[發明專利]立體投影光的偏振調制裝置、方法及立體影像放映系統

在審

• 申請號: 201711172785.0
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN107976820A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 周永業;鄧樹端
• 申請（專利權）人: 深圳市時代華影科技股份有限公司
• 主分類號: G02B27/26
• 分類號: G02B27/26;G03B21/28;G03B21/14;H04N13/337;H04N9/31
• 代理公司: 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙)44312
• 代理人: 王利彬

技術領域

本發明屬于投影顯示技術領域，尤其涉及一種立體投影光的偏振調制裝置、方法及立體影像放映系統。

背景技術

立體影像的觀影原理，是由人的左右眼分別接收按照幀順序播放的左右眼視頻圖像，再經過大腦將左右眼視頻圖像予以合成，產生立體效果。

目前的左右眼接收圖像的技術主要有左右偏振分光方式、左右快門開關同步方式和左右紅藍分光方式等，其中，左右偏振分光方式的使用更為廣泛。在左右偏振分光方式中，按照技術發展軌跡先后產生了單光路偏振分光技術和雙光路偏振分光技術。

一種典型的單光路偏振分光的原理如圖1所示，投影機11按照幀順序依次投射出攜帶有左眼圖像的投影光束和攜帶有右眼圖像的投影光束，投影光束由偏振片12進行起偏而轉換為線偏振光，再由偏振調制器13根據幀順序調制出左旋圓偏振光和右旋圓偏振光、并投射至幕布15，觀眾的左右眼分別通過佩戴的圓偏光眼鏡16接收由幕布15反射的左旋圓偏振光和右旋圓偏振光，其中同步電路14用于控制投影機11和偏振調制器13同步工作。但是由于偏振片12為吸收型，在起偏過程中僅將部分光能量進行起偏而舍棄了另一部分光能量，使得大量的光能量在偏振片12上轉化為熱量，在使用高亮度的電影投影機時，偏振片12的溫度會迅速上升，使得偏振片12的老化速度加快，光學性能明顯變差，嚴重時強光束會將偏振片12燒毀。因此單光路偏振分光后來被雙光路偏振分光取代。

雙光路偏振分光方式的原理如圖2所示，主要基于一斜板式的分光棱鏡實現，該分光棱鏡具有一傾斜設置的偏振分光膜2，來自投影機的投影光束被偏振分光膜分束為透射的P偏振光和反射的S偏振光，然后再將P偏振光轉換為S偏振光或將S偏振光轉換為P偏振光，最后再統一將兩束光按照幀順序調制為左旋圓偏振光或右旋圓偏振光。由于投影光在起偏過程中被充分利用，也提高了投影光線的利用率和投影畫面的亮度。

但是，采用雙光路偏振分光的調制系統尺寸會較大，所需光學器件也較大，在器件加工與組裝時存在諸多困難。

發明內容

本發明實施例所要解決的技術問題為現有的基于雙光路偏振分光技術的立體投影偏振光調制裝置體積大的問題，旨在提供一種體積較小的全新的立體投影光的偏振調制裝置。

為解決上述技術問題，本發明實施例是這樣實現的，一種立體投影光的偏振調制裝置，包括：

偏振分束組件，用于將攜帶有影像信息的投影光束分束為具有第一偏振態的第一透射光束、具有第二偏振態的第二透射光束、具有第二偏振態的第一反射光束和具有第一偏振態的第二反射光束；其中，被分束出的第一透射光束和第二透射光束向成像表面所在的方向傳播，且所述第一透射光束與所述第一反射光束在成像表面上的成像位置相同，所述第二透射光束與所述第二反射光束在成像表面上的成像位置相同；

第一光路方向調整組件，用于調整所述第一反射光束的傳播方向，使得所述第一反射光束向成像表面所在的方向傳播；

第二光路方向調整組件，用于調整所述第二反射光束的傳播方向，使得所述第二反射光束向成像表面所在的方向傳播；

偏振態調制組件，用于對所述第一透射光束、所述第二透射光束、所述第一反射光束和所述第二反射光束中的部分或全部進行偏振態調制，以使所述第一透射光束、所述第二透射光束、所述第一反射光束和所述第二反射光束具有相同的偏振態。

本發明實施例還提供了一種立體影像放映系統，包括：

投影機，用于以幀順序依次投射出攜帶有左眼影像信息的投影光束和攜帶有右眼影像信息的投影光束；

如上所述的立體投影光的偏振調制裝置；

幕布，用于供所述立體投影光的偏振調制裝置調制出的具有相同偏振態的各投影光束成像，且將所成的像反射至用戶佩戴的3D眼鏡。

本發明實施例還提供了一種立體投影光的偏振調制方法，所述方法包括下述步驟：

將攜帶有影像信息的投影光束分束為具有第一偏振態的第一透射光束、具有第二偏振態的第二透射光束、具有第二偏振態的第一反射光束和具有第一偏振態的第二反射光束；其中，被分束出的第一透射光束和第二透射光束向成像表面所在的方向傳播，且所述第一透射光束與所述第一反射光束在成像表面上的成像位置相同，所述第二透射光束與所述第二反射光束在成像表面上的成像位置相同；

調整第一反射光束和第二反射光束的傳播方向，使得第一反射光束和第二反射光束向成像表面所在的方向傳播；