本發(fā)明涉及投影顯示領(lǐng)域，具體涉及一種色輪以及包含色輪的時序投影儀。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的投影儀只是用于辦公場合，通常只是顯示靜止的畫面。隨著動態(tài)影像技術(shù)的發(fā)展，投影技術(shù)逐漸開始用于動態(tài)畫面的展示，例如在家庭影院中的應(yīng)用。在動態(tài)畫面的顯示方面，傳統(tǒng)的投影儀存在一定的技術(shù)上的問題，例如：，家庭影院所用的投影芯片是LCD/LCoS(Liquid Crystal Display/Liquid Crystal on Silicon，液晶顯示器/硅晶光技術(shù))芯片，則由于LCD/LCoS芯片中液晶響應(yīng)速度較慢和人眼本身具有的視覺殘留現(xiàn)象，從而導(dǎo)致動態(tài)畫面的顯示中會出現(xiàn)“拖影”現(xiàn)象。

動態(tài)畫面的“拖影”現(xiàn)象主要由兩種原因引起，第一種原因是液晶的響應(yīng)需要一定的時間：從上一幅圖像轉(zhuǎn)換到下一幅圖像的時，液晶分子會有中間態(tài)存在，這個中間態(tài)會造成圖像的模糊；第二種原因是人眼有視覺殘留效應(yīng)，圖像在人眼的視網(wǎng)膜上殘留的時間為10-12ms，這樣第一幅圖像和第二幅圖像就會產(chǎn)生重疊，從而造成圖像的模糊。

現(xiàn)有的投影技術(shù)中，基于TI(美國德州儀器)公司開發(fā)的DMD(Digital Micromirror Device，數(shù)字微鏡元件)來完成可視數(shù)字信息顯示的技術(shù)，即DLP(Digital Light Processing，數(shù)字光處理)投影。其使用數(shù)字微鏡組件DMD上的鋁制反射鏡面來反射光線，通過控制鏡面的角度而達到對光線是否進入顯示光路的控制。該數(shù)字微鏡組件是在半導(dǎo)體基底上設(shè)置有多個微鏡支柱、扭轉(zhuǎn)絞鏈及軛等，扭轉(zhuǎn)絞鏈與微鏡支柱連接，用電信號操作扭轉(zhuǎn)絞鏈，就會通過微鏡支柱帶動微鏡偏轉(zhuǎn)。德州儀器已經(jīng)制成的一種微鏡部件包括一百多萬個微鏡，其每個微鏡邊長是16微米，可在正負10度內(nèi)偏轉(zhuǎn)。

單片式DLP投影機采用色輪分色與DMD面板分幀處理單色光信號的時間分色合色法，因此，色輪是單片式DLP投影機極其重要的組成部分?，F(xiàn)有技術(shù)中，常見的色輪有RGB三段色輪(紅綠藍三段色輪)、RGBW四段色輪(紅綠藍白四段色輪)、RGBRGB六段色輪(紅綠藍紅綠藍六段色輪)、RGBRGBW七段色輪(紅綠藍紅綠藍白七段色輪)和增益型色輪SCR(Sequential Color Recapture)等。

雖然DMD芯片的響應(yīng)速度比LCD/LCoS芯片的響應(yīng)速度快，但是即使采用DMD芯片只是從提高響應(yīng)速度方面考慮，依然無法從根本上消除由于人眼的視覺殘留現(xiàn)象而導(dǎo)致的動態(tài)畫面的“拖影”現(xiàn)象。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明利用在色輪中插入吸光區(qū)，使得投影得到的兩幀圖像之間加入一個黑色的畫面，即在兩幀圖像之間有一個不顯示的畫面。利用上述不顯示的畫面，切斷前一幀圖像在人眼視網(wǎng)膜上的視覺殘留，從而避免了視覺上產(chǎn)生的前一幀圖像和后一幀圖像產(chǎn)生重疊而造成的圖像模糊現(xiàn)象。

為解決現(xiàn)有的投影技術(shù)中存在的動態(tài)畫面的“拖影”現(xiàn)象，本發(fā)明提供一種色輪，包括轉(zhuǎn)軸和色輪轉(zhuǎn)盤，所述轉(zhuǎn)軸垂直所述色盤轉(zhuǎn)輪設(shè)置，所述色輪轉(zhuǎn)盤隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，所述色輪轉(zhuǎn)盤包括多個濾光區(qū)和至少一個吸光區(qū)，所述多個濾光區(qū)和所述吸光區(qū)圍繞轉(zhuǎn)軸設(shè)置。

在一個實施例中，所述多個濾光區(qū)為多個不同顏色的濾光片。

在一個實施例中，所述多個不同顏色濾光片包括紅色濾光片、綠色濾光片和藍色濾光片。

在一個實施例中，所述吸光區(qū)為黑色吸光片。

在一個實施例中，所述色輪轉(zhuǎn)盤還包括白色濾光區(qū)，所述白色濾光區(qū)為白色濾光片。

在一個實施例中，所述黑色吸收區(qū)面積小于所述濾光區(qū)的面積。

本發(fā)明的另一方面，還提供一種時序投影儀，包括所述光源、光線匯聚組件、光學(xué)整形組件、DMD芯片以及投射鏡頭，其特征在于，還包括以上所述色輪，所述光源用于發(fā)出光線；所述光線投射到所述光線匯聚組件，所述光線匯聚組件對所述光線進行匯聚；匯聚后的光線投射到所述色輪上，所述色輪對所述匯聚后的光線進行過濾，過濾得到光線經(jīng)過光學(xué)整形組件形成光強分布均勻的光線，所述光強分布均勻的光線入射到DMD芯片，DMD芯片對光強分布均勻的光線進行調(diào)制，調(diào)制后的光線入射到投射鏡頭上，所述投射鏡頭對所述調(diào)制后的光線進行投影。

在一個實施例中，所述光源包括燈泡光源。

在一個實施例中，所述燈泡光源選自金屬鹵素?zé)簦邏汗療?，氙燈或，由藍色激光或者LED激發(fā)熒光粉而形成的白光光源。

在一個實施例中，所述光線匯聚組件為聚光透鏡，所述光學(xué)整形組件為中繼透鏡。

附圖說明

在下文中將基于實施例并參考附圖來對本發(fā)明進行更詳細的描述。其中：

圖1是本發(fā)明實施例一中色輪的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例一中時序式投影儀的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3-a、圖3-b、圖3-c和圖3-d是本發(fā)明實施例一中色輪濾色過程示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例一中與色輪濾色過程對應(yīng)的畫面顯示的時間示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例二中色輪的結(jié)構(gòu)示意圖。

在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標記。附圖并未按照實際的比例。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖及實施例來詳細說明本發(fā)明的實施方式，借此對本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達成技術(shù)效果的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。需要說明的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個實施例以及各實施例中的各個特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

實施例一

本實施例中的色輪有RGB三段色輪改進而成。如圖1所示為一種色輪3的示意圖，包括轉(zhuǎn)軸31和色輪轉(zhuǎn)盤32，轉(zhuǎn)軸31垂直所述色盤轉(zhuǎn)輪32設(shè)置，色輪轉(zhuǎn)盤32隨轉(zhuǎn)軸31轉(zhuǎn)動，本實施例中色輪轉(zhuǎn)盤32包括3個濾光區(qū)和一個吸光區(qū)，濾光區(qū)和吸光區(qū)圍繞轉(zhuǎn)軸31設(shè)置。本實施例中濾光區(qū)有三個，分別為紅色濾光區(qū)322、綠色濾光區(qū)323和藍色濾光區(qū)324，三個濾光區(qū)依次設(shè)置。吸光區(qū)321設(shè)置于紅色濾光區(qū)322和藍色濾光區(qū)324之間。

本實施例中，多個濾光區(qū)為多個不同顏色的濾光片。其中紅色濾光區(qū)322為紅色濾光片，當光線照射到該紅色濾光片的區(qū)域內(nèi)時，只允許紅色光線穿過；綠色濾光區(qū)323為綠色濾光片，當光線照射到該綠色濾光片的區(qū)域內(nèi)時，只允許綠色光線穿過；藍色濾光區(qū)324為藍色濾光片，當光線照射到該藍色濾光片的區(qū)域內(nèi)時，只允許藍色光線穿過。吸光區(qū)321可以設(shè)置為黑色吸光片，當光線照射到該黑色吸光片時，光線被吸收，無法穿過色輪。

如圖2所示，為包含圖1所示的色輪的一種時序投影儀，包括光源1、光線匯聚組件2、色輪3、光學(xué)整形組件4、DMD芯片5以及投射鏡頭6，如圖2所示，光源1發(fā)出光線；光線投射到光線匯聚組件2，光線匯聚組件2對所述光線進行匯聚；匯聚后的光線投射到色輪3上，色輪3對匯聚后的光線進行過濾，過濾得到光線經(jīng)過光學(xué)整形組件4形成光強分布均勻的光線，均勻的光線入射到DMD芯片5，DMD芯片5對光線進行調(diào)制，調(diào)制后的光線入射到投射鏡頭6上，投射鏡頭6對所述調(diào)制后的光線進行投影。

本實施例中的色輪結(jié)構(gòu)如圖1所示，與普通的三段色輪相比除了紅色濾光區(qū)、綠色濾光區(qū)和藍色濾光區(qū)之外，還有一個黑色吸光區(qū)，如圖3-a、圖3-b、圖3-c和圖3-d所示為本實施例中色輪轉(zhuǎn)動時，經(jīng)過光線匯聚組件2匯聚照射到色輪不同的區(qū)域的示意圖。本實施例中，由光源處面向色輪觀察時，色輪逆時針轉(zhuǎn)動。其中圖3-a為光線入射到紅色濾光區(qū)322，色輪轉(zhuǎn)動之后光線位置不變，色輪轉(zhuǎn)動情況下，色輪依次轉(zhuǎn)動到圖3-b、圖3-c和圖3-d的位置，光線分別照射到綠色濾光區(qū)323、藍色濾光區(qū)324和吸光區(qū)321；光線依次入射紅色濾光區(qū)322、綠色濾光區(qū)323和藍色濾光區(qū)324，在屏幕上投影形成紅、綠、藍三幅圖像，這三幅圖像合為一幅完整的圖像；光線入射到吸光區(qū)321時，沒有光線通過，因此沒有畫面顯示為黑色。

如圖4所示，為與圖3-a、圖3-b、圖3-c和圖3-d中的色輪濾色過程對應(yīng)的畫面顯示的時間示意圖。其中時間段1-1與圖3-a對應(yīng)，此時光線通過色輪的紅色濾光區(qū)322，紅色光線通過色輪，在屏幕上投影出紅色畫面；時間段1-2圖3-b對應(yīng)，此時光線通過色輪的綠色濾光區(qū)323，綠色光線通過色輪，在屏幕上投影出綠色畫面；時間段1-3圖3-c對應(yīng)，此時光線通過色輪的藍色濾光區(qū)324，藍色光線通過色輪，在屏幕上投影出藍色畫面，這樣就完成了一幀畫面的圖像顯示。在時間段1-1和時間段1-2之間，時間段1-2和時間段1-3之間均存在有尋址時間和像素的響應(yīng)時間。

如圖所示，在完成第一幀畫面的顯示之后，色輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，此時當光線再次入射到色輪的紅色濾光區(qū)322時，開始第二幀圖像的顯示過程，對應(yīng)于時間段2-1。在第一幀和第二幀之間也存在尋址時間和像素響應(yīng)時間，此時間段與圖3-d對應(yīng)，此段時間內(nèi)光線入射到色輪的吸光區(qū)321上，所有的光線被吸收，因此，在屏幕上沒有圖像投影為即顯示為黑色。在屏幕上所謂的黑色存在的時間極短，但是由于黑色畫面的存在切斷了第一幀在人眼視網(wǎng)膜上的視覺殘留，從而避免了視覺上產(chǎn)生的前一幀圖像和后一幀圖像產(chǎn)生重疊而造成的圖像模糊現(xiàn)象。

由于DMD芯片的尋址時間和像素響應(yīng)時間很短，在幾十微秒量級，而照亮一幅畫面的時間在毫秒量級，所以對應(yīng)濾色輪上吸收區(qū)要小于濾光區(qū)域。

在實際中，色輪是高速轉(zhuǎn)動的，因而，雖然色輪對光線進行了分離，但是在人眼無法感知這種分離。因此看到的是彩色的畫面。

在一些實施例中，時序投影儀中的光源1的種類可以燈泡光源。進一步的，燈泡光源可以為金屬鹵素?zé)?、高壓汞燈和氙燈，也可以是由藍色激光或者LED激發(fā)熒光粉而形成的白光光源。

在一些實施例中，光線匯聚組件2為聚光透鏡，光學(xué)整形組件4為中繼透鏡。

實施例二

本實施例在實施例一的基礎(chǔ)的改進，如圖5所示為一種色輪3的示意圖，包括轉(zhuǎn)軸31和色輪轉(zhuǎn)盤32，轉(zhuǎn)軸31垂直所述色盤轉(zhuǎn)輪32設(shè)置，色輪轉(zhuǎn)盤32隨轉(zhuǎn)軸31轉(zhuǎn)動，本實施例中色輪轉(zhuǎn)盤32包括4個濾光區(qū)和一個吸光區(qū)，濾光區(qū)和吸光區(qū)圍繞轉(zhuǎn)軸31設(shè)置。本實施例中濾光區(qū)有三個，分別為紅色濾光區(qū)322、綠色濾光區(qū)323、藍色濾光區(qū)324和白色濾光區(qū)325，其中增加的白色濾光區(qū)325位于吸光區(qū)321和藍色吸光區(qū)324之間。當光線入射到白色濾光區(qū)325時，所有的顏色的光線均可透，白色濾光區(qū)為白色濾光片。因此，白色濾光區(qū)325使得投影儀的亮度更高。

實施例一和實施例二中，分別在RGB三段色輪和RGBW四段色輪的基礎(chǔ)上的改進，當然本發(fā)明還可以適用于其他的色輪中。實施例一和實施例二中，吸光區(qū)均設(shè)置有一個，但是也可以根據(jù)需要設(shè)置多個。本發(fā)明中在常見的色輪，例如RGB三段色輪、RGBW四段色輪、RGBRGB六段色輪、RGBRGBW七段色輪和增益型色輪SCR(Sequential Color Recapture)中均可應(yīng)用。本領(lǐng)域技術(shù)人員，根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容，可以對其進行相應(yīng)的改進，從而解決“拖影”的問題。

雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了描述，但在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對其進行各種改進并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結(jié)構(gòu)沖突，各個實施例中所提到的各項技術(shù)特征均可以任意方式組合起來。本發(fā)明并不局限于文中公開的特定實施例，而是包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案。