[实用新型]立体投影成像装置及系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及立体投影技术领域，特别是一种立体投影成像装置及系统。

背景技术

立体投影仪以帧顺序依次转换播放两个不同序列的图像，目前主流为左眼图像和右眼图像，一个序列由左眼看到，另一个序列由右眼看到，相互交替呈现的就是立体的图像。观看者通常佩戴有立体眼镜，通过立体眼镜观看者的每只眼仅能够看到为其准备的图像的子序列。目前已有用于被动式立体眼镜的立体成像系统。最初从投影机出来的不同序列的图像为非偏振状态光束，通过立体成像系统配置的偏振分光器将非偏振状态光束转化为偏振态光束。

然而，现有的立体投影成像装置大多存在较大的光能损失或者光能散射以及色差等问题，投影得到的图像质量不佳。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种能够进行光路回收减小光能损失并提高投影成像质量，并且适用于低投射比影院环境的高光效立体投影成像装置及系统。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种立体投影成像装置，包括：

偏振分光器，所述偏振分光器为偏振分光棱镜组合或偏振分光板，用于将入射光分为一透射光束和两个反射光束，所述偏振分光器设有两个偏振反射膜，两个偏振反射膜沿系统中线对称，组成角度90°±15°，所述棱镜的反射出射面沿系统中线对称，组成角度90°±15°；

反射元件，沿入射光线的中心线对称分布有两个，用于将偏振分光器反射的两个反射光束反射到屏幕，所述反射元件采用高反射偏光元件，所述高反射偏光元件由保护层、反射层、吸收层、玻璃基板构成，可以有效的保护光路不受杂光的影响，将上下光路多余的P偏振态光吸收，提高反射效率，以此提高整个系统的光效；

反射元件调整结构，根据光束投影的需求通过机械调控进行空间位置和面形变换，完成对反射光束的大小和位置的调节，以实现光路的重合；

光束大小调整组件，用于调节透射光束和两个反射光束的大小，使三个光路在屏幕上重合，同时调节光束的散射以及消除光路中的杂光，配合系统其他光学元件对光路进行修正，所述光束大小调整组件为单个透镜或多个透镜组合。

线偏振器，用于过滤掉反射光路中的杂光，修正光路的调整；

偏振调制器，用于调制三路光束，所述偏振调制器有两个，两个偏振调制器在工作状态下相差1/2λ，通过两个偏振调制器的高频率开关切换，使光束实现两个光学偏振状态的光束分离，以对应被动式圆偏光眼镜的两个镜片的不同的偏光滤光器；

偏振态转换器，用于改变光束的偏振状态，使三个光束具备相同的光学偏振态，所述偏振态转换器具备波长带宽调整功能。

进一步地，所述偏振分光器两侧分别设有一个AR防反射膜，所述AR防反射膜镀在棱镜反射出射面，减小光路反射。

进一步地，所述反射元件的投影反射区域设计为具有一定的曲率半径的区域。

进一步地，所述偏振态转换器包括至少三层光学膜，具有光学补偿功能，改善色差及色散问题。

进一步地，所述透镜组合设置在偏振分光器前和/或上光路线偏振器前和/或下光路线偏振器前和/或中间光路偏振调制器前，根据影院投射比的需求调整透镜或透镜组合的数量及透镜组合平凹透镜和平凸透镜的相对位置。

一种立体投影成像系统，包括立体投影仪，金属幕或者具备立体成像要求的幕布和上述立体投影成像装置，所述立体投影仪以帧顺序依次转换播放两个不同序列的图像，所述立体投影成像装置接收立体投影仪切换播放两个不同序列的图像的频率信号，来进行对第一偏振调制器和第二偏振调制器的控制，完成对两个不同序列的图像分离成两个不同光学偏振状态的光束，以对应被动式圆偏光眼镜的两个镜片的不同的偏光滤光器。

与现有技术相比，本实用新型有益效果：

1、反射元件调整结构可以调节光束大小，解决光束在屏幕未能完全重合造成的图像质量变差的问题。

2、光束大小调整组件，根据需要，放置位置的不同，可以调节透射光束和两个反射光束的大小，使三个光路在屏幕上重合，同时调节光束的散射；同时调节光束的散射以及消除光路中的杂光，配合系统其他光学元件对光路进行修正；尤其在低投射比环境的影院，在前道光路放置光束大小调整组件，有利于缩小系统主要光学元件大小。

3、对于影院不同的投影距离，投影光线的发散角以及透射光路和反射光路到屏幕的路程都是不一样的，这样在屏幕上的投影尺寸也不一样，系统对反射元件的投影区域设计了一定的曲率半径，以匹配4-30米的投影范围都能通过反射元件的上下左右旋转以及面形变化等机械调控达到三个光路的重合。