[发明专利]具有反向同步通道投影的双投影系统

说明书

与相关申请的交叉引用

本申请要求提交于2008年7月16日的美国专利非临时申请No.12/174,532的优先权，通过引用将其完整结合在此。

技术领域

本发明涉及3D系统，并且尤其涉及3D投影系统(诸如影院系统中使用的那些系统)。

背景技术

出现了用于3D立体投影的各种方法，包括立体电影(Anaglyph)、线性偏振、圆偏振、快门眼镜和光谱分离。立体电影是最老的技术，并且通过经由两个彩色滤光器滤光来提供左/右眼分离，通常对于一只眼睛使用红色，并且对于另一只眼睛使用青色。在投影仪处，(通常)经由红色滤光器过滤左眼图像，并且经由青色滤光器过滤右眼图像。眼镜由用于左眼的红色滤光器和用于右眼的青色滤光器构成。这种方法对于黑白原始图像最好地工作，但是不能良好地适用于彩色图像。

线性偏振3D通过经由(通常)垂直定向的线性偏振器对于左眼滤光、并且经由水平定向的线性偏振器对于右眼滤光，在投影仪处提供分离。眼镜由用于左眼的垂直定向的线性偏振器和用于右眼的水平定向的线性偏振器构成。投影屏幕是由于其的独特颜色而通常被称为“银屏”的保偏类型的屏幕。线性偏振允许以非常小的色彩失真显示全彩色图像。它具有若干问题，这些问题包括需要昂贵的、易碎的并且不均匀的银屏。另一个问题是观看者必须保持其头部垂直定向以避免一个眼睛到另一个眼睛的串扰。

圆偏振3D被发明以解决需要观看者保持其头部垂直定向的问题。圆偏振通过经由左旋圆偏振器对于左眼滤光并且经由右旋圆偏振器对于右眼滤光，在投影仪处提供分离。眼镜由用于左眼的左旋圆偏振器和用于右眼的右旋圆偏振器构成。这种方法也需要银屏。

快门眼镜通过对左侧图像和右侧图像进行时间复用来提供分离。不需要在投影仪处实现分离的滤光器。眼镜由与投影仪的帧率同步地电子遮蔽透镜的主动眼镜构成。首先显示左眼图像，随后显示右眼图像等。由于在影剧院中具有到眼镜的直接导线连接是不现实的，因此使用无线或红外线信号传输方法提供左/右眼遮蔽的定时基准。

光谱分离通过左眼和右眼的光谱滤波在投影仪处提供分离。该系统不同于立体电影之处在于用于左眼和右眼的滤光器中的每一个使对于全彩色图像提供的红光、绿光和蓝光光谱中的一部分通过。左眼滤光器的带通光谱与右眼滤光器的带通光谱是互补的。眼镜由与投影仪中所用滤光器具有相同的一般光谱特性的滤光器构成。虽然该方法提供了全彩色图像，它需要颜色补偿以便使得左眼和右眼中的颜色与出现在原始图像中的颜色匹配，并且与投影仪的颜色范围相比，存在小幅减小的颜色范围。

投影仪自身具有各种形式，包括通常包含三个分离的LCD玻璃面板的LCD(液晶显示)投影仪，每个面板用于将被投影的图像的一个主颜色分量。LCD面板对光进行调制，并且产生投影到屏幕上的图像。

DLP(“数字光处理”)是由Texas Instruments开发的专利技术。DLP芯片是由数千个微小反射镜构成的反射表面。在较高品质的DLP投影仪中，存在三个分离的DLP芯片，一个芯片用于红色、绿色和蓝色通道中的每一个。通常，棱镜将来自投影灯的光分离为红色光、绿色光和蓝色光，然后这些光分别照射“红”、“绿”和“蓝”DLP芯片，“红”、“绿”和“蓝”DLP芯片根据图像信号的相应主颜色分量调制主色光。在调制之后，当前经调制的主颜色光被重新组合，并且被投影到观看屏幕上。

其它的并且较便宜的DLP应用包括具有单个DLP芯片的投影仪，该单个DLP芯片与由红、绿、蓝、以及有时被称为白色(透明)滤光器构成的颜色轮相结合地使用。颜色轮在投影灯和DLP芯片之间旋转-使照射芯片的光的颜色交替。照射DLP芯片的光的交替的颜色被顺序地调制并且投影到观看屏幕上。然后，当观看时，被顺序调制和投影的光形成全彩色图像。

包括上述滤光技术在内，当前存在两种主流的数字3D投影系统：一种使用具有静态滤光的双投影仪，并且另一种使用具有主动滤光(例如，随时间改变属性的滤光器)的单投影仪。

图1示出了被动双投影仪系统的图。如图1所示，一个投影仪在屏幕上投影左眼图像，同时另一个投影仪在该屏幕上投影右眼图像。这两个投影仪投影连续的图像流，从而左眼图像和右眼图像两者被始终投影到屏幕上。

左眼图像被从投影仪1投影，并且在去往屏幕的途中穿过静态滤光器1，并且右眼图像被从投影仪2投影，并且在去往屏幕的途中穿过静态滤光器2。静态滤光器1和2被选择为使得它们的属性产生互不包括的通道，并且从而以任意顺序穿过静态滤光器1和2两者的图像导致在滤光器的输出处存在很少的光或不存在光。