一種基于色彩分割的單機(jī)立體投影裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于色彩分割的單機(jī)立體投影裝置，僅包括一臺(tái)投影機(jī)，該投影機(jī)包括光源、帶通色輪、成像裝置以及投影鏡頭；所述光源、帶通色輪、成像裝置依次對(duì)應(yīng)間隔設(shè)置形成光路，所述投影鏡頭設(shè)置在成像裝置的反射或透射路徑上，所述光源發(fā)出的光通過帶通色輪射入成像裝置后，成像裝置將其反射或透射入投影鏡頭。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有投影效果好、成本低、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種投影裝置，尤其是涉及一種基于色彩分割的單機(jī)立體投影裝 置。 -種基于色彩分割的單機(jī)立體投影裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，投入商業(yè)運(yùn)行的主流立體投影技術(shù)可以分為三類：主動(dòng)立體顯示系統(tǒng)、被動(dòng) 偏振立體顯示系統(tǒng)和光譜分離立體顯示系統(tǒng)。
[0003] 主動(dòng)立體用一臺(tái)刷新率為120Hz左右的投影機(jī)交替輸出左右眼畫面，配合可以左 右交替開關(guān)的LCD立體眼鏡同步切換實(shí)現(xiàn)左、右眼圖像的分離，立體效果很好。但是主動(dòng)立 體眼鏡成本較高，而且立體眼鏡的頻繁開關(guān)閃爍會(huì)給眼睛帶來不適，光線通過液晶立體眼 鏡片后亮度損失也很大。眼鏡需要定時(shí)充電、每次使用前需打開開關(guān)。
[0004] 被動(dòng)偏振立體投影基于光的偏振態(tài)原理，用振動(dòng)方向相互垂直（或圓偏振光方向 相反）的兩束偏振光把兩幅圖像投射到銀幕上，再用透光方向垂直的兩個(gè)偏振鏡片觀看， 兩只眼睛就會(huì)看到不同的圖像，從而得到立體畫面。偏振立體投影除了對(duì)屏幕的偏振性要 求很高，在投影過程中還存在嚴(yán)重的光損問題，要求屏幕的增益較高。此外，偏振立體投影 采用的金屬幕存在嚴(yán)重的太陽效應(yīng)和金屬眩光問題。
[0005] 上述的主動(dòng)立體和被動(dòng)偏振立體投影作為目前單機(jī)立體投影的主要方式，被市場 上大量廠商應(yīng)用，如索尼和RealD，但如前所述，這些立體方式要么存在亮度損失大、眼鏡笨 重、須定時(shí)充電、觀看角度限制等弊端，要么具有實(shí)施成本和使用成本高的缺點(diǎn)。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0006] 本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種投影效果 好、成本低、安裝方便的基于色彩分割的單機(jī)立體投影裝置。
[0007] 本實(shí)用新型可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0008] -種基于色彩分割的單機(jī)立體投影裝置，其特征在于，僅包括一臺(tái)投影機(jī)，該投影 機(jī)包括光源、帶通色輪、成像裝置以及投影鏡頭；所述光源、帶通色輪、成像裝置依次對(duì)應(yīng)間 隔設(shè)置形成光路，所述投影鏡頭設(shè)置在成像裝置的反射或透射路徑上，所述光源發(fā)出的光 通過帶通色輪射入成像裝置后，成像裝置將其反射或透射入投影鏡頭。
[0009] 所述帶通色輪包括轉(zhuǎn)軸、與轉(zhuǎn)軸連接的驅(qū)動(dòng)電路、套置在轉(zhuǎn)軸外圍可繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn) 的色輪本體、以及分別設(shè)置在色輪本體上的第一帶通濾光片和第二帶通濾光片。
[0010] 所述第一帶通濾光片和第二帶通濾光片均為半圓形。
[0011] 所述第一帶通濾光片和第二帶通濾光片呈左右相對(duì)設(shè)置。
[0012] 所述光源、帶通色輪的一側(cè)與成像裝置依次對(duì)應(yīng)設(shè)置后形成光路，設(shè)置在色輪本 體上的第一帶通濾光片和第二帶通濾光片隨著色輪本體繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)谝粠V光片旋 轉(zhuǎn)到與光源、成像裝置對(duì)應(yīng)的一側(cè)位置時(shí)，光源發(fā)出的光通過第一帶通濾光片傳輸?shù)匠上?裝置，當(dāng)?shù)诙V光片旋轉(zhuǎn)到與光源、成像裝置對(duì)應(yīng)的一側(cè)位置時(shí)，光源發(fā)出的光通過第 二帶通濾光片傳輸?shù)匠上裱b置，從而光源發(fā)出的光經(jīng)旋轉(zhuǎn)的帶通色輪的第一帶通濾光片、 第二帶通濾光片按時(shí)序生成光序列。
[0013] 所述第一帶通濾光片、第二帶通濾光片為RGB三通道窄帶多帶通濾光片；所述第 一帶通濾光片與第二帶通濾光片的波段為互補(bǔ)關(guān)系，光源發(fā)出的光經(jīng)第一帶通濾光片、第 二帶通濾光片按時(shí)序分別生成兩組不同波長的光序列R1、G1、B1和光序列R2、G2、B2后，光 序列Rl、Gl、B1和光序列R2、G2、B2分別傳輸?shù)匠上裱b置上生成兩組同一表現(xiàn)內(nèi)容的不同 時(shí)序圖像，兩組時(shí)序圖像按照時(shí)序先后被投影鏡頭投影到外部的投影幕上，經(jīng)投影幕反射 后被觀影人佩戴的立體眼鏡的左右眼鏡片分別接收。
[0014] 所述的成像裝置為數(shù)字微鏡裝置DMD或IXD芯片或LC0S成像芯片。
[0015] 所述的光源是激光固態(tài)光源或超高壓水銀燈或LED光源或氬弧燈。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0017] 1、由于采用單臺(tái)投影機(jī)作為立體投影輸出信號(hào)，有效避免了現(xiàn)有技術(shù)中的重影、 鬼影等現(xiàn)象。
[0018] 2、由于采用單臺(tái)投影機(jī)，建設(shè)成本和使用成本大幅降低。
[0019] 3、由于采用單臺(tái)投影機(jī)，安裝時(shí)無需考慮雙機(jī)重合問題，減少安裝難度。
[0020] 4、由于采用單臺(tái)投影機(jī)，使用中不會(huì)出現(xiàn)左右眼亮度不均的問題。
[0021] 5、由于使用單臺(tái)投影機(jī)，更有利于搭建帶融合的多通道立體投影。
[0022] 6、由于使用色彩分割立體方式，無金屬幕布要求。
[0023] 7、眼鏡佩戴方便，無方向要求，無需開關(guān)、無需電源、無需充電。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖2為本實(shí)用新型的帶通色輪的第一帶通濾光片的工作原理圖；
[0026] 圖3為本實(shí)用新型的帶通色輪的第二帶通濾光片的工作原理圖；
[0027] 圖4為本實(shí)用新型的帶通色輪的第一帶通濾光片輸出光序列的時(shí)序示意圖；
[0028] 圖5為本實(shí)用新型的帶通色輪的第二帶通濾光片輸出光序列的時(shí)序示意圖；
[0029] 圖6為本實(shí)用新型的帶通色輪的第一帶通濾光片輸出的帶通波段示意圖；
[0030] 圖7為本實(shí)用新型的帶通色輪的第二帶通濾光片輸出的帶通波段示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0032] 如圖1所示，本實(shí)用新型一種基于色彩分割的單機(jī)立體投影裝置，僅包括一臺(tái)投 影機(jī)，該投影機(jī)包括光源7、帶通色輪4、成像裝置6以及投影鏡頭3 ;光源7、帶通色輪4、成 像裝置6依次對(duì)應(yīng)間隔設(shè)置形成光路，投影鏡頭3設(shè)置在成像裝置6的反射或透射路徑上， 光源7發(fā)出的光通過帶通色輪4射入成像裝置6后，成像裝置6將其反射或透射入投影鏡 頭3。觀眾通過無源立體眼鏡2觀看本實(shí)用新型單機(jī)立體投影裝置投影到投影幕1上的立 體影像。
[0033] 光源7是激光固態(tài)光源或超高壓水銀燈或LED光源或氬弧燈。成像裝置6是數(shù)字 微鏡裝置DMD或IXD芯片或LC0S芯片。
[0034] 帶通色輪4包括轉(zhuǎn)軸，與轉(zhuǎn)軸連接的驅(qū)動(dòng)電路，套置在轉(zhuǎn)軸外圍可繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的 色輪本體，分別設(shè)置在色輪本體上的第一帶通濾光片41、第二帶通濾光片42。驅(qū)動(dòng)電路可 以是電動(dòng)機(jī)等現(xiàn)有技術(shù)的驅(qū)動(dòng)電路。第一帶通濾光片41、第二帶通濾光片42均為半圓形， 其左右相對(duì)鑲嵌在色輪本體上。
[0035] 光源7發(fā)出的光通過帶通色輪4的第一帶通濾光片41、第二帶通濾光片42后分別 產(chǎn)生左、右眼圖像。
[0036] 如圖2和圖3所示，光源7、成像裝置6與帶通色輪4的一側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置形成光路，設(shè) 置在色輪本體4上的第一帶通濾光片41、第二帶通濾光片42隨著色輪本體繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，光 源7發(fā)出的光僅能通過帶通色輪4的一側(cè)傳輸?shù)匠上裱b置6上，當(dāng)?shù)谝粠V光片41旋轉(zhuǎn) 到與光源7、成像裝置6對(duì)應(yīng)的一側(cè)位置時(shí)，光源7發(fā)出的光通過第一帶通濾光片41傳輸 到成像裝置6,當(dāng)?shù)诙V光片42旋轉(zhuǎn)到與光源7、成像裝置6對(duì)應(yīng)的一側(cè)位置時(shí)，光源 7發(fā)出的光通過第二帶通濾光片42傳輸?shù)匠上裱b置6,從而光源7發(fā)出的光經(jīng)旋轉(zhuǎn)的帶通 色輪4的第一帶通濾光片41、第二帶通濾光片42按時(shí)序生成光序列。
[0037] 如圖6和圖7所示，第一帶通濾光片41、第二帶通濾光片42為RGB三通道窄帶多 帶通濾光片，第一帶通濾光片41與第二帶通濾光片42的通過的光波段為互補(bǔ)關(guān)系。如圖 4和圖5所示，光源7發(fā)出的光經(jīng)第一帶通濾光片41、第二帶通濾光片42過濾按時(shí)序分別 生成兩組不同波長的光序列R1、G1、B1和光序列R2、G2、B2后，光序列R1、G1、B1和光序列 R2、G2、B2分別傳播到成像裝置6上生成兩組具有微小差別的同一表現(xiàn)內(nèi)容的不同時(shí)序圖 像R1G1B1和R2G2B2,并經(jīng)過成像裝置6反射或透射到投影鏡頭3后，兩組時(shí)序圖像按照時(shí) 序先后被投影鏡頭3投影到外部的投影幕1上，觀影人佩戴無源立體眼鏡2,該無源立體眼 鏡2具有特殊透光性，其左眼鏡片21的帶通光波段與帶通色輪4的第一帶通濾光片41對(duì) 應(yīng)，只能通過經(jīng)過第一帶通濾光片41的時(shí)序圖像R1G1B1，其右眼鏡片22的帶通光波段與帶 通色輪4的第二帶通濾光片42對(duì)應(yīng)，只能通過經(jīng)過第二帶通濾光片42的時(shí)序圖像R2G2B2， 從而使時(shí)序圖像R1G1B1進(jìn)入觀影人的左眼形成"左眼圖像"，時(shí)序圖像R2G2B2進(jìn)入觀影人 的右眼形成"右眼圖像"。由于人眼的生理特性，視覺具有暫留效應(yīng)，左右眼兩幅具有微小視 差的圖像在大腦中結(jié)合呈現(xiàn)出立體的視覺效果。由于第一帶通濾光片41與第二帶通濾光 片42的通過的光波段為互補(bǔ)關(guān)系，沒有重疊，因此無源立體眼鏡2的左右眼鏡片接收到的 左眼圖像和右眼圖像相互之間不受干擾。
[0038] 本實(shí)用新型還可以在成像裝置6與投影鏡頭3之間設(shè)置棱鏡系統(tǒng)5,對(duì)成像裝置6 輸出的光進(jìn)行優(yōu)化，提高圖像的亮度、對(duì)比度等性能。
[0039] 綜上所述，本實(shí)用新型由于采用單臺(tái)投影機(jī)作為立體投影輸出信號(hào)，安裝時(shí)無需 考慮雙機(jī)重合問題，降低了安裝難度，降低了建設(shè)成本和使用成本，更有利于搭建帶融合的 多通道立體投影；本實(shí)用新型由于通過設(shè)置在色輪本體上的半圓形第一帶通濾光片和第二 帶通濾光片的帶通光波段為互補(bǔ)關(guān)系，并且第一帶通濾光片、第二帶通濾光片隨色輪本體 旋轉(zhuǎn)，使光源發(fā)出的光分別形成波長互補(bǔ)的時(shí)序光序列，因此通過成像裝置、投影鏡頭最終 分別進(jìn)入觀影人左右眼的左眼圖像和右眼圖像沒有重疊，相互之間不受干擾，避免了現(xiàn)有 技術(shù)使用左右兩臺(tái)投影機(jī)分別生成左眼圖像和右眼圖像的存在的重影、鬼影等現(xiàn)象，并且 左眼圖像和右眼圖像亮度一致；本實(shí)用新型由于使用色彩分割立體方式，無金屬幕布要求； 本實(shí)用新型由于采用單臺(tái)投影機(jī)，無源立體眼鏡佩戴方便，無方向要求，無需開關(guān)、無需電 源、無需充電。
[0040] 盡管本實(shí)用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上 述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于 本實(shí)用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)由所附 的權(quán)利要求來限定。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于色彩分割的單機(jī)立體投影裝置，其特征在于，僅包括一臺(tái)投影機(jī)，該投影機(jī) 包括光源、帶通色輪、成像裝置以及投影鏡頭；所述光源、帶通色輪、成像裝置依次對(duì)應(yīng)間隔 設(shè)置形成光路，所述投影鏡頭設(shè)置在成像裝置的反射或透射路徑上，所述光源發(fā)出的光通 過帶通色輪射入成像裝置后，成像裝置將其反射或透射入投影鏡頭。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于色彩分割的單機(jī)立體投影裝置，其特征在于，所述 帶通色輪包括轉(zhuǎn)軸、與轉(zhuǎn)軸連接的驅(qū)動(dòng)電路、套置在轉(zhuǎn)軸外圍可繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的色輪本體、以 及分別設(shè)置在色輪本體上的第一帶通濾光片和第二帶通濾光片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于色彩分割的單機(jī)立體投影裝置，其特征在于，所述 第一帶通濾光片和第二帶通濾光片均為半圓形。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于色彩分割的單機(jī)立體投影裝置，其特征在于，所述 第一帶通濾光片和第二帶通濾光片呈左右相對(duì)設(shè)置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于色彩分割的單機(jī)立體投影裝置，其特征在于，所述 光源、帶通色輪的一側(cè)與成像裝置依次對(duì)應(yīng)設(shè)置后形成光路，設(shè)置在色輪本體上的第一帶 通濾光片和第二帶通濾光片隨著色輪本體繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)谝粠V光片旋轉(zhuǎn)到與光源、 成像裝置對(duì)應(yīng)的一側(cè)位置時(shí)，光源發(fā)出的光通過第一帶通濾光片傳輸?shù)匠上裱b置，當(dāng)?shù)诙?帶通濾光片旋轉(zhuǎn)到與光源、成像裝置對(duì)應(yīng)的一側(cè)位置時(shí)，光源發(fā)出的光通過第二帶通濾光 片傳輸?shù)匠上裱b置，從而光源發(fā)出的光經(jīng)旋轉(zhuǎn)的帶通色輪的第一帶通濾光片、第二帶通濾 光片按時(shí)序生成光序列。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于色彩分割的單機(jī)立體投影裝置，其特征在于，所述 第一帶通濾光片、第二帶通濾光片為RGB三通道窄帶多帶通濾光片；所述第一帶通濾光片 與第二帶通濾光片的波段為互補(bǔ)關(guān)系。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于色彩分割的單機(jī)立體投影裝置，其特征在于，所述 的成像裝置為數(shù)字微鏡裝置DMD或IXD芯片或LCOS成像芯片。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于色彩分割的單機(jī)立體投影裝置，其特征在于，所述 的光源是激光固態(tài)光源或超高壓水銀燈或LED光源或氬弧燈。
【文檔編號(hào)】G03B35/16GK203894530SQ201420263243
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】楊濤, 袁峰, 王薇, 于靜靜, 周軍明 申請(qǐng)人:上海華博信息服務(wù)有限公司