CN102547305A - 对投影系统中的发光器件进行定序的方法和设备 - Google Patents

对投影系统中的发光器件进行定序的方法和设备 Download PDF

Info

Publication number
CN102547305A
CN102547305A CN2011104248464A CN201110424846A CN102547305A CN 102547305 A CN102547305 A CN 102547305A CN 2011104248464 A CN2011104248464 A CN 2011104248464A CN 201110424846 A CN201110424846 A CN 201110424846A CN 102547305 A CN102547305 A CN 102547305A
Authority
CN
China
Prior art keywords
luminescent device
light
pulse
luminescent
light valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011104248464A
Other languages
English (en)
Inventor
马克·D·彼得森
T·斯科特·恩格尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Publication of CN102547305A publication Critical patent/CN102547305A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/315—Modulator illumination systems
    • H04N9/3155—Modulator illumination systems for controlling the light source
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
    • H04N9/3111—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying the colours sequentially, e.g. by using sequentially activated light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
    • H04N9/312—Driving therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)

Abstract

本发明提供了对投影系统中的发光器件进行定序的方法和设备。本发明的实施方式包括涉及每帧以脉冲方式激励一个或更多个发光器件多次的投影照明源的设备、方法和系统。

Description

对投影系统中的发光器件进行定序的方法和设备
本申请是申请号为200580020608.X、申请日为2005年4月27日、发明名称为“对投影系统中的发光器件进行定序的方法和设备”的申请的分案申请。
技术领域
所公开的本发明的实施方式涉及投影系统的领域，并且更加具体地涉及用作这些投影仪系统中的照明源的发光器件的定序。
背景技术
多媒体投影系统对于诸如推销演示、商务会议、课堂培训之类的用途以及家庭影院中的应用已经变得很普及了。在典型的操作中，多媒体投影系统从视频单元接收视频信号并且将视频信号转换成数字信息，用以控制一个或更多个数字驱动的光阀。这些光阀可以具有与所投影的图像像素相对应的可选择性切换的像元或像素。如果将光阀像素转换成“开”状态，则它将使入射光作为图像承载光继续前行(以反射方式或透射方式)，在典型情况下，图像承载光要穿过额外的光学系统，比如投影镜头。在任意一个时刻从光阀发射出的图像将会是与此刻的所有‘开’像素相对应的光的矩阵。这可以称为位图图像。最近的研究重点已经转移到了在多媒体投影系统中使用诸如发光二极管(LED)之类的发光器件作为照明源来提供入射光。
发明内容
一种设备，所述设备包括：照明源，其包括一个或更多个发光器件，所述发光器件中的至少一个将会按照帧周期内的多个脉冲来产生入射光；和光阀，其与所述照明源在光学上相耦合，用于将所述入射光调制成所述帧周期内的图像承载光。
优选地，所述一个或更多个发光器件包括一个或更多个发光二极管。
优选地，所述一个或更多个发光器件针对所述帧周期具有近似相等的占空比。
优选地，所述一个或更多个发光器件包括：第一发光器件，其用于发射第一颜色的光；第二发光器件，其用于发射第二颜色的光；第三发光器件，其用于发射第三颜色的光；并且各个所述第一发光器件、第二发光器件和第三发光器件按照所述帧周期内的多个脉冲发射光。
优选地，各个所述第一发光器件、第二发光器件和第三发光器件发射从包括红色、蓝色和绿色的组中选取的一种颜色的光。
优选地，所述帧周期包括至少两个子帧周期，所述至少两个子帧周期中的每一个包括来自所述第一发光器件、第二发光器件和第三发光器件中的每一个的至少一个脉冲。
优选地，在一个时间内只有所述第一发光器件、第二发光器件和第三发光器件中的一个发光。
优选地，所述设备还包括各自发射不同成分颜色的光的多个发光器件。
优选地，所述多个发光器件中的每一个具有与所述发光器件的数量近似成反比的占空比。
优选地，所述多个发光器件中具有额定电流的一个发光器件是以与所述发光器件的数量与所述额定电流的乘积近似成正比的电流以脉冲方式加以激励的。
优选地，所述设备还包括：控制器，其与光阀相接，适用于接收代表图像帧的数据并且适用于按照所述帧周期内的数据使所述光阀的操作与所述相应的多个脉冲同步。
一种方法，所述方法包括以下步骤：将代表图像帧的数据呈送给光阀，以帮助实现帧周期内入射光向图像承载光的调制；和通过在所述帧周期期间以脉冲方式激励一个或更多个发光器件多次，用所述入射光照射所述光阀。
优选地，所述以脉冲方式激励一个或更多个发光器件包括以脉冲方式激励一个或更多个发光二极管。
优选地，用所述入射光照射所述光阀还包括：在所述帧周期期间的至少两个子帧周期内，相继以脉冲方式激励至少第一发光器件、第二发光器件和第三发光器件，所述至少第一发光器件、第二发光器件和第三发光器件中的每一个发射从红色、绿色和蓝色中选取的一种颜色的光。
优选地，在至少两个子帧周期内以脉冲方式激励所述至少第一发光器件、第二发光器件和第三发光器件包括：在给定的子帧周期内，以脉冲方式激励各个所述第一发光器件、第二发光器件和第三发光器件达相类似的持续时间和幅度这二者中选取的至少一种。
优选地，所述方法还包括：对包括红色数据、绿色数据和蓝色数据的光阀控制信号进行同步，以致分别与所述第一发光器件、第二发光器件和第三发光器件的脉冲对应。
优选地，对光阀控制信号进行同步包括：将红色数据、绿色数据和蓝色数据中的每一种数据的位值呈送给所述光阀，所述呈送是在按照与该特定位值最紧密对应的脉冲值以脉冲方式激励所述第一发光器件、第二发光器件和第三发光器件中相应的一个的同时进行的。
优选地，对光阀控制信号进行同步包括：在最早出现所述第一发光器件、第二发光器件和第三发光器件的相应脉冲的时候将所述红色数据、绿色数据和蓝色数据呈送给所述光阀。
一种系统，该系统包括：控制器，其适用于接收视频信号和输出代表与帧对应的图像的光阀控制信号；照明源，其包括一个或更多个发光器件，所述一个或更多个发光器件中的至少一个将会按照对应于所述帧的多个脉冲产生入射光；和光阀，其与所述控制器相接并且与所述照明源在光学上耦合，用来根据所述光阀控制信号将所述入射光调制成图像承载光。
优选地，所述系统还包括：投影光学系统，其与所述光阀光耦合，用于接收所述图像承载光和投影所述图像。
优选地，其中所述一个或更多个发光器件包括一个或更多个发光二极管。
优选地，所述系统还包括：视频单元，其与所述控制器相接，用于输出所述视频信号。
优选地，所述系统以视频影片的形式投影一系列图像。
优选地，所述视频单元包括由数字通用盘(DVD)、集成电视调谐器和机顶盒组成的组中的一种。
附图说明
在附图的图形中为了举例而不是为了限定而图解说明了本发明的实施方式，在这些附图中，类似的附图标记指代类似的单元，其中：
图1例示了根据本发明的实施方式的使用照明源的投影系统；
图2a-2b画出了代表根据本发明的实施方式的具有相应像素控制数据的发光器件脉冲序列的波形图；
图3a-3b画出了代表根据本发明的实施方式的具有相应像素控制数据的多个子帧的发光器件脉冲序列的波形图；
图4a-4b画出了代表根据本发明的另一种实施方式的具有相应像素控制数据的基本周期发光器件脉冲序列的波形图；
图5a-5b画出了代表根据本发明的另一种实施方式的具有在相继子帧中随同相应的像素控制数据变化的脉冲持续时间的发光器件脉冲序列的波形图；
图6画出了根据本发明的实施方式的将发光器件脉冲值设计成反映出成分颜色位深度的位值的方法；和
图7a-7b画出了根据本发明的另一种实施方式的代表具有在相继子帧中随同相应像素控制数据变化的脉冲幅度的发光器件脉冲序列的波形图。
具体实施方式
在下面的详细说明中，将会对构成该详细说明一部分的附图加以参照，在这些附图中，类似的附图标记通篇指代类似的部分，并且在这些附图中以图解说明的方式示出了可以实施本发明的具体实施方式。要理解的是，也可以采用其它的实施方式，并且可以进行结构上或逻辑上的改变，而不会超出本发明实施方式的范围。因此，不要从限定的层面上领会下面的详细说明，本发明实施方式的范围是由所附的权利要求及其等价内容来定义的。
图1例示了根据本发明的实施方式的多媒体投影系统100的简化示图，该多媒体投影系统100使用基于发光器件的照明源104并且该多媒体投影系统100与视频单元116接通。照明源104可以与电源106相接并且与光阀设备108在光学上耦合。光阀设备108可以代表一个或更多个显示器，这些显示器包括但不局限于数字微反射镜器件(DMD)、液晶显示器(LCD)和硅载液晶(LCOS)显示器。光阀设备108可以具有可选择性切换的像素(不管是以机械方式还是以电子方式限定的)，这些可选择性切换的像素对应于一个或更多个图像像素。取决于具体投影系统的成本、亮度和图像质量要求，光阀设备108可以具有不同的尺寸和分辨率、可以是透射型的或反射型的并且可以用在单显示器结构中或多显示器结构中。
照明源104可以通过以脉冲方式激活各成分颜色的一个或更多个发光器件来为光阀108相继提供多种成分颜色的入射光120。可以将这些成分颜色认为是单色，当以适当的量把这些单色合成起来时，会创造出图像像素的目标颜色。在一种实施方式中，成分颜色可以包括红色、绿色和蓝色，不过，其它可选实施方式可以额外地或另外地采用很多其它颜色，包括白色和其它颜色组合。
在一种实施方式中，如果为一种成分颜色使用不止一个发光器件，则平均发射波长可以是与期望的光颜色对应的中心波长。例如，一种实施方式可以采用中心波长为520nm的绿色光。这种绿色光可以是多个发射例如500nm波长的发光器件与等数量的发射540nm波长的发光器件相组合的产物。在证明由于成本很高或者可获得性很低而造成获得某一波长的发光器件很难的时候，这种实施方式是很可取的。
在一种实施方式中，照明源104的发光器件可以包括能够以下面将详细介绍的方式被脉冲激活的固态光源。这些固态光源的例子可以包括，但不局限于，发光二极管(LED)和激光二极管。
在一种实施方式中，第一成分颜色(例如，红色)可以在预定时间段内持续照射光阀设备108。在光阀设备108受到红色光照射的同时，可以取决于这一图像帧的这一像素的期望的红色的强度，将特定的光阀像素持续转换到‘开’状态或激活一定的时间量。光阀像素开启的时间量越大，红色的色调越明亮。可以对剩余的成分颜色(例如，绿色和蓝色)重复进行这种照明处理。得以作为图像承载光124通过的各个成分颜色的量通常决定了这一图像帧的图像像素的投影颜色。
光阀设备108可以与控制器112接通。控制器112可以与电源106相接并且可以适合于从视频单元116接收视频信号(模拟的或者数字的)和向光阀设备108传送光阀控制信号。视频单元116可以包括但是不局限于，个人或膝上型计算机、DVD、机顶盒(STB)、集成电视调谐器、摄像机或者向投影系统100传送视频信号的任何其它适当装置。可以将投影系统100实施在多种不同的应用中，包括但不局限于，游戏、电影、电视、广告和数据显示。
控制器112可以基于期望的帧频(典型地是以每秒帧数(fps)衡量的)由模拟视频信号产生图像帧。如果流入视频信号是数字信号，则可以省去这一处理，因为图像帧应当已经限定过了。不过，可能还是有某些情况期望进行源视频信号的帧频转换。在这样的情况下，可以采用本领域中的其它方面公知的帧频转换技术。
可以对图像帧进行像素映射，以使各个图像像素与该图像帧的目标颜色关联起来。可能的目标颜色的选择可能与多种成分颜色中的各个成分颜色的量化(或强度)等级有关。投影系统100能够产生的目标颜色的数量可以由该系统100的色深(color depth)决定。
色深或位深(bit depth)是控制器112的帧缓冲存储器中每像素所分配的位数，它决定帧中给定像素的目标颜色。较大的色深意味着系统100可以供应较大数量的目标颜色。不过，较大的色深也对应于系统100所要求的资源量增大，例如，存储器、处理器能力等。通常的色深值是16位和24位，不过也可以使用其它的色深值。24位色深(也称为“真彩色”)可以具有例如每帧每像素三字节的存储空间。对于使用三种成分颜色的实施方式，这会造成1字节的数据代表各个成分颜色的256种不同强度的结果。在不同的实施方式中，可以使用结果造成不同数量的位代表各成分颜色的不同位分配。将不同强度等级的三种成分颜色合成起来，可以得到超过160万种可能颜色的选择。为了举例说明，所示的并且下面将要讨论的简化实施方式涉及9位色深，并且将会为三种成分颜色中的每一种分配三位，用来决定这种成分颜色对于这一图像帧的强度等级。对于所图解说明的实施方式，3位应该能够为各个成分颜色实现八种强度等级，这八种强度等级进而又会造成图像像素具有512种目标颜色中的一种的结果(例如，8种红色强度×8种绿色强度×8种蓝色强度)。
根据各个图像像素的期望目标颜色，控制器112可以产生并且送出针对各光阀像素的像素控制数据，以便帮助实现来自照明源104的入射光120向图像承载光124的调制。可以使像素控制数据与将在下面进行讨论的根据本发明的实施方式产生的发光器件脉冲序列同步。于是可以将图像承载光124传递到投影光学系统128，投影光学系统128可以帮助实现在屏幕、显示器或某种其它机构上的最终成像。投影光学系统128可以包括投影镜头、成像透镜和很多其它的本领域公知的光学组件。
在一种实施方式中，在入射光120照射到光阀设备108的(多个)光阀之前，成分颜色的光路应该是相互重合的，从而(这些)光阀沿着相同的路径接收到所有成分颜色的入射光120。这种光路的重叠可以帮助投影系统100的光学扩展量(étendue)或光通量守恒。各种成分颜色的光路可以借助分光合色棱镜(X-cube)、一个或更多个二向色镜或者借助某种其它机构来加以合并。根据另外一种可选方案，来自不同成分颜色的光可以在照射到(多个)光阀之前沿着不同的路径行进。一种具体应用的实施方式可以包括额外的光学组件，用来调整光路，以便帮助实现来自发光器件的光向光阀呈送。这样的组件的例子包括但不局限于，准直器、积分器、反射镜和成像透镜。
图2a画出了代表根据本发明的实施方式产生的发光器件脉冲序列的波形图。具体来说，所给出的代表所得的三种成分颜色(例如，红色、绿色和蓝色)的发光器件脉冲序列的波形图129、130和131是一个帧周期152内的波形图。各个成分颜色可以由来自一个或更多个发光器件的光组成，如前面所讨论的那样。帧周期152可以相当于控制器发送或者光阀接收包括很多相继图像帧(当这些相继图像帧组合在一起时，会给出象视频影片一样的运动感觉)中的一个静止图像帧的数据所占用的时间段。在各种实施方式中，每秒钟刷新30帧或更多帧。
在图2a的实施方式中，各个发光器件具有相等的三分之一占空比，包括一个持续时间为帧周期152的三分之一的脉冲136(1、2和3)。占空比用来代表在给定时间段(例如，帧周期152)内激活发光器件的时间所占的份额。在一种成分颜色开启时，可以关闭其它的成分颜色，这可以使得发光器件能够在为下一个序列而得到激活之前被冷却。在采用固态光源的实施方式中，结型二极管在激活时会发热，这可能会造成光输出在激活周期内逐渐减少。在激活周期之间有‘关闭’时间可以防止结型二极管由于所产生的热量而经历严重的光输出减少。使得光输出减少可接受的脉冲持续时间是根据应用情况专门设定的，并且可以以符合本发明范围的多种不同方式来进行操纵。下面讨论的其它一些实施方式会指明可以根据本发明的教导加以实施的其它一些可选用的脉冲序列。
在对于各个成分颜色希望有8个量化等级的实施方式中，可以将各个脉冲136(1、2和3)分成7个基本周期。因此，来自控制器112的像素控制数据可以在这些基本周期中的0-7个基本周期内持续激活光阀像素，为各个成分颜色得出总共8种不同的强度等级。在使用60fps帧频的多媒体投影系统的实施方式中，帧周期152应该是(1秒/60帧＝)16.7毫秒(ms)，并且基本周期应该是((16.7ms/3个颜色周期)×1个颜色周期/7个基本周期＝)0.8ms。
在这种实施方式中，假设标称幅度为1，则在一个基本周期内持续激活的光阀像素可以使得1个光单位作为图像承载光通过，这可以相当于这一成分颜色的1个强度等级。可以将本文中使用的幅度理解为施加给有色发光器件的电流的乘数。所以虽然各个有色发光器件可以具有相同的幅度，但是并非必然表明它们具有相同的施加电流，仅仅意味着所施加的电流相互成比例。一个脉冲期间可得到的光单位的数量也可以称为脉冲值。例如，本实施方式中的各个脉冲136(1、2和3)具有(7个基本周期×1个幅度＝)7个光单位的脉冲值。
可以注意到，光单位并非必须与所发射的光通量或光子相对应，它们仅仅用于帮助发光器件时序序列和不同颜色的量化的讨论。为了实现适当的色平衡，可能需要各个帧包含不同流明量的各种成分颜色。例如，在一种实施方式中为了实现白色光，可能希望使接近60％的光通量为绿色、30％的光通量为红色并且10％的光通量为蓝色。因此，取决于各个发光器件的效率，可以将各个发光器件的驱动功率调节成能够实现这种比例。对于具体实施方式的实施，可以考虑包括发光器件的效率、期望的颜色比例、额定电流等的具体工作参数。
图2b表示代表帧周期152内的图像像素的目标颜色的像素控制数据132。帧周期152内的图像像素是由例如强度为5的红色、强度为4的绿色和强度为7的蓝色限定的目标颜色。基于这一信息，像素控制数据132将会通过在红色脉冲1361期间持续激活光阀像素五个基本周期133来使得5个光单位的红色光作为图像承载光通过。类似地，在绿色脉冲1362期间，将会持续激活光阀像素四个基本周期134；并且在蓝色脉冲1363期间将会在所有七个基本周期135内持续激活光阀像素。
虽然上面的实施方式将红色、绿色和蓝色作为成分颜色来进行举例说明，但是其它一些实施方式可以额外地或另外地采用其它颜色，比如，但是不局限于，青色、黄色和品红色。此外，一种实施方式可以包括增补其它有色光源的白色发光器件，用以增加有效亮度。这可以通过在整个帧周期152内持续激活白色发光器件来实现，或者，根据另外一种可选方案，可以随同效率不足的器件或者期望产生较高光通量的器件一起以脉冲方式对白色发光器件进行激活。
图3a画出了代表根据本发明的实施方式产生的发光器件脉冲序列的波形图。具体来说，波形图140、144和148表示在一个帧周期152期间以脉冲方式多次激活成分颜色发光器件，例如红色、绿色和蓝色发光器件。与前面的实施方式类似，各种成分颜色可以具有1/3占空比，以使各种成分颜色‘开启’帧周期152的三分之一时间。帧周期152可以进一步分为两个子帧周期156和164，各个子帧周期包含来自各个成分颜色的一个脉冲。而且，与前面的实施方式类似，各个成分颜色的总激活时间可被分割为例如7个基本周期，以便为各种成分颜色供应8个量化等级。在这种实施方式中，第一子帧156具有用于各种成分颜色的4个基本周期的脉冲序列160(1、2和3)。因此，第二子帧164具有包括剩下的3个基本周期的脉冲序列162(1、2和3)。
如前面那些实施方式所画出的那样以脉冲方式激励各种成分颜色帧周期152的三分之一时间并非必须的，而是有可能在这一时间内从某一发光器件得到帧周期152内全部的流明产量(lumen production)。可以用远超出额定电流参数的电流来脉冲激励发光器件而不会严重影响发光器件相对于产品的寿命，只要针对给定帧的平均施加电流不高于发光器件的额定电流(由制造厂家决定)。总光输出(可以看作是发光器件发射的光子的数量)一般与所施加的电流成线性比例。因此，每发光器件每帧可以/能够发射的光子的数量受到该帧的平均电流的限制。所以，假设有n个相继脉冲激励的成分颜色，能够将施加给这些成分颜色的发光器件的电流增大到它们对应于1/n占空比的额定电流的n倍。例如，在本实施方式具有三种成分颜色的情况下，用它们对应于1/3占空比的额定电流的三倍对发光器件进行脉冲激励将会产生与在整个帧周期152内以额定电流持续开启各个发光器件相同的每帧周期152光子量。因此，因为各种成分颜色的发光器件可以在单独的时间激活，所以它们可以分时使用同一光阀118，而不会明显减少光输出。
图3b示出了代表帧周期152内图像像素的目标颜色的像素控制数据165。帧周期152内的图像像素可以是与前面的实施方式类似的、由例如强度为5的红色、强度为4的绿色和强度为7的蓝色限定的目标颜色。
根据所示的实施方式，像素控制数据165可以使光阀像素的操作与第一和第二子帧156和164的成分颜色脉冲同步。可以将强度等级为5的第一成分颜色(例如，红色)168的数据划分为在不比第一子帧156的红色脉冲1601长的持续时间内激励光阀像素的第一信号172。在这个例子中，是在四个基本周期内持续激励光阀像素的。剩下的包括1个剩余光单位的红色数据可以作为信号173来施加，以在第二子帧164的红色脉冲1621期间在剩下的一个基本周期内持续激励光阀像素。这种实施方式的被缩短的脉冲可以使发光器件产生少于单独一个长激励周期的热量，从而有可能减小光输出降低。可以以类似的方式使绿色和蓝色数据169和170与第一和第二子帧156和164的相应脉冲(1602和1603；1622和1623)同步。
图4a表示根据本发明的另一种实施方式产生的发光器件脉冲序列。这种实施方式在色深、帧周期和目标颜色方面类似于前面那些实施方式，不过，在该实施方式中，脉冲174具有减小到与前面讨论过的色深的最低有效位(LSB)相应的程度的脉冲值。在这种实施方式中，不同成分颜色和不同子帧的所有脉冲174具有相等的脉冲值。在很多情况下，并且如这种实施方式所示，LSB将会是持续单个基本周期的脉冲，但是可能并不总是这种情况。产生这种持续时间的脉冲完全处于现代固态光源的能力之内，某些现代固态光源能够产生纳秒级别的脉冲。在所示的实施方式中，子帧176持续三个基本周期，其中帧周期152内总共有七个子帧176。
参照图4b，控制器可以产生可以帮助实现光阀像素与图4a中所描述的脉冲序列同步的像素控制数据179。如图4b所示，不需要在帧周期152中尽可能早地激励光阀像素。例如，不必在前四个子帧176中将四个光单元的绿色数据175都传送给光阀像素。而是可以如图所示那样将它们散布在整个帧周期152内。不过，在另一种可选的实施方式中，可以在帧周期152内尽可能早(或晚)地将成分颜色数据呈送给光阀像素。
图4a所画出的实施方式例示了持续时间和幅度相等的相继子帧176的脉冲。不过，可能并不总是这种情况。例如，可以将一种实施方式设计成这样：相继子帧的脉冲的幅度和持续时间之一或二者可以改变。图5a画出了这样的实施方式的一个示例。
在图5a中，给出了根据本发明的实施方式的包括脉冲持续时间不同的脉冲的三个子帧177、180和184。各个子帧177、180和184包括某一脉冲值的脉冲，这一脉冲值可以反映出代表目标颜色的各个成分颜色的位值。
图6画出了用于按照与位值相应的脉冲值以脉冲方式激励成分颜色的实施方式的方法。首先，可以确定系统的色深，例如9位(步骤240)。然后可以将这一色深除以该系统中使用的成分颜色的数量，例如3(红色、绿色和蓝色)(步骤250)。这得到成分颜色位深，例如，3位/成分颜色，或者量化等级。因此，各种成分颜色可以由帧缓冲存储器中的三个数据位来代表。可以为成分颜色位深的各个位分配一个位值(步骤260)。例如，3位成分颜色位深的三个位可以具有位值4(MSB)、2和1(LSB)。最后，可以按照与这些位值中的至少一个位值相应的多个脉冲值以脉冲方式多次激励各个成分颜色(步骤270)。例如，参照图5a，第一子帧177的脉冲178(1、2和3)可以具有与MSB相应的脉冲值四(持续时间为四个基本周期并且幅度为1)，第二子帧180的脉冲182(1、2和3)的脉冲值为二，而第三子帧184的脉冲186(1、2和3)的脉冲值为一。
并非必须要求脉冲具有从最高有效脉冲(MSP)178(1、2和3)到最低有效脉冲(LSP)186(1、2和3)的顺序，在其它一些实施方式中可以不按照这种顺序。此外，并非必须要求一个脉冲容纳一个位值。例如，在一种实施方式中，可以在分布在整个帧内的数个子帧的脉冲内施加MSB。
可以注意到，前面的实施方式假设系统的色深是在成分颜色间等分的。另外一些可选用的实施方式可以采用不同的分配方案。在一种实施方式中，成分颜色的脉冲值可以具体对应于该成分颜色的位值。
可以将图5b中画出的红色数据187进行如下划分：使4个光单位在第一子帧177的MSP 1781期间通过，而剩下的1个光单位在下一个子帧180的脉冲1821期间通过。不过，这1个剩余的光单位并非必定要在下一个连贯的脉冲周期中施加。例如，另一种可选的实施方式可以将这1个剩余的光单元与具有最紧密相关的脉冲值的脉冲关联起来，这个脉冲在这一实施方式中应该是第三子帧184的LSP 186。剩下的成分颜色数据188和189可以以类似的处理方式呈送给光阀像素。
图7a画出了根据本发明的实施方式的包括幅度变化的脉冲的发光器件脉冲序列。与前面的实施方式类似，有包括具有不同脉冲值的脉冲201(1、2 和3)、202(1、2和3)和203(1、2和3)的三个子帧190、194和198。不过，本实施方式的脉冲201(1、2和3)、202(1、2和3)和203(1、2和3)虽然具有不同的幅度204、208和212，但是具有相等的持续时间200。还类似于前面的实施方式，第一子帧190对应于成分颜色位深MSB，第二子帧194对应于中间位值，而第三子帧198对应于LSB。
在图7b中给出了本实施方式的相应像素控制数据216。当在例如第一子帧190的红色脉冲2011期间将‘开启’信号发送到光阀像素时，由于红色脉冲2011的相应脉冲值，该像素传送四个光单位的红色数据。由于仅剩下一个光单位的红色数据，可以在具有脉冲值为1的脉冲2031(持续时间为1个基本周期并且幅度为1)的第三子帧198期间激活光阀像素。在这种实施方式中，在光阀像素的开启/关闭状态的作用下，可以在剩余数据的光单位大于或等于脉冲的幅度的时候激活光阀像素。
可以注意到，根据这种实施方式，照明源104可以用较少的时间产生等量的光，不过，如前面所讨论的那样，施加给发光器件的电流的平均量可以限制每帧光输出的总量。所以，在这种实施方式中，可以将这些脉冲间隔开，以致在各个激活周期之间存在没有发光器件工作的缓冲期。这种缓冲可以补偿光阀像素与发光器件之间的轻微时序不对准。
采用较大色深的实施方式可能需要特殊的幅度和/或持续时间调整，以便使这种特定的系统适合于所强加的约束条件。这些调整可能导致针对不同颜色、子帧等的非均一的脉冲。例如，一种实施方式可以包括绿色脉冲值为6、红色脉冲值为3和蓝色脉冲值为1的子帧。
虽然本文为了说明的目的图解和介绍了具体的实施方式，但是本领域技术人员会意识到，为实现相同目的而设计的多种多样的备选和/或等效实现方式可以代替所示的和所介绍的实施方式，而不会超出本发明的范围。本领域的技术人员将会很容易地认识到，本发明可以在种类非常繁多的实施方式中得到实现。本申请是用来涵盖本文所讨论的实施方式的任意改造或变型的。因此，显然，意图是本发明仅由权利要求及其等价内容限定。

Claims (21)

1.一种设备，所述设备包括：
照明源，其包括多个发光器件，各发光器件发射不同成分颜色的光，所述发光器件中的至少一个按照帧周期内的多个脉冲来产生入射光，所述多个发光器件中的具有额定电流的至少一个发光器件是以与所述发光器件的数量与所述额定电流的乘积近似成正比的电流来脉冲激励的；和
光阀，其与所述照明源在光学上相耦合，用于将所述入射光调调成所述帧周期内的图像承载光；
其中，所述多个发光器件分时使用同一所述光阀。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个发光器件包括一个或多个发光二极管。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个发光器件包括：
第一发光器件，其用于发射第一颜色的光；
第二发光器件，其用于发射第二颜色的光；
第三发光器件，其用于发射第三颜色的光；
并且所述第一发光器件、第二发光器件和第三发光器件中的每一个都按照所述帧周期内的多个脉冲发射光。
4.根据权利要求3所述的设备，其中各个所述第一发光器件、第二发光器件和第三发光器件发射从包括红色、蓝色和绿色的组中选取的一种颜色的光。
5.根据权利要求3所述的设备，其中所述帧周期包括至少两个子帧周期，所述两个子帧周期中的每一个包括来自所述第一发光器件、第二发光器件和第三发光器件中的每一个的至少一个脉冲。
6.根据权利要求5所述的设备，其中在一个时间内只有所述第一发光器件、第二发光器件和第三发光器件中的一个发光。
7.根据权利要求1所述的设备，所述设备还包括：
控制器，其与所述光阀相接，适用于接收代表图像帧的数据并且适用于按照所述帧周期内的数据使所述光阀的操作与所述入射光同步。
8.一种方法，所述方法包括以下步骤：
将代表图像帧的数据呈送给光阀，以帮助实现帧周期内入射光向图像承载光的调制；和
通过在所述帧周期期间以脉冲方式激励一个或多个发光器件多次，用所述入射光照射所述光阀，所述多个发光器件中的具有额定电流的至少一个发光器件是以与所述发光器件的数量与所述额定电流的乘积近似成正比的电流来脉冲激励的；
其中，所述多个发光器件分时使用同一所述光阀。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述以脉冲方式激励一个或多个发光器件包括以脉冲方式激励一个或多个发光二极管。
10.根据权利要求8所述的方法，其中用所述入射光照射所述光阀还包括：
在所述帧周期期间的至少两个子帧周期内，相继以脉冲方式激励至少第一发光器件、第二发光器件和第三发光器件，所述至少第一发光器件、第二发光器件和第三发光器件中的每一个发射从红色、绿色和蓝色中选取的一种颜色的光，其中脉冲被间隔开，以致在子帧周期之间存在没有发光器件工作的缓冲期。
11.根据权利要求10所述的方法，其中在至少两个子帧周期内以脉冲方式激励所述至少第一发光器件、第二发光器件和第三发光器件包括：
在给定的子帧周期内，以脉冲方式激励各个所述第一发光器件、第二发光器件和第三发光器件达相类似的持续时间和幅度这二者中选取的至少一种。
12.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括：
对包括红色数据、绿色数据和蓝色数据的光阀控制信号进行同步，以致分别与所述第一发光器件、第二发光器件和第三发光器件的脉冲对应。
13.根据权利要求12所述的方法，其中对光阀控制信号进行同步包括：
将红色数据、绿色数据和蓝色数据中的每一种数据的位值呈送给所述光阀，所述呈送是在按照与该特定位值最紧密对应的脉冲值以脉冲方式激励所述第一发光器件、第二发光器件和第三发光器件中相应的一个的同时进行的。
14.根据权利要求12所述的方法，其中对光阀控制信号进行同步包括：
在最早出现所述第一发光器件、第二发光器件和第三发光器件的相应脉冲的时候将所述红色数据、绿色数据和蓝色数据呈送给所述光阀。
15.一种系统，该系统包括：
控制器，其适用于接收视频信号和输出代表与帧对应的图像的光阀控制信号；
照明源，其包括一个或多个发光器件，所述一个或多个发光器件中的至少一个将会按照对应于所述帧的多个脉冲产生入射光，所述发光器件中的具有额定电流的至少一个发光器件是以与所述发光器件的数量与所述额定电流的乘积近似成正比的电流来脉冲激励的；和
光阀，其与所述控制器相接并且与所述照明源在光学上耦合，用来根据所述光阀控制信号将所述入射光调制成图像承载光；
其中，所述多个发光器件分时使用同一所述光阀。
16.根据权利要求15所述的系统，所述系统还包括：
投影光学系统，其与所述光阀光耦合，用于接收所述图像承载光和投影所述图像。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述一个或多个发光器件包括一个或多个发光二极管。
18.根据权利要求16所述的系统，所述系统还包括：
视频单元，其与所述控制器相接，用于输出所述视频信号。
19.根据权利要求16所述的系统，其中所述系统以视频影片的形式投影一系列图像。
20.根据权利要求16所述的系统，其中所述视频单元包括由数字通用盘、集成电视调谐器和机顶盒组成的组中的一种。
21.一种设备，所述设备包括：
包括多个发光器件的照明源，所述多个发光器件用于以多个颜色的多个脉冲来发射入射光，所述多个发光器件中的具有额定电流的至少一个发光器件是以与所述发光器件的数量与所述额定电流的乘积近似成正比的电流来脉冲激励的；以及
光阀，与所述照明源在光学上相耦合，用于在所述多个发光器件中的每一个发光器件的帧周期中调制所述入射光；
其中，所述多个发光器件分时使用同一所述光阀。
CN2011104248464A 2004-04-30 2005-04-27 对投影系统中的发光器件进行定序的方法和设备 Pending CN102547305A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/836,460 US7083284B2 (en) 2004-04-30 2004-04-30 Method and apparatus for sequencing light emitting devices in projection systems
US10/836,460 2004-04-30

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200580020608.XA Division CN1998244B (zh) 2004-04-30 2005-04-27 对投影系统中的发光器件进行定序的方法、设备和系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102547305A true CN102547305A (zh) 2012-07-04

Family

ID=34967206

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011104248464A Pending CN102547305A (zh) 2004-04-30 2005-04-27 对投影系统中的发光器件进行定序的方法和设备
CN200580020608.XA Active CN1998244B (zh) 2004-04-30 2005-04-27 对投影系统中的发光器件进行定序的方法、设备和系统
CNU2005200118809U Expired - Lifetime CN2893733Y (zh) 2004-04-30 2005-04-30 投影系统中将发光器件排序的装置

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200580020608.XA Active CN1998244B (zh) 2004-04-30 2005-04-27 对投影系统中的发光器件进行定序的方法、设备和系统
CNU2005200118809U Expired - Lifetime CN2893733Y (zh) 2004-04-30 2005-04-30 投影系统中将发光器件排序的装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7083284B2 (zh)
EP (1) EP1745657A2 (zh)
JP (1) JP2007535873A (zh)
CN (3) CN102547305A (zh)
DE (1) DE202005006912U1 (zh)
WO (1) WO2005112471A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107690565A (zh) * 2017-08-14 2018-02-13 深圳市汇顶科技股份有限公司 三维影像系统及电子装置

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060066540A1 (en) * 2004-09-27 2006-03-30 Texas Instruments Incorporated Spatial light modulation display system
US7210794B2 (en) * 2005-05-13 2007-05-01 Infocus Corporation Overlapping waveform utilization in projection systems and processes
FR2887640B1 (fr) * 2005-06-24 2008-10-03 Thomson Licensing Sa Procede d'illumination d'un imageur de projecteur, systeme et projecteur correspondant
EP1788548A1 (en) * 2005-11-16 2007-05-23 Deutsche Thomson-Brandt Gmbh Display method in an active matrix display device
WO2008078278A1 (en) * 2006-12-22 2008-07-03 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Method of adjusting the light output of a projector system, and system for adjusting the light output of a projector system
US20080219303A1 (en) * 2007-03-02 2008-09-11 Lucent Technologies Inc. Color mixing light source and color control data system
US7750286B2 (en) * 2007-06-19 2010-07-06 Alcatel-Lucent Usa Inc. Compact image projector having a mirror for reflecting a beam received from a polarization beam splitter back to the polarization beam splitter
US8149752B2 (en) * 2007-07-06 2012-04-03 Alcatel Lucent Media-access-control protocol for a network employing multi-user wireless channels
US8253755B2 (en) * 2007-09-07 2012-08-28 Texas Instruments Incorporated System and method for image-based color sequence reallocation
US8305387B2 (en) * 2007-09-07 2012-11-06 Texas Instruments Incorporated Adaptive pulse-width modulated sequences for sequential color display systems
JP2009134217A (ja) * 2007-12-03 2009-06-18 Seiko Epson Corp プロジェクタ
US8226246B2 (en) * 2007-12-04 2012-07-24 Silicon Quest Kabushiki-Kaisha Apparatus and method, both for controlling spatial light modulator
US20090184976A1 (en) * 2008-01-22 2009-07-23 Alcatel-Lucent System and Method for Color-Compensating a Video Signal Having Reduced Computational Requirements
US8129669B2 (en) * 2008-01-22 2012-03-06 Alcatel Lucent System and method generating multi-color light for image display having a controller for temporally interleaving the first and second time intervals of directed first and second light beams
US8247999B2 (en) 2008-01-22 2012-08-21 Alcatel Lucent Time division multiplexing a DC-to-DC voltage converter
US8109638B2 (en) * 2008-01-22 2012-02-07 Alcatel Lucent Diffuser configuration for an image projector
US8226241B2 (en) * 2009-05-15 2012-07-24 Alcatel Lucent Image projector employing a speckle-reducing laser source
US8430547B2 (en) 2009-08-03 2013-04-30 Nike, Inc. Compact motion-simulating device
KR101666898B1 (ko) * 2010-01-28 2016-10-17 엘지전자 주식회사 레이저 디스플레이 시스템의 스펙클 저감장치 및 방법
US20110234985A1 (en) * 2010-03-26 2011-09-29 Alcatel-Lucent Usa Inc. Despeckling laser-image-projection system
JP5883575B2 (ja) * 2011-05-16 2016-03-15 ピクストロニクス，インコーポレイテッド 表示装置及びその制御方法
US9000406B2 (en) 2011-09-27 2015-04-07 Appotronics Corporation Limited Method and apparatus of drive currents control over a solid state light source
CN103048861A (zh) * 2011-10-13 2013-04-17 宏碁股份有限公司 可提高发光效率的图像产生装置
CN102645822B (zh) * 2011-11-28 2014-12-10 深圳市光峰光电技术有限公司 投影装置及其控制方法
CN103913934B (zh) * 2013-01-01 2016-09-28 深圳市光峰光电技术有限公司 一种投影装置
US9684976B2 (en) * 2013-03-13 2017-06-20 Qualcomm Incorporated Operating system-resident display module parameter selection system
US20160180758A1 (en) * 2014-12-23 2016-06-23 Pixtronix, Inc. Display apparatus incorporating a channel bit-depth swapping display process
CN107632485B (zh) * 2016-07-19 2019-08-27 深圳光峰科技股份有限公司 色轮模组、发光装置及投影系统
WO2019069239A1 (en) * 2017-10-02 2019-04-11 Pacific Insight Electronics Corp. MAGNETIC IMAGE PROJECTOR AND METHOD OF OPERATION

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5903323A (en) * 1994-12-21 1999-05-11 Raytheon Company Full color sequential image projection system incorporating time modulated illumination
CN1273641A (zh) * 1998-06-05 2000-11-15 精工爱普生股份株式会社 光源装置和显示装置
US20010022613A1 (en) * 1997-03-24 2001-09-20 Sony Corporation Picture display method and apparatus
CN1404699A (zh) * 2000-02-18 2003-03-19 因佛卡斯公司 用于投影显示的使用led光源的系统和方法
WO2004032523A1 (en) * 2002-10-01 2004-04-15 Koninklijke Philips Electronics N.V. Color display device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5365283A (en) 1993-07-19 1994-11-15 Texas Instruments Incorporated Color phase control for projection display using spatial light modulator
US5751264A (en) 1995-06-27 1998-05-12 Philips Electronics North America Corporation Distributed duty-cycle operation of digital light-modulators
US5729243A (en) 1995-12-21 1998-03-17 Philips Electronics North-America Corporation Multi-frame-rate operation of digital light-modulators
JP4197814B2 (ja) * 1999-11-12 2008-12-17 シャープ株式会社 Ｌｅｄ駆動方法およびｌｅｄ装置と表示装置
WO2001091098A1 (fr) * 2000-05-24 2001-11-29 Hitachi, Ltd. Terminal portable et afficheur commutable entre couleur et noir-et-blanc
US6520648B2 (en) 2001-02-06 2003-02-18 Infocus Corporation Lamp power pulse modulation in color sequential projection displays
JP2005025160A (ja) 2003-06-13 2005-01-27 Seiko Epson Corp 空間光変調装置の駆動方法及びプロジェクタ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5903323A (en) * 1994-12-21 1999-05-11 Raytheon Company Full color sequential image projection system incorporating time modulated illumination
US20010022613A1 (en) * 1997-03-24 2001-09-20 Sony Corporation Picture display method and apparatus
CN1273641A (zh) * 1998-06-05 2000-11-15 精工爱普生股份株式会社 光源装置和显示装置
CN1404699A (zh) * 2000-02-18 2003-03-19 因佛卡斯公司 用于投影显示的使用led光源的系统和方法
WO2004032523A1 (en) * 2002-10-01 2004-04-15 Koninklijke Philips Electronics N.V. Color display device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107690565A (zh) * 2017-08-14 2018-02-13 深圳市汇顶科技股份有限公司 三维影像系统及电子装置
US10659765B2 (en) 2017-08-14 2020-05-19 Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. Three-dimensional (3D) image system and electronic device

Also Published As

Publication number Publication date
CN1998244B (zh) 2014-12-31
DE202005006912U1 (de) 2005-09-22
CN2893733Y (zh) 2007-04-25
WO2005112471A8 (en) 2006-03-02
US20050243282A1 (en) 2005-11-03
CN1998244A (zh) 2007-07-11
WO2005112471A1 (en) 2005-11-24
US7083284B2 (en) 2006-08-01
JP2007535873A (ja) 2007-12-06
EP1745657A2 (en) 2007-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1998244B (zh) 对投影系统中的发光器件进行定序的方法、设备和系统
EP1347652B1 (en) Method and apparatus for image display
CN102177720B (zh) 使用原色色彩的分级时间复用的投影显示器系统
US7731371B2 (en) Light emitting diode (LED) illumination control system and method
US7893915B2 (en) Liquid crystal display device and driving method thereof
CN101809645B (zh) 视频显示装置及其光源驱动方法
US20070064008A1 (en) Image display system and method
US20120320103A1 (en) Controlling Light Sources for Colour Sequential Image Displaying
CN104541321A (zh) 显示器、显示控制方法、显示控制装置以及电子装置
JP2000278705A (ja) カラー画像表示装置
CN101390404B (zh) 使用空间光调制和光源调制的彩色图像投影方法
WO2016161935A1 (zh) 一种空间光调制器调制数据的方法及投影系统
CN103676424B (zh) 通过缩短混色期间来实现耗电降低的投影装置和投影方法
US8305387B2 (en) Adaptive pulse-width modulated sequences for sequential color display systems
CN108234976A (zh) 支持多种激光光源的dlp投影显示驱动系统
CN102655594A (zh) 用于提高投影图像的亮度的方法
CN100579241C (zh) 显示使用顺序驱动方法的图像显示装置中的图像的方法
US20070063996A1 (en) Image display system and method
CN101203804B (zh) 投影装置及其操作方法
CN113596414A (zh) 一种投影装置
US20200279520A1 (en) Display apparatus and driving method of display apparatus
CN106157878B (zh) 一种三基色led控制驱动方法
JP3294597B2 (ja) フルカラーｌｅｄディスプレイシステム
KR102298289B1 (ko) Led 디스플레이 및 디스플레이 제어 장치
JP2018060095A (ja) 液晶表示装置およびその制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20120704