3D观看眼镜和3D观看系统技术方案

本发明专利技术涉及3D观看眼镜和3D观看系统。成形眼镜具有其上设置有光谱互补滤色器的弯曲表面透镜。滤色器弯曲表面透镜被配置为补偿由于观看角和其他原因所引起的波长偏移。补偿图像被投影，以通过具有预先偏移以补偿随后的波长偏移的通带的投影滤色器进行观看。至少一个滤色器可具有多于3个的原色通带。例如，两个滤色器包括具有低蓝色、高蓝色、低绿色、高绿色和红色的通带的第一滤色器以及具有蓝色、绿色和红色的通带的第二滤色器。可利用附加通带以更接近地匹配于使用滤色器的投影器的颜色空间和白点。成形眼镜和投影滤色器一起可以被用作用于投影和观看3D图像的系统。

【技术实现步骤摘要】
3D观看眼镜和3D观看系统本申请为2008年5月9日提交的、申请号为200880008737.0、专利技术名称为“用于3D图像投影和观看的系统”的申请的分案申请。版权公告本专利文档公开的一部分包含有受版权保护的材料。版权所有者对任何人复制专利文档或专利公开没有异议，其出版在专利商标局专利文件或记录中，另外保留所有版权的权利。
本专利技术涉及用于投影并观看光谱分离的3维(3D)图像的系统和产品。本专利技术还涉及用在数字影院(D-影院)剧场中的观看系统，并改进了用于投影和观看3D立体电影的现有方法。此外，本专利技术尤其涉及3D观看眼镜和3D观看系统。
技术介绍
用于3D立体投影的方法包括立体影片、线性偏光、圆偏光、快门眼镜(ShutterGlasses)和光谱分离。立体影片是最古老的技术，通过对穿过两色滤色器的光进行滤色来提供左/右眼分离，通常为一只眼睛提供红色，为另一只眼睛提供青色。在投影器处，(通常)通过红色滤色器对左眼图像进行滤色，以及通过青色滤色器对右侧图像进行滤色。例如，眼镜包括用于左眼的红色滤色器和用于右眼的青色滤色器。该方法对于黑白原始图像来说效果最好，但不太适合彩色图像。线性偏光3D通过利用(通常)垂直定向的线性偏光器对左眼图像进行滤色以及利用水平定向的线性偏光器对右眼图像进行滤色来在投影器处提供分离。眼镜包括用于左眼的垂直定相的线性偏光器和用于右眼的水平定向的线性偏光器。投影屏幕必须是保偏型，通常由于其区别颜色而被称为“银幕”。线性偏光使得以少量的色彩失真来显示全色图像。其具有若干问题，包括对昂贵、易坏且不均匀的银幕的需求。另一个问题在于观看者必须使他的头保持垂直定向，以避免一个眼睛对另一眼睛的串扰。圆偏光3D被专利技术，以解决要求观看者使他的头保持垂直定向的问题。圆偏光通过利用(通常)左手圆偏光器对左眼图像进行滤色以及利用右手圆偏光器对右眼图像进行滤色来在投影器处提供分离。眼镜包括用于左眼的左手圆偏光器和用于右眼的右手圆偏光器。该方法也需要银幕。快门眼镜通过及时复用左图像和右图像来提供分离。不需要在投影器处的用于分离的滤色器。眼镜包括快门眼镜。存在与投影器帧频同步电关闭透镜的主动眼镜。首先显示左眼图像，然后显示右眼图像。由于在剧场中具有对眼镜的直接有线连接是不实际的，所以使用无线或红外信令方法来提供对于左/右眼快门的定时参考。该方法需要在观众席中的IR或RF传输器。快门眼镜昂贵且难以清洁，需要必须频繁更换的电池，并且其切换速率受到限制。快门眼镜仅对于D-影院或其他电子投影系统的使用是实用的，这是因为非常少的电影投影器提供需要使快门眼镜与帧频同步的信号。该方法不需要银幕。光谱分离通过对左眼和右眼进行滤色来在投影器处光谱地提供分离。该系统与立体影片的区别在于用于左眼和右眼的滤色器中的每一个均通过为全色图像提供的红色、绿色和蓝色光谱的一部分。左眼滤色器的通带光谱与右眼滤色器的通带光谱互补。眼镜包括具有与用在投影器中相同的一般光谱特性的滤色器。虽然该方法提供了全色图像，但其需要颜色补偿以使左眼和右眼中的颜色与原始图像中存在的颜色相匹配，并且与投影器的整个范围相比存在色域的小幅下降。用于提供用于3D立体呈现的左/右眼分离的上述所有方法均可以使用任意两个投影器(一个用于左眼，一个用于右眼)，或者可以使用单个D-影院投影系统。在双投影系统中，投影滤色器通常是静态的，并位于投影透镜的前方。在单个D-影院投影系统中，左图像和右图像被分时复用。除不需要投影滤色器的快门眼镜的情况之外，这意味着投影滤色器必须在L/R复用频率处进行变化。这可以利用与复用频率同步的投影器中的滤色器轮或利用电切换滤色器来实现。
技术实现思路
专利技术人已了解到对光谱分离的观看装置和系统改进的需求。本专利技术提供了几项技术来去除并补偿在以偏轴(非垂直)角通过滤色器观看图像时发生的蓝色偏移。不期望发生蓝色偏移，这是因为其会导致3D图像呈现中左图像和右图像之间的串扰。专利技术人还了解到对光谱分离滤色器，特别是对用在3DD-影院应用中的光谱分离滤色器改进的需求。所了解的一个问题是典型的3D投影系统具有低亮度效率，使得颜色空间、色域和有效明亮度不足。所了解的另一个问题是3D投影通道中的亮度等级之间的不平衡降低了照明效率。因此，如以下所详细描述的，本专利技术还提供了可单独使用或与蓝色偏移补偿技术相结合使用的、增加投影图像的颜色空间和照明效率的技术。本专利技术包括了可与一项或多项技术相结合的一项或多项增加光谱分离图像的颜色空间的技术，用以补偿在以除直角之外的任意角度处通过滤色器观看光谱分离图像时发生的蓝色偏移。本文进一步描述各项技术。当一起使用时，本专利技术是包括使用立体投影滤色器的3D投影装置和包含具有光谱互补滤色器的非平坦透镜的观看眼镜的系统。一般描述地，在一个实施例中，本专利技术提供了设置在一副观看眼镜的左透镜和右透镜上的成对的3D光谱分离滤色器(眼部滤色器(eyefilter))，该眼部滤色器包括增大的(且与波长成比例)防护频带以及用以减小串扰、颜色偏移和视场边缘处反射的适当弯曲的透镜的组合。还可以利用在投影用于通过眼镜观看的图像的投影器中的蓝色偏移滤色器。尽管本专利技术包含了对观看眼镜的改进和用于观看的图像的准备(例如，图像投影)的组合，但本专利技术可以以少于所有组合改进的方式来实行。在一个实施例中，本专利技术包括观看滤色器，其包括非平坦基片和光谱互补滤色器。在一个实施例中，本专利技术提供了光谱分离观看眼镜，包括：第一透镜，具有第一光谱滤色器；以及第二透镜，具有与第一光谱滤色器互补的第二光谱滤色器，其中，第一透镜和第二透镜中的每一个均被弯曲来减小以垂直于通过其观看图像的滤色器的角度之外的角度来观看图像时发生的波长偏移。计算透镜的弯曲量(由此计算滤色器的弯曲量)，使得横跨观看屏幕的视角接近于直角地穿过透镜。例如，曲率被实现为球面曲线。在另一个实施例中，本专利技术被实现为光谱分离观看眼镜，包括：第一透镜，具有第一光谱滤色器；以及第二透镜，具有与第一光谱滤色器互补的第二光谱滤色器，其中，第一光谱滤色器和第二光谱滤色器在光谱滤色器的光谱的相邻部分之间具有至少一个防护频带。防护频带具有足以去除通过眼镜观看的光谱分离图像的串扰的带宽，并且例如，基于在通过滤色器以一个角度观看光谱分离图像的一部分时所发生的波长偏移量来计算。在一个实施例中，本专利技术提供了光谱分离观看系统，包括：观看眼镜，具有两个弯曲的透镜和增加的防护频带；以及投影系统，被配置为投影第一和第二光谱分离图像，其中，对图像进行波长预先偏移，以补偿在图像的显示和/或观看期间发生的波长偏移。优选地，这种系统在商业电影剧场中实现，但是也可以应用于大屏幕电视、计算机、虚拟现实系统和其他显示装置。本专利技术包括具有以下步骤的方法：在显示屏幕上投影第一和第二光谱分离图像；通过一副眼镜来观看投影图像，该眼镜包括具有与第一光谱分离图像匹配的第一光谱滤色器的第一透镜和具有与第二光谱分离图像匹配的第二光谱滤色器的第二透镜，其中，光谱滤色器被配置为具有取决于通过透镜的观看角度的波长偏移效果的改变量。在一个实施例中，本专利技术是3D观看系统，包括：用于投影光谱分离图像的装置；用于通过不同的目镜通道观看光谱分离图像的装置；以及用于补偿由于对于一部分图像的观看角度而引起的波长偏移。例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D观看眼镜，包括：第一观看滤色器，包括多个第一通带，每个第一通带使光谱的不同部分通过并且每个第一通带使光的红色波长、绿色波长和蓝色波长中的至少一个通过；以及第二观看滤色器，包括多个第二通带，每个第二通带使光谱的不同部分通过，每个第二通带使光的红色波长、绿色波长和蓝色波长中的至少一个通过；其中：所述第二通带与所述第一通带互补，并且所述第一通带和所述第二通带各被配置为使得要观看的3D图像的光的不同波长通过；所述第一观看滤色器的所述多个第一通带和所述第二观看滤色器的所述多个第二通带中的每个通带相对于企图通过所述通带的3D图像的光的波长红移，以使得当所述3D图像的光的波长与所述第一观看滤色器和所述第二观看滤色器呈法线角度时，所述光的波长在所述通带的相对短的波长部分通过，相比之下，当与所述第一观看滤色器和所述第二观看滤色器呈非法线角度时，所述光的3D图像波长在所述通带的相对长的波长部分通过。

【技术特征摘要】
2007.05.09 US 11/801,574;2007.05.18 US 11/804,6021.一种3D眼镜，包括：用于通过不同的眼通道观看在光谱上分离的图像的装置，以及用于补偿由于相对于所述图像的多个部分的观看角度而发生的波长偏移的装置。2.根据权利要求1所述的3D眼镜，其中，所述用于补偿的装置包括用于基于所述观看角度调整对所述图像的不同部分执行的在光谱上的滤光的量的装置。3.根据权利要求1所述的3D眼镜，其中，所述用于通过不同的眼通道观看所述在光谱上分离的图像的装置包括在光谱上互补的滤光器。4.根据权利要求3所述的3D眼镜，其中，所述滤光器是红色偏移的。5.根据权利要求3所述的3D眼镜，其中，所述滤光器包括在所述滤光器的边缘处具有增大的厚度从而引起滤光器特性的红色偏移的介电层。6.根据权利要求3所述的3D眼镜，其中，所述滤光器包括作为距每个滤光器的中心的距离的函数的介电层的改变的厚度。7.根据权利要求3所述的3D眼镜，其中，所述滤光器被设置在具有40mm至200mm的半径的弯曲的透镜上。8.根据权利要求3所述的3D眼镜，其中，所述在光谱上互补的滤光器包括左和右眼滤光器，所述左和右眼滤光器包括在所述左和右眼滤光器之间的防护带，所述防护带大于该滤光器带的波长的2％。9.根据权利要求1所述的3D眼镜，还包括柔性梁件或者适合于调整二面角的其它机构。10.根据权利要求1所述的3D眼镜，其中，所述眼镜使用多种技术的组合来减小蓝色偏移效应，所述多种技术包括：(1)使所述眼镜的滤光器的属性进行红色偏移；(2)滤光器属性朝向所述滤光器的边缘的红色偏移；以及(3)所述滤光器的弯曲。11.一种3D观看系统，包括：用于投影在光谱上分离的图像的装置，用于通过不同的眼通道观看所述在光谱上分离的图像的装置，以及用于补偿由于相对于所述图像的多个部分的观看角度而发生的波长偏移的装置。12.根据权利要求11所述的3D观看系统，其中，所述用于补偿的装置包括：(1)使眼镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·约翰·理查兹，威尔逊·希顿·艾伦，加里·D·戈梅斯，
申请(专利权)人：杜比实验室特许公司，
类型：发明
国别省市：