[发明专利]产生3D图像的系统

说明书

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种产生3D图像的系统。

背景技术

目前比较常见的3D技术包括，彩色立体三维、偏振三维、分时立体三维技术。

1、彩色立体三维技术，这种技术的原理比较简单。由于它利用彩色进行画面滤光，画面的边缘部分可以明显看出色彩分离现象，画质的效果很差，因此目前该技术主要应用于比较低廉的3D显示玩具中。

2、偏振三维投影技术，该技术把3D信号同时输出到两台投影机中，分别显示不同偏振态的左右眼图像，观众利用一个偏振眼镜看水平和垂直方向上的影像，从而在人眼中形成影像叠加，实现3D效果。其大优势为：偏光眼镜的成本也相对低廉，最低十元就能购买到。其缺点是，需要两台投影机，成本增加，另外需要对两台投影机的位置进行准确调校，并且不能随意移动，因此后期维护比较麻烦。

3、分时3D投影，分时3D技术主要是通过采用帧序列的方式来产生立体图像。立体图像以帧序列的格式实现左右帧交替产生，负责接收的3D眼镜与左右帧图像进行同步交替开关。从而观看到立体影像。其主要缺点是：1)需要有源开关眼镜，成本高，一付眼镜在美国售价高达150美元。2)基于液晶开关的眼镜损失了50％的亮度。

发明内容

本发明的目的是：提供一种产生3D图像的系统，其成本低，观众利用一个简单便宜的偏振眼镜，就可以实现3D图像显示；并且，没有偏振光的损耗，图像质量好。

本发明的技术方案是：一种产生3D图像的系统，它沿光路依次包含设置有显示芯片，显示芯片具有分别显示左右眼图像的左右两部分区域、可以分别对左右眼图像的光施加不同偏转的，并最终使得左右眼图像在投影屏幕或人眼中重合在一起的偏转元件；它还包括有把左右眼图像以不同偏振态编码的偏振态编码系统，以及与偏转元件配合的投影光学系统。

下面对上述技术方案进行进一步解释：

上述方案中给出了一种单色3D图像显示的解决方案。为了实现彩色3D图像显示，可以利用众所周知的时序彩色或空间彩色的方法。

1、利用时序彩色方法时，显示芯片需要在红绿蓝图像之间高速切换，在不同时刻显示不同颜色的图像，与此同时，照明系统需要同步地产生和显示芯片相应的单色光。人眼利用视觉暂留现象，看到彩色3D图像。

2、利用空间彩色方法时，需要三个显示芯片来分别显示红绿蓝的图像，即显示芯片包括红显示芯片、绿显示芯片、蓝显示芯片，红显示芯片具有分别显示左右眼图像的两部分区域，绿显示芯片具有分别显示左右眼图像的两部分区域，蓝显示芯片具有分别显示左右眼图像的两部分区域。通过系统中的合色装置把红绿蓝的图像合成为彩色图像，与此同时，系统中的偏转元件把左右眼图像合成为3D图像。

3、利用空间彩色方法时，另外一种方法是：单一显示芯片的每一个像素被分为红绿蓝三个子像素，分别显示用来显示红绿蓝的信息，每一显示芯片的不同部分用来显示左右眼的图像，由于子像素间隔很小，人眼不能分辨，合成为一个彩色像素，与此同时，系统中的偏转元件把左右眼图像合成为3D图像。

在一种技术方案中，显示芯片的左右两部分区域分别出射两个不同偏振态的光。对于使用液晶的显示芯片，显示芯片的左右两部分可以放置不同方向的偏振片和与之相对应的检偏片。对于微机械MEMS显示芯片有两种方式实现出射不同偏振态的光：1)显示芯片的左右两部分可以放置不同方向的偏振片。2)在系统的光源部分，可以有相应的偏振分光机构，把相应的偏振光照射到显示芯片的左右两部分，这样偏振光的损失会降到最小。

在另外一种技术方案中，显示芯片的左右两部分区域出射的左右眼图像具有相同的偏振；偏振转换器件位于显示芯片左右两部分区域出射的光完全分开的位置上。比如，在投影透镜中的某一个位置，显示芯片左右两部分的光完全分开，一个波带片放置在光路中，调制左右两部分的光的偏振方向，使之不同。

以上两种技术方案的核心是最终投影在屏幕上的左右眼图像具有不同偏振，观众佩戴一个偏振眼镜，就可以使得左右眼分别看到左右眼的图像，实现3D图像显示。

本发明的产生3D图像的系统，包括照明系统，其照明系统的光源可以采用高亮度光源技术的任一种，包括但并不限于高亮度投影光源、白炽灯、弧光灯、LED、激光。

所述显示芯片可以采用现有微型显示器技术的任一种，包括但并不限于液晶芯片LCD、微机械MEMS、硅上液晶LCOS器件、有机电致发光(OLED)。所述显示芯片可以是反射式、透射式或是自发光式的。上述技术方案中的显示芯片也可以由LED或是OLED等自发光显芯片组成，这样照明系统和显示芯片将合为一个整体。