采用色彩的波长复用的显示系统和方法与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年7月22日提交的题为“displaysystemsandmethodsemployingwavelengthmultiplexingofcolors”的美国临时申请号62/027,659的优先权的权益，该申请被整体地通过引用结合到本文中。

本公开一般地涉及具有被布置成用于图像的沉浸式观看的一个或多个投影显示器的投影显示器系统和方法，并且包括用以至少部分地基于显示器的原色的波长复用来至少增强图像的动态范围和对比率的系统和方法。

背景技术：

数字电影服务器和投影机接收用于在电影院或其它会场中放映的数字内容。可以将该内容封装在一个或多个数字文件中以便在媒体服务器上递送和存储。媒体服务器然后可以从该一个或多个数字文件提取数字内容以便使用一个或多个投影机显示。在某些情况下，内容可以是投射到屏幕上的3d视频，在该屏幕处投射略有不同的视频内容以便在观看者的左眼和右眼中同时观看以产生深度幻觉。可以使用多投影系统来在会场中(诸如在电影院或礼堂中)的多个屏幕上显示视频，以促进用于观看者的沉浸式体验。

技术实现要素：

本文中所述的示例性实施例具有创新特征，其中没有一个是不可缺少的或者仅仅负责其期望的属性。在不限制权利要求的范围的情况下，现在将概述某些有利特征。

沉浸式显示系统可以包括被布置成提供视频的沉浸式观看的多个投影系统。此类沉浸式显示系统可以包括多个投影机系统，每个投射被配置成相互补充的视频以便为观看者提供沉浸式观看体验。每个投影机系统可以被配置成将其视频投射到放置于观众周围的投射表面上。这样，观众可以体验到沉浸到视频中所描绘的环境中的感觉。可以在所述多个投射表面上投射由所述多个投影机系统提供的视频，产生统一的视频呈现。此类沉浸式显示系统能够至少部分地由于在所述多个投射表面上提供的图像的质量而以相对高水平的真实性产生视听呈现。

然而，具有多个投射表面可以导致光被从第一投射表面反射到第二投射表面且然后到观看者。此光与直接地从第一投射表面反射到观看者的光混合。所述多个投射表面上的光的此类混合可以降低投射表面的对比率和/或动态范围，从而降低在沉浸式显示系统中提供的图像的质量。可以将光的此混合称为串话或交叉反射，并且其在沉浸式显示系统中可能是个挑战。至少部分地由于观众中的观看者的宽范围的观看角度，此挑战对于针对相对大的人群而设计(诸如在电影院中)的沉浸式显示系统而言甚至更加难以克服。

因此，在本文中提供了用于沉浸式显示系统的系统和方法，该沉浸式显示系统包括多个投射表面(例如，屏幕)，其在大范围的观看角度内可使用，并且对于其而言基本上减少了由所述多个投影表面的不同部分之间的串话或交叉反射引起的对比率和/或动态范围的降低。在某些实施例中，本文中公开的系统和方法提供了使用两个或更多曲面或平面屏幕的相对高对比度、高动态范围沉浸式图像观看，其中，通过交叉反射光的波长选择性吸收而基本上抑制了交叉反射。

在第一方面，提供了一种沉浸式显示系统，其包括第一屏幕，该第一屏幕包括被配置成漫反射在第一红波长带、第一绿色波长带以及第一蓝色波长带中的光的多层结构。该系统还包括第二屏幕，该第二屏幕包括多层结构，该多层结构被配置成漫反射在与第一红色波长带不重叠的第二红色波长带、与第一绿色波长带不重叠的第二绿色波长带以及与第一蓝色波长带不重叠的第二蓝色波长带中的光。该系统还包括第三屏幕，该第三屏幕包括多层结构，该多层结构被配置成漫反射在与第一或第二红色波长带不重叠的第三红色波长带、与第一或第二绿色波长带不重叠的第三绿色波长带以及与第一或第二蓝色波长带不重叠的第三蓝色波长带中的光。该系统还包括第一投影机系统，其被配置成向第一屏幕上投射第一视频，该第一投影机系统被配置成提供在第一红色波长带、第一绿色波长带以及第一蓝色波长带内的光。该系统还包括第二投影机系统，其被配置成向第二屏幕上投射第二视频，该第二投影机系统被配置成提供在第二红色波长带、第二绿色波长带以及第二蓝色波长带内的光。该系统还包括第三投影机系统，其被配置成向第三屏幕上投射第三视频，该第三投影机系统被配置成提供在第三红色波长带、第三绿色波长带以及第三蓝色波长带内的光。第一屏幕和第三屏幕与第二屏幕邻近定位，使得第一视频、第二视频以及第三视频被配置成在沉浸式观看环境中被多个观看者同时观看。

在第一方面的某些实施例中，第一投影机系统进一步被配置成不提供在第二或第三红色波长带、第二或第三绿色波长带或者第二或第三蓝色波长带中的光，第二投影机系统进一步被配置成不提供在第一或第三红色波长带、第一或第三绿色波长带或者第一或第三蓝色波长带中的光，并且第三投影机系统进一步被配置成不提供在第一或第二红色波长带、第一或第二绿色波长带或者第一或第二蓝色波长带中的光。在第一方面的某些实施例中，第一屏幕进一步被配置成吸收在第二和第三红色波长带、第二和第三绿色波长带以及第二和第三蓝色波长带中的光，第二屏幕进一步被配置成吸收在第一和第三红色波长带、第一和第三绿色波长带以及第一和第三蓝色波长带中的光，并且第三屏幕进一步被配置成吸收在第一和第二红色波长带、第一和第二绿色波长带以及第一和第二蓝色波长带中的光。在另一实施例中，第一屏幕的吸收在第二和第三红色波长带、第二和第三绿色波长带以及第二和第三蓝色波长带中的每一个中为至少90％。在另一实施例中，第二屏幕的吸收在第一和第三红色波长带、第一和第三绿色波长带以及第一和第三蓝色波长带中的每一个中为至少90％。在另一实施例中，第三屏幕的吸收在第一和第二红色波长带、第一和第二绿色波长带以及第一和第二蓝色波长带中的每一个中为至少90％。

在第一方面的某些实施例中，第一屏幕的吸收在第一红色波长带、第一绿色波长带以及第一蓝色波长带中的每一个中小于或等于5％。在另一实施例中，第二屏幕的吸收在第二红色波长带、第二绿色波长带以及第二蓝色波长带中的每一个中小于或等于5％。在另一实施例中，第三屏幕的吸收在第三红色波长带、第三绿色波长带以及第三蓝色波长带中的每一个中小于或等于5％。

在第一方面的某些实施例中，第一、第二以及第三红色波长带中的每一个的宽度小于或等于约10nm。在第一方面的某些实施例中，第一、第二以及第三红色波长带中的每一个的宽度小于或等于各波长带的中心波长的约2％。

在第一方面的某些实施例中，第一红色波长带的中心波长为约630nm，第一绿色波长带的中心波长为约540nm，并且第一蓝色波长带的中心波长为约465nm。在另一实施例中，第二红色波长带的中心波长为约620nm，第二绿色波长带的中心波长为约530nm，并且第二蓝色波长带的中心波长为约455nm。在另一实施例中，第三红色波长带的中心波长为约610nm，第三绿色波长带的中心波长为约520nm，并且第三蓝色波长带的中心波长为约445nm。

在第一方面的某些实施例中，所述第一、第二以及第三屏幕是曲面的。

在另一方面，提供了一种用于沉浸式显示系统的屏幕。该屏幕包括第一层，其包括防反射元件或被配置成抑制入射在屏幕上的光的镜面反射的眩目抑制元件。该屏幕还包括第二层，其包括被配置成反射在红色波长带中的光的第一干涉涂层。该屏幕还包括第三层，其包括被配置成反射在绿色波长带中的光的第二干涉涂层。该屏幕还包括第四层，其包括被配置成反射在蓝色波长带中的光的第三干涉涂层。该屏幕还包括第五层，其包括被配置成吸收可见光的光吸收元件。

在第二方面的某些实施例中，该屏幕包括在从投影机到屏幕的光学路径上位于第一层前面的反射器。在另一实施例中，该反射器包括菲涅耳反射表面，其包括一组平面环形剖面，其中，每个平面表面处于不同的角度。

在第二表面的某些实施例中，所述屏幕包括微透镜结构，其中，单独微透镜包括光漫射元件。

在某些实施例中，提供了一种包括第二方面的屏幕的沉浸式显示系统。所述系统还包括与第二方面的屏幕邻近定位的第二屏幕。第二屏幕包括第一层，该第一层包括防反射元件或被配置成抑制入射在屏幕上的光的镜面反射的眩目抑制元件；第二层，其包括被配置成反射在与红色波长带不重叠的第二红色波长带中的光的第一干涉涂层；第三层，其包括被配置成反射在与绿色波长带不重叠的第二绿色波长带中的光的第二干涉涂层；第四层，其包括被配置成反射在与蓝色波长带不重叠的第二蓝色波长带中的光的第三干涉涂层；以及第五层，其包括被配置成吸收可见光的光吸收元件。

附图说明

在附图中出于说明性目的描绘了各种实施例，并且绝不应解释为限制本发明的范围。另外，可以将不同公开实施例的各种特征组合以形成附加实施例，其是本公开的一部分。可以去除或省略任何特征或结构。遍及各图，参考标号可以在重复使用以指示参考元件之间的对应关系。

图1a和图1b图示出用于提供沉浸式显示体验的沉浸式显示系统。

图2a和图2b图示出包括三个屏幕的沉浸式显示系统的示例，并且图示出此类沉浸式显示系统中的串话的示例。

图3图示出由各投影机系统输出的某些示例性光谱功率密度分布。

图4图示出用于沉浸式显示系统中的屏幕的某些示例性吸收光谱。

图5图示出包括多个层的波长选择性屏幕的示例。

图6图示出供波长选择性屏幕使用的反射器的横截面图，该反射器具有一组平面环形端面，每个平面表面处于以约1°的步幅从0°至±15°的不同角度。

图7a和7b图示出具有光漫射元件的微透镜的示例。

具体实施方式

虽然在本文中公开了某些实施例和示例，但本发明的主题延伸超过具体公开的实施例至其它替换实施例和/或用途以及其修改和等价物。因此，所附权利要求的范围不受下面描述的任何特定实施例的限制。出于比较各种实施例的目的，描述了这些实施例的某些方面和优点。不一定所有此类方面或优点由任何特定实施例实现。因此，例如，可以以实现或优化如在本文中讲授的一个优点或一组优点而不一定实现也可以在本文中讲授或暗示的其它方面或优点的方式执行各种实施例。

沉浸式显示系统能够以高水平的真实性产生图像，因为图像在许多方向上被同时地呈现给观看者。典型的沉浸式显示系统可能至少部分地由于串话或交叉反射而遭受低对比率和低动态范围。如本文中所使用的串话和/或交叉反射一般地指的是其中从沉浸式显示系统的屏幕的一个部分上发出的光入射在沉浸式显示系统的屏幕的其它部分上且这些发射的射线然后在漫反射之后被部分地反射回到一个或多个观看者的情况。此串话或交叉反射可以至少部分地由于屏幕基本上反射入射在其上面的所有光而出现在典型的沉浸式显示系统中。一般地，入射在显示屏上且未被显示屏吸收的外围光(例如与投射在屏幕上或者由显示器提供的本地图像不相关的光)被叠加在显示图像上，导致降低的图像对比度。外围光或照明可以大大地劣化图像的对比率。同样地，外围光可以劣化图像的色彩饱和度和因此的图像的动态范围。因此，一般地减少外围光的反射或使其最小化且特别地减少串话或使其最小化是期望且有利的。

因此，本文中公开的是用以改善外围光在正面投影屏幕上的反射以从而增强由正面投射产生的图像的对比度的系统和方法。特别地，本文中公开的是供在沉浸式显示系统中使用的时间复用屏幕和投影机系统，沉浸式显示系统的屏幕和投影机系统被时间复用以减少串话对投射图像的影响或使其最小化。

本文中提供的系统和方法被配置成用多个投影机系统来改善用于具有多个投射表面的沉浸式显示系统的对比率和/或动态范围。可以存在用于改善对比率和/或动态范围的许多系统和方法，其可以与公开的系统和方法组合以实现一个或多个特定优点。在某些实施方式中，这些系统和方法可能具有公开的系统和方法独立地或者与其它系统和方法相组合地克服的某些缺点。例如，一种用以改善沉浸式圆顶电影院的对比度的方法使图像的亮度会聚在单向地坐在电影院中的观看者的中心视野内。然而，这可能不利地牺牲朝向观看者的视野的外缘的亮度。用以改善对比度的另一方法包括用提供有纹理表面且充当微挡板以抑制所投射图像的交叉反射的视觉反射涂层来涂敷屏幕。用以改善曲面、背面投影屏幕或沉浸式显示的对比度的另一方法包括使用特定修整或优化的后屏幕涂层。

可以通过使用分布在基质材料中的金属薄片和光吸收颗粒来改善正面投影屏幕的对比度。同样地，反射式投影屏幕可以包括光反射层和透明光漫射层，光反射层包括具有分散在其中的光反射材料薄片的透明树脂，并且透明光漫射层包括具有分散在其中的方解石的细晶颗粒和无色染料或颜料的透明树脂。此类屏幕可以改善辉度和图像对比度，同时基本上保持相同的漫射角度或者基本上不减小漫射角度。

可以用图像显示光的波长范围中的光的选择性反射且通过吸收环境光来改善用于正面投影屏幕的对比度。例如，供在正面投影系统中使用的屏幕可以包括被配置成反射目标波长或目标波长范围的光的区段，其中，该反射大于非目标波长或非目标波长范围。此类屏幕可以增强入射的投射光与环境光之间的对比度。作为另一示例，选择性反射投影屏幕可以包括被配置成选择性地反射光学波长范围的许多相对窄波段的入射光学能量并吸收具有落在该窄波段之间和/或外面的波长的光。投影屏幕可以包括微透镜结构，该微透镜结构使输入光聚焦，使得当光被从屏幕反射时，其通过具有高漫射或射束扩展的相对小的光斑。

可以通过将屏幕配置成针对不同的入射角和/或偏振具有不同的反射率来在投影屏幕中改善环境光的反射。例如，可以通过将屏幕配置成针对具有相对低的入射角和与投影机的偏振平行的偏振的光具有相对高的反射率，针对具有相对高的入射角和与投影机的偏振平行的偏振的光具有相对低的反射率，并且针对具有与投影机的偏振垂直的偏振的光(具有低或高的入射角)具有相对低的反射率。可以将反射性正面投影屏幕配置成通过与漫射元件和/或眩目抑制元件相组合地包括反射性偏振元件而在存在相对高的环境光水平的情况下以增强的对比度和相对宽的观看角度来投射图像。投影屏幕可以包括胆甾醇液晶、偏振光选择性反射层以选择性地且漫射地反射目标或已知偏振光分量。还可以用偏振片材来覆盖正面投影屏幕。

高对比度正面投影屏幕可以包括多个微元件，其包括被配置成通过接通和关断布置在基板上的适当结构而从低反射率状态变成高反射率状态的表面。微元件的表面针对投射的图像或视频的黑色段处于低反射率状态，并且针对在投射的图像或视频的黑色段外面的各段处于高反射率状态。

正面投影屏幕可以包括覆盖偏振旋转板(该偏振板覆盖反射表面)的双凸透镜片和覆盖双凸透镜片的偏振膜。偏振膜可以在每个双凸透镜的焦点处包括非偏振段，使得来自投影机的光相对地未被偏振膜衰减，而来自其它源的光被衰减。来自投影机的光一般地以与双凸透镜片中的透镜的那个相等的观看角的纵横比分布。

可以用塑料片覆盖正面投影屏幕，该塑料片被用聚合物分散液晶填充且在塑料片的两侧具有透明电极。塑料片在第一状态下是透明的，并且可以通过跨塑料片施加电压而变成白色。可以在一侧将塑料片涂成黑色，使得当不向电极施加电压时，屏幕至少部分地由于来自透明塑料片的背面的反射光而是黑色的。当向电极施加电压时，屏幕可以在施加电压的时间期间变成白色。该屏幕可以接收与投影机的脉冲同步的电压脉冲。在这种情形中，可以将屏幕配置成在投影机活动的时间期间是白色的或者具有相对高的反射率，并且当投影机不活动时是黑色的或者具有相对低的反射率。

某些屏幕可以具有施加于开孔泡沫的内表面的视觉反射层。可以将反射涂层施加成薄到足以不填充和/或阻挡开孔泡沫结构。反射涂层可以涂敷开孔的内部。这可以提供以近法向入射角反射大部分光的投影表面，并且在开孔中俘获来自更加倾斜的入射角的光，从而减少交叉反射。结果得到的屏幕包括具有相对高的方向性程度且具有相对快速的角截断的微挡板屏幕表面。然而，此设计在其中期望或优选具有相同或几乎相同的辉度的大范围观看角的沉浸式显示系统中可能是不期望和/或不利的。这在其中期望或优选作为观看角的函数的辉度的平滑且逐渐减小的沉浸式显示系统中也可能是不期望和/或不利的。

上述系统和方法可以用来通过减少交叉反射来增强沉浸式显示系统的对比度，但是可能遭受用本文所述的系统和方法克服的某些缺点。特别地，本文中公开的某些实施例提供了一种沉浸式显示系统，其抑制交叉反射并具有作为观看角的函数的目标或期望辉度(例如，作为观看角的函数的辉度的平滑且逐渐的减小)。

上述屏幕设计中的某些假设观看者使用相同或类似的中央视场。这可以是不利的，因为其限制了沉浸式显示系统的使用。可以用本文中公开的系统和方法来解决上述问题中的某些。特别地，描述了一种沉浸式显示系统，其在提供对对比度的显著改善的同时抑制交叉反射，其中，允许观看方向扩展超过一般中央视场。此类沉浸式显示系统可以在更多的情况下且以更多的配置使用，因为其为更多的观众提供改善的观看体验。

被配置成针对正面投影系统增强对比度的上述系统和方法中的某些旨在反射环境光以供单独的正面投影机使用。此类系统和方法对于抑制交叉反射和改善用于被配置成在多个正面和/或背面投影屏幕上投射图像的投影机群体的对比度而言可能不是有效的。在具有多个投影机和/或屏幕的此类沉浸式显示系统中，相对屏幕取向和光学屏幕特性可以产生降低投射图像的对比度和/或色彩饱和度的交叉反射。因此，本文中公开的实施例中的一个或多个包括有效地抑制交叉反射的沉浸式显示系统。

沉浸式显示系统

图1a和1b图示出示例性沉浸式显示系统100a、100b，其包括被配置成向相应屏幕105a、105b、105c上投射图像以便提供沉浸式显示体验的多个投影机200a、200b、200c。屏幕105a-105c可以是如图1a中所示的平面的正面投影显示器或者如图1b中所示的曲面的正面投影显示器。在邻近显示器之间可以存在间隙。例如，屏幕105a可以如图1a和1b中所描绘的那样在其之间具有间隙。在某些实施例中，间隙可以是相对小的，接近于零或者是零。沉浸式显示系统100a、100b可以包括多个平面或曲面显示器或屏幕，或者其可以包括单个曲面显示器或屏幕。屏幕可以相对于彼此旋转。屏幕105a-c还可以相对于彼此具有各自的倾斜度。沉浸式显示系统100a、100b的屏幕105a-c可以包括平面屏幕、曲面屏幕或两者的组合。

示例性沉浸式显示系统100a、100b包括三个正面投影屏幕105a-c，其中，每个屏幕上的图像由投影机系统提供。投影机系统200a被配置成向屏幕105a上投射视频，投影机系统200b被配置成向屏幕105b上投射视频，并且投影机系统200c被配置成向屏幕105c上投射视频。可以在屏幕105a、屏幕105b和/或屏幕105c后面安装音响系统。由投影机系统p1、p2和p3发射的光可以具有期望或选择的偏振状态或者可以是随机偏振的。

在某些实施例中，屏幕105a-c可以是曲面屏幕，其示例在图1b中图示出。所考虑的弯曲可以在纸张的平面中、在垂直于纸张平面的平面中或者在纸张平面和垂直于纸张的平面两者中。沉浸式显示系统100b例如包括三个曲面的正面投影屏幕105a-c，并且每个屏幕上的图像是从一个或多个投影机投射的。例如，投影机系统p1200a可以是在屏幕1105a上投射图像的一个或多个投影机，投影机系统p2200b可以是在屏幕2105b上投射图像的一个或多个投影机，并且投影机系统p3200c可以是在屏幕3105c上投射图像的一个或多个投影机。

从投影机系统200a-c发出的光每个可以具有不同的光谱。这可以导致由这些投影机系统提供的图像之间的色差。这些色差可以被以电子方式补偿。在授予b.maximus等人的美国专利公开号2007/0127121中公开了用于补偿两个投影机之间的色差的示例性方法，该美国专利公开被整体地通过引用结合到本文中。投影机系统200a-c的光谱可以被配置成在电子补偿之后例如根据rec.709或dcip3以一定的色域投射彩色图像。

投影机系统200a-c指的是被配置成在屏幕150a-c上投射视频的装置。这些投影机系统200a-c可以包括媒体服务器和投影机。在某些实施例中，媒体服务器在物理上与投影机分开，并且被通信耦合(例如，通过有线或无线连接)到投影机。在某些实施例中，投影机系统包括集成式媒体服务器和投影机。投影机系统的媒体服务器部分可以包括被配置成接收、存储以及解码媒体内容的硬件和软件组件。媒体服务器可以包括被配置成摄取数字式内容文件并将其解码、产生媒体流(例如，视频和音频)、向投影机发送图像数据的硬件和软件。媒体服务器可以包括用于摄取数字内容、将摄取的内容解码、从已解码内容产生视频、从已解码内容产生音频、提供用以访问安全内容的安全证书以及生成或解释同步信号以提供同步呈现等的模块。投影机可以包括光学引擎、调制元件、光学件等以使得投影机能够产生、调制以及投射图像。例如，可以使用阴极射线管(crt)、液晶显示器(lcd)、数字式光处理(dlp)、数字微镜装置(dmd)等来实现投影机。

投影机系统200a-c可以被配置成以符合许多标准中的任何一个的纵横比和分辨率来提供视频，所述标准包括(例如且在没有限制的情况下)4k(例如，3636×2664、3996×2160、3840×2160、4096×2160等)、2k(例如，1828×1332、1998×1080)、hd(例如，1920×1080、1280×720)等。投影机系统200a-c被配置成以各种帧速率提供视频，所述帧速率包括(例如且在没有限制的情况下)24fps、30fps、60fps、120fps等。投影机系统200a-c可以被配置成在两个或更多屏幕上显示同步3d内容(例如，立体视频)。

作为示例，沉浸式显示系统100a、100b可以包括被配置成在电影院内部播放dci合规内容的dci合规投影机系统200a-c。dci合规内容可以包括媒体流(例如，从数字内容提取的视频数据或视频和音频数据)。在某些实施方式中，将媒体流提供为数字电影包(“dcp”)，其例如包括用于分发到电影院的压缩、加密以及打包数据。该数据可以包括数字电影发行母版(“dcdm”)，其包括被映射到数据文件格式的图像结构、音频结构、字幕结构等。该数据可以包括构成dcp中的视听呈现的画面要素文件和音频要素文件。dcp可以包括包含正片、宣传片、广告、徽标等的单个数字显示所需的所有要素和元数据的组合物。投影机系统200a-c可以被配置成摄取dcp并生成dcdm的视觉上不可辨别的拷贝，并且然后使用dcdm的该拷贝来生成图像和声音以便呈现给观众。

图1a和1b图示出三个投影机系统200a-c和三个屏幕105a-c。然而，沉浸式显示系统可以包括不同数目的投影机系统和/或屏幕。例如，沉浸式显示系统100a、100b可以包括2、3、4、5、6、7、8、9、10个或超过10个投影机系统。例如，沉浸式显示系统100a、100b可以包括2、3、4、5、6、7、8、9、10个或超过10个屏幕。沉浸式显示系统100a、100b可以被配置成使得超过一个投影机系统在单个屏幕上提供视频，使得该图像基本上重叠。沉浸式显示系统100a、100b可以被配置成使得投影机系统在单个屏幕上提供视频，其中，来自投影机系统的视频最低限度地重叠，彼此邻近或者彼此相邻以提供基本上单一的视频呈现。

沉浸式显示系统中的声音可能是重要的，并且可以对视觉信息具有相当的重要性。典型的沉浸式显示系统可能至少部分地基于充当声学反射器的观看表面而经历音频或声学方面的问题。这可以导致沉浸式环境内的不期望和/或不想要的声音的回声和混响。在某些实施方式中，沉浸式显示系统100a、100b包括穿孔显示屏105a、105b和/或105c以减少此问题。穿孔显示屏可以被配置成允许沉浸式环境内的声音逸出环境并允许来自在屏幕后面的扬声器的声音进入沉浸式环境。这可以减少或消除不想要或不期望的回声和混响，同时增加沉浸式环境内的期望声音。

可以将声音系统安装在正面投影屏幕1105a、屏幕2105b和/或屏幕3105c后面。为了减少高频声波的衰减，可以使用穿孔阵列(例如圆形孔)。可以将屏幕上的穿孔布局成使得孔的中心在(例如且在没有限制的情况下)交错或直线孔布置中是等距离的。每单位面积的等距圆形孔的数目、孔直径和/或屏幕厚度是可以调谐以在大于1khz的频率下实现可接受或适当的传输损失的参数。

示例性沉浸式显示系统屏幕

图2a和2b图示出包括三个屏幕的沉浸式显示系统100的示例，并且图示出此类沉浸式显示系统中的串话的示例。沉浸式显示系统100可以包括多个屏幕。可以将屏幕布置成使得在邻近显示器之间存在间隙。例如，图2a中所示的沉浸式显示系统100可以具有间隙b1、b2、b3和b4，并且图2b中所示的沉浸式显示系统100可以具有间隙d1和d2。在某些实施例中，间隙可以是相对小的，接近于零或者是零。该屏幕可以具有例如用角γ1和γ2来表征的相对取向。屏幕1、2和3还可以具有对应于角γ3、γ4和γ5的各自倾斜度，其中，该角是相对于垂直于纸张平面的方向测量的。

参考图2a，光线1表示来自投射到屏幕1上的图像的反射光，光线1被从区域屏幕2的区域1反射并入射在区域2上。光线3表示到达观看者处的在区域2处从投射到屏幕2上的图像反射的光。光线2表示在屏幕2上的区域2处来自光线1的反射光。在不存在光线1的情况下，光线3被屏幕2反射到观看者，光线3是原始图像的一部分。然而，在存在从区域1到区域2上的串话的情况下，光线2也被观看者感知。光线2和光线3的混合物被称为串话，并且可以相当大地降低原始图像的色彩饱和度和对比率，因此减小原始图像的动态范围。

图2b图示出串话的另一示例，其中，强度可以取决于相互照亮的区域之间的距离。例如，沉浸式显示系统100包括多个邻近或几乎邻近的屏幕，串话可在可以从相对短距离相互照亮的屏幕的部分上且对于其中屏幕之间的角度相对小的屏幕配置而言可能是明显的。随着所考虑的屏幕区域之间的距离增加，由串话引起的辉度降低(例如，用平方反比定律来近似)，并且当那个屏幕之间的角度增加时，辉度也降低(例如，用光照的余弦定律来近似)。例如，对于沉浸式显示系统100而言，区域1与区域2之间或者区域3与区域4之间的串话将比在区域2与区域5之间、区域3与区域6之间或者区域5与区域6之间更强烈。

为了举例说明串话对对比率的影响，将提供简单的示例。对比率与显示系统的质量有关。可以将全开/全关对比率(例如，连续对比率)定义为最大辉度与最小辉度的比。最大辉度lmax可以是由被用100％白信号驱动的显示器输出的辉度值，并且最小辉度lmin可以是由被用0％白色水平(例如，黑色水平)驱动的显示器输出的辉度值。

测量的辉度一般地取决于观察角，并且对比率一般地是观察角的函数。在存在入射在显示器的屏幕上的外围光照的情况下，其可以被部分地朝着观看者反射并添加到来自显示器的辉度。用非零外围光照，全开/全关对比率是：

其中，la对应于外围光照和显示屏的反射特性。

用以表征显示器的对比率的另一方法有时被称为‘棋盘法’，并且在ansi1992、iec2002中进行了规定。在这种方法中，使用覆盖显示器的整个图像区域的黑色和白色矩形的4×4棋盘图案。测量每个矩形的中心处的辉度。对八个白色值求平均值，<lcb,max>，并且对八个黑色值求平均值<lcb,min>。有时称为ansi对比率的对比度则为：

ansi对比率一般地可以取决于观察角；并且如果外围光照是非零的，则非零光照也可以影响测量的ansi对比率：

向用于对比率的某些示例性值(例如，conoff和cansi)提供用于投影显示器的值。如用这些值举例说明的，对比率在存在外围光照的情况下可以大大地减小。给定当外围光为零时的2000:1的全开/全关对比率，第一示例性投影显示器具有在垂直于屏幕的方向上测量的500cd/m²的最大辉度和0.25cd/m²的最小辉度。如果替代地存在被反射到观察者的入射外围光且反射的外围光增加5cd/m²，则全开/全关对比率减小为～96:1。针对典型的投影显示器，ansi对比率低于全开/全关对比率，并且可以是例如～200:1。针对在本段中描述的外围光的相同反射，ansi对比率被减小为～67:1。

示例性波长复用屏幕

参考图1a，由投影机系统p1200a在屏幕1105a上提供的光可以被配置成具有被屏幕1强漫反射的光谱组成。同样地，由投影机系统p2200b在屏幕2105b上提供的光可以被配置成具有被屏幕2强漫反射的光谱组成。同样地，由投影机系统p3200c在屏幕3105c上提供的光可以被配置成具有被屏幕3强漫反射的光谱组成。

从屏幕1在屏幕2和屏幕3上交叉反射的光可以被配置成具有被屏幕2和屏幕3强吸收的光谱组成。同样地，从屏幕2在屏幕1和屏幕3上交叉反射的光可以被配置成具有被屏幕1和屏幕3强吸收的光谱组成。同样地，从屏幕3在屏幕1和屏幕2上交叉反射的光可以被配置成具有被屏幕1和屏幕2强吸收的光谱组成。

从投影机系统p1发出的光例如可以被配置成具有集中在具有各谱宽δλr1、δλg1以及δλb1的以波长λr1、λg1以及λb1为中心的三个或更多不重叠波长区域中的光谱功率密度。同样地，从投影机系统p2发出的光例如可以被配置成具有集中在具有各谱宽δλr2、δλg2以及δλb2的以波长λr2、λg2以及λb2为中心的三个或更多不重叠波长区域中的光谱功率密度。同样地，从投影机系统p3发出的光例如可以被配置成具有集中在具有各谱宽δλr3、δλg3以及δλb3的以波长λr3、λg3以及λb3为中心的三个或更多不重叠波长区域中的光谱功率密度。在某些实施例中，投影机系统p1、p2和/或p3的光谱功率密度可以是相互不重叠的。

由于显示器比色分原因，波长λr1、λr2以及λr3可以位于相对小的波长区域中，例如610nm≤λ≤630nm。同样地，波长λg1、λg2和λg3可以位于相对小的波长区域中，例如520nm≤λ≤540nm，并且波长λb1、λb2和λb3可以位于相对小的波长区域中，例如445nm≤λ≤465nm。

从投影机系统p1、p2和/或p3发出的光可以具有不同的光谱。这可以导致由这些投影机提供的图像之间的色差。这些色差可以被以电子方式补偿。在授予b.maximus等人的美国专利公开号2007/0127121中公开了用于补偿两个投影机之间的色差的示例性方法，该美国专利公开号被整体地通过引用结合到本文中。投影机系统p1、p2和p3的光谱可以被配置成在电子补偿之后例如根据rec.709或dcip3以一定的色域投射彩色图像。

图3图示出某些示例性光谱功率密度分布。用于特定投影机系统的示例性光谱功率密度分布可以具有每个色彩输出带至少5nm或者小于或等于约5nm的宽度。用于各投影机的特定色彩输出带中的中心波长可以分离至少约10nm或者小于或等于约10nm。

从投影机系统p1发出的光可以以波长λr1＝630nm、λg1＝540nm以及λb1＝465nm为中心，具有各自的光谱宽度δλr1＝5nm、δλg1＝5nm以及δλb1＝5nm。同样地，从投影机系统p2发出的光可以以波长λr2＝620nm、λg2＝530nm以及λb2＝455nm为中心，具有各自的光谱宽度δλr2＝5nm、δλg2＝5nm以及δλb2＝5nm。同样地，从投影机系统p3发出的光可以以波长λr3＝610nm、λg3＝520nm以及λb3＝445nm为中心，具有各自的光谱宽度δλr3＝5nm、δλg3＝5nm以及δλb3＝5nm。

可以用使用(例如且在没有限制的情况下)红色、绿色和/或蓝色半导体二极管激光器或其它固态激光技术(诸如具有二次谐波发生(shg)的二极管泵浦固态激光器(dpss)或者具有倍频的vecsel(垂直强表面发射激光器))的投影机系统来实现此类窄带光谱。红色半导体激光二极管通常可以是algainp/gaas激光二极管条，并且可以将多模式ingan/gan激光二极管技术用于蓝色和绿色半导体激光二极管。

图4图示出用于沉浸式显示系统中的屏幕的某些示例性吸收光谱。屏幕1可以是波长范围λr1±δλsr1、λg1±δλsg1、λb1±δλsb1中的漫反射波长选择性屏幕。反射波长带的中心波长可以近似等于从投影机系统p1发出的光的波长带的中心波长。可以将用于被屏幕1反射的波长范围的宽度选择成针对由投影机系统p1发出的光具有相对高的反射率，并且针对由投影机系统p2和/或p3发出的光具有相对低的反射率。未被屏幕1反射的光可以被屏幕1吸收和/或透射。

同样地，屏幕2可以是波长范围λr2±δλsr2，λg2±δλsg2，λb2±δλsb2中的漫反射波长选择性屏幕。反射波长带的中心波长可以近似等于从投影机系统p2发出的光的波长带的中心波长。可以将用于被屏幕2反射的波长范围的宽度选择成针对由投影机系统p2发出的光具有相对高的反射率，并且针对由投影机系统p1和/或p3发出的光具有相对低的反射率。未被屏幕2反射的光可以被屏幕2吸收和/或透射。

同样地，屏幕3可以是波长范围λr3±δλsr3,λg3±δλsg3,λb3±δλsb3内的漫反射波长选择性屏幕。反射波长带的中心波长可以近似等于从投影机系统p3发出的光的波长带的中心波长。可以将用于被屏幕3反射的波长范围的宽度选择成针对由投影机系统p3发出的光具有相对高的反射率，并且针对由投影机系统p1和/或p2发出的光具有相对低的反射率。未被屏幕3反射的光可以被屏幕3吸收和/或透射。

下面提供了具有发射在匹配波长范围内的光的投影机系统的波长选择性漫反射屏幕的示例。来自投影机系统p1的在屏幕1上的入射光可以具有在波长范围465nm±2.5nm(例如，蓝光)、540nm±2.5nm(例如，绿光)和630nm±2.5nm(例如，红光)内的光谱功率分布。投影机系统p1向屏幕1上投射图像，并且屏幕1可以强漫反射这些波长范围内的光，并且可以弱吸收这些波长范围内的光。例如，这些波长范围内的屏幕1的吸收a21可以小于或等于约5％。

来自屏幕2和/或屏幕3的交叉反射光可以在波长范围455nm±2.5nm、530nm±2.5nm和620nm±2.5nm内(例如来自屏幕2)和波长范围445nn±2.5nm、520nm±2.5nm和610nm±2.5nm内(例如，来自屏幕1)。此交叉反射光可以被屏幕1强吸收。例如，这些波长范围a11内的屏幕1的吸收可以大于或等于约90％。

来自投影机系统p2的在屏幕2上的入射光可以具有在波长范围455nm±2.5nm(例如，蓝光)、530nm±2.5nm(例如，绿光)和620nm±2.5nm(例如，红光)内的光谱功率分布。投影机系统p2在屏幕2上投射图像，并且屏幕2可以强漫反射这些波长范围内的光，并且可以弱吸收这些波长范围内的光。例如，这些波长范围a22内的屏幕2的吸收可以小于或等于约5％。

来自屏幕1和/或屏幕3的交叉反射光可以在波长范围465nm±2.5nm、540nm±2.5nm和630nm±2.5nm内(例如来自屏幕1)和波长范围445nn±2.5nm、520nm±2.5nm和610nm±2.5nm内(例如，来自屏幕1)中。此交叉反射光可以被屏幕2强吸收。例如，这些波长范围a12内的屏幕2的吸收可以大于或等于约90％。

来自投影机系统p3的在屏幕3上的入射光可以具有在波长范围445nm±2.5nm(例如，蓝光)、520nm±2.5nm(例如，绿光)和610nm±2.5nm(例如，红光)内的光谱功率分布。投影机系统p3在屏幕3上投射图像，并且屏幕3可以强漫反射这些波长范围内的光，并且可以弱吸收这些波长范围内的光。例如，这些波长范围a23内的屏幕3的吸收可以小于或等于约5％。

来自屏幕1和/或屏幕2的交叉反射光可以在波长范围465nm±2.5nm、540nm±2.5nm和620nm±2.5nm内(例如来自屏幕1)和波长范围455nn±2.5nm、530nm±2.5nm和620nm±2.5nm内(例如，来自屏幕2)。此交叉反射光可以被屏幕3强吸收。例如，这些波长范围a13内的屏幕3的吸收可以大于或等于约90％。

可以用(例如且在没有限制的情况下)被附着到可见光波长范围内的光吸收基板的用于红色、绿色和蓝色波长带的多层干涉涂层来实现用于每个正面投影屏幕的窄波长带中的波长选择性反射。在授予b.lippey等人的美国专利公开号2003/0117704中公开了用于提供小于中心波长的6％的窄波长带的示例性方法，该美国专利公开号被整体地通过引用结合到本文中。在上述示例中，具有高反射率的波长带可以具有中心波长的约2％的宽度。

具有多层结构的示例性屏幕

图5图示出具有多层结构的波长选择性屏幕500的示例，其中，屏幕500被配置成强漫反射在可见光谱的红色、绿色以及蓝色部分中的相对窄的波长带中的光。屏幕500可以是例如正面投影屏幕。屏幕500包括多个层，其包括防反射涂层或眩目抑制元件501、用于红色502、绿色503和蓝色504波长区域中的窄波长带中的光反射的多层干涉涂层、可见光波长范围505中的吸收元件以及支撑基板506。屏幕500还可以包括可选粘合层507。屏幕可以在层503处强漫反射例如窄波长带中的红光(光线1)，在层504处强漫反射窄波长带中的绿光(光线2)，并且在层505处强漫反射窄波长带中的蓝光(光线3)。

为了用多层干涉滤光器获得具有相对高的反射率的值，例如，可以使用高折射率材料nh的交替层h与低折射率材料nl的层l的堆叠。每个层的厚度可以为该材料中的中心波长的1/4。可以将电介质材料用于交替层h和l。具有高折射率的电介质材料的示例包括tio2(n＝2.61)和ta2o5(n＝1.80)。具有低折射率的电介质材料的示例包括sio2(n＝1.54)。高反射率区的波长宽度至少部分地取决于交替层h和l的数目、折射率nl以及折射率nh。例如，用相同的h和l材料增加交替层的数目导致较小的波长宽度。作为另一示例，nh与nl之间的较小的差针对相同的层数导致较小的波长宽度。

多层干涉滤光器的反射曲线随着入射角而改变并通常展示出到较短波长的移动。例如，此移动对于与法向入射的小的角偏差而言可以为每度约1.9nm。为了减少随着入射角增加而到较短波长的此移动，可以使得多层干涉滤光器不均匀，使得在屏幕上的每个位置处，可以根据该特定位置处的非法向光入射来调整图层。

在某些实施例中，可以使屏幕500弯曲，使得入射角在屏幕500的每个位置上保持几乎垂直。例如，这可以通过用菲涅耳反射表面(诸如一组平面的环形剖面，每个平面处于不同的角度，其中的每一个在图6中图示出)替换弯曲的反射表面来实现。图6图示出具有一组平面环形剖面605的反射器600的横截面图，每个平面以约1°的步幅处于从0°至15°的不同角度。屏幕上的最大入射角至少部分地取决于投影机的投射比或者投射距离b与屏幕宽度a的比。

正面投影屏幕可以在观看位置的方向上漫反射来自其关联投影机的入射光。这一般地可以是相对宽的角范围。然而，多层干涉涂层在其关联投影机的光的窄波长带中可能具有相对强的镜面反射。在某些实施例中，可以向屏幕添加扩散器或光散射元件。在某些实施方式中，可以将扩散器或光散射元件配置成并不显著地影响或改变多层干涉涂层上的光线的入射角。这在多层干涉涂层的窄波长反射带随着入射角的增加而移动到较短波长的情况下可能是有利的，因为这可以引起入射光的吸收而不是强反射。在某些实施例中，屏幕不包括在多层干涉涂层的顶部上的层中的块体漫射器或者在多层干涉涂层的顶部上的表面散射元件。

在某些实施例中，屏幕可以包括微透镜结构，在每个微透镜的顶部上具有小的光漫射元件。图7a和7b图示出具有光漫射元件704的微透镜700的示例。例如，每个微透镜700可以接收到与微透镜的光轴基本上平行的光线702的几乎准直射束。这可以在与一组平面环形剖面(每个平面处于不同高度角度，诸如在本文中参考图6所述的反射器600)相组合地应用微透镜的结构时发生。微透镜700可以被配置成使光线701略微朝着多层干涉涂层703会聚。会聚角可以是小的以避免反射带的不期望移动。可以用微透镜700的曲率r和直径d以及微透镜材料的折射率n的选择来实现小的会聚角。例如，微透镜材料pmma(聚甲基丙烯酸甲酯)具有约1.491的折射率。该结构的大小可以可以被确定成具有来自微透镜、经过在每个微透镜的顶部上(如图7a中所示)或者在焦点位置处或附近的微透镜主体内部(如图7b中所示)的小部位704的会聚且被反射的入射光。到达光漫射元件704的光然后可以通过位于此小部位上的光漫射元件704经历强漫射或散射705。此光漫射元件704可以是例如小块体漫射器或小表面漫射器。在某些实施例中，此光漫射元件704可以具有反对称散射轮廓。例如，散射轮廓可在水平方向上具有与在垂直方向上不同的光散射轮廓。

如图7a和7b中所示，微透镜700具有半径r、直径d和折射率n。微透镜700可以位于例如反射性屏幕的正面上。在使用中，入射光线702略微朝着反射性多层干涉涂层703会聚，并且窄波长带中的光能被多层干涉涂层703反射回去并聚焦在漫射元件704上，其在观看位置705的方向上散射光线。

结论

上文所述的各种特征可以相互独立地使用，或者可以被以各种方式组合。所有可能的组合和子组合意图落在本公开的范围内。本文中所述的示例性系统和组件可以被与所述不同地配置。例如，可以向公开的示例性实施例添加元件、从公开示例性实施例去除元件或者与其相比重新布置元件。

本文中所使用的条件语言(除其它的之外，诸如“能够”、“可以”、“可能”、“也许”、“例如”等)不一定意图暗示特征、元件和/或步骤是一个或多个实施例所要求的或者一个或多个实施例必须包括用于判定(在有或者没有创作者输入或提示的情况下)在任何特定实施例中是否包括或者要执行这些特征、元件和/或步骤的逻辑。术语“包括”、“包含”、“具有”等是同义词，并且被包括性地、以开放方式方式，并且不排除附加的元件、特征、动作、操作等。并且，术语“或”是在包括性意义上(而不是在其排他性意义上)使用的，使得当例如用来连接一列元件时，术语“或”意指列表中的元件中的一个、某些或全部。另外如一般地使用的那样用上下文来理解诸如短语“x、y和z中的至少一个”之类的连接语言(除非另外具体地说明)以传达项目、术语等可以是x、y或z。因此，此类连接原因一般地并不意图暗示某些实施例要求x中的至少一个、y中的至少一个和z中的至少一个每个都存在。术语“大约”或“近似”等是同义词，并且用来指示用该术语修饰的值具有与之相关联的理解范围，其中，该范围可以是±20％、±15％、±10％、±5％或±1％。术语“基本上”被用来指示结果(例如，测量值“接近于目标值，其中，紧密可以意指例如结果在值的80％内、在值的90％内、在值的95％内或者在值的99％内。

虽然已描述了某些示例性实施例，但这些实施例仅仅是以示例的方式提出的，并且并不意图限制本文中公开的本发明的范围。因此，前文描述中的任何东西并不意图暗示任何特定特征或特性是必需或必不可少的。事实上，可以以各种其它形式体现本文中所述的新型方法和系统；此外，在不脱离本文中公开的本发明的精神的情况下可以进行本文中所述的方法和系统的形式方面的各种省略、替换和改变。