[发明专利]减少数字光投影系统中的彩虹假像

说明书

技术领域

本发明一般涉及一种投影系统，并且更具体地，涉及减少这样的系统内 的视觉假像(visual artifact)。

背景技术

Digital light processing^TM(数字光处理)技术是指使用对光源进行操作的 光学集成电路。可以将被称为数字微镜器件(DMD)的光学半导体合并到更 大的投影系统中。合并有DMD技术的产品被制造用于各种不同的应用，包 括家庭和商业影院使用。

DMD可以包括约130万个被称为微镜的微小镜子的矩形阵列。每个微镜 特别小，不足大约人类头发宽度的五分之一。每个微镜还被安装在铰链上， 以使得所述微镜能够在驱动电路的控制下朝向光源或偏离光源倾斜。当朝向 光源倾斜时，称该镜子处于“打开”位置，因为其反射来自光源的光。当偏 离光源倾斜时，称该镜子处于“关闭”位置，因为其不反射来自光源的光。

从驱动电路提供给DMD的控制信号指引每个微镜打开和关闭，每秒钟 可多达几千次。当与被关闭相比所述微镜被更频繁地打开时，该微镜反射较 亮灰度的像素。相反，被更频繁地关闭而不是打开的微镜反射较暗灰度的像 素。因而，当将发射白光的光源与DMD和透镜相结合时，形成灰度级投影 系统。

可以通过将色环(color wheel)插入到DMD与光源之间的光学路径中或 DMD与投影透镜之间的光学路径中而构建彩色投影系统。在所述色环的边缘 是用于生成红色、绿色和蓝色光的滤光器。当色环旋转时，从光源发出的白 光可以通过这些滤光器。得到的彩色光最终进入投影透镜，用于在屏幕上显 示。

色环的旋转与提供给DMD的控制信号一致。这样，可以以特定速率或 在所选的时间段打开和关闭每个微镜，这可能根据在给定的时间段内使用色 环的哪一个滤光器对光源进行滤波而有所不同。换句话说，每个微镜的开关 状态与色环的三个彩色滤光器的旋转相一致。

在说明中，可以将意欲生成紫色像素的微镜打开使得只反射红色和蓝色 光。也就是说，当使用红色和蓝色滤光器来对光进行滤波时，与关闭相比更 频繁地打开该微镜。当在相同的投影空间中快速连续演示时，红色和蓝色的 反射光被感知为特定的紫色色调。以这种方式，每个微镜可以投影所感知的 图像的彩色像素。应当指出，根据用于对光源进行滤波的彩色滤光器来调整 微镜的切换和每个微镜打开或关闭的时间比例。人类视觉系统将连续的彩色 图像进行累计，并且看到一副多色图像。

色环只使与入射到环上的光一致的特定的一个滤光器对应的单色光通 过。这导致出现红色、绿色和蓝色图像不是同时发生在投影表面上的情况。 连续彩色图像之间的较小的时间延迟可能导致结果图像中明显可见的视觉假 像。如果观看者的眼睛移动得非常迅速，则观看者可以察觉到单个的红色、 绿色和蓝色图像。即使当假定物体是白色时也可能是这种情况。这可被感知 为彩虹假像(rainbow artifact)，即意谓着没有将不同色彩的图像感知为单个 的混合图像。

提供一种使用DMD技术的投影系统是有益的，其减少了可察觉的视觉 假像、具体而言是彩虹假像。

发明内容

本发明的一个方面可以包括一种投影系统。该投影系统可以包括从光源 依序生成彩色光的装置。可以生成针对预定的色相或时间段的每个彩色光。 在所述彩色光生成装置和光源的光学路径内可以包括一个或多个数字微镜器 件。每个数字微镜器件可以包括多个微镜。响应于控制信号，可以在两个连 续色相的每个内的各自不同部分期间的开始处激活所述多个微镜的至少一 个，以反射来自用于依序生成彩色光的装置的彩色光。所述投影系统也可以 包括透镜，其被配置为将从一个或多个数字微镜器件反射的彩色光投影到投 影表面上。

所述多个微镜的一个或多个可以生成至少一个合成彩色像素。合成彩色 像素是具有利用色环上多于一个的彩色滤光器生成的色彩的像素。类似地， 合成画面或图像可以是包括合成色彩的画面或图像。

在一个实施例中，所述控制信号可以在两个色相的第一个内的大约中间 或最后部分激活所述多个微镜的一个或多个。在另一实施例中，所述控制信 号可以在两个色相的第二个内的大约开始或中间部分激活所述多个微镜的一 个或多个。显然，所述控制信号可以使所述多个微镜的一个或多个从所述两 个色相的第一个内的中点部分到所述两个色相的第二个的至少一部分中保持 打开。