專利名稱：高效能單機(jī)立體投影系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)投影裝置，尤其涉及一種通過(guò)單臺(tái)投影機(jī)，使用普通的偏光眼鏡可以高效觀賞立體影像的投影系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在我們?nèi)搜劭吹降牧Ⅲw景物的成像原理為我們兩只眼睛獨(dú)立看東西的時(shí)候，左眼只能看到左眼的景物，右眼只能看到右眼的景物，因我們兩只眼睛間大約有6 7厘米的間距，當(dāng)雙眼注視一個(gè)物體時(shí)，雙眼看到的景象并非一致，這樣會(huì)讓兩 眼個(gè)別看到的景物有一點(diǎn)點(diǎn)的位移，看到的是兩幅二維圖像，經(jīng)過(guò)大腦的合成最終呈現(xiàn) 出立體感的景象。現(xiàn)實(shí)中我們不論看電影、電視，因?yàn)楣饩€同時(shí)投影在銀幕上沒(méi)有位移，所以我們看到的大多看到的還是普通2D成像，但隨著3D時(shí)代的到來(lái)，3D成像技術(shù)會(huì)成為今后光學(xué)成像的主流產(chǎn)品。3D技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的研究，已開(kāi)發(fā)出多種3D投影顯示裝置，目前大多使用的是分時(shí)法和分光法，其中分時(shí)法主要是利用普通投影系統(tǒng)成像后，戴上快門式眼鏡實(shí)現(xiàn)，快門式眼鏡兩個(gè)鏡片采用電子控制，根據(jù)顯示器的輸出情況進(jìn)行光線的快速切換，使雙眼看到不同的畫(huà)面，從而感受到立體效果，因快門式眼鏡價(jià)值較高，只能在電影院實(shí)現(xiàn)，所以不利用大面積推廣，同時(shí)快門式眼鏡感應(yīng)器易受外部光線干擾從而影響光線的快速切換，造成看到的畫(huà)面模糊和重疊；分光法主要是采用兩臺(tái)投影機(jī)投射圖像，一部投影機(jī)投影左眼圖像信號(hào)，另一部投影機(jī)投影右眼圖像信號(hào)，通過(guò)透光軸方向相互垂直的偏光片分別調(diào)整左、右眼的投影光路，使左右投影圖像重復(fù)投影成像在金屬屏幕上，觀看者通過(guò)偏光眼鏡左、右眼只能看到相應(yīng)的偏振光圖像，從而在視覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)中產(chǎn)生立體感覺(jué)，達(dá)到觀賞立體影像的目的，類似使用兩臺(tái)投影裝置的立體投影系統(tǒng)硬件成本較高，同時(shí)需要使用金屬屏幕，普通家庭很難安裝實(shí)現(xiàn)。為了克服以上技術(shù)的不足，實(shí)踐中發(fā)明了利用機(jī)械式驅(qū)動(dòng)偏振鏡片切換光線和利用光學(xué)鏡片切換光線，達(dá)到單臺(tái)投影機(jī)佩戴偏光眼鏡可以實(shí)現(xiàn)立體影像的投影系統(tǒng)，前者以國(guó)家知識(shí)產(chǎn)區(qū)局公開(kāi)的“單臺(tái)投影機(jī)播放3D電影的影像播放系統(tǒng)”(專利號(hào)201010225962. 9)為例，該專利通過(guò)3D偏振器中的伺服單元驅(qū)動(dòng)偏振鏡片切換，使偏振鏡片的左右切換頻率與兩幅影像切換頻率同步，同步旋轉(zhuǎn)的偏振鏡片采用光學(xué)偏振技術(shù)，將左右屏幕像完全分開(kāi)，收看時(shí)佩戴偏振眼鏡可以使兩幅畫(huà)面交替出現(xiàn)在左右眼中，產(chǎn)生立體視覺(jué)，光學(xué)成像時(shí)光線以每秒120巾貞的頻率傳輸，偏振分離后P光和S光分別以每秒60中貞的頻率傳輸至左右眼，因該專利采用3D偏振器中的伺服單元機(jī)械式驅(qū)動(dòng)偏振鏡片，容易出現(xiàn)頻率不匹配導(dǎo)致信號(hào)出現(xiàn)干擾，使左右眼看到的影像模糊；后者以國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公開(kāi)的“偏光眼鏡、偏光濾波器、投影機(jī)、立體影像系統(tǒng)”(專利號(hào)201120050306.X)為例，該專利利用偏光濾波器中的光學(xué)波片按預(yù)定時(shí)間產(chǎn)生交替的圖像信號(hào)光線，因圖像按幀順序交替，從而在視覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)中產(chǎn)生立體感覺(jué)，達(dá)到觀賞立體影像的目的，類似專利利用光學(xué)波片實(shí)現(xiàn)圖像信號(hào)的轉(zhuǎn)換，會(huì)受制作工藝的影像造成光干擾，同時(shí)因使用普通液晶面板在信號(hào)切換時(shí)響應(yīng)速度慢，所以在信號(hào)切換時(shí)形成左右眼光線信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)(TI)，這樣容易產(chǎn)生左右眼視訊干擾區(qū)(P)，同樣會(huì)出現(xiàn)左右眼看到影像模糊的情況(如圖I所示)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過(guò)在2D投影機(jī)鏡頭前加裝偏光板和含F(xiàn)e離子液晶面板，可以高效分時(shí)輸出P光和S光，不存在視訊干擾區(qū)，觀看者佩戴普通偏光鏡就可及時(shí)看到分離出的P光和S光，從而達(dá)到清晰觀看立體影像的目的。為實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案高效能單機(jī)立體投影系統(tǒng)，包含2D投影機(jī)、偏光板、含F(xiàn)e離子的液晶板、同步訊號(hào)器、金屬幕和偏光眼鏡；其特征在于2D投影機(jī)前放置一片偏光板，用于將投影機(jī)投射出的非偏極性光轉(zhuǎn)變成偏極性的P光或S光；偏光板與金屬幕之間放置有含F(xiàn)e離子液晶面板，由于液晶面板中含有Fe尚子，能大大避免光的裳減損耗，光売度也能有大幅提升，即能聞、效能地分離出P’光和S’光。所述的含F(xiàn)e離子的液晶板上設(shè)置有同步訊號(hào)器，對(duì)通過(guò)偏光板的偏極性光進(jìn)行開(kāi)啟和關(guān)閉動(dòng)作，此時(shí)一個(gè)方向的偏極性光(P光或S光)會(huì)被開(kāi)啟和關(guān)閉動(dòng)作旋轉(zhuǎn)+45°和-45°，這樣即完成了將輸入的3D片源左右眼不同的影像電訊號(hào)變成只有P’和S’光的左右眼光訊號(hào)，此時(shí)的光訊號(hào)投射到金屬幕并反射出同等只含P’和S’的偏極性光，最終就可以通過(guò)普通的偏光眼鏡看到3D效果的影像。本發(fā)明專利可解決的技術(shù)問(wèn)題是(I)通過(guò)偏光板后放置有含F(xiàn)e離子的液晶板,代替普通液晶面板，由于液晶面板中含有Fe離子，因此同步訊號(hào)器在對(duì)含F(xiàn)e離子液晶面板切換時(shí)信號(hào)響應(yīng)速度要高于普通液晶面板的響應(yīng)速度，這樣對(duì)左、右眼訊號(hào)分離時(shí)不易存在左右眼訊號(hào)干擾區(qū)，相比普通液晶面板信號(hào)切換而言，能大大避免光的衰減損耗，光亮度也能有大幅提升，即能高效能地分離出P’光和S’光。(2)采用同步訊號(hào)器對(duì)通過(guò)光敏電阻快速感知R，L訊號(hào)的切換來(lái)控制含F(xiàn)e離子液晶板的開(kāi)啟和關(guān)閉動(dòng)作，可以使偏振分離后P’光和S’光分別以每秒60幀的頻率傳輸至左右眼，與佩戴偏光眼鏡看到光學(xué)同步，達(dá)到高效觀賞立體投影效果。


圖I為原有液晶面板響應(yīng)光線不意圖；其中S :訊號(hào)；T :時(shí)間；TI :響應(yīng)時(shí)間；P :視訊干擾區(qū)。圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；其中1、2D投影機(jī)；2、偏光板；3、含F(xiàn)e離子的液晶板；4、同步訊號(hào)器；5、金屬幕；
6、偏光眼鏡。圖3為本發(fā)明含F(xiàn)e離子的液晶板響應(yīng)光線示意圖；其中S :訊號(hào)；T :時(shí)間；T2 :響應(yīng)時(shí)間。圖4為本發(fā)明同步訊號(hào)器控制光線示意圖；圖5為本發(fā)明同步訊號(hào)器感應(yīng)動(dòng)作示意具體實(shí)施例方式如圖所示，在2D投影機(jī)I外部加裝偏光板2將2D投射的非偏極化光進(jìn)行偏極化，偏極化的光(P光或S光)通過(guò)一受同步訊號(hào)器4控制的含F(xiàn)e離子液晶面板3，同步訊號(hào)器4將偏極性光分時(shí)輸出P’光和S’光，由于液晶面板中含有Fe離子，因此同步訊號(hào)器4在對(duì)含F(xiàn)e離子液晶面板3切換時(shí)響應(yīng)速度要高于普通液晶面板的響應(yīng)速度，在信號(hào)切換時(shí)形成左右眼光線信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間較短(T2)，這樣對(duì)左、右眼訊號(hào)分離時(shí)不易存在左右眼訊號(hào)干擾區(qū)，相比普通液晶面板切換而言，能大大避免光的衰減損耗，光亮度也能有大幅提升，即能高效能地分離出P’光和S’光；同時(shí)，幀速率受輸入到2D投影機(jī)的視訊信號(hào)幀速率有關(guān)，如輸入2D投影機(jī)的視訊信號(hào)幀速率達(dá)到120Hz，采用同步訊號(hào)器4對(duì)通過(guò)光敏電阻快速感知R，L訊號(hào)的切換來(lái)控制含F(xiàn)e離子液晶板3的開(kāi)啟和關(guān)閉動(dòng)作，可以使偏振分離后P’光 和S’光分別快速輸出幀速率為60Hz，此合成光最終投射到一金屬幕布5后反射即可被帶有偏光眼鏡6的人看到，偏光眼鏡6的兩個(gè)鏡片即可同時(shí)看到不同的P’光和S’光影像內(nèi)容，從而達(dá)到清晰觀看立體影像的目的；本發(fā)明結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，能改裝絕大部分2D投影機(jī)為3D投影機(jī)，且只是用普通偏光眼鏡，成本低廉，極具推廣價(jià)值。
權(quán)利要求
1.高效能單機(jī)立體投影系統(tǒng)，包含2D投影機(jī)、偏光板、含F(xiàn)e離子的液晶板、同步訊號(hào)器、金屬幕和偏光眼鏡；其特征在于2D投影機(jī)前放置一片偏光板,偏光板與金屬幕之間放置有含F(xiàn)e離子液晶面板。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高效能單機(jī)立體投影系統(tǒng)，其特征在于所述的含F(xiàn)e離子的液晶板上設(shè)置有同步訊號(hào)器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高效能單機(jī)立體投影系統(tǒng)，2D投影機(jī)前放置一片偏光板，用于將投影機(jī)投射出的非偏極性光轉(zhuǎn)變成偏極性的P光或S光；偏光板與金屬幕之間放置有含F(xiàn)e離子液晶面板，由于液晶面板中含有Fe離子，能大大避免光的衰減損耗，光亮度也能有大幅提升，即能高效能地分離出P’光和S’光；其中含F(xiàn)e離子的液晶板上設(shè)置有同步訊號(hào)器，對(duì)通過(guò)偏光板的偏極性光進(jìn)行開(kāi)啟和關(guān)閉動(dòng)作，此時(shí)一個(gè)方向的偏極性光(P光或S光)會(huì)被開(kāi)啟和關(guān)閉動(dòng)作旋轉(zhuǎn)+45°和-45°，這樣即完成了將輸入的3D片源左右眼不同的影像電訊號(hào)變成只有P’和S’光的左右眼光訊號(hào)，此時(shí)的光訊號(hào)投射到金屬幕并反射出同等只含P’和S’的偏極性光，最終就可以通過(guò)普通的偏光眼鏡看到3D效果的影像。
文檔編號(hào)G02B27/26GK102681329SQ201210128708
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者吳天陽(yáng), 洪惠泰 申請(qǐng)人:光峰光電(無(wú)錫)有限公司