CN213182302U - 一种lcos成像系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LCOS成像系统，包括偏振分光元件、第一LCOS面板、第二LCOS面板、图像处理模块和成像镜头；偏振分光元件用于将入射光分成两路偏振光线；第一LCOS面板和第二LCOS面板分别用于接收偏振分光元件发出的两路偏振光线并转换为光学数据；图像处理模块用于对光学数据进行分解处理并传输至第一LCOS面板和第二LCOS面板使其输出光学图像；成像镜头用于将第一LCOS面板和第二LCOS面板输出的光学图像投射到显示屏上。本实用新型使用了两片LCOS面板，其充分利用了偏振分光元件分光产生的S线偏振光及P线偏振光两路光束能量，可以在显示屏上可以形成图像重叠，其亮度可以叠加一倍，极大地提高了投影输出的亮度，提高了光的利用效率。

Description

一种LCOS成像系统

技术领域

本实用新型属于投影显示技术领域，具体涉及一种LCOS成像系统。

背景技术

LCOS(LiquidCrystalonSilicon，液晶附硅)显示装置是一种新型的反射式投影显示装置，其是采用半导体硅晶技术控制液晶进而“投射”彩色画面的液晶显示装置。与穿透式LCD(LiquidCrystalDisplay)和DLP(DigitalLightProcession)显示装置相比，LCOS显示装置具有光利用效率高、体积小、开口率高、制造技术成熟等优点，可以很容易实现高分辨率和充分的色彩表现。由于LCOS显示装置具有上述优点，使得LCOS显示装置在大屏幕显示应用领域具有很大的优势。

现有LCOS成像主要是通过PBS或PL偏振光分光棱镜载片(PL)，将入射光分解为S极光和P极光，再用其中任意一极光如S极光照射成像器LCOS并将含有图像信息的反射光进行偏转后射入PBS或PL，出射后即可通过成像镜头形成投射图像。如果射入LCOS面板的光线为S极光，则含有图像信息的出射光备偏转为P极光。同样，当射入LCOS面板的光线为P极光，则会有图像信息的出射光被偏转为S极光。由此可见，现有LCOS成像任何时候用以照射LCOS面板的光线只有入射照明光的50％，至少有一半光被浪费掉，且图像只由单极光线(P或S)构成，其光的利用率很低。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型目的在于提供一种LCOS成像系统。

本实用新型所采用的技术方案为：一种LCOS成像系统，包括偏振分光元件、第一LCOS面板、第二LCOS面板、图像处理模块和成像镜头；所述偏振分光元件用于将入射光分成两路偏振光线；所述第一LCOS面板和第二LCOS面板分别用于接收偏振分光元件发出的两路偏振光线并转换为光学数据；所述图像处理模块用于对所述光学数据进行分解处理并传输至第一LCOS面板和第二LCOS面板使其输出光学图像；所述成像镜头用于将第一LCOS面板和第二LCOS面板输出的光学图像投射到显示屏上。

作为可选方式，所述偏振分光元件用于将入射光分成第一S偏振光和第一P偏振光，所述第一LCOS面板和第二LCOS面板分别接受第一S偏振光和第一P偏振光后转换为光学数据，图像处理模块对所述光学数据进行分解处理并传输至第一LCOS面板和第二LCOS面板使其分别输出含有图像信息的第二P偏振光和第二S偏振光，所述第二P偏振光和第二S偏振光经所述偏振分光元件反射后射向所述成像镜头。

作为可选方式，所述图像处理模块控制所述第二P偏振光和第二S偏振光含有的图像信息相同时，第二P偏振光和第二S偏振光经过偏振分光元件反射后在成像镜头前形成图像重叠。

作为可选方式，所述图像处理模块控制所述第二P偏振光和第二S偏振光含有的图像信息不同时，第二P偏振光和第二S偏振光经过偏振分光元件反射后在成像镜头前形成S-P立体图像。

作为可选方式，所述图像处理模块控制所述第二P偏振光和第二S偏振光错光显示时，第二P偏振光和第二S偏振光经过偏振分光元件反射后在成像镜头前形成高分辨率图像。

作为可选方式，所述图像处理模块包括控制单元、图像处理单元和分帧单元，所述控制单元分别与图像处理单元和分帧单元连接，所述图像处理单元用于对所述光学数据进行分解处理，所述分帧单元用于将图像处理单元分解后的光学信号分为奇列帧图像信息和偶列帧图像信息，控制单元控制第一LCOS面板和第二LCOS面板分别输出含有奇列帧图像信息的第二P偏振光和含有偶列帧图像信息的第二S偏振光。

作为可选方式，所述偏振分光元件选自偏振分光棱镜和偏振分光片中的一种。

作为可选方式，所述第一LCOS面板和第二LCOS面板相互垂直，且第一LCOS面板和第二LCOS面板分布在所述偏振分光元件相邻的两侧。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供了一种LCOS成像系统，包括偏振分光元件、第一LCOS面板、第二LCOS面板、图像处理模块和成像镜头，本实用新型使用了两片LCOS面板，其充分利用了偏振分光元件分光产生的S线偏振光及P线偏振光两路光束能量，在显示屏上可以形成图像重叠，其亮度可以叠加一倍，极大地提高了投影输出的亮度，提高了光的利用效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中图像处理模块的控制框图；

图中：1-偏振分光元件；2-第一LCOS面板；3-第二LCOS面板；4-图像处理模块；5-成像镜头；6-第一S偏振光；7-第一P偏振光；8-第二P偏振光；9-第二S偏振光；10-控制单元；11-图像处理单元；12-分帧单元。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后等)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1所示，本实施例提供了一种LCOS成像系统，包括偏振分光元件1、第一LCOS面板2、第二LCOS面板3、图像处理模块4和成像镜头5，所述图像处理模块4分别与第一LCOS面板2和第二LCOS面板3连接，所述第一LCOS面板2和第二LCOS面板3分布在偏振分光元件1的两侧，所述偏振分光元件1为偏振分光棱镜或偏振分光片。光源产生入射光，该光源可以输出非偏振的三基色入射光，光源可以采用投影机灯泡或者LED白光光源。偏振分光元件1将入射光分成两路偏振光线，两路偏振光线分别入射至第一LCOS面板2和第二LCOS面板3，第一LCOS面板2和第二LCOS面板3分别接收偏振分光元件1发出的两路偏振光线并转换为光学数据；两路光学信号传输至图像处理模块4，所述图像处理模块4对所述光学数据进行分解处理，并传输至第一LCOS面板2和第二LCOS面板3使其分别输出光学图像；所述成像镜头5用于将第一LCOS面板2和第二LCOS面板3输出的光学图像投射到显示屏上。

具体地，所述偏振分光元件1用于将入射光分成第一S偏振光6和第一P偏振光7，所述第一LCOS面板2和第二LCOS面板3分别接受第一S偏振光6和第一P偏振光7后转换为光学数据，图像处理模块4对所述光学数据进行分解处理，并将分解处理的光学数据传输至第一LCOS面板2和第二LCOS面板3使其分别输出含有图像信息的第二P偏振光8和第二S偏振光9，所述第二P偏振光8和第二S偏振光9经所述偏振分光元件1反射合成后射向所述成像镜头5。

现有的LCOS成像系统只有一片LCOS面板，任何时候用于照射LCOS面板的光线只有入射照明光的50％，至少有一半光被浪费掉，光的利用率很低。本实用新型使用了两片LCOS面板即第一LCOS面板2和第二LCOS面板3，充分利用了偏振分光元件1分光产生的S线偏振光及P线偏振光两路光束能量，投影成像后的光能强度提高了一倍，能投射出更大的面积，同时含有P极光和S极光，且各占50％；而且在显示屏上可以形成图像重叠，其亮度可以叠加一倍，极大地提高了投影输出的亮度，提高了光的利用效率。

在一些实施方式中，所述第一LCOS面板2和第二LCOS面板3相互垂直，且第一LCOS面板2和第二LCOS面板3分布在所述偏振分光元件1相邻的两侧。第一S偏振光6和第一P偏振光7相互垂直，且第一S偏振光6和第一P偏振光7分别入射在第一LCOS面板2和第二LCOS面板3上。

在一些实施方式中，所述图像处理模块4控制所述第二P偏振光8和第二S偏振光9含有的图像信息相同时，所述第二P偏振光8和第二S偏振光9经过偏振分光元件1反射后的光束在成像镜头5前形成图像重叠。第一LCOS面板2和第二LCOS面板3反射出的第二P偏振光8和第二S偏振光9含有的图像信息相同，通过偏振分光元件1进行合并，即可在成像镜头5前得到重叠图像，其亮度可以叠加一倍。

在一些实施方式中，所述图像处理模块4控制所述第二P偏振光8和第二S偏振光9含有的图像信息不同时，第二P偏振光8和第二S偏振光9经过偏振分光元件1反射后的光束在成像镜头5前形成S-P立体图像。第一LCOS面板2和第二LCOS面板3接收的光学信号为相互“镜像”关系，以输入的内容为AB所示，第一LCOS面板2输入的光学信号为AB，第二LCOS面板3输入的光学信号为BA，则在光束的携带作用下，两者在成像镜头5前即可形成S-P立体图像，在屏幕上可以显示有“双目视差”的图像。

如图2所示，在一些实施方式中，所述图像处理模块4控制所述第二P偏振光8和第二S偏振光9错光显示时，第二P偏振光8和第二S偏振光9经过偏振分光元件1反射后的光束在成像镜头5前形成高分辨率图像。具体地，所述图像处理模块4包括控制单元10、图像处理单元11和分帧单元12，所述控制单元10分别与图像处理单元11和分帧单元12连接，所述第一LCOS面板2和第二LCOS面板3将第一S偏振光6和第一P偏振光7转换为光学数据后传输至图像处理单元11，图像处理单元11对所述光学数据进行分解处理，所述分帧单元12用于将图像处理单元11分解后的光学信号分为奇列帧图像信息和偶列帧图像信息，控制单元10控制第一LCOS面板2和第二LCOS面板3分别输出含有奇列帧图像信息的第二P偏振光8和含有偶列帧图像信息的第二S偏振光9，从而在成像镜头5前获得高分辨率图像。本实用新型能够利用光源发射的全部光能，并利用图像处理模块4使显示图像的分辨率提高一倍。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种LCOS成像系统，其特征在于，包括偏振分光元件(1)、第一LCOS面板(2)、第二LCOS面板(3)、图像处理模块(4)和成像镜头(5)，所述偏振分光元件(1)用于将入射光分成两路偏振光线；所述第一LCOS面板(2)和第二LCOS面板(3)分别用于接收偏振分光元件(1)发出的两路偏振光线并转换为光学数据；所述图像处理模块(4)用于对所述光学数据进行分解处理并传输至第一LCOS面板(2)和第二LCOS面板(3)使其输出光学图像；所述成像镜头(5)用于将第一LCOS面板(2)和第二LCOS面板(3)输出的光学图像投射到显示屏上。

2.根据权利要求1所述的LCOS成像系统，其特征在于，所述偏振分光元件(1)用于将入射光分成第一S偏振光(6)和第一P偏振光(7)，所述第一LCOS面板(2)和第二LCOS面板(3)分别接受第一S偏振光(6)和第一P偏振光(7)后转换为光学数据，图像处理模块(4)对所述光学数据进行分解处理并传输至第一LCOS面板(2)和第二LCOS面板(3)使其分别输出含有图像信息的第二P偏振光(8)和第二S偏振光(9)，所述第二P偏振光(8)和第二S偏振光(9)经所述偏振分光元件(1)反射后射向所述成像镜头(5)。

3.根据权利要求2所述的LCOS成像系统，其特征在于，所述图像处理模块(4)控制所述第二P偏振光(8)和第二S偏振光(9)含有的图像信息相同时，第二P偏振光(8)和第二S偏振光(9)经过偏振分光元件(1)反射后在成像镜头(5)前形成图像重叠。

4.根据权利要求2所述的LCOS成像系统，其特征在于，所述图像处理模块(4)控制所述第二P偏振光(8)和第二S偏振光(9)含有的图像信息不同时，第二P偏振光(8)和第二S偏振光(9)经过偏振分光元件(1)反射后在成像镜头(5)前形成S-P立体图像。

5.根据权利要求2所述的LCOS成像系统，其特征在于，所述图像处理模块(4)控制所述第二P偏振光(8)和第二S偏振光(9)错光显示时，第二P偏振光(8)和第二S偏振光(9)经过偏振分光元件(1)反射后在成像镜头(5)前形成高分辨率图像。

6.根据权利要求5所述的LCOS成像系统，其特征在于，所述图像处理模块(4)包括控制单元(10)、图像处理单元(11)和分帧单元(12)，所述控制单元(10)分别与图像处理单元(11)和分帧单元(12)连接，所述图像处理单元(11)用于对所述光学数据进行分解处理，所述分帧单元(12)用于将图像处理单元(11)分解后的光学信号分为奇列帧图像信息和偶列帧图像信息，控制单元(10)控制第一LCOS面板(2)和第二LCOS面板(3)分别输出含有奇列帧图像信息的第二P偏振光(8)和含有偶列帧图像信息的第二S偏振光(9)。

7.根据权利要求1所述的LCOS成像系统，其特征在于，所述偏振分光元件(1)选自偏振分光棱镜和偏振分光片中的一种。

8.根据权利要求1所述的LCOS成像系统，其特征在于，所述第一LCOS面板(2)和第二LCOS面板(3)相互垂直，且第一LCOS面板(2)和第二LCOS面板(3)分布在所述偏振分光元件(1)相邻的两侧。

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