[发明专利]一种基于反射式液晶图像调制器的拼接投影装置及方法

说明书

一种基于反射式液晶图像调制器的拼接投影装置及方法，在该基于反射式液晶图像调制器的拼接投影装置中，通过一个或两个光源、一个或两个普通分光棱镜、第一至第二偏振分光棱镜、第一至第四LCOS芯片以及成像透镜的光路设计，形成由第一至第四LCOS芯片调制的四个并行图像光，在投影面拼合成整幅图像，该拼接投影装置的光路设计相对于现有技术避免了拼接过程中需要增设反射镜的问题，既能实现四个芯片的并行图像拼接，又简化了光路结构，同时还能够避免引入较多的平面面型误差，并为图像拼接调节带来了很大的方便。

技术领域

本发明涉及投影技术，特别是涉及一种基于反射式液晶图像调制器(LCOS芯片)的拼接投影装置及方法。

背景技术

LCOS芯片作为重要图像调制器件，在投影仪、曝光机方面得到广泛应用。为了得到更高的分辨率，专利申请201810195760.0公开了一种大视场拼接式曝光机，该曝光机采用对调制芯片的空间光操控，可实现4片LCOS芯片的视场拼接。但是由于该曝光机中采用的光学器件较多，每个子图案经过两次平面反射，一方面引入了较多的平面面型误差，另一方面，一共6个反射面给图案的拼接调节带来了很大困难。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的主要目的在于克服上述背景技术的缺陷，提供一种基于反射式液晶图像调制器的拼接投影装置及方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于反射式液晶图像调制器的拼接投影装置，包括光源、第一至第二普通分光棱镜、第一至第二偏振分光棱镜、第一至第四LCOS芯片以及成像透镜；

其中，所述光源发出的光经过所述第一普通分光棱镜后分为第一和第二束光；

其中，所述第一束光经过所述第一偏振分光棱镜后形成透射传播的P偏振光和反射传播的S偏振光，所述第一LCOS芯片将所述P偏振光中的一部分光调制成S偏振光后反射回所述第一偏振分光棱镜，并将所述P偏振光中的另一部分光保持为P偏振光反射回所述第一偏振分光棱镜，所述第二LCOS芯片将所述S偏振光中的一部分光调制成P偏振光后反射回所述第一偏振分光棱镜，并将所述S偏振光中的另一部分光保持为S偏振光反射回所述第一偏振分光棱镜；所述第一LCOS芯片与所述第二LCOS芯片相对于所述第一偏振分光棱镜的位置使得所述第一LCOS芯片反射回来的S偏振光和所述第二LCOS芯片反射回来的P偏振光分别经过所述第一偏振分光棱镜转为第一和第二并行图像光；

其中，所述第二束光经过所述第二偏振分光棱镜后形成透射传播的P偏振光和反射传播的S偏振光，所述第三LCOS芯片将所述P偏振光中的一部分光调制成S偏振光后反射回所述第二偏振分光棱镜，并将所述P偏振光中的另一部分光保持为P偏振光反射回所述第二偏振分光棱镜，所述第四LCOS芯片将所述S偏振光中的一部分光调制成P偏振光后反射回所述第二偏振分光棱镜，并将所述S偏振光中的另一部分光保持为S偏振光反射回所述第二偏振分光棱镜，所述第三LCOS芯片与所述第四LCOS芯片相对于所述第二偏振分光棱镜的位置使得所述第三LCOS芯片反射回来的S偏振光和所述第四LCOS芯片反射回来的P偏振光分别经过所述第二偏振分光棱镜转为第三和第四并行图像光；

其中，所述第一和第二并行图像光经过所述第二普通分光棱镜透射传播，所述第三和第四并行图像光经过所述第二普通分光棱镜反射传播，形成并行的四束图像光，经过所述成像透镜后，在投影面形成由四个并行图像拼合成的整幅图像。

进一步地：

所述四个并行图像形成2×2阵列排布，且所述四个并行图像之间无像素交叠。

所述四个并行图像形成2×2阵列排布，且所述四个并行图像之间存在像素交叠，在所述投影面上存在拼缝交叠区域，其中相邻的两个并行图像之间均存在拼缝交叠区域，且在中心处存在四个并行图像共同的拼缝交叠区域。