技術領域

本實用新型涉及一種用于投影圖像來進行三維觀看體驗的投影系統，并且更具體地，涉及一種偏振轉換系統和利用偏振光對立體圖像編碼的投影系統。

背景技術

三維(3D)影像可以使用投影儀之后的偏振控制和偏振控制眼鏡來合成(參見例如Lipton的美國專利No.4,792,850，該專利特此通過引用并入本文)。

投影儀處的偏振控制的常規實現方式在圖1中被示出。在這種實現方式中，幾乎平行的光線(ray)從透鏡10的輸出射出，似乎來源于透鏡10內部的光瞳12，并且會聚來在屏幕14上形成光斑。圖1中的光線束A、B和C分別是在屏幕14的底部、中心和頂部形成光斑的束。從投影透鏡射出的光20被隨機地偏振，在圖1中被描繪為s偏振光和p偏振光兩者[s偏振光通常被表示為“o”；p偏振光用末端為雙箭頭的線表示]。光20穿過線偏振器22，在偏振器22之后導致單一偏振態。正交偏振態被吸收(或者被反射)，并且偏振器22之后的光通量通常小于原始通量的一半，因而導致變暗的最終圖像。偏振開關30與圖像幀同步，并且從偏振開關射出的偏振態24交替，在屏幕處產生交替正交偏振的圖像。偏振選擇眼鏡允許一種偏振的圖像傳到左眼，并且正交偏振的圖像傳到右眼。通過對每只眼睛呈現不同的圖像，3D影像可以被合成。

這種常規系統已被用在影院中。然而，該常規系統要求大于50％的光被偏振器吸收，并且所得圖像比典型的2D影院的圖像暗50％以上。較暗的圖像將會限制用于3D應用的影院的大小和/或為觀眾提供不太令人滿意的觀看體驗。

因此，需要提供一種偏振轉換系統和利用偏振光對立體圖像編碼的投影系統，來解決上述問題。

實用新型內容

解決前述問題、從投影儀接收光的偏振轉換系統的各種實施方案被描述。偏振轉換系統在利用偏振光進行三維觀看的電影應用中呈現更亮的屏幕圖像。

在實施方案中，偏振轉換系統包括偏振分束器、偏振旋轉器和偏振開關，偏振分束器被設置來從投影儀透鏡接收隨機偏振光束，并且被設置來沿著第一光路引導具有第一偏振態的第一光束，并沿著第二光路引導具有第二偏振態的第二光束；偏振旋轉器安置在第二光路上，所述偏振旋轉器被設置來將第二偏振態轉變為第一偏振態；偏振開關被設置來分別從第一光路和第二光路接收第一光束和第二光束，并且被設置來選擇性地將第一光束和第二光束的偏振態轉變為第一輸出偏振態和第二輸出偏振態之一。

其中，第一光束朝向投影屏幕傳送。反射元件可以安置在第二光路中，以朝向投影屏幕引導第二光束，以使得第一光束和第二光束基本上交疊(overlap)以形成更亮的屏幕圖像。

本實用新型還提供一種偏振轉換系統，所述偏振轉換系統包括偏振分束器、偏振旋轉元件、反射器元件、偏振開關、控制器以及外殼，偏振分束器被設置來在第一光路和第二光路上引導光并且被設置來從投影儀接收光；偏振旋轉元件安置在第二光路上；反射器元件安置在第二光路上；偏振開關在第一光路和第二光路上安置在反射器元件后面，其中反射器元件被設置來朝向投影屏幕上基本上類似于第一光路的位置引導第二光路；控制器與投影儀通信；外殼基本上封裝偏振分束器、偏振旋轉元件、反射器元件以及偏振開關。

本實用新型還提供一種利用偏振光對立體圖像編碼的投影系統，所述投影系統包括：投影儀、偏振轉換系統以及偏振開關，投影儀包括被設置來輸出隨機偏振光到偏振轉換系統的投影透鏡；偏振轉換系統與投影透鏡光學耦合，偏振轉換系統包括偏振分束器、偏振旋轉元件以及反射器元件，偏振分束器被設置來在第一光路和第二光路上引導光；偏振旋轉元件安置在第二光路上；反射器元件安置在第二光路上；偏振開關安置在第一光路和第二光路上，其中第一光路在投影屏幕上形成圖像，并且其中反射器元件朝向投影屏幕引導第二光路上的光。

下面在具體實施方式中描述其他方面和實施方案。

附圖說明

圖1是用于立體投影的常規偏振開關的示意圖；

圖2A是根據本公開的用于電影投影的偏振轉換系統(PCS)的示意圖；

圖2B是根據本公開的偏振分束器(PBS)的示意圖；

圖3是根據本公開的用于電影投影的PCS的另一實施方案的示意圖；

圖4是根據本公開的用于電影投影的PCS的另一實施方案的示意圖，該實施方案包括沿著光路并且具有以光軸為中心的視場的遠攝透鏡(telephoto?lens)；

圖5是根據本公開的用于電影投影的PCS的另一實施方案的示意圖，該實施方案包括沿著光路并且具有不以光軸為中心的視場的遠攝透鏡；