立體投影裝置及其偏振分光棱鏡的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種立體投影裝置的偏振分光棱鏡，具有光譜范圍寬、入射角度范圍大及消光比高的特點。通過偏振分光棱鏡將投影機(jī)投影出的光線分為P偏振光及S偏振光。其中，第一偏振分光面與第二偏振分光面相交于入射面的垂直平分面，且兩者的交線位于偏振分光棱鏡內(nèi)。當(dāng)光線斜射向偏振分光棱鏡時，經(jīng)第一偏振分光面或第二偏振分光面反射的S偏振光，不會在入射面發(fā)生折射或反射，而是由第一出射面或第二出射面射出。當(dāng)光線斜射向上述偏振分光棱鏡時，不會因得部分光線從入射面反射出去而使該部分光線無法投影到屏幕上。因此，上述立體投影裝置及其偏振分光棱鏡可有效防止在屏幕上出現(xiàn)中心暗線。此外，本實用新型還提供一種立體投影裝置。
【專利說明】 立體投影裝置及其偏振分光棱鏡

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及立體投影技術(shù)，特別是涉及一種立體投影裝置及其偏振分光棱鏡。

【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)的立體投影裝置中，由于光調(diào)制器的液晶裝置帶有線偏振起偏器，會將放映機(jī)射出光線中的S偏振光吸收或反射掉,從而使得光透過率低于40 %,投影機(jī)射出的光線得不到充分應(yīng)用。因此，需要通過提高放映機(jī)燈泡亮度來滿足觀影時銀幕圖像的亮度，從而降低了放映機(jī)燈泡壽命。而且，由于放映機(jī)射出的光線有60%被液晶裝置吸收，使得液晶裝置溫度較高，降低了液晶裝置的壽命。現(xiàn)有技術(shù)一般通過設(shè)置偏振分光棱鏡，將投影出的光線分為P偏振光及S偏振光,再通過轉(zhuǎn)化,將分離出的S偏振光轉(zhuǎn)化成P偏振光。
[0003]然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，偏振分光棱鏡的兩個偏振分光面相交，且交點位于入射面上。當(dāng)投影出的光線斜射至交點位置時，部分光線會經(jīng)過反射后又從入射面射出，從而導(dǎo)致屏幕上對應(yīng)區(qū)域沒有光線達(dá)到。因此，最終在屏幕上形成的投影會出現(xiàn)中心暗線。
實用新型內(nèi)容
[0004]基于此，有必要提供一種可防止在屏幕上出現(xiàn)中心暗線的立體投影裝置及其偏振分光棱鏡。
[0005]—種偏振分光棱鏡,包括入射面、第一出射面、第二出射面、第三出射面、第一偏振分光面及第二偏振分光面，所述第一偏振分光面及所述第二偏振分光面均位于所述偏振分光棱鏡內(nèi)部，且與所述入射面呈45度夾角，所述第一偏振分光面與所述第二偏振分光面相互垂直，所述第一偏振分光面與所述第二偏振分光面相交于所述入射面的垂直平分面，且兩者的交線位于所述偏振分光棱鏡內(nèi)；
[0006]其中，光線經(jīng)所述入射面入射后，P偏振光從所述第三出射面出射，S偏振光經(jīng)所述第一偏振分光面及所述第二偏振分光面反射后，分別從所述第一出射面及所述第二出射面出射。
[0007]在其中一個實施例中，所述偏振分光棱鏡包括一個45度棱鏡及兩個梯形棱鏡,兩個所述梯形棱鏡與所述45度棱鏡鍍膜貼合，以形成所述偏振分光棱鏡。
[0008]在其中一個實施例中，所述偏振分光棱鏡包括第一 45度棱鏡、第二 45度棱鏡及兩個四邊形棱鏡，兩個所述四邊形棱鏡與所述第一 45度棱鏡及所述第二 45度棱鏡鍍膜貼合，以形成所述偏振分光棱鏡。
[0009]一種立體投影裝置，包括:
[0010]投影機(jī)；
[0011]如上述優(yōu)選實施例中任一項所述的偏振分光棱鏡，所述入射面與所述投影機(jī)相對設(shè)置，所述投影機(jī)投射出的光線經(jīng)所述入射面入射；
[0012]光路調(diào)整組件，對從所述第一出射面及所述第二出射面出射的所述S偏振光的傳播方向進(jìn)行調(diào)整，以使所述S偏振光的傳播方向與所述P偏振光的傳播方向一致；
[0013]偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)換件，設(shè)置于所述S偏振光的傳播路線上，所述偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)換件用于將所述S偏振光的偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)變成P偏振狀態(tài) '及
[0014]光調(diào)制器，與所述偏振分光棱鏡背向所述入射面的一側(cè)相對設(shè)置，所述光調(diào)制器將從所述偏振分光棱鏡出射的光線轉(zhuǎn)變?yōu)樽笮龍A偏振光或右旋圓偏振光。
[0015]在其中一個實施例中，所述光路調(diào)整組件包括第一反射鏡及第二反射鏡，所述第一反射鏡與所述第一出射面相對設(shè)置且與所述第一出射面呈45度夾角，所述第二反射鏡與所述第二出射面相對設(shè)置且與所述第二出射面呈45度夾角。
[0016]在其中一個實施例中，偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)換件為兩個半波片，所述兩個半波片分別與所述第一出射面及所述第二出射面相對且平行設(shè)置。
[0017]在其中一個實施例中，還包括透鏡，所述透鏡與所述第三出射面相對設(shè)置，且位于所述偏振分光棱鏡與所述光調(diào)制器之間。
[0018]在其中一個實施例中，還包括線偏振器，所述線偏振器與所述光調(diào)制器相對設(shè)置，且位于所述偏振分光棱鏡與所述光調(diào)制器之間。
[0019]上述立體投影裝置及其偏振分光棱鏡，通過偏振分光棱鏡將投影機(jī)投影出的光線分為P偏振光及S偏振光。其中,第一偏振分光面與第二偏振分光面相交于入射面的垂直平分面，且兩者的交線位于偏振分光棱鏡內(nèi)。當(dāng)光線斜射向偏振分光棱鏡時，經(jīng)第一偏振分光面或第二偏振分光面反射的S偏振光，不會在入射面發(fā)生折射或反射，而是由第一出射面或第二出射面射出。當(dāng)光線斜射向上述偏振分光棱鏡時，不會因得部分光線從入射面反射出去而使該部分光線無法投影到屏幕上。因此，上述立體投影裝置及其偏振分光棱鏡可有效防止在屏幕上出現(xiàn)中心暗線。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型較佳實施例中立體投影裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為圖1所示立體投影裝置中偏振分光棱鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為另一實施例中偏振分光棱鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4為入射角為45度時S偏振光透過率；
[0024]圖5為入射角為45度時P偏振光透過率；
[0025]圖6為不同入射角時，P偏振光透過率與波長的關(guān)系；
[0026]圖7為不同入射角時，S偏振光透過率與波長的關(guān)系。

【具體實施方式】
[0027]為了便于理解本實用新型，下面將參照相關(guān)附圖對本實用新型進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本實用新型的較佳實施例。但是，本實用新型可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本實用新型的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0028]需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個元件被認(rèn)為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。
[0029]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實用新型的【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本實用新型。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
[0030]請參閱圖1及圖2，本實用新型較佳實施例中的立體投影裝置10包括投影機(jī)101、偏振分光棱鏡100、光路調(diào)整組件102、偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)換件103及光調(diào)制器104。
[0031]投影機(jī)101可根據(jù)幀的順序播放左眼圖像或右眼圖像，同時將相應(yīng)的光線透射出去。投影機(jī)101投射出的光線，最終在屏幕上成像。
[0032]偏振分光棱鏡100包括入射面110、第一出射面120、第二出射面130、第三出射面140、第一偏振分光面150及第二偏振分光面160。第一偏振分光面150及第二偏振分光面160均位于偏振分光棱鏡100內(nèi)部,且與入射面110呈45度夾角。第一偏振分光面150與第二偏振分光面160相互垂直。第一偏振分光面150與第二偏振分光面160相交于入射面110的垂直平分面，且兩者的交線位于偏振分光棱鏡100內(nèi)。
[0033]入射面110與投影機(jī)101相對設(shè)置。投影機(jī)101投射出的光線經(jīng)入射面110入射。其中，光線經(jīng)入射面I1入射后,P偏振光從第三出射面140出射,S偏振光經(jīng)第一偏振分光面150及第二偏振分光面160反射后,分別從第一出射面120及第二出射面130出射。
[0034]因此，通過偏振分光棱鏡100，將投影機(jī)101投射出的光線分成P偏振態(tài)的光線以及S偏振態(tài)的光線。
[0035]圖4、圖5所示，分別為入射角為45度時，S偏振態(tài)的光線及P態(tài)偏振光線的透過率光譜，平均透過率分別為0.07%和94.93%，即消光比大于1000。圖6、圖7分別為不同入射角時，P態(tài)偏振光線及S偏振態(tài)的光線的透過率光譜,在一定入射角范圍內(nèi)，P偏振光的平均透過率大于85%。由此可以得出:偏振分光棱鏡100具有光譜范圍寬、入射角范圍大，以及消光比高等特點。其中，消光比=P光透過率/S光透過率。
[0036]在本實施例中,偏振分光棱鏡100包括一個45度棱鏡11及兩個梯形棱鏡12,兩個梯形棱鏡12與45度棱鏡11鍍膜貼合，以形成偏振分光棱鏡100。
[0037]具體的，45度棱鏡11夾持于兩個梯形棱鏡12之間，以形成矩形的偏振分光棱鏡100。
[0038]請參閱圖3，在另一個實施例中，偏振分光棱鏡100包括第一 45度棱鏡41、第二 45度棱鏡42及兩個四邊形棱鏡43，兩個四邊形棱鏡43與第一 45度棱鏡41及第二 45度棱鏡42鍍膜貼合，以形成偏振分光棱鏡100。
[0039]具體的，第一 45度棱鏡41的體積大于第二 45度棱鏡42的體積，且第一 45度棱鏡41與第二 45度棱鏡42的頂角相接。而且，兩個四邊形棱鏡43夾持于第一 45度棱鏡41與第二 45度棱鏡42的兩側(cè)，以形成呈矩形的偏振分光棱鏡100。
[0040]需要指出的是，偏振分光棱鏡100不限于為上述幾種結(jié)構(gòu)，偏振分光棱鏡100能使第一偏振分光面150與第二偏振分光面160相交的交線位于偏振分光棱鏡100內(nèi)即可。
[0041]光路調(diào)整組件102對從第一出射面120及第二出射面130出射的S偏振光的傳播方向進(jìn)行調(diào)整，以使S偏振光的傳播方向與P偏振光的傳播方向一致。具體在本實施例中，光路調(diào)整組件102包括第一反射鏡1021及第二反射鏡1023。第一反射鏡1021與第一出射面120相對設(shè)置且與第一出射面120呈45度夾角，第二反射鏡1023與第二出射面130相對設(shè)置且與第二出射面130呈45度夾角。
[0042]偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)換件103設(shè)置于S偏振光的傳播路線上，偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)換件103用于將S偏振光的偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)變成P偏振狀態(tài)。具體在本實施例中，偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)換件103為兩個半波片，兩個半波片分別與第一出射面120及第二出射面130相對且平行設(shè)置。
[0043]光調(diào)制器104與偏振分光棱鏡100背向入射面110的一側(cè)相對設(shè)置。光調(diào)制器104將從偏振分光棱鏡100出射的光線轉(zhuǎn)變?yōu)樽笮龍A偏振光或右旋圓偏振光。具體的，光調(diào)制器104將左眼圖像轉(zhuǎn)變?yōu)樽笮龍A偏振光，則就需將右眼圖像轉(zhuǎn)化成右旋偏振光。相應(yīng)的，光調(diào)制器104將左眼圖像轉(zhuǎn)變?yōu)橛倚龍A偏振光，則就需將右眼圖像轉(zhuǎn)化成左旋偏振光。
[0044]本實用新型較佳實施例中的立體投影裝置10還包括透鏡(圖未示)及線偏振器(圖未示)。
[0045]透鏡與第三出射面140相對設(shè)置,且位于偏振分光棱鏡100與光調(diào)制器104之間。透鏡可對光線進(jìn)行匯聚或發(fā)散，從而調(diào)節(jié)屏幕上圖像的大小。
[0046]線偏振器與光調(diào)制器104相對設(shè)置，且位于偏振分光棱鏡100與光調(diào)制器104之間。線偏振器可對射向光調(diào)制器104的光線進(jìn)行過濾，從而使得從不同出射面中出射的光線的偏振狀態(tài)更加一致。
[0047]立體投影裝置10及其偏振分光棱鏡100，通過偏振分光棱鏡100將投影機(jī)101投影出的光線分為P偏振光及S偏振光。其中，第一偏振分光面150與第二偏振分光面160相交于入射面110的垂直平分面，且兩者的交線位于偏振分光棱鏡100內(nèi)。當(dāng)光線斜射向偏振分光棱鏡100時,經(jīng)第一偏振分光面150或第二偏振分光面160反射的S偏振光,不會在入射面110發(fā)生折射或反射，而是由第一出射面120或第二出射面130射出。當(dāng)光線斜射向上述偏振分光棱鏡100時，不會因得部分光線從入射面110反射出去而使該部分光線無法投影到屏幕上。因此，上述立體投影裝置及其偏振分光棱鏡100可有效防止在屏幕上出現(xiàn)中心暗線。
[0048]以上所述實施例僅表達(dá)了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實用新型的保護(hù)范圍。因此，本實用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種偏振分光棱鏡,包括入射面、第一出射面、第二出射面、第三出射面、第一偏振分光面及第二偏振分光面，所述第一偏振分光面及所述第二偏振分光面均位于所述偏振分光棱鏡內(nèi)部，且與所述入射面呈45度夾角，所述第一偏振分光面與所述第二偏振分光面相互垂直，其特征在于，所述第一偏振分光面與所述第二偏振分光面相交于所述入射面的垂直平分面，且兩者的交線位于所述偏振分光棱鏡內(nèi)； 其中，光線經(jīng)所述入射面入射后，P偏振光從所述第三出射面出射，S偏振光經(jīng)所述第一偏振分光面及所述第二偏振分光面反射后，分別從所述第一出射面及所述第二出射面出射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振分光棱鏡，其特征在于，所述偏振分光棱鏡包括一個45度棱鏡及兩個梯形棱鏡，兩個所述梯形棱鏡與所述45度棱鏡鍍膜貼合，以形成所述偏振分光棱鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振分光棱鏡，其特征在于，所述偏振分光棱鏡包括第一45度棱鏡、第二 45度棱鏡及兩個四邊形棱鏡，兩個所述四邊形棱鏡與所述第一 45度棱鏡及所述第二 45度棱鏡鍍膜貼合，以形成所述偏振分光棱鏡。
4.一種立體投影裝置，其特征在于，包括: 投影機(jī)； 如上述權(quán)利要求1?3任一項所述的偏振分光棱鏡，所述入射面與所述投影機(jī)相對設(shè)置，所述投影機(jī)投射出的光線經(jīng)所述入射面入射； 光路調(diào)整組件，對從所述第一出射面及所述第二出射面出射的所述S偏振光的傳播方向進(jìn)行調(diào)整，以使所述S偏振光的傳播方向與所述P偏振光的傳播方向一致； 偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)換件，設(shè)置于所述S偏振光的傳播路線上，所述偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)換件用于將所述S偏振光的偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)變成P偏振狀態(tài) '及 光調(diào)制器，與所述偏振分光棱鏡背向所述入射面的一側(cè)相對設(shè)置，所述光調(diào)制器將從所述偏振分光棱鏡出射的光線轉(zhuǎn)變?yōu)樽笮龍A偏振光或右旋圓偏振光。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的立體投影裝置，其特征在于，所述光路調(diào)整組件包括第一反射鏡及第二反射鏡，所述第一反射鏡與所述第一出射面相對設(shè)置且與所述第一出射面呈45度夾角，所述第二反射鏡與所述第二出射面相對設(shè)置且與所述第二出射面呈45度夾角。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的立體投影裝置，其特征在于，偏振狀態(tài)轉(zhuǎn)換件為兩個半波片，所述兩個半波片分別與所述第一出射面及所述第二出射面相對且平行設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的立體投影裝置，其特征在于，還包括透鏡，所述透鏡與所述第三出射面相對設(shè)置，且位于所述偏振分光棱鏡與所述光調(diào)制器之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的立體投影裝置，其特征在于，還包括線偏振器，所述線偏振器與所述光調(diào)制器相對設(shè)置，且位于所述偏振分光棱鏡與所述光調(diào)制器之間。
【文檔編號】G03B35/26GK204009348SQ201420416049
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】周煥敏 申請人:深圳市麥斯萊特科技有限公司