使用调制器不对称驱动器的高亮度图像显示设备及其操作方法技术

技术编号:17662121 阅读:206 留言:0更新日期:2018-04-08 13:09
本发明专利技术提供了一种立体图像显示装置。该立体图像显示装置包括:偏振分束器,其用于基于偏振分量将由投影仪发射出的图像光空间地分离成透射光和一束或更多束反射光;第一调制器,其用于通过透射光以时分机制作为左图像或右图像交替发射时允许不同偏振的方式进行调制,将透射光发射在屏幕上;第二调制器,其用于通过反射光以时分机制交替地发射成左图像或右图像时允许不同偏振的方式进行调制,将反射光发射在屏幕上的,其中第一调制器和第二调制器以下方式设置:在特定时间点,第一调制器的相位延迟是0λ和1/2λ中的任一个,第二调制器相位延迟为0λ和1/2λ中的另一个。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用调制器不对称驱动器的高亮度图像显示设备及其操作方法
本专利技术涉及使用偏振分束器的高亮度立体图像显示设备,该偏振分束器配置为使得在透射光束路径上的调制器和在反射光束路径上的调制器被不对称地驱动,每个调制器具有单个液晶层,且不使用半波片,由此调高亮度。
技术介绍
一般地,立体图像(或三维(3D)图像)是通过将不同图像投射到使用者的两只眼睛来实现的。对于投射在影院的大尺寸屏幕上的立体图像,主要使用的是其中左图像和右图像传输穿过偏振玻璃的偏振方法,该偏振玻璃包括具有彼此垂直的不同偏振方向的左偏振透镜和右偏振透镜。使用两个摄像机来获取图像,使用偏振元件来转换两个获取的图像,使得图像的偏振方向彼此垂直,具有垂直于彼此的偏振方向的图像显示在屏幕上,在使用者佩戴偏振玻璃的状态下,通过其左右眼看见由两个摄像机获取的图像,由此实现立体图像。图1是示出用于显示立体图像的传统双投影仪系统的结构的图。为了使用上述方法来显示立体图像,传统双投影仪系统配置为使得二维(2D)投影仪1和2中的一个发射左图像,二维(2D)投影仪1和2中的另一个发射右图像。这些图像穿过偏振方向彼此垂直的偏振滤光镜3和4,然后投射在屏幕5上。观看者在佩戴偏振玻璃6的状态下,通过偏振玻璃6的左图像透镜7和右图像透镜8看到在屏幕上彼此重叠的左图像和右图像,由此获得纵深效果。在以上方法中,可以对左图像和右图像应用不同的偏振,而无论该偏振是线偏振还是圆偏振。传统双投影仪型立体图像显示系统已经被单投影仪系统取代,单投影仪系统配置为使得投影仪交替地发射左图像和右图像。图2是示出圆偏振滤光器型单投影仪系统的图。如图2中所示,单投影仪型立体图像显示系统包括用于交替地发射左图像和右图像的投影仪201,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单元202,和用于与投影仪201的左图像发射和右图像发射同步地旋转圆偏振滤光器单元202的滤光器驱动单元203。此外,如图2中所示,单投影系统可以进一步包括同步单元204,其用于使投影仪201的左图像发射与投影仪201的右图像发射同步并将获取的同步信息传输至滤光器驱动单元203。当其中左图像和右图像按顺序储存的立体图像内容输入到投影仪201时,投影仪201连续地发射立体图像内容。如上所述,圆偏振滤光器单元202包括左图像偏振滤光器和右图像偏振滤光器。圆偏振滤光器单元202旋转以使得当投影仪201发射每个左图像时左图像偏振滤光器位于投影仪201的发射端口,使得当投影仪201发射每个右图像时右图像偏振滤光器位于投影仪201的发射端口。然而,在上述单投影型立体图像显示系统中,因为单个投影仪发射的图像光被分成左图像和右图像而使亮度显著降低。
技术实现思路
技术问题为了解决传统单投影仪系统的问题,即为了防止亮度降低,提出了使用偏振分束器将透射光束和反射光束投射在屏幕上从而提高亮度的立体图像显示设备。特别地,基于使用偏振分束器的偏振分量将由投影仪依次发射的包括左图像和右图像的立体图像光分成至少一个透射光束和至少一个反射光束,通过调制器调制透射光束和反射光束,以使得根据左图像和右图像发射的时间而具有不同的偏振方向,以及经调制的光束在屏幕上重叠。在以上设备中,每个调制器配置为具有两个液晶层。然而,每个调制器的液晶层中使用的透明电极的数量比在单个液晶单元中使用的透明电极的数量多,由此亮度降低至一定程度。此外,通过偏振分束器分离的透射光束和反射光束具有彼此垂直的线偏振分量。因此,为了将透射光束和反射光束调制成具有相同方向的圆偏振光束,在选自透射光束路径和反射光束路径的任一个上提供半波片。结果,亮度被略微降低。已经完成本专利技术来解决以上问题,并且本专利技术的一个目的是提供通过不对称驱动调制器实现高亮度立体图像的设备和其操作方法。技术方案根据本专利技术的一个方面,通过提供一种立体图像显示设备可以实现以上和其他目的,该立体图像显示设备包括:偏振分束器,其用于基于偏振分量将由投影仪发射出的图像光空间地分离成至少一个透射光束和至少一个反射光束;第一调制器,其用于调制透射光束,以在透射光束以时分机制交替发射为左图像和右图像时具有不同偏振光束,使得经调制的光束投射在屏幕上;第二调制器,其用于调制反射光束,以在反射光束以时分机制交替发射为左图像和右图像时具有不同偏振光束,使得经调制的光束投射在屏幕上,其中,第一调制器和第二调制器设置为:在特定时间,第一调制器的相位延迟是选自0λ和1/2λ中的一个,第二调制器的相位延迟为选自0λ和1/2λ中的另一个。所述立体图像显示设备可以不使用半波片。因此,入射在第一调制器上的透射光束和入射在第二调制器上的反射光束可以具有彼此垂直的线偏振分量。此外,第一调制器和第二调制器的每一个可以配置为具有单个液晶层。此外,第一调制器和第二调制器的每一个可以包括线偏振器、单个液晶层和四分之一波片。在立体图像显示设备使用半波片的情况下,第一调制器的四分之一波片的第一慢轴和第二调制器的四分之一波片的第二慢轴可以配置为使得它们之间具有90度的差。在立体图像显示设备不使用半波片的情况下,第一调制器的四分之一波片的第一慢轴和第二调制器的四分之一波片的第二慢轴以相同的方向布置。此外,第一调制器和第二调制器的每一个可以具有其中线偏振器、单个液晶层和四分之一波片依次布置的结构。或者,第一调制器和第二调制器的每一个可以具有其中线偏振器、四分之一波片和单个液晶层依次布置的结构。在此,线偏振器可以省略。另外,在其中将具有第一幅值(下文称为“VH”)的电压施加到第一调制器和第二调制器的每一个时第一调制器和第二调制器的每一个具有0λ相位延迟的情况下和在其中将具有第二幅值(下文称为“VL”)的电压施加到第一调制器和第二调制器的每一个时第一调制器和第二调制器的每一个具有1/2λ相位延迟的情况下,可以将其中重复+VL、+VH、-VL和–VH的第一电压模式施加到第一调制器,并且可以在与第一电压模式相对应的时间将其中重复-VH、+VL、+VH和–VL的第二电压模式施加到第二调制器。此外,第一调制器和第二调制器中一者可以配置为在第一时间周期期间发射经0λ相位延迟调制过的右圆偏振光束,第一调制器和第二调制器中另一者可以配置为在第一时间周期期间发射经1/2λ相位延迟调制过的右圆偏振光束。在这种情况下,第一调制器和第二调制器中一者可以配置为在第一时间周期期间发射经1/2λ相位延迟调制过的右圆偏振光束,第一调制器和第二调制器中另一者可以配置为在第一时间周期期间发射经0λ相位延迟调制过的右圆偏振光束。在以上描述中,右圆偏振光束和左圆偏振光束中的每一个可以对应于选自左图像和右图像的任一个。另外,在立体图像显示设备配置为还使用半波片的情况下,第一调制器的单个液晶层的第一取向方向和第二调制器的单个液晶层的第二取向方向可以配置为使得它们之间具有90度的差。另外,在其中第一调制器的单个液晶层和第二调制器的单个液晶层无论是否使用半波片都以光学补偿弯曲(OCB)的形式配置的情况下,第一慢轴和第一取向方向以及第二慢轴和第二取向方向可以配置为使得它们之间具有90度的差。根据本专利技术的另一个方面,提供一种立体图像显示设备,该立体图像显示设备包括:偏振分束器,其用于基于偏振分量将由投影仪发射出的图像光空间地分离本文档来自技高网
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使用调制器不对称驱动器的高亮度图像显示设备及其操作方法

【技术保护点】
一种立体图像显示设备,包括:偏振分束器,其用于基于偏振分量将由投影仪发射出的图像光空间地分离成至少一个透射光束和至少一个反射光束;第一调制器,其用于调制所述透射光束以使得根据以时分机制在左图像和右图像之间交替的所述透射光束具有不同偏振;以及第二调制器,其用于调制所述反射光束以使得根据以时分机制在左图像和右图像之间交替的所述反射光束具有不同偏振,其中,所述第一调制器和所述第二调制器被设置为:在特定时间,所述第一调制器的相位延迟是0λ和1/2λ中的一个,并且所述第二调制器的相位延迟为0λ和1/2λ中的另一个,由此经0λ相位延迟调制过的圆偏振光束和经1/2λ相位延迟调制过的圆偏振光束在所述特定时间彼此组合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.11 KR 10-2015-00653191.一种立体图像显示设备,包括:偏振分束器,其用于基于偏振分量将由投影仪发射出的图像光空间地分离成至少一个透射光束和至少一个反射光束;第一调制器,其用于调制所述透射光束以使得根据以时分机制在左图像和右图像之间交替的所述透射光束具有不同偏振;以及第二调制器,其用于调制所述反射光束以使得根据以时分机制在左图像和右图像之间交替的所述反射光束具有不同偏振,其中,所述第一调制器和所述第二调制器被设置为:在特定时间,所述第一调制器的相位延迟是0λ和1/2λ中的一个,并且所述第二调制器的相位延迟为0λ和1/2λ中的另一个,由此经0λ相位延迟调制过的圆偏振光束和经1/2λ相位延迟调制过的圆偏振光束在所述特定时间彼此组合。2.根据权利要求1所述的设备,其中,所述立体图像显示设备不使用半波片。3.根据权利要求1所述的设备,其中,所述第一调制器和所述第二调制器中的每一个配置为具有单个液晶层。4.根据权利要求1所述的设备,其中,所述第一调制器和所述第二调制器中的每一个包括单个液晶层和四分之一波片。5.根据权利要求1所述的设备,其中,所述立体图像显示设备不使用半波片,并且其中,所述第一调制器的四分之一波片的第一慢轴和所述第二调制器的四分之一波片的第二慢轴以相同的方向布置。6.根据权利要求1所述的设备,其中,所述立体图像显示设备使用半波片,并且其中,所述第一调制器的四分之一波片的第一慢轴和所述第二调制器的四分之一波片的第二慢轴配置为在其之间具有90度的差。7.根据权利要求1所述的设备,其中,所述第一调制器和所述第二调制器中的每一个具有在其中单个液晶层和四分之一波片在光的入射方向上依次布置的结构。8.根据权利要求1所述的设备,其中,所述第一调制器和所述第二调制器中的每一个具有在其中四分之一波片和单个液晶层在光的入射方向上依次布置的结构。9.根据权利要求1所述的设备,其中:当将具有第一幅值(下文中称为“VH”)的电压施加到所述第一调制器和所述第二调制器中的每一个时,所述第一调制器和所述第二调制器中的每一个具有0λ相位延迟,并且当将具有第二幅值(下文中称为“VL”)的电压施加到所述第一调制器和所述第二调制器中的每一个时,所述第一调制器和所述第二调制器中的每一个具有1/2λ相位延迟,将其中重复+VL、+VH、-VL和–VH的第一电压模式施加到所述第一调制器,并且在与所述第一电压模式相对应的时间,将其中重复-VH、+VL、+VH和–VL的第二电压模式施加到所述第二调制器。10.根据权利要求1所述的设备,其中,所述第一调制器和所述第二调制器中的一个配置为在第一时间周期期间发射经0λ相位延迟调制过的右圆偏振光束,并且其中,所述第一调制器和所述第二调制器中的另一个配置为在所述第一时间周期期间发射经1/2λ相位延迟调制过的右圆偏振光束。11.根据权利要求10所述的设备,其中,所述第一调制器和所述第二调制器中的一个配置为在跟在所述第一时间周期后的第二时间周期期间发射经1/2λ相位延迟调制过的左圆偏振光束,并且其中,所述第一调制器和所述第二调制器中的另一个配置为在所述第二时间周期期间发射经0λ相位延迟调制过的左圆偏振光束。12.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员:李荣勋李哲雨苏俸载
申请(专利权)人:瑞尔D股份有限公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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