[发明专利]用于短焦3D投影的视场补偿偏振开关

说明书

总的来讲，本公开涉及偏振开关元件的角灵敏度以及射线方向对性能所造成的影响。更具体地讲，描述了用于补偿液晶(LC)偏振开关的角灵敏度的、提高偏振开关的性能的设备和技术。例如，公开了变换初始偏振取向的线偏振光的偏振开关，所述偏振开关包括第一液晶盒和第二液晶盒以及位于这些LC盒之间的补偿器。所述补偿器层可操作来提高通过所述偏振开关的视场。这样的补偿技术对于短焦投影环境特别有用。

本申请是2011年7月13日递交的PCT国际申请PCT/US2011/043913于2013年3月13日进入中国国家阶段的中国专利申请号为201180044084.3、发明名称为“用于短焦3D投影的视场补偿偏振开关”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开总地涉及立体显示系统。具体地讲，本发明涉及顺序3D立体显示器，包括具有偏振开关的、在入射角大时呈现出高对比度的短焦(short-throw)投影系统和直观式显示器。

背景技术

现代的立体3D影院通常利用与偏振开关同步的单个数字投影仪作为输送两个视图的手段。被动式偏振眼镜对顺序图像进行解码，从而将合适的透视图输送到每个眼睛。在系统层次上，一个眼睛接收合适的透视图像，而另一个则(理想地)接收很少的信息甚至基本上不接收信息。在当快门处于关闭状态时一定比例的不适当图像泄漏的可能情况下，3D体验的质量降低。该重影的水平取决于许多促成因素，所述促成因素可以包括投影仪、偏振开关、屏幕、眼镜以及与通过系统的射线相关联的几何结构。

发明内容

在直观式顺序3D中，偏振开关可被放置在显示器的输出处。这可以包括LCD、等离子体显示器、OLED或者任何合适的显示技术。偏振开关与显示器同步操作，并且可包括例如美国专利申请号12/156,683；12/853,274；12/853,279和12/853,265的未决申请中所描述的卷动快门，这些申请全都通过引用并入本文。为了使多个观众具有类似的高对比度(contrast)体验，可取的是当从许多不同角度观看显示器时快门操作是有效的。这可能要求在超过40度水平方向的半角的3D体验是可接受的。常规的偏振开关(比如，ZScreen)不提供这样的性能。

本发明的一方面提供一种变换初始偏振取向的线偏振光的偏振开关，所述偏振开关包括：第一液晶盒，所述第一液晶盒具有相对于所述初始偏振取向的第一取向轴；第二液晶盒，所述第二液晶盒具有相对于所述初始偏振取向的第二取向轴；以及至少一个第一补偿层，所述至少一个第一补偿层位于所述第一液晶盒与所述第二液晶盒的第一侧之间，所述第一补偿层可操作来提高通过所述偏振开关的视场。

在一些实施方案中，所述第一补偿层是负C板补偿器。

在一些实施方案中，所述第一补偿层具有大致匹配所述第一液晶盒和所述第二液晶盒的净延迟的延迟。

在一些实施方案中，所述第一补偿层包括聚碳酸酯。

在一些实施方案中，所述偏振开关还包括第二补偿层。

在一些实施方案中，所述第二补偿层与所述第二液晶盒的第二侧相邻。

在一些实施方案中，所述第二补偿层是负C板补偿器。

在一些实施方案中，所述第一补偿层具有所述第一液晶盒或者所述第二液晶盒之一的展开状态延迟的大约60％至80％的范围内的第一补偿延迟。

在一些实施方案中，所述第二补偿层具有所述第一液晶盒或者所述第二液晶盒之一的展开状态延迟的大约一半的第二补偿延迟。

本发明的另一方面提供一种用于补偿偏振开关的角灵敏度的方法，所述方法包括：在光路上提供第一液晶盒；提供至少一个第一补偿层，所述至少一个补偿层位于所述第一液晶盒之后的所述光路上；以及在所述至少一个第一补偿层之后的所述光路上提供第二液晶盒。

在一些实施方案中，所述第一补偿层是负C板补偿器。