可切换投影效果的投影装置的制作方法

本实用新型涉及投影领域，尤其涉及一种可切换投影效果的投影装置。

背景技术：

随着3D(three-Dimensional，三维)电影在日常生活中的普及，立体投影技术也得到了飞速的发展。常用的立体投影技术是通过偏振分光的原理来实现的，一般在投影仪镜头前设置一台立体成像投影装置，投影仪发出的光路经过该投影立体成像装置后，会被分束为至少两束具有不同偏振态的投影光束，观众通过立体眼镜，两只眼球能接收到不同偏振态的光束，从而在视觉神经系统中产生立体感觉。

目前，影院在播放影片时，需要根据片源来调整投影仪的放映模式，例如在播放2D电影时，需要将立体投影装置从投影仪镜头前移走，而在现有技术中，通常是通过某种传动装置整体上移动立体投影装置，来达到在3D投影模式与2D投影模式之间的切换，但是由于上述立体投影装置的体积一般较大，因此移动过程会占用较大的空间，缺乏实用性。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种可切换投影效果的投影装置，可以解决现有技术中的在3D投影模式与2D投影模式之间切换时，移动立体投影装置的过程会占用较大的空间，缺乏实用性的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种可切换投影效果的投影装置，该装置包括：第一透镜组件、偏振分光组件、偏振调制组件、第二透镜组件及控制组件；

所述第一透镜组件与所述第二透镜组件设置于投影仪与投影屏幕之间，且所述投影仪、所述第一透镜组件、所述第二透镜组件、所述投影屏幕依次设置，所述第一透镜组件用于缩小所述投影仪发出的投影光束的发散角，所述第二透镜组件用于增大所述投影光束的发散角；

所述偏振分光组件和所述偏振调制组件均与所述控制组件连接，所述控制组件用于根据所述投影仪的投影模式调整所述偏振分光组件和所述偏振调制组件的位置，使所述偏振分光组件和所述偏振调制组件在所述投影仪处于3D投影模式时位于预设的第一位置，在所述投影仪处于2D投影模式时位于预设的第二位置；其中，当所述偏振分光组件和所述偏振调制组件位于所述第一位置时，所述偏振分光组件和所述偏振调制组件均处于所述投影光束所在的光路上，所述投影光束依次穿过所述第一透镜组件、所述偏振分光组件、所述偏振调制组件及所述第二透镜组件，或者所述投影光束依次穿过所述第一透镜组件、所述偏振分光组件、所述第二透镜组件及所述偏振调制组件，当所述偏振分光组件和所述偏振调制组件位于所述第二位置时，所述偏振分光组件和所述偏振调制组件均远离所述投影光束所在的光路。

可选的，所述控制组件包括支架与机械传动组件，所述支架固定于所述投影仪上，所述机械传动组件与所述支架固定连接；

所述机械传动组件包括传动电机、滑杆及滑块，所述滑块设置于所述滑杆上，且所述偏振分光组件和所述偏振调制组件均与所述滑块连接，所述传动电机用于根据所述投影仪的投影模式控制所述滑块在所述滑杆上滑动，以使所述偏振分光组件和所述偏振调制组件在所述投影仪处于3D投影模式时位于所述第一位置，在所述投影仪处于2D投影模式时位于所述第二位置。

可选的，所述控制组件包括信号采集电路，所述信号采集电路与所述传动电机连接，所述信号采集电路用于采集所述投影仪中的视频播放信号，当采集到的视频播放信号为3D视频信号时，则向所述传动电机发送所述投影仪处于3D投影模式的控制信号，当采集到的视频播放信号为2D视频信号时，则向所述传动电机发送所述投影仪处于2D投影模式的控制信号。

可选的，所述偏振分光组件包括偏振分光器与反射组件，当所述偏振分光组件和所述偏振调制组件位于所述第一位置时，所述偏振分光器用于将缩小后的投影光束分解为具有第一偏振态的透射光束和具有第二偏振态的反射光束，所述反射组件用于调整所述反射光束的传播方向，使所述反射光束的传播方向转向投影屏幕，所述偏振调制组件用于按照帧顺序调制所述透射光束与反射光束的偏振态。

可选的，所述装置还包括偏振态旋转组件，所述偏振态旋转组件设置于所述偏振分光器与所述反射组件之间，或者所述偏振态旋转组件设置于所述反射组件与所述偏振调制器之间，所述偏振态旋转组件用于调整所述反射光束的偏振态，以使所述反射光束和透射光束具有相同的偏振态。

可选的，所述第一透镜组件为凸透镜，所述第二透镜组件为凹透镜。

本实用新型所提供的可切换投影效果的投影装置，包括：第一透镜组件、偏振分光组件、偏振调制组件、第二透镜组件及控制组件；相较于现有技术而言，上述控制组件可以根据投影仪的投影模式调整上述偏振分光组件和偏振调制组件的位置，使上述偏振分光组件和偏振调制组件在上述投影仪处于3D投影模式时位于预设的第一位置，此时上述偏振分光组件与偏振调制组件均位于投影光束所在的光路，投影光束在经过上述偏振分光组件与偏振调制组件的光学调制之后，即可在投影屏幕上实现3D投影效果；此外上述控制组件还可以使上述偏振分光组件和偏振调制组件在上述投影仪处于2D投影模式时位于预设的第二位置，此时上述偏振分光组件与偏振调制组件均远离投影光束所在的光路，上述投影光束可以直接投影至投影屏幕，从而实现2D投影。即本实用新型中上述控制组件只需要移动投影装置中偏振分光组件和偏振调制组件的位置，即可切换投影仪的投影效果，不需要移动整个投影装置，而偏振分光组件和偏振调制组件在移动过程中占用的空间远小于投影装置整体移动过程中占用的空间，因此本实用新型具有较高的实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型第一实施例中可切换投影效果的投影装置的结构示意图；

图2为本实用新型第一实施例中可切换投影效果的投影装置的另一结构示意图；

图3为本实用新型第一实施例中可切换投影效果的投影装置的又一结构示意图；

图4为本实用新型中控制组件的结构示意图；

图5为本实用新型第二实施例中可切换投影效果的投影装置的结构示意图；

图6为本实用新型第二实施例中可切换投影效果的投影装置的另一结构示意图；

图7为本实用新型第二实施例中可切换投影效果的投影装置的又一结构示意图；

图8为本实用新型第三实施例中可切换投影效果的投影装置的结构示意图；

图9为本实用新型第三实施例中可切换投影效果的投影装置的另一结构示意图；

图10为本实用新型第三实施例中可切换投影效果的投影装置的又一结构示意图。

具体实施方式

为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，图1为本实用新型第一实施例中可切换投影效果的投影装置的结构示意图，本实施例中，上述可切换投影效果的投影装置100包括：第一透镜组件110、偏振分光组件120、偏振调制组件130、第二透镜组件140及控制组件150；

其中，投影仪200、第一透镜组件110、第二透镜组件140、投影屏幕300依次设置，第一透镜组件110用于缩小投影仪200发出的投影光束的发散角，第二透镜组件140用于增大上述投影光束的发散角；

偏振分光组件120和偏振调制组件130均与控制组件150连接，控制组件150用于根据投影仪200的投影模式调整偏振分光组件120和偏振调制组件130的位置，使偏振分光组件120和偏振调制组件130在投影仪200处于3D投影模式时位于预设的第一位置，在投影仪200处于2D投影模式时位于预设的第二位置；其中，当偏振分光组件120和偏振调制组件130位于第一位置时，所述偏振分光组件120和偏振调制组件130均处于上述投影光束所在的光路上，上述投影光束依次穿过第一透镜组件110、偏振分光组件120、偏振调制组件130及第二透镜组件140(如图1所示)，或者上述投影光束依次穿过第一透镜组件110、偏振分光组件120、第二透镜组件140及偏振调制组件130(如图2所示)，当偏振分光组件120和偏振调制组件130位于第二位置时，偏振分光组件120和偏振调制组件130均远离上述投影光束所在的光路(如图3所示)。其中，图2为本实用新型第一实施例中可切换投影效果的投影装置的另一结构示意图，图3为本实用新型第一实施例中可切换投影效果的投影装置的又一结构示意图。

为了更好的理解本实施例，请参阅图4，图4为本实用新型中控制组件150的结构示意图，本实施例中，控制组件150包括支架(图4中未示出)与机械传动组件151，其中，上述支架固定于投影仪200上，机械传动组件151与上述支架固定连接；

机械传动组件151包括传动电机1511、滑杆1512及滑块1513，滑块1513设置于滑杆1512上，且偏振分光组件120和偏振调制组件130均与滑块1513连接，传动电机1511用于根据投影仪200的投影模式控制滑块1513在滑杆1512上滑动，以使偏振分光组件120和偏振调制组件130在投影仪200处于3D投影模式时位于上述第一位置，在投影仪200处于2D投影模式时位于上述第二位置。

进一步的，控制组件150还包括信号采集电路，该信号采集电路与传动电机1511连接，用于采集投影仪200中的视频播放信号，当采集到的视频播放信号为3D视频信号时，则向传动电机1511发送投影仪200处于3D投影模式的控制信号，当采集到的视频播放信号为2D视频信号时，则向传动电机1511发送投影仪200处于2D投影模式的控制信号。

其中，本实施例所提供的可切换投影效果的投影装置100在使用时放置于投影仪200与投影屏幕300之间，当偏振分光组件120和偏振调制组件130位于上述第一位置时，用于对投影仪200所投射出的投影光束进行光学作用，可以使上述投影光束在投射至投影屏幕300之前具有统一的线偏振或圆偏振等偏振状态，投影屏幕300再将具有偏振状态的投影光束反射至观众佩戴的3D眼镜中，其中，投影屏幕300需具有保偏特性，即投影屏幕300在反射投影光束的过程中不能改变投影光束的偏振状态，通常采用金属幕布实现。

其中，投影仪200在处于3D投影模式时，交替投射出携带有左眼影像信息的投影光束和携带有右眼影像信息的投影光束，例如可以以帧顺序的方式投射，类似于播放视频，T1时刻投射携带左眼影像信息的投影光束，T2时刻投射携带右眼影像信息的投影光束、T3时刻再投射携带左眼影像信息的投影光束，T4时刻再投射携带右眼影像信息的投影光束，……，依此类推。从硬件上要求投影机能支持帧频率为100HZ或更高帧频率的视频播放，可采用数字微镜式投影机、硅上液晶式投影机等。投影仪200在处于2D投影模式时，则投射出普通的投影光束。

进一步的，偏振分光组件120包括偏振分光器与反射组件，当投影仪200在处于3D投影模式时，由偏振分光器对投影光束进行偏振分束，本实用新型实施例中，偏振分光器可以将投影光束分为两种具有不同偏振态的光束，即分解为具有第一偏振态的透射光束和具有第二偏振态的反射光束。同时，上述反射组件用于调整上述反射光束的传播方向，使上述反射光束的传播方向转向投影屏幕300。其中，上述透射光束与反射光束携带的图像信息相同、并且在投影屏幕300上的成像位置相同。其中，上述第一偏振态和第二偏振态均为线性偏振且二者的偏振方向正交，例如第一偏振态为P偏振光、第二偏振态为S偏振光。

可以理解的是，本实用新型由于利用第一透镜组件110缩小了立体投影仪200发出的投影光束的发散角，因此，可以采用尺寸较小的偏振分光组件120。

进一步的，上述装置100还包括偏振态旋转组件，该偏振态旋转组件设置于上述偏振分光器与上述反射组件之间，或者该偏振态旋转组件也可设置于上述反射组件与偏振调制组件130之间，用于调整上述反射光束的偏振态，以使上述透射光束和反射光束具有相同的偏振态，即将上述反射光束的偏振态从第二偏振态调整为第一偏振态。

其中，上述偏振态旋转组件与偏振分光组件120或偏振调制组件130连接，且上述偏振态旋转组件与偏振分光组件120和偏振调制组件130的相对位置保持不变，即当偏振分光组件120与偏振调制组件130发生位移时，上述偏振态旋转组件也会随偏振分光组件120与偏振调制组件130的移动而移动。

进一步的，当投影仪200在处于3D投影模式时，偏振调制组件130用于按照帧顺序调制上述透射光束与反射光束的偏振态，使得上述透射光束与反射光束的偏振态按照帧顺序在上述第一偏振态与第二偏振态之间或预设的第三偏振态与第四偏振态之间切换。例如，在当前帧将上述透射光束和反射光束同时调制为第一偏振态，在下一帧将上述透射光束和反射光束调制为第二偏振态。可以理解的是，当上述投影光束依次穿过第一透镜组件110、偏振分光组件120、偏振调制组件130及第二透镜组件140时，由于第一透镜组件110缩小了立体投影仪200发出的投影光束的发散角，因此可以采用尺寸较小的偏振分光组件120与偏振调制组件130。

其中，上述第三偏振态和第四偏振态均为圆偏振或椭圆偏振且二者的偏振方向正交。上述偏振调制组件130的调制方式取决于上述立体投影成像装置对应的3D眼镜的偏振态，当该3D眼镜的偏振态为线偏振时，上述偏振调制组件130则可以调制上述透射光束与反射光束的偏振态按照帧顺序在上述第一偏振态与第二偏振态之间切换；当该3D眼镜的偏振态为圆偏振或椭圆偏振时，上述偏振调制组件130则可以调制上述透射光束与反射光束的偏振态按照帧顺序在上述第三偏振态与第四偏振态之间切换。

本实用新型所提供的可切换投影效果的投影装置100，包括：第一透镜组件110、偏振分光组件120、偏振调制组件130、第二透镜组件140及控制组件150；相较于现有技术而言，控制组件150可以根据投影仪200的投影模式调整偏振分光组件120和偏振调制组件130的位置，使偏振分光组件120和偏振调制组件130在投影仪200处于3D投影模式时位于预设的第一位置，此时偏振分光组件120与偏振调制组件130均位于投影光束所在的光路，投影光束在经过偏振分光组件120与偏振调制组件130的光学调制之后，即可在投影屏幕上实现3D投影效果；此外控制组件150还可以使偏振分光组件120和偏振调制组件130在投影仪200处于2D投影模式时位于预设的第二位置，此时偏振分光组件120与偏振调制组件130均远离投影光束所在的光路，上述投影光束可以直接投影至投影屏幕，从而实现2D投影。即本实用新型中上述控制组件只需要移动投影装置中偏振分光组件和偏振调制组件的位置，即可切换投影仪的投影效果，不需要移动整个投影装置，而偏振分光组件和偏振调制组件在移动过程中占用的空间远小于投影装置整体移动过程中占用的空间，因此本实用新型具有较高的实用性。

进一步地，基于本实用新型第一实施例，请参阅图5，图5为本实用新型第二实施例中可切换投影效果的投影装置的结构示意图，本实施例中，偏振分光组件120包括偏振分光器121与反射组件122，偏振调制组件130包括第一偏振调制器131与第二偏振调制器132，第二透镜组件140包括第一并列透镜141与第二并列透镜142。

当所述偏振分光组件120和偏振调制组件130位于第一位置时，偏振分光器121用于将第一透镜组件110缩小后的投影光束分解为具有第一偏振态的透射光束和具有第二偏振态的反射光束，反射组件122用于调整上述反射光束的传播方向，使得上述反射光束的传播方向转向投影屏幕300。

第一偏振调制器131和第一并列透镜141均设置于反射组件122与投影屏幕300之间，且上述反射光束依次穿过第一偏振调制器131与第一并列透镜141，第一并列透镜141用于增大上述反射光束的发散角。第二偏振调制器132和第二并列透镜142均设置于偏振分光器121与投影屏幕300之间，且上述透射光束依次穿过第二偏振调制器132与第二并列透镜142，第二并列透镜142用于增大上述透射光束的发散角。

其中，第一透镜组件110优选为凸透镜，第一并列透镜141与第二并列透镜142优选为凹透镜。反射组件122可以采用平面镜或具有反射功能的器件实现，当然，也可以采用透镜等具有改变光路方向的光学器件实现。

进一步的，上述立体投影成像装置100还包括偏振态旋转组件160，该偏振态旋转组件160设置于反射组件122与第一偏振调制器131之间，用于调整上述反射光束的偏振态，以使上述反射光束和透射光束具有相同的偏振态。

另外，可以理解的是，振态旋转组件160还可以设置于偏振分光器121与反射组件122之间。

具体的，第一偏振调制器131与第二偏振调制器132用于按照帧顺序调制上述反射光束与透射光束的偏振态，使得上述反射光束与透射光束的偏振态按照帧顺序切换。例如，在当前帧将上述透射光束和反射光束同时调制为第三偏振态，在下一帧将上述透射光束和反射光束调制为第四偏振态。

进一步的，参照图6，图6为本实用新型第二实施例中立体投影成像装置的另一结构示意图，在图6中，第一偏振调制器131和第一并列透镜141均设置于反射组件122与投影屏幕300之间，且上述反射光束依次穿过第一并列透镜141与第一偏振调制器131；第二偏振调制器132和第二并列透镜142均设置于偏振分光器121与投影屏幕300之间，上述透射光束依次穿过第二并列透镜142与第二偏振调制器132。

进一步的，参照图7，图7为本实用新型第二实施例中立体投影成像装置的又一结构示意图，本实施例中，上述偏振调制组件130也可以为一个整体，用于按照帧顺序调制上述反射光束与透射光束的偏振态，使得上述反射光束与透射光束的偏振态按照帧顺序在上述第一偏振态与第二偏振态之间或上述第三偏振态与第四偏振态之间切换。其中，可以理解的是，当上述偏振调制组件130为一个整体时，只需要一个调制驱动信号，即可按照帧顺序同时调制上述反射光束与透射光束的偏振态；当偏振调制组件130包括第一偏振调制器131与第二偏振调制器132时，则需要两个调制驱动信号，分别按照帧顺序同步调制上述反射光束与透射光束的偏振态。

本实用新型实施例提供的可切换投影效果的投影装置100，当偏振分光组件120和偏振调制组件130位于上述第一位置时，偏振分光器121可以将经第一透镜组件110缩小后的投影光束分解为具有第一偏振态的透射光束和具有第二偏振态的反射光束，反射组件122用来调整上述反射光束的传播方向，使上述反射光束的传播方向转向投影屏幕，偏振调制组件130则用于按照帧顺序调制上述透射光束与反射光束的偏振态，从而在投影屏幕实现3D投影效果。

进一步地，基于本实用新型第一实施例，请参阅图8，图8为本实用新型第三实施例中可切换投影效果的投影装置的结构示意图，本实施例中，偏振分光组件120包括偏振分光器121、第一反射组件122及第二反射组件123，偏振调制组件130包括第一偏振调制器131、第二偏振调制器132及第三偏振调制器133，第二透镜组件140包括第一并列透镜141、第二并列透镜142及第三并列透镜143。

当所述偏振分光组件120和偏振调制组件130位于第一位置时，偏振分光器121用于将缩小后的投影光束分解为具有第一偏振态的透射光束和具有第二偏振态的第一反射光束与第二反射光束，第一反射组件122用于调整上述第一反射光束的传播方向，使得上述第一反射光束的传播方向转向投影屏幕300，第二反射组件123用于调整上述第二反射光束的传播方向，使得上述第二反射光束的传播方向转向投影屏幕300。其中，上述第一反射光束和第二反射光束携带的图像信息经过组合后与上述透射光束携带的图像信息相同、并且在投影屏幕300上的成像位置也相同。

其中，第一偏振调制器131和第一并列透镜141均设置于第一反射组件122与投影屏幕300之间，且上述第一反射光束依次穿过第一偏振调制器131与第一并列透镜141，第一并列透镜141用于增大上述第一反射光束的发散角。第二偏振调制器132和第二并列透镜142均设置于偏振分光器121与投影屏幕300之间，且上述透射光束依次穿过第二偏振调制器132与第二并列透镜142，第二并列透镜142用于增大上述透射光束的发散角。第三偏振调制器133和第三并列透镜143均设置于第二反射组件123与投影屏幕300之间，且上述第二反射光束依次穿过第三偏振调制器133与第三并列透镜143，第三并列透镜143用于增大上述第二反射光束的发散角。

其中，第一透镜组件110优选为凸透镜，第一并列透镜141、第二并列透镜142及第三并列透镜143优选为凹透镜。第一反射组件122及第二反射组件123可以采用平面镜或具有反射功能的器件实现，也可以采用透镜等具有改变光路方向的光学器件实现。

进一步的，上述立体投影成像装置100还包括第一偏振态旋转组件161与第二偏振态旋转组件162，第一偏振态旋转组件161设置于第一反射组件122与第一偏振调制器131之间，第二偏振态旋转组件162设置于第二反射组件123与第三偏振调制器133之间；其中，第一偏振态旋转组件161与第二偏振态旋转组件162用于调整上述第一反射光束和第二反射光束的偏振态，以使上述第一反射光束、第二反射光束和透射光束具有相同的偏振态。

另外，可以理解的是，第一偏振态旋转组件161还可以设置于偏振分光器121与第一反射组件122之间，第二偏振态旋转组件162还可以设置于偏振分光器121与第二反射组件123之间。

具体的，第一偏振调制器131、第二偏振调制器132及第三偏振调制器133用于按照帧顺序分别调制上述第一反射光束、透射光束及第二反射光束的偏振态，使得上述第一反射光束、透射光束及第二反射光束的偏振态按照帧顺序在上述第三偏振态与第四偏振态之间切换，或者按照帧顺序在上述第一偏振态与第二偏振态之间切换。

进一步的，参照图9，图9为本实用新型第三实施例中立体投影成像装置的另一结构示意图，在图9中，第一偏振调制器131和第一并列透镜141均设置于第一反射组件122与投影屏幕300之间，且上述第一反射光束依次穿过第一并列透镜141与第一偏振调制器131；第二偏振调制器132和第二并列透镜142均设置于偏振分光器121与投影屏幕300之间，且上述透射光束依次穿过第二并列透镜142与第二偏振调制器132；第三偏振调制器133和第三并列透镜143均设置于第二反射组件123与投影屏幕300之间，且上述第二反射光束依次穿过第三并列透镜143与第三偏振调制器133。

进一步的，参照图10，图10为本实用新型第三实施例中立体投影成像装置的又一结构示意图，本实施例中，上述偏振调制组件130也可以为一个整体，用于按照帧顺序调制上述第一反射光束、透射光束及第二反射光束的偏振态，使得上述反射光束与透射光束的偏振态按照帧顺序在上述第一偏振态与第二偏振态之间或上述第三偏振态与第四偏振态之间切换。其中，可以理解的是，当上述偏振调制组件130为一个整体时，只需要一个调制驱动信号，即可按照帧顺序同时调制上述第一反射光束、透射光束及第二反射光束的偏振态；当偏振调制组件130包括第一偏振调制器131、第二偏振调制器132及第三偏振调制器133时，则需要三个调制驱动信号，分别按照帧顺序同步调制上述第一反射光束、透射光束及第二反射光束的偏振态。

本实用新型实施例提供的可切换投影效果的投影装置100，当偏振分光组件120和偏振调制组件130位于上述第一位置时，偏振分光器121可以将经第一透镜组件110缩小后的投影光束分解为具有第一偏振态的透射光束和具有第二偏振态的第一反射光束与第二反射光束，第一反射组件122用于调整上述第一反射光束的传播方向，第二反射组件123用于调整上述第二反射光束的传播方向，偏振调制组件130则用于按照帧顺序调制上述透射光束与反射光束的偏振态，从而在投影屏幕实现3D投影效果。

以上为对本实用新型所提供的一种中可切换投影效果的投影装置的描述，对于本领域的技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。