[发明专利]具有使光偏振交变的旋转半透明筒体的二维/三维投影仪

说明书

技术领域

本发明总体涉及三维图像的生成。更具体地说，本发明涉及将二维图 像转换成三维图像并投射三维图像。

技术领域

众所周知，可以通过将投射图像转换成所谓的三维图像而以深度外观 来增强投射图像。这一般通过对观察者左眼看到的图像与观察者右眼看到 的图像进行不同的光学偏振来达成。当观察者经由使用通常配置为以一偏 振滤光器供观察者的左眼使用而以一不同偏振的滤光器供观察者的右眼使 用的“三维观察镜”的偏振滤光器透镜来观察偏振图像时，观察者感觉到 三维效果。当使用三维观察镜来观察三维图像时，观察者的左眼仅看到被 适当地偏振而透过与左眼相关联的偏振滤光器的光，而观察者的右眼仅看 到被适当地偏振而透过与观察者的右眼相关联的偏振滤光器的光。上述显 示三维图像的方法被称为无源(passive)三维观察，其中投影仪以典型帧 速率的两倍来使左眼信息与右眼信息交变，并且位于投影仪的透镜前方的 屏/滤光器/偏振遮挡件(blocker)使投射图像的偏振交变，使得每只眼睛的 图像透过上述一对无源立体眼镜的相应偏振滤光器。

无源三维观察的一种替代方式是有源三维观察，在有源三维观察中， 每个观察者佩戴具有LCD光快门的眼镜，所述LCD光快门与投影仪同步工 作，使得投影仪显示左眼图像时，有源立体眼镜的右眼快门关闭，反之亦 然。提供三维图像的现有系统的一个问题是放映员必须对标准投影仪安装 并配置一外部专用装置，成本高且费时，而且还导致技术故障。此外，当 放映员再次希望只投射二维图像时，必须手动移除或关闭所述专用装置。 另外，将这样一种装置平行于投影透镜表面安装到投影仪会带来这样的风 险，即光会被反射回到发出光的成像器，在生成彩色时经常导致图像质量 低下，而在生成黑白色时经常导致不希望发生的对比度变化。

现有二维/三维投影仪的另一个问题是，由典型的单投影仪系统所获得 的色域并不象电影导演所希望的那么广泛。现在参照图1(现有技术)，其 中示出了典型的三色棱镜100。棱镜100一般与三芯片(three-chip)数字微 反射镜装置投影仪一起使用。如所示，光束102进入棱镜100，并根据已知 的光学涂层方法，而基于光的波长被选择性地反射或透射。此外，已知的 全内反射技术，例如在棱镜100部件之间提供小空气间隙，可以用来控制 光束100的分离出的分量的反射。在被分成三色分量之后，光束102的每 个颜色分量被导向数字微反射镜装置，并被数字微反射镜装置选择性地反 射出棱镜100。具体而言，数字微反射镜装置104反射光束102的蓝色分量， 数字微反射镜装置106反射光束102的绿色分量，而数字微反射镜装置108 反射光束102的红色分量。可以以已知方式独立地控制每个数字微反射镜 装置104、106、108，以生成从棱镜100投射出的合成彩色图像。

尽管已经有大量显示三维图像的先进方法，但仍有改进的余地。

发明内容

本发明涉及三维图像投影仪，所述三维图像投影仪具有半透明的可旋 转的空心圆筒，并能够使光束大致正交地穿过空心圆筒的壁，所述空心圆 筒具有多个被不同地偏振的分区。

附图说明

图1是现有技术的用于将光束分为三色分量的棱镜的正交示意图；

图2是本发明的偏振鼓的倾斜示意图；而

图3是本发明的三维投影仪的正交示意图。

具体实施方式

下面参考附图中的图2，其示出了本发明的第一实施方式的偏振鼓(或 空心圆筒)。偏振鼓200是由半透明材料形成的可旋转的鼓状结构(或空心 圆筒)。鼓200被示为紧密靠近或邻接定向光透射装置(或光管)202的大 致为圆柱形的带材，所述定向光透射装置202用于使光穿过鼓200，通过大 致正交于鼓200的内表面204对光进行引导，使得光穿过半透明材料并经 由鼓200的外表面206(经由鼓壁)离开鼓200。如所示，鼓被分成径向交 变的P偏振分区208(或顺时针圆偏振分区)和S偏振分区210(或逆时针 方向圆偏振分区)。操作中，可通过将二维图像透过定向光透射装置202， 并随后透过正绕其中心轴旋转的偏振鼓200，而将二维图像转换成三维图 像。鼓200以受控速度旋转，以通过使图像分别穿过分区208、210，而将 每个图像帧适当地偏振为P偏振或S偏振。