CN1628468A - 彩色投影系统和校正该系统图像信号的扰动的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种校正在彩色投影系统的图像信号中的扰动的方法，所述彩色投影系统配有一个包括排列于m×n行的矩阵内的大量像素的光调制板的。光调制板由一个投影透镜投影到屏幕上，而且被两种或更多种颜色的弯曲光斑同时照射。这些光斑横扫过光调制板，像素逐行得到驱动，以投射图像信号。本发明还涉及一种彩色投影系统，这种彩色投影系统包括一个光源、一个包括一些透镜和反光镜的光学系统、一个将光源发射的光束分成颜色不同的几个光束的装置、一个配置有排列在一个m行×n列的矩阵内的大量像素的光调制板、一个投影透镜和一个逐行驱动像素以投射信息的驱动装置。
Description
本发明涉及一种校正彩色投影系统的图像信号中的扰动的方法，其中一个包括排列在一个m×n行的矩阵内的大量像素的光调制板由一个投影透镜投影，光调制板用两种或更多种颜色的弯曲的光斑同时照射，这些光斑横扫过光调制板并且像素被逐行驱动来投射图像信号。
本发明还涉及一种执行如上所述的方法的彩色投影系统，这种彩色投影系统包括：至少一个光源；至少一个由一些安排在光源前的透镜和反光镜构成的系统；至少安排在光源与该系统之间的具有颜色不同的多个彩条用来将光源发射的光信号分成颜色不同的多个光束的装置；至少一个包括排列在一个m行×n列的矩阵内的大量像素的光调制板；一个投影透镜；以及一个逐行驱动这些元素来投射信息的驱动装置。
这样的一种彩色投影系统例如可从已公开的本申请人(内部参考文献600351)的专利申请WO 0065845中看到，其中分裂光束的装置由一个配有多个成螺旋形的彩条的可旋转的色盘形成，用来将光源发射的光束分成颜色不同的一些光束，彩条的颜色可以是红色、蓝色和绿色。由于这个滤色器旋转较快，在光调制板的每个部分上产生需投影的图像信号的红、蓝、绿部分，通过投影透镜投射到投影屏上。由于是一个接一个地快速地投射图像信号的三个不同的基色，所以人眼可以观察一幅完全的彩色图像。
与光束通过一些滤色镜中的一个滤色镜元件入射从而用单色光照射整个光调制板的标准色盘相反，具有成螺旋形的彩条的色盘同时将光束分成颜色不同的一些光斑，这些光斑同时在光调制板上成像。
然而，螺旋形彩条具有一个缺点，在光调制板上成像的光条不是直的而是具有一个弯曲的形状。由于弯曲的条以弯曲的形状在光调制板上成像，因此光调制板在各颜色部分之间需用黑色的带驱动。一种减小色条的弯曲的解决方案是增大色盘，使得色条较接近直带形状。然而，增大色盘的尺寸受到希望的对于投影系统的内装空间的限制。
本发明的一个目的是消除上述缺点，按照本发明设计的方法的特征是在光调制板内校正彩色光束的弯曲。由于色盘的成螺旋形的彩条造成的弯曲是在彩色投影系统的成像部分(光调制板)校正的，而不是在照明侧校正的，因此照明侧的组件特别是色盘可以具有更小的形状，从而可以得到相当多内装空间。这还使生产成本有所降低。
在按照本发明设计的方法的一个实施例中，光调制板的像素以曲线驱动。
按照本发明，这种光调制板的特征是配置了一个校正装置，用来校正颜色不同的光束中的弯曲。
在一个具体实施例中，校正装置可以形成为光调制板像素驱动装置的一部分，其中更具体地是驱动装置以曲线驱动矩阵内的像素。
按照本发明设计的彩色投影系统的另一个证明是非常有效的实施例的特征是校正装置形成为像素矩阵的一部分，具体地说，在矩阵内像素的行采用弯曲配置。
将光源发射的光信号分成颜色不同的多个光束的装置可以包括一个滤色镜，这个滤色镜可绕一个轴旋转，而且包括颜色不同的多个螺旋形彩条。
结合下述实施例的说明中可以清楚地看到或阐明本发明的这些及其他一些情况。
在这些附图中：
图1示出了用具有一些直彩条的色盘得到的在需投射的图像信号中的色带的形状；
图2示出了用已知的配有螺旋形彩条的色盘得到的在需投射的图像信号中的色带的形状；
图3示出了用相对更大的具有螺旋形彩条的色盘得到需投射的图像信号中的色带形状；
图4示出了按照本发明设计的彩色投影系统的一个实施例；以及
图5为图4所示的彩色投影系统的光调制板的正视图，示出了按照本发明设计的方法。
图4示出了一个适合执行按照本发明设计的方法的彩色投影系统。彩色投影系统1包括：光源2，可旋转色盘3，由一些透镜、反光镜和一个偏振相关分光镜5组成的系统4，电光式光调制板10，至少配置在光调制板10前的投影透镜6，以及投影屏7。
色盘3呈扁圆形，可以由适当的驱动装置使它绕轴8旋转。如图4中放大部分A-A所示，色盘3具有多个彩条3a-3c，在这个实施例中是对于基色红、绿、蓝的三个彩条。光源2发出的光束9入射到在旋转的色盘3上，光束被分成颜色与螺旋形彩条3a-3c的颜色相应的单独的螺旋形色带。这些色带9在入射到光调制板10上之前通过由一些相继的透镜、反光镜和偏振相关分光镜5组成的系统4。
色盘3产生的彩色图案在通过反光镜和透镜的系统并且通过PBS 5后在光调制板10上成像。在光调制板10上成像的光斑呈现为弯曲的条，每个条充满了所要求的红、绿、蓝色的光。同时，在光调制板10上产生一个包括需投影的图像信号的部分的图像，所述的各个部分与各颜色有关。在光调制板10上产生的图像信号然后通过投影透镜6在投影屏7上成像。
由于色盘3的旋转，将红、绿、蓝光带扫过光调制板10，因此适应在光调制板10上产生的图像信号。由于色盘3的快速旋转和同时适应在光调制板10上与之同步产生的图像信号，因此可以较为快速地相继投射整个图像的红、绿、蓝部分。如果速度足够高，观察者就不再会观察到不同颜色的闪现，而是看到一幅没有振动和闪烁的彩色图像。
除了三个基色之外，色盘还可以具有一个白色的螺旋形彩条。
在色盘3的一个长时间为人所知的实施例中，交替的红、绿、蓝彩条3a-3c相互平行延伸。这种色盘用于这样一种投影系统，其中不是将色盘的图案直接在光调制板上成像，而是将色盘配置在投影系统内的一个使光调制板受到红、绿、蓝光相继闪现的照射位置上。在将这样的一个色盘用于一个红、绿、蓝三个基色必须同时入射到光调制板上的系统时，色盘的图案必须在光调制板上成像，使得每个基色的光分别入射到光调制板的一部分上。如果将色盘3的这种交替的红、绿、蓝彩条3a-3c相互平行延伸的已知实施例用于这个目的，结果是分出的各色光束是楔形的，如图1所示。
在色盘3的颜色不同的彩条以螺旋形配置在色盘内的已知实施例中，产生更为对称地形成的分出的彩色光束，然而具有弯曲的形状，如图2所示。由于用楔形的和弯曲的分出的光束使图像信号失真，而这个失真对最终的投影图像有着有害的影响，因此提出了一种解决方案，用相对增大色盘3来校正这个失真，使得分出的彩色光束具有“较直”的形状。图3示出了这种情况。然而，在这个实施例中增大色盘3在许多情况下是不希望的，因为它不能带来内装空间的减小。
本发明的一个目的是提供一种对当前彩色投影系统内图像信号中的失真的解决方案，这种解决方案不是立足于照明侧而是立足于成像侧。因此，这种彩色投影系统可以比较紧凑和经济，在图像产生侧使用标准的组件。
在一个m行×n列的像素矩阵构成的屏板中，图像信号逐行写入从而校正分出的彩色光束中的弯曲，该屏板以图像信号逐行写入的方式进行驱动，使得这些行具有一定的弯曲，以便补偿分出的彩色光束中的弯曲。
这种情况示于图5，m行×n列的像素矩阵具有正交系形式。与已知的驱动这样的像素矩阵相比，图像信号不是按照每个直线正交行写入矩阵的，而是以每个图像行写入一条跨越多个正交矩阵行的弯折线的方式驱动像素矩阵。这种情况示于图5，由标号11代表的图像行不是以跨越直线正交矩阵行的方式写入的，而是以由像素组成的曲线形状写入，其中像素以曲线形式排列在三个正交矩阵的行内，并且由顺序数字x-1、x和x+1表示。
类似，第一图像行12也以曲线形状写入，在可见的投影屏的第一矩阵行m+1内只有两个像素得到驱动。观察者无法看到位于矩阵行m+1之上的直线矩阵行中的像素。同样，需作为图像信号中的最后一个图像行写入的图像行13以纵跨三个直线矩阵行m＝z-1、m＝z、m＝z+1的曲线形状写入矩阵像素，其中图像行m＝z+1处在投影屏的可见图像平面之外。
这种驱动像素矩阵20的驱动装置因此不是像在现有技术中那样的正交型驱动器，而是将用于每个图像行的驱动器分配给分布在一条纵跨矩阵的一些不同行的曲线上的各个像素，作为对分出的彩色光束中的弯曲的补偿。
在另一个实施例中，图像行也以曲线形状写入，以校正分出的彩色光束中的弯曲，像素矩阵不是由正交系的行和列构成的，矩阵的每个行的像素在矩阵内本身就排成曲线形状。于是，每个行晶体管驱动矩阵中它所关联的行，但是由于矩阵的行在物理上就弯曲地排在矩阵内，因此每个图像行以曲线形状写入和投影到屏幕上。
Claims (8)
1.一种校正彩色投影系统的图像信号中的扰动的方法，其中包括排列在一个m×n行的矩阵内的大量像素的光调制板通过投影透镜进行投影，其中所述光调制板被两种或更多种颜色的弯曲光斑同时照射，这些光斑横扫过所述光调制板，像素逐行受到驱动以投射图像信号，所述方法的特征是彩色光束中的弯曲在所述光调制板内被校正。
2.一种如在权利要求1中所提出的方法，其特征是所述光调制板的像素是曲线形式驱动的。
3.一种用于执行如在以上权利要求中的任何一个权利要求中所提出的方法的彩色投影系统，所述彩色投影系统包括至少一个光源、至少一个包含安排在所述光源前的透镜和反光镜的系统、至少安排在所述光源和所述系统之间的具有颜色不同的多个彩条并且用于将所述光源发射的光信号分成颜色不同的多个光束的装置、至少一个包括排列在一个m行×n列的矩阵内的大量像素的光调制板、一个投影透镜和一个逐行驱动元素以投射信息的驱动装置，所述彩色投影系统的特征是配置有一个校正装置，用来校正不同颜色光束中的弯曲。
4.一种如在权利要求3中所提出的彩色投影系统，其特征是所述校正装置形成所述光调制板的像素驱动装置的一部分。
5.一种如在权利要求4中所述的彩色投影系统，其特征是所述驱动装置以曲线形式驱动所述矩阵内的像素。
6.一种如在权利要求3中所提出的彩色投影系统，其特征是所述校正装置形成所述像素矩阵的一部分。
7.一种如在权利要求6中所提出的彩色投影系统，其特征是像素行在所述矩阵内采用弯曲配置。
8.一种如在权利要求3至7中的任何一个权利要求中所提出的彩色投影系统，其特征是所述用于将光源发射的光信号分成颜色不同的多个光束的装置包括一个可绕一个轴旋转并且包含颜色不同的多个螺旋形彩条的滤色镜。
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