一种光调制器与投影显示系统技术方案

本申请公开了一种光调制器与投影显示系统，该光调制器包括面角转换组件与调制组件，面角转换组件用于对多束光源光束进行面角转换会聚，形成多束与光源光束对应的会聚光束，多束会聚光束在角空间分离；调制组件用于对多束会聚光束进行调制，形成图像光；调制组件包括多个像素单元，每个像素单元包括至少三个子像素，每束会聚光束分别入射至像素单元中的子像素，且所述每束会聚光束与所述子像素一一对应；面角转换组件包括由多个微透镜组成的微透镜阵列，每个微透镜与至少一个像素单元的位置匹配，以将所述会聚光束会聚在所述像素单元上。通过上述方式，本申请能够提高光效，且结构简单，体积较小。体积较小。体积较小。

【技术实现步骤摘要】
一种光调制器与投影显示系统


[0001]本申请涉及投影
，具体涉及一种光调制器与投影显示系统。

技术介绍

[0002]投影显示系统主要包括光源、照明系统、光机系统以及投影镜头等主要部分，空间光调制器(Spatial Light Modulator，SLM)是光机系统中的重要器件，其可以通过对独立像素光通量的调控实现像素化图像显示。现代投影显示系统中常用的SLM对可见光不具有波长选择性，其包括基于微机电系统(Micro
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Electro
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Mechanical System，MEMS)技术的反射型数字微镜器件(Digital Micromirror Device，DMD)、反射型液晶附硅显示器(Liquid Crystal on Silicon，LCoS)以及透射型液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)，目前常用LCD进行显示，但是存在体积较大、显示效果不佳、LCD显示芯片的寿命较短以及光效损失较大等问题。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种光调制器与投影显示系统，能够提高光效，且结构简单，体积较小。
[0004]为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：提供一种光调制器，该光调制器包括：面角转换组件与调制组件，面角转换组件设置于多束光源光束的出射光路上，用于对多束光源光束进行面角转换与会聚，形成多束与光源光束对应的会聚光束，其中，每束光源光束在面空间分离，多束会聚光束在角空间分离；调制组件设置于面角转换组件的出射光路上，且与所述面角转换组件一体设置，用于对多束会聚光束进行调制，形成图像光；其中，调制组件包括多个像素单元，每个像素单元包括至少三个子像素，每束会聚光束分别入射至像素单元中的子像素，且会聚光束与子像素一一对应，至少三个子像素包括红色子像素、绿色子像素或补充子像素；面角转换组件包括由多个微透镜组成的微透镜阵列，每个微透镜与至少一个像素单元的位置匹配。
[0005]为解决上述技术问题，本申请采用的另一技术方案是：提供一种投影显示系统，该投影显示系统包括：发光组件与光调制器，发光组件用于产生多束光源光束；光调制器设置于多束光源光束的出射光路上，用于对多束光源光束进行调制，光调制器为上述的光调制器。
[0006]通过上述方案，本申请的有益效果是：本申请提出了一种在调整组件上匹配面角转换组件的方案，利用面角转换组件来接收多束光源光束，面角转换组件包括多个微透镜，每个微透镜可以对入射的光源光束进行面角转换处理，得到与光源光束对应的会聚光束，并将多束会聚光束射入调制组件，调制组件设置于所述面角转换组件的出射光路上，且与所述面角转换组件一体设置，能够确保面角转换组件与调制组件配合的准确性以及一体化光调制器的结构稳定性，同时，该调制组件包括多个像素单元，一个微透镜可以与至少一个像素单元的位置相对应，将经过面角转换的光束输入至对应的像素单元，从而产生彩色光。
通过一个面角转换组件就能够将角空间分离的、不同颜色的光源光束转换为面空间分离、以不同入射角射入调制组件的会聚光束，实现空间像素位置上的分离，结构比较简单，且体积较小；而且由于采用了微透镜阵列作为面角转换组件，一方面通过微透镜阵列的对光束的调控作用，提高了LCD面板中不透光结构所导致的光效损失，提高了LCD面板的最大输出亮度，另一方面利用微透镜阵列本身就可以实现彩色的像素分离，无需利用彩色滤光膜来进行像素分离，避免了彩色滤光膜带来的光效损失，使得光效利用提高，同时也降低了LCD面板的热负载，提高了显示效果和可靠性。
附图说明
[0007]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
[0008]图1是本申请提供的光调制器一实施例的结构示意图；
[0009]图2是图1所示的实施例中像素单元的结构示意图；
[0010]图3(a)是图1所示的实施例中面角转换组件的立体结构示意图；
[0011]图3(b)是图1所示的实施例中面角转换组件的另一立体结构示意图；
[0012]图4是图3(b)中面角转换组件的截面结构示意图；
[0013]图5是不同光源光束通过图3中的面角转换组件照射在子像素上的示意图；
[0014]图6是图5对应的子像素排列的示意图；
[0015]图7是不同光源光束通过图3中的面角转换组件照射在子像素上的另一示意图；
[0016]图8是图7对应的子像素排列的示意图；
[0017]图9是图1所示的实施例中面角转换组件的又一立体结构示意图；
[0018]图10是不同光源光束通过图9中的面角转换组件照射在子像素上的示意图；
[0019]图11是图1所示的实施例中面角转换组件的又一立体结构示意图；
[0020]图12(a)是图11所示的面角转换组件与像素单元中子像素的结构示意图；
[0021]图12(b)是图11所示的面角转换组件与像素单元中子像素的另一结构示意图；
[0022]图12(c)是图11所示的面角转换组件与像素单元中子像素的又一结构示意图；
[0023]图13是本申请提供的投影显示系统第一实施例的结构示意图；
[0024]图14是本申请提供的投影显示系统第二实施例的结构示意图；
[0025]图15是本申请提供的投影显示系统第三实施例的结构示意图；
[0026]图16是本申请提供的投影显示系统第四实施例的结构示意图；
[0027]图17是图16所示的实施例中发光组件的结构示意图；
[0028]图18是本申请提供的投影显示系统第五实施例的结构示意图；
[0029]图19是本申请提供的投影显示系统第六实施例的结构示意图；
[0030]图20是图19所示的实施例中波长转换组件的结构示意图；
[0031]图21是本申请提供的投影显示系统第七实施例的结构示意图；
[0032]图22是本申请提供的投影显示系统第八实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0033]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0034]在显示系统中，显示的核心原理是采用红、绿、蓝三基色进行显示，即需要通过SLM分别显示红、绿、蓝三基色的图像显示信息，再通过时间积分或者空间积分的方式将三基色图像信息组合，使人眼观察到全彩色的图像信息，不同的显示系统采用了不同的方法实现三基色显示。
[0035]目前常将单片彩色液晶屏LCD显示芯片作为空间光调制器应用在投影系统中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光调制器，其特征在于，包括：面角转换组件，设置于多束光源光束的出射光路上，用于对所述多束光源光束进行面角转换，形成多束与所述光源光束对应的会聚光束，其中，所述多束会聚光束在面空间分离；调制组件，设置于所述面角转换组件的出射光路上，且与所述面角转换组件一体设置，用于对所述多束会聚光束进行调制，形成图像光；其中，所述调制组件包括多个像素单元，每个所述像素单元包括至少三个子像素，每束所述会聚光束分别入射至所述像素单元中的子像素，且所述每束会聚光束与所述子像素一一对应；所述面角转换组件包括由多个微透镜组成的微透镜阵列，每个所述微透镜与至少一个所述像素单元的位置匹配，以将所述会聚光束会聚在所述像素单元上。2.根据权利要求1所述的光调制器，其特征在于，所述微透镜阵列为一维柱状微透镜阵列，所述柱状微透镜阵列包括多列微透镜，每列所述微透镜与一列所述像素单元对应。3.根据权利要求2所述的光调制器，其特征在于，所述子像素的数量为四个，所述子像素包括红色子像素、绿色子像素，蓝色子像素以及补充子像素，所述补充子像素的颜色为红色、绿色、蓝色或黄色中的任意一个。4.根据权利要求1所述的光调制器，其特征在于，所述微透镜阵列为二维微透镜阵列，所述二维微透镜阵列的微透镜与所述像素单元一一对应。5.根据权利要求4所述的光调制器，其特征在于，所述微透镜的形状为六边形，所述子像素的数量为四至七个，所述子像素按照列方向、行方向或圆周方向排布。6.一种投影显示系统，其特征在于，包括：发光组件与光调制器，所述发光组件用于产生多束光源光束；所述光调制器设置于所述多束光源光束的出射光路上，用于对所述多束光源光束进行调制，所述光调制器为权利要求1
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5中任一项所述的光调制器。7.根据权利要求6所述的投影显示系统，其特征在于，所述投影显示系统还包括第一透镜组件，所述第一透镜组件设置于所述发光组件的出射光路上，用于对所述多束光源光束进行转换，以使得每束所述光源光束以不同的入射角射入所述光调制器，其中，所述发光组件设置于所述第一透镜组件的前焦面附近。8.根据权利要求7所述的投影显示系统，其特征在于，所述多束光源光束包括红光光束、绿光光束以及蓝光光束，所述发光组件包括：红光光源，用于产生所述红光光束；绿光光源，用于产生所述绿光光束；蓝光光源，用于产生所述蓝光光束；其中，所述红光光源、所述绿光光源以及所述蓝光光源均设置于所述第一透镜组件的前焦面附近。9.根据权利要求8所述的投影显示系统，其特征在于，所述投影显示系统还包括散射组件，所述散射组件设置于所述发光组件的出射光路
上，用于对所述多束光源光束进行散射，形成多束散射光束；其中，所述散射光束的光斑位于所述第一透镜组件的前焦面附近。10.根据权利要求8或9所述的投影显示系统，其特征在于，所述多束光源光束包括补充光束，所述发光组件包括补充光源，所述补充光源用于产生所述补充光束，所述补充光束用于提升所述发光组件的发光亮度或色域，所述补充光源设置于所述第一透镜组件的前焦面附近。11.根据权利要求7所述的投影显示系统，其特征在于，所述发光组件包括四个发光器件，所述四个发光器件按照二维矩阵排布，所述投影显...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡飞，张翠萍，李屹，
申请(专利权)人：深圳光峰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：