一種3d投影轉(zhuǎn)換設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于立體成像領(lǐng)域，涉及一種3D投影轉(zhuǎn)換設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著技術(shù)的發(fā)展，3D體驗(yàn)越來(lái)越多的進(jìn)入人們的生活，而數(shù)字影院觀影就是其中最為廣泛與有效的方式?，F(xiàn)有的3D轉(zhuǎn)換設(shè)備主要是利用偏振原理實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)將數(shù)字投影機(jī)投射出的自然光轉(zhuǎn)換成不同偏振態(tài)的偏振光，結(jié)合相應(yīng)的眼鏡，使得具有一定視差的3D圖像分別進(jìn)入兩只眼鏡，從而在大腦中形成3D影像。
[0003]然而，在自然光轉(zhuǎn)換成偏振光的過(guò)程中需要引入偏振器件，最常見(jiàn)的，是使用偏振片進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而偏正片在將自然光轉(zhuǎn)換成偏振光的過(guò)程中會(huì)造成約60%以上的光能損失，從而使得投影亮度大幅下降。另外，PBS (偏振分光)棱鏡也可以實(shí)現(xiàn)偏振的效果，其是通過(guò)分光面上鍍膜將自然光分光成兩束方向垂直的偏振光出射，從而提高了自然光轉(zhuǎn)換成偏振光的效率，但是，PBS棱鏡的偏振分光效果與入射光的角度有關(guān)，入射角越大分出的兩束偏振光純度越低，相應(yīng)的偏振度也越低，若直接使用這種低偏振度的光線將會(huì)使得左右眼串影嚴(yán)重，3D效果大打折扣；而若將PBS棱鏡分出的兩束光再次通過(guò)偏光片提高偏振度則會(huì)損失較多的光能。
[0004]另一方面，隨著投影技術(shù)的發(fā)展，與用戶要求的提高，越來(lái)越多小投射比的投影機(jī)被應(yīng)用，傳統(tǒng)的3D轉(zhuǎn)換設(shè)備是直接對(duì)投影機(jī)的出射光線進(jìn)行處理，這樣就會(huì)導(dǎo)致偏光器件非常大從而使得3D轉(zhuǎn)換設(shè)備的尺寸非常大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于利用某種方式，實(shí)現(xiàn)既能有效提高出射光偏振度而不損失過(guò)多的光能，同時(shí)還能大幅度減小3D轉(zhuǎn)換設(shè)備的尺寸。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案如下:
一種3D投影轉(zhuǎn)換設(shè)備，包括:透鏡組和偏振器件，在所述投影機(jī)鏡頭和偏振器件之間設(shè)有第一透鏡組，用于將投影機(jī)鏡頭投射的廣角光線改變成近似平行光進(jìn)入偏振器件；在偏振器件和銀幕之間又設(shè)有第二透鏡組，用于將從偏振器件中發(fā)出的平行光依照銀幕的距離調(diào)節(jié)至投影機(jī)投射出的原始倍率成像在熒幕上。
[0007]進(jìn)一步地，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述第一透鏡組將投影機(jī)光線變焦至無(wú)窮遠(yuǎn)進(jìn)入偏振器件，第二透鏡組將偏振器件的出射光還原至投影機(jī)初始投射角度。
[0008]進(jìn)一步地，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述偏振器件選擇偏振片和/或偏振棱鏡。
[0009]進(jìn)一步地，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述偏振器件為雙折射晶體棱鏡。
[0010]本發(fā)明采取了上述方案以后，在不改變投影機(jī)本身投影距離的前提下，通過(guò)兩組變焦透鏡改變光線在3D轉(zhuǎn)換設(shè)備中傳播的角度，一方面提高了 3D轉(zhuǎn)換設(shè)備的工作效率提高了光效，另一方面有效的減小了 3D轉(zhuǎn)換設(shè)備的尺寸。
[0011]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在所寫(xiě)的說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
【附圖說(shuō)明】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述，以使得本發(fā)明的上述優(yōu)點(diǎn)更加明確。其中，
圖1為普通3D投影轉(zhuǎn)換設(shè)備的示意圖；
圖2為光線入射到偏振器件的入射角度與光線通過(guò)偏振器件后的偏振度的關(guān)系曲線圖；
圖3為一個(gè)實(shí)施例的3D投影轉(zhuǎn)化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是圖3實(shí)施例中加入第一透鏡組的前后投影成像位置和光線角度的變化對(duì)比示意圖；
圖5是圖3實(shí)施例中加入第一透鏡組的前后投影成像位置和光線角度的變化對(duì)比示意圖；
圖6為另一實(shí)施例的3D投影轉(zhuǎn)化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過(guò)程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。需要說(shuō)明的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個(gè)實(shí)施例以及各實(shí)施例中的各個(gè)特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0014]如圖1所述，一種3D投影轉(zhuǎn)換設(shè)備，包括:轉(zhuǎn)換透鏡組和偏振器件，其特征在于，在所述投影機(jī)鏡頭和偏振器件之間設(shè)有第一透鏡組，用于將投影機(jī)鏡頭投射的廣角光線改變成近似平行光進(jìn)入偏振器件；在偏振器件和銀幕之間又設(shè)有第二透鏡組，用于將從偏振器件中發(fā)出的平行光依照銀幕的距離調(diào)節(jié)至投影機(jī)投射出的原始倍率成像在熒幕上。
[0015]進(jìn)一步地，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述第一透鏡組將投影機(jī)光線變焦至無(wú)窮遠(yuǎn)進(jìn)入偏振器件，第二透鏡組將偏振器件的出射光還原至投影機(jī)初始投射角度。
[0016]進(jìn)一步地，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述偏振器件選擇分光棱鏡和/或PBS棱鏡。
[0017]進(jìn)一步地，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述偏振器件為雙折射晶體棱鏡。
[0018]更具體地說(shuō)，傳統(tǒng)3D轉(zhuǎn)換設(shè)備是直接讓投影機(jī)的出射光線進(jìn)入偏振器件，由于投影機(jī)出射光線常為廣角發(fā)散光線，從而使得3D轉(zhuǎn)換設(shè)備的尺寸較大。同時(shí)，光線入射角較大，從偏振器件出射的光線偏振度越低，直接使用會(huì)產(chǎn)生鬼影，若加入偏振片提高偏振度，又會(huì)導(dǎo)致亮度下降。
[0019]針對(duì)以上技術(shù)問(wèn)題本專利提出兩點(diǎn)改進(jìn):
I變焦透鏡組改變光線進(jìn)入偏振器件的角度:
一個(gè)實(shí)施例中，普通3D偏振轉(zhuǎn)換設(shè)備是利用偏振器件直接處理投影機(jī)的廣角光線，而常用的偏振器件包括PBS和偏光片兩種，對(duì)于廣角光線，若單獨(dú)使用PBS雖可實(shí)現(xiàn)較好的光能利用率，但偏振度往往達(dá)不到要求；而使用偏光片可以達(dá)到偏振要求但是光損較大。所以現(xiàn)有偏振器件往往是直接使用偏光片或者用PBS加上偏光片使用，即使如此，還是有較多的光能損失。)
作為本發(fā)明的改進(jìn)將兩組變焦透鏡組加在3D轉(zhuǎn)換設(shè)備的入光口前和出光口后，如圖3，變焦透鏡組I將投影鏡頭的成像變焦至無(wú)窮遠(yuǎn)，如圖4、5，即將入射角較大的光線轉(zhuǎn)換成近似平行光以較小的縱向尺寸進(jìn)入偏振器件，這樣，即使單獨(dú)使用偏振分光棱鏡(PBS)也能得到偏振度較高的光線。
[0020]在光線通過(guò)了 3D轉(zhuǎn)換設(shè)備后進(jìn)入變焦透鏡組2，如圖3，其將光線還原到投影機(jī)原本投射距離，使得投影圖像重新成像于銀幕。
[0021]此舉在不改變投影機(jī)本身投影距離的前提下，通過(guò)兩組變焦透鏡改變光線在3D轉(zhuǎn)換設(shè)備中傳播的角度，一方面提高了 3D轉(zhuǎn)換設(shè)備的工作效率提高了光效，另一方面有效的減小了 3D轉(zhuǎn)換設(shè)備的尺寸。
[0022]2用雙折射晶體棱鏡代替普通偏振器件進(jìn)一步改進(jìn):
在另外一個(gè)實(shí)施例中，用雙折射晶體棱鏡代替普通偏振器件:其中，光束入射到各向異性的晶體中時(shí)會(huì)分解為兩束光而沿不同方向折射。它們?yōu)檎駝?dòng)方向互相垂直的線偏振光。如圖6，由于其分光是利用這兩束光線的折射率差造成對(duì)其中一束全反射，從而使得分出來(lái)的兩束光線的純度較高因此偏振度也非常高，而且分光面的光損極小。
[0023]結(jié)合第I點(diǎn)改進(jìn)，當(dāng)光線以較小的入射角近乎平行的入射到3D轉(zhuǎn)換設(shè)備中，通過(guò)此雙折射晶體棱鏡時(shí)，光線可以以非常高的偏振度從兩個(gè)出射面射出，這樣出射的兩束光線不僅光能更高而且消光比非常理想，設(shè)備可以略去偏光片從而提高光效。
[0024]圖1為普通3D轉(zhuǎn)換設(shè)備加在投影鏡頭前，由于投影光線角度大，使得設(shè)備的尺寸必須相應(yīng)的很大；
圖2為光線入射到偏振器件的入射角度與光線通過(guò)偏振器件后的偏振度的關(guān)系曲線；圖3為方案1，新型3D系統(tǒng)是在傳統(tǒng)3D系統(tǒng)的前后加入變焦透鏡使得光線在通過(guò)其中的“普通3D系統(tǒng)”時(shí)是以近乎平行光入射；
圖3中，透鏡組I和2配套使用，透鏡I將投影機(jī)光線變焦至無(wú)窮遠(yuǎn)進(jìn)入3D設(shè)備，透鏡組2將3D設(shè)備出射光還原至投影機(jī)初始投射角度，透鏡組I和2不限于某種特定的光學(xué)結(jié)構(gòu)。；
圖4、5是加入透鏡組I前后投影成像位置和光線角度的變化對(duì)比；
圖6為方案2雙折射偏振棱鏡的工作原理圖；
此舉在為改變投影機(jī)本身投影距離的前提下，通過(guò)兩組變焦透鏡改變光線在3D轉(zhuǎn)換設(shè)備中傳播的角度一方面提高了 3D轉(zhuǎn)換設(shè)備的工作效率提高了光效，另一方面有效的減小了 3D轉(zhuǎn)換設(shè)備的尺寸。
[0025]本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本申請(qǐng)的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本申請(qǐng)可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。
[0026]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種3D投影轉(zhuǎn)換設(shè)備，其特征在于，包括:透鏡組和偏振器件，在所述投影機(jī)鏡頭和偏振器件之間設(shè)有第一透鏡組，用于將投影機(jī)鏡頭投射的廣角光線改變成近似平行光進(jìn)入偏振器件；在偏振器件和銀幕之間又設(shè)有第二透鏡組，用于將從偏振器件中發(fā)出的平行光依照銀幕的距離調(diào)節(jié)至投影機(jī)投射出的原始倍率成像在熒幕上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D投影轉(zhuǎn)換設(shè)備，其特征在于，所述第一透鏡組將投影機(jī)光線變焦至無(wú)窮遠(yuǎn)進(jìn)入偏振器件，第二透鏡組將偏振器件的出射光還原至投影機(jī)初始投射角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D投影轉(zhuǎn)換設(shè)備，其特征在于，所述偏振器件選擇偏振片和/或偏振棱鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D投影轉(zhuǎn)換設(shè)備，其特征在于，所述偏振器件為雙折射晶體棱鏡。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種3D投影轉(zhuǎn)換設(shè)備，包括：透鏡組和偏振器件，在所述投影機(jī)鏡頭和偏振器件之間設(shè)有第一透鏡組，用于將投影機(jī)鏡頭投射的廣角光線改變成近似平行光進(jìn)入偏振器件；在偏振器件和銀幕之間又設(shè)有第二透鏡組，用于將從偏振器件中發(fā)出的平行光依照銀幕的距離調(diào)節(jié)至投影機(jī)投射出的原始倍率成像在熒幕上。
【IPC分類】G03B35-26
【公開(kāi)號(hào)】CN104698734
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510135503
【發(fā)明人】王偉
【申請(qǐng)人】深圳市樂(lè)視環(huán)球科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月26日