[发明专利]立体投影光学系统

说明书

技术领域

本发明关于一种投影光学系统，尤其是一种具有立体投影显示功能的立体投影光学系统。

背景技术

近年来，图像投影仪，尤其数字投影仪，作为向观众显示多种信息的工具已经逐渐流行。一般，这些投影仪用于将由计算机生成的图像投影到屏幕上。对观看者来说，图像投影仪投影的图像通常看起来是平面二维图像，除图像本身外无法显示任何图像景深信息。这种显示可以适用于显示多种信息。但是，在某些情况下，观看者希望能有比二维显示能够更大程度地显示图像的景深或结构特征的投影仪。

使二维显示的图像能给出图像景深的一种方式是通过立体地显示图像。立体图像，通常称为“三维”或“3D”图像，在观看者看来具有深度尺寸。这些图像包括分开的、叠合的左眼和右眼图像，这些图像设置成模仿人的左右眼观看时，由于人眼睛间隔引起的三维物体表面的微小差别，而具有的景深图像。左眼和右眼图像是这样显示的，即观看者的右眼看不到左眼图像，左眼看不到右眼图像。这种显示方式一般借助于观看者佩戴的光学滤光镜。

通常显示立体图像的方式是使用两个分开的图像投影系统分别来投影左眼图像和右眼图像。而这种系统在成功地用于形成立体图像的同时，系统的成本和重量则比单个投影仪的要高很多。而且，两个投影仪要求光学对准相对困难并比较费时。还有，由于这两个系统的重量和体积，使这种系统在两个位置之间移动起来特别困难，还有存在潜在的图像对准的问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种单个的能够投影立体图像的立体投影光学系统。

一种立体投影光学系统，其包括：

一个偏振分束器，用于将入射光转换成偏振状态互相垂直的出射光；

一个用于接收所述偏振分束器的出射光的分时轮，其包括一个反射所述偏振分束器的出射光的反射区，与一个透射所述偏振分束器的出射光的透射区，所述偏振分束器的出射光照射在分时轮的反射区和透射区中的一个区上；

一个数字微镜元件，设置于分时轮的出射光的光路上；

一个全内反射棱镜，设置于所述分时轮与数字微镜元件的光路之间，用于将分时轮的出射光反射到该数字微镜元件上，并数字微镜元件发出的光穿过该全内反射棱镜而发射出去；

第一反射装置以及第二反射装置，其分别设置于所述偏振分束器与所述分时轮之间的光路上，用于将所述偏振分束器的出射光耦合到所述分时轮中，所述第一反射装置反射的偏振光能够由所述分时轮反射到所述全内反射棱镜上，所述第二反射装置反射的偏振光能够透过所述分时轮入射到所述全内反射棱镜上。

上述立体投影光学系统使用时可通过分时轮的旋转，为数字微镜元件交替输入不同偏振状态的光，从而使得观看者的左、右眼交替获得不同偏振状态的影像，当该输入信号的频率足够快时，观看者的左右眼分别戴上检偏方向相互垂直的两片偏振片，就可以观察到立体的图像信息。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的立体投影光学系统在光照射在分时轮的反射区的结构示意图；

图2是图1的立体投影光学系统在光照射在分时轮的透射区的结构示意图；

图3是在图1的立体投影光学系统设置有多个偏振片的结构示意图；

具体实施方式

为了对本发明作更进一步的说明，举以下较佳实施例并配合附图详细描述如下。

请参阅图1和图2，为本发明第一实施例提供的一种立体投影系统100的结构示意图。该立体投影系统100包括沿光路依次设置的一个光源组件11，一个偏振分束器12，分别设置于所述偏振分束器12的出射光光路上的第一、第二反射装置13、14，一个设置于所述反射装置13、14出射光光路上的分时轮15，一个全内反射棱镜16，一个数字微镜元件17以及一个投影镜头18。

所述光源组件11包括依光路设置的一个照明光源111、一个色轮112以及一个积分器113。所述照明光源111发射包括显示彩色图像所需的红光(R)、绿光(G)和蓝光(B)的白光。该光源11可以为卤素灯、金属卤化物灯、氙灯或LED等。在本实施例中，该光源11为卤素灯。所述色轮112包括红、绿、蓝三色区，其可在电机(图未示)的带动下高速旋转，以给投影光路配以各种色彩。所述积分器113用来均匀化和有效地使用光源11发出的光。