[发明专利]对显示图像的投影系统中非对称图像的预补偿方法

说明书

本发明涉及一种高保真预补偿非对称图像的方法，以便在一个显示图像的投影系统中，高保真地再现正常图像，而不必考虑投影透镜对于屏幕之间的角度。本发明是美国专利申请NO.08/686,100的改进，该专利申请在美国专利和商标局的提交日期为1996年7月24日并正在审理中。美国专利申请NO.08/686,100在此引入作为对本发明申请的参考。

一般来说，用于显示一幅彩色图像的图像显示系统被广泛地分成以CRTs(阴极射线管)为代表的直观式图像显示系统，和以LCDs(液晶显示)为代表的用于显示图像的投影系统(此后称为“投影器”)。CRTs由于其固有结构的原因限制了其尺寸，它们不能提供大彩色屏幕。另外，LCDs可以提供具有小(slim)和轻结构的大彩色屏幕，但却会造成光损失。

因此，广泛使用了投影器。投影器根据输入RGB光信号的色彩分解彩色图像信号，并且根据在彩色信号分量基础上的色彩，用光学调整分解的RGB信号。被光学调整的图像信号通过一个投影透镜放大，并显示在一个相对大的屏幕上。

图1和图2分别表示当图像正常投影到屏幕时，投影透镜对应屏幕的排列以及投影到屏幕上的投影器中图像的形状。如图1和图2所示，在屏幕20上，中心轴30为连接第一横轴22上一点的线，该轴与第一纵轴21的中心点21A相交成直角，这样投影器10的投影透镜11具有一个中心点11A。当中心轴30与屏幕20表面形成大约为一直角时，第一投影距离41是由投影透镜11的中心点11A到图像即，屏幕20下端的距离，变成等于第二投影距离42它是由投影透镜11的中心点11A到图像即，屏幕20下端的距离。同样，第三投影距离23是由中心轴30到图像即，屏幕20上端的距离，变成等于第四投影距离24，它是由中心轴30到图像即屏幕20下端的距离，因此图像上端宽度25变成大约等于图像下端宽度26。其结果是，作为一个整体，图像以矩形形状投影到屏幕20上而不产生梯形失真或梯形畸变。

图3和图4分别表示当投影透镜与屏幕具有一个向上投影角度时，投影透镜对应屏幕的排列以及投影到屏幕上的投影器中图像的形状。如图3和图4所示，当投影器10的投影透镜11被放置在第一面(没有表示)之下，该面与参考屏幕20表面的第一纵轴21垂直相交，参考第一面，中心轴30A具有一个向上的投影角度。此时，第一投影距离41A与第二投影距离42A不同，并且投影到屏幕20的图像具有倒置梯形的形状，梯形的上端宽度25A大于下端宽度26A。

图5和图6分别表示当投影透镜与屏幕具有一个向下投影角度时，投影透镜对应屏幕的排列以及投影到屏幕上的投影器中图像的形状。如图5和图6所示，当投影器10的投影透镜11被放置在第一面(没有表示)之上，该面与参考屏幕20表面的第一纵轴21垂直相交，参考第一面，中心轴30A具有一个向下的投影角度。此时，第一投影距离41B与第二投影距离42B不同，与图4中的图像相反，投影到屏幕20的图像具有梯形的形状，梯形的上端宽度25B小于下端宽度26B。

如上所述，当投影器的投影透镜对应屏幕有一向上或向下投影角度安排时，投影到屏幕20的放大图像由于梯形失真或梯形误差而变形。最后，变形图像将不可避免地给用户带来不愉快，因此需要预补偿因梯形失真造成的投影到屏幕上的非对称图像或变形图像。

例如，美国专利5,355,188公开了用于补偿或校正投影器屏幕上的梯形误差的装置和方法。在公开的装置和方法中，通过保持投影透镜光学轴的场透镜的光学中心而消除梯形误差。

在另一个例子中，美国专利5,283,602公开了用于补偿投影器屏幕上的梯形误差的装置。在公开的装置中，一个光路发散镜以与光的光程成倾斜角45度的方式排列，并还排列成使其能以平行于光程的方向朝向或背离投影器移动，因此图像被向上或向下投影，而不会在屏幕上产生梯形畸变。

可是，为了解决屏幕上的梯形畸变，上述提到的构造采用了光学或机械方法，因此其性能或硬件结构的灵活性受到了限制。

显示图像的投影器中预补偿非对称图像的方法在美国专利申请NO.08/686,100中公开，当预补偿的图像根据投影器中投影透镜对屏幕的投影角度变成非对称时，非对称图像的像元在补偿方向由扫描行被删除处理然后并将消隐数据加到非对称图像的像元删除的部分，即像元删除的位置。该方法以相等间隔计算将被由扫描行删除的图像中的像元(此后，定义为“删除像元”)位置坐标。结果是，当预补偿图像块中(此后，定义为“补偿块”)图像特定部分中的像元删除率增加并彼此相邻时，原始图像用高保真再现就困难。