偏振补偿立体系统技术方案

所公开的实施方案包括具有至少一个补偿器的立体系统，这些补偿器可操作来降低对图像源光学器件和检偏器光学器件的入射角的偏振控制的灵敏度。在示例性实施方案中，所公开的补偿器可操作来补偿由图像源子系统或检偏器子系统或图像源子系统和检偏器子系统两者处的光学器件引起的偏振变化，在这些光学器件中，偏振变化如果没有被补偿，则将可操作来引起检偏器子系统处的泄漏。就这点而论，所公开的补偿器和补偿技术可操作来减小检偏器子系统处的泄漏，即使所公开的补偿器可以被安置在检偏器子系统处。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】偏振补偿立体系统相关申请的交叉引用：本申请与2011年5月12日提交的、标题为“偏振补偿立体系统（Polarizationcompensatedstereoscopicprojection）”的共同转让的美国临时专利申请No.61/485,497有关，并要求该专利申请的优先权，该专利申请出于所有目的通过引用被并入本文。根据37CFR1.7(b)，本申请特此于2012年5月14日星期一提交，2012年5月14日是临时专利申请No.61/485,497提交一周年紧接的下一工作日。
本公开总地涉及基于偏振的立体系统，更具体地，涉及基于补偿偏振的立体系统。
技术介绍
立体系统通过向观看者呈现两个不同的图像来进行操作，第一图像被呈现给右眼，第二图像被呈现给左眼。偏振或频谱划分方法可以用于分离这两个图像。右眼图像和左眼图像可以在图像源通过正交偏振进行编码，并且观看者的偏振光学器件可以允许正交偏振态的光被传递到不同眼睛上，从而创建3D图像的感知。
技术实现思路
所公开的第一示例性实施方案涉及一种立体成像系统，该立体成像系统包括：图像源子系统，该图像源子系统可操作来输出第一偏振态（SOP）和第二偏振态的光；以及检偏器子系统，该检偏器子系统可操作来基本上阻挡第一SOP的光沿着第一路径行进，并且基本上阻挡第二SOP的光沿着第二路径行进。在实施方案中，图像源子系统包括第一光学部件，该第一光学部件可操作来在通过该第一光学部件的光上引起第一偏振变化，并且检偏器子系统包括第二光学部件，该第二光学部件可操作来引起第二偏振变化，第一偏振变化和第二偏振变化如果没有被补偿，则将至少部分地引起沿着第一SOP的光第一路径的泄漏或第二SOP的光沿着第二路径的泄漏中的至少一个。图像源子系统或检偏器子系统包括被构造为至少减小第一偏振变化和第二偏振变化两者的补偿器。本公开的另一示例性实施方案涉及一种立体投影系统，该立体投影系统包括：投影子系统，该投影子系统可操作来输出第一SOP和第二SOP的光；以及检偏器子系统，该检偏器子系统可操作来基本上阻挡第一SOP的光沿着第一路径行进，并且基本上阻挡第二SOP的光沿着第二路径行进。投影子系统包括第一光学部件，该第一光学部件可操作来在通过该第一光学部件的光上引起第一偏振变化，并且检偏器子系统包括第二光学部件，所述第二光学部件可操作来引起第二偏振变化，第一偏振变化和所述第二偏振变化如果没有被补偿，则将至少部分地引起第一SOP的光沿着第一路径的泄漏或第二SOP的光沿着第二路径的泄漏中的至少一个。投影仪子系统包括被构造为至少减小第一偏振变化和第二偏振变化两者的补偿器。又一示例性实施方案涉及一种立体显示系统，该立体显示系统包括可操作来输出第一SOP和第二SOP的光的图像源子系统。该图像源子系统包括：LCD面板；出射偏振器，该出射偏振器在光学上在LCD面板的后面；以及条纹图案化四分之一波片（QWP），该条纹图案化四分之一波片（QWP）与LCD面板对齐。该立体显示系统还包括检偏器子系统，该检偏器子系统可操作来基本上阻挡第一SOP的光沿着第一路径行进，并且基本上阻挡第二SOP的光沿着第二路径行进，该检偏器子系统包括检偏四分之一波片以及每个可操作来从检偏四分之一波片之一接收光的偏振器。第一+C片被设置在图像源子系统中、出射偏振器与条纹图案化QWP之间，或者被设置在检偏器子系统中、在光学上在检偏四分之一波片之一的后面。附图说明图1图示说明根据本公开的基于偏振的立体投影系统的示例性模型的示意图；图2图示说明根据本公开的“小平面（facet）模型”的示意图；图3图示说明根据本公开的示例性影院布置的示意图；图4图示说明根据本公开的将延迟关联为小平面入射角的函数的图表；图5图示说明根据本公开的示例性剧院大厅的2D截面示意图；图6A图示说明根据本公开的未补偿立体系统的示意图；图6B图示说明根据本公开的未补偿圆偏振立体系统的示意图；图7A图示说明根据本公开的第一示例性补偿立体系统的示意图；图7B图示说明根据本公开的第二示例性补偿立体系统的示意图；图8A图示说明根据本公开的第一示例性补偿圆偏振立体系统的示意图；图8B图示说明根据本公开的第二示例性补偿圆偏振立体系统的示意图；图9图示说明根据本公开的影院构造的示例性模型的示意图；图10图示说明根据本公开的图9的影院的其中光路在整个小平面上展开的示例性模型的示意图；图11图示说明根据本公开的对于各种最小PCR值的对比率与投影角的比较的图表；图12图示说明根据本公开的在圆偏振立体系统中的对于各种最小PCR值的对比率与投影角的比较的图表；图13图示说明根据本公开的入射角上具有垂直偏移的立体系统构造的示意性侧视图；图14图示说明根据本公开的补偿垂直偏移的立体系统的示意图；图15图示说明根据本公开的示例性薄膜图案化延迟片（FPR）系统的示意图；图16图示说明根据本公开的示例性FPR系统的对比率的极坐标图；图17图示说明根据本公开的第一示例性补偿FPR立体系统的示意图；图18图示说明根据本公开的第二示例性补偿FPR立体系统的示意图；图19图示说明根据本公开的示例性补偿FPR系统的对比率的极坐标图；图20A图示说明根据本公开的示例性双投影立体系统的示意图；以及图20B图示说明根据本公开的示例性补偿双投影立体系统的示意图。具体实施方式图1是图示说明基于偏振的立体投影系统100的示例性模型的示意图。基于偏振的立体投影系统100的性能可以由三个要素确定：1)投影仪104处的偏振光学器件102；2)保偏屏幕106的作用；以及3)观看者110处的偏振光学器件108。图1中图示说明了这些结构的简化布局，在图1中，相对于法线的入射角θ和方位角在每个结构上可以不同。系统100所提供的观看体验可能因许多影响性能的因素而受损，但是通过考虑影响性能的因素而调整和/或添加偏振光学组件来进行补偿可以缓解或者甚至消除对于观看体验的负面影响。用于评价性能的一些度量包括与3D串扰、总体光效率、亮度均匀性、总体色偏和颜色均匀性相关联的偏振对比率（PCR）。PCR是偏振保真度的敏感指示，并且被计算为通过镜片透射到预期眼睛的（明视加权白光（photopicallyweightedwhite）的）功率与通过预期用于另一眼睛的镜片泄漏的功率的比率。本公开的示例性实施方案被提供来图示说明即使当涉及极具挑战性的投影和观看角度时也可以使得性能最佳的示例性方法。要理解，本公开的一些实施方案可以是指具体的图示说明的投影或显示系统，本文中所公开的示例性补偿方法可以适用于改进任何基于偏振的3D系统（包括，但不限于，单投影仪顺序系统（例如，DLP）、单投影仪空间系统（例如，SONYSXRD）、双投影仪系统、双引擎系统和3D显示器（诸如薄膜图案化延迟片（FPR）系统）的性能。在一些实施方案中，可以在投影仪或显示器处实现补偿以使得可实现优化观看观众的体验的单个补偿结构。这种方法可以使得可以在不对系统和操作成本添加显著成本的情况下实现相对复杂的补偿结构的益处。本公开的实施方案包括向顾客分发便宜的用后可弃3D眼镜的影院系统。一些实施方案可以包括在投影仪处的、可以校正存在于整个系统（包括投影仪、屏幕、眼镜、甚至投影系统的几何结构）中的确定性偏振误差的补偿结构。在眼镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立体成像系统，所述立体成像系统包括：图像源子系统，所述图像源子系统可操作来输出第一偏振态（SOP）和第二偏振态的光；检偏器子系统，所述检偏器子系统可操作来基本上阻挡所述第一SOP的光沿着第一路径行进，并且基本上阻挡所述第二SOP的光沿着第二路径行进；其中所述图像源子系统包括第一光学部件，所述第一光学部件可操作来在通过所述第一光学部件的光上引起第一偏振变化，并且所述检偏器子系统包括第二光学部件，所述第二光学部件可操作来在通过所述第二光学部件的光上引起第二偏振变化；其中所述第一偏振变化和所述第二偏振变化如果没有被补偿，则将至少部分地引起所述第一SOP的光沿着所述第一路径的泄漏或所述第二SOP的光沿着所述第二路径的泄漏中的至少一个；并且其中所述图像源子系统或所述检偏器子系统包括被构造为至少减小所述第一偏振变化和所述第二偏振变化两者的补偿器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.12 US 61/485,4971.一种立体成像系统，所述立体成像系统包括：图像源子系统，所述图像源子系统可操作来输出第一偏振态(SOP)和第二偏振态的光；检偏器子系统，所述检偏器子系统可操作来基本上阻挡所述第一SOP的光沿着第一路径行进，并且基本上阻挡所述第二SOP的光沿着第二路径行进；其中所述图像源子系统包括第一光学部件，所述第一光学部件可操作来在通过所述第一光学部件的光上引起第一偏振变化，并且所述检偏器子系统包括第二光学部件，所述第二光学部件可操作来在通过所述第二光学部件的光上引起第二偏振变化；其中所述第一偏振变化和所述第二偏振变化如果没有被补偿，则将至少部分地引起所述第一SOP的光沿着所述第一路径的泄漏或所述第二SOP的光沿着所述第二路径的泄漏中的至少一个；并且其中所述图像源子系统或所述检偏器子系统包括被构造为至少减小所述第一偏振变化和所述第二偏振变化两者的补偿器。2.如权利要求1所述的立体成像系统，其中所述图像源子系统包括至少一个投影仪，并且所述补偿器被设置在所述图像源子系统中、光学上在所述至少一个投影仪的后面。3.如权利要求1所述的立体成像系统，其中所述第一光学部件包括光学上在所述图像源子系统的图像源的后面的偏振器，并且所述第二光学部件包括所述检偏器子系统中的偏振器。4.如权利要求1所述的立体成像系统，其中所述第一光学部件包括光学上在所述图像源子系统的图像源的后面的四分之一波长延迟片，并且所述第二光学部件包括所述检偏器子系统中的四分之一波长延迟片。5.如权利要求1所述的立体成像系统，其中所述第一偏振变化和所述第二偏振变化每个包括几何旋转，并且所述补偿器包括可操作来基本上校正所述几何旋转的双轴拉伸延迟片。6.如权利要求1所述的立体成像系统，其中所述第一偏振变化和所述第二偏振变化每个包括几何旋转，并且所述补偿器包括+A片和+C片，所述+A片和+C片可操作来合作基本上校正所述第一偏振变化和所述第二偏振变化的组合的几何旋转，其中所述+A片是光轴在面内、具有正性各向异性的单轴线性延迟片，所述+C片是光轴垂直于平面、具有正性各向异性的单轴线性延迟片。7.如权利要求1所述的立体成像系统，其中所述第一偏振变化和所述第二偏振变化每个包括-C片类型的延迟，并且所述补偿器包括至少一个+C片，所述至少一个+C片可操作来基本上校正所述第一偏振变化和所述第二偏振变化的组合-C片类型的延迟，其中所述+C片是光轴垂直于平面、具有正性各向异性的单轴线性延迟片，所述-C片是光轴垂直于平面、具有负性各向异性的单轴线性延迟片。8.如权利要求1所述的立体成像系统，其中所述补偿器针对对于相对于屏幕中心水平地居中的理想观看者的性能测量来进行优化。9.如权利要求8所述的立体成像系统，其中所述补偿器针对对于位于观看空间中相对于所述理想观看者的位置而言极端的位置上的观看者的基准可接受的性能测量来进行优化。10.如权利要求8所述的立体成像系统，其中所述补偿器针对最大化对于围绕所述理想观看者的尽可能大的总量的性能测量来进行优化。11.如权利要求1所述的立体成像系统，其中所述图像源子系统包括可操作来输出所述第一偏振态和所述第二偏振态的光的顺序地或空间地调制的LCD面板。12.如权利要求1所述的立体成像系统，其中：所述图像源子系统包括：LCD面板；出射偏振器，所述出射偏振器在光学上在所述LCD面板的后面；以及条纹图案化四分之一波片(QWP)，所述条纹图案化四分之一波片与所述LCD面板对齐；以及所述检偏器子系统包括检偏四分之一波片以及每个可操作来从所述检偏四分之一波片之一接收光的偏振器；其中所述补偿器包括第一+C片...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·A·科尔曼，G·D·夏普，陈建民，
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