專利名稱：彩色投影系統(tǒng)和校正該系統(tǒng)圖像信號(hào)的擾動(dòng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種校正彩色投影系統(tǒng)的圖像信號(hào)中的擾動(dòng)的方法，其中一個(gè)包括排列在一個(gè)m×n行的矩陣內(nèi)的大量像素的光調(diào)制板由一個(gè)投影透鏡投影，光調(diào)制板用兩種或更多種顏色的彎曲的光斑同時(shí)照射，這些光斑橫掃過(guò)光調(diào)制板并且像素被逐行驅(qū)動(dòng)來(lái)投射圖像信號(hào)。
本發(fā)明還涉及一種執(zhí)行如上所述的方法的彩色投影系統(tǒng)，這種彩色投影系統(tǒng)包括至少一個(gè)光源；至少一個(gè)由一些安排在光源前的透鏡和反光鏡構(gòu)成的系統(tǒng)；至少安排在光源與該系統(tǒng)之間的具有顏色不同的多個(gè)彩條用來(lái)將光源發(fā)射的光信號(hào)分成顏色不同的多個(gè)光束的裝置；至少一個(gè)包括排列在一個(gè)m行×n列的矩陣內(nèi)的大量像素的光調(diào)制板；一個(gè)投影透鏡；以及一個(gè)逐行驅(qū)動(dòng)這些元素來(lái)投射信息的驅(qū)動(dòng)裝置。
這樣的一種彩色投影系統(tǒng)例如可從已公開(kāi)的本申請(qǐng)人(內(nèi)部參考文獻(xiàn)600351)的專利申請(qǐng)WO 0065845中看到，其中分裂光束的裝置由一個(gè)配有多個(gè)成螺旋形的彩條的可旋轉(zhuǎn)的色盤形成，用來(lái)將光源發(fā)射的光束分成顏色不同的一些光束，彩條的顏色可以是紅色、藍(lán)色和綠色。由于這個(gè)濾色器旋轉(zhuǎn)較快，在光調(diào)制板的每個(gè)部分上產(chǎn)生需投影的圖像信號(hào)的紅、藍(lán)、綠部分，通過(guò)投影透鏡投射到投影屏上。由于是一個(gè)接一個(gè)地快速地投射圖像信號(hào)的三個(gè)不同的基色，所以人眼可以觀察一幅完全的彩色圖像。
與光束通過(guò)一些濾色鏡中的一個(gè)濾色鏡元件入射從而用單色光照射整個(gè)光調(diào)制板的標(biāo)準(zhǔn)色盤相反，具有成螺旋形的彩條的色盤同時(shí)將光束分成顏色不同的一些光斑，這些光斑同時(shí)在光調(diào)制板上成像。
然而，螺旋形彩條具有一個(gè)缺點(diǎn)，在光調(diào)制板上成像的光條不是直的而是具有一個(gè)彎曲的形狀。由于彎曲的條以彎曲的形狀在光調(diào)制板上成像，因此光調(diào)制板在各顏色部分之間需用黑色的帶驅(qū)動(dòng)。一種減小色條的彎曲的解決方案是增大色盤，使得色條較接近直帶形狀。然而，增大色盤的尺寸受到希望的對(duì)于投影系統(tǒng)的內(nèi)裝空間的限制。
本發(fā)明的一個(gè)目的是消除上述缺點(diǎn)，按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的方法的特征是在光調(diào)制板內(nèi)校正彩色光束的彎曲。由于色盤的成螺旋形的彩條造成的彎曲是在彩色投影系統(tǒng)的成像部分(光調(diào)制板)校正的，而不是在照明側(cè)校正的，因此照明側(cè)的組件特別是色盤可以具有更小的形狀，從而可以得到相當(dāng)多內(nèi)裝空間。這還使生產(chǎn)成本有所降低。
在按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的方法的一個(gè)實(shí)施例中，光調(diào)制板的像素以曲線驅(qū)動(dòng)。
按照本發(fā)明，這種光調(diào)制板的特征是配置了一個(gè)校正裝置，用來(lái)校正顏色不同的光束中的彎曲。
在一個(gè)具體實(shí)施例中，校正裝置可以形成為光調(diào)制板像素驅(qū)動(dòng)裝置的一部分，其中更具體地是驅(qū)動(dòng)裝置以曲線驅(qū)動(dòng)矩陣內(nèi)的像素。
按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的彩色投影系統(tǒng)的另一個(gè)證明是非常有效的實(shí)施例的特征是校正裝置形成為像素矩陣的一部分，具體地說(shuō)，在矩陣內(nèi)像素的行采用彎曲配置。
將光源發(fā)射的光信號(hào)分成顏色不同的多個(gè)光束的裝置可以包括一個(gè)濾色鏡，這個(gè)濾色鏡可繞一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)，而且包括顏色不同的多個(gè)螺旋形彩條。
結(jié)合下述實(shí)施例的說(shuō)明中可以清楚地看到或闡明本發(fā)明的這些及其他一些情況。
在這些附圖中

圖1示出了用具有一些直彩條的色盤得到的在需投射的圖像信號(hào)中的色帶的形狀；圖2示出了用已知的配有螺旋形彩條的色盤得到的在需投射的圖像信號(hào)中的色帶的形狀；圖3示出了用相對(duì)更大的具有螺旋形彩條的色盤得到需投射的圖像信號(hào)中的色帶形狀；圖4示出了按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的彩色投影系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例；以及圖5為圖4所示的彩色投影系統(tǒng)的光調(diào)制板的正視圖，示出了按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的方法。
圖4示出了一個(gè)適合執(zhí)行按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的方法的彩色投影系統(tǒng)。彩色投影系統(tǒng)1包括光源2，可旋轉(zhuǎn)色盤3，由一些透鏡、反光鏡和一個(gè)偏振相關(guān)分光鏡5組成的系統(tǒng)4，電光式光調(diào)制板10，至少配置在光調(diào)制板10前的投影透鏡6，以及投影屏7。
色盤3呈扁圓形，可以由適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)裝置使它繞軸8旋轉(zhuǎn)。如圖4中放大部分A-A所示，色盤3具有多個(gè)彩條3a-3c，在這個(gè)實(shí)施例中是對(duì)于基色紅、綠、藍(lán)的三個(gè)彩條。光源2發(fā)出的光束9入射到在旋轉(zhuǎn)的色盤3上，光束被分成顏色與螺旋形彩條3a-3c的顏色相應(yīng)的單獨(dú)的螺旋形色帶。這些色帶9在入射到光調(diào)制板10上之前通過(guò)由一些相繼的透鏡、反光鏡和偏振相關(guān)分光鏡5組成的系統(tǒng)4。
色盤3產(chǎn)生的彩色圖案在通過(guò)反光鏡和透鏡的系統(tǒng)并且通過(guò)PBS 5后在光調(diào)制板10上成像。在光調(diào)制板10上成像的光斑呈現(xiàn)為彎曲的條，每個(gè)條充滿了所要求的紅、綠、藍(lán)色的光。同時(shí)，在光調(diào)制板10上產(chǎn)生一個(gè)包括需投影的圖像信號(hào)的部分的圖像，所述的各個(gè)部分與各顏色有關(guān)。在光調(diào)制板10上產(chǎn)生的圖像信號(hào)然后通過(guò)投影透鏡6在投影屏7上成像。
由于色盤3的旋轉(zhuǎn)，將紅、綠、藍(lán)光帶掃過(guò)光調(diào)制板10，因此適應(yīng)在光調(diào)制板10上產(chǎn)生的圖像信號(hào)。由于色盤3的快速旋轉(zhuǎn)和同時(shí)適應(yīng)在光調(diào)制板10上與之同步產(chǎn)生的圖像信號(hào)，因此可以較為快速地相繼投射整個(gè)圖像的紅、綠、藍(lán)部分。如果速度足夠高，觀察者就不再會(huì)觀察到不同顏色的閃現(xiàn)，而是看到一幅沒(méi)有振動(dòng)和閃爍的彩色圖像。
除了三個(gè)基色之外，色盤還可以具有一個(gè)白色的螺旋形彩條。
在色盤3的一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間為人所知的實(shí)施例中，交替的紅、綠、藍(lán)彩條3a-3c相互平行延伸。這種色盤用于這樣一種投影系統(tǒng)，其中不是將色盤的圖案直接在光調(diào)制板上成像，而是將色盤配置在投影系統(tǒng)內(nèi)的一個(gè)使光調(diào)制板受到紅、綠、藍(lán)光相繼閃現(xiàn)的照射位置上。在將這樣的一個(gè)色盤用于一個(gè)紅、綠、藍(lán)三個(gè)基色必須同時(shí)入射到光調(diào)制板上的系統(tǒng)時(shí)，色盤的圖案必須在光調(diào)制板上成像，使得每個(gè)基色的光分別入射到光調(diào)制板的一部分上。如果將色盤3的這種交替的紅、綠、藍(lán)彩條3a-3c相互平行延伸的已知實(shí)施例用于這個(gè)目的，結(jié)果是分出的各色光束是楔形的，如圖1所示。
在色盤3的顏色不同的彩條以螺旋形配置在色盤內(nèi)的已知實(shí)施例中，產(chǎn)生更為對(duì)稱地形成的分出的彩色光束，然而具有彎曲的形狀，如圖2所示。由于用楔形的和彎曲的分出的光束使圖像信號(hào)失真，而這個(gè)失真對(duì)最終的投影圖像有著有害的影響，因此提出了一種解決方案，用相對(duì)增大色盤3來(lái)校正這個(gè)失真，使得分出的彩色光束具有“較直”的形狀。圖3示出了這種情況。然而，在這個(gè)實(shí)施例中增大色盤3在許多情況下是不希望的，因?yàn)樗荒軒?lái)內(nèi)裝空間的減小。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種對(duì)當(dāng)前彩色投影系統(tǒng)內(nèi)圖像信號(hào)中的失真的解決方案，這種解決方案不是立足于照明側(cè)而是立足于成像側(cè)。因此，這種彩色投影系統(tǒng)可以比較緊湊和經(jīng)濟(jì)，在圖像產(chǎn)生側(cè)使用標(biāo)準(zhǔn)的組件。
在一個(gè)m行×n列的像素矩陣構(gòu)成的屏板中，圖像信號(hào)逐行寫入從而校正分出的彩色光束中的彎曲，該屏板以圖像信號(hào)逐行寫入的方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使得這些行具有一定的彎曲，以便補(bǔ)償分出的彩色光束中的彎曲。
這種情況示于圖5，m行×n列的像素矩陣具有正交系形式。與已知的驅(qū)動(dòng)這樣的像素矩陣相比，圖像信號(hào)不是按照每個(gè)直線正交行寫入矩陣的，而是以每個(gè)圖像行寫入一條跨越多個(gè)正交矩陣行的彎折線的方式驅(qū)動(dòng)像素矩陣。這種情況示于圖5，由標(biāo)號(hào)11代表的圖像行不是以跨越直線正交矩陣行的方式寫入的，而是以由像素組成的曲線形狀寫入，其中像素以曲線形式排列在三個(gè)正交矩陣的行內(nèi)，并且由順序數(shù)字x-1、x和x+1表示。
類似，第一圖像行12也以曲線形狀寫入，在可見(jiàn)的投影屏的第一矩陣行m+1內(nèi)只有兩個(gè)像素得到驅(qū)動(dòng)。觀察者無(wú)法看到位于矩陣行m+1之上的直線矩陣行中的像素。同樣，需作為圖像信號(hào)中的最后一個(gè)圖像行寫入的圖像行13以縱跨三個(gè)直線矩陣行m＝z-1、m＝z、m＝z+1的曲線形狀寫入矩陣像素，其中圖像行m＝z+1處在投影屏的可見(jiàn)圖像平面之外。
這種驅(qū)動(dòng)像素矩陣20的驅(qū)動(dòng)裝置因此不是像在現(xiàn)有技術(shù)中那樣的正交型驅(qū)動(dòng)器，而是將用于每個(gè)圖像行的驅(qū)動(dòng)器分配給分布在一條縱跨矩陣的一些不同行的曲線上的各個(gè)像素，作為對(duì)分出的彩色光束中的彎曲的補(bǔ)償。
在另一個(gè)實(shí)施例中，圖像行也以曲線形狀寫入，以校正分出的彩色光束中的彎曲，像素矩陣不是由正交系的行和列構(gòu)成的，矩陣的每個(gè)行的像素在矩陣內(nèi)本身就排成曲線形狀。于是，每個(gè)行晶體管驅(qū)動(dòng)矩陣中它所關(guān)聯(lián)的行，但是由于矩陣的行在物理上就彎曲地排在矩陣內(nèi)，因此每個(gè)圖像行以曲線形狀寫入和投影到屏幕上。
權(quán)利要求
1.一種校正彩色投影系統(tǒng)的圖像信號(hào)中的擾動(dòng)的方法，其中包括排列在一個(gè)m×n行的矩陣內(nèi)的大量像素的光調(diào)制板通過(guò)投影透鏡進(jìn)行投影，其中所述光調(diào)制板被兩種或更多種顏色的彎曲光斑同時(shí)照射，這些光斑橫掃過(guò)所述光調(diào)制板，像素逐行受到驅(qū)動(dòng)以投射圖像信號(hào)，所述方法的特征是彩色光束中的彎曲在所述光調(diào)制板內(nèi)被校正。
2.一種如在權(quán)利要求1中所提出的方法，其特征是所述光調(diào)制板的像素是曲線形式驅(qū)動(dòng)的。
3.一種用于執(zhí)行如在以上權(quán)利要求中的任何一個(gè)權(quán)利要求中所提出的方法的彩色投影系統(tǒng)，所述彩色投影系統(tǒng)包括至少一個(gè)光源、至少一個(gè)包含安排在所述光源前的透鏡和反光鏡的系統(tǒng)、至少安排在所述光源和所述系統(tǒng)之間的具有顏色不同的多個(gè)彩條并且用于將所述光源發(fā)射的光信號(hào)分成顏色不同的多個(gè)光束的裝置、至少一個(gè)包括排列在一個(gè)m行×n列的矩陣內(nèi)的大量像素的光調(diào)制板、一個(gè)投影透鏡和一個(gè)逐行驅(qū)動(dòng)元素以投射信息的驅(qū)動(dòng)裝置，所述彩色投影系統(tǒng)的特征是配置有一個(gè)校正裝置，用來(lái)校正不同顏色光束中的彎曲。
4.一種如在權(quán)利要求3中所提出的彩色投影系統(tǒng)，其特征是所述校正裝置形成所述光調(diào)制板的像素驅(qū)動(dòng)裝置的一部分。
5.一種如在權(quán)利要求4中所述的彩色投影系統(tǒng)，其特征是所述驅(qū)動(dòng)裝置以曲線形式驅(qū)動(dòng)所述矩陣內(nèi)的像素。
6.一種如在權(quán)利要求3中所提出的彩色投影系統(tǒng)，其特征是所述校正裝置形成所述像素矩陣的一部分。
7.一種如在權(quán)利要求6中所提出的彩色投影系統(tǒng)，其特征是像素行在所述矩陣內(nèi)采用彎曲配置。
8.一種如在權(quán)利要求3至7中的任何一個(gè)權(quán)利要求中所提出的彩色投影系統(tǒng)，其特征是所述用于將光源發(fā)射的光信號(hào)分成顏色不同的多個(gè)光束的裝置包括一個(gè)可繞一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)并且包含顏色不同的多個(gè)螺旋形彩條的濾色鏡。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種校正在彩色投影系統(tǒng)的圖像信號(hào)中的擾動(dòng)的方法，所述彩色投影系統(tǒng)配有一個(gè)包括排列于m×n行的矩陣內(nèi)的大量像素的光調(diào)制板的。光調(diào)制板由一個(gè)投影透鏡投影到屏幕上，而且被兩種或更多種顏色的彎曲光斑同時(shí)照射。這些光斑橫掃過(guò)光調(diào)制板，像素逐行得到驅(qū)動(dòng)，以投射圖像信號(hào)。本發(fā)明還涉及一種彩色投影系統(tǒng)，這種彩色投影系統(tǒng)包括一個(gè)光源、一個(gè)包括一些透鏡和反光鏡的光學(xué)系統(tǒng)、一個(gè)將光源發(fā)射的光束分成顏色不同的幾個(gè)光束的裝置、一個(gè)配置有排列在一個(gè)m行×n列的矩陣內(nèi)的大量像素的光調(diào)制板、一個(gè)投影透鏡和一個(gè)逐行驅(qū)動(dòng)像素以投射信息的驅(qū)動(dòng)裝置。
文檔編號(hào)H04N5/74GK1628468SQ03803272
公開(kāi)日2005年6月15日 申請(qǐng)日期2003年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月5日
發(fā)明者A·J·S·M·德瓦安 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司