本發(fā)明專利技術(shù)適用于3D投影顯示技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種高光效光調(diào)制裝置，包括一偏振分光器件，用于將入射光分為偏振態(tài)相互垂直的透射光束和反射光束；透射光束光路上依次包括：第一線偏振器、第一四分之一波長延遲膜；反射光束光路上依次包括：用于改變反射光束傳播方向的反射鏡、第二線偏振器、第二四分之一波長延遲膜；在透射光束的光路或反射光束的光路上還設(shè)有偏振方向轉(zhuǎn)換器件、透鏡/透鏡組。本發(fā)明專利技術(shù)通過使用色散小偏振轉(zhuǎn)換效率高的偏振分光器件將入射光束分為偏振狀態(tài)不同的兩束光線，再使用扭曲型液晶器件將其中一束光線的偏振狀態(tài)進行調(diào)整，最終使銀幕上的兩束光線重合在一起，增加光利用率以及投影顯示畫面的亮度。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于3D投影顯示
，尤其涉及一種高光效光調(diào)制裝置及高光效立體投影系統(tǒng)，可以將投影機光線約70%左右的光線轉(zhuǎn)換為偏振光線，從而提高立體投影裝置的光利用率來增加投影畫面的亮度。
技術(shù)介紹
隨著立體電影的普及，立體投影技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。常見電影投影機以氙燈作為白光發(fā)光光源，以德州儀器的DMD芯片作為顯示芯片，稱之為DLP投影機，這類投影機的出射光線均為非偏振光。被動式立體電影設(shè)備分為單投影機立體設(shè)備和雙投影機立體投影設(shè)備，這兩種設(shè)備均采用分偏振的方式來實現(xiàn)左右眼圖像的分離，從而實現(xiàn)3D效果。傳統(tǒng)被動式立體電影設(shè)備一般都采用吸收型線偏光器件作為起偏器件，隨著電影銀幕的逐漸擴大，電影投影機的亮度也逐步提升。傳統(tǒng)的吸收型線偏振器件由于工作原理的限制，使得近60%的光能量在吸收型線偏振器件上轉(zhuǎn)化為熱量；在使用高亮度的電影投影機時，傳統(tǒng)吸收型線偏振器件的溫度迅速上升，使得偏振器件的老化速度加快，光學性能明顯變差，嚴重時強光束會將吸收型線偏振器件燒毀。同時，由于吸收型線偏振器件吸收了近60%的光能，使得整個立體投影裝置的光利用率僅維持在40%左右，投影畫面亮度大大降低。為了保持大銀幕立體投影畫面的亮度，影院不得不提升氙燈的功率，這就使得氙燈亮度衰減速度加劇，造成影院維護成本升高。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的第一個技術(shù)問題在于提供一種高光效光調(diào)制裝置，旨在減少偏振轉(zhuǎn)換過程中的色散，增加投影光線的利用率和投影顯示畫面的亮度。本專利技術(shù)是這樣實現(xiàn)的，一種高光效光調(diào)制裝置，包括一偏振分光器件，用于將入射光分為偏振態(tài)相互垂直的透射光束和反射光束；在所述透射光束的光路上，所述高光效光調(diào)制裝置還依次包括第一線偏振器、第一四分之一波長延遲膜；在所述反射光束的光路上，所述高光效光調(diào)制裝置還依次包括用于改變反射光束傳播方向的反射鏡、第二線偏振器、第二四分之一波長延遲膜；在所述透射光束的光路或所述反射光束的光路上還設(shè)有用于將透射/反射光束的偏振態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪逼駪B(tài)的偏振方向轉(zhuǎn)換器件，所述偏振方向轉(zhuǎn)換器件可位于第一線偏振器或第二線偏振器之前光路上的任一位置；在所述透射光束的光路或所述反射光束的光路上還設(shè)有用于改變投影光束大小的透鏡/透鏡組。進一步地，所述第一線偏振器的偏振軸方向與所述第二線偏振器的偏振軸方向相同，所述第一四分之一波長延遲膜與第二四分之一波長延遲所述膜的延遲軸方向相同；所述第一四分之一波長延遲膜的延遲軸與所述第一線偏振器的偏振軸的夾角為、以及所述第二四分之一波長延遲膜的延遲軸與所述第二線偏振器的偏振軸的夾角同時為45度或同時-45度；所述第一四分之一波長延遲膜和第二四分之一波長延遲膜為一體結(jié)構(gòu)，所述第一線偏振器和第二線偏振器為一體結(jié)構(gòu)本專利技術(shù)所要解決的第二個技術(shù)問題在于提供一種高光效立體投影系統(tǒng)，包括一投影機、一偏振分光器件，所述偏振分光器件用于將來自投影機的投影光線分為偏振態(tài)相互垂直的透射光束和反射光束；在所述透射光束的光路上，所述高光效立體投影系統(tǒng)還依次包括第一線偏振器、用于按照幀順序的方式將奇數(shù)幀線偏振光和偶數(shù)幀線偏振光調(diào)整為的偏振態(tài)相反的圓偏振光的第一液晶光閥型光調(diào)制器；在所述反射光束的光路上，所述高光效立體投影系統(tǒng)還依次包括用于改變反射光束傳播方向的反射鏡、第二線偏振器、用于按照巾貞順序的方式將奇數(shù)巾貞線偏振光和偶數(shù)幀線偏振光調(diào)整為的偏振態(tài)相反的圓偏振光的第二液晶光閥型光調(diào)制器；在所述透射光束的光路或所述反射光束的光路上還設(shè)有用于將透射/反射光束的偏振態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪逼駪B(tài)的偏振方向轉(zhuǎn)換器件，所述偏振方向轉(zhuǎn)換器件可位于第一液晶光閥型光調(diào)制器/第二液晶光閥型光調(diào)制器之前光路上的任一位置；在所述透射光束的光路或所述反射光束的光路上還設(shè)有用于改變投影光束大小的透鏡/透鏡組。進一步地，所述偏振方向轉(zhuǎn)換器件為扭曲型液晶器件。進一步地，當所述透鏡/透鏡組位于反射光路時，所述透鏡/透鏡組位于第二線偏振器之前的任一位置；所述透射光路上還包括用于使透射光束在金屬幕上的成像位置向反射光束在金屬幕上的成像位置的方向平移的楔形棱鏡；所述反射鏡的反射面放置的角度可使反射光束在金屬幕上的成像位置與所述楔形棱鏡作用過的透射光束在金屬幕上的成像位置相重合；所述楔形棱鏡位于所述第一線偏振器之前的任一位置。進一步地，當所述透鏡/透鏡組位于透射光路時，所述透鏡/透鏡組位于第一線偏振器之前的任一位置；所述透射光路上還包括用于使透射光束在金屬幕上的成像位置向反射光束在金屬幕上的成像位置的方向平移的楔形棱鏡；所述反射鏡的反射面放置的角度可使反射光束在金屬幕上的成像位置與所述楔形棱鏡作用過的透射光束在金屬幕上的成像位置相重合；所述楔形棱鏡位于所述第一線偏振器之前的任一位置其位于所述透鏡/透鏡組之后。進一步地，所述第一線偏振器的偏振軸方向與所述第二線偏振器的偏振軸方向相同，所述第一液晶光閥型光調(diào)制器與第二液晶光閥型光調(diào)制器在同一時間輸出偏振態(tài)相同的圓偏振光。進一步地，第一液晶光閥型光調(diào)制器和第二液晶光閥型光調(diào)制器為一體結(jié)構(gòu)，所述第一線偏振器和第二線偏振器也為一體結(jié)構(gòu)，第一四分之一波長延遲膜和第二四分之一波長延遲膜也為一體結(jié)構(gòu)。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過使用偏振分光器件將入射光束分為偏振狀態(tài)不同的兩束光線，再使用扭曲型液晶器件將其中一束光線的偏振狀態(tài)進行調(diào)整，使之與另一束光線的偏振狀態(tài)一致，并使用反射鏡將偏振分光器的反射光束調(diào)整至與原入射光束方向一致的光束，從而在銀幕上將兩束光線重合在一起，增加光利用率以及投影顯示畫面的亮度。附圖說明圖1是本專利技術(shù)提供的一種高光效立體投影系統(tǒng)的光學結(jié)構(gòu)圖；圖2是本專利技術(shù)提供的另一種高光效立體投影系統(tǒng)的光學結(jié)構(gòu)圖；圖3是本專利技術(shù)提供的使用扭曲型液晶器件與使用半波片時的透過光譜對比圖；圖4是本專利技術(shù)提供的1/2波長延遲膜以和扭曲型液晶器件放置在平行的兩個偏振片之間的透過光譜圖；圖5是本專利技術(shù)提供的一種高光效光調(diào)制裝置光學結(jié)構(gòu)圖；圖6是本專利技術(shù)提供的另一種高光效光調(diào)制裝置光學結(jié)構(gòu)圖。具體實施例方式為了使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本專利技術(shù)進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術(shù)，并不用于限定本專利技術(shù)。參照圖1，本專利技術(shù)提供的高光效立體投影系統(tǒng)包括投影機101、偏振分光器件102、透鏡或透鏡組103第一線偏振器105和第二線偏振器109、第一液晶光閥型光調(diào)制器106和第二液晶光閥型光調(diào)制器110、偏振方向轉(zhuǎn)換器件、反射鏡108，金屬幕111，還可進一步包括楔形棱鏡104。上述各部分的工作原理如下。投影機101以幀順序依次播放左眼圖像和右眼圖像，從投影機101的鏡頭發(fā)出的光束經(jīng)過偏振分光器102后被分為透射的主光束112和反射的次光束113。主光束112和次113的偏振狀態(tài)相互垂直。透鏡或透鏡組103的功能是將所在光路的光束進行擴大或者縮小，使之與另外光束在銀幕111上所成的圖像大小一致。圖1中的透鏡或透鏡組103被放置在了主光束中，目的是將主光束擴大，同樣也可以放在次光束113中。楔形棱鏡104用于將主光束的圖像進行偏轉(zhuǎn)，使主光束的圖像向次光束的圖像平移。考慮到光軸一致性問題，一般將楔形棱鏡104放置在透鏡或透鏡組103后面，使光線先經(jīng)過透鏡或透鏡組103再經(jīng)過楔形棱鏡10本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種高光效光調(diào)制裝置，其特征在于，包括一偏振分光器件，用于將入射光分為偏振態(tài)相互垂直的透射光束和反射光束；在所述透射光束的光路上，所述高光效光調(diào)制裝置還依次包括：第一線偏振器、第一四分之一波長延遲膜；在所述反射光束的光路上，所述高光效光調(diào)制裝置還依次包括：用于改變反射光束傳播方向的反射鏡、第二線偏振器、第二四分之一波長延遲膜；在所述透射光束的光路或所述反射光束的光路上還設(shè)有用于將透射/反射光束的偏振態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪逼駪B(tài)的偏振方向轉(zhuǎn)換器件，所述偏振方向轉(zhuǎn)換器件可位于第一線偏振器或第二線偏振器之前光路上的任一位置；在所述透射光束的光路或所述反射光束的光路上還設(shè)有用于改變投影光束大小的透鏡/透鏡組。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種高光效光調(diào)制裝置，其特征在于，包括一偏振分光器件，用于將入射光分為偏振態(tài)相互垂直的透射光束和反射光束； 在所述透射光束的光路上，所述高光效光調(diào)制裝置還依次包括第一線偏振器、第一四分之一波長延遲膜； 在所述反射光束的光路上，所述高光效光調(diào)制裝置還依次包括用于改變反射光束傳播方向的反射鏡、第二線偏振器、第二四分之一波長延遲膜； 在所述透射光束的光路或所述反射光束的光路上還設(shè)有用于將透射/反射光束的偏振態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪逼駪B(tài)的偏振方向轉(zhuǎn)換器件，所述偏振方向轉(zhuǎn)換器件可位于第一線偏振器或第二線偏振器之前光路上的任一位置； 在所述透射光束的光路或所述反射光束的光路上還設(shè)有用于改變投影光束大小的透鏡/透鏡組。2.如權(quán)利要求1所述的高光效光調(diào)制裝置，其特征在于，所述偏振方向轉(zhuǎn)換器件為扭曲型液晶器件。3.如權(quán)利要求1所述的高光效光調(diào)制裝置，其特征在于，當所述透鏡/透鏡組位于反射光路時，所述透鏡/透鏡組位于第二線偏振器之前的任一位置； 所述透射光路上還包括用于使透射光束在金屬幕上的成像位置向反射光束在金屬幕上的成像位置的方向平移的楔形棱鏡；所述反射鏡的反射面放置的角度可使反射光束在金屬幕上的成像位置與所述楔形棱鏡作用過的透射光束在金屬幕上的成像位置相重合；所述楔形棱鏡位于所述第一線偏振器之前的任一位置。4.如權(quán)利要求1所述的高光效光調(diào)制裝置，其特征在于，當所述透鏡/透鏡組位于透射光路時，所述透鏡/透鏡組位于第一線偏振器之前的任一位置； 所述透射光路上還包括用于使透射光束在金屬幕上的成像位置向反射光束在金屬幕上的成像位置的方向平移的楔形棱鏡；所述反射鏡的反射面放置的角度可使反射光束在金屬幕上的成像位置與所述楔形棱鏡作用過的透射光束在金屬幕上的成像位置相重合；所述楔形棱鏡位于所述第一線偏振器之前的任一位置其位于所述透鏡/透鏡組之后。5.如權(quán)利要求1所述的高光效光調(diào)制裝置，其特征在于，所述第一線偏振器的偏振軸方向與所述第二線偏振器的偏振軸方向相同，所述第一四分之一波長延遲膜與第二四分之一波長延遲所述膜的延遲軸方向相同；所述第一四分之一波長延遲膜的延遲軸與所述第一線偏振器的偏振軸的夾角為、以及所述第二四分之一波長延遲膜的延遲軸與所述第二線偏振器的偏振軸的夾角同時為45度或同時-45度；所述第一四分之一波長延遲膜和第二四分之一波長延遲膜為一體結(jié)構(gòu)，所述第一線偏振器和第二線偏振器也為一體結(jié)構(gòu)。6.—種高光效立體投影系統(tǒng),其特征在于,...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李艷龍，包艷勝，鄧賢俊，
申請(專利權(quán))人：深圳市時代華影科技開發(fā)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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