CN102498721A - 用于三维(3d)投影的光学对准的方法和系统 - Google Patents

Abstract

通过在低成本对准方法中采用新颖的测试图案来允许照明器、胶片以及立体透镜之间的精确、快速地对准，根据本发明的原理实现了用于3D双透镜投影系统的朝向、会聚和亮度平衡校正。该方法和测试图案也可以应用到对其中两个投影仪分别用于投影右眼图像和左眼图像的双投影仪系统进行对准。

Description

用于三维(3D)投影的光学对准的方法和系统

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2009年9月18日递交的、题为“Method and Systemfor Optical Alignments for Three-Dimensional(3D)Projection”的美国临时专利申请No.61/244,003的优先权。上述临时专利申请的教导通过引用方式明确地全部结合在这里。

技术领域

本申请发明涉及立体投影系统，尤其涉及这些系统的对准以及关于双镜头立体3D投影系统中的朝向(orientation)、会聚(convergence)和亮度平衡(brightness balance)的对准误差校正。

背景技术

三维(3D)胶片的当前趋势越来越流行，这使得可以容易地使用数字技术，特别是3D数字影院投影系统。然而，可用的新3D数字影院投影系统没能跟上对于新系统的需求。此外，剧院的所有者发现对于3D数字影院投影系统的改变是非常昂贵的商业问题。因此，当前具有的一种趋势是，通过使用立体3D投影仪来演示立体胶片，来在不使用数字技术的状态下满足3D胶片的要求。

早期的3D胶片系统被认为比数字影院方案更加廉价，并且这种观念仍然继续。然而，早期的胶片系统经受了与图片的构造、亮度、变色等有关的困难。如果能够在基于胶片的3D演示系统中进行对于3D图像的图像分离、颜色和亮度的改善，并且如果这些潜在的解决方案可以与数字影院演示中的相关特性相比拟(假如没有超过的话)，那么可以以足够高的质量来呈现基于3D胶片的产品，以与数字影院3D相同程度地吸引观众。

然而，在这些在先的基于胶片的3D系统中，透镜或投影仪灯或者其他照明组件的移动可能导致系统对准的改变。当系统对准发生改变时，所投影的左、右眼图像的总差异亮度与竖直或水平对准错误一同发生。根据它们各自的程度，这些对准错误或亮度平衡错误可能对于观众导致严重的眼睛疲劳和潜在的不舒适的观察体验。

返回到20世纪80年代，在美国等各地出现了3D胶片的潮流，其使用美国专利4,464,028中由Condon描述的透镜和滤光片，该专利通过引用方式全部结合在这里。通过投影具有与立体图像对中的每个图像基本相同的图像的胶片，并且使用所投影的图像作为视觉辅助以调整该系统进行合适的对准，来实现具有不同成功度的水平和竖直对准。但是很少做什么事(假如做了的话)来对由于不当对准(misalignment)引起的差异亮度进行调整和校正，这是因为由于在高增益银幕上形成热点(hot spot)而难以通过放映室观察到这种状况。

因此，已知的现有方法和设备看来对于克服与基于3D胶片的投影系统中的方位、会聚和亮度平衡相关的问题缺乏任何合适的解决方案。

发明内容

通过在低成本对准方法中采用新颖的测试图案来使照明器、胶片的右眼图像和左眼图像以及立体透镜之间能够精确、快速地对准，根据本发明的原理实现了用于3D双透镜投影系统的朝向、会聚和亮度平衡校正。该方法和测试图案也可以应用到对双投影仪系统进行对准，在该系统中，两个投影仪分别用于投影右眼图像和左眼图像。

本发明的一个方面涉及一种用于将立体投影系统对准的测试图案。该测试图案包括：形成立体图像对的第一图像和第二图像；第一图像具有第一图案，第一图案包括第一组多个相邻的明区域和暗区域；第二图像具有第二图案，第二图案包括第二组多个相邻的明区域和暗区域，其中，在各组多个相邻的明区域和暗区域的定位方面，第二图案是第一图案的共轭物。通过立体投影系统投影的第一图像和第二图像的组合可以被用来指示立体投影系统中的以下至少一者：朝向错误、会聚错误和亮度平衡错误。

本发明的另一个方面涉及一种用于将立体投影系统对准的方法。该方法包括：投影形成立体图像对的第一图像和第二图像，第一图像具有第一图案，第一图案包括第一组多个相邻的明区域和暗区域，第二图像具有第二图案，第二图案包括第二组多个相邻的明区域和暗区域，其中，在各组多个相邻的明区域和暗区域的定位方面，第二图案是第一图案的共轭物。该方法还包括：如果所投影的第一图案和第二图案之间存在基本上竖直的界面区域则调整立体透镜的朝向，这些基本上竖直的界面区域表现出的明图案和暗图案的指示了所投影的第一图像与第二图像之间的水平偏移；如果所投影的第一图案和第二图案之间存在基本上水平的界面区域则调整立体透镜的会聚，这些基本上水平的界面区域表现出的明图案和暗图案指示了所投影的第一图像与第二图像之间的竖直偏移；如果在与第一图案和第二图案中的至少一者基本上相似的投影图案中存在相邻的明区域和暗区域，则调整立体投影系统的亮度平衡。

本发明的另一个方面涉及一种用于对立体投影系统进行对准的方法。该方法包括：投影形成立体图像对的第一图像和第二图像，第一图像具有第一图案，第一图案包括第一组多个相邻的明区域和暗区域，第二图像具有第二图案，第二图案包括第二组多个相邻的明区域和暗区域，其中，在各组多个相邻的明区域和暗区域的定位方面，第二图案是第一图案的共轭物。该方法还包括通过执行步骤(a)和(b)中的至少一者来校正与立体投影系统的朝向和会聚中的至少一者有关的错误，其中，步骤(a)包括：如果存在与所投影的第一图像和第二图像之间的水平偏移有关的、基本上竖直的界面区域则调整立体透镜的朝向，这些基本上竖直的界面区域表现出的明图案和暗图案指示了该水平偏移；步骤(b)包括：如果存在与所投影的第一图像和第二图像之间的竖直偏移有关的、基本上水平的界面区域则调整立体透镜的会聚，这些基本上水平的界面区域表现出的明图案和暗图案指示了该竖直偏移。该方法还包括：如果在与第一图案和第二图案中的至少一者基本上相似的投影图案中存在相邻的明区域和暗区域，则调整立体投影系统的亮度平衡。

在附图和以下的描述中陈述了一个或多个实施方式的细节。即使以一个具体的方式进行描述，仍应当明白实施方式可以以各种方式来构造或实施。例如，实施方式可以被作为方法来执行，或者被实施为构造执行一组操作的设备，或者实施为存储用于执行一组操作的指令的设备。通过以下具体描述并结合附图和权利要求，本发明的其他方面和特征将会变得更加清楚。

附图说明

通过参照本发明的实施例的以下描述并且结合附图说明，本发明的上述和其他特征、优势以及获得这些特征、优势的方式将会变得更加清楚，并且可以更好地理解本发明，其中：

图1是胶片投影仪的一些主要元件的图，其具有用于显示立体胶片的双透镜系统和偏振器；

图2是根据本发明的原理实现的测试图案；

图3A是在不带3D眼镜的状态下观察时，图2中的测试图案的右眼图像和左眼图像的投影的中央部分的特写，但是双镜头不当朝向(mis-orientation)、双镜头不当会聚(mis-convergence)和亮度不平衡需要被校正；

图3B是在不带3D眼镜的状态下观察时，图2中的测试图案的右眼图像和左眼图像的投影的中央部分的特写，其具有微小的双镜头不当朝向，但是具有如图3A所示的不当会聚和亮度不平衡；

图3C是对于图3A和图3B的双透镜不当朝向所采取的校正动作的图；

图4A是在不带3D眼镜的状态下观察时，图2中的测试图案的右眼图像和左眼图像的投影的中央部分的特写，但是双镜头不当会聚和亮度不平衡需要被校正；

图4B是在不带3D眼镜的状态下观察时，图2中的测试图案的右眼图像和左眼图像的投影的中央部分的特写，其具有微小的双镜头不当会聚，但是具有如图4A所示的亮度不平衡；

图4C是对于图4A和图4B的双透镜不当会聚所采取的校正动作的图；

图5A是在不带3D眼镜的状态下观察时，图2中的测试图案的右眼图像和左眼图像的投影的中央部分的特写，但是亮度不平衡需要被校正；

图5B是对于亮度不平衡所采取的校正动作的图；

图5C是在不带3D眼镜的状态下观察时，图2中的测试图案的右眼图像和左眼图像的投影的中央部分的特写，但是图5A的亮度不平衡被过度校正；

图6是在不带3D眼镜的状态下观察时，图2中的测试图案的右眼图像和左眼图像的投影的中央部分的特写，其被适当地校正和平衡；

图7是用于校正双镜头不当朝向、不当会聚和立体亮度不平衡的示例性方法的一个实施例的流程图；并且

图8示出了用于3D胶片投影系统的光学对准的示例性方法的另一个实施例。

这里给出的示例性实施例示出了本发明的优选实施例，并且这些优选实施例不应理解为以任何方式限制本发明。

具体实施方式

本发明应用到标准胶片投影仪，该投影仪装备有双(即，立体)透镜系统，以将立体图像对的两个图像中的每一者在同时投影：一个图像用于左眼，一个图像用于右眼。与双透镜的左眼半部分和右眼半部分共线(inline)的滤光片对立体图像对的相应的左眼图像和右眼图像进行编码，使得当投影到屏幕上时，佩戴眼镜(该眼镜具有与双透镜的滤光片相对应并有适当取向的滤光片)的观众成员将会在他们的左眼中观察到左眼图像并且在它们的右眼中观察到右眼图像。本发明也可以应用到用于使用两个同步的投影仪(每一个投影仪用于每个眼的图像)表现3D胶片的许多专用场地系统。

图1示出了上下(over-under)透镜3D胶片投影系统100，也称作为双镜头3D胶片投影系统或投影仪。在3D胶片120上的矩形的左眼图像122和矩形的右眼图像123被位于胶片后方的光源和聚光器光学系统(一同被称作为照明器107)照明，并且同时由孔板110框住，使得胶片120上的全部其他图像由于这些图像由孔板的屏障部分覆盖或者阻挡而不能够被看到。对于本领域技术人员很明显，在附图中为了清楚的目的而仅示出了孔的内边缘。左、右眼图像一起形成立体图像对并且可通过孔板110看到，它们由上下透镜系统130投影到屏幕150上，这些图像在屏幕150处大致对准并且彼此重叠，使得所投影的图像的顶部在屏幕观察区域的上边缘152处对准并且投影图像的底部在屏幕观察区域的下边缘153处对准。

胶片投影仪100(未按比例绘制)包括本实施例中的照明器107，该照明器107包括高强度灯，例如具有外壳102(在该外壳102的中央是发光电弧)的弧光灯101。反射器103在本示例性实施例中示出为椭圆形状，以基本遵循椭圆106，反射从椭圆106的第一焦点附近的发光电弧而来的光线104，以在椭圆106的第二焦点附近形成电弧的图像105。对于大部分胶片投影仪，发光电弧的图像105形成在胶片框(其在这里示出为在孔板中切割出来的孔110)处或其附近。为了清楚，孔110在图1被描绘为仅示出孔板中的开口的边界的开口。以此方式，假设在孔110的整个开口上提供充足的照明，则作为平滑场提供来自发光电弧的照明。

立体胶片120包括胶片衬底121，胶片衬底121沿着每个边缘具有一行穿孔125。穿孔允许与链齿轮或其他这种机构接合，以使胶片从一个图像向下一个图像平滑并连续地行进。如上所述，胶片120上的图像被分组为左、右图像的对。图1中示出立体图像对(R1、L1)、(R2、L2)和(R3、L3)是沿着胶片120设置的相邻图像。例如，包括图像R2和L2的立体图像对分别对应于右眼图像122和左眼图像123。形成立体图像对的图像在位于由孔板110形成的开口内的同时都被同时照明。相同的立体图像对中的图像(诸如图像122(R2)和123(L2))通过限定为框架内间隙124的间隙彼此分离。属于不同的立体图像对的连续立体图像对或者两个相邻图像(例如，左眼图像和右眼图像)通过限定为框架内间隙128的间隙彼此分离。框架内间隙128可以或不可以变现为与框架内空隙124相同的尺寸。由于投影仪系统100的颠倒特性，胶片上的图像以使得每个图像当被投影在屏幕上时将会看起来表现为直立朝向的颠倒方式设置在投影仪中。

透镜系统130包括具有入口端133和出口端134的透镜主体131。入口端133面向胶片120并且出口端134面向屏幕150。在此实施例中，透镜系统130是立体双透镜，具有用于投影右眼图像的上部和用于投影左眼图像的下部。透镜系统130的上部包括在胶片侧的入口透镜元件136和在屏幕侧的出口透镜元件138。透镜系统的下部包括在胶片侧的入口透镜元件137和在屏幕侧的出口透镜元件139。透镜系统130的上、下部分由间隙132分离。间隙132可以由调整元件135可控制地调整，以使得可变间隙宽度可以扩大或收缩。在本实施例中，间隙132与涂层等对准以防止透镜系统的上、下部分之间的光泄露。

透镜系统130也包括滤光模块或组件140。滤光组件140可以包括一个或多个任何的线偏振或圆偏振片或者任何其他的非偏振滤光元件，诸如用于浮雕3D的红色/绿色滤光片或者多波段干涉滤光片，它们都是本领域中公知的并且适合于将右眼图像和左眼图像分离，使得观众成员160可以感受到立体的感受。

在图1中，右眼线偏振片142被示出为具有竖直朝向的偏振轴144，并且左眼线偏振片143被示出为具有水平朝向的偏振轴145。从照明器107发射的光穿过右眼图像122，作为由中心线126表示的光线的集合，该光线的集合被透镜系统130的上部成像在屏幕150上。由偏振片142透射并入射到屏幕150上的光束的部分(其由中心线146表示)被偏振化为基本平行于偏振轴144。以相似方式，从照明器107发射的光穿过左眼图像123，作为由中心线127表示的光线的集合，该光线的集合被透镜系统130的下部成像在屏幕150上。由偏振片143透射并入射到屏幕150上的光束的部分(其由中心线147表示)被偏振化为基本平行于偏振轴145。

在被适当对准时，右眼图像122和左眼图像123的投影基本叠加在屏幕150上。所投影的图像都具有基本系统定位在屏幕中央151的各自的中心，在图1中由中心线146和147的会聚表示。在投影时，图像122和123的顶部都基本沿着屏幕150的顶部152成像，并且图像122和123的底部被投影为基本沿着屏幕150的底部153。

当滤光组件140采用偏振组件(诸如线偏振片142和143)时，屏幕150应当表现偏振保留(polarization preserving)特性。一个这种偏振保留屏幕是银屏。另一方面，当滤光组件140不采用任何偏振组件时，可以在不需要偏振保留特性的状态下实现屏幕150。

观众成员160被提供了具有右眼部分171和左眼部分181的3D眼镜。因为偏振元件被用在图1中的示例性透镜系统中，所以3D眼镜包括右眼部分171和左眼部分181，右眼部分171包括具有沿着第一方向的偏振轴173的线偏振片172，并且左眼部分181包括具有沿着第二方向的偏振轴183的线偏振片182，第二方向与用于偏振轴173的第一方向正交。在圆偏振元件被用在透镜系统(例如使用了顺时针和逆时针圆偏振的那些)中来用于投影相应的立体图像的其他实施例中，3D眼镜将会在双眼部分中具有相应的圆偏振片。

如图1的示例性实施例所示，偏振轴173被朝向为基本平行于偏振轴144，使得所投影的右眼图像在被屏幕150反射之后穿过右眼偏振片172，来由观众成员160观看。对于被投影的右眼图像的相同反射光将不会穿过左眼偏振片182，因为右眼图像的偏振轴144基本垂直于左眼偏振片182的偏振轴183。因此，只有右眼图像122的投影到达观众成员160的右左眼160。以类似方式，只有左眼图像123的投影到达观众成员160的左眼180，因为左眼图像的偏振轴145基本垂直于右眼偏振片172的偏振轴173。

没有佩戴3D眼镜的观察者将会看到右眼图像122和左眼图像123的投影的重叠，并且将会不能够由重叠的图像感受到3D效果。这将会作为由操作员进行根据本发明的原理规定的特种调整的主要模式。

图2示出了根据本发明的原理实现的测试图案200。测试图案200特别适合于用来判定和校正投影系统的以下条件中的一者或多者的应用：

——透镜系统130是否被适当地定向，使得右眼图像122和左眼图像123在被投影时水平对准；

——透镜系统130是否被适当地会聚，使得右眼图像122和左眼图像123在被投影时竖直对准；以及

——照明器107是否平衡，以对于右眼图像122和左眼图像123的投影提供相似的照明水平。

在朝向适当的透镜系统中，透镜系统130的上部被定位在下部的正上方，即竖直上方(即，连接透镜元件138和139的中心点的线将会基本垂直)，使得所投影的左眼和右眼图像将会在图像之间不具有横向偏移的状态下水平对准。在合适的会聚透镜系统中，上、下透镜部分将会具有导致左眼图像和右眼图像在彼此没有竖直偏移的状态下投影的竖直分离。

清晰标记220和221(“RIGHT”和“LEFT”标签)分别辅助进行右眼图像122和左眼图像123的校正识别。标记220和221对于判断3D系统的偏振模块140与提供给观众成员160的3D眼镜是否兼容并且被适当地安装非常有用。

测试图案200包括重复地记录在胶片120上的右眼图像122和左眼图像123，以允许随着胶片在系统评价和/或对准操作期间行进通过3D投影系统将测试图案图像连续地投影到屏幕150上。相比于使用静态图像，有必要保持胶片行进以避免使得来自照明器107的辐射能量在静止保持在框中的胶片120的静止区段中烧孔。

在测试图案200中，右眼图像122由矩形区域202划定界限并且左眼图像123由矩形区域203划定界限。基于要被投影的胶片格式来选择这些矩形区域的尺寸。在附图中示出的示例性实施例中，矩形区域202和203表示胶片120上的0.810”宽的图像。每个矩形区域具有2.39∶1的高宽比，即，“显示器”图像(“scope”image)。矩形区域202和203也表示具有宽度w的“安全区域”，使得当投影仪被适当地对准时，矩形区域202和203在被投影时将会没有剧场遮蔽(theater masking)。剧场遮蔽通常被理解为包括布置在屏幕边缘并且不在画面中示出的黑帘。3D电影制作者常常设计当图像与投影表面的边缘或遮蔽视觉接触时整体3D效果将会失败的场面。

也在测试图案200中示出了具有间隔d₁的左、右边界线205，该间隔d₁对应于胶片上的0.825”的最大水平尺寸。该间隔d₁表示在几种普通2D胶片格式中期望的图像宽度，并且也表示从胶片测试图案200投影的图像的一般水平最大数量。根据普通胶片演示和观看期间应用的某些规矩，由矩形区域202和203表示的安全区域对应于必需在屏幕上示出的图像区域，而包括在由距离d₁分离的边界线205内的区域可以被示出在屏幕上，并且而超出边界的范围到边界线205之外的延伸区域将不会被示出。

测试图案200的外边界边缘206表示用于摄像机的相应快门孔的水平范围，被示出为间隔d₂。在示例性实施例中，间隔d₂通常被设置为等于0.866”。虽然在图1中描绘了大量细节，但是胶片包括位于外边界边缘206之外的区域。该区域包括辅助胶片信息，诸如光学声轨、数字声轨和时间码轨(未示出)，它们可以是数字或者穿孔125。

如在图1中所示，相同的立体图像对的连续(或相邻的)右眼图像和左眼图像由框架内空隙124分离，该框架内空隙124看起来与连续的立体图像对之间的框架内间隙128基本上类似。由于这两个不同间隙之间的外观相似性，立体胶片的编辑可能会对于被布置了这种操作任务的个人产生困扰。当立体胶片120被在一个框架内空隙124处切割(这是程序错误)，并且之后在编辑期间被剪接为在框架内间隙128处切割的另一个立体胶片带时，交替的左眼图像和右眼图像的序列将会错乱，使得投影演示从立体切换到幻视。在幻视演示中，所投影的右眼图像将会由左眼看到并且所投影的左眼图像将会由右眼看到。换言之，图像将会被错误的眼睛看到，这可能对观看的观众导致眼睛疲劳和不舒适性。

在2010年9月16日递交的、题为“Method and System with IndicatingMarks for Projection Film”的共同未决美国专利申请序列号No.______(代理人案卷号PU 090130)中(通过引用将其结合在这里)，核对符号(tickmark)207设置为表示框架内间隙128附近的区域，在该区域处可以进行编辑。警告条208被设置为更加明显地表示在该区域处不能进行编辑，即在框架内空隙124处或其附近。核对符号207和警告条208都位于框架边界205的外部。以此方式，核对符号207和警告条208应当不能在投影到屏幕150上的任何图像中观察到。此外，因为符号207和208都设置在界限206内并且离开胶片120的左、右边缘，所以不期望这些符号与诸如光学声轨等(未示出)的辅助信息的读取相干涉，该辅助信息可能存在于超出外边界边缘206的胶片上。

在图2中，框架内间隙128的一半和核对符号207的一半不示出在测试图案200的顶边缘和底边缘，使得当测试图案200被重复地记录到胶片120上时，框架内间隙128一半和核对符号207的一半将会合并形成为完整的框架内间隙128和完整的核对符号207。符号207和208可以具有不同的形状、设计、图案或颜色。例如，它们可以被呈现为与暗的背景相反的空白或明亮的符号，以有助于视觉识别和检查。在图2中示出的一个示例性实施例中，符号207设置为三角形或箭头形状，并且符号208设置为条或细长的带的形式，使得两个标记基本彼此正交。

多重聚焦对象201、居中图像宽度标线204和背景网格209也设置在测试图案200上。类似的元素能够在诸如来自电影和电视工程师协会(Society of Motion Picture and Television Engineers)的SMPTE RP40和35PA的标准2D测试图案中找到。

聚焦对象201定位在右眼图像122和左眼图像123中的每一者的中心附近，以及在它们的顶部、底部和侧边缘附近。当被投影时，这些聚焦对象允许在屏幕的全部区域精确地确定聚焦。如图所示，聚焦对象201被画出为3、2和1个像素宽度，来使用对于2048像素宽度输出设置的数字胶片记录仪输出。在可选实施例中，通过摄影方式减小更高分辨率的原图或者通过用于更大的像素数的胶片记录装置来产生的测试图案可以按照每英寸的线对或者以其他类似的度量校准。

在可选的示例性实施例中，中央聚焦对象294、294’、295、295’可以与图2中示出的实施例彼此不同地设置。中央聚焦对象294、294’、295、295’可以表现为彼此不同的图案并且部分地与聚焦对象201不同。特别地，其他眼聚焦对象294’和295’可以由黑色的领域(未示出)表示，而非右眼图像122和左眼图像123的每一者相同。以此方式，相同眼的聚焦对象294和295将会分别仅为投影在左右眼图像中的聚焦对象。在该实施例中，透镜系统130的上、下半可以分别地聚焦的情况的价值在于，不借助于佩戴3D眼镜的投影放映员可以独立地通过观察中央左眼聚焦对象295的投影来评价左眼图像123的聚焦(在可以作为用于左眼聚焦对象的记忆码的左眼标签221附近，由此识别对象295所属的眼睛)，并且通过观察中央右眼聚焦对象294的投影来评价右眼图像122的聚焦(在可以帮助进一步识别对象294所属的眼睛的右眼标签220附近)。将右眼图像122或左眼图像123的部分变黑的相同技术可以被用在测试图案200中的别的区域，以允许在其他眼睛图像中进行更加关键的所选标签、表现或区域的观察。

位于右眼图像122和左眼图像123的任意侧处的图像宽度标尺204建立了用于确定投影的缩放和遮蔽位置可能失去校准的程度的刻度，诸如在那个位置对准不理想。当切割或填充孔板来调整投影仪孔110的尺寸时，也可以使用标线204。当遮蔽落入0.825”投影孔205边缘与所投影的矩形202或203中任一者之间时，认为对准是理想的。

背景网格209在右眼图像122和左眼图像123中是相同的。虽然网格209可以被用来评价聚焦和横跨投影图像的总对准，但是这种网格的主要价值是减小流动通过透镜130和偏振模块140的辐射能量。该能量减小被估计约为减小的50％。因为测试图案200可以被示出在投影系统100中保持长期时间，所以网格209或其他适合于减小透射辐射能量的类似的设计减轻了由于归因于来自照明器107的高强度光的长期曝光而引起的热量而对于投影系统100的元件的潜在损伤。

右眼图像122包括竖直中心线210和水平中心线212。类似地，左眼图像123包括竖直中心线211和水平中心线213。当两个图像被同时投影到屏幕上时，这些中心线被用来至少在粗糙的标准上给出透镜130的朝向和会聚是否被正确地设置的视觉表示。然而，在呈现3D图像中期望用于设置并且甚至确认对于透镜130的朝向和会聚的精细缩放调整的改善的灵敏度。此外，也在这些演示中期望改善用于确定和设置右眼图像与左眼图像之间的照明平衡。

朝向、会聚和亮度平衡都会影响3D胶片演示中的观察感受。对于与朝向、会聚和亮度平衡相关的改善的需求都通过在测试图案200中附加和使用两个新的图案来满足。新的图案包括分别位于图案122和123的中央部分处的“相反的”或“对立的”棋盘图案214和215。这些图案214和215中的图案细节被布置在不同的朝向或方向上。在附图中示出的示例性实施例中，在实际的棋盘布局和明暗变化(shading)方面，这两个图案彼此互为共轭物(conjugate)或互补物(complement)。

当测试图案200被从适当地会聚、朝向和平衡的投影仪100投影时，两个棋盘图案214和215彼此精确重叠，使得来自右眼图像122的棋盘214的亮度和亮方形在屏幕150上与来自左眼图像123的棋盘215的更暗的方形结合，并且反之亦然。在被完美地对准时，两个相反的棋盘图案214和215的交错在屏幕上连续地形成灰色领域，如下文中结合图6描述的。另一方面，任何的不当对准或用于亮度平衡的错误调整产生各种明暗现象，使得棋盘图案在棋盘的方形的边缘保持可见的状态下保持在屏幕上可见，如下文中参照在线的图3-5具体描述的。通过使用背景网格209不能产生这种结构并且不能提供相应的优点，因为网格209中的棋盘图案在右眼图像122和左眼图像123的每一者之间相同，所以当由经对准的投影仪投影时，它们仍将产生在网格中的任一者中示出的相同的黑、白棋盘图案。

在图7的流程图中示出了调整投影仪100和透镜130来用于3D的最佳演示的示例性校准方法700。参照将会由没有佩戴3D眼镜并调整投影仪100的技术人员(未示出)在屏幕150上观察到的测试图案200的投影，该方法的每个步骤按照下文中的可用顺序描述。潜在可视屏幕图案的个数(由于测试图案的投影产生并且表明对于一些投影仪和/或透镜调整的需要)在图3A、图3B、图4A、图4B、图5A、图5C和图6中示出。这将会在下文中在校准方法700的上下文中讨论。在图3C、图4C和图5B中示出在执行校准方法700的执行中对于投影仪100或透镜130进行的调整。

为了以下的讨论，图3C的投影系统300被示出为具有数个不正确的调整或对准，并且因此需要校准。这些不正确调整或对准导致可以由本发明的一个或多个方面检测或校正的相应错误。第一，弧光灯301不相对于反射器103居中。这导致产生了具有使得电弧接近其中心的外壳302，该外壳302产生形成电弧的图像305的光线304，该图像最终没有在孔110中居中。在这种情况下，图像305形成为接近右眼图像122，导致右眼图像的投影比左眼图像的投影更亮，如图3A、图3B、图4A、图4B和图5A所示，其中右眼图像棋盘图案214(‘R’方形)比左眼棋盘图案215(‘L’方形)更亮。这种使得立体图像对的右眼图像和左眼图像的投影之间的亮度不均匀的情况可以被称作亮度不平衡。可以在屏幕上通过与棋盘图像214和215相对应的或者相关的明暗现象的存在来检测亮度不平衡。

第二，在将透镜系统130的上、下部分分离的间隙332不正确时，右眼图像122和左眼图像123的投影光束路径的中心线326和327以由中心线346和347表示的右眼图像和左眼图像的光线不会聚到屏幕150的中心151的方式，穿过偏振片142和143。这种不能将这些光束路径会聚到屏幕的中央的情况被称作为“不当会聚”或“不会聚”。随着水平中心线212和213的投影的分离，总的不当会聚在屏幕上清楚地可见。甚至可以通过在屏幕上与棋盘图案214和215中的水平界面相对应或相关的明暗现象的存在，来检测到微小的不当会聚。

第三，当透镜130在其安装部分(安装部分未示出)中绕旋转的中心轴330(沿着水平方向的轴线)旋转角度331时，所投影的右眼图像和左眼图像将会彼此水平移位，这将会引起这里已知的不当朝向的朝向错误。总的不当朝向在屏幕上可见为投影的竖直中心线210和211的分离。甚至可以通过在屏幕上与棋盘图案214和215中的竖直界面相对应或相关的明暗现象的存在，来检测到微小的不当对准。

可以通过使用校准方法700来校正全部的三种校正错误或者不当对准。在图4C和图5B中图示的投影系统中示出了利用图1中示出的完整的对准系统100进行的这三种错误情况中每一者的校正过程。

参照图7，在开始步骤701期间，包括测试图案200的右眼图像122和左眼图像123的胶片的卷轴或环被装入投影仪100中并且开始。弧光灯101被点亮并且打开遮光板(douser，未示出，但是公知)。为了实现投影仪的适当校准，优选地允许投影仪运行，直到到达正常工作温度。

在投影步骤702中，门帘(如果存在的话)被打开，并且屏幕遮蔽(未示出)被设置为期望的高宽比。该步骤允许测试图案200的右眼图像122和左眼图像123投影到屏幕150上，使得操作员或自动系统可以将图像聚焦到屏幕上。在屏幕的可观看部分的顶边缘152和底边缘153处分别设置的上、下屏幕遮蔽也被用作用于使得投影居中在屏幕上的框架对象。因为系统可以基本被不当对准，所以初始聚焦仅可以被用于粗糙调整或初步调整。因为对准错误被校正了，可以获得额外的聚焦。

可以以各种方式执行初始聚焦。例如，所投影的测试图案中的一些文本或其他特征可以被可视聚焦。具体的聚焦机构可以根据具体的透镜组件设计来改变。一般来说，通过将透镜系统130沿着轴线330(见图3C)朝向或远离胶片120移动或平移来设置聚焦。在一些情况下，在附图中示出的上下透镜组件中的透镜中，透镜系统130的上部可以相对于透镜的下部独立地调整。

在竖直中心线评价步骤703中，检查所投影的左眼图像和右眼图像，以对于立体图像，发觉十字准线(crosshair)的竖直中线之间的可能的不当对准。例如，如图3A所示，右眼竖直中心线210和左眼竖直中心线211的投影310和311之间的水平位移表示不当对准。水平中心线投影312和313在该步骤中被临时地忽略。在该步骤中执行的调整至少粗糙地校正图像的水平位移。可以在方法的之后阶段使用棋盘图案来实现更精细的调整。直到所投影的中心线310和311与基本重叠的位置更加接近地对准为止，来自于与右眼和左眼的对置棋盘214和215的投影314和315的对准在该阶段被临时地忽略。

当所投影的竖直中心线310和311由向左或向右的水平偏移而不当对准时，如图3A所示，在所投影的中心线310在屏幕150上看起来在所投影的中心线311左侧上的情况下，在朝向调整步骤704中进行校正动作。参照图3C，通过将透镜系统130沿着箭头333的方向绕其中心轴线330旋转来调整透镜朝向。这种类型的透镜旋转朝向零来减小角331。角331由图3C中的两个虚线限定，其中，一根虚线对应于穿过透镜的上、下部分的中央的横轴(例如见透镜组件的出口处的截面图)，并且另一根虚线对应于竖直基线。以此方式，角331表示透镜的横轴与竖直方向的偏离。

当所投影的中心线310和311之间的偏移看起来相反(未示出)以使得所投影的中心线310看起来在屏幕150上在所投影的中心线311右侧时，在朝向调整步骤704中的适当校正动作会将透镜130沿着与箭头333相反的方向旋转。换言之，相比于图3A中的不当对准，通过由透镜绕中心轴线330的旋转调整来沿着两个方向之一调整透镜系统130的朝向，以通过改善立体图像的投影竖直中心线310’和311’的重叠至少实现粗糙的水平对准，如图3B所示。

如图3B利用投影中心线310’和311’所示，上文中对于朝向调整步骤704描述的校正调整将会导致右眼竖直中心线210和左眼中心竖直线211的投影至少部分重叠。当已经对于所投影的竖直中心线310’和311’实现粗糙对准时，测试图案中的公共图像元素(右眼图像122和左眼图像123中的竖直中心线210和211、聚焦对象201和背景网格209)在被适当投影时应当重叠。这些公共图像元素具有逐渐缩小的值，来在此时实现任何更加精确的图像对准，因此校准方法700继续到步骤705，以执行水平中心线评价。

在水平中心线评价步骤705中，所投影的左眼图像和右眼图像被检查以寻找用于立体图像对的测试图案中的十字准线的水平中心线之间的可能的不当对准。例如，图4A示出了右眼水平中心线212和213的投影412和413之间的竖直位移，这表示水平中心线的不当对准。水平中心线投影412和413之间的距离或间隔411对应于在图3C中未会聚的投影中心线346和347在屏幕150处分离的量。在水平中心线投影412和413更加接近地对准为基本重叠的位置之前，右眼、左眼对置棋盘214和215的投影414和415的对准在此阶段被临时忽略。

当水平中心线投影412和413如图4A所示不当对准，使得所投影的中心线412在屏幕150上看起来在所投影的中心线413上方时，通过旋转调整机构135(诸如校准螺钉或其他合适的可选机构)(见图4C)，来减小透镜系统130的上、下部分分离的间隙332，进行会聚调整步骤706中的适当校准动作。间隙332的减小使得水平中心线投影412和413向一起更加靠近而基本重叠，由此减小所投影的左眼图像与右眼图像之间的竖直不当对准或错配。该校正结果可以通过将调整机构135沿着由图4C中的箭头433所示的方向转动来实现。

每个透镜组件可以具有与图中所示不同的设计，包括对于间隙和调整机构的不同的配置。透镜组件的一个实施例可以提供沿着透镜的纵向不变的间隙举例。另一个实施例可以提供在更接近屏幕的末端处比在更接近胶片的末端处更大的可变间隙。另一个实施例可以提供在透镜的一端处可变但是在另一端处固定的间隙。无论每个透镜组件的具体细节如何，通过间隙调整进行的会聚校正仍然大致如这里所述地执行。

当所投影的中心线412和413之间的偏移看起来与图4A中所示的相反(未示出)，以使得右眼投影中心线412在屏幕150上看起来在左眼投影中心线413下方时，会聚调整步骤706中的校正动作要求将调整机构135沿着与箭头433相反的方向旋转(见图4C)，以增加透镜130的上部与下部之间的间隙332。通过调整间隙332，可以实现所投影的右眼图像与左眼图像沿竖直方向的适当会聚，如图4B中的水平中心线的对准所示。换言之，相比于图4A中的不当对准，通过由上透镜部分与下透镜部分之间的间隙调整来沿着两个方向之一进行透镜系统130的会聚，以通过改善立体图像的投影水平中心线的重叠至少实现粗糙的竖直对准，如图4B所示。

根据透镜系统130的实际实施例，改变间隙332的尺寸也可以改变透镜130的中心线330相对于孔110的位置。例如，在Condon设计的透镜中，安装结构对于透镜的一半是刚性的并且另一半绕着一个边缘枢转，使得随着间隙被打开和关闭，中心线上下移动并且略微地左右移动。在其中透镜安装部允许上半和下半枢转或朝向或远离彼此平行移动的另一个实施例中，随着间隙改变，中心线将不会变化。通过在孔110中对胶片120重新安装框架来校正这种移动可以导致聚焦移动。“安装框架”是在快门打开的同时在投影仪上有效地移动放置胶片的对象的设置。结果是胶片框架的中部相对于透镜的中心向上或向下移动。如果透镜开始改善会聚，那么根据透镜的实际设计，图像的中心现在可以向上或向下移动。该移动可以通过调整框架并且将图像以逆着图像移动的方向的运动向上或向下移动来校正。

通过透镜系统130的一些实施例，调整机构135可以位于在投影期间不允许以传统方式接近的位置(如果无论如何要允许接近的话)。在这种情况下，对于立体图像的会聚的校正可能需要对于过程700的调整，其中必须在任何会聚调整之后重复进行步骤702、703和704(它们分别用于聚焦、竖直中心线对准评价和竖直中心线调整)。

如图4B利用所投影的水平中心线412’和413’所示，在会聚调整步骤706中进行的校正调整应当导致右眼水平中心线212和左眼水平中心线213的投影至少部分地重叠，使得至少在右眼图像和左眼图像的水平中心线之间实现粗糙的会聚或竖直对准。如在之前的朝向步骤中讨论的，在被适当投影时重叠的公共图像元素(右眼图像122和左眼图像123中的水平中心线212和213、聚焦对象201和背景网格209)具有逐渐缩小或有限的值，来在此时实现任何更加精确的图像对准，因此校准方法700继续到步骤707。

在亮度平衡评价步骤707中，所投影的左眼图像和右眼图像被检查来寻找任何存在的亮度不平衡。图5A示出了由右眼对置棋盘图案214和左眼对置棋盘图案215的投影514和515之间的亮度差异的示例，其中，右眼图像或图案514比左眼图像515更亮。这种亮度的不平衡可以通过调整照明光源的位置(或者更具体地，弧光灯301的位置)来校正。对于一些投影仪，除了对于灯301的调整之外或者代替该调整，可能需要对于反射器103或其它会聚光学系统(未示出)的调整或者对于诸如电弧定位磁体的其他机构的调整。

在图5A中示出的具体示例中，所投影的用于右眼的棋盘514看起来比所投影的棋盘515更亮。这种情况下在亮度调整步骤708中通过沿着图5B中示出的箭头501的方向升高外壳302(或照明光源)的位置来进行校正动作。该调整实际上使得电弧在孔110处的图像305降低。应当理解，当电弧的图像305在孔中位于中央位置上方时，右眼图像看起来更亮，因为在照明场的中央附近相比于边缘光通量更大。重复这种调整，直到所投影的棋盘514和515看起来具有基本相同的亮度水平。

如果棋盘投影514和515的相对亮度与图5A中示出的相反，使得右眼棋盘投影514’看起来比左眼棋盘投影515’更暗(见图5C)，那么电弧的图像在孔110中过低。这种类型的不平衡的校正是通过将外壳302或照明光源沿着与图5B中的箭头501示出的方向相反的方向向下移动来实现的。

在亮度平衡评价步骤707中，测试图案中的十字准线的叠置地投影的竖直、水平中心线510和511(见图5A)的对准被临时地忽略。对置棋盘投影514和515之间的略微的不当对准可以产生比棋盘投影514和515中仅有一者比另一个棋盘投影更亮的情况更多的亮度不连续性。该问题在下文中更详细地陈述。

当在步骤702-708中进行的对于透镜朝向、会聚和亮度平衡的粗糙调整的第一阶段完成时，在方法700中进行第二阶段的调整，以实现更精细的对准和更精确的校正。该第二阶段的调整以步骤702’开始，在该步骤处进行精细调整以安装框架来确保图像在孔110中以及在屏幕上适当地居中。也在此时执行聚焦。因为已经完成的粗糙对准，所以聚焦对象201(见图2)的使用对于改善聚焦更加有意义，这是因为这些聚焦对象现在比在对准处理中更好地对准。这些聚焦对象201的使用在随后的或最终的聚焦检查中仍保持有意义并且有益。

在朝向评价步骤703’中，竖直中心线投影310’和311’(见图3B)将会由于步骤704中实现的粗糙对准而看起来基本重叠。然而，来自测试图案的棋盘投影314’和315’之间的竖直界面(或重叠区域)将会继续表现出亮度增加的区域316和亮度减小的区域317，直到基本完成竖直中心线投影的基本完全的重叠为止。因此可以使用竖直界面区域中的亮度增加的区域316和亮度减小的区域317作为游标式(vernier)校准，来对于透镜朝向实现精确得多的校准水平。以此方式，可以调整透镜组件130的朝向以将角度331(见图3C)减小到零，由此基本消除会聚误差。

当右眼对置棋盘214和左眼对置棋盘215的投影314’和315’如图3B所示不当对准时(具有略微的不当朝向和总的不当会聚)，将会在不通过3D眼镜观看投影图像的状态下，观察到以下两个现象。第一，对于定位在(左眼棋盘投影315’的)标有“L”的方形的右侧上的(右眼棋盘投影314’的)标有“R”的方形，当右眼棋盘投影314’相对于左眼棋盘投影315’(由于略微的不当朝向而)朝向左侧偏移时，明区域316将会看起来在这两个水平相邻的R方形和L方形的竖直界面处。在这种情况下，相对窄的明区域316对应于R方形和L方形之间的重叠区域。第二，在定位在标有“L”的方形的左侧上的标有“R”的方形之间的竖直界面处，右眼棋盘投影314’的相同的向左偏移将会导致R方形从L方形向左进一步移位，相反导致了暗区域317。当观察到图3B中示出的具体不当对准时(即，右眼棋盘314’的投影图像具有相对于左眼棋盘315’朝向左侧略微水平偏移)，在精细朝向调整步骤704’中通过将透镜130绕其中心轴线330沿着图3C中示出的箭头333的方向旋转，以将角331朝向零来减小，来进行校正动作。这种即时的调整将会更精细，并且将会相比于第一朝向调整步骤704中进行的调整产生更加精确的朝向错误校正。更精细的调整主要地通过使用棋盘作为可视量规来实现，并且更小程度地，由系统中其他处的改善对准来实现。虽然这些之后的对准与即时对准互不相关或者无关，但是它们看起来对于观察者的个人权力(person’s power)具有有害影响，直到这些之后的不当对准被至少部分地校正为止。在本发明的可选实施例中，棋盘的使用可以结合步骤703/704来执行，而不是等到步骤704’来补充(甚至代替)十字准线调整。

如之前在类似情景中讨论的，当明区域316和暗区域317的位置颠倒时(未示出)，精细朝向调整步骤704’中的校正动作要求透镜130沿着与箭头333相反的方向旋转。

期望在精细朝向调整步骤704’中进行的校正调整导致十字准线的竖直中心线210和211的基本叠置的投影410和510(分别见图4A、图5A)，并且沿着所投影的右眼对置棋盘与左眼对置棋盘之间的竖直界面区域(见图4A中的区域414和415)基本不存在竖直明区域316和竖直暗区域317。在利用相对于彼此精确水平对准的左眼图像和右眼图像实现该朝向时，校准方法700在步骤705’继续，其中，通过检验所投影的右眼图像和左眼图像中的棋盘图案的水平界面区域来进一步评价会聚错误。

返回参照图4B，因为已经在步骤706中建立了粗糙会聚，所以右眼水平中心线212和左眼水平中心线213的投影412’和413’在屏幕150处的距离411’相对小(诸如一英寸以下)的状态下看起来基本重叠，并且可以对应于数字写入的胶片中的仅1-4个像素。然而，对置棋盘投影414’和415’之间的水平界面区域将会表现出亮度增加区域416和亮度减小区域417以及存在会聚错误。这些水平界面区域可以被用在会聚错误评价步骤705’中，作为游标式校准工具，来对于会聚校正提供更精细的分辨率和更精确的调整，如下文所述。

当右眼对置棋盘214和左眼对置棋盘215的投影414’和415’如图4B所示不当对准时，将会在不使用观察图像的3D眼镜的状态下观察到以下两个现象。第一，对于定位在(左眼棋盘投影415’的)标有“L”的方形的下方的(右眼棋盘投影414’的)标有“R”的方形，当右眼棋盘投影414’相对于左眼棋盘投影415’朝向上方偏移时，明区域416将会看起来在这两个水平相邻的R方形和L方形的水平界面处。在这种情况下，明区域416对应于R方形和L方形之间的窄的重叠区域。第二，在定位在标有“L”的方形的上方的标有“R”的方形之间的水平界面处，右眼棋盘投影414’的相同的向上偏移将会导致暗区域417(因为R方形从其相邻的L方形进一步移位)。

当观察到图4B中示出的具体不当对准时(即，右眼棋盘414’的投影图像具有相对于左眼棋盘415’朝向上方略微竖直偏移或移位)，在精细会聚调整步骤706’中通过将会聚调整机构135沿着图4C中示出的箭头433的方向旋转，以在屏幕150处减小间隙332的尺寸并且由此使得所投影的图像中心线446和447向一起接近，来进行校正动作。这种调整将会相比于在第一会聚调整步骤706中执行的调整产生更精细的结果以及更精确的会聚校正。在这种情况下，更精细的调整可能由于由测试图案中的相反的棋盘产生的水平界面区域提供的改善的可视量规以及改善的聚焦来产生。因为聚焦的改变可以改变会聚，所以聚焦和会聚相比于朝向更加紧密地彼此结合。

如果通过图4B观察到在水平界面处的明区域416和暗区域417的位置，所以精细朝向调整步骤706’中的校正动作将会要求将会聚调整机构135沿着与箭头433相反的方向旋转，来由此增加间隙332的尺寸。

如前所述，根据透镜系统130的具体构造，对于间隙332的调整可能导致不期望的结果(例如，聚焦移动)或者调整机构可能不容易接近。在这些情况中，经调整的处理可以被用于会聚调整，在该会聚调整中需要精细聚焦和数值对准评价以及它们各自的粗糙和精细调整，并且必须在会聚的精细调整之后重复步骤702’、703、704、703’和704’。

期望在精细会聚调整步骤706’中进行的校正调整导致测试图案的十字准线中的水平中心线212和213的基本叠置的投影511(图5A)，并且沿着所投影的右眼对置棋盘与左眼对置棋盘之间的水平界面区域(见图5A中的区域514和515)基本不存在水平明区域416和水平暗区域417。当所投影的左眼图像和右眼图像相对于彼此竖直对准时，完成会聚校正并且校准方法700进行到步骤707’。

在精细亮度平衡评价步骤707’中，所投影的左眼图像和右眼图像被检查来寻找在步骤708中执行粗糙调整之后的任何亮度不平衡或者亮度水平差异。例如，右眼棋盘图案214和左眼棋盘图案215的投影514和515具有不同的亮度，如图5A或图5C所示。因为已经在步骤708中至少部分地校正亮度不平衡，所以在步骤707’处检测的亮度差异应当小于在图5A中所示的处理中早期可见的水平。当存在亮度不平衡时，可以根据对于步骤707和708进行的描述来进行校正调整。但是如果棋盘图案214和215的投影表示出棋盘图案的剩余明区域和暗区域，则这种附加校正调整仅在步骤707’中有必要性。如果包括棋盘方形的投影区域处于基本均匀或相等的亮度(暗度)水平，使得各个棋盘方形不再彼此不同(即，在棋盘方形之间没有可见的或者可辨别的界面，由此如在图6中的合成投影区域612所示使得棋盘图案的显现最小化)，之后不需要额外的对准或调整来进一步校正亮度平衡。

在可选实施例中，可以在此时在强调朝向屏幕150的中央的那些聚焦对象投影的状态下，使用聚焦对象投影613来进行聚焦的附加检查。

在步骤707’或708’的结束处，通过使用测试胶片120和测试图案200m来将投影系统100适当地聚焦和对准，由此表现适当的朝向、会聚和亮度平衡。演示准备就绪步骤709涉及从投影仪100移除测试胶片并且安装实际的演示胶片。因为对于透镜130的对准和会聚调整被机械地锁定或者否则不能通过商用胶片投影仪中的胶片更换而改变，所以不需要对于透镜系统130进行进一步的调整。但是，可以随着演示胶片的前导部分(未示出)前进并且定位为准备好进行放映，作出聚焦的最终检查(可选)。在步骤710中，安装演示胶片并且重复执行聚焦检查。步骤710的操作可以不确定地重复或者按照需要重复。方法700在步骤711处结束。

图8示出了校准方法800的另一个实施例，其可以被用来在诸如用在3D胶片投影中使用的透镜组件130的立体透镜组件中执行光学对准。在步骤802中，用于立体图像对的测试图像(诸如图2中示出的那些)被投影到屏幕上，并且执行框架安装(framing)和聚焦调整，使得所投影的图像被适当地聚焦在屏幕上。这可以如上所述地通过诸如使得一些文本或特征可视聚焦的各种方式来完成。这与图7中的步骤702类似。

在步骤803中，如在先对于步骤703讨论的，所投影的图像被检查来寻找透镜朝向中的可能的不当对准。在步骤804中，如结合步骤704描述的，按照需要执行透镜组件的朝向的调整，诸如通过使用测试图案200的竖直中心线210和211作为虚拟量规来基于第一朝向对准标准实现粗糙对准。

在步骤805中，如之前结合步骤705讨论的，所投影的立体图像被检查来寻找由所投影的立体图像对的左眼图像和右眼图像中的竖直错配或偏移而表现的可能的不会聚。在步骤806中，如结合步骤706描述的，按照需要调整透镜组件的上、下部分之间的间隔或间隙，使得可以诸如通过使用测试图案200的水平中心线212和213作为虚拟量规来基于第一会聚标准来实现粗糙会聚。

在步骤807中，如之前结合步骤707讨论的，所投影的立体图像被检查来寻找可能的亮度不平衡。在步骤808中，如之前结合步骤708讨论的，按照需要调整照明光学系统(诸如光源和/或反射器以及胶片框或孔)的相对定位，诸如通过对置棋盘图案214和215的可视量规来将任何亮度不平衡减小到可接受的水平。

步骤802到808可以认为是第一阶段对准，其中对于系统(具体地，对于投影朝向、会聚和亮度平衡)实现粗糙对准结果。

包括步骤812-818(其与图7的步骤702’-708’相似)的第二阶段对准被用来对于投影系统实现一组更加精确的对准和更加精确的校正。步骤812涉及对于将胶片框架安装到胶片框或孔中的附加调整和/或附加的聚焦调整。

在步骤813中，所投影的图像被检查来寻找透镜朝向中的剩余不当对准，并且在步骤814中，如结合步骤714所讨论的，如果需要的话进行调整，以根据棋盘图案的竖直界面区域作为虚拟量规来基于第二朝向对准标准实现更精确的对准。例如，由透镜旋转的不当朝向而引起的朝向错误可以引起所投影的左眼图像与右眼图像之间的水平偏移，这可以通过检查所投影的棋盘图案的竖直界面区域来寻找相邻的亮或暗的线或区域的存在或显现来检测。

在步骤815中，所投影的图像被检查来寻找由所投影的立体图像之间的竖直不当对准表现的剩余的不会聚。如果需要的话，如结合步骤706’所讨论的，在步骤816中进行调整，以根据棋盘图案的水平界面区域作为虚拟量规来基于第二朝向对准标准实现更精确的会聚。例如，由双透镜系统的上部与下部之间的不正确间隔引起的会聚错误可以引起所投影的左眼图像与右眼图像之间的竖直偏移，这可以通过检查所投影的棋盘图案的水平界面区域来寻找相邻的亮或暗的线或区域的存在或显现来检测。

在步骤817中，所投影的图像被检查来寻找任何剩余的亮度不平衡。这可以由在调整步骤808之后剩余的剩余不平衡引起，或者可以由在步骤808中执行的过度校正引起。在步骤818中，如在先结合步骤708或708’讨论的，照明光学系统(即，光源和/或反射器等)和胶片框或孔的相对定位被调整，以使用诸如对置棋盘图案214和215的可视量规将所投影的左眼图像与右眼图像之间的亮度不平衡减小到可接受的水平。例如，由照明器相对于胶片框的不当对准引起的亮度不平衡将会引起所投影的左眼图像与右眼图像之间的亮度差异，这可以通过检查所投影的棋盘图案中的方形的相对亮度来检测。在存在亮度不平衡的情况下，所投影的图像将会在与右眼棋盘和/或左眼棋盘中的相对亮度的图案基本类似或可能相同的图案中，具有相邻的明区域和暗区域(或者具有相对的亮度，例如，更亮和更暗的区域)。

在对准的第二阶段之后(例如，步骤812-818)，投影系统将会对于3D胶片投影足够良好地对准。注意，对于透镜朝向、会聚和亮度的调整也可以按照与图7和图8不同的顺序执行。也可以在胶片投影之前按照需要执行附加调整，例如包括由操作人员认为必要的聚焦检查或其他任务。

虽然上述示例集中在基于胶片的3D投影的对准，但是本发明的一个或多个特征也可以被应用到使用分离的透镜或光学组件来投影立体图像对的右眼图像和左眼图像的特定数字3D投影系统。这种系统可以包括单个投影仪或双投影仪系统，例如由Cypress，CA，U.S.A.的Christie DigitalSystems USA，Inc.销售的Christie 3D2P双投影仪系统或者由San Diego，CA，U.S.A.的Sony Electronics，Inc.销售的具有双透镜3D适配器(诸如LKRL-A002)的Sony SRX-R220 4K单投影仪系统。例如，在单投影仪系统中，共用成像器的不同的实体部分通过分离的投影透镜投影到屏幕上。

在系统中实现各种对准的测试图案和方法的以上描述和附图是本发明的各种实施例的示例。也可以使用特定修改和变化来实施本发明，诸如使用不同位置来将测试图案放置在图像内、使用不同尺寸的测试图案特征、执行特定调整步骤的不同顺序、或者甚至省略方法中的一个或多个步骤。

这里列举的全部示例和条件性语言是为了教育性目的，以帮助读者理解由发明人对于本领域提出的原理和概念，并且被理解为不局限于这里具体列举的示例和条件。

此外，这里列举的本发明的原理、观点和实施例的全部陈述，及其具体示例是为了包括其结构性和功能性的等价物。此外，这些等价物意图包括当前已知的等价物以及将来发展的等价物，包括所发展出来的任何执行相同功能的任何元件，无论结构如何。

这里已经描述了大量的实施方式。然而，将会理解可以进行各种修改。例如，不同实施方式的元素可以被结合、替换、修改或移除以产生其他实施方式。此外，本领域技术人员将会里接其他的结构和过程可以替换这里公开的这些并且所得到的实施方式将会以基本相同的方式至少执行基本相同的功能，以实现与这里公开的实施方式基本相同的结果。具体地，虽然已经参照附图描述了图示实施例，但是应该理解本原理不局限于这些精确的实施例，并且可以由本领域技术人员实现各种改变和修改，而不超出本远离的范围或精神。因此，这些和其他的实施方式可以由本申请预料到并且在权利要求的范围内。

Claims (16)

1.一种用于将立体投影系统对准的测试图案，所述测试图案包括：

第一图像和第二图像，它们形成立体图像对；

所述第一图像具有第一图案，所述第一图案包括第一组多个相邻的明区域和暗区域；

所述第二图像具有第二图案，所述第二图案包括第二组多个相邻的明区域和暗区域，其中，在各组多个相邻的明区域和暗区域的定位方面，所述第二图案是所述第一图案的共轭物；

其中，由所述立体投影系统投影的第一图像和第二图像的组合指示所述立体投影系统中的以下至少一项：朝向错误、会聚错误和亮度平衡错误。

2.根据权利要求1所述的测试图案，其中：

与所投影的所述第一图像与所述第二图像之间的水平偏移相关联的所述朝向错误被沿着所投影的第一图案和第二图案的基本上竖直的区域而指示；

与所投影的所述第一图像与所述第二图像之间的竖直偏移相关联的所述会聚错误被沿着所投影的第一图案和第二图案的基本上水平的区域而指示；并且

所述亮度平衡错误由与所述第一图案和所述第二图案中的至少一者基本上相似的图案中的相邻的明区域和暗区域指示。

3.根据权利要求1所述的测试图案，其中，所述第一图案包括在第一方向上对角布置的两个方形，所述第二图案包括在与所述第一方向正交的第二方向上对角布置的两个方形。

4.根据权利要求3所述的测试图案，其中，所述第一图案和所述第二图案都表现出至少具有两个明区域和两个暗区域的棋盘图案。

5.一种用于将立体投影系统对准的方法，所述方法包括：

投影第一图像和第二图像，所述第一图像和所述第二图像形成立体图像对，所述第一图像具有第一图案，所述第一图案包括第一组多个相邻的明区域和暗区域，所述第二图像具有第二图案，所述第二图案包括第二组多个相邻的明区域和暗区域，其中，在各组多个相邻的明区域和暗区域的定位方面，所述第二图案是所述第一图案的共轭物；

响应于所投影的所述第一图案和所述第二图案之间的基本上竖直的界面区域的存在来调整立体透镜的朝向，这些基本上竖直的界面区域表现出的明图案和暗图案指示了所投影的所述第一图像与所述第二图像之间的水平偏移；

响应于所投影的所述第一图案和所述第二图案之间的基本上水平的界面区域的存在来调整所述立体透镜的会聚，这些基本上水平的界面区域表现出的明图案和暗图案指示了所投影的所述第一图像与所述第二图像之间的竖直偏移；以及

响应于在与所述第一图案和所述第二图案中的至少一者基本上相似的投影图案中的相邻的明区域和暗区域的存在，来调整所述立体投影系统的亮度平衡。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一图案包括在第一方向上对角布置的两个方形，所述第二图案包括在与所述第一方向正交的第二方向上对角布置的两个方形。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一图案和所述第二图案都表现出至少具有两个明区域和两个暗区域的棋盘图案。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，调整亮度平衡的步骤还包括：对于所投影的所述第一图像和所述第二图像中的至少一者调整所述立体投影系统的亮度，直到所述第一图案和所述第二图案的出现被基本上最小化。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，调整会聚的步骤还包括：对于所投影的所述第一图像和所述第二图像中的至少一者调整所述立体投影系统的竖直位置，直到与所投影的所述第一图像和所述第二图像之间的竖直偏移有关的所述基本上水平的界面区域的出现已经被最小化。

10.根据权利要求6所述的方法，其中，调整朝向的步骤还包括：对于所投影的所述第一图像和所述第二图像中的至少一者调整所述立体投影系统的水平位置，直到与所投影的所述第一图像和所述第二图像之间的水平偏移有关的所述基本上竖直的界面区域的出现已经被最小化。

11.根据权利要求6所述的方法，其中，所述立体投影系统是从双透镜立体投影系统和双投影仪系统中选择的一者。

12.一种用于对立体投影系统进行对准的方法，所述方法包括：

投影第一图像和第二图像，所述第一图像和所述第二图像形成立体图像对，所述第一图像具有第一图案，所述第一图案包括第一组多个相邻的明区域和暗区域，所述第二图像具有第二图案，所述第二图案包括第二组多个相邻的明区域和暗区域，其中，在各组多个相邻的明区域和暗区域的定位方面，所述第二图案是所述第一图案的共轭物；

通过执行步骤(a)和(b)中的至少一者，来校正与所述立体投影系统的朝向和会聚中的至少一者有关的错误，其中：

步骤(a)包括：响应于与所投影的所述第一图像和所述第二图像之间的水平偏移有关的基本上竖直的界面区域的存在，来调整所述立体透镜的朝向，所述基本上竖直的界面区域表现出的明图案和暗图案指示了所述水平偏移；

步骤(b)包括：响应于与所投影的所述第一图像和所述第二图像之间的竖直偏移有关的基本上水平的界面区域的存在，来调整所述立体透镜的会聚，所述基本上水平的界面区域表现出的明图案和暗图案指示了所述竖直偏移；以及

响应于在与所述第一图案和所述第二图案中的至少一者基本上相似的投影图案中的相邻的明区域和暗区域的存在，来调整所述立体投影系统的亮度平衡。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，调整亮度平衡的步骤还包括：对于所投影的所述第一图像和所述第二图像中的至少一者调整所述立体投影系统的亮度，直到所述第一图案和所述第二图案的出现被基本上最小化。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，调整会聚的步骤还包括：对于所投影的所述第一图像和所述第二图像中的至少一者调整所述立体投影系统的竖直位置，直到与所投影的所述第一图像和所述第二图像之间的竖直偏移有关的所述基本上水平的界面区域的出现已经被最小化。

15.根据权利要求12所述的方法，其中，调整朝向的步骤还包括：对于所投影的所述第一图像和所述第二图像中的至少一者调整所述立体投影系统的水平位置，直到与所投影的所述第一图像和所述第二图像之间的水平偏移有关的所述基本上竖直的界面区域的出现已经被最小化。

16.根据权利要求12所述的方法，其中，所述立体投影系统是从双透镜立体投影系统和双投影仪系统中选择的一者。

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