投影裝置及投影系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種投影裝置及投影系統(tǒng)，該投影裝置包括：一光源模塊；偏光元件，用于根據(jù)光源模塊發(fā)出的光輸出一預定偏振方向的線偏振光；調(diào)制模塊，其用于將所述線偏振光調(diào)制成目標圖像，該偏光元件設(shè)置于所述調(diào)制模塊與所述光源模塊之間；投影鏡頭，其用于將所述目標圖像投射到屏幕上。本發(fā)明具有提高投影圖像的對比度的有益效果。
【專利說明】
投影裝置及投影系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及顯示領(lǐng)域，特別是涉及一種投影裝置及投影系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學技術(shù)與經(jīng)濟水平的發(fā)展，在各種教學或講座中，投影儀的應用已經(jīng)十分普及。
[0003]投影儀是目前常用的辦公用具，其顯示的原理是通過光機把圖像投射到一個屏幕上。但是由于外界環(huán)境光的干擾，當要屏幕上顯示黑色像素時，外界的光線會照射到這些像素上而不能完全顯示黑色，因此，現(xiàn)有投影顯示的一大缺陷就是投影圖像的對比度低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種投影裝置及投影系統(tǒng)；以解決現(xiàn)有的投影裝置及投影系統(tǒng)的圖像對比度不夠高的技術(shù)問題。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下:
[0006]提供一種投影裝置，包括:
[0007]—光源模塊；
[0008]偏光元件，用于根據(jù)光源模塊發(fā)出的光輸出一預定偏振方向的線偏振光；
[0009]調(diào)制模塊，其用于將所述線偏振光調(diào)制成目標圖像，該偏光元件設(shè)置于所述調(diào)制模塊與所述光源模塊之間；
[0010]投影鏡頭，其用于將所述目標圖像投射到屏幕上。
[0011]在本發(fā)明所述的投影裝置中，所述光源模塊包括至少三個單色光源模塊；
[ο。12]所述調(diào)制1?塊包括:
[0013]至少三個液晶面板，每一液晶面板分別與一個單色光源模塊對應，該液晶面板用于將與其對應單色光源模塊發(fā)出的光調(diào)制形成單色圖像；
[0014]合束鏡，其用于將該至少三個液晶面板調(diào)制形成的單色圖像合為所述目標圖像。
[0015]在本發(fā)明所述的投影裝置中，所述單色光源模塊以及所述液晶面板的數(shù)量均分別為三個，所述至少三個單色光源模塊包括紅色光源模塊、藍色光源模塊以及綠色光源模塊。
[0016]在本發(fā)明所述的投影裝置中，所述偏光元件包括至少三個偏光片，每一偏光片分別設(shè)置于所述液晶面板的朝向所述單色光源模塊的一面。
[0017]在本發(fā)明所述的投影裝置中，所述調(diào)制模塊為DMD芯片，所述光源模塊包括光源以及光束整形器，所述偏光元件包括偏振轉(zhuǎn)換器，所述光束整形器設(shè)置于所述光源與所述偏振轉(zhuǎn)換器之間，所述光束整形器將所述光源發(fā)出的光線整形后射入所述偏振轉(zhuǎn)換器中，所述偏振轉(zhuǎn)換器將該光線轉(zhuǎn)換為沿一預定方向振動的線偏振光，所述偏振轉(zhuǎn)換器將所述線偏振光射入所述DMD芯片，該線偏振光經(jīng)所述DMD芯片調(diào)制為目標圖像后反射至所述投影鏡頭并出射形成投影。
[0018]本發(fā)明還提供一種投影系統(tǒng)，包括投影裝置以及屏幕，所述屏幕包括:
[0019]一菲涅耳屏；
[0020]一偏光屏，所述菲涅爾屏貼設(shè)于所述偏光屏上；
[0021]所述投影裝置包括:
[0022]—光源模塊；
[0023]偏光元件，用于根據(jù)光源模塊發(fā)出的光輸出一預定偏振方向的線偏振光；
[0024]調(diào)制模塊，其用于將所述線偏振光調(diào)制成目標圖像，該偏光元件設(shè)置于所述調(diào)制模塊與所述光源模塊之間；
[0025]投影鏡頭，其用于將所述目標圖像投射到所述屏幕上。
[0026]在本發(fā)明所述的投影系統(tǒng)中，所述光源模塊包括至少三個單色光源模塊；
[0027]所述調(diào)制模塊包括:
[0028]至少三個液晶面板，每一液晶面板分別與一個單色光源模塊對應，該液晶面板用于將與其對應單色光源模塊發(fā)出的光調(diào)制形成圖像；
[0029]合束鏡，其用于將該至少三個液晶面板調(diào)制形成的圖像合為所述目標圖像。
[0030]在本發(fā)明所述的投影系統(tǒng)中，所述單色光源模塊以及所述液晶面板的數(shù)量均分別為三個，所述至少三個單色光源模塊包括紅色光源模塊、藍色光源模塊以及綠色光源模塊。
[0031]在本發(fā)明所述的投影系統(tǒng)中，所述偏光元件包括至少三個偏光片，每一偏光片分別設(shè)置于所述液晶面板的朝向所述單色光源模塊的一面。
[0032]在本發(fā)明所述的投影系統(tǒng)中，所述調(diào)制模塊為DMD芯片，所述光源模塊包括光源以及光束整形器，所述偏光元件包括偏振轉(zhuǎn)換器，所述光束整形器設(shè)置于所述光源與所述偏振轉(zhuǎn)換器之間，所述所述光束整形器將所述光源發(fā)出的光線整形后射入所述偏振轉(zhuǎn)換器中，經(jīng)過所述偏振轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為沿一預定方向振動的線偏振光，所述偏振轉(zhuǎn)換器將所述線偏振光射入所述DMD芯片，該線偏振光經(jīng)所述DMD芯片調(diào)制為目標圖像后反射至所述投影鏡頭出射形成投影。
[0033]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的投影裝置通過偏光元件來幫助濾除環(huán)境自然光，從而可以提高投射出的圖像的對比度。
【附圖說明】
[0034]圖1為本發(fā)明的投影裝置的第一優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖2為本發(fā)明的投影裝置的第二優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖3為本發(fā)明的投影系統(tǒng)的第一優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖4為本發(fā)明的投影系統(tǒng)的第二優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0038]以下各實施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本發(fā)明可用以實施的特定實施例。本發(fā)明所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「內(nèi)」、「外」、「側(cè)面」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發(fā)明，而非用以限制本發(fā)明。
[0039]在圖中，結(jié)構(gòu)相似的單元是以相同標號表示。
[0040]本發(fā)明提供了一種投影裝置，包括:[0041 ] 一光源模塊；
[0042]偏光元件，用于根據(jù)光源模塊發(fā)出的光輸出一預定偏振方向的線偏振光；
[0043]調(diào)制模塊，其用于將所述線偏振光調(diào)制成目標圖像，該偏光元件設(shè)置于所述調(diào)制模塊與所述光源模塊之間；
[0044]投影鏡頭，其用于將所述目標圖像投射到屏幕上。
[0045]請參照圖1，圖1為本發(fā)明的投影裝置的第一優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該投影裝置包括:光源模塊(未標號)、調(diào)制模塊12、偏光元件(未標號)以及投影鏡頭14。偏光元件其設(shè)置于所述光源模塊與所述調(diào)制模塊12之間，用于根據(jù)光源模塊輸出的光線濾除環(huán)境光后輸出單一偏振方向的線偏振光。調(diào)制模塊12用于將該線偏振光調(diào)制成目標圖像。投影鏡頭14用于將所述目標圖像投射到屏幕上。
[0046]具體地，該光源模塊包括至少三個單色光源模塊111，在本實施例中該光源模塊包括三個單色光源模塊111，分別為綠色光源模塊、紅色光源模塊以及藍色光源模塊。每一單色光源模塊111均為激光光源?？梢岳斫獾?，該單色光源模塊111的數(shù)量還可以為四個，分別為兩個藍色光源模塊、一個紅色光源模塊以及一個綠色光源模塊。
[0047]該調(diào)制模塊12包括至少三個液晶面板121以及一合束鏡122，每一液晶面板121分別與一個單色光源模塊111對應，以將該單色光源模塊111發(fā)出的光經(jīng)過偏光元件處理后調(diào)制為單色圖像，該合束鏡122用于將該三個單色圖像合成目標圖像。其中，該液晶面板121可以為IXD芯片或Lcos芯片。
[0048]該偏光元件包括至少三個偏光片131，該至少三個偏光片131分別與該至少三個液晶面板121對應，每一偏光片131分別貼設(shè)于一液晶面板121的朝向該單色光源模塊111的一面上。
[0049]可以理解地，該投影裝置還包括一殼體(未示出)，該殼體設(shè)有一開口端，該光源模塊、調(diào)制模塊12、偏光元件均設(shè)置于該殼體內(nèi)，該投影鏡頭14設(shè)置于該殼體的開口端處。
[0050]由上可知，本實施例的投影裝置通過偏光元件來濾除環(huán)境自然光，從而提高投射出的圖像的對比度。并且，由于其采用分別將單色光源發(fā)出的光進行濾除環(huán)境光之后再調(diào)制成單色圖像，然后再采用合束鏡將該多個單色圖像合成為目標圖像，可以針對該單色光的偏振方向設(shè)置對應的偏振片，以更好地濾除環(huán)境光，具有進一步提高投影出的圖像對比度的效果。
[0051]請參照圖2，圖2為本發(fā)明的投影裝置的第二優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該投影裝置包括:光源模塊21、調(diào)制模塊22、偏光元件23以及投影鏡頭24。偏光元件23其設(shè)置于所述光源模塊21與所述調(diào)制模塊22之間，用于將光源模塊21發(fā)出的光轉(zhuǎn)換為一預定偏振方向的線偏振光。調(diào)制模塊22用于將該線偏振光調(diào)制成目標圖像。投影鏡頭24其用于將所述目標圖像投射到屏幕上。
[0052 ]具體地，該調(diào)制模塊2 2包括DMD芯片。DMD芯片是一種微鏡片開關(guān)，其出射的光線是非線偏振光。該光源模塊21包括光源211以及光束整形器212，該光源211發(fā)出的光射入該光束整形器212進行整形處理。
[0053]偏光元件23為偏振轉(zhuǎn)換器，光束整形器212設(shè)置于所述光源211與所述偏光元件23之間，該光束整形器212將所述光源發(fā)出的光線整形后射入所述偏振轉(zhuǎn)換器中，經(jīng)過所述偏振轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為沿一預定方向振動的線偏振光，所述偏振轉(zhuǎn)換器將所述線偏振光射入所述DMD芯片，經(jīng)所述DMD芯片調(diào)制為目標圖像后反射至所述投影鏡頭24出射形成投影。
[0054]該偏振轉(zhuǎn)換器的入射光入射到偏振轉(zhuǎn)換器上，入射光為自然偏振光、橢圓偏振光或者圓偏振光，入射光入射到該偏振轉(zhuǎn)換器的偏振分束器上，偏振分束器對S光反射，對P光投射，被反射的S光入射到鄰近的一個偏振分束器上再次被反射，而透過偏振分束器的P光通過一個1/2玻片轉(zhuǎn)換為S光，這樣自然偏振光、橢圓偏振光或者圓偏振光轉(zhuǎn)換為某一個預定偏振方向振動的線偏振光。
[0055]可以理解地，還可以在該偏振轉(zhuǎn)換器的出光面貼一偏光膜，該偏光膜的偏振方向與該偏振轉(zhuǎn)換器的出射光的偏振方向相同。
[0056]具體地，該光源的發(fā)光方式為周期性的，每一周期內(nèi)，該光源依次發(fā)出紅光、綠光以及藍光，每一種顏色的光的持續(xù)時間相同，且該周期的總持續(xù)時間低于100ms，人眼由于視覺暫留性，通過投影鏡頭投影后看到的是一幅圖像。
[0057]由上可知，本實施例的投影裝置通過偏光元件來將光源發(fā)出的光轉(zhuǎn)換成單一方向的線偏振光，從而便于后續(xù)吸收掉與該偏振方向不同的環(huán)境光，從而提高投射出的圖像的對比度。
[0058]請參照圖3，圖3為本發(fā)明的投影系統(tǒng)的第一優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該投影系統(tǒng)包括投影裝置100以及屏幕200。
[0059]該投影裝置包括:光源模塊(未標號)、調(diào)制模塊12、偏光元件(未標號)以及投影鏡頭14。偏光元件其設(shè)置于所述光源模塊與所述調(diào)制模塊12之間，用于根據(jù)光源模塊輸出的光線濾除環(huán)境光后輸出單一偏振方向的線偏振光。調(diào)制模塊12用于將該線偏振光調(diào)制成目標圖像。投影鏡頭14用于將所述目標圖像投射到屏幕上。
[0060]該屏幕200包括:一菲涅耳屏201; —偏光屏202，所述菲涅爾屏201貼設(shè)于所述偏光屏202上。該偏光屏202的偏振方向與該偏光兀件的偏振方向相同。
[0061 ]具體地，該光源模塊包括至少三個單色光源模塊111，在本實施例中該光源模塊包括三個單色光源模塊111，分別為綠色光源模塊、紅色光源模塊以及藍色光源模塊。每一單色光源模塊111均為激光光源。可以理解地，該單色光源模塊111的數(shù)量還可以為四個，分別為兩個藍色光源模塊、一個紅色光源模塊以及一個綠色光源模塊。
[0062 ]該調(diào)制模塊12包括至少三個液晶面板121以及一合束鏡122，每一液晶面板121分別與一個單色光源模塊111對應，以將該單色光源模塊111發(fā)出的光經(jīng)過偏光元件處理后調(diào)制為單色圖像，該合束鏡122用于將該三個單色圖像合成目標圖像。其中，該液晶面板121可以為IXD芯片或Lcos芯片。
[0063]該偏光元件包括至少三個偏光片131，該至少三個偏光片131分別與該至少三個液晶面板121對應，每一偏光片131分別貼設(shè)于一液晶面板121的朝向該單色光源模塊111的一面上。
[0064]可以理解地，該投影裝置還包括一殼體(未示出)，該殼體設(shè)有一開口端，該光源模塊、調(diào)制模塊12、偏光元件均設(shè)置于該殼體內(nèi)，該投影鏡頭14設(shè)置于該殼體的開口端處。
[0065]由上可知，本發(fā)明提供的投影系統(tǒng)通過該偏光片濾除與該對應的單色光不同偏振方向的環(huán)境光，該偏光屏可以進一步濾除與該單色光不同偏振然后由于該菲涅爾屏只對某一特定角度的光線反射(在本發(fā)明中為只對從投影鏡頭出射光反射)，由于外界環(huán)境光的入射角度是雜亂的，因此該菲涅爾屏可以屏蔽大部分環(huán)境光，然后通過該偏光屏可以進一步屏蔽掉一些環(huán)境光，從而提升圖像的對比度。
[0066]請參照圖4，圖4為本發(fā)明的投影系統(tǒng)的第二優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該投影系統(tǒng)包括投影裝置100以及屏幕200。
[0067]該投影裝置包括:光源模塊21、調(diào)制模塊22、偏光元件23以及投影鏡頭24。偏光元件23其設(shè)置于所述光源模塊21與所述調(diào)制模塊22之間，用于將光源模塊21發(fā)出的光轉(zhuǎn)換為一預定偏振方向的線偏振光。調(diào)制模塊22用于將該線偏振光調(diào)制成目標圖像。投影鏡頭24其用于將所述目標圖像投射到屏幕上。
[0068]該屏幕200包括:一菲涅耳屏201; —偏光屏202，所述菲涅爾屏201貼設(shè)于所述偏光屏202上。該偏光屏202的偏振方向與該偏光兀件的出射光的偏振方向相同。
[0069 ]具體地，該調(diào)制模塊2 2包括DMD芯片。DMD芯片是一種微鏡片開關(guān)，其出射的光線是非線偏振光。該光源模塊21包括光源211以及光束整形器212，該光源211發(fā)出的光射入該光束整形器212進行整形處理。
[0070]偏光元件23為偏振轉(zhuǎn)換器，光束整形器212設(shè)置于所述光源211與所述偏光元件23之間，該光束整形器212將所述光源發(fā)出的光線整形后射入所述偏振轉(zhuǎn)換器中，經(jīng)過所述偏振轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為沿一預定方向振動的線偏振光，所述偏振轉(zhuǎn)換器將所述線偏振光射入所述DMD芯片，經(jīng)所述DMD芯片調(diào)制為目標圖像后反射至所述投影鏡頭24出射形成投影。可以理解地，還可以在該偏振轉(zhuǎn)換器的出光面貼一偏光膜，該偏光膜的偏振方向與該偏振轉(zhuǎn)換器的出射光的偏振方向相同。
[0071]具體地，該光源的發(fā)光方式為周期性的，每一周期內(nèi)，該光源依次發(fā)出紅光、綠光以及藍光，每一種顏色的光的持續(xù)時間相同，且該周期的總持續(xù)時間低于100ms，人眼由于視覺暫留性，通過投影鏡頭投影后看到的是一幅圖像。
[0072]由上可知，本實施例的投影系統(tǒng)通過偏光元件來將光源發(fā)出的光轉(zhuǎn)換成單一方向的線偏振光，然后通過該偏光屏吸收掉環(huán)境光中與該偏振轉(zhuǎn)換器出射的線偏振光偏振方向不同的光線，從而提高投射出的圖像的對比度，并且，由于該由于外界環(huán)境光的入射角度是雜亂的，因此該菲涅爾屏可以屏蔽大部分環(huán)境光，可以進一步提高圖像的對比度。
[0073]綜上所述，雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實施例揭露如上，但上述優(yōu)選實施例并非用以限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍以權(quán)利要求界定的范圍為準。
【主權(quán)項】
1.一種投影裝置，其特征在于，包括: 一光源模塊； 偏光元件，用于根據(jù)光源模塊發(fā)出的光輸出一預定偏振方向的線偏振光； 調(diào)制模塊，其用于將所述線偏振光調(diào)制成目標圖像，該偏光元件設(shè)置于所述調(diào)制模塊與所述光源模塊之間； 投影鏡頭，其用于將所述目標圖像投射到屏幕上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置，其特征在于，所述光源模塊包括至少三個單色光源模塊； 所述調(diào)制t吳塊包括: 至少三個液晶面板，每一液晶面板分別與一個單色光源模塊對應，該液晶面板用于將與其對應單色光源模塊發(fā)出的光調(diào)制形成單色圖像； 合束鏡，其用于將該至少三個液晶面板調(diào)制形成的單色圖像合為所述目標圖像。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的投影裝置，其特征在于，所述單色光源模塊以及所述液晶面板的數(shù)量均分別為三個，所述至少三個單色光源模塊包括紅色光源模塊、藍色光源模塊以及綠色光源模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的投影裝置，其特征在于，所述偏光元件包括至少三個偏光片，每一偏光片分別設(shè)置于所述液晶面板的朝向所述單色光源模塊的一面。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置，其特征在于，所述調(diào)制模塊為DMD芯片，所述光源模塊包括光源以及光束整形器，所述偏光元件包括偏振轉(zhuǎn)換器，所述光束整形器設(shè)置于所述光源與所述偏振轉(zhuǎn)換器之間，所述光束整形器將所述光源發(fā)出的光線整形后射入所述偏振轉(zhuǎn)換器中，所述偏振轉(zhuǎn)換器將該光線轉(zhuǎn)換為沿一預定方向振動的線偏振光，所述偏振轉(zhuǎn)換器將所述線偏振光射入所述DMD芯片，該線偏振光經(jīng)所述DMD芯片調(diào)制為目標圖像后反射至所述投影鏡頭并出射形成投影。6.一種投影系統(tǒng)，其特征在于，包括投影裝置以及屏幕，所述屏幕包括: 一菲涅耳屏； 一偏光屏，所述菲涅爾屏貼設(shè)于所述偏光屏上； 所述投影裝置包括: 一光源模塊； 偏光元件，用于根據(jù)光源模塊發(fā)出的光輸出一預定偏振方向的線偏振光； 調(diào)制模塊，其用于將所述線偏振光調(diào)制成目標圖像，該偏光元件設(shè)置于所述調(diào)制模塊與所述光源模塊之間； 投影鏡頭，其用于將所述目標圖像投射到所述屏幕上。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的投影系統(tǒng)，其特征在于，所述光源模塊包括至少三個單色光源模塊； 所述調(diào)制t吳塊包括: 至少三個液晶面板，每一液晶面板分別與一個單色光源模塊對應，該液晶面板用于將與其對應單色光源模塊發(fā)出的光調(diào)制形成圖像； 合束鏡，其用于將該至少三個液晶面板調(diào)制形成的圖像合為所述目標圖像。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的投影系統(tǒng)，其特征在于，所述單色光源模塊以及所述液晶面板的數(shù)量均分別為三個，所述至少三個單色光源模塊包括紅色光源模塊、藍色光源模塊以及綠色光源模塊。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的投影系統(tǒng)，其特征在于，所述偏光元件包括至少三個偏光片，每一偏光片分別設(shè)置于所述液晶面板的朝向所述單色光源模塊的一面。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的投影系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)制模塊為DMD芯片，所述光源模塊包括光源以及光束整形器，所述偏光元件為偏振轉(zhuǎn)換器，所述光束整形器設(shè)置于所述光源與所述偏振轉(zhuǎn)換器之間，所述所述光束整形器將所述光源發(fā)出的光線整形后射入所述偏振轉(zhuǎn)換器中，經(jīng)過所述偏振轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為沿一預定方向振動的線偏振光，所述偏振轉(zhuǎn)換器將所述線偏振光射入所述DMD芯片，該線偏振光經(jīng)所述DMD芯片調(diào)制為目標圖像后反射至所述投影鏡頭出射形成投影。
【文檔編號】G03B21/20GK105867060SQ201610377500
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月31日
【發(fā)明人】徐向陽
【申請人】深圳市華星光電技術(shù)有限公司