一种3D投影光学系统及其双芯片分光合光模块技术方案

本发明专利技术提供了一种双芯片分光合光模块，双芯片分光合光模块包括分光棱镜、第一反射镜、第一偏振内部全反射棱镜、第一显示芯片、第二反射镜、第二偏振内部全反射棱镜、第二显示芯片以及合光棱镜，双芯片分光合光模块将入射的非偏振光分成第一偏振光与第二偏振光，并将第一偏振光与第二偏振光合光。本发明专利技术还提供了一种包括该双芯片分光合光模块的3D投影光学系统。本发明专利技术的3D投影光学系统采用了双芯片结构，当采用微机电镜片系统的双芯片结构时，其刷新频率为60Hz以上即可实现3D功能，大大降低了3D功能对显示芯片刷新频率性能的要求，同时提高了光的利用效率，且由于采用同一投影光学镜头和光源镜头，校调方便，结构简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及投影仪器，特别是涉及一种3D投影光学系统及其双芯片分光合光模块。
技术介绍
目前，投入商用运行的主流3D投影光学系统为主动立体显示系统，主体立体显示系统用一台刷新率为120Hz左右的投影机交替输出左右眼画面，配合可以左右交替开关的 IXD立体眼镜同步切换实现左、右眼图像的分离，立体效果较好。主动立体眼镜成本较高， 而且立体眼镜的频繁开关闪烁会给眼睛带来不适，光线通过液晶立体眼镜片后亮度损失较大。此外，该方式实现3D功能的微机电镜片系统芯片的刷新频率至少要达到120Hz，对芯片刷新频率性能的要求较高。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种3D投影光学系统及其双芯片分光合光模块。本专利技术提供了一种双芯片分光合光模块，双芯片分光合光模块包括分光棱镜、第一反射镜、第一偏振内部全反射棱镜、第一显示芯片、第二反射镜、第二偏振内部全反射棱镜、第二显示芯片以及合光棱镜，分光棱镜将入射的非偏振光分成第一偏振光与第二偏振光，第一偏振光经过第一反射镜反射至第一偏振内部全反射棱镜，经第一偏振内部全反射棱镜全反射至第一显示芯片，再经第一显示芯片转角后射入第一偏振内部全反射棱镜，然后经第一偏振内部全反射棱镜全透射至合光棱镜；第二偏振光经过第二反射镜反射至第二偏振内部全反射棱镜，经第二偏振内部全反射棱镜全反射至第二显示芯片，再经第二显示芯片转角后射入第二偏振内部全反射棱镜，然后经第二偏振内部全反射棱镜全透射至合光棱镜；合光棱镜将入射的第一偏振光与第二偏振光合光。根据本专利技术的一优选实施例，分光棱镜为偏振分光棱镜。根据本专利技术的一优选实施例，分光棱镜将入射的非偏振光分成相互垂直的第一偏振光与第二偏振光。根据本专利技术的一优选实施例，第一显示芯片为微机电镜片系统或数字微镜器件两者之一；第二显示芯片为微机电镜片系统或数字微镜器件两者之一。根据本专利技术的一优选实施例，第一显示芯片和第二显示芯片的刷新频率为60Hz。本专利技术还提供了一种3D投影光学系统，包括光源成型镜头、双芯片分光合光模块以及成像镜头，双芯片分光合光模块包括分光棱镜、第一反射镜、第一偏振内部全反射棱镜、第一显示芯片、第二反射镜、第二偏振内部全反射棱镜、第二显示芯片以及合光棱镜，分光棱镜将由光源成型镜头入射的非偏振光分成第一偏振光与第二偏振光，第一偏振光经过第一反射镜反射至第一偏振内部全反射棱镜，经第一偏振内部全反射棱镜全反射至第一显示芯片，再经第一显示芯片转角后射入第一偏振内部全反射棱镜，然后经第一偏振内部全反射棱镜全透射至合光棱镜；第二偏振光经过第二反射镜反射至第二偏振内部全反射棱镜，经第二偏振内部全反射棱镜全反射至第二显示芯片，再经第二显示芯片转角后射入第二偏振内部全反射棱镜，然后经第二偏振内部全反射棱镜全透射至合光棱镜；合光棱镜将入射的第一偏振光与第二偏振光合光射至成像镜头，成像镜头将双芯片分光合光模块射出的光经校正和放大后射出。根据本专利技术的一优选实施例，分光棱镜为偏振分光棱镜。根据本专利技术的一优选实施例，分光棱镜将入射的非偏振光分成相互垂直的第一偏振光与第二偏振光。根据本专利技术的一优选实施例，第一显示芯片为微机电镜片系统或数字微镜器件两者之一；第二显示芯片为微机电镜片系统或数字微镜器件两者之一。根据本专利技术的一优选实施例，第一显示芯片和第二显示芯片的刷新频率为60Hz。本专利技术的有益效果是区别于现有技术的情况，本专利技术的3D投影光学系统采用了双芯片结构，当采用微机电镜片系统的双芯片结构时，其刷新频率为60Hz以上即可实现3D 功能，大大降低了 3D功能对芯片刷新频率性能的要求，同时提高了光的利用效率，且由于采用同一投影光学镜头和光源镜头，校调方便，结构简单。附图说明图1是本专利技术实施例的双芯片分光合光模块的结构示意图；图2是图1中双芯片分光合光模块的另一视角的结构示意图；图3是本专利技术实施例的双芯片分光合光模块的光学原理图；图4是本专利技术实施例的3D投影光学系统的平面结构示意图；图5是本专利技术实施例的3D投影光学系统的立体结构分解示意图；以及图6是图5中3D投影光学系统的另一视角的立体结构分解示意图。 具体实施例方式图1是本专利技术实施例的双芯片分光合光模块的结构示意图。图2是图1中双芯片分光合光模块的另一视角的结构示意图。如图1、2所示，本专利技术实施例提供了一种双芯片分光合光模块100，该双芯片分光合光模块100包括分光棱镜10、第一反射镜21、第一偏振内部全反射棱镜22、第一显示芯片23、第二反射镜31、第二偏振内部全反射棱镜32、第二显示芯片33以及合光棱镜40。其中，分光棱镜10用于将入射的光分成第一偏振光与第二偏振光。在本实施例中，分光棱镜10为偏振分光棱镜。在本实施例中，经整形后的自然光进入分光棱镜10，分光棱镜10将入射的自然光分成两束相互垂直的第一偏振光P与第二偏振光s(图未示出)。图3是本专利技术实施例的双芯片分光合光模块100的光学原理图。如图3所示，第一偏振光P通过分光棱镜10进入第一反射镜21，并经过第一反射镜21反射后进入第一偏振内部全反射棱镜22，满足全反射条件的第一偏振光P经第一偏振内部全反射棱镜22全反射后射入第一显示芯片23，再经第一显示芯片23转角后射入第一偏振内部全反射棱镜22， 满足全透射条件的第一偏振光P经第一偏振内部全反射棱镜22全透射后射入合光棱镜40。经分光棱镜10分光后，第二偏振光S (图未示出)以45度反射角被反射，出射方向与第一偏振光P成90度角，第二偏振光S进入第二反射镜31，并经过第二反射镜31反射后进入第二偏振内部全反射棱镜32，满足全反射条件的第二偏振光S经第二偏振内部全反射棱镜32全反射后射入第二显示芯片33，再经第二显示芯片33转角后射入第二偏振内部全反射棱镜32，满足全透射条件的第二偏振光S经第二偏振内部全反射棱镜32全透射后射入合光棱镜40。合光棱镜40将入射的第一偏振光P与第二偏振光S合光。在本实施例中，第一显示芯片23可以是微机电镜片系统(MEMS Mirror)或数字微镜器件(DMD)两者之一。第二显示芯片33也可以是微机电镜片系统或数字微镜器件两者之一。当采用微机电镜片系统的双芯片结构时，第一显示芯片23及第二显示芯片33的刷新频率为60Hz以上即可实现3D功能，大大降低3D功能对显示芯片刷新频率性能的要求。本专利技术另一实施例还提供了一种包括上一实施例中双芯片分光合光模块100的 3D投影光学系统。图4是本专利技术实施例的3D投影光学系统的平面结构示意图。图5是本专利技术实施例的3D投影光学系统的立体结构示意图。图6是图5中3D投影光学系统的另一视角的立体结构示意图。如图4、5、6所示，该3D投影光学系统包括光源成型镜头200、双芯片分光合光模块100以及成像镜头300。其中，双芯片分光合光模块100的结构与原理如上一实施例中所述，此处不再赘述。在本实施例中，双芯片分光合光模块100将由光源成型镜头200入射的非偏振光分成第一偏振光P与第二偏振光S，并将第一偏振光P与第二偏振光S合光射至成像镜头 300，成像镜头300再将双芯片分光合光模块100射出的合光经校正和放大后射出至金属眷。由于，第一偏振光P与第二偏振光S可通过两个不同的第一显示芯片23与第二显示芯片33在金属幕上成像出两个不同画面，该两个不同画本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘美鸿，
申请(专利权)人：浙江亿思达显示科技有限公司，
类型：发明
国别省市：