专利名称：3d投影装置及3d投影方法
技术领域：
本发明属于投影设备领域，具体涉及一种3D投影装置及3D投影方法。
背景技术：
随着显示技术的不断发展，投影装置已经被广泛的实用，并发展处能够大幅并具有高画质以及高解析度的影响。现有的3D投影光学系统主要是提高DLP显示屏的刷新率至120HZ以上然后通过时分方式来实现3D投影功能的，对于3D功能目前通常是采用两台投影机以及两块偏光镜加上立体眼镜的组合而实现，但这种方式无疑增加了使用成本，另外还需要对两台投影机的相对位置做准确调整，并且调整好之后就不能随意的移动，一致性较差，使用起来很不方便。进而有采用Lcos实现3D投影的功能，Lcos 旋转液晶显示面板(模拟显示器件) 一个灰阶等级时间段内通过对液晶的旋转角度的控制改变入射光的偏振方向配合偏光片检偏器获得从暗到亮的灰阶等级(真彩色256个灰阶)，液晶旋转的响应速度约10毫秒级别(低速旋转响应)，是一种新型的反射microlIXD投影技术。与穿透式IXD和DLP相比， Lcos具有利用光效率高、体积小、开口率高、制造技术较为成熟等特点，它可以很容易的实现高分辨率和充分的色彩表现。如申请号为国内公开号为“CN101986186A”的“一种3D投影系统”，其中公开了种使用两片常规LCOS显示芯片(屏)实现的一种3D投影系统，使用双LCOS显示芯片实现3D 功能投影光学系统，该光学系统是由两个LCOS显示芯片和PBS棱镜及一个1/2波带片，同时加上光源系统和成像镜头组成了双LCOS显示芯片3D投影光学系统。虽然实现了 3D投影，但是整体的体积较为庞大，而且投影在屏幕上的他们的光程不同步、聚焦性能差，像素低，其信号难保持同步，左右眼信号误差容易产生位置偏差等缺点，容易使观看者产生眩晕感，一直是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使光程同步、聚焦性能好、像素高、亮度高、结构紧凑和信号同步的3D投影装置及3D投影方法。为解决上述技术问题，本发明提供一种3D投影装置，包括光源，其发出一光束；偏振分光装置，其设置在光源发出的光束路径上，并将光束分成偏振方向互相垂直的P偏振光和S偏振光，其通过P偏振光，反射S偏振光，P偏振光与S偏振光的光束路径互相垂直；旋转液晶显示面板，数量两个，其极性相反，一个设在P偏振光的光束路径上，并与光束路径垂直，将P偏振光反射成S偏振光，另一个设置在S偏振光的光束路径上，并将 S偏振光反射成P偏振光；屏幕，其将接收的光成像。
本发明提供的另一种3D投影装置，包括光源，用于发出光束；偏振分光装置，设置在光源发出的光束路径上，并将光束分成偏振方向互相垂直的P偏振光和S偏振光，所述偏振分光装置通过S偏振光，反射P偏振光，P偏振光与S偏振光的光束路径互相垂直；旋转液晶显示面板，数量为两个，其极性相反，一个设在P偏振光的光束路径上， 并与光束路径垂直，将P偏振光反射成S偏振光，另一个设置在S偏振光的光束路径上，并将S偏振光反射成P偏振光；屏幕，其将接收的偏振光成像。为轻便的实现偏振分光，本发明改进有，所述偏振分光装置为PS偏振分光薄膜片。为进一步实现偏振分光，本发明改进有，所述偏振分光装置为PBS分光棱镜。对光束进行处理，本发明改进有，沿着光束路径在光源与偏振分光装置之间或偏振分光装置与屏幕之间设置有对光束进行整形和准直的透镜。未解决上述技术问题，本发明进一步提供一种3D投影方法，包括以下步骤步骤1.光源发出照明光束；步骤2.所述照明光束通过偏振分光装置分为偏振方向互相垂直的P偏振光和S 偏振光，P偏振光通过偏振分光装置，S偏振光被反射，P偏振光与S偏振光的光束路径相垂直；步骤3. P偏振光通过偏振分光装置并被垂直反射成S偏振光，S偏振光垂直反射成P偏振光；步骤4.反射后的S偏振光经过偏振分光装置反射，反射后的P偏振光通过偏振分光装置；步骤5. S偏振光与P偏振光成像。为提高光束的精准度，本发明改进有，所述步骤1发出的照明光束经过整形和准
直处理。为轻便的实现偏振分光，本发明改进有，所述偏振分光装置为PS偏振分光薄膜片。为进一步实现偏振分光，本发明改进有，所述偏振分光装置为PBS分光棱镜。本发明的有益效果是结构紧凑、生产装配简单易操作；使用同一光源，同一个投影镜头，容易调整，一致性好，使用方便；提高光能的利用率；通过极性相反的Lcos改变偏振方向，通过研究发现以往生产的3D投影装置，主要的技术问题是光程不同步、聚焦性能差，像素低，其信号难保持同步，左右眼信号误差容易产生位置偏差等缺点，容易使观看者产生眩晕感，而引起该技术的根本原因是“设置了 1/2波带片”，而改成设置两个极性相反的Lcos液晶芯片，降低了成本、使得光源的光线几乎都能到达了屏上，简化了光路结构，使的P光与S光两路偏振光的路程一致；保证在相同的投影距离上成像，使左右眼画面都成像在同一屏上，而且本发明光程同步、聚焦性能好、像素高、信号同步，亮度高。
附图1为本发明的实施例一的结构示意图；附图2为本发明的实施例二的结构示意图。标号说明1-光源；2-偏振分光装置；3-旋转液晶显示面板；4-屏幕；5-透镜。
具体实施例方式为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。本发明提供一种3D投影方法，包括以下步骤步骤1.光源1发出照明光束；步骤2.所述照明光束通过偏振分光装置2分为偏振方向互相垂直的P偏振光和 S偏振光，P偏振光通过偏振分光装置2，S偏振光被反射，P偏振光与S偏振光的光束路径相垂直；步骤3. P偏振光通过偏振分光装置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；步骤4.反射后的S偏振光经过偏振分光装置2反射，反射后的P偏振光通过偏振分光装置2 ；步骤5. S偏振光与P偏振光成像。根据这种方法在本实施例中进一步提供一种3D投影装置，包括光源1，其发出一光束；偏振分光装置2，其设置在光源1发出的光束路径上，并将光束分成偏振方向互相垂直的P偏振光和S偏振光，其通过P偏振光，反射S偏振光，P偏振光与S偏振光的光束路径互相垂直；旋转液晶显示面板3，数量为两个，其极性相反，一个设在P偏振光的光束路径上， 并与光束路径垂直，将P偏振光反射成S偏振光，另一个设置在S偏振光的光束路径上，并将S偏振光反射成P偏振光；屏幕4，其将接收的光成像。具体如下，光源1发出光束，到达偏振分光装置2，在一实施例中，参照附图2，附图所示偏振分光装置2为PBS分光棱镜，在另一实施例中，参照附图1，附图所示偏振分光装置2为PS偏振分光薄膜片，这两种偏振分光装置2都是将光束分成P偏振光和S偏振光， 不限制于PBS分光棱镜和PS偏振分光薄膜片，其中偏振分光装置2的分光面设置与光束方向的夹角为45度，光束到达偏振分光装置2时有两种实施例，一种是S偏振光通过偏振分光装置2，P偏振光被反射，另一种实施例是P偏振光通过偏振分光装置2，反射S偏振光被反射，两个偏振光之间的光束夹角为90度。参照附图1及附图2，附图所示通过偏振分光装置2的为P偏振光为例，通过偏振分光装置2后的P偏振光经过旋转液晶显示面板3 (即Lcos)，Lcos垂直设置在P偏振光的光束路径上，并对P偏振光进行反射，反射后使得P偏振光转变成S偏振光，该S偏振光第二次通过偏振分光装置2，由于S光被反射，S光进入屏幕成像。另一方面，第一次通过偏振分光装置2被反射的S偏振光通过另一个旋转液晶显示面板3 (即Lcos)，Lcos垂直设置在S偏振光的光束路径上，并对S偏振光进行反射，反射后的S偏振光转变成P偏振光，该P偏振光第二次通过偏振光分光装置，并通过偏振分光装置2，并在与上述第二次通过偏振分光装置2的S偏振光在同一个屏幕4上成像，实现3D效结构紧凑、生产装配简单易操作；使用同一光源1，同一个投影镜头，容易调整，一致性好，使用方便；提高光能的利用率；通过极性相反的Lcos改变偏振方向，通研究发现生产的3D投影装置，没有“ 1/2波带片”，没有一个1/2波带片，简化光路结构，另外使S和P 两路光程一致；保证在相同投影距离上成像；降低了成本、使得光源1的光线几乎都能到达了屏上，使左右眼画面都成像在同一屏上，而且本发明光程同步、聚焦性能好、像素高、信号同步，亮度高。本发明的另一实施例中，沿着光束路径在光源1与偏振分光装置2之间设置有对光束进行整形和准直的透镜5，也可以在偏振分光装置2与屏幕4之间设置透镜。通过透镜5对光源1发出的照明光束进行整形和准直。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
权利要求
1.一种3D投影装置，其特征在于，包括 光源，用于发出光束；偏振分光装置，设置在光源发出的光束路径上，并将光束分成偏振方向互相垂直的P 偏振光和S偏振光，所述偏振分光装置通过P偏振光，反射S偏振光，P偏振光与S偏振光的光束路径互相垂直；旋转液晶显示面板，数量为两个，其极性相反，一个设在P偏振光的光束路径上，并与光束路径垂直，将P偏振光反射成S偏振光，另一个设置在S偏振光的光束路径上，并将S 偏振光反射成P偏振光；屏幕，其将接收的偏振光成像。
2.一种3D投影装置，其特征在于，包括 光源，用于发出光束；偏振分光装置，设置在光源发出的光束路径上，并将光束分成偏振方向互相垂直的P 偏振光和S偏振光，所述偏振分光装置通过S偏振光，反射P偏振光，P偏振光与S偏振光的光束路径互相垂直；旋转液晶显示面板，数量为两个，其极性相反，一个设在P偏振光的光束路径上，并与光束路径垂直，将P偏振光反射成S偏振光，另一个设置在S偏振光的光束路径上，并将S 偏振光反射成P偏振光；屏幕，其将接收的偏振光成像。
3.根据权利要求1或2所述的3D投影装置，其特征在于，所述偏振分光装置为PS偏振分光薄膜片。
4.根据权利要求1或2所述的3D投影装置，其特征在于，所述偏振分光装置为PBS分光棱镜。
5.根据权利要求1或2所述的3D投影装置，其特征在于，在光源与偏振分光装置之间的光束路径上或偏振分光装置与屏幕之间设置有对光束进行整形和准直的透镜。
6.一种3D投影方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤1.光源发出照明光束；步骤2.所述照明光束通过偏振分光装置分为偏振方向互相垂直的P偏振光和S偏振光，P偏振光通过偏振分光装置，S偏振光被反射，P偏振光与S偏振光的光束路径相垂直； 步骤3. P偏振光通过偏振分光装置并被垂直反射成S偏振光，S偏振光垂直反射成P偏振光；步骤4.反射后的S偏振光经过偏振分光装置反射，反射后的P偏振光通过偏振分光装置；步骤5. S偏振光与P偏振光成像。
7.根据权利要求6所述的3D投影方法，其特征在于，所述步骤1发出的照明光束经过整形和准直处理。
8.根据权利要求6所述的3D投影方法，其特征在于，所述偏振分光装置为PS偏振分光薄膜片。
9.根据权利要求6所述的3D投影方法，其特征在于，所述偏振分光装置为PBS分光棱镜。
全文摘要
一种3D投影装置，包括光源，其发出一光束；偏振分光装置，其设置在光源发出的光束路径上，并将光束分成偏振方向互相垂直的P偏振光和S偏振光，其通过P偏振光，反射S偏振光，P偏振光与S偏振光的光束路径互相垂直；旋转液晶显示面板，数量为两个，其极性相反，一个设在P偏振光的光束路径上，并与光束路径垂直，将P偏振光反射成S偏振光，另一个设置在S偏振光的光束路径上，并将S偏振光反射成P偏振光；屏幕，其将接收的光成像，本发明的目的在于提供一种使光程同步、聚焦性能好、像素高、亮度高、结构紧凑和信号同步的3D投影装置及3D投影方法。
文档编号G03B35/26GK102360156SQ20111030348
公开日2012年2月22日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者张嵘, 林难生, 陈启雄 申请人:福建网讯科技有限公司