專利名稱：圖像投影方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明描述了圖像投影方法以及投影系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
投影顯示器提供了平板顯示器(例如等離子體和TFT顯示器)的一種可替換方 案，其中圖像直接在顯示器表面上產(chǎn)生。在一種類型的圖像投影系統(tǒng)中，視頻信號(hào)經(jīng)過(guò)處理 以便在小的顯示面板上創(chuàng)建圖像，并且該圖像被放大和投影到投影顯示器或屏幕上。另一 方面，在一種掃描投影系統(tǒng)中，圖像以逐像素或逐行的方式掃描到投影顯示器上。在前投影 系統(tǒng)的情況下，屏幕可以是背景幕(backdrop)——投影儀或者“射束器(beamer)”位于屏 幕的前面并且通常置于觀看者之后，例如懸掛在天花板上，以便將圖像投影到屏幕的前面； 或者在背投影系統(tǒng)的情況下，屏幕可以是電視屏幕，其中所有部件包含在單個(gè)設(shè)備中，并且 圖像從后面投影到屏幕上。最新技術(shù)的投影顯示器經(jīng)常利用高強(qiáng)度放電(HID)燈或者超高壓(UHP)燈以便產(chǎn) 生需要的明亮白色光束。然后，該白色光借助于二向色濾波器分裂成光基色紅色、藍(lán)色和綠 色，或者穿過(guò)具有紅色、藍(lán)色和綠色濾波器的色輪，并且然后這些基色被定向到二維顯示面 板以便產(chǎn)生基色的“子圖像”序列。顯示面板可以是例如像在DLP (數(shù)字光處理 )中的 微鏡陣列或者IXD或LCoS(硅上液晶)陣列。顯示面板也可以稱為“微顯示器”，因?yàn)閳D像 在投影到屏幕或背景幕上以便用戶觀看之前首先在該非常小的元件上再現(xiàn)。例如，在DLP 系統(tǒng)中，所述光基色快速連續(xù)地被定向到顯示面板以便創(chuàng)建投影到顯示器上并且被觀看者 感知為組合的圖像的紅色、藍(lán)色和綠色子圖像。使用了 UHP燈的這種最新技術(shù)的投影系統(tǒng)具有需要非常復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)以便從 白色光源獲得基色的缺點(diǎn)。這些系統(tǒng)共有的另一缺陷是，如果燈未依照特定標(biāo)準(zhǔn)來(lái)驅(qū)動(dòng)則 可能失效。此外，隨著這種燈變得更舊，這種燈可能經(jīng)歷變黑，使得投影的圖像最終遭受質(zhì) 量的下降。從消費(fèi)者的觀點(diǎn)來(lái)看，替換燈也是相當(dāng)昂貴的。代替使用單個(gè)白色UHP光源的是，有可能使用三基色光源，例如紅色、綠色和藍(lán)色 激光器。直到最近，可用于基于激光的投影系統(tǒng)中的激光器相對(duì)較大且昂貴，特別是用于 產(chǎn)生綠色和藍(lán)色光的那些激光器，因?yàn)榫G色或藍(lán)色激光必須利用附加的頻率轉(zhuǎn)換來(lái)產(chǎn)生。 然而，使用倍頻以便從紅外激光器獲得藍(lán)色或綠色光的負(fù)擔(dān)得起的緊湊型半導(dǎo)體二極管 激光器正進(jìn)入市場(chǎng)。這種半導(dǎo)體激光源的一個(gè)實(shí)例是電泵垂直外部腔表面發(fā)射激光器或 VECSEL。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道的是，直接發(fā)射藍(lán)色激光器已經(jīng)可用于諸如藍(lán)光@和HD DVD(高清晰度數(shù)字多功能盤(pán))之類的應(yīng)用。緊湊型投影單元正被開(kāi)發(fā)用于這樣的小激光 器。這種投影單元的一個(gè)實(shí)例使用了微掃描鏡，其振蕩以水平和豎直地偏轉(zhuǎn)調(diào)制的激光束 以便在背景幕上產(chǎn)生圖像?；诩す獾耐队跋到y(tǒng)的明顯優(yōu)點(diǎn)是其緊湊的尺寸、能量效率以及低維護(hù)性。特別地，較小類型的激光投影系統(tǒng)(例如預(yù)期用于便攜式/移動(dòng)用途的那些激光投影系統(tǒng))不 需要任何復(fù)雜的濾波或聚焦光學(xué)器件。
諸如上面所述激光器之類的激光器的光輸出可以直接通過(guò)施加調(diào)制信號(hào)，例如通 過(guò)根據(jù)需要調(diào)制激光器的輸入電流來(lái)控制。由于高的內(nèi)部轉(zhuǎn)換效率僅在高的能量密度下獲 得，因而這些類型的激光設(shè)備工作于脈沖模式，其中將短的脈沖施加到激光器，從而導(dǎo)致短 的光脈沖序列產(chǎn)生。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道的是，輸出能量因而是集中的，給出在特定平 均水平下的增大的能量密度。為了獲得其中脈沖式驅(qū)動(dòng)方法對(duì)于觀看者不可察覺(jué)的圖像，必須在與像素頻率相 應(yīng)的足夠快的速率下向激光器施加脈沖。這在這樣的激光器要用來(lái)投影具有高的分辨率和 低的閃爍的圖像(例如使用PAL或HD標(biāo)準(zhǔn)編碼的電影)時(shí)引起帶寬問(wèn)題。PAL對(duì)于每幅 圖像編碼720乘576像素，而高清晰度電視可以編碼于1280乘720像素或者1920乘1080 像素。投影的圖像必須以大約90Hz的速率刷新以便避免閃爍。對(duì)于PAL圖像，這導(dǎo)致至少 20MHz的調(diào)制帶寬。全HD圖像的投影可能需要高達(dá)93MHz的帶寬。顯然，這樣的高帶寬要 求導(dǎo)致昂貴的電子器件開(kāi)銷和控制軟件。因此，本發(fā)明的目的是提供成本有效、直接且高效的圖像投影方法。

發(fā)明內(nèi)容
為此目的，本發(fā)明描述了一種圖像投影方法，該方法包括步驟a)獲得用于待投影的圖像的圖像像素陣列；b)獲得用于所述圖像像素陣列的多個(gè)像素分配陣列，其中每個(gè)像素分配陣列包括 占用的元素和未占用的(vacant)元素；c)依照像素分配陣列產(chǎn)生用于激光光源的觸發(fā)脈沖串(train)，其中對(duì)于像素分 配陣列的每個(gè)占用的元素產(chǎn)生觸發(fā)脈沖；d)基于圖像像素陣列產(chǎn)生用于激光光源的調(diào)制信號(hào)；e)利用觸發(fā)脈沖串開(kāi)關(guān)激光光源并且利用調(diào)制信號(hào)調(diào)制激光光源以便依照像素 分配陣列產(chǎn)生用于子幀圖像的激光脈沖序列；f)以及掃描該激光脈沖序列以便橫越(traverse)顯示器，從而將子幀圖像投影 到顯示器上。因此，對(duì)于所述多個(gè)像素分配陣列中的每個(gè)像素分配陣列，執(zhí)行步驟c) -f)，使得 圖像在顯示器上顯現(xiàn)。術(shù)語(yǔ)“圖像像素陣列”用來(lái)表示描述單一圖像或幀(例如電影中的圖像或幀序列 的一幅圖像或幀)的像素信息。這樣的圖像像素陣列可以看作以行和列設(shè)置的二維元素或 項(xiàng)目陣列，其中每個(gè)元素包含用于顯示器上的像素的信息。投影的圖像像素的顏色和強(qiáng)度 最終由圖像像素陣列中的相應(yīng)元素的像素信息控制。例如，圖像像素陣列元素可以包括用 于為該像素投射的紅色、綠色和藍(lán)色光的量的RGB值。圖像像素陣列也可以只包括屬于單 色圖像的信息，例如僅僅綠色或僅僅紅色像素信息?！跋袼胤峙潢嚵?，，是項(xiàng)目陣列，例如二維陣列，其中所述元素或項(xiàng)目中的一些是“占用的”，而其余是空的或未占用的，并且在下文中也可以稱為“占用圖案”。像素分配陣列的 “占用的元素”是其相應(yīng)的圖像像素將依照關(guān)于該像素分配陣列的子圖像中的像素信息而 被投影的元素。換言之，只要像素信息不是無(wú)效的(null)，那么用于該圖像像素的調(diào)制信號(hào) 和觸發(fā)脈沖將導(dǎo)致該像素被投影。另一方面，不管圖像像素內(nèi)容如何，像素分配陣列的未占用的元素將不被投影。在這一點(diǎn)上應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，像素分配陣列的未占用的或空的元素不同于其分配的像素信息無(wú)效的(即，對(duì)于不被照射的像素的)占用的元素。像素分配陣列 的占用的和未占用的元素決定觸發(fā)脈沖串的產(chǎn)生一對(duì)于占用的元素產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，而對(duì) 于未占用的元素不產(chǎn)生觸發(fā)脈沖。在依照本發(fā)明的方法中，圖像像素陣列的每個(gè)圖像像素與像素分配陣列中的至少 一個(gè)的占用的元素關(guān)聯(lián)。像素分配陣列的占用的元素的分配被實(shí)現(xiàn)，使得如果像素分配陣 列(虛擬地)疊合(overlay)在彼此之上，那么它們將組合給出完全占用的元素陣列，即每 個(gè)圖像像素將依照其圖像像素內(nèi)容而被投影。由于在依照本發(fā)明的方法中，用于激光光源的觸發(fā)脈沖串依照所述多個(gè)像素分配 陣列中的每個(gè)像素分配陣列來(lái)產(chǎn)生，并且每個(gè)像素分配陣列相應(yīng)于圖像像素陣列的圖像像 素的不同子集，結(jié)果，對(duì)于每幅圖像而言，子幀序列被投影到顯示器上，使得觀看者將結(jié)果 感知為完整的圖像。對(duì)于每個(gè)像素分配陣列，子幀圖像被投影。實(shí)際上，圖像是通過(guò)子幀圖 像的“交織”或“疊合”來(lái)產(chǎn)生的。依照本發(fā)明的方法的顯而易見(jiàn)的優(yōu)點(diǎn)在于，調(diào)制信號(hào)可以具有比最新技術(shù)解決方 案中所需的低得多的頻率。這是因?yàn)樵诿總€(gè)刷新或圖像周期內(nèi)，不是圖像的每個(gè)像素都需 要被照射，相反地，對(duì)于每幅子幀圖像僅僅照射一些像素。即使當(dāng)最少的兩個(gè)像素分配陣列 用于圖像像素陣列，在像素分配陣列上具有明智的圖像內(nèi)容分配時(shí)，調(diào)制信號(hào)必須以之驅(qū) 動(dòng)的頻率也可以有效地減半。顯然，用于圖像像素陣列的像素分配陣列越多，那么調(diào)制信號(hào) 頻率就可以越低。依照本發(fā)明的方法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)圖像內(nèi)容明智地分布在像素分配陣列上 時(shí)，用于激光光源的觸發(fā)脈沖可以更寬，即觸發(fā)脈沖可以持續(xù)更長(zhǎng)的時(shí)間。在其中連續(xù)地照 射圖像的所有圖像像素的脈沖式激光解決方案中，觸發(fā)脈沖將不得不保持狹窄以便確保預(yù) 期用于一個(gè)像素的激光不會(huì)“破壞”相鄰的像素，導(dǎo)致更高的調(diào)制帶寬。然而，在依照本發(fā) 明的方法中，像素分配陣列的“占用的”項(xiàng)目可以與“未占用的”項(xiàng)目相鄰，從而觸發(fā)脈沖寬 度可以更寬。結(jié)果，有利的是，激光脈沖具有更長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間，并且更多的光可用來(lái)照射像 素，從而導(dǎo)致圖像亮度的提高。一種適當(dāng)?shù)膱D像投影系統(tǒng)包括用于提供圖像像素陣列的圖像像素陣列源以及用 于該圖像像素陣列的多個(gè)像素分配陣列的源，其中每個(gè)像素分配陣列包括占用的和未占用 的元素。依照本發(fā)明的該系統(tǒng)還包括用于依照像素分配陣列產(chǎn)生用于激光光源的觸發(fā)脈沖 串的觸發(fā)脈沖串發(fā)生器，其中對(duì)于像素分配陣列的每個(gè)占用的元素產(chǎn)生觸發(fā)脈沖。該系統(tǒng) 還包括用于基于圖像像素陣列產(chǎn)生用于激光光源的調(diào)制信號(hào)的調(diào)制信號(hào)發(fā)生器，用于利用 觸發(fā)脈沖串開(kāi)關(guān)激光光源并且利用調(diào)制信號(hào)調(diào)制激光光源以便產(chǎn)生用于子幀圖像的激光 脈沖序列的激光控制單元，以及用于掃描激光脈沖序列以便橫越顯示器，使得子幀圖像被 投影到顯示器上的掃描單元。所述圖像投影系統(tǒng)的部件被配置成投影多幅子幀圖像，使得 圖像在顯示器上顯現(xiàn)。如上面所解釋的，對(duì)于像素分配陣列中的每一個(gè)，投影子幀圖像。從屬權(quán)利要求和后面的描述公開(kāi)了本發(fā)明的特別有利的實(shí)施例和特征。依照本發(fā)明的方法可以與各種不同類型的激光光源一起使用。然而，由于其有利 的緊湊且經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)，所描述的方法特別適合與倍頻半導(dǎo)體二極管激光器(例如垂直外部 腔表面發(fā)射激光器(VECSELS))結(jié)合使用。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述圖像投影系統(tǒng)利用了一個(gè)或多個(gè)VECSEL作為激光光源。因此，在下文中，但是絕沒(méi)有限制本發(fā)明地， 假設(shè)依照本發(fā)明的圖像投影系統(tǒng)的激光光源為發(fā)射相干光的半導(dǎo)體二極管激光器。這樣的 激光光源制造成本正變得日益經(jīng)濟(jì)、具有長(zhǎng)的壽命并且不會(huì)經(jīng)歷像最新技術(shù)的UHP燈的情 況的變黑或燒毀(burnout)，從而使得它們的用途從消費(fèi)者的觀點(diǎn)來(lái)看特別有吸引力。圖像的圖像像素陣列可以看作圖像像素或元素的矩形二維排列。如上面已經(jīng)所描 述的，描述圖像的圖像像素陣列的內(nèi)容被分配到或者虛擬地分布于一定數(shù)量的像素分配陣 列或占用圖案上。像素分配陣列可以小于圖像像素陣列，并且不同的像素分配陣列可以具 有不同的維度。然而，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，每個(gè)像素分配陣列具有與圖像像素 陣列相同數(shù)量的元素，使得像素分配陣列的每個(gè)元素不管是占用的還是未占用的，都相應(yīng) 于圖像像素陣列的圖像像素元素，從而像素分配陣列可以直接用來(lái)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖串。顯然，一定像素分配陣列或占用圖案中的占用的元素的數(shù)量基本上與像素分配陣 列的總數(shù)量成反比。例如，如果四個(gè)像素分配陣列用于圖像像素陣列，那么這些像素分配陣 列中的任何一個(gè)可以與圖像像素的四分之一關(guān)聯(lián)。所述多個(gè)像素分配陣列的占用的元素可以以分塊的方式分布。然而，這可能最終 導(dǎo)致投影的圖像的不希望的閃爍。因此，在本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，占用的元素 以基本上均勻的方式在像素分配陣列之間分配，使得像素分配陣列中的每一個(gè)具有大致相 同數(shù)量的占用的元素。換言之，圖像像素信息將或多或少均勻地在所述多個(gè)像素分配陣列 上分配，并且這些像素分配陣列理論上可以疊合以給出其中每個(gè)元素與圖像像素陣列的像 素關(guān)聯(lián)的完全占用的陣列。例如，在兩個(gè)像素分配陣列用于圖像像素陣列的情況下，占用圖 案可以包括交替占用和未占用的項(xiàng)目的排列，其被設(shè)置成使得在一個(gè)像素分配陣列中占用 的項(xiàng)目在另一個(gè)像素分配陣列中是未占用的。占用和未占用的元素的這種均勻分布將在后 面借助于示圖來(lái)描述。此外，如已經(jīng)所解釋的，像素分配陣列中的相鄰占用的元素序列將意味著用于相 應(yīng)圖像像素的觸發(fā)脈沖寬度將必須相當(dāng)窄。如果像素分配陣列的占用的項(xiàng)目與未占用的項(xiàng) 目相鄰(當(dāng)考慮像素分配陣列的“行”時(shí))，使得觸發(fā)脈沖對(duì)于相應(yīng)的前面的和后繼的像素 是關(guān)斷的，這將是更加有利的。此外，如果占用的項(xiàng)目“之上”和“之下”的項(xiàng)目是未占用的 項(xiàng)目(當(dāng)考慮像素分配陣列的“列”時(shí))，那么可以提高投影的圖像的質(zhì)量。因此，在本發(fā)明 的另外的特別優(yōu)選的實(shí)施例中，像素分配陣列的占用的元素以交替或交錯(cuò)的方式(使人想 起象棋盤(pán)或跳棋盤(pán)圖案)設(shè)置或分布在像素分配陣列的未占用的元素之間，其中像素分配 陣列中的占用的元素之間的間隙可以包括若干未占用的元素。例如，在具有四個(gè)像素分配 陣列的解決方案中，像素分配陣列的每隔三個(gè)元素的元素可以分配給圖像像素陣列的相應(yīng) 圖像像素項(xiàng)目，并且居間的元素保持為空或未占用。占用圖案的明智選擇可以使得某行中 的圖像像素項(xiàng)目被分配成與上面或下面的行中的圖像像素項(xiàng)目偏移。同樣地，這將在后面 借助于示圖直觀地進(jìn)行描述。像素分配陣列的占用和未占用的項(xiàng)目也可以依照掃描儀性能 來(lái)排列，例如以便給出李薩如圖形(Lissajous figure)。如上面所提到的，可以利用依照本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)帶寬的節(jié)省，因?yàn)樵诿糠訋瑘D像中只有一小部分圖像像素被照射。在其中在每個(gè)刷新周期內(nèi)照射圖像的每個(gè)像素的最 新技術(shù)投影系統(tǒng)中，用于激光光源的調(diào)制信號(hào)必須快速地反應(yīng)。在依照本發(fā)明的方法中，用 于激光光源的調(diào)制信號(hào)只需要在觸發(fā)脈沖激活時(shí)穩(wěn)定到所需的像素值。因此，在本發(fā)明的一個(gè)特別有利的實(shí)施例中，調(diào)制信號(hào)基于像素分配陣列而產(chǎn)生。顯然，像素分配陣列的數(shù)量 越大，在帶寬方面可以造成更多的節(jié)省。例如，在六個(gè)像素分配陣列的情況下，帶寬可以降 低高達(dá)六倍，同時(shí)仍然提供沒(méi)有可察覺(jué)的小區(qū)域閃爍的良好質(zhì)量的圖像。對(duì)于更大數(shù)量的 像素分配陣列，帶寬的節(jié)省可能更少，但是可以更好地利用VECSEL激光器的特性，因?yàn)槠?在以高頻向其施加脈沖時(shí)最有效?？梢詫?duì)于圖像像素陣列序列(例如視頻輸入流)的每個(gè)圖像像素陣列計(jì)算占用圖 案。顯然，這將需要計(jì)算工作量。優(yōu)選地，可以將例如從存儲(chǔ)器中獲取的預(yù)定義占用圖案應(yīng) 用到每個(gè)圖像像素陣列。投影質(zhì)量要求可能在視頻流之間變化，或者甚至在視頻流期間變 化。因此，可以調(diào)整應(yīng)用到圖像像素陣列的占用圖案的數(shù)量，例如對(duì)于高質(zhì)量圖像要求獲取 較高數(shù)量的占用圖案，對(duì)于較低質(zhì)量要求獲取較少的占用圖案。如已經(jīng)解釋的，無(wú)論何時(shí)觸發(fā)所述類型的脈沖式激光光源時(shí)，該激光光源依照其 調(diào)制信號(hào)的振幅來(lái)發(fā)射光。當(dāng)然，激光光源可以在每個(gè)像素處觸發(fā)，即使激光光源的調(diào)制信 號(hào)遠(yuǎn)沒(méi)那么頻繁地開(kāi)關(guān)，但是這將不會(huì)利用像素分配陣列中的占用的項(xiàng)目之間的“間隙”， 即其相應(yīng)的像素不被照射的間隔。例如，在兩個(gè)分配陣列用于圖像像素陣列的情況下，子幀 圖像中的每隔一個(gè)像素的像素不被照射，并且因而對(duì)于這些像素不必觸發(fā)激光光源。因此， 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，觸發(fā)脈沖串的占空比依照像素分配陣列的數(shù)量來(lái)選擇， 使得如果N個(gè)像素分配陣列用于圖像像素陣列并且圖像像素項(xiàng)目以上面所描述的方式分 配，那么1/N的占空比用于觸發(fā)脈沖串就足夠了。例如，在四個(gè)像素分配陣列的情況下，像 素分配陣列中的每隔三個(gè)項(xiàng)目的項(xiàng)目與圖像像素項(xiàng)目關(guān)聯(lián)以便像素被照射，從而觸發(fā)脈沖 串僅僅每隔三個(gè)像素激活就足夠了，其相應(yīng)于25%的占空比或者四分之一。在五個(gè)像素分 配陣列的情況下，20 %的占空比是足夠的，等等。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道的是，脈沖式激光可以由掃描單元引導(dǎo)或偏轉(zhuǎn)以便橫越 顯示器，使得在顯示器上像素被連續(xù)地照射?；旧?，像素以哪種順序來(lái)照射不是真正重要 的。然而，使用現(xiàn)有的掃描技術(shù)將是有利的。由于大多數(shù)最新技術(shù)掃描儀被配置成從左到 右以及自頂至底地橫越顯示器，因而在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，激光脈沖序列被掃 描以便以水平的方式橫越顯示器。換言之，激光可以以之字形方式跨顯示器的行來(lái)回行進(jìn)， 例如以一個(gè)拐角開(kāi)始并且來(lái)回移動(dòng)以便依照激光脈沖序列連續(xù)照射顯示器上的像素。可替 換地，掃描單元可以被實(shí)現(xiàn)成產(chǎn)生任何其他的軌跡，這取決于它的性能以及顯示器上的相 應(yīng)圖案。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道的是，圖像像素可以包括像素的顏色將利用其來(lái)再現(xiàn)的 光基色的信息。例如，在RGB顏色系統(tǒng)中，光基色為紅色、綠色和藍(lán)色，并且圖像像素通過(guò)其 紅色、藍(lán)色和綠色的比例來(lái)描述。在依照本發(fā)明的脈沖式激光投影系統(tǒng)中，可以使用一定數(shù) 量的單獨(dú)的激光光源，一個(gè)激光光源用于一種基色光顏色。由于紅色、藍(lán)色和綠色的比例對(duì) 于每個(gè)圖像像素可能不同，因而每個(gè)激光器優(yōu)選地由單獨(dú)的或?qū)Ｓ玫恼{(diào)制信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。 因此，在依照本發(fā)明的方法中，對(duì)于多個(gè)激光光源的每個(gè)激光光源，產(chǎn)生單獨(dú)的調(diào)制信號(hào)。最新技術(shù)投影系統(tǒng)產(chǎn)生單獨(dú)的紅色、藍(lán)色和綠色圖像，例如使用白色光源和色輪 或者單獨(dú)的基色光源的投影系統(tǒng)。這些基色圖像可以快速連續(xù)地投影到屏幕上并且由觀看 者感知為全彩色圖像，或者像在三面板LCD系統(tǒng)的情況下一樣在組合之前在單獨(dú)的顯示面 板上產(chǎn)生。然而，在依照本發(fā)明的投影系統(tǒng)中，激光脈沖序列可以在投影之前組合以便給出全彩色脈沖序列，使得圖像的每個(gè)像素在實(shí)際投影到顯示器上之前已經(jīng)具有正確的顏色和 強(qiáng)度，并且得到的脈沖序列例如可以借助于光纖連接轉(zhuǎn)發(fā)到包括微掃描鏡的掃描單元。然 而，也可能在其中紅色、綠色和藍(lán)色圖像單獨(dú)地投影到顯示器上的系統(tǒng)中應(yīng)用所描述的方
法。當(dāng)通過(guò)使得多達(dá)三個(gè)激光脈沖同時(shí)產(chǎn)生(每個(gè)脈沖具有對(duì)應(yīng)圖像像素顏色的適 當(dāng)強(qiáng)度)來(lái)產(chǎn)生圖像像素時(shí)，可以在相同時(shí)刻向全部激光光源施加脈沖。顯然，每個(gè)激光光 源可以利用其自身的觸發(fā)脈沖。然而，當(dāng)觸發(fā)脈沖由激光光源共享時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)銷方面的 節(jié)省。因此，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，單個(gè)共享的觸發(fā)脈沖串用來(lái)開(kāi)關(guān)多個(gè)激光光 源的每個(gè)激光光源，從而可以獲得系統(tǒng)要求的進(jìn)一步降低。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)當(dāng)知道，使 用這種共享的觸發(fā)脈沖串的圖像投影系統(tǒng)將需要沒(méi)有任何顏色失真(例如具有小于一個(gè) 像素的色差)的足夠精密的光學(xué)器件。在光纖連接和微掃描鏡的上述實(shí)例中，光脈沖序列 可以基本上沒(méi)有任何失真地通過(guò)。同時(shí)觸發(fā)激光光源具有以下附加優(yōu)點(diǎn)用于像素的每種 顏色的光脈沖具有相同的長(zhǎng)度，從而在像素的邊緣處基本上沒(méi)有顏色重疊，所述顏色重疊 可能是最新技術(shù)序列彩色顯示器的情況，其中快速連續(xù)地產(chǎn)生紅色、綠色和藍(lán)色圖像。色亂 (colour break-up)也不是問(wèn)題，不像在使用例如數(shù)字光處理(DLP)技術(shù)的最新技術(shù)時(shí)間 序列系統(tǒng)中那樣。然而，基于透鏡和棱鏡的光學(xué)系統(tǒng)可能導(dǎo)致放大或偏轉(zhuǎn)，這取決于激光光 源產(chǎn)生的光的波長(zhǎng)。在這種系統(tǒng)中，可能優(yōu)選的是單獨(dú)地觸發(fā)每個(gè)激光光源，使得觸發(fā)脈沖 序列的輕微調(diào)節(jié)可以補(bǔ)償光學(xué)器件的不足。選擇單獨(dú)地觸發(fā)每個(gè)激光光源的另一個(gè)原因可 能是特別地以非常高的脈沖頻率獲得更平滑的功率流。在三個(gè)分配陣列的情況下，這樣的 實(shí)施例的一個(gè)實(shí)例可能是順次使用所述分配陣列中的每一個(gè)序貫地向三種基色施加脈沖， 使得這三個(gè)脈沖產(chǎn)生三個(gè)相鄰的像素。該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是特別平滑的功率流。本發(fā)明的其他目的和特征根據(jù)以下結(jié)合附圖考慮的詳細(xì)描述將變得清楚明白。然 而，應(yīng)當(dāng)理解的是，這些附圖僅僅被設(shè)計(jì)用于說(shuō)明的目的，而不是作為本發(fā)明的限制的限 定。


圖1示出了圖像像素陣列的簡(jiǎn)化表示；圖2a和圖2b示出了用于圖1的圖像像素陣列的像素分配陣列，其用于作為兩幅 子幀圖像而投影；圖3a和圖3b示出了用于圖1的圖像像素陣列的子幀圖像，其使用圖2a和圖2b 的像素分配陣列而被投影；圖4a、圖4b和圖4c示出了用于圖1的圖像像素陣列的像素分配陣列，其用于作為 三幅子幀圖像而投影；圖5a、圖5b和圖5c示出了用于圖1的圖像像素陣列的子幀圖像，其使用圖4a、圖 4b和圖4c的像素分配陣列而被投影；圖6示出了光圖案、相應(yīng)的調(diào)制信號(hào)以及最新技術(shù)圖像投影系統(tǒng)中的用于圖像像 素陣列的觸發(fā)脈沖串；圖7示出了光圖案、用于第一和第二子幀的調(diào)制信號(hào)以及用于使用依照本發(fā)明的 方法分布在兩個(gè)子幀上的圖像像素陣列的觸發(fā)脈沖串；
圖8示出了光圖案，用于第一子幀、第二子幀和第三子幀的調(diào)制信號(hào)，以及用于使用依照本發(fā)明的方法分布在三個(gè)子幀上的圖像像素陣列的觸發(fā)脈沖串；圖9示出了依照本發(fā)明的圖像投影系統(tǒng)的實(shí)施例；圖10示出了用于用在圖9的圖像投影系統(tǒng)中的脈沖式激光器的驅(qū)動(dòng)電子器件的 實(shí)例實(shí)現(xiàn)；圖11示出了圖像的投影，其圖像像素陣列已經(jīng)分布在兩個(gè)子幀陣列上；圖12示出了圖像的投影，其圖像像素陣列已經(jīng)分布在三個(gè)子幀陣列上。在附圖中，自始至終相同的附圖標(biāo)記表示相同的對(duì)象。示圖中的對(duì)象不一定按比 例繪制。
具體實(shí)施例方式圖1示出了非常簡(jiǎn)化的圖像像素陣列A。為了說(shuō)明的目的，陣列中的白色正方形預(yù) 期表示顯示器中將被照射的像素，“黑色”正方形(密集的陰影線)表示不被照射的像素。 顯然，如這里所表示的，圖像可以是全彩色的，而不是單色的。此外，用于實(shí)際用途的像素陣 列將會(huì)大得多，例如當(dāng)使用PAL標(biāo)準(zhǔn)時(shí)為720乘576像素陣列，或者對(duì)于全HD而言為1920 乘 1080。圖2a和圖2b示出了用于將圖1的圖像像素陣列A作為兩幅子幀圖像而投影時(shí)的 情況的兩個(gè)像素分配陣列21、22或占用圖案21、22。在這些示圖中，與在子幀中要被照射 的像素(依照它們?cè)趫D像像素陣列A中的值)相應(yīng)的像素分配陣列的項(xiàng)目表示為白色區(qū)。 換言之，這些區(qū)是“占用的”，并且相應(yīng)于針對(duì)其可以產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)的那些像素。相應(yīng)于在該 子幀中不被照射的圖像像素陣列A的像素的其余項(xiàng)目被示為陰影區(qū)。換言之，這些區(qū)是“未 占用的”。在兩幅子幀圖像以及因而兩種占用圖案的這種情況下，交替的陣列項(xiàng)目保持未占 用。當(dāng)設(shè)想占用圖案21、22疊合時(shí)，結(jié)果將是完全白色的矩形。圖3a和圖3b中分別示出了使用占用圖案21、22的用于圖像像素陣列A的子幀圖 像s21、S220這些子幀S21、S22中的每一個(gè)是用于該子幀的非零調(diào)制信號(hào)和觸發(fā)脈沖的組合 結(jié)果。子幀圖像s21、S22的每個(gè)受照射像素在相應(yīng)的占用圖案21、22中具有匹配的占用的 項(xiàng)目。圖像像素陣列A的未被照射的像素被認(rèn)為是未占用的像素分配陣列項(xiàng)目，因?yàn)檫@樣 的像素的像素信息實(shí)際上相應(yīng)于未占用的項(xiàng)目。當(dāng)設(shè)想子幀圖像S21、S22疊合時(shí)，結(jié)果將是 完整的圖像像素陣列A。再一次地，該示圖限于黑白表示，但是在實(shí)踐中，像素可以具有灰度 級(jí)和彩色值。圖4a_4c示出了用于使用總共三幅子圖像投影圖像像素陣列A時(shí)的情況的三種占 用圖案31、32、33。同樣地，如上面針對(duì)圖2a和圖2b所描述的，與在子幀中要被照射的像素 (依照它們?cè)趫D像像素陣列A中的值)相應(yīng)的像素分配陣列的項(xiàng)目相應(yīng)于對(duì)于其可以產(chǎn)生 調(diào)制信號(hào)的那些像素并且表示為白色區(qū)。與在該子幀中不被照射的圖像像素陣列A的像素 相應(yīng)的其余項(xiàng)目被示為陰影區(qū)。在這個(gè)實(shí)例中，每隔兩個(gè)像素分配陣列元素的像素分配陣 列元素將分配給相應(yīng)的圖像像素陣列元素，并且居間的項(xiàng)目保持未占用。當(dāng)設(shè)想占用圖案 31、32、33疊合時(shí)，結(jié)果將是完全白色的矩形。圖5a、圖5b和圖5c中分別示出了使用占用圖案31、32、33的用于圖像像素陣列A 的子幀圖像s31、S32> S33O這些子幀s31、S32、S33中的每一個(gè)是用于該子幀的非零調(diào)制信號(hào)和觸發(fā)脈沖的組合結(jié)果。子幀圖像s31、S32> S33的每個(gè)像素在相應(yīng)的占用圖案31、32、33中具有匹配的占用的項(xiàng)目。當(dāng)設(shè)想子幀圖像S31、S32, S33疊合時(shí)，結(jié)果將是完整的圖像像素陣列 A0即使當(dāng)圖像像素陣列A要分布在更大數(shù)量的子幀上時(shí)，該原理仍然是相同的。顯 然，與這里所示不同的占用圖案以及因而子幀陣列分布是可能的。所示的子幀陣列的圖像像素通過(guò)使得相應(yīng)的激光脈沖序列產(chǎn)生并且跨顯示器掃 描而投影到顯示器上。在解釋依照本發(fā)明的方法之前，將首先借助于圖6解釋一種可能的 方法，圖6示出了圖像像素陣列A'或光圖案A'的一部分、相應(yīng)的調(diào)制信號(hào)60以及用于 VECSEL激光器的觸發(fā)脈沖串61。在該方法中，觸發(fā)脈沖串61對(duì)于每個(gè)像素連續(xù)地觸發(fā)激 光光源，并且調(diào)制信號(hào)60控制激光輸出的強(qiáng)度。在該示圖中，為了讓事情保持簡(jiǎn)單，在圖像 像素陣列A'中僅示出了四行像素。在圖像像素陣列A'的第一行中，像素交替地接通或關(guān) 斷。在第二行中，連續(xù)的像素配對(duì)接通并且然后關(guān)斷，在第三行中，三個(gè)“關(guān)斷”像素之后是 三個(gè)“接通”像素，等等。對(duì)于這四行，以相應(yīng)的順序示出了調(diào)制信號(hào)60。由圖可見(jiàn)，無(wú)論 何時(shí)調(diào)制信號(hào)激活或?yàn)楦?，相?yīng)的像素被照射。得到的激光脈沖序列被掃描以便從左到右 橫越顯示器(圖中未示出)以產(chǎn)生所示的光圖案A'。由圖可見(jiàn)，為了 VECSEL的能量轉(zhuǎn)換 效率，觸發(fā)脈沖必然地必須相當(dāng)窄。通常，觸發(fā)脈沖僅對(duì)于像素的三分之一是激活的。這意 味著系統(tǒng)不能最佳地利用所使用的激光光源的強(qiáng)度。此外，調(diào)制信號(hào)60必須非常快速地切 換，因?yàn)樗仨毤皶r(shí)地從一個(gè)像素調(diào)節(jié)到下一個(gè)像素。為了清楚起見(jiàn)，該示圖僅僅示出了用于單色圖案A'的調(diào)制信號(hào)。顯然，全彩色圖 像投影需要用于每一種光基色的調(diào)制信號(hào)。類似地，在下面的其中更詳細(xì)地描述了依照本 發(fā)明的方法的圖7和圖8中，對(duì)于每幅子幀圖像示出了例如用于激光光源之一的僅僅單個(gè) 調(diào)制信號(hào)。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然的是，圖像像素陣列通常將包括全彩色像素，從而每種 基色激光光源將需要其自身的調(diào)制信號(hào)以便獲得用于每個(gè)像素的希望的顏色。顯然，所有 基色激光光源的調(diào)制信號(hào)可以在振幅和相位方面不同。然而，為了說(shuō)明的目的，僅僅示出了 單個(gè)調(diào)制信號(hào)，這絕沒(méi)有限制本發(fā)明。圖7示出了上面針對(duì)圖6所描述的相同圖像像素陣列A'。依照本發(fā)明的一個(gè)示 例性實(shí)施例，使用例如圖2a和圖2b中所述的占用圖案將圖像像素陣列A'作為兩幅子幀圖 像而投影，其中每個(gè)交替的元素被分配給圖像像素信息，并且每隔一個(gè)元素的元素保持未 占用。在圖7的上區(qū)域(圖中用⑴表示)中，要投影第一子幀圖像。為此目的，依照第一 像素分配陣列產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)M2。產(chǎn)生具有50%占空比的觸發(fā)脈沖串T2，從而依照如上面已 經(jīng)描述的占用圖案，僅僅每隔一個(gè)像素的像素被照射。對(duì)于像素分配陣列的每個(gè)占用的元 素，產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，并且無(wú)論何時(shí)觸發(fā)脈沖與調(diào)制信號(hào)M2中的激活或高區(qū)域一致，產(chǎn)生激光 脈沖，從而顯示器中的相應(yīng)像素將被照射。同時(shí)，用于其他基色激光光源的調(diào)制信號(hào)依照第 一像素分配陣列來(lái)產(chǎn)生并且與觸發(fā)脈沖串T2 —起應(yīng)用到藍(lán)色和綠色激光器，從而以全彩色 投影第一子幀圖像。在示圖的表示為(ii)的區(qū)域中，可以看到針對(duì)第二像素分配陣列而產(chǎn)生的調(diào)制 信號(hào)m2。對(duì)于該第二像素分配陣列，觸發(fā)脈沖串T2相移一個(gè)像素以便使得照射針對(duì)第一像 素分配陣列而未被照射的那些像素成為可能。同樣地，無(wú)論何時(shí)觸發(fā)脈沖與第二調(diào)制信號(hào) M2中的激活或高區(qū)域一致，產(chǎn)生激光脈沖，并且顯示器中的相應(yīng)像素將被照射。如已經(jīng)解釋的，用于藍(lán)色和綠色激光光源的調(diào)制信號(hào)依照第二像素分配陣列同時(shí)產(chǎn)生并且與相移的觸發(fā)脈沖串T2 —起應(yīng)用到藍(lán)色和綠色激光器，從而以全彩色投影第二子幀圖像。由于第一和第二子幀圖像以高速度投影到顯示器上，因而觀看者感知到完整的圖像。圖8示出了相同的圖像像素陣列A'，但是依照本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例，這次 圖像像素陣列A'作為三幅子幀圖像而投影。在投影這些子幀圖像中，使用了例如圖4a_4c 所示的占用圖案，其中僅僅每隔兩個(gè)項(xiàng)目的項(xiàng)目分配了圖像像素信息，并且居間的項(xiàng)目保 持未占用。在圖8的用(i)表示的區(qū)域中，示出了針對(duì)第一像素分配陣列的用于第一基色激 光光源的調(diào)制信號(hào)M3(同樣地，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，對(duì)于一定的像素分配陣列，每個(gè)基色激光光 源實(shí)際上將具有其自身的調(diào)制信號(hào))。觸發(fā)脈沖串T3以33%的占空比產(chǎn)生觸發(fā)脈沖序列， 從而僅僅每隔兩個(gè)像素的像素可以被照射。無(wú)論何時(shí)觸發(fā)脈沖串T3的觸發(fā)脈沖與非零調(diào) 制信號(hào)M3 —致，第一子幀圖像的像素被照射。對(duì)于第二子幀圖像，如示圖的用(ii)表示的 區(qū)域中所示，觸發(fā)脈沖串T3移動(dòng)一個(gè)像素，并且調(diào)制信號(hào)M3針對(duì)第二像素分配陣列而產(chǎn)生。 通過(guò)相同的方式，使用再次移動(dòng)一個(gè)像素的觸發(fā)脈沖串T3以及針對(duì)第三像素分配陣列的調(diào) 制信號(hào)M3投影第三子幀圖像，如示圖的用(iii)表示的區(qū)域中所示?，F(xiàn)在，將借助于圖9解釋依照本發(fā)明的投影系統(tǒng)的實(shí)施例的基本操作。該示圖示 出了一定數(shù)量的激光光源LK、Lg, Lb以及用于組合基色光束B(niǎo)K、Bg, Bb以便給出彩色激光的 組合光束B(niǎo)的鏡和濾波器的系統(tǒng)11、12、13、14。在該實(shí)例中，激光光源LK、Lg, Lb為脈沖式 VECSELS LK、Le、LB。在該實(shí)例中，將電影投影到顯示器2上，并且使用依照本發(fā)明的方法快 速連續(xù)地將每幅圖像作為兩幅子幀圖像而投影。輸入視頻流15在視頻處理框16中經(jīng)過(guò)處理以便從視頻流中獲得與要投影到顯示 器2上的一系列圖像相應(yīng)的一系列圖像像素陣列。每個(gè)圖像像素陣列A從視頻處理框16 中輸出并且轉(zhuǎn)發(fā)到分配框5。由于每幅圖像要作為兩幅子幀圖像而投影，因而從存儲(chǔ)器19 中獲取要用于分配圖像像素陣列項(xiàng)目的兩個(gè)像素分配陣列21、22或者占用圖案21、22。分 配框5提供輸出信息信號(hào)18，其轉(zhuǎn)發(fā)到激光控制單元8，該激光控制單元包括用于每個(gè)激光 光源LK、Le、LB的調(diào)制信號(hào)發(fā)生器單元7K、7e、7B以及觸發(fā)脈沖串發(fā)生器6。當(dāng)然，部件6、7K、 7e、7B不一定需要在單個(gè)單元8中實(shí)現(xiàn)，而是可以是分立的。輸出信息信號(hào)18包括用于觸發(fā) 脈沖串發(fā)生器6的控制和定時(shí)信息，并且也包括用于每個(gè)調(diào)制信號(hào)發(fā)生器單元7K、7e、7B& 相應(yīng)控制信息，從而對(duì)于每個(gè)觸發(fā)脈沖以及對(duì)于每幅子幀圖像，可以以適當(dāng)?shù)牧咳ゼせ罨?者調(diào)制每個(gè)激光光源LK、Lg, Lb。用于控制每個(gè)VECSELS Lk、Lg、Lb的光輸出的調(diào)制信號(hào)M2K、M2G、M2B因而依照輸出信 息信號(hào)18中攜帶的信息來(lái)產(chǎn)生。換言之，依照當(dāng)前的子幀陣列中的圖像像素信息，紅色調(diào) 制信號(hào)M2k被產(chǎn)生用于紅色激光器LK，綠色調(diào)制信號(hào)M2e被產(chǎn)生用于綠色激光器Le，并且藍(lán)色 調(diào)制信號(hào)M2b被產(chǎn)生用于藍(lán)色激光器Lb。由于兩幅子圖像正被投影而具有50%的占空比的 觸發(fā)脈沖串T2在觸發(fā)脈沖串發(fā)生器6中產(chǎn)生，并且觸發(fā)脈沖T2對(duì)于每個(gè)新的子幀相移一個(gè) 像素。觸發(fā)脈沖T2相移所處的時(shí)間點(diǎn)也可以通過(guò)輸出信息信號(hào)18來(lái)表示。組合激光光束B(niǎo)由包括例如微掃描鏡的掃描單元9偏轉(zhuǎn)以便以受控的方式(例如 從左到右以及自頂至底)橫越顯示器2，從而將子幀投影到顯示器上，其中它們被觀看者感知為完整的圖像。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道的是，所示部件中的一些，例如調(diào)制信號(hào)發(fā)生器單元7K、 7e、7B、觸發(fā)脈沖串發(fā)生器6、掃描單元9等等，需要彼此同步以便將圖像投影到顯示器上。此 夕卜，要在投影圖像或電影中使用的占用圖案的數(shù)量可以預(yù)先確定(例如工廠設(shè)定)，或者可 以由用戶選擇，例如作為調(diào)節(jié)圖像質(zhì)量的方式。圖10示出了用于上面圖9中所示的激光器LK、Le、LB之一的驅(qū)動(dòng)電子器件的實(shí)例 實(shí)現(xiàn)。在該實(shí)例中，示出了紅色激光器LK。在這里，用于像素紅色分量的像素功率由連接到 放大器22的一個(gè)輸入端的調(diào)制信號(hào)M2k控制。放大器22由電源20供電。電路以通常的方 式連接到地21。放大器22的輸出饋送給能量存儲(chǔ)裝置25 (在該實(shí)例中為電容器25)以便 向半導(dǎo)體激光器Lk提供脈沖。該激光器由同步到像素時(shí)鐘信號(hào)的觸發(fā)脈沖輸入端26提供 脈沖。該激光器由開(kāi)關(guān)24使能，并且激活的持續(xù)時(shí)間(即觸發(fā)脈沖的寬度)由觸發(fā)器23 進(jìn)行控制(本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚的是，觸發(fā)脈沖輸入端26和觸發(fā)器23 —起充當(dāng)上面 圖9中所描述的觸發(fā)脈沖串發(fā)生器，因?yàn)樗鼈兲峁┝擞糜诳刂崎_(kāi)關(guān)24的觸發(fā)脈沖串)。無(wú) 論何時(shí)觸發(fā)脈沖激活，產(chǎn)生激光脈沖。通過(guò)使用電容器25以存儲(chǔ)能量，放大器22只需要向 能量存儲(chǔ)裝置25提供平均電流，并且不必被設(shè)計(jì)用于高效的VECSEL操作所需的更高的脈 沖電流。圖11再次示出了圖像1的投影，對(duì)于該投影，圖1的圖像像素陣列A作為兩幅子 幀圖像S21、S22以上面所描述的交織的方式投影到顯示器2上，其中它們被觀看者感知為單 幅圖像1，如示圖中的箭頭所示。類似地，圖12示出了圖像1的投影，對(duì)于該投影，圖1的圖像像素陣列A作為三個(gè) 子幀S31、S32> S33而投影，其被觀看者感知為單幅圖像1，如箭頭所示。如上所述，依照本發(fā)明的方法使得其成為可能的調(diào)制信號(hào)頻率和觸發(fā)脈沖寬度的 降低導(dǎo)致帶寬要求的有利的降低。投影的圖像必須以特定的最小速率刷新以便確保觀看者 感知不到閃爍。在依照本發(fā)明的方法中，在每周期中對(duì)于子幀僅投影一小部分圖像內(nèi)容。由 于僅需要對(duì)于子幀中正被顯示的每個(gè)像素而不是對(duì)于任何像素向激光光源提供脈沖，因而 帶寬與圖像像素陣列在其上分布的子幀陣列的數(shù)量成正比地降低。當(dāng)分解圖像像素陣列以 給出兩幅子圖像時(shí)，帶寬要求可以降低一半。在三幅子圖像的情況下，可能只需要其他情況 (otherwise)所需帶寬的三分之一?？梢詫⒁队暗膱D像解構(gòu)成甚至更多的子圖像，例如高 達(dá)16幅子圖像。因此，依照該方法工作的圖像投影系統(tǒng)的所需帶寬可以有效地降低至少兩 倍。這具有引起更少的硬件系統(tǒng)要求的優(yōu)點(diǎn)，從而可以以低得多的成本實(shí)現(xiàn)實(shí)施依照本發(fā) 明的方法的圖像投影系統(tǒng)。盡管以優(yōu)選實(shí)施例及其變型的形式公開(kāi)了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，在不脫離 本發(fā)明的范圍的情況下，可以對(duì)其做出許多附加的修改和變型。
權(quán)利要求
一種用于將圖像(1)投影到顯示器(2)上的圖像投影方法，該方法包括步驟a)獲得用于待投影的圖像的圖像像素陣列(A，A′)；b)獲得用于圖像像素陣列(A，A′)的多個(gè)像素分配陣列(21，22，31，32，33)，其中每個(gè)像素分配陣列(21，22，31，32，33)包括占用的元素和未占用的元素；c)依照像素分配陣列(21，22，31，32，33)產(chǎn)生用于激光光源(LR，LG，LB)的觸發(fā)脈沖串(T2，T3)，其中對(duì)于像素分配陣列(21，22，31，32，33)的每個(gè)占用的元素產(chǎn)生觸發(fā)脈沖；d)基于圖像像素陣列(A，A′)產(chǎn)生用于激光光源(LR，LG，LB)的調(diào)制信號(hào)(M2，M2R，M2G，M2B，M3)；e)利用觸發(fā)脈沖串(T2，T3)開(kāi)關(guān)激光光源(LR，LG，LB)并且利用調(diào)制信號(hào)(M2，M2R，M2G，M2B，M3)調(diào)制激光光源(LR，LG，LB)以便產(chǎn)生用于子幀圖像(S21，S22，S31，S32，S33)的激光脈沖序列；f)以及掃描該激光脈沖序列以便橫越顯示器(2)，從而將子幀圖像(S21，S22，S31，S32，S33)投影到顯示器(2)上；其中對(duì)于所述多個(gè)像素分配陣列(21，22，31，32，33)中的每個(gè)像素分配陣列(21，22，31，32，33)，執(zhí)行步驟c)-f)，使得圖像(1)在顯示器(2)上顯現(xiàn)。
2.依照權(quán)利要求1的圖像投影方法，其中用于激光光源(LK，Le，LB)的調(diào)制信號(hào)(M2，M2K， M2c，M2b，M3)基于像素分配陣列(21，22，31，32，33)而產(chǎn)生。
3.依照權(quán)利要求1或2的圖像投影方法，其中每個(gè)像素分配陣列(21，22，31，32，33)具 有與圖像像素陣列(A，A')相同的維度。
4.依照前面的權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的圖像投影方法，其中像素分配陣列(21，22，31， 32,33)的占用的元素以基本上均勻的方式分布在像素分配陣列(21，22，31，32，33)上。
5.依照前面的權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的圖像投影方法，其中像素分配陣列(21，22，31， 32,33)的占用的元素以交錯(cuò)的方式設(shè)置在像素分配陣列(21，22，31，32，33)的未占用的元 素之間。
6.依照前面的權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的圖像投影方法，其中觸發(fā)脈沖串(T2，T3)的占空 比依照像素分配陣列(21，22，31，32，33)的數(shù)量來(lái)選擇。
7.依照前面的權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的圖像投影方法，其中所述激光脈沖序列被掃描以 便以水平的方式橫越顯示器(2)。
8.依照前面的權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的圖像投影方法，其中多個(gè)激光光源(LK，Le，LB)的 激光光源(Le, Lg, Lb)由共享的觸發(fā)脈沖串(T2, T3)開(kāi)關(guān)。
9.一種圖像投影系統(tǒng)(3)，包括-圖像像素陣列源(16)，其用于提供圖像像素陣列(A，A')；-用于圖像像素陣列(A，A')的多個(gè)像素分配陣列(21，22，31，32，33)的源(19)，其 中每個(gè)像素分配陣列(21，22，31，32，33)包括占用的和未占用的元素；-觸發(fā)脈沖串發(fā)生器(6)，其用于依照像素分配陣列(21，22，31，32，33)產(chǎn)生用于激光 光源(LK，Lg, Lb)的觸發(fā)脈沖串(T2，T3)，其中對(duì)于像素分配陣列(21，22，31，32，33)的每個(gè) 占用的元素產(chǎn)生觸發(fā)脈沖；-調(diào)制信號(hào)發(fā)生器(7K，7e，7B)，其用于基于圖像像素陣列(A，A')產(chǎn)生用于激光光源 (Le, Lg, Lb)的調(diào)制信號(hào)(M2, M2k，M2g，M2B, M3)；-激光控制單元(8)，其用于利用觸發(fā)脈沖串(T2，T3)開(kāi)關(guān)激光光源(LK，Le，LB)并且利 用調(diào)制信號(hào)(M2，M2K，M2C，M2b，M3)調(diào)制激光光源(Lk，Lc，Lb)以便產(chǎn)生用于子幀圖像(S21，S22， S31，S32，S33)的激光脈沖序列；-以及掃描單元(9)，其用于掃描所述激光脈沖序列以便橫越顯示器(2)，使得子幀圖 像(S21，S22，S31，S32，S33)被投影到顯示器上⑵，其中所述圖像投影系統(tǒng)⑶的部件被配置成投影多幅子幀圖像(S21，S22，S31，S32，S33), 使得圖像⑴在顯示器⑵上顯現(xiàn)。
10.依照權(quán)利要求9的圖像投影系統(tǒng)(3)，包括多個(gè)激光光源(LK，Le，LB)，其用于產(chǎn)生 基色光束(BK，Bg, Bb)；以及相應(yīng)的多個(gè)調(diào)制信號(hào)發(fā)生器(7K，7e，7B)，其用于產(chǎn)生用于所述多 個(gè)激光光源(LK，Lg, Lb)的每個(gè)激光光源(LK，Lg, Lb)的單獨(dú)的調(diào)制信號(hào)(MK，Mg, Mb)。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種用于將圖像(1)投影到顯示器(2)上的圖像投影方法，該方法包括步驟a)獲得用于待投影的圖像的圖像像素陣列(A，A′)；b)獲得用于圖像像素陣列(A，A′)的多個(gè)像素分配陣列(21，22，31，32，33)，其中每個(gè)像素分配陣列(21，22，31，32，33)包括占用的元素和未占用的元素；c)依照像素分配陣列(21，22，31，32，33)產(chǎn)生用于激光光源(LR，LG，LB)的觸發(fā)脈沖串(T2，T3)，其中對(duì)于像素分配陣列(21，22，31，32，33)的每個(gè)占用的元素產(chǎn)生觸發(fā)脈沖；d)基于圖像像素陣列(A，A)產(chǎn)生用于激光光源(LR，LG，LB)的調(diào)制信號(hào)(M2，M2R，M2G，M2B，M3)；e)利用觸發(fā)脈沖串(T2，T3)開(kāi)關(guān)激光光源(LR，LG，LB)并且利用調(diào)制信號(hào)(M2，M2R，M2G，M2B，M3)調(diào)制激光光源(LR，LG，LB)以便產(chǎn)生用于子幀圖像(S21，S22，S31，S32，S33)的激光脈沖序列；f)以及掃描該激光脈沖序列以便橫越顯示器(2)，從而將子幀圖像(S21，S22，S31，S32，S33)投影到顯示器(2)上；由此，對(duì)于所述多個(gè)像素分配陣列(21，22，31，32，33)中的每個(gè)像素分配陣列(21，22，31，32，33)，執(zhí)行步驟c)-f)，使得圖像(1)在顯示器(2)上顯現(xiàn)。本發(fā)明還描述了一種圖像投影系統(tǒng)(3)。
文檔編號(hào)H04N9/31GK101816185SQ200880110146
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2008年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月5日
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