MXPA06003924A - Sistema de proyeccion de color de desplazamiento de pixel. - Google Patents

Abstract

Un sistema de proyeccion que incluye un integrador con un extremo de salida que tiene una matriz de ventanas de salida en la misma. Un patron de filtros monocromaticos rojo, verde y azul esta dispuesto en las ventanas de salida que pasan una matriz de pixeles monocromaticos rojo, verde y azul de luz. Un formador de imagenes modula los pixeles de luz monocromatica. Un dispositivo de desplazamiento de luz desplaza la matriz de pixeles monocromaticos de luz para formar temporalmente un patron de pixeles sobrepuestos de luz de diferentes colores, visible como una imagen de color.

Description

SISTEMA DE PROYECCIÓN DE COLOR DE DESPLAZAMIENTO DE PÍXEL REFERENCIA CRUZADA CON SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama el beneficio de la Solicitud provisional de Patente de Estados Unidos 60/511,801 (referencia del abogado No. PU030291), titulada "PIXEL SHIFT WHEEL FOR DISPLAYS EMPLOYING MICRODISPLAYS" (RUEDA DE DESPLAZAMIE TO DE PÍXEL PARA DESPLIEGUES QUE EMPLEAN MICRODESPLIEGUES), presentada el 16 de octubre de 2003; la Solicitud Provisional de Patente de Estados Unidos No. 60/511,872 (Referencia del Abogado No. PU030292), titulada "RESOLUTION ENHANCED DOT SEQUENTIAL DISPLAY" ("DESPLIEGUE SECUENCIAL DE PUNTO MEJORADO DE RESOLUCIÓN), presentada el 16 de octubre de 2003, y la Solicitud Provisional de Patente de Estados Unidos No. 60/511,958 (Referencia del Abogado No. PU030293), titulada "MINIMUM MOTION COLOR SYSTEM FOR DLP LIKE SYSTEMS" (SISTEMA DE COLOR DE MOVIMIENTO MÍNIMO PARA SISTEMAS TIPO DLP), presentada el 16 de octubre de 2003, las cuales se incorporan aquí en su totalidad como referencia.

CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona en general con sistemas de proyección y más en particular a un sistema de proyección que incluye micro-despliegues en donde se desplaza un patrón de píxeles de color discontinuos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los sistemas de proyección de micro-despliegue utilizan un motor de luz reflexiva o un formador de imágenes, tal como un formador de imágenes de impulso de luz digital (DLP), y se utilizan mucho en los dispositivos de imagen de color o de proyección de video (por ejemplo, en televisiones de proyección trasera (RPTV)). En un sistema de proyección existente, mostrado en la Figura 1, se proporciona una fuente 10 de luz, en este caso .una lámpara UHP que genera luz blanca (es decir, en todos los espectros de color). La luz desde la fuente 10 de luz pasa a través de una rueda cromática 10 que tiene una pluralidad de elementos de filtración dicróica, cada uno de los cuales permite una banda de luz de uno de los colores: azul, verde y rojo para que pasen a través y reflejen luz de otros colores. La rueda cromática 20 gira para que un patrón temporal de las bandas de luz azul, verde y roja pase a través de la rueda cromática. Típicamente, la rueda cromática gira lo suficientemente rápido para crear por lo menos un período de color primario para cada color primario durante cada cuadro de una imagen de video. Al girar la rueda cromática más rápido, o con el uso de múltiples segmentos de filtro para uno o más de los colores primarios puede producir artefactos de separación de color que permiten al observador detectar la naturaleza secuencial del color del sistema de despliegue. Por ejemplo, un fraccionamiento de color, también llamado efecto arco iris, es provocado por la luz que pasa a través de la rueda cromática girando con colores que destellan secuencialmente y aparecen como un destello momentáneo de objetos brillantes típicamente en cintas tipo arco iris cuando se ve rápidamente de un lado de una pantalla de visualización hasta el otro, o cuando se ve rápido lejos de la pantalla de visualización a un objeto fuera de pantalla. Además, los efectos del borde de color aparecen como un destello de uno de los tres colores primarios en el haz de luz de color secuencial en el borde guía de un objeto móvil a través de la pantalla, también puede producir artefactos de separación de color. Un integrador 30 recibe la banda de luz que viene desde la fuente 10 de iuz y se le permite que pase a través de la rueda cromática 20 y dirige la banda de luz a través de ópticos 40 de relé en un prisma 50 de reflexión interna total (TIR). El prisma 50 TIR desvía la banda de luz en un formador de imágenes 60, como un formador de imágenes DLP. El formador de imágenes modula la intensidad de los píxeles individuales del haz de luz y los refleja de regreso a través del prisma 50 TIR y dentro de un sistema de lente 70 de proyección. El sistema 70 de lente de proyección enfoca los píxeles de luz sobre una pantalla (no mostrada) para formar una imagen visible. Una imagen de video de color se forma mediante matrices sucesivas rápidas de píxeles de cada uno de los tres colores (azul, verde y rojo) que se mezclan ante los ojos del televidente para formar una imagen de color completa.

A través de esta especificación y de conformidad con la práctica de esta técnica, el término píxel se utiliza para designar una pequeña área o un punto de una imagen, la porción correspondiente de una transmisión de luz y la porción del formador de imágenes que produce la transmisión de luz. El formador de imágenes 60 DLP comprende una matriz de micro-espejos, que se pueden mover entre un ángulo que refleja la luz a través del prisma 50 TIR y dentro del sistema 70 de proyección de lente y un ángulo que desvía la luz, para que no se proyecte por el sistema 70 de proyección de lente. Cada micro-espejo refleja un píxel de luz de una intensidad deseada, dependiendo de la sucesión de ángulos de ese micro-espejo particular que a su vez, responde a una señal de video dirigida al formador de imágenes 60 DLP. De este modo, en el formador de imágenes 60 DLP, cada micro-espejo o píxel del formador de imágenes modula la luz incidente en él de conformidad con un factor de escala de grises introducido en el formador de imágenes o motor de luz para formar una matriz de señales o píxeles de luz modulados discontinuos. Los formadores de imágenes DLP existentes, sin embargo, cuentan con algunos problemas. La rueda cromática desperdicia luz, ya que la luz con colores que se reflejan típicamente no se pierde. También, los artefactos de fraccionamiento o separación de color degradan la calidad de la imagen del sistema de proyección, como se describe antes. Además, cada micro-espejo puede girar hasta doce veces para cada una de las tres bandas de color para cada cuadro, lo cual limita la velocidad de cuadro y afecta el funcionamiento mecánico. Como tal, es necesario un sistema para reducir los artefactos de fraccionamiento o separación de color, y/o que tenga una resolución'y funcionalidad mejoradas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un sistema de proyección para una imagen completa de color que utiliza un micro-despliegue con movimiento mecánico reducido y/o resolución mejorada. En una modalidad ejemplificativa, el sistema de proyección tiene un integrador con un extremo de salida que tiene una matriz de ventanas de salida en la misma. Un formador de imágenes modula los píxeles de luz. Un dispositivo de desplazamiento de luz desplaza la matriz de píxeles de luz para formar temporalmente, un patrón de píxeles de luz monocromática sobrepuestos de diferentes colores, visibles como una imagen de color y/o para proyectar píxeles de luz entre las posiciones de los píxeles previamente proyectados de luz para mejorar la resolución.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención será ahora descrita con referencia a las Figuras acompañantes, en las cuales: La Figura 1 muestra una vista en diagrama de un sistema de proyección de impulso de luz digital (DLP). La Figura 2 muestra una vista en diagrama de un sistema de proyección de conformidad con una modalidad ejempiificativa de la invención. La Figura 3 es una vista de extremo de un extremo de entrada de un integrador del sistema de proyección de la Figura 2. La Figura 4 es una vista de extremo del extremo de salida del integrador de las Figuras 2 y 3, la cual muestra un patrón de filtros monocromáticos en las ventanas de salida del integrador. La Figura.5 muestra una ventana de entrada del integrador de la Figura 3. La Figura 6 muestra un patrón de píxel sobrepuestos proyectados por el sistema de proyección de la Figura 2. La Figura 7 muestra una vista en diagrama de un sistema de proyección de conformidad con otra modalidad ejempiificativa de la invención . La Figura 8 es una vista de extremo del extremo de salida de un integrador para el sistema de proyección de la Figura 7, la cual muestra un patrón de filtros monocromáticos en las ventanas de salida del integrador. La Figura 9 es una vista de una salida del formador de imágenes del sistema de proyección de la Figura 7, la cual muestra un llenado sucesivo de color. La Figura 10 muestra una vista en diagrama de un sistema de proyección de conformidad con una modalidad alternativa de la presente invención; y Las Figuras 11 y 12 es una vista en planta y una vista lateral, respectivamente, de una rueda de desplazamiento de píxel del sistema de proyección de la Figura 10.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un sistema de proyección de color, como para un despliegue de televisión, para proyectar una imagen de video con resolución mejorada y/o movimiento mecánico reducido del sistema de proyección debido al desplazamiento de un patrón de píxeles monocromáticos. En una modalidad ejemplificativa, como se muestra en la Figura 2, la luz blanca se genera por una lámpara 110 y se dirige a un integrador 120 por un reflector 111 parabólico. En una modalidad ejemplificativa, la lámpara 110 es una lámpara de salida de múltiple longitud de onda de alta intensidad que es adecuada para usarse en los sistemas de despliegue de proyección. Una lámpara 110 apropiada para este propósito es la lámpara 110 UHP que es bien conocida en la técnica como una fuente de luz para los despliegues de proyección. La salida de luz de la lámpara 110 se acopla con un integrador 120. El integrador 120 tiene forma de un cilindro rectangular para dirigir la luz emitida por la lámpara hacia el formador de imágenes 140 en una relación dimensional rectangular determinada y con. un tamaño que corresponde con el del formador de imágenes 140. En esta modalidad, el integrador 120 tiene una superficie 126 periférica, que tiene un recubrimiento reflector como un recubrimiento de plata extendido esencialmente alrededor de su totalidad. Con referencia a la Figura 5, el extremo 122 de entrada del integrador 120 tiene un recubrimiento reflector similar aplicado en forma selectiva para formar una porción 125 de transmisión a través del cual pasa la luz de la lámpara y una porción 123 reflectora, que refleja la luz internamente dentro y a lo largo de la superficie 126 periférica. De manera similar, con referencia a la Figura 3, el extremo 128 de salida se forma para tener una porción 127 reflectora y una pluralidad de porciones o ventanas 123 de transmisión. Las ventanas 123 pueden ser una pluralidad de aberturas a través de las cuales se permite el paso de la luz desde el interior hacia el extremo 128 de salida. Cada ventana 123 tiene un filtro 124 aplicado a la misma para permitir el paso de un color o banda de luz seleccionada, mientras bloquea otros colores de luz de pasar a través del mismo. Por ejemplo, y como se muestra en la Figura 4, ios filtros 124R permiten el paso de la luz roja fuera del integrador 120 mientras los filtros 124B permiten el paso de la luz azul fuera del integrador 120 y los filtros 124G permiten el paso de la luz verde fuera del integrador 120. Las personas experimentadas en la técnica podrán apreciar que cada ventana 123 se puede seleccionar para siempre transmitir el mismo color de luz al aplicar filtros 124 selectivos sobre las ventanas 123 seleccionadas. También se debe entender y apreciar que las porciones 127 reflectoras sirven para reflejar la luz incidente de regreso dentro del integrador 120 y sobre las superficies interiores para eventualmente redirigirse otra vez hacia el extremo de salida y a través de las ventanas 123. Esto sirve para conservar la iluminación y reducir la atenuación de luz a través del integrador 120. Como se muestra en la Figura 3, la matriz de las ventanas 123 de salida está ubicada en el extremo 128 de salida del integrador 120 y se arregla en una rejilla rectangular. Cada ventana 128 de salida tiene un filtro 124 monocromático asociado con la misma que transmite una de las bandas de color, azul, verde y roja, mientras refleja las otras bandas de color. Los filtros monocromáticos son conocidos en la técnica y no serán descritos aquí. Las ventanas 123 de salida corresponden a una base de uno en uno con los micro-espejos del formador de imágenes DLP, que será descrito después, y tienen un tamaño menor o igual que el tamaño de los micro-espejos individuales. De este modo, cada ventana filtrada pasa un píxel de luz monocromática menor o igual que el tamaño de un micro-espejo individual. En una modalidad ejemplificativa, los filtros 124 monocromáticos son provistos en un patrón de color, como se muestra en la Figura 4. La primera hilera de las ventanas 123 de salida tiene filtros 124R rojos y filtros verdes 124G alternados, esto es, filtros que pasan o transmiten solamente luz roja y verde, respectivamente. La segunda hilera de ventanas 123 de salida tiene filtros 124G verdes y filtros 124B azules alternados, eso es, filtros que pasan o transmiten solamente la luz verde y azul, respectivamente. La tercera hilera es la misma que la primera hilera, la cuarta hilera es la misma que la segunda hilera y demás.

Los filtros 124 están colocados de modo que cada filtro 24R rojo y cada filtro 124B azul son filtros 124G verdes horizontal y verticalmente adyacentes. Con referencia otra vez a la Figura 2, las ventanas 123 de salida filtradas pasan una matriz de píxeles de luz monocromática de colores variados a través de un sistema 130 de ópticos de relé y al formador de imágenes 140. El formador de imágenes 140 modula la matriz de píxeles de luz monocromática en una base de píxel por píxel que responde a una señal de video dirigida al formador de imágenes 140. En la modalidad ilustrada y aquí descrita, el formador de imágenes 140 es un micro-despliegue digital (D D) y más en particular, un formador de imágenes DLP que comprende una rejilla rectangular de micro-espejos para desviar en forma alternada el píxel de luz incidente en el micro-espejo junto con el trayecto de proyección o desviarla lejos del trayecto de proyección, dependiendo de la señal provista para ese píxel del formador de imágenes. Cada micro-espejo está colocado un número predeterminado de veces (es decir, tiene un número predeterminado de bits en un ciclo de modulación), para modular la intensidad de ese píxel para ese cuadro. El píxel se modula temporalmente por la fracción de luz que es desviada a lo largo del trayecto de proyección. Por ejemplo, un micro-espejo con doce bits en un ciclo de modulación estará apagado o prendido de cada doce veces (es decir, el micro-espejo girará a la posición encendida o en la posición apagada doce veces). Un píxel o micro-espejo que tiene doce bits y está prendido seis veces proyectará un píxel de luz que tiene la mitad de la intensidad máxima. De esta manera, el formador de imágenes 140 desvía una matriz de píxeles de luz monocromáticos modulados temporalmente a lo largo del trayecto de proyección de un sistema de proyección de movimiento mínimo. Un espejo 150 de transmisión se coloca en el trayecto de proyección para reflejar la matriz de los píxeles de luz monocromática modulados temporalmente al sistema 160 de lente de proyección, que entonces proyecta los píxeles de luz sobre una pantalla (no mostrada) para formar una imagen visible. El espejo 150 de transmisión se configura para girar sobre un pequeño ángulo para desplazar los píxeles en forma vertical una ubicación de píxel en la pantalla. De este modo, los píxeles sucesivos de luz en una primera ubicación de píxel son rojos, después de que la matriz se desplaza, son verdes. Este desplazamiento se lleva a cabo dentro de un único cuadro, de modo que las mezclas de la vista de los dos píxeles de luz juntan un único píxel de luz que contiene la luz roja y verde. Cuando se proyecta una imagen blanca sólida, este píxel puede ser cieña (R/G) como se muestra mejor en la Figura 6. En ubicaciones de píxel vertical adyacente sucesivas los píxeles rojo y verde se proyectan antes y después de que el espejo se desplaza, respectivamente. En las ubicaciones de píxel horizontal adyacentes sucesivas los píxeles verde y azul de luz se proyectan, antes y después de que el espejo se desplaza, respectivamente. De este modo, una imagen blanca sólida producirá columnas alternadas de cieña (verde y rojo) y amarillo (verde y azul), como las mostradas en la Figura 6, debido al desplazamiento vertical de píxeles por el espejo 150. Debido a que las columnas tienen un píxel de ancho, se pueden mezclar por el ojo, y la imagen de color se proyectará para producir una imagen completa de color, cuando los píxeles adyacentes se mezclan por el ojo del televidente. De esta forma, los micro-espejos solamente necesitan completar dos ciclos de modulación para cada cuadro de video, mejor que tres, como se requería para proyectar tres diferentes colores en cada ubicación de píxel. También, el espejo de transmisión tiene que girar una sola vez durante el cuadro de video y se requiere de un pequeño ajuste para desplazar los píxeles en la pantalla. Este arreglo de movimiento mínimo reduce el consumo de energía y aumenta la conf labilidad, y potencialmente, la velocidad de cuadro. Una modalidad ejemplif ¡cativa alternativa de la presente invención se muestra en la Figura 7. Este sistema de proyección alternativo incluye una lámpara 110 para transmitir luz blanca a ser acoplada ópticamente con un integrador 120, que emite luz a través de un lente 130 formador de imágenes a un micro-despliegue 32. La luz pasa del micro-despliegue 32 a través de una placa 34 de desplazamiento a un lente 160 de proyección, el cual emite imágenes a una pantalla "no mostrada". Abajo, esas porciones del sistema que difieren de la modalidad previa serán descritas con mayor detalle. El micro-despliegue 32 de esta modalidad es un micro-despliegue de impulso de luz digital (DLP) que tiene una pluralidad de micro-espejos, cada uno correspondiente a un píxel dentro del sistema de proyección. Se debe entender que cada ventana 123 tiene un filtro 29 aplicado en su salida y se selecciona para iluminar un micro-espejo particular del micro-despliegue 32, siempre con el mismo color de luz. El micro-despliegue 32 opera para modular cada píxel con la señal de video de entrada, como es conocido en la técnica. El píxel emitido por el micro-despliegue 32 entonces se pasa a través de la placa 34 de desplazamiento. La placa 34 de desplazamiento consiste de un material transmisor de luz de un espesor seleccionado, orientado en ángulo al trayecto de luz y montado de modo que pueda girar un poco entre varias posiciones de salida. La placa 34 de desplazamiento puede girar con el fin de desplazar la imagen de entrada por una cantidad deseada por refracción, por ejemplo, un medio de la longitud o la longitud completa de un píxel en su salida. Un lente 160 de proyección recibe la salida de la placa 34 de desplazamiento y la proyecta en una pantalla. Como se muestra en la Figura 8, los filtros se arreglan en forma secuencial de modo que un filtro 29R rojo es seguido a lo largo de la hilera por un filtro 29B azul y después por un filtro 29G verde. El patrón entonces continúa a lo largo de esa hilera con rojo, luego azul y luego verde. Se debe entender que el arreglo de la Figura 8 es solamente ilustrativo de la naturaleza secuencial del arreglo y que se puede crear cualquier tamaño de arreglo con base en los requerimientos del formador de imágenes y del sistema. La segunda hilera empieza con un filtro 29G verde y después avanza con el mismo orden de colores que es rojo, azul, verde. Por último, la tercera hilera empieza con un filtro 29B azul y después sigue con el mismo patrón, que es verde, rojo azul, lo cual llena el arreglo completo con filtros. Durante el uso, el micro-despliegue 32 recibe un color de luz constante en cada micro-espejo respectivo y entonces modula cada píxel de conformidad con la señal de entrada de video. Con referencia ahora a la Figura 9, se muestra una sucesión del lente 160 de proyección y la entrada 37 durante los intervalos de modulación sucesivos. En estos dibujos R indica el píxel rojo, B indica el píxel azul y G indica el píxel verde. Después de un primer intervalo de modulación, la placa 34 de desplazamiento se inclina ligeramente, lo cual provoca que la luz incidente en el lente 160 de proyección se desplace por un espacio seleccionado, que en esta modalidad es dos longitudes de píxel o una longitud de micro-espejo. En el segundo intervalo de modulación, las posiciones de píxel que habían recibido la luz roja ahora recibirán luz verde y los píxeles que previamente recibían luz verde ahora recibirán luz azul. De manera similar, los píxeles que recibían luz azul ahora recibirán luz roja. En un tercer intervalo de modulación, la placa 34 de modulación se mueve una vez, de modo que la luz desplaza otro espacio de espejo, lo que añade el color primario final a cada posición de píxel. Después, la placa 34 de desplazamiento desplaza la imagen de regreso por un espacio de píxel o la mitad del espacio del micro- espejo y el proceso se repite, lo que añade píxeles dentro de las mismas hileras entre los primeros que habían sido previamente iluminados con cada uno de los tres colores primarios. Esto cuenta con un resultado ventajoso para desplegar cada otra hilera de píxeles con dos veces tantos píxeles por hilera como habían micro-espejos por hilera. La placa 24 de desplazamiento puede entonces desplazarse hacia abajo por un píxel para llenar entre las hileras al repetir los dos pasos previos del proceso. En otra modalidad alternativa, los filtros se pueden retirar para tener la salida del integrador configurada como se muestra en la Figura 3, de modo que el integrador pase todos los colores de luz incidente a través de cada ventana 28 y se puede agregar una ranura en el sistema y ubicarse como se ilustra en la Figura 1. En esta modalidad, los colores de luz pasan en secuencia a través del integrador 120 de conformidad con la posición de la rueda cromática. El micro-despliegue 32 modula en arreglo completo de cada color dentro de un intervalo de modulación y por último, el tercer color en el siguiente intervalo de modulación sucesivo. Esto resulta en cada píxel definido por las ventanas 28 del integrador a ser iluminadas sucesivamente con cada color para formar una imagen de color completa sin mover la placa 34 de desplazamiento. La placa 34 de desplazamiento entonces se inclina o mueve para llenar los píxeles adicionales definidos por las porciones 27 reflectoras en la salida del integrador para una resolución mejorada. Esta modalidad permite, con ventaja, un arreglo de micro- espejos en un micro-despliegue para iluminar secuencialmente un arreglo relativamente grande en un lente de proyección, lo cual mejora la resolución dei sistema. En otra modalidad alternativa, mostrada en la Figura 10, un sistema de proyección incluye una lámpara 110 para transmitir luz blanca que se acopla ópticamente con un integrador 120, el cual emite luz a través de un arreglo 130 de lente formador de imágenes a un prisma 31 TIR y en el micro-despliegue 32. La luz pasa del micro-despliegue 32 a través del prisma 31 TIR a una o más ruedas 234 de desplazamiento de píxel y a un lente 160 de proyección, que emite imágenes en una pantalla (no mostrada). Los componentes únicos de este sistema de proyección serán descritos con mayor detalle. La lámpara 110, el integrador 120, el lente 130 de proyección, el micro-despliegue 32 y el lente 160 de proyección son los mismos que los mostrados en la Figura 7 y antes descritos. El prisma TIR es similar al prisma TIR mostrado en la Figura 1 y antes descrito. En lugar de una placa 34 de desplazamiento, mostrada en la Figura 7 y antes descrita, la presente invención tiene una rueda 234 de desplazamiento que funciona para desplazar los píxeles discontinuos de luz monocromática por refracción. Como se muestra en la Figura 11 , la una o más ruedas 234 de desplazamiento de píxel comprende uno o más segmentos 52 de refracción separados uno de otro en una dirección angular por uno o más segmentos 51 de no refracción. La rueda 234 de desplazamiento de píxel desplaza la posición de todos los píxeles modulados por el micro-despliegue 32 para colocar secuencialmente los píxeles adyacentes de otros colores dentro de las mismas posiciones de píxel con el fin de obtener los tres colores primarios en cada posición de píxel, lo cual reduce los artefactos de separación de color. Como se muestra en la Figura 12, una rueda 234 de desplazamiento de píxel gira en un eje 235 que no es paralelo a la salida 237 de luz desde el micro-despliegue 32. En su lugar, la rueda 235 de desplazamiento de píxel está angulada con respecto a la salida 237 de luz, lo que provoca que la luz emitida sea refractada, desplazando la posición de cada uno de los píxeles en la salida 237 de luz. Además, la rueda 234 de desplazamiento de píxel desplaza la posición de todos los píxeles por la misma cantidad y dirección dependiendo de las propiedades de cada segmento 52 de refracción. Conforme la rueda 234 de desplazamiento de píxel gira sobre el eje 235, un diferente segmento angular de la rueda se coloca en el trayecto de la salida 237 de luz, lo que produce una diferente cantidad y/o dirección de desplazamiento. La cantidad y/o dirección de desplazamiento depende de la resolución de uno o más de los segmentos de refracción, a través de los cuales viaja la salida 237 de luz. Cuando el desplazamiento toma lugar a una frecuencia suficientemente alta, el ojo integrará los resultados de todas las posiciones de píxel desplazadas. Un lente 160 de proyección recibe la salida 237 de luz después de que ha pasado a través de una o más ruedas 234 de desplazamiento y se proyecta en una pantalla (no mostrada). Además, la resolución de la imagen desplegada puede mejorarse al desplazar espacialmente los píxeles a posiciones entre cada una de las posiciones de píxel para la imagen no desplazada. Durante el uso, el micro-despliegue 32 de la Figura 10 recibe un color constante de luz en cada micro-espejo respectivo, debido al patrón de filtros como se muestra en la Figura 8. El micro-despliegue 32 entonces modula cada píxel de conformidad con la señal de video de entrada. Con referencia ahora a la Figura 9, se muestra una sucesión de la entrada del lente de proyección (es decir, la salida 237 de luz después de pasar a través de la rueda 234 de desplazamiento de píxel), durante los intervalos de modulación sucesivos. En estos dibujos, R indica un píxel rojo, B indica un píxel azul y G indica un píxel verde. Cuando un segmento 51 de no refracción está alineado con la salida 237 de luz, los píxeles individuales entran en el lente de proyección, sin ser desplazados. Después de que el segmento 51 de no refracción, la rueda 234 de píxel gira para que un primer segmento 52 de refracción quede alineado con la salida 237 de luz, lo que provoca que la luz incidente en el lente 160 de proyección sea desplazada por un espacio seleccionado, que en esta modalidad son dos longitudes de píxel. Para el primer segmento 52 de refracción, las posiciones de píxel que habían recibido luz roja ahora recibirán luz verde y los píxeles que habían recibido luz verde ahora recibirán luz azul. De manera similar, ios píxeles que habían recibido luz azul antes de la rotación de la rueda 234 de desplazamiento de píxel, ahora recibirán luz roja.

Para un segundo segmento 52 de refracción, diferente al primer segmento de refracción, la rueda 234 de desplazamiento de píxel gira otra vez de modo que la luz se desplaza para agregar el color primario final a cada posición de píxel. Opcionalmente, un tercer segmento de refracción (no mostrado) en una o más ruedas 234 de desplazamiento de píxel desplaza la imagen de regreso por un espacio de píxel y aproximadamente la mitad de otro espacio de microespejo y el proceso se repite, lo que añade píxeles dentro de las mismas hileras entre los primeros que habían sido previamente iluminados con cada uno de los tres colores primarios. Esto tiene el resultado ventajoso de desplegar cada otra hilera de píxeles con dos veces tantos píxeles como había micro-espejos por hilera. Un cuarto segmento de refracción (no mostrado) de una o más ruedas 234 de desplazamiento de píxel pueden entonces desplazarse hacia abajo por un espacio de píxel para llenar entre hileras al repetir los pasos previos del proceso. En una modalidad alternativa, los filtros se pueden retirar para tener la salida del integrador para que pase todos los colores de luz incidente a través de cada ventana 28 y se puede agregar una rueda cromática en el sistema y ubicarse en la Figura 1. En esta modalidad, los colores de luz pasan en forma secuencial a través del integrador 120 de conformidad con la posición de la rueda cromática. El micro-despliegue 32 modula el arreglo completo de un color dentro del intervalo de modulación y entonces modula en arreglo completo del siguiente color sucesivo en el siguiente intervalo de modulación, y por último, el tercer color se modula en el siguiente intervalo de modulación. Esto resulta en cada píxel definido por las ventanas 28 del integrador 120 a ser iluminado sucesivamente con cada color para formar una imagen de color con el uso de una o más ruedas 234 de desplazamiento de píxel, como se describe, para mejorar la resolución. Lo anterior ilustra algunas de las posibilidades para practicar la invención. Muchas otras modalidades son posibles dentro del alcance y el espíritu de la invención. Por lo tanto, se tiene el propósito de que la descripción anterior sea considerada como ilustrativa mejor que limitante, y que el alcance de la invención es determinado por las reivindicaciones anexas junto con el alcance completo de sus equivalencias.

Claims (18)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de proyección caracterizado porque comprende: un integrador con un extremo de salida; una matriz de ventana de salida en el extremo de salida del integrador; un patrón de filtros monocromáticos rojo, azul y verde en la matriz de las ventanas de salida que pasan una matriz de píxeles monocromáticos rojo, verde y azul de luz; un formador de imágenes para modular la matriz de píxeles monocromáticos de luz; y un dispositivo de desplazamiento de luz para desplazar la matriz de píxeles monocromáticos de luz para formar temporalmente un patrón de píxeles monocromáticos sobrepuestos de luz de diferentes colores, visibles como una imagen de color.

2. El sistema de proyección de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de desplazamiento de luz es un espejo giratorio sobre un pequeño ángulo suficiente para desplazar los píxeles monocromáticos de luz por una ubicación de píxei.

3. El sistema de proyección de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de desplazamiento de luz es una rueda de desplazamiento.

4. El sistema de proyección de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la rueda de desplazamiento incluye secciones de refracción y de no refracción sucesivas en forma angular.

5. Ei sistema de proyección de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la rueda de desplazamiento gira alrededor de un eje que está a un ángulo en una salida de luz del integrador y las secciones de refracción comprenden un material ópticamente transmisor que refracta la luz incidente en el mismo proporcionalmente al espesor del material ópticamente transmisor.

6. El sistema de proyección de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque un cuarto de las ventanas de salida tiene un filtro de un primer color y están esencialmente separadas, un cuarto de las ventanas de salida tiene un filtro de un segundo color y están separadas esencialmente iguales, un medio de las ventanas de salida tiene un filtro de un tercer color y están separadas esencialmente iguales y cada una de las ventanas que tiene un filtro del primer y segundo colores son vertical y horizontaimente adyacentes a una ventana que tiene un filtro de un tercer color.

7. El sistema de proyección de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el primer color es rojo, el segundo color es azul y el tercer color es verde.

8. El sistema de proyección de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el patrón de filtros comprende hileras alternadas, la primera hilera tiene filtros rojos alternados con filtros verdes, la segunda hilera tiene filtros verdes alternados con filtros azules y los filtros rojos y los filtros azules de cada hilera son verticalmente adyacentes a los filtros verdes.

9. El sistema de proyección de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el formador de imágenes es un micro-despliegue DLP que tiene una rejilla rectangular de micro-espejos.

10. El sistema de proyección de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque las ventanas de salida son más pequeñas que los micro-espejos.

11. Un sistema de proyección caracterizado porque comprende: una fuente de luz; un integrador acoplado ópticamente con la fuente de luz y que tiene un arreglo de ventanas en un extremo de salida para formar un arreglo de píxeles discontinuos de luz; un micro-despliegue que está acoplado ópticamente con el arreglo de píxeles discontinuos de luz para modular cada píxel de luz incidente en una posición correspondiente del micro-despliegue; una rueda de desplazamiento de píxel acoplada ópticamente con la salida de luz del micro-despliegue para desplazar temporalmente la salida de luz.

12. El sistema de proyección de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el micro-despliegue comprende un arreglo de micro-espejos, y cada píxel discontinuo de luz de una ventana individual del integrador se proyecta y se modula por un micro-espejo correspondiente.

13. El sistema de proyección de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la rueda de desplazamiento comprende secciones secuenciales en forma angular que incluyen por lo menos una sección de no refracción y una o más secciones de refracción.

14. El sistema de proyección de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque cada ventana del integrador está cubierta por un filtro para proyectar píxeles de diferente luz monocromática y la rueda de desplazamiento está configurada para desplazar sucesivamente diferentes píxeles de colores en la misma posición.

15. Un sistema de proyección caracterizado porque comprende: una fuente de luz; un integrador acoplado ópticamente con la fuente de luz y que tiene un arreglo de ventanas en el extremo de salida para formar un arreglo de píxeles discontinuos de luz; un micro-despliegue acoplado ópticamente con el arreglo de píxeles discontinuos de luz para modular cada píxel de luz incidente en una posición correspondiente del micro-despliegue; una placa de desplazamiento acoplada ópticamente con una salida de luz del micro-despliegue para desplazar temporalmente la salida de luz.

16. El sistema de proyección de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el micro-despliegue comprende un arreglo de micro-espejos, y cada píxel discontinuo de luz que forma una ventana individual del integrador se proyecta sobre y se modula por un micro-espejo correspondiente.

17. El sistema de proyección de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque cada ventana del integrador está cubierta por un filtro para proyectar píxeles de diferente luz monocromática y la placa de desplazamiento gira para desplazar sucesivamente los píxeles de diferente color en la misma posición.

18. El sistema de proyección de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la placa de desplazamiento gira para proyectar píxeles de salida de luz desde el micro-despliegue entre las posiciones de los píxeles discontinuos de un arreglo proyectad por la placa de desplazamiento en una posición previa.