一種基于液晶透鏡的高光效3d系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于3D投影顯示技術領域，尤其涉及一種基于液晶透鏡的高光效3D系統。
【背景技術】
[0002]隨著立體電影的普及，立體投影技術也得到了飛速發展。目前的3D投影機多見于雙光路技術，其原理為:通過使用偏振分束器件將投影機的投射光束分為偏振狀態不同的兩束光線，再使用扭曲型液晶器件將其中一束光線的偏振狀態進行調整，使之與另一束光線的偏振狀態一致，并使用反射鏡將偏振分光器的反射光束調整至與原入射光束方向一致的光束，從而在銀幕上將兩束光線重合在一起，增加光利用率以及投影顯示畫面的亮度。
[0003]由于投影機的投射光束為發散形式，這就要求偏振分束器件的大小滿足一定尺寸要求，成本難以控制。而且，從整個光束從投影機開始投射，到最后投影在金屬幕上，光束在整個過程都處于發散狀態，若投影機距離金屬幕的距離較遠，則光束在到達金屬幕時很有可能大小與金屬幕不太匹配，因此，目前的投影機對放映廳的兼容度較差。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的第一個技術問題在于提供一種基于液晶透鏡的高光效3D系統，旨在降低3D投影系統的成本，并使之兼容各種大小的放映廳。
[0005]本發明是這樣實現的，一種基于液晶透鏡的高光效3D系統，包括:
[0006]投影機；
[0007]第一液晶透鏡，位于所述投影機出射光路上，用于將所述投影機投射出的發散狀態的光束調整為平行狀態；
[0008]一偏振分光器件，用于將經所述第一液晶透鏡調整過的平行光束分束為偏振態相互垂直的平行透射光束和平行反射光束；
[0009]在所述平行透射光束的光路上，所述高光效3D系統還依次包括:用于將平行透射光束還原為發散狀態的第二液晶透鏡、用于按照幀順序將透射光束調制為左旋圓偏振光和右旋圓偏振光的第一光調制器；
[0010]在所述平行反射光束的光路上，所述高光效3D系統還依次包括:用于改變反射光束傳播方向的光束方向調整組件、用于將平行透射光束還原為發散狀態的第三液晶透鏡、用于按照幀順序將透射光束調制為左旋圓偏振光和右旋圓偏振光的第二光調制器；
[0011]在所述平行透射光束的光路或所述平行反射光束的光路上還設有用于將平行透射/反射光束的偏振態進行正交轉換的偏振態轉換器件。
[0012]進一步地，所述光束方向調整組件為反射鏡。
[0013]本發明與現有技術相比，通過將透射光束和反射光束在中間光路上先后進行發散-平行、平行-發散的轉換，不會將投影機至金屬幕距離的遠近體現在成像大小上，從而可兼容各種大小的放映廳，而且，在偏振分束器件之前先進行發散-平行的轉換，可以使偏振分束器件的尺寸有進一步縮小的空間，有利于節約成本。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明實施例提供的基于液晶透鏡的高光效3D系統的光學結構圖。
【具體實施方式】
[0015]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0016]參照圖1，本發明提供的基于液晶透鏡的高光效3D系統包括投影機101、第一液晶透鏡102、偏振分光器件103、偏振態轉換器件104、光束方向調整組件105、第二液晶透鏡106、第三液晶透鏡107、光調制器108、金屬幕109，當然，作為本發明的另一個實施例，光調制器108也可以采用兩個單獨的光調制器來代替，其中第一光調制器位于透射光路，第二光調制器位于反射光路。上述各部分的工作原理如下。
[0017]投影機101以幀順序依次播放左眼圖像和右眼圖像，從投影機101的鏡頭發出的發射狀態的光束經過第一液晶透鏡102調整為平行狀態，然后再經過偏振分光器103后被分為平行透射光束和平行反射光束。平行透射光束和平行反射光束的偏振態相互垂直。
[0018]在平行透射光束的光路上，第二液晶透鏡106先將平行透射光束還原為發散狀態，然后第一光調制器或光調制器108用于按照幀順序將透射光束調制為左旋圓偏振光和右旋圓偏振光，從而使左右眼圖像達到分離的效果。
[0019]在平行反射光束的光路上，光束方向調整組件105先將反射光束傳播方向改變，使之與平行透射光束的傳播方向一致，然后第三液晶透鏡107將平行透射光束還原為發散狀態，最后由第二光調制器或光調制器108按照幀順序將透射光束調制為左旋圓偏振光和右旋圓偏振光的，從而使左右眼圖像達到分離的效果。
[0020]在附圖1中的反射光束路經中，偏振態轉換器件104被放置在反射光束中，用于將光束的偏振狀態旋轉90度，使之與另外一束光線的偏振狀態相同。實際上，偏振態轉換器件104也可以被放置在透射光束中。
[0021]偏振態轉換器件104可采用一扭曲型液晶器件實現，所述扭曲型液晶器件通常為90度扭曲的TN型液晶器件，入射到扭曲型液晶器件的光線偏振方向與扭曲型液晶器件液晶層表層分子的排列方向平行或垂直時，經過扭曲型液晶器件后的光線偏振狀態將會被旋轉90度。該扭曲型液晶器件可以是傳統的基于玻璃基板的液晶器件，由玻璃基板、透明導電層、取向層、間隔物、封邊材料、液晶材料等組成。也可以是基于柔性塑料基板的液晶器件，由塑料基板、透明導電層、取向層、間隔物、封邊材料、液晶材料等組成。還可以是基于聚合物技術的高分子液晶膜，例如DEJIMA公司的Twi StarTM膜。應當認為具有扭曲結構的液晶器件均屬于本發明所描述的范圍之內。
[0022]而光束方向調整組件105可采用反射鏡實現。
[0023]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種基于液晶透鏡的高光效3D系統，其特征在于，包括: 投影機； 第一液晶透鏡，位于所述投影機出射光路上，用于將所述投影機投射出的發散狀態的光束調整為平行狀態； 一偏振分光器件，用于將經所述第一液晶透鏡調整過的平行光束分束為偏振態相互垂直的平行透射光束和平行反射光束； 在所述平行透射光束的光路上，所述高光效3D系統還依次包括:用于將平行透射光束還原為發散狀態的第二液晶透鏡、用于按照幀順序將透射光束調制為左旋圓偏振光和右旋圓偏振光的第一光調制器； 在所述平行反射光束的光路上，所述高光效3D系統還依次包括:用于改變反射光束傳播方向的光束方向調整組件、用于將平行透射光束還原為發散狀態的第三液晶透鏡、用于按照幀順序將透射光束調制為左旋圓偏振光和右旋圓偏振光的第二光調制器； 在所述平行透射光束的光路或所述平行反射光束的光路上還設有用于將平行透射/反射光束的偏振態進行正交轉換的偏振態轉換器件。2.如權利要求1所述的基于液晶透鏡的高光效3D系統，其特征在于，所述光束方向調整組件為反射鏡。
【專利摘要】本發明適用于3D投影顯示技術領域，提供了一種基于液晶透鏡的高光效3D系統，包括：投影機、第一液晶透鏡、一偏振分光器件；在平行透射光束的光路上，依次包括：第二液晶透鏡、第一光調制器；在平行反射光束的光路上，依次包括：光束方向調整組件、第三液晶透鏡、第二光調制器；在平行透射光束的光路或平行反射光束的光路上還設有偏振態轉換器件。本發明通過將透射光束和反射光束在中間光路上先后進行發散-平行、平行-發散的轉換，不會將投影機至金屬幕距離的遠近體現在成像大小上，可兼容各種大小的放映廳，而且在偏振分束器件之前先進行發散-平行的轉換，使偏振分束器件的尺寸有進一步縮小的空間，有利于節約成本。
【IPC分類】G03B35/26, G02B27/26
【公開號】CN104898366
【申請號】CN201510351269
【發明人】李艷龍, 包艷勝, 王葉通, 鄧賢俊
【申請人】深圳市時代華影科技股份有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月23日