專利名稱：3d投影裝置及3d投影方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于投影設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種3D投影裝置及3D投影方法。
背景技術(shù)：
隨著顯示技術(shù)的不斷發(fā)展，投影裝置已經(jīng)被廣泛的實用，并發(fā)展處能夠大幅并具有高畫質(zhì)以及高解析度的影響?，F(xiàn)有的3D投影光學(xué)系統(tǒng)主要是提高DLP顯示屏的刷新率至120HZ以上然后通過時分方式來實現(xiàn)3D投影功能的，對于3D功能目前通常是采用兩臺投影機以及兩塊偏光鏡加上立體眼鏡的組合而實現(xiàn)，但這種方式無疑增加了使用成本，另外還需要對兩臺投影機的相對位置做準確調(diào)整，并且調(diào)整好之后就不能隨意的移動，一致性較差，使用起來很不方便。進而有采用Lcos實現(xiàn)3D投影的功能，Lcos 旋轉(zhuǎn)液晶顯示面板(模擬顯示器件) 一個灰階等級時間段內(nèi)通過對液晶的旋轉(zhuǎn)角度的控制改變?nèi)肷涔獾钠穹较蚺浜掀馄瑱z偏器獲得從暗到亮的灰階等級(真彩色256個灰階)，液晶旋轉(zhuǎn)的響應(yīng)速度約10毫秒級別(低速旋轉(zhuǎn)響應(yīng))，是一種新型的反射microlIXD投影技術(shù)。與穿透式IXD和DLP相比， Lcos具有利用光效率高、體積小、開口率高、制造技術(shù)較為成熟等特點，它可以很容易的實現(xiàn)高分辨率和充分的色彩表現(xiàn)。如申請?zhí)枮閲鴥?nèi)公開號為“CN101986186A”的“一種3D投影系統(tǒng)”，其中公開了種使用兩片常規(guī)LCOS顯示芯片(屏)實現(xiàn)的一種3D投影系統(tǒng)，使用雙LCOS顯示芯片實現(xiàn)3D 功能投影光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)是由兩個LCOS顯示芯片和PBS棱鏡及一個1/2波帶片，同時加上光源系統(tǒng)和成像鏡頭組成了雙LCOS顯示芯片3D投影光學(xué)系統(tǒng)。雖然實現(xiàn)了 3D投影，但是整體的體積較為龐大，而且投影在屏幕上的他們的光程不同步、聚焦性能差，像素低，其信號難保持同步，左右眼信號誤差容易產(chǎn)生位置偏差等缺點，容易使觀看者產(chǎn)生眩暈感，一直是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種使光程同步、聚焦性能好、像素高、亮度高、結(jié)構(gòu)緊湊和信號同步的3D投影裝置及3D投影方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種3D投影裝置，包括光源，其發(fā)出一光束；偏振分光裝置，其設(shè)置在光源發(fā)出的光束路徑上，并將光束分成偏振方向互相垂直的P偏振光和S偏振光，其通過P偏振光，反射S偏振光，P偏振光與S偏振光的光束路徑互相垂直；旋轉(zhuǎn)液晶顯示面板，數(shù)量兩個，其極性相反，一個設(shè)在P偏振光的光束路徑上，并與光束路徑垂直，將P偏振光反射成S偏振光，另一個設(shè)置在S偏振光的光束路徑上，并將 S偏振光反射成P偏振光；屏幕，其將接收的光成像。
本發(fā)明提供的另一種3D投影裝置，包括光源，用于發(fā)出光束；偏振分光裝置，設(shè)置在光源發(fā)出的光束路徑上，并將光束分成偏振方向互相垂直的P偏振光和S偏振光，所述偏振分光裝置通過S偏振光，反射P偏振光，P偏振光與S偏振光的光束路徑互相垂直；旋轉(zhuǎn)液晶顯示面板，數(shù)量為兩個，其極性相反，一個設(shè)在P偏振光的光束路徑上， 并與光束路徑垂直，將P偏振光反射成S偏振光，另一個設(shè)置在S偏振光的光束路徑上，并將S偏振光反射成P偏振光；屏幕，其將接收的偏振光成像。為輕便的實現(xiàn)偏振分光，本發(fā)明改進有，所述偏振分光裝置為PS偏振分光薄膜片。為進一步實現(xiàn)偏振分光，本發(fā)明改進有，所述偏振分光裝置為PBS分光棱鏡。對光束進行處理，本發(fā)明改進有，沿著光束路徑在光源與偏振分光裝置之間或偏振分光裝置與屏幕之間設(shè)置有對光束進行整形和準直的透鏡。未解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明進一步提供一種3D投影方法，包括以下步驟步驟1.光源發(fā)出照明光束；步驟2.所述照明光束通過偏振分光裝置分為偏振方向互相垂直的P偏振光和S 偏振光，P偏振光通過偏振分光裝置，S偏振光被反射，P偏振光與S偏振光的光束路徑相垂直；步驟3. P偏振光通過偏振分光裝置并被垂直反射成S偏振光，S偏振光垂直反射成P偏振光；步驟4.反射后的S偏振光經(jīng)過偏振分光裝置反射，反射后的P偏振光通過偏振分光裝置；步驟5. S偏振光與P偏振光成像。為提高光束的精準度，本發(fā)明改進有，所述步驟1發(fā)出的照明光束經(jīng)過整形和準
直處理。為輕便的實現(xiàn)偏振分光，本發(fā)明改進有，所述偏振分光裝置為PS偏振分光薄膜片。為進一步實現(xiàn)偏振分光，本發(fā)明改進有，所述偏振分光裝置為PBS分光棱鏡。本發(fā)明的有益效果是結(jié)構(gòu)緊湊、生產(chǎn)裝配簡單易操作；使用同一光源，同一個投影鏡頭，容易調(diào)整，一致性好，使用方便；提高光能的利用率；通過極性相反的Lcos改變偏振方向，通過研究發(fā)現(xiàn)以往生產(chǎn)的3D投影裝置，主要的技術(shù)問題是光程不同步、聚焦性能差，像素低，其信號難保持同步，左右眼信號誤差容易產(chǎn)生位置偏差等缺點，容易使觀看者產(chǎn)生眩暈感，而引起該技術(shù)的根本原因是“設(shè)置了 1/2波帶片”，而改成設(shè)置兩個極性相反的Lcos液晶芯片，降低了成本、使得光源的光線幾乎都能到達了屏上，簡化了光路結(jié)構(gòu)，使的P光與S光兩路偏振光的路程一致；保證在相同的投影距離上成像，使左右眼畫面都成像在同一屏上，而且本發(fā)明光程同步、聚焦性能好、像素高、信號同步，亮度高。


附圖1為本發(fā)明的實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本發(fā)明的實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。標號說明1-光源；2-偏振分光裝置；3-旋轉(zhuǎn)液晶顯示面板；4-屏幕；5-透鏡。
具體實施例方式為詳細說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖詳予說明。本發(fā)明提供一種3D投影方法，包括以下步驟步驟1.光源1發(fā)出照明光束；步驟2.所述照明光束通過偏振分光裝置2分為偏振方向互相垂直的P偏振光和 S偏振光，P偏振光通過偏振分光裝置2，S偏振光被反射，P偏振光與S偏振光的光束路徑相垂直；步驟3. P偏振光通過偏振分光裝置2并被垂直反射成S偏振光，S偏振光垂直反射成P偏振光；步驟4.反射后的S偏振光經(jīng)過偏振分光裝置2反射，反射后的P偏振光通過偏振分光裝置2 ；步驟5. S偏振光與P偏振光成像。根據(jù)這種方法在本實施例中進一步提供一種3D投影裝置，包括光源1，其發(fā)出一光束；偏振分光裝置2，其設(shè)置在光源1發(fā)出的光束路徑上，并將光束分成偏振方向互相垂直的P偏振光和S偏振光，其通過P偏振光，反射S偏振光，P偏振光與S偏振光的光束路徑互相垂直；旋轉(zhuǎn)液晶顯示面板3，數(shù)量為兩個，其極性相反，一個設(shè)在P偏振光的光束路徑上， 并與光束路徑垂直，將P偏振光反射成S偏振光，另一個設(shè)置在S偏振光的光束路徑上，并將S偏振光反射成P偏振光；屏幕4，其將接收的光成像。具體如下，光源1發(fā)出光束，到達偏振分光裝置2，在一實施例中，參照附圖2，附圖所示偏振分光裝置2為PBS分光棱鏡，在另一實施例中，參照附圖1，附圖所示偏振分光裝置2為PS偏振分光薄膜片，這兩種偏振分光裝置2都是將光束分成P偏振光和S偏振光， 不限制于PBS分光棱鏡和PS偏振分光薄膜片，其中偏振分光裝置2的分光面設(shè)置與光束方向的夾角為45度，光束到達偏振分光裝置2時有兩種實施例，一種是S偏振光通過偏振分光裝置2，P偏振光被反射，另一種實施例是P偏振光通過偏振分光裝置2，反射S偏振光被反射，兩個偏振光之間的光束夾角為90度。參照附圖1及附圖2，附圖所示通過偏振分光裝置2的為P偏振光為例，通過偏振分光裝置2后的P偏振光經(jīng)過旋轉(zhuǎn)液晶顯示面板3 (即Lcos)，Lcos垂直設(shè)置在P偏振光的光束路徑上，并對P偏振光進行反射，反射后使得P偏振光轉(zhuǎn)變成S偏振光，該S偏振光第二次通過偏振分光裝置2，由于S光被反射，S光進入屏幕成像。另一方面，第一次通過偏振分光裝置2被反射的S偏振光通過另一個旋轉(zhuǎn)液晶顯示面板3 (即Lcos)，Lcos垂直設(shè)置在S偏振光的光束路徑上，并對S偏振光進行反射，反射后的S偏振光轉(zhuǎn)變成P偏振光，該P偏振光第二次通過偏振光分光裝置，并通過偏振分光裝置2，并在與上述第二次通過偏振分光裝置2的S偏振光在同一個屏幕4上成像，實現(xiàn)3D效結(jié)構(gòu)緊湊、生產(chǎn)裝配簡單易操作；使用同一光源1，同一個投影鏡頭，容易調(diào)整，一致性好，使用方便；提高光能的利用率；通過極性相反的Lcos改變偏振方向，通研究發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)的3D投影裝置，沒有“ 1/2波帶片”，沒有一個1/2波帶片，簡化光路結(jié)構(gòu)，另外使S和P 兩路光程一致；保證在相同投影距離上成像；降低了成本、使得光源1的光線幾乎都能到達了屏上，使左右眼畫面都成像在同一屏上，而且本發(fā)明光程同步、聚焦性能好、像素高、信號同步，亮度高。本發(fā)明的另一實施例中，沿著光束路徑在光源1與偏振分光裝置2之間設(shè)置有對光束進行整形和準直的透鏡5，也可以在偏振分光裝置2與屏幕4之間設(shè)置透鏡。通過透鏡5對光源1發(fā)出的照明光束進行整形和準直。以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種3D投影裝置，其特征在于，包括 光源，用于發(fā)出光束；偏振分光裝置，設(shè)置在光源發(fā)出的光束路徑上，并將光束分成偏振方向互相垂直的P 偏振光和S偏振光，所述偏振分光裝置通過P偏振光，反射S偏振光，P偏振光與S偏振光的光束路徑互相垂直；旋轉(zhuǎn)液晶顯示面板，數(shù)量為兩個，其極性相反，一個設(shè)在P偏振光的光束路徑上，并與光束路徑垂直，將P偏振光反射成S偏振光，另一個設(shè)置在S偏振光的光束路徑上，并將S 偏振光反射成P偏振光；屏幕，其將接收的偏振光成像。
2.一種3D投影裝置，其特征在于，包括 光源，用于發(fā)出光束；偏振分光裝置，設(shè)置在光源發(fā)出的光束路徑上，并將光束分成偏振方向互相垂直的P 偏振光和S偏振光，所述偏振分光裝置通過S偏振光，反射P偏振光，P偏振光與S偏振光的光束路徑互相垂直；旋轉(zhuǎn)液晶顯示面板，數(shù)量為兩個，其極性相反，一個設(shè)在P偏振光的光束路徑上，并與光束路徑垂直，將P偏振光反射成S偏振光，另一個設(shè)置在S偏振光的光束路徑上，并將S 偏振光反射成P偏振光；屏幕，其將接收的偏振光成像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的3D投影裝置，其特征在于，所述偏振分光裝置為PS偏振分光薄膜片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的3D投影裝置，其特征在于，所述偏振分光裝置為PBS分光棱鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的3D投影裝置，其特征在于，在光源與偏振分光裝置之間的光束路徑上或偏振分光裝置與屏幕之間設(shè)置有對光束進行整形和準直的透鏡。
6.一種3D投影方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟1.光源發(fā)出照明光束；步驟2.所述照明光束通過偏振分光裝置分為偏振方向互相垂直的P偏振光和S偏振光，P偏振光通過偏振分光裝置，S偏振光被反射，P偏振光與S偏振光的光束路徑相垂直； 步驟3. P偏振光通過偏振分光裝置并被垂直反射成S偏振光，S偏振光垂直反射成P偏振光；步驟4.反射后的S偏振光經(jīng)過偏振分光裝置反射，反射后的P偏振光通過偏振分光裝置；步驟5. S偏振光與P偏振光成像。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的3D投影方法，其特征在于，所述步驟1發(fā)出的照明光束經(jīng)過整形和準直處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的3D投影方法，其特征在于，所述偏振分光裝置為PS偏振分光薄膜片。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的3D投影方法，其特征在于，所述偏振分光裝置為PBS分光棱鏡。
全文摘要
一種3D投影裝置，包括光源，其發(fā)出一光束；偏振分光裝置，其設(shè)置在光源發(fā)出的光束路徑上，并將光束分成偏振方向互相垂直的P偏振光和S偏振光，其通過P偏振光，反射S偏振光，P偏振光與S偏振光的光束路徑互相垂直；旋轉(zhuǎn)液晶顯示面板，數(shù)量為兩個，其極性相反，一個設(shè)在P偏振光的光束路徑上，并與光束路徑垂直，將P偏振光反射成S偏振光，另一個設(shè)置在S偏振光的光束路徑上，并將S偏振光反射成P偏振光；屏幕，其將接收的光成像，本發(fā)明的目的在于提供一種使光程同步、聚焦性能好、像素高、亮度高、結(jié)構(gòu)緊湊和信號同步的3D投影裝置及3D投影方法。
文檔編號G03B35/26GK102360156SQ20111030348
公開日2012年2月22日 申請日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者張嶸, 林難生, 陳啟雄 申請人:福建網(wǎng)訊科技有限公司