CN100361022C - 一种光学掩模液晶投影彩扩方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明的光学掩模液晶投影彩扩方法是：在转像透镜和投影透镜之间设置一光学掩模板，使光学掩模板与位于转像透镜另一侧的总像素数为A×B的液晶屏处于物像共轭位置，与置于投影透镜另一侧的相纸也处于物像共轭位置，并将光学掩模板与转像透镜和液晶屏固定成一整体构件，在光学掩模板上设置周期排列的透光窗口，每个周期尺寸为Δx×Δy，等于液晶屏每个像素的成像尺寸，每个透光窗口尺寸为δx×δy，Δx、Δy分别为δx、δy的整数倍N，将整体构件相对相纸作二维平移，每平移一次，液晶屏更换一次图像输入信号，并对相纸作红、绿、蓝三色光的曝光，直至在X方向、Y方向分别平移N次，最终在相纸上获得连续的总像素数为NA×NB的潜影图像。

Description

一种光学掩模液晶投影彩扩方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种液晶投影彩扩方法及其装置。

技术背景

目前用于液晶投影彩扩机的液晶屏均为透射式TFT-LCD，它的主流应用是投影机、电视机及虚拟头盔等场合。将该类型液晶屏使用于液晶投影数码彩扩机中，若不采用“像素分割，分步曝光”的方法，则彩扩照片中存在着由液晶像素阴影所造成的非曝光区，在视觉上产生白色的纵横线条，造成所谓的白边“马赛克”现象；若采用“像素分割，分步曝光”的方法，又会造成彩扩照片中每个像素边缘的过曝现象，不仅降低了彩扩照片的有效分辨率，还会引起深边“马赛克”现象。

发明内容

本发明的目的是为消除上述的白边“马赛克”现象或深边“马赛克”现象，而提供一种光学掩模液晶投影彩扩方法及其装置。

本发明的光学掩模液晶投影彩扩方法是：在转像透镜和投影透镜之间设置一光学掩模板，使光学掩模板与位于转像透镜另一侧的总像素数为A×B的液晶屏处于物像共轭位置，与置于投影透镜另一侧的相纸也处于物像共轭位置，并将光学掩模板与转像透镜和液晶屏固定成一整体构件，在光学掩模板的X方向和Y方向设置周期排列的透光窗口，每个周期的尺寸为Δx×Δy，等于液晶屏每个像素的成像尺寸，每个透光窗口的尺寸为δx×δy，Δx、Δy分别为δx、δy的整数倍N，将整体构件相对相纸作X、Y方向二维平移，由转像透镜将液晶屏显示的图像成像到光学掩模板上，投影透镜将成像在光学掩模板上的图像投影到相纸上，每次平移δx(X方向)或δy(Y方向)距离，每平移一次，液晶屏更换一次图像输入信号，并对相纸作红、绿、蓝三色光的三次曝光，直至在X方向平移N次，在Y方向平移N次后，最终在相纸上获得连续的总像素数为NA×NB的潜影图像。

上述光学掩模液晶投影彩扩方法用的装置，其特征在于该装置自上而下依次具有液晶屏、转像透镜、由X方向和Y方向周期排列的透光窗口组成的光学掩模板和投影透镜，其中，液晶屏和光学掩模板处于物像共轭位置，液晶屏和转像透镜及光学掩模板固定成一整体构件，该整体构件与二维微位移器相连。

上述的光学掩模板上的周期排列的透光窗口的每个周期的尺寸为Δx×Δy，等于液晶屏每个像素的成像尺寸，每个透光窗口的尺寸为δx×δy，Δx、Δy分别为δx、δy的整数倍N。

所说的二维微位移器可以采用市售的机械或机电二维微位移装置。

本发明的优点：通过具有周期排列透光窗口的光学掩模板，实现彩扩过程的分步曝光，使得液晶图像屏的有效像素提高N²倍，并且每个曝光单元之间没有任何曝光重叠或割裂的现象，有效提高了彩扩图像的质量。

附图说明

图1是本发明的光学掩模液晶投影彩扩装置结构示意图；

图2是光学掩模板的一种典型布局图；

图3是光学掩模板单个周期的尺寸示意图；

图4是光学掩模液晶投影彩扩方法二维平移的一种具体移动实例。

具体实施方式

参照图1，光学掩模液晶投影彩扩装置，自上而下依次具有液晶屏1、转像透镜2、光学掩模板3和投影透镜5，其中，液晶屏1和光学掩模板3处于物像共轭位置，即显示在液晶屏1上的图像由转像透镜2成像在光学掩模板3上，光学掩模板3与置于投影透镜5另一侧的相纸6也处于物像共轭位置，即投影透镜5将光学掩模板3投影至相纸6进行曝光成像。液晶屏1和转像透镜2及光学掩模板3固定成一整体构件7，该整体构件7与二维微位移器4相连。通过二维微位移器4可使整体构件7在X、Y方向作二维平移。

光学掩模板参见图2、图3，光学掩模板上具有周期排列的透光窗口8，每个周期的尺寸为Δx×Δy，等于液晶屏每个像素的成像尺寸，每个透光窗口8的尺寸为δx×δy，δx×δy称曝光单元，Δx、Δy分别为δx、δy的整数倍N。

光学掩模液晶投影彩扩方法中的二维平移，参见图4，设液晶屏1的总像素数为A×B，由装置中的转像透镜2将液晶屏1显示的图像成像到光学掩模板3上，投影透镜5将成像在光学掩模板3上的图像投影到相纸6上。先将整体构件7沿X方向平移δx距离，液晶屏更换一次图像输入信号，进行一次红、绿、蓝三色光的曝光，此过程重复N次后，此时整体构件7沿X方向共进行N次红、绿、蓝三色光的曝光。再将整体构件7沿Y方向平移δy距离，液晶屏更换一次图像输入信号，进行一次红、绿、蓝三色光的曝光，此后整体构件7再沿X方向反向平移δx距离，进行一次红、绿、蓝三色光的曝光，沿X方向反向共平移N次，每移一次液晶屏均更换一次图像输入信号，此时整体构件7沿X方向反向共进行N次红、绿、蓝三色光的曝光。重复将整体构件7沿Y方向平移N次，每次沿Y方向平移一次，X方向平移N次，这样整体构件7总共平移N(X方向)×N(Y方向)次，最终在相纸上获得连续的总像素数为NA×NB的潜影图像。

整体构件7的二维平移，其X方向与Y方向平移顺序等价，即整体构件7也可先沿Y方向平移N次，然后，沿X方向平移一次，再沿Y方向反向平移N次，重复上述平移过程，直至在X、Y方向总共平移N×N次。

例如，液晶屏1的总像素数为1024×768，光学掩模板3由周期排列的透光窗口组成，每个周期的尺寸为20微米×20微米，等于液晶屏像素尺寸经转像透镜2成像在光学掩模板3上的尺寸，透光窗口尺寸为10微米×10微米，此时N＝2。由装置中的转像透镜2将液晶屏1显示的图像成像到光学掩模板3上，投影透镜5将成像在光学掩模板3上的图像投影到相纸6上，进行第一次红、绿、蓝三色光的曝光。然后由二维微位移器4实现整体构件7相对相纸6的二维位置平移，每平移一次，液晶图像屏更换一次图像输入信号，并对相纸6作红、绿、蓝三色光的三次曝光，直至平移2(X方向)×2(Y方向)次后，最终在相纸6上获得连续的总像素数为2048×1536的潜影图像，从而使液晶图像屏的有效像素提高4倍，并且每个曝光单元之间没有任何曝光重叠或割裂的现象，有效提高了彩扩图像的质量。

本发明通过更换具有不同透明窗口尺寸、不同周期的光学掩模板，并相应改变整体构件的平移次数，使彩扩照片的曝光点为液晶屏总像素的4、9、16等倍数。这种方法不仅适用于TFT-LCD，还适用于反射式的LCOS液晶屏。

Claims (6)

1.一种光学掩模液晶投影彩扩方法，其特征是在转像透镜(2)和投影透镜(5)之间设置一光学掩模板(3)，使光学掩模板(3)与位于转像透镜(2)另一侧的总像素数为A×B的液晶屏(1)处于物像共轭位置，与置于投影透镜(5)另一侧的相纸(6)也处于物像共轭位置，并将光学掩模板(3)与转像透镜(2)和液晶屏(1)固定成一整体构件(7)，在光学掩模板(3)的X方向和Y方向设置周期排列的透光窗口(8)，每个周期的尺寸为Δx×Δy，等于液晶屏每个像素的成像尺寸，每个透光窗口(8)的尺寸为δx×δy，Δx、Δy分别为δx、δy的整数倍N，将整体构件(7)相对相纸(6)作X、Y方向二维平移，由转像透镜(2)将液晶屏(1)显示的图像成像到光学掩模板(3)上，投影透镜(5)将成像在光学掩模板(3)上的图像投影到相纸(6)上，每次沿X方向平移δx或沿Y方向平移δy距离，每平移一次，液晶屏(1)更换一次图像输入信号，并对相纸(6)作红、绿、蓝三色光的三次曝光，直至在X方向平移N次，在Y方向平移N次后，最终在相纸(6)上获得连续的总像素数为NA×NB的潜影图像。

2.根据权利要求1所述的光学掩模液晶投影彩扩方法，其特征在于所说的整体构件(7)的二维平移，是先将整体构件(7)沿X方向平移N次，然后，沿Y方向平移一次，再沿X方向反向平移N次，接着沿Y方向平移一次，再沿X方向平移N次，重复上述平移过程，直至在X、Y方向总共平移N×N次。

3.根据权利要求1所述的光学掩模液晶投影彩扩方法，其特征在于所说的整体构件(7)的二维平移，是先将整体构件(7)沿Y方向平移N次，然后，沿X方向平移一次，再沿Y方向反向平移N次，重复上述平移过程，直至在X、Y方向总共平移N×N次。

4.用于权利要求1所述的光学掩模液晶投影彩扩方法的装置，其特征在于该装置自上而下依次具有液晶屏(1)、转像透镜(2)、由X方向和Y方向周期排列的透光窗口(8)组成的光学掩模板(3)和投影透镜(5)，其中，液晶屏(1)和光学掩模板(3)处于物像共轭位置，液晶屏(1)和转像透镜(2)及光学掩模板(3)固定成一整体构件(7)，该整体构件(7)与二维微位移器(4)相连。

5.根据权利要求4所述的光学掩模液晶投影彩扩装置，其特征在于光学掩模板(3)上的周期排列的透光窗口(8)的每个周期的尺寸为Δx×Δy，等于液晶屏(1)每个像素的成像尺寸，每个透光窗口(8)的尺寸为δx×δy，Δx、Δy分别为δx、δy的整数倍N。

6.根据权利要求4所述的光学掩模液晶投影彩扩装置，其特征在于二维微位移器(4)是机械或机电二维微位移装置。

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