CN1729698A - 包括四基色的色序投影系统 - Google Patents

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Abstract

一种投影显示设备，包括照射系统，具有提供照射束的光源；彩色滤光片装置，包括分别对应于四个不同基色的四个不同的彩色滤光片区段，使用照射束的不同彩色部分扫描图像显示面板；以及图像显示系统，包括所述图像显示面板，用于调制具有图像信息的照射束的彩色部分并将图像投影到屏幕上。该设备的特征在于彩色滤光片区段设成允许使用所述四基色中的至少三个基色同时扫描所述图像显示面板。

Description

包括四基色的色序投影系统
本发明涉及一种投影显示设备，包括：照射系统，具有提供照射束的光源；彩色滤光片装置，包括分别对应于四个不同基色的四个不同的彩色滤光片区段，使用照射束的不同彩色部分扫描图像显示面板；以及图像显示系统，包括所述图像显示面板，用于调制具有图像信息的照射束的彩色部分并将图像投影到屏幕上。
本发明还涉及用于该投影显示设备中的彩色滤光轮。
本发明还涉及用于该投影显示设备中的图像显示系统。
本发明还涉及操作该投影显示设备的方法。
眼睛所传递的视觉是一种感觉，通过这种感觉感知组成对象外貌的对象性质(例如颜色、发光度、形状和尺寸)。亮度、色调和色彩是视觉中的三个感觉参数。亮度表征表面发射光线的数量，色调导致蓝、绿、黄、红、紫等颜色的命名，色彩(或饱和度)用于评价所感知的颜色在白色和紫色光谱色之间的位置，假设其随后具有与待检查颜色相同的亮度和色调。饱和度等级通常由颜色相关的形容词给出，例如浅绿色、粉蓝色、暗红色、淡黄色等。
国际照射委员会(CIE-Commission Internationale del′Eclairage)已经通过实验确定正常的人眼对不同波长单色光的相对响应，该相对响应称为适光光谱发光效率函数V(λ)，如图1所示。从该图可明显看出，眼睛对不同波长(颜色)可见光(约400至800nm)的响应的变化近似为高斯分布，其峰值位于570至580nm，即黄光。
CIE还定义了参考颜色激励的标准组，以及为其定义的三色激励值标准组；这些数据组成了CIE 1931标准比色观测仪。参考颜色激励是用于红色激励(R)的波长为700nm的光线、用于绿色激励(G)的波长为546.1nm的光线、和用于蓝色激励(B)的波长为435.8nm的光线。
选择该三种颜色的激励值以匹配典型的白色。然而，存在三个相应数量上的不平衡(绿色数量最大，蓝色数量小得多)。
有时选择红色、绿色和蓝色作为基色，使得通过适当数量的这些基色的组合可以创建另外的颜色。实验上已经确定了不同颜色的基色激励值的不同组合。由于每个颜色被赋予三种激励值，相应地由三基色的组合创建各个颜色，因此需要三维坐标系以图形化地表示每个颜色的实际坐标。为了简化图形数据表示(以损失亮度信息为代价)，可以进行坐标变换和附加计算，从而将不同颜色之间的关系表示成图2所示的二维CIE色度图。
可以从原始的三激励值X、Y和Z根据下式计算出称为色度坐标的x和y坐标：
x = X X + Y + Z , y = Y X + Y + Z - - - ( 1 )
光谱色的位置(光谱轨迹)如弧线所示，并由相应的波长(nm)给出。表示非光谱色(淡色的)的点位于由弧线限定的区域内。图表底部的直线(紫线)连接红色和蓝色光谱色，使得红色和蓝色(例如紫色、蓝紫色等)混合成的非光谱色位于该直线上。发光体(表示正常白色的点)位于中央并用D表示。
在由弧线和紫色线界定并位于虚构的穿过点D的直线上的区域内的某个点所指定的任一颜色，可以通过分别添加白色D和直线与弧线或者与紫色线交点给出的光谱色进行混合。如果交叉的点位于紫色线上，应该使用红色和蓝色的权重混合，而非光谱色进行混合。
该色度图仅示出了激励值的比例，因此具有相同的激励比例的亮色和暗色属于相同的点。因此，发光体点D也代表灰色，且例如橙色和褐色趋于绘制在相互类似的位置。这就是针对特定颜色的模糊定义，给出亮度作为附加信息的原因。
在彩色显示中，可显示的色域限于例如红、绿、蓝的三基色(如图2所示)所跨过的彩色三角形。该彩色三角形外部的颜色如金色和青绿色(在三基色为红、绿、蓝的情况下)无法显示，并因此修剪成可显示的颜色，例如更加不饱和的黄色和更加偏蓝的绿色。已知的是，在目前大部分应用中所使用的往三基色添加一个或者多个附加基色有可能扩大可显示的色域。
当选择附加基色时，应该考虑到其对亮度和显示色域的影响。当单独考虑亮度时，具有例如三角形黄-白-绿中高亮度的基色似乎合乎要求。关于色域，为了尽可能地扩大色域，优选高度饱和的黄色、青色或红紫色。
黄色还是一种承载高亮度的颜色，因此缺少黄色时可以容易地探测到。这就是从感觉的观点通常最优选添加更加饱和的黄色的原因。考虑到所有的要求，在只含有红色、绿色和蓝色基色的现有技术显示系统(RGB显示)中，附加基色的最佳选择为黄色基色。
人眼对黄光(570至580nm)非常敏感，这就是添加黄色基色将大幅改善被显示图像的整体明度以及RGB显示的图像质量。
如果将要显示某些特定类型的图像，除了黄色以外的其它颜色仍然可以是合适的第四基色。如果显示仅仅展示各种海洋的图像，添加青绿色基色则更为可取。
在显示技术中，亮度信号定义为主要控制明度的信号。彩色信号(色度信号)定义为承载彩色信息的信号。
现代显示系统通常通过投影三个单色图像而建立全色投影图像。观察者的眼睛将这些单色图像综合而感知单个全色图像。经常同时使用三个分离的调制器或者可控光源以产生基色图像。三个液晶显示(LCD)面板或者数字微反射镜器件(DMD)阵列和适当的二向色滤光片例如可以使用单个光源产生三基色图像，或者阴极射线管中的三个电子束例如可以执行调制器和光源功能以创建三基色图像。
备选地，单个调制器和顺序颜色光源一起使用以顺序地创建三基色图像。如果光源序列穿过基色足够快，观察者将不会看到顺序单色图像，而将看到单个全色图像。通常通过组合白色光源和诸如色轮的滤光装置而形成顺序彩色光源。
本发明涉及使用前述单个调制器原理的彩色投影显示设备，尤其涉及具有诸如彩色滤光轮的彩色滤光片装置的彩色投影系统。
投影显示设备可以用于背面和正面图像投影系统。在背面投影系统中，投影显示设备将表示电视的图像或者数据图形信息投影到散射透明屏幕的背面，屏幕的正面朝向观众。在正面投影系统中，投影显示设备将表示电视的图像或者数据图形信息投影到反射屏幕的正面，屏幕的正面朝向观众。
该投影显示设备典型地包括照射系统和图像显示系统，图像显示系统具有用于调制照射系统提供的具有图像信息的照射束的图像显示面板。照射系统典型地包括光源和用于形成照射束的积分器系统，该照射束通常但无需一定是包括多个波长的白光。
诸如色轮的彩色滤光片装置通常位于光源和积分器系统之间，所述色轮包括每个基色的至少一个滤光片，典型地为红色、绿色、蓝色滤光片。红色、绿色和蓝色光分别透射穿过红色、绿色和蓝色滤光片，而其它波长的光被反射。
色轮通常为二向色滤光片的圆盘状组装。图3为包括四个颜色过滤区域(红、绿、蓝、黄)的现有技术色轮，其占据色轮的四个角区段(angularsegment)。
操作期间，色轮的(为透射或者反射的)二向色滤光片过滤白光以形成改变颜色的基色光束，典型地从红色变为绿色，从绿色变为蓝色，从蓝色变为黄色以及从黄色变为红色等，变化的速率与色轮的角速度成比例。
旋转色轮使得每个滤光片经过白光束撞击色轮的点，从而产生序列基色光束。色轮典型地旋转足够快，从而在视频图像的每一帧内为每个基色产生至少一个基色周期。更快地旋转色轮，或者一个或多个基色使用多个滤光片区段，可以降低彩色分离赝像，该赝像使得观察者可探测到显示系统的顺序彩色的本质。
根据入射在显示面板上照射束的相应彩色图像信息，显示面板调制彩色照射束。为了改善光效率，可在彩色滤光轮和显示系统之间存在反射起偏器。反射起偏器透射具有第一方向偏振的一部分照射束，并反射第二偏振为第二方向的照射束的一部分，其中第二方向垂直于第一方向。而且，投影显示设备中可存在光循环装置以重新利用来自反射起偏器的反射光。二向色滤光片也可用于彩色滤光轮以反射具有不需要颜色的照射束的一部分。
尽管顺序彩色显示系统的制作成本通常低于同时彩色显示系统，顺序滤光彩色显示系统所产生图像的明度不如使用相同光源的同时彩色显示系统所产生的图像，这是因为只有光源产生的光线的一部分被用于形成任一特定时间的图像。当使用四色等区段滤光轮时，每个基色的产生只有1/4时间。此外，当使用诸如色轮的顺序滤光片时，在滤光片转变，即所谓辐条时间(spoke time)内，光线将是正在改变成进和出的两个滤光片的变化的混合。通常不使用该混色光线，因为使用混色光线将对所产生图像的彩色纯度有不利影响。添加更多基色通常会导致滤光片转变数目的增加，这会引起操作时彩色赝像。
最近市场上已经引入甚至可接收黄光的投影仪。在这些投影仪中，光谱的黄色部分已经添加到红色通道，因此将红色变为橙色。尽管这时光输出增加大约20％至30％，但这使得这些投影仪不适用于视频应用。
投影显示市场中顾客的一个主要要求为高的图像明度。因此需要一种增加投影图像的明度的方法和系统。
尽管使用来自光源的黄光有许多优点，但是由于彩色内在的减饱和，传统的投影显示设备并不使用黄光。因此问题在于，使用黄光以获得增加的明度会导致彩色的减饱和，这就是已经研发出获得明度增加的其它方法的原因。
US 6,324,006公开了使用穿过色轮辐条的光线的方法和显示系统。该光线被混合并迅速改变颜色。所有辐条时间总和产生白光，但是加上一个子集会产生彩色赝像。并非所有辐条时间可以同时相加而不改变显示的白点。按照顺序添加辐条时间，且对于相同像素该顺序随着时间改变，使得像素随着时间会聚成白色。排列辐条位的图形以便添加相邻辐条位(spoke bit)像素，净辐条光会聚成白色。也可以变化图形，使得随着越来越多辐条位周期被开启，净辐条光会聚成白色。每个辐条位周期增加白光强度的n个LSB，因此每增加一个辐条位周期，从白光数据中减去n-1个LSB。
根据前述专利申请的系统和方法具有许多不足、缺点和限制：色域并未扩大，明度增加不大，该显示系统的构造复杂且昂贵，该显示的制作和操作方法麻烦且昂贵。
本发明的一个目标是提供与现有技术投影显示设备相比明度增加的投影显示设备。
通过包括如下部分的投影显示设备实现该目标：照射系统，具有提供照射束的光源；彩色滤光片装置，包括分别对应于四个不同基色的四个不同的彩色滤光片区段，使用照射束的不同彩色部分扫描图像显示面板；以及图像显示系统，包括所述图像显示面板，用于调制具有图像信息的照射束的彩色部分并将图像投影到屏幕上，其特征在于，彩色滤光片区段设成允许使用所述四基色中的至少三个基色同时扫描所述图像显示面板。
权利要求2至7中定义的措施组成了本发明的特别优选的实施例。
本发明进一步涉及用于该投影显示设备中的彩色滤光轮。
权利要求9至10中定义的措施组成了色轮的特别优选的实施例。
本发明还涉及用于该投影显示设备中的图像显示系统。
本发明的另一个目标是提供操作投影显示设备的方法，该设备与现有技术方法相比明度增加。
通过如权利要求12中所述的根据本发明的方法实现该目标。
参照下文描述的实施例，本发明的这些和其它方面变得明显且将得到阐述。
图1为适光光谱发光效率函数V(λ)的图示。
图2为色度图。
图3为包括四个彩色滤光片区域的色轮的图示。
图4为两个UHP灯的光谱特性。
图5为图像投影系统的示意图。
图6为光学棒入射面的正视图。
图7示出了根据第一备选实施例的投影显示的相关部分。
图8示出了根据第二备选实施例的投影显示的相关部分。
图9示出了根据本发明第一实施例的彩色滤光轮。
图10示出了结合矩形照射窗口的彩色滤光轮。
一般而言，本发明涉及具有在显示面板上产生移动图像的螺旋型色轮的投影显示设备，其中除了红色、蓝色、和绿色滤光片区段之外，该色轮包括黄色滤光片区段。在根据本发明的设备中提出了，在色轮中并入黄色区段，使得可以独立地调制黄光并可以使用来自照射灯的更大部分的光。
本发明为一种新颖的、发明性的工业申请，其中添加黄色滤光装置作为卷动基于颜色的投影系统中的第四色带，使得当表示第一类型图像时可以使用黄光，而当表示第二类型图像时不使用黄光。因此不依赖红光的强度而控制黄光的强度。当视频图像被投影时，所有黄光被过滤掉或者阻断，这导致适当的颜色再现。当数据图像被投影时，可以输入和红色信号相同信息的黄色信号，从而产生更高的明度。
图4为两个UHP灯的光谱特性图。该图阐述了120W的UHP灯和150W的UHP灯的发射强度(a.u.)和波长(nm)的函数关系。在设计投影系统的所有光谱元件中，投影灯的光发射谱是非常重要的因素。
功率为120W时，发射的红光的强度小于发射的蓝光的强度。由于大部分玻璃材料对蓝光的透射相对低于对红光的透射，在大部分投影系统中可以平衡蓝光和红光之间的光输出。该平衡配置的相关问题在于该系统仍然投影太多的绿光。
在正面投影系统中，对于适当的彩色再现而言，优选最高的可能明度。因此许多专业应用的正面投影仪设计成使得来自投影透镜的绿光的强度尽可能地高，这导致对被投影的彩色图像的不正确表示。例如，当用该系统投影时，人的面部看上去呈绿色。
对于视频应用，获得适当的彩色是极其重要的，经常重要性要大于获得高明度。在针对视频应用的投影仪中，相应地调整单个颜色通道的光强。对于120W的UHP灯，这意味着损失大约40％的光强以获得适当的彩色。
本发明因此涉及操作投影显示设备的方法，该方法包括如下步骤：区别将被呈现的至少第一类型图像和第二类型图像，对于所述第一类型的图像，使用彩色滤光片装置的第一组基色投影图像，并且对于所述第二类型的图像，使用彩色滤光片装置的第二组基色投影图像。当第一类型图像和第二类型图像分别为数据图像和视频图像时，当使用所有所述四种不同基色显示数据图像时，且其中使用所述四个基色中的三个基色来显示视频图像，可以获得该方法的特别优选的实现。
在该投影系统中没有进一步使用发射电磁光谱的某些部分。紫外(UV)和红外(IR)光对人眼是不可见的，只会引起光学系统中的寿命问题和加热问题。电磁光谱的这些部分理想地在尽可能早的阶段就将其从光束中过滤掉。
UHP灯此外还具有575nm(黄光)处的非常不幸的峰。该光线通常无法使用，因此它只会使绿色和红色去饱和。所述黄光峰进一步包括许多光线，由于诸如二向色反射镜的滤光片装置的容差引起沿绿光方向或者红光方向的颜色漂移。
为了防止这些与黄光峰相关的负面的副作用，需要仔细地从光路中将所述黄光过滤出来。
本发明的一个优选实施例为卷动的彩色构造，其中可以使用黄色而不急剧增加光学元件的数目。基于螺旋型色轮的卷动彩色系统是非常合适的，这是因为只需要往色轮添加黄光的螺旋型滤光片。
存在好几个解决方案，其描述了将在色序“卷动彩色”类型投影系统中使用的卷动色棒扫描器。技术人员将会意识到，有些具有色轮的解决方案从材料内容和紧凑性方面而言是有吸引力的。该专利申请描述四基色螺旋型色轮设计。
图5为图像投影系统1的示意图，其包括用于提供照射束的照射系统3和用于调制照射束的图像显示系统5。照射系统3包括光源7、反射器9、聚光透镜11和光导装置13，例如光学透明材料的棒。光源电耦合到控制单元8。反射器确保光源7发射的沿偏离照射系统方向的光线的更多部分仍然达到图像显示系统5。照射系统3产生的照射束入射到图像显示系统5上。图像显示系统5包括反射显示面板27、偏振分束(PBS)棱镜23、中继透镜15，17，19、反射镜21、及投影透镜33。图像投影系统1还包括控制装置35和耦合到电动机驱动31的彩色滤光轮29。彩色滤光轮29置于光学棒13的出射窗口和图像显示系统5之间。矩形窗口30置于彩色滤光轮29和图像显示系统5之间，图像显示系统5和色轮29上的螺旋型彩色滤光图形在反射显示面板27上提供矩形的彩色扫描照射束。此外，图像投影系统1包括反射起偏器，例如可以从Moxtek定购的线栅偏振器28。反射显示面板27为例如硅上反射液晶(LCOS)显示面板。
工作时，来自光源7和反射器9的光线经由透镜11和入射面被耦合到光学棒13中，并经由出射面从光学棒出射。光学棒入射面的正视图如图6所示。
图6示出了光学棒13的入射面。除了围绕光学棒13的纵轴的环形开口41之外，入射面被反射层39覆盖。反射层内开口面积和反射层面积之比优选大于5∶1。该比例取决于例如白炽灯光源的弧长，且技术人员通过优化图像投影系统1的光输出可以用实验方法发现该比例。光学棒13在出射面形成照射束。该照射束入射到色轮29的二向色滤光片部分上
旋转的螺旋型二向色滤光片29和矩形照射窗口30的结构提供了具有红、绿、蓝、黄部分的照射束，这些部分在照射束传播方向上具有矩形截面，照射束同时扫描显示面板27的一行或者多行，使得所有行连续地被照射束的红、绿、蓝、黄部分所照射。色轮29包括用于同时传输红、绿、蓝、黄光的四个滤光片部分。色轮29的二向色滤光片部分将不含有合适颜色的照射束的不需要部分反射回到光学棒13的出射面。在光学棒13内，通过入射面处的反射层39反射该反射光线的大部分，该反射光线的大部分可以再次使用。在第一投影设备1中，没有所需要特性的照射束的部分因此被循环并可以再次用于照射LCOS面板27。
彩色滤光轮29的二向色滤光片部分将具有预定颜色的照射束的部分传输到反射起偏器28。反射起偏器28将具有沿第一方向偏振的光束部分传输到PBS棱镜23，并经由彩色滤光轮29将具有沿第二方向偏振(垂直于第一方向)的照射束部分反射回光学棒13。在该配置中，没有所需要特性的照射束部分因此被循环并可以再次用于照射LCOS面板27。为了改善循环效率，可以在色轮29和反射起偏器28之间放置四分之一波长的波片32，以将照射束的反射部分的偏振方向旋转到第一偏振方向。中继透镜15、17、19将照射束的预定部分导向PBS棱镜23的入射侧面。PBS棱镜23的分束层25将具有沿第一方向偏振的照射束的部分反射到LCOS面板27。LCOS面板27将照射束反射回到PBS棱镜23，并旋转与涉及照射束的即时颜色的图像信息相一致的照射束的偏振方向。偏振分束层25将被反射的调制照射束的第一部分传输到投影透镜33，并把被反射的照射束的第二部分反射回到光学棒13。由图像面板27调制的光通过投影透镜系统被投影到屏幕(未示出)上，为简单起见该投影透镜系统用单个投影透镜33表示。
代替反射液晶显示面板，已知的透射液晶显示面板127和折叠式反射镜125可以应用于投影显示设备。图7示出了包括置于中继透镜119和投影透镜33之间的透射液晶显示面板127和折叠式反射镜125结构的投影显示设备的相关部分。透射液晶显示面板127和折叠式反射镜125替代了图5中所示的投影显示设备中的反射LCOS面板27和分束棱镜25。操作时，旋转的螺旋型二向色彩色滤光片29和矩形照射窗口30的结构提供了具有红色、绿色、蓝色和黄色部分的照射束，这些部分在照射束的传播方向上具有矩形截面，该照射束同时扫描显示面板27的一个或多行，使得所有的行被照射束的红色、绿色、蓝色和黄色部分连续地照射。同时入射到透射液晶显示面板上的照射束部分被调制成与图像信息一致。投影透镜33将受调制的照射束部分投影到屏幕(未示出)上。
备选地，除了反射显示面板和棱镜25，可以使用已知的数字微反射镜显示(DMD)面板和全内部反射(TIR)棱镜。图8示出了包括置于中继透镜119和投影透镜之间的DMD显示面板227和TIR棱镜225的投影显示设备的相关部分。DMD显示面板227和TIR棱镜225替代了图5中所示的投影显示设备中的反射液晶显示设备27和棱镜25。操作时，同时入射到DMD面板上的照射束部分被偏转成与图像信息一致。投影透镜33将被偏转的照射束部分投影到屏幕(未示出)上。在DMD基投影系统的情况中，可以省略起偏器28和旋转元件32。
图9为根据本发明第一实施例的色轮的示意图。图9的色轮包括具有用于传输红色、绿色、蓝色和黄色光线的二向色滤光片91、92、93、94的四个区段。黄光区段的优点在于可以增强被投影图像的明度。本发明利用了由螺旋型二向色反射镜制成的色轮。通过应用公式(2)并在如下的方程2中将各个交点的相位Φ1、Φ2、Φ3、和Φ4设置成分别等于0°、90°、180°、270°，可以得到滤光片部分91、92、93、94的交点95、96、97、98，其中方程2为：
Rx＝D0+α(Φ+Φx)                              (2)
其中Rx为交点x与位于各颜色之间的色轮中心的距离，D0为照射窗口和色轮中心之间的距离，α为常数，Φ为色轮的角度，Φx为交点x的相位。
通过采用上述公式中另一个相位Φx可以得到每个单个交点。使用方程(2)设计单个交点的优点在于，单个彩条在照射窗口上获得相同的高度。
四个单个彩色的条纹无需具有相同的高度和/或对称的尺寸和/或形状。彩色滤光片区段的设计为最终的优化难题，其涉及与白平衡、明度、色彩再现和系统效率有关的考虑。
图10示出了结合矩形照射窗口103的彩色滤光轮29。操作时，旋转的螺旋型二向色滤光片部分91、92、93、94和矩形照射窗口30的结构提供了具有红色、绿色、蓝色和黄色部分的照射束，这些部分在照射束的传播方向上具有矩形截面，该照射束同时扫描显示面板27的一个或多个像素，使得所有像素被照射束的红色、绿色、蓝色和黄色部分连续地照射。
同样地可以制作具有红色、绿色、蓝色、青色，或者红色、绿色、蓝色、黄色、青色，或者红色、绿色、蓝色、黄色、青色和红紫色区段的版本。
为了提供可以容易制作的彩色滤光轮，二向色滤光片包括胆甾醇型层。这是有利的，因为使用胆甾醇型彩色滤光片可得到相对便宜地制作彩色滤光轮的方法。本质上从WO 00/34808已知胆甾醇型滤光片，该申请公开了制作图形化彩色滤光片的方法。该方法包括步骤a)提供胆甾醇型排列的材料层，其包括大量的可转换的化合物，处于非转换和已转换状态的该化合物将胆甾醇型排列的材料的间距确定为不同程度，其中通过辐射可以引起所述化合物的转换；b)根据预定的螺旋图形照射该层，使得该层的受照射部分内的可转换化合物的至少一部分被转换；c)聚合和/或交叉链结胆甾醇型排列的材料以形成三维聚合物。可转换的化合物优选包括可异构化的手性化合物。优选通过使用电子束辐射或光化辐射的照射引入聚合化和交叉链结。
其它形状的“色轮”是可能的，例如旋转鼓或多边形(多边形反射镜)。Matthew S.Brennesholtz发表在SID 02 DIGEST第1至4页上的文章“51.4：Color-Sequential LcoS Projector with a RotatingDrum”公开了其中用旋转色鼓替代色轮的投影系统，该文章在此被引用作为参考。旋转鼓沿旋转方向的截面优选为圆形或者多边形，但其它形状也是可能的。
圆鼓的优点在于使用照射程序可以实现光循环，其中光线反弹到积分器杆内。多边形鼓的优点在于制作容易。
因此，提供了一种投影显示设备和方法，其中对于需要增加明度的第一类型的图像可以获得增大的明度，同时保存第二类型图像的彩色再现。
根据本发明的设备可以实现为例如单独孤立的单元，或者备选地可以被包括或结合在其它设备内。
参照主实施例已经在上文中大体上描述了本发明。然而，在由所附专利权利要求定义的本发明的范围内，除了上述的一个实施例之外的其它实施例是同样可能的。权利要求中用到的所有术语将根据其在技术领域的通常含意进行解释，除非在此做了明确定义。所有提及的“一个/这个(元件、装置、零件、构件、单元、步骤等)”公开地理解成指所述元件、装置、零件、构件、单元、步骤等的至少一个例子。这里所描述的方法的步骤无需严格按照所公开的顺序进行，除非明确指出。

Claims (14)

1、一种投影显示设备，包括：
照射系统，具有提供照射束的光源；
彩色滤光片装置，包括分别对应于四个不同基色的四个不同的彩色滤光片区段，使用照射束的不同彩色部分扫描图像显示面板；以及
图像显示系统，包括所述图像显示面板，用于调制具有图像信息的照射束的彩色部分并将图像投影到屏幕上，其特征在于，彩色滤光片区段设成允许使用所述四基色中的至少三个基色同时扫描所述图像显示面板。
2、权利要求1中所述的投影显示设备，其中彩色滤光片装置设成允许使用所述四基色中的至少四个基色同时扫描所述图像显示面板。
3、根据权利要求1或2中所述的投影显示设备，其中彩色滤光片装置为色轮。
4、根据权利要求1或2中所述的投影显示设备，其中彩色滤光片装置为色鼓。
5、根据权利要求1或2中所述的投影显示设备，其中彩色滤光片装置为多边形反射镜。
6、根据权利要求3至5中任意一个所述的投影显示设备，其中彩色滤光片区段为螺旋形状。
7、根据前述权利要求中任一项所述的投影显示设备，其中从红色、绿色、蓝色、黄色、青色和红紫色的组合中选择三基色。
8、在权利要求1和2的任一项所述的投影显示设备中用作所述彩色滤光片装置的彩色滤光轮。
9、权利要求8中所述的彩色滤光轮，其中彩色滤光片区段为螺旋形状。
10、权利要求9中所述的彩色滤光轮，所述投影设备具有用于将所述照射束传输到所述彩色滤光片区段的照射窗口，两个相邻彩色滤光片区段之间交点到所述滤光轮中心的距离由下述方程决定：
Rx＝D0+α(Φ+Φx)其中Rx为交点x与位于各颜色之间的色轮中心的距离，D0为照射窗口和色轮中心之间的距离，α为常数，Φ为色轮的角度，Φx为交点x的相位
11、用于如权利要求1至7中任一项所述的投影显示设备中的图像显示系统，其中该显示系统设成区别将被呈现的至少第一类型图像和第二类型图像；对于所述第一类型图像，使用彩色滤光片装置的第一组基色投影该图像；对于所述第二类型图像，使用彩色滤光片装置的第二组基色投影该图像。
12、权利要求1至7中任一项所述的投影显示设备的操作方法，该方法包括如下步骤：
区别将被呈现的至少第一类型图像和第二类型图像；
对于所述第一类型图像，使用彩色滤光片装置的第一组基色投影该图像；
对于所述第二类型图像，使用彩色滤光片装置的第二组基色投影该图像。
13、权利要求12中所述的方法，其中第一和第二类型图像分别为数据图像和视频图像。
14、权利要求13中所述的方法，其中使用所有的所述四个不同基色显示数据图像，且其中使用所述四基色中的三个基色显示视频图像。
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