[發明專利]產生3D圖像的系統

有效

• 申請號: 201010189644.1
• 申請日: 2010-06-02
• 公開（公告）號: CN101846809A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 王勇競
• 申請（專利權）人: 王勇競
• 主分類號: G02B27/26
• 分類號: G02B27/26;H04N13/00
• 代理公司: 蘇州市新蘇專利事務所有限公司 32221
• 代理人: 許鳴石

技術領域

本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種產生3D圖像的系統。

背景技術

目前比較常見的3D技術包括，彩色立體三維、偏振三維、分時立體三維技術。

1、彩色立體三維技術，這種技術的原理比較簡單。由于它利用彩色進行畫面濾光，畫面的邊緣部分可以明顯看出色彩分離現象，畫質的效果很差，因此目前該技術主要應用于比較低廉的3D顯示玩具中。

2、偏振三維投影技術，該技術把3D信號同時輸出到兩臺投影機中，分別顯示不同偏振態的左右眼圖像，觀眾利用一個偏振眼鏡看水平和垂直方向上的影像，從而在人眼中形成影像疊加，實現3D效果。其大優勢為：偏光眼鏡的成本也相對低廉，最低十元就能購買到。其缺點是，需要兩臺投影機，成本增加，另外需要對兩臺投影機的位置進行準確調校，并且不能隨意移動，因此后期維護比較麻煩。

3、分時3D投影，分時3D技術主要是通過采用幀序列的方式來產生立體圖像。立體圖像以幀序列的格式實現左右幀交替產生，負責接收的3D眼鏡與左右幀圖像進行同步交替開關。從而觀看到立體影像。其主要缺點是：1)需要有源開關眼鏡，成本高，一付眼鏡在美國售價高達150美元。2)基于液晶開關的眼鏡損失了50％的亮度。

發明內容

本發明的目的是：提供一種產生3D圖像的系統，其成本低，觀眾利用一個簡單便宜的偏振眼鏡，就可以實現3D圖像顯示；并且，沒有偏振光的損耗，圖像質量好。

本發明的技術方案是：一種產生3D圖像的系統，它沿光路依次包含設置有顯示芯片，顯示芯片具有分別顯示左右眼圖像的左右兩部分區域、可以分別對左右眼圖像的光施加不同偏轉的，并最終使得左右眼圖像在投影屏幕或人眼中重合在一起的偏轉元件；它還包括有把左右眼圖像以不同偏振態編碼的偏振態編碼系統，以及與偏轉元件配合的投影光學系統。

下面對上述技術方案進行進一步解釋：

上述方案中給出了一種單色3D圖像顯示的解決方案。為了實現彩色3D圖像顯示，可以利用眾所周知的時序彩色或空間彩色的方法。

1、利用時序彩色方法時，顯示芯片需要在紅綠藍圖像之間高速切換，在不同時刻顯示不同顏色的圖像，與此同時，照明系統需要同步地產生和顯示芯片相應的單色光。人眼利用視覺暫留現象，看到彩色3D圖像。

2、利用空間彩色方法時，需要三個顯示芯片來分別顯示紅綠藍的圖像，即顯示芯片包括紅顯示芯片、綠顯示芯片、藍顯示芯片，紅顯示芯片具有分別顯示左右眼圖像的兩部分區域，綠顯示芯片具有分別顯示左右眼圖像的兩部分區域，藍顯示芯片具有分別顯示左右眼圖像的兩部分區域。通過系統中的合色裝置把紅綠藍的圖像合成為彩色圖像，與此同時，系統中的偏轉元件把左右眼圖像合成為3D圖像。

3、利用空間彩色方法時，另外一種方法是：單一顯示芯片的每一個像素被分為紅綠藍三個子像素，分別顯示用來顯示紅綠藍的信息，每一顯示芯片的不同部分用來顯示左右眼的圖像，由于子像素間隔很小，人眼不能分辨，合成為一個彩色像素，與此同時，系統中的偏轉元件把左右眼圖像合成為3D圖像。

在一種技術方案中，顯示芯片的左右兩部分區域分別出射兩個不同偏振態的光。對于使用液晶的顯示芯片，顯示芯片的左右兩部分可以放置不同方向的偏振片和與之相對應的檢偏片。對于微機械MEMS顯示芯片有兩種方式實現出射不同偏振態的光：1)顯示芯片的左右兩部分可以放置不同方向的偏振片。2)在系統的光源部分，可以有相應的偏振分光機構，把相應的偏振光照射到顯示芯片的左右兩部分，這樣偏振光的損失會降到最小。

在另外一種技術方案中，顯示芯片的左右兩部分區域出射的左右眼圖像具有相同的偏振；偏振轉換器件位于顯示芯片左右兩部分區域出射的光完全分開的位置上。比如，在投影透鏡中的某一個位置，顯示芯片左右兩部分的光完全分開，一個波帶片放置在光路中，調制左右兩部分的光的偏振方向，使之不同。

以上兩種技術方案的核心是最終投影在屏幕上的左右眼圖像具有不同偏振，觀眾佩戴一個偏振眼鏡，就可以使得左右眼分別看到左右眼的圖像，實現3D圖像顯示。

本發明的產生3D圖像的系統，包括照明系統，其照明系統的光源可以采用高亮度光源技術的任一種，包括但并不限于高亮度投影光源、白熾燈、弧光燈、LED、激光。

所述顯示芯片可以采用現有微型顯示器技術的任一種，包括但并不限于液晶芯片LCD、微機械MEMS、硅上液晶LCOS器件、有機電致發光(OLED)。所述顯示芯片可以是反射式、透射式或是自發光式的。上述技術方案中的顯示芯片也可以由LED或是OLED等自發光顯芯片組成，這樣照明系統和顯示芯片將合為一個整體。