[發(fā)明專利]一種基于雙折射原理的分辨率倍增的DMD投影系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010076884.4
• 申請(qǐng)日: 2020-01-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113156744A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何賽靈;張祎靜;菲爾蘇爾曼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 亙冠智能技術(shù)（杭州）有限公司
• 主分類號(hào): G03B21/00
• 分類號(hào): G03B21/00;G03B21/20;G02B27/01
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及一種基于雙折射原理的分辨率倍增的DMD投影系統(tǒng)，包括激光器、激光擴(kuò)束與準(zhǔn)直光路、DMD模塊、上位機(jī)模塊、TN液晶模塊、同步控制電路、雙折射光學(xué)組件、投影光路、投影屏幕；激光器發(fā)射激光作為投影系統(tǒng)的照明光源，DMD投影光路將反射的激光畫面投射到后續(xù)系統(tǒng)中，將計(jì)算機(jī)圖像算法分解的圖像通過(guò)上位機(jī)控制系統(tǒng)加載在DMD上，投影圖像在通過(guò)液晶控制模塊及雙折射光學(xué)組件后發(fā)生錯(cuò)位迭加。本發(fā)明旨在不改變硬件投影設(shè)備物理分辨率基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)分辨率倍增且畫質(zhì)有所提升的投影顯示。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于投影技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于雙折射原理的分辨率倍增的DMD投影系統(tǒng)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的投影系統(tǒng)在發(fā)展中體現(xiàn)出了一定的局限性。隨著時(shí)代的進(jìn)步，3D顯示技術(shù)發(fā)展迅猛，適用于近眼顯示的虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)將應(yīng)用于更多的場(chǎng)景。在3D顯示中，同時(shí)給人的左、右眼不同的畫面數(shù)據(jù)就意味著需要產(chǎn)生更多的像素信息。在一些與光學(xué)相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，投影的分辨率也有重要的意義，如在光刻領(lǐng)域，更高的掩模分辨率就意味著可以制作精度更高的器件。傳統(tǒng)的投影系統(tǒng)由于硬件物理分辨率的局限性，若想產(chǎn)生顯示更多的像素必須依賴于提高硬件器件分辨率，無(wú)論是在成本還是投影系統(tǒng)體積上都會(huì)產(chǎn)生較大的代價(jià)。

本發(fā)明在顯示成像方面、光刻加工方面都有廣泛的應(yīng)用。對(duì)于顯示成像，投影圖像分辨率倍增可以體現(xiàn)出更多的細(xì)節(jié)特征，在近眼顯示、3D成像等顯示技術(shù)中將大大提升觀看者的體驗(yàn)感，且DMD的設(shè)計(jì)可以減小系統(tǒng)的體積，也提高了設(shè)備的可穿戴性。對(duì)于光刻加工，投影圖案的分辨率很大程度上決定了刻蝕的精度，高分辨率的投影刻蝕將提升光刻器件的性能參數(shù)。

目前，在原有物理分辨率基礎(chǔ)上，能實(shí)現(xiàn)分辨率倍增的技術(shù)有：級(jí)聯(lián)LCD面板令前后LCD面板在沿像素對(duì)角線方向錯(cuò)位一定距離，并顯示不同畫面以達(dá)到分辨率倍增效果的，或者在近眼顯示區(qū)利用雙折射原理讓眼睛觀察到不同時(shí)刻錯(cuò)位的顯示器面板圖像以實(shí)現(xiàn)超分辨的技術(shù)。這些技術(shù)都可以彌補(bǔ)顯示技術(shù)中分辨率不足的缺陷。

在投影方面，現(xiàn)有的提高分辨率的方案多使用2個(gè)及以上的投影設(shè)備通過(guò)拼接多個(gè)投影畫面實(shí)現(xiàn)，這不僅會(huì)造成成本的增加，也會(huì)因?yàn)楣饴窂?fù)雜而使得整個(gè)系統(tǒng)體積過(guò)于龐大。且多個(gè)投影下由于需要疊加不同畫面實(shí)現(xiàn)超分辨，即精準(zhǔn)對(duì)齊才能保證系統(tǒng)的正常畫面顯示，所以系統(tǒng)很容易因?yàn)橥饨绲母蓴_發(fā)生畫面錯(cuò)位而使得系統(tǒng)的穩(wěn)定性很差。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的

本發(fā)明提出了一種基于雙折射原理的分辨率倍增的DMD投影系統(tǒng)，可以在原有DMD物理分辨率基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)分辨率倍增的投影效果，同時(shí)還可以提升投影圖像的畫面質(zhì)量，具有更高分辨率、更高清晰度的特點(diǎn)。另外，該系統(tǒng)只用了單個(gè)DMD，且采用改變光的偏振方向?qū)崿F(xiàn)偏移的方案，不存在機(jī)械運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和緊湊性更強(qiáng)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案

本發(fā)明提出的一種基于雙折射原理的分辨率倍增的DMD投影系統(tǒng)，其特征在于：包括激光器、激光擴(kuò)束與準(zhǔn)直光路、DMD模塊、上位機(jī)模塊、TN液晶模塊、同步控制電路、雙折射光學(xué)元件、投影光路、投影屏幕；

將待投影的目標(biāo)圖像通過(guò)所述上位機(jī)模塊的計(jì)算機(jī)圖像算法進(jìn)行處理，并將分解后的幀畫面加載在DMD模塊上，激光器作為投影光源發(fā)出的光束經(jīng)激光擴(kuò)束與準(zhǔn)直光路后照射在所述DMD模塊上，并經(jīng)所述DMD模塊反射后進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)中，幀畫面投影光在通過(guò)TN液晶模塊后偏振光的偏振方向發(fā)生改變，在透射過(guò)雙折射光學(xué)元件后發(fā)生沿像素對(duì)角線方向的空間錯(cuò)位疊加，錯(cuò)位疊加的幀畫面經(jīng)投影光路后投影在投影屏幕上。

更進(jìn)一步具體實(shí)施中，所述激光擴(kuò)束與準(zhǔn)直光路包括一個(gè)或多個(gè)物鏡與凸透鏡。

更進(jìn)一步具體實(shí)施中，在所述DMD模塊中可以包括多個(gè)數(shù)字微鏡器件DMD，尤其指用一個(gè)數(shù)字微鏡器件DMD來(lái)投影圖像。

更進(jìn)一步具體實(shí)施中，所述DMD模塊還包括DMD驅(qū)動(dòng)電路板，所述DMD驅(qū)動(dòng)電路板可以由編程驅(qū)動(dòng)。

更進(jìn)一步具體實(shí)施中，所述TN液晶模塊可選用電路控制的TN液晶屏。