CN103621071B - 高方向性屏幕 - Google Patents

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Abstract

剧院利用宽间距的多个投影仪。投影仪的宽间距减少了在平坦的、弯曲的、回归反射的和其它类型的屏幕上出现的热点。投影仪被较宽地间隔开并且通常被放置在剧院的相对侧处。宽间距导致梯形失真或者效果，其可以通过例如改变投影仪的调制器上的像素位置使得两个投影仪中调制的相同（或者对应）像素最终被投影到屏幕的相同像素区域上来被电子地补偿。本发明在通常要求其中热点和有关的串扰是常见的高方向性屏幕的基于偏振的3D系统中是特别有利的。

Description

高方向性屏幕
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年6月13日提交的美国专利临时申请No.61/496,497的优先权，其整体通过参考被并入于此。
技术领域
本发明涉及用于显示图像的屏幕，并且更特别地涉及用于包括3D电影的运动图像的观看和显示的屏幕。
背景技术
用于观看电影和其它图像的屏幕在结构和特性的较宽范围内可用。屏幕的方向性涉及来自屏幕的光的镜面反射的角度或量。在2D电影应用中，观看屏幕的方向性经常具有宽的高斯状特性，其减少屏幕的表观亮度（对于单独的观看者），但是在各个角度处在屏幕之上维持非常一致的相对图像亮度，使得图像质量在典型的观看观众的前面、背面、中间和侧面之间是一致的。
在一些3D应用（诸如基于偏振的系统）中，具有高方向性的屏幕由于它们具有在光被反射离开屏幕时保持偏振的能力而被利用。偏振的变化将典型地引起分离地偏振的左眼和右眼通道之间的串扰并且由此侵蚀或者甚至破坏“3D”效果。然而，这种高方向性屏幕还产生不期望的效果，诸如热点（hot spotting）以及在屏幕之上的更不均匀的相对照度。这些问题在倾斜的观看角度处会被恶化，使得剧院中的一些观看位置/座位位置可能是更少期望或者不期望的。
光谱分离通过光谱地过滤左眼和右眼来提供投影仪处的分离。该系统与补色立体法的不同之处在于，用于左眼和右眼的滤波器中的每一个通过红色、绿色和蓝色谱的一部分以提供全色图像，并且还与基于偏振的系统的不同之处在于，高方向性的（或者偏振保持的）屏幕不是必需的，但是在较大的热点的代价被认为可接受的情况下可以被利用。左眼滤波器的带通谱与右眼滤波器的带通谱互补。眼镜由具有与投影仪中使用的相同的通用的光谱特性的滤波器组成。
上述所有用于提供左眼/右眼分离以用于3D立体显示的方法可以和两个投影仪（例如，一个用于左眼而一个用于右眼）一起使用，或者可以和单个D电影投影仪系统一起使用。在双投影系统中，投影滤波器（例如光谱滤波器或者偏振控制）可以是静态或者动态并且可以位于投影透镜前面或者投影仪内部。在使用双投影仪的2D和3D系统两者中，投影仪被放置得非常接近以便增强投影图像的对齐和均匀性。
发明内容
本发明的发明人已经认识到减少热点的需要，特别在使用高方向性的屏幕时，使得它们可以被更成功地实现在2D和3D显示（诸如电影院和家庭影院应用）中。本发明的一个结果是为正使用的屏幕提供更高的反射率/方向性，增大整体亮度但是维持屏幕之上的相对亮度的均匀性。
在一个实施例中，本发明提供一种投影系统，其包括屏幕和至少两个宽间距的（widely spaced）数字投影仪。屏幕可以包括例如高增益屏幕、回归反射（retro-reflective）的屏幕和/或弯曲的（curved）屏幕中的任意一种。该系统可以包括补偿机构，该补偿机构被配置为针对由从两个宽间距的数字投影仪投影图像所引起的梯形效果来进行调节。补偿机构包括移动在至少一个投影仪的调制器上调制要被投影的图像的像素的位置以使得两个投影仪的像素被投影到屏幕的同一部分上。补偿机构可以包括在投影仪的调制器上实现的电子补偿和从调制器到屏幕的光路的修改。
投影仪可以在其中安装该系统的剧院内以及在补偿机构的任何限制内被尽可能宽地间隔开。在一个实施例中，投影仪被间隔开大于两个投影仪宽度。投影系统可以包括基于偏振的3D投影系统。至少两个宽间距的投影仪可以包括3个或更多个宽间距的投影仪的阵列。投影仪可以是基于激光的投影仪。投影系统可以包括基于可视动态范围（VDR）（再现图像到与适应的（adapted）人眼能力相同的程度）的投影系统。宽间距的投影仪可以被放置在剧院的后部处的相对侧上、在剧院的侧壁上、或者放置在剧院的天花板或者地板（例如，过道（aisles）中）上。
本发明包括梯形效果机构，其对宽间距的投影仪的图像进行操作。本发明在图像数据流水线中的任一点处包括控制器或者其它处理器，该图像数据流水线被配置为根据宽间距的投影仪梯形地调节图像数据。该调节可以被固定为预先指定的标准调节，但是优选地针对每个投影仪和/或剧院装备被定制。本发明包括用于激励（energizing）投影系统的调制器以便补偿由于根据本发明的投影仪的宽间距招致的梯形效果的任何调制方案。
本发明包括多组宽间距的投影仪，该多组宽间距的投影仪包括例如从剧院的后部投影的两个投影仪以及从剧院的相对的壁投影的两个投影仪。
在此描述的实施例中的任意一个可以包括：投影仪被配置为交替投影3D图像或者运动图像的右通道图像和左通道图像。
本发明也可以被具体实现为投影系统，该投影系统包括间隔开大于一个投影仪宽度的第一投影仪和第二投影仪，其中第一投影仪被配置为投影第一方向梯形校正后的图像并且第二投影仪被配置为投影第二方向梯形校正后的图像。
梯形校正可以包括对于由投影仪之间的大于5英尺的分离所引起的图像对准（registration）错误的校正。梯形校正可以包括对于由投影仪放置在剧院的相对侧壁处和大于5英尺的分离所引起的图像对准错误的校正。
第一投影仪可以被放置为比剧院的中心更接近于剧院的第一侧壁并且第二投影仪可以被放置为比该中心更接近于剧院的相对侧壁。在一个实施例中，第一投影仪邻近于第一侧壁并且第二投影仪邻近于相对侧壁。投影仪与最接近侧壁之间的仅有的空间可以是例如用于维护投影仪的操作空间。
本发明还可以被描述为一种使用多个宽间距的投影仪到高增益屏幕上的显示系统。投影仪可以被配置为显示3D图像。3D图像可以通过偏振或者其它技术（例如，颜色或者光谱分离）被分离。高增益屏幕可以具有例如大于2的方向性或者增益。屏幕可以是回归反射的并且可以是弯曲的。
本发明还可以被描述为一种3D投影系统，其包括：至少两个投影仪以及高增益屏幕，所述高增益屏幕被放置以便显示由投影仪投影的图像；第一校正机构，被配置为校正由投影仪中的第一投影仪投影的图像中的第一梯形效果；第二校正机构，被配置为校正由投影仪中的第二投影仪投影的图像中的第二梯形效果；第一z型屏幕，被配置为使由第一投影仪投影的图像的偏振交替；第二z型屏幕，被配置为使由第二投影仪投影的图像的偏振交替；以及控制器，被配置为使由投影仪投影的每个投影图像与匹配该投影图像的对应3D通道的偏振同步。第二梯形效果例如在水平上与第一梯形效果相反。在一个实施例中，所述至少两个投影仪是3个或更多个投影仪的阵列。
由本发明提供的系统可以被具体实现为被配置为执行本发明的装置和/或设计成实践本发明的方法。例如，在减少热点（以及在3D实施例中减少串扰）的情况下在高增益屏幕上显示图像（例如，2D和/或3D图像）的方法。或者，被配置为在减少热点（以及在3D实施例中减少串扰）的情况下在高增益屏幕中显示图像的投影装置。
装置、方法和系统的部分可以被方便地实现在通用计算机或者连网的计算机上的编程中，并且结果可以被显示在与通用计算机或者连网的计算机中的任意一个连接的输出装置上，或者被发送到用于输出或者显示的远程装置（例如，电影院）。另外，以计算机程序、数据序列和/或控制信号方式表示的本发明的任何组件可以被具体实现为以任意频率以包括但不限于无线广播的任意介质进行的电子信号广播（或者被传输），以及在一个或更多个铜线、一个或更多个光纤线缆和一个或更多个同轴线缆之上的传输，等等。
附图说明
因为通过参考以下结合附图考虑的详细描述，本发明的更完整的理解和其许多伴随的优点变得更好理解，所以本发明的更完整的理解和其许多伴随的优点将被容易获得，在附图中：
图1A是根据本发明实施例的包括示例性的投影仪位置的电影院的布置的图；
图1B是示出对于最坏情况的观看者的在具有平坦的普通屏幕的电影院中的反射的图；
图1C是示出对于最坏情况的观看者的在具有回归反射屏幕的电影院中的反射的图；
图1D是示出对于最坏情况的观看者的在具有弯曲的普通屏幕的电影院中的反射的图；
图2A是示出对于中间边缘（mid edge）的观看者的在具有平坦的普通屏幕的电影院中的反射的图；
图2B是示出对于中间边缘的观看者的在具有弯曲的普通屏幕的电影院中的反射的图；
图2C是示出对于中间边缘的观看者的在具有回归反射屏幕的电影院中的反射的图；
图3A是示出对于最坏情况的观看者的在具有平坦的普通屏幕的使用宽间距的双投影仪的电影院中的反射的图；
图3B是示出对于最坏情况的观看者的在具有弯曲的普通屏幕的使用宽间距的双投影仪的电影院中的反射的图；
图3C是示出对于最坏情况的观看者的在具有回归反射屏幕的使用宽间距的双投影仪的电影院中的反射的图；
图4A是示出对于中间边缘的观看者的在具有平坦的普通屏幕的使用宽间距的双投影仪的电影院中的反射的图；
图4B是示出对于中间边缘的观看者的在具有弯曲的普通屏幕的使用宽间距的双投影仪的电影院中的反射的图；
图4C是示出对于中间边缘的观看者的在具有回归反射屏幕的使用宽间距的双投影仪的电影院中的反射的图；
图5是示出根据本发明实施例的宽间距的双投影仪的图；
图6是使用单个投影仪和1.8增益屏幕的剧院中的左边和中心岛座位位置的性能图；
图7是使用单个投影仪和2.2增益屏幕的剧院中的左边和中心岛座位位置的性能图；
图8是使用单个投影仪和2.4增益屏幕的剧院中的左边和中心岛座位位置的性能图；
图9是根据本发明实施例的使用位于相对侧壁的宽间距的双投影仪和2.4增益屏幕的剧院中的左边和中心岛座位位置的性能图；
图10是根据本发明实施例的使用位于剧院的在后壁向前了到屏幕的距离的大约1/10处的相对侧壁上的宽间距的双投影仪和2.4增益屏幕的剧院中的左边和中心岛座位位置的性能图；以及
图11是根据本发明实施例的使用三投影仪配置和2.4增益屏幕的剧院中的左边和中心岛座位位置的性能图，该三投影仪配置中的2个投影仪位于剧院的在后壁向前了到屏幕的距离的大约1/5处的相对侧壁上，一个投影仪在观众席的中心处。
具体实施方式
电影院中的高增益屏幕的使用由于它们缺乏均匀性（尤其在观众席和屏幕的边缘处）而被限制。这被称为“热点（hot spotting）”。具有合理的均匀性的当前屏幕被限制在约1.8的增益。银幕具有约2.4的增益，并且遭受显著的热点。
本发明包括位于观众席的边缘的（或者宽间距的）多个投影仪与具有受控的（例如，非高斯）方向性的屏幕相组合的使用，以便允许在当从观众席中的各种座位位置观看时维持屏幕之上的合理的均匀性的同时使用超过3的屏幕增益。均匀性被提高到使得在一些实施例中回归反射屏幕也可以被使用的程度。
将投影仪放置在观众席的边缘处产生一定程度的梯形失真，该梯形失真通过例如自动对准（例如，电子设备）校正。虽然在使用胶片投影仪时校正梯形失真是一个问题，但是在使用数字投影时可以在投影之前电子地执行那些校正。
对于偏振系统（例如，基于偏振的3D电影院），使用这个方法也减少串扰，特别地在屏幕的边缘处。可以通过具有带有随着屏幕位置平滑地改变的增益特性的屏幕，来利用单个投影仪获得类似的优点。此类屏幕可以例如通过平滑地改变屏幕之上的增益被构造。
现在参考附图，其中相似的附图标记指示相同的或者对应的部件，并且更特别地参考其图1A，示出了具有座位区和约50英尺×70英尺的尺寸以及40英尺的屏幕110的电影院100的布置的图。在图1D-2C中将利用该尺寸来描述对于最坏情况（前排端部）和中间边缘的座位位置两者的使用平坦的普通屏幕（例如，高斯状反射性质）、回归反射的（回归）平坦的屏幕、和弯曲的普通屏幕的观看角度和反射质量。在图3A-4C中将再次利用该尺寸来描述根据本发明的在最坏情况和中间边缘的座位两者中的使用平坦的普通屏幕、弯曲的普通屏幕、和回归反射的平坦的屏幕的观看角度和反射质量。
还示出了7个示例性的投影仪位置。本发明可以利用对称安置的投影仪对中的任意一种（P3/P5、P2/P6、P1/P7中的任意一种）（注意：对称是便利且有利的，但是不是本发明的要求）和可选的中心投影仪P4。如注意到的，位置是示例性的，并且对于类似的或者额外的效果可以利用任意数目的布置（包括天花板和地板安装的投影仪，或者更接近于观看屏幕安置的投影仪）。
投影仪P3和P4例如被分离开实际地尽量地远，其包括具有清楚的照射区（shot）以便照射屏幕110。在50'宽的观众席中，这对应于从投影仪到观众席中心的25英尺距离。投影仪P2和P6例如被安装在剧院的相对侧壁上且在后壁向前了到屏幕的距离的1/10（例如，约7英尺）处。投影仪P1和P7例如被安装在相对侧壁上且在到屏幕的距离的1/5（例如，后壁向前约15英尺）处。可以利用后壁向前的其它距离。
图1B是示出对于最坏情况的观看者120的在具有平坦的普通屏幕的电影院中的反射的图。来自投影仪125的光照到屏幕之上（例如，光路115和116）并且反射到最坏情况的观看者120，最显著地在屏幕的远端处（角度φ1，镜面反射125A和观看者之间的角度）以及在屏幕中心处（角度φ2，沿着入射光路的镜面反射125B与观看者之间的角度）。在该情况下，φ1=约90度，并且φ2=约63度。
图1C是示出对于最坏情况的观看者120的在具有回归反射屏幕的电影院中的反射的图。对于回归反射屏幕，在该情况下，φ1（镜面反射126A与观看者之间的角度）=约57度，并且φ2（镜面反射126B与观看者之间的角度）=约65度。
图1D是示出对于最坏情况的观看者的在具有弯曲的普通屏幕的电影院中的反射的图。弯曲的屏幕具有例如接近于投影仪位置的曲率半径的中心。对于弯曲的普通屏幕，在该情况下，φ1（从入射光路稍微向内的镜面反射127A与观看者之间的角度）=约62度，并且φ2（沿着入射光路的镜面反射127B与观看者之间的角度）=约65度。
图2A是示出对于中间边缘的观看者135的在具有平坦的普通屏幕的电影院中的反射的图。来自投影仪125的光照到屏幕之上并且被反射到中间边缘的观看者220，最显著地在屏幕的远端处（角度φ1，镜面反射225A和观看者之间的角度）以及在屏幕中心处（角度φ2，沿着入射光路的镜面反射225B与观看者之间的角度）。在该情况下，φ1=约65度，并且φ2=约30度。
图2B是示出对于中间边缘的观看者220的在具有弯曲的普通屏幕的电影院中的反射的图。对于弯曲的普通屏幕，在该情况下，φ1（从入射光路稍微向内的镜面反射226A与观看者之间的角度）=约32度，并且φ2（沿着入射光路的镜面反射226B与观看者之间的角度）=约30度。
图2C是示出对于中间边缘的观看者的在具有平坦的回归反射屏幕的电影院中的反射的图。对于回归反射屏幕，在该情况下，φ1（沿着光入射路径的镜面反射227A与观看者之间的角度）=约33度，并且φ2（沿着入射光路的镜面反射227B与观看者之间的角度）=约30度。
图3A是示出对于最坏情况的观看者的在具有平坦的普通屏幕的使用宽间距的双投影仪P1和P2的电影院中的反射的图。来自投影仪P2的光照到屏幕之上并且被反射到最坏情况的观看者320，最显著地在屏幕的远端处（角度φ1，沿着光入射路径的镜面反射325A和观看者之间的角度）以及在屏幕中心处（角度φ2，镜面反射325B与观看者之间的角度）。在该情况下，φ1=约75度，并且φ2=约47度。在每个双投影仪实施例中，观看者还将接收来自另一个投影仪（例如，301）的辅助照明。
相应地，对于平坦的普通屏幕的情况下的最坏情况的观看者，移动到两个宽间距的投影仪，相对于单个投影仪，φ1改善约15度，并且φ2改善约16度。
图3B是示出对于最坏情况的观看者的在具有弯曲的普通屏幕的使用宽间距的双投影仪的电影院中的反射的图。对于弯曲的普通屏幕，对于投影仪302，φ1（从入射光路向内的镜面反射326A与观看者之间的角度）=约51度，并且φ2（入射光路向外的镜面反射326B与观看者之间的角度）=约48度。
相应地，对于弯曲的普通屏幕的情况下的最坏情况的观看者，移动到两个宽间距的投影仪，相对于单个投影仪，φ1改善约11度，并且φ2改善约15度。
图3C是示出对于最坏情况的观看者的在具有回归反射屏幕的使用宽间距的双投影仪的电影院中的反射的图。对于回归反射屏幕，对于投影仪P1，φ1（沿着光入射路径的镜面反射327A与观看者之间的角度）=约48度，并且φ2（沿着入射光路的镜面反射327B与观看者之间的角度）=约48度。
相应地，对于最坏情况观看者，回归反射屏幕具有与弯曲的普通屏幕近似相同的质量。然而，在具有2个宽间距的投影仪的情况下观看回归反射屏幕的最坏情况观看者相对于具有一个投影仪的弯曲的普通屏幕有改善，使得φ1改善约14度并且φ2改善约17度。
图4A是示出对于中间边缘的观看者的在具有平坦的普通屏幕的使用宽间距的双投影仪的电影院中的反射的图。来自投影仪402的光照到屏幕之上并且被反射到中间边缘的观看者420，最显著地在屏幕的远端处（角度φ1，镜面反射425A和观看者之间的角度）以及在屏幕中心处（角度φ2，镜面反射425B与观看者之间的角度）。在该情况下，φ1=约49度，并且φ2=约14度。在每个双投影仪实施例中，观看者还将接收来自另一个投影仪（例如，401）的辅助照明。
相应地，对于平坦的普通屏幕的情况下的中间边缘的观看者，移动到两个宽间距的投影仪，相对于单个投影仪设备，φ1改善约16度（65度-49度），并且φ2改善约16度（30度-14度）。
图4B是示出对于中间边缘的观看者420的在具有弯曲的普通屏幕的使用宽间距的双投影仪的电影院中的反射的图。对于弯曲的普通屏幕，对于投影仪P2，φ1（从入射光路向内的镜面反射426A与观看者之间的角度）=约17度，并且φ2（入射光路向外的镜面反射426B与观看者之间的角度）=约15度。
相应地，对于弯曲的普通屏幕的情况下的中间边缘的观看者，移动到两个宽间距的投影仪，相对于单个投影仪，φ1改善约15度（32度-17度），并且φ2改善约15度（30度-15度）。
图4C是示出对于中间边缘的观看者的在具有回归反射屏幕的使用宽间距的双投影仪的电影院中的反射的图。对于回归反射屏幕，对于投影仪P1，φ1（沿着光入射路径的镜面反射417A与观看者之间的角度）=约19度，并且φ2（沿着入射光路的镜面反射417B与观看者之间的角度）=约14度。
相应地，具有双投影仪的回归反射屏幕相对于具有中心投影仪的弯曲的普通屏幕得到改善，使得φ1改善约13度（32度-19度），并且φ2改善约16度（30度-14度）。
上述的（宽间距的）双投影仪系统总是得到更小的反射角并且实现对于在观众席的边缘处的座位位置的整体更高增益。
其它实施例也可以被描述为具有偏移大于一个投影仪宽度的投影仪的双投影仪系统。可以利用相当于观看屏幕的宽度的分数部分的投影仪间距。例如，投影仪间距可以是观看屏幕的宽度（或者其接近的近似值）的1/4、1/3、1/2、2/3和3/4中的任意一个。在更宽的间距的情况下出现对于均匀性和减少的热点的最好优点。在各个实施例中，投影仪被间隔开多于观看屏幕的宽度的1/4。优选地，投影仪被间隔开实际地尽量地远。
间距可以取决于其中安装投影仪的放映室或者剧院的结构因素。在一个实施例中，投影仪被间隔使得投影仪邻近相对的壁。在一个实施例中，投影仪被间隔开观看屏幕的全宽。在其它实施例中，两个投影仪被放置地分开远于观看屏幕的宽度。
本发明可以利用多于2个投影仪被实践。例如，在一个配置中相对侧壁处的2个投影仪（例如，在剧院的后部或者后壁向前处）与中心投影仪一起使用。中心投影仪可以从后壁（例如，传统的剧院投影位置）或者从天花板安装位置投影。可以利用投影仪的阵列，例如，相对侧壁位置（例如从屏幕到后壁的路程的1/2和/或3/4）和/或天花板安装位置处的投影仪（例如，中心位置的天花板和/或宽间距的天花板安装的投影仪），和/或座位区地板安装的一个投影仪或者多个投影仪，和/或任意数目的后壁投影仪（例如，宽间距的双投影仪，和/或中心投影仪和/或四个投影仪）。
在一个实施例中，投影仪被间隔开到与投影仪的（或者服务器的）校正梯形效果和维持投影图像的期望分辨率的能力对应的最大量（并且还可以由剧院的物理尺寸限制）。在一个实施例中期望的分辨率是HD分辨率。在另一实施例中，期望的分辨率、亮度、对比度和色域在可视动态范围（VDR）规范之内。可替代地，规范可以超过人类视觉的正常范围。在一个实施例中，显示器的特性被设计成满足500nit亮度级别、HD或更好的分辨率、2000:1的景物对比度（scene contrast ratio）、10000:1动态对比度、以及在对于P3的数字电影倡导组织（Digital Cinema Initiative，DCI）规范（又名DCI-P3）之上的色域。在又一个实施例中，期望的分辨率是提供给电影院和/或投影仪的运动图像的自然的分辨率。
在一个实施例中，双投影仪中的第一投影仪被配置为交替地投影3D图像的第一通道以及第二通道。第二投影仪也被配置为交替地投影第一和第二通道。为了提高平滑度，投影仪可以被相反地同步使得在第一投影仪投影第二通道时第二投影仪投影第一通道并且反之亦然。使得投影到具有高方向性（例如，大于2.0）的屏幕上。在各个实施例中，方向性是3.0或更大。在各个实施例中，屏幕是回归反射屏幕。在一个实施例中，利用多于3个投影仪（例如，可以包括从剧院的侧壁区域投影的2个投影仪以及从剧院的后壁区域投影的2个投影仪的4个投影仪）。
在一个实施例中，本发明包括具有间隔开多于一个投影仪宽度（例如，3个或更多个投影仪宽度或者间隔开多于10英尺）的第一投影仪和第二投影仪的投影系统，其中第一投影仪被配置为投影第一方向梯形校正后的图像并且第二投影仪被配置为投影第二（和相对的）方向梯形校正后的图像。第一投影仪可以比剧院的中心更接近于剧院的第一侧壁，并且第二投影仪可以比该中心更接近于剧院的相对侧壁（例如，第一投影仪邻近第一侧壁并且第二投影仪邻近相对侧壁）。在放映室中，投影仪可以被放置在侧壁处或者越过侧壁，因为每个投影仪的透镜仅仅需要到屏幕的清楚的路径。两个投影仪还可以沿着剧院的后壁（例如，在放映室中）或者在屏幕与后壁之间的预定位置处。
投影仪与任何最接近壁之间的空间可以仅仅包括用于维护投影仪的操作空间。梯形校正可以包括对于由投影仪之间的大于5英尺的分离所引起的图像对准错误的校正。梯形校正可以包括对于由投影仪放置在剧院的相对侧壁处和例如大于5英尺的分离所引起的图像对准错误的校正。梯形校正装置可以被配置为准备图像数据和/或使得图像被调制为与由于投影仪被间隔开多于屏幕宽度的1/4而在没有校正的情况下会在观看屏幕上出现的梯形失真成反比。
第一和第二投影仪可以被配置为投影3D图像。3D图像可以包括通过偏振分离的左通道图像和右通道图像。
图5是示出根据本发明实施例的宽间距的双投影仪的图。投影系统500包括投影2D或3D图像（例如，左通道图像和右声道图像）的第一数字电影投影仪505A和第二数字电影投影仪505B。如所示出的，投影仪是成角度的使得它们照射屏幕。投影仪可以包括例如标准的灯泡照射的投影仪或基于激光的投影仪。
3D实施例可以是例如光谱分离的或基于偏振的系统。投影仪然后可以通过投影滤波器或偏振转换屏幕（例如，滤波器530A/B或者z型屏幕525A/B）投影到屏幕510上以便利用眼镜515观看。优选地，滤波器/屏幕与交替来自从投影仪投影的相对通道的帧同步地使偏振取向或者谱特性交替。
眼镜515包括例如光谱地分离的滤波器，其被布置作为眼镜的每个镜片上的涂层，使得右镜片包括匹配或者包含右通道滤波器的通带的滤波器并且左镜片包括匹配或者包含左通道滤波器的通带的滤波器（左通道图像和右通道图像中的每一个意图被观看者的对应左眼或者右眼通过眼镜的对应左眼或者右眼镜片/滤波器观看）。眼镜515以及系统500可以例如包括在Richards等人的2010年8月31日发布的专利号7,784,938、律师档案号DOL213US01的题为“METHOD AND SYSTEM FOR SHAPED GLASSES AND VIEWING3D IMAGES”的美国专利中描述的特征、系统或者装置中的任意一个，该专利的内容如具体地陈述一样地通过参考并入于此。对于基于偏振的系统，眼镜515还可以是匹配每个对应通道的偏振投影的基于偏振的（例如，左和右圆偏振的镜片）。
投影仪505A/B例如从服务器580接收用于投影的图像数据。从例如磁盘驱动540将内容（例如，3D内容）提供给服务器580。可替代地，可以从例如图像仓库（warehouse）或者摄影棚（studio）550经由网络555的安全链接将内容发送到投影仪505A/B。多个其它投影仪（例如，在世界各地的剧院处的5601……560n）也可以从类似的网络或者其它电子设备或者无线连接（包括无线网络、卫星传送或者质量气波（quality airwave）广播（例如，高分辨率或者更好的广播））供给。
服务器580可以包括颜色校正模块1775。服务器580可以包括要被应用于图像内容以便校正例如串扰问题或者其它假象（artifact）的幻影破坏（ghost busting）算法。
服务器580包括用于解决来自间隔开的投影仪的梯形效果的图像校正能力。梯形效果校正校正了两个图像的对准（以便使得来自投影仪505A的图像与从投影仪505B投影的图像对准）。校正可以通过移动投影仪的调制器上的像素数据使得由每个投影仪投影的图像中的对应像素照射屏幕510的同一像素区域来被执行。这种调节在服务器580处或者通过每个投影仪中驻留的编程/电子设备被执行。可替代地，图像数据可以在递送给服务器/投影仪和/或剧院之前被预先移动。屏幕510是包括例如大于2的方向性额定值（rating）的高方向性屏幕。在一个实施例中，屏幕510具有2.4的方向性额定值。在又一个实施例中，屏幕510具有3.0的方向性额定值。在仍然又一个实施例中，屏幕510是回归反射的。
图6、7和8提供对于具有单个投影仪的典型的剧院装备的性能数据。更具体地，图6是使用单个投影仪和1.8增益屏幕的剧院中的左边和中心岛座位位置的性能图600。如图6所示，左边岛座位（包含第一排中的最坏情况的座位位置）的增益包括等于从前排6101到后排610n增大排的增益曲线。该曲线不表示每个排但是示出从第一排到后排的大约等距的增量。类似地，从前排6201到后排620n示出中心岛位置。
图7是使用单个投影仪和2.2增益屏幕的剧院中的左边和中心岛座位位置的性能图700。图7示出对于左边岛（曲线7101到710n）和中心岛（曲线7201到720n）的对于从前排到后排的增大距离的增益曲线。
图8是使用单个投影仪和2.4增益屏幕的剧院中的左边和中心岛座位位置的性能图800。图8示出对于左边岛（曲线8101到810n）和中心岛（曲线8201到820n）的对于从前排到后排的增大距离的增益曲线。
图9、10和11示出根据本发明实施例的对于若干剧院装备的增益的平坦化和对应性能改善。例如，图9是使用双投影仪和2.4增益的剧院中的左边和中心岛座位位置的性能图900，其中投影仪位于后壁上的相对侧（例如，在50英尺宽观众席中距离后壁的中心25英尺）。投影仪是1/2功率投影仪，因此增益图可以更容易地与单个投影仪安装相比。图9示出对于左边岛（曲线9101到910n）和中心岛（曲线9201到920n）的对于从前排到后排的增大距离的增益曲线。如可以在图9中看到的，测量的增益通常低于图8的单个投影仪装备中的，但是在所有座位位置之上的增益基本上是更平坦的。图9也示出比图7中的单个投影仪2.2增益屏幕示例更高的增益和更平坦的增益曲线。
图10是使用双投影仪和2.4增益的剧院中的左边和中心岛座位位置的性能图1000，其中投影仪位于后壁向前了到屏幕的距离的1/10（例如在70英尺长度的观众席中后壁向前7英尺）处并且位于侧壁上。同样，投影仪的模式是1/2功率。图10示出对于左边岛（曲线10101到1010n）和中心岛（曲线10201到1020n）的对于从前排到后排的增大距离的增益曲线。如可以在图10中看到的，曲线基本上是平坦的（特别是中心中）。虽然增益下降（大致相当于图6的1.8增益屏幕示例），但是它平坦得多。
图11是使用三投影仪和2.4增益的剧院中的左边和中心岛座位位置的性能图1100，其中两个投影仪位于侧壁上并且在从后壁到屏幕的距离的大约1/5处（例如，70英尺长度观众席中的后壁向前15英尺处），并且第三个投影仪位于后壁的中心处。在该情况下，投影仪的模式是1/3功率。图11示出对于左边岛（曲线11101到1110n）和中心岛（曲线11201到1120n）的对于从前排到后排的增大距离的增益曲线。如可以在图11中看到的，三投影仪实现方式产生极度平坦的增益曲线。
请再次注意，图9、图10和图11示出允许与单个投影仪模式公平比较的降低功率投影仪。任何投影的最终亮度当然会随全功率投影而增大并且会维持期望的平坦增益特性。
在描述在附图中示出的本发明的优选实施例中，为了清楚起见采用特定的术语。然而，本发明不意图限于如此选择的特定的术语，并且应当理解，每个特定的要素包括以类似的方式操作的所有技术等同物。例如，在描述具有标准或者激光照明的投影仪时，无论是否在这里列出，任何等同的装置或者具有等同的功能或能力的其它装置都可以替代该部件。此外，本发明人认识到现在未知的新开发的技术也可以替代所描述的部件并且仍然不脱离本发明的范围。所有其它描述的项目（包括但不限于投影仪、投影仪放置、观看屏幕、滤波器、偏振屏幕、内容、内容校正等）也应该鉴于任何且所有可用的等同物被考虑。
本发明的部分可以通过使用根据本公开的教导编程的传统的通用的或者专门的数字计算机或者微处理器来被方便地实现，如计算机领域中的技术人员会明白的那样。
有经验的程序员可以基于本公开的教导容易地准备适当的软件编码，如软件领域中的技术人员会明白的那样。本发明还可以通过制备专用集成电路或者通过将传统的组件电路的适当的网络互连来实现，如本领域技术人员基于本公开会容易地明白的那样。
本发明包括计算机程序产品，其是其上存储有可以被用来控制或者致使计算机执行本发明的处理中的任意一个的指令的存储介质（介质）。存储介质可以包括但不限于：任何类型的盘（包括软盘、迷你盘（MD的）、光盘、DVD、HD-DVD、蓝光、CD-ROMS、CD或者DVD RW+/-、微驱动（micro-drive）、以及磁光盘）、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、DRAM、VRAM、闪速存储装置（包括闪存卡、存储棒）、磁性的或者光学的卡、SIM卡、MEMS、纳米系统（包括分子记忆IC）、RAID装置、远程数据存储/存档/仓储、或者适合于存储指令和/或数据的任何类型的介质或者装置。
存储在任何一个的计算机可读介质（介质）上，本发明包括用于控制通用的/专门的计算机或者微处理器的硬件、以及用于使得计算机或者微处理器能够与人类用户或者利用本发明的结果的其它机构交互两者的软件。这种软件可以包括但不限于：装置驱动器、操作系统以及用户应用。最终，这种计算机可读介质进一步包括用于执行本发明的软件，如上所述。
包括在通用的/专门的计算机或者微处理器的编程（软件）内的是软件模块，该软件模块用于实现本发明的教导，包括但不限于，计算和/或校正梯形效果（包括由于投影仪之间的间距而出现的梯形效果），颜色校正，根据图像数据和任何应用的校正使调制装置通电，图像的对准，以及根据本发明的处理的结果的显示、存储或者通信。
本发明可以适当地包括如下、由如下组成或者基本上由如下组成：即，任何要素（本发明的各种部件或者特征）以及如在这里描述的它们的等同物。此外，在本申请中示例性地公开的本发明可以在缺少任何元件的情况下被实践，不管在本申请中是否具体地公开。显然，考虑到上述教导本发明的许多的修改和变化是可能的。因此要理解的是，在所附权利要求的范围内，本发明可以除如在这里具体地描述的那样之外被实践。

Claims (34)

1.一种投影系统，包括屏幕和用于投影由图像数据定义的图像的宽间距的至少两个数字投影仪，其中所述至少两个数字投影仪是成角度的以使得所述至少两个数字投影仪照射所述屏幕，
其中所述图像数据在传送到所述投影系统之前被预先移动以便补偿由从所述宽间距的至少两个数字投影仪投影图像所引起的梯形效果，
其中补偿梯形效果包括：移动在至少一个投影仪的调制器上调制要被投影的图像的像素的位置以使得至少两个投影仪的像素被投影到屏幕的同一部分上，以及
其中所述至少两个数字投影仪在其中安装所述投影系统的剧院内以及在对梯形效果的补偿的限制内被尽可能宽地间隔开，由此维持投影仪的校正与投影图像相关联的梯形效果的能力以便确保所述投影图像的目标分辨率，
其中宽间距的投影仪被放置在剧院的后部处的相对侧上。
2.根据权利要求1所述的投影系统，其中所述屏幕包括高增益屏幕。
3.根据权利要求1所述的投影系统，其中所述屏幕包括回归反射屏幕。
4.根据权利要求1所述的投影系统，其中所述屏幕包括弯曲的屏幕。
5.根据权利要求1所述的投影系统，其中投影仪在其中安装该系统的剧院内以及在补偿机构的任何限制内被尽可能宽地间隔开。
6.根据权利要求1所述的投影系统，其中所述宽间距的至少两个数字投影仪中的第一投影仪被配置为交替地投影3D图像或运动图像的第一通道和第二通道，并且
其中所述宽间距的至少两个数字投影仪中的第二投影仪被配置为交替地投影第一通道和第二通道以使得在第二投影仪投影第一通道的同时第一投影仪在投影第二通道，而在第一投影仪投影第二通道的同时第二投影仪在投影第一通道，并且对于梯形效果的补偿进一步包括对于由宽间距的投影仪放置在剧院的后部处的相对侧上所引起的图像对准错误的校正。
7.根据权利要求1所述的投影系统，其中所述宽间距的至少两个数字投影仪包括宽间距的投影仪的阵列。
8.根据权利要求1所述的投影系统，其中投影仪是基于激光的投影仪。
9.根据权利要求1所述的投影系统，其中所述屏幕包括高方向性屏幕。
10.根据权利要求9所述的投影系统，还包括梯形效果调节机构。
11.根据权利要求1所述的投影系统，其中宽间距的投影仪包括放置在剧院的相对侧壁上的投影仪。
12.根据权利要求11所述的投影系统，还包括处理器，所述处理器被配置为输入要被显示的图像并且输出用于激励投影系统的调制器以便补偿由于投影仪的宽间距导致的梯形效果的调制方案。
13.根据权利要求1所述的投影系统，其中所述投影系统包括2组宽间距的投影仪，所述2组宽间距的投影仪包括从剧院的后部投影的两个投影仪以及从剧院的相对壁投影的两个投影仪。
14.根据权利要求1所述的投影系统，其中所述宽间距的至少两个数字投影仪包括第一投影仪和第二投影仪，第一投影仪被配置为投影第一方向梯形校正后的图像，并且第二投影仪被配置为投影第二方向梯形校正后的图像，其中梯形校正后的图像与由于投影仪被间隔开多于观看屏幕宽度的1/4而在观看屏幕上出现的梯形失真成反比。
15.根据权利要求14所述的投影系统，其中第一投影仪比剧院的中心更接近于剧院的第一侧壁，并且第二投影仪比所述中心更接近于剧院的相对侧壁。
16.根据权利要求15所述的投影系统，其中第一投影仪邻近于所述第一侧壁并且第二投影仪邻近于所述相对侧壁。
17.根据权利要求14所述的投影系统，还包括第三投影仪，其中第一和第二投影仪位于剧院的相对的两个侧壁处并且第三投影仪位于剧院的中心。
18.根据权利要求14所述的投影系统，其中梯形校正包括对于由投影仪之间的多于5英尺的分离所引起的图像对准错误的校正。
19.根据权利要求14所述的投影系统，其中梯形校正包括对于由投影仪放置在剧院的相对的两个侧壁处所引起的图像对准错误的校正。
20.根据权利要求14所述的投影系统，其中3D图像包括通过偏振分离的左通道图像和右通道图像。
21.根据权利要求14所述的投影系统，还包括高方向性屏幕，所述高方向性屏幕被配置为显示由投影仪投影的图像。
22.根据权利要求21所述的投影系统，其中屏幕的方向性大于2。
23.根据权利要求21所述的投影系统，其中屏幕包括回归反射屏幕。
24.根据权利要求1所述的投影系统，其中所述屏幕是高增益屏幕，所述高增益屏幕被放置以便显示由投影仪投影的图像，并且其中所述投影系统还包括：
第一校正机构，被配置为校正由投影仪中的第一投影仪投影的图像中的第一梯形效果；
第二校正机构，被配置为校正由投影仪中的第二投影仪投影的图像中的第二梯形效果；
第一z型屏幕，被配置为使由第一投影仪投影的图像的偏振交替；
第二z型屏幕，被配置为使由第二投影仪投影的图像的偏振交替；以及
控制器，被配置为使由投影仪投影的每个投影图像与匹配该投影图像的对应3D通道的偏振同步。
25.根据权利要求24所述的投影系统，其中第二梯形效果在水平方向上与第一梯形效果相反。
26.根据权利要求24所述的投影系统，其中所述至少两个数字投影仪包括至少3个或更多个投影仪的阵列。
27.根据权利要求24所述的投影系统，其中校正机构使得与梯形失真成反比的图像被投影，所述梯形失真是由于投影仪被间隔开多于观看屏幕宽度的1/4而在没有校正的情况下会在观看屏幕上出现的。
28.根据权利要求1-27中的任一个所述的投影系统，其中所述宽间距的至少两个数字投影仪被配置为交替投影3D图像或运动图像的右通道图像和左通道图像。
29.一种用于设立投影系统的方法，所述投影系统包括屏幕和用于投影由图像数据定义的图像的宽间距的至少两个数字投影仪，其中所述至少两个数字投影仪是成角度的以使得所述至少两个投影仪照射所述屏幕，
其中所述图像数据在传送到所述投影系统之前被预先移动以便补偿由从所述宽间距的至少两个数字投影仪投影图像所引起的梯形效果，
其中补偿梯形效果包括：移动在至少一个投影仪的调制器上调制要被投影的图像的像素的位置以使得至少两个投影仪的像素被投影到屏幕的同一部分上，
所述方法包括将所述至少两个数字投影仪在其中安装所述投影系统的剧院内以及在对梯形效果的补偿的限制内尽可能宽地间隔开，由此维持投影仪的校正与投影图像相关联的梯形效果的能力以便确保所述投影图像的目标分辨率，
其中宽间距的投影仪被放置在剧院的后部处的相对侧上。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述至少两个数字投影仪被配置为将图像投影到高方向性屏幕上。
31.根据权利要求29所述的方法，其中所述屏幕的方向性大于2。
32.根据权利要求29所述的方法，其中所述屏幕包括回归反射屏幕。
33.根据权利要求29所述的方法，其中投影仪的校正与投影图像相关联的梯形效果的能力被仅仅维持为确保所述投影图像的目标分辨率。
34.根据权利要求29-33中的任一个所述的方法，其中所述至少两个数字投影仪被配置为交替投影3D图像或运动图像的右通道图像和左通道图像。
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