一种短焦距偏振光投影装置的制作方法

本发明涉及短焦投影成像领域，具体涉及一种短焦距偏振光投影装置。
背景技术：
现在电影院3d播放技术主要以imax3d和reald3d为主，他们使用的体积庞大的两个投影仪，把左右眼图像通过长距离光路投射到大屏上，观看者佩戴3d眼镜在大脑里获得3d成像感觉。电影院的3d投影投影仪体积庞大，需要有足够长的光路距离和足够大的屏幕成像。这种技术无法实现短距离、小屏幕的小体积设备应用。如果投影短焦小体积产品将出现左右图像不能重合无法产生3d效果问题。cn102360156a公开了一种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。该发明的投影装置已经较为紧凑，但体积仍然较大，无法实现短焦小体积3d投影。技术实现要素：本发明解决的技术问题为较小空间内的三维投影的成像问题，提供一种短焦距偏振光投影装置。为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种短焦距偏振光投影装置，包括光投影装置、反射装置和显示装置，所述的光投影装置包括光机、偏振片和播放器，所述的播放器同光机连接，沿光传播方向，所述的偏振片位于光机和反射装置之间，所述的反射装置位于偏振片和显示装置之间。光机将播放器中的画面经偏振片后照射到反射装置上，反射装置将画面反射到显示装置上。偏振片的面积大于光机镜头最大投影的面积。通过反射装置将光投影装置播放的画面反射到显示装置上，可以有效减少3d投影播放设备的占地面积和体积。优选地，所述的光投影装置和反射装置安装在框架上，所述的框架包括竖直支架和水平支架，所述的水平支架同竖直支架的顶部铰接，所述的水平支架上设置反射装置安装位所述的竖直支架包括两根支撑柱和固定支架，所述的固定支架位于两根支撑柱之间，所述的固定支架的左右两端设置铰接件，所述的支撑柱上设置定位槽和限位块，所述的限位块同固定支架的铰接件连接，所述的定位槽一端靠近支撑柱顶部，所述的定位槽的另一端靠近支撑柱的底部，所述的固定支架上设置第一光机安装位、第二光机安装位和摄像支架，所述的摄像支架同固定支架铰接，所述的框架底部设置激光光源安装位。将反射装置、投影装置集成在框架上，可以极大的减少投影装置的占地面积，定位槽可以使安装了光机的固定支架在支撑柱上自由的上下移动，限位块同固定支架的铰接件连接使得固定支架可以自由调整其与水平面的夹角，水平支架同竖直支架铰接使得安装在上面的反射装置可以自由的转动。优选地，所述的反射装置为平面镜，所述平面镜同水平面的夹角为-15~15°。平面镜可以有效的反射光线，同时采用此种范围内设计的平面镜的尺寸可以将画面内的全部内容反射到显示装置上。优选地，所述的平面镜同水平面的夹角为0°。平面镜同水平面的夹角是决定投影效果的关键因素，同水平面平行是满足常规投影需求的较优角度。优选地，所述的光机上设有光源，所述的光机包括第一光机和第二光机，所述的偏振片包括第一偏振片和第二偏振片，所述的第一偏振片同第一光机的镜头的中轴线的夹角为-90~90°，所述的第二偏振片同第二光机的镜头的中轴线的夹角为-90~90°，所述的第一偏振片和第二偏振片中心的间距为1~10mm，所述的第一光机的镜头的中轴线同水平面的夹角为0~90°，所述的第二光机的镜头的中轴线同水平面的夹角为0~90°，所述的第一光机和第二光机的镜头的中轴线位于同一竖直面内。为了产生3d投影效果，需要采用两组光机，选用reald3d技术，同时使为了将两组光机产生的画面有效的投影到显示装置上，需要对光机同偏振片的位置关系进行优化，在上述位置范围内，桌面的投影布可以产生3d画面，通过佩戴光学眼镜进行观看。优选地，所述的第一偏振片和第二偏振片之间的间距为5~10mm，所述的第一偏振片同第一光机的镜头的中轴线垂直，所述的第二偏振片同第二光机的镜头的中轴线垂直，所述的第一偏振片同水平面的夹角不等于第二偏振片同水平面的夹角，所述的第一光机的镜头的中轴线同水平面的夹角为35~90°，所述的第二光机的镜头的中轴线同水平面的夹角为40~90°。控制反射镜距离基准面的高度为25cm，两个偏振片同光机的连接线同水平面的夹角分别为35~90°、40~90°，可以满足18吋投影布的播放需求。优选地，所述的竖直支架的高度不大于25cm。大于25cm的支架较容易实现，但占地面积较大，使用小于25cm的支架在未采用反射装置的条件是难以甚至无法实现三维投影的，采用反射装置后可以大幅的减小投影装置的占地面积。优选地，所述的显示装置包括投影布、激光光源、激光感应摄像头，所述的激光感应摄像头在投影布上方，所述的激光光源同投影布中心的连接线同水平面的夹角为0~5°。激光感应摄像头可以感应桌面投影布上激光信号的变化，并根据其内置的算法，实现通过电机投影布上的画面来控制画面缩小放大，或者多维光观察的功能人在触摸桌面上3d图幅时，激光照射在人手上，此时激光感应摄像头可以感应到触摸时同仅播放时激光传播路径的改变，激光感应摄像头将捕捉到的激光变化的信号传递给pc主板，经主板处理后依次经光机驱动板反映到桌面投影布上。优选地，所述的激光感应摄像头设置在摄像支架上，所述的激光感应摄像头的镜头朝向反射装置，所述的摄像头的镜头的中轴线同水平面的夹角为0~90°。摄像头捕捉反射镜上的图像变化，其同水平面成一定的角度，保障反射装置上的图像可以全部的被其捕捉。优选地，所述的播放器包括pc主板、光机驱动板和控制器，所述的pc主板同光机驱动板通过hdmi、dp中的任一种接口连接，所述的光机驱动板同光机连接，所述的控制器包括mcu和光机聚焦调节器，所述的光机同mcu通过光机聚焦调节器连接，所述的mcu同蓝牙模块连接，所述的pc主板同mcu连接，所述的mcu同光机驱动板通过i/o接口连接。pc主板可以播放多种内容，mcu可以自动调节光机聚焦，同时预留蓝牙模块或者i/o接口使得本发明的光学投影装置可被遥控。本发明所提及的轴线通水平面的夹角均为锐角，其中光机镜头的中轴线同水平面所成的夹角从中轴线到水平面为顺时针方向；若整个框架绕竖直轴在水平面上转动180°，则上述的夹角从中轴线到水平面为逆时针方向。与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：通过反射装置将光投影装置播放的画面反射到显示装置上，可以有效减少3d投影播放设备的占地面积和体积；配套激光感应摄像头、mcu和pc主板后，可以对投影产生的画面进行触摸操作。附图说明图1为一种短焦距偏振光投影装置的各部件连接示意图。图2为一种短焦距偏振光投影装置的结构示意图。其中：1、第一光机，2、第二光机，3、第一偏振片，4、第二偏振片，5、平面镜，6、竖直支架，7、水平支架，8、固定支架，9、定位槽，10、摄像支架，11、激光感应摄像头，12、激光光源，13、投影布。具体实施方式以下实施列是对本发明的进一步说明，不是对本发明的限制。实施例1一种短焦距偏振光投影装置，包括光投影装置、反射装置和显示装置，所述的光投影装置包括光机、偏振片和播放器，所述的播放器同光机连接，沿光传播方向，所述的偏振片位于光机和反射装置之间，所述的反射装置位于偏振片和显示装置之间。所述的光投影装置和反射装置安装在框架上，所述的框架包括竖直支架6和水平支架7，所述的水平支架7同竖直支架6的顶部铰接，所述的水平支架7上设置反射装置安装位所述的竖直支架6包括两根支撑柱和固定支架8，所述的固定支架8位于两根支撑柱之间，所述的固定支架8的左右两端设置铰接件，所述的支撑柱8上设置定位槽9和限位块，所述的限位块同固定支架8的铰接件连接，所述的定位槽9一端靠近支撑柱顶部，所述的定位槽的另一端靠近支撑柱的底部，所述的固定支架8上设置第一光机1的安装位和第二光机2的安装位和摄像支架10，所述的摄像支架10同固定支架8铰接，所述的框架底部设置激光光源安装位12。所述的第一光机1和第二光机2上分别设置第一偏振片3和第二偏振片4。所述的平面镜5同水平面的夹角为0°。所述的第一偏振片3和第二偏振片4之间的间距为5mm，所述的第一光机1的镜头的中轴线同水平面的夹角为67°，所述的第二光机2的镜头的中轴线同水平面的夹角为69°。所述的竖直支架6的高度为25cm。所述的显示装置包括投影布13、激光光源、激光感应摄像头11，所述的激光感应摄像头11在投影布13上方，所述的激光光源同投影布13中心的连接线同水平面的夹角为1°。所述的激光感应摄像头11设置在摄像支架10上，所述的激光感应摄像头11的镜头朝向反射装置，所述的摄像头的镜头的中轴线同水平面的夹角为65°。所述的播放器包括pc主板、光机驱动板，所述的pc主板同光机驱动板通过hdmi、dp中的任一种接口连接，所述的光机驱动板同光机通过rgb888端口连接，所述的光机同mcu通过光机聚焦调节器连接，所述的mcu同蓝牙模块通过rs232接口连接，所述的mcu同光机驱动板通过i/o接口同光机驱动板连接，所述的mcu上设有另一个i/o接口。所述的pc主板上预留usb接口、pj45接口、vga接口。所述的mcu同电源内部电源控制器连接，所述的内部电源控制器同pc主板、视频分离板和光机驱动板连接，为上述装置供电。所述的内部电源控制器同电源适配器连接，所述的电源适配器将220v交流电转化为12v/8a的直流电。mcu同光机驱动板通过nec熔气遥控码连接。光机将播放器中的画面经偏振片后照射到反射装置上，反射装置将画面反射到显示装置上。通过反射装置将光投影装置播放的画面反射到显示装置上，可以有效减少3d投影播放设备的占地面积和体积。将反射装置、投影装置集成在框架上，可以极大的减少投影装置的占地面积，定位槽可以使安装了光机的固定支架在支撑柱上自由的上下移动，限位块同固定支架的铰接件连接使得固定支架可以自由调整其与水平面的夹角，水平支架同竖直支架铰接使得安装在上面的反射装置可以自由的转动。平面镜同水平面的夹角是决定投影效果的关键因素，同水平面平行是满足常规投影需求的较优角度。控制反射镜距离基准面的高度为25cm，两个偏振片同光机的连接线同水平面的夹角可以满足18吋投影布的播放需求。大于25cm的支架较容易实现，但占地面积较大，使用小于25cm的支架在未采用反射装置的条件是难以甚至无法实现的，采用反射装置后可以大幅的减小投影装置的占地面积。激光感应摄像头可以感应桌面投影布上激光信号的变化，并根据其内置的算法，实现通过电机投影布上的画面来控制画面缩小放大，或者多维光观察的功能人在触摸桌面上3d图幅时，激光照射在人手上，此时激光感应摄像头可以感应到触摸时同仅播放时激光传播路径的改变，激光感应摄像头将捕捉到的激光变化的信号传递给pc主板，经主板处理后依次经光机驱动板反映到桌面投影布上。摄像头捕捉反射镜上的图像变化，其同水平面成一定的角度，保障反射装置上的图像可以全部的被其捕捉。pc主板可以播放多种内容，mcu可以自动调节光机聚焦，同时预留的蓝牙模块或者i/o接口使得本发明的光学投影装置可被遥控。实施例2实施例2同实施例1不同之处在于，所述的反射装置为平面镜，所述平面镜同水平面的夹角为15°。平面镜同水平面的夹角是决定投影效果的关键因素，同水平面平行是满足常规投影需求的较优角度。实施例3实施例3与实施例1不同之处在于，所述的反射装置为平面镜，所述平面镜同水平面的夹角为-15°。平面镜同水平面的夹角是决定投影效果的关键因素，同水平面平行是满足常规投影需求的较优角度。实施例4实施例4同实施例1的不同之处在于，所述的第一光机的镜头的中轴线同水平面的夹角为74°，所述的第二光机的镜头的中轴线同水平面的夹角为77°，所述的摄像头的镜头的中轴线同水平面的夹角为71°。实施例5实施例5同实施例1的不同之处在于，所述的第一光机的镜头的中轴线同水平面的夹角为0°，所述的第二光机的镜头的中轴线同水平面的夹角为0°，所述的摄像头的镜头的中轴线同水平面的夹角为0°。实施例6实施例6同实施例1的不同之处在于，所述的第一光机的镜头的中轴线同水平面的夹角为90°，所述的第二光机的镜头的中轴线同水平面的夹角为90°，所述的摄像头的镜头同水平面的夹角为90°。实施例7实施例7同实施例1的不同之处在于，所述的竖直支架的高度为20cm，所述的第一光机的镜头的中轴线同水平面的夹角为58°，所述的第二光机的镜头的中轴线同水平面的夹角为65°，所述的摄像头的镜头的中轴线同水平面的夹角为45°。对比例对比例同实施例1不同之处在于，未设置反射装置。显示装置上无法成像，或者所需的光路传播距离较大，投影装置占地面积增大。实验例1通过分析成像质量来优化平面镜同水平面的夹角，从而确定较优的反射装置的安装位置，具体数据如下。表1平面镜与水平面夹角同成像质量的关系第一夹角第二夹角成像情况实施例167°69°18英寸清晰实施例269°74°>18英寸模糊实施例363°68°<18英寸模糊第一夹角为第一光机的镜头的中轴线同水平面的夹角，第二夹角为第二光机的镜头的中轴线同水平面的夹角实施例1~3中光机的位置并未发生改变，但其实施例2和三同水平面的夹角因为平面镜的转动而发生了改变，这是为了将光机产生的全部画面投影到平面镜上进而投影到显示装置上，实施例2为上折，实施例3为下折。从表1可以看出，在保证全部画面投影到平面镜的情况下，实施例1有着较好的成像质量和成像尺寸，实施例2和3由于平面镜的转动导致了成像质量的下降，因此，光机的位置一定时，反射镜尽量水平或向上折，水平放置的反射镜是较优的方案。实验例2通过分析成像质量来优化光机同水平面的夹角，从而确定较优的光机的安装位置，具体数据如下。表2光机安装位置与水平面夹角同成像质量的关系相对位置成像质量实施例1支撑柱中部偏下18英寸清晰实施例4支撑柱底部27英寸较清晰实施例5平面镜正下方尺寸同平面镜实施例6支撑柱顶部≈0英寸实施例5和实施例6是本发明所述投影装置的极端情况，实施例5中光机的镜头同平面镜平行，在保证将光机产生的全部画面投影到平面镜上进而投影到显示装置的情况下，只能调整光机同平面镜的相对位置，进而得到的图像尺寸同平面镜的尺寸相同。实施例6位于支撑柱的顶部，几乎无法获得图像。实施例4位于支撑柱的底部，成像尺寸大于实施例1，但清晰度同实施例1相比较差，因此，光机的镜头（偏振片）同水平面的夹角在0~90°范围内，成像尺寸随着夹角的减小逐渐增大。实验例3通过分析成像质量来优化平面镜到基准面的距离（支撑柱底面），从而确定较优的光机的安装位置，具体数据如下。表3平面镜高度与水平面夹角同成像质量的关系高度成像质量实施例125cm18英寸清晰实施例720cm13英寸较清晰实施例7同实施例1相比，在于其高度下降了5cm，因此光机的第一光机的镜头的中轴线同水平面的夹角为32°，所述的第二光机的镜头的中轴线同水平面的夹角为25°，所述的摄像头的镜头的中轴线同水平面的夹角为45°。在不大于25cm的高度范围内，本发明中的投影装置可以通过调整光机同水平面的夹角获得清晰的图像。实验例4偏振片同光机镜头中轴线的夹角对成像质量有较大的影响，具体数据见下表。表4偏振片光机镜头中轴线的夹角同成像质量的关系角度成像质量90°清晰45°较暗0°模糊-45°较暗-90°清晰偏振片同光机镜头的中轴线垂直时，效果最好。一般无法达到±90°，但会无限趋近与90°。实验例5光机同水平面的夹角随着光机的位置变化而变化，同时显示装置上的投影布的成像尺寸也随之变化，具体数据见下表。表5光机高度与同成像尺寸的关系高度第一夹角第二夹角成像尺寸074°77°24英寸5cm7274°21英寸9cm67°69°18英寸10cm66°68°17英寸15cm55°58°14英寸20cm46°49°12英寸24cm25°31°8英寸表5中高度为光机的两个偏振片连接线中心同支撑柱底部的距离，第一夹角为第一光机的镜头的中轴线同水平面的夹角，第二夹角为第二光机的镜头的中轴线同水平面的夹角。上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，以上实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。当前第1页12