專利名稱：基于數(shù)字光線處理的3d投影系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及采用數(shù)字光線處理技術(shù)的視頻投影，特別涉及立體視頻投影。
背景技術(shù)：
德州儀器公司(Texas Instruments)的數(shù)字光線處理(DLP)技術(shù)被證明是一種用于數(shù)據(jù)與多媒體圖像投影系統(tǒng)的、可行且可靠的技術(shù)。DLP技術(shù)的基礎(chǔ)是同樣出自德州儀器公司的數(shù)字微反射鏡設(shè)備(DMD)，許多專利中描述了這項(xiàng)技術(shù)，但Hornbeck(霍恩貝克)在美國(guó)專利4,566,935中特別進(jìn)行了描述，特此參考編入。該DMD芯片是一個(gè)微型機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)，它包括一個(gè)在一塊CMOS存儲(chǔ)器片基上制造的雙穩(wěn)反射鏡陣列?；谶@種技術(shù)的投影系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上有很多變化形式，它們包括單芯片、雙芯片以及三芯片DMD設(shè)計(jì)。DMD芯片的特殊性質(zhì)以及這些反射鏡調(diào)制光線的方法提供了開發(fā)一個(gè)基于該DMD技術(shù)的3D立體投影系統(tǒng)的可能性。一個(gè)3D立體投影系統(tǒng)具有將一個(gè)圖像的左、右眼視圖發(fā)送到多個(gè)人，從而對(duì)人群產(chǎn)生深度的幻覺。這里描述的基于DLP的3D立體投影系統(tǒng)提供許多優(yōu)點(diǎn)，包括左眼與右眼信息之間的低串?dāng)_、高亮度、低閃爍以及緊湊性。
單芯片DMD投影系統(tǒng)單芯片投影系統(tǒng)采用一個(gè)單獨(dú)的DMD(數(shù)字微反射鏡設(shè)備)芯片以及一個(gè)色盤來顯示全色圖像。該DMD將通過該色盤或通過該投影透鏡系統(tǒng)的光線反射到一個(gè)投影屏幕，或者向回反射通過該色盤回到該光源。由于該DMD芯片由幾千個(gè)細(xì)小的微型機(jī)電反射鏡構(gòu)成，所以該芯片本身不調(diào)節(jié)彩色。為此，采用一個(gè)至少包含三個(gè)原色(譬如紅色、綠色與藍(lán)色)的色盤來調(diào)制該光源彩色。該彩色按照比人眼可辨認(rèn)的速率更快的速率來調(diào)制，從而造成全色效果。被該DMD芯片的每個(gè)像素(微反射鏡)反射的光線的強(qiáng)度采用脈寬調(diào)制方案來控制。Don Doherty(唐·多爾蒂)與Greg Hewlett(格雷格·休利特)在“Pulse width modulation control in DLP projectors(DLP投影儀中的脈寬調(diào)制控制)”(見115-121，TI Technical Journal，July-September 1998)中較詳細(xì)地描述了這一方案，特此參考編入。該DMD芯片包括一個(gè)在一塊CMOS存儲(chǔ)器片基上制造的復(fù)雜微型機(jī)械反射鏡系統(tǒng)。Larry J.Hornbeck在德州儀器公司網(wǎng)站www.ti.com/dlp白皮書部分的“Digitallight Processing for High Brightness，High Resolution Applications(高亮度、高分辨度應(yīng)用中的數(shù)字光線處理)”一文第4頁(yè)已有描述，特此參考編入。為了在該DMD芯片上顯示來自視頻或計(jì)算機(jī)源的一個(gè)單獨(dú)圖像幀，反射鏡狀態(tài)信息被按塊或按組寫入該DMD芯片的CMOS片基。一旦一個(gè)存儲(chǔ)器塊被寫入，該塊上的每個(gè)反射鏡就被修改為它的新狀態(tài)。這一過程逐塊連續(xù)進(jìn)行，直到該芯片上的每個(gè)反射鏡都被修改為止。在該幀的最后，該芯片上的所有反射鏡被同時(shí)復(fù)位到“OFF”位置。就是說，每個(gè)反射鏡都被定向到將光線反射回光源的位置。該DMD芯片上的所有反射鏡在一次芯片修改的最后被復(fù)位到“OFF”這一事實(shí)使得該DMD芯片特別適合于用作下面將要說明的3D立體投影系統(tǒng)的一個(gè)光閥。
圖1表示德州儀器公司生產(chǎn)的、由Larry J.Hornbeck在“From cathode raysto digital micromirrorsA history of electronic projection display technology(從陰極射線到數(shù)字微反射鏡電子投影顯示技術(shù)的歷史發(fā)展)”(見TITechnical journal，July-September 1998，第40頁(yè))中描述的一個(gè)典型的單芯片DMD投影儀光學(xué)設(shè)計(jì)100，特此參考編入。在這個(gè)設(shè)計(jì)中，一個(gè)橢圓反射鏡與聚光透鏡102通過色盤104將光線投射到一個(gè)集成棒106。一個(gè)第二聚光透鏡系統(tǒng)108收集從集成棒106射出的光線。兩個(gè)反射棱鏡110與112被用來將這個(gè)光線反射到DMD芯片114，該芯片則依次通過投影光學(xué)系統(tǒng)116將光線反射到一個(gè)觀看屏幕(未畫)。
圖2表示Plus Corporation(Plus公司)使用的另一個(gè)DMD投影儀結(jié)構(gòu)200。這個(gè)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單之處在于它不采用反射棱鏡。在這個(gè)設(shè)計(jì)中，光線從一個(gè)橢圓反射鏡通過一個(gè)色盤204，再被一個(gè)聚光透鏡系統(tǒng)收集。然后，該光線從一個(gè)固定的反射鏡208反射到DMD芯片210，由此再按照被顯示圖像所要求的那樣被反射通過投影光學(xué)系統(tǒng)212。
圖1與圖2所代表的設(shè)計(jì)并非構(gòu)成一個(gè)單芯片DLP投影系統(tǒng)的僅有的可能方法。畫出這些圖形僅僅是為了示例目的，無(wú)論如何它并不限制將這一發(fā)明應(yīng)用到采用一個(gè)單獨(dú)DMD芯片與一個(gè)色盤的其他單芯片DLP結(jié)構(gòu)的可能性。
圖3表示一個(gè)用于單芯片DLP投影系統(tǒng)的三段色盤結(jié)構(gòu)300。這個(gè)色盤設(shè)計(jì)包括一個(gè)盤轂302以及一個(gè)由三個(gè)獨(dú)立彩色濾光片(紅色304、綠色306與藍(lán)色308)構(gòu)成的半透明區(qū)域。采用該三色色盤的DLP投影系統(tǒng)將每個(gè)圖像分離為三個(gè)按時(shí)間順序被顯示而且與該色盤上的彩色濾光片相對(duì)應(yīng)的單獨(dú)顏色分量。在將一個(gè)60Hz視頻源輸入到該投影儀的情況下，該圖像被分離為它的紅色、綠色及藍(lán)色分量，并被以180Hz的速率顯示。
圖4表示一個(gè)用于單芯片DLP投影系統(tǒng)的四段色盤結(jié)構(gòu)400。除了紅色406、綠色408與藍(lán)色410之外，這個(gè)色盤設(shè)計(jì)在色盤404上增加一個(gè)透明彩色濾光片402來使該投影儀顯示較亮的白色圖像。在這種結(jié)構(gòu)中，每個(gè)原色(紅色、綠色及藍(lán)色)對(duì)向相同的角度，而白色部分則對(duì)向一個(gè)比這些彩色濾光片稍小的角度。
圖5表示Clantanoff T.Markandy(克蘭坦諾夫·T·馬坎迪)與G.Pettitt(佩蒂特)在德州儀器公司網(wǎng)站www.ti.com/dlp上白皮書部分的“VideoProcessing for DLPTMDisplay Systems(DLPTM顯示系統(tǒng)的視頻處理)”中詳細(xì)描述的DLP投影儀所用的視頻處理系統(tǒng)的一個(gè)示例方框圖，特此參考編入。這個(gè)方框圖中的信息流為從左向右。在這個(gè)示例系統(tǒng)中，一個(gè)視頻源輸入從最左側(cè)加入。視頻源502可以是分量、合成、NTSC、Y/C、PAL或者該投影儀被設(shè)計(jì)得可以接收的任何其他視頻格式。前端視頻處理塊504處理初始條件并解釋輸入視頻信號(hào)。在這一塊中最重要的步驟是將模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。由于該DMD芯片本身是一個(gè)數(shù)字設(shè)備，所以該投影儀內(nèi)部的所有視頻處理通常都以數(shù)字方式進(jìn)行。另一個(gè)重要步驟是視頻信號(hào)到Y(jié)/C或色度/亮度格式的轉(zhuǎn)換。
該視頻處理的第二塊為插值處理塊506。由于DMD芯片設(shè)備具有比輸入視頻數(shù)據(jù)更高的像素分辨度(譬如，像素寬×高為800×600或1024×768)，所以該視頻信號(hào)必須以這種更高的分辨度重新采樣。此外，由于許多視頻格式為“隔行掃描”，即先顯示所有奇數(shù)行，再顯示所有偶數(shù)行，所用該信號(hào)必須從“隔行掃描”被轉(zhuǎn)換為逐行掃描。逐行掃描意味著在一次單獨(dú)的掃描中數(shù)據(jù)按照從上到下(或者相反)的順序顯示。由于該DMD芯片是一個(gè)逐行掃描設(shè)備，所以必須對(duì)該視頻信號(hào)執(zhí)行一種逐行掃描處理。因?yàn)?D立體圖像在視頻信號(hào)中傳輸?shù)姆绞剑栽摬逯堤幚韷K有可能由于該逐行掃描步驟中執(zhí)行的算法而使在該視頻信號(hào)中傳送的左眼與右眼信息品質(zhì)下降或失真。對(duì)此將在后面更詳細(xì)地加以說明。
該最后的步驟，即后端處理508，將該視頻輸入圖像或計(jì)算機(jī)輸入圖像分離成為適當(dāng)?shù)牟噬臻g表達(dá)方式。就是說，對(duì)圖3所示的色盤，該圖像被分離為紅色、綠色及藍(lán)色分量。對(duì)圖4所示的色盤，該圖像被分離為紅色、綠色、藍(lán)色及白色分量。這一步驟的輸出是可以由DMD芯片驅(qū)動(dòng)電路510接收的彩色空間圖像信息。
雙芯片DMD投影系統(tǒng)在市場(chǎng)上很少有或者沒有雙芯片DMD投影系統(tǒng)。它的思想是采用兩個(gè)DMD顯示器芯片以及一個(gè)兩色色盤來顯示一個(gè)全色圖像。這一系統(tǒng)的缺點(diǎn)是由于管理兩個(gè)DMD顯示器與保留一個(gè)機(jī)械色盤濾色系統(tǒng)而帶來的額外復(fù)雜性，以及其他問題。
三芯片DMD投影系統(tǒng)三芯片DMD投影系統(tǒng)在大型市場(chǎng)中日漸流行。它們由一個(gè)用來照射3個(gè)獨(dú)立DMD顯示芯片的復(fù)雜光學(xué)棱鏡系統(tǒng)構(gòu)成。這些系統(tǒng)的缺點(diǎn)是多個(gè)顯示設(shè)備的較高價(jià)格以及更加復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)則包括能夠具有更高的亮度以及由于不存在一個(gè)機(jī)械色盤濾光片而導(dǎo)致的復(fù)雜性降低。
現(xiàn)有立體投影系統(tǒng)其他3D投影系統(tǒng)包括基于微偏振鏡(μPol)的投影系統(tǒng)；帶有一個(gè)Z屏的、基于雙投影儀與CRT的投影系統(tǒng)。這些系統(tǒng)中有許多都是本申請(qǐng)的代理人VRex，Inc.或者它的總公司Reveo，Inc.的一項(xiàng)或多項(xiàng)專利或?qū)＠暾?qǐng)的主題。
Christie and Barco數(shù)字三芯片立體DLPTM投影系統(tǒng)其他投影系統(tǒng)與Christie and Barco 3D DLP投影系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于該投影儀輸出與該輸入同步。這就意味著，該投影儀顯示左、右圖像序列的速率與一個(gè)輸入垂直同步信號(hào)相同。結(jié)果，為了降低或消除投影圖像中的閃爍，該輸入圖像源必須以很高的幀速率驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明超越現(xiàn)有系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，該輸入幀速率與該輸出幀速率可以完全解耦，這樣就不再需要產(chǎn)生這種高幀速率圖像所需的昂貴的高端計(jì)算機(jī)設(shè)備。
成品微反射鏡投影系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，有幾種品牌的成品DLP投影系統(tǒng)不需要作任何修改就能支持“頁(yè)面翻動(dòng)”3D輸出。為了用這類投影儀觀看立體3D圖像，可以使一對(duì)液晶光閘眼鏡與該視頻輸入源同步，或者與該RGB計(jì)算機(jī)輸入源同步。這種方案的主要缺點(diǎn)是，該RGB計(jì)算機(jī)輸入的最大輸入幀速率通常為85HZ(每只眼睛為42.5Hz)，它沒有高得能夠避免顯而易見的閃爍。對(duì)固定在60Hz(每只眼睛30Hz)左右的視頻輸入也是如此。另一個(gè)缺點(diǎn)是，該輸出的閃爍速率與該輸入數(shù)據(jù)幀速率有關(guān)。
問題立體成像的基本問題在于，兩個(gè)透視圖像的顯示方式應(yīng)當(dāng)是它們對(duì)一個(gè)觀看者同時(shí)出現(xiàn)，而且每只眼睛只看見相應(yīng)的透視圖像?，F(xiàn)在存在許多通過各種不同方法來提供這種立體觀看能力的系統(tǒng)。本發(fā)明解決的問題是采用一個(gè)基于數(shù)字微反射鏡的光學(xué)系統(tǒng)來顯示高品質(zhì)的3D立體圖像。此外，本發(fā)明提供一種方法與裝置來將3D圖像從任何輸入信號(hào)分辨度插值成為該顯示器分辯度而不會(huì)由于混合左、右透視圖像而產(chǎn)生數(shù)據(jù)訛誤。它支持所有主要的立體數(shù)據(jù)格式。此外，本發(fā)明提供一個(gè)可以通過三種不同解碼方法之一來實(shí)現(xiàn)3D圖像解碼的系統(tǒng)，這三種方法包括無(wú)源線性偏振護(hù)護(hù)目鏡、無(wú)源圓偏振護(hù)目鏡、有源光閘眼睛護(hù)目鏡或基于彩色濾光片的眼鏡。在該希望的實(shí)施例中，該用戶只要改變一個(gè)外部濾色組件就可以在任何3D光學(xué)編碼方法之間進(jìn)行切換。
微反射鏡顯示技術(shù)(譬如德州儀器公司開發(fā)的技術(shù))非常適合于本發(fā)明，因?yàn)榕c基于液晶的顯示技術(shù)，譬如多晶硅、DILATM(數(shù)字圖像光線放大器)以及LCOS(硅片液晶)相比，它具有快速的切換時(shí)間與極低的余輝。這些DMD所固有的性質(zhì)能以其他3D方法所不能提供的方式來促進(jìn)立體串?dāng)_(左、右透視圖之間的可以觀察到的光線泄漏)的降低。此外，與其他3D方法不同，本發(fā)明允許該3D投影儀以立體及非立體方式運(yùn)行而不需要進(jìn)行在兩種觀看方法之間切換所需的任何實(shí)際硬件或軟件變動(dòng)。除了該DMD投影儀的3D效果獲得增強(qiáng)之外，本發(fā)明的一個(gè)方面還具有增強(qiáng)3D投影系統(tǒng)亮度的能力。這個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于在某些色盤變化形式中采用的以及作為一個(gè)獨(dú)立偏振板所使用的膽甾醇型液晶反射涂層


圖1是現(xiàn)有技術(shù)單芯片DMD投影系統(tǒng)的一個(gè)第一示例；圖2是現(xiàn)有技術(shù)單芯片DMD投影系統(tǒng)的一個(gè)第二示例；圖3表示單芯片DMD投影系統(tǒng)的一個(gè)三段色盤；圖4表示單芯片DMD投影系統(tǒng)的一個(gè)四段色盤；圖5表示單芯片DLP投影儀的一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)DMD投影儀視頻處理方框圖；圖6表示一個(gè)基于DMD的3D投影系統(tǒng)的信號(hào)流以及光學(xué)系統(tǒng)方框圖；圖7表示一個(gè)3D數(shù)據(jù)格式化裝置的方框圖；圖8表示一個(gè)DMD數(shù)據(jù)格式化裝置的方框圖；圖9表示采用四段色盤時(shí)輸入同步幀序3D輸入的一幅DMD數(shù)據(jù)格式化裝置曲線(曲線適用于75Hz、80Hz、85Hz輸入信號(hào))；圖10表示采用三段色盤時(shí)輸入同步幀序3D輸入的一幅DMD數(shù)據(jù)格式化裝置曲線(曲線適用于72Hz、75Hz、80Hz輸入信號(hào))；圖11表示采用一個(gè)三段色盤及四幀緩沖器的輸入同步彩色順序3D(曲線適用于72Hz、75Hz、80Hz輸入信號(hào))；圖12表示采用一個(gè)6段色盤及四幀緩沖器的輸入同步彩色順序3D(曲線適用于72Hz、75Hz、80Hz輸入信號(hào))；圖13表示采用一個(gè)四段色盤時(shí)60Hz輸入的輸出同步幀序3D格式的一幅DMD格式化裝置曲線；圖14表示采用一個(gè)四段色盤時(shí)120Hz輸入的輸出同步幀序3D格式的一幅DMD格式化裝置曲線；圖15表示采用一個(gè)四段色盤時(shí)60Hz上下3D輸入的輸出同步幀序3D格式的一幅DMD格式化裝置曲線；圖16表示采用一個(gè)三段色盤時(shí)120Hz彩色順序3D輸入的輸出同步彩色順序3D格式的一幅DMD格式化設(shè)備曲線圖；圖17表示一個(gè)膽甾醇型液晶反射圓偏振紅色濾光片(白色、綠色及藍(lán)色與此類似)；圖18表示一個(gè)CLC濾光片/圓偏振鏡的色譜響應(yīng)；圖19表示一個(gè)三段色盤類型CW-A；圖20表示一個(gè)三段色盤類型CW-B；圖21表示一個(gè)六段色盤類型CW-C；圖22表示一個(gè)六段色盤類型CW-D；圖23表示一個(gè)六段色盤類型CW-E；圖24表示一個(gè)四段色盤類型CW-F；圖25表示一個(gè)四段色盤類型CW-G；圖26表示一個(gè)八段色盤類型CW-H；圖27表示一個(gè)八段色盤類型CW-I；圖28表示一個(gè)八段色盤類型CW-J；圖29表示無(wú)外加端電壓的一個(gè)液晶旋轉(zhuǎn)器；圖30表示沒有外加端電壓的一個(gè)液晶旋轉(zhuǎn)器；圖31表示一個(gè)基于DMD的立體3D投影儀，3D光學(xué)配置為A、B、H、I、K、M、N、S、U與W；圖32表示一個(gè)基于DMD的立體3D投影儀，3D光學(xué)配置為C與O；圖33表示一個(gè)基于DMD的立體3D投影儀，3D光學(xué)配置為D與P；圖34表示一個(gè)基于DMD的立體3D投影儀，3D光學(xué)配置為E與Q；圖35表示一個(gè)基于DMD的立體3D投影儀，3D光學(xué)配置為F、G、J、L、R、T與V；圖36表示無(wú)源3D眼鏡(線性或圓偏振)；圖37表示一個(gè)典型LC光閘運(yùn)行的一幅示意圖(光閘讓光線通過)；圖38表示立體顯像中LC光閘眼鏡的使用；以及圖39表示解碼彩色順序3D格式使用的護(hù)目鏡所用的一個(gè)可切換彩色濾光片的一幅概念示意圖。

發(fā)明內(nèi)容
一個(gè)基于數(shù)字微反射鏡設(shè)備的3D投影系統(tǒng)具有3D數(shù)據(jù)系統(tǒng)，它將3D圖像耦合到彩色系統(tǒng)及數(shù)字微反射鏡顯示設(shè)備的電氣輸入；以及3D光學(xué)系統(tǒng)，它將光源的輸出通過光學(xué)通路耦合到顯示器媒體，該光學(xué)通路包括上述數(shù)字微反射鏡顯示器設(shè)備、3D光學(xué)編碼器以及投影儀光學(xué)系統(tǒng)；其中，上述3D投影系統(tǒng)將3D圖像顯示到上述顯示器媒體。該數(shù)據(jù)系統(tǒng)包括至少一個(gè)前端處理部分、3D格式化裝置、數(shù)字微反射鏡設(shè)備數(shù)據(jù)格式化裝置以及數(shù)字微反射鏡顯示器設(shè)備。這種3D數(shù)據(jù)系統(tǒng)向彩色系統(tǒng)及3D編碼器提供彩色系統(tǒng)控制信號(hào)，而且向上述數(shù)字微反射鏡顯示器設(shè)備提供數(shù)字微反射鏡顯示數(shù)據(jù)。
該系統(tǒng)具有一個(gè)前端處理，它包括該輸入數(shù)據(jù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換、該數(shù)據(jù)亮度對(duì)色度的分離、該數(shù)據(jù)的色度解調(diào)、該數(shù)據(jù)的彩色空間轉(zhuǎn)換、該數(shù)據(jù)的去γ過程以及該數(shù)據(jù)的誤差分散。
該3D數(shù)據(jù)格式化裝置包括4∶2的RGB輸入數(shù)據(jù)開關(guān)/路由器，它被連接到兩個(gè)視頻處理器，每個(gè)處理器與存儲(chǔ)器系統(tǒng)相連，微控制器被連接到該4∶2的RGB輸入數(shù)據(jù)開關(guān)/路由器、連接到這些視頻處理器以及連接到2∶2的RGB輸出數(shù)據(jù)開關(guān)路由器，而且每個(gè)視頻處理器的輸出被連接到該2∶2的RGB輸出數(shù)據(jù)開關(guān)路由器。該數(shù)字微反射鏡設(shè)備數(shù)據(jù)格式化裝置包括雙端口存儲(chǔ)器控制器，它被連接到存儲(chǔ)器、數(shù)字微反射鏡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器以及微控制器。該數(shù)字微反射鏡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器提供輸出數(shù)字微反射鏡設(shè)備數(shù)據(jù)，而且該微控制器向該雙端口存儲(chǔ)器控制器、該數(shù)字存儲(chǔ)器設(shè)備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器以及色盤控制器提供控制信號(hào)，而且提供3D場(chǎng)信號(hào)。
該數(shù)字微反射鏡顯示器設(shè)備是微型機(jī)電系統(tǒng)，它具有在一塊CMOS存儲(chǔ)器片基上制造的雙穩(wěn)反射鏡陣列。該顯示器設(shè)備根據(jù)由該數(shù)字微反射鏡設(shè)備數(shù)據(jù)控制的上述反射鏡的運(yùn)動(dòng)來調(diào)制輸入光線。
該3D投影系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)包括一個(gè)子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)包含燈泡、聚光系統(tǒng)以及將光線耦合到彩色系統(tǒng)的集成光學(xué)系統(tǒng)。該彩色系統(tǒng)有選擇性地傳送至少包含三原色的光線。該數(shù)字微反射鏡顯示器設(shè)備有選擇性地傳送選定彩色信息的若干像素。3D編碼器系統(tǒng)被放置在上述3D投影儀系統(tǒng)的光路的三個(gè)位置中的一處。投影光學(xué)系統(tǒng)將上述3D圖像傳送到顯示器媒體，3D光學(xué)解碼器系統(tǒng)從該3D圖像中選擇左圖像與右圖像以供采用該3D光學(xué)解碼器的觀察者使用。
該彩色系統(tǒng)是帶有彩色濾光片的色盤。有10種色盤可以被用于這里所述的3D投影儀系統(tǒng)。
該數(shù)字微反射鏡顯示器設(shè)備包括微型機(jī)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有在一塊CMOS存儲(chǔ)器片基上制造的雙穩(wěn)反射鏡陣列，其中上述顯示器設(shè)備根據(jù)由數(shù)字反射鏡設(shè)備數(shù)據(jù)控制的上述反射鏡的運(yùn)動(dòng)來調(diào)制輸入的光線。
該第一3D編碼器的位置在上述集成光學(xué)系統(tǒng)與該數(shù)字微反射鏡顯示器設(shè)備之間，而且包括用于對(duì)3D圖像編碼以供傳輸?shù)姆椒ǎ鲜龇椒ㄟx自如下一組方法線性偏振、圓偏振、彩色順序編碼以及時(shí)序編碼。
該第二3D編碼器的位置在上述數(shù)字微反射鏡顯示器設(shè)備與上述投影儀光學(xué)系統(tǒng)之間，而且包括用于對(duì)3D圖像編碼以供傳輸?shù)姆椒?，上述方法選自如下一組方法線性偏振、圓偏振、彩色順序編碼以及時(shí)序編碼。
該第三3D編碼器的位置在上述投影儀光學(xué)系統(tǒng)與物理包含在上述投影儀內(nèi)部或安裝在其外部的顯示器媒體之間，而且包括用于對(duì)3D圖像編碼以供傳輸?shù)姆椒?，上述方法選自如下一組方法線性偏振、圓偏振、彩色順序編碼以及時(shí)序編碼。該3D光學(xué)解碼器包括帶有有源元件與無(wú)源元件的護(hù)目鏡。
將基于數(shù)字微反射鏡設(shè)備的2D投影系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛谖⒎瓷溏R設(shè)備的3D投影系統(tǒng)的方法包括安裝3D數(shù)據(jù)格式化裝置；安裝數(shù)字微反射鏡設(shè)備數(shù)據(jù)格式化裝置；有選擇性地用按照3D進(jìn)行格式化的色盤替換現(xiàn)有的色盤；以及在上述系統(tǒng)的光學(xué)通路的三個(gè)位置之一處安裝3D光學(xué)編碼器系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
圖6是本發(fā)明的一個(gè)代表性系統(tǒng)方框圖600。該方框圖既顯示了該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流，也顯示了該系統(tǒng)的光學(xué)圖像流。該光學(xué)圖像流用術(shù)語(yǔ)“光線”表示，除了該光線流的下部外，它均在垂直方向流動(dòng)。數(shù)據(jù)流被表示成從圖形左側(cè)開始向右側(cè)行進(jìn)的水平通道。從該例圖的左上區(qū)開始，該方框圖顯示了四個(gè)單獨(dú)的輸入；兩個(gè)用于RGB(計(jì)算機(jī))602與604，兩個(gè)用于視頻606與608。也可以采用其他輸入類型。對(duì)這些視頻輸入，可以實(shí)施合成、S視頻或分量這三種視頻格式中的任何一種或全部。為了適應(yīng)最廣泛的可能輸入，該希望的實(shí)施例提供總共8種獨(dú)立的輸入，包括左、右RGB，左、右合成視頻，左、右S視頻以及左、右分量視頻。
為了適應(yīng)這樣的輸入數(shù)量，每個(gè)前端視頻處理塊614與615能夠支持三種獨(dú)立的格式，包括合成視頻、S視頻以及分量視頻。許多調(diào)制解調(diào)器視頻解碼器芯片支持這一層次的功能。這些前端視頻處理塊還處理這些輸入視頻信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)。不管該輸入格式如何，該3D圖像前端RGB或視頻處理塊的輸出都是該所選輸入的一種數(shù)字形式。該數(shù)字信號(hào)可以根據(jù)價(jià)格性能需求而采用任何標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字視頻數(shù)據(jù)格式，包括YUV 4∶2∶2、24位RGB、48位RGB等等。該輸入圖像數(shù)據(jù)的3D格式可以采用任何標(biāo)準(zhǔn)形式。對(duì)視頻輸入信號(hào)，該3D格式通常是場(chǎng)序3D(左、右圖像數(shù)據(jù)按照該視頻信號(hào)的交替場(chǎng)來傳輸)或雙輸入3D(左、右圖像數(shù)據(jù)按照兩個(gè)物理分離的輸入連接器傳輸)。前端RGB或視頻處理塊610、612、614或616的其他功能包括增益控制、彩色與亮度控制、視頻格式解碼(NTSC、PAL、SECAM等等)以及與視頻信號(hào)解碼有關(guān)的其他特性。
前端RGB處理塊610與612各支持三個(gè)獨(dú)立彩色信道(紅色、綠色與藍(lán)色)的輸入，并支持兩個(gè)同步信號(hào)(垂直與水平)。每個(gè)前端處理塊被用來將一個(gè)模擬視頻信號(hào)或計(jì)算機(jī)信號(hào)轉(zhuǎn)換為一種標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)字格式。在該希望的實(shí)施例中，所有模擬輸入都被轉(zhuǎn)換為24位RGBHVC(紅色、綠色、藍(lán)色、水平同步、垂直同步及像素時(shí)鐘)數(shù)字格式。也可以選擇許多其他數(shù)字格式，這取決于價(jià)格性能因素。對(duì)計(jì)算機(jī)RGB輸入存在范圍廣泛的3D格式，包括頁(yè)面翻動(dòng)(左、右圖像數(shù)據(jù)被按照一個(gè)單獨(dú)物理信道中交替的視頻幀傳輸)、上下格式(左、右圖像數(shù)據(jù)按照到一個(gè)物理信道中一個(gè)單獨(dú)視頻幀的上半部與下半部傳輸)、并列格式(左、右圖像數(shù)據(jù)按照一個(gè)物理信道中一個(gè)單獨(dú)視頻幀的左半部與右半部傳輸)、隔行格式(左、右圖像數(shù)據(jù)按照一個(gè)物理信道中一個(gè)單獨(dú)視頻幀的間隔的行傳輸)、隔列格式(左、右圖像數(shù)據(jù)按照一個(gè)物理信道中一個(gè)單獨(dú)視頻幀的間隔的行傳輸)、以及雙輸入格式(左、右圖像數(shù)據(jù)按照兩個(gè)物理分離的信道傳輸)。
3D數(shù)據(jù)格式化裝置塊618執(zhí)行幾種主要功能，包括輸入信道選擇、立體多路分解、立體圖像標(biāo)定、掃描速率轉(zhuǎn)換以及立體3D格式轉(zhuǎn)換。該3D數(shù)據(jù)格式化裝置根據(jù)輸入選擇的設(shè)定值決定究竟選擇四個(gè)輸入信道中的哪一個(gè)來用于3D立體輸入。通常一次只選擇一個(gè)或兩個(gè)信道，這取決于輸入的是哪種3D格式。然后，該3D格式化裝置將3D立體數(shù)據(jù)多路分解或分離到兩個(gè)獨(dú)立的圖像處理信道。執(zhí)行這個(gè)能夠使該左透視圖像數(shù)據(jù)與右透視圖像數(shù)據(jù)被分別處理的分離步驟是極為重要的。將這些信道一道作為一個(gè)數(shù)據(jù)幀來處理將會(huì)在該圖像標(biāo)定與掃描轉(zhuǎn)換過程中造成該數(shù)據(jù)的訛誤。然后，該3D數(shù)據(jù)格式化裝置618執(zhí)行一種圖像標(biāo)定操作來將該圖像分辯度調(diào)節(jié)到該DMD數(shù)據(jù)格式化裝置需要的分辯度。通常該分辯度對(duì)應(yīng)于該DMD顯示器的固有分辯度，但在某些情況下也可以不同。根據(jù)與該DMD數(shù)據(jù)格式化裝置通信所選的數(shù)據(jù)格式，該3D數(shù)據(jù)格式化裝置可以執(zhí)行該圖像數(shù)據(jù)的一種掃描轉(zhuǎn)換。如果該輸出數(shù)據(jù)格式是輸入同步的，那么就不執(zhí)行掃描轉(zhuǎn)換。這種情況屬于該輸入數(shù)據(jù)信號(hào)幀速率控制該內(nèi)部數(shù)據(jù)幀速率的情況以及該3D輸出速率直接受該輸入信號(hào)控制的情況。如果該輸出數(shù)據(jù)格式是輸出同步的，那么就執(zhí)行一種掃描轉(zhuǎn)換來使該處理后的3D圖像與該投影儀光學(xué)輸出幀速率同步。在這種情況下，該投影儀的3D輸出速率與該輸入信號(hào)幀速率完全無(wú)關(guān)。兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。最后，3D數(shù)據(jù)格式化裝置618執(zhí)行一種3D立體格式轉(zhuǎn)換來將該處理后的立體圖像數(shù)據(jù)重新組合成DMD數(shù)據(jù)格式化裝置620所需要的格式。這個(gè)數(shù)據(jù)輸出的3D格式有許多可能性，這取決于幾個(gè)因素，這些因素包括用來實(shí)現(xiàn)DMD數(shù)據(jù)格式化裝置620的方法、用來顯示3D圖像數(shù)據(jù)的方法以及用來對(duì)該左、右透視圖像進(jìn)行光學(xué)編碼的方法。
DMD數(shù)據(jù)格式化裝置620的主要目的是將已經(jīng)處理的、具有RGBHVC格式的3D立體圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)DMD顯示器622所需的、具有所選3D顯示格式的數(shù)據(jù)與控制信號(hào)。一個(gè)第二目的是控制驅(qū)動(dòng)該色盤彩色濾光片的彩色管理系統(tǒng)。一個(gè)第三目的是提供一個(gè)3D場(chǎng)信號(hào)輸出來使該3D編碼器系統(tǒng)與該3D圖像數(shù)據(jù)顯示器同步。根據(jù)所選3D編碼方法與3D顯示格式的不同，實(shí)施該DMD數(shù)據(jù)格式化裝置的方法與設(shè)備有許多變化形式。究竟選擇哪種方法來使用則取決于希望的應(yīng)用場(chǎng)合以及價(jià)格性能因素。
DMD顯示器622將數(shù)字電子數(shù)據(jù)編碼為一個(gè)光學(xué)圖像。它包含幾十萬(wàn)個(gè)能反射光線使其穿過投影透鏡系統(tǒng)或者返回該發(fā)光設(shè)備的雙穩(wěn)精微反射鏡。灰色調(diào)圖像通過獨(dú)立反射鏡像素的脈寬調(diào)制來獲得。這些反射鏡變化的速度在數(shù)量級(jí)上比基于液晶的顯示器快，這就使得該DMD顯示器完全能與時(shí)序3D顯示器系統(tǒng)一道使用。本發(fā)明所需的DMD顯示器與當(dāng)前投影工業(yè)所用的顯示器沒有根本區(qū)別。于此，可以結(jié)束本發(fā)明的數(shù)據(jù)流方面的總體概述。
我們現(xiàn)在轉(zhuǎn)而描述本發(fā)明的光學(xué)圖像流。從圖6的右上角開始，燈泡與聚光集成光學(xué)系統(tǒng)塊624代表為該投影系統(tǒng)的其他部分產(chǎn)生與收集光線的所有電氣及光學(xué)部件。這個(gè)塊與當(dāng)前使用的現(xiàn)有光線發(fā)生系統(tǒng)沒有根本區(qū)別。
彩色系統(tǒng)及3D編碼器位置A塊626包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)色盤，根據(jù)所選的3D編碼方法不同，還可以包括一個(gè)或多個(gè)有助于對(duì)3D立體圖像進(jìn)行光學(xué)編碼的光學(xué)部件。該彩色系統(tǒng)的主要責(zé)任是將該燈泡光學(xué)系統(tǒng)發(fā)出的光線順序?yàn)V色為三個(gè)或四個(gè)單獨(dú)的顏色。該彩色系統(tǒng)的一個(gè)第二目的是促使該光線發(fā)生偏振以供在對(duì)3D圖像光學(xué)編碼中使用。該3D編碼器系統(tǒng)通過幾種方法之一對(duì)3D圖像進(jìn)行光學(xué)編碼以便傳輸給該觀看者，這幾種方法包括線性偏振、圓偏振、彩色順序編碼以及時(shí)序編碼。該3D編碼器系統(tǒng)的部件可以物理上安置在幾個(gè)位置中的一處，圖中標(biāo)為位置A 626、位置B 628以及位置C 630。位置的選擇取決于實(shí)現(xiàn)該3D編碼器系統(tǒng)所用的方法。實(shí)現(xiàn)該彩色系統(tǒng)及該3D編碼器系統(tǒng)有許多可能性。在某些情況下，這兩個(gè)系統(tǒng)完全分離，在其他情況下，它們緊密交織在一起。后面將詳細(xì)討論各種選擇方案及可能性。
該光學(xué)通路中的下一個(gè)部件是DMD顯示器622。對(duì)這個(gè)塊的數(shù)據(jù)方面前面已經(jīng)討論。從光學(xué)方面來看，DMD顯示器622包括實(shí)際的DMD顯示器芯片以及將光線反射到該顯示器芯片或使光線反射離開該顯示器芯片所需的任何光學(xué)系統(tǒng)。如前所述，該DMD顯示器以及它的光學(xué)系統(tǒng)與投影工業(yè)當(dāng)前使用的顯示器沒有根本區(qū)別。實(shí)際上，當(dāng)前使用的任何單芯片DMD顯示器系統(tǒng)都可以被用于本發(fā)明。
3D編碼器位置B塊628代表該DMD顯示器與該投影光學(xué)系統(tǒng)之間的、放置該3D編碼器之部分或全部的一個(gè)實(shí)際位置。位置B位于該投影儀外殼內(nèi)部。
投影光學(xué)系統(tǒng)塊632包括投影透鏡、聚焦系統(tǒng)、變焦系統(tǒng)，如果有的話，還包括光學(xué)梯形畸變校正，它們被用來投影由該DMD顯示器塊顯示的圖像。這個(gè)系統(tǒng)與今天使用的任何系統(tǒng)沒有根本區(qū)別。投影光學(xué)系統(tǒng)的選擇取決于所用的DMD顯示器以及其他價(jià)格性能因素，還取決于希望的應(yīng)用場(chǎng)合。
3D編碼器位置C塊630代表剛好在該投影光學(xué)系統(tǒng)之外的、放置該3D編碼器之部分或全部的一個(gè)物理位置。位置C位于該投影儀外殼的外部。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是該編碼系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)可以被設(shè)計(jì)得能在希望的使用方法及應(yīng)用場(chǎng)合需要時(shí)被撤除。
顯示器媒體634僅僅是顯示該圖像的一塊屏幕(前屏幕或后屏幕)。如果對(duì)3D編碼采用了任何一種偏振方法，那么顯示器媒體634必須有能力將偏振光反射到或傳輸給該觀看者。
3D光學(xué)解碼器塊636代表可以用來解碼光學(xué)3D圖像數(shù)據(jù)以便向該觀看者的適當(dāng)?shù)难劬︼@示的各種裝置中的任何一種。這些裝置通常包括該觀看者必須佩戴的某些類型的護(hù)目鏡?？蛇x的護(hù)目鏡包括無(wú)源線性偏光眼鏡、無(wú)源環(huán)形偏光眼鏡、有源液晶光閘眼鏡以及有源彩色濾光片眼鏡。
3D數(shù)據(jù)格式化裝置3D數(shù)據(jù)格式化裝置概述3D數(shù)據(jù)格式化裝置618執(zhí)行五種主要功能，包括輸入信道選擇、立體多路分解、立體圖像標(biāo)定、掃描速率轉(zhuǎn)換以及立體3D格式轉(zhuǎn)換。這些功能在該希望實(shí)施例中通過圖7所示的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。3D數(shù)據(jù)格式化裝置塊700由5個(gè)主要部件構(gòu)成，包括一個(gè)微控制器單元702、一個(gè)四輸入兩輸出的RGB輸入數(shù)據(jù)開關(guān)/路由器系統(tǒng)704、一個(gè)兩輸入兩輸出的RGB輸出數(shù)據(jù)開關(guān)/路由器系統(tǒng)706以及兩個(gè)與存儲(chǔ)器712及714相連的分離的視頻處理單元708與710。該3D數(shù)據(jù)格式化裝置系統(tǒng)最顯著的特點(diǎn)是能夠?qū)ψ?、右透視圖像數(shù)據(jù)獨(dú)立進(jìn)行圖像處理的雙視頻處理器結(jié)構(gòu)。分離的圖像處理器是一個(gè)重要的特點(diǎn)，也是本發(fā)明與其他現(xiàn)有技術(shù)投影系統(tǒng)的主要區(qū)別。該雙處理器結(jié)構(gòu)提供能夠獲得的最高圖像品質(zhì)，同時(shí)通過保持左、右圖像數(shù)據(jù)完全分離來防止立體效果退化。
4對(duì)2的RGB輸入數(shù)據(jù)開關(guān)/路由器系統(tǒng)704實(shí)質(zhì)上是能根據(jù)該輸入信號(hào)的3D格式而將任何輸入傳送到一個(gè)或兩個(gè)輸出的、用于RGBHVC數(shù)據(jù)信號(hào)的一個(gè)矩陣開關(guān)。譬如說，在輸入信道A 718同時(shí)包含左、右透視圖像數(shù)據(jù)的情況下，該輸入開關(guān)會(huì)將輸入信道A 718傳送到兩個(gè)輸出以便由這些視頻處理器進(jìn)一步處理。在該左、右透視圖像數(shù)據(jù)由兩個(gè)獨(dú)立信道傳輸?shù)那闆r下，以信道A 718與信道B 720為例，每個(gè)輸入都被傳送到一個(gè)單獨(dú)的輸出。在該希望的實(shí)施例中，這個(gè)開關(guān)采用一個(gè)高速CPLD集成電路來實(shí)現(xiàn)。
兩個(gè)視頻處理器塊708與710是能夠執(zhí)行許多有用功能的復(fù)雜視頻處理電路，這些功能包括圖像大小調(diào)整、掃描速率轉(zhuǎn)換、彩色校正以及梯形畸變校正。這些處理器能夠控制多達(dá)四個(gè)獨(dú)立的連續(xù)輸入圖像數(shù)據(jù)幀以及多達(dá)四個(gè)獨(dú)立的輸出數(shù)據(jù)幀在存儲(chǔ)器中的位置。這些特點(diǎn)使每個(gè)視頻處理器能夠操作一個(gè)與左或右透視圖像對(duì)應(yīng)的特定圖像數(shù)據(jù)集合。在與該輸入數(shù)據(jù)開關(guān)/路由器一道工作時(shí)，實(shí)際上可以適應(yīng)任何3D立體數(shù)據(jù)格式。一旦通過輸入幀控制分離出該合適的圖像數(shù)據(jù)集合，每個(gè)視頻處理器就會(huì)執(zhí)行需要的標(biāo)定以及圖像增強(qiáng)操作。視頻處理器塊708與710也被用作雙端口存儲(chǔ)器控制。這就是說，該輸出數(shù)據(jù)速率可以與該輸入數(shù)據(jù)速率無(wú)關(guān)。輸入及輸出數(shù)據(jù)速率由水平同步、垂直同步以及像素時(shí)鐘信號(hào)來確定。該希望的實(shí)施例采用由iChips，Inc.生產(chǎn)的兩個(gè)IP00C711芯片作為這些視頻處理器塊。也可以采用其他具有類似功能與特性的視頻處理器集成電路芯片。在該希望的實(shí)施例中使用的存儲(chǔ)器塊是16兆位SDRAM設(shè)備。為每個(gè)與這種四幀控制相應(yīng)的視頻處理器提供了足夠的存儲(chǔ)器來容納四個(gè)完全的幀緩沖器。這種結(jié)構(gòu)提供了這個(gè)系統(tǒng)所需的最大限度的控制及靈活性。
2對(duì)2的RGB輸出數(shù)據(jù)開關(guān)/路由器系統(tǒng)716是能以任何可能的組合將任何一個(gè)輸入傳送到任何一個(gè)輸出的另一個(gè)RGBHVC數(shù)字矩陣開關(guān)。它還能夠?qū)⑴c這兩個(gè)輸入信道相關(guān)的任何彩色數(shù)據(jù)傳送到這兩個(gè)輸出信道的任何彩色位置。這個(gè)特性允許對(duì)3D編碼采用彩色順序方法。這個(gè)開關(guān)與兩個(gè)視頻處理器塊708與710一道工作來實(shí)現(xiàn)可以被用來向DMD數(shù)據(jù)格式化裝置塊700傳輸?shù)乃锌赡艿?D數(shù)據(jù)格式。在該希望的實(shí)施例中，每個(gè)視頻處理器塊708與710的輸出是一個(gè)24位RGB信號(hào)，紅色、綠色與藍(lán)色每種顏色各8位。為了適應(yīng)該彩色多路傳輸特性，開關(guān)714能夠?qū)⑷魏晤伾斎雮魉偷饺魏纹渌伾敵?。所以，開關(guān)714實(shí)際上是一個(gè)供8位數(shù)字信號(hào)使用的6輸入6輸出矩陣開關(guān)。在該希望的實(shí)施例中，這個(gè)開關(guān)采用一個(gè)高速CPLD集成電路來實(shí)現(xiàn)。
微控制器塊702執(zhí)行該3D數(shù)據(jù)格式化裝置的設(shè)置與控制功能。它采用一個(gè)EEPROM存儲(chǔ)器710與714來為每個(gè)視頻處理器塊及數(shù)據(jù)開關(guān)儲(chǔ)存寄存器設(shè)定值。它也是與該投影系統(tǒng)的用戶控制功能之間的界面，并能根據(jù)用戶輸入重新組態(tài)寄存器設(shè)定值。
3D數(shù)據(jù)格式化裝置輸入變化形式在本發(fā)明的希望實(shí)施例中，3D數(shù)據(jù)格式化裝置700提供一種方法與設(shè)備來適應(yīng)從各種來源獲得的眾多的3D格式。存在許多不同的、3D內(nèi)容供應(yīng)商用來將3D圖像數(shù)據(jù)編碼成視頻或計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)格式的方法。每種主要3D格式都得到支持以便提供最廣泛的可能應(yīng)用。下面描述本發(fā)明所支持的主要3D格式。而且也描述輸入開關(guān)704及兩個(gè)視頻處理器塊708與710的具有代表性的結(jié)構(gòu)。
雙信道3D格式輸入雙信道3D格式涉及左、右透視立體圖像在物理上分離的信道中的傳輸。當(dāng)兩個(gè)獨(dú)立的視頻攝像機(jī)被組合成為一個(gè)單獨(dú)的立體攝像機(jī)時(shí)就采用這個(gè)格式。設(shè)定該輸入數(shù)據(jù)開關(guān)將每個(gè)輸入信道傳送到一個(gè)單獨(dú)的分離視頻處理器708與710，本發(fā)明就能適應(yīng)雙信道3D格式。舉例來說，如果在輸入信道C 722與輸入信道D 724中有兩個(gè)視頻源，那么就將信道C 722傳送到視頻處理器A 708，而將信道D 724傳送到視頻處理器B 724。當(dāng)然也可以采用其他組合。本發(fā)明由于采用兩個(gè)獨(dú)立的視頻處理器而產(chǎn)生的另一個(gè)主要特點(diǎn)是，雙信道3D格式的兩個(gè)信道可以彼此獨(dú)立地進(jìn)行同步。這個(gè)能力來自如下事實(shí)，即每個(gè)視頻處理器輸入可以被獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。這兩個(gè)信道在這些視頻處理器塊的輸出端達(dá)到同步。
單信道幀序3D格式輸入單信道3D格式試圖在一個(gè)單獨(dú)的物理信道上多路傳輸左、右透視立體圖像。存在許多用于實(shí)現(xiàn)這一任務(wù)的不同方法。幀序3D格式根據(jù)一個(gè)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)輸出的垂直同步信號(hào)來按時(shí)間多路傳輸該立體圖像數(shù)據(jù)。這就意味著，該3D場(chǎng)在每個(gè)垂直同步脈沖處都發(fā)生變化。本發(fā)明用來多路分解這個(gè)格式的一種方法是將該選定的輸入信道傳送到兩個(gè)視頻處理器塊。然后將視頻處理器A 708設(shè)置成只處理圖像數(shù)據(jù)的“偶數(shù)”幀，而將視頻處理器B 710設(shè)置成只處理圖像數(shù)據(jù)的“奇數(shù)”幀。采用術(shù)語(yǔ)“奇數(shù)”與“偶數(shù)”只是為了方便，因?yàn)橐慌_(tái)計(jì)算機(jī)的RGB端口并不區(qū)分奇、偶圖像數(shù)據(jù)幀。但是，在該計(jì)算機(jī)支持一個(gè)VESA標(biāo)準(zhǔn)立體插孔的情況下，可以從該端口的幀ID信號(hào)得出奇、偶幀的定義。
單信道場(chǎng)序3D格式輸入場(chǎng)序3D格式與幀序格式非常相似，但被應(yīng)用于視頻信號(hào)而不用于計(jì)算機(jī)RGB信號(hào)。在這種情況下，該選定的信道與上一種情況一樣被傳送到兩個(gè)視頻處理器708與710。由于許多視頻格式(譬如NTSC、PAL)區(qū)分視頻數(shù)據(jù)中每個(gè)幀的偶場(chǎng)與奇場(chǎng)，所以視頻處理器塊708與710就能夠只處理每個(gè)視頻幀的偶場(chǎng)或奇場(chǎng)。
單信道隔行3D格式輸入隔行3D格式是另一種根據(jù)該水平同步信號(hào)來多路傳輸立體圖像數(shù)據(jù)的RGB計(jì)算機(jī)格式。它構(gòu)成一種逐行多路傳輸模式。本發(fā)明用來多路分解該隔行3D格式的幾種方法之一是將該單個(gè)輸入傳送到兩個(gè)視頻處理器708與710，然后設(shè)置每個(gè)視頻處理器的存儲(chǔ)器控制寄存器710與714使得只有奇數(shù)行或只有偶數(shù)行可被處理。另一種方法是設(shè)置輸入數(shù)據(jù)開關(guān)704，按照取消不需要處理的行的方式將該選定的輸入信道傳送到兩個(gè)視頻處理器708與710。譬如說，如果視頻處理器A 708要操作根據(jù)這些偶數(shù)行編碼的信息，那么輸入數(shù)據(jù)開關(guān)704就會(huì)取消這些奇數(shù)行。不管采用什么方法來多路分解這些隔行格式圖像，每個(gè)視頻處理器708與710都會(huì)在該垂直方向上采用一個(gè)基準(zhǔn)比例因子2來將這些圖像恢復(fù)為完全高度。也可以采用其他比例因子來將該所得圖像格式化成該顯示器的固有分辯度。
單信道上下(over-under)3D格式輸入上下3D格式將左、右立體圖像數(shù)據(jù)編碼到每個(gè)圖像幀的上、下半部。舉例來說，一種上下方法在每個(gè)圖像幀的上半部對(duì)右透視圖數(shù)據(jù)編碼，而在下半部對(duì)左透視圖數(shù)據(jù)編碼。本發(fā)明用來多路分解上下3D格式數(shù)據(jù)的多種方法之一是將該選定的輸入傳送到兩個(gè)視頻處理器，然后設(shè)置存儲(chǔ)器控制寄存器714與710，使得視頻處理器A 708只操作每個(gè)幀的上半部，而視頻處理器B 710只操作每個(gè)幀的下半部。最后，每個(gè)視頻處理器708與710都會(huì)在該垂直方向上采用一個(gè)基準(zhǔn)因子2來將這些圖像恢復(fù)成為完全高度。也可以采用其他比例因子來將該所得圖像格式化成該顯示器的固有分辯度。
單信道并列3D格式輸入并列3D格式在每個(gè)圖像幀的左、右側(cè)對(duì)左、右透視圖像數(shù)據(jù)編碼。正如前面的情況所示，本發(fā)明用來多路分解這一格式的立體信息的一種方法是將該選定的信道傳送到兩個(gè)視頻處理器。然后設(shè)置每個(gè)視頻處理器的存儲(chǔ)器控制寄存器，使得視頻處理器A 708只操作每個(gè)幀的左側(cè)，而視頻處理器B 710只操作每個(gè)幀的右側(cè)。與前面所述的單信道格式類似，每個(gè)視頻處理器將在該水平方向上采用一個(gè)基準(zhǔn)比例因子2來將這些圖像恢復(fù)成為完全寬度，并維持適當(dāng)?shù)漠嬅骈L(zhǎng)寬比。也可以采用其他比例因子來將該所得圖像格式化成該顯示器的固有分辯度。
單信道隔列3D格式輸入隔列3D格式將該左、右透視圖像數(shù)據(jù)編碼到該圖像幀中間隔的列。這個(gè)格式相當(dāng)于該3D場(chǎng)對(duì)每個(gè)像素時(shí)鐘脈沖發(fā)生一次變化。正如前面的情況所示，本發(fā)明提供幾種用來多路分解這類3D格式的可選方法，包括取消輸入像素時(shí)鐘上的數(shù)據(jù)列，或者將該選定信道傳送到兩個(gè)視頻處理器，然后設(shè)置存儲(chǔ)器控制寄存器，使得只有偶數(shù)或奇數(shù)列接受處理。
3D數(shù)據(jù)格式化裝置輸出變化形式正如該3D數(shù)據(jù)格式化裝置能夠接收許多不同格式的3D數(shù)據(jù)一樣，它也能夠根據(jù)所用的3D光學(xué)編碼方法而以許多不同的格式之一來傳輸處理后的3D數(shù)據(jù)。對(duì)本發(fā)明的任何示例，通常只采用許多可用的3D光學(xué)編碼方法中的一種來構(gòu)造一個(gè)基于這一系統(tǒng)的3D投影系統(tǒng)。然而可以想象，在某些情況下，一個(gè)單獨(dú)的投影系統(tǒng)中可以根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合不同而實(shí)施兩種或更多種3D編碼方法。為提供更為廣泛的應(yīng)用范圍，本發(fā)明的希望實(shí)施例提供了一種方法與設(shè)備來實(shí)施所有如下的3D數(shù)據(jù)格式以便將來自該3D數(shù)據(jù)格式化裝置的3D立體信息傳輸?shù)皆揇MD數(shù)據(jù)格式化裝置。
·幀序3D格式將左、右透視圖像數(shù)據(jù)編碼到該輸出的交替的幀。
·上下3D格式通過在每個(gè)幀的上半部對(duì)一個(gè)透視圖像編碼并在下半部對(duì)另一個(gè)透視圖像編碼從而在一個(gè)單獨(dú)圖像幀中對(duì)左、右透視圖像數(shù)據(jù)編碼。
·并列3D格式通過在每個(gè)幀的左側(cè)對(duì)一個(gè)透視圖像編碼并在右側(cè)對(duì)另一個(gè)透視圖像編碼從而在一個(gè)單獨(dú)圖像幀中對(duì)左、右透視圖像數(shù)據(jù)編碼。
·隔行3D格式通過在每個(gè)幀的偶數(shù)行對(duì)一個(gè)透視圖像編碼并在奇數(shù)行對(duì)另一個(gè)透視圖像編碼從而在一個(gè)單獨(dú)圖像幀中對(duì)左、右透視圖像數(shù)據(jù)編碼。
·隔列3D格式通過在每個(gè)幀的偶數(shù)列對(duì)一個(gè)透視圖像編碼并在奇數(shù)列對(duì)另一個(gè)透視圖像編碼從而在一個(gè)單獨(dú)圖像幀中對(duì)左、右透視圖像數(shù)據(jù)編碼。
·雙幀彩色多路傳輸格式通過彩色多路傳輸在兩個(gè)輸出圖像幀中對(duì)左、右透視圖像數(shù)據(jù)編碼。譬如說，這種格式的一個(gè)可能實(shí)現(xiàn)方法是對(duì)該右側(cè)圖像的紅色、藍(lán)色位置編碼并對(duì)左側(cè)圖像的綠色位置編碼成為該第一幀，然后對(duì)該左側(cè)圖像的紅色、藍(lán)色位置編碼并對(duì)右側(cè)圖像的綠色位置編碼成為該第二幀。
·雙信道3D格式在兩個(gè)物理上分離的傳輸信道中對(duì)左、右透視圖像數(shù)據(jù)編碼。
此外，這些3D數(shù)據(jù)傳輸格式中的每一個(gè)都可以被用于輸入同步模式或輸出同步模式。輸入同步模式意味著，圖7所示的3D數(shù)據(jù)格式化裝置700與圖8所示的DMD數(shù)據(jù)格式化裝置800之間的數(shù)據(jù)傳輸按照輸入到該投影儀的外部3D信號(hào)同步。結(jié)果，該輸入信號(hào)決定了該投影儀顯示3D圖像的速率。如果該輸入信號(hào)的速率太低(通常低于90Hz)，那么該投影儀顯示的3D圖像就會(huì)有明顯的閃爍。輸出同步模式意味著，圖7所示的3D數(shù)據(jù)格式化裝置700與圖8所示的DMD數(shù)據(jù)格式化裝置800之間的數(shù)據(jù)傳輸同步與該外部3D輸入信號(hào)無(wú)關(guān)。該輸出同步速率在內(nèi)部按照該投影系統(tǒng)設(shè)置，它被設(shè)置到一個(gè)足以避免閃爍問題的水平。本發(fā)明同時(shí)提供這兩種方法，因?yàn)閮煞N方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。選擇一種方法而不選另一種方法，這取決于最終產(chǎn)品預(yù)定的用途與應(yīng)用場(chǎng)合。
3D數(shù)據(jù)格式化裝置700支持的輸入與輸出3D格式的完整清單如表1所示。
表1 3D數(shù)據(jù)格式化裝置支持的輸入與輸出格式清單

DMD數(shù)據(jù)格式化裝置DMD數(shù)據(jù)格式化裝置概述圖8所示的DMD數(shù)據(jù)格式化裝置800的主要目的是將經(jīng)過處理的、具有RGBHVC格式的3D立體圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)镈MD顯示器芯片622所需的數(shù)據(jù)格式以便正常運(yùn)行。DMD數(shù)據(jù)格式化裝置800還為彩色管理系統(tǒng)(包括該旋轉(zhuǎn)色盤彩色濾光片)以及3D編碼器/解碼器系統(tǒng)626、628以及630提供控制信號(hào)。DMD數(shù)據(jù)格式化裝置800包括四個(gè)主要部件一個(gè)雙端口存儲(chǔ)器控制器802、一個(gè)DMD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器804、一個(gè)微控制器806以及一個(gè)色盤控制器808。
該DMD數(shù)據(jù)格式化裝置按照上述預(yù)定義的3D格式中的一種格式從該3D數(shù)據(jù)格式化裝置接收3D數(shù)據(jù)。該雙端口存儲(chǔ)器控制器接收RGB數(shù)據(jù)并按照由該微控制器設(shè)定的方式將它寫入存儲(chǔ)器。對(duì)本發(fā)明的任何示例，通常只采用一種“寫入”方法。該雙端口存儲(chǔ)器系統(tǒng)(包括該雙端口存儲(chǔ)器控制器以及存儲(chǔ)器本身)可以根據(jù)價(jià)格性能因素的需要而包括一個(gè)單幀緩沖器、一個(gè)雙幀緩沖器或一個(gè)四幀緩沖器。該希望的實(shí)施例實(shí)行一個(gè)雙幀緩沖器系統(tǒng)。對(duì)定時(shí)輸入數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)存在3種主要的選擇方案，包括60Hz輸出同步、120Hz輸出同步以及可變速率輸入同步。下面介紹各種實(shí)現(xiàn)方法以及它們的意義。
該DMD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器從該雙端口存儲(chǔ)器讀入數(shù)據(jù)，并對(duì)其重新格式化以供顯示。由于該單芯片DMD投影系統(tǒng)采用一個(gè)旋轉(zhuǎn)色盤來順序構(gòu)造一個(gè)全色圖像，所以該DMD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器訪問該雙端口存儲(chǔ)器系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的速率要比數(shù)據(jù)被寫入的速率快得多。該DMD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器訪問數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確方式由該彩色管理系統(tǒng)以及該3D編碼系統(tǒng)確定。
色盤控制器808根據(jù)數(shù)據(jù)被傳輸?shù)紻MD顯示器622的速率來控制色盤旋轉(zhuǎn)的速率。旋轉(zhuǎn)速率隨該輸入的幀速率以及該投影儀究竟工作在輸入同步模式還是輸出同步模式而變。
微控制器806根據(jù)該輸入的3D格式、該彩色管理模式以及該3D編碼方法來為雙端口存儲(chǔ)器系統(tǒng)802與810、DMD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器804以及色盤控制器808設(shè)定寄存器數(shù)值。微控制器806還設(shè)定該3D編碼及解碼系統(tǒng)所用的3D場(chǎng)信號(hào)。
DMD數(shù)據(jù)格式化裝置輸出方法(3D顯示方法)由于本發(fā)明是根據(jù)采用一個(gè)單DMD芯片來實(shí)現(xiàn)的，所以用于3D立體圖像顯示的所有方法均涉及時(shí)序光學(xué)編碼。DMD顯示器芯片622由于它的低反應(yīng)時(shí)間與極快的切換時(shí)間而非常適合基于時(shí)序的編碼。DMD數(shù)據(jù)格式化裝置804的輸出有四個(gè)等同的主要類型，它們直接與整個(gè)投影系統(tǒng)的3D顯示方法相對(duì)應(yīng)。這些輸出類型包括輸入同步幀序3D輸出、輸入同步彩色順序3D輸出、輸出同步幀序3D輸出以及輸出同步彩色順序3D輸出。下面將更為詳細(xì)地說明這四種主要輸出類型中的每一種。
輸入同步幀序3D術(shù)語(yǔ)“輸入同步幀序3D輸出”是指該投影儀的3D場(chǎng)速率(在左、右透視圖像之間的切換速率)由輸入信號(hào)幀速率確定，而且每個(gè)3D場(chǎng)由一個(gè)全色左、右透視圖像構(gòu)成。根據(jù)這個(gè)說明，乍看起來該色盤似乎也應(yīng)當(dāng)按照與該輸入信號(hào)相同的速率旋轉(zhuǎn)。但是，由于該色盤包含三種或四種不同類型的濾光片(紅色、綠色、藍(lán)色與/或白色)，而且由于任何兩種彩色之間的相對(duì)強(qiáng)度會(huì)根據(jù)需要顯示的圖像不同而有巨大差別，所以對(duì)幀速率太低的輸入信號(hào)，可能存在能夠觀察到的投影儀閃爍。為了解決這一問題，單像管DMD投影儀制造商將色盤旋轉(zhuǎn)速率加快到該輸入數(shù)據(jù)幀速率的兩倍，以使這些濾光片的改變速率超出人眼的察覺能力。然而，由于色盤可以旋轉(zhuǎn)的速率有一定的限制，所以單像管投影儀要色盤轉(zhuǎn)動(dòng)不止一圈才可以顯示一個(gè)輸入數(shù)據(jù)幀。這種解決方案使色盤速率變高而不使DMD格式化裝置800與彩色管理系統(tǒng)負(fù)擔(dān)過重。本發(fā)明對(duì)輸入同步3D輸出必須采用一種類似的技術(shù)。
為了說明這類3D輸出，圖9畫出兩幅曲線圖900來演示DMD數(shù)據(jù)格式化裝置800與DMD顯示器622及一個(gè)四段色盤一道運(yùn)行來顯示輸入同步幀序3D輸出的一種方法。該曲線也表示了來自該3D數(shù)據(jù)格式化裝置的輸入同步幀序數(shù)據(jù)傳輸。上方的曲線圖902(標(biāo)記為“DMD格式化裝置幀緩沖器圖”)代表DMD數(shù)據(jù)格式化裝置800的雙端口存儲(chǔ)器系統(tǒng)的運(yùn)行情況。在這種情況下，該雙端口存儲(chǔ)器采用一個(gè)雙幀緩沖器來實(shí)現(xiàn)。幀緩沖器904頂部的輸入線代表DMD數(shù)據(jù)格式化裝置雙端口存儲(chǔ)器802與810的3D數(shù)據(jù)輸入?；疑虮硎咀髨D像數(shù)據(jù)，而白色框表示右圖像數(shù)據(jù)。該幀緩沖器圖的y軸代表存儲(chǔ)器中的位置，而x軸代表時(shí)間。虛線表示寫入該存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)，實(shí)線表示從該存儲(chǔ)器讀出的數(shù)據(jù)。最后，該DMD格式化裝置幀緩沖器圖的輸出線906代表傳輸?shù)皆揇MD顯示器的數(shù)據(jù)的3D格式。
下方曲線圖(“圖像輸出圖”)表示復(fù)合DMD顯示器/彩色管理系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系。標(biāo)記有顏色名稱(譬如紅色、綠色、藍(lán)色)的行代表色盤的角位置，在y軸上的范圍為0°至360°。該曲線圖的這個(gè)區(qū)域內(nèi)的粗實(shí)線表示該色盤的位置。x軸表示經(jīng)過的時(shí)間。該輸出行表示復(fù)合DMD顯示器/彩色管理系統(tǒng)的實(shí)際光學(xué)輸出。L代表左眼透視數(shù)據(jù)，R代表右眼透視數(shù)據(jù)。最后，該輸出行下的黑色與白色長(zhǎng)方形框重復(fù)表示3D輸出幀的順序。
圖中兩個(gè)曲線圖在時(shí)間上彼此對(duì)應(yīng)。從時(shí)刻0開始，我們看到數(shù)據(jù)以輸入幀速率的6倍被讀入(每個(gè)輸入幀有6個(gè)鋸齒脈沖)。這表示第一左透視圖像的紅色圖像數(shù)據(jù)被傳輸?shù)皆揇MD顯示器。在該投影儀輸出處的結(jié)果(該下方圖形的輸入輸出行)是該左透視圖像的紅色部分。注意，該數(shù)據(jù)從幀緩沖器1讀出，而新數(shù)據(jù)則同時(shí)寫入幀緩沖器0。在下一幀(一個(gè)左透視圖像)，數(shù)據(jù)被寫入幀緩沖器1，同時(shí)數(shù)據(jù)從幀緩沖器0讀出以供顯示。這就是雙幀緩沖器結(jié)構(gòu)的基本運(yùn)行情況。
實(shí)際上，這里不是將該色盤的旋轉(zhuǎn)速率加倍來防止彩色閃爍，而是調(diào)節(jié)該色盤速率使得最接近的顏色邊界與該輸入的一個(gè)幀邊界重合。在圖9所示的簡(jiǎn)化情況下，該色盤被劃分為紅色、綠色、藍(lán)色與白色濾光片的四個(gè)相等的段。實(shí)際上，該白色濾光片可以比其他濾光片小。在該希望的實(shí)施例中，該色盤以120Hz的一個(gè)標(biāo)稱速率旋轉(zhuǎn)，結(jié)果顏色轉(zhuǎn)換速率為4乘120Hz，或者說480Hz?，F(xiàn)在舉例說，假設(shè)該輸入幀速率為75Hz。將該顏色轉(zhuǎn)換速率除以該輸入頻率并舍入到最接近的整數(shù)，就得到每個(gè)輸入幀期間的顏色時(shí)間周期總數(shù)。在這個(gè)情況下，480Hz被75Hz除等于6.4。舍入到最接近的整數(shù)得到6。所以，如果我們改變?cè)撋P的速率使得每個(gè)輸入數(shù)據(jù)幀內(nèi)發(fā)生6次完整的濾光片轉(zhuǎn)換，那么就可以獲得希望的頁(yè)面翻動(dòng)輸出，而同時(shí)使可以感覺到的彩色閃爍最小。該需要的色盤頻率可以通過將該輸入幀速率(75Hz)乘以顏色時(shí)間周期數(shù)的計(jì)算值6，然后再除以色盤上的顏色數(shù)4。結(jié)果得到色盤速率112.5Hz。表2表示采用一個(gè)四段色盤時(shí)通過計(jì)算得到的色盤旋轉(zhuǎn)速率、每個(gè)輸入幀的顏色轉(zhuǎn)換次數(shù)以及對(duì)各種輸入刷新速率的顏色轉(zhuǎn)換速率。
表2 四段色盤的輸入同步幀序3D色盤速率

圖10表示如上所述的相同的曲線集合，但是采用一個(gè)三段色盤系統(tǒng)來代替該四段色盤系統(tǒng)。表3列出采用相同的輸入同步幀序3D格式算得的對(duì)一個(gè)三段色盤系統(tǒng)的色盤旋轉(zhuǎn)速率、每幀的顏色轉(zhuǎn)換次數(shù)以及顏色轉(zhuǎn)換速率。
表3三段色盤的輸入同步幀序3D色盤速率

輸入同步彩色順序3D術(shù)語(yǔ)“輸入同步彩色順序3D輸出”表示該投影儀的3D場(chǎng)速率(在左、右透視圖像之間的切換速率)由輸入信號(hào)幀速率確定，而且每個(gè)3D場(chǎng)包括該左、右透視圖像的一個(gè)單色。這種輸出系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是，盡管該3D場(chǎng)速率取決于該輸入，但是由于該切換按照與顏色轉(zhuǎn)換速率相同的速率進(jìn)行，所以能夠保證無(wú)閃爍運(yùn)行。從表2可見，對(duì)該四段色盤而言，這個(gè)速率根據(jù)該輸入幀速率的不同在440Hz至510Hz之間變化，而表3表明該速率在330Hz至400Hz之間變化。
能夠用來實(shí)現(xiàn)輸入同步彩色順序輸出的DMD數(shù)據(jù)格式化裝置與彩色管理系統(tǒng)可以有許多變化形式。圖11表示這樣一種變化形式的輸出格式曲線圖。在這種情況下，該DMD數(shù)據(jù)格式化裝置雙端口存儲(chǔ)器系統(tǒng)采用一個(gè)四幀緩沖器來實(shí)現(xiàn)。來自該3D數(shù)據(jù)格式化裝置的輸入具有該輸入同步幀序格式。從該DMD格式化裝置幀緩沖器圖可見，輸入數(shù)據(jù)幀按順序被寫入幀緩沖器0至幀緩沖器3。這一操作使幀緩沖器0與2只包含右透視數(shù)據(jù)，而幀緩沖器2與3只包含左透視數(shù)據(jù)。DMD數(shù)據(jù)格式化裝置輸出被從該存儲(chǔ)器中以完全不同的格式讀出。在這種情況下，數(shù)據(jù)如圖所示從一對(duì)幀緩沖器中讀出。從該第一個(gè)左輸入幀的中間開始，該輸出被從幀緩沖器0取出，再?gòu)膸彌_器1取出?？偣仓貜?fù)這個(gè)循環(huán)5次，然后從幀緩沖器2、再?gòu)膸彌_器3取出該輸出。對(duì)該輸出進(jìn)行計(jì)時(shí)，以使得圖像數(shù)據(jù)在寫入后的最快可能時(shí)刻被讀出而不引起圖像跳動(dòng)錯(cuò)誤。在這種情況下，該輸出被延遲1.5個(gè)輸入幀。在每次顏色切換時(shí)，該所得的DMD數(shù)據(jù)格式化裝置輸出在左、右透視圖像數(shù)據(jù)之間切換，如該幀緩沖器圖的輸出線所示。圖中下方的曲線圖表示彩色順序輸出的三段色盤圖。該下方曲線圖中的輸出線代表該投影系統(tǒng)的實(shí)際輸出。在這種情況下，該順序是紅-右、綠-左、藍(lán)-右、紅-左、綠-右、藍(lán)-左。這樣，通過該色盤的兩次完整旋轉(zhuǎn)，就構(gòu)成兩個(gè)完整的全色透視圖像。彩色順序格式的這種形式被稱為交變彩色。
圖12表示可以用來實(shí)現(xiàn)輸入同步彩色順序3D輸出的另一種方法的輸出格式曲線圖。在這種情況下，該彩色順序子格式被稱為“倍色”，因?yàn)槊總€(gè)顏色被重復(fù)兩次，一次是對(duì)右透視圖像，一次是對(duì)左透視圖像。這種結(jié)構(gòu)的另一個(gè)特點(diǎn)是，該色盤由六段構(gòu)成，而不是三段。從該下方曲線我們可以看出，每個(gè)彩色濾光片被分為與左、右透視圖像對(duì)應(yīng)的兩個(gè)分離的區(qū)域。后面將會(huì)更為詳細(xì)地討論這種色盤結(jié)構(gòu)。從所有其他方面來看，這種結(jié)構(gòu)的運(yùn)行與前一個(gè)結(jié)構(gòu)相同，它采用一個(gè)四幀緩沖器來實(shí)現(xiàn)該DMD數(shù)據(jù)格式化裝置的雙端口存儲(chǔ)器。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到該緩沖器及從該緩沖器轉(zhuǎn)移出的過程與前述的情況完全一樣。應(yīng)當(dāng)注意，還有許多其他的可能實(shí)現(xiàn)方法。
除了這里介紹的兩個(gè)示例外，還存在其他實(shí)現(xiàn)該輸入同步彩色順序方法的可能方法。這些方法包括基于六段及八段色盤的其他方法。表4是所有3D顯示器輸出格式的一份完整清單。
表4 3D顯示器格式

輸出同步幀序3D輸出同步幀序3D是指該投影儀的3D場(chǎng)速率(在左、右透視圖像之間切換的速率)由該內(nèi)部彩色管理系統(tǒng)來決定，而且每個(gè)3D場(chǎng)包括一個(gè)全色左或右透視圖像。在這種情況下，該3D場(chǎng)速率與該輸入數(shù)據(jù)幀速率完全無(wú)關(guān)并解耦。輸出同步3D顯示格式能夠獲得無(wú)閃爍的3D立體顯示而不管該輸入幀速率如何。在該希望的實(shí)施例中，該色盤旋轉(zhuǎn)速率被設(shè)定為120Hz。這個(gè)速率是許多現(xiàn)有單像管投影儀(譬如Plus U2-1080)的標(biāo)稱旋轉(zhuǎn)速率。它提供一個(gè)遠(yuǎn)高于人眼所能探測(cè)的3D場(chǎng)速率。
對(duì)這種模式，由于該投影儀的輸出顯示速率與該輸入速率無(wú)關(guān)，所以對(duì)數(shù)據(jù)從3D數(shù)據(jù)格式化裝置700向DMD數(shù)據(jù)格式化裝置800的傳輸速率選擇就存在自由度。由于該色盤旋轉(zhuǎn)速率被設(shè)定為120Hz，所以能夠很方便地提供一個(gè)60Hz與一個(gè)120Hz的3D數(shù)據(jù)格式化裝置716的輸出數(shù)據(jù)速率。60Hz速率的實(shí)現(xiàn)成本較低，因?yàn)樗男阅芤蟮?，但是?duì)某些結(jié)構(gòu)可能在雙端口存儲(chǔ)器中出現(xiàn)圖像跳動(dòng)錯(cuò)誤。該120Hz數(shù)據(jù)速率以較高的實(shí)現(xiàn)成本來提供較高水平的性能與視覺品質(zhì)。存在許多采用輸出同步幀序輸出來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的可能性。表4是一份完整的清單。下面介紹這份清單中的3個(gè)示例。
圖13表示60Hz輸出同步幀序3D方法的輸出格式曲線。在這種情況下，該DMD數(shù)據(jù)格式化裝置雙端口存儲(chǔ)器被設(shè)計(jì)成一個(gè)雙幀緩沖器系統(tǒng)。該輸入數(shù)據(jù)速率為60Hz，色盤旋轉(zhuǎn)速率為120Hz。而且，采用一個(gè)四段色盤系統(tǒng)來增強(qiáng)該圖像輸出的總體亮度。如同以前的情況一樣，來自該3D數(shù)據(jù)格式化裝置700的輸入被編碼成為幀序3D格式。從該DMD格式化裝置緩沖器圖的左側(cè)開始，輸入數(shù)據(jù)被寫入地址ADDR0，并隨時(shí)間流逝而寫到隨后的地址。這種結(jié)構(gòu)使幀緩沖器0只包含右透視圖像數(shù)據(jù)，并使幀緩沖器1只包含左透視圖像數(shù)據(jù)。DMD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器800從該雙端口存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)，如上方圖形中的實(shí)線所示。從幀緩沖器1的ADDR1開始，一幅左透視圖像的紅色部分的數(shù)據(jù)被讀出，然后是白色、綠色，最后是藍(lán)色。在下一次色盤旋轉(zhuǎn)中繼續(xù)該循環(huán)，但讀數(shù)的起始地址現(xiàn)在是幀緩沖器0中的ADDR0。這就使右透視圖像的紅光、白光、綠光與藍(lán)光數(shù)據(jù)被用來進(jìn)行顯示。此時(shí)，60Hz輸入格式的一個(gè)缺點(diǎn)可以從如下事實(shí)中看出，即DMD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器804讀出右-紅數(shù)據(jù)比它被寫入的速率快。這就是說，在圖形上該實(shí)線(讀數(shù))穿過虛線(寫數(shù))的每一點(diǎn)，該當(dāng)前透視圖像幀與上一個(gè)透視圖像幀之間要發(fā)生一次轉(zhuǎn)變。這可能導(dǎo)致被顯示圖像的顯著畸變。圖13下方的圖表示該投影儀的120Hz幀序光學(xué)輸出。
圖14顯示該相同結(jié)構(gòu)的120Hz輸入形式。這是對(duì)120Hz輸入的輸出同步幀序3D輸出格式。這個(gè)結(jié)構(gòu)與前一個(gè)結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于，從3D數(shù)據(jù)格式化裝置700到DMD數(shù)據(jù)格式化裝置800的數(shù)據(jù)傳遞以120Hz進(jìn)行。結(jié)果，就消除了雙端口存儲(chǔ)器810中的圖像跳動(dòng)錯(cuò)誤，從該圖的上方圖形中該讀出與寫入線之間不存在任何交叉可以看出這一點(diǎn)。所有其他運(yùn)行情況與該60Hz輸入示例相同。
至此，每個(gè)給出的示例都采用了幀序3D格式來在3D數(shù)據(jù)格式化裝置700與DMD數(shù)據(jù)格式化裝置800之間傳遞數(shù)據(jù)。圖15表示改用上下3D格式的一幅輸出格式圖。這幅圖代表具有60Hz上下輸入的輸出同步幀序3D輸出結(jié)構(gòu)。這個(gè)示例與圖13的示例的僅有區(qū)別在于從雙端口存儲(chǔ)器810讀取數(shù)據(jù)的方式。由于3D透視數(shù)據(jù)以上下格式被寫入雙端口存儲(chǔ)器810，所以幀緩沖器0與幀緩沖器1每個(gè)都包含左、右透視圖像數(shù)據(jù)，從而使得(這個(gè)示例中)每個(gè)緩沖器的下半部包含右透視信息，而每個(gè)緩沖器的上半部包含左透視信息。為了讀出數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，在DMD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的存儲(chǔ)器訪問控制寄存器中作了一點(diǎn)改變，使得它僅僅掃描該幀緩沖器的一半。然后，該DMD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器必須采用幾種可能方法之一將該圖像按比例改變到完全高度以供顯示，這些方法包括行消除(輸出圖像的每行被設(shè)置為空白)、行加倍(重復(fù)每一行以便填充整個(gè)屏幕)或者其他掃描方法。所得的3D輸出與前面的輸出同步幀序格式相同。對(duì)DMD數(shù)據(jù)格式化裝置輸入采用上下3D格式的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它將該輸入輸出延遲降低到一幀的一半。它的一個(gè)缺點(diǎn)是，根據(jù)該投影系統(tǒng)輸入的3D格式，有效垂直分辯度可能被降低到一半。
應(yīng)當(dāng)注意，在對(duì)該DMD數(shù)據(jù)格式化裝置的輸入采用并列3D格式的情況下，可以采用類似的DMD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器標(biāo)定操作。對(duì)那種情況，標(biāo)定方法可以包括列消除、列加倍或者任何其他的標(biāo)準(zhǔn)定標(biāo)技術(shù)。
輸出同步彩色順序3D除了左、右透視圖像按彩色編碼而不按幀編碼以外，該輸出同步彩色順序3D格式類似于輸出同步幀序格式。圖16表示可以用來實(shí)現(xiàn)這種格式的許多設(shè)計(jì)之一的一幅輸出格式圖。在這個(gè)示例中，輸入到DMD數(shù)據(jù)格式化裝置800的3D數(shù)據(jù)以一種120Hz的數(shù)據(jù)速率按照彩色多路傳輸3D格式進(jìn)行格式化。該彩色管理系統(tǒng)使用一個(gè)三段色盤進(jìn)行顯示。該DMD格式化裝置幀緩沖器圖的輸入線表示左、右透視數(shù)據(jù)如何被多路傳輸?shù)矫總€(gè)幀的彩色。圖中的第一幀具有在紅色與藍(lán)色信道中編碼的右圖像數(shù)據(jù)以及在藍(lán)色信道中編碼的左圖像數(shù)據(jù)。下一幀顛倒編碼方法，用紅色與藍(lán)色信道承載左圖像數(shù)據(jù)，而用綠色信道承載右圖像數(shù)據(jù)。與前面的三段色盤示例一樣，DMD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器800在每一圈色盤旋轉(zhuǎn)中三次從該雙端口存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)讀出與顯示的順序?yàn)榧t-左、綠-右、藍(lán)-左、紅-右、綠-左、藍(lán)-右。結(jié)果，該3D場(chǎng)速率變得極高來保證無(wú)閃爍運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)圖4所示的輸出同步彩色順序3D格式還有許多其他的可選方案，見表4所列。
DMD數(shù)據(jù)格式化裝置的變化形式前面的描述是已經(jīng)確定的形式，但是DMD數(shù)據(jù)格式化裝置800的物理實(shí)現(xiàn)具有許多變化形式。如何選擇則取決于希望的性能特點(diǎn)以及希望的應(yīng)用場(chǎng)合。雙端口存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)包括單幀緩沖器、雙幀緩沖器與四幀緩沖器實(shí)現(xiàn)方法。數(shù)據(jù)輸入可以具有可變的或固定的速率，而且可以是(對(duì)該彩色管理系統(tǒng)的)內(nèi)同步或者是(對(duì)該視頻或計(jì)算機(jī)輸入信號(hào)的)外同步。
3D光學(xué)編碼方法本發(fā)明提供對(duì)立體圖像進(jìn)行光學(xué)編碼以供向觀看者顯示與傳輸?shù)母鞣N方法。如圖6所示，用來對(duì)3D圖像光學(xué)編碼的部件位置與結(jié)構(gòu)具有各種可選方案。為了在同一個(gè)光學(xué)信道內(nèi)對(duì)分離的左、右透視圖像編碼，必須利用光的各種可資利用的性質(zhì)。這些性質(zhì)包括光速(對(duì)時(shí)序多路傳輸)、可見光譜(對(duì)彩色順序多路傳輸)以及偏振性質(zhì)。為了利用光的這些各種各樣的性質(zhì)對(duì)3D立體圖像編碼，本發(fā)明采用了五種主要的光學(xué)部件。這些部件包括色盤、一個(gè)膽甾醇型液晶(CLC)圓偏振濾光片(CPF)、一個(gè)1/4波長(zhǎng)延時(shí)器、一個(gè)線性偏振濾光片(LPF)以及一個(gè)(可以電氣切換的)有源液晶旋轉(zhuǎn)器。這些部件與前述的各種3D顯示方法一道使用可以構(gòu)成總共23種3D光學(xué)配置。表5表示所用的光學(xué)配置與所用部件的完整清單。現(xiàn)在我們對(duì)這五種光學(xué)部件的每一種進(jìn)行簡(jiǎn)單的討論。
表5 3D光學(xué)配置表

1膽甾醇型液晶圓偏振濾光片2線性偏振濾光片
3 LPG＝線性偏振眼鏡，CPG＝圓偏振眼鏡，ASG＝有源光閘眼鏡、ACF＝有源彩色濾光片眼鏡CLC圓偏振濾光片圖17表示本發(fā)明所用的CLC圓偏振濾光片1700的一幅運(yùn)行示意圖。該濾光片包括一個(gè)玻璃片基(中心)1702、一個(gè)右向(RH)CLC鍍層1704(位于左側(cè))以及一個(gè)左向(LF)鍍層1706。右向CLC反射右向圓偏振光線，左向CLC反射左向圓偏振光線。該濾光片運(yùn)行方式如下。來自該投影燈泡的白光1708從該圖的左側(cè)進(jìn)入。該RH CLC鍍層被設(shè)計(jì)得能反射所有可見的與紅外波長(zhǎng)的右向圓偏振光線1710。所以，沒有右向圓偏振光線穿過該濾光片。消除該光譜中的IR部分有助于更快降低該投影儀光學(xué)通道深處的光學(xué)部件的發(fā)熱。接著，左向圓偏振光線從該RH CLC鍍層穿過該玻璃片基并到達(dá)該LH CLC鍍層。在這個(gè)示例中，該LH CLC鍍層被設(shè)計(jì)得能反射綠色、藍(lán)色及IR波長(zhǎng)的左向圓偏振光線1712。這樣，只有紅色波長(zhǎng)的左向圓偏振光線1714能完全通過濾光片。結(jié)果就得到一個(gè)也能完全阻擋IR射線的紅色偏振/彩色濾光片。
改變LH CLC鍍層的配方就可以實(shí)現(xiàn)其他顏色的彩色濾光片(綠色、藍(lán)色與白色)。圖18表示用來實(shí)現(xiàn)一個(gè)白光偏振濾光片的CLC鍍層的頻譜響應(yīng)的代表性曲線。上圖1802表示彩色濾光片A(RH CLC鍍層)的百分比反射響應(yīng)。彩色濾光片A被用來反射所有可見的與IR波長(zhǎng)的RHCP光線。中圖1804表示彩色濾光片B(LH CLC鍍層)的百分比反射響應(yīng)。由于目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)一個(gè)白光LHCP彩色濾光片，所以只反射該光譜的IR部分。最后，下圖1806表示整個(gè)彩色濾光片組件的百分比反射響應(yīng)。該圖表示了彩色濾光片組件只讓紅色、綠色及藍(lán)色LHCP光線通過。這一技術(shù)既被用于該色盤，也被用于單獨(dú)的CLC偏振濾光片部件。
色盤色盤的主要目的是幫助產(chǎn)生全色圖像輸出。正如前面的示例已經(jīng)說明的那樣，該色盤具有許多可能的配置。在這許多配置中，該色盤既被用作產(chǎn)生全色圖像的工具，也被用來使該投影儀輸出的光線發(fā)生偏振以供基于偏振的3D編碼方法使用。上述CLC彩色濾光片技術(shù)被用于所有需要在色盤上具有偏振濾光片的配置。表6列出總共10種色盤配置。圖19至28每幅表示色盤類型A至J中的一種。每種色盤配置的圖形表示見該表中所列的相應(yīng)圖號(hào)。在該表的CLC偏振模式列中，用一個(gè)字母R、G或B來指明該偏振濾光片的顏色輸出，而用一個(gè)數(shù)字1或2來指明該光線輸出的偏振狀態(tài)(右向或左向圓偏振)。
表6色盤配置表

1/4波長(zhǎng)延時(shí)器1/4波長(zhǎng)延時(shí)器是一個(gè)用來將圓偏振光線轉(zhuǎn)變?yōu)榫€性偏振光線的無(wú)源光學(xué)元件。它可以在圖6的三個(gè)3D光學(xué)編碼位置626、628與630中的任何一個(gè)位置上出現(xiàn)。
線性偏振濾光片線性偏振濾光片(LPF)是用來使非偏振光線發(fā)生線性偏振的另一個(gè)無(wú)源光學(xué)元件。該LPF與該有源旋轉(zhuǎn)器一道采用線性偏振光線來對(duì)左、右透視圖像進(jìn)行光學(xué)編碼。
有源液晶旋轉(zhuǎn)器有源液晶旋轉(zhuǎn)器(ALCR)被用來將該光線輸出在直角線性偏振狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)變。圖29表示該ALCR在OFF狀態(tài)2900下的運(yùn)行情況。在這種情況下，垂直偏振光線2902從該圖左側(cè)進(jìn)入，并在它穿過該ALCR時(shí)被轉(zhuǎn)變?yōu)樗狡窆饩€2904。事實(shí)上，該濾光片將該輸入光線的偏振角旋轉(zhuǎn)了90°。圖30表示該ALCR在ON狀態(tài)(電場(chǎng)施加后)3000下的運(yùn)行情況。在這種情況下，輸入光線3002的偏振角保持不變，見3004。
光學(xué)編碼系統(tǒng)配置采用上列5種部件進(jìn)行3D光學(xué)編碼的可能配置A至W的一份完整清單見表5。該表也列出了這些圖號(hào)。圖31至圖35與各個(gè)配置有關(guān)。該表指出了所用的色盤類型，并在適當(dāng)?shù)牧杏浺粋€(gè)“X”來表示使用一個(gè)單獨(dú)的CLC偏振鏡、一個(gè)1/4波長(zhǎng)延時(shí)器、一個(gè)線性偏振鏡以及一個(gè)有源旋轉(zhuǎn)器。該表還指出該編碼方法正常運(yùn)行所需的3D顯示方法，最后指出正常立體觀看所需的3D解碼方法。
3D光學(xué)解碼方法本發(fā)明最后的部件種類是3D光學(xué)解碼系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)對(duì)左、右透視圖像進(jìn)行光學(xué)解碼以便向觀看者顯示。該系統(tǒng)被物理上安置在靠近該觀看者的位置上。事實(shí)上，這四種實(shí)現(xiàn)方法中的每一種都采用由該觀看者佩戴的護(hù)目鏡形式。根據(jù)實(shí)施狀況與應(yīng)用場(chǎng)合也可以實(shí)現(xiàn)護(hù)目鏡之外的實(shí)施方案。本發(fā)明的四種3D光學(xué)解碼方法包括無(wú)源線性偏光眼鏡、無(wú)源環(huán)形偏光眼鏡、有源液晶光閘眼鏡以及有源彩色濾光片眼鏡。選擇何種方法來使用則取決于應(yīng)用場(chǎng)合以及價(jià)格性能因素。譬如說，最便宜的方法是使用線性偏光眼鏡，最貴的方法是有源彩色濾光片眼鏡。有源光閘眼鏡可能具有最佳性能，而環(huán)形偏光眼鏡可能具有最差性能。下面更詳細(xì)地介紹每種方法。
無(wú)源線性與圓偏光眼鏡無(wú)源偏光眼鏡3600包括兩個(gè)偏振濾光片，每只眼睛一片，它們阻擋選定的偏振狀態(tài)。如圖36所示，一個(gè)濾光片3602阻擋P1偏振狀態(tài)的光線，而另一個(gè)濾光片3604阻擋P2偏振狀態(tài)的光線。該圖對(duì)線性或圓偏振濾光片都適用。在與3D投影系統(tǒng)一道使用時(shí)，3D護(hù)目鏡被普遍采用。
有源液晶光閘眼鏡下面說明圖37所示的典型的液晶光閘3700的運(yùn)行情況。如圖所示，典型的LC光閘采用夾在兩個(gè)十字交叉偏振鏡之間的一個(gè)有源液晶元件。標(biāo)記為P1 3702的第一線性偏振鏡使從左側(cè)進(jìn)入該光閘3704的光線發(fā)生偏振。該有源光閘元件3706具有兩個(gè)可能的狀態(tài)。它或者讓該偏振光線通過而不改變?cè)撈穹较?，或者它將該偏振角旋轉(zhuǎn)到輸出偏振鏡P2的偏振角。如果，該有源元件讓該光線通過而不改變?cè)撈駹顟B(tài)，那么該輸出偏振鏡就阻擋光線離開該光柵，因?yàn)樗钠窠桥c離開該有源元件的偏振角垂直。但是，如果該有源元件將該光線的偏振角轉(zhuǎn)變到該輸出的偏振角，那么該輸出偏振鏡就會(huì)允許該光線穿過該光閘。
使用液晶光閘眼鏡3800進(jìn)行3D立體觀看的情形如圖38所示。在左、右透視圖之間交變的一系列圖像被顯示在一個(gè)觀看屏幕上。作為該光閘眼鏡主要光學(xué)部件的兩個(gè)光閘的開閉方式是，該左眼光閘只是在該左眼圖像顯示在該觀看屏幕上時(shí)打開，而該右眼光閘只是在該右眼圖像顯示在該觀看屏幕上時(shí)打開。當(dāng)一個(gè)光閘被理想地關(guān)閉時(shí)，所有光線就如圖所示不能通過該光閘元件。當(dāng)該光閘被打開時(shí)，該光閘是透明的，它允許其后方的眼睛看見預(yù)期的圖像。該圖由左向右表示從左眼視圖到右眼視圖的轉(zhuǎn)換，左眼環(huán)在該圖左側(cè)，右眼環(huán)在該圖右側(cè)。圖中的時(shí)間由左向右增加。
有源彩色濾光片眼鏡有源彩色濾光片眼鏡與有源光閘眼鏡非常相似，只是該第二偏振鏡被一個(gè)特殊的偏振選擇彩色濾光片所代替。ColorLink，Inc.制造了一種在輸入光線為P1狀態(tài)的線性偏振光時(shí)傳送綠色光而輸入光線為P2線性偏振光時(shí)傳送品紅光(紅光與藍(lán)光的合成光)的彩色濾光片材料。圖39表示一個(gè)單獨(dú)的可切換彩色濾光片透鏡3900的一幅功能示意圖。與上述光閘眼鏡示例一樣，來自圖39左側(cè)的非偏振光3902通過偏振鏡P1。如果該有源LC單元處于OFF狀態(tài)，那么該偏振角被旋轉(zhuǎn)90°成為P2狀態(tài)。由于該偏振光是P2偏振光，所以彩色濾光片3908只讓紅光與藍(lán)光(品紅光線)波長(zhǎng)通過，并阻擋綠光。當(dāng)該有源LC單元3906處于ON狀態(tài)時(shí)，該輸出偏振狀態(tài)成為P1，該彩色濾光片讓綠光通過而阻擋紅光與藍(lán)光?；谶@種彩色濾光片設(shè)計(jì)的光柵眼鏡采用兩個(gè)具有相反狀態(tài)的濾光片組件，所以當(dāng)一個(gè)濾光片傳送綠光時(shí)，另一個(gè)濾光片就傳送品紅色光，或者相反。
2D至3D的轉(zhuǎn)變將一個(gè)基于數(shù)字微反射鏡設(shè)備的2D投影系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)基于數(shù)字微反射鏡設(shè)備的3D投影系統(tǒng)的一種方法包括安裝一個(gè)3D數(shù)據(jù)格式化裝置；安裝一個(gè)數(shù)字微反射鏡設(shè)備數(shù)據(jù)格式化裝置；有選擇性地用一個(gè)按照3D進(jìn)行格式化的色盤來替換一個(gè)現(xiàn)有的色盤；以及在上述系統(tǒng)的一條光學(xué)通路的三個(gè)位置之一安裝3D光學(xué)編碼系統(tǒng)。
該3D數(shù)據(jù)格式化裝置包括一個(gè)4∶2的RGB輸入數(shù)據(jù)開關(guān)/路由器，它被連接到兩個(gè)視頻處理器，每個(gè)處理器連接一個(gè)存儲(chǔ)器系統(tǒng)；一個(gè)微控制器，它被連接到上述4∶2的RGB輸入數(shù)據(jù)開關(guān)/路由器、上述視頻處理器以及一個(gè)2∶2的RGB輸出數(shù)據(jù)開關(guān)路由器，而且每個(gè)視頻處理器的一個(gè)輸出被連接到上述2∶2的RGB輸出數(shù)據(jù)開關(guān)路由器。
該數(shù)字微反射鏡設(shè)備數(shù)據(jù)格式化裝置包括一個(gè)雙端口存儲(chǔ)器控制器，它被連接到一個(gè)存儲(chǔ)器、一個(gè)數(shù)字微反射鏡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器以及一個(gè)微控制器；該數(shù)字微反射鏡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器提供輸出數(shù)字微反射鏡設(shè)備數(shù)據(jù)；而且該微控制器向上述雙端口存儲(chǔ)控制器、該數(shù)字存儲(chǔ)器設(shè)備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器以及一個(gè)色盤控制器提供控制信號(hào)，并提供3D場(chǎng)信號(hào)。
該可選的色盤包括1)一個(gè)三段色盤，它包含一個(gè)紅色、綠色與藍(lán)色濾光片，其中上述濾光片按照上述色盤的旋轉(zhuǎn)方向排列；2)一個(gè)三段色盤，它另外包含一個(gè)紅色圓偏振濾光片、一個(gè)綠色圓偏振濾光片與一個(gè)藍(lán)色圓偏振濾光片；3)一個(gè)六段色盤，它另外包含一個(gè)具有第一偏振狀態(tài)的紅色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第一偏振狀態(tài)的綠色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第一偏振狀態(tài)的藍(lán)色圓偏振濾光片與一個(gè)藍(lán)色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第二偏振狀態(tài)的紅色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第二偏振狀態(tài)的綠色圓偏振濾光片、以及一個(gè)具有第二偏振狀態(tài)的藍(lán)色圓偏振濾光片，其中上述濾光片按照上述色盤的旋轉(zhuǎn)方向排列；4)一個(gè)六段色盤，它另外包含一個(gè)具有第一偏振狀態(tài)的紅色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第二偏振狀態(tài)的紅色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第一偏振狀態(tài)的綠色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第二偏振狀態(tài)的綠色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第一偏振狀態(tài)的藍(lán)色圓偏振濾光片、以及一個(gè)具有第二偏振狀態(tài)的藍(lán)色圓偏振濾光片，其中上述濾光片按照上述色盤的旋轉(zhuǎn)方向排列；5)一個(gè)六段色盤，它還包括一個(gè)具有第一偏振狀態(tài)的紅色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第二偏振狀態(tài)的綠色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第一偏振狀態(tài)的藍(lán)色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第二偏振狀態(tài)的紅色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第一偏振狀態(tài)的綠色圓偏振濾光片、以及一個(gè)具有第二偏振狀態(tài)的藍(lán)色圓偏振濾光片，其中上述濾光片按照上述色盤的旋轉(zhuǎn)方向排列；6)一個(gè)四段色盤，它包含一個(gè)紅色濾光片、一個(gè)白色濾光片、一個(gè)綠色濾光片以及一個(gè)藍(lán)色濾光片，其中上述濾光片按照上述色盤的旋轉(zhuǎn)方向排列；7)一個(gè)四段色盤，它另外包含一個(gè)具有第一偏振狀態(tài)的第一紅色圓偏振濾光片、一個(gè)第一白色圓偏振濾光片、一個(gè)第一綠色圓偏振濾光片、一個(gè)第一藍(lán)色圓偏振濾光片，其中所有濾光片具有相同的偏振狀態(tài)，并按照上述色盤的旋轉(zhuǎn)方向排列；8)一個(gè)八段色盤，它另外包含一個(gè)具有第一偏振狀態(tài)的第一紅色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第一偏振狀態(tài)的第一白色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第一偏振狀態(tài)的第一綠色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第一偏振狀態(tài)的第一藍(lán)色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第二偏振狀態(tài)的第二紅色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第二偏振狀態(tài)的第二白色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第二偏振狀態(tài)的第二綠色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第二偏振狀態(tài)的第二藍(lán)色圓偏振濾光片，其中上述濾光片按照上述色盤的旋轉(zhuǎn)方向排列；9)一個(gè)八段色盤，它另外包含一個(gè)具有第一偏振狀態(tài)的第一紅色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第二偏振狀態(tài)的第二紅色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第一偏振狀態(tài)的第一白色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第二偏振狀態(tài)的第二白色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第一偏振狀態(tài)的第一綠色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第二偏振狀態(tài)的第二綠色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第一偏振狀態(tài)的第一藍(lán)色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第二偏振狀態(tài)的第二藍(lán)色圓偏振濾光片，其中上述濾光片按照上述色盤的旋轉(zhuǎn)方向排列；10)一個(gè)八段色盤，它另外包含一個(gè)具有第一偏振狀態(tài)的第一紅色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第二偏振狀態(tài)的第一白色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第一偏振狀態(tài)的第一綠色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第一偏振狀態(tài)的第一白色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第一偏振狀態(tài)的第二白色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第二偏振狀態(tài)的第二紅色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第一偏振狀態(tài)的第二藍(lán)色圓偏振濾光片、一個(gè)具有第二偏振狀態(tài)的第二綠色圓偏振濾光片，其中上述濾光片按照上述色盤的旋轉(zhuǎn)方向排列。
除上述方法之外，將一個(gè)4色盤系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)3色盤系統(tǒng)的方法包括在該4色盤的白光通行過程中阻擋該光線輸出。阻擋方法包括機(jī)械關(guān)閉該色盤上的白色濾光片、使用一個(gè)在該白色濾光片輸出過程中同步阻擋該光線的內(nèi)部或外部LC光閘系統(tǒng)、使用一個(gè)在該白色濾光片輸出過程中同步阻擋該光線的內(nèi)部或外部機(jī)械光閘。
上述由3D系統(tǒng)到DMD投影系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)只是代表性示例。應(yīng)當(dāng)理解，具有本技術(shù)的普通技能的人員很容易發(fā)現(xiàn)其他的實(shí)現(xiàn)方法與變化形式。所有這些移植方法與變化形式都被認(rèn)為是在由所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的范圍與精神之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一個(gè)基于數(shù)字微反射鏡設(shè)備的3D投影系統(tǒng)，它包括3D數(shù)據(jù)系統(tǒng)，它將3D圖像耦合到彩色系統(tǒng)及數(shù)字微反射鏡顯示器設(shè)備的電氣輸入；以及3D光學(xué)系統(tǒng)，它將光源的輸出通過一條光學(xué)通路耦合到顯示器媒體，該光學(xué)通路包括上述數(shù)字微反射鏡顯示器設(shè)備、3D光學(xué)編碼器以及投影儀光學(xué)系統(tǒng)；其中上述3D投影系統(tǒng)將3D圖像顯示到上述顯示器媒體。
2.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中上述數(shù)據(jù)系統(tǒng)包括至少一個(gè)前端處理部分；3D數(shù)據(jù)格式化裝置；數(shù)字微反射鏡設(shè)備數(shù)據(jù)格式化裝置；以及數(shù)字微反射鏡顯示器設(shè)備，其中上述3D數(shù)據(jù)系統(tǒng)向彩色系統(tǒng)及3D編碼器提供彩色系統(tǒng)控制信號(hào)，而且向上述數(shù)字微反射鏡顯示器設(shè)備提供數(shù)字微反射鏡顯示數(shù)據(jù)。
3.權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中上述前端處理包括該輸入數(shù)據(jù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換；上述數(shù)據(jù)的亮度到色度的分離；上述數(shù)據(jù)的色度解調(diào)；上述數(shù)據(jù)的彩色空間轉(zhuǎn)換；上述數(shù)據(jù)的去γ處理；以及上述數(shù)據(jù)的誤差分散。
4.權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中上述3D數(shù)據(jù)格式化裝置包括4∶2的RGB輸入數(shù)據(jù)開關(guān)/路由器，它被連接到兩個(gè)視頻處理器，每個(gè)視頻處理器被連接到存儲(chǔ)器系統(tǒng)；微控制器，它被連接到上述4∶2的RGB輸入數(shù)據(jù)開關(guān)/路由器、上述視頻處理器以及2∶2的RGB輸出數(shù)據(jù)開關(guān)路由器，而且每個(gè)視頻處理器的輸出被連接到上述2∶2的RGB輸出數(shù)據(jù)開關(guān)路由器。
5.權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中上述數(shù)字微反射鏡設(shè)備數(shù)據(jù)格式化裝置包括雙端口存儲(chǔ)器控制器，它被連接到存儲(chǔ)器、數(shù)字微反射鏡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器以及微控制器；上述數(shù)字微反射鏡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器提供輸出數(shù)字微反射鏡設(shè)備數(shù)據(jù)；上述微控制器向上述雙端口存儲(chǔ)器控制器、上述數(shù)字存儲(chǔ)器設(shè)備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器以及色盤控制器提供控制信號(hào)，而且提供3D場(chǎng)信號(hào)。
6.權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中上述數(shù)字微反射鏡顯示器設(shè)備包括微型機(jī)電系統(tǒng)，該微型機(jī)電系統(tǒng)具有在一塊CMOS存儲(chǔ)器片基上制造的雙穩(wěn)反射鏡陣列，其中上述顯示器設(shè)備按照由上述數(shù)字微反射鏡設(shè)備數(shù)據(jù)控制的上述反射鏡的運(yùn)動(dòng)來調(diào)制輸入的光線。
7.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中上述光學(xué)系統(tǒng)包括子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)包括燈泡、聚光系統(tǒng)、將光線耦合到彩色系統(tǒng)的集成光學(xué)系統(tǒng)；上述彩色系統(tǒng)有選擇性地傳輸至少三原色的光線；數(shù)字微反射鏡顯示器設(shè)備，它有選擇性地傳輸選定彩色信息的若干像素；3D編碼器系統(tǒng)，它被放置在上述3D投影儀系統(tǒng)的光線通路中三個(gè)位置中的一個(gè)位置；投影光學(xué)系統(tǒng)，它將上述3D圖像傳輸?shù)斤@示器媒體；以及3D光學(xué)解碼器系統(tǒng)，它采用上述3D光學(xué)解碼器從該3D圖像中選擇左圖像與右圖像以供觀看者使用。
8.權(quán)利要求7的光學(xué)系統(tǒng)，其中上述彩色系統(tǒng)包括帶有彩色濾光片的色盤。
9.權(quán)利要求8的光學(xué)系統(tǒng)，其中上述色盤具有三個(gè)濾光片，紅色濾光片、綠色濾光片與藍(lán)色濾光片，其中上述濾光片按照上述色盤的旋轉(zhuǎn)方向排列。
10.權(quán)利要求8的光學(xué)系統(tǒng)，其中上述可選的色盤包括三段色盤，它另外包含具有第一偏振狀態(tài)的紅色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的綠色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的藍(lán)色圓偏振濾光片；其中上述濾光片按照上述色盤的旋轉(zhuǎn)方向排列。
11.權(quán)利要求8的光學(xué)系統(tǒng)，其中上述可選的色盤包括六段色盤，它另外包含具有第一偏振狀態(tài)的紅色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的紅色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的綠色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的藍(lán)色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的紅色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的綠色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的藍(lán)色圓偏振濾光片；其中上述濾光片按照上述色盤的旋轉(zhuǎn)方向排列。
12.權(quán)利要求8的光學(xué)系統(tǒng)，其中上述可選的色盤包括六段色盤，它另外包含具有第一偏振狀態(tài)的紅色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的紅色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的綠色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的綠色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的藍(lán)色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的藍(lán)色圓偏振濾光片；其中上述濾光片按照上述色盤的旋轉(zhuǎn)方向排列。
13.權(quán)利要求8的光學(xué)系統(tǒng)，其中上述可選的色盤包括六段色盤，它另外包含具有第一偏振狀態(tài)的紅色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的綠色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的藍(lán)色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的紅色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的綠色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的藍(lán)色圓偏振濾光片；其中上述濾光片按照上述色盤的旋轉(zhuǎn)方向排列。
14.權(quán)利要求8的光學(xué)系統(tǒng)，其中上述可選的色盤包括四段色盤，它包含紅色濾光片；白色濾光片；綠色濾光片；以及藍(lán)色濾光片；其中上述濾光片按照上述色盤的旋轉(zhuǎn)方向排列。
15.權(quán)利要求8的光學(xué)系統(tǒng)，其中上述可選的色盤包括四段色盤，它另外包含具有第一偏振狀態(tài)的紅色圓偏振濾光片；白色圓偏振濾光片；綠色圓偏振濾光片；藍(lán)色圓偏振濾光片；其中所有濾光片具有相同的偏振狀態(tài)，而且按照上述色盤的旋轉(zhuǎn)方向排列。
16.權(quán)利要求8的光學(xué)系統(tǒng)，其中上述可選的色盤包括八段色盤，它另外包含具有第一偏振狀態(tài)的第一紅色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的第一白色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的第一綠色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的第一藍(lán)色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的第二紅色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的第二白色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的第二綠色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的第二藍(lán)色圓偏振濾光片；其中上述濾光片按照上述色盤的旋轉(zhuǎn)方向排列。
17.權(quán)利要求8的光學(xué)系統(tǒng)，其中上述可選的色盤包括八段色盤，它另外包含具有第一偏振狀態(tài)的第一紅色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的第二紅色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的第一白色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的第二白色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的第一綠色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的第二綠色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的第一藍(lán)色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的第二藍(lán)色圓偏振濾光片，其中上述濾光片按照上述色盤的旋轉(zhuǎn)方向排列。
18.權(quán)利要求8的光學(xué)系統(tǒng)，其中上述可選的色盤包括八段色盤，它另外包含具有第一偏振狀態(tài)的第一紅色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的第一白色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的第一綠色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的第一白色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的第二白色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的第二紅色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的第二藍(lán)色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的第二綠色圓偏振濾光片，其中上述濾光片按照上述色盤的旋轉(zhuǎn)方向排列。
19.權(quán)利要求7的光學(xué)系統(tǒng)，其中上述數(shù)字微反射鏡顯示器設(shè)備包括微型機(jī)電系統(tǒng)，該微型機(jī)電系統(tǒng)具有在一塊CMOS存儲(chǔ)器片基上制造的雙穩(wěn)反射鏡陣列，其中上述顯示器設(shè)備按照由數(shù)字微反射鏡設(shè)備數(shù)據(jù)控制的上述反射鏡的運(yùn)動(dòng)來調(diào)制輸入的光線。
20.權(quán)利要求7的光學(xué)系統(tǒng)，其中第一3D編碼器的位置在上述集成光學(xué)系統(tǒng)與上述數(shù)字微反射鏡顯示器設(shè)備之間，而且包括對(duì)3D圖像編碼以供傳輸?shù)姆椒?，上述方法選自如下一組方法線性偏振、圓偏振、彩色順序編碼與時(shí)序編碼。
21.權(quán)利要求7的光學(xué)系統(tǒng)，其中第二3D編碼器的位置在上述數(shù)字微反射鏡顯示器設(shè)備與上述投影儀光學(xué)系統(tǒng)之間，而且包括對(duì)3D圖像編碼以供傳輸?shù)姆椒?，上述方法選自如下一組方法線性偏振、圓偏振、彩色順序編碼與時(shí)序編碼。
22.權(quán)利要求7的光學(xué)系統(tǒng)，其中第三3D編碼器的位置在上述投影儀光學(xué)系統(tǒng)與物理上在上述投影儀之內(nèi)或者外部安裝到上述投影儀的顯示器媒體之間，而且包括對(duì)3D圖像編碼以供傳輸?shù)姆椒?，上述方法選自如下一組方法線性偏振、圓偏振、彩色順序編碼與時(shí)序編碼。
23.權(quán)利要求7的光學(xué)系統(tǒng)，其中上述3D光學(xué)解碼器包括護(hù)目鏡。
24.權(quán)利要求15的光學(xué)解碼器，它包括帶有有源元件的護(hù)目鏡。
25.權(quán)利要求15的光學(xué)解碼器，它包括帶有無(wú)源元件的護(hù)目鏡。
26.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中上述電氣輸入包括雙信道3D輸入。
27.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中上述電氣輸入包括幀序3D輸入。
28.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中上述電氣輸入包括場(chǎng)序3D輸入。
29.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中上述電氣輸入包括隔行3D輸入。
30.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中上述電氣輸入包括上下3D輸入。
31.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中上述電氣輸入包括并列3D輸入。
32.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中上述電氣輸入包括隔列3D輸入。
33.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中上述3D輸出包括輸入同步幀序3D信號(hào)。
34.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中上述3D輸出包括輸入同步上下3D信號(hào)。
35.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中上述3D輸出包括輸入同步并列3D信號(hào)。
36.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中上述3D輸出包括輸入同步隔行3D信號(hào)。
37.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中上述3D輸出包括輸入同步隔列3D信號(hào)。
38.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中上述3D輸出包括輸入同步雙信道3D信號(hào)。
39.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中上述3D輸出包括輸入同步雙幀彩色多路傳輸3D信號(hào)。
40.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中上述3D輸出包括輸出同步幀序3D信號(hào)。
41.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中上述3D輸出包括輸出同步上下3D信號(hào)。
42.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中上述3D輸出包括輸出同步并列3D信號(hào)。
43.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中上述3D輸出包括輸出同步隔行3D信號(hào)。
44.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中上述3D輸出包括輸出同步隔列3D信號(hào)。
45.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中上述3D輸出包括輸出同步雙幀彩色多路傳輸3D信號(hào)。
46.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中上述3D輸出包括輸入同步雙信道3D信號(hào)。
47.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中輸入同步方法產(chǎn)生具有頁(yè)面翻動(dòng)子格式的幀序格式，而且使用3段色盤。
48.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中輸入同步方法產(chǎn)生具有頁(yè)面翻動(dòng)子格式的幀序格式，而且使用4段色盤。
49.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中輸入同步方法產(chǎn)生具有頁(yè)面翻動(dòng)子格式的幀序格式，而且使用6段色盤。
50.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中輸入同步方法產(chǎn)生具有頁(yè)面翻動(dòng)子格式的幀序格式，并使用8段色盤。
51.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中輸入同步方法產(chǎn)生具有交變彩色子格式的彩色順序格式，而且使用3段色盤。
52.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中輸入同步方法產(chǎn)生具有交變彩色子格式的彩色順序格式，而且使用6段色盤。
53.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中輸入同步方法產(chǎn)生具有交變彩色子格式的彩色順序格式，而且使用8段色盤。
54.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中輸入同步方法產(chǎn)生具有倍色子格式的彩色順序格式，而且使用6段色盤。
55.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中輸入同步方法產(chǎn)生具有倍色子格式的彩色順序格式，而且使用8段色盤。
56.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中60Hz輸出同步方法產(chǎn)生具有頁(yè)面翻動(dòng)子格式的幀序格式，而且使用3段色盤。
57.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中60Hz輸出同步方法產(chǎn)生具有頁(yè)面翻動(dòng)子格式的幀序格式，而且使用4段色盤。
58.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中60Hz輸出同步方法產(chǎn)生具有頁(yè)面翻動(dòng)子格式的幀序格式，而且使用6段色盤。
59.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中60Hz輸出同步方法產(chǎn)生具有頁(yè)面翻動(dòng)子格式的幀序格式，而且使用8段色盤。
60.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中60Hz輸出同步方法產(chǎn)生具有交變彩色子格式的彩色順序格式，而且使用3段色盤。
61.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中60Hz輸出同步方法產(chǎn)生具有交變彩色子格式的彩色順序格式，而且使用6段色盤。
62.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中60Hz輸出同步方法產(chǎn)生具有交變彩色子格式的彩色順序格式，而且使用8段色盤。
63.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中60Hz輸出同步方法產(chǎn)生具有倍色子格式的彩色順序格式，而且使用6段色盤。
64.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中60Hz輸出同步方法產(chǎn)生具有倍色子格式的彩色順序格式，而且使用8段色盤。
65.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中120Hz輸出同步方法產(chǎn)生具有頁(yè)面翻動(dòng)子格式的幀序格式，而且使用3段色盤。
66.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中120Hz輸出同步方法產(chǎn)生具有頁(yè)面翻動(dòng)子格式的幀序格式，而且使用4段色盤。
67.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中120Hz輸出同步方法產(chǎn)生具有頁(yè)面翻動(dòng)子格式的幀序格式，而且使用6段色盤。
68.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中120Hz輸出同步方法產(chǎn)生具有頁(yè)面翻動(dòng)子格式的幀序格式，而且使用8段色盤。
69.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中120Hz輸出同步方法產(chǎn)生具有交變彩色子格式的彩色順序格式，而且使用3段色盤。
70.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中120Hz輸出同步方法產(chǎn)生具有交變彩色子格式的彩色順序格式，而且使用6段色盤。
71.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中120Hz輸出同步方法產(chǎn)生具有交變彩色子格式的彩色順序格式，而且使用8段色盤。
72.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中120Hz輸出同步方法產(chǎn)生具有倍色子格式的彩色順序格式，而且使用6段色盤。
73.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中120Hz輸出同步方法產(chǎn)生具有倍色子格式的彩色順序格式，而且使用8段色盤。
74.將基于數(shù)字微反射鏡設(shè)備的2D投影系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛跀?shù)字微反射鏡設(shè)備的3D投影系統(tǒng)的一種方法，它包括安裝3D數(shù)據(jù)格式化裝置；安裝數(shù)字微反射鏡設(shè)備數(shù)據(jù)格式化裝置；有選擇性地用按照3D進(jìn)行格式化的色盤來替換現(xiàn)有的色盤；以及在上述系統(tǒng)的一條光學(xué)通路中的三個(gè)位置之一安裝3D光學(xué)編碼器系統(tǒng)。
75.權(quán)利要求74的方法，其中上述3D數(shù)據(jù)格式化裝置包括4∶2的RGB輸入數(shù)據(jù)開關(guān)/路由器，它被連接到兩個(gè)視頻處理器，視頻處理器被連接到存儲(chǔ)器系統(tǒng)；微控制器，它被連接到上述4∶2的RGB輸入數(shù)據(jù)開關(guān)/路由器、上述視頻處理器以及2∶2的RGB輸出數(shù)據(jù)開關(guān)路由器；而且每個(gè)視頻處理器的輸出被連接到上述2∶2的RGB輸出數(shù)據(jù)開關(guān)路由器。
76.權(quán)利要求75的方法，其中上述2∶2的RGB輸出數(shù)據(jù)開關(guān)路由器包括6∶6的8位數(shù)據(jù)開關(guān)路由器。
77.權(quán)利要求74的方法，其中上述數(shù)字微反射鏡設(shè)備數(shù)據(jù)格式化裝置包括雙端口存儲(chǔ)器控制器，它被連接到存儲(chǔ)器、數(shù)字微反射鏡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器以及微控制器；上述數(shù)字微反射鏡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器提供輸出數(shù)字微反射鏡設(shè)備數(shù)據(jù)；而且上述微控制器向上述雙端口存儲(chǔ)器控制器、上述數(shù)字存儲(chǔ)器設(shè)備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器以及色盤控制器提供控制信號(hào)，而且提供3D場(chǎng)信號(hào)。
78.權(quán)利要求74的方法，其中上述可選的色盤包括三段色盤，它包含紅色、綠色以及藍(lán)色濾光片，其中上述濾光片按照上述色盤的旋轉(zhuǎn)方向排列。
79.權(quán)利要求74的方法，其中上述可選的色盤包括三段色盤，它另外包括紅色圓偏振濾光片；綠色圓偏振濾光片；以及藍(lán)色圓偏振濾光片。
80.權(quán)利要求74的方法，其中上述可選的色盤包括六段色盤，它另外包含具有第一偏振狀態(tài)的紅色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的綠色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的藍(lán)色圓偏振濾光片與藍(lán)色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的紅色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的綠色圓偏振濾光片；以及具有第二偏振狀態(tài)的藍(lán)色圓偏振濾光片，其中上述濾光片按照上述色盤的旋轉(zhuǎn)方向排列。
81.權(quán)利要求74的方法，其中上述可選的色盤包括六段色盤，它另外包含具有第一偏振狀態(tài)的紅色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的紅色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的綠色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的綠色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的藍(lán)色圓偏振濾光片；以及具有第二偏振狀態(tài)的藍(lán)色圓偏振濾光片，其中上述濾光片按照上述色盤的旋轉(zhuǎn)方向排列。
82.權(quán)利要求74的方法，其中上述可選的色盤包括六段色盤，它另外包含具有第一偏振狀態(tài)的紅色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的綠色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的藍(lán)色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的紅色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的綠色圓偏振濾光片；以及具有第二偏振狀態(tài)的藍(lán)色圓偏振濾光片，其中上述濾光片按照上述色盤的旋轉(zhuǎn)方向排列。
83.權(quán)利要求74的方法，其中上述可選的色盤包括四段色盤，它包含紅色濾光片；白色濾光片；綠色濾光片；藍(lán)色濾光片，其中上述濾光片按照上述色盤的旋轉(zhuǎn)方向排列。
84.權(quán)利要求74的方法，其中上述可選的色盤包括四段色盤，它另外包含具有第一偏振狀態(tài)的第一紅色圓偏振濾光片；第一白色圓偏振濾光片；第一綠色圓偏振濾光片；第一藍(lán)色圓偏振濾光片；其中上述濾光片具有相同的偏振狀態(tài)，并按照上述色盤的旋轉(zhuǎn)方向排列。
85.權(quán)利要求76的方法，其中上述可選的色盤包括八段色盤，它另外包含具有第一偏振狀態(tài)的第一紅色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的第一白色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的第一綠色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的第一藍(lán)色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的第二紅色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的第二白色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的第二綠色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的第二藍(lán)色圓偏振濾光片；其中上述濾光片按照上述色盤的旋轉(zhuǎn)方向排列。
86.權(quán)利要求74的方法，其中上述可選的色盤包括八段色盤，它另外包含具有第一偏振狀態(tài)的第一紅色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的第二紅色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的第一白色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的第二白色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的第一綠色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的第二綠色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的第一藍(lán)綠色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的第二藍(lán)色圓偏振濾光片，其中上述濾光片按照上述色盤的旋轉(zhuǎn)方向排列。
87.權(quán)利要求74的方法，其中上述可選的色盤包括八段色盤，它另外包含具有第一偏振狀態(tài)的第一紅色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的第一白色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的第一綠色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的第一白色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的第二白色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的第二紅色圓偏振濾光片；具有第一偏振狀態(tài)的第二藍(lán)色圓偏振濾光片；具有第二偏振狀態(tài)的第二綠色圓偏振濾光片，其中上述濾光片按照上述色盤的旋轉(zhuǎn)方向排列。
88.一種將4色盤系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)?色盤系統(tǒng)的方法，它包括權(quán)利要求74至87，而且還包括在4色盤白光傳輸過程中阻擋光線輸出。
89.權(quán)利要求88的方法，它還包括上述色盤上的上述白光的一種機(jī)械關(guān)閉。
90.權(quán)利要求88的方法，它還包括增加在上述白色濾光片輸出過程中同步阻擋光線的內(nèi)部或外部LC光閘系統(tǒng)。
91.權(quán)利要求88的方法，它還包括采用在上述白色濾光片輸出過程中同步阻擋光線的內(nèi)部或外部機(jī)械光閘。
全文摘要
本申請(qǐng)涉及采用數(shù)字光線處理技術(shù)的視頻投影，特別涉及立體視頻投影。一個(gè)基于數(shù)字微反射鏡設(shè)備的3D投影系統(tǒng)具有一個(gè)3D數(shù)據(jù)系統(tǒng)，它將3D圖像耦合到彩色系統(tǒng)及數(shù)字反射鏡顯示器設(shè)備的一個(gè)輸入；以及一個(gè)3D光學(xué)系統(tǒng)，它通過一條包括上述數(shù)字微反射鏡顯示器設(shè)備、一個(gè)3D光學(xué)編碼器與投影儀光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)通路將光源的一個(gè)輸出耦合到顯示器媒體；其中上述3D投影系統(tǒng)在上述顯示器媒體上顯示3D圖像。該數(shù)據(jù)系統(tǒng)包括至少兩個(gè)前端處理部分、一個(gè)3D數(shù)據(jù)格式化裝置、一個(gè)數(shù)字微反射鏡設(shè)備數(shù)據(jù)格式化裝置以及一個(gè)數(shù)字微反射鏡顯示器設(shè)備。這樣的3D數(shù)據(jù)系統(tǒng)向一個(gè)彩色系統(tǒng)及3D編碼器提供彩色系統(tǒng)控制信號(hào)，而且向上述數(shù)字微反射鏡顯示器設(shè)備提供數(shù)字微反射鏡顯示數(shù)據(jù)。將一個(gè)基于數(shù)字微反射鏡設(shè)備的2D投影系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)基于數(shù)字反射鏡設(shè)備的3D投影系統(tǒng)的一種方法包括安裝一個(gè)3D數(shù)據(jù)格式化裝置；安裝一個(gè)數(shù)字微反射鏡設(shè)備數(shù)據(jù)格式化裝置；有選擇性地用一個(gè)按照3D進(jìn)行格式化的色盤替換現(xiàn)有色盤；以及在上述系統(tǒng)的某條光學(xué)通路中的三個(gè)位置之一處安裝3D光學(xué)編碼器系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G09G3/00GK1480000SQ01820487
公開日2004年3月3日 申請(qǐng)日期2001年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月12日
發(fā)明者亞當(dāng)·W·迪韋爾比斯, 戴維·C·斯威夫特, C 斯威夫特, 亞當(dāng) W 迪韋爾比斯 申請(qǐng)人:瑞威歐公司