專利名稱：一種雙芯片的被動(dòng)偏振式三維投影系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及圖像顯示技術(shù)，特別是涉及一種雙芯片的被動(dòng)偏振式三維投影系統(tǒng)的技木。
技術(shù)背景 三維顯示技術(shù)是未來(lái)顯示技術(shù)的趨勢(shì)，而在三維顯示技術(shù)中，被動(dòng)偏振式技術(shù)由于其技術(shù)的高可靠性、光能高利用率以及外圍設(shè)備，特別是偏振式眼鏡的成本低廉等直接的優(yōu)勢(shì)，成為了未來(lái)三維顯示技術(shù)中的主流技術(shù)?，F(xiàn)有投影機(jī)主要由投影光源、微顯示芯片、投影鏡頭組成，投影光源用于按時(shí)序出射三基色光束至微顯示芯片，微顯示芯片用于接收?qǐng)D像信號(hào)，并對(duì)接收到的圖像信號(hào)逐幀處理，處理時(shí)先將単一幀頻圖像分解為三基色分量信號(hào)，再根據(jù)三基色分量信號(hào)配合時(shí)序?qū)⒁来紊渲疗涫芄饷娴娜N單基色光束分別調(diào)制為三種單基色投影圖像光束，然后再將三種單基色投影圖像光束合束為一束投影圖像光束后通過(guò)投影鏡頭投影成像。利用現(xiàn)有投影機(jī)實(shí)現(xiàn)被動(dòng)偏振式三維投影顯示的方式是，將兩臺(tái)投影機(jī)的投影圖像分別通過(guò)不同偏振態(tài)的偏振濾光片，形成兩路不同偏振態(tài)的投影圖像，再將兩路不同偏振態(tài)的投影圖像重疊投影在屏幕上，觀眾則佩戴特制偏振濾光眼鏡來(lái)觀看影像，這種偏振濾光眼鏡的左右眼鏡片由兩片不同偏振態(tài)的偏振濾光片制成，因此觀眾的左右眼會(huì)接收到不同的投影圖像，從而在人的大腦中形成三維的影像。現(xiàn)有被動(dòng)偏振式三維影像顯示的方式，存在著以下缺陷1)需要用兩臺(tái)投影機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)三維影像顯示，而且兩臺(tái)投影機(jī)需要有兩路輸入，因此其實(shí)施成本較高；2)將兩路投影圖像較正至重疊的難度較高，因此其影像重疊性較差；3)為了實(shí)現(xiàn)左右眼各自所需的偏振光，需要在兩臺(tái)投影機(jī)的出射光路上加裝偏振濾光片，會(huì)造成投影光效降低。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供ー種成本低，影像重疊性好，且投影光效高的雙芯片的被動(dòng)偏振式三維投影系統(tǒng)。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所提供的一種雙芯片的被動(dòng)偏振式三維投影系統(tǒng)，其特征在干包括投影光源単元、偏振分光器件、偏振合光器件、微顯示芯片、投影鏡頭;所述微顯示芯片有兩塊，分別為第一微顯示芯片、第二微顯示芯片；所述投影光源単元用于按時(shí)序出射三基色非偏振光束至偏振分光器件，由偏振分光器件分光成兩束單一偏振態(tài)的偏振光束后分別射至兩塊微顯示芯片的受光面，再由兩塊微顯示芯片按三基色信號(hào)調(diào)制時(shí)序分別調(diào)制后分別射入偏振合光器件，最后由偏振合光器件聚合成單束聚合光束后經(jīng)投影鏡頭射出；所述偏振分光器件分光后的兩束單一偏振態(tài)偏振光束中，射至第一微顯不芯片受光面的偏振光束為S偏振態(tài)光束,射至第二微顯芯片受光面的偏振光束為P偏振態(tài)光束。[0010]進(jìn)一步的,所述偏振分光器件出射的S偏振態(tài)光束經(jīng)過(guò)通S偏振態(tài)光的入光偏振片后射至第一微顯不芯片的受光面，出射的P偏振態(tài)光束經(jīng)過(guò)通P偏振態(tài)光的入光偏振片后射至第二微顯示芯片的受光面。進(jìn)ー步的，第一微顯示芯片調(diào)制后的出射光束經(jīng)過(guò)通S偏振態(tài)光的出光偏振片后射入偏振合光器件，第二微顯示芯片調(diào)制后的出射光束經(jīng)過(guò)通P偏振態(tài)光的出光偏振片后射入偏振合光器件。進(jìn)ー步的，所述微顯示芯片是IXD微顯示芯片，或是LCOS微顯示芯片。進(jìn)ー步的，所述偏振分光器件是PBS棱鏡或PBS玻片,所述偏振合光器件是PBS棱鏡或PBS玻片。本實(shí)用新型提供的雙芯片的被動(dòng)偏振式三維投影系統(tǒng)，利用偏振分光器件將非偏振光束分光成兩束單一偏振態(tài)的偏振光束后分別射至兩塊微顯示芯片的受光面，再由兩塊微顯示芯片根據(jù)各自接收到的圖像信號(hào)分別調(diào)制為兩束偏振態(tài)相異的単一偏振態(tài)投影圖像光束，然后再利用偏振合光器件將兩塊微顯示芯片調(diào)制的兩束單一偏振態(tài)投影圖像光束聚合成單束三維投影圖像聚合光束后，經(jīng)投影鏡頭投影成像，其實(shí)施成本要低于現(xiàn)有被動(dòng)偏振式三維投影顯示的實(shí)現(xiàn)方式，而且兩路投影圖像較正至重疊的難度較低，其影像重疊性好，投影圖像的出射光路上也無(wú)需加裝濾光片，其投影光效也較高。

圖I是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的雙芯片的被動(dòng)偏振式三維投影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的雙芯片的被動(dòng)偏振式三維投影系統(tǒng)中的投影光源單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的雙芯片的被動(dòng)偏振式三維投影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的雙芯片的被動(dòng)偏振式三維投影系統(tǒng)中的投影光源単元的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖說(shuō)明對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)ー步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于限制本實(shí)用新型，凡是采用本實(shí)用新型的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。如圖I所示，本實(shí)用新型第一實(shí)施例所提供的一種雙芯片的被動(dòng)偏振式三維投影系統(tǒng)，其特征在于包括投影光源單兀11、偏振分光器件12、偏振合光器件13、微顯不芯片、投影鏡頭15;所述微顯示芯片有兩塊，分別為第一微顯示芯片141、第二微顯示芯片142 ；所述投影光源単元11用于按微顯示芯片的三基色信號(hào)調(diào)制時(shí)序出射三基色非偏振光束至偏振分光器件12,由偏振分光器件12分光成兩束單一偏振態(tài)的偏振光束后分別射至兩塊微顯示芯片141、142的受光面，再由兩塊微顯示芯片141、142按三基色信號(hào)調(diào)制時(shí)序分別調(diào)制后分別射入偏振合光器件13,最后由偏振合光器件13聚合成單束聚合光束后經(jīng)投影鏡頭15射出；所述偏振分光器件12分光后的兩束單一偏振態(tài)偏振光束中，射至第一微顯不芯片141受光面的偏振光束為S偏振態(tài)光束,射至第二微顯芯片142受光面的偏振光束為P偏振態(tài)光束。本實(shí)用新型第一實(shí)施例中，所述偏振分光器件12出射的S偏振態(tài)光束經(jīng)過(guò)通S偏振態(tài)光的入光偏振片(圖中未不)后射至第一微顯不芯片141的受光面，出射的P偏振態(tài)光束經(jīng)過(guò)通P偏振態(tài)光的入光偏振片(圖中未示)后射至第二微顯示芯片142的受光面，入光偏振片能純化兩塊微顯示芯片的入射光束，使兩塊微顯示芯片的入射光束更趨于単一偏振態(tài)；第一微顯不芯片141調(diào)制后的出射光束經(jīng)過(guò)通S偏振態(tài)光的出光偏振片(圖中未不)后射入偏振合光器件，第二微顯不芯片142調(diào)制后的出射光束經(jīng)過(guò)通P偏振態(tài)光的出光 偏振片(圖中未示)后射入偏振合光器件，出光偏振片能遮擋和吸收經(jīng)過(guò)微顯示芯片調(diào)制后未改變偏振態(tài)的無(wú)用光線。本實(shí)用新型第一實(shí)施例中，所述的三基色是紅、綠、藍(lán)三基色，所述微顯示芯片是LCD微顯示芯片，所述偏振分光器件是PBS棱鏡或PBS玻片，所述偏振合光器件是PBS棱鏡或PBS玻片。如圖2所示，本實(shí)用新型第一實(shí)施例中，所述投影光源単元包括ー個(gè)反射鏡104、兩個(gè)ニ向色鏡，及用于分別發(fā)出紅、緑、藍(lán)三種基色光的三個(gè)單基色發(fā)光源；所述三個(gè)單基色發(fā)光源分別為第一基色發(fā)光源101、第二基色發(fā)光源102、第三基色發(fā)光源103，所述兩個(gè)ニ向色鏡分別為第一ニ向色鏡105、第二ニ向色鏡106 ；所述第一基色發(fā)光源101的出射光射至反射鏡104，由反射鏡104反射后透過(guò)第一二向色鏡105射至第二ニ向色鏡106，再由第二ニ向色鏡106反射輸出；所述第二基色發(fā)光源102的出射光射至第一ニ向色鏡105，由第一ニ向色鏡105反射至第二ニ向色鏡106，再由第二ニ向色鏡106反射輸出；所述第三基色發(fā)光源103的出射光透過(guò)第二ニ向色鏡106后輸出；所述第二ニ向色鏡106反射輸出的光線及透射輸出的光線的輸出路徑一致。本實(shí)用新型第一實(shí)施例工作時(shí)，將兩路圖像信號(hào)分別輸入兩塊微顯示芯片，每塊微顯示芯片對(duì)接收到的圖像信號(hào)逐幀處理，處理時(shí)先將単一幀頻圖像分解為三基色分量信號(hào)，再根據(jù)三基色分量信號(hào)配合時(shí)序?qū)⒁来紊渲疗涫芄饷娴娜N單基色偏振光束分別調(diào)制為三種單基色的単一偏振態(tài)投影圖像光束，然后再將三種單基色的単一偏振態(tài)投影圖像光束合束為一束單ー偏振態(tài)的投影圖像光束射入偏振合光器件；偏振合光器件將兩塊微顯示芯片射入的兩束單一偏振態(tài)的投影圖像光束聚合成包含兩種偏振態(tài)投影圖像的單束三維投影圖像聚合光束后，經(jīng)投影鏡頭射至外部屏幕投影成像；本實(shí)用新型第一實(shí)施例中，最終投影圖像的圖像幀頻為120Hz，為了得到不閃爍的投影圖像，微顯示芯片的圖像處理幀頻需至少3倍于最終投影圖像幀頻，即大于等于360Hz。如圖3所示，本實(shí)用新型第二實(shí)施例所提供的一種雙芯片的被動(dòng)偏振式三維投影系統(tǒng)，其特征在于包括投影光源単元21、偏振分光合光模塊、微顯示芯片、投影鏡頭25 ；[0037]所述偏振分光合光模塊內(nèi)置有偏振分光器件22及偏振合光器件23,所述微顯不芯片有兩塊，分別為第一微顯示芯片241、第二微顯示芯片242 ；所述投影光源単元21用于按微顯示芯片的三基色信號(hào)調(diào)制時(shí)序出射三基色非偏振光束至偏振分光合光模塊的偏振分光器件22,由偏振分光合光模塊的偏振分光器件22分光成兩束單一偏振態(tài)的偏振光束后分別射至兩塊微顯示芯片241、242的受光面，再由兩塊微顯示芯片241、242按三基色信號(hào)調(diào)制時(shí)序分別調(diào)制后分別射入偏振分光合光模塊的偏振合光器件23,最后由偏振分光合光模塊的偏振合光器件23聚合成單束聚合光束后經(jīng)投影鏡頭25射出；所述偏振分光合光模塊的偏振分光器件22分光后的兩束單一偏振態(tài)偏振光束中，射至第一微顯不芯片241受光面的偏振光束為S偏振態(tài)光束,射至第二微顯不芯片242受光面的偏振光束為P偏振態(tài)光束。本實(shí)用新型第二實(shí)施例中，所述偏振分光合光模塊的偏振分光器件22出射的S偏·振態(tài)光束經(jīng)過(guò)通S偏振態(tài)光的入光偏振片后(圖中未不)射至第一微顯不芯片241的受光面，出射的P偏振態(tài)光束經(jīng)過(guò)通P偏振態(tài)光的入光偏振片(圖中未示)后射至第二微顯示芯片242的受光面，入光偏振片能純化兩塊微顯示芯片的入射光束，使兩塊微顯示芯片的入射光束更趨于單ー偏振態(tài)；第一微顯不芯片241調(diào)制后的出射光束經(jīng)過(guò)通S偏振態(tài)光的出光偏振片(圖中未/5)后射入偏振分光合光模塊的偏振合光器件23,第二微顯不芯片242調(diào)制后的出射光束經(jīng)過(guò)通P偏振態(tài)光的出光偏振片(圖中未不)后射入偏振分光合光模塊的偏振合光器件23,出光偏振片能遮擋和吸收經(jīng)過(guò)微顯示芯片調(diào)制后未改變偏振態(tài)的無(wú)用光線。本實(shí)用新型第二實(shí)施例中，所述的三基色是紅、綠、藍(lán)三基色，所述微顯示芯片是LCOS微顯不芯片，所述偏振分光合光模塊的偏振分光器件及偏振合光器件是PBS棱鏡或PBS玻片。如圖4所示，本實(shí)用新型第二實(shí)施例中，所述投影光源単元包括三基色旋轉(zhuǎn)色輪202，及用于發(fā)出非偏振白光的白光源201，所述三基色旋轉(zhuǎn)色輪202軸對(duì)稱設(shè)有三個(gè)色區(qū)2021、2022、2023，且在三個(gè)色區(qū)2021、2022、2023內(nèi)分別涂有紅、綠、藍(lán)三種基色；所述三基色旋轉(zhuǎn)色輪202旋轉(zhuǎn)吋，白光源201出射的白光依次透過(guò)三基色旋轉(zhuǎn)色輪202的三個(gè)色區(qū)2021、2022、2023，即形成時(shí)序輸出的三基色光線。本實(shí)用新型第二實(shí)施例中，所述投影光源単元也可以采用由激光激發(fā)為三基色光線的三基色類熒光涂料色輪，與單基色激發(fā)用激光光源的組合，在三基色類熒光涂料色輪上輪軸對(duì)稱設(shè)三個(gè)色區(qū)，并在三個(gè)色區(qū)內(nèi)分別涂有可分別被激發(fā)為紅、緑、藍(lán)三種基色的熒光涂料；三基色類熒光涂料色輪旋轉(zhuǎn)吋，單基色激發(fā)用激光光源出射的光依次擊打在三基色類熒光涂料色輪的三個(gè)色區(qū)，即激發(fā)出時(shí)序輸出的三基色光線。本實(shí)用新型第二實(shí)施例工作時(shí)，將兩路圖像信號(hào)分別輸入兩塊微顯示芯片，每塊微顯示芯片對(duì)接收到的圖像信號(hào)逐幀處理，處理時(shí)先將単一幀頻圖像分解為三基色分量信號(hào)，再根據(jù)三基色分量信號(hào)配合時(shí)序?qū)⒁来紊渲疗涫芄饷娴娜N單基色偏振光束分別調(diào)制為三種單基色的単一偏振態(tài)投影圖像光束，然后再將三種單基色的単一偏振態(tài)投影圖像光束合束為一束單ー偏振態(tài)的投影圖像光束射入偏振分光合光模塊的偏振合光器件；[0048]偏振分光合光模塊的偏振合光器件將兩塊微顯不芯片射入的兩束單一偏振態(tài)的投影圖像光束聚合成包含兩種偏振態(tài)投影圖像的單束三維投影圖像聚合光束后，經(jīng)投影鏡頭射至外部屏幕投影成像；本實(shí)用新型第二實(shí)施例中，最終投影圖像的圖像幀頻為120Hz，為了得到不閃爍的投影圖像，微顯示芯片的圖像處理幀頻需至少3倍于最終投影圖像幀頻， 即大于等于360Hz。
權(quán)利要求1.一種雙芯片的被動(dòng)偏振式三維投影系統(tǒng)，其特征在于包括投影光源単元、偏振分光器件、偏振合光器件、微顯不芯片、投影鏡頭； 所述微顯示芯片有兩塊，分別為第一微顯示芯片、第二微顯示芯片； 所述投影光源単元用于按時(shí)序出射三基色非偏振光束至偏振分光器件，由偏振分光器件分光成兩束單一偏振態(tài)的偏振光束后分別射至兩塊微顯示芯片的受光面，再由兩塊微顯示芯片按三基色信號(hào)調(diào)制時(shí)序分別調(diào)制后分別射入偏振合光器件，最后由偏振合光器件聚合成單束聚合光束后經(jīng)投影鏡頭射出； 所述偏振分光器件分光后的兩束單一偏振態(tài)偏振光束中，射至第一微顯不芯片受光面的偏振光束為S偏振態(tài)光束,射至第二微顯芯片受光面的偏振光束為P偏振態(tài)光束。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙芯片的被動(dòng)偏振式三維投影系統(tǒng)，其特征在于所述偏振分光器件出射的S偏振態(tài)光束經(jīng)過(guò)通S偏振態(tài)光的入光偏振片后射至第一微顯不芯片的受光面，出射的P偏振態(tài)光束經(jīng)過(guò)通P偏振態(tài)光的入光偏振片后射至第二微顯不芯片的受光面。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙芯片的被動(dòng)偏振式三維投影系統(tǒng)，其特征在于第一微顯示芯片調(diào)制后的出射光束經(jīng)過(guò)通S偏振態(tài)光的出光偏振片后射入偏振合光器件，第二微顯不芯片調(diào)制后的出射光束經(jīng)過(guò)通P偏振態(tài)光的出光偏振片后射入偏振合光器件。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙芯片的被動(dòng)偏振式三維投影系統(tǒng)，其特征在于所述微顯示芯片是IXD微顯示芯片，或是LCOS微顯示芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙芯片的被動(dòng)偏振式三維投影系統(tǒng)，其特征在于所述偏振分光器件是PBS棱鏡或PBS玻片，所述偏振合光器件是PBS棱鏡或PBS玻片。
專利摘要一種雙芯片的被動(dòng)偏振式三維投影系統(tǒng)，涉及圖像顯示技術(shù)領(lǐng)域，所解決的是降低成本及提高投影效果的技術(shù)問題。該系統(tǒng)包括投影光源單元、偏振分光器件、偏振合光器件、微顯示芯片、投影鏡頭；所述微顯示芯片有兩塊，分別為第一微顯示芯片、第二微顯示芯片；所述投影光源單元用于按時(shí)序出射三基色非偏振光束至偏振分光器件，由偏振分光器件分光成兩束偏振態(tài)相異的單一偏振態(tài)偏振光束后分別射至兩塊微顯示芯片的受光面，再由兩塊微顯示芯片按三基色信號(hào)調(diào)制時(shí)序分別調(diào)制后分別射入偏振合光器件，最后由偏振合光器件聚合成單束聚合光束后經(jīng)投影鏡頭射出。本實(shí)用新型提供的系統(tǒng)，適用于三維圖像投影。
文檔編號(hào)G02B27/28GK202453633SQ201220035720
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月3日
發(fā)明者李衛(wèi)華, 鄭占清 申請(qǐng)人:上海廣擎光電科技有限公司