专利名称：高效能单机立体投影系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学投影装置，尤其涉及一种通过单台投影机，使用普通的偏光眼镜可以高效观赏立体影像的投影系统。
背景技术：
现在我们人眼看到的立体景物的成像原理为我们两只眼睛独立看东西的时候，左眼只能看到左眼的景物，右眼只能看到右眼的景物，因我们两只眼睛间大约有6 7厘米的间距，当双眼注视一个物体时，双眼看到的景象并非一致，这样会让两 眼个别看到的景物有一点点的位移，看到的是两幅二维图像，经过大脑的合成最终呈现 出立体感的景象。现实中我们不论看电影、电视，因为光线同时投影在银幕上没有位移，所以我们看到的大多看到的还是普通2D成像，但随着3D时代的到来，3D成像技术会成为今后光学成像的主流产品。3D技术经过多年的研究，已开发出多种3D投影显示装置，目前大多使用的是分时法和分光法，其中分时法主要是利用普通投影系统成像后，戴上快门式眼镜实现，快门式眼镜两个镜片采用电子控制，根据显示器的输出情况进行光线的快速切换，使双眼看到不同的画面，从而感受到立体效果，因快门式眼镜价值较高，只能在电影院实现，所以不利用大面积推广，同时快门式眼镜感应器易受外部光线干扰从而影响光线的快速切换，造成看到的画面模糊和重叠；分光法主要是采用两台投影机投射图像，一部投影机投影左眼图像信号，另一部投影机投影右眼图像信号，通过透光轴方向相互垂直的偏光片分别调整左、右眼的投影光路，使左右投影图像重复投影成像在金属屏幕上，观看者通过偏光眼镜左、右眼只能看到相应的偏振光图像，从而在视觉神经系统中产生立体感觉，达到观赏立体影像的目的，类似使用两台投影装置的立体投影系统硬件成本较高，同时需要使用金属屏幕，普通家庭很难安装实现。为了克服以上技术的不足，实践中发明了利用机械式驱动偏振镜片切换光线和利用光学镜片切换光线，达到单台投影机佩戴偏光眼镜可以实现立体影像的投影系统，前者以国家知识产区局公开的“单台投影机播放3D电影的影像播放系统”(专利号201010225962. 9)为例，该专利通过3D偏振器中的伺服单元驱动偏振镜片切换，使偏振镜片的左右切换频率与两幅影像切换频率同步，同步旋转的偏振镜片采用光学偏振技术，将左右屏幕像完全分开，收看时佩戴偏振眼镜可以使两幅画面交替出现在左右眼中，产生立体视觉，光学成像时光线以每秒120巾贞的频率传输，偏振分离后P光和S光分别以每秒60中贞的频率传输至左右眼，因该专利采用3D偏振器中的伺服单元机械式驱动偏振镜片，容易出现频率不匹配导致信号出现干扰，使左右眼看到的影像模糊；后者以国家知识产权局公开的“偏光眼镜、偏光滤波器、投影机、立体影像系统”(专利号201120050306.X)为例，该专利利用偏光滤波器中的光学波片按预定时间产生交替的图像信号光线，因图像按帧顺序交替，从而在视觉神经系统中产生立体感觉，达到观赏立体影像的目的，类似专利利用光学波片实现图像信号的转换，会受制作工艺的影像造成光干扰，同时因使用普通液晶面板在信号切换时响应速度慢，所以在信号切换时形成左右眼光线信号的响应时间较长(TI)，这样容易产生左右眼视讯干扰区(P)，同样会出现左右眼看到影像模糊的情况(如图I所示)。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，通过在2D投影机镜头前加装偏光板和含Fe离子液晶面板，可以高效分时输出P光和S光，不存在视讯干扰区，观看者佩戴普通偏光镜就可及时看到分离出的P光和S光，从而达到清晰观看立体影像的目的。为实现此目的，本发明采用如下技术方案高效能单机立体投影系统，包含2D投影机、偏光板、含Fe离子的液晶板、同步讯号器、金属幕和偏光眼镜；其特征在于2D投影机前放置一片偏光板，用于将投影机投射出的非偏极性光转变成偏极性的P光或S光；偏光板与金属幕之间放置有含Fe离子液晶面板，由于液晶面板中含有Fe尚子，能大大避免光的裳减损耗，光売度也能有大幅提升，即能闻、效能地分离出P’光和S’光。所述的含Fe离子的液晶板上设置有同步讯号器，对通过偏光板的偏极性光进行开启和关闭动作，此时一个方向的偏极性光(P光或S光)会被开启和关闭动作旋转+45°和-45°，这样即完成了将输入的3D片源左右眼不同的影像电讯号变成只有P’和S’光的左右眼光讯号，此时的光讯号投射到金属幕并反射出同等只含P’和S’的偏极性光，最终就可以通过普通的偏光眼镜看到3D效果的影像。本发明专利可解决的技术问题是(I)通过偏光板后放置有含Fe离子的液晶板,代替普通液晶面板，由于液晶面板中含有Fe离子，因此同步讯号器在对含Fe离子液晶面板切换时信号响应速度要高于普通液晶面板的响应速度，这样对左、右眼讯号分离时不易存在左右眼讯号干扰区，相比普通液晶面板信号切换而言，能大大避免光的衰减损耗，光亮度也能有大幅提升，即能高效能地分离出P’光和S’光。(2)采用同步讯号器对通过光敏电阻快速感知R，L讯号的切换来控制含Fe离子液晶板的开启和关闭动作，可以使偏振分离后P’光和S’光分别以每秒60帧的频率传输至左右眼，与佩戴偏光眼镜看到光学同步，达到高效观赏立体投影效果。
图I为原有液晶面板响应光线不意图；其中S :讯号；T :时间；TI :响应时间；P :视讯干扰区。图2为本发明的结构示意图；其中1、2D投影机；2、偏光板；3、含Fe离子的液晶板；4、同步讯号器；5、金属幕；
6、偏光眼镜。图3为本发明含Fe离子的液晶板响应光线示意图；其中S :讯号；T :时间；T2 :响应时间。图4为本发明同步讯号器控制光线示意图；图5为本发明同步讯号器感应动作示意具体实施例方式如图所示，在2D投影机I外部加装偏光板2将2D投射的非偏极化光进行偏极化，偏极化的光(P光或S光)通过一受同步讯号器4控制的含Fe离子液晶面板3，同步讯号器4将偏极性光分时输出P’光和S’光，由于液晶面板中含有Fe离子，因此同步讯号器4在对含Fe离子液晶面板3切换时响应速度要高于普通液晶面板的响应速度，在信号切换时形成左右眼光线信号的响应时间较短(T2)，这样对左、右眼讯号分离时不易存在左右眼讯号干扰区，相比普通液晶面板切换而言，能大大避免光的衰减损耗，光亮度也能有大幅提升，即能高效能地分离出P’光和S’光；同时，帧速率受输入到2D投影机的视讯信号帧速率有关，如输入2D投影机的视讯信号帧速率达到120Hz，采用同步讯号器4对通过光敏电阻快速感知R，L讯号的切换来控制含Fe离子液晶板3的开启和关闭动作，可以使偏振分离后P’光 和S’光分别快速输出帧速率为60Hz，此合成光最终投射到一金属幕布5后反射即可被带有偏光眼镜6的人看到，偏光眼镜6的两个镜片即可同时看到不同的P’光和S’光影像内容，从而达到清晰观看立体影像的目的；本发明结构较为简单，能改装绝大部分2D投影机为3D投影机，且只是用普通偏光眼镜，成本低廉，极具推广价值。
权利要求
1.高效能单机立体投影系统，包含2D投影机、偏光板、含Fe离子的液晶板、同步讯号器、金属幕和偏光眼镜；其特征在于2D投影机前放置一片偏光板,偏光板与金属幕之间放置有含Fe离子液晶面板。
2.根据权利要求I所述的高效能单机立体投影系统，其特征在于所述的含Fe离子的液晶板上设置有同步讯号器。
全文摘要
本发明提供一种高效能单机立体投影系统，2D投影机前放置一片偏光板，用于将投影机投射出的非偏极性光转变成偏极性的P光或S光；偏光板与金属幕之间放置有含Fe离子液晶面板，由于液晶面板中含有Fe离子，能大大避免光的衰减损耗，光亮度也能有大幅提升，即能高效能地分离出P’光和S’光；其中含Fe离子的液晶板上设置有同步讯号器，对通过偏光板的偏极性光进行开启和关闭动作，此时一个方向的偏极性光(P光或S光)会被开启和关闭动作旋转+45°和-45°，这样即完成了将输入的3D片源左右眼不同的影像电讯号变成只有P’和S’光的左右眼光讯号，此时的光讯号投射到金属幕并反射出同等只含P’和S’的偏极性光，最终就可以通过普通的偏光眼镜看到3D效果的影像。
文档编号G02B27/26GK102681329SQ201210128708
公开日2012年9月19日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者吴天阳, 洪惠泰 申请人:光峰光电(无锡)有限公司