CN215679024U - 像素偏移组件、光源装置和投影设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种像素偏移组件,包括第一双折射晶体和第二双折射晶体,第一双折射晶体和第二双折射晶体依次设置于从不同角度入射的多束入射光的光路,第一双折射晶体和第二双折射晶体采用相同材料制成,第一双折射晶体的晶轴所在的平面与第二双折射晶体的晶轴所在的平面相互垂直;或者,第一双折射晶体和第二双折射晶体采用不同材料制成,第一双折射晶体和第二双折射晶体的厚度不同,和/或,第一双折射晶体的晶轴所在的平面与所述第二双折射晶体的晶轴所在的平面相互垂直。本实用新型提供的像素偏移组件,实现了不同角度入射的多束入射光的位移量的一致性,扩大了像素偏移组件的适用范围。本实用新型还提供一种光源装置和投影设备。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学技术领域,具体而言,涉及一种像素偏移组件、光源装置和投影设备。
背景技术
E-shift(像素偏移)技术是一种用于进行像素拓展的技术,通过双折射原理将入射的光分成不同的方向出射,最终投射在屏幕上的像素会发生偏移,而对于同一像素单元而言,由于像素偏移带来的像素叠加,最终获取更高的分辨率图像,这种通过双折射原理实现分辨率提升的器件称之为E-shift器件。
现有的E-shift器件,对于不同入射角的入射光的位移量相差较大,限制了E-shift器件的适用范围。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的在于提供一种像素偏移组件、光源装置和投影设备,以解决上述问题。本实用新型实施例通过以下技术方案来实现上述目的。
第一方面,本实用新型提供一种像素偏移组件,包括第一双折射晶体和第二双折射晶体,第一双折射晶体和第二双折射晶体依次设置于从不同角度入射的多束入射光的光路,第一双折射晶体和第二双折射晶体采用相同材料制成,第一双折射晶体的晶轴所在的平面与第二双折射晶体的晶轴所在的平面相互垂直;或者,第一双折射晶体和第二双折射晶体采用不同材料制成,第一双折射晶体和第二双折射晶体的厚度不同,和/或,第一双折射晶体的晶轴所在的平面与所述第二双折射晶体的晶轴所在的平面相互垂直。
在一种实施方式中,第一双折射晶体和所述第二双折射晶体采用相同材料制成,第一双折射晶体的晶轴所在的平面与第二双折射晶体的晶轴所在的平面相互垂直;第一双折射晶体和第二双折射晶体的厚度方向设置为z方向,第一双折射晶体和第二双折射晶体的高度方向设置为x方向,第一双折射晶体和第二双折射晶体的长度方向设置为y方向;第一双折射晶体的晶轴平行于xz平面,第二双折射晶体的晶轴平行于yz平面。
在一种实施方式中,第一双折射晶体的晶轴与z方向之间的夹角等于第二双折射晶体的晶轴与z方向之间的夹角。
在一种实施方式中,第一双折射晶体和第二双折射晶体采用不同材料制成,且ne1>no1,ne2<no2,其中,ne1和ne2分别表示第一双折射晶体和第二双折射晶体对非寻常光的折射率,no1和no2分别表示第一双折射晶体和第二双折射晶体对寻常光的折射率。
在一种实施方式中,第一双折射晶体和第二双折射晶体的厚度不同;第一双折射晶体和第二双折射晶体的厚度方向设置为z方向,第一双折射晶体和第二双折射晶体的高度方向设置为x方向,第一双折射晶体和第二双折射晶体的长度方向设置为y方向;第一双折射晶体的晶轴平行于xz平面,第二双折射晶体的晶轴平行于yz平面。
在一种实施方式中,第一双折射晶体和第二双折射晶体的厚度不同;第一双折射晶体和第二双折射晶体的厚度方向设置为z方向,第一双折射晶体和第二双折射晶体的高度方向设置为x方向,第一双折射晶体和第二双折射晶体的长度方向设置为y方向;第一双折射晶体的晶轴和第二双折射晶体的晶轴平行于xz平面。
在一种实施方式中,第一双折射晶体和第二双折射晶体的厚度不同;第一双折射晶体和第二双折射晶体的厚度方向设置为z方向,第一双折射晶体和第二双折射晶体的高度方向设置为x方向,第一双折射晶体和第二双折射晶体的长度方向设置为y方向;第一双折射晶体的晶轴和第二双折射晶体的晶轴平行于yz平面。
在一种实施方式中,第一双折射晶体和所述第二双折射晶体的厚度相同;第一双折射晶体和第二双折射晶体的厚度方向设置为z方向,第一双折射晶体和第二双折射晶体的高度方向设置为x方向,第一双折射晶体和第二双折射晶体的长度方向设置为y方向;第一双折射晶体的晶轴平行于xz平面,第二双折射晶体的晶轴平行于yz平面。
在一种实施方式中,第一双折射晶体的晶轴与z方向之间的夹角等于第二双折射晶体的晶轴与z方向之间的夹角。
在一种实施方式中,第一双折射晶体和第二双折射晶体的材料选自方解石晶体、石英、红宝石、钒酸钇及偏硼酸钡中的一种。
在一种实施方式中,每束入射光入射至第一双折射晶体后得到的寻常光和非寻常光之间存在一个第一位移量,再次入射至第二双折射晶体后得到的寻常光和非寻常光之间存在一个第二位移量,多个第二位移量中的最大值与最小值的差值小于多个第一位移量中的最大值与最小值的差值,以实现对从不同角度入射的多束入射光进行像素偏移一致性处理。
在一种实施方式中,多个第一位移量的范围为17μm-32μm,多个第二位移量的范围为3μm-4.5μm。
在一种实施方式中,多个第一位移量的范围为22μm-28μm,多个第二位移量的范围为3.5μm-4μm。
第二方面,本实用新型实施例还提供一种光源装置,包括光源以及上述任一像素偏移组件,光源用于发出入射光,入射光依次经第一双折射晶体和第二双折射晶体后得到寻常光和非寻常光。
第三方面,本实用新型实施例还提供一种投影设备,包括投影镜头以及光源装置,投影镜头对经第一双折射晶体和第二双折射晶体后得到的寻常光和非寻常光投影成像。
相较于现有技术,本实用新型提供的像素偏移组件、光源装置和投影设备,通过第一双折射晶体和第二双折射晶体相互补偿,使两块双折射晶体的总位移量能够具有很好的一致性,实现了不同角度入射的多束入射光的位移量的一致性,扩大了像素偏移组件的适用范围。
本实用新型的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例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申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是通过像素位移实现分辨率提升的原理图。
图2是E-shift器件通过双折射效应产生位移的示意图。
图3是现有的E-shift器件的结构示意图。
图4是从不同角度入射的多束入射光入射至石英晶体时沿x方向的位移量的示意图。
图5是从不同角度入射的多束入射光入射至石英晶体时沿y方向的位移量的示意图。
图6是本实用新型第一实施例提供的像素偏移组件的结构示意图。
图7是本实用新型第一实施例提供的从不同角度入射的多束入射光入射至像素偏移组件时沿x方向的位移量的示意图。
图8是本实用新型第一实施例提供的从不同角度入射的多束入射光入射至像素偏移组件时沿y方向的位移量的示意图。
图9是本实用新型第二实施例提供的像素偏移组件的结构示意图。
图10是本实用新型第二实施例提供的从不同角度入射的多束入射光入射至像素偏移组件时沿x方向的位移量的示意图。
图11是本实用新型第二实施例提供的从不同角度入射的多束入射光入射至像素偏移组件时沿y方向的位移量的示意图。
图12是本实用新型实施例提供的光源装置的结构示意图。
图13是本实用新型实施例提供的投影设备的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型实施例,下面将参照相关附图对本实用新型实施例进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是,本实用新型可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型实施例中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本实用新型。
一些晶体材料具有各向异性,具体表现为沿着不同的方向,晶体具有不同的介电常数、电导率、磁导率、热传导系数、热膨胀系数等,导致晶体的光学性质也具有各向异性,进而使得沿着不同方向传播或者振动的光,光的传播速度、光能量矢量传播方向、波矢量会有不同。
当光束入射到光折射晶体上,会发生双折射现象。其中一束光的传播特性与在各向同性的介质中相同,遵循折射定律,称为o光(ordinary ray,寻常光),另一束光不遵循折射定律,称为e光(extraordinary ray,非寻常光)。
在投影系统中,SLM(Spatial light modulator,空间光调制器)决定了投影系统的原生分辨率,使用E-shift器件配合图像拆帧算法,能够实现等效的更高显示分辨率。针对图像是偏振光的投影系统,例如LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示器)、LCoS(Liquid Crystal on Silicon,硅基液晶)或者是偏振光源的DMD((Digtial MicromirrorDevices,数字微镜器件)投影,可以使用双折射晶体对e光和o光的响应不同形成微位移,实现分辨率提升的效果。双折射晶体对e光和o光产生的位移差与双折射晶体的晶轴、入射光的角度方向等方面都有关系,而在实现分辨率提升的时候,希望所有的图像光具有统一的位移量。这就使得使用E-shift器件时,需要投影系统的光圈数较大,入射光具有较小的角度分布,限制了E-shift器件的适用范围。
如上所述,SLM器件的分辨率决定了投影显示系统的原生分辨率,提升投影显示系统的分辨率主要有两种方法,一种方法是减小SLM器件的尺寸,而制造工艺限制了SLM器件的最小尺寸,在保持SLM器件整体尺寸的情况下,提高SLM器件的原生分辨率是一件困难,且带来成本上升的问题;另一种提升显示分辨的方法是使用微位移器件,如图1所示,引入像素位移,时分的将画面置于不同的位置且显示不同的子帧,最终子帧叠加在一起实现等效的显示,等效分辨率得到提升。常见的像素位移器件有震动式的XPR器件和E-shift器件。
E-shift器件实现像素位移的原理是双折射,如图2所示,入射光经过一个双折射晶体M时,o光会依照折射定律进行折射,对于垂直于平面的入射光而言,o光会沿着直线垂直出射,而e光则不满足折射定律,即使光束垂直于界面入射,也会出现偏折,最终出射时方向与入射光一致,但出现了一个由于双折射效应导致的位移d。使用这个原理,在双折射晶体前方放置一个LCD器件对图像光的偏振态进行时序的改变,让图像光时序的变为o光和e光,图像光经过双折射晶体后,就产生了时序的位移,实现等效分辨率的提升。
o光与e光之间的位移量与双折射晶体的材料、厚度、晶轴角度和入射光的角度都有关系,在确定了双折射晶体材料、厚度以及晶轴角度后,不同的入射光角度会影响位移量,使得图像中光线的位移不一致,这一方面导致了图像系统引入了额外的像差,另一方面导致了非远心投影系统中各处位移的不一致,限制了E-shif器件t的使用。
请参阅图3,例如对于一个石英双折射晶体而言,假定晶轴在图3中的xz平面内,并与z轴夹角为45度,当入射光与z轴存在夹角时,对于不同的入射光的角度,双折射产生的位移会有不一致。其中,夹角有两个维度,分别定义为入射光与x方向上的夹角,以及入射光与y方向上的夹角。
请参阅图4和图5,由于晶轴位于xz平面内,因此当光束正入射时,仅存在x方向的位移,y方向位移为0,当光束在y轴方向上存在夹角时,也会引入y方向的位移;当光束在x方向上存在夹角时,在x方向上产生的位移也会发生变化。这使得当对位移的一致性有较高的要求时,需要投影系统的光圈数较大,入射角度需要严格的控制在较小的范围,限制了E-shift器件的适用范围。为此,本申请的发明人提出通过一种像素偏移组件,例如使用两块双折射晶体相互补偿,使两块双折射晶体的总位移量能够具有很好的一致性,提升了图像光线位移的一致性,扩大了像素偏移组件的适用范围。
以下结合具体的实施例及说明书附图对本申请提供的像素偏移组件、光源装置和投影设备进行详细说明。
第一实施例
请参阅图6,本实用新型提供一种像素偏移组件100,包括第一双折射晶体110和第二双折射晶体120,第一双折射晶体110和第二双折射晶体120依次设置于从不同角度入射的多束入射光的光路,第一双折射晶体110和第二双折射晶体120采用相同材料制成,第一双折射晶体110的晶轴所在的平面与第二双折射晶体120的晶轴所在的平面相互垂直;或者,第一双折射晶体110和第二双折射晶体120采用不同材料制成,第一双折射晶体110和第二双折射晶体120的厚度不同,和/或,第一双折射晶体110的晶轴所在的平面与所述第二双折射晶体120的晶轴所在的平面相互垂直。
入射光可以是用于照明或者显示的光,例如,可以是激光光源、荧光光源、LED光源或其他光源发出的光束。
请参阅图4、图5和图6,由于o光在经过第一双折射晶体110时满足折射定律,而e光则不满足折射定律,因此每束入射光入射至第一双折射晶体110后得到的o光和e光之间会存在一个第一位移量,从不同角度入射的多束入射光入射至第一双折射晶体110后会得到多个第一位移量。
请参阅图4,在本实施例中,当多束入射光与x方向上的夹角位于﹣40°和40°之间时,o光和e光之间存在的沿x方向的位移Sx1的范围为17μm-32μm,o光和e光之间存在的沿y方向的位移Sy1大致为0,第一位移量等于多个第一位移量的范围为17μm-32μm。例如当多束入射光与x方向上的夹角位于﹣20°和20°之间时,o光和e光之间存在的沿x方向的位移Sx1的范围为22μm-28μm,o光和e光之间存在的沿y方向的位移Sy1大致为0,多个第一位移量的范围为22μm-28μm。
请参阅图5,在本实施例中,当多束入射光与y方向上的夹角位于﹣40°和40°之间时,o光和e光之间存在的沿x方向的位移Sx1大致为0,o光和e光之间存在的沿y方向的位移Sy1的范围为﹣18μm-18μm,第一位移量等于多个第一位移量的范围为0μm-18μm。
请参阅图6,在本实施例中,第一双折射晶体110大致为矩形板状结构。第一双折射晶体110具有长度方向、高度方向和厚度方向,其中,长度方向设置为y方向,高度方向设置为x方向,厚度方向设置为z方向。第一双折射晶体110的晶轴平行于xz平面。第一双折射晶体110的材料为现有材料,可以选自方解石晶体、石英、红宝石、钒酸钇及偏硼酸钡中的一种,例如为石英材料。
请参阅图6、图7和图8,每束入射光在入射至第一双折射晶体110后,再次入射至第二双折射晶体120后得到的o光和e光之间存在一个第二位移量,从不同角度入射的多束入射光再次入射至第二双折射晶体120后会得到多个第二位移量,多个第二位移量中的最大值与最小值的差值小于多个第一位移量中的最大值与最小值的差值,以实现对从不同角度入射的多束入射光进行像素偏移一致性处理。
请参阅图7,在本实施例中,当多束入射光与x方向上的夹角位于﹣40°和40°之间时,o光和e光之间存在的沿x方向的位移Sx2的范围为3μm-4.5μm,o光和e光之间存在的沿y方向的位移Sy2大致为0,第二位移量等于多个第二位移量的范围为3μm-4.5μm。例如当多束入射光与x方向上的夹角位于﹣20°和20°之间时,o光和e光之间存在的沿x方向的位移Sx2的范围为3.5μm-4μm,o光和e光之间存在的沿y方向的位移Sy2大致为0,多个第二位移量的范围为3.5μm-4μm。
请参阅图8,在本实施例中,当多束入射光与y方向上的夹角位于﹣40°和40°之间时,o光和e光之间存在的沿x方向的位移Sx2大致为0,o光和e光之间存在的沿y方向的位移Sy2的范围为﹣4.5μm-﹣3μm,第二位移量等于多个第二位移量的范围为3μm-4.5μm。由于第一双折射晶体110的晶轴平行于xz平面,第二双折射晶体120的晶轴平行于yz平面,此沿x方向的第二位移量的范围与沿y方向的第二位移量的范围相同,均为3μm-4.5μm,因此最终形成的位移是沿着斜45°方向,即位移的方向与x轴或者与y轴的夹角均为45°。
当多束入射光与x方向上的夹角位于﹣40°和40°之间时,多个第一位移量的范围为17μm-32μm,多个第一位移量中的最大值与最小值的差值大致为15μm,多个第二位移量的范围为3μm-4.5μm,多个第二位移量中的最大值与最小值的差值大致为1.5μm,多个第二位移量中的最大值与最小值的差值小于多个第一位移量中的最大值与最小值的差值,沿x方向的位移量一致性得到了较明显的提高。当多束入射光与y方向上的夹角位于﹣40°和40°之间时,多个第一位移量的范围为0μm-18μm,多个第一位移量中的最大值与最小值的差值大致为18μm,多个第二位移量的范围为3μm-4.5μm,多个第二位移量中的最大值与最小值的差值大致为1.5μm,多个第二位移量中的最大值与最小值的差值也小于多个第一位移量中的最大值与最小值的差值,沿y方向的位移量一致性也得到了较明显的提高。根据上述数据,可以得知,相较于只经过第一双折射晶体110,通过第一双折射晶体110和第二双折射晶体120缩小了o光和e光之间的位移量的最大值与最小值的差值,实现了不同角度入射的多束入射光的位移量的一致性,扩大了像素偏移组件100的适用范围。
请参阅图6,第二双折射晶体120大致为矩形板状结构。第二双折射晶体120具有长度方向、高度方向和厚度方向,其中,长度方向与y方向一致,高度方向与x方向一致,厚度方向与z方向一致。第二双折射晶体120的晶轴平行于yz平面。第二双折射晶体120的材料也为现有材料,例如,第二双折射晶体120的材料选自方解石晶体、石英、红宝石、钒酸钇及偏硼酸钡中的一种。
在本实施例中,第二双折射晶体120和第一双折射晶体110采用相同材料制成,例如为成本较低的石英材料。第二双折射晶体120的晶轴所在的平面与第一双折射晶体110的晶轴所在的平面相互垂直;第二双折射晶体120的晶轴平行于yz平面。
在本实施例中,第二双折射晶体120的晶轴与z方向之间的夹角等于第一双折射晶体110的晶轴与z方向之间的夹角。例如第二双折射晶体120的晶轴与z方向之间的夹角等于20°。
在本实施例中,第一双折射晶体110的横截面和第二双折射晶体120的横截面能够重合,即第一双折射晶体110的长度等于第二双折射晶体120的长度,第一双折射晶体110的高度等于第二双折射晶体120的高度,使得第一双折射晶体110和第二双折射晶体120可以同步加工,降低加工成本。
在本实施例中,第一双折射晶体110的厚度可以和第二双折射晶体120的厚度相同。第一双折射晶体110和第二双折射晶体120的横截面能够重合,厚度相同,因此第一双折射晶体110和第二双折射晶体120可以是相同的晶体,只是图6中放置的角度不同,使得第一双折射晶体110的晶轴平行于xz平面,第二双折射晶体120的晶轴平行于yz平面;制作第一双折射晶体110和第二双折射晶体120的过程是完全一致的,只需要将原材料加工出一种晶体即可,制造便捷。第一双折射晶体110的晶轴平行于xz平面,第二双折射晶体120的晶轴平行于yz平面,将第一双折射晶体110围绕z轴旋转90°即得到第二双折射晶体120。例如,制造出两片第一双折射晶体110(或者第二双折射晶体120),再将其中一片旋转90度,然后将两者胶合在一起即可完成像素偏移组件100的制作,降低了制作成本。在其他实施方式中,第一双折射晶体110的厚度可以和第二双折射晶体120的厚度也可以不同。
在本实施例中,像素偏移组件100为固态器件,在单板LCD显示领域,相较于震动式的XPR器件,固态的像素偏移组件100在实现像素位移时具有更稳定的工作状态,且更容易实现大尺寸SLM的分辨率提升,适用性更好。
综上,本实用新型提供的像素偏移组件100,第一双折射晶体110和第二双折射晶体120的材料相同,第一双折射晶体110的晶轴所在的平面与第一双折射晶体110的晶轴所在的平面垂直,通过第一双折射晶体110和第二双折射晶体120相互补偿,使两块双折射晶体的总位移量能够具有很好的一致性,实现了不同角度入射的多束入射光的位移量的一致性,扩大了像素偏移组件100的适用范围。
第二实施例
请参阅图9、图10和图11,本实施例提供一种像素偏移组件200,与第一实施例不同的是,本实施例提供的像素偏移组件200的第一双折射晶体210和第二双折射晶体220采用不同材料制成,且ne1>no1,ne2<no2,其中,ne1和ne2分别表示第一双折射晶体210和第二双折射晶体220对e光的折射率,no1和no2分别表示第一双折射晶体210和第二双折射晶体220对o光的折射率。由于ne1>no1,ne2<no2,不同材料在相同方向上的位移特性不相同,通过采用两种不同材料进行相互的补偿,可以缩小o光和e光之间的位移量,实现不同角度入射的多束入射光的位移量的一致性,扩大像素偏移组件200的适用范围。
在本实施方式中,第一双折射晶体210由钒酸钇材料制成,第二双折射晶体220由偏硼酸钡材料制成。在另一种实施方式中,第一双折射晶体210可以由石英材料制成,第二双折射晶体220可以由方解石材料制成。在又一种实施方式中,第一双折射晶体210由钒酸钇材料制成,第二双折射晶体220可以由方解石材料制成。
在本实施例中,第一双折射晶体210的厚度和第二双折射晶体220的厚度不同,例如,第一双折射晶体210的厚度大致为1mm,第二双折射晶体220的厚度大致为2mm。在其他方式中,第一双折射晶体210的厚度可以与第二双折射晶体220的厚度相同,例如,厚度大致为1mm,以便于加工制造。
请参阅图9,在本实施例中,第一双折射晶体210和第二双折射晶体220的厚度方向设置为z方向,第一双折射晶体210和第二双折射晶体220的高度方向设置为x方向,第一双折射晶体210和第二双折射晶体220的长度方向设置为y方向,第一双折射晶体210的晶轴和第二双折射晶体220的晶轴平行于xz平面,第一双折射晶体210的晶轴与z方向的夹角可以不等于第二双折射晶体220的晶轴与z方向之间的夹角,例如,第一双折射晶体210的晶轴与z方向之间的夹角为56.7°,第二双折射晶体220的晶轴与z方向之间的夹角为54.6°。
在一种实施方式中,当第一双折射晶体210和第二双折射晶体220的厚度不同,第一双折射晶体210的晶轴和第二双折射晶体220的晶轴还可以平行于yz平面。在另一种实施方式中,当第一双折射晶体210和第二双折射晶体220的厚度不同,第一双折射晶体210的晶轴平行于xz平面,第二双折射晶体220的晶轴平行于yz平面。
在其他实施方式中,当第一双折射晶体210和第二双折射晶体220的厚度相同,第一双折射晶体210的晶轴所在的平面可以与第二双折射晶体220的晶轴所在的平面相互垂直。例如,第一双折射晶体210的晶轴平行于xz平面,第二双折射晶体220的晶轴平行于yz平面。第一双折射晶体210的晶轴与z方向的夹角可以等于第二双折射晶体220的晶轴与z方向之间的夹角。在另外的一些实施方式中,第一双折射晶体210的晶轴与z方向的夹角还可以不等于第二双折射晶体220的晶轴与z方向之间的夹角。
请参阅图10,当多束入射光与x方向上的夹角位于﹣40°和40°之间时,多个第二位移量的范围为39.1μm-41.8μm。多个第二位移量中的最大值与最小值的差值大致为2.7μm,多束入射光从不同角度入射时,沿着x轴方向的位移量基本保持一致。请参阅图11,当多束入射光与y方向上的夹角位于﹣40°和40°之间时,多个第二位移量的范围为0μm-1μm。多个第二位移量中的最大值与最小值的差值大致为1μm,多束入射光从不同角度入射时,沿着y轴方向的位移量接近0,位移量也基本保持一致。根据上述数据,可以得知,相较于只经过第一双折射晶体210,通过第一双折射晶体210和第二双折射晶体220缩小了o光和e光之间的位移量的最大值与最小值的差值,实现了不同角度入射的多束入射光的位移量的一致性,扩大了像素偏移组件200的适用范围。
综上,本实用新型提供的像素偏移组件200,第一双折射晶体210和第二双折射晶体220采用不同材料制成,且第一双折射晶体210和第二双折射晶体220的厚度不同,通过第一双折射晶体210和第二双折射晶体220相互补偿,使两块双折射晶体的总位移量能够具有很好的一致性,实现了不同角度入射的多束入射光的位移量的一致性,扩大了像素偏移组件200的适用范围。
请参阅图12,本实用新型实施例还提供一种光源装置10,包括光源300以及像素偏移组件100,光源300用于发出入射光,入射光依次经第一双折射晶体110和第二双折射晶体120后得到o光和e光。
光源300可以是激光光源、荧光光源、LED光源或其他光源。
光源装置10还可以包括LCD400,LCD400可以设置于光源300与像素偏移组件100之间,以对出射光束的偏振态进行时序的改变,让出射光束时序的变为o光和e光。
本实用新型提供的光源装置10,通过像素偏移组件100的第一双折射晶体110和第二双折射晶体120相互补偿,使两块双折射晶体的总位移量能够具有很好的一致性,实现了不同角度入射的多束入射光的位移量的一致性,扩大了像素偏移组件100的适用范围。LCD400可以对出射光束的偏振态进行时序的改变,让出射光束时序的变为o光和e光。
请参阅图13,本实用新型实施例还提供一种投影设备1,包括投影镜头20以及光源装置10,投影镜头20对经第一双折射晶体110和第二双折射晶体120后得到的o光和e光投影成像。
本实用新型提供的投影设备1,通过像素偏移组件100的第一双折射晶体110和第二双折射晶体120相互补偿,使两块双折射晶体的总位移量能够具有很好的一致性,实现了不同角度入射的多束入射光的位移量的一致性,扩大了像素偏移组件100的适用范围。投影镜头20对经第一双折射晶体110和第二双折射晶体120后得到的o光和e光投影成像。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (15)
1.一种像素偏移组件,其特征在于,包括第一双折射晶体和第二双折射晶体,所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体依次设置于从不同角度入射的多束入射光的光路,其中:
所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体采用相同材料制成,所述第一双折射晶体的晶轴所在的平面与所述第二双折射晶体的晶轴所在的平面相互垂直;或者,
所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体采用不同材料制成,所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体的厚度不同,和/或,所述第一双折射晶体的晶轴所在的平面与所述第二双折射晶体的晶轴所在的平面相互垂直。
2.根据权利要求1所述的像素偏移组件,其特征在于,所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体采用相同材料制成,所述第一双折射晶体的晶轴所在的平面与所述第二双折射晶体的晶轴所在的平面相互垂直;所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体的厚度方向设置为z方向,所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体的高度方向设置为x方向,所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体的长度方向设置为y方向;所述第一双折射晶体的晶轴平行于xz平面,所述第二双折射晶体的晶轴平行于yz平面。
3.根据权利要求2所述的像素偏移组件,其特征在于,所述第一双折射晶体的晶轴与所述z方向之间的夹角等于所述第二双折射晶体的晶轴与所述z方向之间的夹角。
4.根据权利要求1所述的像素偏移组件,其特征在于,所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体采用不同材料制成,且ne1>no1,ne2<no2,其中,ne1和ne2分别表示所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体对非寻常光的折射率,no1和no2分别表示所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体对寻常光的折射率。
5.根据权利要求4所述的像素偏移组件,其特征在于,所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体的厚度不同;所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体的厚度方向设置为z方向,所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体的高度方向设置为x方向,所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体的长度方向设置为y方向;所述第一双折射晶体的晶轴平行于xz平面,所述第二双折射晶体的晶轴平行于yz平面。
6.根据权利要求4所述的像素偏移组件,其特征在于,所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体的厚度不同;所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体的厚度方向设置为z方向,所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体的高度方向设置为x方向,所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体的长度方向设置为y方向;所述第一双折射晶体的晶轴和所述第二双折射晶体的晶轴平行于xz平面。
7.根据权利要求4所述的像素偏移组件,其特征在于,所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体的厚度不同;所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体的厚度方向设置为z方向,所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体的高度方向设置为x方向,所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体的长度方向设置为y方向;所述第一双折射晶体的晶轴和所述第二双折射晶体的晶轴平行于yz平面。
8.根据权利要求4所述的像素偏移组件,其特征在于,所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体的厚度相同;所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体的厚度方向设置为z方向,所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体的高度方向设置为x方向,所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体的长度方向设置为y方向;所述第一双折射晶体的晶轴平行于xz平面,所述第二双折射晶体的晶轴平行于yz平面。
9.根据权利要求8所述的像素偏移组件,其特征在于,所述第一双折射晶体的晶轴与所述z方向之间的夹角等于所述第二双折射晶体的晶轴与所述z方向之间的夹角。
10.根据权利要求1所述的像素偏移组件,其特征在于,所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体的材料选自方解石晶体、石英、红宝石、钒酸钇及偏硼酸钡中的一种。
11.根据权利要求1所述的像素偏移组件,其特征在于,每束所述入射光入射至所述第一双折射晶体后得到的寻常光和非寻常光之间存在一个第一位移量,再次入射至所述第二双折射晶体后得到的寻常光和非寻常光之间存在一个第二位移量,多个所述第二位移量中的最大值与最小值的差值小于多个所述第一位移量中的最大值与最小值的差值,以实现对所述从不同角度入射的多束入射光进行像素偏移一致性处理。
12.根据权利要求11所述的像素偏移组件,其特征在于,多个所述第一位移量的范围为17μm-32μm,多个所述第二位移量的范围为3μm-4.5μm。
13.根据权利要求12所述的像素偏移组件,其特征在于,多个所述第一位移量的范围为22μm-28μm,多个所述第二位移量的范围为3.5μm-4μm。
14.一种光源装置,其特征在于,包括光源以及如权利要求1-13任一项所述的像素偏移组件,所述光源用于发出入射光,所述入射光依次经所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体后得到寻常光和非寻常光。
15.一种投影设备,其特征在于,包括投影镜头以及如权利要求14所述的光源装置,所述投影镜头对经所述第一双折射晶体和所述第二双折射晶体后得到的所述寻常光和所述非寻常光投影成像。
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CN202121717923.0U CN215679024U (zh) | 2021-07-27 | 2021-07-27 | 像素偏移组件、光源装置和投影设备 |
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CN202121717923.0U CN215679024U (zh) | 2021-07-27 | 2021-07-27 | 像素偏移组件、光源装置和投影设备 |
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CN115174772A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-10-11 | 台州鲲璇智能科技有限公司 | 一种可控液晶双折射提升图像分辨率的装置及方法 |
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CN115174772B (zh) * | 2022-06-27 | 2024-03-01 | 台州鲲璇智能科技有限公司 | 一种可控液晶双折射提升图像分辨率的装置及方法 |
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