[发明专利]一种高帧频真彩色高分辨投影显示方法

说明书

技术领域

本发明属于光电子显示技术领域，特别光电投影显示，三维显示、体三维显示以及高帧频显示器，硅上液晶显示器，数字微镜显示器等应用场合。目的是通过光学编码将最高帧频时仅具有亮暗两态的彩色投影仪变成二进制数字灰度或真彩色的投影显示系统。

背景技术

现代三维显示技术的发展的一个重要趋势就是真实三维显示，以体三维显示为代表的真三维显示成为发展的主流。在体三维显示中，每秒钟需要至少8000到10000帧图像，即需要高帧频、高分辨的显示器，因为三维空间显示需要大量的体数据，因此当前高帧频投影显示器在满足体三维帧频显示的情况下，已经无法满足彩色显示的需求，因此需要发展一种能够在保持高帧频下实现真彩色显示的投影显示器。

另一方面，现代投影显示用的图像发生器，特别是MEMs型的空间光调制器，其调制仅有开和关两种状态，彩色的实现主要是依靠这些空间光调制器的开关速度很快，利用多个开关脉冲产生灰度。当空间光调制器的开关速度相对于应用较慢时，我们就无法采用开关的脉冲数进行灰度调制的方法，否则就会影响帧频，影响动态显示的效果。在MEMs器件响应速度和分辨率受技术、工艺等条件的限制，而无法实现较大跨越的情况下，器件本身就限制了它在应用上的扩展。

这就需要一种新型的能够将使用开关两态空间光调制器的显示组合出具有与MEMs器件相同的帧频和分辨率的彩色灰阶的全彩色显示的方法，即在不影响帧频数和分辨率的情况下，利用开关型的空间光调制器实现全彩色显示的方法。本专利就是针对这一需求提出的一种利用高帧频的开关型空间光调制器，构造高帧频高分辨真彩色投影显示的方法。

发明内容

本发明提出了一种高帧频真彩色高分辨率投影显示方法。

高帧频真彩色高分辨投影显示方法，利用多台具有光强二值化特征的图像发生器(1)的投影显示仪(1-1、1-2、1-3、……)，使它们的图像完全重合在投影屏幕(3)上，并使每台投影仪到达目标区的光强按2的密次方进行光学编码，形成具有2ⁿ的灰度图像(n为投影系统台数)。

同理，每台投影仪均为光强二值化特征型的红、绿、蓝三个图像发生器(6、7、8)构成的彩色二值化投影系统时，使它们的图像完全重合在投影屏幕上，并使每台投影仪到达目标区的光强按2的密次方进行光学编码，则每种颜色可以形成具有2ⁿ种灰度，可形成总共2ⁿ×2ⁿ×2ⁿ种颜色的图像。

利用投影仪和分光镜(2-1、2-2、2-3、……)通过空间排布组合，任意一台投影仪的图像都经过其后面的所有分光镜的折射和反射，并保证多台的投影图像完全重合在投影屏幕上，构成2⁰、2¹、2²、2³等比规律变化的光强组合。

投影仪与分光镜的排布组合中为了保证分台的共轭距相同，可以使相同的投影仪投影距离相同来实现；也可以使每台投影仪的投影镜头焦距不同而投影仪与分光镜的距离相同来实现；还可以在投影仪相同并且投影仪与分光镜的距离也相同的情况下，每个分光镜的后侧加一个望远透镜组(11)来实现(最后一个分光镜后侧可以加，也可以不加)。

投影仪与分光镜的排布组合，其在系统中使用的分光镜具有可见光区(410nm-690nm)宽带的半透半反特性，即宽光谱的50％中性分光。图像发生器可以为空间光调制器，如数字微反射镜器件(DMD)、反射型液晶空间光调制器(LCOS)等。

本发明提出的高帧频真彩色高分辨率投影显示方法，不会以降低空间光调制器帧频或减少像素为代价，使得组合系统可以获得高帧频的高分辨真彩色的投影显示。

附图说明

图1 基本投影显示系统原理结构图示意图；

图2 两台投影仪的分光镜合成4灰阶系统图；

图3 三台投影仪与分光镜组合3bits灰度投影显示系统图；

图4 n台投影仪与n个分光镜组合n bits灰度投影显示系统图；

图5 真彩色系统组合结构图；

图6 本方法的对称排列方式示意图；

图7 本方法的其它保证共轭距相同的排列方式；

具体实施方式