專利名稱：具有模式選擇單元的投影設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于投射圖像的投影設(shè)備，包括光源，電-光的光調(diào)制裝置和用于投射圖像的圖像投影裝置。本發(fā)明還涉及一種相應(yīng)的投影圖像的方法。
背景技術(shù)：
投影設(shè)備，特別是LCD投影設(shè)備，正越來越普遍地應(yīng)用于商業(yè)展示，特別是展示圖形和/或PC數(shù)據(jù)的情況。然而，由于昂貴的價格，對于家庭視頻應(yīng)用，這些投影設(shè)備的市場仍然發(fā)展緩慢。因此JP07084553提出了一種投影液晶顯示設(shè)備，即使在顯示視頻或PC圖像的情況下，也能夠針對每個圖像顯示獲得很好的對比度或亮度，并能夠獲得很好的顯示圖像質(zhì)量。在該設(shè)備中，通過模式選擇電路來控制位于投影透鏡前面的成像通道中孔徑的直徑。當顯示視頻數(shù)據(jù)時，減少孔徑的直徑，從而提高對比度，而在顯示PC圖像時擴大孔徑的直徑，從而提高亮度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是對投影設(shè)備提供另外一種解決方案，能夠應(yīng)用于至少兩種不同的模式并進行優(yōu)化，并且避免了控制成像通道中孔徑的需要。
根據(jù)本發(fā)明，該目的是通過權(quán)利要求1所定義的投影設(shè)備來實現(xiàn)的，其中，除了光源，電-光的光調(diào)制裝置和圖像投影裝置，還包括可切換模塊和模式選擇單元，該可切換模塊至少包括第一子模塊，該模式選擇單元用于控制所述模塊，使得在從所述光源到所述圖像投影裝置的光路中，所述第一子模塊為有效或無效，所述第一子模塊可用于提高中心亮度和光的白點。
與已知技術(shù)相反，該可切換模塊并不在該圖像投影裝置內(nèi)的成像通道中，也不在圖像投影裝置和屏幕之間，而是位于光路中，使得光在到達圖像投影裝置之前已經(jīng)被作用和優(yōu)化。這樣，根據(jù)將要轉(zhuǎn)換為投影圖像的數(shù)據(jù)類型(視頻，PC)，可以實現(xiàn)更好的優(yōu)化。對于視頻應(yīng)用優(yōu)化本發(fā)明所提供的第一子模塊，該視頻應(yīng)用要求適當?shù)陌c來獲得真色度，例如準確的膚色。并且，當屏幕的中心相對于四角具有更多的光時，可以提高對于視頻應(yīng)用的感知圖像質(zhì)量。若投影的是圖形或PC數(shù)據(jù)而不是視頻數(shù)據(jù)時，第一子模塊可以通過模式選擇單元被簡單地設(shè)為無效，例如，通過將第一子模塊移到光束之外來實現(xiàn)。從而本發(fā)明提供了便宜的，并且非常有效的投影設(shè)備的方案，能夠用于不同類型的應(yīng)用并進行優(yōu)化。
作為對比，由JP07084553得知的方案中光在圖像上的分布并未對兩種不同的應(yīng)用進行優(yōu)化。在該文件所述的投影設(shè)備中，在光線以對比度較淺的角度穿過LCD面板時，只能通過阻止光線射在屏幕上來提高投影圖像的對比度。這是通過減少光圈的尺寸來實現(xiàn)的，但這會導(dǎo)致光的損失，進而導(dǎo)致較低的亮度。
相反的，本發(fā)明并不關(guān)注對比度的優(yōu)化，而是注重光在圖像上的分布。在數(shù)據(jù)投影的情況下，需要非常均勻的光分布，即四角的亮度需要與中心亮度幾乎相同。對于這些圖像，白色并不是很重要。最佳圖像顯示可以通過這種應(yīng)用實現(xiàn)，即對于色彩產(chǎn)生具有良好色彩亮度和最小光損失的均勻照明。
在視頻投影的情況下，最好具有不同的光分布。對于這些應(yīng)用，中心亮度最大的圖像更適于人眼。根據(jù)本發(fā)明，這是通過使光在圖像上以另一種方式分布的另一個集成模塊實現(xiàn)的。與數(shù)據(jù)模式相比，該模式中從四角減少一部分光，并向中心增加一部分光。對于視頻，人眼對準確的色彩(特別是膚色)非常敏感。在本模式中這是通過用額外的濾色單元來平衡色彩通道并進一步平衡白點來實現(xiàn)的。
與JP07084553A中的方案相比，本方案的優(yōu)點是在兩種情況下都能實現(xiàn)最佳亮度。色彩平衡還有另外的優(yōu)點。若色彩平衡是通過改變施加到LCD面板上的電壓來實現(xiàn)的，則這種平衡將會影響圖像中的對比度。LCD投影系統(tǒng)由于面板的光泄漏具有有限的對比度，并且當改變施加到面板上的電壓用于準確的色彩平衡時這種光泄漏會保持不變，例如，若綠色通道需要消隱40％，則在投影圖像中會引入降低40％的對比度(最大亮度小了40％，全黑狀態(tài)保持不變)。在使用濾色器的情況下，全亮狀態(tài)和全黑狀態(tài)都會變淺，而對比度不變。
在從屬權(quán)利要求中定義了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。根據(jù)第一實施例，該模塊位于光源和光調(diào)制裝置之間。
根據(jù)另一優(yōu)選實施例，該第一子模塊包括集成模塊或透鏡單元，特別地，透鏡單元包括兩個透鏡，用于提高中心亮度和提供更好的視頻性能。
最好該第一子模塊還包括色彩平衡濾色裝置，用于使光譜朝著所需的彩色坐標進行平衡，特別是對用于調(diào)整準確白點的視頻應(yīng)用。
除了在不需要視頻應(yīng)用時使第一子模塊無效以外，根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例，該模塊還包括第二子模塊，該第二子模塊用于提高角亮度和光輸出的強度。該模式選擇單元用于控制該模塊，使得第一或者第二子模塊在光路中有效。第二子模塊對于商業(yè)應(yīng)用，即圖形或PC數(shù)據(jù)的投影進行優(yōu)化。該應(yīng)用需要整個圖像具有非常均勻的亮度(高的角亮度)和最大光輸出，而不需要準確的色彩平衡。
最好該模式選擇單元適用于根據(jù)將要轉(zhuǎn)換為投影圖像的數(shù)據(jù)類型而自動控制該模塊。這樣，該模塊可根據(jù)輸入數(shù)據(jù)的類型而自動切換到正確的模式。從而最好該第一子模塊對于視頻數(shù)據(jù)有效，而第二子模塊對于圖形和/或PC數(shù)據(jù)有效，因為上述子模塊對于相應(yīng)的應(yīng)用進行了優(yōu)化。
作為選項或附加項，可以提供一個用戶接口來使能夠選擇正確模式的用戶控制該模式選擇單元。
本發(fā)明通?？梢詰?yīng)用于任何類型的投影設(shè)備。最好應(yīng)用在LCD投影設(shè)備中，其中電-光的光調(diào)制裝置包括特別在WO 01/19092中描述的一個三面液晶顯示板。


下面將參照附圖詳細描述本發(fā)明。
圖1表示根據(jù)本發(fā)明的投影設(shè)備的第一實施例，和圖2表示根據(jù)本發(fā)明的投影設(shè)備的第二實施例。
具體實施例方式
圖1所示的根據(jù)本發(fā)明的投影設(shè)備包括具有彎曲反射鏡的光源1，即投影燈，例如超高壓(UHP)燈，還包括電-光的光調(diào)制裝置22和投影透鏡12。該電-光的光調(diào)制裝置22包括三個電-光的光調(diào)制板4，5，6，通過該調(diào)制板分別實現(xiàn)將要投影的圖像的綠(G)，紅(R)，和藍(B)部分。另外，在所述光調(diào)制裝置22中還設(shè)置有透鏡9和(兩向)折疊反射鏡10，上述裝置本身是已知的因此不再贅述。并且，該光調(diào)制裝置包括設(shè)置在光調(diào)制板4，5，6和投影透鏡12之間的雙向棱鏡23。對這種投影設(shè)備的詳細說明可參見WO 01/19092。
為了驅(qū)動光調(diào)制裝置22，設(shè)置一投影驅(qū)動單元19，用于對其提供關(guān)于將要投影的圖像的信息。因此需對投影驅(qū)動單元19提供數(shù)據(jù)D，例如視頻，圖形或PC數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明，在光源1和光調(diào)制裝置M之間的光路中設(shè)置的可切換模塊3包括第一子模塊31和第二子模塊32。根據(jù)應(yīng)用類型，所述子模塊31，32中的一個將在光路中變得有效，同時另一個子模塊變?yōu)闊o效。所述有效性是通過模式選擇單元20來控制的，模式選擇單元20被連接到投影驅(qū)動單元19，并從投影驅(qū)動單元接收關(guān)于數(shù)據(jù)D的類型和/或應(yīng)用類型的信息，從而可以激活正確的子模塊31或32。作為附加項或選項，可以提供一個用戶接口21，來允許用戶通過模式選擇單元20在第一或第二子模塊31或32之間切換。
第一子模塊31包括兩個(通常情況下，一個以上)透鏡34和光譜濾波器33，用于進行白平衡。最佳適用于視頻應(yīng)用，視頻應(yīng)用通常要求正確的白點以獲得真色度。由于投影燈21通常有藍光和紅光的不足，因此投影燈發(fā)出的光的白點可以看出偏向于綠色。為了在視頻應(yīng)用中校正這種情況，第一子模塊包括濾色單元33，用于使光譜朝著適當?shù)牟噬鴺诉M行平衡，并調(diào)整正確的白點。另外，它還包括透鏡34，用于通過使顯示屏的中央相對于四角聚焦更多的光，即相對于其他應(yīng)用減少角亮度，從而提高感知的圖像質(zhì)量。
第二子模塊32包括兩個透鏡片35，它們各自具有許多透鏡單元。最佳適用于商業(yè)應(yīng)用，例如投影圖形或PC數(shù)據(jù)。在這種應(yīng)用中，要求很高的角亮度和最大光輸出。為了使亮度最大，不會“浪費”光用來進行適當?shù)纳势胶狻?br> 還可以設(shè)置其他一些單元，例如附加透鏡，積分器和/或偏振光束分離器，但圖中并未示出。
通過模式選擇單元20可以激活所述子模塊31，32中的任何一個，例如通過將所述子模塊中的一個移到光路中并將另一個子模塊移到光路之外來實現(xiàn)。
在圖2所示的實施例中，子模塊31不包括兩個透鏡34，而包括視頻積分器模塊36，該視頻積分器模塊36包括帶有多個透鏡的透鏡片。
應(yīng)當注意，根據(jù)本發(fā)明的變化實施例，模塊3可以只包括第一子模塊31，該第一子模塊31對于視頻應(yīng)用有效，而對于其他應(yīng)用第一子模塊31只是移動到光束之外，從而光束在這一點不受影響。根據(jù)另一實施例，模塊3可以被設(shè)置在投影設(shè)備中的其他位置。本發(fā)明還可以應(yīng)用于其他的投影設(shè)備，特別是包括不同光調(diào)制裝置的投影設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種用于投影圖像的投影設(shè)備，包括-光源，-電-光的光調(diào)制裝置，-用于投影圖像的圖像投影裝置，-至少包括第一子模塊的可切換模塊，和-模式選擇單元，用于控制所述模塊，使得在從所述光源到所述圖像投影裝置的光路中，所述第一子模塊為有效或無效，所述第一子模塊適用于提高中心亮度和光的白點。
2.如權(quán)利要求1所述的投影設(shè)備，其中所述模塊位于所述光源和所述光調(diào)制裝置之間。
3.如權(quán)利要求1所述的投影設(shè)備，其中所述第一子模塊包括積分器模塊或透鏡單元，特別地，透鏡單元包括兩個透鏡。
4.如權(quán)利要求1所述的投影設(shè)備，其中所述第一子模塊包括色彩平衡濾色裝置，用于使光譜朝著所需的彩色坐標進行平衡。
5.如權(quán)利要求1所述的投影設(shè)備，其中所述模塊還包括第二子模塊，該第二子模塊適用于提高角亮度和光輸出的強度，其中所述模式選擇單元適用于控制所述模塊，使得所述第一或所述第二子模塊在光路中有效。
6.如權(quán)利要求1所述的投影設(shè)備，其中所述模式選擇單元適用于根據(jù)將要轉(zhuǎn)換為投影圖像的數(shù)據(jù)的類型而自動控制所述模塊。
7.如權(quán)利要求6所述的投影設(shè)備，其中所述模式選擇單元適于按下述方式操作，使得第一子模塊對于視頻數(shù)據(jù)有效，而第二子模塊對于圖形和/或PC數(shù)據(jù)有效。
8.如權(quán)利要求1所述的投影設(shè)備，還包括用戶接口，用于通過用戶來控制所述模式選擇單元。
9.如權(quán)利要求1所述的投影設(shè)備，其中所述電-光的光電調(diào)制裝置包括三面液晶顯示板。
10.一種投影圖像的方法，包括以下步驟-通過光源產(chǎn)生光，-通過第一子模塊提高中心亮度和光的白點，-通過模式選擇單元控制所述第一子模塊在光路中的有效性，-通過電-光的光電調(diào)制裝置對光進行調(diào)制，-通過圖像投影裝置來投影圖像。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于投影圖像的投影設(shè)備，包括光源(1)，電－光的光調(diào)制裝置(22)和用于投影圖像的圖像投影裝置(12)。為了提供一種可被不同模式，例如視頻應(yīng)用和商業(yè)應(yīng)用使用并優(yōu)化的投影設(shè)備，根據(jù)本發(fā)明的投影設(shè)備還包括可切換模塊(3)和模式選擇單元(20)，該可切換模塊(3)至少包括第一子模塊(31)，該模式選擇單元(20)用于控制所述模塊(3)，使得在從所述光源(1)到所述圖像投影裝置(12)的光路中，所述第一子模塊(31)為有效或無效，所述第一子模塊(31)適用于提高中心亮度和光的白點。
文檔編號G02F1/1335GK1643908SQ03805928
公開日2005年7月20日 申請日期2003年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月14日
發(fā)明者A·J·S·M·德瓦安 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司