3D 顯示系統和3D 觀看眼鏡技術方案

本發明專利技術涉及3D顯示系統和3D觀看眼鏡。一種3D顯示系統，包括：成像系統，被配置為投影3D圖像的左通道圖像和所述3D圖像的右通道圖像；以及眼鏡，所述眼鏡包括左通道觀看濾色器和右通道觀看濾色器，所述左通道觀看濾色器包括三個通帶，每個通帶被配置為讓所述左通道圖像的波長通過并阻擋所述右通道圖像的波長，所述右通道觀看濾色器包括三個通帶，每個通帶被配置為讓所述右通道圖像的波長通過并阻擋所述左通道圖像的波長；其中，所述左通道觀看濾色器和所述右通道觀看濾色器中的至少一個包括至少一個通帶，所述至少一個通帶被配置為讓所述觀看濾色器的相應通道圖像中不存在的波長通過。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及用于投影并觀看光譜分離的3維(3D)圖像的系統和產品。本專利技術還涉及用在數字影院(D-影院)劇場中的觀看系統，并改進了用于投影和觀看3D立體電影的現有方法。
技術介紹
用于3D立體投影的方法包括立體影片、線性偏光、圓偏光、快門眼鏡(ShutterGlasses)和光譜分離。立體影片是最古老的技術，通過對穿過兩色濾色器的光進行濾色來提供左/右眼分離，通常為一只眼睛提供紅色，為另一只眼睛提供青色。在投影器處，(通常)通過紅色濾色器對左眼圖像進行濾色，以及通過青色濾色器對右側圖像進行濾色。例如，眼鏡包括用于左眼的紅色濾色器和用于右眼的青色濾色器。該方法對于黑白原始圖像來說效果最好，但不太適合彩色圖像。線性偏光3D通過利用(通常)垂直定向的線性偏光器對左眼圖像進行濾色以及利用水平定向的線性偏光器對右眼圖像進行濾色來在投影器處提供分離。眼鏡包括用于左眼的垂直定相的線性偏光器和用于右眼的水平定向的線性偏光器。投影屏幕必須是保偏型，通常由于其區別顏色而被稱為“銀幕”。線性偏光使得以少量的色彩失真來顯示全色圖像。其具有若干問題，包括對昂貴、易壞且不均勻的銀幕的需求。另一個問題在于觀看者必須使他的頭保持垂直定向，以避免一個眼睛對另一眼睛的串擾。圓偏光3D被專利技術，以解決要求觀看者使他的頭保持垂直定向的問題。圓偏光通過利用(通常)左手圓偏光器對左眼圖像進行濾色以及利用右手圓偏光器對右眼圖像進行濾色來在投影器處提供分離。眼鏡包括用于左眼的左手圓偏光器和用于右眼的右手圓偏光器。該方法也需要銀幕。快門眼鏡通過及時復用左圖像和右圖像來提供分離。不需要在投影器處的用于分離的濾色器。眼鏡包括快門眼鏡。存在與投影器幀頻同步電關閉透鏡的主動眼鏡。首先顯示左眼圖像，然后顯示右眼圖像。由于在劇場中具有對眼鏡的直接有線連接是不實際的，所以使用無線或紅外信令方法來提供對于左/右眼快門的定時參考。該方法需要在觀眾席中的IR或RF傳輸器。快門眼鏡昂貴且難以清潔，需要必須頻繁更換的電池，并且其切換速率受到限制。快門眼鏡僅對于D-影院或其他電子投影系統的使用是實用的，這是因為非常少的電影投影器提供需要使快門眼鏡與幀頻同步的信號。該方法不需要銀幕。光譜分離通過對左眼和右眼進行濾色來在投影器處光譜地提供分離。該系統與立體影片的區別在于用于左眼和右眼的濾色器中的每一個均通過為全色圖像提供的紅色、綠色和藍色光譜的一部分。左眼濾色器的通帶光譜與右眼濾色器的通帶光譜互補。眼鏡包括具有與用在投影器中相同的一般光譜特性的濾色器。雖然該方法提供了全色圖像，但其需要顏色補償以使左眼和右眼中的顏色與原始圖像中存在的顏色相匹配，并且與投影器的整個范圍相比存在色域的小幅下降。用于提供用于3D立體呈現的左/右眼分離的上述所有方法均可以使用任意兩個投影器(一個用于左眼，一個用于右眼)，或者可以使用單個D-影院投影系統。在雙投影系統中，投影濾色器通常是靜態的，并位于投影透鏡的前方。在單個D-影院投影系統中，左圖像和右圖像被分時復用。除不需要投影濾色器的快門眼鏡的情況之外，這意味著投影濾色器必須在L/R復用頻率處進行變化。這可以利用與復用頻率同步的投影器中的濾色器輪或利用電切換濾色器來實現。
技術實現思路
專利技術人已了解到對光譜分離的觀看裝置和系統改進的需求。本專利技術提供了幾項技術來去除并補償在以偏軸(非垂直)角通過濾色器觀看圖像時發生的藍移。不期望發生藍移，這是因為其會導致3D圖像呈現中左圖像和右圖像之間的串擾。專利技術人還了解到對光譜分離濾色器，特別是對用在3D D-影院應用中的光譜分離濾色器改進的需求。所了解的一個問題是典型的3D投影系統具有低亮度效率，使得顏色空間、色域和有效明亮度不足。所了解的另一個問題是3D投影通道中的亮度等級之間的不平衡降低了照明效率。因此，如以下所詳細描述的，本專利技術還提供了可單獨使用或與藍移補償技術相結合使用的、增加投影圖像的顏色空間和照明效率的技術。本專利技術包括了可與一項或多項技術相結合的一項或多項增加光譜分離圖像的顏色空間的技術，用以補償在以除直角之外的任意角度處通過濾色器觀看光譜分離圖像時發生的藍移。本文進一步描述各項技術。當一起使用時，本專利技術是包括使用立體投影濾色器的3D投影裝置和包含具有光譜互補濾色器的非平坦透鏡的觀看眼鏡的系統。根據一方面，提供了一種3D顯示系統，包括成像系統，被配置為投影3D圖像的左通道圖像和所述3D圖像的右通道圖像；以及眼鏡，所述眼鏡包括左通道觀看濾色器和右通道觀看濾色器，所述左通道觀看濾色器包括三個通帶，每個通帶被配置為讓所述左通道圖像的波長通過并阻擋所述右通道圖像的波長，所述右通道觀看濾色器包括三個通帶，每個通帶被配置為讓所述右通道圖像的波長通過并阻擋所述左通道圖像的波長；其中，所述左通道觀看濾色器和所述右通道觀看濾色器中的至少一個包括至少一個通帶，所述至少一個通帶被配置為讓所述觀看濾色器的相應通道圖像中不存在的波長通過。根據另一方面，提供了一種3D觀看眼鏡，包括左觀看濾色器，所述左觀看濾色器包括三個通帶，每個通帶被配置為讓左3D圖像的波長通過；右觀看濾色器，所述右觀看濾色器包括三個通帶，每個通帶被配置為讓右3D圖像的波長通過并阻擋所述左3D圖像的波長；其中所述左觀看濾色器還被配置為阻擋所述右3D圖像的波長；以及所述左觀看濾色器的通帶和所述右觀看濾色器的通帶中的至少一個被配置為讓通過所述觀看濾色器的所述3D圖像波長中不存在的波長通過。一般描述地，在一個實施例中，本專利技術提供了設置在一副觀看眼鏡的左透鏡和右透鏡上的一對3D光譜分離濾色器(眼部濾色器(eye filter))，該眼部濾色器包括增大的(且與波長成比例)防護頻帶以及用以減小串擾、顏色偏移和視場邊緣處反射的適當彎曲的透鏡的組合。還可以利用在投影用于通過眼鏡觀看的圖像的投影器中的藍移濾色器。盡管本專利技術包含了對觀看眼鏡的改進和用于觀看的圖像的準備(例如，圖像投影)的組合，但本專利技術可以以少于所有組合改進的方式來實行。在一個實施例中，本專利技術包括觀看濾色器，其包括非平坦基片和光譜互補濾色器。在一個實施例中，本專利技術提供了光譜分離觀看眼鏡，包括第一透鏡，具有第一光譜濾色器；以及第二透鏡，具有與第一光譜濾色器互補的第二光譜濾色器，其中，第一透鏡和第二透鏡中的每一個均被彎曲來減小以垂直于通過其觀看圖像的濾色器的角度之外的角度來觀看圖像時發生的波長偏移。計算透鏡的彎曲量(由此計算濾色器的彎曲量)，使得橫跨觀看屏幕的視角接近于直角地穿過透鏡。例如，曲率被實現為球面曲線。在另一個實施例中，本專利技術被實現為光譜分離觀看眼鏡，包括第一透鏡，具有第一光譜濾色器；以及第二透鏡，具有與第一光譜濾色器互補的第二光譜濾色器，其中，第一光譜濾色器和第二光譜濾色器在光譜濾色器的光譜的相鄰部分之間具有至少一個防護頻帶。防護頻帶具有足以去除通過眼鏡觀看的光譜分離圖像的串擾的帶寬，并且例如，基于在通過濾色器以一個角度觀看光譜分離圖像的一部分時所發生的波長偏移量來計算。在一個實施例中，本專利技術提供了光譜分離觀看系統，包括觀看眼鏡，具有兩個彎曲的透鏡和增加的防護頻帶；以及投影系統，被配置為投影第一和第二光譜分離圖像，其中，對圖像進行波長預偏移，以補償在圖像的顯示和/或觀看期間發生的波長偏移。優選地，這種系統在商本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種3D顯示系統，包括：成像系統，被配置為投影3D圖像的左通道圖像和所述3D圖像的右通道圖像；以及眼鏡，所述眼鏡包括左通道觀看濾色器和右通道觀看濾色器，所述左通道觀看濾色器包括三個分別被配置為讓所述左通道圖像的波長通過并阻擋所述右通道圖像的波長的通帶，所述右通道觀看濾色器包括三分別被配置為讓所述右通道圖像的波長通過并阻擋所述左通道圖像的波長的通帶；其中，所述左通道觀看濾色器和所述右通道觀看濾色器中的至少一個包括被配置為讓所述觀看濾色器的相應通道圖像中不存在的波長通過的至少一個通帶。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：馬丁·約翰·理查茲，威爾遜·希頓·艾倫，加里·D·戈梅斯，
申請(專利權)人：杜比實驗室特許公司，
類型：發明
國別省市：