三片式LCOS（硅基液晶）投影光路制造技術

三片式LCOS（硅基液晶）投影光路使用一個偏振分光器和一個X合光合色器實現了三片式LCOS投影成像的合分光過程，光源光線先經過偏振分光器分偏振，再經過X合光合色器分色。RGB分別成像后先經過X合光合色器合色，再由偏振分光器檢偏。該光路大大簡化了三片LCOS原設計光路，大幅減少光學元件使用數量，而且解決了原三片LCOS設計中光源光程差不同的問題。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及投影
，特別涉及一種三片式LCOS投影光路的原理及實現方法。
技術介紹
隨著投影技術的不斷發展，投影設備已不局限于影院或商業用途，進入包括教育，娛樂，家庭等領域。投影技術的不斷進步，為人們帶來更高畫質，解像度的投影設備來滿足人們的日常實際使用要求。從最早期的CRT投影，投影技術經歷了 IXD，DLP等成像技術，目前LCOS (硅基液晶)作為新興的投影成像技術，正在越來越多的進入人們的視野，憑借其高分辨率，低目標成本，無專利限制的優點，LCOS技術將會成為未來投影成像的主要技術?！COS成像方式分為單片方式和三片方式單片方式是指使用一片LCOS芯片，RGB信號通過時分方式加載；三片方式是指使用三片LCOS芯片，分別加載RGB信號。單片方式由于時分和濾光的影響，顯示亮度和畫面質量遠不如三片方式。在LCOS芯片低成本的優勢下三片方式將成為LCOS投影的主流。目前的三片LCOS光路為光源使用分光光路分成RGB三路光源分別輸入，經過RGB三個偏振分光裝置加載于LCOS芯片,加載圖像后,再用一個合光棱鏡進行合光輸出。這種方式的缺點是分合光部分分離，光源到各成像器件光程不等，使所用光學元件較多，需要各光學元件有較高的加工精度，以保證最終合光的效果，而且元件較多使得工藝調整困難。本專利技術提供了一種分合光光路合并的光路結構，使用極少的光學器件，實現三片式LCOS投影的分合光光路，降低了制造成本和工藝難度。
技術實現思路
本專利技術提供一種以偏振分光器和X合光合色器為核心的光路結構，實現光源分光光路和圖像合光光路的合并，大幅減少了光學元件的使用數量，降低了工藝調節難度。為解決上述三片式LCOS的設計問題，本專利技術提供了兩種光路結構方案，其主要包括 光輸入可以是多種投影使用的輸入光源，經過整形和準直； 偏振分光器可以是偏振分光棱鏡或偏振分光片； X合光合色器可以是X合光合色棱鏡或正交放置的藍綠透射/紅反射和紅綠透射/藍反射的分光片； LCOS顯示芯片數量三片，放置于X合光合色器的三個分色輸出面； 投射系統投影儀鏡頭。本專利技術使用了先分偏振后分色的原理，改變了現有三片式LCOS光學系統的先分色后分偏振的方式，使分偏振分色光路更加簡潔，易于調整。光輸入提供了投影儀照明光束；偏振分光器提供LCOS成像所需的線偏振光P光或S光，并使加載圖像信號的畫面進行檢偏，呈現出所需圖像； X合光合色器起到對偏振分光器輸入的線偏振光進行分光分色，并對反射回的加載圖像信號的畫面進行合光合色的作用； LCOS顯示芯片是反射型的RGB圖像加載元件，分別對入射光偏振態進行調制，以加載圖像信號，并將入射光反射回原光路； 投射系統為投影儀鏡頭，主要作用是將畫面輸出到投影儀外部。本專利技術由于使用于成像的光線偏振態選擇不同，有兩種光路形式，而且由于偏振分光器和X合光合色器器件選用問題，有更多的實際變化。兩種光路形式 光路I :x合光合色器位于P光路經；· 光路2 X合光合色器位于S光路經。偏振分光器和X合光合色器類型 類型I :偏振發光器和X合光合色器都為棱鏡結構； 類型2 :偏振分光器為棱鏡結構，X合光合色器為正交放置的藍綠透射/紅反射和紅綠透射/藍反射的分光片； 類型3 :偏振分光器為偏振分光片，X合光合色器為棱鏡； 類型3 :偏振分光器為偏振分光片，X合光合色器為棱鏡或正交放置的藍綠透射/紅反射和紅綠透射/藍反射的分光片。本專利技術的有益效果是改變分光流程，原流程為分色-分偏振-成像-合色；本專利技術流程為分偏振-分色-合色-成像。使原本各自獨立的RGB三路光線合并為一路，光學元件從原本需要8-10個的數量減少到只需2個，而且光源距離成像元件等光程，大幅降低光源設計難度。附圖說明附圖I為本專利技術光路I結構示意圖。附圖2為本專利技術光路2結構示意圖。附圖標注 1-光輸入源 2-偏振分光器 3-X合光合色器 4-X合光合色器工作面I 5-X合光合色器工作面2 6-第一 LCOS顯示芯片 7-第二 LCOS顯示芯片 8-第三LCOS顯示芯片 9-投射系統 —P極化線偏振光 ----S極化線偏振光具體實施例方式本專利技術的光路工作原理如下 步驟I:光輸入端輸入照明光； 步驟2 :經偏振分光器分解為P極化線偏振光(簡稱光源P光)和S極化線偏振光(簡稱光源S光)，兩種線偏振光極化方向相互垂直； 步驟3 :光源P光(或光源S光)進入X合光合色器； 步驟4-1 :光源P光(或光源S光)經X合光合色器工作面I反射藍光(紅光)進入第一LCOS顯示芯片； 步驟4-2 :光源P光(或光源S光)經X合光合色器工作面2反射紅光(藍光)進入第二 LCOS顯示芯片； 步驟4-3 :光源P光(或光源S光)經X合光合色器工作面I和2透射綠光進入第三LCOS顯不芯片； 步驟5-1 :經第一 LCOS顯示芯片加載藍光(紅光)圖像信號后反射成S極化線偏振光(P極化線偏振光)簡稱為為第一圖像S光(或第一圖像P光)； 步驟5-2 :經第二 LCOS顯示芯片加載紅光(藍光)圖像信號后反射成S極化線偏振光(P極化線偏振光)簡稱為為第二圖像S光(或第二圖像P光)； 步驟5-3 :經第三LCOS顯示芯片加載綠光圖像信號后反射成S極化線偏振光(P極化線偏振光)簡稱為為第三圖像S光(或第三圖像P光)； 步驟6-1 :第一圖像S光(或第一圖像P光)經X合光合色器工作面I反射進入偏振分光器; 步驟6-2 :第二圖像S光(或第二圖像P光)經X合光合色器工作面2反射進入偏振分光器; 步驟6-3 :第三圖像S光(或第三圖像P光)經X合光合色器工作面I和2透射進入偏振分光器； 步驟7 :第一圖像S光(或第一圖像P光)，第二圖像S光(或第二圖像P光)，第三圖像S光(或第三圖像P光)合并輸出到投射系統； 步驟8 :投射系統將合并后的全色圖像透射出，完成投影過程。其中 X合光合色器工作面I可選擇紅綠透射/藍反射的鍍膜，對應X合光合色器工作面2需選擇藍綠透射/紅反射的鍍膜，這時X合光合色器工作面I反射藍光，X合光合色器工作面2反射紅光； X合光合色器工作面I也可選擇藍綠透射/紅反射的鍍膜，對應X合光合色器工作面2需選擇紅綠透射/藍反射的鍍膜，這時X合光合色器工作面I反射紅光，X合光合色器工作面2反射藍光； 對應X合光合色器工作面I反射藍光時，第一 LCOS顯不芯片加載藍光圖像信號，X合光合色器工作面2反射紅光,第二 LCOS顯不芯片加載紅光圖像信號； 對應X合光合色器工作面I反射紅光時，第一 LCOS顯不芯片加載紅光圖像信號，X合光合色器工作面2反射藍光,第二 LCOS顯不芯片加載藍光圖像信號。本專利技術結構簡單，RGB光路光源光程相同，降低了光源設計難度，大幅減少了光學元件使用數量，降低了工藝調整難度，是一種很簡潔的三片式LCOS投影實現方式。本專利技術附圖中的結構只是本光路結構的基本說明，其中偏振分光器和X合光合色器都可以使用偏振分光片和正交放置的藍綠透射/紅反射和紅綠透射/藍反射的分光片代替，所以盡更換本專利技術中的棱鏡或將棱鏡拆 分或組合的做法依舊屬于本專利技術的等效變換。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
三片式LCOS（硅基液晶）投影光路，其特征在于，包括：一個偏振分光器，其特點是將一束入射光分解成偏振正交的兩路線偏振光，并作為圖像信號的檢偏器；一個X合光合色器，其特點是將入射的全色光分解成紅綠藍（RGB）三色光，按照互相垂直的指定方向出射，并可逆向將按指定方向入射的紅綠藍（RGB）三色光混合為全色光；LCOS顯示芯片，數量為3個，作為RGB三個圖像信號的電光加載器，放置于相對應的光路末端。

【技術特征摘要】
1.三片式LCOS(硅基液晶)投影光路，其特征在于，包括 一個偏振分光器，其特點是將一束入射光分解成偏振正交的兩路線偏振光，并作為圖像信號的檢偏器； 一個X合光合色器，其特點是將入射的全色光分解成紅綠藍(RGB)三色光，按照互相垂直的指定方向出射，并可逆向將按指定方向入射的紅綠藍(RGB)三色光混合為全色光； LCOS顯示芯片，數量為3個，作為RGB三個圖像信號的電光加載器，放置于相對應的光路末夂而。2.如權利要求I所述的投影光路，偏振分光器可使用偏振分光棱鏡或偏振分光片。3.如權利要求I和2所述的投影光路，X合光合色器可使用X合光合色棱鏡或正交放置的藍綠透射/紅反射和紅綠透射/藍反射的分光片。4.如權利...

【專利技術屬性】
技術研發人員：白煒，
申請(專利權)人：白煒，
類型：發明
國別省市：