[发明专利]立体投影系统

说明书

技术领域

本发明涉及光学仪器技术领域，尤其涉及一种立体投影系统。

背景技术

投影系统用于对影像进行放大以及投影显示，其广泛应用于人们的日常生活中，例如：内置于数码相机的投影系统、掌上投影机等。而随着其应用的日趋广泛，投影系统的相关技术也得到了长足发展。

随着投影技术的发展，立体投影系统也开始得到了应用。与常规的2D图像不同，立体图像并非由RGB三原色构成，例如3D偏振是一种常见的立体图像显示方式，其光源产生的自然光包括P偏振光以及S偏振光。

图1示出了现有技术的一种立体投影显示装置的结构示意图，主要包括：自然光源10、照明系统(illumination system)11、偏振分光镜((PBS，PolarizationBeam Splitter))12、显示基板13以及投影透镜14。其中，显示基板13通常采用硅基液晶(LCOS，Liquid Crystal on Silicon)，一般的液晶显示基板(LCD，LiquidCrystal Display)为透射式显示方式，而LCOS则为反射式显示方式，通过将入射光反射来显示图像。其工作原理如下：自然光源10发出的自然光经过照明系统11后，被转换为包括P偏振光和S偏振光的两种偏振矢量互相垂直的偏振光，所述偏振光沿第一方向x传播并入射至所述偏振分光镜12；其中，偏振分光镜12的设置方向与所述第一方向x成45°角，且使得P偏振光和S偏振光中的一种透射，另一种反射，以透射P偏振光，反射S偏振光为例，反射的S偏振光入射至所述显示基板13的表面，经过LCOS调制后转化为P偏振光反射回所述偏振分光镜12，由于偏振分光镜12对于P偏振光为透射，使得透射的P偏振光进入投影透镜14，经过放大后，将所述显示基板13产生的显示图像投影至接收屏幕上。

现有技术的投影显示装置仅利用了偏振分光镜12反射的偏振光来投影成像，而透射的偏振光则被浪费。如果要合成立体图像，则需要另一台投影显示装置，变更偏振分光镜12的透射以及反射偏振光的类型，投影不同种类的偏振光至同一接收屏幕，合成所需的立体图像。上述投影显示装置的光强利用率较低，一般不超过10％，在自然光源10功率固定的情况下，成像质量较差。

申请号为200910172326.1的中国专利申请中，采用非球面透镜和柱面透镜对光源的光束进行整形后再传输，使得整形后的光斑与LCOS的长宽相匹配，在一定程度上提高了光强利用率，但是其整体结构与图1中的结构类似，仍然是利用了偏振光中的一种来进行成像，并不能显著提高光强利用率。因此提供一种具有较高的光源利用率，并且结构简单容易加工的立体投影系统是投影显示技术发展的迫切需求。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种高光源利用率的立体投影系统。

本发明所述的立体投影系统，包括：

立体光源，偏振分光镜，投影透镜；所述偏振分光镜具有相对的第一表面以及第二表面；

其中，所述立体光源产生携带第一图像信息的第一偏振光和携带第二图像信息的第二偏振光，并照射于所述偏振分光镜的第一表面；所述偏振分光镜的第一表面反射第二偏振光，透射第一偏振光，且透射的第一偏振光从所述第二表面出射；所述偏振分光镜的第二表面反射第二偏振光，透射第一偏振光，且透射的第一偏振光从所述第一表面出射；

第一显示镜面组，用于将从偏振分光镜的第二表面出射的携带第一图像信息的第一偏振光转换为携带第一图像信息的第二偏振光，并反射回所述第二表面；

第二显示镜面组，用于将从偏振分光镜的第一表面出射的携带第二图像信息的第二偏振光转换为携带第二图像信息的第一偏振光，并反射回所述第一表面；

所述投影透镜用于接收从偏振分光镜的第二表面出射的所述携带第一图像信息的第二偏振光和所述携带第二图像信息的第一偏振光，并投影于外部接收屏幕上。

优选的，所述第一显示镜面组包括四分之一波片、双光路合成器件、DMD镜面以及遮光板；所述携带第一图像信息的第一偏振光首先通过四分之一波片后偏转45度，再经由双光路合成器件到达DMD镜面；所述DMD镜面将上述偏转了45度的携带第一图像信息的第一偏振光沿原路反射，再次经由双光路合成器件，并通过四分之一波片形成所述携带第一图像信息的第二偏振光，最后到达偏振分光镜的第二表面；或者，所述DMD镜面将上述偏转了45度的携带第一图像信息的第一偏振光直接或经由双光路合成器件间接反射至遮光板。