專(zhuān)利名稱：具有對(duì)準(zhǔn)光學(xué)器件和電子設(shè)備的投影儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)及電子設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及投影儀。
背景技術(shù)：
本申請(qǐng)是Winthrop Childers于2002年12月3日提交的名稱為“具有掃描光學(xué)器件的投影儀(Projector having ScanningOptics)”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第10/309425號(hào)的部分繼續(xù)申請(qǐng)和Winthrop Childers于2002年5月3日提交的名稱為“具有掃描光學(xué)器件的投影儀(Projector having Scanning Optics)”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第10/138765號(hào)的部分繼續(xù)申請(qǐng)。
采用透射或反射空間光調(diào)制器的投影儀在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的。然而，采用透射空間光調(diào)制器的投影儀往往會(huì)因投射光必須通過(guò)空間光調(diào)制器而產(chǎn)生暗淡的圖像，而采用反射空間光調(diào)制器的投影儀價(jià)格昂貴，因而不被廣泛的社會(huì)應(yīng)用所接受。
在上述在先申請(qǐng)中，第10/138765號(hào)即美國(guó)專(zhuān)利＿＿＿＿號(hào)描述了一種新式的改進(jìn)投影儀，不需要使用空間光調(diào)制器，因而能夠按較低的成本產(chǎn)生明亮的圖像。這種新式的改進(jìn)投影儀為此采用了掃描光學(xué)器件，其中多個(gè)發(fā)光源按照?qǐng)D像改變其強(qiáng)度。掃描光學(xué)器件掃描由發(fā)光源輸出的光，以便按照?qǐng)D像覆蓋一個(gè)二維平面。盡管這種投影儀比現(xiàn)有技術(shù)的空間光調(diào)制器投影儀有了明顯改進(jìn)，但是由于發(fā)光源被耗盡(burned out)、被錯(cuò)誤導(dǎo)向(misdirected)或在臨界狀態(tài)下工作，會(huì)導(dǎo)致所產(chǎn)生的圖像嚴(yán)重變壞。出于諸如此類(lèi)原因，因而需要本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
在第一優(yōu)選實(shí)施例中，投影儀將圖像投射到由M×N個(gè)可獨(dú)立尋址的象素位置的矩陣陣列所限定的觀看面區(qū)域上。投影儀包括光引擎，它產(chǎn)生由多條光束中各個(gè)單獨(dú)的光束的一個(gè)m×n矩陣陣列所限定的超級(jí)象素(super pixel)；以及掃描裝置，它使該光束形成一個(gè)超級(jí)象素光點(diǎn)，該超級(jí)象素光點(diǎn)重寫(xiě)觀看面區(qū)域上每一個(gè)獨(dú)立的可尋址的象素位置。在這種方式中，提供多條光束的獨(dú)立發(fā)光源中被耗盡的那些發(fā)光源的影響被變得模糊或隱藏在降低了強(qiáng)度的超級(jí)象素光點(diǎn)中。
在本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例中，投影儀包括傳感器和計(jì)算電子設(shè)備，它們從發(fā)光源接收信號(hào)并產(chǎn)生和存儲(chǔ)對(duì)準(zhǔn)信息，以便在畫(huà)面上每一個(gè)可尋址光點(diǎn)上的多條光束中的各個(gè)獨(dú)立光束之間提供相對(duì)對(duì)準(zhǔn)。在這一優(yōu)選實(shí)施例中，光引擎產(chǎn)生一個(gè)超級(jí)象素，它具有由多條光束中各個(gè)獨(dú)立光束的一個(gè)陣列所限定的三角形狀。
在本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施例中，投影儀將圖像投射到具有多個(gè)可獨(dú)立尋址的象素位置的任意預(yù)定形狀的觀看面區(qū)域上。投影儀包括光引擎，產(chǎn)生由多條光束中各個(gè)獨(dú)立的光束的一個(gè)陣列所限定的、具有不規(guī)則形狀的超級(jí)象素；以及掃描裝置，它使光束形成一個(gè)超級(jí)象素光點(diǎn)，該超級(jí)象素光點(diǎn)重寫(xiě)觀看面區(qū)域上每一個(gè)獨(dú)立的可尋址的象素位置。在這一優(yōu)選實(shí)施例中，傳感器和計(jì)算電子設(shè)備是有助于表征投影儀并且將該特征信息存儲(chǔ)在投影儀控制電子設(shè)備中的工廠對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的組成部分。


通過(guò)參照對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的以下結(jié)合附圖的說(shuō)明，本發(fā)明的上述特征及實(shí)現(xiàn)這些特征的方法將變得顯而易見(jiàn)，并將能最好地理解本發(fā)明本身，在附圖中圖1是按照本發(fā)明構(gòu)成的投影儀的方框圖；圖2A-B是圖1的投影儀產(chǎn)生的超級(jí)象素的掃描進(jìn)程示意圖；圖3是圖1中投影儀的表示其光信號(hào)發(fā)生器和掃描光學(xué)器件的示意圖；圖4是按照本發(fā)明構(gòu)成的另一種投影儀的方框圖；圖5是按照本發(fā)明構(gòu)成的再一種投影儀的方框圖；圖6是由圖4的投影儀產(chǎn)生的超級(jí)象素的示意圖；以及圖7是由圖5的投影儀產(chǎn)生的另一種超級(jí)象素的示意圖。
具體實(shí)施例方式
第一優(yōu)選實(shí)施例參見(jiàn)附圖特別是圖1-2，圖中表示了按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例構(gòu)成的投影儀10。投影儀10按照下文所具體描述的方式產(chǎn)生總體上用12表示的超級(jí)象素，以便在觀看面區(qū)域或屏幕S上產(chǎn)生一個(gè)光點(diǎn)。觀看面區(qū)域S是由可獨(dú)立尋址的象素位置的一個(gè)M×N矩陣陣列所限定的。投影儀10使超級(jí)象素12按照隔行和交錯(cuò)的掃描模式在觀看面區(qū)域S上跨過(guò)每一個(gè)可尋址的位置而被反復(fù)掃過(guò)，這些掃描模式有效地隱藏那些否則就會(huì)導(dǎo)致放映圖像變壞的被耗盡、錯(cuò)誤導(dǎo)向或是處于臨界操作狀態(tài)的發(fā)光源的影響。
參照?qǐng)D1具體研究投影儀10，投影儀10總體上包括投影光學(xué)器件34，它響應(yīng)于能夠水平掃描和垂直掃描并在下文中要具體描述的掃描光學(xué)器件28將超級(jí)象素(12)投射或投影到觀看面區(qū)域S上。投影光學(xué)器件34和掃描光學(xué)器件28都是由體現(xiàn)為圖像或投影儀控制器36形式的投影儀控制電子設(shè)備來(lái)控制的。為了產(chǎn)生超級(jí)象素12，投影儀進(jìn)一步包括光引擎或是光信號(hào)發(fā)生器20，以及同樣是由投影儀控制器36來(lái)控制的光束光學(xué)器件25。
如圖3所示，具有多個(gè)發(fā)光源22例如是發(fā)光二極管的一個(gè)m×n陣列的光信號(hào)發(fā)生器20產(chǎn)生多個(gè)準(zhǔn)直光束24。發(fā)光源22響應(yīng)來(lái)自投影儀控制器36的圖像控制信號(hào)產(chǎn)生多個(gè)準(zhǔn)直光束24，在觀看面區(qū)域S上形成靜止圖像或活動(dòng)圖像。發(fā)光二極管陣列22通常包括按m×n個(gè)發(fā)光二極管的矩陣陣列布置的多個(gè)發(fā)光二極管，例如是一個(gè)6×6矩陣陣列，它產(chǎn)生總體上用24表示的多個(gè)準(zhǔn)直光束。這樣的陣列可以用具有范圍在從520,000fL到110,000fL之間的不同亮度的，標(biāo)號(hào)為UB101M-1R，1G，1B的Teledyne Electronic Teehnologies of LosAngeles，California制造和銷(xiāo)售的全彩色發(fā)光二極管來(lái)構(gòu)成。也可以采用來(lái)自其他公司例如是LUMILED of San Jose，California的其他二極管。
盡管超級(jí)象素是按照光點(diǎn)的一個(gè)m×n或6×6矩陣來(lái)表示的，也可以采用其他模式。作為第一例，超級(jí)象素可以是圓形的，具有六邊形封閉填充(close packed)結(jié)構(gòu)的光點(diǎn)。在第二例中，超級(jí)象素可以具有不脫離本發(fā)明的范圍或其所實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)的，重疊、覆蓋、或不規(guī)則間隔布置的光點(diǎn)。另外，光源陣列或發(fā)光二極管陣列22不需要具有與超級(jí)象素陣列完全相同的幾何構(gòu)造，因?yàn)樵诠庠搓嚵信c超級(jí)象素陣列之間的光學(xué)器件可以用來(lái)改變光源發(fā)出的光信號(hào)的路由。這種光學(xué)器件可以包括的部件有波導(dǎo)、光纖、二向色鏡、棱鏡、聚光透鏡等等。
盡管本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例中所述的發(fā)光源是按照發(fā)光二極管陣列22來(lái)描述的，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該能意識(shí)到也可以采用其他發(fā)光源例如是激光二極管或高亮度發(fā)光器件。另外，盡管本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中所述的矩陣是6×6矩陣，可以預(yù)料到矩陣可以對(duì)應(yīng)于觀看屏幕的象素分辨率，或是可以采用任何較小的陣列，包括1×3矩陣。從這一點(diǎn)來(lái)看，并不打算將本發(fā)明局限于所述的6×6矩陣，而是可以代之以一般更適當(dāng)?shù)孛枋龅膍×n矩陣的陣列。
投影儀控制器36響應(yīng)圖像源(未表示)例如是高清晰度電視信號(hào)，計(jì)算機(jī)信號(hào)，視頻設(shè)備信號(hào)等等來(lái)導(dǎo)通或關(guān)斷二極管陣列22中獨(dú)立的發(fā)光二極管，以產(chǎn)生所需的全彩色圖像。從這一點(diǎn)來(lái)看，二極管陣列22是由紅色發(fā)光二極管，綠色發(fā)光二極管和藍(lán)色發(fā)光二極管構(gòu)成的。若是改變每一個(gè)發(fā)光二極管的導(dǎo)通-關(guān)斷周期，將能獲得若干不同強(qiáng)度等級(jí)的強(qiáng)度梯度。從這一點(diǎn)來(lái)看，顯示在屏S上的投影圖像可以是靜止圖像或活動(dòng)圖像，都可以是全彩色或是黑白圖像。
如圖3所示，由發(fā)光二極管陣列22產(chǎn)生的準(zhǔn)直光束24被光束形成光學(xué)器件25截取而產(chǎn)生單點(diǎn)超級(jí)象素12。用一個(gè)包括會(huì)聚透鏡26和準(zhǔn)直透鏡27的組合的光束形成光學(xué)器件25將單點(diǎn)超級(jí)象素12聚焦到掃描光學(xué)器件28上。從這一點(diǎn)來(lái)看，光束形成光學(xué)器件25在投影過(guò)程中有助于產(chǎn)生理想的圖像，由投影儀控制器36來(lái)控制并且由投影光學(xué)器件34投射到觀看屏幕S上。如上所述，受掃描光學(xué)器件28和投影光學(xué)器件34影響的投影的超級(jí)象素12按照隔行和交錯(cuò)的掃描模式在觀看屏幕S上跨過(guò)觀看屏幕S上的每一個(gè)可尋址的位置而被反復(fù)掃描，以便反復(fù)地重寫(xiě)該二維觀看屏平面。通過(guò)重寫(xiě)觀看屏幕S上的每一個(gè)可尋址的位置，投影儀10能夠獨(dú)特地隱藏否則會(huì)導(dǎo)致變壞的放映圖像的耗盡，出錯(cuò)或是發(fā)光源臨界操作的影響，。
如圖3所示，光束形成光學(xué)器件25在投影儀控制器36的控制下使由多個(gè)發(fā)光源22產(chǎn)生的多條光束24聚焦到掃描光學(xué)器件28上的準(zhǔn)直超級(jí)象素光點(diǎn)上。包括水平掃描器30和垂直掃描器32的掃描光學(xué)器件28在投影儀控制器36的控制下使超級(jí)象素光點(diǎn)重寫(xiě)觀看面S的整個(gè)二維平面。
本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例中的水平掃描器30是x-軸多邊形或多面反射鏡，安裝它是為了在投影儀控制器36的控制下進(jìn)行可控的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，如下所述。垂直掃描器32是y-軸多邊形或多面反射鏡，安裝它也是為了在投影儀控制器36的控制下進(jìn)行可控的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
其他設(shè)計(jì)對(duì)于掃描光學(xué)器件28也是可能的。例如，多邊形鏡和檢流計(jì)鏡的組合可以形成對(duì)超級(jí)象素12的水平和垂直掃描。另一個(gè)例子是，兩個(gè)檢流計(jì)鏡可以被用于水平和垂直掃描。
如圖3所示，x-軸多邊形鏡30垂直于y-軸多邊形鏡32安裝。在x-軸多邊形鏡30與y-軸多邊形鏡32之間插入反射鏡31，用來(lái)從x-軸多邊形鏡30向y-軸多邊形鏡32傳送單個(gè)超級(jí)象素光點(diǎn)。由于在正交軸線上有兩個(gè)自旋反射鏡，故超級(jí)象素12的光束能夠掃過(guò)如圖2A和2B所示的矩形的一部分。從這一點(diǎn)來(lái)看，如果超級(jí)象素12中的單一光束是被激活的并且超級(jí)象素12中其余光束都是未被激活的，則用虛線13表示的一條單線軌跡就會(huì)隨著掃描跨過(guò)該矩形而掃出一條斜線。這是本發(fā)明的一個(gè)重要特征，因?yàn)槌?jí)象素12內(nèi)的每一條光束必須重寫(xiě)整個(gè)觀看屏幕S。這樣，如果二極管陣列22中的單個(gè)發(fā)光二極管耗盡，則只會(huì)造成該顏色在屏幕上觀看到的強(qiáng)度總體上下降。為了確保單一光束能覆蓋觀看屏幕S上的每一個(gè)象素位置，多邊形鏡30和32的相對(duì)角速度必須按非整數(shù)值來(lái)調(diào)節(jié)。
為了控制水平掃描器30和垂直掃描器32的旋轉(zhuǎn)速度，掃描器30和32各自包括產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)速度信號(hào)的編碼器裝置，將該信號(hào)通過(guò)包括水平掃描控制線38和垂直掃描控制線40的兩路控制線耦合到投影儀控制器36。投影儀控制器36讀出各自一個(gè)多邊形鏡30和32產(chǎn)生的編碼器信號(hào)以確定其旋轉(zhuǎn)速度，并提供反饋信號(hào)來(lái)維持旋轉(zhuǎn)速度，提高或降低以獲得理想的掃描圖形。這是本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的一個(gè)重要特征，因?yàn)橥队皟x控制器36通過(guò)控制各自反射鏡30和32的旋轉(zhuǎn)速度使上述隔行的掃描圖形來(lái)隱藏那些否則就會(huì)導(dǎo)致變壞的放映圖像的耗盡、出錯(cuò)或是發(fā)光處于臨界操作狀態(tài)的發(fā)光源的影響，。在本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例中應(yīng)該注意到，各自反射鏡30和32的旋轉(zhuǎn)速度不是彼此的整數(shù)倍，并且與整數(shù)倍的差影響隔行掃描。
隔行掃描還是由反射鏡上小平面的相對(duì)數(shù)量所確定的。采用不同數(shù)量的小平面會(huì)影響兩個(gè)反射鏡的最佳相對(duì)速度的要求。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員從上文中應(yīng)該能夠理解，通過(guò)控制多邊形鏡30和32的自旋速度就能控制超級(jí)像素12在第一軸線上跨過(guò)屏幕S而移動(dòng)，然后是在第二軸線上跨過(guò)屏幕S而移動(dòng)，使該超級(jí)象素12按照隨機(jī)方式在觀看屏幕S上跨過(guò)每一個(gè)可尋址的位置反復(fù)被掃描，正如圖2A和2B中所示。圖2A和2B表示超級(jí)象素12如何按這種方式移動(dòng)，致使由上述多個(gè)發(fā)光源22中獨(dú)立之一產(chǎn)生的光的單個(gè)超級(jí)象素光點(diǎn)重寫(xiě)觀看屏S的整個(gè)二維平面，以產(chǎn)生這樣的圖像，能夠隱藏因上述多個(gè)發(fā)光源中獨(dú)立的幾個(gè)被耗盡而造成的誤差。這種掃描動(dòng)作還能形成隔行和交錯(cuò)的掃描圖形，進(jìn)一步隱藏那些否則就會(huì)導(dǎo)致變壞的放映圖像的被耗盡、錯(cuò)誤導(dǎo)向或是處于臨界操作狀態(tài)的發(fā)光源的影響。
如圖2A和2B所示，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該能夠理解1，2，3，4等數(shù)字表示超級(jí)象素12在觀看屏S上的出現(xiàn)、消失、出現(xiàn)和消失的部位。從這一掃描動(dòng)作可以看出，水平掃描器30在x-軸向上使超級(jí)象素12偏移，其在x-軸向上的偏移速率要明顯大于垂直掃描器32在垂直軸向上對(duì)超級(jí)象素12的偏移速率。也就是說(shuō)，x-軸向偏移速率要明顯大于y-軸向偏移速率。
盡管在本發(fā)明的第一實(shí)施例中是用自旋多邊形鏡來(lái)表示水平掃描器30和垂直掃描器32的，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)知道其他各種機(jī)械諧振裝置也能夠通過(guò)光柵圖形掃描一條光束。因此，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的具體描述不應(yīng)該被視為一種限制，而本發(fā)明的范圍是僅僅由權(quán)利要求書(shū)來(lái)確定的。
為了正確尋址觀看屏幕S上的各個(gè)象素位置，投影儀控制器36必須相對(duì)于水平掃描器30和垂直掃描器32的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)控制二極管陣列22中每一個(gè)發(fā)光二極管的導(dǎo)通時(shí)間值和關(guān)斷時(shí)間值。各種誤差會(huì)影響象素的相對(duì)位置，特別是由各個(gè)二極管元件產(chǎn)生的光點(diǎn)的相對(duì)對(duì)準(zhǔn)。為了看管這些誤差，要通過(guò)采用以下要具體描述的工廠對(duì)準(zhǔn)程序調(diào)節(jié)給定光點(diǎn)的定時(shí)來(lái)執(zhí)行對(duì)準(zhǔn)。
第二優(yōu)選實(shí)施例以下要參見(jiàn)附圖特別是圖4來(lái)描述按照本發(fā)明第二實(shí)施例構(gòu)成的投影儀410。下文所要詳細(xì)描述的投影儀410產(chǎn)生在圖6中總體上用412表示的三角形超級(jí)象素，以便在觀看面或是屏幕S上產(chǎn)生超級(jí)象素光點(diǎn)。超級(jí)象素412按照隔行和交錯(cuò)的掃描模式在觀看屏幕S上跨過(guò)每一個(gè)可尋址的位置而被反復(fù)掃描，從而隱蔽否則會(huì)導(dǎo)致投射模式變壞的、被耗盡的、被引錯(cuò)方向的或臨界工作的那些發(fā)光源的影響。
以下要參照?qǐng)D4具體描述投影儀410。投影儀410主要包括投影光學(xué)器件434，它響應(yīng)執(zhí)行水平掃描和垂直掃描的掃描光學(xué)器件428將超級(jí)象素412投射到觀看屏幕S上，以下將描述其細(xì)節(jié)。投影光學(xué)器件434和掃描光學(xué)器件428都是由以圖像或投影儀控制器436形式的控制電子設(shè)備來(lái)控制的。為了產(chǎn)生超級(jí)象素412，投影儀410進(jìn)一步包括光引擎或是光信號(hào)發(fā)生器420和光束光學(xué)器件423。光束光學(xué)器件423包括由光耦合器或是波導(dǎo)426耦合到一起的會(huì)聚透鏡425和光束形成準(zhǔn)直透鏡427。光信號(hào)發(fā)生器420和光束光學(xué)器件423由投影儀控制器436來(lái)控制。
光信號(hào)發(fā)生器420與光信號(hào)發(fā)生器20大致相同，唯一區(qū)別是包括優(yōu)選地按三角形陣列布置的多個(gè)光源422，便于產(chǎn)生超級(jí)象素412。由于光信號(hào)發(fā)生器420與光信號(hào)發(fā)生器20大致相同，以下不再具體描述其細(xì)節(jié)。
如圖4所示，由多個(gè)光源422產(chǎn)生的準(zhǔn)直光束424被光束形成光學(xué)器件423截取而產(chǎn)生單點(diǎn)超級(jí)象素412。用會(huì)聚透鏡425，光耦合器426和準(zhǔn)直透鏡427的組合將單點(diǎn)超級(jí)象素412聚焦在掃描光學(xué)器件428上。光束形成光學(xué)器件423在投影儀控制器436的控制下使由多個(gè)發(fā)光源422產(chǎn)生的多條光束聚焦成掃描光學(xué)器件428上的準(zhǔn)直超級(jí)象素光點(diǎn)。包括水平掃描器430和垂直掃描器432的掃描光學(xué)器件428在投影儀控制器436的控制下使超級(jí)象素光點(diǎn)重寫(xiě)觀看屏S的整個(gè)二維平面。本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例中的水平掃描器430是x-軸多邊形或多面反射鏡，安裝它也是為了在投影儀控制器436的控制下進(jìn)行可控的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，細(xì)節(jié)如下所述。垂直掃描器432是y-軸多邊形或多面反射鏡432，安裝它也是為了在投影儀控制器436的控制下進(jìn)行可控的做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
x-軸多邊形鏡430垂直于y-軸多邊形鏡432安裝。為了將聚焦在x-軸多邊形鏡430上的單一超級(jí)象素光點(diǎn)傳送到y(tǒng)-軸自旋多邊形鏡432，掃描光學(xué)器件428還包括反射鏡431。由于有兩個(gè)正交軸，超級(jí)象素412的光束會(huì)掃過(guò)如圖2A和2B所示的矩形的一部分。從這一點(diǎn)來(lái)看，如果超級(jí)象素412中的單一光束是被激活的，而超級(jí)象素412中的其余光束都是未被激活的，則用虛線13表示的一條單線軌跡就會(huì)隨著掃描跨過(guò)該矩形而掃出一條斜線。這是本發(fā)明的一個(gè)重要特征，因?yàn)槌?jí)象素412內(nèi)的每一條光束必須重寫(xiě)整個(gè)觀看屏幕S。這樣，如果多個(gè)光源422內(nèi)的單個(gè)發(fā)光二極管耗盡，則只會(huì)造成該顏色在屏幕上觀看到的強(qiáng)度總體上下降。為了確保單一光束能覆蓋觀看屏幕S上的每一個(gè)象素位置，多邊形鏡430和432的相對(duì)角速度必須按非整數(shù)值來(lái)調(diào)節(jié)。
為了控制水平掃描器430和垂直掃描器432的旋轉(zhuǎn)速度，掃描儀430和432各自包括產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)速度信號(hào)的編碼器裝置，將該信號(hào)通過(guò)包括水平掃描控制線438和垂直掃描控制線448的兩路控制線耦合到投影儀控制器436。投影儀控制器436讀出各自一個(gè)多邊形鏡430和432產(chǎn)生的編碼器信號(hào)以確定其旋轉(zhuǎn)速度，并提供反饋信號(hào)來(lái)維持旋轉(zhuǎn)速度，提高或降低以獲得理想的掃描圖形。這是本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的一個(gè)重要特征，因?yàn)橥队皟x控制器436通過(guò)控制各自反射鏡430和432的旋轉(zhuǎn)速度使上述隔行的掃描圖形來(lái)隱藏否則會(huì)導(dǎo)致投射圖像變壞的、被耗盡的、被錯(cuò)誤導(dǎo)向的或臨界工作的那些發(fā)光源的影響。在本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例中應(yīng)該注意到，各自反射鏡430和432的自旋速度不是彼此的整數(shù)倍，并且與整數(shù)倍的差影響隔行掃描。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員從上文中應(yīng)該能夠理解，通過(guò)控制多邊形鏡430和432的自旋速度就能控制超級(jí)象素412在第一軸線上跨過(guò)屏幕S而移動(dòng)，然后是在第二軸線上跨過(guò)屏幕S而移動(dòng)，使該超級(jí)象素412按照隨機(jī)方式在觀看屏S上跨過(guò)每一個(gè)可尋址的位置反復(fù)被掃描，正如圖2A和2B中所示。圖2A和2B表示超級(jí)象素12如何按這種方式移動(dòng)，致使由上述多個(gè)發(fā)光源422中獨(dú)立之一產(chǎn)生的光的單光點(diǎn)重寫(xiě)觀看屏S的整個(gè)二維平面，以產(chǎn)生這樣的圖像，能夠隱藏因上述多個(gè)發(fā)光源中獨(dú)立的幾個(gè)被耗盡而造成的誤差。這種掃描動(dòng)作還能形成隔行和交錯(cuò)的掃描圖形，進(jìn)一步隱蔽那些否則會(huì)導(dǎo)致放映圖像變壞的被耗盡、錯(cuò)誤導(dǎo)向或是處于臨界狀態(tài)工作的發(fā)光源的影響。
為了正確尋址觀看屏S上的各個(gè)象素位置，投影儀控制器436必須相對(duì)于水平掃描器430和垂直掃描器432的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)控制二極管陣列422中每一個(gè)發(fā)光二極管的導(dǎo)通時(shí)間值和關(guān)斷時(shí)間值。各種誤差會(huì)影響象素的相對(duì)位置，特別是由各個(gè)二極管元件產(chǎn)生的光點(diǎn)的相對(duì)對(duì)準(zhǔn)。為了看管這些誤差，要采用總體上用440表示的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)給定光點(diǎn)的定時(shí)來(lái)執(zhí)行對(duì)準(zhǔn)。對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)440包括被耦合到工廠對(duì)準(zhǔn)電子設(shè)備444的電荷耦合器件442。為了同步投影儀410和對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)444，對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)440包括被耦合到投影儀控制器436及其連帶時(shí)鐘456上的時(shí)鐘446。從這一點(diǎn)來(lái)看，要采用一種這里無(wú)需詳細(xì)描述的標(biāo)準(zhǔn)同步程序使這兩個(gè)時(shí)鐘446和456同步。顯而易見(jiàn)，投影儀時(shí)鐘456是主時(shí)鐘，而對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)時(shí)鐘446是從屬時(shí)鐘。
為了校正所述的各種誤差，投影儀控制器436包括提供由多個(gè)光源422中任何獨(dú)立的一個(gè)產(chǎn)生的光束應(yīng)該何時(shí)到達(dá)觀看屏S上任何一個(gè)可尋址的象素位置的指示的固件。然而，由于觀看屏S在光束照射屏S時(shí)不能產(chǎn)生信號(hào)，所以設(shè)置電荷耦合器件442在光束照射屏S時(shí)檢測(cè)該光束。從這一點(diǎn)來(lái)看，當(dāng)電荷耦合器件442檢測(cè)到由投影光學(xué)器件434提供的光點(diǎn)時(shí)，電荷耦合器件442就產(chǎn)生光束檢測(cè)信號(hào)。光束檢測(cè)信號(hào)被耦合到對(duì)準(zhǔn)電子設(shè)備444，444本身又以檢測(cè)代碼的形式存儲(chǔ)該檢測(cè)信號(hào)，檢測(cè)代碼包括指示那些否則就可能被顯示在放映屏S上的象素地址位置的標(biāo)題代碼和指示該檢測(cè)信號(hào)被對(duì)準(zhǔn)電子設(shè)備440檢測(cè)到并且存儲(chǔ)起來(lái)的時(shí)間的時(shí)間代碼。象素地址位置是x和y坐標(biāo)值的形式，這些坐標(biāo)值限定了每一個(gè)象素在屏S上的位置。
響應(yīng)于存儲(chǔ)檢測(cè)代碼的對(duì)準(zhǔn)電子設(shè)備440，投影儀控制器436檢索該檢測(cè)代碼并將其與預(yù)先存儲(chǔ)的對(duì)準(zhǔn)代碼相比較，后者指示由投影儀410產(chǎn)生的光束應(yīng)該何時(shí)照亮屏S上的該可尋址的象素位置。從這一點(diǎn)來(lái)看，投影儀控制器的固件首先要檢查x-坐標(biāo)值然后是y-坐標(biāo)值是否對(duì)準(zhǔn)。在第一例中，如果在這兩個(gè)代碼之間、在x-坐標(biāo)值和時(shí)間值之間存在可比性，投影儀控制器的固件就進(jìn)一步檢查y-坐標(biāo)是否對(duì)準(zhǔn)。然而，如果x-坐標(biāo)值和時(shí)間值之間不存在適當(dāng)?shù)目杀刃裕队皟x控制器436就確定這兩個(gè)代碼之間的差，并且通過(guò)改變獨(dú)立幾個(gè)光源或LED的導(dǎo)通定時(shí)來(lái)調(diào)節(jié)x-掃描儀430。
投影儀控制器436然后(為同一預(yù)定的屏幕位置)檢索新的檢測(cè)代碼并且重復(fù)上述的x-坐標(biāo)對(duì)準(zhǔn)程序。反復(fù)執(zhí)行這一程序直至這兩個(gè)代碼相對(duì)于x-坐標(biāo)值和時(shí)間值達(dá)到可比性。
一旦達(dá)到精確的比較，投影儀控制器436中的固件就在這兩個(gè)代碼之間、在y-坐標(biāo)值和時(shí)間值之間進(jìn)行比較。如果投影儀固件確定存在可比性，投影儀控制器就為觀看屏S上的另一個(gè)預(yù)定的可尋址的象素位置產(chǎn)生另一條光束，然后重復(fù)上述對(duì)準(zhǔn)程序。然而，如果在y-坐標(biāo)值和時(shí)間值之間不存在可比性，投影儀控制器436就確定這兩個(gè)代碼之間的差，并且通過(guò)改變可獨(dú)立尋址的光源或LED的導(dǎo)通定時(shí)來(lái)調(diào)節(jié)y-掃描儀432。
投影儀控制器436為觀看屏幕S上的同一預(yù)定的象素地址位置產(chǎn)生另一條光束。然后(為同一預(yù)定的屏幕位置)檢索新的檢測(cè)代碼，并且重復(fù)上述的y-坐標(biāo)對(duì)準(zhǔn)程序。反復(fù)執(zhí)行這一程序直至這兩個(gè)代碼相對(duì)于y-坐標(biāo)值和時(shí)間值達(dá)到可比性。
一旦這兩個(gè)代碼之間達(dá)到完全可比性，投影儀控制器436就從另外的可獨(dú)立尋址的光源或LED產(chǎn)生另一條光束。然后重復(fù)上述程序直至在組成超級(jí)象素412的所有的可獨(dú)立尋址的光點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)了相對(duì)對(duì)準(zhǔn)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該能夠理解，對(duì)每一個(gè)地址象素位置可以投影紅、綠、藍(lán)每一種顏色的光束。還可以投影一條指示在所有三色光束被同時(shí)投影到屏S上時(shí)形成的白光的光束。優(yōu)選的對(duì)準(zhǔn)方法是在校正錯(cuò)位時(shí)投影一條指示白光的光束，而在校正被耗盡的那些光源時(shí)投影指示獨(dú)立的紅、綠、藍(lán)色的光束。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)該能夠理解投影儀10也可以采用這種工廠對(duì)準(zhǔn)程序。
本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例參見(jiàn)附圖特別是其中的圖5，圖中表示按照本發(fā)明第三實(shí)施例構(gòu)成的投影儀510。以下要詳細(xì)描述的這種投影儀510產(chǎn)生如圖6所示一般用512表示的、形狀不規(guī)則的超級(jí)象素，以便在觀看面或屏S上產(chǎn)生光點(diǎn)。超級(jí)象素512按照隔行和交錯(cuò)的掃描圖形在觀看屏S上跨過(guò)每一個(gè)可尋址的位置而被反復(fù)掃描，從而隱蔽那些否則會(huì)導(dǎo)致變壞的放映圖像的被耗盡、錯(cuò)誤導(dǎo)向或是臨界工作的發(fā)光源的影響。
具體參照?qǐng)D5來(lái)描述投影儀510，投影儀510主要包括投影光學(xué)器件534，它響應(yīng)能夠水平掃描和垂直掃描并在下文中要具體描述的掃描光學(xué)器件528將超級(jí)象素512投射或投影到觀看屏S上。投影光學(xué)器件534和掃描光學(xué)器件528都是由以圖像或投影儀控制器536形式的控制電子設(shè)備來(lái)控制的。為了產(chǎn)生超級(jí)象素512，投影儀510進(jìn)一步包括光引擎或是光信號(hào)發(fā)生器520，以及光束光學(xué)器件523。為了將指示超級(jí)象素的光束會(huì)聚到掃描光學(xué)器件528上，光束光學(xué)器件523包括由投影儀控制器536控制的會(huì)聚透鏡525。
光信號(hào)發(fā)生器520與光信號(hào)發(fā)生器20大致相同，唯一區(qū)別是它包括按不規(guī)則形狀陣列布置的多個(gè)光源522，以便于產(chǎn)生超級(jí)象素512。由于光信號(hào)發(fā)生器520與光信號(hào)發(fā)生器20基本上相同，以下不再詳細(xì)描述光信號(hào)發(fā)生器520。
如圖5所示，由多個(gè)光源522產(chǎn)生的準(zhǔn)直光束524被光束形成光學(xué)器件523截取而產(chǎn)生單點(diǎn)超級(jí)象素512。在投影儀控制器536的控制下工作的單個(gè)會(huì)聚透鏡525將單點(diǎn)超級(jí)象素512聚焦在掃描光學(xué)器件528上。光束形成光學(xué)器件523在投影儀控制器536的控制下使用多個(gè)發(fā)光源522產(chǎn)生的多條光束524聚焦成掃描光學(xué)器件528上的超級(jí)象素光點(diǎn)。
具體參照?qǐng)D5來(lái)解釋掃描光學(xué)器件528，掃描光學(xué)器件528在投影儀控制器536的控制下使超級(jí)象素光點(diǎn)重寫(xiě)觀看面S的整個(gè)二維平面，它包括水平掃描器530和垂直掃描器532。水平掃描器530是x-軸多邊形或多面反射鏡，安裝它是為了在投影儀控制器的控制下進(jìn)行可控的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。垂直掃描器532是y-軸多邊形或多面反射鏡532，安裝它也是為了在投影儀控制器536的控制下進(jìn)行可控的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
x-軸多邊形鏡530垂直于y-軸多邊形鏡532安裝。為了將聚焦在x-軸多邊形鏡530上的單一超級(jí)象素光點(diǎn)傳送到y(tǒng)-軸自旋多邊形鏡532上，掃描光學(xué)器件528還包括反射鏡531。由于有兩個(gè)正交軸，超級(jí)象素512的光束會(huì)掃過(guò)如圖2A和2B所示的矩形的一部分。從這一點(diǎn)來(lái)看，如果超級(jí)象素512中的單一光束是被激活的，而超級(jí)象素512中的其余光束都是未被激活的，則用虛線13表示的一條單線軌跡就會(huì)隨著掃描跨過(guò)該矩形而掃出一條斜線。這是本發(fā)明的一個(gè)重要特征，因?yàn)槌?jí)象素512內(nèi)的每一條光束必須重寫(xiě)整個(gè)觀看屏S。這樣，如果多個(gè)光源522內(nèi)的單個(gè)發(fā)光二極管耗盡，則只會(huì)造成該顏色在屏幕上觀看到的強(qiáng)度總體上下降。為了確保單一光束能覆蓋觀看屏S上的每一個(gè)象素位置，多邊形鏡530和532的相對(duì)角速度必須按非整數(shù)值來(lái)調(diào)節(jié)。
為了控制水平掃描器530和垂直掃描器532的旋轉(zhuǎn)速度，掃描儀530和532各自包括產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)速度信號(hào)的編碼器，將該信號(hào)通過(guò)包括水平掃描控制線538和垂直掃描控制線540的兩路控制線耦合到投影儀控制器536。投影儀控制器536讀出各自一個(gè)多邊形鏡530和532產(chǎn)生的編碼器信號(hào)以確定其旋轉(zhuǎn)速度，并提供反饋信號(hào)來(lái)維持旋轉(zhuǎn)速度，提高或降低以獲得理想的掃描圖形。這是本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施例的一個(gè)重要特征，因?yàn)橥队皟x控制器536通過(guò)控制各自反射鏡530和532的自旋速度使上述隔行的掃描圖形來(lái)隱蔽否則會(huì)導(dǎo)致變壞的放映圖像的耗盡、出錯(cuò)或是臨界工作的發(fā)光源的影響。在本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例中應(yīng)該注意到，單個(gè)鏡530和532的自旋速度不是彼此的整數(shù)倍，并且與整數(shù)倍的差影響隔行掃描。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員從上文中應(yīng)該能夠理解，控制多邊形鏡530和532的自旋速度就能控制超級(jí)象素512在第一軸線上跨過(guò)屏S而移動(dòng)，然后是在第二軸線上跨過(guò)屏S而移動(dòng)，使該超級(jí)象素512按照隨機(jī)方式在觀看屏S上跨過(guò)每一個(gè)可尋址的位置反復(fù)被掃描，正如圖2A和2B中所示。圖2A和2B表示超級(jí)象素512如何按這種方式移動(dòng)，致使由上述多個(gè)發(fā)光源522中獨(dú)立之一產(chǎn)生的光的單光點(diǎn)重寫(xiě)觀看屏S的整個(gè)二維平面，以產(chǎn)生這樣的圖像，能夠隱蔽因上述多個(gè)發(fā)光源中獨(dú)立的幾個(gè)被耗盡而造成的誤差。這種掃描動(dòng)作還能形成隔行和交錯(cuò)的掃描圖形，進(jìn)一步隱蔽那些否則會(huì)導(dǎo)致變壞的放映圖像的被耗盡、錯(cuò)誤導(dǎo)向或是臨界工作的發(fā)光源的影響。
為了正確尋址觀看屏S上的各個(gè)象素位置，投影儀控制器536必須相對(duì)于水平掃描器530和垂直掃描器532的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)控制二極管陣列522中每一個(gè)發(fā)光二極管的導(dǎo)通時(shí)間值和關(guān)斷時(shí)間值。各種誤差會(huì)影響象素的相對(duì)位置，特別是由各個(gè)二極管元件產(chǎn)生的光點(diǎn)的相對(duì)對(duì)準(zhǔn)。為了看管這些誤差，要使用作為投影儀控制器536組成部分的一個(gè)電荷耦合器件542和對(duì)準(zhǔn)電子設(shè)備544通過(guò)調(diào)節(jié)給定光點(diǎn)的定時(shí)來(lái)執(zhí)行對(duì)準(zhǔn)。
為了校正所述的各種誤差，對(duì)準(zhǔn)電子設(shè)備544提供何時(shí)由多個(gè)光源522中任何獨(dú)立的一個(gè)產(chǎn)生的光束應(yīng)該到達(dá)觀看屏S上任何一個(gè)可尋址的象素位置的指示。然而，由于觀看屏S在光束照射屏S時(shí)不能產(chǎn)生信號(hào)，所以設(shè)置電荷耦合器件542在光束照射屏S時(shí)檢測(cè)該光束。從這一點(diǎn)來(lái)看，當(dāng)電荷耦合器件542在屏S上預(yù)定的可尋址的象素位置之一上檢測(cè)到屏S上的一個(gè)光點(diǎn)時(shí)，電荷耦合器件542就產(chǎn)生光束檢測(cè)信號(hào)。光束檢測(cè)信號(hào)被耦合到對(duì)準(zhǔn)電子設(shè)備544，544本身又以檢測(cè)代碼的形式存儲(chǔ)該檢測(cè)信號(hào)，檢測(cè)代碼包括指示在屏S上被光束照射的象素地址位置的標(biāo)題代碼和指示該檢測(cè)信號(hào)被對(duì)準(zhǔn)電子設(shè)備檢測(cè)到并且存儲(chǔ)起來(lái)的時(shí)間的時(shí)間代碼。象素地址位置是x和y坐標(biāo)值的形式，這些坐標(biāo)值限定了每一個(gè)象素在屏S上的位置。
響應(yīng)于存儲(chǔ)檢測(cè)代碼的對(duì)準(zhǔn)電子設(shè)備544，投影儀控制器536檢索該檢測(cè)代碼并將其與預(yù)先存儲(chǔ)的對(duì)準(zhǔn)代碼相比較，后者指示何時(shí)由投影儀510產(chǎn)生的光束應(yīng)該已經(jīng)照亮屏S上的該可尋址的象素位置。從這一點(diǎn)來(lái)看，投影儀控制器的固件首先要檢查x-坐標(biāo)值然后是y-坐標(biāo)值是否對(duì)準(zhǔn)。在第一例中，如果在這兩個(gè)代碼之間、在x-坐標(biāo)值和時(shí)間值之間存在可比性，投影儀控制器的固件就進(jìn)一步檢查y-坐標(biāo)是否對(duì)準(zhǔn)。然而，如果x-坐標(biāo)值和時(shí)間值之間不存在適當(dāng)?shù)目杀刃?，投影儀控制器536就確定這兩個(gè)代碼之間的差，并且通過(guò)提高或降低其旋轉(zhuǎn)速度、或者通過(guò)改變各個(gè)獨(dú)立的光源或LED導(dǎo)通或關(guān)斷的定時(shí)來(lái)調(diào)節(jié)x-掃描儀530。
投影儀控制器536然后(為同一預(yù)定的屏幕位置)檢索新的檢測(cè)代碼并且重復(fù)上述的x-坐標(biāo)對(duì)準(zhǔn)程序。反復(fù)執(zhí)行這一程序直至這兩個(gè)代碼相對(duì)于x-坐標(biāo)值和時(shí)間值達(dá)到可比性。
一旦達(dá)到精確的比較，投影儀控制器536中的固件就在這兩個(gè)代碼之間、在y-坐標(biāo)值和時(shí)間值之間進(jìn)行比較。如果投影儀固件確定存在可比性，投影儀控制器就為觀看屏S上的另一個(gè)預(yù)定的可尋址的象素位置產(chǎn)生另一條光束，然后重復(fù)上述對(duì)準(zhǔn)程序。然而，如果在y-坐標(biāo)值和時(shí)間值之間不存在可比性，投影儀控制器536就確定這兩個(gè)代碼之間的差，并且通過(guò)改變何時(shí)使那些獨(dú)立的光源導(dǎo)通和關(guān)斷來(lái)調(diào)節(jié)y-掃描儀532。
投影儀控制器536為觀看屏S上的同一預(yù)定的象素地址位置產(chǎn)生另一條光束。然后，投影儀控制器536(為同一預(yù)定的屏幕位置)檢索新的檢測(cè)代碼，并且重復(fù)上述的y-坐標(biāo)對(duì)準(zhǔn)程序。反復(fù)執(zhí)行這一程序直至這兩個(gè)代碼相對(duì)于y-坐標(biāo)值和時(shí)間值達(dá)到可比性。
一旦這兩個(gè)代碼之間達(dá)到完全可比性，投影儀控制器536就為新的可尋址的光源產(chǎn)生另一條光束。然后重復(fù)上述程序直至每一個(gè)可尋址的光源相對(duì)于其余可獨(dú)立尋址的那些光源被對(duì)準(zhǔn)為止。
盡管本發(fā)明是參照上述優(yōu)選實(shí)施例來(lái)描述的，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)理解在后面權(quán)利要求書(shū)限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)還能做出許多變更。例如描述了兩種對(duì)準(zhǔn)方法，一種是采用外部的工廠對(duì)準(zhǔn)硬件，一種采用內(nèi)部對(duì)準(zhǔn)裝置。從這一點(diǎn)來(lái)看，本發(fā)明的范圍和精神肯定也適用于其它對(duì)準(zhǔn)裝置。從這一點(diǎn)來(lái)看，光束定位電子設(shè)備536能夠有選擇地使由光源520產(chǎn)生的多條光束中個(gè)別激活，并且指向觀看屏S上的每一個(gè)可尋址的象素位置或子象素(象素之間的位置)?？刂齐娮釉O(shè)備536內(nèi)部的計(jì)算電子設(shè)備響應(yīng)光束定位電子設(shè)備并且響應(yīng)控制電荷耦合器件542來(lái)產(chǎn)生對(duì)準(zhǔn)信息。對(duì)準(zhǔn)信息本身又被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)電子設(shè)備552中。然后，可以為指向屏S上可尋址的象素位置的選定的一些單獨(dú)的發(fā)光源522提取對(duì)準(zhǔn)信息，以便在指向可尋址的象素位置中特定之一的、多條光束中所選定的一個(gè)獨(dú)立的光束與指向可尋址的象素位置中同一的特定之一的、多條光束中其它所選定的一些獨(dú)光束之間執(zhí)行相對(duì)對(duì)準(zhǔn)調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)。因此，上述實(shí)施例只是一些例子，沒(méi)有一個(gè)單一特征、程序或元件對(duì)本申請(qǐng)和后續(xù)申請(qǐng)所要求保護(hù)的所有可能的組合來(lái)說(shuō)是必不可少的。本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)還應(yīng)該被理解為包括了所述元件的新的和非顯而易見(jiàn)的組合，本申請(qǐng)和后續(xù)申請(qǐng)要求保護(hù)這些元件的任何非顯而易見(jiàn)的組合。在權(quán)利要求中提到“一個(gè)”或“另一個(gè)”元件或是其等效物時(shí)，這樣的權(quán)利要求應(yīng)該被理解為包括一或多個(gè)這種元件的結(jié)合，而不是特指兩個(gè)或兩個(gè)以上這種元件。
權(quán)利要求
1.一種投影儀(10)，用于將圖像投射到由M×N個(gè)可獨(dú)立尋址的象素位置的矩陣陣列所限定的觀看面(S)上，所述投影儀包括光引擎(20)，它具有多個(gè)發(fā)光源(22)并被耦合到用于幫助產(chǎn)生多條光束(24)中的一些獨(dú)立光束的一個(gè)超級(jí)象素(12)的光束光學(xué)器件(25)上；以及掃描裝置(28，34，36)，用于使上述多條光束(24)形成一個(gè)超級(jí)象素光點(diǎn)，該超級(jí)象素光點(diǎn)重寫(xiě)觀看面(S)上每一個(gè)可獨(dú)立尋址的獨(dú)立的象素位置，以使得上述多個(gè)發(fā)光源中被耗盡的一些獨(dú)立的發(fā)光源變得模糊或被隱藏。
2.按照權(quán)利要求1的投影儀，其特征是上述掃描裝置(28，34，36)包括掃描光學(xué)器件(28)，用來(lái)便于水平掃描和垂直掃描觀看面(S)上的上述超級(jí)象素(12)；投影儀光學(xué)器件(34)，用于響應(yīng)上述掃描光學(xué)器件(28)將上述超級(jí)象素(12)投影到觀看面(S)上，投影儀控制器(36)，用于控制所述光引擎、所述光束光學(xué)器件(25)、所述掃描光學(xué)器件(28)和所述投影儀光學(xué)器件(34)。
3.按照權(quán)利要求1的投影儀，其特征是上述多條光束(24)中的每個(gè)獨(dú)立的光束是準(zhǔn)直光束。
4.按照權(quán)利要求1的投影儀，其特征是上述多條光束(24)聯(lián)合工作以幫助形成在觀看面上顯示的圖像。
5.按照權(quán)利要求1的投影儀，其特征是上述多個(gè)發(fā)光源(22)是多個(gè)發(fā)光二極管。
6.按照權(quán)利要求5的投影儀，其特征是上述多個(gè)發(fā)光二極管按m×n矩陣陣列布置。
7.按照權(quán)利要求6的投影儀，其特征是上述m×n矩陣是一個(gè)6×6矩陣陣列。
8.按照權(quán)利要求6的投影儀，其特征是上述m×n矩陣是一個(gè)1×3矩陣陣列。
9.按照權(quán)利要求5的投影儀，其特征是上述多個(gè)發(fā)光二極管被用來(lái)形成一個(gè)總體上為圓形的超級(jí)象素。
10.按照權(quán)利要求1的投影儀，其特征是上述多個(gè)發(fā)光二極管被用來(lái)便于形成具有重疊、覆蓋的不規(guī)則間隔的光點(diǎn)的超級(jí)象素。
11.按照權(quán)利要求1的投影儀，其特征是上述多個(gè)發(fā)光源(22)是多個(gè)激光二極管。
12.按照權(quán)利要求1的投影儀，其特征是上述多個(gè)發(fā)光源(22)是多個(gè)高亮度發(fā)光器件。
13.按照權(quán)利要求1的投影儀，其特征是上述超級(jí)象素(12)是單點(diǎn)超級(jí)象素。
14.按照權(quán)利要求13的投影儀，其特征是上述光束光學(xué)器件(25)接收上述多條光束來(lái)產(chǎn)生上述單點(diǎn)超級(jí)象素。
15.按照權(quán)利要求14的投影儀，其特征是上述光束光學(xué)器件(25)包括會(huì)聚透鏡(26)和準(zhǔn)直透鏡(27)。
16.按照權(quán)利要求14的投影儀，其特征是上述單點(diǎn)超級(jí)象素按照隔行和交錯(cuò)的掃描模式在觀看面(S)上跨過(guò)每一個(gè)可尋址的位置而被反復(fù)掃描，以便反復(fù)重寫(xiě)該二維觀看面平面，以便基本上隱藏那些否則就會(huì)導(dǎo)致投射圖像變壞的被耗盡、錯(cuò)誤導(dǎo)向或處于臨界狀態(tài)工作的發(fā)光源的影響。
17.按照權(quán)利要求2的投影儀，其特征是上述掃描光學(xué)器件(28)包括水平掃描器(30)和垂直掃描器(32)，以便有助于使超級(jí)象素(12)重寫(xiě)觀看面(S)的整個(gè)二維平面。
18.按照權(quán)利要求17的投影儀，其特征是上述水平掃描器(30)是一個(gè)被安裝成用于在上述投影儀控制器(36)的控制下進(jìn)行可控旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的x-軸多邊形鏡。
19.按照權(quán)利要求18的投影儀，其特征是上述垂直掃描器(32)是一個(gè)被安裝成用于在上述投影儀控制器(36)的控制下進(jìn)行可控旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的y-軸多邊形鏡。
20.按照權(quán)利要求19的投影儀，其特征是上述x-軸多邊形鏡和上述y-軸多邊形鏡是彼此垂直安裝的。
21.按照權(quán)利要求20的投影儀，其特征是上述掃描裝置進(jìn)一步包括插在上述x-軸多邊形鏡和上述y-軸多邊形鏡之間的反射鏡(31)，它使在x-軸多邊形鏡和y-軸多邊形鏡之一上形成的上述超級(jí)象素傳送到x-軸多邊形鏡和y-軸多邊形鏡中的另一個(gè)上。
22.按照權(quán)利要求21的投影儀，其特征是上述投影儀控制器(36)使得x-軸多邊形鏡和y-軸多邊形鏡的相對(duì)角速度被調(diào)節(jié)到非整數(shù)值。
23.按照權(quán)利要求22的投影儀，其特征是上述水平掃描器(30)和上述垂直掃描器(32)的每一個(gè)包括一個(gè)編碼器裝置，它產(chǎn)生用于指示x-軸多邊形鏡和y-軸多邊形鏡各自的轉(zhuǎn)速的信號(hào)。
24.按照權(quán)利要求23的投影儀，其特征是上述投影儀控制器(36)使超級(jí)象素(12)在第一軸線上跨過(guò)觀看面(S)而移動(dòng)，然后是在第二軸上跨過(guò)觀看面(S)而移動(dòng)，以使超級(jí)像素(12)按隨機(jī)方式在觀看面(S)上跨過(guò)每一個(gè)可尋址的位置而被反復(fù)掃描。
25.按照權(quán)利要求24的投影儀，其特征是x-軸位移速度顯著大于x-軸位移速度。
26.一種投影儀(410)，用于將圖像投射到由M×N個(gè)可獨(dú)立尋址的象素位置的一個(gè)矩陣陣列所限定的觀看面(S)上，所述投影儀包括多個(gè)發(fā)光源(422)，其中每一個(gè)發(fā)光源在觀看面(S)上產(chǎn)生照明光點(diǎn)；以及光點(diǎn)掃描裝置(428，434，436)，它促使每一個(gè)光點(diǎn)跨過(guò)觀看面(S)進(jìn)行掃描，掃描裝置(428，434，436)可以使得由不同發(fā)光源產(chǎn)生的光點(diǎn)重疊，以便利于隱藏由降低了強(qiáng)度的發(fā)光源所引起的誤差。
27.一種投影儀(410)，用于將圖像投射到由M×N個(gè)可獨(dú)立尋址的象素位置的一個(gè)矩陣陣列所限定的觀看面(S)上，所述投影儀包括光引擎(420)，它具有多個(gè)發(fā)光源(422)并被耦合到用于幫助產(chǎn)生多條光束(424)中的一些獨(dú)立的超級(jí)象素(412)的光束光學(xué)器件(425)上；包括投影儀控制電子設(shè)備(436)的掃描裝置(428，434)，用來(lái)使上述多條光束(424)形成超級(jí)象素光點(diǎn)，該超級(jí)象素光點(diǎn)重寫(xiě)觀看面(S)上的每一個(gè)可獨(dú)立尋址的象素位置，以便使得上述多個(gè)發(fā)光源中被耗盡的一些獨(dú)立的發(fā)光源變得模糊或被隱藏；以及對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)(440)，用來(lái)調(diào)節(jié)在上述觀看面(S)上的給定的被照明光點(diǎn)的定時(shí)。
全文摘要
一種采用發(fā)光源線性陣列的投影儀，以聚焦在掃描光學(xué)器件的多條光束的形式構(gòu)成超級(jí)象素，這些掃描光學(xué)器件使得光束在用來(lái)沿著第一軸限定圖像線的第一軸上以及在第二軸上跨過(guò)觀看面而移動(dòng)，以使超級(jí)象素去重寫(xiě)觀看面上的每一個(gè)可尋址的光點(diǎn)，由此產(chǎn)生隔行和交錯(cuò)的掃描圖形，這些掃描模式隱藏否則會(huì)使放映的圖像變壞的被耗盡、錯(cuò)誤導(dǎo)向或處于臨界狀態(tài)工作的發(fā)光源的影響。包括響應(yīng)電荷耦合器件的對(duì)準(zhǔn)電子設(shè)備的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，用來(lái)調(diào)節(jié)這些掃描光學(xué)器件，以允許精確對(duì)準(zhǔn)一些獨(dú)立的發(fā)光源，并且檢測(cè)出發(fā)光源中被耗盡的獨(dú)立的一些光源。
文檔編號(hào)H04N9/31GK1549045SQ200310114748
公開(kāi)日2004年11月24日 申請(qǐng)日期2003年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月3日
發(fā)明者W·D·奇爾德斯, W D 奇爾德斯 申請(qǐng)人:惠普開(kāi)發(fā)有限公司