短屏幕距離中的雙投影的制作方法
【專利說明】短屏幕距離中的雙投影
[0001]相關串請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年4月16日提交的名稱為“Dual Project1n in Short ScreenDistance”的美國臨時申請序列第61/812，330號的優先權，其全部內容通過引用合并于此。
技術領域
[0003]本公開內容涉及影院(theatre)環境中的圖像投影，并且更具體地涉及距屏幕短距離的雙投影儀系統。
【背景技術】
[0004]投影系統可以具有單透鏡投影儀，該單透鏡投影儀在小的禮堂環境或者用于小的私人觀看場所的房間中將圖像投影到屏幕的前方。從投影儀到屏幕的距離可以小于15米。對于三維(3D)呈現，單獨編碼的左眼和右眼圖像被投影到相同的屏幕上。左眼和右眼圖像的編碼可以降低每個圖像中的光水平。通常，可以使用具有高的光增益輪廓的屏幕來代替散射屏幕以向觀眾引導回更多的投影圖像光。坐著觀看高增益屏幕上的呈現的觀看者可以觀看屏幕的不同部分處的不同亮度。亮度是指從屏幕向觀看者反射的光。在觀看高增益屏幕時，屏幕的中央部分處的亮度可以大于在屏幕的外圍部分處的亮度。需要一種系統和方法能夠增加立體呈現中的光水平以克服使用具有可以定位在距投影儀短距離處的屏幕的單個投影儀的限制。

【發明內容】

[0005]在一個示例中，提供了一種影院系統，該影院系統包括屏幕、第一投影儀、第一鏡、第二投影儀和第二鏡。屏幕具有水平維度和豎直維度。水平維度或者豎直維度中的一個是彎曲的并且水平維度或者豎直維度中的另一個是直的。第一投影儀可以輸出第一成像光。第一鏡定位在第一投影儀與屏幕之間用于沿著第一軸向屏幕引導第一成像光。第二投影儀可以輸出第二成像光。第二鏡定位在第二投影儀與屏幕之間用于沿著第二軸向屏幕引導第二成像光。第一鏡和第二鏡被配置用于引起第一軸和第二軸彼此平行并且沿著屏幕的水平維度或者豎直維度中的彎曲的同一維度在第一軸與第二軸之間具有位移。
[0006]在另一示例中，提供了一種影院系統，該影院系統包括屏幕、第一投影儀、第二投影儀、第一鏡和第二鏡。屏幕帶有具有增益的表面以反射光。第一投影儀可以使用具有第一軸的第一光來照亮屏幕。第二投影儀可以使用具有第二軸的第二光來照亮屏幕。第一鏡定位在第一投影儀與屏幕之間。第二鏡定位在第二投影儀與屏幕之間。第一鏡和第二鏡被配置成在(i)第一鏡和第二鏡與(ii)屏幕之間引起第一軸平行于第二軸，其中第一軸與第二軸之間有位移。屏幕包括被定位成由于以下原因而具有在從屏幕反射的第一光和第二光之間的觀看位置處測量的亮度差的區域以引起區域以第一光與第二光之間的亮度差來反射光:(i)第一軸與第二軸之間的位移以及(ii)用于在區域上入射的第一光和第二光的增益差。屏幕的彎曲沿著對應于第一軸和第二軸的位移的維度的維度以引起具有亮度差的區域移位離開屏幕的中心。
[0007]在另一示例中，提供了一種投影系統，該投影系統包括第一鏡和第二鏡，該第一鏡和第二鏡可定位在用于成像光的軸內以及投影儀的投影透鏡與屏幕之間，該軸包括第一軸和第二軸。第一鏡和第二鏡被配置用于引起第一軸和第二軸彼此平行并且沿著屏幕彎曲的維度在第一軸與第二軸之間具有位移。
[0008]在另一示例中，提供了用于在影院系統中使用的方法。投影第一成像光和第二成像光。第一鏡沿著第一軸向在一個維度上彎曲的屏幕引導第一成像光。第二鏡沿著第二軸向該屏幕引導第二成像光，第二軸平行于第一軸并且限定與沿著一個維度的第一軸的位移。
【附圖說明】
[0009]圖1是根據一種示例的雙投影儀影院配置的俯視圖。
[0010]圖2是根據一種示例的用于引起光軸從兩個投影儀的位移的兩個投影儀和光學系統的不意圖。
[0011]圖3是根據一種示例的短距離投影設置中的兩個屏幕的交疊的示意圖。
[0012]圖4是根據一種示例的表示在觀看角度的范圍上觀看者感知的屏幕增益的變化的圖表。
【具體實施方式】
[0013]本公開內容的某些方面和特征涉及一種投影系統，該投影系統可以被定位在距在至少一個維度上彎曲的屏幕短距離處。該投影系統可以包括兩個投影儀，兩個投影儀用于沿著兩個被移位的軸將具有圖像信息的光輸出到屏幕上以提供三維(3D)立體呈現。投影系統還可以包括定位在投影儀與屏幕之間的光學鏡。光學鏡可以引起投影成像光信息的軸具有減小的位移以平行并且具有沿著屏幕彎曲的相同維度的位移，從而避免或減小圖像未對準、梯形失真和亮度不平衡問題，同時提供立體呈現的增加的光水平。
[0014]從兩個投影儀到屏幕的投影成像光的平行軸之間的間隔可以被減小并且可以不受投影儀的寬度的限制使得屏幕可以被定位成更接近投影點。例如，投影系統與屏幕之間的短距離可以是15米或更短的距離，而非25到32米或更長的較長距離。最短距離在使用電影院(cinema)類型的投影儀時可以是5米，在使用其它類型的投影儀時可以是I米。當到屏幕的投影成像光的軸之間的間隔變為大于投影儀到屏幕的距離的百分之六時，與將兩個圖像投影到屏幕上相關的視覺偽影可以變為對于觀看者而言很顯著。在一些示例中，屏幕可以是用于朝著觀眾引導圖像光的更大部分以改善圖像亮度的高增益屏幕。投影系統可以是雙投影儀配置并且包括兩個大的商用電影院投影儀，諸如IMAX?電影院投影儀。
[0015]在一些示例中，每個投影儀包括投影透鏡和成像設備，諸如空間光調制器。空間光調制器的示例包括數字鏡設備、液晶設備和硅設備上的液晶。投影透鏡可以關于關聯的圖像設備豎直地或者水平地移位以在像素水平進一步改善圖像對準并且避免梯形失真，否則可能引起不期望的圖像偽影。
[0016]圖1是根據一個示例的影院配置100的示意圖。影院配置100是一種包括雙投影儀102、112的系統，與在商用電影院影院中具有投影儀的放映室(project1n booth)通常被定位成距屏幕的距離相比，每個投影儀102、112可以將圖像投影到被定位成距放映室120短距離處的屏幕110上。短的投影儀到屏幕距離可以是15米到I米。屏幕110可以是高增益屏幕。放映室120可以具有窗口 122并且雙投影儀102、112可以被定位在窗口 122后面。觀看屏幕110的觀看者可以坐在觀眾席130。影院配置100可以克服梯形失真問題、分離地投影圖像的亮度分配輪廓之間的空間偏移問題、以及投影圖像之間的亮度不平衡問題。
[0017]線表示投影成像光到屏幕110的軸路徑134、136。投影角度140被示出為由投影儀102投影的圖像的投影角度。另一投影角度142被示出為由投影儀102投影的圖像的投影角度。可能出現在屏幕上的交疊區域中的任何差異可以被遮住不透光(mask out)使得僅交疊的圖像區域被示出在屏幕上。
[0018]軸路徑134、136可以由包括與投影儀102、112相關聯的鏡的光學系統來形成。鏡可以從投影儀102、112引導光使得軸路徑134、136朝著屏幕彼此平行。
[0019]圖2是相對于彼此定位的兩個投影儀102、112以及包括在兩個投影儀102、112之間的鏡206、208的光學系統的示意圖。鏡206、208可以是光學鏡。投影儀102具有投影透鏡204，并且投影儀112具有投影透鏡214。兩個投影儀102、112可以使用投影透鏡204、214朝著鏡206、208輸出圖像，諸如左眼圖像和右眼圖像。投影儀102、112中的每個投影儀可以具有如圖2中相同的寬度252或者不同于其它投影儀的寬度的寬度。在圖2所示的配置中，可以使用被取向成向屏幕反射投影圖像的一組鏡206、208來將朝著屏幕110的投影成像光的兩個軸路徑134、136之間的位移250減小為小于投影儀的寬度252，或者在屏幕110與投影透鏡204、214之間的距離的百分之一到百分之六的范圍內。可以沿著與屏幕彎曲的維度相同的維度來取向兩個軸路徑134、136之間的位移250。例如，如果屏幕在水平維度上被彎曲，則位移250可以在水平維度上，而如果屏幕在豎直維度上被彎曲，則位移250可以在豎直維度上。
[0020]鏡206、208可以定位在兩個投影透鏡204、214之間，使得鏡206朝著屏幕反射由投影透鏡204投影的圖像，并且鏡208朝著屏幕反射由投影透鏡214投影的圖像。可以通過鏡來引導軸路徑134、136，使得軸路徑134、136可以朝著屏幕彼此平行。軸路徑134、136是投影成像光通過其在鏡206、208與屏幕之間行進的中央路徑。鏡206、208可以定位成在具有公共豎直位置的投影透鏡204、214的前面的并排水平布置。鏡206、208的調節可以使得兩個軸路徑134、136在鏡206、208與屏幕之間平行。使用鏡206、208來重引導來自投影透鏡204、214中的每個投影透鏡的成像光可以減少軸路徑134、136之間的位移的量。軸路徑134、136之間的減少量的位移可以使得一個或兩個投影透鏡204、214能夠在屏幕上將相應的投影圖像移位在投影透鏡能夠適應的移位范圍內的一定量。投影透鏡移位可以是投影透鏡光軸關于圖像設備或者用于數字投影系統的圖像調制設備的光軸的移位。投影透鏡可以適應關于成像設備光軸的透鏡移位而不在成像設備的圖像區域位于投影透鏡的對象圓直徑(object circle diameter)內時產生梯形失真。對象圓直徑是與投影透鏡關聯的直徑，其中與成像設備關聯的圖像區域可以被移位使得投影透鏡可以投影圖像區域而沒有或具有很少的梯形失真。
[0021]鏡206、208可以充分可調節使得每個鏡的位置和角度可以被細調以合適地引導每個投影圖像到屏幕，并且維持到屏幕的與超過鏡206、208的每個投影透鏡204、214關聯的軸路徑134、136之間的平行關系。在一些實現中，鏡206、208是高度反射的，使得入射光的超過90%被反射。這樣的鏡可