[发明专利]用于立体投影的偏振转换系统和方法

说明书

背景

技术领域

本公开的实施方案总地涉及偏振编码图像的投影，并且，更具体地涉及用于将偏振编码图像传送到投影屏幕的偏振转换系统和方法。

背景技术

图1是示意图，图示示例性保偏(polarization preserving)显示系统100。所述显示系统100包括投影屏幕102和偏振滤光眼镜104。立体三维(3D)图像是通过偏振滤光眼镜104采用顺序地显示左和右透视图像的单个保偏屏幕102来观察的。偏振滤光眼镜104含有交替正交偏振的两个透镜106和108。

3D图像可以采用在投影仪的偏振控制编码，并且采用偏振滤光眼镜解码左和右透视图像而被合成(参见，如：共同拥有的授予Lenny Lipton等人的题为“Method andsystem employing a push-pull liquid crystal modulator(采用推拉液晶调制器的方法和系统)”的美国专利号4,792,850以及于2006年6月14日递交的题为“Achromatic PolarizationSwitches(消色差偏振开关)”的美国专利申请序列号11/424,087，所述专利和专利申请两者针对所有目的通过引用被整体并入本文)。

在投影透镜之后的偏振控制的常规实现示于图2中。从透镜的输出发出接近平行的光线(看起来似乎是源于所述透镜之内的光瞳)，并且会聚以在远端屏幕上形成光斑。图2中的光线束A、B和C是在投影屏幕的底部、中部和上部形成光斑的束。如图2中所描绘的，从投影透镜发出的光被随机地偏振化为S和P偏振光两种。所述光通过线偏振器，导致在所述偏振器之后的单个偏振态。正交的偏振态被吸收(或被反射)，从而偏振器之后的光通量小于原始通量的50％(导致较暗淡的最终图像)。偏振开关与图像帧同步，并且从偏振开关出来的偏振态是交替的，在屏幕上产生交替正交偏振的图像。偏振选择眼镜104允许一种偏振的图像通过到左眼，并且正交偏振的图像通过到右眼。通过对每只眼睛呈现不同的图像，而可以合成3D图像。

该系统目前在电影院中使用。然而，典型地，该系统设计却有这样的不利，即被偏振器吸收了多于50％的光，以及由此得到的图像典型地较之传统的2D影院暗淡50％以上。此外，时序(time-sequential)立体3D还减少了多于50％的亮度。较暗淡的图像可以因此限制用于3D应用的影院的大小和/或为观众提供较不理想的观看体验。

发明内容

本公开针对上面提及的问题以及其他问题，提供用于立体投影的偏振转换系统和方法。总地来说，偏振转换系统将来自非偏振的图像源的光分为第一偏振态(SOP)和正交的第二偏振态，并且在第一和第二光路上引导所述偏振光。所述光路中的仅一个上的光的偏振态被转化为正交的态，从而两个光路均具有相同的偏振态。偏振调制器将在所述第一和第二光路上的光时间调制为第一和第二输出偏振态。第一和第二投影透镜向投影屏幕引导在所述第一和第二光路上的光，以形成基本上重叠的偏振编码图像，所述偏振编码图像较之所引用的现有技术的系统亮得多。所述偏振编码图像可以采用具有适当的偏振滤光片的眼镜来观看。

根据一方面，用于向投影屏幕传送偏振编码图像的偏振转换系统包括第一投影透镜、第二投影透镜、偏振光束分束器(PBS)、反射元件和偏振调制器。PBS可操作来向第一光路上的第一投影透镜传送第一偏振态的光，并且还可操作来向第二光路反射第二偏振态的光。反射元件位于第二光路上，并且可操作来向第二投影透镜反射光。偏振调制器可以位于第一和第二光路上。第一和第二投影透镜可操作来向投影屏幕引导偏振编码图像。

在一些实施方案中，偏振调制器可以是位于第一和第二光路两者上的单个单元。在其他实施方案中，偏振调制器可以包括一第一偏振开关和一第二偏振开关，每个偏振开关分别位于各自的第一和第二光路上。所述一个或两个偏振开关可以位于所述投影透镜之前或之后。

根据另一方面，用于投影偏振编码立体图像的方法包括在偏振光束分束器接收非偏振的图像源光。所述方法包括在偏振光束分束器向位于第一光路上的投影透镜传送第一偏振态的图像源光。所述方法还包括在偏振光束分束器向第二光路反射第二偏振态的图像光。所述方法还包括在第二光路上向第二投影透镜反射光。所述方法另外还包括将第一和第二光路中的一个上的光的偏振态旋转到正交的偏振态。所述方法还包括在第一偏振输出态和第二偏振输出态之间时间调制在所述第一和第二光路上的光的偏振态。

参考前面的详述，其他特征将是明显的。

附图说明