一种基于液晶透镜的高光效3D系统技术方案

本发明专利技术适用于3D投影显示技术领域，提供了一种基于液晶透镜的高光效3D系统，包括：投影机、第一液晶透镜、一偏振分光器件；在平行透射光束的光路上，依次包括：第二液晶透镜、第一光调制器；在平行反射光束的光路上，依次包括：光束方向调整组件、第三液晶透镜、第二光调制器；在平行透射光束的光路或平行反射光束的光路上还设有偏振态转换器件。本发明专利技术通过将透射光束和反射光束在中间光路上先后进行发散-平行、平行-发散的转换，不会将投影机至金属幕距离的远近体现在成像大小上，可兼容各种大小的放映厅，而且在偏振分束器件之前先进行发散-平行的转换，使偏振分束器件的尺寸有进一步缩小的空间，有利于节约成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于3D投影显示
，尤其涉及一种基于液晶透镜的高光效3D系统。
技术介绍
随着立体电影的普及，立体投影技术也得到了飞速发展。目前的3D投影机多见于双光路技术，其原理为:通过使用偏振分束器件将投影机的投射光束分为偏振状态不同的两束光线，再使用扭曲型液晶器件将其中一束光线的偏振状态进行调整，使之与另一束光线的偏振状态一致，并使用反射镜将偏振分光器的反射光束调整至与原入射光束方向一致的光束，从而在银幕上将两束光线重合在一起，增加光利用率以及投影显示画面的亮度。由于投影机的投射光束为发散形式，这就要求偏振分束器件的大小满足一定尺寸要求，成本难以控制。而且，从整个光束从投影机开始投射，到最后投影在金属幕上，光束在整个过程都处于发散状态，若投影机距离金属幕的距离较远，则光束在到达金属幕时很有可能大小与金属幕不太匹配，因此，目前的投影机对放映厅的兼容度较差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题在于提供一种基于液晶透镜的高光效3D系统，旨在降低3D投影系统的成本，并使之兼容各种大小的放映厅。本专利技术是这样实现的，一种基于液晶透镜的高光效3D系统，包括:投影机；第一液晶透镜，位于所述投影机出射光路上，用于将所述投影机投射出的发散状态的光束调整为平行状态；一偏振分光器件，用于将经所述第一液晶透镜调整过的平行光束分束为偏振态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系统还依次包括:用于将平行透射光束还原为发散状态的第二液晶透镜、用于按照帧顺序将透射光束调制为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的第一光调制器；在所述平行反射光束的光路上，所述高光效3D系统还依次包括:用于改变反射光束传播方向的光束方向调整组件、用于将平行透射光束还原为发散状态的第三液晶透镜、用于按照帧顺序将透射光束调制为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的第二光调制器；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还设有用于将平行透射/反射光束的偏振态进行正交转换的偏振态转换器件。进一步地，所述光束方向调整组件为反射镜。本专利技术与现有技术相比，通过将透射光束和反射光束在中间光路上先后进行发散-平行、平行-发散的转换，不会将投影机至金属幕距离的远近体现在成像大小上，从而可兼容各种大小的放映厅，而且，在偏振分束器件之前先进行发散-平行的转换，可以使偏振分束器件的尺寸有进一步缩小的空间，有利于节约成本。【附图说明】图1是本专利技术实施例提供的基于液晶透镜的高光效3D系统的光学结构图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参照图1，本专利技术提供的基于液晶透镜的高光效3D系统包括投影机101、第一液晶透镜102、偏振分光器件103、偏振态转换器件104、光束方向调整组件105、第二液晶透镜106、第三液晶透镜107、光调制器108、金属幕109，当然，作为本专利技术的另一个实施例，光调制器108也可以采用两个单独的光调制器来代替，其中第一光调制器位于透射光路，第二光调制器位于反射光路。上述各部分的工作原理如下。投影机101以帧顺序依次播放左眼图像和右眼图像，从投影机101的镜头发出的发射状态的光束经过第一液晶透镜102调整为平行状态，然后再经过偏振分光器103后被分为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态相互垂直。在平行透射光束的光路上，第二液晶透镜106先将平行透射光束还原为发散状态，然后第一光调制器或光调制器108用于按照帧顺序将透射光束调制为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光，从而使左右眼图像达到分离的效果。在平行反射光束的光路上，光束方向调整组件105先将反射光束传播方向改变，使之与平行透射光束的传播方向一致，然后第三液晶透镜107将平行透射光束还原为发散状态，最后由第二光调制器或光调制器108按照帧顺序将透射光束调制为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的，从而使左右眼图像达到分离的效果。在附图1中的反射光束路经中，偏振态转换器件104被放置在反射光束中，用于将光束的偏振状态旋转90度，使之与另外一束光线的偏振状态相同。实际上，偏振态转换器件104也可以被放置在透射光束中。偏振态转换器件104可采用一扭曲型液晶器件实现，所述扭曲型液晶器件通常为90度扭曲的TN型液晶器件，入射到扭曲型液晶器件的光线偏振方向与扭曲型液晶器件液晶层表层分子的排列方向平行或垂直时，经过扭曲型液晶器件后的光线偏振状态将会被旋转90度。该扭曲型液晶器件可以是传统的基于玻璃基板的液晶器件，由玻璃基板、透明导电层、取向层、间隔物、封边材料、液晶材料等组成。也可以是基于柔性塑料基板的液晶器件，由塑料基板、透明导电层、取向层、间隔物、封边材料、液晶材料等组成。还可以是基于聚合物技术的高分子液晶膜，例如DEJIMA公司的Twi StarTM膜。应当认为具有扭曲结构的液晶器件均属于本专利技术所描述的范围之内。而光束方向调整组件105可采用反射镜实现。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。【主权项】1.一种基于液晶透镜的高光效3D系统，其特征在于，包括: 投影机； 第一液晶透镜，位于所述投影机出射光路上，用于将所述投影机投射出的发散状态的光束调整为平行状态； 一偏振分光器件，用于将经所述第一液晶透镜调整过的平行光束分束为偏振态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系统还依次包括:用于将平行透射光束还原为发散状态的第二液晶透镜、用于按照帧顺序将透射光束调制为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的第一光调制器； 在所述平行反射光束的光路上，所述高光效3D系统还依次包括:用于改变反射光束传播方向的光束方向调整组件、用于将平行透射光束还原为发散状态的第三液晶透镜、用于按照帧顺序将透射光束调制为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的第二光调制器； 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还设有用于将平行透射/反射光束的偏振态进行正交转换的偏振态转换器件。2.如权利要求1所述的基于液晶透镜的高光效3D系统，其特征在于，所述光束方向调整组件为反射镜。【专利摘要】本专利技术适用于3D投影显示
，提供了一种基于液晶透镜的高光效3D系统，包括：投影机、第一液晶透镜、一偏振分光器件；在平行透射光束的光路上，依次包括：第二液晶透镜、第一光调制器；在平行反射光束的光路上，依次包括：光束方向调整组件、第三液晶透镜、第二光调制器；在平行透射光束的光路或平行反射光束的光路上还设有偏振态转换器件。本专利技术通过将透射光束和反射光束在中间光路上先后进行发散-平行、平行-发散的转换，不会将投影机至金属幕距离的远近体现在成像大小上，可兼容各种大小的放映厅，而且在偏振分束器件之前先进行发散-平行的转换，使偏振分束器件的尺寸有进一步缩小的空间，有利于节约成本。【IPC分类】G03B35/26, G02B27/26【公开号】CN104898366【申请号】CN201510351269【专利技术人】本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于液晶透镜的高光效3D系统，其特征在于，包括：投影机；第一液晶透镜，位于所述投影机出射光路上，用于将所述投影机投射出的发散状态的光束调整为平行状态；一偏振分光器件，用于将经所述第一液晶透镜调整过的平行光束分束为偏振态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系统还依次包括：用于将平行透射光束还原为发散状态的第二液晶透镜、用于按照帧顺序将透射光束调制为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的第一光调制器；在所述平行反射光束的光路上，所述高光效3D系统还依次包括：用于改变反射光束传播方向的光束方向调整组件、用于将平行透射光束还原为发散状态的第三液晶透镜、用于按照帧顺序将透射光束调制为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的第二光调制器；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还设有用于将平行透射/反射光束的偏振态进行正交转换的偏振态转换器件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳龙，包艳胜，王叶通，邓贤俊，
申请(专利权)人：深圳市时代华影科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44