TWI278712B - Device and method for generating an image for projection - Google Patents

Description

!278712 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用以產生一投射影像之裝置，該裝置 包含-光源，—光源驅動單元’包括用以同時產生不同色 ，之捲動影像部份之色彩掃描裝置之光電㈣調變構件， 藉由使用該等捲動影像部份來投射影像之影像投射構件， 以及-用來以-包括欲投射之影像資料之控制訊號控制該 影像投射構件之投射驅動單元。本發明亦關於—種產生投 射影像之對應方法。 【先前技術】 此類之-裝置和-方法描述於美國專利第5,532,763號 中。在其中橫跨顯示面板同時地掃插三 和藍，如此使得它們同時間照射面板上的不同區域之這： 的色彩掃描裝置允許了低成本的投射解決方案，且因此對 於消費應用來說是有用的。在這些應用中，小型化，低成 本和長壽命時間是主要重點。 做為光源，通常使用例如描述於WO 00/38481 A1中之 極同壓（UHP)投射燈。然而，當使用這樣一個1；1_1]?燈時， 使用在燈電流上之-脈衝來以—使燈派光維持在—穩定位 置上 < 万式來使電極成形。此燈脈衝干擾了該色彩掃描裝 置，並產生在投射影像中變得可看到之干擾模式。 【發明内容】 因此本發明之目標為提供一對上述問題之解決方案，即 減y或心全避免產生這樣的干擾模式之解決方案。 1278712 根據本發明，此目標係以一諸如定義於申請專利範圍第i 員中《裝置實現的，其特徵為—用以預先修正該控制訊號 <干擾消除電路’如此使得造成投射影像中之可見干擾之 在該光源和該光線調變裝置之間的干擾受到壓#。久 在申請專職圍第_ Μ義了解決上面目標之對應方 法。在相關申請專利範圍内定義了本發明之較佳實施例。 本發明係基於藉由修正被寫至影像投射構件，特別是至 包括於其中之一顯示面板之資訊來壓抑干擾模式之想法。 如此根據本發明預先修正了被提供給投射驅動單元且用以 控制該影像投射構件之資料串流，如此使得干擾模式變得 至少為不顯見的，或完全被避免。 、，根據本發明之第一觀點，提供一第—同步單元以同步該 光源驅動早7C ’該投射驅動單元以及該影像投射構件。再 者’使該干擾消除電路適於降低在增加對應色彩強度之位 ^上的色彩值。最好以干擾模式在—顯示器上為靜止（可感 見到）《万式來改造同步 '然後，藉由降低在顯示器上其之 對應紅’綠和藍光線強度因為燈脈衝所造成之較高光源輸 出強度而增加之那些位置上之色彩，即，紅，綠和藍值來 修正控制訊號。以這樣一個方式，在時間上平均個別的投 射像素之光線強度’如此使得干擾模式被補償且大大地減 少了其可見度。 、，根據本發明之其他觀點，提供一第二同步單元以同步該 光源驅動早7C以及該光電光線調變構件，如此使得產生一 干k棱式。再者’該干擾消除電路改造為產生在投射影像 1278712 上之-額外的移動波形’選擇該額外的波形來補償該干擾 模式。額外的波形與欲補償之干擾模式衝突。^了實現所 要的補償：適當地選擇額外波形，例如以使得結果之時間 上光線強度被加以平均之方式來選擇。有利地選擇干擾模 式之速度，如此使得人眼無法追縱移動模式。 根據本發明之其他觀點，提供一第三同步單元來將該干 擾消除單元與該光源驅動單元同步。或者，亦可提供一偵 測照射窗中增加之強度且驅動干擾消除單元之正確設定之 偵測器。該同步之優點為可使干擾模式在螢幕上為靜止， 如此使得在一顯示為中對每個像素之預先修正值可剛好地 補償干擾模式。 根據一較佳實施例，該影像投射構件包含一單一顯示器， 其由孩投射驅動單元驅動。這樣一個單一顯示器之較佳實施 例定義於相關之申請專利範圍第6至8項。如此單一顯示器最 好由一單一面板矽上反射型液晶（LC〇s)顯示器，一單一面板 反射型DMD顯示器或一單一面板透光型液晶顯示器來實 現。在 Society of Information Display，2001 International

Symposium, Digest of Technical Papers, Volume XXXII, San

Jose Convention Center，San Jose，California，June 5-7，2001，

Pages 1072-1075: 40.1: Invited Paper: Scrolling Color LCOS for HDTV Rear Pr〇jecti〇n(HDTV背面投影之捲動色彩 LCOS)，Jeffrey A· Shimizu中特定地描述了這樣一個lc〇s顯 示器。這樣的顯示器製造起來更有效率且更容易，如此降 低了一投射裝置之整體成本。 1278712 最好，該光源包括一 極南歷投射燈。 小尺寸之具有一高 党度和長壽命之 【實施方式】 圖1中所TF (根據本發明之裝置包含一爾燈^做為光 源’-極化轉換系統(pcs)2,—用以光束成形和平均之整合 器’以及-透鏡4。腑燈產生高亮度之白光，其被提供給

光電光線調變構件2 5。# 32 M A A A ra尤綠凋變裝置25包含色彩分離濾 波器5, 6,色彩融合濾波器7,8，偏斜鏡9, 1〇以及旋轉棱鏡 11，12，13，其結合形成一用以同時產生不同色彩之捲動影 像部份，特別是捲動條之色彩掃描器。由該色彩掃描器所 輸出之光線，即影像部份之後被輸入至一極化光束分離器 (PBS)14 ’例如一棱鏡，以將光線反射至一 Lc〇g顯示器15 上。在通過PBS 14之後，由該反射型LCoS顯示器15所反射 之光隨後透過一投射透鏡16投射至一螢幕17上或壁上。 光電光線碉變構件2 5之色彩掃描器使用一技術，其中橫 跨顯示為面板1 5同時地掃描三種色彩，即紅，綠和藍，如 此使得它們同時照射面板1 5上不同的區域。最好，在橫跨 面板之垂直方向上同時地掃描如參考數字1 8所標記且具有 不同色彩之矩形條。這具有以下優點，即同時以面板上的 紅，藍和綠光部份而非依序地以整個單一色彩影像，沒有 色彩會被從面板被遮蔽，如此使得系統理論上可實一等於 一三面板系統的亮度之亮度。藉由橫跨顯示器以高速度來 掃描色彩條，觀看者對色彩分離之察覺被大大地少至一可 接受之大小。 1278712 LC〇S顯示器15使用矽做為一主動基板，在其上將鋁像素 添成模式。如此，石夕晶片作用如主動矩和反射層。驅動影 像之貝訊之電子電路被形成模式至晶片中，其被與一共平 面之反射表面耦合。驅動器電子，即，用來存取每個個別 像素元件之接線，被隱於像素之後，以避免光線防礙。如 此’反射表面佔用了顯示面積之約9 5 %。 為了驗動UHP燈1，提供一燈驅動單元19。類似地，為了 驅動LCoS顯示器15，提供了用以提供顯示器15與欲投射影 像有關之資訊之一投射驅動單元2〇。為了穩定Uhp燈1之弧 位置，在燈電流上使用一額外的脈衝。包括在電流上之脈 衝用以旅光位置穩定之對這樣一個UHP燈1之典型燈電流顯 示於圖2中。圖3顯示了來自投射燈之對應的燈流量。 已注意到此燈脈衝防礙了色彩掃描器，如此使得干擾模 式變得在投射影像中為可見到的。為了修正這些干擾模 式’提供一干擾消除電路21。該干擾消除電路21接收包括 與欲投射之影像相關之資訊之資料流D，預先修正該資料流 D並提供預先修正過的資料流給其中做該預先修正之投射 驅動單元20,如此使得干擾模式變得不受注意或甚至完全 被壓抑。可以不同的方式來實現此壓抑。在下文中將說明 較佳方式。 根據一第一方法，提供一第一同步單元22以同步顯示器 15或其驅動單元2〇，色彩掃描器25和燈驅動單元Η，如此 使得干擾模式在顯示器15上將為（可感覺到）靜止的。接下 來，干擾消除電路21藉由在顯示器15上其對應紅，綠和藍 1278712 因為由燈脈衝所造成之較高燈輸出強度而增加之那 二Γ:、降：紅，綠和藍值來修正至顯示器15之控制訊 万式，在時間上平均了個別投射像素之光線強度， 如此使得補償了干擾模式且大大地減少了其可見性。—些 :餘線：能仍可看得見。藉由使用一第二方法可進一步； 少這些几餘線之可見性。 根據該第二，進一牛抑、# 41 ^ 、、 v改進爻万法’其可分離地或在上述 第方法以外再加以應用者，提供一第二同步單元^來同 步燈脈衝（即燈驅動單元19)和投射驅動單元2G，減使得其 干k模式開跨影像平面來移動。使用干擾消除電路^ 來於投射影像内引入一額外的移動波形。此額外波形干擾 被補^之干擾模式，且以使得其藉由於時間上平均結果 ^光線強度來補償該干擾模式之方式來加以選擇。以人眼 無法追縱移動模式之方式來選擇干擾模式之速度。 k驅動|元19最好以一第三同步單元24與干擾消除電路 1同v特别與額外燈電流脈衝同步。然而，亦可能提供 偵測為，其偵測照射窗中之增加的強度並驅動干擾消除 單元之正確設定。 【圖式簡單說明】 現在將參考圖形來更詳細地說明本發明，其中： 圖1顯示了 一根據本發明用以產生投射影像之裝置， 圖了對具有脈衝弧光穩定之UHp燈之典型波形，以 3顯示了對脈衝穩定之UHP燈之典型的燈流輸出。 1278712 【圖式代表符號說明】 1 UHP燈 2 極化轉換系統 3 整合器 4 透鏡 5, 6 色彩分離濾波器 7, 8 色彩融合濾波器 9, 10 偏斜鏡 11， 12, 13 旋轉棱鏡 14 極化光束分離器 15 LCoS顯示器 16 投射透鏡 17 螢幕 18 矩形條 19 燈驅動單元 20 投射驅動單元 21 干擾消除電路 22 第一同步單元 23 第二同步單元 24 第三同步單元 25 光電光線調變構件

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Claims (1)

1278712 拾、申請專利範園： 1. 一種用以產生一投射影像之裝置，該裝置包含： 一光源， 一光源驅動單元， 光電光線調變構件，其包括用以同時產生不同色彩之 捲動影像部份之色彩掃描裝置， #像投射構件，用以藉由使用該等捲動影像部份來投 射影像，以及 一投射驅動單元，用來以一包括欲投射之影像資料之 控制訊號來控制該影像投射構件， 其特徵為一用以預先修正該控制訊號之干擾消除電路 ’如此使得造成在投射影像中之可見干擾之該光源和該光 線調變裝置之間之干擾受到壓抑。 2. 如申請專利範圍第丨項之裝置，其特徵為提供一第一同步 單兀來同步該光源驅動單元、該投射驅動單元以及該影像 投射構件，且特徵為該干擾消除電路被改造為適於降低在 對應色彩強度增加之位置上之色彩值。 3. 如申請專利範圍第丨項之裝置，其特徵為提供一第二同步 單兀，以同步該光源驅動單元及該光電光線調變構件，如 此使得產生一干擾模式，且特徵為該干擾消除電路被改造 為通於在投射影像上產生一額外的移動波形，該額外的移 動波形被選擇來補償該干擾模式。 4·如申請專利範圍第丨項之裝置，其特徵為其包含一第三同 步單元’其用以使該干㈣除單元與該光源驅動單元同 步° 1278712 •如申請專利範圍第1項之裝置，其特徵為該影像投射構件 包含一由該投射驅動單元驅動之單一顯示器。 •如申請專利範圍第5項之裝置，其特徵為該單一顯示器為 〜單一面板之矽上反射型液晶顯示器。 •如申請專利範圍第5項之裝置，其特徵為該單一顯示器為 〜單一面板反射型DMD顯示器。

•如申请專利範圍第5項之裝置，其特徵為該單一顯示器為 —單一面板透光型液晶顯示器。 9·=申請專利範圍第1項之裝置，其特徵為該光源包括一極 高壓投射燈。 ι〇· —種用以產生一投射影像之方法，該影像係由一裝置所產 生’該裝置包括： 一光源， 一光源驅動單元， 光電光線調變構件，其包括用以同時產生不同色彩之捲 動影像邵份之色彩掃描裝置，

影像投射構件，用以藉由使用該等捲動影像部份來投射 影像，以及 投射驅動早7C，用來以一包括欲投射之影像資料之控 制訊號來控制該影像投射構件， 其特徵為該控制訊號係由一干擾消除電路預先修正，如 此使仔造成投射影像中之可千择士人、、 不丁 < J見卞ί夂艾介於孩光源和該光 線調變裝置之間的干擾受到壓抑。 -2 -