[发明专利]多源高性能立体投影系统

说明书

相关申请

本申请是国际申请日为2005年5月5日、国际申请号为PCT/US2005/015856、于2006年11月6日进入中国国家阶段、中国申请号为200580014473.6、发明名称为“多源高性能立体投影系统”的专利申请的分案申请。

本申请要求于2004年5月5日提交的标题为“Multiple Source High Performance Stereographic Projection System”的美国临时专利申请第60/568,364号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

总的来说，本发明涉及一种投影系统，更具体地，涉及一种多源高性能立体投影系统。

背景技术

自从二十世纪七十年代以来，大格式2D和3D电影投影已经为观众提供了沉浸剧院体验，并且很好地建立了投影技术。大格式(70mm)商业展示者受益于由相同的投影系统展现二维(“2D”)和三维(“3D”)电影的能力。这增加了他/她的投资收益。如果在2D和3D操作模式下投影系统均能有效地运行，那么经营者能受益。

在标准35mm和大格式70mm投影设备之间存在技术上的差别。由70mm/15perf格式提供的大电影画格(film frame)的尺寸造成了所有这些差别。大格式电影画格的尺寸大约是标准35mm电影画格尺寸的十倍。由此，关于大格式投影系统的几乎所有方面一般都比其标准35mm电影画格更大、更快或功率更大。大格式技术的限定特征是所需大功率的照明系统，以照明水平移动的70mm宽胶片。

投影系统中的照明系统是运行该系统成本中的重要因素。弧光灯具有有限的使用寿命(1000小时)，因此必须持续地监控弧光灯，并且当其不再符合性能要求时周期性地予以替换。灯的替换是一项潜在危险的任务，需要由受过训练的个人进行谨慎的校准过程。

高功率灯消耗非常大量的电能，并产生极大量的热量。热量通常从投影室中排出并排到室外，所以空调必须足够使小投影厅制冷。这就对展示者产生了增加的使用费用。在放映过程中关闭灯以节约成本并不是一个经常可行的选择。标准高能弧光灯一般不能熄灭和重启，才不会对弧光灯的使用寿命造成损害(每次灯开启损失1.5到2.5小时寿命)。

对于3D投影来说，对照明系统的要求可能加倍还多。在两个通道的一些情况下，每个眼睛对应一个通道，从两个物理上分离但同步的投影仪同时投影，其中，每个投影仪都具有自己的胶片夹。每个通道可以不同的偏振进行偏振，且两个偏振互相垂直。在其它情况中，单通道用于顺序地投影每个眼睛。通过单通道3D投影仪，投影仪可具有能够交换每个眼睛的偏振器或对于被投影的图像同步使用的活性LCD玻璃。照明的偏振导致与没有偏振的2D投影显示相比超过50％的光损失，同时屏幕亮度需要保持不变。使用活性玻璃还导致与2D投影相比的光损失。这导致在3D和2D显示之间，屏幕亮度存在显著差别。标准弧光灯只可在接近其全额输出功率的状态下工作(以保护灯的使用寿命)，因此，在现有系统中，调节灯的功率以补偿变化的2D和3D的功率要求并不是可行的选择。

对于长期荷载的2D投影，存在额外的光无效。对容纳胶片的卷轴单元的物理尺寸的限制要求这些长期荷载的显示在两个不同的卷轴单元之间分离。通过系统的一个通道播放显示的第一部分，然后转换为通过第二通道播放显示的最后部分。与灯点亮相关的不利结果通常导致在整个显示过程中需要上和下通道灯保持开启。

大胶片格式不仅要求更有力的照明系统，还要求传送比70mm格式的电影画格大很多的所需均匀性和稳定性的照明系统。大格式照明系统的性能要求超过标准35mm系统的要求。

一些传统的投影系统使用多个灯。例如，美国专利第4,916,485号披露了具有可用于大格式电影的3D和2D投影的具有并排光源的投影系统。虽然该投影系统使用两个灯，但是对于每个通道只有一个灯，没有提供标准立体投影系统的优点。具体地，没有平衡2D和3D运行模式之间的光级，而没有发生效率的显著损失的方法。