CN102455518A - 投影*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种投影***，其包括投影机、第一屏幕及第二屏幕，第一屏幕包括多个第一区及多个第二区，投影机将图像光束投射至第一屏幕上，其中，从第一区透过的图像光束可透过第二屏幕而入射至预定位置观察者的右眼，但不能透过第二屏幕而入射至观察者的左眼；从第二区透过的图像光束可透过第二屏幕而入射至观察者的左眼，但不能透过第二屏幕而入射至观察者的右眼。从而实现了三维图像的投影显示，观察者可以裸眼观看到三维图像。

Description

投影***

技术领域

本发明涉及投影技术领域，尤其涉及立体显示的投影***。

背景技术

通常，投影仪具有易于根据其投影距离扩大屏幕尺寸的功能，因此，能够容易地实现大画面的图像显示。投影仪包括正面投影仪和背面投影仪，正面投影仪是将影像投影显示于反射型屏幕上，而背面投影仪是将影像投影显示于透过型屏幕上。图1揭示了一种现有的投影显示***的示意图。如图1所示，该投影显示***包括反射型屏幕11以及位于反射型屏幕11前方的正面投影仪13。投影仪13包括光源、成像组件、滤光组件以及投影镜头等，其中，滤光组件包括多个红色(R)滤光片、绿色(G)滤光片和蓝色(B)滤光片，并且，这三种滤光片按照R-G-B的顺序周期性排列。投影仪13利用光源提供一照明光束，再利用成像组件将照明光束转换为影像光束，并通过滤光组件中的R滤光片、G滤光片和B滤光片的分光作用，之后通过投影镜头将影像光束投射至反射型屏幕11而形成彩色影像，该彩色影像经过反射型屏幕11的反射作用，同时入射到位于屏幕11前方的观察者右眼101和左眼102，观察者可以观看到二维(2D)图像，从而实现二维投影显示。

众所周知，现实世界是三维立体世界，人的双眼从三维世界取得两幅具有位差的图像，这两幅图像具有立体视觉所需的视差，然后经视神经中枢的融合反射，以及视觉心理反应便产生了三维立体感觉。

近年来，随着显示技术的不断发展，人们对于更加真实显示图像技术的追求也越来越高。利用这个三维立体成像的原理，通过显示屏将两幅具有位差的左图像和右图像分别呈现给左眼和右眼，即可以获得三维的感觉。

目前，已经出现了将投影仪用于三维立体显示领域中。现有投影方式的成像方法通常是：使用两台投影仪，并且，在每个投影仪提供的投影镜头的前侧连接有偏振滤光片，从而，在普通屏幕上投影出三维(3D)图像。然而，这种图像投影方式在观看时要求观察者配戴配套的偏光镜才能观看到投影出的三维图像，从而，会造成观察者眼睛不舒服，影响观察者的观看舒适度。因此，裸眼可视立体投影显示技术如今成为投影技术领域研究的热点。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是提供一种投影***，其能够在无需配戴眼镜的前提下实现三维立体投影显示，并且，投影***结构简单。

为解决上述技术问题，本发明提供投影***，其包括投影机、第一屏幕及第二屏幕，所述第一屏幕包括多个第一区及多个第二区，所述投影机将图像光束投射至所述第一屏幕上，其中，从所述第一区透过的所述图像光束可透过所述第二屏幕而入射至预定位置观察者的右眼，但不能透过所述第二屏幕而入射至观察者的左眼；从所述第二区透过的所述图像光束可透过所述第二屏幕而入射至观察者的左眼，但不能透过所述第二屏幕而入射至观察者的右眼。

本发明的投影***通过设置第一屏幕和第二屏幕，从而能够对投影机投射出来的图像光束进行选择控制，使得不同的图像光束分别进入观察者的左、右眼中，从而实现了三维图像的投影显示，观察者可以观看到三维图像。此外，使用本发明的投影***，观察者即可裸眼观看到投影***投影出的三维图像，无需配戴偏光眼镜等观看设备，从而，极大地提高了观察者的观看舒适度，并且，本发明的投影***的结构较为简单，易于实现，容易兼容二维图像显示。

优选地，所述第二屏幕可以选择性地升降，当所述第二屏幕升起时，所述第二屏幕不起作用，所述图像光束透过所述第一屏幕后直接入射至观察者的左右眼。从而实现了二维图像的投影显示，观察者可以观看到二维图像。因此，本发明的投影***可以兼容二维/三维图像的投影显示，通过第二屏幕的选择性升降能够很容易地实现二维/三维图像投影显示的相互切换，并且，切换操作较为简单，无需复杂的操作过程。

通过以下参考附图的详细说明，本发明的其它方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。

附图说明

下面将结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细的说明，其中：

图1为现有的一种投影显示***的示意图。

图2为本发明一种实施方式的投影***的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

图2为本发明一种实施方式的投影***的示意图。如图2所示，本发明的投影***200包括第一屏幕21、位于第一屏幕21前方的第二屏幕22、位于第一屏幕21后方的投影机23、以及与投影机23电性连接的图像产生装置(未图示)，其中，第一屏幕21和第二屏幕22均为透过型屏幕，投影机23为背面投影机。第一屏幕21与第二屏幕22彼此平行放置，并且第一屏幕21与第二屏幕22之间保持预定的距离，在一种实施方式中，第一屏幕21与第二屏幕22之间可以通过透明介质(未图示)相间隔。

第一屏幕21包括多个第一区211及多个第二区212，并且，多个第一区211与多个第二区212交替互补设置。

第二屏幕22包括多个第一透过区221、多个第一遮挡区221′、多个第二透过区222及多个第二遮挡区222′，第一透过区221与第二遮挡区222′交替互补设置，第二透过区222与第一遮挡区221′交替互补设置，并且，第一透过区221与第一遮挡区221′部分地重叠，而且第二透过区222与第二遮挡区222′部分地重叠。其中，第一区211与第一透过区221、以及第二区212与第二遮挡区222′分别用于与观察者的右眼201相对应，第二区212与第二透过区222、以及第一区211与第一遮挡区221′分别用于与观察者的左眼202相对应。

第一区211、第二区212、第一透过区221、第一遮挡区221′、第二透过区222及第二遮挡区222′均包括多个具有不同滤光特性的滤光区，每种滤光特性的滤光区本质上选择性地允许一种颜色的光线透过。在本实施方式中，第一区211、第二区212、第一透过区221、第一遮挡区221′、第二透过区222及第二遮挡区222′均包括红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)滤光区，其中，R滤光区仅允许红(R)光通过，G滤光区仅允许绿(G)光通过，B滤光区仅允许蓝(B)光通过。

在本具体实施方式中，第一屏幕21的滤光区按照“R-G-B-G-B-R”的第一顺序周期性排列，而第二屏幕22的滤光区按照“R-G-B-R-G-B”的第二顺序周期性排列，并且，第一屏幕21上的按照第一顺序排布的R、G、B、G、B、R滤光区的位置和大小均分别与第二屏幕22上的按照第二顺序排布的R、G、B、R、G、B滤光区相对应。

在第一屏幕21上的多个依次排列的R、G、B滤光区构成第一屏幕21的多个第一区211，在第一屏幕21上的多个依次排列的G、B、R滤光区构成第一屏幕21的多个第二区212。

在第二屏幕22上的多个依次排列的R、G、B滤光区中的一部分构成第二屏幕22的多个第一透过区221，而另一部分构成第二屏幕22的多个第二遮挡区222′，即第一透过区221与第二遮挡区222′均包括依次排列的R、G、B滤光区。在第二屏幕22上的多个依次排列的G、B、R滤光区中的一部分构成第二屏幕22的多个第二透过区222，而另一部分构成第二屏幕22的多个第一遮挡区221′，即第二透过区222及第一遮挡区221′均依次包括依次排列的G、B、R滤光区。其中，第一透过区221与第一遮挡区221′之间相互重叠G、B滤光区，第二透过区222与第二遮挡区222′之间也相互重叠G、B滤光区。

第一区211、第一透过区221及第二遮挡区222′均包括依次排列的R、G、B滤光区，因此，三者的相应滤光区具有相同的滤光特性。第二区212、第二透过区222及第一遮挡区221′均包括依次排列的G、B、R滤光区，因此，三者的相应滤光区也具有相同的滤光特性。

当本发明的投影***200工作时，投影***200控制图像产生装置生成第一图像和第二图像，第一图像经过投影机23后以第一图像光束投射出，第二图像经过投影机23后以第二图像光束投射出。在本发明的投影机23的内部可以不设置彩色滤光组件，因此，投影机23投射出来的第一图像光束和第二图像光束均为黑白图像光束。投影机23投射出的第一图像光束和第二图像光束分别投射至第一屏幕21的第一区211和第二区212上，第一图像光束透过第一区211的R、G、B滤光区而分别成为R、G、B彩色图像光束，第二图像光束透过第二区212的G、B、R滤光区而分别成为G、B、R彩色图像光束，透过第一屏幕21的第一区211的R、G、B彩色图像光束以及透过第一屏幕21的第二区212的G、B、R彩色图像光束进一步入射至第二屏幕22上。从第一区211透过的R、G、B彩色图像光束可分别透过第二屏幕22的第一透过区221的R、G、B滤光区进入观察者的右眼201，但是，从第一区211透过的R、G、B彩色图像光束却分别被第二屏幕22的第一遮挡区221′的G、B、R滤光区遮挡而无法进入观察者的左眼202；从第二区212透过的G、B、R彩色图像光束可分别透过第二屏幕22的第二透过区222的G、B、R滤光区进入观察者的左眼202，但是，从第二区212透过的G、B、R彩色图像光束却分别被第二屏幕22的第二遮挡区222′的R、G、B滤光区遮挡而无法进入观察者的右眼201。从而，保证了观察者的右眼201和左眼202看到的图像是不同的，观察者的右眼201可以看到在第一屏幕21上投射出的第一图像，而观察者的左眼202可以看到在第一屏幕21上投射出的第二图像，第一图像和第二图像是具有轻微位差的两幅图像，经过观察者的视神经中枢的融合反射以及视觉心理反应，因此便产生了三维立体感觉。

本发明的投影***200通过设置第一屏幕21和第二屏幕22，从而能够对投影机23投射出来的图像光束进行选择控制，使得不同的图像光束分别进入观察者的左、右眼202、201中，从而实现了三维图像的投影显示，观察者可以观看到三维图像。此外，使用本发明的投影***200，观察者无需配戴例如偏光眼镜等任何观看辅助设备即可裸眼观看到投影***200投影出的三维图像，从而，极大地提高了观察者的观看舒适度，并且，本发明的投影***200的结构较为简单，易于实现。

当然，本发明并不限于第一屏幕21的滤光区按照“R-G-B-G-B-R”的第一顺序周期性排列，而第二屏幕22的滤光区按照“R-G-B-R-G-B”的第二顺序周期性排列，在本发明的其他实施方式中，本发明的第一屏幕21的滤光区也可以按照“R-B-G-B-G-R”的第一顺序周期性排列，而第二屏幕22的滤光区按照“R-B-G-R-B-G”的第二顺序周期性排列，相应地，第一透过区221、第二遮挡区222′及第一区211均包括依次排列的R、B、G滤光区，第二透过区222、第一遮挡区221′及第二区212均包括依次排列的B、G、R滤光区，在这种情况下，同样可以实现本发明的目的，即，本发明的投影机23投射出的第一图像光束和第二图像光束透过第一屏幕21进一步入射至第二屏幕22上，其中，第一图像光束可透过第二屏幕22而入射至预定位置观察者的右眼201，但不能透过第二屏幕22而入射至观察者的左眼202；第二图像光束可透过第二屏幕22而入射至观察者的左眼202，但不能透过第二屏幕22而入射至观察者的右眼201，从而实现三维投影显示，观察者可以裸眼观看到三维图像。以上也均属于本发明的投影***200的等同变形，而不脱离本发明的创作实质。

在本实施方式中，第二屏幕22可以选择性地升降。当第二屏幕22降下时，第二屏幕22将起作用，第一屏幕21与第二屏幕22共同配合去完成三维投影显示。当第二屏幕22升起时，第二屏幕22将不起作用，仅第一屏幕21作为透过型屏幕起作用去完成二维投影显示，图像光束透过第一屏幕21后直接入射至观察者的右眼201和左眼202，观察者的右眼201和左眼202均可以同时观看到相同的图像，从而观察者可以观看到二维图像。因此，本发明的投影***200可以兼容二维/三维图像的投影显示，通过第二屏幕22的选择性升降能够很容易地实现二维/三维图像投影显示的相互切换，并且，切换操作较为简单，无需复杂的操作过程。

本发明虽然以较佳实施方式公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所限定的范围为准。

Claims (12)

1.投影***，其特征在于，其包括投影机、第一屏幕及第二屏幕，所述第一屏幕包括多个第一区及多个第二区，所述投影机将图像光束投射至所述第一屏幕上，其中，从所述第一区透过的所述图像光束可透过所述第二屏幕而入射至预定位置观察者的右眼，但不能透过所述第二屏幕而入射至观察者的左眼；从所述第二区透过的所述图像光束可透过所述第二屏幕而入射至观察者的左眼，但不能透过所述第二屏幕而入射至观察者的右眼。

2.如权利要求1所述的投影***，其中，所述第二屏幕包括多个第一透过区、多个第一遮挡区、多个第二透过区及多个第二遮挡区，从所述第一区透过的所述图像光束可透过所述第一透过区进入观察者的右眼但被所述第一遮挡区遮挡而无法进入观察者的左眼，从所述第二区透过的所述图像光束可透过所述第二透过区进入观察者的左眼但被所述第二遮挡区遮挡而无法进入观察者的右眼。

3.如权利要求2所述的投影***，其中，所述第一区、所述第二区、所述第一透过区、所述第一遮挡区、所述第二透过区及所述第二遮挡区均包括多个具有不同滤光特性的滤光区，每种滤光特性的滤光区本质上选择性地允许一种颜色的光线透过，所述第一区与所述第二区交替互补设置，所述第一透过区与所述第二遮挡区交替互补设置，所述第二透过区与所述第一遮挡区交替互补设置，并且，所述第一透过区与所述第一遮挡区部分地重叠，而且所述第二透过区与所述第二遮挡区部分地重叠。

4.如权利要求3所述的投影***，其中，所述第一透过区及所述第二遮挡区均与所述第一区的相应滤光区具有相同的滤光特性，所述第二透过区与所述第一遮挡区均与所述第二区的相应滤光区具有相同的滤光特性。

5.如权利要求4所述的投影***，其中，所述第一区、所述第二区、所述第一透过区、所述第一遮挡区、所述第二透过区及所述第二遮挡区均包括R、G及B滤光区。

6.如权利要求5所述的投影***，其中，所述第一屏幕的滤光区按照“R-G-B-G-B-R”的第一顺序且所述第二屏幕的滤光区按照“R-G-B-R-G-B”的第二顺序周期性排列，所述第一透过区、所述第二遮挡区及所述第一区均包括依次排列的R、G、B滤光区，所述第二透过区、所述第一遮挡区及所述第二区均包括依次排列的G、B、R滤光区；或者，

所述第一屏幕的滤光区按照“R-B-G-B-G-R”的第一顺序且所述第二屏幕的滤光区按照“R-B-G-R-B-G”的第二顺序周期性排列，所述第一透过区、所述第二遮挡区及所述第一区均包括依次排列的R、B、G滤光区，所述第二透过区、所述第一遮挡区及所述第二区均包括依次排列的B、G、R滤光区。

7.如权利要求1所述的投影***，其中，所述第一屏幕和所述第二屏幕彼此平行放置，并且二者之间保持预定的距离。

8.如权利要求7所述的投影***，其中，所述第一屏幕和所述第二屏幕之间通过透明介质相间隔。

9.如权利要求1所述的投影***，其还包括与所述投影机电性连接的图像产生装置，控制所述图像产生装置生成第一图像和第二图像，所述第一图像经过所述投影机后以第一图像光束投射至所述第一屏幕的第一区，所述第二图像经过所述投影机后以第二图像光束投射至所述第一屏幕的第二区。

10.如权利要求9所述的投影***，其中，所述投影机投射出来的第一图像光束和第二图像光束均为黑白图像光束。

11.如权利要求9所述的投影***，其中，所述第一图像和所述第二图像是具有轻微位差的两幅图像。

12.如权利要求1所述的投影***，其中，所述第二屏幕可以选择性地升降，当所述第二屏幕升起时，所述第二屏幕不起作用，所述图像光束透过所述第一屏幕后直接入射至观察者的左右眼。

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