用于立體圖像投影儀的光學(xué)偏振裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于立體圖像投影儀的光學(xué)偏振裝置。本發(fā)明還涉及用于顯示立體圖像的系統(tǒng)和顯示立體圖像的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在已知的方式中，立體圖像的投影通常使用時(shí)間上多路傳輸?shù)牧Ⅲw圖像的兩個(gè)子序列在屏幕上的交替投影。圖像的這些子序列中的一個(gè)旨在由觀看者的左眼看到，而圖像的另一個(gè)子序列旨在由觀看者的右眼看到，從而為觀看者創(chuàng)建凸現(xiàn)的印象。觀看者通常配備有立體眼鏡，立體眼鏡配置為允許觀看者的每只眼僅看到為其準(zhǔn)備的圖像的子序列。特別地，已知具有無源立體眼鏡的顯示系統(tǒng)。在這類系統(tǒng)中，對圖像的兩個(gè)子序列應(yīng)用不同的光學(xué)偏振狀態(tài)；立體眼鏡包括與每只眼相對的偏振濾光器，其配置為僅透過為這只眼準(zhǔn)備的子序列。
[0003]該技術(shù)的已知缺點(diǎn)為，因?yàn)槠衿鞯墓馔干渥疃嗟扔?0%，所以立體圖像以降低的亮度顯示。降低的亮度不利于觀看者的觀看舒適性，并使得有必要依靠高發(fā)光功率的投影儀來彌補(bǔ)降低的亮度，從而導(dǎo)致過多的生熱和電消耗。
[0004]專利US7857455B2描述了將兩幅圖像重新組合在屏幕上的光學(xué)偏振裝置。這兩幅圖像由兩個(gè)光束產(chǎn)生，這兩個(gè)光束具有不同光學(xué)路徑并且具有由投影儀發(fā)出的完全相同的光束作為源頭。該裝置包括:
[0005]-分束器-偏振器，其能夠?qū)⑷肷涔馐纸獬沙尸F(xiàn)第一光學(xué)偏振狀態(tài)的透射光束、和呈現(xiàn)不同于第一光學(xué)偏振狀態(tài)的第二光學(xué)偏振狀態(tài)的反射光束；
[0006]-光學(xué)反射器，其配置為修改反射光束的軌跡，使得能夠?qū)⑺龇瓷涔馐屯干涔馐队耙孕纬赏耆嗤牧Ⅲw圖像；
[0007]-第一偏振調(diào)制器和第二偏振調(diào)制器，其分別能夠在第一光學(xué)偏振狀態(tài)和第二光學(xué)偏振狀態(tài)之間切換透射光束和反射光束的光學(xué)偏振，使得所述反射光束和透射光束均呈現(xiàn)完全相同的光學(xué)偏振狀態(tài)。
[0008]然而，該裝置呈現(xiàn)出許多缺點(diǎn)，諸如顯著的笨重性或者生產(chǎn)復(fù)雜，從而導(dǎo)致高成本。事實(shí)上，光束寬度的快速放大，結(jié)合該光束的連續(xù)反彈(最初作為在分束器-偏振器上的第一反射，并且然后作為在反射器上的第二反射)，迫使使用具有顯著放大率的光學(xué)組件，特別是對于反射器，從而使裝置的成本和笨重性逐步上升。此外，分束器-偏振器必須放置在明顯遠(yuǎn)離投影儀的距離處，以便正確地運(yùn)轉(zhuǎn)，從而涉及用于與入射光束相交的分束器-偏振器的顯著笨重性。此外，穿過分束器-偏振器的一級光束和首先在分束器-偏振器上反射接著在反射器上反射的二級光束之間的路徑長度差不可忽略，從而導(dǎo)致了從一級光束得到的圖像和從二級光束得到的圖像之間可感知的尺寸差異。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]因此，需要一種用于立體圖像投影儀的光學(xué)偏振器，其保證一級光束和二級光束的圖像尺寸完全相同，同時(shí)避免使用劣化圖像質(zhì)量的昂貴、笨重的光學(xué)元件，并且同時(shí)保持高亮度。
[0010]此外，由于其小的尺寸和減少的重量，該系統(tǒng)將能夠安裝在市場上越來越普遍的諸如“無放映室(boothless)”之類的配置中，其中與常規(guī)放映室相比，空間大大減少。
[0011]因此，本發(fā)明涉及用于立體圖像投影儀的光學(xué)偏振裝置，如在所附權(quán)利要求中限定的那樣。本發(fā)明進(jìn)一步涉及用于顯示立體圖像的系統(tǒng)，如在所附權(quán)利要求中限定的那樣。此外本發(fā)明涉及用于顯示立體圖像的方法，如在所附權(quán)利要求中限定的那樣。
【附圖說明】
[0012]參照附圖，根據(jù)下文以完全非限制性表示的方式給出的說明，本發(fā)明的其他特性和優(yōu)點(diǎn)會(huì)清楚顯現(xiàn)，其中:
[0013]-圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示例的用于顯示立體圖像的系統(tǒng)的示意性側(cè)視圖；
[0014]-圖2為圖1的系統(tǒng)的光學(xué)偏振裝置的第一實(shí)施例的示意性側(cè)視圖；
[0015]-圖3為圖1的系統(tǒng)的光學(xué)偏振裝置的第二實(shí)施例的示意性側(cè)視圖；
[0016]-圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的顯示立體圖像的方法的流程圖；
[0017]-圖5為由圖1的顯示系統(tǒng)投影到屏幕上的光束的示意性圖示；
[0018]-圖6和圖7分別為根據(jù)第一變體的配備有變形機(jī)制的鏡的側(cè)視圖和端視圖；
[0019]-圖8和圖9分別為根據(jù)第二變體的配備有變形機(jī)制的鏡的側(cè)視圖和端視圖；
[0020]-圖10和圖11為鏡和變形促動(dòng)器的底視圖和側(cè)視圖；
[0021]-圖12和圖13為圖8和圖9中的鏡在兩種變形配置下的側(cè)視圖；
[0022]-圖14為使得可能修改鏡的承載部的支撐部的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明提出一種用于立體圖像的投影的光學(xué)偏振裝置，其特別地包括由接合在一起的兩個(gè)分束器-偏振器板所形成的偏振器光學(xué)元件。特別地，該偏振器光學(xué)元件配置為將立體圖像投影儀所發(fā)出的入射光束分成兩個(gè)反射光束和一個(gè)透射光束，透射光束和反射光束呈現(xiàn)不同的偏振。
[0024]通過將入射光束分成呈現(xiàn)不同偏振的反射光束和透射光束，可以只將偏振調(diào)制應(yīng)用于反射光束或透射光束，從而相對于其中將該偏振應(yīng)用于全部入射光束的情況，降低了發(fā)光強(qiáng)度的總損失。此外，通過將入射光束分成兩個(gè)反射光束和一個(gè)透射光束，而不是僅分成一個(gè)反射光束和一個(gè)透射光束，去除了大尺寸的光學(xué)反射器，并用較小尺寸的兩個(gè)光學(xué)反射器替代，從而與現(xiàn)有技術(shù)相比，降低了裝置的笨重性。
[0025]最后，本發(fā)明人已經(jīng)注意到以下事實(shí)；將分束器-偏振器板的接合部放置在入射光束的軌跡上，不僅不會(huì)引起光學(xué)偽影(例如暗條)在立體圖像上的出現(xiàn)，還會(huì)使得可能減小立體圖像投影儀的光學(xué)輸出和光學(xué)偏振元件之間的最小距離，從而大大有助于降低裝置的笨重性。
[0026]反射光束的軌跡可以由光學(xué)反射器修改，使得該反射光束和透射光束被投影為形成完全相同的立體圖像。光學(xué)反射器可以為了該目的而配備有變形裝置。
[0027]在本說明書的下文中，不再詳細(xì)描述本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的特性和功能。
[0028]圖1表示用于顯示立體圖像的組合件。此處，該組合件包括:
[0029]-立體圖像投影儀2;
[0030]-光學(xué)偏振裝置3；
[0031]-偏振保留反射屏幕4，和
[0032]-一副無源立體眼鏡5。
[0033]此處，投影儀2為高速數(shù)字投影儀，能夠以大于或者等于50Hz、優(yōu)選地大于或者等于144Hz的頻率投影圖像。特別地，該投影儀2能夠產(chǎn)生包括圖像的兩個(gè)時(shí)間上多路傳輸?shù)淖有蛄械牧Ⅲw圖像序列(兩個(gè)子序列分別為觀看者的左眼和右眼準(zhǔn)備)，并且能夠?qū)⑦@些圖像投影到屏幕4上。該投影儀2包括輸出物鏡21，通過輸出物鏡21能夠?qū)⑼队皟x2所產(chǎn)生且包括立體圖像的入射光束22 (此處為非偏振光)投影。
[0034]特別地，裝置3配置為對旨在投影到屏幕4上的圖像子序列應(yīng)用正交光學(xué)偏振。此處，圖像的兩個(gè)子序列的光學(xué)偏振為相互正交的線性偏振。在該示例中，選擇以下規(guī)約:為左眼準(zhǔn)備的圖像呈現(xiàn)線性P偏振，且為右眼準(zhǔn)備的圖像呈現(xiàn)線性S偏振。為此，裝置3特別地包括控制電路31，其能夠響應(yīng)投影儀2所接收的同步信號(hào)來控制對穿過裝置3的光的偏振應(yīng)用。該同步信號(hào)使得可能使偏振的應(yīng)用與投影儀2所發(fā)出的圖像子序列之間的切換同步。例如，借助基于接線的鏈接將該電路31鏈接到投影儀2的輸出，該輸出配置為傳遞同步信號(hào)。該裝置3會(huì)參照圖2更詳細(xì)地描述。該裝置3布置在物鏡21和屏幕4之間，使得光束22穿過裝置3。
[0035]眼鏡5為無源立體眼鏡。該眼鏡5包括兩個(gè)鏡片51和52，其旨在分別放置于觀看者的左眼和右眼前面以便觀察投影到屏幕4上的立體圖像。鏡片51和52各自包括分別對應(yīng)于針對對應(yīng)圖像子序列預(yù)定義的偏振狀態(tài)的透射性偏振濾光器。因此，此處鏡片51和52適合于僅允許呈現(xiàn)線性偏振(分別為P和S)的光通過。
[0036]在本說明書中，術(shù)語“上游”和“下游