一种彩色投影显示光学引擎.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107092157A(43)申请公布日2017.08.25(21)申请号201710315030.5(22)申请日2017.05.07(71)申请人上海誉沛光电科技有限公司地址201516上海市金山区廊下镇景乐路228号(72)发明人隆弢(51)Int.Cl.G03B21/20(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图5页(54)发明名称一种彩色投影显示光学引擎(57)摘要本发明公开了一种光学引擎，采用单片式显示芯片，包括照明单元，显示芯片，合色单元。所述显示芯片为平板显示器，包含三个独立的显示区域,分别显示红绿蓝三个颜色分量的图像；所述照明单元包含红绿蓝三种颜色光源，分别用来为显示芯片的三个显示区域提供照明；所述合色单元包括至少两个光程补偿单元和一个偏振干涉滤光片，用以使每个显示区域发出的光线到达合色单元出射端具有相同的光程。所述光学引擎综合了单片式和三片式光学引擎的优点，将三片式系统变成了单片式，简化了系统结构，同时又保留了三片式光学引擎具有的色彩还原性好，较高的光学效率和较高的分辨率的优点。CN107092157ACN107092157A权利要求书1/2页1.一种彩色投影显示光学引擎，其特征在于：包括照明单元，显示芯片，合色单元；所述显示芯片为平板显示器，包含三个独立的显示区域，每一个显示区域由若干像素阵列构成,三个显示区域分别显示红绿蓝三个颜色分量的图像；所述照明单元包含红绿蓝三种颜色光源，分别用来为显示芯片的三个显示区域提供照明；所述合色单元包括至少两个光程补偿单元，一个光程补偿单元对应一个显示区域；光程补偿单元包括反射片，偏振分束器，1/4波片；反射片置于显示芯片光线出射侧，偏振分束器设置在显示芯片和反射片之间，1/4波片设置在反射片与偏振分束器之间；所述合色单元还包括至少一偏振干涉滤光片，偏振干涉滤光片设置在两个光程补偿单元之间，用以改变一个颜色光波的偏振态，其他颜色光波的偏振态不发生改变；照明光源出射的红绿蓝光线经过显示芯片三个显示区域分别调制后通过合色单元在空间中形成彩色图像。2.根据权利要求1所述彩色投影显示光学引擎，其特征在于：所述光程补偿单元的反射片与显示芯片水平设置，1/4波片与显示芯片为水平设置，偏振分束器的功能膜与显示芯片之间的夹角为45度。3.根据权利要求1所述彩色投影显示光学引擎，其特征在于：所述光程补偿单元中的偏振分束器可以是偏振分光棱镜，偏振分光板，金属栅偏振器，双折射晶体型偏振器等各种偏振分光器件。4.根据权利要求1所述彩色投影显示光学引擎，其特征在于：所述合色单元中不同的光程补偿单元中的偏振分束器到显示面板之间的距离设置为相同；所述合色单元中任意两个光程补偿单元中反射片与显示芯片的距离设置为不相同，距离合色单元光线出射端近的光程补偿单元中反射片与显示芯片的距离为d1,距离合色单元光线出射端远的光程补偿单元中反射片与显示芯片的距离为d2，满足d1>d2；光程补偿单元用以使每个显示区域发出的光线到达合色单元的光线出射端具有相同的光程。5.根据权利要求1所述彩色投影显示光学引擎，其特征在于：所述彩色投影显示光学引擎还包括至少一个透镜或面镜，用于将合色单元叠加形成的彩色图像放大。6.根据权利要求1所述彩色投影显示光学引擎，其特征在于：所述彩色投影显示光学引擎还包括至少一个偏振转换器或起偏器，设置于照明单元与显示芯片之间，用于将非偏振光源转换为线偏振光源。7.根据权利要求1所述彩色投影显示光学引擎，其特征在于：所述彩色投影显示光学引擎还包括至少一个检偏器，设置于显示芯片光线出射侧或者合色单元出射端，用于提高彩色投影显示光学引擎的显示对比度。8.根据权利要求1所述彩色投影显示光学引擎，其特征在于：所述照明单元中的光源可以是LED，氙灯，高压汞灯，激光光源和混合激光等各类光源；所述照明单元中红绿蓝三种颜色光源可以由一组白色光源经过分色器件产生；所述照明单元还包含准直光学元件，用于将光源发出的光准直到特定的传播方向，准直光的发散角度在±15°内。2CN107092157A权利要求书2/2页9.根据权利要求1所述彩色投影显示光学引擎，其特征在于：所述显示芯片为单片式结构，可以是单独的1片平板显示器，也可以是多片平板显示器组装为单片平板结构；所述显示芯片可以是LCD等透射式平板显示器，也可以是LCOS,DMD等反射式平板显示器。10.一种彩色投影显示光学引擎，其特征在于：包括显示芯片，偏振器，合色单元；所述显示芯片为主动发光平板显示器，包含三个独立的显示区域，每一个显示区域由若干像素阵列构成,三个显示区域分别显示红绿蓝三个颜色分量的图像；所述偏振器用于将显示芯片发出的光转换为线偏振光；所述合色单元包括至少两个光程补偿单元，一