[发明专利]用于三维显示系统的调制器装置和设备

说明书

技术领域

本发明涉及显示系统，并且特别涉及三维图像生成线扫描投影系 统，其包括具有可调衍射光栅(TDG)元件的调制器和特别设计的棱 镜，其提供作为一个部件嵌入的光源的不同颜色和/或偏振状态的分 裂、重组或分裂/重组两者。

背景技术

最近几年，已经发现图像投影机并且特别地数字投影机作为向观 众呈现各种信息的工具越来越流行。典型地，这些投影机用于投影计 算机生成的图像到观看表面上。图像投影机允许用户向观众轻松地呈 现具有宽尺寸范围的高质量图像。因此，现在经常发现这些投影机作 为在会议室和其他会议场所中的常设设备。

由典型的图像投影机投影的图像一般对于观众表现为平的以及 二维的，除了图像的景深外没有任何的深度表现。这样的表现可适合 许多类型的应用。然而，在某些情况下，会期望将例如图像中的深度 或纹理等特征强调到比对于普通的二维表现所可能的更高的程度。

在现有技术中有若干个用于生成三维图像的方案。例如，通过立 体画面地表现图像可对图像的二维表现给予深度的呈现。这些图像包 括单独的、叠加的左眼和右眼图像，其配置以模拟如人的左右眼看到 的由于人脸上眼睛的几何分离而引起的三维对象的外观中的细微差 异。左眼和右眼图像分别被呈现使得左眼图像不被观众的右眼感知， 并且右眼图像不被左眼感知，典型地由观众戴的滤光片提供。

例如，立体画面图像可通过使用分开的图像投影系统以分别投影 左眼图像和右眼图像而在会议室环境中呈现。尽管这样的系统可成功 形成立体画面图像，但是系统的成本和重量可大大高于单一投影机。 此外，两个投影机可要求相对困难和耗时的光学对准。同样，由于两 个系统的重量和体积以及当改变位置时困难的图像对准问题，这样的 系统可特别难在位置之间移动。

现有技术3D成像系统的另一个例子使用具有置于投影机和屏幕 之间的主动偏振片的单个投影机。偏振片循环地在相反方向偏振交替 的图像帧。戴上偏振眼镜的观众当交替分别由右眼和左眼看到的帧时 在屏幕上看到立体3D图像。然而，偏振片将吸收某些光从而产生较 低的光效率。此外，对不同眼睛显示交替帧可以导致在图像中的闪烁 和交错伪像。并且显示调制器的响应必须是在二个投影机配置中使用 的调制器的响应两倍那么快，因为单一投影机图像的刷新率必须是两 倍那么高。

使用激光作为光源的立体画面投影机将提供比目前的投影机大 很多的色域，从而产生更加自然和饱和色彩的图像。EP0211596A公 开了用于产生立体图像的装置，其包含610nm的红色激光器(23)、 514nm的绿色激光器和476nm的蓝色激光器。来自激光器(23，24， 25)的光在第一组声音调制器(26，27，28)中调制为一个零级和两 个第一级光束。调整第一组调制器(26，27，28)使得这些第一级光 束具有相对于该零级光束的与对于所有原色相等的偏离角。第一组透 镜(30，31，32)使来自第一组光声调制器(26，27，28)的光射向 除一组对于还未被衍射的光的阻挡装置(stopper)(33，34，35)外 的第二组透镜(36，37，38)。第二组透镜(36，37，38)将光聚向 正好在射束扫描器(52)前面的点。来自第二透镜(36)的光束(39， 40)在被传输通过偏振分裂器(42)之前被传输通过偏振转子(41)。 在第二光电调制器(47)中调制第一组偏振光(43，44)，而相对于 第一组偏振光正交偏振的第二组偏振光(45，46)被反射器(48)反 射射向第三光电调制器(49)。反射镜(50，51，53)收集光(43， 44，45，46)并且将收集的光射向第一扫描器(52)，并且接着通过 投影系统，其中用户可以通过具有对于各相应眼睛不同的偏振滤光片 的眼镜来观看图像，该偏振对应于在设备中引入的偏振。

GB2265024A公开包括第一透明层(1)、离第一透明层(1)内 侧一定距离(6)的第二可变形层(5)的调制器。棱镜(9)位于第 一透明层(1)上面。可变形层(5)通过施加信号而变形。

US2004/0008928A公开从入射光束(26)分离具有不同波长的光 (26’)的装置(10)。基体(12)具有层结构(14)，其中层结构(14) 的构件有不同的光学特征，其提供光的分离和偏振控制。