CN102100073B - 具有反向同步通道投影的双投影系统 - Google Patents

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Abstract

一种双投影系统利用第一投影仪和第二投影仪以投影3D显示的交替的左通道图像和右通道图像。投影仪被反向同步，从而当第一投影仪投影右通道图像时，另一个投影仪投影左通道图像。各投影仪中的投影滤光器在正被投影的图像是左通道图像时具有左通道属性，并且在正被投影的图像是右通道图像时具有右通道属性。从各投影仪投影的图像在左通道图像和右通道图像之间每帧交替大约一次。

Description

具有反向同步通道投影的双投影系统
与相关申请的交叉引用
本申请要求提交于2008年7月16日的美国专利非临时申请No.12/174,532的优先权，通过引用将其完整结合在此。
技术领域
本发明涉及3D系统，并且尤其涉及3D投影系统(诸如影院系统中使用的那些系统)。
背景技术
出现了用于3D立体投影的各种方法，包括立体电影(Anaglyph)、线性偏振、圆偏振、快门眼镜和光谱分离。立体电影是最老的技术，并且通过经由两个彩色滤光器滤光来提供左/右眼分离，通常对于一只眼睛使用红色，并且对于另一只眼睛使用青色。在投影仪处，(通常)经由红色滤光器过滤左眼图像，并且经由青色滤光器过滤右眼图像。眼镜由用于左眼的红色滤光器和用于右眼的青色滤光器构成。这种方法对于黑白原始图像最好地工作，但是不能良好地适用于彩色图像。
线性偏振3D通过经由(通常)垂直定向的线性偏振器对于左眼滤光、并且经由水平定向的线性偏振器对于右眼滤光，在投影仪处提供分离。眼镜由用于左眼的垂直定向的线性偏振器和用于右眼的水平定向的线性偏振器构成。投影屏幕是由于其的独特颜色而通常被称为“银屏”的保偏类型的屏幕。线性偏振允许以非常小的色彩失真显示全彩色图像。它具有若干问题，这些问题包括需要昂贵的、易碎的并且不均匀的银屏。另一个问题是观看者必须保持其头部垂直定向以避免一个眼睛到另一个眼睛的串扰。
圆偏振3D被发明以解决需要观看者保持其头部垂直定向的问题。圆偏振通过经由左旋圆偏振器对于左眼滤光并且经由右旋圆偏振器对于右眼滤光，在投影仪处提供分离。眼镜由用于左眼的左旋圆偏振器和用于右眼的右旋圆偏振器构成。这种方法也需要银屏。
快门眼镜通过对左侧图像和右侧图像进行时间复用来提供分离。不需要在投影仪处实现分离的滤光器。眼镜由与投影仪的帧率同步地电子遮蔽透镜的主动眼镜构成。首先显示左眼图像，随后显示右眼图像等。由于在影剧院中具有到眼镜的直接导线连接是不现实的，因此使用无线或红外线信号传输方法提供左/右眼遮蔽的定时基准。
光谱分离通过左眼和右眼的光谱滤波在投影仪处提供分离。该系统不同于立体电影之处在于用于左眼和右眼的滤光器中的每一个使对于全彩色图像提供的红光、绿光和蓝光光谱中的一部分通过。左眼滤光器的带通光谱与右眼滤光器的带通光谱是互补的。眼镜由与投影仪中所用滤光器具有相同的一般光谱特性的滤光器构成。虽然该方法提供了全彩色图像，它需要颜色补偿以便使得左眼和右眼中的颜色与出现在原始图像中的颜色匹配，并且与投影仪的颜色范围相比，存在小幅减小的颜色范围。
投影仪自身具有各种形式，包括通常包含三个分离的LCD玻璃面板的LCD(液晶显示)投影仪，每个面板用于将被投影的图像的一个主颜色分量。LCD面板对光进行调制，并且产生投影到屏幕上的图像。
DLP(“数字光处理”)是由Texas Instruments开发的专利技术。DLP芯片是由数千个微小反射镜构成的反射表面。在较高品质的DLP投影仪中，存在三个分离的DLP芯片，一个芯片用于红色、绿色和蓝色通道中的每一个。通常，棱镜将来自投影灯的光分离为红色光、绿色光和蓝色光，然后这些光分别照射“红”、“绿”和“蓝”DLP芯片，“红”、“绿”和“蓝”DLP芯片根据图像信号的相应主颜色分量调制主色光。在调制之后，当前经调制的主颜色光被重新组合，并且被投影到观看屏幕上。
其它的并且较便宜的DLP应用包括具有单个DLP芯片的投影仪，该单个DLP芯片与由红、绿、蓝、以及有时被称为白色(透明)滤光器构成的颜色轮相结合地使用。颜色轮在投影灯和DLP芯片之间旋转-使照射芯片的光的颜色交替。照射DLP芯片的光的交替的颜色被顺序地调制并且投影到观看屏幕上。然后，当观看时，被顺序调制和投影的光形成全彩色图像。
包括上述滤光技术在内，当前存在两种主流的数字3D投影系统：一种使用具有静态滤光的双投影仪，并且另一种使用具有主动滤光(例如，随时间改变属性的滤光器)的单投影仪。
图1示出了被动双投影仪系统的图。如图1所示，一个投影仪在屏幕上投影左眼图像，同时另一个投影仪在该屏幕上投影右眼图像。这两个投影仪投影连续的图像流，从而左眼图像和右眼图像两者被始终投影到屏幕上。
左眼图像被从投影仪1投影，并且在去往屏幕的途中穿过静态滤光器1，并且右眼图像被从投影仪2投影，并且在去往屏幕的途中穿过静态滤光器2。静态滤光器1和2被选择为使得它们的属性产生互不包括的通道，并且从而以任意顺序穿过静态滤光器1和2两者的图像导致在滤光器的输出处存在很少的光或不存在光。
在穿过滤光器之后，经滤光的左眼图像和右眼图像反射离开屏幕，并且到达观看者，观看者正佩戴着具有滤光透镜的特殊眼镜，所述滤光透镜的特性与投影仪的滤光器的特性匹配。左眼图像穿过左眼透镜，而右眼图像被左眼透镜阻挡。类似地，右眼图像穿过右眼透镜，而左眼图像被右眼透镜阻挡。因此，左眼仅接收到左眼图像，并且右眼仅接收到右眼图像，从而产生立体3D效果。
图2示出了主动单投影仪立体投影系统的图。如图2所示，左眼图像和右眼图像交错，并且被从同一投影仪投影。相应于左眼或右眼的一个图像被在任意给定时刻投影在屏幕上。交错的左眼图像和右眼图像流被投影仪投影，并且在去往屏幕的途中穿过时间相关滤光器。
如同在被动双投影仪系统中一样，为了产生立体3D效果，左眼的图像与右眼图像穿过不同的滤光器。然而，不同于其中每个图像通过分离的路径达到屏幕并且因此穿过完全分离的滤光器的被动双投影仪系统，在单投影仪情况下，左图像和右图像两者通过同一路径到达屏幕。因此，在所描述的单投影仪系统中，为了能够实现立体3D效果，路径中的滤光器的特性被主动控制以便随时间而改变，从而图像穿过其特性相应于正被投影的眼睛的滤光器。应当注意，虽然在图中滤光器被示出为与投影仪分离，但是在实际系统中，滤光器与投影仪集成在一起。
发明内容
本发明实现了创建如下这样的双投影仪3D投影系统的需要，在该双投影仪3D投影系统中投影仪独立地、并且以保持和/或改进已有系统的益处并减少已有系统的缺点的方式操作。这包括在没有闪烁的情况下投影图像的需要，以及减少对于当前闪烁消除方法的依赖的希望。
在一个实施例中，本发明提供了被安装为双投影仪系统的两个主动单投影仪系统，其中为了稳健性和增大的亮度，两个投影仪相同地操作。
在另一个实施例中，本发明提供了一种3D双投影系统，其中两个投影仪具有主动滤光器，该主动滤光器具有类似的左通道和右通道滤光特性，但是反向同步(相位相差180度地同步)。
在各种实施例中，滤光器例如是光谱分离滤光器、偏振滤光器或基于适于在投影的3D图像中提供通道分离的另外的滤光技术的滤光器。滤光器的具体特性对于本发明来说不是至关重要的，但是在一个实施例中，滤光器是具有互不包括的次主通带的光谱分离滤光器。
本发明可被具体化为投影系统，包括：第一投影仪，被配置用于交替地投影至少一个第一通道图像以及然后至少一个第二通道图像；以及第二投影仪，被配置用于交替地投影至少一个第二通道图像以及然后至少一个第一通道图像。在一个实施例中，第一通道包括3D图像的右通道，并且第二通道包括3D图像的左通道。另外或可替换地，第一投影仪和第二投影仪反向同步，从而当一个投影仪正在投影第一通道图像时，另一个投影仪正在投影第二通道图像，并且反之亦然。
在一个实施例中，第一投影仪包括包含第一通道滤光器和第二通道滤光器的第一旋转轮滤光器；和第二投影仪包括包含第一通道滤光器和第二通道滤光器的第二旋转轮滤光器，其中第一通道滤光器和第二通道滤光器不同步旋转。在各实施例中，第一通道滤光器和第二通道滤光器相位不同(例如，相位相差180度)。
在各种实施例中，通道滤光器包括光谱分离滤光器或偏振滤光器(例如，左旋偏振滤光器和右旋偏振滤光器)中的任一个。还可利用包括通带、防护带、阻断带的滤光器的各种其它配置。
在各种实施例中，左通道图像和右通道图像之间的交替在每帧改变时发生近似一次。在其它实施例中，左通道图像和右通道图像之间的交替在每帧改变时发生一次以上。
本发明还可被呈现为用于立体三维投影的方法，包括以下步骤：接收预期由观看者的左眼接收的第一图像序列；接收预期由观看者的右眼接收的第二图像序列；产生包括交替的来自所述第一图像序列和所述第二图像序列的图像的第三图像序列；使用具有至少两个状态的第一主动控制滤光器对所述第三图像序列滤光；从第一投影仪投影滤光后的第三图像序列；控制第一主动控制滤光器，以便当所述第一投影仪正在投影来自所述第一序列的图像时该第一主动控制滤光器处于第一状态，并且当所述第一投影仪正在投影来自所述第二序列的图像时该第一主动控制滤光器处于第二状态；产生包括交替的来自所述第一图像序列和所述第二图像序列的图像的第四图像序列；使用具有至少两个状态的第二主动控制滤光器对所述第四图像序列滤光；从第二投影仪投影滤光后的第四图像序列；和控制第二主动控制滤光器，以便当所述第二投影仪正在投影来自所述第一序列的图像时该第二主动控制滤光器处于第一状态，并且当所述第二投影仪正在投影来自所述第二序列的图像时该第二主动控制滤光器处于第二状态。在各种实施例中，第四图像序列不同于所述第三图像序列。
可在通用计算机或联网计算机上的编程中方便地实现该系统和/或由其得出的设备以及该方法两者的部分，并且结果可被显示或投影到输出设备上(例如，白屏幕、银屏、显示面板等)，或被传输到远程设备以便输出或显示。另外，在计算机程序、数据序列和/或控制信号中表示的本发明的任意组件可被具体化为在任意介质中的以任意频率广播(或传输)的电子信号，包括而不限于无线广播和铜线、光纤和同轴电缆上的传输等。
附图说明
可以容易地获得对本发明以及其的许多优点的更完整的理解，当结合附图考虑时，通过参考下面的详细描述可更好地理解本发明和其优点，其中：
图1是被动双投影仪系统的图；
图2是主动单投影仪立体投影系统的图；
图3是根据本发明的实施例的主动双投影系统的图；
图4是根据本发明的实施例的主动双投影系统的光路和主动滤光器的光学示意图；
图5是根据本发明的实施例的一对反向同步主动滤光器的图；
图6是根据本发明的实施例中的通道滤光器材料的一组示例性波长的曲线图；以及
图7是根据本发明的实施例的双投影系统的框图。
具体实施方式
如上所述，本发明已实现了包括改进已有系统的益处并且减少已有系统的缺点的改进3D投影系统的需要。例如，已有被动双投影仪系统的一个优点是对于各眼睛的图像被始终(除了帧改变时段、闪现(flash)间隔等之外)投影到屏幕上。因此，不存在主动单投影仪系统中发生的闪烁问题。另一个优点是由于各投影仪使用静态滤光器，不需要滤光器的主动控制。
然而，被动双投影仪系统的一个主要缺陷是它非常易于受到从各投影仪输出的光强度的差异的影响。即使投影仪之间的相对小的强度差异也可导致立体3D效果的明显劣化。被动双投影仪系统的另一个缺陷是如果一个投影仪失效，则相应于该投影仪的眼睛的图像丢失，从而完全破坏立体3D效果。
在单投影仪系统中，投影仪典型地在投影左眼图像和右眼图像之间交替，并且在任意给定时刻，一只眼睛将不接收图像。因此，由任一眼睛接收的图像的序列将由交替的亮(图像)和暗(无图像)部分构成。如果暗部分的持续时间太长，则由每只眼睛接收到的图像将表现为闪烁。尤其在诸如图2所示的设计中闪烁变得明显，在该设计中在帧的前半部期间投影左眼图像，并且在帧的后半部期间投影右眼图像。这是由于双眼分视闪烁(dichoptic flicker)(来自交替眼睛的闪烁，例如，对每只眼睛的不同刺激)具有高于单眼闪烁(双眼同时)的停闪频率。
为了降低闪烁的可感知性，通常使用双闪现或三闪现技术。在双闪现情况下，各眼睛的图像在帧期间被投影两次。例如，对于第一四分之一帧投影左眼图像，然后对于第二四分之一帧投影右眼图像，然后对于第三四分之一帧再次投影左眼图像，并且最后对于最后的四分之一帧再次投影右眼图像。虽然每只眼睛仍然接收交替的亮部分和暗部分，但是任意暗部分的最大持续时间被减半，这减少了闪烁伪像。
三闪现的操作类似，但是各眼睛的图像被每帧投影三次而不是每帧两次。这进一步减少了任何暗部分的最大持续时间。虽然可以使用更高次的闪现，三闪现通常足以使得闪烁在大部分情况下不可察觉。
在掌握了这些情况和问题的情况下，本发明人确定了一种更高效的并且在光学上更健壮的3D系统。再次参考其中类似的附图标记指示相同或相应部分的附图，并且尤其参考图3，图3示出了根据本发明的实施例的主动双投影系统300的图。第一投影仪310被提供或相反接受用于投影的交替的左通道图像和右通道图像的第一流。第二投影仪320被提供或相反接受用于投影的交替的左通道图像和右通道图像的第二流。第二流与第一流相反(指的是在第一流包含左通道图像之处，第二流中的相应位置包含右通道图像)。可替换地，投影仪接收左通道图像和右通道图像的相同序列，然后这些图像根据投影仪的闪现格式被相反地“闪现”。
在任意给定时刻，投影仪310/320中的一个投影左眼图像，而另一个投影仪投影右眼图像。结果，类似于被动双投影仪系统，在任意给定时刻投影两个图像，并且不存在主动单投影仪系统中可能发生的闪烁问题。然而，不同于其中一个投影仪总是投影左眼图像而另一个投影仪总是投影右眼图像的被动双投影仪系统，根据本发明，各投影仪在左眼图像和右眼图像之间交替。
例如，在给定时刻，投影仪310投影左眼图像，并且投影仪320投影右眼图像。在稍后的时刻，投影仪310切换为投影右眼图像，并且同时投影仪320切换为投影左眼图像。在更后的时刻，投影仪310切换回投影左眼图像，并且同时投影仪320切换回投影右眼图像。投影仪以规则或不规则的时间间隔持续在图像之间交替。因为在任意给定时刻将投影对于各眼睛的图像，因此投影仪在图像之间交替的频率对于本发明的实现来说不是至关重要的。然而，在优选实施例中，投影仪每帧至少一次地在左眼图像和右眼图像之间交替。图像本身可预期是用于投影的完整帧，或是某种变型、例如帧的前半部或后半部(例如，一个投影仪投影该帧的前半部，并且第二个投影仪投影该帧的后半部)，从而本质上每帧多于一次地交替。
图3还示出了在电影的各帧的左通道图像(l)和右通道图像(r)(或左眼图像和右眼图像)之间交替的示例性左和右通道交替序列312和322(例如，rn-1-右通道图像，帧n-1；ln-左通道图像，帧n)，其中投影仪310(P310)和320(P320)如下投影左通道图像和右通道图像：
P310：rn-1，ln-1，rn，ln，rn+1，ln+1，...(312)
P320：ln-1，rn-1，ln，rn，ln+1，rn+1，...(322)
另一个可能的序列是例如：
P310：rn-1，ln，rn+1，...
P320：ln-1，rn，ln+1，...
本发明与被动双投影仪系统之间的另一个重要区别是滤光器的控制。不同于用于各投影仪的滤光器被固定的被动双投影仪系统，根据本发明，投影仪根据它们正在投影的图像在左通道滤光器和右通道滤光器之间主动地交替。例如，在给定时刻，投影仪310正在投影左眼(或左通道)图像，因此主动滤光器330被设置为左眼(或左通道)投影滤光器。同时，投影仪320正在投影右眼(或右通道)图像，并且主动滤光器335被设置为右眼(或右通道)投影滤光器。
在稍后的时刻，投影仪310切换为投影右眼图像，并且该投影仪的主动滤光器330被切换为右眼投影滤光器。同时，投影仪320切换为投影左眼图像，并且该投影仪的主动滤光器335被切换为左眼投影滤光器。
最后，在更后的时刻，投影仪310切换回投影左眼图像，并且投影仪310的主动滤光器330被切换回左眼投影滤光器。同时，投影仪320切换回投影右眼图像，并且投影仪320的主动滤光器335被切换回右眼投影滤光器。
例如，交替图像的投影以及投影滤光器的相应切换(例如，Fr-右投影滤光器，Fl-左投影滤光器)可被示出如下：
P310：rn-1(Fr)，ln-1(Fl)，rn(Fr)，ln(Fl)，rn+1(Fr)，ln+1(Fl)，...(图像序列312和投影滤光器序列314被组合)。
P320：ln-1(Fl)，rn-1(Fr)，ln(Fl)，rn(Fr)，ln+1(Fl)，rn+1(Fr)，...(图像序列322和投影滤光器序列324被组合)。
在两个投影仪中在左眼图像和右眼图像以及相应的左眼投影滤光器和右眼投影滤光器之间进行来回切换的过程持续进行，直到可用的左和右图像结束。再次，应当理解，投影仪在左和右通道投影滤光器之间交替的频率对于本发明的实现来说不是至关重要的，只要它们以与左眼图像和右眼图像的投影相同的(以及一致的)频率进行交替即可。
使用类似的方法以及投影滤光器与正被投影的图像的同步，根据本发明的双投影系统的实施例可投影例如表1中所示的1:1到6:2格式中的任一种(或其它格式)。
表1
Figure BDA0000043774960000101
例如，在单投影仪或双投影仪系统中，4:2双(2x)闪现布置规定在第一帧时隙中，第一投影仪被配置为闪现左通道图像(例如，L1＝左通道，帧1)和右通道图像(例如，R1＝右通道，帧1)两者两次(每帧中总共4次闪现)，每次闪现与相应的左或右通道投影滤光器同步。
在本发明的双投影实施例中，第二投影仪也闪现左通道图像和右通道图像两次，它们也与相应的左或右通道投影滤光器同步。但是，由第二投影仪闪现的帧图像与由第一投影仪闪现的帧图像反向同步(当第一投影仪闪现左通道图像时，第二投影仪闪现右通道图像)。如果选择的第一投影仪的帧/闪现序列(或格式)如表1所述，则第二投影仪的帧/闪现序列(包括左/右通道投影)包括例如表2中列出的序列。
表2
Figure BDA0000043774960000111
不论使用的格式如何，交替的左和右图像最终被投影到观看屏幕(例如，屏幕350)上以便由观看者观看。在包括使用光谱分离来区分左和右通道的实施例(即，光谱分离投影滤光器)的一些实施例中，屏幕自身例如是现代电影院中的已被安装的并且当前正被使用的白屏幕。在诸如使用基于偏振的投影滤光器的实施例的其它实施例中，屏幕是专用的“银屏”，其保留从屏幕反射的光的偏振和/或相对偏振，以便保持分离通道特性。
如图3所示，左眼透镜340包括左眼(或左通道)观看滤光器，其包围(encompass)左眼投影滤光器的通带。观看者的左眼然后接收从投影仪310或投影仪320投影的左眼图像。右眼透镜345包括右眼(或右通道)观看滤光器，其包围右眼投影滤光器的通带。观看者的右眼然后接收从投影仪310或投影仪320投影的右眼图像。
在当被观看者观看时，观看角度、来自屏幕的反射或其它因素改变通道特性的情况下，包围投影滤光器的通带可包括投影滤光器的通带之外的通带，或排除投影滤光器的通带中的某些波长。考虑到偏振、波长(例如，蓝偏移)或其它通道特性的改变，取决于使用的分离技术(多种分离技术)，观看滤光器(例如，左眼和右眼观看滤光器)被构造为在观看者观看通道时仅使被投影的通道中的一个穿过。
可以显示出，对于本发明，投影仪之间的发光度差异不会使得到的图像显著劣化。为了对此进行说明，考虑三种情况：两个投影仪的发光度相等的一种情况，以及一个投影仪完全关闭的另一情况。当两个投影仪的发光度相等时，系统的亮度和图像质量等于或好于被最佳调谐的被动双投影仪系统。
在一个投影仪关闭的情况下，总体发光度将相对于最佳情况降低，但是由于剩余的投影仪作为独立起作用的主动单投影仪系统操作，观看者仍然观看到优质图像，并且体验到立体3D效果，只是具有较低的总体发光度，并且取决于左眼图像和右眼图像每隔多久进行交替而可能具有闪烁。最终，对于上面讨论的两种情况之间的任一情况，用户将仍然体验到立体3D效果，其具有为该两种边缘情况之间的某个总体发光度，并且取决于左眼图像和右眼图像每隔多久进行交替、并且取决于两个投影仪之间的发光度的差异程度，可能具有闪烁。
使用前面的论证，还可理解与被动双投影仪情况和主动单投影仪情况两者相比，本发明对于投影仪失效要健壮得多。上面给出的一个投影仪完全关闭的情况等同于一个投影仪失效的情况。在该情况下，根据本发明，观看者仍然体验到立体3D效果，只是具有较低的总体发光度，并且可能具有闪烁，而对于主动单投影仪系统，观看者根本看不到任何内容，并且对于被动双投影仪系统，不仅损失了近似1/2的亮度，而且观看者仅看到左眼图像或仅看到右眼图像，导致立体3D效果完全丧失。
在一个实施例中，根据本发明的双投影系统规定左通道图像和右通道图像之间的交替以如下这样的频率发生，该频率将在一个投影仪失效之后从单个投影仪提供电影质量3D效果。该交替每帧发生近似至少一次，但是某些观众/剧院可能发现较低速率也是可以接受的。对于电影来说，近似每秒一次或更长时间一次的交替频率将基本丧失3D效果。
在双投影系统的一个实施例中，本发明提供了一种检测设备，该检测设备在一个投影仪中出现任何严重故障(例如，灯泡烧毁，或使得投影仪离线的另一故障)的情况下通知另一个投影仪。该检测设备例如是各投影仪中的光路中(或仅仅偏离光路)的光检测器，或是已经安装在投影仪中的内置测试(BIT)装置。
剩余的起作用的投影仪的控制器接收指示故障的信号，并且然后着手调整该起作用的投影仪的一个或多个参数，以便以最佳单投影仪主动滤光器配置进行操作。该调整可以包括例如增大从该投影仪投影左图像和右图像的速率。另一种调整可以是改变格式(例如，从双闪现改变为三闪现)。另一种调整可以是增加由投影仪产生的光量(投影更亮的图像)。
例如，最初，在双投影系统中，左通道图像和右通道图像之间的交替可以按近似等于或小于帧率的频率发生。在一个投影仪离线之后(由于故障或其它情况)，剩余的起作用的投影仪的交替频率被提升到帧率的至少2-3倍。例如，这可通过将格式改变为近似4:2(2x闪现)、5:2或6:2(3x闪现)被具体实现。交替频率的增大还可结合一个或多个其它调整，诸如投影图像的亮度的增加(例如，通过增加剩余的起作用的投影仪中的投影灯的光级别)。
优选地，在检测到失去投影仪时，由控制器自动进行上述调整。这样，具有正常操作的两个投影仪的双投影系统在双投影仪配置中针对最佳性能被调谐，并且在一个投影仪失效或严重故障的情况下，另一个投影仪作为单投影仪针对最优性能被迅速重新配置，而不丧失3D效果。
图4是根据本发明的实施例的主动双投影系统400的光路和主动滤光器的光学示意图。每个投影系统包括光路，该光路包括例如灯箱410A/B、滤光器425A/B、积分杆(integrating rod)420A/B、光学器件430A/B、调制器435A/B和投影透镜440A/B。滤光器425A/B是例如电子可切换的滤光器。在一个实施例中，滤光器425A/B是旋转轮，其包括相应于第一通道的滤光器材料的一部分(例如，右眼投影滤光器)、以及相应于第二通道的滤光器材料的一部分(例如，左眼投影滤光器)。滤光器材料可以是例如次主色通带滤光器(例如，均具有三个次主色通带的滤光器)、偏振敏感滤光器(例如，线性偏振或圆偏振滤光器)或其它滤光技术。
滤光器425A/B在构造上可以是相同的，并且例如以使得它们在操作时为异相的方式被配置在旋转机构(未示出)上。滤光器可被例如定位在积分杆420A/B的输出处。调制器435A/B的电子激励调制表面被编程为提供相应于在与该调制器处于相同光路中的积分杆的输出处的滤光器材料的通道的图像数据。投影光学器件440A和440B将经调制的光路投影到观看屏幕上。
图5是根据本发明的实施例的一对反向同步(相位相差180度)的主动滤光器425A/B的图。每个滤光器包括用于第一通道的滤光器材料510和用于第二通道的滤光器材料512。每个滤光器被定位在积分杆的输入处(例如，积分杆420A’的输入被以520A示出，并且积分杆420B’的输入被以520B示出)。可替换地，滤光器可被定位在积分杆的输出或光路的其它位置。
在一个实施例中，滤光器425A/B包括这样的滤光器，每个滤光器均在红、绿和蓝光中每一个的波长中具有至少一个互不包括的通带。图6是本发明的实施例中的通道滤光器材料的一组示例性波长的曲线图。如图所示，右通道投影滤光器(例如，通道1)具有近似400(或可达近似420)到440(610-B1)以及484到498nm(610-B2)的蓝光通带波长、514到528(610-G1)以及567到581nm(610-G2)的绿光通带波长、和610到623nm(610-R)的红光通带波长。左通道投影滤光器具有455到471nm(612-B)的蓝光通带波长、539到556(612-G)的绿光通带波长和634到700nm(612-R)的红光通带波长。
当然存在其它变更，诸如切换左通道波长和右通道波长，或切换绿和蓝波长等。另外，通带波长是近似的，并且各频带可改变例如+/-5或更多。可通过偏移整个通带和/或通过选择该通带的一个或多个不同的端点来发生这种改变。一个重要的考虑是这种改变不会将通带之间的防护带减小到如下这样的水平，在该水平使用这些滤光器的系统导致通道之间的不可接受的串扰水平。
总之，滤光器例如包括用于每个通道的红、绿和蓝光中的每一个的至少一个频带。滤光器可包括相同颜色和相同通道中的多于一个的频带。滤光器还可包括不同通道中的相邻光谱部分之间的防护带。滤光器还可包括相同通道中的相邻颜色之间的缺口带。Richards等的美国专利申请No.11/801,574、Richards等的美国专利申请No.11/804,602的和Richards等的美国临时专利申请No.60/931,320中提供了在3D投影系统的上下文中的类似通道滤光器的进一步讨论，通过引用将这些美国专利申请中的每一个的内容完整结合在此。
在另一个实施例中，滤光器包括偏振滤光器。通道1是例如右旋偏振滤光器，并且通道2是例如左旋偏振滤光器。
图7是根据本发明的实施例的双投影系统700的方框图。通过服务器780从存储在磁盘驱动器740上的(或从适当的网络或传输接收被接收的)数据导出、解码、检索或重构左通道图像和右通道图像。还可以应用上面说明的专利申请中描述的颜色校正。如果被利用，该颜色校正例如逐个通道地被执行，并且被应用于调制芯片的激励数据，根据该激励数据，像素被相应通道的滤波后的光照射(例如，由左通道光照射的像素已被应用左通道颜色校正数据)。
然后，经解码的、经颜色校正的(如果使用)左通道图像和右通道图像被从第一投影仪705A和第二投影仪705B同时投影到屏幕710上以便通过眼镜715观看。例如，如同上述实施例或其变型/等同物中的任一个那样构造投影滤光器425A/B。各滤光器的光源被由其投影滤光器滤光，并且然后照射投影仪中的调制器。
两个投影仪中的各调制器上的照射包括具有在左通道和右通道之间交替的波长的光。两个投影仪的滤光器(和调制器)反向同步，从而在任意给定时刻，这些投影仪投影不同的通道。
眼镜715包括分别布置在眼镜的左透镜和右透镜上的左通道和右通道观看滤光器。观看滤光器是例如包围投影滤光器中的相应通道的各通带的通带。
列举例子实施例
因此，本发明的实施例可涉及下面的列举例子实施例中的一个或多个，该列举例子实施例中的每一个是示例，并且如同上面提供的任何其它相关讨论一样，不应被解释为将下面进一步提供的任何或多个权利要求限制为它们现在的原本形式或以后被修改、替换或添加的形式。类似地，这些例子不应被解释为对于任意相关专利和/或专利申请(包括任何外国或国际对应申请和/或专利、分案、继续申请、再次公布等)的任何权利要求或多个权利要求限制。
列举例子实施例1(EEE1)是一种投影系统，其包括被配置为交替投影至少一个第一通道图像、并且然后至少一个第二通道图像的第一投影仪，以及被配置为交替投影至少一个第二通道图像、并且然后至少一个第一通道图像的第二投影仪。
列举例子实施例2(EEE2)是根据EEE1的实施例，其中第一通道包括3D图像的右通道，并且第二通道包括3D图像的左通道。
列举例子实施例3(EEE3)是根据EEE2的实施例，其中第一通道滤光器和第二通道滤光器相位相差180度。
列举例子实施例4(EEE4)是根据EEE1的实施例，其中第一投影仪和第二投影仪反向同步，从而当一个投影仪投影第一通道图像时，另一个投影仪投影第二通道图像，并且反之亦然。
列举例子实施例5(EEE5)是根据EEE1的实施例，其中第一投影仪包括包含第一通道滤光器和第二通道滤光器的第一旋转轮(spinning wheel)滤光器，并且第二投影仪包括包含第一通道滤光器和第二通道滤光器的第二旋转轮滤光器，并且第一通道滤光器和第二通道滤光器不同步旋转。
列举例子实施例6(EEE6)是根据EEE5的实施例，其中通道滤光器包括光谱分离滤光器。
列举例子实施例7(EEE7)是根据EEE6的实施例，其中光谱分离滤光器包括配置为使光通过的一组第一通道通带、配置为使光通过的一组第二通道通带、以及不同通道的相邻通带之间的配置为阻挡光的一组防护带。
列举例子实施例8(EEE8)是根据EEE7的实施例，其中光谱分离滤光器还包括相同通道的相邻颜色之间的至少一个缺口带(notchband)，该缺口带被配置为阻挡该通道中的相邻颜色之间的光。
列举例子实施例9(EEE9)是根据EEE6的实施例，其中至少一个光谱分离滤光器包括可见光的三个通带，第一个通带配置为仅使第一颜色的光通过，第二个通带配置为使包括第一颜色的光和第二颜色的光的两种光谱相邻颜色的光通过，并且第三个通带配置为使包括第二颜色的光和第三颜色的光的两种光谱相邻颜色的光通过。
列举例子实施例10(EEE10)是根据EEE9的实施例，其中使光谱相邻颜色的光通过的通带中的至少一个包括分隔光谱相邻颜色并且不被该通带通过的缺口(notch)。
列举例子实施例11(EEE11)是根据EEE6的实施例，其中光谱分离滤光器中的第一光谱分离滤光器包括近似400到440nm、484到498nm、514到528nm、567到581nm以及610到623nm的波长的通带。
列举例子实施例12(EEE12)是根据EEE6的实施例，其中光谱分离滤光器中的一个光谱分离滤光器包括近似455到471nm、539到556nm以及634到700nm的波长。
列举例子实施例13(EEE13)是根据EEE1的实施例，其中在帧改变时发生左通道图像和右通道图像之间的交替。
列举例子实施例14(EEE14)是根据EEE1的实施例，其中左通道图像和右通道图像之间的交替每帧改变发生近似一次。
列举例子实施例15(EEE15)是根据EEE1的实施例，其中左通道图像和右通道图像之间的交替每帧改变发生一次以上。
列举例子实施例16(EEE16)是根据EEE1的实施例，其中左通道图像和右通道图像之间的交替以如下这样的频率发生，该频率在一个投影仪失效后从单个投影仪提供动画质量的3D效果。
列举例子实施例17(EEE17)是根据EEE5的实施例，其中通道滤光器包括偏振滤光器。
列举例子实施例18(EEE18)是根据EEE1的实施例，其中：
第一投影仪包括电子可切换的滤光器，该电子可切换的滤光器包括与来自第一投影仪的第一通道图像的投影同步的第一滤光器以及与来自第一投影仪的第二通道图像的投影同步的第二滤光器；以及
第二投影仪包括电子可切换的滤光器，该电子可切换的滤光器包括与来自第二投影仪的第一通道图像的投影同步的第一滤光器以及与来自第二投影仪的第二通道图像的投影同步的第二滤光器。
列举例子实施例19(EEE19)是根据EEE18的实施例，其中滤光器是光谱分离滤光器。
列举例子实施例20(EEE20)是根据EEE18的实施例，其中滤光器被圆偏振。
列举例子实施例21(EEE21)是根据EEE18的实施例，其中与第一通道图像的投影同步的滤光器包括第一旋向性(handedness)的圆偏振滤光器，并且与第二通道图像的投影同步的滤光器包括第二旋向性的圆偏振滤光器。
列举例子实施例22(EEE22)是一种用于立体三维投影的方法，包括：
接收预期由观看者的左眼接收的第一图像序列；
接收预期由观看者的右眼接收的第二图像序列；
产生包括交替的来自所述第一图像序列和所述第二图像序列的图像的第三图像序列；
使用具有至少两个状态的第一主动控制滤光器，对所述第三图像序列滤光；
从第一投影仪投影滤光后的第三图像序列；
控制第一主动控制滤光器，以便当所述第一投影仪正在投影来自所述第一序列的图像时所述第一主动控制滤光器处于第一状态，并且当所述第一投影仪正在投影来自所述第二序列的图像时所述第一主动控制滤光器处于第二状态；
产生包括交替的来自所述第一图像序列和所述第二图像序列的图像的第四图像序列；
使用具有至少两个状态的第二主动控制滤光器，对所述第四图像序列滤光；
从第二投影仪投影滤光后的第四图像序列；和
控制第二主动控制滤光器，以便当所述第二投影仪正在投影来自所述第一序列的图像时所述第二主动控制滤光器处于第一状态，并且当所述第二投影仪正在投影来自所述第二序列的图像时所述第二主动控制滤光器处于第二状态。
列举例子实施例23(EEE23)是根据EEE22的实施例，其中所述第四图像序列不同于所述第三图像序列。
列举例子实施例24(EEE24)是根据EEE22的实施例，其中主动控制滤光器的第一状态包括第一旋向(hand)偏振，并且该主动控制滤光器的第二状态包括与第一旋向相反的第二旋向偏振。
列举例子实施例25(EEE25)是根据EEE22的实施例，其中主动控制滤光器的第一状态包括包含第一组次主通带的滤光器，并且该主动控制滤光器的第二状态包括包含第二组次主通带的滤光器。
列举例子实施例26(EEE26)是根据EEE25的实施例，其中第一组次主色通带包括红、绿和蓝光波长的部分中的通带。
列举例子实施例27(EEE27)是根据EEE25的实施例，其中第一组次主通带和第二组次主色通带是互不包括的。
列举例子实施例28(EEE28)是根据EEE22的实施例，其中图像在每帧中被交替一次或多次。
列举例子实施例29(EEE29)是根据EEE22的实施例，其中图像根据1:1、2:2、4:2、5:2和6:2格式中的至少一个格式被交替。
列举例子实施例30(EEE30)是一种方法，包括以下步骤：
通过第一显示设备显示交替的第一通道和第二通道的图像；和
通过第二显示设备显示交替的第一通道和第二通道的图像；
其中第一显示设备的交替的图像与第二显示设备的交替的图像反向同步，从而当第一显示设备正在显示第一通道图像时，第二显示设备正在显示第二通道图像，并且反之亦然。
列举例子实施例31(EEE31)是根据EEE30的实施例，其中显示设备是D影院投影仪。
列举例子实施例32(EEE32)是根据EEE30的实施例，其中第一显示设备包括第一投影仪，第一投影仪包含具有两个状态的滤光器，第一状态具有与第一通道一致的属性并且被同步以对由第一投影仪投影的第一通道图像进行滤光，并且第二状态具有与第二通道一致的属性并且被同步以对由第一投影仪投影的第二通道图像进行滤光。
列举例子实施例33(EEE33)是根据EEE32的实施例，其中滤光器的状态包括互不包括的光谱分离滤光器。
列举例子实施例34(EEE34)是根据EEE33的实施例，其中滤光器的状态包括互不包括的偏振滤光器。
列举例子实施例35(EEE35)是一种投影系统，包括：
多个显示设备，配置为在呈现至少一个图像时一起操作；
检测器，配置为识别该显示设备中的发生故障的显示设备；和
控制器，配置为重新配置至少一个工作的显示设备，以便在缺少该发生故障的显示设备的情况下最佳地操作。
列举例子实施例36(EEE36)是根据EEE35的实施例，其中多个显示设备包括双投影主动滤光器3D投影系统。
列举例子实施例37(EEE37)是根据EEE36的实施例，其中控制器被配置用于进行调整左图像和右图像被投影的交替频率、改变投影的图像的格式、以及调整投影图像的亮度中的至少一个。
列举例子实施例38(EEE38)是根据EEE36的实施例，其中：
当正常操作时，左通道图像和右通道图像之间的交替频率以近似等于或小于投影系统的帧率发生；和
在检测到发生故障的投影仪之后，剩余的起作用的投影仪的交替频率被增大到近似4:2(2x闪现)、5:2或6:2(3x闪现)。
列举例子实施例39(EEE39)是根据EEE38的实施例，其中在检测到发生故障的投影仪之后，增加从剩余的起作用的投影仪投影的图像的亮度。
在描述附图中所示出的本发明的优选实施例时，出于清楚起见采用了特定术语。然而，本发明不意图局限于这样选择的特定术语，并且应当理解每个特定元件包括以类似方式操作的所有技术等同物。另外，发明人认识到现在未知的新开发的技术也可以取代描述的部分，并且仍不脱离本发明的范围。所有描述的项目(包括但不限于滤光器、投影仪、调制器、屏幕、包括图像帧和存储在介质上的数据的内容、眼镜、观看滤光器等)也应当被根据任意和所有可获得的等同物加以考虑。
如计算机领域的技术人员将会明了的，本发明的部分可使用常规通用数字计算机或微处理器或根据本公开的技术编程的专用数字计算机或微处理器被方便地实现。
如软件领域的技术人员将会明了的，普通程序员可基于本公开的技术容易地准备适当的软件编码。如本领域的技术人员基于本公开将会明了的，还可通过准备专用集成电路、或通过互连常规组件电路的适当网络来实现本发明。
本发明包括作为在其上/其中存储指令的存储介质(媒介)的计算机程序产品，所述指令可用于控制或使得计算机执行本发明的处理中的任何处理。该存储介质可以包括但不限于任意类型的盘(包括软盘、迷你盘(MD)、光盘、DVD、HD-DVD、蓝光、CD-ROM、CD或DVD RW+/-、微驱动器和磁光盘)、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、DRAM、VRAM、闪存设备(包括闪存卡、记忆棒)、磁卡或光卡、SIM卡、MEM、纳米系统(包括分子记忆IC)、RAID设备、远程数据存储/存档/仓库、或适于存储指令和/或数据的任意类型的媒介或设备。
本发明包括存储在任意一个计算机可读介质(媒介)上的软件，其用于控制通用/专用计算机或微处理器的硬件，并且用于使得计算机或微处理器能够与人类用户或使用本发明的结果的其它机构交互。这些软件可以包括但不限于设备驱动程序、操作系统和用户应用程序。最后，这种计算机可读介质还包括如上所述用于执行本发明的软件。
通用/专用计算机或微处理器的编程(软件)中包括用于实施本发明的教导的软件模块，该教导包括但不限于上述图像、帧、滤光器和投影的同步(反向地、一致地或其它方式)，在投影之前用于调制光的数据的任意时间划分(例如，双闪现或三闪现实现)、颜色校正或其它处理，以及根据本发明的处理结果的显示、存储或通信。
本发明可以适当地包括、包含或基本包含此处描述的任意元件(本发明的各种部件或特征)和其等同物。另外，可以在缺少任意元件的情况下实现此处说明性地公开的本发明，而不管该元件是否被在此处被具体公开。显然，根据上面的教导，可存在本发明的许多修改和变型。因此，应当理解，在包括在随后提交的实用专利(utilitypatent)申请中的权利要求的范围中，可按不同于此处具体描述的方式实现本发明。

Claims (14)

1.一种用于投影帧序列中的第一通道图像和第二通道图像的投影系统，其中每个帧包括一个第一通道图像和一个第二通道图像，并且其中每个图像与正好一个帧相关联，所述投影系统包括：
多个显示设备，该显示设备被配置用于在呈现至少一个图像时一起操作，该多个显示设备包括：
第一投影仪，具有第一主动滤光器，并且被配置用于交替地投影至少一个第一通道图像以及然后至少一个第二通道图像；以及
第二投影仪，具有第二主动滤光器，并且被配置用于交替地投影至少一个第二通道图像以及然后至少一个第一通道图像；
其中，第一投影仪和第二投影仪被反向同步，从而当一个投影仪正在投影帧的第一通道图像时，另一个投影仪正在投影所述帧的第二通道图像，反之亦然，以及
其中，第一通道图像和第二通道图像之间的交替在帧改变时发生，并且每帧改变发生一次，
检测器，被配置用于识别显示设备中的发生故障的显示设备；和
控制器，被配置用于重新配置至少一个运行的显示设备，以便在缺少该发生故障的显示设备的情况下最佳地操作，
其中，控制器被配置用于调整第一通道图像和第二通道图像被投影的交替频率。
2.如权利要求1所述的投影系统，其中：
第一主动滤光器包括包含第一通道滤光器和第二通道滤光器的第一旋转轮滤光器；和
第二主动滤光器包括包含第一通道滤光器和第二通道滤光器的第二旋转轮滤光器；
通道滤光器包括光谱分离滤光器，所述光谱分离滤光器包括被配置用于使光通过的一组第一通道通带、被配置用于使光通过的一组第二通道通带、以及不同通道的相邻通带之间的被配置用于阻挡光的一组防护带。
3.如权利要求2所述的投影系统，其中光谱分离滤光器进一步包括相同通道的相邻颜色之间的至少一个缺口带，所述缺口带被配置用于阻挡该通道中的相邻颜色之间的光。
4.如权利要求1所述的投影系统，其中各主动滤光器包括光谱分离滤光器，并且光谱分离滤光器中的至少一个包括可见光的三个通带，第一通带被配置用于仅使第一颜色的光通过，第二通带被配置用于使包括第一颜色的光和第二颜色的光的两种光谱相邻颜色的光通过，并且第三通带被配置用于使包括第二颜色的光和第三颜色的光的两种光谱相邻颜色的光通过。
5.如权利要求4所述的投影系统，其中使光谱相邻颜色的光通过的通带中的至少一个包括分隔光谱相邻颜色的、并且不被该通带通过的缺口。
6.如权利要求1所述的投影系统，进一步包括包含左通道观看滤光器和右通道观看滤光器的观看眼镜，其中左通道观看滤光器包围左通道投影滤光器的通带，右通道观看滤光器包围右通道投影滤光器的通带。
7.如权利要求1所述的投影系统，其中每个主动滤光器包括至少一个偏振滤光器。
8.如权利要求1所述的投影系统，其中：
第一主动滤光器包括包含与来自第一投影仪的第一通道图像的投影同步的第一滤光器、以及与来自第一投影仪的第二通道图像的投影同步的第二滤光器的电子可切换的滤光器；和
第二主动滤光器包括包含与来自第二投影仪的第一通道图像的投影同步的第一滤光器、以及与来自第二投影仪的第二通道图像的投影同步的第二滤光器的电子可切换的滤光器。
9.如权利要求8所述的投影系统，其中与第一通道图像的投影同步的滤光器中的每一个包括第一旋向性的圆偏振滤光器，并且与第二通道图像的投影同步的滤光器中的每一个包括第二旋向性的圆偏振滤光器。
10.如权利要求1-9中任一项所述的投影系统，其中，控制器被配置用于改变被投影的图像的格式。
11.如权利要求1-9中任一项所述的投影系统，其中，控制器被配置用于调整图像被投影的亮度。
12.如权利要求1-9中任一项所述的投影系统，其中，
当正常操作时，第一通道图像和第二通道图像之间的交替频率以近似等于投影系统的帧率发生；和
在检测到发生故障的投影仪之后，剩余的起作用的投影仪的交替频率被增大为近似4∶2、5∶2、或6∶2。
13.如权利要求1-9中任一项所述的投影系统，其中，所述多个显示设备正好是两个投影仪。
14.一种用于立体三维投影的方法，包括：投影帧序列中的第一通道图像和第二通道图像，其中每个帧包括一个第一通道图像和一个第二通道图像，并且其中每个图像与正好一个帧相关联，所述方法包括：
通过多个显示设备中的具有第一主动滤光器的第一投影仪来交替地投影至少一个第一通道图像以及然后至少一个第二通道图像；以及
通过所述多个显示设备中的具有第二主动滤光器的第二投影仪，交替地投影至少一个第二通道图像以及然后至少一个第一通道图像；
其中，第一投影仪和第二投影仪被反向同步，从而当一个投影仪正在投影帧的第一通道图像时，另一个投影仪正在投影所述帧的第二通道图像，反之亦然，以及
其中，所述多个显示设备被配置用于在呈现至少一个图像时一起操作，并且第一通道图像和第二通道图像之间的交替在帧改变时发生，并且每帧改变发生一次，
识别显示设备中的发生故障的显示设备；和
响应于识别到发生故障的显示设备，重新配置至少一个运行的显示设备，以便在缺少该发生故障的显示设备的情况下最佳地操作，包括调整第一通道图像和第二通道图像被投影的交替频率。
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