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體驗越來越多的進入人們的生活，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現(xiàn)的，通過將數(shù)字投影機投射出的自然光轉(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)換成偏振光的過程中需要引入偏振器件，最常見的，是使用偏振片進行轉(zhuǎn)換，而偏正片在將自然光轉(zhuǎn)換成偏振光的過程中會造成約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)棱鏡也可以實現(xiàn)偏振的效果，其是通過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使得左右眼串影嚴重，3D效果大打折扣；而若將PBS棱鏡分出的兩束光再次通過偏光片提高偏振度則會損失較多的光能。
[0004]另一方面，隨著投影技術(shù)的發(fā)展，與用戶要求的提高，越來越多小投射比的投影機被應(yīng)用，傳統(tǒng)的3D轉(zhuǎn)換設(shè)備是直接對投影機的出射光線進行處理，這樣就會導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)問題在于利用某種方式，實現(xiàn)既能有效提高出射光偏振度而不損失過多的光能，同時還能大幅度減小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，在所述投影機鏡頭和偏振器件之間設(shè)有第一透鏡組，用于將投影機鏡頭投射的廣角光線改變成近似平行光進入偏振器件；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)至投影機投射出的原始倍率成像在熒幕上。
[0007]進一步地，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述第一透鏡組將投影機光線變焦至無窮遠進入偏振器件，第二透鏡組將偏振器件的出射光還原至投影機初始投射角度。
[0008]進一步地，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，在不改變投影機本身投影距離的前提下，通過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)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。
【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細的描述，以使得本發(fā)明的上述優(yōu)點更加明確。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偏振器件后的偏振度的關(guān)系曲線圖；
圖3為一個實施例的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比示意圖；
圖5是圖3實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比示意圖；
圖6為另一實施例的3D投影轉(zhuǎn)化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0013]以下將結(jié)合附圖及實施例來詳細說明本發(fā)明的實施方式，借此對本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達成技術(shù)效果的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。需要說明的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個實施例以及各實施例中的各個特征可以相互結(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，在所述投影機鏡頭和偏振器件之間設(shè)有第一透鏡組，用于將投影機鏡頭投射的廣角光線改變成近似平行光進入偏振器件；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)至投影機投射出的原始倍率成像在熒幕上。
[0015]進一步地，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述第一透鏡組將投影機光線變焦至無窮遠進入偏振器件，第二透鏡組將偏振器件的出射光還原至投影機初始投射角度。
[0016]進一步地，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，傳統(tǒng)3D轉(zhuǎn)換設(shè)備是直接讓投影機的出射光線進入偏振器件，由于投影機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，光線入射角較大，從偏振器件出射的光線偏振度越低，直接使用會產(chǎn)生鬼影，若加入偏振片提高偏振度，又會導致亮度下降。
[0019]針對以上技術(shù)問題本專利提出兩點改進:
I變焦透鏡組改變光線進入偏振器件的角度:
一個實施例中，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的廣角光線，而常用的偏振器件包括PBS和偏光片兩種，對于廣角光線，若單獨使用PBS雖可實現(xiàn)較好的光能利用率，但偏振度往往達不到要求；而使用偏光片可以達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窮遠，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入偏振器件，這樣，即使單獨使用偏振分光棱鏡(PBS)也能得到偏振度較高的光線。
[0020]在光線通過了 3D轉(zhuǎn)換設(shè)備后進入變焦透鏡組2，如圖3，其將光線還原到投影機原本投射距離，使得投影圖像重新成像于銀幕。
[0021]此舉在不改變投影機本身投影距離的前提下，通過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一步改進:
在另外一個實施例中，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會分解為兩束光而沿不同方向折射。它們?yōu)檎駝臃较蚧ハ啻怪钡木€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其中一束全反射，從而使得分出來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點改進，當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，通過此雙折射晶體棱鏡時，光線可以以非常高的偏振度從兩個出射面射出，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其中的“普通3D系統(tǒng)”時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將投影機光線變焦至無窮遠進入3D設(shè)備，透鏡組2將3D設(shè)備出射光還原至投影機初始投射角度，透鏡組I和2不限于某種特定的光學結(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本身投影距離的前提下，通過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，本申請的實施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計算機程序產(chǎn)品。因此，本申請可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實施例的形式。
[0026]最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。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、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
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，在所述投影機鏡頭和偏振器件之間設(shè)有第一透鏡組，用于將投影機鏡頭投射的廣角光線改變成近似平行光進入偏振器件；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光線變焦至無窮遠進入偏振器件，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，在所述投影機鏡頭和偏振器件之間設(shè)有第一透鏡組，用于將投影機鏡頭投射的廣角光線改變成近似平行光進入偏振器件；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)至投影機投射出的原始倍率成像在熒幕上。
【IPC分類】G03B35-26
【公開號】CN104698734
【申請?zhí)枴緾N201510135503
【發(fā)明人】王偉
【申請人】深圳市樂視環(huán)球科技有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年3月26日