本實(shí)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(diǎn)，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(jià)格上都無(wú)法與穿投式液晶投影系統(tǒng)相競(jìng)爭(zhēng)，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(zhǎng)，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(jìng)爭(zhēng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提出一種反射式全息顯示系統(tǒng)，光程路徑短、對(duì)比度高。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本實(shí)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(jìn)行反射和透射；

兩個(gè)反射鏡，用以將經(jīng)過(guò)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(gè)偏振片排列在所述反射鏡與其中一個(gè)所述分色鏡片之間；

至少一個(gè)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(shí)用新型實(shí)施例的有益效果是：在利用二分色鏡片、二反射鏡、三個(gè)偏振光分色棱鏡組，并在各色光束進(jìn)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(jì)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)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(shí)用新型的全息顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

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

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

具體實(shí)施方式

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

本申請(qǐng)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(guò)垂直偏振光的平行入射光來(lái)說(shuō)明本實(shí)施例的作用及特性。

如圖1所示，本實(shí)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(dú)的原色光反射，其余二原色光透射；兩束光各經(jīng)過(guò)反射鏡30、32反射至第二分色鏡片24，其中，量組光束在進(jìn)入第二分色鏡片24之前會(huì)分別經(jīng)過(guò)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(jìn)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(jìn)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(dú)的原色光進(jìn)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(jìn)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(dá)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(lán)、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(shí)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(shí)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(lái)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(gè)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(qǐng)以上述的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明整個(gè)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(qǐng)更具有其他不同的實(shí)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(wú)延遲波片，使平行偏振光LCp直接經(jīng)過(guò)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(qǐng)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(shí)轉(zhuǎn)換90度相位而變成LCs，進(jìn)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(qǐng)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(lái)改變各原色光的偏振特性，以簡(jiǎn)化此三原色光進(jìn)入兩組偏振光分色棱鏡及介電質(zhì)膜層的困難度；本申請(qǐng)同時(shí)也減少原色光入射至偏振光分色棱鏡的光程，進(jìn)而提升系統(tǒng)偏振光的對(duì)比度。且本申請(qǐng)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(jì)與制造的困難度較高且價(jià)格昂貴。另外，本申請(qǐng)將具三原色光的入射光分成兩組在進(jìn)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(qǐng)具有較佳的明暗及彩色對(duì)比。

因此，本申請(qǐng)的反射式液晶投影系統(tǒng)具有光程路徑短、對(duì)比高、成像效果佳、體積小、價(jià)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(qǐng)的主要特點(diǎn)在利用二分色鏡片、二反射鏡、三個(gè)偏振光分色棱鏡組，并在各色光束進(jìn)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(jì)。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)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(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。