[发明专利]高方向性屏幕

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年6月13日提交的美国专利临时申请No.61/496,497的优先权，其整体通过参考被并入于此。

技术领域

本发明涉及用于显示图像的屏幕，并且更特别地涉及用于包括3D电影的运动图像的观看和显示的屏幕。

背景技术

用于观看电影和其它图像的屏幕在结构和特性的较宽范围内可用。屏幕的方向性涉及来自屏幕的光的镜面反射的角度或量。在2D电影应用中，观看屏幕的方向性经常具有宽的高斯状特性，其减少屏幕的表观亮度（对于单独的观看者），但是在各个角度处在屏幕之上维持非常一致的相对图像亮度，使得图像质量在典型的观看观众的前面、背面、中间和侧面之间是一致的。

在一些3D应用（诸如基于偏振的系统）中，具有高方向性的屏幕由于它们具有在光被反射离开屏幕时保持偏振的能力而被利用。偏振的变化将典型地引起分离地偏振的左眼和右眼通道之间的串扰并且由此侵蚀或者甚至破坏“3D”效果。然而，这种高方向性屏幕还产生不期望的效果，诸如热点（hot spotting）以及在屏幕之上的更不均匀的相对照度。这些问题在倾斜的观看角度处会被恶化，使得剧院中的一些观看位置/座位位置可能是更少期望或者不期望的。

光谱分离通过光谱地过滤左眼和右眼来提供投影仪处的分离。该系统与补色立体法的不同之处在于，用于左眼和右眼的滤波器中的每一个通过红色、绿色和蓝色谱的一部分以提供全色图像，并且还与基于偏振的系统的不同之处在于，高方向性的（或者偏振保持的）屏幕不是必需的，但是在较大的热点的代价被认为可接受的情况下可以被利用。左眼滤波器的带通谱与右眼滤波器的带通谱互补。眼镜由具有与投影仪中使用的相同的通用的光谱特性的滤波器组成。

上述所有用于提供左眼/右眼分离以用于3D立体显示的方法可以和两个投影仪（例如，一个用于左眼而一个用于右眼）一起使用，或者可以和单个D电影投影仪系统一起使用。在双投影系统中，投影滤波器（例如光谱滤波器或者偏振控制）可以是静态或者动态并且可以位于投影透镜前面或者投影仪内部。在使用双投影仪的2D和3D系统两者中，投影仪被放置得非常接近以便增强投影图像的对齐和均匀性。

发明内容

本发明的发明人已经认识到减少热点的需要，特别在使用高方向性的屏幕时，使得它们可以被更成功地实现在2D和3D显示（诸如电影院和家庭影院应用）中。本发明的一个结果是为正使用的屏幕提供更高的反射率/方向性，增大整体亮度但是维持屏幕之上的相对亮度的均匀性。

在一个实施例中，本发明提供一种投影系统，其包括屏幕和至少两个宽间距的（widely spaced）数字投影仪。屏幕可以包括例如高增益屏幕、回归反射（retro-reflective）的屏幕和/或弯曲的（curved）屏幕中的任意一种。该系统可以包括补偿机构，该补偿机构被配置为针对由从两个宽间距的数字投影仪投影图像所引起的梯形效果来进行调节。补偿机构包括移动在至少一个投影仪的调制器上调制要被投影的图像的像素的位置以使得两个投影仪的像素被投影到屏幕的同一部分上。补偿机构可以包括在投影仪的调制器上实现的电子补偿和从调制器到屏幕的光路的修改。

投影仪可以在其中安装该系统的剧院内以及在补偿机构的任何限制内被尽可能宽地间隔开。在一个实施例中，投影仪被间隔开大于两个投影仪宽度。投影系统可以包括基于偏振的3D投影系统。至少两个宽间距的投影仪可以包括3个或更多个宽间距的投影仪的阵列。投影仪可以是基于激光的投影仪。投影系统可以包括基于可视动态范围（VDR）（再现图像到与适应的（adapted）人眼能力相同的程度）的投影系统。宽间距的投影仪可以被放置在剧院的后部处的相对侧上、在剧院的侧壁上、或者放置在剧院的天花板或者地板（例如，过道（aisles）中）上。

本发明包括梯形效果机构，其对宽间距的投影仪的图像进行操作。本发明在图像数据流水线中的任一点处包括控制器或者其它处理器，该图像数据流水线被配置为根据宽间距的投影仪梯形地调节图像数据。该调节可以被固定为预先指定的标准调节，但是优选地针对每个投影仪和/或剧院装备被定制。本发明包括用于激励（energizing）投影系统的调制器以便补偿由于根据本发明的投影仪的宽间距招致的梯形效果的任何调制方案。

本发明包括多组宽间距的投影仪，该多组宽间距的投影仪包括例如从剧院的后部投影的两个投影仪以及从剧院的相对的壁投影的两个投影仪。

在此描述的实施例中的任意一个可以包括：投影仪被配置为交替投影3D图像或者运动图像的右通道图像和左通道图像。