[实用新型]立体图像投影仪的光学偏振装置和显示立体图像的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于立体图像投影仪的光学偏振装置。本实用新型还涉及一种用于显示立体图像的系统和一种显示立体图像的方法。 

背景技术

在已知的方式中，立体图像的投影通常使用时间上多路传输的立体图像的两个子序列在屏幕上的交替投影。图像的这些子序列中的一个旨在由观看者的左眼看到，而图像的另一个子序列旨在由观看者的右眼看到，从而为观看者形成凸现的印象。观看者通常佩戴有立体眼镜，所述立体眼镜配置为使得观看者的每只眼仅能够看到为其准备的图像的子序列。特别地，已知具有被动立体眼镜的显示系统。在这类系统中，对图像的两个子序列应用不同的光学偏振状态；立体眼镜包括与每只眼相对的偏振滤光器，其配置为仅透过为这只眼准备的子序列。通常，借助偏振器和偏振调制器对投影仪发出的最初非偏振的光束应用这些偏振。 

该技术的已知缺点为，因为偏振器的光透射率最多等于50％，所以立体图像以降低的亮度显示。降低的亮度不利于观看者的观看舒适性，并使得必须依靠高光功率的投影仪来弥补降低的亮度，从而导致过多的生热和电消耗。专利US7857455B2(COWAN等)描述了一种旨在解决该问题的光学偏振装置。该装置包括： 

-分束器-偏振器，其能够将入射光束分解成呈现第一光学偏振状态的透射光束，和呈现不同于所述第一光学偏振状态的第二光学偏振状态的反射光束； 

-光学反射器，其配置为调整所述反射光束的轨迹，使得能够将所述反射光束和透射光束投影以形成完全相同的立体图像； 

-第一偏振调制器和第二偏振调制器，其分别能够在所述第一光学偏振状 态和第二光学偏振状态之间切换所述透射光束和反射光束的光学偏振，使得所述反射光束和透射光束均呈现完全相同的光学偏振状态。 

在该装置中，通过导致比在投影仪所发出的入射光束全部穿过偏振器时少的亮度损失来应用光学偏振。然而，该装置呈现出许多缺点，例如显著的笨重性或者生产复杂，从而导致高成本。事实上，光束宽度的快速放大，结合该光束的连续反弹（最初如在分束器-偏振器上的第一反射，然后如在反射器上的第二次反射），迫使使用具有显著放大率的光学元件，特别是对于反射器，从而使装置的成本和笨重性逐步上升。此外，分束器-偏振器必须明显远离投影仪放置，以便正确地运转，从而导致与入射光束相交的分束器-偏振器极为笨重。 

实用新型内容

因此，需要一种用于立体图像投影仪的光学偏振器，其使得能够显示具有高亮度的立体图像并呈现降低的笨重性。 

因此，本实用新型涉及一种用于立体图像投影仪的光学偏振装置，其包括： 

-偏振器光学元件，其能够将立体图像投影仪所发出的入射光束分解成： 

·呈现第一光学偏振状态的透射光束，和 

·呈现不同于第一光学偏振状态的第二光学偏振状态的第一反射光束和第二反射光束； 

该偏振器光学元件包括接合在一起的两个分束器-偏振器板，所述板之间的接合部放置在入射光束的轨迹上； 

-第一光学反射器和第二光学反射器，其配置为分别调整所述第一反射光束和第二反射光束的轨迹，使得将所述反射光束和透射光束投影以形成完全相同的立体图像； 

-第一偏振调制器、第二偏振调制器和第三偏振调制器，其分别能够响应控制信号在第一光学偏振状态和第二光学偏振状态之间选择性地切换透射光束、第一反射光束和所述第二反射光束的光学偏振； 

-用于偏振调制器的控制电路，其被程序化为在指定时刻传递控制信号，所述控制信号控制第一反射光束和第二反射光束中的每一个或者透射光束的偏振的切换，使得所述反射光束和透射光束均呈现完全相同的光学偏振状态。 

根据另一实施方案，偏振器光学元件最多包括两个板，这两个板接合在一起以呈现人字形，这两个板之间的接合部形成脊，垂直于入射光束的轨迹放置在该轨迹上。 

根据另一实施方案，两个板之间的角度等于90°，±10%。 

根据另一实施方案，两个板关于穿过接合部并穿过入射光束的轨迹的对称面对称。 

根据另一实施方案，沿着入射光束的轨迹测量的在立体图像投影仪的输出端和板之间的接合部之间的距离小于或等于50mm。 

根据另一实施方案，装置还包括放置在透射光束的光路上的望远物镜，该望远物镜配置为放大由该透射光束的投影所形成的图像。 

根据另一实施方案，第一光学反射器和第二光学反射器中的每个都能够响应控制信号而变形，以便分别调整第一反射光束和第二反射光束的轨迹和/或大小。