CN109541846B - 一种用于拼接式硅基液晶的照明光源 - Google Patents

一种用于拼接式硅基液晶的照明光源 Download PDF

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Abstract

本发明公布了一种用于拼接式硅基液晶的照明光源，由椭球聚光镜组件、光源组件、合光镜、匀光棒、二次抛物面反射镜、光阑、偏振分束器、1/4波片组件、平面反射镜组件和偏振片组成；其中，由光源组件2发出的光线经过了合束作用、匀光作用、准直作用、偏振作用后，形成了一束具有相同偏振态的线偏振光，可用于照亮拼接式硅基液晶，并保证拼接后的两片硅基液晶具有相同对比度，从而提高拼接精度。

Description

一种用于拼接式硅基液晶的照明光源
技术领域
本发明涉及硅基液晶照明技术，尤其涉及一种用于拼接式硅基液晶的照明光源。
背景技术
硅基液晶，即LCOS（Liquid Crystal on Silicon），是一种基于反射模式，尺寸非常小的矩阵液晶显示装置。LCOS属于新型的反射式micro LCD投影技术，与穿透式LCD和DLP相比，LCOS具有光效利用率高、体积小、开口率高、制造技术较成熟等特点。
近年来，随着硅基液晶的广泛使用，越来越多的场合需要对硅基液晶进行拼接使用，带来的问题就是现有照明方式难以保证两片或多片硅基液晶具有相同的对比度，从而导致图像显示效果差、精度低。
为了满足硅基液晶的拼接使用要求，需要一种用于拼接式硅基液晶的照明光源，保证硅基液晶拼接后的显示对比度与拼接精度。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，设计一种用于拼接式硅基液晶的照明光源。
针对拼接使用的硅基液晶，通过椭球聚光镜组件、光源组件、合光镜、匀光棒、二次抛物面反射镜、光阑、偏振分束器、1/4波片组件、平面反射镜组件和偏振片的综合作用，给出一束具有一定角度的线偏振光源，同时照亮被拼接的两片硅基液晶，保证拼接后的两片硅基液晶具有相同对比度，从而提高拼接精度。
本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：设计一种用于拼接式硅基液晶的照明光源，由椭球聚光镜组件、光源组件、合光镜、匀光棒、二次抛物面反射镜、光阑、偏振分束器、1/4波片组件、平面反射镜组件和偏振片组成。
其中，光源组件包括LEDⅠ和LEDⅡ，且LEDⅠ和LEDⅡ分别位于合光镜的两侧；椭球聚光镜组件包括椭球聚光镜Ⅰ和椭球聚光镜Ⅱ，且光源组件中的LEDⅠ和椭球聚光镜Ⅰ配合使用，LED2和椭球聚光镜Ⅱ配合使用；1/4波片组件包括1/4波片Ⅰ和1/4波片Ⅱ，平面反射镜组件包括平面反射镜Ⅰ和平面反射镜Ⅱ，且1/4波片Ⅰ和1/4波片Ⅱ分别位于偏振分束器分束膜的两侧，1/4波片Ⅰ与平面反射镜Ⅰ配合使用，1/4波片Ⅱ与平面反射镜Ⅱ配合使用。
光源组件置于椭球聚光镜组件的第一焦点处，即LEDⅠ置于椭球聚光镜Ⅰ的第一焦点，LEDⅡ置于椭球聚光镜Ⅱ的第一焦点，合光镜置于LEDⅠ的右方、LEDⅡ的下方，匀光棒置于合光镜的后方，且匀光棒的入射端置于椭球聚光镜组件的第二焦点处，匀光棒的出射端置于二次抛物面反射镜的焦点处，二次抛物面反射镜置于匀光棒的后方，光阑置于二次抛物面反射镜的后方，偏振分束器置于光阑的后方，1/4波片Ⅰ与平面反射镜Ⅰ置于偏振分束器的下方，1/4波片Ⅱ与平面反射镜Ⅱ置于偏振分束器的后方，偏振片置于偏振分束器的上方。
如上所述的用于拼接式硅基液晶的照明光源，其中，
椭球聚光镜组件用于汇聚光源组件发出的光线；
光源组件用于产生具有一定波长范围的光线；
合光镜用于将光源组件发出的两束光线，即LEDⅠ和LEDⅡ发出的两束光线进行合束；
匀光棒用于接收光源组件发出的光线，并进行匀化处理；
二次抛物面反射镜用于接收匀光棒发出的光线，并进行准直化处理；
光阑用于遮拦光线，即将超出偏振分束器的光线遮拦，以防其作为杂散光进入系统，影响像质；
偏振分束器用于光线的偏振化处理，即将光线分为P光和S光；
1/4波片组件和平面反射镜组件配合使用，用于光线的偏振化处理，即将入射的P光，出射为S光，同时，将入射的S光，出射为P光；
偏振片用于光线的偏振化处理，即将投射来的P光和S光调制为具有相同方向的线偏振光。
如上所述的用于拼接式硅基液晶的照明光源，其中，
由光源组件发出的光线经过合光镜和椭球聚光镜组件的作用后，合并为一束光线，且会聚至匀光棒的入射端，经过匀光棒的作用后，从匀光棒的出射端出射，并进入二次抛物面反射镜，经过二次抛物面反射镜的作用后，以具有角度的平行光形式出射，经过光阑时，超出偏振分束器的光线将被遮挡，其余光线进入偏振分束器，经过偏振分束器分束膜时，光线在偏振作用的影响下，分为P光和S光，且P光经过偏振分束器分束膜时被投射，进入1/4波片Ⅱ与平面反射镜Ⅱ，并被平面反射镜Ⅱ反射，再次通过1/4波片Ⅱ，此时，P光被作用为S光，并被偏振分束器分束膜反射，进入偏振片，被调制为线偏振光；与此同时，S光经过偏振分束器分束膜时被投射，进入1/4波片Ⅰ与平面反射镜Ⅰ，并被平面反射镜Ⅰ反射，再次通过1/4波片Ⅰ，此时，S光被作用为P光，并被偏振分束器分束膜透射，进入偏振片，被调制为线偏振光。至此，由光源组件发出的光线经过了合束作用、匀光作用、准直作用、偏振作用后，形成了一束具有相同偏振态的线偏振光，可用于照亮拼接式硅基液晶，并保证拼接后的两片硅基液晶具有相同对比度，从而提高拼接精度。
综上所述，本发明主要由椭球聚光镜组件、光源组件、合光镜、匀光棒、二次抛物面反射镜、光阑、偏振分束器、1/4波片组件、平面反射镜组件和偏振片组成。本发明用于拼接式硅基液晶的照明光源采用模块化设计，组成简单，性能可靠，制造成本低，且维修方便，可以满足拼接式硅基液晶的照明要求。
附图说明
图1为本发明用于拼接式硅基液晶的照明光源的总体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，在附图或说明书中，相似或相同的元件皆使用相同的附图标记。
图1为本发明实施例提供的用于拼接式硅基液晶的照明光源的总体结构示意图。椭球聚光镜组件1、光源组件2、合光镜3、匀光棒4、二次抛物面反射镜5、光阑6、偏振分束器7、1/4波片组件8、平面反射镜组件9和偏振片10组成。
其中，光源组件2包括LEDⅠ和LEDⅡ，且LEDⅠ和LEDⅡ分别位于合光镜3的两侧；椭球聚光镜组件1包括椭球聚光镜Ⅰ和椭球聚光镜Ⅱ，且光源组件2中的LEDⅠ和椭球聚光镜Ⅰ配合使用，LED2和椭球聚光镜Ⅱ配合使用；1/4波片组件8包括1/4波片Ⅰ和1/4波片Ⅱ，平面反射镜组件9包括平面反射镜Ⅰ和平面反射镜Ⅱ，且1/4波片Ⅰ和1/4波片Ⅱ分别位于偏振分束器7分束膜的两侧，1/4波片Ⅰ与平面反射镜Ⅰ配合使用，1/4波片Ⅱ与平面反射镜Ⅱ配合使用。
光源组件2置于椭球聚光镜组件1的第一焦点处，即LEDⅠ置于椭球聚光镜Ⅰ的第一焦点，LEDⅡ置于椭球聚光镜Ⅱ的第一焦点，合光镜3置于LEDⅠ的右方、LEDⅡ的下方，匀光棒4置于合光镜3的后方，且匀光棒4的入射端置于椭球聚光镜组件1的第二焦点处，匀光棒4的出射端置于二次抛物面反射镜5的焦点处，二次抛物面反射镜5置于匀光棒4的后方，光阑6置于二次抛物面反射镜5的后方，偏振分束器7置于光阑6的后方，1/4波片Ⅰ与平面反射镜Ⅰ置于偏振分束器7的下方，1/4波片Ⅱ与平面反射镜Ⅱ置于偏振分束器7的后方，偏振片10置于偏振分束器7的上方。
如上所述的用于拼接式硅基液晶的照明光源，其中，
椭球聚光镜组件1用于汇聚光源组件2发出的光线；
光源组件2用于产生具有一定波长范围的光线；
合光镜3用于将光源组件2发出的两束光线，即LEDⅠ和LEDⅡ发出的两束光线进行合束；
匀光棒4用于接收光源组件2发出的光线，并进行匀化处理；
二次抛物面反射镜5用于接收匀光棒4发出的光线，并进行准直化处理；
光阑6用于遮拦光线，即将超出偏振分束器7的光线遮拦，以防其作为杂散光进入系统，影响像质；
偏振分束器7用于光线的偏振化处理，即将光线分为P光和S光；
1/4波片组件8和平面反射镜组件9配合使用，用于光线的偏振化处理，即将入射的P光，出射为S光，同时，将入射的S光，出射为P光；
偏振片10用于光线的偏振化处理，即将投射来的P光和S光调制为具有相同方向的线偏振光。
如上所述的用于拼接式硅基液晶的照明光源，其中，
由光源组件2发出的光线经过合光镜3和椭球聚光镜组件1的作用后，合并为一束光线，且会聚至匀光棒4的入射端，经过匀光棒4的作用后，从匀光棒4的出射端出射，并进入二次抛物面反射镜5，经过二次抛物面反射镜5的作用后，以具有角度的平行光形式出射，经过光阑6时，超出偏振分束器7的光线将被遮挡，其余光线进入偏振分束器7，经过偏振分束器7分束膜时，光线在偏振作用的影响下，分为P光和S光，且P光经过偏振分束器7分束膜时被投射，进入1/4波片Ⅱ与平面反射镜Ⅱ，并被平面反射镜Ⅱ反射，再次通过1/4波片Ⅱ，此时，P光被作用为S光，并被偏振分束器7分束膜反射，进入偏振片10，被调制为线偏振光；与此同时，S光经过偏振分束器7分束膜时被投射，进入1/4波片Ⅰ与平面反射镜Ⅰ，并被平面反射镜Ⅰ反射，再次通过1/4波片Ⅰ，此时，S光被作用为P光，并被偏振分束器7分束膜透射，进入偏振片10，被调制为线偏振光。至此，由光源组件2发出的光线经过了合束作用、匀光作用、准直作用、偏振作用后，形成了一束具有相同偏振态的线偏振光，可用于照亮拼接式硅基液晶，并保证拼接后的两片硅基液晶具有相同对比度，从而提高拼接精度。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种用于拼接式硅基液晶的照明光源，其特征在于，
由椭球聚光镜组件、光源组件、合光镜、匀光棒、二次抛物面反射镜、光阑、偏振分束器、1/4波片组件、平面反射镜组件和偏振片组成；
所述光源组件包括LEDⅠ和LEDⅡ，且所述LEDⅠ和所述LEDⅡ分别位于所述合光镜的两侧；所述椭球聚光镜组件包括椭球聚光镜Ⅰ和椭球聚光镜Ⅱ，且所述光源组件中的所述LEDⅠ和所述椭球聚光镜Ⅰ配合使用，LED2和所述椭球聚光镜Ⅱ配合使用；所述1/4波片组件包括1/4波片Ⅰ和1/4波片Ⅱ，所述平面反射镜组件包括平面反射镜Ⅰ和平面反射镜Ⅱ，且所述1/4波片Ⅰ和所述1/4波片Ⅱ分别位于所述偏振分束器分束膜的两侧，所述1/4波片Ⅰ与所述平面反射镜Ⅰ配合使用，所述1/4波片Ⅱ与所述平面反射镜Ⅱ配合使用；
所述光源组件置于所述椭球聚光镜组件的第一焦点处，即所述LEDⅠ置于所述椭球聚光镜Ⅰ的第一焦点，所述LEDⅡ置于所述椭球聚光镜Ⅱ的第一焦点，所述合光镜置于所述LEDⅠ的右方、所述LEDⅡ的下方，所述匀光棒置于所述合光镜的后方，且所述匀光棒的入射端置于所述椭球聚光镜组件的第二焦点处，所述匀光棒的出射端置于所述二次抛物面反射镜的焦点处，所述二次抛物面反射镜置于所述匀光棒的后方，所述光阑置于所述二次抛物面反射镜的后方，所述偏振分束器置于所述光阑的后方，所述1/4波片Ⅰ与所述平面反射镜Ⅰ置于所述偏振分束器的下方，所述1/4波片Ⅱ与所述平面反射镜Ⅱ置于所述偏振分束器的后方，所述偏振片置于所述偏振分束器的上方；
由所述光源组件发出的光线经过所述合光镜和所述椭球聚光镜组件的作用后，合并为一束光线，且会聚至所述匀光棒的入射端，经过所述匀光棒的作用后，从所述匀光棒的出射端出射，并进入所述二次抛物面反射镜，经过所述二次抛物面反射镜的作用后，以具有角度的平行光形式出射，经过所述光阑时，超出所述偏振分束器的光线将被遮挡，其余光线进入所述偏振分束器，经过所述偏振分束器所述分束膜时，光线在偏振作用的影响下，分为P光和S光，且P光经过所述偏振分束器所述分束膜时被投射，进入所述1/4波片Ⅱ与所述平面反射镜Ⅱ，并被所述平面反射镜Ⅱ反射，再次通过所述1/4波片Ⅱ，此时，P光被作用为S光，并被所述偏振分束器所述分束膜反射，进入所述偏振片，被调制为线偏振光；与此同时，S光经过所述偏振分束器所述分束膜时被投射，进入所述1/4波片Ⅰ与所述平面反射镜Ⅰ，并被所述平面反射镜Ⅰ反射，再次通过所述1/4波片Ⅰ，此时，S光被作用为P光，并被所述偏振分束器所述分束膜透射，进入所述偏振片，被调制为线偏振光。
2.根据权利要求1所述的一种用于拼接式硅基液晶的照明光源，其特征在于，
所述椭球聚光镜组件用于汇聚所述光源组件发出的光线；
所述光源组件用于产生具有一定波长范围的光线；
所述合光镜用于将所述光源组件发出的两束光线，即所述LEDⅠ和所述LEDⅡ发出的两束光线进行合束；
所述匀光棒用于接收所述光源组件发出的光线，并进行匀化处理；
所述二次抛物面反射镜用于接收所述匀光棒发出的光线，并进行准直化处理；
所述光阑用于遮拦光线，即将超出所述偏振分束器的光线遮拦，以防其作为杂散光进入系统，影响像质；
所述偏振分束器用于光线的偏振化处理，即将光线分为P光和S光；
所述1/4波片组件和所述平面反射镜组件配合使用，用于光线的偏振化处理，即将入射的P光，出射为S光，同时，将入射的S光，出射为P光；
所述偏振片用于光线的偏振化处理，即将投射来的P光和S光调制为具有相同方向的线偏振光。
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