CN1354842A - 机械振荡的投影显示器 - Google Patents

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Abstract

投影显示系统(10)可被机械扰动以消除或减少斑点。此外,像素化影响也可被消除或减少。通过对系统的一部分进行机械干扰,例如使用抖动扰动,斑点影响可暂时被模糊，因此它对用户变得不可见。在本发明的一实施例中,使用多个压电激励器(18),在超声波范围的频率上可对一个折叠式反射镜(16)进行机械扰动。

Description

机械振荡的投影显示器
背景
本发明一般涉及投影显示器，包括使用激光和非激光照明源的显示器。
投影显示器在某些情况下容易遇到所谓的斑点伪影。斑点是一种随机的空间干涉图形，其中平面波与其自身干涉调制它的强度。斑点好象撒落在显示器上的微细颗粒。这种效应一般是静态的并且如果观察者和显示器静止，这种效应是可见的。
斑点在很大程度上被认为是相干光源的问题，如激光。但是，具有高增益光学器件的白炽光源由于产生光源的部分相干的光放大也可能产生斑点效应。
从相干光源中消除斑点被认为是不可能的。通过避免这种引起部分相干的高增益光学器件可在非相干光源中避免斑点。
在使用固态激光源的用户压缩盘(CD)播放器或CD-ROM中处理了斑点效应。由于斑点妨碍数字数据的再现，因此驱动固态激光器的电流源被以很高的频率调制。通过调制这会具有展开光的频率的效果。虽然这不能从技术上消除斑点，但它以足够高的频率移动斑点使斑点对数据探测器不可见。此技术对白炽光源不起作用，因为不可能在足够高的频率上对输出光进行调制。
投影显示器也可能遭受一种称为像素化(pixellation)缺陷。像素就是构成像素的“方块”变得可见，其中像素形成图像。遭受像素化而呈现在显示器上的线条显示出锯齿状效应，其呈现出具有附加边缘的斑驳状。
因此，不断需要有改进的方法以处理投影显示器中的斑点和像素化。
概述
根据一个方面，投影显示器包括一个投影源以及与该投影源相关的光学器件。一个装置被适用于对所述显示器的至少一部分进行机械振荡。
附图简述
图1是本发明一实施例的示意性描述；
图2是示明了用在本发明一实施例中的驱动电路特性的图示；
图3是用在图1所示的实施例中的驱动电路的时序图；以及
图4是在显示器被扰动下的像素边界的描述。
详述
在本发明的一实施例中，如图1所示的投影显示器10，包括耦合用于接收视频输入信号的光阀12。光阀12产生调制输出光，由投影透镜14进行投射。投影光学器件也可包括折叠式反射镜16和投射式反射镜24，其将输出光反射到投影屏幕26上。
投影显示器的一个或多个部件可被机械振荡以克服斑点和/或像素化。通过扰动显示器的至少一部分，可实现模糊效应，其以足够高的频率上将斑点在显示器上移动，使对用户不可见。类似地，同样的扰动可模糊像素之间的边界并可消除或减小像素化。
在一实施例中，对折叠式反射镜16进行振荡，由于它的质量相对较轻，因此较容易被振荡。可将压电激励器18附在反射镜16的每个角上。这些激励器响应一个合适的驱动信号在希望的频率上振荡反射镜。有利地，该振荡是在相对高的频率上以消除斑点和/或像素化。超声波频率(即那些大约20,000Hz的频率)是有利的，因为它们不会产生人可察觉的声音。
在一实施例中，显示部分可在一个很小倾角的幅度上被驱动。这样，相对有限的运动范围是合适的。通过以一个相移顺序来驱动激励器18，显示部分如反射镜16就在反射镜16的表面法线附近“抖动”，例如以圆形的、正弦的形式，如图2所示。反射镜16的表面法线指示于“N”并且在扰动下法线遵循的路径由图2中标明“抖动锥”的锥体指出。
不同程度的复杂振荡也可被使用。例如，往复式、平面或线性振荡对处理斑点可能有效。但是，往复运动不可能完全消除像素化，其通常是二维的。完全出现在一个平面内的二维振荡也可有效。此外，比上面描述的周期正弦运动更为复杂的振荡在一些情况下是有利的。例如在一些实施例中，随机扰动可被加在角部以产生更多的不确定路线和较少的重复运动。此外，也可使用卵形或椭圆形的正弦运动。
参考图3，来自驱动电子设备22(图1)的驱动信号1-4中的每一个都被施加给激励器18中不同的一个。在本发明的一实施例中，驱动信号可被相移以产生如图2所示的圆形抖动。虽然波形是通过数字信号表示在说明的实施例中，但它们也可以是包括模拟波形的其它波形。一般，显示器被扰动部分的固有机械响应时间可过滤引起的运动。
至于像素化，振荡的幅度对像素化被减小的程度有影响。即，抖动像素组成的显示趋向于模糊实际像素边缘并平滑像素化影响。在一些实施例中，相邻像素可形成连续的线条并且像素边界的伪影可不被察觉。在此情况中，线条仅在照明过渡处可见。
如图4所示，当系统被扰动到指明的“抖动圆”指定的范围时，最小明显像素边界“最小”小于实际像素边界“实际像素范围”。最大明显像素边界“最大”大于实际像素范围。实际像素范围与最大和最小明显像素边界之间的位移由扰动的幅度决定。用这种方法，像素边界被移来移去，因此它们被模糊化，变得几乎不明显。
当点以一种平滑有规律的形式移来移去时并且当干涉图形被产生和被破坏时，简单的驱动功能可能导致暗点(来自斑点的“擦除”)形成圆环或弧线。可见的伪影可作为图像中模糊的彩色圆环和弧线而出现。通过在驱动功能中提供某种程度的随意性，抖动可变得更为复杂。精确相同的扰动的重复之间的间隔越长，用户注意到任何如上所述的重现擦除效应的可能性就越小。
因此，虽然真正的随机扰动可能不必要，但是在提供精确的相同扰动之前产生一个足够长的周期可充分使擦除效应散开以使得它几乎不可见。但是，如果需要，可以利用相对随机的驱动，如利用无序吸引机(chaotic attractor)的驱动得到的相对随机的驱动。这种驱动在Scientific American，August 1993，PP.120-123，“CircuitsThat Get Chaos in Sync”中进行了描述。一般，通过随机地改变抖动表面(如锥体)的角度，相对随机的扰动可以消除伪影而不产生暗点及模糊可辨的圆或弧。
当然，可利用没有偏离本发明原理的其它驱动功能。这就是说，虽然描述了圆，但是在一些实施例中可利用卵形扰动或卵形与直线形混合的扰动。
虽然本发明已经描述了有限的几个实施例，但是本领域的技术人员应该理解其中的多种修改和变化。这意味着附带的权利要求将所有这些修改和变化都包含在本发明的真正构思和范围之中。

Claims (20)

1.一种投影显示器包括：
一个投影光源；
与所述的投影光源相关的光学器件；以及
一个适用于对所述显示器中至少一部分进行机械振荡的装置。
2.如权利要求1的显示器，其中所述的投影源是一个使用激光照明的光阀。
3.如权利要求1的显示器，其中所述的投影光源是一个使用非激光照明的光阀。
4.如权利要求1的显示器，其中所述的光学器件包括一个折叠式反射镜和一个投射式反射镜，所述的装置耦合到所述的折叠式反射镜。
5.如权利要求1的显示器，其中所述的装置包括一个压电激励器。
6.如权利要求1的显示器，其中所述装置适用于以一种抖动模式对所述显示器中的至少一部分进行机械振荡。
7.如权利要求6的显示器，其中所述的抖动模式是非平面的。
8.如权利要求7的显示器，其中所述的抖动模式是随机的。
9.如权利要求1的显示器，其中所述装置以一个足以减少斑点伪影的频率对所述显示器中的至少一部分进行振荡。
10.如权利要求9的显示器，其中所述装置以超声波频率对所述显示器的至少一部分进行振荡。
11.如权利要求1的显示器，其中所述装置适用于减少像素化。
12.如权利要求11的显示器，其中所述装置以一个足以减少斑点伪影的频率对所述显示器中的至少一部分进行振荡。
13.一种投影图像的方法包括：
使用投影显示器将图像投影在一个表面；以及
对该投影显示器的至少一部分进行机械振荡。
14.如权利要求13的方法，其中振荡包括多于二维的振荡。
15.如权利要求13的方法，其中振荡包括对所述的显示器进行振荡以减少斑点。
16.如权利要求15的方法，其中振荡包括对所述的显示器进行振荡以减少像素化。
17.如权利要求13的方法，其中振荡包括以超声波频率对所述显示器的所述部分进行振荡。
18.如权利要求13的方法，其中振荡包括以一种抖动模式对所述部分进行振荡。
19.如权利要求13的方法，其中振荡包括以一种随机模式对所述部分进行振荡。
20.如权利要求13的方法，其中振荡包括对所述部分进行振荡以致于所述部分的法线描绘出一个锥体表面。
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