本實用新型涉及一種全息光學(xué)元件，尤其是一種反射式全息顯示系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的穿投式投影系統(tǒng)具有高畫質(zhì)、體積小、易于攜帶的優(yōu)點，使得目前市面上的反射式全息投影系統(tǒng)在體積、亮度和價格上都無法與穿投式液晶投影系統(tǒng)相競爭，深究其原因在于反射式LCD片與投影鏡頭的原色光程路徑太長，棱鏡材料的雙折射、應(yīng)力和鍍膜要求很嚴(yán)，導(dǎo)致成像品質(zhì)不佳、亮度也很難與穿透式LCD的投影系統(tǒng)競爭。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提出一種反射式全息顯示系統(tǒng)，光程路徑短、對比度高。

本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

本實用新型提供了一種反射式全息顯示系統(tǒng)，其特征在于，包括

入射光源，提供平行的入射光；

分色裝置，包含第一分色鏡片及第二分色鏡片，將所述入射光分成三原色光，并使其分為兩組光分別進行反射和透射；

兩個反射鏡，用以將經(jīng)過所述第一分色鏡片分離的三原色光反射至所述第二分色鏡片；

至少兩個偏振片排列在所述反射鏡與其中一個所述分色鏡片之間；

至少一個延遲波片排列在所述反射鏡與所述分色裝置之間；

合色裝置，用以將所述三原色光組合成輸出光束；

以及投影鏡頭，投射所述輸出光束。

作為優(yōu)選，所述合色裝置包括第一偏振光分色棱鏡組、第二偏振光分色棱鏡組及第三偏振光分色棱鏡組。

作為優(yōu)選，所述第一偏振光分色棱鏡組和第二偏振光分色棱鏡組的后方設(shè)有反射式液晶片。

作為優(yōu)選，所述偏振光分色棱鏡組包括膠合在一起的第一棱鏡與第二棱鏡，以及形成于第一棱鏡與第二棱鏡間的介電質(zhì)膜。

本實用新型實施例的有益效果是：在利用二分色鏡片、二反射鏡、三個偏振光分色棱鏡組，并在各色光束進出偏振光分色棱鏡組的面上設(shè)置偏振片，以完成反射式全息顯示系統(tǒng)的分、合光路徑與分色、合色的設(shè)計。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型的全息顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的全息顯示系統(tǒng)的另一實施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型的全息顯示系統(tǒng)再一實施例結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

本申請的入射光源為均勻且偏振方向一致的平行入射光，此入射光可為單一垂直偏振光(S-polarization)，或是單一平行偏振光(P-polarization)。以下通過垂直偏振光的平行入射光來說明本實施例的作用及特性。

如圖1所示，本實施例提供的反射式全息顯示系統(tǒng)包括入射光源10，提供平行入射的垂直偏振光；分色裝置20，包含第一分色鏡片22及第二分色鏡片24，第一分色鏡片22先將垂直偏振光分成三原色光，并使單獨的原色光反射，其余二原色光透射；兩束光各經(jīng)過反射鏡30、32反射至第二分色鏡片24，其中，量組光束在進入第二分色鏡片24之前會分別經(jīng)過設(shè)置在反射鏡30與第二分色鏡片24之間的偏振片34，以及設(shè)置在反射鏡32與第二分色鏡片24之間的延遲波片36與偏振片38。

經(jīng)第二分色鏡片24的三原色光被分為二組分別進入合色裝置40中不同的偏振光分色棱鏡組，合色裝置40包括兩色性的第一偏振光分色棱鏡組42以及單色的第二偏振光分色棱鏡組44與第三偏振光分色棱鏡組46，在第一偏振光分色棱鏡組42設(shè)置二反射式液晶片422、424，并在第二偏振光分色棱鏡組44設(shè)置反射式液晶片442，另在第二偏振光分色棱鏡組44的射出面上設(shè)置有偏振片444與延遲波片446；第一偏振光分色棱鏡組42用以反射該二原色光進入第三偏振光分色棱鏡組46，而該第二偏振光分色棱鏡組44則反射單獨的原色光進入第三偏振光分色棱鏡組46，最后再利用第三偏振光分色棱鏡組46將進入的該三原色光組合成輸出光束經(jīng)投影鏡頭50投影顯像。

其中，在上述三組偏振光分色棱鏡組中，每一組皆是由兩膠合在一起的第一棱鏡與第二棱鏡，以及形成于第一棱鏡與第二棱鏡間的介電質(zhì)膜所組成的，而介電質(zhì)膜的特性在使原色光反射或透射。

另外，上述偏振片除了分別被排列在二反射鏡與第二分色鏡片之外，更可被排列在該反射鏡與第一分色鏡片之間，此亦可達到相同的作用。

在圖1所示的系統(tǒng)中，入射光源10發(fā)射出的垂直偏振光先射至第一分色鏡片22，并被分為兩組光束，其中一組光束由紅、藍、綠(R、B、G)三原色光的其中一原色光組成，如圖中的LAs，另一組則由剩余的二色光組成，如圖中的LBs和LCs；LAs經(jīng)由反射鏡32反射再經(jīng)由延遲波片36和偏振片38轉(zhuǎn)換成平行偏振光LAp，并予以純化；另兩原色光LBs和LCs則經(jīng)反射鏡30反射再由偏振片34予以純化，LBs、LCs和LAp再經(jīng)由第二分色鏡片24，使得LAp與LCs穿透第二分色鏡片24，而LBs經(jīng)由第二分色鏡片24反射而與LA p兩者合為一束光；LBs和LAp的合光射向第一偏振光分色棱鏡組42，LCs射向第二偏振光分色棱鏡組44。

LBs和LAp在射入第一篇振光分色棱鏡組42時將被其內(nèi)的介電質(zhì)膜426將LBs反射至反射式液晶片422，并在反射時轉(zhuǎn)換90度的相位而變成LBp的平行偏振光；LAp穿透介電質(zhì)膜426射至反射式液晶片424并反射成延遲90度相位的垂直偏振光LAs，介電質(zhì)膜426的特性將使LAs反射而LBp穿透；另一束光LCs在入射至第二偏振光分色棱鏡組44內(nèi)的介電質(zhì)膜448后將反射并射向反射式液晶片442，以轉(zhuǎn)換90度的相位變成平行偏振光LCp，介電質(zhì)膜448的特性是讓垂直偏振光反射平行偏振光穿透，LCp在射出第二偏振光分色棱鏡組44后經(jīng)偏振片444予以純化，再由一相位延遲波片446將LCp轉(zhuǎn)變成LCs光。LCs和來自第一偏振光分色棱鏡42的LAs和LBs光束一起入射至合光第三偏振光分色棱鏡46，其內(nèi)的介電質(zhì)膜462的作用在使LCs反射而LBp和LAs穿透，最后，LAs、LBp和LCs三個原色光將合而為一束光，并射向投影鏡頭50以投射影像至屏幕上。

其中，本申請以上述的實施例來說明整個反射式液晶投影系統(tǒng)的架構(gòu)及其原色光路徑，除此之外，本申請更具有其他不同的實施例，如圖2所示，在第二偏振光分色棱鏡組44的射出面上僅設(shè)置一偏振片444，而無延遲波片，使平行偏振光LCp直接經(jīng)過偏振片純化后射至第三偏振光分色棱鏡組46，再利用介電質(zhì)膜462直接以LCp形態(tài)反射至投影鏡頭50。

另外，本申請亦可將偏振片444與延遲波片446設(shè)置在第二偏振光分色棱鏡組44的入射面處，如圖3所示，直接將入射的LCs轉(zhuǎn)換成LCp，再穿透介電質(zhì)膜448射至反射式液晶片442，使其在反射時轉(zhuǎn)換90度相位而變成LCs，進而入射至第三偏振光分色棱鏡組46中，其于的部分則與上述第一圖的光路相同，故不在此贅述。

本申請利用分色裝置的分色鏡片將一入射光分成一原色光和一組兩原色光，使其分別反射或透射，并利用偏振片和相位延遲波片來改變各原色光的偏振特性，以簡化此三原色光進入兩組偏振光分色棱鏡及介電質(zhì)膜層的困難度；本申請同時也減少原色光入射至偏振光分色棱鏡的光程，進而提升系統(tǒng)偏振光的對比度。且本申請減少兩色性的偏振光分色棱鏡組的需求，故可以降低鍍膜的困難度，此乃因兩色性的偏振光分色棱鏡組的設(shè)計與制造的困難度較高且價格昂貴。另外，本申請將具三原色光的入射光分成兩組在進入不同的偏振光分色棱鏡組，并選用各波段效率最佳的高效率偏振片，故可使本申請具有較佳的明暗及彩色對比。

因此，本申請的反射式液晶投影系統(tǒng)具有光程路徑短、對比高、成像效果佳、體積小、價格便宜等功效，故可改善習(xí)知反射式LCD技術(shù)的困擾。

本申請的主要特點在利用二分色鏡片、二反射鏡、三個偏振光分色棱鏡組，并在各色光束進出偏振光分色棱鏡組的面上設(shè)置偏振片，以完成反射式全息顯示系統(tǒng)的分、合光路徑與分色、合色的設(shè)計。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。