CN106054511A - 投影装置及投影系统 - Google Patents

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CN106054511A CN201610623903.4A CN201610623903A CN106054511A CN 106054511 A CN106054511 A CN 106054511A CN 201610623903 A CN201610623903 A CN 201610623903A CN 106054511 A CN106054511 A CN 106054511A
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Abstract

本发明提供一种投影装置及系统，该装置包括光源模块；第一分光组件；第一调制模块；第二分光组件；第二调制模块；第三调制模块；合束镜；投影镜头；灰度调节屏组件，其设置于第一分光组件与光源模块之间，该灰度调节屏组件具有多个灰度调节区域；当目标图像的预设区域为黑色时，与该预设区域对应的灰度调节区域的像素点均关闭。本发明具有提高在投影显示黑色时的对比度的有益效果。

Description

投影装置及投影系统
技术领域
本发明涉及投影领域，特别是涉及一种投影装置及投影系统。
背景技术
在液晶显示技术中，每一个像素的亮度是由背光源的亮度与液晶面板透过率的乘积得到的，当某一个像素要显示黑色时，液晶面板所对应的像素点处于关闭状态。但是即使是处于关闭状态，像素点的透过率也不是零，因此黑色像素其实并不是黑色而是有一定亮度，这就造成显示图像的对比度较低。
因此，现有技术存在缺陷，急需改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种投影装置及投影系统；以解决现有的投影装置在投影显示黑色时对比度比较低的技术问题。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
本发明提供一种投影装置，包括：
一光源模块，其用于发出一白色光线，该白色光线包括第一单色光、第二单色光以及第三单色光；
第一分光组件，其用于将所述白色光线分离成第一单色光以及由第二单色光与第三单色光的复合光；
第一调制模块，其用于将该第一单色光调制成第一单色图像；
第二分光组件，其用于将所述复合光分离成第二单色光以及第三单色光；
第二调制模块，其用于将该第二单色光调制成第二单色图像；
第三调制模块，其用于将该第三单色光调制成第三单色图像；
合束镜，其用于将第一单色图像、第二单色图像以及第三单色图像合成目标图像；
投影镜头，用于将该目标图像投射至显示屏上；
灰度调节屏组件，其设置于第一分光组件与光源模块之间，该灰度调节屏组件具有多个灰度调节区域；当目标图像的预设区域为黑色时，与该预设区域对应的灰度调节区域的像素点均关闭。
在本发明所述的投影装置中，该灰度调节屏组件为液晶屏，该第一调制模块、第二调制模块以及第三调制模块为液晶屏；该第一调制模块、第二调制模块以及第三调制模块均具有多个像素块，每一像素块均包括至少两个像素点且均分别与一灰度调节区域对应；当所述目标图像的一预设区域显示为黑色时，该第一调制模块、第二调制模块以及第三调制模块均与该预设区域对应的灰度调解区域的液晶处于关闭状态。
在本发明所述的投影装置中，所述光源模块包括光源以及偏振转换器，所述偏振转换器位于所述光源与所述灰度调节屏组件之间；
所述第一调制模块的面向所述第一分光组件的一侧设置有第一偏光片，所述第二调制模块的面向所述第二分光组件的一侧设置有第二偏光片，所述第三调制模块的面相所述第二分光组件的一侧设置有第三偏光片，所述灰度调节屏组件的出光面设置有第四偏光片，该第一偏光片、第二偏光片以及第三偏光片的偏振方向与所述偏振转换器的出射光线的偏振方向相同，所述第四偏光片与所述所述偏振转换器的出射光线的偏振方向垂直。
在本发明所述的投影装置中，所述第一分光组件包括第一二向色镜以及第一反射镜，所述第一二向色镜用于将所述灰度调节屏组件的出射光线分为所述第一单色光以及所述复合光，所述第一反射镜用于将所述第一单色光反射到所述第一偏光片的入光面。
在本发明所述的投影装置中，所述第二分光组件包括第二二向色镜、第二反射镜以及第三反射镜，所述第二二向色镜用于将所述复合光分离为第二单色光以及第三单色光，并将所述第二单色光射入所述第二偏光片的入光面，所述第二反射镜以及第三反射镜用于将所述第三色光反射入所述第三偏光片的入光面。
在本发明所述的投影装置中，所述光源模块包括光源以及偏振转换器，所述偏振转换器位于所述光源与所述灰度调节屏组件之间；该灰度调节屏组件包括第四LCOS反射芯片以及设置于该第四LCOS反射芯片的反射面的第四偏振合束镜；
所述偏振转换器的出射光线的偏振方向与第四偏振合束镜的偏振方向相同；当目标图像的预设区域为黑色时，控制该第四LCOS反射芯片的对应灰度调节区域的像素点处于关闭状态，使得入射到该对应灰度调节区域的光的偏振态不发生偏转，而入射到该第四LCOS反射芯片的其他区域的光线的偏振态发生90度偏转，未发生偏振态偏转的光线穿过该第四偏振合束镜，发生偏振态偏转的光线经过第四偏振合束镜的反射进入到该第一分光组件。
在本发明所述的投影装置中，该第一调制模块包括第一LCOS反射芯片以及设置于该第一LCOS反射芯片的反射面的第一偏振合束镜；
该第二调制模块包括第二LCOS反射芯片以及设置于该第二LCOS反射芯片的反射面的第二偏振合束镜；
该第三调制模块包括第三LCOS反射芯片以及设置于该第三LCOS反射芯片的反射面的第三偏振合束镜；
该偏振转换器的出射光线的偏振方向与该第一偏振合束镜、第二偏振合束镜以及第三偏振合束镜的偏振方向垂直。
在本发明所述的投影装置中，所述第一分光组件包括第一二向色镜以及第一反射镜，所述第一二向色镜用于将所述灰度调节屏组件的出射光线分离为所述第一单色光以及所述复合光，并将所述复合光射入所述第二分光组件；所述第一反射镜用于将所述第一二向色镜分离出的所述第一单色光反射入所述第一偏振合束镜的入光面。
在本发明所述的投影装置中，所述第二分光组件为二向色镜。
本发明还提供了一种投影系统，包括上述任一项所述的投影装置，以及供所述投影装置投影的显示屏。
与现有技术相比，本发明通过在该灰度调节屏组件设置有多个灰度调节区域；当目标图像的预设区域为黑色时，与该预设区域对应的灰度调节区域的像素点均关闭，从而滤除大部分的光线，只有少部分的光线会进入到后续的光路中，有利于提高显示黑色时的对比度。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
附图说明
图1为本发明的一优选实施例中的投影装置的结构示意图；
图2为本发明的另一优选实施例中的投影装置的结构示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
请参照图1，图1为本发明的投影装置的一优选实施例的结构图。在本优选实施例中，该投影装置包括：光源模块101、第一分光组件102、第一调制模块103、第二分光组件104、第二调制模块105、第三调制模块106、合束镜107、投影镜头108以及灰度调节屏组件109。
其中，该光源模块101用于发出将目标图案调制成白色光线发出，该白色光线包括第一单色光、第二单色光以及第三单色光。该第一分光组件102用于将所述白色光线分离成第一单色光以及由第二单色光与第三单色光的复合光。该第一调制模块103用于将该第一单色光调制成第一单色图像。第二分光组件104用于将所述复合光分离成第二单色光以及第三单色光。第二调制模块105用于将该第二单色光调制成第二单色图像。第三调制模块106用于将该第三单色光调制成第三单色图像。合束镜107用于将第一单色图像、第二单色图像以及第三单色图像合成目标图像。投影镜头108用于将该目标图像投射至显示屏上。其中，该第一单色光可以为蓝色光，该复合光可以为黄色光，该第二单色光为绿光，第三单色光为红光。
灰度调节屏组件109为液晶屏，其设置于第一分光组件102与光源模块101之间，该灰度调节屏组件109具有多个灰度调节区域；该第一调制模块103、第二调制模块105以及第三调制模块106均具有多个像素块，每一像素块均包括至少两个像素点且均分别与一灰度调节区域对应，当目标图像的预设区域为黑色时，与该预设区域对应的像素块的各个像素点均关闭，与该预设区域对应的灰度调节区域的像素点均关闭。当目标图像的预设区域为黑色时，控制灰度调节屏组件109的对应灰度调节区域的像素点处于关闭状态时，由于液晶本身的漏光，这部分区域只有少部分光线出射，同时第一调制模块103、第二调制模块105以及第三调制模块106对应的像素块的像素点也处于关闭状态，因此这部分区域透射的光线就更少了。
具体地，该光源模块101包括光源1011以及偏振转换器1012。偏振转换器1012用于将该光源1011发出的自然偏振光转换为某一预定方向的线偏振光。
该第一分光组件102包括第一二向色镜1021以及第一反射镜1022，该第一二向色镜1021用于将灰度调节屏组件109的出射光线分为所述第一单色光以及所述复合光，第一反射镜1022用于将所述第一单色光反射到第一调制模块103的入光面。
第一调制模块103为背光型液晶屏。该第一调制模块103的朝向该第一反射镜1022的一面设置有一第一偏光片103a，第一反射镜1022将第一单色光反射到第一偏光片103a然后在射到第一调制模块103的入光面。该第一偏光片103a的偏振方向与偏振转换器1012的出射光线的偏振方向相同。
第二分光组件104包括第二二向色镜1041、第二反射镜1042以及第三反射镜1043。该第二二向色镜1041用于将复合光分离为第二单色光以及第三单色光，并将第二单色光射入第二调制模块105的入光面，第二反射镜1042以及第三反射镜1043用于将所述第三色光反射入所述第三调制模块106的入光面。
该第二调制模块105为背光型液晶屏，该第二调制模块105的朝向该第二二向色镜1041的一面设置有一第二偏光片105a，第二二向色镜1041将第二单色光反射到第二偏光片105a，然后再射到第二调制模块105的入光面。该第二偏光片105a的偏振方向与偏振转换器1012的出射光线的偏振方向相同。
该第三调制模块106为为背光型液晶屏，该第三调制模块106的朝向该第三反射镜1043的一面设置有一第三偏光片106a，第二二向色镜1041将第二单色光反射到第二反射镜1042，第二反射镜1042将第二单色光反射到第三反射镜1043，第三反射镜1043将第三单色光反射到第三偏光片106a，最后再射入该第三调制模块106中。该第三偏光片106a的偏振方向与偏振转换器1012的出射光线的偏振方向相同。
由上可知，本发明通过在目标图像的预设区域为黑色时，灰度调节屏组件的对应灰度调节区域的像素点处于关闭状态时，由于液晶本身的漏光，这部分区域只有少部分光线出射，同时第一调制模块、第二调制模块以及第三调制模块对应的像素块的像素点也处于关闭状态，因此这部分区域透射的光线就更少了，从而提升投影显示的对比度，使得投影显示的局部调光适用于更多的光源。
请参照图2，图2为本发明的投影装置的另一优选实施例的结构图。在本优选实施例中，该投影装置包括：光源模块201、第一分光组件202、第一调制模块203、第二分光组件204、第二调制模块205、第三调制模块206、合束镜207、投影镜头208以及灰度调节屏组件209。
其中，该光源模块201用于发出一白色光线，该白色光线包括第一单色光、第二单色光以及第三单色光。该第一分光组件202用于将所述白色光线分离成第一单色光以及由第二单色光与第三单色光的复合光。该第一调制模块203用于将该第一单色光调制成第一单色图像。第二分光组件204用于将所述复合光分离成第二单色光以及第三单色光。第二调制模块205用于将该第二单色光调制成第二单色图像。第三调制模块206用于将该第三单色光调制成第三单色图像。合束镜207用于将第一单色图像、第二单色图像以及第三单色图像合成目标图像。投影镜头208用于将该目标图像投射至显示屏上。其中，该第一单色光可以为蓝色光，该复合光可以为黄色光，该第二单色光为绿光，第三单色光为红光。
灰度调节屏组件209为LCoS组件，其设置于第一分光组件202与光源模块201之间，该灰度调节屏组件209包括第四LCOS反射芯片2091以及第四偏振合束镜2092，第四LCOS反射芯片2091具有多个灰度调节区域；当目标图像的预设区域为黑色时，与该预设区域对应的灰度调节区域的像素点均关闭。当目标图像的预设区域为黑色时，灰度调节屏组件209的第四LCOS反射芯片2091的对应灰度调节区域的像素点处于关闭状态，使得入射到该灰度调节区域的光的偏振态不发生偏转，而入射到该第四LCOS反射芯片2091其他区域的光线的偏振态发生90度的偏转，未发生偏振态偏转的光线穿过该第四偏振合束镜2092，发生偏振态偏转的光学经过第四偏振合束镜2092的反射进入到该第一分光组件202。这样要显示黑色部分的对应的光线就不能入射到后续的光路中，只有少量的漏出的光线会被入射到后续的光路中。有利于在投影显示图像的黑色部分的对比度。
具体地，该该光源模块201包括光源2011以及偏振转换器2012。偏振转换器2012用于将该光源2011发出的自然偏振光转换为某一预定方向的线偏振光。
该第一分光组件202包括第一二向色镜2021以及第一反射镜2022，该第一二向色镜2021用于将灰度调节屏组件209的出射光线分离为第一单色光以及复合光，第一反射镜2022用于将第一单色光反射到第一调制模块203的入光面。
该第一调制模块203包括第一LCOS反射芯片2031以及第一偏振合束镜2032。第一反射镜2022将第一单色光反射到第一调制模块203的第一LCOS反射芯片2031的入光面，经过第四LCOS反射芯片2091偏振转换的光线经过第一偏振合束镜2032反射入该第一LCOS反射芯片2031，经过该第一LCOS反射芯片2031偏振转换后，透射过该第一偏振合束镜2032进入该合束镜207中。未经过LCOS反射芯片2091偏振转换的光线直接被该第一偏振合束镜2032透射至空气中。
第二分光组件204为二向色镜，其用于将复合光分离为第二单色光以及第三单色光，并将该第二单色光射入该第二调制模块205，将该第三单色光射入该第三调制模块206。
该第二调制模块205包括第二LCOS反射芯片2051以及第二偏振合束镜2052。第二偏振合束镜2052将经过LCOS反射芯片2091偏振转换的光线反射至该第二LCOS反射芯片2051，经过该第二LCOS反射芯片2051的偏振转换并反射入该第二偏振合束镜2052，反射入的光线透射过该第二偏振合束镜2052进入该合束镜207。未经过第四LCOS反射芯片2091偏振转换的光线直接被该第二偏振合束镜2052透射至空气中。
该第三调制模块206包括第三LCOS反射芯片2061以及第三偏振合束镜2062。第三偏振合束镜2062将经过LCOS反射芯片2091偏振转换的光线反射至该第三LCOS反射芯片2061，经过该第三LCOS反射芯片2061的偏振转换并反射入该第三偏振合束镜2062，反射入的光线透射过该第三偏振合束镜2062进入该合束镜207。未经过第四LCOS反射芯片2091偏振转换的光线直接被该第三偏振合束镜2062透射至空气中。
该偏振转换器2012的出射光线的偏振方向与第四偏振合束镜2092的偏振方向相同，并与该第一偏振合束镜2032、第二偏振合束镜2052以及第三偏振合束镜2062的偏振方向垂直。
由上可知，本发明通过该当目标图像的预设区域为黑色时，控制灰度调节屏组件209的第四LCOS反射芯片2091的对应灰度调节区域的像素点处于关闭状态，使得入射到该灰度调节区域的光的偏振态不发生偏转，而入射到该第四LCOS反射芯片2091其他区域的光线的偏振态发生90度的偏转，未发生偏振态偏转的光线穿过该第四偏振合束镜2092，发生偏振态偏转的光学经过第四偏振合束镜2092的反射进入到该第一分光组件202。这样要显示黑色部分的对应的光线就不能入射到后续的光路中，只有少量的漏出的光线会被入射到后续的光路中，有利于提高显示黑色时的对比度。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种投影装置，其特征在于，包括：
一光源模块，其用于发出白色光线，该白色光线包括第一单色光、第二单色光以及第三单色光；
第一分光组件，其用于将所述白色光线分离成第一单色光以及由第二单色光与第三单色光的复合光；
第一调制模块，其用于将该第一单色光调制成第一单色图像；
第二分光组件，其用于将所述复合光分离成第二单色光以及第三单色光；
第二调制模块，其用于将该第二单色光调制成第二单色图像；
第三调制模块，其用于将该第三单色光调制成第三单色图像；
合束镜，其用于将第一单色图像、第二单色图像以及第三单色图像合成目标图像；
投影镜头，用于将该目标图像投射至显示屏上；
灰度调节屏组件，其设置于第一分光组件与光源模块之间，该灰度调节屏组件具有多个灰度调节区域；当目标图像的预设区域为黑色时，与该预设区域对应的灰度调节区域的像素点均关闭。
2.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，该灰度调节屏组件为液晶屏，该第一调制模块、第二调制模块以及第三调制模块为液晶屏；该第一调制模块、第二调制模块以及第三调制模块均具有多个像素块，每一像素块均包括至少两个像素点且均分别与一灰度调节区域对应；当所述目标图像的一预设区域显示为黑色时，该第一调制模块、第二调制模块以及第三调制模块均与该预设区域对应的灰度调解区域的液晶处于关闭状态。
3.根据权利要求2所述的投影装置，其特征在于，所述光源模块包括光源以及偏振转换器，所述偏振转换器位于所述光源与所述灰度调节屏组件之间；
所述第一调制模块的面向所述第一分光组件的一侧设置有第一偏光片，所述第二调制模块的面向所述第二分光组件的一侧设置有第二偏光片，所述第三调制模块的面相所述第二分光组件的一侧设置有第三偏光片，所述灰度调节屏组件的出光面设置有第四偏光片，该第一偏光片、第二偏光片以及第三偏光片的偏振方向与所述偏振转换器的出射光线的偏振方向相同，所述第四偏光片与所述所述偏振转换器的出射光线的偏振方向垂直。
4.根据权利要求3所述的投影装置，其特征在于，所述第一分光组件包括第一二向色镜以及第一反射镜，所述第一二向色镜用于将所述灰度调节屏组件的出射光线分为所述第一单色光以及所述复合光，所述第一反射镜用于将所述第一单色光反射到所述第一偏光片的入光面。
5.根据权利要求3所述的投影装置，其特征在于，所述第二分光组件包括第二二向色镜、第二反射镜以及第三反射镜，所述第二二向色镜用于将所述复合光分离为第二单色光以及第三单色光，并将所述第二单色光射入所述第二偏光片的入光面，所述第二反射镜以及第三反射镜用于将所述第三色光反射入所述第三偏光片的入光面。
6.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述光源模块包括光源以及偏振转换器，所述偏振转换器位于所述光源与所述灰度调节屏组件之间；该灰度调节屏组件包括第四LCOS反射芯片以及设置于该第四LCOS反射芯片的反射面的第四偏振合束镜；
所述偏振转换器的出射光线的偏振方向与第四偏振合束镜的偏振方向相同；当目标图像的预设区域为黑色时，控制该第四LCOS反射芯片的对应灰度调节区域的像素点处于关闭状态，使得入射到该对应灰度调节区域的光的偏振态不发生偏转，而入射到该第四LCOS反射芯片的其他区域的光线的偏振态发生90度偏转，未发生偏振态偏转的光线穿过该第四偏振合束镜，发生偏振态偏转的光线经过第四偏振合束镜的反射进入到该第一分光组件。
7.根据权利要求6所述的投影装置，其特征在于，该第一调制模块包括第一LCOS反射芯片以及设置于该第一LCOS反射芯片的反射面的第一偏振合束镜；
该第二调制模块包括第二LCOS反射芯片以及设置于该第二LCOS反射芯片的反射面的第二偏振合束镜；
该第三调制模块包括第三LCOS反射芯片以及设置于该第三LCOS反射芯片的反射面的第三偏振合束镜；
该偏振转换器的出射光线的偏振方向与该第一偏振合束镜、第二偏振合束镜以及第三偏振合束镜的偏振方向垂直。
8.根据权利要求7所述的投影装置，其特征在于，所述第一分光组件包括第一二向色镜以及第一反射镜，所述第一二向色镜用于将所述灰度调节屏组件的出射光线分离为所述第一单色光以及所述复合光，并将所述复合光射入所述第二分光组件；所述第一反射镜用于将所述第一二向色镜分离出的所述第一单色光反射入所述第一偏振合束镜的入光面。
9.根据权利要求8所述的投影装置，其特征在于，所述第二分光组件为二向色镜。
10.一种投影系统，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的投影装置，以及供所述投影装置投影的显示屏。
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