專利名稱：使用雙向掃描線性調(diào)制器的顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及使用線性光調(diào)制器的顯示裝置，更特別地涉及用于通過(guò)跨越 顯示表面根據(jù)顏色每次一行地掃描已調(diào)制光來(lái)形成立體圖像的顯示裝置和方法。
背景技術(shù)：
線性光調(diào)制器通過(guò)快速、重復(fù)的序列來(lái)形成圖像，其中，單獨(dú)地形成圖像的每 個(gè)單行并通過(guò)從掃描元件反射或其它類型的重定向?qū)⑵湟龑?dǎo)到屏幕或其它顯示表面。以 這種方式工作的線性光調(diào)制器的類型包括諸如由Silicon Light Machines提供且在美國(guó)專利 No.6,215,579 (Bloom等人)中及其它地方被描述的光柵光閥(GLV)設(shè)計(jì)的器件。例如在 美國(guó)專利No.5,982,553 (Bloom等人)中公開(kāi)了基于GLV器件的顯示系統(tǒng)。改進(jìn)類型的線性光調(diào)制器是如在共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利No.6,307,663 (Kowarz)中 及其它地方公開(kāi)的光柵機(jī)電系統(tǒng)(GEMS)器件。在共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利No.6,411,425、 和No.6,476,848 (兩者均授予Kowarz等人)中描述了基于共形GEMS裝置的線性陣列的顯 示系統(tǒng)。在包括美國(guó)專利 No.6,663,788 (Kowarz 等人)和 No.6,802,613 (Agostinelli 等人) 在內(nèi)的多個(gè)共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利和公開(kāi)申請(qǐng)中給出了對(duì)GEMS裝置架構(gòu)和操作的更詳細(xì) 的描述。在GEMS裝置中，通過(guò)衍射來(lái)調(diào)制光。在GEMS芯片上，在單個(gè)基板上形成 的共形機(jī)電帶狀元件的線性陣列提供光的一個(gè)或多個(gè)衍射級(jí)以形成用于行掃描投影顯示 器的每個(gè)像素行。GLV和GEMS彩色顯示系統(tǒng)架構(gòu)通常采用三個(gè)單獨(dú)的色彩通道，即紅色、綠 色、和藍(lán)色(RGB)，每個(gè)色彩通道提供有機(jī)電光柵器件的線性陣列。機(jī)電光柵器件的每 個(gè)線性陣列在被啟動(dòng)時(shí)對(duì)其分量紅色、綠色或藍(lán)色激光進(jìn)行調(diào)制以便每次形成圖像的單 個(gè)行。然后，將結(jié)果得到的用于每種顏色的光的已調(diào)制行組合到相同的輸出軸上，以提 供隨后被掃描到顯示屏的全色圖像。通常，線性光調(diào)制器陣列由于較高的分辨率、降低的成本和簡(jiǎn)化的照明光學(xué)裝 置而與其區(qū)域陣列空間光調(diào)制器(SLM)對(duì)等物相比具有優(yōu)點(diǎn)。GLV和GEMS器件可啟 動(dòng)用于在快切換速度下工作且能夠調(diào)制激光。當(dāng)與其它類型的空間光調(diào)制器相比較時(shí)， GLV和GEMS器件具有高分辨率、高本地位深、可變縱橫比和無(wú)運(yùn)動(dòng)偽像的優(yōu)點(diǎn)。然 而，對(duì)使用這些器件的顯示器解決方案存在某些固有限制。按照慣例用于跨越顯示表面 掃描已調(diào)制光的、以電流測(cè)定的方式(galvanometrically)啟動(dòng)的掃描反射鏡通過(guò)在小角范 圍上旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行掃描以形成圖像的單個(gè)2D(二維)幀，然后其必須被復(fù)位，從而旋轉(zhuǎn)回到 用于下一次掃描的位置。在此復(fù)位時(shí)間期間，不能使用標(biāo)準(zhǔn)掃描方案來(lái)投射圖像內(nèi)容。 在該時(shí)間的約15 25%的時(shí)間內(nèi)，反射鏡正旋轉(zhuǎn)回到用于下一次掃描的位置。這減少了 可用光輸出并限制了能夠獲得的光效率。由于掃描反射鏡的反射鏡復(fù)位時(shí)間及加速和減 速時(shí)間，用于利用此類系統(tǒng)來(lái)提供已調(diào)制光的有效占空因數(shù)、即所謂的“像素開(kāi)啟”時(shí) 間至多約為72 82%。對(duì)改進(jìn)的效率的需要的一種響應(yīng)是改變反射鏡周期定時(shí)以及在掃描反射鏡的旋轉(zhuǎn)期間沿著每個(gè)方向投射圖像內(nèi)容。此策略已在美國(guó)專利No.7,053,930 (Webb等人)中 有所描述。這種方法在附加的時(shí)間量?jī)?nèi)投射已調(diào)制光，從而相比于較早的定時(shí)循環(huán)在效 率方面獲得5-10%的改善，但是該方法在投射期間要求同一圖像幀的多次刷新。用于2D 成像的雙向掃描在實(shí)踐中也略微犧牲圖像分辨率，特別是對(duì)于具有高分辨率的顯示器而言 大體上來(lái)說(shuō)，立體投影是一個(gè)用于電影放映的特別感興趣的領(lǐng)域。用于立體投 影的常規(guī)配置包括使用兩個(gè)投影儀的配置，其中一個(gè)投影儀用于左眼而另一個(gè)投影儀用 于右眼。此基本模型已經(jīng)應(yīng)用于來(lái)自諸如Barco公司的供應(yīng)商的早期的基于膠片的系統(tǒng) 以及數(shù)字投影設(shè)備。雖然此類雙投影儀設(shè)計(jì)已經(jīng)成功地顯示出由立體成像系統(tǒng)所給予的 增強(qiáng)的成像能力和可行性，但這些系統(tǒng)是昂貴的，要求彼此之間的精確對(duì)準(zhǔn)，并施加對(duì) 電影院設(shè)計(jì)和布局的某些額外要求。由于立體顯示方法通常在時(shí)間上分開(kāi)地提供交替的 左眼和右眼圖像，所以其常常需要是2D顯示器的標(biāo)稱光輸出的兩倍多的光輸出來(lái)實(shí)現(xiàn)相 同的亮度。已經(jīng)使用單投影儀實(shí)現(xiàn)了立體視覺(jué)解決方案，但通常是以減少的光輸出為代 價(jià)的。諸如將光源的數(shù)目加倍或?qū)⒐庹{(diào)制器的數(shù)目加倍的常規(guī)解決方案是可行的，但也 是昂貴和不切實(shí)際的。 已經(jīng)用于2D成像的常規(guī)調(diào)制方案無(wú)法容易地適應(yīng)立體或3D (三維)成像的要 求。簡(jiǎn)單地將幀刷新速率從60Hz加倍至120Hz并使左眼和右眼圖像子幀交替似乎不是 期望的解決方案。較高的幀速率對(duì)掃描設(shè)備提出了可能難以滿足的要求，所述掃描設(shè)備 諸如檢流計(jì)式掃描儀。使用常規(guī)技術(shù)進(jìn)行立體成像所需的較高幀速率提高了對(duì)投影儀電 子裝置的帶寬要求并降低了用于脈寬調(diào)制光閥陣列的最小像素驅(qū)動(dòng)脈寬。面對(duì)這些困難，線性光調(diào)制器似乎不太可能是立體成像市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)者。提供彼 此配準(zhǔn)以便獨(dú)立地提供左眼和右眼圖像的多個(gè)投影儀設(shè)備的超額成本以及協(xié)調(diào)和投射左 眼和右眼已調(diào)制光所需要的復(fù)雜數(shù)據(jù)路徑、對(duì)準(zhǔn)和定時(shí)使得雙投影儀解決方案不具有吸 引力且在較低成本設(shè)備的價(jià)格范圍之外。使用單投影儀進(jìn)行立體顯示的其它常規(guī)方法要 求相當(dāng)高的復(fù)雜性，并且至少部分地由于顯示輸出方面的令人失望的亮度，其可能不會(huì) 在所顯示的最終圖像中產(chǎn)生令人滿意的結(jié)果。因此，需要一種能夠利用GEMS、GLV及用于形成立體圖像的其它線性光調(diào)制 器的特定強(qiáng)度的立體顯示方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決對(duì)改進(jìn)的立體投影裝置的需要。為達(dá)到此目的，本發(fā)明提 供了一種用于形成立體圖像的方法，該方法包括a)在重復(fù)循環(huán)中形成單獨(dú)的左眼和右眼圖像，所述重復(fù)循環(huán)包括⑴通過(guò)以下操作來(lái)形成左眼圖像提供按照從圖像幀的第一邊緣到圖像幀的第 二邊緣的序列排序的、用于左眼圖像的各行的數(shù)據(jù)；根據(jù)為左眼圖像的各行提供的數(shù)據(jù) 的有序序列來(lái)形成已調(diào)制光的相繼行，并跨越顯示表面從第一位置到第二位置漸進(jìn)地掃 描已調(diào)制光的各行；( )通過(guò)以下操作來(lái)形成右眼圖像提供按照從圖像幀的所述第二邊緣到圖像 幀的所述第一邊緣的序列排序的、用于右眼圖像的行的數(shù)據(jù)；根據(jù)為右眼圖像的各行提供的數(shù)據(jù)的有序序列來(lái)形成已調(diào)制光的相繼行，并跨越顯示表面從第二位置到第一位置漸進(jìn)地掃描已調(diào)制光的各行；以及b)為至少一個(gè)觀看者區(qū)別左眼圖像和右眼圖像。從另一方面，本發(fā)明提供了一種用于通過(guò)在以下各項(xiàng)之間切換來(lái)在顯示表面上 以兩個(gè)模式中的任何一個(gè)模式顯示圖像的方法，所述各項(xiàng)包括⑴通過(guò)重復(fù)序列來(lái)形成二維圖像，所述重復(fù)序列為在使掃描元件從第一位置 朝著第二位置向前旋轉(zhuǎn)的同時(shí)朝著顯示表面漸進(jìn)地掃描已調(diào)制光的各行；以及( )通過(guò)以下重復(fù)步驟來(lái)形成包括左眼圖像和右眼圖像的立體圖像通過(guò)在使掃描元件從第一位置向前旋轉(zhuǎn)到第二位置的同時(shí)朝著顯示表面漸進(jìn)地 掃描已調(diào)制光的各行來(lái)形成左眼圖像；以及通過(guò)在使掃描元件從第二位置向后旋轉(zhuǎn)到第一位置的同時(shí)朝著所述顯示表面漸 進(jìn)地掃描已調(diào)制光的各行來(lái)形成右眼圖像。本發(fā)明的一個(gè)特征在于，其允許使用同一被掃描線性陣列裝置和電子處理電路 在用于單投影設(shè)備的2D投影或3D立體投影之間進(jìn)行模式選擇。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，其與用于立體顯示的常規(guī)方法相比改善了有效占空因數(shù)， 從而產(chǎn)生了增加的亮度。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，其提供了與常規(guī)設(shè)計(jì)相比具有降低的復(fù)雜性和降低的光學(xué) 對(duì)準(zhǔn)要求的使用三個(gè)或更多固態(tài)光源的立體投影。通過(guò)對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的以下詳細(xì)說(shuō)明 和隨附權(quán)利要求的審閱及通過(guò)參照附圖，將更清楚地理解并認(rèn)識(shí)本發(fā)明的這些及其它方 面、目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。


雖然本說(shuō)明書(shū)以特別指出并明確主張本發(fā)明的主題的權(quán)利要求書(shū)為結(jié)尾，但應(yīng) 相信，通過(guò)結(jié)合附圖而進(jìn)行的以下說(shuō)明，將更好地理解本發(fā)明，在附圖中圖1是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的立體顯示裝置的示意性方框圖；圖2是示出用于由掃描反射鏡進(jìn)行的常規(guī)掃描的掃描序列的方框圖；圖3是用于由掃描元件進(jìn)行的常規(guī)掃描的時(shí)序圖；圖4是示出在各種實(shí)施例中使用的用于交替的左眼和右眼圖像顯示的雙向掃描 序列的方框圖；圖5A是將2D掃描序列與由掃描元件進(jìn)行的用于交替的左眼和右眼圖像顯示掃 描的雙向掃描序列進(jìn)行比較的時(shí)序圖；圖5B是將2D掃描序列與由掃描元件進(jìn)行的用于交替的左眼和右眼圖像顯示掃 描的雙向掃描序列進(jìn)行比較的替換時(shí)序圖；圖6是示出使用偏振切換的本發(fā)明的替換實(shí)施例中的立體顯示裝置的示意性方 框圖；圖7是示出使用兩個(gè)交替光源中的任何一個(gè)的線性光調(diào)制器的照明的示意圖；圖8是示出各種實(shí)施例中的用于控制顯示裝置的操作的控制邏輯部件的示意性 方框圖；圖9A是以示意的形式示出用于雙向掃描的圖像數(shù)據(jù)布置的平面圖9B是以示意的方式示出用于單向掃描的與圖9A中相同的圖像數(shù)據(jù)布置的平 面圖。圖10是示出使用雙線性光調(diào)制器的立體顯示裝置的示意性方框圖；圖11是示出使用兩個(gè)交替光源的雙線性光調(diào)制器的照明的示意圖；圖12A是示出使用三線性光調(diào)制器的立體顯示裝置的示意性方框圖；圖12B是示出使用一個(gè)激光器的立體顯示器的示意性方框圖；圖13是示出雙觀看者應(yīng)用中的顯示裝置的方框圖；以及圖14示出如在圖7的實(shí)施例中的當(dāng)將單個(gè)線性調(diào)制器既用于左眼圖像形成又用 于右眼圖像形成時(shí)左眼和右眼圖像投影的時(shí)序圖。
具體實(shí)施方式
本說(shuō)明書(shū)特別針對(duì)形成依照本發(fā)明的裝置的一部分或更直接地與之協(xié)作的元 件。應(yīng)理解的是，未特別示出或描述的元件可以采取本領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的各種 形式。提供本文所示和所述的圖是為了舉例說(shuō)明本發(fā)明的操作的關(guān)鍵原理且并不是帶著 顯示實(shí)際尺寸或比例的意圖而繪制?？赡苄枰欢ǔ潭鹊姆糯笠员銖?qiáng)調(diào)相對(duì)空間關(guān)系或 操作原理。在以下公開(kāi)中，短語(yǔ)“左眼圖像”表示由顯示裝置形成并意圖用于由觀看者的 左眼觀看的圖像。同樣地，短語(yǔ)“右眼圖像”指的是意圖用于由觀看者的右眼觀看的單 獨(dú)圖像。術(shù)語(yǔ)“立體”和“3D”被視為是等價(jià)的。在本發(fā)明的背景下，術(shù)語(yǔ)“光譜范圍”指的是單個(gè)波長(zhǎng)或僅僅約40nm的相對(duì)窄 的波長(zhǎng)范圍。光譜立體視覺(jué)分離實(shí)施例以用于每種原色(紅色、綠色或藍(lán)色，通常稱為 R、G或B)的不同波長(zhǎng)投射左眼和右眼圖像，并使用濾光元件來(lái)將用于每種色彩的左眼 和右眼圖像內(nèi)容分離。為了將圖像區(qū)別為單獨(dú)的，本發(fā)明的某些其它實(shí)施例使用正交偏振光作為左眼 圖像和右眼圖像之間的區(qū)別特征。偏振可以是線性的、橢圓的或圓的，其中用于左眼的 已調(diào)制光相對(duì)于用于右眼的已調(diào)制光正交地偏振。本發(fā)明的實(shí)施例使用諸如多線性光柵機(jī)電系統(tǒng)(GEMS)器件、GLV器件及其它 類型的線性調(diào)制器的線性光調(diào)制器。GEMS或其它類型的線性光調(diào)制器提供立體顯示裝 置，其從單個(gè)投影儀以及使用與先前已提出的相比不那么復(fù)雜的光學(xué)設(shè)計(jì)允許諸如激光 源的改進(jìn)使用和增加的亮度的優(yōu)點(diǎn)。在本發(fā)明的背景下，如微機(jī)電器件領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟悉地使用的那樣使用術(shù) 語(yǔ)“芯片”。術(shù)語(yǔ)芯片指的是包括在單個(gè)基板上形成的一個(gè)或多個(gè)線性光調(diào)制器陣列的 單塊機(jī)電電路封裝，諸如在先前提到的共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利No.6,411,425 (Kowarz等人) 中詳細(xì)地描述的共形光柵器件。GEMS芯片不僅包括形成用于光反射和衍射的光調(diào)制光 柵的細(xì)長(zhǎng)帶狀元件，而且還可以包括施加用來(lái)啟動(dòng)這些帶狀元件的靜電力的底層電路。 在制造中，將形成諸如在Kowarz等人的'425專利中所示的GEMS芯片的芯片的微小電 子和機(jī)械部件制造到單個(gè)基板上。該芯片封裝還包括用于互連并安裝到電路板或其它適 當(dāng)表面上的信號(hào)引線。用于立體投影的方法對(duì)于任何類型的立體投影系統(tǒng)，需要某些類型的分離機(jī)制以便允許左眼圖像和右眼圖像之間的區(qū)別或分離，所述左眼圖像和右眼圖像在公共顯示屏上被組合，但意圖用于觀看者的適當(dāng)?shù)淖笱酆陀已?。左眼圖像和右眼圖像可以在時(shí)間上被分離，可以具有 彼此相對(duì)正交的不同偏振，或者可以具有不同的波長(zhǎng)。時(shí)間排序系統(tǒng)使用“畫(huà)面交換(page-flipping)”技術(shù)來(lái)分離左眼和右眼圖像。 畫(huà)面交換交替地顯示左眼和右眼圖像以向帶著與顯示器刷新速率同步的快門式眼鏡的一 個(gè)或多個(gè)觀看者提供立體圖像。在美國(guó)專利N0.6,535,241(McD0wall等人)中給出了適合 于向多個(gè)觀看者呈現(xiàn)立體圖像的此類顯示系統(tǒng)的一個(gè)示例。每個(gè)觀看者可看到圖像的每 幀的有限時(shí)間量限制這種方法的實(shí)用性。使用偏振差的立體系統(tǒng)使用分別正交偏振的光來(lái)提供不同的左眼和右眼 圖像。為觀看者提供用于區(qū)別這些左眼和右眼圖像的偏振眼鏡。在美國(guó)專利 Νο.7,204,592(0' Doraiell等人)中給出了使用線性偏振光的此類顯示系統(tǒng)的一個(gè)示例。 在美國(guó)專利Νο.7,180,554 (Divelbiss等人)中描述了使用左圓偏振和右圓偏振的立體顯示裝置。立體系統(tǒng)可以通過(guò)波長(zhǎng)來(lái)區(qū)別單獨(dú)的左眼和右眼圖像并為觀看者提供被適當(dāng)?shù)?設(shè)計(jì)為區(qū)別用于每只眼睛的適當(dāng)圖像的濾光眼鏡。在美國(guó)專利Νο.7,001,021 (Jorke)中給 出此類光譜分離顯示系統(tǒng)的一個(gè)示例。本發(fā)明的實(shí)施例的方法和裝置提供了使用基于時(shí)間排序、偏振或光譜的分離方 法來(lái)區(qū)別左眼和右眼圖像來(lái)顯示立體圖像的方式。后續(xù)描述示出使用這些方法中的每個(gè) 的實(shí)施例。參照?qǐng)D1，示出了立體顯示系統(tǒng)10，其使用GEMS器件作為三個(gè)色彩通道(即紅 色通道20r、綠色通道20g和藍(lán)色通道20b)中的每一個(gè)通道中的線性光調(diào)制器。對(duì)于紅 色調(diào)制而言，通常為激光器或激光器陣列的紅色光源70r提供照明，該照明通過(guò)球面透鏡 72r和柱面透鏡7知被調(diào)節(jié)并被引導(dǎo)朝向轉(zhuǎn)動(dòng)反射鏡82r。從轉(zhuǎn)動(dòng)反射鏡82r反射的光在在 本文中被示出并被描述為機(jī)電光柵光調(diào)制器的線性光調(diào)制器85r處通過(guò)衍射被調(diào)制。來(lái) 自線性光調(diào)制器85r的已調(diào)制衍射光被衍射經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)反射鏡82r并到達(dá)色彩組合器100， 諸如X棱鏡或其它二向色組合器。來(lái)自色彩組合器100的光的已調(diào)制行隨后被透鏡75 引導(dǎo)，通過(guò)可選的交叉階次濾光器(未示出)而到達(dá)掃描元件77以便投影到顯示表面90 上。掃描元件77可以是掃描反射鏡或其它適當(dāng)?shù)墓庵囟ㄏ驋呙柙T如旋轉(zhuǎn)棱鏡或具 有一個(gè)或多個(gè)耦合反射表面的多邊形或裝置，該裝置繼而朝著顯示表面90引導(dǎo)入射的用 于左眼和右眼圖像的光的已調(diào)制行。綠色調(diào)制使用一組類似部件來(lái)向色彩組合器100提 供光，其中通常為激光器或激光器陣列的綠色光源70g提供照明，該照明通過(guò)球面透鏡 72g和柱面透鏡74g并被引導(dǎo)朝向轉(zhuǎn)動(dòng)反射鏡82g。從轉(zhuǎn)動(dòng)反射鏡82g反射的光在充當(dāng)線 性光調(diào)制器85g的機(jī)電光柵光調(diào)制器處通過(guò)衍射被調(diào)制。來(lái)自線性光調(diào)制器85g的已調(diào)制 衍射光被衍射經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)反射鏡82g并到達(dá)色彩組合器100。同樣地，通常為激光器或激光 器陣列的藍(lán)色光源70b提供照明通過(guò)球面透鏡72b和柱面透鏡74b并將光朝著轉(zhuǎn)動(dòng)反射鏡 82b引導(dǎo)。從轉(zhuǎn)動(dòng)反射鏡82b反射的光在充當(dāng)線性光調(diào)制器85b的機(jī)電光柵光調(diào)制器處通 過(guò)衍射被調(diào)制，該光被衍射經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)反射鏡82b并作為一行光被發(fā)送到色彩組合器100。使用解碼設(shè)備來(lái)針對(duì)觀看者將左眼圖像與右眼圖像區(qū)別開(kāi)。圖1的實(shí)施例將眼 鏡66示出為解碼設(shè)備。由每個(gè)觀看者佩戴的此類眼鏡66適當(dāng)?shù)匮b配有左右區(qū)別元件221和22r，諸如快門、濾光器或偏振器，以便區(qū)別左眼和右眼圖像。應(yīng)注意的是，眼鏡66 是可以用于左眼和右眼圖像分離的許多可能類型的解碼設(shè)備之一。對(duì)于圖1的實(shí)施例而 言，眼鏡66裝配有在左眼圖像和右眼圖像的顯示之間進(jìn)行交替的快門并裝配有用于在適 當(dāng)?shù)臅r(shí)間啟動(dòng)快門的同步元件24。如隨后更詳細(xì)地描述的，同步元件24可以是例如由從 投影儀邏輯電路提供的無(wú)線同步信號(hào)控制的電路。為了更好地理解圖1的實(shí)施例如何在每個(gè)色彩通道中僅使用單個(gè)GEMS調(diào)制器 或其它類 型的線性光調(diào)制器85來(lái)提供立體顯示，考慮如何執(zhí)行掃描定時(shí)和掃描元件77的 響應(yīng)行為是有益的。圖2示出常規(guī)掃描定時(shí)，其表示在驅(qū)動(dòng)信號(hào)30、即提供給掃描元件 77的定時(shí)控制信號(hào)的上升或?qū)懭氩糠諥和下降或回掃部分B上發(fā)生了什么。兩個(gè)相鄰的 信號(hào)曲線部分A和B對(duì)應(yīng)于掃描元件77的移動(dòng)的單個(gè)循環(huán)。在本示例中，使用線性光 調(diào)制器85r、85g和85b在屏幕上寫(xiě)入數(shù)據(jù)發(fā)生在驅(qū)動(dòng)信號(hào)30的部分A期間當(dāng)掃描元件77 將已調(diào)制光的各行從左到右重定向至相繼的位置從而在顯示表面90上生成圖像幀92時(shí)。 在圖2中的回掃部分B期間，掃描儀以比其在掃描的寫(xiě)入部分期間移動(dòng)時(shí)更快的速率從右 向左移動(dòng)且在回掃部分B期間不向屏幕寫(xiě)入數(shù)據(jù)。圖2的上部部分示出掃描元件在相繼 位置處的掃描進(jìn)程的“快照”，分別示為77a、77b、77c和77d。圖3的圖表更詳細(xì)地示出具有掃描循環(huán)的寫(xiě)入部分A和回掃部分B的時(shí)序圖。 數(shù)據(jù)寫(xiě)入曲線80示出當(dāng)提供寫(xiě)入數(shù)據(jù)以進(jìn)行調(diào)制和掃描時(shí)的時(shí)序的“數(shù)據(jù)開(kāi)啟”或“像 素開(kāi)啟，，部分(被示為值1)。隨著掃描元件77 (圖1)減速或加速，此時(shí)序的“數(shù)據(jù)關(guān) 閉”或“像素關(guān)閉”部分(被示為值0)在回掃活動(dòng)期間、剛好在回掃之前和之后即刻發(fā) 生。對(duì)于使用常規(guī)掃描定時(shí)的立體觀看而言，左眼和右眼圖像是交織的。在每隔一 個(gè)循環(huán)的寫(xiě)入部分A期間(例如，在循環(huán)1、3、5、7、...期間)掃描用于左眼的圖像； 在每個(gè)交替的循環(huán)(每隔一個(gè)循環(huán))(例如，循環(huán)2、4、6、8、…)期間掃描用于右眼的 圖像。眼鏡66可以是快門式眼鏡或使用某種其它類型的左眼/右眼圖像區(qū)別方案。使 用此布置，為了以頻繁得足以減少閃爍的方式刷新圖像，一個(gè)選擇是使參照?qǐng)D2和3所述 的過(guò)程加速。這意味著在名義上將驅(qū)動(dòng)信號(hào)30中的定時(shí)脈沖的頻率加倍，將掃描元件 77的旋轉(zhuǎn)速度加倍，并通過(guò)處理和成像操作使數(shù)據(jù)更快地移動(dòng)。然而，用這種方法，必 須保持較高的占空因數(shù)，從而要求來(lái)自檢流計(jì)或其它往復(fù)式掃描元件的在其使反射鏡質(zhì) 量加速的能力方面的較高性能。所要求的較高性能增大掃描部件尺寸、驅(qū)動(dòng)電流、廢熱 和成本，并對(duì)反射鏡產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)約束。較高的加速度意味著增大的剛性要求，因此增加質(zhì) 量?；蛘?，可以用反射鏡設(shè)計(jì)的較高復(fù)雜性或通過(guò)使用專用反射鏡材料或用不同的掃描 機(jī)制來(lái)解決該問(wèn)題；然而，這些方法導(dǎo)致增加的成本。總體上，重要的是保持足夠高的 寫(xiě)入占空因數(shù)以使投射的圖像亮度最大化。本發(fā)明的方法通過(guò)修改驅(qū)動(dòng)信號(hào)定時(shí)并隨后在曲線的寫(xiě)入部分和回掃部分二者 期間都掃描圖像的行來(lái)完成立體顯示的任務(wù)。參照?qǐng)D4的定時(shí)示例，示意性地概括了用 于兩只眼睛的掃描序列。在圖中的S處所示的掃描循環(huán)具有向前部分(A)和回掃部分(B) 兩者。隨著掃描元件77在檢流計(jì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)32的A部分期間沿著一個(gè)方向(在圖4中示 為從左到右)漸進(jìn)地掃描，左眼圖像被形成。該移動(dòng)從圖像的第一邊緣El掃描到第二邊 緣E2。
圖4所示的回掃或B部分相對(duì)于參照?qǐng)D2和3所述的回掃或B部分被延伸，從而 使得波形是三角形的(亦即對(duì)稱)，如所示出的。然后通過(guò)在此B部分期間沿相反(回 掃)方向漸進(jìn)地掃描而形成右眼圖像。此移動(dòng)從圖像的第二邊緣E2返回朝著第一邊緣El 掃描。在一個(gè)實(shí)施例中使用快門式眼鏡66，其與掃描定時(shí)同步以便循環(huán)地將左眼圖像與 右眼圖像區(qū)別開(kāi)，從而將預(yù)定圖像引導(dǎo)到觀看者的適當(dāng)?shù)囊恢谎鄄⒆钃踅惶娴膱D像。在 定時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)32為60Hz的情況下，快門式眼鏡在眼睛之間的切換以120Hz的頻率發(fā)生。 每個(gè)相繼的左或右眼圖像的傳輸之間的循環(huán)也是60Hz。圖5A和5B的時(shí)序圖將常規(guī)2D掃描序列與由掃描元件進(jìn)行的用于交替左眼和 右眼圖像顯示掃描的兩個(gè)交替的雙向掃描序列進(jìn)行比較。多個(gè)時(shí)序圖被相互疊加以進(jìn)行 該比較。圖5A所示的時(shí)序圖示出用于其中用于根據(jù)本發(fā)明 的方法(利用在圖4中的三 角形驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形)掃描左眼和右眼圖像的總時(shí)間與通常用于形成2D圖像(如在圖2中 被示出為具有鋸齒形驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形)的時(shí)間相同的實(shí)施例的掃描反射鏡驅(qū)動(dòng)信號(hào)和數(shù)據(jù) 定時(shí)。掃描反射鏡驅(qū)動(dòng)信號(hào)30和數(shù)據(jù)寫(xiě)入曲線80對(duì)應(yīng)于2D顯示實(shí)施例；驅(qū)動(dòng)信號(hào)32 和數(shù)據(jù)定時(shí)對(duì)應(yīng)于3D顯示實(shí)施例。在這種情況下，對(duì)于2D和3D投影而言，每像素時(shí) 間的間隔或“像素開(kāi)啟”時(shí)間是相同的。有利地，用于將圖像數(shù)據(jù)的每個(gè)行提供給線性 光調(diào)制器的時(shí)鐘定時(shí)與用于其中通過(guò)沿單向的掃描來(lái)形成圖像的2D實(shí)施例的時(shí)鐘定時(shí)相 同。圖5B所示的時(shí)序圖通過(guò)比較示出其中用于形成左眼和右眼圖像的總時(shí)間比用于 相應(yīng)2D圖像(具有鋸齒形數(shù)據(jù)寫(xiě)入曲線80)的時(shí)間更長(zhǎng)的替換實(shí)施例。這種方法的一個(gè) 優(yōu)點(diǎn)涉及更長(zhǎng)的“像素開(kāi)啟”占空因數(shù)。結(jié)果，使用圖5B所示的時(shí)序?qū)崿F(xiàn)了較高的3D 亮度。此外，在這種情況下，用于3D投影的每個(gè)像素的開(kāi)啟時(shí)間可以長(zhǎng)于用于2D投影 的像素開(kāi)啟時(shí)間間隔。在這種情況下，用于將圖像數(shù)據(jù)的每個(gè)行提供給線性光調(diào)制器的 時(shí)鐘定時(shí)不同于用于常規(guī)2D顯示的時(shí)鐘定時(shí)。3D數(shù)據(jù)寫(xiě)入曲線84a和84b示出提供寫(xiě) 入數(shù)據(jù)以用于調(diào)制和掃描時(shí)的時(shí)序的“像素開(kāi)啟”部分(用1.1的值示出)。用0.1的值 示出3D數(shù)據(jù)寫(xiě)入曲線84a和84b的時(shí)序的“像素關(guān)閉”部分。如前所述，在檢流計(jì)驅(qū) 動(dòng)信號(hào)32的A部分期間投射左眼圖像(L)且在檢流計(jì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)32的B部分期間投射右 眼圖像。請(qǐng)注意，在這兩種情況下，在左眼和右眼圖像之間的切換間隔期間瞬時(shí)地消隱 圖像數(shù)據(jù)。進(jìn)行關(guān)于圖4及圖5A和5B所示的基本序列的一些觀察是有益的a)此定時(shí)布置的使用使得能夠使用快門式眼鏡將最初用于二維成像的圖1的硬 件布置也用于立體成像。必須將輸入數(shù)據(jù)的格式從二維的情況(亦即，從圖2和3所示 的時(shí)序)改變，以便在一半的操作時(shí)間內(nèi)遞送用于左眼圖像的數(shù)據(jù)而在另一半時(shí)間內(nèi)遞 送用于右眼圖像的數(shù)據(jù)。必須通過(guò)將驅(qū)動(dòng)信號(hào)30的鋸齒狀時(shí)序(圖2)改變?yōu)轵?qū)動(dòng)信號(hào) 32的三角形時(shí)序(圖4)來(lái)改變掃描元件77操作。利用這些很少的簡(jiǎn)單變化，相同的硬 件可以既服務(wù)于2D成像模式又服務(wù)于立體或3D成像模式。b)可以以用于2D的相同的60Hz的掃描頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)閃爍的3D立體觀看。此 夕卜，到三角形波形的改變導(dǎo)致更適當(dāng)?shù)募铀俨⒃试S占空因數(shù)如圖5B所示的那樣與2D的 情況相比被增大?？紤]到3D投影固有地具有較低的總體光學(xué)效率，這尤其有幫助。c)用于左眼圖像的數(shù)據(jù)順序相對(duì)于用于右眼圖像的順序而言是相反的。用于右眼圖像的各行的數(shù)據(jù)相對(duì)于用于左眼圖像的各行的數(shù)據(jù)的先后順序而言以相反或鏡像的順序被排序。隨后將對(duì)此進(jìn)行更詳細(xì)的描述。d)可能有各種交錯(cuò)方案，諸如在一個(gè)工作循環(huán)(pass)中掃描用于每只眼睛的圖 像的一半。這是指例如在掃描元件77從左到右的一次行程中提供用于左眼圖像的圖像數(shù) 據(jù)的偶數(shù)行，并在反射鏡的下一次從左到右的行程中提供用于左眼圖像的圖像數(shù)據(jù)的奇 數(shù)行。然后可以將相同的交錯(cuò)用于右眼圖像。e)左眼圖像不同于右眼圖像。它們是形成在相同圖像幀內(nèi)的兩個(gè)單獨(dú)的圖像， 其中，這些圖像是相關(guān)的且可以共享一些內(nèi)容元素，但不是相同的圖像。實(shí)際上，立體 外觀和適當(dāng)?shù)纳疃雀幸笤谧笱酆陀已蹐D像的相應(yīng)圖像幀中在為了左眼和右眼圖像觀看 而顯示的對(duì)象之間存在某些不一致。f)進(jìn)入每只眼睛的圖像信息對(duì)應(yīng)于單個(gè)掃描方向。在圖4的示例中，左眼觀看 從左到右被掃描的圖像；右眼觀看從右到左被掃描的圖像。不需要左眼和右眼圖像之間 的幀內(nèi)的精確的像素-像素配準(zhǔn)，從而降低了成本和復(fù)雜性。圖6的方框圖示出允許具有三個(gè)GEMS器件的顯示系統(tǒng)10利用偏振以便將左眼 圖像和右眼圖像區(qū)別開(kāi)的實(shí)施例。每個(gè)色彩通道20r、20g、20b具有以與用于左眼和右 眼圖像形成的數(shù)據(jù)同步的方式在正交偏振狀態(tài)之間切換的偏振交替器件38。適用先前參 照?qǐng)D4描述的相同時(shí)序。在一個(gè)實(shí)施例中，偏振交替器件38以120Hz進(jìn)行切換，以便左 眼和右眼圖像均以60Hz被提供。偏振交替器件38的類型包括例如旋轉(zhuǎn)濾光輪布置。眼 鏡66或其它解碼器件使用偏振器作為左和右區(qū)別元件221和22r。圖7的方框圖示出用于提供彩色通道20中的照明以進(jìn)行立體顯示的替換布置。 在使用此布置的一個(gè)實(shí)施例中，光源70p和70s具有正交的偏振狀態(tài)。這可以例如通過(guò)在 偏振光源前面插入半波片(未示出)來(lái)實(shí)現(xiàn)。分束器115是偏振分束器，其被設(shè)置為將 來(lái)自兩個(gè)光源70p和70s的光引導(dǎo)到朝向反射空間濾光器108的同一照明路徑上并使其到 達(dá)光柵光調(diào)制器，即適當(dāng)類型的線性光調(diào)制器85。以通常為60Hz的幀刷新頻率以50% 的占空因數(shù)接通和關(guān)閉光源70p和70s，以便左眼和右眼圖像均以該頻率被提供。在替換實(shí)施例中，可以使用光譜分離來(lái)區(qū)別左眼和右眼圖像。在這種情況下， 可以將圖7的布置與圖6的基本布置一起使用，從而從具有不同波長(zhǎng)的光源70p和70s提 供具有不同色彩的照明。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，在色彩通道20提供紅色通道20r的情 況下，光源70p具有意圖用于左眼的第一紅光波長(zhǎng)(例如，620nm)的光。光源70s發(fā)射 意圖用于右眼的第二紅光波長(zhǎng)(例如，640nm)的光。用不同波長(zhǎng)的光源同樣地布置綠色 和藍(lán)色通道。對(duì)于此實(shí)施例而言，分束器115是二向色分束器，其用能夠透射來(lái)自光源 70p的光而反射來(lái)自光源70s的光的涂層制造。然后，眼鏡66 (圖5)采用不同的濾光器 作為左和右區(qū)別元件221和22r。偏振交替器件38將不會(huì)被用于光譜分離實(shí)施例。圖14示出使用圖7的照明布置時(shí)用于左眼和右眼圖像投影的時(shí)序圖。在本示例 中，光源70s的啟動(dòng)與沿前向(如指向右側(cè)的箭頭所指示的)的掃描相對(duì)應(yīng)以在圖像幀92 中形成左眼圖像。然后，為了在圖像幀92中形成右眼圖像，在掃描元件77的反向掃描 期間將光源70s去激活并激勵(lì)光源70p。圖1和6總體上聚焦于從激光器延伸到調(diào)制部件、組合部件、掃描元件和最后的 顯示表面的光學(xué)路徑。然而，如圖2 4的描述所示，還存在為了使被掃描到屏幕的圖像的每個(gè)行的形成同步而需要的底層定時(shí)和控制邏輯電路。圖8的方框圖示出一個(gè)實(shí)施 例中的用于支持立體成像的控制電路和定時(shí)部件的布置，包括快門式眼鏡、偏振分離和 光譜分離方案所需的部件?？刂七壿嬏幚砥?0獲得用于顯示的圖像數(shù)據(jù)并向線性光調(diào)制 器85r、85g和85b (在所述示例性實(shí)施例中為機(jī)電光柵光調(diào)制器)提供用于每種顏色的數(shù) 據(jù)，每次一行(在圖8中被示為R行、G行、BR)?？刂七壿嬏幚砥?0還與用于檢流 計(jì)電動(dòng)機(jī)36或其它適當(dāng)類型的致動(dòng)器的控制部件相交互，從而與到線性光調(diào)制器的數(shù)據(jù) 遞送的定時(shí)相配合地提供如前所述的驅(qū)動(dòng)信號(hào)30或32。根據(jù)所使用的右眼/左眼分離方 案，控制邏輯處理器40隨后控制針對(duì)每個(gè)方案被切換的相應(yīng)信號(hào)的切換。在使用快門式 眼鏡66的情況下，例如，控制邏輯處理器40控制對(duì)快門動(dòng)作進(jìn)行控制的同步元件24。例 如，可以使用RF信號(hào)來(lái)無(wú)線地控制快門式眼鏡66以進(jìn)行啟動(dòng)，或者可以以其他方式使其 與用于左眼和右眼圖像投影的定時(shí)同步?；蛘?，可以提供信號(hào)以使其中使用這些區(qū)別方 案的偏振和波長(zhǎng)切換協(xié)調(diào)。圖8示出可以用于支持這三種分離方案中的每一個(gè)的多個(gè)切 換機(jī)制和信號(hào)；在實(shí)踐中，通常僅使用一種用于將左眼和右眼圖像區(qū)別開(kāi)的分離技術(shù)。圖1和6所示的實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)涉及這些硬件配置對(duì)2D和3D成像這兩者的適 應(yīng)性。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，這允許根據(jù)需要在2D和3D成像模式之間進(jìn)行切換， 而無(wú)需對(duì)系統(tǒng)硬件進(jìn)行重配置。控制邏輯處理器40(圖8)可以使用鋸齒波形的驅(qū)動(dòng)信 號(hào)30(圖2和3)或三角波形的驅(qū)動(dòng)信號(hào)32(圖4)操作檢流計(jì)電動(dòng)機(jī)36以用于任一種模 式。或者，可以將三角波形的驅(qū)動(dòng)信號(hào)32用于2D成像，使用諸如在先前所引用的美國(guó) 專利No.7,053,930中所述的時(shí)序來(lái)寫(xiě)入已調(diào)制光的各行。然而，指出三角形的檢流計(jì)波 形對(duì)于2D操作而言可能是不利的是有益的，這是因?yàn)檫@對(duì)沿兩個(gè)掃描方向的精確像素覆 蓋產(chǎn)生嚴(yán)格的要求。由于在3D模式下進(jìn)入一只眼睛的圖像信息對(duì)應(yīng)于單個(gè)掃描方向(另 一只眼睛僅看到來(lái)自相反掃描方向的圖像)，所以當(dāng)使用本發(fā)明的實(shí)施例時(shí)，顯著地放寬 了應(yīng)當(dāng)使對(duì)應(yīng)于每個(gè)掃描方向的子圖像精確地配準(zhǔn)的要求。這放寬了精度要求，繼而使 得能夠降低系統(tǒng)復(fù)雜性并降低掃描儀成本。當(dāng)在2D或3D模式下使用三角形驅(qū)動(dòng)信號(hào)32時(shí)，在回掃部分B期間提供的圖像 數(shù)據(jù)相對(duì)于在寫(xiě)入部分A期間提供的圖像數(shù)據(jù)而言是相反的或鏡像的。圖9A示出被布 置成用于單個(gè)循環(huán)中的雙向掃描的有序序列的圖像數(shù)據(jù)緩沖器50的總體布置。在本實(shí)施 例中，圖像數(shù)據(jù)緩沖器50具有1920行并存儲(chǔ)在A處示出的用于圖像幀92 (圖14)中的左 眼圖像的連續(xù)數(shù)據(jù)行(行1 930)、在B處示出的用于右眼圖像的連續(xù)數(shù)據(jù)行(行991 1920)以及左眼與右眼圖像之間的靜區(qū)42 (行931 990)。在圖像數(shù)據(jù)緩沖器50內(nèi)，圖 像數(shù)據(jù)的序列對(duì)于右眼圖像而言是顛倒的，以便如所示出的那樣圖像數(shù)據(jù)是鏡像的。在 替換實(shí)施例中，可以使用對(duì)圖像數(shù)據(jù)緩沖器50的讀出中的定時(shí)延遲來(lái)消除靜區(qū)42，從而 使得提高3D分辨率。對(duì)于圖9A中的圖像數(shù)據(jù)緩沖器50而言，圖像寫(xiě)入和數(shù)據(jù)遞送是從左向右移動(dòng) 的。在靜區(qū)42(在本圖中被劃上陰影線)期間，不提供已調(diào)制圖像數(shù)據(jù)(零數(shù)據(jù))，其對(duì) 應(yīng)于定時(shí)循環(huán)的一部分，在該部分期間，掃描元件77接近其掃描距離的終點(diǎn)，在這這段 掃描距離中掃描元件77迅速地減速、停止和加速。在本實(shí)施例中，靜區(qū)42具有60行 的 厚度。在該同一圖像數(shù)據(jù)緩沖器50被用于2D掃描的情況下，如圖9B所示，可以將完 整的圖像依次存儲(chǔ)并寫(xiě)入線性空間光調(diào)制器而無(wú)需立體觀看時(shí)右眼圖像所需的鏡像。在這種情況下，可以利用數(shù)據(jù)的全部1920行來(lái)形成2D圖像。對(duì)于其中使用雙向掃描的立體應(yīng)用而言，根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)的格式和分辨率，針對(duì)掃描元件的單次循環(huán)存儲(chǔ)并形成圖像的每隔一個(gè)的掃描行可能是有利的。對(duì)于圖9A 和9B，可以在每個(gè)部分、即寫(xiě)入A或回掃B上提供用于2D或2D圖像的所有數(shù)據(jù)，或數(shù) 據(jù)的一半(每隔一行)。在其中所有數(shù)據(jù)都被提供給左眼和右眼圖像中的每一個(gè)的實(shí)施例中，器件驅(qū)動(dòng) 電路中的電子裝置帶寬相對(duì)于2D鋸齒掃描儀驅(qū)動(dòng)操作而言被加倍。然而，為了降低設(shè) 計(jì)復(fù)雜性和成本，通常期望對(duì)于2D和3D操作這兩者而言保持相同的電子電路、定時(shí)和 操作。在這種情況下，可以遞送全部數(shù)據(jù)的垂直像素并對(duì)水平像素進(jìn)行二次采樣以便獲 得期望的帶寬降低?；蛘?，可以在掃描的A和B部分的每個(gè)上遞送垂直像素的一半(亦 艮口，交替的奇數(shù)或偶數(shù)像素)。圖9A所示的圖像數(shù)據(jù)布置支持用于沿掃描方向(在這種情況下為水平方向)具 有1920個(gè)像素且沿長(zhǎng)度方向(在圖9A中示為垂直軸)具有1080個(gè)像素并使用線性光調(diào) 制器陣列85的3D顯示器的示例性顯示實(shí)施例。圖9A所示的圖像數(shù)據(jù)布置利用圖5A所 示的3D數(shù)據(jù)寫(xiě)入曲線84a進(jìn)行工作。參照?qǐng)D5A，數(shù)據(jù)寫(xiě)入曲線84a具有帶有向上瞬變(從0至1)或向下瞬變(從1 至0)的兩個(gè)狀態(tài)中的任何一個(gè)，所述兩個(gè)狀態(tài)具有不同的意義。從左側(cè)開(kāi)始工作，圖5A 中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入曲線84a的第一個(gè)向上瞬變對(duì)應(yīng)于行掃描的開(kāi)始，其使用在圖9A中表示的 幀緩沖器的最左側(cè)的邊緣處開(kāi)始的行數(shù)據(jù)內(nèi)容。圖5A中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入曲線84a的向下瞬變 (1至0)指示在掃描的部分A和B期間形成的圖的各自的右邊緣。當(dāng)使用圖9A的幀緩沖器布置將3D圖像寫(xiě)到投影屏?xí)r，掃描方向像素的總數(shù)的 最多一半被用來(lái)寫(xiě)入左眼圖像，且掃描方向像素的總數(shù)的一半被用來(lái)將右眼圖像寫(xiě)到顯 示表面90上。在具有圖9A的圖像數(shù)據(jù)緩沖器50構(gòu)成的特定實(shí)施例中，用于左眼和右眼 圖像的圖像數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)為使得可以容易地以有序序列來(lái)提供該圖像數(shù)據(jù)并沿著從圖像幀 的一個(gè)邊緣到另一個(gè)邊緣的適當(dāng)掃描方向進(jìn)行掃描?？梢詫⑵渌椒ㄓ糜陬愃颇康模?供按照從圖像幀的第一邊緣到圖像幀的第二邊緣的序列被排序的、用于左眼圖像的各行 的數(shù)據(jù)，并提供按照從圖像幀的第二邊緣到圖像幀的第一邊緣的序列被排序的、用于右 眼圖像的各行的數(shù)據(jù)。表1示出用于具有沿掃描方向的1920個(gè)像素乘以1080個(gè)像素元素(被定義為像 素形式的線性光調(diào)制器陣列的長(zhǎng)度)的60Hz幀速率投影顯示器的示例性性能數(shù)據(jù)。前向 掃描方向(循環(huán)中的寫(xiě)入部分A)當(dāng)在2D投影模式下使用時(shí)具有80%的占空因數(shù)且當(dāng)在 3D投影模式下使用時(shí)具有50%的占空因數(shù)。檢流計(jì)電動(dòng)機(jī)的線性掃描范圍(循環(huán)中的 檢流計(jì)反射鏡速度恒定的那部分)在所有情況下都是相同的且為96.8%。每個(gè)幀的總時(shí) 間在所有情況下都是恒定的。每個(gè)圖像幀的總像素開(kāi)啟時(shí)間從用于2D投影的0.0129秒 到用于圖5B所示的3D延長(zhǎng)時(shí)間投影實(shí)施例的0.0159秒變化，從而產(chǎn)生每個(gè)幀的在顯示 表面上的光的23.2%的增加。還請(qǐng)注意，當(dāng)使用圖5B的延長(zhǎng)掃描時(shí)間定時(shí)序列時(shí)，與圖 5A所示的相同定時(shí)序列相比可以增加用于每只眼睛的投影圖像中的有效像素行的數(shù)目， 在本實(shí)施例中是從930增加至945，并可以將幀數(shù)據(jù)的中間部分中的被消隱的像素行的數(shù) 目從60減少為30。屏幕上的圖像數(shù)據(jù)的以占空因數(shù)表示的總像素開(kāi)啟時(shí)間對(duì)于2D投影而言是77.5%且對(duì)于利用圖5B所示的定時(shí)序列的3D投影而言是95.4%。表1-示例性實(shí)施例中的掃描參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種用于形成立體成像的方法，包括a)在重復(fù)循環(huán)中形成單獨(dú)的左眼和右眼圖像，所述重復(fù)循環(huán)包括ω通過(guò)以下操作來(lái)形成左眼圖像提供按照從圖像幀的第一邊緣到圖像幀的第二邊 緣的序列排序的、用于左眼圖像的各行的數(shù)據(jù)；根據(jù)為左眼圖像的各行提供的數(shù)據(jù)的有序序列來(lái)形成已調(diào)制光的相繼行，并跨越顯 示表面從第一位置到第二位置漸進(jìn)地掃描已調(diào)制光的各行；( )通過(guò)以下操作來(lái)形成右眼圖像提供按照從圖像幀的第二邊緣到圖像幀的第一 邊緣的序列排序的、用于右眼圖像的各行的數(shù)據(jù)；根據(jù)為右眼圖像的各行提供的數(shù)據(jù)的有序序列來(lái)形成已調(diào)制光的相繼行，并跨越顯 示表面從第二位置到第一位置漸進(jìn)地掃描已調(diào)制光的各行；以及b)為至少一個(gè)觀看者區(qū)別左眼圖像和右眼圖像。
2.權(quán)利要求1的方法，其中，用于左眼圖像的已調(diào)制光的至少某些行與用于右眼圖像 的已調(diào)制光的某些行具有相同的波長(zhǎng)并使用相同的線性光調(diào)制器形成。
3.權(quán)利要求1的方法，其中，用于左眼圖像的已調(diào)制光的部分是使用第一線性陣列形 成的且用于右眼圖像的已調(diào)制光的部分是使用第二線性陣列形成的，并且其中，第一和 第二線性陣列兩者在相同的基板上。
4.權(quán)利要求1的方法，其中，所述左眼圖像的各行處于第一波長(zhǎng)且所述右眼圖像的各 行處于第二波長(zhǎng)，并且其中，所述第一波長(zhǎng)在所述第二波長(zhǎng)的40nm以內(nèi)。
5.權(quán)利要求1的方法，其中，用于所述左眼圖像的已調(diào)制光的各行和用于所述右眼圖 像的已調(diào)制光的各行是圓偏振的。
6.權(quán)利要求1的方法，其中，用于所述左眼圖像的已調(diào)制光的各行是使用光柵機(jī)電系 統(tǒng)器件形成的。
7.權(quán)利要求2的方法，其中，使用偏振分離器件來(lái)區(qū)別來(lái)自左眼圖像和右眼圖像的光。
8.權(quán)利要求1的方法，其中，使用偏振觀看眼鏡來(lái)區(qū)別來(lái)自左眼圖像和右眼圖像的光。
9.權(quán)利要求1的方法，其中，使用快門式眼鏡來(lái)區(qū)別來(lái)自左眼圖像和右眼圖像的光。
10.權(quán)利要求1的方法，其中，使用光譜濾光器來(lái)區(qū)別來(lái)自左眼圖像和右眼圖像的光。
11.權(quán)利要求1的方法，其中，掃描已調(diào)制光的各行包括使掃描元件沿著前向方向或 沿相反方向旋轉(zhuǎn)。
12.權(quán)利要求11的方法，其中，所述旋轉(zhuǎn)掃描元件是檢流計(jì)反射鏡。
13.權(quán)利要求1的方法，其中，所述左眼圖像和右眼圖像是彩色圖像。
14.權(quán)利要求1的方法，其中，提供用于所述左眼和右眼圖像的各行的數(shù)據(jù)包括將數(shù) 據(jù)布置在幀緩沖器中。
15.—種用于通過(guò)在以下兩者之間切換而在兩種模式中的任一種模式下在顯示表面上 顯示圖像的方法(i)通過(guò)重復(fù)序列來(lái)形成二維圖像，所述重復(fù)序列為在使掃描元件從第一位置向前 旋轉(zhuǎn)到第二位置的同時(shí)朝著顯示表面漸進(jìn)地掃描已調(diào)制光的各行；以及(ii)通過(guò)以下重復(fù)步驟來(lái)形成包括左眼圖像和右眼圖像的立體圖像 通過(guò)在使掃描元件從第一位置向前旋轉(zhuǎn)到第二位置的同時(shí)朝著顯示表面漸進(jìn)地掃描 已調(diào)制光的各行來(lái)形成左眼圖像；以及通過(guò)在使掃描元件從第二位置向后旋轉(zhuǎn)到第一位置的同時(shí)朝著所述顯示表面漸進(jìn)地 掃描已調(diào)制光的各行來(lái)形成右眼圖像。
16.權(quán)利要求15的方法，其中，由與投影裝置相關(guān)聯(lián)的控制邏輯自動(dòng)地執(zhí)行切換。
17.權(quán)利要求15的方法，其中，切換還包括改變用于形成立體圖像的時(shí)鐘定時(shí)。
18.權(quán)利要求15的方法，其中，所述二維圖像中的已調(diào)制光的掃描行的數(shù)目是左眼圖 像和右眼圖像中的每一個(gè)中的已調(diào)制光的掃描行的數(shù)目的至少兩倍。
19.權(quán)利要求15的方法，其中，用于立體圖像的每圖像幀的像素開(kāi)啟時(shí)間超過(guò)用于二 維圖像的每圖像幀的像素開(kāi)啟時(shí)間。
20.—種用于通過(guò)在以下兩者之間切換而在兩種模式中的任一種模式下在顯示表面上 顯示圖像的方法(i)提供按照從圖像幀的第一邊緣到圖像幀的第二邊緣的序列排序的、用于二維圖像 的各行的數(shù)據(jù)；根據(jù)為二維圖像的各行提供的數(shù)據(jù)的有序序列來(lái)形成已調(diào)制光的相繼行，并在使 掃描元件從第一位置向前旋轉(zhuǎn)到第二位置的同時(shí)朝著顯示表面漸進(jìn)地掃描已調(diào)制光的各 行；以及(ii)在循環(huán)中形成單獨(dú)的左眼圖像和右眼圖像，所述循環(huán)包括(a)通過(guò)以下操作來(lái)形成左眼圖像提供按照從圖像幀的第一邊緣到圖像幀的第二邊 緣的序列排序的、用于左眼圖像的各行的數(shù)據(jù)；根據(jù)為左眼圖像的各行提供的數(shù)據(jù)的有序序列來(lái)形成已調(diào)制光的相繼行，并在使 掃描元件從第一位置向前旋轉(zhuǎn)到第二位置的同時(shí)朝著顯示表面漸進(jìn)地掃描已調(diào)制光的各 行；(b)通過(guò)以下操作來(lái)形成右眼圖像提供按照從圖像幀的第二邊緣到圖像幀的第一 邊緣的序列排序的、用于右眼圖像的各行的數(shù)據(jù)；根據(jù)為右眼圖像的各行提供的數(shù)據(jù)的有序序列來(lái)形成已調(diào)制光的相繼行，并在使掃 描元件以相反方向從第二位置旋轉(zhuǎn)到第一位置的同時(shí)朝著顯示表面漸進(jìn)地掃描已調(diào)制光 的各行；以及C)為至少一個(gè)觀看者區(qū)別左眼圖像和右眼圖像。
21.一種包括至少一個(gè)光調(diào)制通道的投影裝置，包括光源，其被設(shè)置為朝著可啟動(dòng)以形成已調(diào)制光的行的線性光調(diào)制器引導(dǎo)光； 往復(fù)式掃描儀，其在來(lái)自所述投影透鏡的已調(diào)制光的路徑中，用于朝著顯示表面引 導(dǎo)已調(diào)制光并可啟動(dòng)用于根據(jù)采取第一驅(qū)動(dòng)波形或采取第二驅(qū)動(dòng)波形的信號(hào)沿向前的方 向和相反的反向掃描已調(diào)制光；控制電路，其能夠選擇性地操作用于提供第一和第二驅(qū)動(dòng)波形中的任何一個(gè)； 其中，所述采取第一驅(qū)動(dòng)波形的信號(hào)啟動(dòng)所述往復(fù)式掃描儀以便沿著其向前的方向 及其向后的方向這兩者朝著所述顯示表面引導(dǎo)已調(diào)制光；以及其中，所述采取第二驅(qū)動(dòng)波形的信號(hào)啟動(dòng)所述往復(fù)式掃描儀以便僅沿著其向前的方向和向后的方向中的一個(gè)朝著所述顯示表面引導(dǎo)已調(diào)制光。
22.權(quán)利要求21的投影裝置，其中，所述往復(fù)式掃描儀是以電流測(cè)定的方式啟動(dòng)的反射鏡。
全文摘要
一種用于形成立體圖像的方法在重復(fù)循環(huán)中形成單獨(dú)的左眼和右眼圖像，所述重復(fù)循環(huán)通過(guò)提供按照從圖像幀的第一邊緣到第二邊緣的序列排序的、用于左眼圖像的各行的數(shù)據(jù)、然后根據(jù)所述有序序列形成已調(diào)制光的相繼行、通過(guò)從第一位置到第二位置向前旋轉(zhuǎn)掃描元件來(lái)跨越顯示表面漸進(jìn)地掃描已調(diào)制光的各行，來(lái)形成左眼圖像。通過(guò)提供按照從圖像幀的第二到第一邊緣的序列排序并用于右眼圖像的各行的數(shù)據(jù)、形成已調(diào)制光的各行以及通過(guò)使掃描元件相反地從第二位置旋轉(zhuǎn)至第一位置來(lái)跨越顯示表面漸進(jìn)地掃描已調(diào)制光的各行來(lái)形成右眼圖像。將左眼圖像與右眼圖像區(qū)別開(kāi)。
文檔編號(hào)G02B27/22GK102016691SQ200980116198
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2009年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月7日
發(fā)明者J·A·阿戈斯蒂尼利, M·A·馬庫(kù)斯, M·W·科瓦茨 申請(qǐng)人:伊斯曼柯達(dá)公司