CN202916499U

CN202916499U - 3d立体显示系统

Info

Publication number: CN202916499U
Application number: CN2012201622925U
Authority: CN
Inventors: 钟侑达; 陈伟轩
Original assignee: Jasper Display Corp
Current assignee: Jasper Display Corp
Priority date: 2012-04-16
Filing date: 2012-04-16
Publication date: 2013-05-01
Anticipated expiration: 2022-04-16

Abstract

本实用新型公开一种3D立体显示系统，其包括：偏振分光模块、影像显示模块及影像投影模块。该偏振分光模块具有第一偏振分光元件、第二偏振分光元件、第三偏振分光元件及第四偏振分光元件。该影像显示模块具有两个反射式影像显示面板，而该影像投影模块具有至少一个投影镜头。

Description

3D立体显示系统

技术领域

本实用新型涉及一种3D立体显示系统，特别涉及一种可同时输出不同极性光源，且可有效提高光源的利用率的3D立体显示系统。

背景技术

随着信息时代的到来，再加上光学科技及投影显示技术的双重发展下，能够输出高解析度及大画面的数码投影机，已成为企业简报、会议活动、教育训练、甚至成为家庭娱乐中，在提供视觉影像上的不可或缺的一环。因此，投影机的高影像品质、高亮度、体积轻巧，已成为消费者在选购上的重大指标。

随着视讯娱乐需求的增加及投影技术的不断改良，投影机的性能，逐渐从传统的平面视觉，转化成可产生3D立体影像。为此，一般的做法是采用两台显示（投影）系统分别产生Ｓ极偏振光束及Ｐ极偏振光束。然而，同时使用两台显示系统不但增加额外的成本，而且两台显示系统也占用了较大的使用空间。于是，本发明人有感上述缺失的可改善，悉心观察且研究，并配合学理的运用，曾于中国台湾公开号第201135346号（请参见第1图）中，提出一种无须同时使用两台显示系统就能够产生3D投影效果的发明。使得3D投影机的设计与制造，更臻轻薄短小并节省成本。

然而，现有的3D投影或显示技术，皆须带昂贵的主动式眼镜或配有一边蓝，一边红的被动式眼镜。此外，光源利用率也偏低。因此，本发明人在前述发明的基础上进行改良，提出本实用新型的显示系统。此技术可应用于任何3D立体显示系统，例如：3D显示器或3D投影机。本实用新型不仅可有效提高光源的利用率，使用者更仅需配带“被动式偏光眼镜”，便可观看到全彩的3D画面。

发明内容

本实用新型主要目的，是为了提供一种新型的3D立体显示系统，以有效提高光源的利用率，同时满足使用者仅配带“被动式偏光眼镜”便可观看到全彩的3D画面的需求。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种3D立体显示系统，包括：

偏振分光模块，用于传导光源所发射的不同极性偏振光，所述偏振分光模块包含：

第一偏振分光元件，用来将光源所发射的不同极性偏振光区分成Ｓ极偏振光的第一光束及Ｐ极偏振光的第二光束；

第二偏振分光元件，用来接收并反射来自所述第一偏振分光元件的所述第一光束；

第三偏振分光元件，用来接收来自所述第一偏振分光元件的所述第二光束，并让所述第二光束从其中穿过；及

第四偏振分光元件，同时相邻于第二偏振分光元件及第三偏振分光元件，用来反射来自第二偏振分光元件的所述第一光束，并让来自第三偏振分光元件的所述第二光束穿过；

影像显示模块，包含：

第一反射式影像显示面板，用来将来自所述第二偏振分光元件的所述第一光束由Ｓ极偏振光转换成Ｐ极偏振光并反射回所述第二偏振分光元件；及

第二反射式影像显示面板，用来将来自所述第三偏振分光元件的所述第二光束由Ｐ极偏振光转换成Ｓ极偏振光并反射回所述第三偏振分光元件；及

影像投影模块，其具有至少一个投影镜头，用来接收来自所述第四偏振分光元件的所述第一光束及所述第二光束；

其中所述各偏振分光元件容许Ｐ极偏振光穿过并反射Ｓ极偏振光。

本实用新型提供的3D立体显示系统，进一步包括一个偏光片，介于所述第一偏振分光元件与所述第二偏振分光元件之间。

本实用新型提供的3D立体显示系统，进一步包括一个补偿滤色片，介于所述第一偏振分光元件与所述第二偏振分光元件之间。

本实用新型提供的3D立体显示系统，进一步包括一个偏光片，介于所述第一偏振分光元件与所述第三偏振分光元件之间。

本实用新型提供的3D立体显示系统，进一步包括一个补偿滤色片，介于所述第一偏振分光元件与所述第三偏振分光元件之间。

本实用新型提供的3D立体显示系统，进一步包括一个偏光片，介于所述第二偏振分光元件与所述第四偏振分光元件之间。

本实用新型提供的3D立体显示系统，进一步包括一个二分之一波片，介于所述第二偏振分光元件与所述第四偏振分光元件之间,将所述第一光束由Ｐ极偏振光转换成Ｓ极偏振光。

本实用新型提供的3D立体显示系统，进一步包括一个偏光片，介于所述第三偏振分光元件与所述第四偏振分光元件之间。

本实用新型提供的3D立体显示系统，进一步包括一个二分之一波片，介于所述第三偏振分光元件与所述第四偏振分光元件之间,将所述第二光束由Ｓ极偏振光转换成Ｐ极偏振光。

本实用新型提供的3D立体显示系统，其中，所述第一偏振分光元件、第二偏振分光元件、第三偏振分光元件及第四偏振分光元件为偏极化分光镜。

本实用新型提供的3D立体显示系统，其中，所述第一反射式影像显示面板及所述第二反射式影像显示面板为硅基液晶面板。

本实用新型的有益效果在于，通过本实用新型提供的3D立体显示系统，将同时具有Ｐ极与Ｓ极偏振光的影像投影在荧幕上，有效提高光源的利用率，同时使用者仅需利用“被动式偏光眼镜”的辅助，便可观看到全彩的3D影像。

附图说明

图1为一种3D立体显示系统的现有技术。

图2为本实用新型的第一实施例。

图3为本实用新型的第二实施例。

图4为本实用新型的第三实施例。

附图标记说明：1-3D立体显示系统；2-光源；3-透镜；4-投影荧幕；10-偏振分光模块；101-第一偏振分光元件；102-第二偏振分光元件；103-第三偏振分光元件；104-第四偏振分光元件；1051-偏光片；1052-补偿滤色片；1061-偏光片；1062-补偿滤色片；1071-偏光片；1072-二分之一波片；1081-偏光片；1082-二分之一波片；20-影像显示模块；201-第一反射式影像显示面板；202-第二反射式影像显示面板；30-影像投影模块。

具体实施方式

本实用新型通过三个实施例以说明，请见图2至图4。图2描述本实用新型的第一实施例，图3描述本实用新型的第二实施例，图4描述本实用新型的第三实施例。

第一实施例

请参见图2。本实用新型提供一种3D立体显示系统1，其包括：偏振分光模块10、影像显示模块20与影像投影模块30。该偏振分光模块10用于传导光源2所发射的不同极性偏振光，其包含了：第一偏振分光元件101、第二偏振分光元件102、第三偏振分光元件103及第四偏振分光元件104。其中该第一偏振分光元件101、第二偏振分光元件102、第三偏振分光元件103及第四偏振分光元件104皆为偏极化分光镜（Polarizing Beam Splitter，PBS），其可容许Ｐ极偏振光穿过并反射Ｓ极偏振光。

其中第一偏振分光元件101是用来将该光源2所发射的不同极性偏振光区分成Ｓ极偏振光的第一光束及Ｐ极偏振光的第二光束。第二偏振分光元件102是用来接收并反射来自该第一偏振分光元件101的该第一光束。第三偏振分光元件103是用来接收来自该第一偏振分光元件101的该第二光束，并让该第二光束从其中穿过。第四偏振分光元件104同时相邻于该第二偏振分光元件102及第三偏振分光元件103，是用来反射来自第二偏振分光元件102的该第一光束，并让来自第三偏振分光元件103的该第二光束穿过。

影像显示模块20包含了第一反射式影像显示面板201及第二反射式影像显示面板202。第一反射式影像显示面板201是用来将来自该第二偏振分光元件102的该第一光束由Ｓ极偏振光转换成Ｐ极偏振光并反射回该第二偏振分光元件102。第二反射式影像显示面板202是用来将来自该第三偏振分光元件103的该第二光束由Ｐ极偏振光转换成Ｓ极偏振光并反射回该第三偏振分光元件103。实际操作上，第一反射式影像显示面板201与第二反射式影像显示面板202皆为硅基液晶（Liquid Crystal On Silicon，LCOS）面板。

影像投影模块30包含了至少一个投影镜头，用来接收来自该第四偏振分光元件104的该第一光束及该第二光束。投影镜头的数量并不限于一个，可视实际投射效果，调整其数量。

为了增加该第一光束的对比性，本实用新型的3D立体显示系统1还可在第一偏振分光元件101与该第二偏振分光元件102之间加装一个偏光片1051，且/或在第二偏振分光元件102与第四偏振分光元件104之间加装一个偏光片1071。同样的，若要增加该第二光束的对比性，还可在第一偏振分光元件101与第三偏振分光元件103之间加装一个偏光片1061，且/或在第三偏振分光元件103与第四偏振分光元件104之间加装一个偏光片1081。

而为了增加该第一光束的色彩饱和度，本实用新型的3D立体显示系统1亦可在第一偏振分光元件101与第二偏振分光元件102之间加装一个补偿滤色片（Trim Filter）1052。同样的，若要增加该第二光束的色彩饱和度，亦可在第一偏振分光元件101与第三偏振分光元件103之间加装一个补偿滤色片1062。

此外，根据本实施例，在第二偏振分光元件102与第四偏振分光元件104之间，亦可于偏光片1071之前加入一个二分之一波片（Half Wave Plate，HWP）1072，以将该第一光束由Ｐ极偏振光转换成Ｓ极偏振光。

同样的，在第三偏振分光元件103与第四偏振分光元件104之间，亦可于偏光片1081之前加入一个二分之一波片1082，以将该第二光束由Ｓ极偏振光转换成Ｐ极偏振光。

偏光片1051/1061与补偿滤色片1052/1062排列的先后顺序并无限制，偏光片1051/1061可设置于补偿滤色片1052/1062之前，亦或之后，并不影响其功能。

然而，偏光片1071/1081与二分之一波片1072/1082最佳的排列顺序为二分之一波片1072/1082在前，而偏光片1071/1081在后。

如图所示，当该光源2发射的不同极性偏振光经由透镜3入射该第一偏振分光元件101时，该光被第一偏振分光元件101区分成Ｓ极偏振光的第一光束（如同第二图中“●”符号所表示）及Ｐ极偏振光的第二光束（如同第二图中“—”符号所表示）。

该第一光束依序经过偏光片1051、补偿滤色片1052、第二偏振分光元件102，再通过第一反射式影像显示面板201的反射及转换，变成Ｐ极偏振光。该Ｐ极偏振光的第一光束继而经过该第二偏振分光元件102、二分之一波片1072、偏光片1071、第四偏振分光元件104，并进入影像投影模块30（投影镜头）。

该第二光束穿过偏光片1061、补偿滤色片1062、第三偏振分光元件103，再通过第二反射式影像显示面板202的反射及转换，变成Ｓ极偏振光。该Ｓ极偏振光的第二光束继而经过该第三偏振分光元件103、二分之一波片1082、偏光片1081、第四偏振分光元件104、影像投影模块30（投影镜头）。

第一光束与第二光束最后再由影像投影模块30（投影镜头）投向投影荧幕4。由于投影荧幕4上的影像是同时具有Ｐ极与Ｓ极偏振光，使用者利用“被动式偏光眼镜”的辅助，便可观看到全彩的3D影像。

虽然在本实施例中，偏光片1051、补偿滤色片1052、偏光片1061、补偿滤色片1062皆设置于第一偏振分光元件101上，而偏光片1071、二分之一波片1072、偏光片1081、二分之一波片1082则皆设置于第四偏振分光元件104上，然而，其位置的配置实际上并不限于此，举例来说，偏光片1051及补偿滤色片1052可改设置于第二偏振分光元件102上；偏光片1061及补偿滤色片1062可改设置于第三偏振分光元件103上；偏光片1071及二分之一波片1072可改设置于第二偏振分光元件102上；偏光片1081及二分之一波片1082可改设置于第三偏振分光元件103上。不同配置的具体表现将描述于下面的第二与第三实施例中。

第二实施例

请见图3。第二实施例与第一实施例所使用的元件及编号皆相同，功能也没变，故在此将不再赘述。

与第一实施例（图2）的差异点为偏光片1051及补偿滤色片1052改设置于第二偏振分光元件102上，而偏光片1081及二分之一波片1082则改设置于第三偏振分光元件103上。如此一来，偏光片1051及补偿滤色片1052、偏光片1061及补偿滤色片1062、偏光片1071及二分之一波片1072、偏光片1081及二分之一波片1082可平均分布于各个偏振分光元件101、102、103、104上，以使偏振分光元件可以模块化。

第三实施例

请见图4。第三实施例与第一实施例所使用的元件及编号皆相同，功能也没变，故在此将不再赘述。

与第一实施例（图2）的差异点为偏光片1051及补偿滤色片1052改设置于第二偏振分光元件102上，偏光片1061及补偿滤色片1062改设置于第三偏振分光元件103上。同第一实施例与第二实施例所公开的，都是不脱离本实用新型精神的应用。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化，或等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种3D立体显示系统，其特征在于，包括：

第一偏振分光元件，用来将光源所发射的不同极性偏振光区分成S极偏振光的第一光束及P极偏振光的第二光束；

影像显示模块，包含：

第一反射式影像显示面板，用来将来自所述第二偏振分光元件的所述第一光束由S极偏振光转换成P极偏振光并反射回所述第二偏振分光元件；及

第二反射式影像显示面板，用来将来自所述第三偏振分光元件的所述第二光束由P极偏振光转换成S极偏振光并反射回所述第三偏振分光元件；及

其中所述各偏振分光元件容许P极偏振光穿过并反射S极偏振光。

2.根据权利要求1所述的3D立体显示系统，其特征在于，进一步包括一个偏光片，介于所述第一偏振分光元件与所述第二偏振分光元件之间。

3.根据权利要求1所述的3D立体显示系统，其特征在于，进一步包括一个补偿滤色片，介于所述第一偏振分光元件与所述第二偏振分光元件之间。

4.根据权利要求1所述的3D立体显示系统，其特征在于，进一步包括一个偏光片，介于所述第一偏振分光元件与所述第三偏振分光元件之间。

5.根据权利要求1所述的3D立体显示系统，其特征在于，进一步包括一个补偿滤色片，介于所述第一偏振分光元件与所述第三偏振分光元件之间。

6.根据权利要求1所述的3D立体显示系统，其特征在于，进一步包括一个偏光片，介于所述第二偏振分光元件与所述第四偏振分光元件之间。

7.根据权利要求1所述的3D立体显示系统，其特征在于，进一步包括一个二分之一波片，介于所述第二偏振分光元件与所述第四偏振分光元件之间，将所述第一光束由P极偏振光转换成S极偏振光。

8.根据权利要求1所述的3D立体显示系统，其特征在于，进一步包括一个偏光片，介于所述第三偏振分光元件与所述第四偏振分光元件之间。

9.根据权利要求1所述的3D立体显示系统，其特征在于，进一步包括一个二分之一波片，介于所述第三偏振分光元件与所述第四偏振分光元件之间，将所述第二光束由S极偏振光转换成P极偏振光。

10.根据权利要求1所述的3D立体显示系统，其特征在于，所述第一偏振分光元件、第二偏振分光元件、第三偏振分光元件及第四偏振分光元件为偏极化分光镜。

11.根据权利要求1所述的3D立体显示系统，其特征在于，所述第一反射式影像显示面板及所述第二反射式影像显示面板为硅基液晶面板。