[发明专利]高效能单机立体投影系统

说明书

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帧的频率传输，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，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1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。

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：