CN205229577U - 一种双机高光效立体投影系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种双机高光效立体投影系统，包括第一投影机、第一投影机附属偏振子系统、第二投影机及第二投影机附属偏振子系统，第一投影机附属偏振子系统设置在第一投影机和荧幕之间，第二投影机附属偏振子系统设置在第二投影机和荧幕之间，第一投影机及所述第一投影机附属偏振子系统与第二投影机及第二投影机附属偏振子系统之间成一定角度设置，以便将图像投到荧幕上，这样，由第一投影机投出，经过第一投影机附属偏振子系统，投影到荧幕的左眼图像光束为P线偏振光，由第二投影机投出，经过第二投影机附属偏振子系统，投影到荧幕的右眼图像光束为S线偏振光，观众佩戴线偏眼镜后即可看到立体图像。

Description

一种双机高光效立体投影系统

技术领域

本实用新型涉及3D投影显示技术领域，尤其涉及一种双机高光效立体投影系统。

背景技术

现有双机立体投影播放系统是利用以下原理实现的：利用第一台投影机播放左眼画面内容，在第一台投影机光出射面放置一光线起偏器，利用第二台投影机播放右眼画面内容，在第二台投影机光出射面放置另一光线起偏器，两光线起偏器的吸收光轴成90度夹角，观看者佩戴由检偏器制成的偏光眼镜，使左眼只观看到左眼的画面内容，右眼只观看到右眼的画面内容,从而呈现3D显示效果。

在双机立体投影播放系统中的两台投影机光出射面放置的光线起偏器的目的是将投影机出射的自然光转换为线偏振光，但在转换过程中，有大于50％的光强被光线起偏器吸收，转换为热量，造成光强损失严重，从而使得观看者观看体验差；另外，光强度在光线起偏器中被大量吸收，从而产生热能，导致了光线起偏器容易受热爆裂的现象。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种双机高光效立体投影系统，旨在解决现有的双机立体投影播放系统光利用率低及光线起偏器容易受热爆裂的问题。

本实用新型是这样实现的，一种双机高光效立体投影系统，包括第一投影机、第一投影机附属偏振子系统、第二投影机及第二投影机附属偏振子系统，所述第一投影机附属偏振子系统设置在所述第一投影机和荧幕之间，所述第二投影机附属偏振子系统设置在所述第二投影机和所述荧幕之间，所述第一投影机及所述第一投影机附属偏振子系统与所述第二投影机及所述第二投影机附属偏振子系统之间成一定角度设置，以便将图像投到所述荧幕上；其中，

所述第一投影机附属偏振子系统包括第一偏振分光组件、第一反射元件、第二反射元件、第一偏振旋转元件、第一调焦组件及第一偏振增强元件；

所述第二投影机附属偏振子系统包括第二偏振分光组件、第二调焦组件、第三反射元件、第四反射元件、第二偏振旋转元件、第三偏振旋转元件、第二偏振增强元件；

所述第一投影机用于投放左眼画面光束；

所述第一偏振分光组件设置在所述第一投影机出射光路中，用于将所述第一投影机投出的左眼画面光束分解成第一光路、第二光路及第三光路三路光束，其中，所述第一光路为透射的S线偏振光，所述第二光路及第三光路为反射的P线偏振光；

所述第一偏振旋转元件设置在所述第一偏振分光组件出射的第一光路中，用于将所述第一光路的S线偏振光的偏振方向旋转90度，调制成P线偏振光；

所述第一调焦组件设置在所述第一偏振旋转元件出射面之后，用于根据不同的投影距离调节画面大小；

所述第一反射元件设置在所述第一偏振分光组件出射的所述第二光路中，用于将所述第二光路的P线偏振光引导向所述第一光路，使其与所述第一光路重合；

所述第二反射元件设置在所述第一偏振分光组件出射的所述第三光路中，用于将所述第三光路的P线偏振光引导向所述第一光路，使其与所述第一光路重合；

所述第一偏振增强元件设置在所述第一光路、第二光路及第三光路重合光路中，用于增强所述第一光路、第二光路及第三光路的P线偏振光的偏振度；

所述第二投影机用于投放右眼画面光束；

所述第二偏振分光组件设置在所述第二投影机出射光路中，用于将所述第二投影机投出的右眼画面光束分解成第四光路、第五光路及第六光路三路光束，其中，所述第四光路为透射的S线偏振光，所述第五光路及第六光路为反射的P线偏振光；

所述第二调焦组件设置在所述第二偏振分光组件出射的所述第四光路中，用于根据不同的投影距离调节画面大小；

所述第三反射元件设置在所述第二偏振分光组件出射的所述第五光路中，用于将所述第五光路的P线偏振光引导向所述第四光路，使其与所述第四光路重合；

所述第四反射元件设置在所述第二偏振分光组件出射的所述第六光路中，用于将所述第六光路的P线偏振光引导向所述第四光路，使其与所述第四光路重合；

所述第二偏振旋转元件设置在所述第五光路中所述第三反射元件出射光路中，用于将所述第五光路的P线偏振光旋转90°，调制成S线偏振光；

所述第三偏振旋转元件设置在所述第六光路中所述第四反射元件出射光路中，用于将所述第六光路的P线偏振光旋转90°，调制成S线偏振光；

所述第二偏振增强元件设置在所述第四光路、第五光路及第六光路重合光路中，用于增强所述第四光路、第五光路及第六光路的S线偏振光的偏振度。

进一步地，所述第一偏振分光组件和第二偏振分光组件均为三光路偏振分光棱镜，所述三光路偏振分光棱镜由三个三角棱镜胶合而成，其两个胶合偏振分光面为互相垂直的长方体三光路偏振分光棱镜。

进一步地，所述第一反射元件、第二反射元件、第三反射元件及第四反射元件均为平面反射镜且倾斜角度可调。

进一步地，所述第一偏振旋转元件、第二偏振旋转元件及第三偏振旋转元件均为半波片或/和液晶相位延迟器。

进一步地，第一偏振旋转元件可设置于第一调焦组件之前，也可设置在第一调焦组件之后，第二偏振旋转元件可设置在第三反射元件的入射光路中，也可设置在第三反射元件的出射光路中，第三偏振旋转元件可设置在第四反射元件的入射光路中，也可设置在第四反射元件的出射光路中。

进一步地，所述第一调焦组件及第二调焦组件均为由至少两个透镜组成的透镜组。

进一步地，所述第一偏振增强元件及第二偏振增强元件均为偏光片。

进一步地，所述第一投影机附属偏振子系统出射光路中插设一用于将所述第一投影机附属偏振子系统出射的P线偏振光调制成左旋圆偏振光的第一相位调制器件，所述第二投影机附属偏振子系统出射光路中插设一用于将所述第二投影机附属偏振子系统出射的S线偏振光调制成右旋圆偏振光的第二相位调制器件。

进一步地，所述第一调制器件及第二相位调制器件均为1/4波片。

本实用新型的有益效果:本实用新型提供的双机高光效立体投影系统，其包括第一投影机、第一投影机附属偏振子系统、第二投影机及第二投影机附属偏振子系统，第一投影机附属偏振子系统设置在第一投影机和荧幕之间，第二投影机附属偏振子系统设置在第二投影机和荧幕之间，第一投影机及第一投影机附属偏振子系统与第二投影机及第二投影机附属偏振子系统之间成一定角度设置，以便将图像投到荧幕上，这样，由第一投影机投出，经过第一投影机附属偏振子系统，投影到荧幕的左眼图像光束为P线偏振光，由第二投影机投出，经过第二投影机附属偏振子系统，投影到荧幕的右眼图像光束为S线偏振光P线偏振光与S线偏振光的振动方向互相垂直，佩戴线偏光眼镜的观众左眼只能看到左眼画面，右眼只能看到右眼画面，从而看到三维影像，有效地解决了现有的双机立体投影播放系统光利用率低及光线起偏器容易受热爆裂的问题。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的双机高光效立体投影系统的工作原理图。

图2是图1提供的双机高光效立体投影系统其第一光路S线偏振光调制成P线偏振光示意图。

图3是图1提供的双机高光效立体投影系统其第五光路P线偏振光调制成S线偏振光示意图。

图4是本实用新型另一实施例提供的双机高光效立体投影系统的工作原理图。

图5是图4提供的双机高光效立体投影系统其第一光路S线偏振光调制成左旋圆偏振光示意图。

图6是图4提供的双机高光效立体投影系统其第五光路P线偏振光调制成右旋圆偏振光示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不应用于限定本实用新型。

参见图1，图1是本实用新型一实施例提供的双机高光效立体投影系统的工作原理图。如图1所示，该双机高光效立体投影系统，包括第一投影机101、第一投影机附属偏振子系统(图中未标示)、第二投影机102及第二投影机附属偏振子系统(图中未标示)，第一投影机附属偏振子系统设置在第一投影机101和荧幕116之间，第二投影机附属偏振子系统设置在第二投影机102和荧幕116之间，第一投影机101及第一投影机附属偏振子系统与第二投影机102及第二投影机附属偏振子系统之间成一定角度设置，以便将图像投到荧幕116上；其中，

第一投影机附属偏振子系统包括第一偏振分光组件103、第一反射元件105、第二反射元件106、第一偏振旋转元件109、第一调焦组件112及第一偏振增强元件114；

第二投影机附属偏振子系统包括第二偏振分光组件104、第二调焦组件113、第三反射元件107、第四反射元件108、第二偏振旋转元件110、第三偏振旋转元件111、第二偏振增强元件115；

第一投影机101用于投放左眼画面光束；

第一偏振分光组件103设置在第一投影机101出射光路中，用于将第一投影机101投出的左眼画面光束分解成第一光路1、第二光路2及第三光路3三路光束，其中，第一光路1为透射的S线偏振光，第二光路2及第三光路3为反射的P线偏振光；

第一偏振旋转元件109设置在第一偏振分光组件103出射的第一光路1中，用于将第一光路1的S线偏振光的偏振方向旋转90度，调制成P线偏振光；

第一调焦组件112设置在第一偏振旋转元件109出射面之后，用于根据不同的投影距离调节画面大小，此时，第一调焦组件112设置在第一光路1中

第一反射元件105设置在第一偏振分光组件103出射的第二光路2中，用于将第二光路2的P线偏振光引导向第一光路1，使其与第一光路1重合；

第二反射元件106设置在第一偏振分光组件103出射的第三光路3中，用于将第三光路3的P线偏振光引导向第一光路1，使其与第一光路1重合；

第一偏振增强元件114透振方向与P线偏振光的振动方向相同且第一偏振增强元件114设置在第一光路1、第二光路2及第三光路3重合光路中，用于增强第一光路1、第二光路2及第三光路3的P线偏振光的偏振度；

第二投影机102用于投放右眼画面光束；

第二偏振分光组件104设置在第二投影机102出射光路中，用于将第二投影机102投出的右眼画面光束分解成第四光路4、第五光路5及第六光路6三路光束，其中，第四光路4为透射的S线偏振光，第五光路5及第六光路6为反射的P线偏振光；

第二调焦组件113设置在第二偏振分光组件104出射的第四光路4中，用于根据不同的投影距离调节画面大小；

第三反射元件107设置在第二偏振分光组件104出射的所第五光路5中，用于将第五光路5的P线偏振光引导向第四光路4，使其与第四光路4重合；

第四反射元件108设置在所述第二偏振分光组件104出射的第六光路6中，用于将第六光路6的P线偏振光引导向第四光路4，使其与第四光路4重合；

第二偏振旋转元件110设置在第五光路5中第三反射元件107出射光路中，用于将第五光路5的P线偏振光旋转90度，调制成S线偏振光；

第三偏振旋转元件111设置在第六光路6中第四反射元件108出射光路中，用于将第六光路6的P线偏振光旋转90度调制成S线偏振光；

第二偏振增强元件115的透振方向与S线偏振光的振动方向相同且第二偏振增强元件115设置在第四光路4、第五光路5及第六光路6重合光路中，用于增强第四光路4、第五光路5及第六光路6的S线偏振光的偏振度；

需要说明的是，本实用新型实施例中，设置在第一偏振分光组件103出射的第一光路1中，第一偏振旋转元件109的快轴与S线偏振光的振动方向成45度设置在第一调焦组件112入射面之前，也可以放置于第一调焦组件112出射面之后，用于将第一光路的S线偏振光调制成P线偏振光。

需要说明的是，本实用新型实施例中，第一偏振增强元件114出射，投射到荧幕116的光束为P线偏振光；

需要说明的是，本实用新型实施例中，第二偏振旋转元件110的快轴与P线偏振光的振动方向成-45度设置在第五光路5中，可设置在第三反射元件107与第二偏振分光组件104之间任意位置，也可设置在第三反射元件107与第二偏振增强元件115之间任意位置。

需要说明的是，本实用新型实施例中，第三偏振旋转元件111的快轴与P线偏振光的振动方向成-45度设置在第六光路6中，可设置在第四反射元件108与第二偏振分光组件104之间任意位置，也可设置在第四反射元件108与第二偏振增强元件115之间任意位置。

优选地，第一偏振分光组件103和第二偏振分光组件104为三光路偏振分光棱镜，三光路偏振分光棱镜由三个三角棱镜胶合而成，其两个胶合偏振分光面为互相垂直的长方体三光路偏振分光棱镜。

优选地，第一反射元件105、第二反射元件106、第三反射元件107及第四反射元件108均为平面反射镜且倾斜角度可调。

优选地，第一偏振旋转元件109、第二偏振旋转元件110及第三偏振旋转元件111均为半波片或/和液晶相位延迟器。

进一步地，第一偏振旋转元件109可设置于第一调焦组件112之前，也可设置在第一调焦组件112之后，第二偏振旋转元件110可设置在第三反射元件107的入射光路中，也可设置在第三反射元件107的出射光路中，第三偏振旋转元件111可设置在第四反射元件107的入射光路中，也可设置在第四反射元件107的出射光路中。

优选地，第一调焦组件112及第二调焦组件113均为由至少两个透镜组成的透镜组。

参见图2，图2是图1提供的双机高光效立体投影系统其第一光路S线偏振光调制成P线偏振光的示意图。如图2所示，双机高光效立体投影系统其第一光路S线偏振光调制成P线偏振光的调制过程如下：从第一偏振分光组件103透射的第一光路1光束为S线偏振光，S线偏振光经过快轴与其振动方向成45度的第一偏振旋转元件109，S线偏振光的振动方向旋转90度，被调制成P线偏振光，P线偏振光经过透振方向与其振动方向相同的第一偏振增强元件114后，振动方向不变，仍为P线偏振光，偏振度得到增强。

参见图3，图3是图1提供的双机高光效立体投影系统其第五光路P线偏振光调制成S线偏振光的示意图。如图3所示，双机高光效立体投影系统其第五光路P线偏振光调制成S线偏振光的调制过程如下：从第二偏振分光组件104反射的第五路光束为P偏振光，P线偏振光经过快轴与其振动方向成-45度的第二偏振旋转元件110，P线偏振光的振动方向旋转90度，被调制成S线偏振光，S线偏振光经过透振方向与其振动方向相同的第二偏振增强元件115后，振动方向不变，仍为S线偏振光，偏振度得到增强。

需要说明的是，本实用新型实施例中，第六光路与第五光路具有相同的偏振光调制原理，双机高光效立体投影系统其第六光路P线偏振光调制成S线偏振光的调制原理可参考双机高光效立体投影系统其第五光路P线偏振光调制成S线偏振光的调制原理。

本实用新型实施例中，由第一投影机101投出，经过第一投影机附属偏振子系统，投影到荧幕116的左眼图像光束为P线偏振光，由第二投影机102投出，经过第二投影机附属偏振子系统，投影到荧幕116的右眼图像光束为S线偏振光P线偏振光与S线偏振光的振动方向互相垂直，佩戴线偏光眼镜的观众左眼只能看到左眼画面，右眼只能看到右眼画面，从而看到三维影像，有效地解决了现有的双机立体投影播放系统光利用率低及光线起偏器容易受热爆裂的问题。

参见图4，图4是本实用新型另一实施例提供的双机高光效立体投影系统的工作原理图。如图4所示，在第一实施例的基础上，在第一投影机附属偏振子系统出射光路中插设一用于将第一投影机附属偏振子系统出射的P线偏振光调制成左旋圆偏振光的第一相位调制器件117，第二投影机附属偏振子系统出射光路中插设一用于将第二投影机附属偏振子系统出射的S线偏振光调制成右旋圆偏振光的第二相位调制器件18，也就是分别在第一投影机附属偏振子系统的第一偏振增强元件114出射面增加第一相位调制器件117，在第二投影机附属偏振子系统的第二偏振增强元件115出射面增加第二相位调制器件118。

优选地，第一调制器件117及第二相位调制器件118均为1/4波片。

参见图5，图5是图4提供的双机高光效立体投影系统其第一光路S线偏振光调制成左旋圆偏振光示意图。如图5所示，双机高光效立体投影系统其第一光路S线偏振光调制成左旋圆偏振光的调制过程如下：在第一偏振增强元件114出射面后增加第一相位调制器件117，第一相位调制器件117的快轴与第一偏振增强元件114出射的P线偏振光的振动方向成-45度，用于将P线偏振光调制成左旋圆偏振光。

参见图6，图6是图4提供的双机高光效立体投影系统其第五光路P线偏振光调制成右旋圆偏振光示意图。如图6所示，双机高光效立体投影系统其第五光路P线偏振光调制成右旋圆偏振光示意图的调制过程如下：在第二偏振增强元件115出射面后增加第二相位调制器件118，第二偏振增强元件115的快轴与第二相位调制器件118出射的S线偏振光的振动方向成45度，用于将S线偏振光调制成右旋圆偏振光。

本实用新型实施例中，由第一投影机101投出左眼画面光束经过第一投影机附属偏振子系统投射到荧幕116的光束为左旋圆偏振光，由第二投影机102投出的右眼画面光束经过第二投影机附属偏振子系统投射到荧幕116的光束为右旋圆偏振光，左旋圆偏振光与右旋圆偏振光的偏振旋向相反，佩戴圆偏光眼镜的观众左眼只能看到左眼画面，右眼只能看到右眼画面，从而看到三维影像。

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

Claims (9)

1.一种双机高光效立体投影系统，其特征在于，包括第一投影机、第一投影机附属偏振子系统、第二投影机及第二投影机附属偏振子系统，所述第一投影机附属偏振子系统设置在所述第一投影机和荧幕之间，所述第二投影机附属偏振子系统设置在所述第二投影机和所述荧幕之间，所述第一投影机及所述第一投影机附属偏振子系统与所述第二投影机及所述第二投影机附属偏振子系统之间成一定角度设置，以便将图像投到所述荧幕上；其中，

所述第一投影机附属偏振子系统包括第一偏振分光组件、第一反射元件、第二反射元件、第一偏振旋转元件、第一调焦组件及第一偏振增强元件；

所述第二投影机附属偏振子系统包括第二偏振分光组件、第二调焦组件、第三反射元件、第四反射元件、第二偏振旋转元件、第三偏振旋转元件、第二偏振增强元件；

所述第一投影机用于投放左眼画面光束；

所述第一偏振分光组件设置在所述第一投影机出射光路中，用于将所述第一投影机投出的左眼画面光束分解成第一光路、第二光路及第三光路三路光束，其中，所述第一光路为透射的S线偏振光，所述第二光路及第三光路为反射的P线偏振光；

所述第一偏振旋转元件设置在所述第一偏振分光组件出射的第一光路中，用于将所述第一光路的S线偏振光的偏振方向旋转90度，调制成P线偏振光；

所述第一调焦组件设置在所述第一偏振旋转元件出射面之后，用于根据不同的投影距离调节画面大小；

所述第一反射元件设置在所述第一偏振分光组件出射的所述第二光路中，用于将所述第二光路的P线偏振光引导向所述第一光路，使其与所述第一光路重合；

所述第二反射元件设置在所述第一偏振分光组件出射的所述第三光路中，用于将所述第三光路的P线偏振光引导向所述第一光路，使其与所述第一光路重合；

所述第一偏振增强元件设置在所述第一光路、第二光路及第三光路重合光路中，用于增强所述第一光路、第二光路及第三光路的P线偏振光的偏振度；

所述第二投影机用于投放右眼画面光束；

所述第二偏振分光组件设置在所述第二投影机出射光路中，用于将所述第二投影机投出的右眼画面光束分解成第四光路、第五光路及第六光路三路光束，其中，所述第四光路为透射的S线偏振光，所述第五光路及第六光路为反射的P线偏振光；

所述第二调焦组件设置在所述第二偏振分光组件出射的所述第四光路中，用于根据不同的投影距离调节画面大小；

所述第三反射元件设置在所述第二偏振分光组件出射的所述第五光路中，用于将所述第五光路的P线偏振光引导向所述第四光路，使其与所述第四光路重合；

所述第四反射元件设置在所述第二偏振分光组件出射的所述第六光路中，用于将所述第六光路的P线偏振光引导向所述第四光路，使其与所述第四光路重合；

所述第二偏振旋转元件设置在所述第五光路中所述第三反射元件出射光路中，用于将所述第五光路的P线偏振光旋转90°，调制成S线偏振光；

所述第三偏振旋转元件设置在所述第六光路中所述第四反射元件出射光路中，用于将所述第六光路的P线偏振光旋转90°，调制成S线偏振光；

所述第二偏振增强元件设置在所述第四光路、第五光路及第六光路重合光路中，用于增强所述第四光路、第五光路及第六光路的S线偏振光的偏振度。

2.根据权利要求1所述的双机高光效立体投影系统，其特征在于，所述第一偏振分光组件和第二偏振分光组件均为三光路偏振分光棱镜，所述三光路偏振分光棱镜由三个三角棱镜胶合而成，其两个胶合偏振分光面为互相垂直的长方体三光路偏振分光棱镜。

3.根据权利要求1所述的双机高光效立体投影系统，其特征在于，所述第一反射元件、第二反射元件、第三反射元件及第四反射元件均为平面反射镜且倾斜角度可调。

4.根据权利要求1所述的双机高光效立体投影系统，其特征在于，所述第一偏振旋转元件、第二偏振旋转元件及第三偏振旋转元件均为半波片或/和液晶相位延迟器。

5.根据权利要求1所述的双机高光效立体投影系统，其特征在于，所述第一偏振旋转元件可设置于所述第一调焦组件之前，也可设置在所述第一调焦组件之后，所述第二偏振旋转元件可设置在所述第三反射元件的入射光路中，也可设置在所述第三反射元件的出射光路中，所述第三偏振旋转元件可设置在所述第四反射元件的入射光路中，也可设置在所述第四反射元件的出射光路中。

6.根据权利要求1所述的双机高光效立体投影系统，其特征在于，所述第一调焦组件及第二调焦组件均为由至少两个透镜组成的透镜组。

7.根据权利要求1所述的双机高光效立体投影系统，其特征在于，所述第一偏振增强元件及第二偏振增强元件均为偏光片。

8.根据权利要求1所述的双机高光效立体投影系统，其特征在于，所述第一投影机附属偏振子系统出射光路中插设一用于将所述第一投影机附属偏振子系统出射的P线偏振光调制成左旋圆偏振光的第一相位调制器件，所述第二投影机附属偏振子系统出射光路中插设一用于将所述第二投影机附属偏振子系统出射的S线偏振光调制成右旋圆偏振光的第二相位调制器件。

9.根据权利要求7所述的双机高光效立体投影系统，其特征在于，所述第一调制器件及第二相位调制器件均为1/4波片。