专利名称：立体投影仪的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种可观看立体图象的光学投影装置。
目前普通常见的图象，如图片、幻灯、电影、电视等一般多只具有平面的显示效果，立体真实感差。现在虽有立体电影和立体电视出现，但其适用范围窄，所用的设备也复杂昂贵，同时还必须在保持有足够远的距离处观看。由于观看距离较远，两眼在被视对象上产生的视角差别变小，由此而产生的立体感觉也随之减小，因此立体电影、电视等一般的观看效果并不十分理想。而对于普通的照片、图片、幻灯等图象的立体化显示就更不多见了。
目前根据人在观察物体时左右两眼的视角不同而使所成图象略有差别的原理制成各种“立体”图片或照片并不十分困难，它们可以表现为相互交错重叠或是各自分开独立等不同形式的两幅图象。但如何使这种潜在的“立体”图象还原和再现，并且使人们能够观看出真实立体的显示效果是目前所要解决的主要问题。
使这种潜在的“立体”图片或照片还原和再现成有真实感的立体图象，目前常通过光学的或机械的手段实现。例如利用偏振光原理或不同色光视觉特性的原理的，可以属于光学手段；而利用人的视觉暂留特点，采用机械装置使两幅图象按一定频率交替出现使人们产生立体视觉效果的，可以认为是机械手段。这两种方式中以采用光学手段的为多，尤其是利用偏振光原理的为多，因为它不仅简单方便，而且具有不改变物体真实色彩的显著优点。如中国专利CN86202307就公开了一种用偏振光原理的立体映象屏幕和映视系统。但其所存在的问题是，由于采用了将成象屏幕夹于两块偏振片中间的形式，因此所映视出的图象大小就受到了所用的偏振片大小的限制，不可能超出偏振片面积所允许的范围。为了达到足够大的图象映视效果，势必要采用相应的大面积的偏振片，这无疑会极大地增加映视设备的成本。
另外，目前的立体映视系统一般都不能对实际观看到的立体效果进行局部的调整，故对使用和改善映视效果也有不便之处。
本实用新型的目的之一是提供一种结构简单，效果好的立体图象投影仪。
本实用新型的第二个目的是提供一种可以调节立体观看效果的立体图象投影仪。
本实用新型投影仪的光学投影原理与目前常用的投影幻灯仪相似。这些投影幻灯仪的光源所发出的光经过一个可使光聚焦和均匀化的螺纹透镜，使置于螺纹透镜之上的被投影图片的影象光经过一个凸凹透镜和投射反射镜而投映于屏幕上供观看。本实用新型投影仪在上述的凸凹透镜光轴的后方设置有一对呈M状放置的折角反射镜。每一折角反射镜都是由成一定夹角状态的两个平面镜所组成，其作用是使来自凸凹透镜的光改变前进方向。为了使光路的折返方向能方便地调节，将这两个平面镜设计成铰接或其它形式的连接而使其夹角可以调节是有利和适宜的。每一折角反射镜的对面又各设一投射反射镜，其后再各设置一块偏振片。两块偏振片的偏振方向应该不同，一般是使其相互垂直。这样，来自折角反射镜的光经过投射反射镜和偏振片后才投映于放映屏幕上。戴上相应的偏振眼镜后即可观看到有真实感的立体图象。本实用新型的投影原理光路图可参见附
图1。把对同一被观察物体制作出的不同视角的两幅图片Ⅰ和Ⅱ并排置于螺纹透镜之后，光源发出的光经过螺纹透镜，使左侧图片1的图象光经过凸凹透镜而交叉到右侧，进入右侧的折角反射镜，折返方向后经过右侧的投射反射镜和偏振片而投映于屏幕的右侧。右侧图片Ⅱ的图象光经类似的过程就被投映在屏幕的左侧了。
由于只有当凸凹透镜的光轴与呈M状的两折角反射镜的衔接处相交才能保证使来自左右两侧图象的光经凸凹透镜后被准确地一分为二，分别进入各自相应一侧的折角反射镜光路，因此将这两个折角反射镜固定连接成为M状的整体形式是适宜的，有利于使用时的调整操作。
为了增加使用时调整操作的灵活性，可以将M状的折角反射镜设计成能在垂直于凸凹透镜光轴的平面上绕此光轴作旋转运动的形式。还可以将此折角反射镜设计成能沿凸凹透镜光轴的方向进行移动的形式，从而使二者之间的距离可调，达到改变在屏幕上所映示出的图象的大小，以满足不同放映观看的需求。而此时屏幕上所映视出的图象的大小变化是与所用的偏振片的大小无关的。
如果把投射反射镜设计成可以绕其长度方向的纵轴作左右转动和／或可以绕其宽度方向的横轴作俯仰转动的形式，就可以很方便地通过调节投射反射镜左右俯仰的角度而改变左右两侧图象光在屏幕上所投映出的图象的相互位置关系。从而可以根据不同观看距离、角度及观看人数的多少，使映视出的图象调整出有最佳深度感的立体观看效果。
由于本实用新型投影仪采用了偏振光原理再现立体观看效果，为便于在教学、医学、宣传等有众多观众的场合中使用，可以采用表面喷涂有铝粉的屏幕映视，以减少普通映视屏幕漫反射强的弊病，也可以采用毛玻璃屏幕映视。由于本实用新型投影仪的结构十分简单，制造容易，成本低，很容易根据不同需要制作成不同大小的规格形式。而采用毛玻璃屏幕形式的小型投影仪是尤其适宜于在家庭中使用和在白天观看的，从而使得在家庭中普及和观看立体图片或照片变得不再困难了。
下面通过附图具体介绍一个实施例。
图1本实用新型的投影原理光路图图2本实用新型投影仪的结构本实施例采用的是以普通投影幻灯为例的最简单形式。在光源装置(1)之上有螺纹透镜(2)，可上下移动的支架上有一凸凹透镜(3)，其光轴的正上方安置有一对成M状整体结构的折角反射镜(4)，它可以绕其中心轴在垂直于凸凹透镜光轴的平面上旋转。每个折角反射镜均由两个平面镜铰接而成，其夹角可以调节和固定，一般保持90°左右。每个折角反射镜的外角端都铰连有一个可沿其自身长轴转动的横轴(9)，其上套接一个与其垂直并且可以旋转的纵轴(10)，纵轴(10)上连接有投射反射镜(5)。投射反射镜(5)的下端沿其宽度方向铰接有偏振片(6)，左右两侧偏振片的偏振方向应相互垂直。使用时，把按不同视角制作的两幅图片(8)并排放于螺纹透镜(2)的表面，调整各透镜和反射镜的位置和角度，即可在屏幕(7)上得到两幅相应的投映图象。把它们调整到一个适宜的相互位置时，戴上相应的偏振眼镜就可以观看到深度感良好的立体投影图象了。
权利要求1.一种图象投影仪，其投射光径凸凹透镜(3)和投射反射镜(5)而投影于屏幕(7)上，其特征在于在凸凹透镜(3)光轴的后方设置有呈M状放置的一对折角反射镜(4)，每一折角反射镜(4)均由成一定夹角设置的两个平面镜组成，在与每一折角反射镜相对的位置上设置有投射反射镜(5)，投射反射镜(5)之后设置有偏振片(6)，此种结构安排使来自光源的光经过凸凹透镜(3)后，再依次经过折角反射镜(4)、投射反射镜(5)和偏振片(6)才投影于屏幕(7)上映出。
2.如权利要求1所述的投影仪，其特征在于所说的一对折角反射镜(4)是为M状的整体结构。
3.如权利要求1或2所述的投影仪，其特征在于所说的组成每个折角反射镜(4)的两个平面镜间的夹角是可以调节的。
4.如权利要求1或2所述的投影仪，其特征在于所说的M状的折角反射镜(4)的位置可以沿凸凹透镜(3)光轴的方向作移动调整。
5.如权利要求1或2所述的投影仪，其特征在于所说的M状的折角反射镜(4)的中心处于凸凹透镜(3)的光轴上，并且可以以此光轴为轴，在垂直于此光轴的平面上旋转。
6.如权利要求1或2所述的投影仪，其特征在于所说的投射反射镜(5)可以绕其长度方向的纵轴转动。
7.如权利要求1或2所述的投影仪，其特征在于所说的投射反射镜(5)可以绕其宽度方向的横轴转动。
8.如权利要求1或2所述的投影仪，其特征在于所说的屏幕(7)可以是喷涂有铝粉的幕布或是毛玻璃。
专利摘要立体投影仪按普通投影幻灯原理，于光路前进方向上，在凸凹透镜之后依次设置一对呈M状的折角反射镜、投射反射镜和偏振片，使按人的左右两眼不同视角而制作出的两幅图片的影象经凸凹透镜后再分别经左右两个折角反射镜、投射反射镜和偏振片而投影于屏幕上，佩戴了相应的偏振眼镜就可以观看到立体图象。本投影仪结构简单，并且能够调节映视的立体效果，可以广泛用于教学、医学等领域，也方便于家庭中使用。
文档编号G02B27/22GK2036281SQ8821897
公开日1989年4月19日 申请日期1988年10月24日 优先权日1988年10月24日
发明者马洪明, 何壁如 申请人:马洪明