用于3D投影的偏振转换装置及3D投影系统的制作方法

本发明属于投影技术领域，尤其涉及一种用于3D投影的偏振转换装置及3D投影系统。

背景技术：

3D电影是利用人双眼对两幅影像的视角差和会聚功能的而产生立体效果，越来越受到广大消费者的青睐。目前的3D投影技术可分为单光路、双光路、三光路等，3D投影装置需要将携带有影像信息的圆偏振光束投影至金属幕，金属幕再将投影光反射至观众佩戴的3D眼镜。

图1以三光路为例示出了其大致的投影光路，投影机101投影机101投射出携带有影像信息的呈发散状态的光束，具体以帧顺序依次播放左眼影像和右眼影像，偏振转换装置102具体包括用于将光束一分为三的偏振分光器件1021，在分束得到的三个光束上分别设置有第一偏振态转换器件1021、第二偏振态转换器件1022和第三偏振态转换器件1023，用于将线偏振光束转换为圆偏振光束，转换之后的三束圆偏振光再由放映窗口103投射至金属幕104。

根据光学原理，当光线从一种介质进入另一种介质时，会在一定程度上发生反射现象。由于三束圆偏振光与放映窗口的103的法线近似平行，在三个偏振态转换器件域放映窗口103之间会形成多次来回反射的杂光，该部分杂光再次投影到银幕上会影响观看效果。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题为消除金属幕上的杂光影响，旨在提升3D电影的放映质量。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的，一种用于3D投影的偏振转换装置，其用于将投影光束转换为圆偏振光之后再通过放映窗口投射至金属幕，用于3D投影的偏振转换装置包括：

至少一个偏振态转换器件，用于将来自投影机的投影光束转换为至少一路圆偏振光束；其所在的平面与放映窗口所在的平面不平行，使得在偏振态转换器件与放映窗口之间反射的杂光可反射至至少一路圆偏振光束所在的光路之外。

进一步地，偏振态转换器件所在的平面与放映窗口所在的平面之间的夹角大于15度。

进一步地，各偏振态转换器件所在的平面与放映窗口所在的平面之间的夹角可使得杂光被反射至各自对应的圆偏振光束所在的光路之外、且不会进入其他光路的圆偏振光束中。

进一步地，偏振转换装置还包括：手动角度调整组件，用于供手动调整至少一个偏振态转换器件所在的平面与放映窗口所在的平面之间的夹角。

进一步地，偏振转换装置还包括：自动角度调整组件，用于在接收到输入的光路参数之后，根据预置的光路参数与角度的对应关系，调整各偏振态转换器件所在的平面与放映窗口所在的平面之间的夹角。

更进一步地，所述光路参数包括各偏振态转换器件所在的平面与放映窗口所在的平面之间的距离、各路圆偏振光束的大小、各路圆偏振光束之间的距离。

本发明还提供了一种3D投影系统，包括投影机、如上的偏振转换装置、放映窗口和金属幕。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：在本发明所提供的偏振转换装置中，通过设置偏振态转换器件所在的平面与放映窗口所在的平面不平行，使得在偏振态转换器件与放映窗口之间反射的杂光可被反射至至少一路圆偏振光束所在的光路之外，从而避免了该杂光在偏振态转换器件与放映窗口之间多次反射之后又被投射到金属幕上，提升了3D电影的放映质量。

附图说明

图1是现有技术提供的三光路的3D投影光路图；

图2是本发明实施例提供的用于3D投影的偏振转换装置光学结构原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图2，本发明所提供的用于3D投影的偏振转换装置具体用于将线偏振式的投影光束转换为圆偏振光，转换后的圆偏振光再通过一放映窗口3投射至金属幕，由金属幕反射至观众佩戴的3D眼镜中。

具体地，如图2所示，本发明提供的用于3D投影的偏振转换装置包括至少一个偏振态转换器件21、22、23等，用于将来自投影机的投影光束转换为至少一路圆偏振光束；并且偏振态转换器件21、22、23所在的平面与放映窗口所在的平面不平行，使得在偏振态转换器件21、22、23等与放映窗口3之间反射的杂光可被反射至至少一路圆偏振光束所在的光路之外。

偏振态转换器件21、22、2n的具体个数由所采用的3D投影模式来决定，例如，当采用单光路投影模式时，只需要一个偏振态转换器件即可，当采用双光路投影模式时，则需要两个偏振态转换器件，而当采用三光路投影模式时，就需要三个偏振态转换器件了，依此类推。

其中，该线偏振式的投影光束最初由投影机产生的投影光束起偏得到，并且该投影光束携带有影像信息，根据投影模式的不同，必要的话可以在转换为圆偏振之前再经过分光处理等。

例如，对于双光路的投影模式，可以将来自投影机的投影光束通过偏振分束器分为偏振态不同的两束线偏振光(例如一路P线偏振光和一路S线偏振光)，然后再进一步将两束线偏振光的线偏振状态调整为一致，然后再由偏振态转换器件21和22根据所携带的影像的帧顺序转变为左旋圆偏振光或右旋圆偏振光。

再例如，对于三光路的投影模式，可以将来自投影机的投影光束通过偏振分束器分为偏振态不同的三束线偏振光(例如两路P线偏振光和一路S线偏振光)，然后再进一步将三束线偏振光的线偏振状态调整为一致，然后再由偏振态转换器件21、22和23根据所携带的影像的帧顺序转变为左旋圆偏振光或右旋圆偏振光。

在本发明所提供的偏振转换装置中，通过设置偏振态转换器件所在的平面与放映窗口所在的平面不平行，使得在偏振态转换器件与放映窗口之间反射的杂光可被反射至至少一路圆偏振光束所在的光路之外，从而避免了该杂光在偏振态转换器件与放映窗口之间多次反射之后又被投射到金属幕上，提升了3D电影的放映质量。

一般情况下，为使偏振态转换器件21、22和23与放映窗口3之间反射的杂光可被反射至转换得到的圆偏振光束所在的光路之外，需要考虑到很多因素，例如：各偏振态转换器件21、22和23所在的平面与放映窗口3所在的平面之间的距离、各路圆偏振光束的大小、各路圆偏振光束之间的距离等等。综合考虑并测试各种规格大小的放映厅之后，当偏振态转换器件21、22和23所在的平面与放映窗口3所在的平面之间的夹角大于15度，基本上就可以去除掉大部分的杂光了。

进一步地，为避免出现来自某路线偏振光的杂光被反射到其他路的线偏振光并最终投射到金属幕上，上述夹角的设计还需要使得各种杂光不会进入到其他光路的圆偏振光束中。

一般的放映厅的放映窗口3所在的平面方向都是沿竖直方向，因此可以设计为偏振态转换器件21、22和23所在的平面的方向与竖直方向为合适的夹角，例如15度。当然，也可以将偏振态转换器件21、22和23所在的平面的方向沿竖直方向，而将放映窗口3所在的平面方向设计为与竖直方向为合适的夹角。甚至还可以设计为偏振态转换器件21、22和23所在的平面的方向与竖直方向存在夹角，而放映窗口3所在的平面方向与竖直方向也存在夹角，只要两个夹角之和满足所述合适的家具即可。

进一步地，上述偏振转换装置还可以包括用于调整上述夹角的组件，该组件可以有两种实现方式：

第一种，手动角度调整组件，用于供手动调整至少一个偏振态转换器件所在的平面与放映窗口所在的平面之间的夹角。

当采用双光路、三光路或更多路上的投影模式时，可以在每一路光束上均设置一个手动角度调整组件。

第二种，自动角度调整组件，用于在接收到输入的光路参数之后，根据预置的光路参数与角度的对应关系，调整各偏振态转换器件所在的平面与放映窗口所在的平面之间的夹角。

此自动角度调整组件可以采用软硬件结合的方式实现。具体可以预先通过测试得到一个映射表，该映射表中预存有各种光路参数测试数据与上述夹角的对应关系，例如，第一组光路参数对应夹角1，第二组光路参数对应夹角2。该光路测试数据可以为各偏振态转换器件所在的平面与放映窗口所在的平面之间的距离、各路圆偏振光束的大小、各路圆偏振光束之间的距离等等。当使用时，首先有用户输入具体的光路参数，然后自动角度调整组件再通过查找该映射表中与输入的光路参数相对应的夹角，最后再根据查找结果进行调整。

更进一步的，还可以将各种光路参数设置优先级，优先根据优先级别高的光路参数去查找上述映射表并根据查找结果去调整夹角，当调整效果不理想时，再根据优先级较低的光路参数去查找上述映射表并根据查找结果去调整夹角，这样可以实现兼顾到各种规格大小的放映厅的设计。

本发明还提供了一种3D投影系统，其特征在于，包括投影机、如上文所述的偏振转换装置、放映窗口和金属幕，具体工作原理参见上文，此处不再赘述。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。