短屏幕距离中的双投影的制作方法
【专利说明】短屏幕距离中的双投影
[0001]相关串请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年4月16日提交的名称为“Dual Project1n in Short ScreenDistance”的美国临时申请序列第61/812，330号的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
[0003]本公开内容涉及影院(theatre)环境中的图像投影，并且更具体地涉及距屏幕短距离的双投影仪系统。
【背景技术】
[0004]投影系统可以具有单透镜投影仪，该单透镜投影仪在小的礼堂环境或者用于小的私人观看场所的房间中将图像投影到屏幕的前方。从投影仪到屏幕的距离可以小于15米。对于三维(3D)呈现，单独编码的左眼和右眼图像被投影到相同的屏幕上。左眼和右眼图像的编码可以降低每个图像中的光水平。通常，可以使用具有高的光增益轮廓的屏幕来代替散射屏幕以向观众引导回更多的投影图像光。坐着观看高增益屏幕上的呈现的观看者可以观看屏幕的不同部分处的不同亮度。亮度是指从屏幕向观看者反射的光。在观看高增益屏幕时，屏幕的中央部分处的亮度可以大于在屏幕的外围部分处的亮度。需要一种系统和方法能够增加立体呈现中的光水平以克服使用具有可以定位在距投影仪短距离处的屏幕的单个投影仪的限制。
【发明内容】
[0005]在一个示例中，提供了一种影院系统，该影院系统包括屏幕、第一投影仪、第一镜、第二投影仪和第二镜。屏幕具有水平维度和竖直维度。水平维度或者竖直维度中的一个是弯曲的并且水平维度或者竖直维度中的另一个是直的。第一投影仪可以输出第一成像光。第一镜定位在第一投影仪与屏幕之间用于沿着第一轴向屏幕引导第一成像光。第二投影仪可以输出第二成像光。第二镜定位在第二投影仪与屏幕之间用于沿着第二轴向屏幕引导第二成像光。第一镜和第二镜被配置用于引起第一轴和第二轴彼此平行并且沿着屏幕的水平维度或者竖直维度中的弯曲的同一维度在第一轴与第二轴之间具有位移。
[0006]在另一示例中，提供了一种影院系统，该影院系统包括屏幕、第一投影仪、第二投影仪、第一镜和第二镜。屏幕带有具有增益的表面以反射光。第一投影仪可以使用具有第一轴的第一光来照亮屏幕。第二投影仪可以使用具有第二轴的第二光来照亮屏幕。第一镜定位在第一投影仪与屏幕之间。第二镜定位在第二投影仪与屏幕之间。第一镜和第二镜被配置成在(i)第一镜和第二镜与(ii)屏幕之间引起第一轴平行于第二轴，其中第一轴与第二轴之间有位移。屏幕包括被定位成由于以下原因而具有在从屏幕反射的第一光和第二光之间的观看位置处测量的亮度差的区域以引起区域以第一光与第二光之间的亮度差来反射光:(i)第一轴与第二轴之间的位移以及(ii)用于在区域上入射的第一光和第二光的增益差。屏幕的弯曲沿着对应于第一轴和第二轴的位移的维度的维度以引起具有亮度差的区域移位离开屏幕的中心。
[0007]在另一示例中，提供了一种投影系统，该投影系统包括第一镜和第二镜，该第一镜和第二镜可定位在用于成像光的轴内以及投影仪的投影透镜与屏幕之间，该轴包括第一轴和第二轴。第一镜和第二镜被配置用于引起第一轴和第二轴彼此平行并且沿着屏幕弯曲的维度在第一轴与第二轴之间具有位移。
[0008]在另一示例中，提供了用于在影院系统中使用的方法。投影第一成像光和第二成像光。第一镜沿着第一轴向在一个维度上弯曲的屏幕引导第一成像光。第二镜沿着第二轴向该屏幕引导第二成像光，第二轴平行于第一轴并且限定与沿着一个维度的第一轴的位移。
【附图说明】
[0009]图1是根据一种示例的双投影仪影院配置的俯视图。
[0010]图2是根据一种示例的用于引起光轴从两个投影仪的位移的两个投影仪和光学系统的不意图。
[0011]图3是根据一种示例的短距离投影设置中的两个屏幕的交叠的示意图。
[0012]图4是根据一种示例的表示在观看角度的范围上观看者感知的屏幕增益的变化的图表。
【具体实施方式】
[0013]本公开内容的某些方面和特征涉及一种投影系统，该投影系统可以被定位在距在至少一个维度上弯曲的屏幕短距离处。该投影系统可以包括两个投影仪，两个投影仪用于沿着两个被移位的轴将具有图像信息的光输出到屏幕上以提供三维(3D)立体呈现。投影系统还可以包括定位在投影仪与屏幕之间的光学镜。光学镜可以引起投影成像光信息的轴具有减小的位移以平行并且具有沿着屏幕弯曲的相同维度的位移，从而避免或减小图像未对准、梯形失真和亮度不平衡问题，同时提供立体呈现的增加的光水平。
[0014]从两个投影仪到屏幕的投影成像光的平行轴之间的间隔可以被减小并且可以不受投影仪的宽度的限制使得屏幕可以被定位成更接近投影点。例如，投影系统与屏幕之间的短距离可以是15米或更短的距离，而非25到32米或更长的较长距离。最短距离在使用电影院(cinema)类型的投影仪时可以是5米，在使用其它类型的投影仪时可以是I米。当到屏幕的投影成像光的轴之间的间隔变为大于投影仪到屏幕的距离的百分之六时，与将两个图像投影到屏幕上相关的视觉伪影可以变为对于观看者而言很显著。在一些示例中，屏幕可以是用于朝着观众引导图像光的更大部分以改善图像亮度的高增益屏幕。投影系统可以是双投影仪配置并且包括两个大的商用电影院投影仪，诸如IMAX?电影院投影仪。
[0015]在一些示例中，每个投影仪包括投影透镜和成像设备，诸如空间光调制器。空间光调制器的示例包括数字镜设备、液晶设备和硅设备上的液晶。投影透镜可以关于关联的图像设备竖直地或者水平地移位以在像素水平进一步改善图像对准并且避免梯形失真，否则可能引起不期望的图像伪影。
[0016]图1是根据一个示例的影院配置100的示意图。影院配置100是一种包括双投影仪102、112的系统，与在商用电影院影院中具有投影仪的放映室(project1n booth)通常被定位成距屏幕的距离相比，每个投影仪102、112可以将图像投影到被定位成距放映室120短距离处的屏幕110上。短的投影仪到屏幕距离可以是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并且双投影仪102、112可以被定位在窗口 122后面。观看屏幕110的观看者可以坐在观众席130。影院配置100可以克服梯形失真问题、分离地投影图像的亮度分配轮廓之间的空间偏移问题、以及投影图像之间的亮度不平衡问题。
[0017]线表示投影成像光到屏幕110的轴路径134、136。投影角度140被示出为由投影仪102投影的图像的投影角度。另一投影角度142被示出为由投影仪102投影的图像的投影角度。可能出现在屏幕上的交叠区域中的任何差异可以被遮住不透光(mask out)使得仅交叠的图像区域被示出在屏幕上。
[0018]轴路径134、136可以由包括与投影仪102、112相关联的镜的光学系统来形成。镜可以从投影仪102、112引导光使得轴路径134、136朝着屏幕彼此平行。
[0019]图2是相对于彼此定位的两个投影仪102、112以及包括在两个投影仪102、112之间的镜206、208的光学系统的示意图。镜206、208可以是光学镜。投影仪102具有投影透镜204，并且投影仪112具有投影透镜214。两个投影仪102、112可以使用投影透镜204、214朝着镜206、208输出图像，诸如左眼图像和右眼图像。投影仪102、112中的每个投影仪可以具有如图2中相同的宽度252或者不同于其它投影仪的宽度的宽度。在图2所示的配置中，可以使用被取向成向屏幕反射投影图像的一组镜206、208来将朝着屏幕110的投影成像光的两个轴路径134、136之间的位移250减小为小于投影仪的宽度252，或者在屏幕110与投影透镜204、214之间的距离的百分之一到百分之六的范围内。可以沿着与屏幕弯曲的维度相同的维度来取向两个轴路径134、136之间的位移250。例如，如果屏幕在水平维度上被弯曲，则位移250可以在水平维度上，而如果屏幕在竖直维度上被弯曲，则位移250可以在竖直维度上。
[0020]镜206、208可以定位在两个投影透镜204、214之间，使得镜206朝着屏幕反射由投影透镜204投影的图像，并且镜208朝着屏幕反射由投影透镜214投影的图像。可以通过镜来引导轴路径134、136，使得轴路径134、136可以朝着屏幕彼此平行。轴路径134、136是投影成像光通过其在镜206、208与屏幕之间行进的中央路径。镜206、208可以定位成在具有公共竖直位置的投影透镜204、214的前面的并排水平布置。镜206、208的调节可以使得两个轴路径134、136在镜206、208与屏幕之间平行。使用镜206、208来重引导来自投影透镜204、214中的每个投影透镜的成像光可以减少轴路径134、136之间的位移的量。轴路径134、136之间的减少量的位移可以使得一个或两个投影透镜204、214能够在屏幕上将相应的投影图像移位在投影透镜能够适应的移位范围内的一定量。投影透镜移位可以是投影透镜光轴关于图像设备或者用于数字投影系统的图像调制设备的光轴的移位。投影透镜可以适应关于成像设备光轴的透镜移位而不在成像设备的图像区域位于投影透镜的对象圆直径(object circle diameter)内时产生梯形失真。对象圆直径是与投影透镜关联的直径，其中与成像设备关联的图像区域可以被移位使得投影透镜可以投影图像区域而没有或具有很少的梯形失真。
[0021]镜206、208可以充分可调节使得每个镜的位置和角度可以被细调以合适地引导每个投影图像到屏幕，并且维持到屏幕的与超过镜206、208的每个投影透镜204、214关联的轴路径134、136之间的平行关系。在一些实现中，镜206、208是高度反射的，使得入射光的超过90%被反射。这样的镜可