大角度偏振分光棱镜及无偏色3D投影光调制系统技术方案

本实用新型专利技术适用于3D投影技术领域，提供了一种大角度偏振分光棱镜及无偏色3D投影光调制系统。该大角度偏振分光棱镜包括三个三角棱镜，该三个三角棱镜的横截面均呈全锐角的等腰三角形，且三个三角棱镜的顶角相等；形成第一三角棱镜的顶角的第一侧面与第二三角棱镜的顶角所对的底面大小一致并相贴合，且贴合之处设有第一偏振分光膜；形成第一三角棱镜的顶角的第二侧面与第三三角棱镜的顶角所对的底面大小一致并相贴合，且贴合之处设有第二偏振分光膜。本实用新型专利技术所提供的偏振分光棱镜采用三个三角棱镜贴合，且每个三角棱镜均设计为全锐角等腰三角棱镜，使得大角度入射时，透过光谱和反射光谱都不出现明显的变形，从而解决大角度入射时的光偏色问题。

Large Angle Polarization Splitting Prism and Unpolarized 3D Projection Modulation System

【技术实现步骤摘要】
大角度偏振分光棱镜及无偏色3D投影光调制系统
本技术属于3D投影
，尤其涉及一种大角度偏振分光棱镜及无偏色3D投影光调制系统。
技术介绍
偏振式3D影院设备目前在国内已经得到了广泛应用，可分为两类：光效在15％左右的单光路3D投影光调制系统、光效在28～30％的双光路投影光调制系统和三光路3D投影光调制系统。对于银幕在20米左右的巨幕影厅，因受建筑结构限制，影厅的银幕宽度基本与放映距离相等，其中，放映距离与银幕宽度的比值称之为投射比，投射比接近于1:1时影厅形状接近于正方形。当三光路3D投影光调制系统应用于1:1投射比的影厅时，从投影机镜头发出的光线会以±15度左右的角度进入3D投影光调制系统的入射面。常见的三光路3D投影光调制系统中的偏振分光棱镜具有相互垂直的两个偏振分光面，均与入射面呈45度角，偏振分光棱镜材质使用折射率为1.5163的K9光学玻璃，光线以约45～55度的角度入射至偏振分光面。由于与K9光学玻璃匹配的偏振分光膜允许的入射角度范围较小。当光线以稍大角度入射至偏振分光膜上时，不同波长的光线经过偏振分光膜时透射的P态偏振光和反射的S态偏振光偏振度出现较大差异，经过后续的线偏振器过滤后，各波长光线被滤掉的比例不同，导致出现白色光变为彩色，通常出现偏红问题。
技术实现思路
本技术的目的旨在解决应用于3D投影系统的偏振分光棱镜，在入射光线角度较大时会出现偏色的问题。为解决上述技术问题，第一方面，本技术提供了一种大角度偏振分光棱镜，包括：第一三角棱镜、第二三角棱镜、第三三角棱镜；所述第一三角棱镜的横截面、第二三角棱镜的横截面、第三三角棱镜的横截面均呈全锐角的等腰三角形，且第一三角棱镜的顶角、第二三角棱镜的顶角、第三三角棱镜的顶角相等；形成所述第一三角棱镜的顶角的第一侧面与所述第二三角棱镜的顶角所对的底面大小一致并相贴合，且贴合之处设有第一偏振分光膜；形成所述第一三角棱镜的顶角的第二侧面与所述第三三角棱镜的顶角所对的底面大小一致并相贴合，且贴合之处设有第二偏振分光膜。进一步地，贴合后所述偏振分光棱镜的横截面呈等腰梯形；所述第二三角棱镜的第一侧面与所述第三三角棱镜的第一侧面共同形成所述偏振分光棱镜的第一面，且所述第一三角棱镜的顶角的顶点和等腰梯形的第一底边均位于所述第一面上；所述第一面为所述偏振分光棱镜的光入射面；所述第一三角棱镜的顶角所对的底面作为所述偏振分光棱镜的第二面，且等腰梯形的第二底边位于所述第二面上；所述第二面为偏振分光得到的透射光束的出射面；所述第二三角棱镜的第二侧面作为所述偏振分光棱镜的第三面；所述第三面为偏振分光得到的第一反射光束的出射面；所述第三三角棱镜的第二侧面作为所述偏振分光棱镜的第四面；所述第四面为偏振分光得到的第二反射光束的出射面；且，所述第二面所出射的透射光具有第一偏振态，所述第三面所出射的第一反射光束和第四面所出射的第二反射光束具有第二偏振态，所述第一偏振态和所述第二偏振态相正交。进一步地，所述第一三角棱镜、第二三角棱镜、第三三角棱镜的折射率大于1.7。进一步地，所述第二面的外侧贴有一凸透镜，所述凸透镜的凸面向外，与所述凸面相对的平面与所述第二面相贴合。进一步地，所述第一面的外侧贴有保护层，用于保护所述第一三角棱镜、第二三角棱镜、第三三角棱镜贴合后的脊。更进一步地，所述保护层为玻璃层。进一步地，所述第一三角棱镜与所述第二三角棱镜之间、所述第二三角棱镜与所述第三三角棱镜之间均采用光学胶水贴合。第二方面，本技术还提供了一种无偏色3D投影光调制系统，包括：如上所述的大角度偏振分光棱镜；第一光路方向调整组件，用于将所述大角度偏振分光棱镜分束得到的第一反射光束的传播方向调整为向银幕所在的方向传播；第二光路方向调整组件，用于将所述大角度偏振分光棱镜分束得到的第二反射光束的传播方向调整为向银幕所在的方向传播；光束大小调整组件，用于调整所述大角度偏振分光棱镜分束得到的透射光束的大小范围，调整后所述透射光束在银幕上投影的图像大小，与第一反射光束、第二反射光束在银幕上各自投影图像拼接后的图像大小一致；至少一个偏振面旋转组件，用于调整所述透射光束的偏振面，或者调整所述第一反射光束与所述第二反射光束的偏振面，调整后三束光的偏振面在相同的平面上；第一线偏振器、第二线偏振器、第三线偏振器，分别位于透射光束所在的光路、第一反射光束所在的光路、第二反射光束所在的光路，用于过滤透过的线光束，使其透过光束完全变为线偏振光；第一偏振调制器、第二偏振调制器、第三偏振调制器，分别位于所述第一线偏振器、第二线偏振器、第三线偏振器之后，用于将过滤后且具有一致偏振面的透射光束、第一束反射光束、第二反射光束按照帧顺序调制为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光。进一步地，还包括：驱动电路，用于从数字电影放映机所获取的同步信号，并根据同步信号产生驱动电压信号并施加于所述第一偏振调制器、第二偏振调制器、第三偏振调制器上。本技术所提供的偏振分光棱镜采用三个三角棱镜贴合，且每个三角棱镜均设计为全锐角等腰三角棱镜，使得入射光束入射至偏振分光膜上时与偏振分光膜的角度变小，这样在同样偏色程度的情况下可以支持更大角度的光束入射，也就意味着当入射光束的角度固定时偏色情况有所减轻，另外，将第二三角棱镜、第三三角棱镜也设置为全锐角三角棱镜，使得上下两个反射光束在出光面进行折射时，确保各角度入射光线光程一致，不出现色散问题。因此，这种所有三角棱镜均为全锐角的结构可使得透过光谱和反射光谱都不出现明显的变形，可以解决大角度入射时的光偏色问题。附图说明图1是第一实施例提供了一种大角度偏振分光棱镜的横截面示意图；图2是本技术第一实施例提供的单个三角棱镜的立体结构图；图3是采用本技术第一实施例提供的大角度偏振分光棱镜和采用等腰直角棱镜时入射光束在偏振分光膜上的入射角度对比示意图；图4是本技术第一实施例提供的大角度偏振分光棱镜采用不同折射率时的入射光束在偏振分光膜上的入射角度对比示意图；图5是本技术第一所提供的大角度偏振分光棱镜在极限入射条件下的透射光谱和反射光谱图；图6是本技术第一所提供的大角度偏振分光棱镜的一种改进结构图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。本技术第一实施例提供了一种大角度偏振分光棱镜，图1为该棱镜的横截面示意图。参照图1，该大角度偏振分光棱镜包括：第一三角棱镜101、第二三角棱镜102和第三三角棱镜103。第一三角棱镜101的横截面、第二三角棱镜102的横截面、第三三角棱镜103的横截面均呈全锐角的等腰三角形，且第一三角棱镜101的顶角A、第二三角棱镜102的顶角E、第三三角棱镜103的顶角J相等。图2示出了一种典型的三角棱镜的立体结构，该三角棱镜的顶角为相邻的两个侧面形成，在沿三角棱镜的长度方向上的任意截取横截面得到的顶角都相等。该三角棱镜的底面与两侧面分别形成两个底角，其中，该底面与顶角相对。同理，在沿三角棱镜的长度方向上的任意截取横截面得到的同一位置的底角都相等。对于等腰三角棱镜，横截面的两个腰相等且两底角也相等，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大角度偏振分光棱镜，其特征在于，包括：第一三角棱镜、第二三角棱镜、第三三角棱镜；所述第一三角棱镜的横截面、第二三角棱镜的横截面、第三三角棱镜的横截面均呈全锐角的等腰三角形，且第一三角棱镜的顶角、第二三角棱镜的顶角、第三三角棱镜的顶角相等；形成所述第一三角棱镜的顶角的第一侧面与所述第二三角棱镜的顶角所对的底面大小一致并相贴合，且贴合之处设有第一偏振分光膜；形成所述第一三角棱镜的顶角的第二侧面与所述第三三角棱镜的顶角所对的底面大小一致并相贴合，且贴合之处设有第二偏振分光膜。

【技术特征摘要】
1.一种大角度偏振分光棱镜，其特征在于，包括：第一三角棱镜、第二三角棱镜、第三三角棱镜；所述第一三角棱镜的横截面、第二三角棱镜的横截面、第三三角棱镜的横截面均呈全锐角的等腰三角形，且第一三角棱镜的顶角、第二三角棱镜的顶角、第三三角棱镜的顶角相等；形成所述第一三角棱镜的顶角的第一侧面与所述第二三角棱镜的顶角所对的底面大小一致并相贴合，且贴合之处设有第一偏振分光膜；形成所述第一三角棱镜的顶角的第二侧面与所述第三三角棱镜的顶角所对的底面大小一致并相贴合，且贴合之处设有第二偏振分光膜。2.如权利要求1所述的大角度偏振分光棱镜，其特征在于，贴合后所述偏振分光棱镜的横截面呈等腰梯形；所述第二三角棱镜的第一侧面与所述第三三角棱镜的第一侧面共同形成所述偏振分光棱镜的第一面，且所述第一三角棱镜的顶角的顶点和等腰梯形的第一底边均位于所述第一面上；所述第一面为所述偏振分光棱镜的光入射面；所述第一三角棱镜的顶角所对的底面作为所述偏振分光棱镜的第二面，且等腰梯形的第二底边位于所述第二面上；所述第二面为偏振分光得到的透射光束的出射面；所述第二三角棱镜的第二侧面作为所述偏振分光棱镜的第三面；所述第三面为偏振分光得到的第一反射光束的出射面；所述第三三角棱镜的第二侧面作为所述偏振分光棱镜的第四面；所述第四面为偏振分光得到的第二反射光束的出射面；且，所述第二面所出射的透射光具有第一偏振态，所述第三面所出射的第一反射光束和第四面所出射的第二反射光束具有第二偏振态，所述第一偏振态和所述第二偏振态相正交。3.如权利要求1或2所述的大角度偏振分光棱镜，其特征在于，所述第一三角棱镜、第二三角棱镜、第三三角棱镜的折射率大于1.7。4.如权利要求2所述的大角度偏振分光棱镜，其特征在于，所述第二面的外侧贴有一凸透镜，所述凸透镜的凸面向外，与所述凸面相对的平面与所述第二面相贴合。5.如权利要求2所述的大角度偏振...

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳龙，
申请(专利权)人：深圳市岱洋科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44