專利名稱：滾動彩色型投影系統(tǒng)中的光源強(qiáng)度脈沖的補(bǔ)償?shù)闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種滾動彩色投影系統(tǒng)，它包括脈沖燈和用于產(chǎn)生具有多個(gè)滾動彩色域的光束的彩色掃描器，將其設(shè)置為可以照射顯示設(shè)備，以便對該顯示設(shè)備所產(chǎn)生的圖象產(chǎn)生投影。
這種投影系統(tǒng)特別之處在于來自光源的光被分為多個(gè)束光，這些光束在顯示設(shè)備例如反射型LCD上依次滾動，然后通過透鏡投影。通常，設(shè)置三束光(R，G，B)以形成其總高度大到足以蓋住該反射型顯示器的三個(gè)水平條。這些條例如從頂部向底部滾動，并且與顯示器同步，以便在一個(gè)像幀(picture frame)內(nèi)完成一個(gè)滾動序列。
在這種投影系統(tǒng)中，使用例如來自飛利浦的UHP(超高性能)燈的光源是有利的，它具有用來穩(wěn)定弧位置的疊加的電流脈沖。在一個(gè)滾動彩色型投影系統(tǒng)中，這樣的電流脈沖可能會干擾彩色掃描器，并且導(dǎo)致在投影的圖象中出現(xiàn)可見干擾圖案。原則上，該脈沖構(gòu)成閃頻儀，它使得掃描器的瞬時(shí)圖象高亮，并且該脈沖可以產(chǎn)生彩色條形式的干擾圖案或者屏幕上可見的中間區(qū)域(輻條(spoke))。如果該脈沖頻率是該幀速的分諧頻率(sub-frequency)，那么該干擾圖案就會固定不動，而如果該燈頻率與該幀速不同步，那么這些條將會跨過屏幕滾動。
本發(fā)明的目的是提供一個(gè)具有減少了圖象干擾的滾動彩色投影系統(tǒng)。
該目的通過采用權(quán)利要求1所規(guī)定的本發(fā)明所述的投影儀而實(shí)現(xiàn)。
這樣，濾波元件有效地消除該光強(qiáng)度中的電流脈沖的影響，使得在投影的圖象中產(chǎn)生恒定強(qiáng)度。因此，所提及的干擾圖案不會出現(xiàn)。
該濾波元件可以設(shè)在光路的任何位置，例如在投影透鏡的后面，或者在彩色掃描器的前面。為了經(jīng)受住更高的光強(qiáng)度，設(shè)在燈附近的濾波元件必須具有良好的抵抗性?？拷@示器設(shè)置的濾波元件必須沒有變形(例如在表面上的顆粒)，因?yàn)檫@樣的變形在投影的圖象中可能是可見的。另一個(gè)因素是濾波元件的尺寸，它沿光路改變。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該濾波元件是液晶(LC)元件?？刂圃撛耐干渎?，使之與燈電流同步，并且根據(jù)光強(qiáng)度中的峰值的大小對透射率調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)恒定強(qiáng)度。為了保證長壽命，最好將該LC元件放在投影透鏡的后面，那里光強(qiáng)度較低。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，該濾波元件是一個(gè)具有減小透射率的區(qū)域的轉(zhuǎn)盤。使所述轉(zhuǎn)輪的頻率與燈電流同步，以便當(dāng)強(qiáng)度中的峰值出現(xiàn)的時(shí)候該區(qū)域穿過光路。通過根據(jù)峰值大小來調(diào)整該區(qū)域的透射率，能夠得到恒定光強(qiáng)度。
本發(fā)明的這些和其它方面可以從這些參照附圖更清楚地描述的優(yōu)選實(shí)施例中凸現(xiàn)出來。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的滾動彩色投影系統(tǒng)的示意圖。
圖2示出圖1中的投影系統(tǒng)的掃描器輸出。
圖3是帶有脈沖弧穩(wěn)定的UHP燈的電流波形圖。
圖4是對應(yīng)于圖3中的電流的燈通量輸出圖。
圖5是本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例中的滾動彩色投影系統(tǒng)的示意圖。
圖6是本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例中的滾動彩色投影系統(tǒng)的示意圖。
圖7示出圖6所示實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度濾波器。
圖1示出現(xiàn)有技術(shù)中一種具備滾動彩色掃描的投影系統(tǒng)，也稱之為滾動彩色序列(SCS)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括顯示驅(qū)動器1，其設(shè)置為可以從例如個(gè)人計(jì)算機(jī)或者盒式磁帶錄像機(jī)(未示出)接收數(shù)據(jù)輸入流2，并且可以驅(qū)動例如反射型LCD這樣的顯示設(shè)備3。光源4由燈驅(qū)動器12控制，以產(chǎn)生通過彩色掃描器(6，8a，8b，8c，9)的光束5a，該光源最好是UHP燈，其后挨著積分器。彩色掃描器將來自燈4的光束5a轉(zhuǎn)換為具有多個(gè)不同彩色域的光束5b，該彩色域一般是三個(gè)彩色條(R，G，B)，不斷地從頂部向底部滾動(見圖2)。
在圖1所示的實(shí)例中，第一組鏡子6將光束5a分為三束光7a，7b，7c。這些光束被引導(dǎo)通過三個(gè)掃描棱鏡8a，8b，8c(紅，綠，藍(lán))，第二組鏡子9將這些光束重組成一束光5b，如上所述。鏡子6，9和棱鏡8a，8b，8c一起形成彩色掃描器。
將帶有滾動彩色條23的光束5b導(dǎo)入顯示設(shè)備3上，并且顯示設(shè)備3所產(chǎn)生的圖象反射回偏振光束分光器(PBS)10中。PBS 10將反射的圖象導(dǎo)入向適當(dāng)屏幕(未示出)投影的投影透鏡11。
將彩色掃描器8a，8b，8c所進(jìn)行的掃描與視頻數(shù)據(jù)2的幀速同步，使得光束5b的彩色條23在一幀時(shí)間TF內(nèi)完成一個(gè)滾動序列(返回到初始位置)。圖2示出了這一點(diǎn)。
圖3中的曲線圖示出了包括用于穩(wěn)定弧位置的脈沖21的UHP燈4的典型的電流波形20，其周期為TL。圖4中的曲線圖示出了來自投影燈4的對應(yīng)的燈通量(lamp flux)22，它基本上是整流過的圖3中的波形20。從圖4可以清楚看出，燈通量22包括直流通量以及一個(gè)由該穩(wěn)定脈沖21所產(chǎn)生的疊加的交流光通量。作為整流的結(jié)果，交流分量的周期TAC僅僅是TL的一半，也即脈沖頻率是燈頻率的兩倍。
如上所述，由穩(wěn)定脈沖產(chǎn)生的交流光通量起到虛擬光源的作用，并且在彩色掃描器8a，8b，8c上引起頻閃效應(yīng)。當(dāng)光通量的這個(gè)交流分量的頻率(稱作脈沖頻率)是該顯示幀速頻率的次諧波時(shí)，頻閃效應(yīng)能夠‘捕獲’該彩色條23，這使得在投影圖象中產(chǎn)生可見的彩色條。如果鎖定了燈頻率和幀速頻率，該可見條就固定在一個(gè)位置。如果它們沒有鎖定(即異步)，該可見條就會因?yàn)闊艉蛼呙杵鳟惒蕉谡麄€(gè)屏幕上滾動。燈頻率和幀速頻率之間的相位決定了屏幕上彩條的位置。
圖5示出第一個(gè)實(shí)施例。在燈和圖象的投影之間的光路上設(shè)置液晶(LC)元件31形式的濾波元件，這里是在投影透鏡11后面。LC元件受驅(qū)動電壓32控制，其通過同步單元33與燈電流20同步。換句話說，同步單元33與燈驅(qū)動器12以及LC元件31相連。
這樣設(shè)置同步單元33來控制LC元件，即在燈電流20中出現(xiàn)穩(wěn)定脈沖21且在燈通量22中出現(xiàn)峰值時(shí)使得作為電壓32的函數(shù)的可變透射率減小。透射率的減小用來補(bǔ)償峰值期間存在的強(qiáng)度的增加，結(jié)果，峰值消去并且在投影圖象中不可見。這使得在投影圖象中產(chǎn)生恒定的強(qiáng)度，因而干擾圖案得以避免。
圖6和圖7示出了第二個(gè)實(shí)施例。這里，濾波元件是轉(zhuǎn)盤41，它由透明材料制成，并且在其表面上具有圖案化的中性密度灰色濾光片42。這里，盤41在彩色掃描鏡6的前面，但是發(fā)現(xiàn)其它位置可能也是有利的。如圖7所示，濾波區(qū)域42可以是盤41的一個(gè)扇區(qū)，但是也可以包括兩個(gè)或者多個(gè)扇區(qū)和/或具有不同的形狀。
同步單元43與燈驅(qū)動器12相連，并且與盤控制器44相連。同步單元43用來控制盤控制器44，以便以這樣的相位和頻率旋轉(zhuǎn)盤42，即使得陰影濾波區(qū)域42在燈通量22出現(xiàn)峰值時(shí)通過光路。此外，調(diào)整陰影區(qū)域43的透射率以補(bǔ)償峰值期間光強(qiáng)度的增加，結(jié)果，峰值消去并且在投影圖象中不可見。
很清楚，上面詳細(xì)的描述涉及本發(fā)明兩個(gè)具體的實(shí)施例，而且這些實(shí)施例并不限制所附權(quán)利要求的范圍。更具體地說，普通技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下對該滾動投影系統(tǒng)進(jìn)行修改。例如，彩色掃描器可以與附圖中所示意性示出的掃描器類型不同。此外，可以設(shè)想其它的濾波元件并且可以將其放在光路的其它位置。
權(quán)利要求
1.一種滾動彩色投影系統(tǒng)，包括具有脈沖驅(qū)動電流(20)的燈(4)，和用于產(chǎn)生具有多個(gè)滾動彩色域的光束(5b)的彩色掃描器(6，8a，8b，8c，9)，所述光束被設(shè)置成照射顯示設(shè)備(3)，以便對該顯示設(shè)備所產(chǎn)生的圖象產(chǎn)生投影，其特征在于，在該燈和該投影圖象之間的光路上設(shè)置濾波元件(31；41)，使所述濾波元件(31；41)的透射率與燈電流同步，以便消去燈通量中的強(qiáng)度峰值。
2.如權(quán)利要求1所述的滾動彩色投影系統(tǒng)，還包括同步單元(33；43)，用于使所述濾波元件(31；41)與該燈(4)同步。
3.如權(quán)利要求1所述的滾動彩色投影系統(tǒng)，包括用來投影所述圖象的投影透鏡(11)，其中所述濾波元件設(shè)在所述投影透鏡(11)的后面。
4.如權(quán)利要求1或者2所述的滾動彩色投影系統(tǒng)，其中所述濾波元件在所述彩色掃描器(6，8a，8b，8c，9)的前面。
5.如權(quán)利要求1到3所述的滾動彩色投影系統(tǒng)，其中所述濾波元件是液晶(LC)元件(31)。
6.如權(quán)利要求1到3所述的滾動彩色投影系統(tǒng)，其中所述濾波元件是轉(zhuǎn)盤(41)，它具有透射率減小的區(qū)域(42)。
7.如權(quán)利要求6所述的滾動彩色投影系統(tǒng)，所述盤(41)除了至少一個(gè)扇形區(qū)域(42)之外都是透明的。
全文摘要
一種滾動彩色投影系統(tǒng)，包括具有脈沖驅(qū)動電流(20)的燈(4)和用于產(chǎn)生具有多個(gè)滾動彩色域的光束(5)的彩色掃描器(6，8a，8b，8c，9)，將光束設(shè)置為可以照射顯示設(shè)備(3)，以便對該顯示設(shè)備所產(chǎn)生的圖象產(chǎn)生投影。該系統(tǒng)還包括設(shè)在位于燈和投影的圖象之間的光路上的濾波元件(31)，并且使該濾波元件(31)的透射率與燈電流同步，以便消去燈通量中的強(qiáng)度峰值。因而，該濾波元件有效地消除光強(qiáng)度中的電流脈沖的影響，這使得在投影的圖象中具有恒定的強(qiáng)度，因而避免了任何干擾圖案。
文檔編號H04N9/31GK1689338SQ03823605
公開日2005年10月26日 申請日期2003年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月4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