[发明专利]立体投影光学系统

说明书

技术领域

本发明关于一种投影光学系统，尤其是一种具有高对比度的立体投影光学系统。

背景技术

近年来，图像投影仪，尤其数字投影仪，作为向观众显示多种信息的工具已经逐渐流行。一般，这些投影仪用于将由计算机生成的图像投影到屏幕上。对观看者来说，图像投影仪投影的图像通常看起来是平面二维图像，除图像本身外无法显示任何图像景深信息。这种显示可以适用于显示多种信息。但是，在某些情况下，观看者希望能有比二维显示能够更大程度地显示图像的景深或结构特征的投影仪。

使二维显示的图像能给出图像景深的一种方式是通过立体地显示图像。立体图像，通常称为“三维”或“3D”图像，在观看者看来具有深度尺寸。这些图像包括分开的、叠全的左眼和右眼图像，这些图像设置成模仿人的左右眼观看时，由于人眼睛间隔引起的三维物体表面的微小差别，而具有的景深图像。左眼和右眼图像是这样显示的，即观看者的右眼看不到左眼图像，左眼看不到右眼图像。这种显示方式一般借助于观看者佩戴的光学滤光镜。

通常的立体投影光学系统都包括有一个用于将入射光分解成不同偏振方向的偏振分束器以及用于通过不同偏振光产生左眼图像和右眼图像的左图像产生元件和右图像产生元件。通过将左、右图像产生元件产生的左、右眼图像投射到屏幕上，当人的左右眼戴上不同偏振方向的眼镜，便可看到立体的图像。

但是当光从偏振分束器中射出后，在出射光中含有杂乱光，该杂乱光的存在，部分原因是所有的实光学元件所固有的光学特征所导致的图像杂讯，如偏振分束器在接收高水平的光通量时，其一般变成热负荷并且发生物理扭曲而引起应力双折射，这种应力双折射会导致光的去偏振和对比度的降低，还有一个原因是所述偏振光分别在各自的左、右图像产生元件上接收空间信息外，还会接收到由所述偏振光光路上的其它光，如偏振光束分离器等光学元件材料中的双折射所产生的杂乱空间信息，而这些杂乱光没有在被投射到显示器之前有效地将其杂讯分离并排除，这些图像杂讯及杂乱空间信息会降低投影到屏幕的出射光的对比度。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种能够提高对比度的的立体投影光学系统。

一种立体投影光学系统，其包括依光路设置的：

一个图像吸收器，用于接收入射光，对该入射光进行调制并加载空间信息，并出射经调制并加载有空间信息的偏振方向垂直的第一偏振光和第二偏振光；

一个检偏器，其设置于所述图像吸收器出射的第一偏振光的出射光路上，用于使特定偏振方向的光通过；

一个穿透式光调制器，设置于所述检偏器出射的第一偏振光的出射光路上，该穿透式光调制器具有开启和截止两个交替的工作状态，该穿透式光调制器处于开启状态时，所述第一偏振光穿过所述穿透式光调制器，该穿透式光调制器处于截止状态时，所述穿透式光调制器将入射的所述第一偏振光调制为第二偏振光并出射。

上述立体投影光学系统使用时可通过为穿透式光调制器输入信号使得该穿透式光调制器具有开启和截止两个交替的工作状态，使得观看者的左、右眼交替获得不同偏振状态的影像，当该输入信号的频率足够快时，观看者的左右眼分别戴上检偏方向相互垂直的两片偏振片，就可以观察到立体的图像信息。同时利用光路上设置的检偏器，在该检偏器的作用下，允许特定偏振方向的光通过而分离并排除了由实光学元件所固有的光学特征所导致的图像杂讯以及由所述偏振光光路中的光学元件材料中的双折射所产生的杂乱空间信息，从而提升了所投影的出射光的对比度。

附图说明

图1是本发明提供的第一实施例的立体投影光学系统在所述穿透式光调制器开启时的结构示意图；

图2是本发明提供的第一实施例的立体投影光学系统在所述穿透式光调制器截止时的结构示意图；

图3是图1的所述穿透式光调制器的输入信号以及相对于左右眼输出的光的偏振状态的波形图；

图4是本发明提供的第二实施例的立体投影光学系统的结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明作更进一步的说明，举以下较佳实施例并配合附图详细描述如下。

请参阅图1及图2，为本发明提供的第一实施例的立体投影光学系统的结构示意图。该立体投影光学系统100包括沿光路方向依次设置的一光源组件11、一个图像吸收器12、一个设置于所述图像吸收器12的一条出射光路上的检偏器13、一个设置于所述检偏器13出射光路上的穿透式光调制器14以及一个投影镜头15。