3d影視系統(tǒng)及3d投影方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及3D影視系統(tǒng)及3D影視方法，通過使入射的投影光被第一透鏡轉(zhuǎn)化平行光后經(jīng)偏振分光棱鏡分為反射平行光及透射平行光，反射平行光經(jīng)過反射鏡反射至第一液晶波片組，再經(jīng)第一液晶波片組透射至第二透鏡的光線路徑的長(zhǎng)度，與透射平行光經(jīng)過第二液晶波片組透射至第三透鏡的光線路徑的長(zhǎng)度相等，并使第二透鏡的幾何中心與第三透鏡的幾何中心位于同一平面內(nèi)，從而可以通過微調(diào)使反射平行光與透射平行光到達(dá)銀幕的光線路徑相等，使得反射平行光在銀幕上呈現(xiàn)的影像與透射平行光在銀幕上呈現(xiàn)的影像重合，增加了到達(dá)銀幕的光線，使到達(dá)銀幕的光線相對(duì)入射的投影光的比值較大，從而銀幕上呈現(xiàn)的影像畫面明亮清楚，視覺效果較好。
【專利說明】3D影視系統(tǒng)及3D投影方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)領(lǐng)域，具體而言，涉及3D影視系統(tǒng)及3D影視方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著3D影視的發(fā)展，觀眾及院線對(duì)3D影視呈現(xiàn)效果的要求也在不斷提高，需要使用3D影視系統(tǒng)，以滿足觀看需要。
[0003]相關(guān)技術(shù)中，如圖1所示，3D影視系統(tǒng)包括透射型偏光片101及第一液晶波片組102 ;透射型偏光片101的透射方向上設(shè)有第一液晶波片組。放映時(shí)，放映機(jī)的投影光經(jīng)透射型偏光片101透射后到達(dá)第一液晶波片組102，經(jīng)第一液晶波片組102透射后變?yōu)閳A偏光到達(dá)銀幕。觀眾通過特定的眼鏡來觀看，眼鏡的鏡片為一對(duì)透振方向互相垂直的偏光片，則人眼通過該眼鏡觀看銀幕上的光影像，兩只眼睛分別看到獨(dú)立的影像，就會(huì)產(chǎn)生立體的影像效果。
[0004]這樣的3D影視系統(tǒng)，由于放映機(jī)的投影光通過透射型偏光片101時(shí)發(fā)生了反射及透射，只有透射的光到達(dá)第一液晶波片組102，再經(jīng)第一液晶波片組102透射后到達(dá)銀幕，到達(dá)銀幕的光與放映機(jī)的投影光相比，比值較小，造成銀幕上呈現(xiàn)的影像畫面昏暗模糊，視覺效果較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供3D影視系統(tǒng)及3D投影方法，以解決上述的問題。
[0006]在本發(fā)明的實(shí)施例中提供了 3D影視系統(tǒng)，包括:反射鏡、第一液晶波片組、第二液晶波片組、第二透鏡、第三透鏡、用于將入射的投影光轉(zhuǎn)化為平行光的第一透鏡，以及用于將所述平行光分為反射平行光及透射平行光的偏振分光棱鏡；
[0007]所述偏振分光棱鏡的反射方向設(shè)有用于將所述反射平行光反射至所述第一液晶波片組的所述反射鏡，所述第一液晶波片組用于將所述反射平行光轉(zhuǎn)變?yōu)閳A偏振態(tài)的反射平行光，其透射方向設(shè)有用于將所述圓偏振態(tài)的反射平行光轉(zhuǎn)化為第一路發(fā)散光的第二透鏡;
[0008]所述偏振分光棱鏡的透射方向設(shè)有用于將所述透射平行光轉(zhuǎn)變?yōu)閳A偏振態(tài)的透射平行光的所述第二液晶波片組，所述第二液晶波片組的透射方向設(shè)有用于將所述圓偏振態(tài)的透射平行光轉(zhuǎn)化為第二路發(fā)散光的所述第三透鏡；
[0009]所述第二透鏡的幾何中心與所述第三透鏡的幾何中心位于同一平面內(nèi)；
[0010]所述反射平行光到達(dá)所述第二透鏡的光線路徑與所述透射平行光到達(dá)所述第三透鏡的光線路徑長(zhǎng)度相等。
[0011]在本發(fā)明的實(shí)施例中還提供了一種如上述實(shí)施例所述的3D影視系統(tǒng)的3D投影方法，包括:
[0012]使用第一透鏡將入射的投影光轉(zhuǎn)化為平行光；
[0013]通過所述偏振分光棱鏡將所述平行光分為反射平行光及透射平行光；[0014]對(duì)于所述反射平行光，通過反射鏡將所述反射平行光反射至第一液晶波片組；
[0015]通過所述第一液晶波片組將所述反射平行光透射至第二透鏡；
[0016]通過所述第二透鏡將所述反射平行光轉(zhuǎn)化為第一路發(fā)散光；
[0017]對(duì)于所述透射平行光，通過第二液晶波片組將所述透射平行光透射至第三透鏡，并通過所述第三透鏡將其轉(zhuǎn)化為第二路發(fā)散光；
[0018]令所述第二透鏡的幾何中心與所述第三透鏡的幾何中心位于同一平面內(nèi)；
[0019]令所述反射平行光到達(dá)所述第二透鏡的光線路徑與所述透射平行光到達(dá)所述第三透鏡的光線路徑長(zhǎng)度相等。
[0020]本發(fā)明實(shí)施例提供的3D影視系統(tǒng)及3D投影方法，使入射的投影光被第一透鏡轉(zhuǎn)化平行光后經(jīng)偏振分光棱鏡分為反射平行光及透射平行光，反射平行光經(jīng)過反射鏡反射至第一液晶波片組，再經(jīng)第一液晶波片組透射至第二透鏡的光線路徑的長(zhǎng)度，與透射平行光經(jīng)過第二液晶波片組透射至第三透鏡的光線路徑的長(zhǎng)度相等，并使第二透鏡的幾何中心與第三透鏡的幾何中心位于同一平面內(nèi)，從而可以通過微調(diào)使反射平行光與透射平行光到達(dá)銀幕的光線路徑相等，使得反射平行光在銀幕上呈現(xiàn)的影像與透射平行光在銀幕上呈現(xiàn)的影像重合，增加了到達(dá)銀幕的光線，使到達(dá)銀幕的光線相對(duì)入射的投影光的比值較大，從而銀幕上呈現(xiàn)的影像畫面明亮清楚，視覺效果較好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1示出了本發(fā)明相關(guān)技術(shù)中的3D影視系統(tǒng)的示意圖；
[0022]圖2示出了本發(fā)明的3D影視系統(tǒng)的一種實(shí)施例的示意圖；
[0023]圖3示出了使用圖2中的影視系統(tǒng)將入射的投影光投影至銀幕
[0024]的示意圖。
[0025]附圖標(biāo)記:101-透射型偏光片；102_第一液晶波片組；201-第一透鏡；202-偏振分光棱鏡；203_反射鏡；204_第一液晶波片組；205_第二透鏡；206_第二液晶波片組；207-第三透鏡；208_外殼。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面通過具體的實(shí)施例子并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0027]一種3D影視系統(tǒng)，如圖2及圖3所示，包括:反射鏡203、第一液晶波片組204、第二液晶波片組206、第二透鏡205、第三透鏡207、用于將入射的投影光轉(zhuǎn)化為平行光的第一透鏡201，以及用于將平行光分為反射平行光及透射平行光的偏振分光棱鏡202 ;偏振分光棱鏡202的反射方向設(shè)有用于將反射平行光反射至第一液晶波片組204的反射鏡203,第一液晶波片組204用于將反射平行光轉(zhuǎn)變?yōu)閳A偏振態(tài)的反射平行光，其透射方向設(shè)有用于將圓偏振態(tài)的反射平行光轉(zhuǎn)化為第一路發(fā)散光的第二透鏡205 ;偏振分光棱鏡202的透射方向設(shè)有用于將透射平行光轉(zhuǎn)變?yōu)閳A偏振態(tài)的透射平行光的第二液晶波片組206，第二液晶波片組206的透射方向設(shè)有用于將圓偏振態(tài)的透射平行光轉(zhuǎn)化為第二路發(fā)散光的第三透鏡207 ;第二透鏡205的幾何中心與第三透鏡207的幾何中心位于同一平面內(nèi)；反射平行光到達(dá)第二透鏡205的光線路徑與透射平行光到達(dá)第三透鏡207的光線路徑長(zhǎng)度相等。
[0028]其中，偏振分光棱鏡202能把入射的非偏振光分成兩束垂直的線偏光，因此，投影光經(jīng)偏振分光棱鏡202反射的反射平行光與透射的透射平行光均為線偏光，但偏振態(tài)不同，使用時(shí)應(yīng)使第一液晶波片組204與第二液晶波片組206的工作時(shí)序相反，以保證經(jīng)過第一液晶波片組204透射出的光線與經(jīng)過第二液晶波片組206透射出的光線的偏振極性一致。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例提供的3D影視系統(tǒng)，使入射的投影光被第一透鏡201轉(zhuǎn)化平行光后經(jīng)偏振分光棱鏡202分為反射平行光及透射平行光，反射平行光經(jīng)過反射鏡203反射至第一液晶波片組204，再經(jīng)第一液晶波片組204透射至第二透鏡205的光線路徑的長(zhǎng)度，與透射平行光經(jīng)過第二液晶波片組206透射至第三透鏡207的光線路徑的長(zhǎng)度相等，并使第二透鏡205的幾何中心與第三透鏡207的幾何中心位于同一平面內(nèi)，從而可以通過微調(diào)使反射平行光與透射平行光到達(dá)銀幕的光線路徑相等，使得反射平行光在銀幕上呈現(xiàn)的影像與透射平行光在銀幕上呈現(xiàn)的影像重合，增加了到達(dá)銀幕的光線，使到達(dá)銀幕的光線相對(duì)入射的投影光的比值較大，從而銀幕上呈現(xiàn)的影像畫面明亮清楚，視覺效果較好。
[0030]進(jìn)一步的，在上述的3D影視系統(tǒng)中，還包括:用于保護(hù)設(shè)于其內(nèi)的第一透鏡201、偏振分光棱鏡202、反射鏡203、第一液晶波片組204、第二液晶波片組206、第二透鏡205及第三透鏡207的外殼208。
[0031]通過設(shè)置外殼208,可保護(hù)設(shè)于其內(nèi)的第一透鏡201、偏振分光棱鏡202、反射鏡203、第一液晶波片組204、第二液晶波片組206、第二透鏡205及第三透鏡207，并且將3D影視系統(tǒng)一體化設(shè)置，方便進(jìn)行運(yùn)輸及流通。
[0032]進(jìn)一步的，在上述的3D影視系統(tǒng)中，反射鏡203與反射平行光形成45°夾角。
[0033]通過設(shè)置反射鏡203與反射平行光形成45°夾角，可以通過調(diào)整第一液晶波片組204的位置及角度，使反射平行光到達(dá)第二透鏡205的光線路徑的長(zhǎng)度與透射平行光到達(dá)第三透鏡207的光線路徑的長(zhǎng)度相等，簡(jiǎn)化3D影視系統(tǒng)的調(diào)試步驟。
[0034]進(jìn)一步的，在上述的3D影視系統(tǒng)中，第一液晶波片組204與第二液晶波片組206位于同一平面內(nèi)。
[0035]通過設(shè)置第一液晶波片組204與第二液晶波片組206位于同一平面內(nèi)，可以通過調(diào)整第一透鏡201、反射鏡203、第二透鏡205及第三透鏡207的位置及角度，使反射平行光到達(dá)第二透鏡205的光線路徑的長(zhǎng)度與透射平行光到達(dá)第三透鏡207的光線路徑的長(zhǎng)度相等，簡(jiǎn)化3D影視系統(tǒng)的調(diào)試步驟。
[0036]一種如上述實(shí)施例中的3D影視系統(tǒng)的3D投影方法，包括:使用第一透鏡201將入射的投影光轉(zhuǎn)化為平行光；通過偏振分光棱鏡202將平行光分為反射平行光及透射平行光；對(duì)于反射平行光，通過反射鏡203將反射平行光反射至第一液晶波片組204 ;通過第一液晶波片組204將反射平行光透射至第二透鏡205 ;通過第二透鏡205將反射平行光轉(zhuǎn)化為第一路發(fā)散光；對(duì)于透射平行光，通過第二液晶波片組206將透射平行光透射至第三透鏡207，并通過第三透鏡207將其轉(zhuǎn)化為第二路發(fā)散光；令第二透鏡205的幾何中心及第三透鏡207的幾何中心位于同一平面內(nèi)；令反射平行光到達(dá)第二透鏡205的光線路徑與透射平行光到達(dá)第三透鏡207的光線路徑長(zhǎng)度相等。
[0037]其中，偏振分光棱鏡202能把入射的非偏振光分成兩束垂直的線偏光，因此，投影光經(jīng)偏振分光棱鏡202反射的反射平行光與透射的透射平行光均為線偏光，但偏振態(tài)不同，使用時(shí)應(yīng)使第一液晶波片組204與第二液晶波片組206的工作時(shí)序相反，以保證經(jīng)過第一液晶波片組204透射出的光線與經(jīng)過第二液晶波片組206透射出的光線的偏振極性一致。
[0038]本發(fā)明實(shí)施例提供的3D投影方法，使入射的投影光被第一透鏡201轉(zhuǎn)化平行光后經(jīng)偏振分光棱鏡202分為反射平行光及透射平行光，反射平行光經(jīng)過反射鏡203反射至第一液晶波片組204，再經(jīng)第一液晶波片組204透射至第二透鏡205的光線路徑的長(zhǎng)度，與透射平行光經(jīng)過第二液晶波片組206透射至第三透鏡207的光線路徑的長(zhǎng)度相等，并使第二透鏡205的幾何中心與第三透鏡207的幾何中心位于同一平面內(nèi)，從而可以通過微調(diào)使反射平行光與透射平行光到達(dá)銀幕的光線路徑相等，使得反射平行光在銀幕上呈現(xiàn)的影像與透射平行光在銀幕上呈現(xiàn)的影像重合，增加了到達(dá)銀幕的光線，使到達(dá)銀幕的光線相對(duì)入射的投影光的比值較大，從而銀幕上呈現(xiàn)的影像畫面明亮清楚，視覺效果較好。
[0039]進(jìn)一步的，在上述的3D投影方法中，在使用第一透鏡201將入射的投影光轉(zhuǎn)化為平行光之前，還包括:令反射鏡203與反射平行光形成45°夾角。
[0040]通過令反射鏡203與反射平行光形成45°夾角，可以通過調(diào)整第一液晶波片組204的位置及角度，使反射平行光到達(dá)第二透鏡205的光線路徑的長(zhǎng)度與透射平行光到達(dá)第三透鏡207的光線路徑的長(zhǎng)度相等，簡(jiǎn)化3D影視系統(tǒng)的調(diào)試步驟。
[0041]進(jìn)一步的，在上述的3D投影方法中，在令反射鏡203與反射平行光形成45°夾角之后，在使用第一透鏡201將入射的投影光轉(zhuǎn)化為平行光之前，還包括:令第一液晶波片組204與第二液晶波片組206位于同一平面內(nèi)。
[0042]通過令第一液晶波片組204與第二液晶波片組206位于同一平面內(nèi)，可以通過調(diào)整第一透鏡201、反射鏡203、第二透鏡205及第三透鏡207的位置及角度，使反射平行光到達(dá)第二透鏡205的光線路徑的長(zhǎng)度與透射平行光到達(dá)第三透鏡207的光線路徑的長(zhǎng)度相等，簡(jiǎn)化3D影視系統(tǒng)的調(diào)試步驟。
[0043]本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例如下所述:
[0044]假定入射的投影光的光軸水平，光軸垂直入射第一透鏡，第一透鏡收縮光路，使透射出的光線近于平行(假定平行)，偏振分光棱鏡為PBS分光棱鏡，由兩個(gè)直角三棱柱組合而成，接觸面為分光鍍層。PBS分光棱鏡水平放置。光線垂直入射，PBS分光棱鏡將光線分為P偏振態(tài)的反射平行光，以及S偏振態(tài)的透射平行光這兩種性質(zhì)偏振光。反射鏡與水平方向45度夾角，設(shè)計(jì)上要求全波段99.9%的反射平行光45°入射反射鏡。第一液晶波片組、第二液晶波片組垂直放置在光路上，反射平行光與透射平行光分別近于垂直入射第一液晶波片組與第二液晶波片組，變?yōu)閳A偏振態(tài)的偏振光。圓偏光經(jīng)由第二透鏡、第三透鏡(第二透鏡的曲面及第三透鏡的曲面與第一透鏡的曲面完全重合)，使收縮的光路復(fù)原。
[0045]實(shí)際的情況是，投影機(jī)的投影光，其光軸可能不在水平面上，從第一透鏡透出的光線可能不是平行光，但是設(shè)計(jì)上要求(盡可能滿足)光軸通過各個(gè)入射面的幾何中心。第一透鏡，偏振分光棱鏡、反射鏡、第一液晶波片組、第二透鏡的幾何中心均在一條直線上，第二液晶波片組、第三透鏡的幾何中心均共線。偏振分光棱鏡的集合中心及反射鏡的幾何中心在一條垂線上。各個(gè)入射面上的入射角與描述中的入射角相等。
[0046]因此進(jìn)行調(diào)試時(shí):微調(diào)反射鏡(且第二透鏡與反射鏡45度夾角)，當(dāng)透過透鏡I的光線不平行的時(shí)候，可以微調(diào)第三透鏡沿光路方向的位置或角度，調(diào)試后使雙光路畫面在銀幕處近于重合。[0047]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。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)。
【權(quán)利要求】
1.一種3D影視系統(tǒng)，其特征在于，包括:反射鏡、第一液晶波片組、第二液晶波片組、第二透鏡、第三透鏡、用于將入射的投影光轉(zhuǎn)化為平行光的第一透鏡，以及用于將所述平行光分為反射平行光及透射平行光的偏振分光棱鏡； 所述偏振分光棱鏡的反射方向設(shè)有用于將所述反射平行光反射至所述第一液晶波片組的所述反射鏡，所述第一液晶波片組用于將所述反射平行光轉(zhuǎn)變?yōu)閳A偏振態(tài)的反射平行光，其透射方向設(shè)有用于將所述圓偏振態(tài)的反射平行光轉(zhuǎn)化為第一路發(fā)散光的第二透鏡；所述偏振分光棱鏡的透射方向設(shè)有用于將所述透射平行光轉(zhuǎn)變?yōu)閳A偏振態(tài)的透射平行光的所述第二液晶波片組，所述第二液晶波片組的透射方向設(shè)有用于將所述圓偏振態(tài)的透射平行光轉(zhuǎn)化為第二路發(fā)散光的所述第三透鏡； 所述第二透鏡的幾何中心與所述第三透鏡的幾何中心位于同一平面內(nèi)； 所述反射平行光到達(dá)所述第二透鏡的光線路徑與所述透射平行光到達(dá)所述第三透鏡的光線路徑長(zhǎng)度相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D影視系統(tǒng)，其特征在于，還包括:用于保護(hù)設(shè)于其內(nèi)的所述第一透鏡、偏振分光棱鏡、反射鏡、第一液晶波片組、第二液晶波片組、第二透鏡及第三透鏡的外殼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D影視系統(tǒng)，其特征在于，所述反射鏡與所述反射平行光形成45。夾角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的3D影視系統(tǒng)，其特征在于，所述第一液晶波片組與所述第二液晶波片組位于同一平面內(nèi)。
5.一種如權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的3D影視系統(tǒng)的3D投影方法，其特征在于，包括: 使用第一透鏡將入射的投影光轉(zhuǎn)化為平行光； 通過所述偏振分光棱鏡將所述平行光分為反射平行光及透射平行光； 對(duì)于所述反射平行光，通過反射鏡將所述反射平行光反射至第一液晶波片組； 通過所述第一液晶波片組將所述反射平行光透射至第二透鏡； 通過所述第二透鏡將所述反射平行光轉(zhuǎn)化為第一路發(fā)散光； 對(duì)于所述透射平行光，通過第二液晶波片組將所述透射平行光透射至第三透鏡，并通過所述第三透鏡將其轉(zhuǎn)化為第二路發(fā)散光； 令所述第二透鏡的幾何中心與所述第三透鏡的幾何中心位于同一平面內(nèi)； 令所述反射平行光到達(dá)所述第二透鏡的光線路徑與所述透射平行光到達(dá)所述第三透鏡的光線路徑長(zhǎng)度相等。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的3D投影方法，其特征在于，在使用第一透鏡將入射的投影光轉(zhuǎn)化為平行光之前，還包括:令所述反射鏡與所述反射平行光形成45°夾角。
7.根據(jù)權(quán)利要求5-6所述的3D投影方法，其特征在于，在令所述反射鏡與所述反射平行光形成45°夾角之后，在使用第一透鏡將入射的投影光轉(zhuǎn)化為平行光之前，還包括:令所述第一液晶波片組與所述第二液晶波片組位于同一平面內(nèi)。
【文檔編號(hào)】G02B27/26GK103616772SQ201310616948
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】王高勝 申請(qǐng)人:王高勝