專利名稱：高效能單機立體投影系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種光學投影裝置，尤其涉及ー種通過單臺投影機，使用普通的偏光眼鏡可以高效觀賞立體影像的投影系統(tǒng)。
技術背景現(xiàn)在我們?nèi)搜劭吹降牧Ⅲw景物的成像原理為我們兩只眼睛獨立看東西的時候，左眼只能看到左眼的景物，右眼只能看到右眼的景物，因我們兩只眼睛間大約有6 7厘米的間距，當雙眼注視ー個物體時，雙眼看到的景象并非一致，這樣會讓兩眼個別看到的景物有一點點的位移，看到的是兩幅ニ維圖像，經(jīng)過大腦的合成最終呈現(xiàn)出立體感的景象?，F(xiàn)實中我們不論看電影、電視，因為光線同時投影在銀幕上沒有位移，所以我們看到的大多看到的還是普通2D成像，但隨著3D時代的到來，3D成像技術會成為今后光學成像的主流產(chǎn)品。3D技術經(jīng)過多年的研究，已開發(fā)出多種3D投影顯示裝置，目前大多使用的是分時法和分光法，其中分時法主要是利用普通投影系統(tǒng)成像后，戴上快門式眼鏡實現(xiàn)，快門式眼鏡兩個鏡片采用電子控制，根據(jù)顯示器的輸出情況進行光線的快速切換，使雙眼看到不同的畫面，從而感受到立體效果，因快門式眼鏡價值較高，只能在電影院實現(xiàn)，所以不利用大面積推廣，同時快門式眼鏡感應器易受外部光線干擾從而影響光線的快速切換，造成看到的畫面模糊和重疊；分光法主要是采用兩臺投影機投射圖像，一部投影機投影左眼圖像信號，另一部投影機投影右眼圖像信號，通過透光軸方向相互垂直的偏光片分別調(diào)整左、右眼的投影光路，使左右投影圖像重復投影成像在金屬屏幕上，觀看者通過偏光眼鏡左、右眼只能看到相應的偏振光圖像，從而在視覺神經(jīng)系統(tǒng)中產(chǎn)生立體感覺，達到觀賞立體影像的目的，類似使用兩臺投影裝置的立體投影系統(tǒng)硬件成本較高，同時需要使用金屬屏幕，普通家庭很難安裝實現(xiàn)。為了克服以上技術的不足，實踐中發(fā)明了利用機械式驅(qū)動偏振鏡片切換光線和利用光學鏡片切換光線，達到單臺投影機佩戴偏光眼鏡可以實現(xiàn)立體影像的投影系統(tǒng)，前者以國家知識產(chǎn)區(qū)局公開的“單臺投影機播放3D電影的影像播放系統(tǒng)”(專利號201010225962. 9)為例，該專利通過3D偏振器中的伺服單元驅(qū)動偏振鏡片切換，使偏振鏡片的左右切換頻率與兩幅影像切換頻率同步，同步旋轉(zhuǎn)的偏振鏡片采用光學偏振技術，將左右屏幕像完全分開，收看時佩戴偏振眼鏡可以使兩幅畫面交替出現(xiàn)在左右眼中，產(chǎn)生立體視覺，光學成像時光線以姆秒120巾貞的頻率傳輸，偏振分離后P光和S光分別以姆秒60中貞的頻率傳輸至左右眼，因該專利采用3D偏振器中的伺服単元機械式驅(qū)動偏振鏡片，容易出現(xiàn)頻率不匹配導致信號出現(xiàn)干擾，使左右眼看到的影像模糊；后者以國家知識產(chǎn)權局公開的“偏光眼鏡、偏光濾波器、投影機、立體影像系統(tǒng)”(專利號201120050306.X)為例，該專利利用偏光濾波器中的光學波片按預定時間產(chǎn)生交替的圖像信號光線，因圖像按幀順序交替，從而在視覺神經(jīng)系統(tǒng)中產(chǎn)生立體感覺，達到觀賞立體影像的目的，類似專利利用光學波片實現(xiàn)圖像信號的轉(zhuǎn)換，會受制作エ藝的影像造成光干擾，同時因使用普通液晶面板在信號切換時響應速度慢，所以在信號切換時形成左右眼光線信號的響應時間較長(TI)，這樣容易產(chǎn)生左右眼視訊干擾區(qū)(P)，同樣會出現(xiàn)左右眼看到影像模糊的情況(如圖I所示)
實用新型內(nèi)容
本實用新型針對現(xiàn)有技術的不足，通過在2D投影機鏡頭前加裝偏光板和含F(xiàn)e離子液晶面板，可以高效分時輸出P光和S光，不存在視訊干擾區(qū)，觀看者佩戴普通偏光鏡就可及時看到分離出的P光和S光，從而達到清晰觀看立體影像的目的。為實現(xiàn)此目的，本實用新型采用如下技術方案高效能單機立體投影系統(tǒng)，包含2D投影機、偏光板、含F(xiàn)e離子的液晶板、同步訊號器、金屬幕和偏光眼鏡；其特征在于2D投影機前放置一片偏光板，用于將投影機投射出的非偏極性光轉(zhuǎn)變成偏極性的P光或S光；偏光板與金屬幕之間放置有含F(xiàn)e離子液晶面板，
由于液晶面板中含有Fe尚子，能大大避免光的裳減損耗，光売度也能有大幅提升，即能聞效能地分離出P’光和S’光。所述的含F(xiàn)e離子的液晶板上設置有同步訊號器，對通過偏光板的偏極性光進行開啟和關閉動作，此時ー個方向的偏極性光(P光或S光)會被開啟和關閉動作旋轉(zhuǎn)+45°和-45°，這樣即完成了將輸入的3D片源左右眼不同的影像電訊號變成只有P’和S’光的左右眼光訊號，此時的光訊號投射到金屬幕并反射出同等只含P’和S’的偏極性光，最終就可以通過普通的偏光眼鏡看到3D效果的影像。本實用新型專利可解決的技術問題是(I)通過偏光板后放置有含F(xiàn)e離子的液晶板,代替普通液晶面板，由于液晶面板中含有Fe離子，因此同步訊號器在對含F(xiàn)e離子液晶面板切換時信號響應速度要高于普通液晶面板的響應速度，這樣對左、右眼訊號分離時不易存在左右眼訊號干擾區(qū)，相比普通液晶面板信號切換而言，能大大避免光的衰減損耗，光亮度也能有大幅提升，即能高效能地分離出P’光和S’光。(2)采用同步訊號器對通過光敏電阻快速感知R，L訊號的切換來控制含F(xiàn)e離子液晶板的開啟和關閉動作，可以使偏振分離后P’光和s’光分別以每秒60幀的頻率傳輸至左右眼，與佩戴偏光眼鏡看到光學同步，達到高效觀賞立體投影效果。

圖I為原有液晶面板響應光線不意圖；其中S :訊號；T :時間；ΤΙ :響應時間；P :視訊干擾區(qū)。圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；其中1、2D投影機；2、偏光板；3、含F(xiàn)e離子的液晶板；4、同步訊號器；5、金屬幕；6、偏光眼鏡。圖3為本實用新型含F(xiàn)e離子的液晶板響應光線示意圖；其中S :訊號；T :時間；Τ2 :響應時間。圖4為本實用新型同步訊號器控制光線示意圖；圖5為本實用新型同步訊號器感應動作示意圖；具體實施方式
如圖所示，在2D投影機I外部加裝偏光板2將2D投射的非偏極化光進行偏極化，偏極化的光(P光或S光)通過ー受同步訊號器4控制的含F(xiàn)e離子液晶面板3，同步訊號器4將偏極性光分時輸出P’光和S’光，由于液晶面板中含有Fe離子，因此同步訊號器4在對含F(xiàn)e離子液晶面板3切換時響應速度要高于普通液晶面板的響應速度，在信號切換時形成左右眼光線信號的響應時間較短(T2)，這樣對左、右眼訊號分離時不易存在左右眼訊號干擾區(qū)，相比普通液晶面板切換而言，能大大避免光的衰減損耗，光亮度也能有大幅提升，即能高效能地分離出P’光和S’光；同時，幀速率受輸入到2D投影機的視訊信號幀速率有夫，如輸入2D投影機的視訊信號幀速率達到120Hz，采用同步訊號器4對通過光敏電阻快速感知R，L訊號的切換來控制含F(xiàn)e離子液晶板3的開啟和關閉動作，可以使偏振分離后P’光和S’光分別快速輸出幀速率為60Hz，此合成光最終投射到一金屬幕布5后反射即可被帶有偏光眼鏡6的人看到，偏光眼鏡6的兩個鏡片即可同時看到不同的P’光和S’光影像內(nèi)容，從而達到清晰觀看立體影像的目的；本實用新型專利結(jié)構(gòu)較為簡單，能改裝絕大部分2D投影機為3D投影機，且只是用普通偏光眼鏡，成本低廉，極具推廣價值。
權利要求1.高效能單機立體投影系統(tǒng)，包含2D投影機、偏光板、含F(xiàn)e離子的液晶板、同步訊號器、金屬幕和偏光眼鏡；其特征在于2D投影機前放置一片偏光板,偏光板與金屬幕之間放置有含F(xiàn)e離子液晶面板。
2.根據(jù)權利要求I所述的高效能單機立體投影系統(tǒng)，其特征在于所述的含F(xiàn)e離子的液晶板上設置有同步訊號器。
專利摘要本實用新型提供一種高效能單機立體投影系統(tǒng)，2D投影機前放置一片偏光板，用于將投影機投射出的非偏極性光轉(zhuǎn)變成偏極性的P光或S光；偏光板與金屬幕之間放置有含F(xiàn)e離子液晶面板，由于液晶面板中含有Fe離子，能大大避免光的衰減損耗，光亮度也能有大幅提升，即能高效能地分離出P’光和S’光；其中含F(xiàn)e離子的液晶板上設置有同步訊號器，對通過偏光板的偏極性光進行開啟和關閉動作，此時一個方向的偏極性光(P光或S光)會被開啟和關閉動作旋轉(zhuǎn)+45°和-45°，這樣即完成了將輸入的3D片源左右眼不同的影像電訊號變成只有P’和S’光的左右眼光訊號，此時的光訊號投射到金屬幕并反射出同等只含P’和S’的偏極性光，最終就可以通過普通的偏光眼鏡看到3D效果。
文檔編號G02B27/26GK202583690SQ20122018705
公開日2012年12月5日 申請日期2012年4月28日 優(yōu)先權日2012年4月28日
發(fā)明者吳天陽, 洪惠泰 申請人:光峰光電(無錫)有限公司