CN206162063U - 一种反射式全息显示系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种反射式全息显示系统，涉及全息光学元件，包括入射光源，提供平行的入射光；分色装置，包含第一分色镜片及第二分色镜片，将所述入射光分成三原色光；两个反射镜，用以将经过所述第一分色镜片分离的三原色光反射至所述第二分色镜片；至少两个偏振片排列在所述反射镜与其中一个所述分色镜片之间；至少一个延迟波片排列在所述反射镜与所述分色装置之间；合色装置，用以将所述三原色光组合成输出光束；以及投影镜头，投射所述输出光束。本实用新型在利用二分色镜片、二反射镜、三个偏振光分色棱镜组，并在各色光束进出偏振光分色棱镜组的面上设置偏振片，以完成反射式全息显示系统的分、合光路径与分色、合色的设计。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种全息光学元件，尤其是一种反射式全息显示系统。
背景技术
现有的穿投式投影系统具有高画质、体积小、易于携带的优点，使得目前市面上的反射式全息投影系统在体积、亮度和价格上都无法与穿投式液晶投影系统相竞争，深究其原因在于反射式LCD片与投影镜头的原色光程路径太长，棱镜材料的双折射、应力和镀膜要求很严，导致成像品质不佳、亮度也很难与穿透式LCD的投影系统竞争。
实用新型内容
本实用新型提出一种反射式全息显示系统，光程路径短、对比度高。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
本实用新型提供了一种反射式全息显示系统，其特征在于，包括
入射光源，提供平行的入射光；
分色装置，包含第一分色镜片及第二分色镜片，将所述入射光分成三原色光，并使其分为两组光分别进行反射和透射；
两个反射镜，用以将经过所述第一分色镜片分离的三原色光反射至所述第二分色镜片；
至少两个偏振片排列在所述反射镜与其中一个所述分色镜片之间；
至少一个延迟波片排列在所述反射镜与所述分色装置之间；
合色装置，用以将所述三原色光组合成输出光束；
以及投影镜头，投射所述输出光束。
作为优选，所述合色装置包括第一偏振光分色棱镜组、第二偏振光分色棱镜组及第三偏振光分色棱镜组。
作为优选，所述第一偏振光分色棱镜组和第二偏振光分色棱镜组的后方设有反射式液晶片。
作为优选，所述偏振光分色棱镜组包括胶合在一起的第一棱镜与第二棱镜，以及形成于第一棱镜与第二棱镜间的介电质膜。
本实用新型实施例的有益效果是：在利用二分色镜片、二反射镜、三个偏振光分色棱镜组，并在各色光束进出偏振光分色棱镜组的面上设置偏振片，以完成反射式全息显示系统的分、合光路径与分色、合色的设计。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的全息显示系统的结构示意图；
图2为本实用新型的全息显示系统的另一实施例结构示意图；
图3为本实用新型的全息显示系统再一实施例结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本申请的入射光源为均匀且偏振方向一致的平行入射光，此入射光可为单一垂直偏振光(S-polarization)，或是单一平行偏振光(P-polarization)。以下通过垂直偏振光的平行入射光来说明本实施例的作用及特性。
如图1所示，本实施例提供的反射式全息显示系统包括入射光源10，提供平行入射的垂直偏振光；分色装置20，包含第一分色镜片22及第二分色镜片24，第一分色镜片22先将垂直偏振光分成三原色光，并使单独的原色光反射，其余二原色光透射；两束光各经过反射镜30、32反射至第二分色镜片24，其中，量组光束在进入第二分色镜片24之前会分别经过设置在反射镜30与第二分色镜片24之间的偏振片34，以及设置在反射镜32与第二分色镜片24之间的延迟波片36与偏振片38。
经第二分色镜片24的三原色光被分为二组分别进入合色装置40中不同的偏振光分色棱镜组，合色装置40包括两色性的第一偏振光分色棱镜组42以及单色的第二偏振光分色棱镜组44与第三偏振光分色棱镜组46，在第一偏振光分色棱镜组42设置二反射式液晶片422、424，并在第二偏振光分色棱镜组44设置反射式液晶片442，另在第二偏振光分色棱镜组44的射出面上设置有偏振片444与延迟波片446；第一偏振光分色棱镜组42用以反射该二原色光进入第三偏振光分色棱镜组46，而该第二偏振光分色棱镜组44则反射单独的原色光进入第三偏振光分色棱镜组46，最后再利用第三偏振光分色棱镜组46将进入的该三原色光组合成输出光束经投影镜头50投影显像。
其中，在上述三组偏振光分色棱镜组中，每一组皆是由两胶合在一起的第一棱镜与第二棱镜，以及形成于第一棱镜与第二棱镜间的介电质膜所组成的，而介电质膜的特性在使原色光反射或透射。
另外，上述偏振片除了分别被排列在二反射镜与第二分色镜片之外，更可被排列在该反射镜与第一分色镜片之间，此亦可达到相同的作用。
在图1所示的系统中，入射光源10发射出的垂直偏振光先射至第一分色镜片22，并被分为两组光束，其中一组光束由红、蓝、绿(R、B、G)三原色光的其中一原色光组成，如图中的LAs，另一组则由剩余的二色光组成，如图中的LBs和LCs；LAs经由反射镜32反射再经由延迟波片36和偏振片38转换成平行偏振光LAp，并予以纯化；另两原色光LBs和LCs则经反射镜30反射再由偏振片34予以纯化，LBs、LCs和LAp再经由第二分色镜片24，使得LAp与LCs穿透第二分色镜片24，而LBs经由第二分色镜片24反射而与LA p两者合为一束光；LBs和LAp的合光射向第一偏振光分色棱镜组42，LCs射向第二偏振光分色棱镜组44。
LBs和LAp在射入第一篇振光分色棱镜组42时将被其内的介电质膜426将LBs反射至反射式液晶片422，并在反射时转换90度的相位而变成LBp的平行偏振光；LAp穿透介电质膜426射至反射式液晶片424并反射成延迟90度相位的垂直偏振光LAs，介电质膜426的特性将使LAs反射而LBp穿透；另一束光LCs在入射至第二偏振光分色棱镜组44内的介电质膜448后将反射并射向反射式液晶片442，以转换90度的相位变成平行偏振光LCp，介电质膜448的特性是让垂直偏振光反射平行偏振光穿透，LCp在射出第二偏振光分色棱镜组44后经偏振片444予以纯化，再由一相位延迟波片446将LCp转变成LCs光。LCs和来自第一偏振光分色棱镜42的LAs和LBs光束一起入射至合光第三偏振光分色棱镜46，其内的介电质膜462的作用在使LCs反射而LBp和LAs穿透，最后，LAs、LBp和LCs三个原色光将合而为一束光，并射向投影镜头50以投射影像至屏幕上。
其中，本申请以上述的实施例来说明整个反射式液晶投影系统的架构及其原色光路径，除此之外，本申请更具有其他不同的实施例，如图2所示，在第二偏振光分色棱镜组44的射出面上仅设置一偏振片444，而无延迟波片，使平行偏振光LCp直接经过偏振片纯化后射至第三偏振光分色棱镜组46，再利用介电质膜462直接以LCp形态反射至投影镜头50。
另外，本申请亦可将偏振片444与延迟波片446设置在第二偏振光分色棱镜组44的入射面处，如图3所示，直接将入射的LCs转换成LCp，再穿透介电质膜448射至反射式液晶片442，使其在反射时转换90度相位而变成LCs，进而入射至第三偏振光分色棱镜组46中，其于的部分则与上述第一图的光路相同，故不在此赘述。
本申请利用分色装置的分色镜片将一入射光分成一原色光和一组两原色光，使其分别反射或透射，并利用偏振片和相位延迟波片来改变各原色光的偏振特性，以简化此三原色光进入两组偏振光分色棱镜及介电质膜层的困难度；本申请同时也减少原色光入射至偏振光分色棱镜的光程，进而提升系统偏振光的对比度。且本申请减少两色性的偏振光分色棱镜组的需求，故可以降低镀膜的困难度，此乃因两色性的偏振光分色棱镜组的设计与制造的困难度较高且价格昂贵。另外，本申请将具三原色光的入射光分成两组在进入不同的偏振光分色棱镜组，并选用各波段效率最佳的高效率偏振片，故可使本申请具有较佳的明暗及彩色对比。
因此，本申请的反射式液晶投影系统具有光程路径短、对比高、成像效果佳、体积小、价格便宜等功效，故可改善习知反射式LCD技术的困扰。
本申请的主要特点在利用二分色镜片、二反射镜、三个偏振光分色棱镜组，并在各色光束进出偏振光分色棱镜组的面上设置偏振片，以完成反射式全息显示系统的分、合光路径与分色、合色的设计。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种反射式全息显示系统，其特征在于，包括
入射光源，提供平行的入射光；
分色装置，包含第一分色镜片及第二分色镜片，将所述入射光分成三原色光，并使其分为两组光分别进行反射和透射；
两个反射镜，用以将经过所述第一分色镜片分离的三原色光反射至所述第二分色镜片；
至少两个偏振片排列在所述反射镜与其中一个所述分色镜片之间；
至少一个延迟波片排列在所述反射镜与所述分色装置之间；
合色装置，用以将所述三原色光组合成输出光束；
以及投影镜头，投射所述输出光束。
2.根据权利要求1所述的一种反射式全息显示系统，其特征在于：所述合色装置包括第一偏振光分色棱镜组、第二偏振光分色棱镜组及第三偏振光分色棱镜组。
3.根据权利要求2所述的一种反射式全息显示系统，其特征在于：所述第一偏振光分色棱镜组和第二偏振光分色棱镜组的后方设有反射式液晶片。
4.根据权利要求2所述的一种反射式全息显示系统，其特征在于：第一偏振光分色棱镜组、第二偏振光分色棱镜组及第三偏振光分色棱镜组均包括胶合在一起的第一棱镜与第二棱镜，以及形成于第一棱镜与第二棱镜间的介电质膜。
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| CN201621079280.0U CN206162063U (zh) | 2016-09-23 | 2016-09-23 | 一种反射式全息显示系统 |
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Cited By (1)
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| CN109212765A (zh) * | 2017-07-07 | 2019-01-15 | 奇景光电股份有限公司 | 分光装置 |
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