CN101548219B - 采用圆偏振滤光器模块的立体图像投影系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种采用圆偏振滤光器模块的立体图像投影系统。即使该系统采用单投影仪，采用圆偏振滤光器使得左图像和右图像具有不同的偏振方向，从而与基于LCD快门的系统相比降低了串扰。

Description

采用圆偏振滤光器模块的立体图像投影系统

技术领域

本发明涉及一种立体图像投影系统，尤其涉及一种根据单投影仪圆偏振方法采用圆偏振滤光器模块的立体图像投影系统。

背景技术

用于实现立体图像(或3D图像)的通用方法是对两个人眼发射不同的图像。根据观察者是否必需佩戴眼镜，主要将立体显示划分为眼镜立体显示和无眼镜(肉眼)立体显示，以便分别向其双眼发射不同的图像。

特别地，如在电影院中一样，通过大屏幕实现的立体图像投影通常采用偏振方法，其中左图像和右图像分别通过偏振眼镜，该偏振眼镜具有正交的偏振方向左和右偏振透镜。该方法采用以下方式来实现立体图像投影。首先，采用两个摄像机捕捉图像。通过偏振器后给予该图像正交的偏振方向，并接着将其重叠的图像显示在屏幕上。接着，观察者利用他们的双眼通过偏振眼镜观看利用两个摄像机捕捉的图像。

图1示出了用于立体图像投影的常规双投影仪系统的结构。

为了根据偏振方法来提供立体图像投影，常规的双投影仪系统采用两台常规的二维(2D)投影仪1和2。2D投影仪中的一台1发射左图像，而另一台2D投影仪2发射右图像。接着在通过具有正交偏振方向的偏振滤光器3和4之后，将该左图像和右图像投影在屏幕5上。接着观察者的双眼通过由其佩戴的偏振眼镜6的左和右图像透镜7和8来分别观看重叠在屏幕5上的左和右图像，使得观察者感觉他们好像在观看3D图像。

由于常规双投影仪立体图像投影系统采用如上所述的两台2D图像投影仪和两个偏振板，还包括外围设备，因此常规双投影仪立体图像投影系统非常昂贵。由于每部电影需要两台投影仪，因此在电影院中需要用来投影立体胶卷的投影仪的数目是电影数目的两倍。投影在屏幕上左和右图像的位置依据两台投影仪的位置而变化。因此，对两台投影仪位置的错误调整降低了立体图像的一致性。

因此，需要提供用于立体图像投影的单投影仪系统。已经发展了基于划分单投影仪LCD模块的区域方法和采用LCD快门方法的系统，以满足需要。

图2示出了基于划分LCD模块的方法的用于立体图像投影的常规系统的结构。

图2所示的常规立体图像投影系统按照下列方式工作。首先，采用反射镜202反射由光源201生成的光。反射光通过LCD模块203，接着LCD模块203输出具有不同偏振方向的左和右图像。通过聚光透镜204将左和右图像投影到屏幕205上。分别通过观察者佩戴的偏振眼镜206的左和右图像透镜206a和206b将投影到屏幕205上的左和右图像分开，使得观察者感觉他们好像在观看3D图像。

下面将具体描述在光通过LCD模块203时左和右图像如何具有不同偏振方向。

LCD模块203包括两个偏振胶卷209和210。偏振胶卷209和210中的每一个包括多对具有正交偏振方向的两个区域，将其在垂直的方向上交替排列。具体而言，偏振胶卷209包括多对两个区域，第一偏振区域209a和第二偏振区域209b，而偏振胶卷210包括多对两个区域，第三偏振区域210a和第四偏振区域210b。包括在由反射镜202反射的光中的显示左图像的光束通过包括在LCD模块203的偏振胶卷209中的一个的第一偏振区域209a，而包括在由反射镜202反射的光中的显示右图像的光束通过相同偏振胶卷209的第二偏振区域209b，且第二偏振区域209b与第一偏振区域209a具有90度的相位差，使得显示左和右图像的反射光束具有正交的偏振方向。接着，在根据是否将显示每个图像来驱动液晶时，发射的左图像通过包含在另一偏振胶卷210中的第三偏振区域210a，第三偏振区域210a与第一偏振区域209a具有90度的相位差，而发射的右图像通过包含在另一偏振胶卷210中的第四偏振区域210b，第四偏振区域210b与第二偏振区域209b具有90度的相位差，使得左和右图像具有正交的偏振方向。接着，在通过聚光透镜204之后，将左和右图像的光束投影到屏幕205上。结果，具有正交偏振方向的左和右图像交替地排列在平面205上。观察者分别通过偏振眼镜206来识别左和右图像。

通过划分LCD模块203的区域来投影立体图像的方法有以下问题：由于将投影区域划分为左图像投影区域和右图像投影区域，因此降低了整体分辨率。也就是说，在投影到屏幕上的每个左和右图像的全部区域减小时，必须降低已经通过偏振眼镜的各透镜的各图像的分辨率，这限制了将它应用至具有大屏幕的电影院。

另外，左和右图像必须正确地通过其限定区域。否则，将降低立体图像的质量。当在空间分别处理左和右图像时，避免该问题非常困难。当将立体图像投影在大屏幕上时，如在电影院中一样，由于在投影仪处小的位置失配将显著地降低在观察者处观看到的立体图像的一致性，因此不容易调整投影到屏幕上的左和右图像的位置。

图3示出了用于立体图像投影的常规基于LCD快门的系统的结构。

为了克服在单投影仪方法中空间划分左和右图像时可能产生的问题，图3所示的方法产生包括交替的左和右图像的立体图像内容。LCD快门302用来使得左和右图像具有不同的偏振方向。

具体而言，在图3的方法中，将左和右图像交替地存储在内容中。当投影仪301根据内容发射图像时，在投影仪301发射左图像时，驱动LCD快门302以具有与左图像的偏振方向相同的偏振方向，而在投影仪301发射右图像时，驱动LCD快门302以具有与左图像的偏振方向不同的偏振方向。可以通过驱动LCD快门302的快门驱动器303来执行该操作。

然而，采用LCD快门的立体图像投影系统具有下述问题：当驱动LCD快门时，其响应延迟将引起左和右图像之间产生串扰。特别地，交替切换左和右图像的时间必须足够短，以使得其不被人所觉察。当快速切换左和右图像时，LCD快门慢的响应时间将是个严重问题。

另外，由于LCD快门的左和右图像的偏振比(polarization ratio)不是很高，因此需要利用不同的增加偏振比的方法来提供用于取代LCD快门的技术。

发明内容

技术问题

设计用来解决问题的本发明的目的在于提供一种立体图像投影仪系统，一种用于立体图像投影的装置，以及包括所述立体图像投影仪系统和所述装置的立体图像投影系统，其中通过采用圆偏振滤光器模块实现了单投影仪型立体图像投影，从而使得立体图像投影所需的投影仪的数目减少，并且还及时划分左和右图像，使得不会引起图像之间的串扰。

设计用来解决问题的本发明的另一目的在于提供采用圆偏振滤光器模块的系统，所述圆偏振滤光器模块旋转以选择性地偏振左和右图像，其中考虑到左和右图像的尺寸，控制圆偏振滤光器模块的旋转的同步，从而获得具有较高质量的立体图像投影。

技术方案

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种采用偏振方法的立体图像投影仪系统，所述立体图像投影仪系统包括：投影仪，其配置为依次发射立体图像内容中的左图像和右图像，所述立体图像内容依次具有所述由投影仪发射的左图像和右图像；圆偏振滤光器模块，其配置为包括左图像偏振滤光器区域、右图像偏振滤光器区域、位于所述左图像偏振滤光器区域和所述右图像偏振滤光器区域之间的光屏蔽区域；同步器，其配置为从所述立体图像内容获取定时同步信息，其中，所述定时同步信息是用于左图像和右图像之间的转变定时；滤光器驱动器，其配置为根据所述同步器获取的所述定时同步信息来驱动所述圆偏振滤光器模块，从而通过旋转所述圆偏振滤光器模块使得当所述投影仪发射左图像时所述左图像偏振滤光器区域位于所述投影仪的发射孔处，而当所述投影仪发射右图像时所述右图像偏振滤光器区域位于所述投影仪的发射孔处；以及传感器，其配置为检测当所述由投影仪发射的左图像和右图像之间切换时的所述左图像偏振滤光器区域和右图像偏振滤光器区域之间的边界，并且所述传感器还被配置为根据所述由投影仪发射的左图像和右图像的尺寸来调整其位置。

在该实施例中，立体图像投影仪系统还可以包括同步器和框架，所述同步器用于获取所述投影仪的左和右图像发射的定时同步，并将所述定时同步提供给滤光器驱动器，所述框架用于固定和调整所述投影仪和所述圆偏振滤光器模块的位置。

所述框架可以控制所述投影仪和所述圆偏振滤光器模块的位置，以便控制二维(2D)或三维(3D)图像投影。优选地，圆偏振滤光器模块还包括在左图像偏振滤光器和右图像偏振滤光器之间边界处的光屏蔽区域。

所述投影仪可以接收立体图像内容，其包括依次存储在所述立体图像内容中的左和右图像，并连续地发射所述内容。通过旋转所述圆偏振滤光器模块，可以控制所述圆偏振滤光器模块，使得当投影仪发射左图像时左图像偏振滤光器位于投影仪的发射孔处，而当投影仪发射右图像时右图像偏振滤光器位于投影仪的发射孔处。

圆偏振滤光器模块还可以包括传感器，该传感器用于当投影仪发射左图像时检测左图像偏振滤光器是否位于投影仪的发射孔处，以及当投影仪发射右图像时检测右图像偏振滤光器是否位于投影仪的发射孔处。在这种情况下，优选地，考虑由投影仪发射的左和右图像的尺寸来确定传感器的位置。在本发明优选实施例中，所述圆偏振滤光器模块还可以包括测量装置，该测量装置用于测量由投影仪发射的左和右图像的尺寸；以及位置确定装置，该位置确定装置用于根据测量装置的测量结果来确定传感器的位置。

本发明另一实施例提供一种用于单投影仪型立体图像投影系统的装置，所述投影系统包括单投影仪，所述投影仪依次发射立体图像内容中的左图像和右图像，所述立体图像内容依次具有所述由投影仪发射的左图像和右图像，所述装置包括：圆偏振滤光器模块，其配置为包括左图像偏振滤光器区域、右图像偏振滤光器区域、位于所述左图像偏振滤光器区域和所述右图像偏振滤光器区域之间的光屏蔽区域；同步器，其配置为从所述立体图像内容获取定时同步信息，其中，所述定时同步信息是用于左图像和右图像之间的转变定时；滤光器驱动器，其配置为根据所述同步器获取的所述定时同步信息来驱动所述圆偏振滤光器模块，从而通过旋转所述圆偏振滤光器模块使得当所述投影仪发射左图像时所述左图像偏振滤光器区域位于投影仪的发射孔处，而当所述投影仪发射右图像时所述右图像偏振滤光器区域位于所述投影仪的所述发射孔处；以及传感器，其配置为检测当所述由投影仪发射的左图像和右图像间切换时的所述左图像偏振滤光器区域和右图像偏振滤光器区域之间的边界，并且所述传感器还被配置为根据所述由投影仪发射的左图像和右图像的尺寸来调整其位置。

同样在该实施例中，所述立体图像投影系统还可以包括同步器和框架，所述同步器用于获取所述投影仪的左和右图像发射的定时同步，并将所述定时同步提供给滤光器驱动器，所述框架用于固定和调整所述投影仪和所述圆偏振滤光器模块的位置。

所述框架可以控制所述投影仪和所述圆偏振滤光器模块的位置，以便控制二维(2D)或三维(3D)图像投影。优选地，所述圆偏振滤光器模块还包括在左图像偏振滤光器和右图像偏振滤光器之间边界处的光屏蔽区域。

另外，通过旋转所述圆偏振滤光器模块，可以控制所述圆偏振滤光器模块，使得当投影仪发射左图像时左图像偏振滤光器位于投影仪的发射孔处，而当投影仪发射右图像时右图像偏振滤光器位于投影仪的发射孔处。

本发明另一实施例提供了一种立体图像投影系统，包括：立体图像投影仪系统，其用于根据偏振的方法发射左图像和右图像；屏幕，由所述立体图像投影仪系统发射的左图像和右图像被投影到所述屏幕上；以及偏振眼镜，投影到所述屏幕上的左图像和右图像选择性地通过所述偏振眼镜，其中，所述立体图像投影仪系统包括：投影仪，其配置为依次发射立体图像内容中的左图像和右图像，所述立体图像内容依次具有由所述投影仪发射的所述左图像和所述右图像；圆偏振滤光器模块，其配置为包括左图像偏振滤光器区域、右图像偏振滤光器区域、位于所述左图像偏振滤光器区域和所述右图像偏振滤光器区域之间的光屏蔽区域；同步器，其配置为从所述立体图像内容获取定时同步信息，其中，所述定时同步信息是用于左图像和右图像之间的转变定时；滤光器驱动器，其配置为根据所述同步器获取的所述定时同步信息来驱动所述圆偏振滤光器模块，从而通过旋转所述圆偏振滤光器模块使得当所述投影仪发射左图像时所述左图像偏振滤光器区域位于所述投影仪的发射孔处，而当所述投影仪发射右图像时所述右图像偏振滤光器区域位于所述投影仪的所述发射孔处；以及传感器，其配置为检测当所述由投影仪发射的左图像和右图像间切换时的所述左图像偏振滤光器区域和右图像偏振滤光器区域之间的边界，并且所述传感器还被配置为根据所述由投影仪发射的左图像和右图像的尺寸来调整其位置。

有益效果

根据本发明实施例，系统仅采用一台投影仪以增加其在电影院等的观看室中的使用，且降低了安装成本，并且与基于LCD快门的系统相比，在降低串扰的同时能够以左和右图像的高度一致和宽视角来投影立体图像。

另外，通过采用框架来改变圆偏振滤光器模块的位置，不仅允许3D图像投影而且允许普通2D图像投影，并且将光屏蔽区域插入圆偏振滤光器模块的左和右图像滤光器之间，从而进一步降低串扰。

此外，将传感器用来在切换左和右图像时有效地检测圆偏振滤光器模块的旋转位置。特别地，考虑图像的尺寸来设置传感器的位置，从而进一步改善立体图像的质量。

此外，由于很容易将根据本发明实施例的立体图像投影仪系统安装在现有投影仪之前，因此采用根据本发明实施例的立体图像投影仪系统很容易。

附图说明

包括用来提供对本发明进一步理解的附图示出了本发明的实施例，并且与说明书一起用来解释本发明的原理。

在附图中：

图1示出了用于立体图像投影的常规双投影仪系统的结构；

图2示出了用于基于划分LCD模块区域方法的立体图像投影的常规系统的结构；

图3示出了用于立体图像投影的常规基于LCD快门的系统的结构；

图4示出了根据本发明实施例用于单投影仪圆滤光器型系统中的立体图像投影仪系统的结构；

图5示出了用在根据本发明实施例的单投影仪圆偏振滤光器型系统中的圆偏振滤光器模块的优选结构；

图6示出了根据用于本发明优选实施例的圆偏振滤光器模块的传感器的操作和位置；

图7是具体解释根据本发明实施例考虑图像的尺寸时用于确定圆偏振滤光器模块中所用的传感器的位置的方法的图；

图8示出了根据本发明优选实施例用于有效地确定图像的尺寸以及基于图像的尺寸来确定传感器的位置的结构。

图9示出了对根据常规LCD快门方法和根据本发明实施例的单投影仪圆偏振滤光器方法在左和右图像之间发生的串扰程度进行的比较；

图10示出了根据本发明实施例的单投影仪圆偏振滤光器型立体图像投影系统的整体结构。

具体实施方式

现在将参考附图对本发明优选实施例进行具体描述。下面将参考附图给出的具体说明旨在解释本发明的示范性实施例，而不是表示本发明仅通过这些实施例来实施。

以下具体的说明包括具体的细节，以便提供对本发明全面的理解。然而，本领域技术人员在无需这些具体的细节的情况下实施本发明是显而易见的。在一些示例中，省略了公知的结构和设备，或以方框图的形式示出，重点在于这些结构和设备的重要特征，以便不混淆本发明的原理。在全部说明书中使用相同的参考标记来表示相同或类似的部件。

本发明提出将依次发射左和右图像的方法用来实现单投影仪立体图像投影，以及将圆偏振滤光器模块用来对左和右图像进行不同的偏振。采用圆偏振滤光器模块以偏振左和右图像能够降低了LCD快门方法中的串扰问题。与采用线性偏振滤光器相比，采用圆偏振滤光器还具有增加了立体图像的视角的优点。

图4示出了根据本发明实施例用于单投影仪圆滤光器型系统中的立体图像投影仪系统的结构。

如图4所示，根据本发明实施例的立体图像投影仪系统包括单投影仪401、圆偏振滤光器模块402以及滤光器驱动器403。投影仪401依次发射左和右图像。圆偏振滤光器模块402包括左图像偏振滤光器和右图像偏振滤光器。滤光器驱动器403根据投影仪401的左图像发射和右图像发射的定时同步来旋转和驱动圆偏振滤光器模块402。如图4所示，立体图像投影仪系统还可以包括同步器404，该同步器404用于获取投影仪401的左图像发射和右图像发射的定时同步，并将所述定时同步传输给滤光器驱动器403。现在将对立体图像投影仪系统进行具体的描述。

首先，投影仪401接收立体图像内容，其包括依次(或交替)存储在立体图像内容中的左图像和右图像，并连续地发射所述内容。这表示用于投影2D图像的常规投影仪能够直接用作投影仪401。也就是说，投影仪401根据所接收的立体图像内容的信息依次发射左图像和右图像。

通过旋转如上所述包括左图像偏振滤光器和右图像偏振滤光器的圆偏振滤光器模块402，控制圆偏振滤光器模块402，使得当投影仪401发射左图像时左图像偏振滤光器位于投影仪401的发射孔处，而当投影仪401发射右图像时右图像偏振滤光器位于投影仪401的发射孔处。为了实现这个，同步器404必须能够获取输入到投影仪401的立体图像内容中左和右图像之间切换的定时。同步器404控制滤光器驱动器403以根据所获取的定时信息来调整驱动圆偏振滤光器模块402的定时。能够设置定时同步以检测同步信号，所述同步信号包含来自用于传输立体图像内容的高清晰度串行数字接口(HD-SDI)端口、GPIO端口或任何其他相应端口的定时同步信息。

立体图像投影仪系统还可以包括用于固定和调整投影仪401和圆偏振滤光器模块402位置的框架(未示出)。该框架能够控制投影仪401和/或圆偏振滤光器模块402的位置，从而控制2D或3D图像投影。例如，在2D图像投影情况下，该框架降低圆偏振滤光器模块402的位置以控制由投影仪401发射的图像不通过圆偏振滤光器模块402。

由于能够将常规投影仪直接用作上述立体图像投影仪系统中的投影仪401，因此能够将圆偏振滤光器模块402和滤光器驱动器403，优选地与同步器404和/或框架(未示出)一起用来构成用于根据本发明另一实施例的立体图像投影仪系统的装置。能够很容易地将该用于立体图像投影系统的装置安装在现有投影仪的前面。因此，用于立体图像投影系统的装置能够与多种投影仪兼容。

下面是对圆偏振滤光器模块402的优选结构的描述。

图5示出了用在根据本发明实施例的单投影仪圆偏振滤光器型系统中的圆偏振滤光器模块的优选结构。

如图5所示，根据本发明实施例的圆偏振滤光器模块402包括用于左图像偏振的左图像偏振滤光器(在图5中用“L”表示)和用于右图像偏振的右图像偏振滤光器(在图5中用“R”表示)，优选地还包括光屏蔽区域402a。

通常，圆偏振滤光器包括线性偏振滤光器和1/4相差板，以便将入射光转换为右旋圆偏振光或左旋圆偏振光。如上所述，采用圆偏振滤光器的立体显示与采用线性偏振滤光器的立体显示相比，其具有下述优点：即使在观察者明显地向左或向右倾斜他们的头时，观察者能够观察到所投影的3D图像。然而，采用圆偏振滤光器的立体显示也具有在立体图片的左和右图像的颜色之间容易发生串扰的问题。

因此，如图5所示，插入光屏蔽区域402a以减少在切换左和右图像时由投影仪发射的左和右图像之间的串扰。为了实现这个，优选地，在切换投影仪的左和右图像时，光屏蔽区域402a位于投影仪的发射孔处。

尽管图5示出了一个包括一个左图像滤光器L和右图像滤光器R的圆偏振滤光器模块402，但是圆偏振滤光器模块402可以包括多个左图像滤光器和多个右图像滤光器。例如，当圆偏振滤光器模块包括两个左图像滤光器和两个右图像滤光器时，能够将滤光器驱动器驱动圆偏振滤光器模块的速度降至图5情况下的速度的一半。

优选地，在上述实施例中，每个滤光器为扇形，随着左图像滤光器数目和右图像滤光器数目的增加，所述扇形在圆偏振滤光器模块的圆心具有递减的圆心角。如果左图像滤光器L和右图像滤光器R的圆心角大，则在圆偏振滤光器模块旋转时，由于圆偏振滤光器模块和偏振眼镜的偏振角之间的不匹配将引起立体图像的质量降低。因此，本发明优选实施例提出圆偏振滤光器模块包括适当数目的左图像偏振滤光器L和右图像偏振滤光器R，所述左图像偏振滤光器L和右图像偏振滤光器R具有相同的扇形形状以减小圆心角，从而将由于偏振角之间的不匹配引起的立体图像质量的降低降至最小。

一种增加左图像偏振滤光器L和右图像偏振滤光器R数目的方法是交替重复地设置左图像偏振滤光器L和右图像偏振滤光器R，例如，以L、R、L、R的顺序，而另一方法是重复相同侧的图像滤光器并接着重复相反侧的图像滤光器，例如以L、L、L、、R、R、R、、R的顺序。以这种方式来重复左图像滤光器L和右图像滤光器R也能够防止由于圆偏振滤光器模块和偏振眼镜的偏振角度之间的不匹配引起的立体图像质量的减低。尽管能够重复任意数目的左或右图像滤光器，但是优选地，考虑到由于在圆偏振滤光器模块中各滤光器部分之间的间隔引起的闪烁，将左图像滤光器区域L划分为6个相等的部分，并将右图像滤光器区域R划分为6个相等的部分。无需将本发明限于该范例，能够设置任何适当数目的滤光器部分，这将合理地平衡偏振方向不匹配问题和闪动的问题。

在本发明实施例中，圆偏振滤光器模块还可以包括传感器，该传感器用于在投影仪发射左图像时检测左图像偏振滤光器是否位于投影仪的发射孔处，而在投影仪发射右图像时检测右图像偏振滤光器是否位于投影仪的发射孔。现在将结合附图具体地描述用于圆偏振滤光器模块的该传感器的原理。

图6示出了用于根据本发明优选实施例的圆偏振滤光器模块的传感器的操作和位置。

在图6中，假设投影仪在从左图像向右图像(L-＞R)切换的定时发射图像601a。能够设置圆偏振滤光器模块402旋转，使得在从左图像向右图像切换时，将位于投影仪发射孔的区域从左图像偏振滤光器区域L切换至右图像偏振滤光器区域R。在这种设置圆偏振滤光器模块402的情况下，能够设置传感器以检测圆偏振滤光器模块402的左和右图像偏振区域之间的边界当时是否位于图6中所示的位置a-a。

然而，如同从图6中可以看出，如果在由投影仪发射的图像601a从左图像切换至右图像时，圆偏振滤光器模块402’的左和右图像偏振区域之间的边界位于图6所示的位置a-a，则圆偏振滤光器模块402在投影仪发射右图像的期间不能正确地偏振右图像。也就是说，如果在左和右图像之间切换的定时没有考虑图像601a的尺寸就设置圆偏振滤光器模块402的左和右偏振区域之间的边界的位置，则可能发生额外的串扰。

因此，本发明优选实施例提出在左和右图像之间切换的定时，考虑图像的尺寸来设置圆偏振滤光器边界的位置。具体而言，在上述范例中，在由投影仪发射的图像601a从左图像切换至右图像时，能够将圆偏振滤光器模块402的左和右偏振区域之间的边界设置在位置b-b，而不是图6中所示的位置a-a。该实施例还提出将用于检测圆偏振滤光器模块402的旋转位置的传感器402b设置于位置b或b。这样设置传感器402b的位置能够防止在对应于图像601a的尺寸的时间周期期间引起的串扰。

尽管假设在图6的范例中图像具有相同的尺寸，但是根据投影仪的类型等图像可以具有各种尺寸，以下对其进行描述。

图7为具体解释根据本发明优选实施例考虑图像的尺寸时用于确定在圆偏振滤光器模块中所用的传感器的位置的方法的图。

具体而言，图7示出了能够发射诸如图像601a、图像601b以及图像601c的各种图像的投影仪。当将图像从左图像切换至右图像时，圆偏振滤光器模块402的左图像偏振滤光器区域L和右图像偏振滤光器区域R之间边界的位置的设置能够根据图像的尺寸而改变。优选地，还能够根据变化的边界位置来调整传感器402b的位置。例如，在图7中优选地，当发射图像601a时传感器位于位置b或b，当发射图像601b时传感器位于位置c或c，而当发射图像601c时传感器位于位置d或d。本发明优选实施例提出以根据各种图像尺寸的方式来调整传感器的位置。

图8示出了根据本发明优选实施例用于有效地确定图像的尺寸以及基于图像的尺寸来确定传感器的位置的结构。

如上参考图7所述，优选地，当图像的尺寸改变时，根据改变的图像尺寸来调整传感器的位置。然而，当在电影院中采用的投影仪上粗略地调整传感器的位置时，调整的位置可能不正确，从而降低了立体图像的质量。

因此，本发明更优选实施例提出，圆偏振滤光器模块402还包括用于测量图像的尺寸的测量装置801以及位置确定装置802，所述位置确定装置802用于根据测量装置801的测量结果来确定传感器402b的位置，如图8所示。具体而言，在图8的范例中，如果通过测量装置来测量图像的尺寸0、1、2、3、4、5，则传感器402b分别位于与所测量的图像尺寸对应的位置0、1、2、3、4、5。

尽管图8示出了按比例来定量设置图像的尺寸和相应的传感器的位置的方法，以便示出本发明的优选实施例，但是能够采用用于确定图像尺寸和相应的传感器位置的任何装置来作为本发明中的测量装置和位置确定装置。

现在将通过与常规LCD快门方法对比来描述根据本发明实施例的上述方法。

图9示出了对根据常规LCD快门方法和根据本发明实施例的单投影仪圆偏振滤光器方法在左和右图像之间发生的串扰程度进行的比较；

在图9的顶部中的左和右分别表示在投影仪发射左和右图像期间的时间间隔。从图9中可以看出，当以这种方式交替地发射左和右图像时，如果采用如3所示的LCD快门来偏振各图像，则发生相对较大的串扰。通常，LCD快门在下降时间的响应比上升时间的响应更慢。在图9的范例中，在LCD的上升周期投影左图像，而在LCD的下降周期投影右图像，使得从左图像向右图像切换时发生的串扰比从右图像向左图像切换时发生的串扰更大。在这些周期中也可以投影来自图9中所示的那些不同图像。另一方面，如图9中所示，如果采用根据本发明实施例的圆偏振滤光器模块，在左和右图像之间切换时几乎没有串扰发生。设置如图5中所示的光屏蔽区域能够进一步降低串扰发生的可能性。

如图9所示，在采用LCD快门的方法的情况下，由于LCD快门方法与根据本发明的圆偏振方法相比，对于左侧或右侧中一个来说其具有较低的偏振比，因此除了切换期间，其在发射左图像期间和在发射右图像期间发生的串扰也大于采用根据本发明实施例的圆偏振滤光器模块的方法的情况下发生的串扰。

因此，与常规LCD快门方法相比，采用根据本发明的单投影仪，可以使得电影院等的放映室中的投影仪得到最大程度的使用，并降低用于立体图像投影的安装成本，还降低了左和右图像之间的串扰，从而实现更好的立体图像。

下表示出了采用根据本发明上述实施例的单投影仪圆偏振滤光器模块的立体图像投影系统与其他系统的比较。

表1

如表1所示，根据本发明的圆偏振滤光器方法克服了在电影院的放映室中使用的问题，还克服了在单投影仪方法中左和右图像一致性的问题，克服了采用线形偏振滤光器方法中存在的视角有限的问题，还显著地降低了在LCD快门方法中严重出现的串扰问题。

尽管由于采用圆偏振滤光器，根据本发明的圆偏振滤光器方法相对于双投影仪具有可能发生串扰的问题，但其串扰问题远没有LCD快门方法中的串扰问题严重，并且通过如图5所示在左和右图像滤光器之间来设置光屏蔽区域在一定程度上能够克服串扰问题。

图10示出了根据本发明实施例的单投影仪圆偏振滤光器型立体图像投影系统的整体结构。

如图10所示，根据本发明实施例的单投影仪圆偏振滤光器型立体图像投影系统包括如上所述的立体图像投影仪系统705、屏幕706以及偏振眼镜707。该立体图像投影仪系统705根据偏振方法发射左和右图像。将左和右图像投影在屏幕706上。左和右图像选择性地通过偏振眼镜707。

立体图像投影仪系统705特征在于其包括如上所述的单投影仪701、圆偏振滤光器模块702以及滤光器驱动器703。单投影仪701依次发射左和右图像。圆偏振滤光器模块702包括左图像偏振滤光器和右图像偏振滤光器。滤光器驱动器703根据投影仪的左和右图像发射的定时同步来旋转和驱动圆偏振滤光器模块702。因此，仅利用一台投影仪，在与LCD快门方法相比显著地降低串扰的同时，可以投影左和右图像高度一致并具有宽视角的立体图像。

已经给出了对本发明优选实施例的具体描述，以便使得本领域技术人员能够实现和实施本发明。尽管已经参考优选实施例描述了本发明，但是在不脱离所附权利要求中所描述的本发明的精神或范围的情况下，本领域技术人员将意识到可以对本发明进行各种修改和变型。因此，本发明不应由这里所描述的具体实施例来进行限制，而应与这里所公开的原理和新颖特征的最宽范围一致。

工业实用性

采用根据本发明的圆偏振滤光器模块的立体图像投影系统增加了其在电影院的放映室等中的使用，并且由于其仅采用单台投影仪从而降低了安装成本，与LCD快门方法相比，在降低了串扰的同时还能够投影左和右图像高度一致且具有宽视角的立体图像。因此，根据本发明的立体图像投影系统适用于电影院中的立体图像投影的系统。

根据本发明的立体图像投影系统不仅适用于整体使用，包含在立体图像投影系统中的立体图像投影仪系统还可以单独使用，该立体图像投影仪系统包括投影仪、圆偏振滤光器模块以及滤光器驱动器。另外，由于能够将常规投影仪直接用于立体图像投影系统，所以能够将圆偏振滤光器模块和滤光器驱动器作为单独用于立体图像投影系统的装置来使用。

Claims (12)

1.一种采用偏振方法的立体图像投影仪系统，所述立体图像投影仪系统包括：

投影仪，其配置为依次发射立体图像内容中的左图像和右图像，所述立体图像内容依次具有所述由投影仪发射的左图像和右图像；

圆偏振滤光器模块，其配置为包括左图像偏振滤光器区域、右图像偏振滤光器区域、位于所述左图像偏振滤光器区域和所述右图像偏振滤光器区域之间的光屏蔽区域；

同步器，其配置为从所述立体图像内容获取定时同步信息，其中，所述定时同步信息是用于左图像和右图像之间的转变定时；

滤光器驱动器，其配置为根据所述同步器获取的所述定时同步信息来驱动所述圆偏振滤光器模块，从而通过旋转所述圆偏振滤光器模块使得当所述投影仪发射左图像时所述左图像偏振滤光器区域位于所述投影仪的发射孔处，而当所述投影仪发射右图像时所述右图像偏振滤光器区域位于所述投影仪的发射孔处；以及

传感器，其配置为检测当所述由投影仪发射的左图像和右图像之间切换时的所述左图像偏振滤光器区域和右图像偏振滤光器区域之间的边界，并且所述传感器还被配置为根据所述由投影仪发射的左图像和右图像的尺寸来调整其位置。

2.根据权利要求1所述的立体图像投影仪系统，还包括框架，该框架用于固定和调整所述投影仪和所述圆偏振滤光器模块的位置。

3.根据权利要求2所述的立体图像投影仪系统，其中，所述框架控制所述投影仪和所述圆偏振滤光器模块的位置，以便控制所述立体图像投影仪系统是否将投影二维(2D)图像或三维(3D)图像。

4.根据权利要求1所述的立体图像投影仪系统，其中，所述圆偏振滤光器模块还包括：

测量装置，其用于测量由所述投影仪发射的左图像和右图像的所述尺寸；以及

位置确定装置，其用于根据所述测量装置的测量结果来确定所述传感器的位置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的立体图像投影仪系统，其中，所述圆偏振滤光器模块的左图像偏振滤光器区域包括多个所述左图像偏振滤光器，所述圆偏振滤光器模块的右图像偏振滤光器区域包括多个所述右图像偏振滤光器。

6.根据权利要求5所述的立体图像投影仪系统，其中，随着所述左图像偏振滤光器的数目和所述右图像偏振滤光器的数目的增加，所述多个左图像偏振滤光器和所述多个右图像偏振滤光器中的每一个具有减小的圆心角。

7.一种用于单投影仪型立体图像投影系统的装置，所述投影系统包括单投影仪，所述投影仪依次发射立体图像内容中的左图像和右图像，所述立体图像内容依次具有所述由投影仪发射的左图像和右图像，所述装置包括：

圆偏振滤光器模块，其配置为包括左图像偏振滤光器区域、右图像偏振滤光器区域、位于所述左图像偏振滤光器区域和所述右图像偏振滤光器区域之间的光屏蔽区域；

同步器，其配置为从所述立体图像内容获取定时同步信息，其中，所述定时同步信息是用于左图像和右图像之间的转变定时；

滤光器驱动器，其配置为根据所述同步器获取的所述定时同步信息来驱动所述圆偏振滤光器模块，从而通过旋转所述圆偏振滤光器模块使得当所述投影仪发射左图像时所述左图像偏振滤光器区域位于投影仪的发射孔处，而当所述投影仪发射右图像时所述右图像偏振滤光器区域位于所述投影仪的所述发射孔处；以及

传感器，其配置为检测当所述由投影仪发射的左图像和右图像间切换时的所述左图像偏振滤光器区域和右图像偏振滤光器区域之间的边界，并且所述传感器还被配置为根据所述由投影仪发射的左图像和右图像的尺寸来调整其位置。

8.根据权利要求7所述的装置，还包括框架，该框架用于固定和调整所述投影仪和圆偏振滤光器模块的位置。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述框架控制所述投影仪和所述圆偏振滤光器模块的所述位置，以便控制所述立体图像投影系统是否将投影二维(2D)图像或三维(3D)图像。

10.根据权利要求7所述的装置，其中，所述圆偏振滤光器模块还包括：

测量装置，其用于测量由所述投影仪发射的左图像和右图像的所述尺寸；以及

位置确定装置，其用于根据所述测量装置的测量结果来确定所述传感器的位置。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的装置，其中，所述圆偏振滤光器模块的左图像偏振滤光器区域包括多个所述左图像偏振滤光器，所述圆偏振滤光器模块的右图像偏振滤光器区域包括多个所述右图像偏振滤光器，其中，随着所述左图像偏振滤光器的数目和所述右图像偏振滤光器的数目的增加，所述多个左图像偏振滤光器和所述多个右图像偏振滤光器中的每一个具有减小的圆心角。

12.一种立体图像投影系统，包括：

立体图像投影仪系统，其用于根据偏振的方法发射左图像和右图像；

屏幕，由所述立体图像投影仪系统发射的左图像和右图像被投影到所述屏幕上；以及

偏振眼镜，投影到所述屏幕上的左图像和右图像选择性地通过所述偏振眼镜，

其中，所述立体图像投影仪系统包括：

投影仪，其配置为依次发射立体图像内容中的左图像和右图像，所述立体图像内容依次具有由所述投影仪发射的所述左图像和所述右图像；

圆偏振滤光器模块，其配置为包括左图像偏振滤光器区域、右图像偏振滤光器区域、位于所述左图像偏振滤光器区域和所述右图像偏振滤光器区域之间的光屏蔽区域；

同步器，其配置为从所述立体图像内容获取定时同步信息，其中，所述定时同步信息是用于左图像和右图像之间的转变定时；

滤光器驱动器，其配置为根据所述同步器获取的所述定时同步信息来驱动所述圆偏振滤光器模块，从而通过旋转所述圆偏振滤光器模块使得当所述投影仪发射左图像时所述左图像偏振滤光器区域位于所述投影仪的发射孔处，而当所述投影仪发射右图像时所述右图像偏振滤光器区域位于所述投影仪的所述发射孔处；以及

传感器，其配置为检测当所述由投影仪发射的左图像和右图像间切换时的所述左图像偏振滤光器区域和右图像偏振滤光器区域之间的边界，并且所述传感器还被配置为根据所述由投影仪发射的左图像和右图像的尺寸来调整其位置。

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