偏光板305阻隔,通过第一偏光板305的P光具有极高的偏振度，然后经过第一显示芯片302进行调制，携带有图像信息，简称为信息光。这部分信息光经过第一显不芯片302反射后再次通过第一偏光板305,经第一偏光板305透过的信息光再次入射第一光学补偿膜304，其偏振方向再次旋转45°，与入射至第一光学补偿膜304时的偏振方向恰好垂直，此时P光变为S光，S光返回射入PBS，经过PBS内部结构的反射后向投影镜头输出。同样的，经PBS301分开的S光束的传输过程同P光束相似，其两次经过第二光学补偿膜306和第二偏光板307，其间经过第二显示芯片303的调制后携带了图像信息，最终以P光的形式返回注入PBS301，并透过PBS301的内部结构向投影镜头输出。这两种偏振方向的信息光可分别携带左眼和右眼信息，为观看者提供3D图像。可以理解，第一光学补偿膜304和第二光学补偿膜306对入射光的旋转角度不仅局限于45°，只要保证经PBS301出射的偏振光与最终返回注入PBS301的偏振光的偏振方向垂直即可，使得经过调制的信息光可以顺利投向投影镜头。·[0029]本实用新型实施例在PBS和显示芯片之间设置光学补偿膜和偏光板，通过光学补偿膜的偏光旋转作用和偏光板的偏光选择作用将不完全偏振光中的杂光滤除，提高线偏振光的偏振度，减少杂光干扰，有效的提高了图像的对比度。并且，与传统的为了提高对比度而采用多PBS的系统相比，本系统的结构更加简单，成本更低。另外，该系统所需的PBS数量少，减少了光的裳减，提闻了显不売度，可为观看者提供清晰闻売度的优质画面。在本实施例中，第一显示芯片302和第二显示芯片303可以采用反射式液晶显示芯片，如硅基液晶(LCOS)芯片，其分辨率较高。LCOS芯片对调制后的线偏振光进行反射时，会对偏振光的偏振方向进行转变，将图像的亮区对应的偏振光的偏振方向改变90°，而暗区对应的偏振光的偏振方向不变。考虑到偏光板的偏光选择性，若亮区光线的偏振方向改变90°，则无法通过偏光板，进而无法正常输出图像。因此，在本实施例中，LCOS芯片可以预先将图像的亮暗区域反转，这样，反射光线中偏转后的光实则对应图像的暗区，这部分光线与偏光板的透振方向垂直，无法穿过偏光板，而未改变偏振方向的亮区光线得以顺利通过偏光板，最终经过PBS的内部结构反射至投影镜头。当然，本实施例中的第一和第二显示芯片不局限于LCOS芯片，同样也可采取其他方式保证图像亮区对应的光线顺利通过偏光板并投向投影镜头，不限于以上一种方式。在本实施例中，第一光学补偿膜304和第一偏光板305分别贴合于一透明支撑板308的两侧，以保证第一光学补偿膜304和第一偏光板305相对稳定,并使之与第一出射面3011和第一显示芯片302保持高度平行。第二光学补偿膜306和第二偏光板307同上设计。在本实施例中，该投影系统还可以进一步包括一光源309，用于提供原始的照明光，该光源309可直接设置于PBS301的入射光路上，其发出的光可以经过准直、扩束透镜(图中未示)后入射PBS301。进一步的，该系统还包括一投影镜头310，用于将经PBS301最终输出的携带有图像信息的两种线偏振光投射至显示屏幕。本实施例提供的投影系统可用于分时显示的投影装置中，三种基色的光分时经过该系统并向显示屏幕输出图像。当然，该系统也可以用于非分时显示的装置中，该装置包括三组上述的投影系统，分别获得红、绿、蓝图像信息并同时输出。[0036]进一步的，该装置还可包括光源，为三个投影系统提供照明光，三个投影系统可共用一个光源，并分别在三个PBS的入射光路上各设置一个分束镜，分束镜将来自光源的白光分解，从中分出所需颜色的光并反射或透射至对应的PBS。进一步的，该装置还可以包括一投影镜头，设置于三个投影系统的图像输出路径上，三基色的图像信息均通过该投影镜头显示在屏幕上。采用本实用新型提供的投影系统，可在使用最少数量的PBS的同时获得较高的图像对比度，较传统采用相同数量PBS的系统相比，其对比度更高，较传统采用多PBS的系统相比，其不仅对比度高，其显示亮度也更高，且结构更简单，成本更低。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。·
权利要求1.一种投影系统，其特征在于，包括一偏振分束器，在所述偏振分束器的两个不同的出射光路上各设有一显不芯片，在每个所述显不芯片与所述偏振分束器之间各设有一光学补偿膜和一偏光板，所述光学补偿膜与所述偏振分束器相邻设置，所述偏光板的透振方向与来自所述光学补偿膜的不完全偏振光中预获得的线偏振光的偏振方向相同。
2.如权利要求I所述的投影系统，其特征在于，所述光学补偿膜和偏光板分别贴合于一透明支撑板的两侧。
3.如权利要求I所述的投影系统，其特征在于，所述光学补偿膜为可将来自所述偏振分束器的不完全偏振光的偏振方向旋转45°的光学膜片。
4.如权利要求I所述的投影系统，其特征在于，所述显示芯片为可将待显示图像的亮暗区域反转的显示芯片。
5.如权利要求I所述的投影系统，其特征在于，所述显示芯片采用反射式液晶显示芯片。
6.如权利要求I至5任一项所述的投影系统，其特征在于，还包括一光源，设置于所述偏振分束器的入射光路上。
7.如权利要求I至5任一项所述的投影系统，其特征在于，还包括可将所述偏振分束器输出的携带有图像信息的光投射至显示屏幕的投影镜头。
8.一种投影装置，包括三组分别用于输出红、绿、蓝图像信息的投影系统，其特征在于，所述投影系统采用权利要求I至5任一项所述的投影系统。
9.如权利要求8所述的投影装置，其特征在于，还包括一为所述投影系统提供照明光的光源。
10.如权利要求8所述的投影装置，其特征在于，还包括一用于将所述投影系统输出的携带有图像信息的光投射至显示屏幕的投影镜头。
专利摘要本实用新型适用于投影领域，提供了一种投影系统及投影装置，该系统包括一偏振分束器，在所述偏振分束器的两个不同的出射光路上各设有一显示芯片，在每个所述显示芯片与所述偏振分束器之间各设有一光学补偿膜和一偏光板，所述光学补偿膜与所述偏振分束器相邻设置，所述偏光板的透振方向与来自所述光学补偿膜的不完全偏振光中预获得的线偏振光的偏振方向相同。本实用新型在PBS和显示芯片之间设置光学补偿膜和偏光板，通过光学补偿膜的偏光旋转作用和偏光板的偏光选择作用将不完全偏振光中的杂光滤除，提高线偏振光的偏振度，减少杂光干扰，有效的提高了图像的对比度。并且本系统的结构更加简单，成本更低，且显示亮度更高。
文档编号H04N13/04GK202710916SQ20122027219
公开日2013年1月30日 申请日期2012年6月11日 优先权日2012年6月11日
发明者吴杰阳 申请人:深圳市欧曼特微显示科技有限公司