斑纹抑减方法

专利名称：斑纹抑减方法
技术领域：
本发明涉及一个投影装置，具有一个激光光源发射照明光，该照明光经空间光 调制器调制后作为调制光投影，以显示图像。更确切地说，该发明涉及一个图像位置改 变单元，用于在预置范围内改变图像投影的位置，以减少斑纹效应的出现。
背景技术：
在阴极射线管(CRT)技术在显示业界占据主导地位100多年后的今天，平板显 示(FPD)和投影显示受到了广泛欢迎，这是因为在大显示屏幕上投影图像时，FPD使用 了更紧凑的图像投影系统。在几种投影显示技术中，使用微显示技术的投影显示由于具 有比FPD更好的画面质量、更低的制造成本而获得了认可。市场上投影显示装置中的微 显示技术主要有两种，即微LCD (液晶显示)和微镜技术。由于微镜器件使用非偏振光 投影图像，因而与使用偏振光的微液晶显示相比有亮度上的优势。尽管近年来在制作空间光调制器(SLM)这样的机电微镜装置方面已经取得了 显著的进展，但要将其应用于高质量画面的显示仍有一些限制和困难。特别对于数字信 号控制的显示图像，反而会由于灰度等级足够导致图像不能显示，使得图像质量受到影 响。微机电镜面器件由于其在空间光调制器(SLM)方面的应用受到广泛关注。一个 空间光调制器需要一个由大量微镜器件组成的阵列。一般而言，每个SLM所需的器件数 量从60,000到几百万不等。如图1A所示，带有显示屏幕2的数字视频系统1在美国专 利5,214,420中已做公开。光源10用于产生在显示屏幕2上显示图像的照明光束。光源 产生的光束9通过镜面11的聚集投射到透镜12上。透镜12、13、14组成的光束聚焦器 将光束9聚焦成光束8。空间光调制器15通过总线18受电脑的输入数据控制，选择性 地将部分光线从路径7导向放大镜5并最终显示在屏幕2上。图1B显示了一个具有表面 16的SLM15，其中表面16包含由可开关的反射单元17、27、37和47组成的阵列，各反 射单元与铰链30相连。当控制单元17处于开态位置时，来自路径7的一部分光被反射 并沿着路径6指向透镜5，在透镜5处得以放大或沿路径4传播，投射在显示屏幕2上， 形成一个照明像素3。当控制单元17处于关态位置时，光线被反射到远离屏幕2的方向上，因此像素3就是暗的。如美国专利5,214,420中提到的一样，大多数传统的图像显示装置都是使用镜面 的两态控制，即开态和关态。图像显示质量受到有限灰度等级的限制。尤其是在使用 PWM(脉冲宽度调节器)的传统控制电路中，控制开关状态的最低有效位(LSB)或最小 脉冲宽度限制了图像的质量。由于镜面受控工作在开态或关态，传统的图像显示装置无 法提供比LSB更短的脉冲来控制镜面。调整灰度时，决定亮度最小可调等级的最低光 强，是在最短脉冲宽度时间内反射的光。由LSB限制导致的有限的灰度等级引起图像质 量的下降。图IC为专利5,285,407中一个微镜的控制电路的电路图。该控制电路包含一个 存储单元32。每个晶体管都标记为“M*”，其中*为晶体管编号，所有晶体管均为绝 缘栅场效应晶体管。M5、M7为ρ沟道晶体管；M6、M8、M9为η沟道晶体管。电容 Cl、C2代表存储单元32的容性负载。存储单元32包含一个存取开关晶体管Μ9和一个 基于静态随机存储区(SRAM)设计的锁存器32a。一行中的所有存取晶体管M9从不同 的位线31a接收数据信号。需要写入的某特定存储单元32通过使用作为字线的行信号来 开启适当的行选择晶体管M9从而进行访问。锁存器32a由两个交叉耦合的反相器M5/ M6和M7/M8组成，能够提供两种稳态。状态1 节点A为高电位，节点B为低电位； 状态2:节点A为低电位，节点B为高电位。图IC中的控制电路控制微镜在两个状态之间转换，同时驱动镜面在图IA所示 开态或关态的偏转角度(或位置)间振荡。每个镜面单元反射的用于图像显示的最低可 控光强，如数控图像显示装置中图像的灰度分辨率，是由镜面可受控维持在开态摂位置 的最短时间所决定的。每个镜面被控制在开态位置的时间由多位字依次控制。图ID显示了用四位字控制SLM时的“二进制时间长度”。如图ID所示，时 间周期有1、2、4、8四个相对值，它们依次决定着每一位字的相对光强。其中“1”为 最低有效位(LSB)，“8”为最高有效位。在PWM控制机制下，决定灰度分辨率的最 低光强就是受“最低有效位”控制，在最短可控时间内将镜面保持在开态时的亮度。例如，假定灰度为η位，则一帧时间被分为2η_1个相等的时间段。对16.7微秒 的帧周期和η位强度值，时间段为16.7/(2η-1)微秒。近年来，提出了用激光光源作为光源的投影装置，以获得亮度更高、彩色复制 色域更宽的图像显示和小型化的投影器件。但是，当使用激光光源作为光源时，使用高 度一致的激光投影图像可能会发生“斑纹效应”。斑纹效应是由投影表面不同位置处反 射的不同光线，以不规则相位关系相互干涉导致的斑纹图形。图2阐述了斑纹效应发生时，观众观察到的投影图像的例子。斑纹效应为人熟 知的例子是用激光笔将激光投射到墙上出现的亮点。因此，通过使用激光光源来减小镜偏转角度的方法可以提高图像亮度。1.改变斑纹效应的出现方法是改变投影表面的漫反射条件，从而使斑纹效应不 明显。具体而言，美国专利5,272,473揭示了一种振动投影屏幕的方法。然而，该方法 物理地驱动巨大的屏幕，面临高成本和高功耗的问题。2.减小激光一致性的方法。
具体包括(a)使激光光源发射的照明光(即激光)在光纤中多次反射的方法。但该方法增 长了光纤，因此在光学系统的小型化方面有所局限。(b)如美国专利6,249,381揭示的方法，将照明光路分成多个光路，改变各光程 长度。但该方法面临难以使光学系统紧凑的困难。(b)如美国专利5,313,479、6,594,090和6,874,893揭示的方法，移动或旋转照明
光路上的散光器。但该方法面临激光使用效率减小的问题。(d)将激光的产生频率设计得尽量宽(即具有“高帽”特性)的方法。该方法 面临的问题是设计本身是非常困难的技术。颤动处理或误差扩散方法是校正图像中灰度不足的方法。该方法基于大量像 素，通过利用人眼对图像细节，即高频部分不敏感的事实，人为重复一个像素的灰度。 因此，举例而言，通过在投影装置中应用颤动处理显得与由原本图像数据严格按照像素 显示代表的图像完全不同，但当从远处观察，像素尺寸不明显时，它看起来就是原始图像。图3A阐述了没有使用颤动处理的显示图像的例子；图3B阐述了使用了颤动处 理的显示图像的例子。如放大部分图像41 (图3A)和放大部分图像42 (图3B)所示，当 图像可以被一像素一像素的观察到时，使用了颤动处理的图像与未使用颤动处理的原始 图像完全不同。然而，当从像素尺寸不明显的远处观察时，使用了颤动处理的图像与未 使用颤动处理的原始图像相似，如全图43 (图3A)和全图44 (图3B)所示。图4描述了显示图3A所示图像43时，控制投影装置中空间光调制器(SLM)的 例子。该控制阐述了通过PWM控制控制单个像素单元的例子，阐述了对应图像43包含 的部分图像45中像素的像素单元帧周期(T)的控制。进一步地，该控制举例说明了在相 同级别上复制部分图像45中包含的像素灰度的情况。如图4所示，根据该控制示例，对应部分图像45中像素的像素单元在一帧周期 的、时段中受控处于开态(此后用“打开”表示)，在上述帧周期的^和^时段受控处 于关态(此后用“关闭”表示)。进一步地，一帧中的该控制反复进行。结果，对应部 分图像45中像素的像素单元在tl时段中关闭，然后在t2时段中打开，再在t3时段关闭， 因此获得了一帧中部分图像45的灰度。注意图4显示了对应部分图像45中的四个像 素(像素1、2、3、4)的四个像素单元(1、2、3、4)的控制例子。进一步地，该图用暗 色表示了在时段k t2和t3中部分图像45中的每个像素的灰度。进一步地，当显示图3B所示图像44时，基于实施颤动处理后的图像数据，对投 影装置中SLM的控制也可以通过图4所示控制示例类似的方式实现。即使颤动处理是用 于校正图像的灰度缺乏，如果投影装置用激光作为光源，显示图像单调，使单个像素的 灰度如图44所示为定值，也可能发生上述斑纹效应。

发明内容
考虑到上述情况，本发明旨在提供一个投影装置，用于在使用激光光源的投影 装置中以简单和紧凑的构造减少斑纹。为了达到上述目标，基于本发明一方面的投影装置包含一个光源，通过照明光学系统向空间光调制器(SLM)投射照明光，以调制照明光来产生图像投影光，通过投影 光学系统将其传输到图像投影表面来显示图像。该投影装置进一步包含一个图像处理单 元，用于接收和分析输入图像数据；该图像处理单元对与输入图像数据相关的信号实施 换算过程，为SLM中的大量邻近像素单元产生不同的控制图形，在至少一帧周期的预置 的时段内复制像素灰度，使邻近像素单元中的每一个都有接近水平的灰度。进一步地，基于本发明另一方面的投影装置包含一个激光光源，通过照明光学 系统向空间光调制器(SLM)发射照明光，以产生调制光，通过投影光学系统将来自SLM 的调制光传输到投影表面。该投影装置进一步包括一个图像处理单元，用于接收和分 析输入图像数据；该图像处理单元进一步执行虚拟像素转换过程，通过暂时区分转换过 程的算法来对与输入图像数据相关的信号实施换算过程，以产生和显示与SLM大量像素 单元的输入图像一致的像素的灰度。


参考以下图片，下面对本发明进行了详细描述。图IA和IB为相关专利中揭示的传统显示系统的数字视频显示系统中，作为空 间光调制器的微镜阵列的一部分的功能框图和顶视图；图IC为显示将空间光调制器的微镜控制在开和/或关态的相关电路的电路图；图ID是四位灰度的二进制时间间隔示意图；图2为斑纹效应发生时，观众观察到的投影图像举例示意图。图3A为未使用颤动处理的投影图像示意图；图3B为使用了颤动处理的投影图像示意图；图4为显示图3A所示图像时，控制投影装置中空间光调制器(SLM)的示意 图；图5为基于本发明第一优选实施例的单片投影装置典型结构示意图；图6为屏幕上一反射光的成像位置改变量示意图；图7为成像位置改变功能开/关单元的典型运作流程图；图8为成像位置改变功能开/关单元的另一典型运转流程图并示范了区域划 分；图9A为传动单元执行改变SLM空间位置的操作时，屏幕上SLM的反射光(即 调制光)成像位置典型改变的第一示例图；图9B为传动单元执行改变SLM空间位置的操作时，屏幕上SLM的反射光(即 调制光)成像典型位置改变的第二示例图；图9C为传动单元执行改变SLM空间位置的操作时，屏幕上SLM的反射光(即 调制光)成像位置典型改变的第三示例图；图10为基于本发明第一优选实施例的多片投影装置典型结构示意图；图11为基于本发明另一优选实施例的单片投影装置典型结构示意图；图12为偏振转换和双折射片的典型运转示意图；图13为基于本发明另一优选实施例的多片投影装置典型结构示意图；图14为基于本发明第二优选实施例的单片投影装置典型结构示意图15为显示基于图像处理单元实施虚拟像素转换过程后的数据的图像时，SLM 的典型控制示意图；图16为基于本发明第二优选实施例的多片投影典型装置结构示意图；图17为基于本发明第三优选实施例的单片投影装置典型结构示意图；图18为显示基于图像处理单元实施转换过程后的数据的图像时，SLM的典型控 制示意图；图19为显示基于图像处理单元实施转换过程后的数据的图像时，SLM另一典型 控制的示意图；图20为显示基于图像处理单元实施转换过程后的数据的图像时，SLM另一典型 控制的示意图；图21为基于本发明第三优选实施例的多片投影装置典型结构示意图。
具体实施例方式如下为参考所付图示，对本发明优选实施例的详细描述。第一实施例基于本发明第一优选实施例的投影装置包含至少一个激光光源，通过照明光学 系统向空间光调制器(SLM)投射照明光，以调制照明光来产生图像投影光，通过投影光 学系统将其传输到图像投影表面来显示图像。该投影装置进一步包含一个图像位置改变 单元，用于改变投影在图像投影表面的图像位置。该图像投影装置进一步包含一个控制 单元，用于控制SLM和成像位置改变单元；一个投影光学系统，用于将SLM的调制光投 影到投影平面。图5为基于本实施例的单片投影装置结构示意图；根据本实施例，图5显示了一 个投影装置101，包含一个光源光学系统106，用于向单个空间光调制器(SLM) 102发射 照明光。SLM102接收控制单元103的控制信号，由其控制，将调制光投射到圈内反射 棱镜104上，再传输到投影光学系统105，从而在图像显示表面117投影图像。SLM102和TIR棱镜104位于投影光学系统105的光轴上。光源光学系统106的 光轴与TIR棱镜104104的光轴匹配。该TIR棱镜104导向和传输光源光学系统106发射的照明光108，使其作为入 射光109以特定倾斜角导向SLM102，进一步导向和传输SLM102反射和调制的反射光 110，到达投影光学系统105。投影光学系统105将经SLM102调制和反射、穿过TIR棱镜104的反射光110作 为投影光111，投射到屏幕117上。光源光学系统106包含产生照明光108的激光光源112、会聚照明光108的聚光 透镜113、棒状聚光透镜114和聚光透镜115。具体而言，该照明光学系统包含聚光透镜 113、棒状聚光透镜114和聚光透镜115。这些组件，即激光光源112、聚光透镜113、棒 状聚光透镜114和聚光透镜115按所述顺序在照明光108的光轴方向依次排列，其中照明 光108由激光光源112发射，入射到全内反射棱镜104的侧面。通过单个空间光调制器 102彩色顺序显示过程，投影装置101实现了在屏幕117上的彩色显示。具体而言，该激光光源112包括一个红色激光光源，一个绿色激光光源和一个蓝色激光光源(图中未画出)。每种颜色的发射状态通过将显示数据的一帧分成若干子 帧来独立控制。一个典型的方法是把一帧分成三个子帧，即红色(R)、绿色(G)和蓝色 (B)子帧。该光源受控开启红色激光光源、绿色激光光源和蓝色激光光源，在为每种颜 色指定的子帧时段中分别发射光。传动单元107作为图像图像位置改变单元的典型实施例安装。传动单元107在 沿不同坐标轴的一个或多个方向上，如图5所示X、Y和Z轴，改变SLM102的空间位 置。当图像位置改变单元107改变SLM102反射的作为调制光110的反射光方向时，投 影在屏幕117上的图像位置发生改变。图5所示X方向与图片表面垂直。投影装置101的传动器107受控使SLM102交替工作在正常位置和轻微偏离正常 的位置之间。当SLM受控交替工作在正常位置或轻微偏离正常位置时，图像交替投影在 正常位置或轻微偏离正常的位置。通过控制投影屏幕上投影图像轻微偏离的位置，从而 改变在屏幕117上广泛反射的激光干涉状态，可以减少斑纹图形的发生。具体而言，在 特定的实施例中，SLM的空间位置受控在空间或时间范围内移动，可以通过改变投影到 屏幕117上反射光的速率(即改变周期)来控制位置改变量，使得投影图像的改变不被察 觉。在特定实施例中，图像位置的改变量可以设定为，如等于或小于投影图像一个像素 的距离，如图6所示。图6中的记号“P”代表投影图像中一个像素一边的长度。图6 中位置改变的距离是像素长度的一半，即在X和Y方向上分别为P/2。进一步地，图像 位置改变的控制频率可以等于或高于120Hz。进一步地，图像位置改变的距离和改变频 率可以调整而不为定值。用户可以选择控制和调整改变位置的距离和改变频率。控制电路103控制传动单元107、SLM102和激光光源112。控制电路103可以 控制这些器件同步工作。同时，控制电路103包含一个开/关控制单元116和一个光源 控制单元(未画出)。成像位置改变功能开/关控制单元116控制开关打开和关闭传动单 元107，以根据在屏幕117上投影图像的图像数据改变SLM102的空间位置。具体而言， 该光源控制单元可以在图像屏幕上图像投影的位置与成像位置改变单元的工作同步时受 控关闭光源。同步控制过程下的图像投影装置因此可以防止外来光线，从而减少图像显 示的景象显示。图7为图像位置改变功能开/关单元116的示例运转流程图；该工作过程在接收 到显示图像的图像数据时(步骤S101)开始。图像位置改变功能开/关控制单元116决 定了是否有预定数量的相同数据或相似数据排列在输入图形数据中(步骤S102)。如果 结果为“是”，开/关控制单元116打开传动单元107，执行改变上述SLM102的空间位 置的操作(步骤S103)。相反，如果结果为“否”，开/关控制单元116关闭传动单元 107，不改变空间位置的操作(步骤S104)。注意当图像以很小幅度的改变显示时，显示图像上的斑纹倾向于不明显。因 此，在上述步骤102中的决定过程可以决定基于输入图像数据的图像是否为轻微改变的 图像。具体而言，如果步骤S102中的结果为“是”，希望图像是以轻微的改变来显示 的。否则，希望图像有较大的改变，从而使图像上的斑纹不明显。上述步骤控制SLM102的空间位置的改变，只在根据图像数据显示的图像中预 计斑纹较大时实现。因此，根据上述步骤，可以减少图像显示中斑纹图形的发生。图8为成像位置改变功能开/关单元116的另一典型运作流程图。图8进一步展示了显示区域的典型分割。该典型运转过程是为了区分判定标准，从而决定是否触发 传动单元107来在大量区域执行改变SLM102空间位置的操作。该过程与根据输入图像 数据划分区域的过程同时进行。具体而言，该描述是图像分成两个区域的情况。具体而 言，图像区域分成图像的中间区域A和周围区域中的周围区域B。该典型区域划分在图 的上部做出了阐述。然而，划分图像区域的方法是灵活的。注意区域B可以进一步 划分成区域B-l、B-2、B-3和B-4。如图8所示流程图的下部，当收到显示图像的图像数据时(步骤S201)，成像位 置改变功能开/关控制单元116根据图像数据把图像区域分成两部分。该过程首先决定 是否有预定数量X的相同数据或相似数据排列在区域A的图形数据中(步骤S202)。如 果判定结果为“是”，开/关控制单元6打开传动单元107，执行改变SLM102的空间位 置的操作(步骤S203)。相反，如果判定结果为“否”，图像位置改变功能开/关控制单元116就决定 是否有两倍或更多预定数量X的相同数据或相似数据排列在区域B的图形数据中(步骤 S204)。如果判定结果为“是”，开/关控制单元6打开传动单元107，执行改变SLM102 的空间位置的操作(步骤S205)。如果结果为“否”，传动单元107关闭，不执行传动 单元107驱动的改变空间位置的操作(步骤S206)。执行上述操作过程的图像投影装置能够根据不同子区域间图像改变的判定结果 来控制改变SLM102的操作过程。因此，该控制过程可以使用一种判定标准，更倾向于 触发传动单元107来改变接近图像中心的SLM102的空间位置。正如所述典型操作的情 况，相比区域B，中心区域更可能高频出现主要物体(摄制的)。具体而言，可以执行图7所示步骤S102、图8所示步骤S202和S204，来判断 是否有大于或等于预定数量的相同数据或相似数据排列在图形数据中。该判断可以通过 根据图像数据中图像的每一像素的坐标数据和色彩数据判断是否有大于或等于预定数量 的、在图像中排列了相同或相似色彩数据的像素来实现。如上所述，基于输入图像数据的开启/关闭操作提供进一步的优势。执行该操 作过程的图像投影系统可以避免额外功耗的问题以及由于像素持续位移导致的分辨率降 低的问题。图9A、9B和9C为传动单元107执行改变SLM102空间位置的操作时，通过位 移SLM102的反射光(即调制光)110屏幕117上图像位置改变的示例图。图9A所示成像位置的典型改变显示了由于传动单元107在Y方向上改变了 SLM102的空间位置，在屏幕117的Y方向上反射光(即调制光)110的图像位置发生改变。图9B显示了由于传动单元107在X方向上改变了 SLM102的空间位置，在屏幕 117的X方向上反射光(即调制光)110的成像位置发生改变。图9A和图9B也显示了在屏幕117上SLM102的反射光(即调制光)成像位置 的改变方向与投影光学系统105的光轴垂直。图9C显示了由于传动单元107在Z方向上改变了 SLM102的空间位置，在屏幕 117的Z方向上反射光(即调制光)110的图像位置发生改变。这显示了图像位置的改变 方向平行于投影光学系统105的光轴。
上述图9A至图9C阐述了屏幕117上SLM102的反射光(即调制光)110图像位 置沿一维方向的改变。屏幕117上SLM102的反射光(即调制光)110图像位置也可以 沿二维方向的平面(如XY方向)发生改变。也可以控制图像位置沿三维方向(即XYZ 方向)发生改变。通过在二维方向(如XY方向)或三维方向(即XYZ方向)上改变 SLM102的空间位置，能够实现多维改变。如上所述，投影装置101用于改变SLM102的物理或光学位置，以轻微改变投影 在屏幕117上的SLM102调制光119的图像位置。图像位置改变还改变了在屏幕117上 漫反射的激光的干涉状态，减少斑纹效应的发生。图5显示了装配为单片投影装置的投影装置。该投影装置也可以通过装配多个 SLM102成为多片投影装置。图10为基于本实施例的多片投影装置结构示意图；如图10所示，投影装置201是装配了三个SLM102的三片投影装置。每一 SLM 包含一个传动单元107。该三片投影装置201的控制过程和操作顺序与上述投影装置101 不同。控制电路202不同于控制电路103，执行与之不同的控制过程。该控制电路202包含一个图像位置改变功能开/关控制单元206，用于控制每一 传动单元107开关切换的转变，以控制改变对应SLM102的空间位置的操作。注意图 像位置改变功能开/关控制单元206为一个、两个或三个传动单元107控制开关操作的转 换。进一步地，控制电路202也控制传动单元107、三个SLM102和激光光源112同步 工作。投影装置201包括一个光分离/合成光学系统203，位于投影光学系统和各 SLM102之间。光分离/合成光学系统203包含多个棱镜，即TIR棱镜203A、TIR棱镜 203B和TIR棱镜203C。TIR棱镜203A的作用是将从投影光学系统105光轴一边入射 的照明光108作为入射光204照射到SLM102。TIR棱镜203B的作用是从来自TIR棱镜 203A的入射光204中分离出红(R)光，并将红光入射到调制红光的SLM102中，再进一 步将调整后的红光的反射光205导向TIR棱镜203A。类似地，棱镜203C的作用从来自TIR棱镜203A的入射光204中分离出蓝(B) 光和绿(G)光，并将它们入射到蓝光用SLM102和绿光用SLM102中。TIR棱镜203C进 一步将调制后的绿光和蓝光的反射光205导向TIR棱镜203A。因此，R、G、B三种颜色的分别由对应的光调制器102同时进行调制。调制 后的反射光111经由投射光学系统105作为投影光111投射到屏幕117上，实现了彩色显示。投影装置201中的成像位置改变功能开/关控制单元206根据图像数据控制三个 传动单元107，以改变对应SLM102的空间位置。图像位置改变进一步改变了在屏幕117 上漫反射的激光干涉状态，因而减少了斑纹效应的发生。上述操作过程的优势与图7或 图8中由图5所示图像位置改变功能开/关控制单元116实现的操作的优势一致。该多片投影装置可以构造成让每一 SLM102都具有一个与投影装置201类似的传 动单元107。图像投影装置的该控制过程也可以由与一个传动单元107协作的至少一个或 多个SLM102实现。图11为基于本实施例的单片投影装置另一典型结构示意图11所示投影装置301具有不同的构造用于通过将SLM102的反射光、即调制 光投影到屏幕117上来改变图像位置。该图像投影装置与图5所示上述投影装置不同。 不同于用传动单元107作为上述图像位置改变单元，投影装置301在投影光学系统105的 光路上包含一个偏振转换器302和一个双折射片303。注意图11描绘的投影光学系统 105包含多个与图5所示为了描述方便所绘的结构不同的投影透镜。偏振转换器302和双折射片303为典型的光路转换单元，用于改变来自SLM102 的反射光(即调制光)光轴的光学位置。偏振转换器302是为了传输具有不同偏振特性 的光，转换入射光的偏振方向的单元。双折射片303是具有取决于入射光偏振方向的微 分折射指数的单元。偏振转换器302可以安装一个液晶显示(LCD)或一个波长可选偏振 单元，用于转换具有确切波长的光的偏振方向。。同时，当图像投影装置装配了偏振转 换器302和双折射片303时，可以根据偏振方向在光轴上产生位移。通过结合LCD平板 和双折射片，该光轴位移机理与日本注册专利No.2813041揭示的技术相似。进一步地，投影装置301包含一个用其他光学组件来代替上述控制电路103的控 制电路304，以类似投影装置101中的方式来控制电路。投影装置301装配了偏振转换器302和双折射片303，用于改变来自SLM102 的反射光(即调制光)光轴的光学位置。对SLM反射光光轴所做的改变进一步改变了 SLM102的反射光110在屏幕117上投射的图像投影。图12为显示偏振转换302和双折射片303典型运转的示意图；图12显示了一个 偏振转换器302，用于输出一个输入P-偏振光、将该输入P-偏振光转换成S-偏振光。 双折射片303传输P-偏振的入射光，而不改变入射光光轴的光学位置。双折射片303传 输P-偏振的入射光，而不改变入射光光轴的光学位置。偏振转换器302将入射到其中的光一致地进行转换。例如，在每一预定周期 中，偏振转换器302将P-偏振光由P-偏振转换成S-偏振，从而偏移SLM的反射光光 轴，改变投影在屏幕117上的图像位置。在交替指定的周期中，该偏振转换器光比，不 转换该入射光的偏振方向，保持屏幕117上反射光的正常成像位置。因此，控制偏振转 换器将图像投影从正常位置轻微偏移的控制过程能够改变屏幕117上漫反射的激光的干 涉状态。该偏振转换控制过程因而可以减少斑纹效应的发生。具体而言，上面提到的 Ad和预定周期受控在一范围内，以限制位置改变距离和改变速度(即改变周期)，因此 屏幕上显示的图像不会被人眼观察到。在这种情况下，投影到显示屏幕117上的图像位 置改变距离限制在等于或小于投影图像一个像素的距离内。进一步地，该改变周期可以 设定在如120Hz或更高的频率上。注意改变周期的速度可以可控和可调，以允许用户 灵活设置，而不是设定在预置值。偏振转换器302、SLM102和激光光源112由控制电路304控制。该控制电路 304可以控制这些器件以协调和同步的方式工作。同时，控制电路304包含一个成像位 置改变功能开/关控制单元305。成像位置改变功能开/关控制单元305控制上述偏振 转换器302在打开和关闭之间转换。偏振转换器的打开和关闭由与投影在屏幕117上图 像相关的图像数据决定，激活或重置了将P-偏振光由P-偏振转换成S-偏振的操作。该 控制过程的实现与参照上述图7和图8描述的方式类似。例如，在执行类似图7所示的 控制过程中，如果根据步骤S102的判定结果为“是”，该控制过程可以控制偏振转换器302执行转换操作。相反，如果判定结果为“否”，偏振转换器302关闭。同时，在执 行类似图8所示的控制过程中，如果步骤S202的判定结果为“是”，该控制过程可以控 制偏振转换器302执行转换操作。相反，如果步骤S204的判定结果为“否”，偏振转换 器302关闭。因此，装配在投影装置301中的偏振转换器3023和双折射片303的作用是改变 来自SLM102的反射光(即调制光)光轴的光学位置，从而轻微地改变屏幕117上来自 SLM102反射光(即调制光)的成像位置。屏幕上投影图像位置的改变进一步改变了在 屏幕117上漫反射的激光干涉状态，从而减少了斑纹效应的发生。图11显示了具有单片投影装置的投影装置典型结构，该偏振转换器也可以装配 在一个具有多个SLM的图像投影装置，即熟知的多片投影装置中。图13为基于本实施例的多片投影装置另一典型结构示意图。图13显示了与上述投影装置不同的图像投影装置401。该投影装置含有三个 SLM102,通常称为三片投影装置。进一步地，该投影装置401包含一个控制电路402， 执行控制电路304实现的类似功能。控制电路402控制偏振转换器302、三个SLM102和激光光源112。该控制过程 进一步控制这些器件以协调和同步的方式工作。进一步地，该控制电路402包含一个图 像位置改变功能开/关控制单元403，用于控制开启和关闭偏振转换器302将偏振方向从 P-偏振转换为S-偏振的功能。光源光学系统106、光分离/合成光学系统203和投影光学系统105与上述图10 中的构造类似，因此不再重复描述。投影装置401的装置同时使图像位置改变功能开/关控制单元403，用于控制开 启和关闭偏振转换器302开启偏振转换器302，根据输入图像数据实现将偏振方向从P-偏 振转换为S-偏振的功能。开启偏振转换器的判断标准与图11所示图像位置改变功能开 /关控制单元305实现的操作一样。偏振的改变偏移投影光的光轴，因此改变了屏幕117 上漫反射的激光干涉状态，从而减少了斑纹效应的发生。除了上述构造，基于本实施例的投影装置也可以按如下方式变更。取代传动单元107、偏振转换器302和双折射片303实现上述改变图像位置的功 能，基于本实施例的投影装置可以装配一个传动单元，用于改变作为投影光学系统105 一部分的至少一个光学组件的空间位置。用于改变至少一个光学组件的空间位置的传动 单元可以改变屏幕117上SLM102的反射光(即调制光)110的图像位置。同时，基于本实施例的投影装置也可以具有一个控制过程，使开启/关闭图像 位置改变功能开/关控制单元，以在开启和关闭图像位置改变单元间转换的判定标准包 含比较投影图像的连续帧的结果。进一步地，基于本实施例的投影装置也可以包含一个传动单元，用于驱动屏幕 117作为投影表面。由上述成像位置改变单元实现的成像位置改变方向与增加的传动单元 实现的屏幕117的驱动方向不同。该构造和控制过程可以减小驱动屏幕117的振幅。比起上述仅通过驱动屏幕来 减少斑纹效应发生的构造，该位置改变更小，减小了装置尺寸。更确切地说，当使用这 样的构造和控制过程时，图像位置改变单元改变图像位置的方向被控制在与传动单元驱动屏幕117相反的方向。进一步地，基于本实施例的投影装置也可以结合如下所述第二或第三实施例的 构造。如上所述，基于本实施例的投影装置能够通过在使用激光光源的投影装置中以 简单和紧凑的构造减少斑纹效应的发生。第二实施例基于本发明第二优选实施例的投影装置包含至少一个激光光源，通过照明光学 系统向空间光调制器(SLM)投射照明光，以产生调制光，通过投影光学系统将其传输 到图像投影表面。该投影装置进一步包含一个用于分析输入图像的图像处理单元。进 一步地，该图像处理单元执行虚拟像素转换过程，以换算输入图像相关的信号来显示与 SLM102大量像素单元的输入图像一致的像素的灰度，并暂时区分上述转换过程的算法。图14为基于本实施例的单片投影装置典型结构示意图。如图14所示，投影装置501没有包含传动单元105，因此不同于图5所示投影装 置101。进一步地，取代图5所示控制电路103，图像投影装置501包含控制电路502。 其他光学组件和控制电路与图5所示装置中的相同，因此不再累述。控制电路502包含一个图像处理单元503和虚拟像素转换功能开/关控制单元 504。图像处理单元503分析与构成投影图像的外来输入图像(即输入图像)相关的信 号。该过程包含一个虚拟像素转换过程，用于换算输入图像相关的信号来显示与SLM102 包含的大量像素单元的输入图像一致的像素的灰度，并暂时区分上述转换过程的算法。 根据本实施例，在预定的周期中，对虚拟像素转换过程的算法使用了颤动处理。虚拟像素转换功能开/关控制单元504控制图像处理单元503的打开和关闭，根 据与输入图像相关的投影图像数据信号执行虚拟像素转换过程。该切换控制的实现与参 照上述图7和图8描述的方式类似。在执行类似图7所示的切换控制中，如果根据步骤 S102的判定结果为“是”，图像处理单元503被激活，执行虚拟像素转换过程，如果判 定结果为“否”，图像处理单元503被停用，不执行虚拟像素转换过程，。进一步地， 在执行类似图8所示的切换控制中，如果根据步骤S202的判定结果为“是”，或步骤204 中的判定结果为“是”，图像处理单元503被激活，执行虚拟像素转换过程，如果步骤 204中判定结果为“否”，图像处理单元503被停用，不执行虚拟像素转换过程，。控制电路502控制SLM102和激光光源112。例如，当虚拟像素转换功能开/关 控制单元504控制图像处理单元503关闭虚拟像素转换过程时，控制电路502根据虚拟像 素转换过程后施加的数据控制SLM102和激光光源112。更确切地说，控制电路502通 过实施脉冲宽度调制(PWM)过程控制SLM102的各像素单元。进一步地，控制电路502 控制图像处理单元503、SLM102和激光光源112协调和同步地工作。图15显示了根据图像处理单元503实施虚拟像素转换过程后的数据显示图像 时，SLM102的典型控制时钟图。图15显示了每四帧的时段中，对应四个像素(像素1、2、3、4)的四个像素单 元(1、2、3、4)执行的典型控制。这些像素代表作为显示的图像511的局部图像512 — 部分的大量像素。注意图15中的一帧周期由“T”表示。虽然没有具体显示，对对应局部图像512中的其他相互邻近的四个像素(如对应像素2右边邻近的两个像素和对应 像素4右边邻近的两个像素)的四个像素单元实施的控制过程也以类似的方式执行。进一步地，在该典型控制中，图像处理单元503以如下方式为作为局部图像512 一部分的大量像素单元实现虚拟像素转换过程。具体而言，对关于输入图像的信号执行 了转换过程。执行的控制过程使得在连续四帧时段中，每一帧的上述转换过程的算法不 同，因此，对应输入图像一帧的灰度用对应相互邻近的四个像素(如像素1、2、3、4)的 四个像素单元(如像素单元1、2、3、4)来显示。图15显示了通过图像处理单元503执行的虚拟像素转换过程产生的图像数据显 示的图像，
像素单元1和4开启， 像素单元1和2开启， 像素单元2和3开启， 像素单元3和4开启，
时段中， 时段中， 时段中， 时段中，
像素单元2和3关闭 像素单元3和4关闭 像素单元1和4关闭 像素单元1和2关闭
在第一帧的 在第二帧的 在第三帧的 在第四帧的
注意，每一帧的局部图像512中的每一像素的灰度在图中用暗色表示。 通过实施转换过程，由在“^/2”时段内打开一个像素获得的灰度是对应用像素 单元1、2、3、4四个像素单元表示的输入图像的一个像素的每一帧周期的灰度。如上所述，投影装置501显示了通过上述图像处理单元503执行的虚拟像素转换 过程产生的图像数据代表的图像。因此，如图15所示显示图像各像素的灰度即使在各像 素灰度连续保持不变单调图像中也不会连续不变。因此，屏幕117上漫反射的激光的干 涉状态暂时改变，因此可以减少斑纹效应的发生。注意基于图15所示典型构造的投影装置为单片投影装置。然而很容易理解， 该图像投影装置可以通过装配为包含多个SLM102的多片投影装置。图16为基于本实施例的多片投影装置典型结构示意图。如图16所示，不同于上述投影装置501，投影装置601是包含三个SLM102的三 片投影装置。进一步地，取代控制电路502，图像投影装置601包含一个控制电路602。控制电路602包含一个图像处理单元603和一个虚拟像素转换功能开/关控制单 元 604。图像处理单元603装配了三个SLM102，为投影图像分析外来输入图像(即输入 图像)传输的信号。该过程半酣上述虚拟像素转换过程。虚拟像素转换功能开/关控制单元604控制图像处理单元603在打开和关闭之间 切换，根据与输入图像相关的投影图像数据信号执行虚拟像素转换过程。控制电路602控制三个SLM102和激光光源112。当虚拟像素转换功能开/关控 制单元604开启图像处理单元603来执行虚拟像素转换过程时，控制电路602使用虚拟像 素转换过程处理的数据来控制三个SLM102和激光光源112。更确切地，控制电路602使 用脉冲宽度调制(PWM)过程来控制三个SLM102的单个像素单元。该控制电路602进 一步控制图像处理单元603、三个SLM102和激光光源112协调和同步地工作。光源光学系统106、光分离/合成光学系统203和投影光学系统105与上述图10 中的构造类似，因此不再累述。投影装置601的虚拟像素转换功能开/关控制单元604也可以控制图像处理单元603执行虚拟像素转换过程，其操作方式与图14所示虚拟像素转换功能开/关控制单元 504相同。虚拟像素转换功能开/关控制单元604可以进一步根据与输入图像相关的投影 图像数据控制各SLM102执行图15所示操作。该过程能暂时改变屏幕117上漫反射的激 光的干涉状态，从而减少斑纹效应的发生。除了上述控制过程和构造，基于本实施例的投影装置也可以按如下方式变更。例如，基于本实施例的投影装置可以是装配为多片投影装置的投影装置601。至 少一个SLM可以装配图像处理单元来实现图15所示操作。进一步地，基于本实施例的图像处理单元也可以对图像的一部分执行虚拟像素 转换过程。在这种情况下，图像处理单元检测连续帧中图像具有轻微变化的图像区域， 对该检测出的图像区域执行虚拟像素转换过程。进一步地，图像的载入可能减少，这是因为不需要通过基于输入图像数据的开 启/关闭虚拟像素转换过程来连续执行虚拟像素转换过程。进一步地，基于本实施例的投影装置也可以包含一个传动单元，用于通过使用 图像处理单元实现的虚拟像素转换过程来驱动屏幕117作为投影表面。在这种情况下， 与传统构造仅通过驱动屏幕来减少斑纹效应的发生不同。因此，驱动屏幕117的振幅可 以小于上述装置，因此能够减小装置尺寸。进一步地，基于本实施例的投影装置也可以结合基于上述第一或下述第三实施 例的投影装置的构造。如上所述，基于本实施例的投影装置能够通过在使用激光光源的投影装置中以 简单和紧凑的包装来减少斑纹效应的发生。第三实施例基于本发明第三优选实施例的投影装置包含至少一个激光光源，通过照明光学 系统向空间光调制器(SLM)投射照明光，以产生调制光，通过投影光学系统将其传输到 图像投影表面来显示图像。该图像投影装置进一步包含一个图像处理单元，用于分析输 入图像，根据SLM中包含的对应一个像素单元(该像素单元对应下面提到的一个像素) 的调制光投影在投影表面的时间执行转换过程，转换代表输入图像的信号，复制一个像 素的灰度。当同一水平的大量像素的灰度被对应SLM中每一镜面单元的大量像素单元复 制时，大量像素单元中每一个的控制图形可能不同。图17为基于本实施例的单片投影装置典型结构示意图。如图17所示，投影装置701不同于图14所示投影装置501。取代图14所示控 制电路502，图像投影装置501包含一个控制电路702。图17所示构造与图14所示构造 相同，因此不再累述。控制电路702包含一个图像处理单元703。图像处理单元703进一步分析与构成投影图像的外来输入图像(即输入图像)相 关的信号。该过程包含一个转换过程，在SLM102的一个对应像素单元的调制光投影到 屏幕117上时，转换与输入图像相关的信号，用于显示具有一灰度等级的图像的一个像 素。当大量像素同一水平的灰度等级由作为SLM102 —部分的大量像素单元调制的光来 显示时，作为SLM102 —部分的大量像素单元中的每一个的控制图形并不完全相同。
具体而言，大量像素单元中每一个的控制图形可以装配为在一帧中的一个或多 个时段控制每一像素单元工作在开态。进一步地，大量像素单元的控制图形可以为作为 大量像素单元一部分的每一个或多个像素单元使用公用的控制图形。进一步地，可以在 每一帧中位大量像素单元的每一个使用相同或不同的控制图形。每一帧或多个时段可以 使用不同的控制图形。控制电路702根据图像处理单元703的转换过程处理的数据来控制SLM102和激 光光源112。注意控制电路702通过实施脉冲宽度调制(PWM)过程控制SLM102的 每一像素单元。进一步地，控制电路702也控制图像处理单元703、SLM102和激光光源 112同步工作。图18显示了 SLM102的典型控制过程的时钟图和具有不同等级暗度的图片。该 控制过程通过施加由图像处理单元703的转换过程处理和转换的图像数据来显示图像。 注意该典型控制过程显示，在一幅显示图像中作为局部图像一部分的大量像素灰度处 于统一水平。图18显示了对应四个邻近像素1、2、3、4的四个像素单元1、2、3、4的两帧 时段内的典型控制。这四个像素代表作为图像711的局部图像712—部分的多个像素。 图18包含标记“T”，用于代表一帧的时间。进一步地，局部图像712中的每一像素的 灰度在图中用不同等级的深色表示。尽管图中没有显示，与控制对应作为局部图像712 一部分的其他所有四个邻近像素类似的控制被执行。对应像素2右边的两个邻近像素和 像素4右边的两个邻近像素的四个像素单元代表施加到四个邻近像素的相同控制过程。根据传统控制过程，在一帧中，统一产生灰度等级的大量像素对应的大量像素 单元中的每一个的控制图形相同。如图4进一步显示的像素单元1、2、3、4的控制图形 所示，每一帧中的控制图形都相同。相反，图18显示了用不同的控制图形控制像素单元1、2、3、4的典型过程。具体而言，图18显示了一帧内，开启像素单元1、2、3、4中的每一个像素单元 的时段ω的起始时刻中，两个或多个像素单元间互不相同。例如，在图is所示第一帧 内在第一个t时段像素单元2开启，像素单元1、3、4关闭；在下一个t时段像素单元1和3开启，像素单元2和4关闭；在下一个t时段像素单元1、2、3开启，像素单元4关闭；在最后一个t时段像素单元4开启，像素单元1、2、3关闭，在像素单元2、 1(或3)和4中，单个像素单元开启的时段的起始时刻不同。然而，在一帧内，由于产生的像素1、2、3、4的灰度等级处于统一水平，像素 1、2、3、4的每一像素单元工作在开态的时间长度相同。同时，图18显示了在一帧中，用不同的控制图形控制像素单元1、2、3、4中的 每一个像素单元的典型过程。检查图18中像素单元1的运转可以发现，在第一帧和第二 帧之间，一个像素单元处于开态的时间相同。相反，在两帧之间，一帧内的一个像素单 元的开启时段的起始时刻不同。因此，图18显示了两个或多个具有相等灰度等级的像素间，在一帧内控制像素 单元处于开态的时段的起始时刻不同的典型控制过程。像素间起始时刻的不同暂时改变了在屏幕117上漫反射的激光干涉状态，从而减少了斑纹效应的发生。图19为描述将图像处理单元703实施转换处理的图像数据用来操控SLM102显 示一幅图像的另一典型控制过程时钟图。注意该典型控制过程为在一幅显示图像中作 为局部图像一部分的大量像素产生相同的灰度等级。图19显示了对应四个邻近像素1、2、3、4的四个像素单元1、2、3、4的一帧 时段内的典型控制过程。这四个像素代表显示图像711的局部图像712中的多个像素。 图19中用“T”代表一帧的时间。进一步地，局部图像712中的各像素的灰度等级用深 色表示。尽管图中没有显示，施加给这四个像素单元的控制过程代表了施加给作为局部 图像712 —部分的任何四个邻近像素的控制。该控制过程类似(如对应像素2右边的两 个邻近像素和像素4右边的两个邻近像素的四个像素单元代表施加到四个邻近像素)。根据图19所示典型控制过程，一帧中，灰度等级相同的像素对应的多个像素单 元使用了不同的控制图形。进一步地，提供了大量像素单元在一帧中的多个时段的控制 图形。如像素单元1、3、4的控制图像所示，像素单元的位置改变单元开启。具体而言，图19显示了像素单元1、2、3、4中的每一个在一帧的三个时段的控 制图形。在这些时段，各控制图形中开启像素单元的三个时段的起始时刻不同。注意 由于像素1、2、3、4基于相同的灰度等级来显示，各控制图形的三个时段总长相同。进 一步地，在该典型控制过程，图19所示一帧中的控制图形可以在接下来的一帧或多帧中 重复，或者可替代的，在上述条件下，可以使用不同的控制图形。根据上述操作，图19所示典型控制过程可以暂时改变屏幕117上漫反射的激光 的干涉状态，从而减少斑纹效应的发生。注意根据图18和19所示每一典型控制过程，在控制局部图像712的四个邻近 像素对应的局部图像712的多个像素对应的多个像素单元时，每四个像素单元使用了四 个公用控制图形来执行该控制过程。然而，使用公用控制图形的像素单元的结合可能包 含如图20所示其他结合。注意图20显示了通过将一帧分成相等的四部分得到的四个 时段的每一个中显示的四个局部图像712，其中各像素的灰度等级由每个局部图像712中 的图像数据决定。进一步地，一个可替代的构造可以对局部图像712中包含的大量像素对应的大 量像素单元使用控制图形，使每一像素单元在上述条件下以不同的方式运转。顺带的，基于图17所示典型构造的投影装置为单片投影装置，然而，也可以将 其配置为包含多余一个SLM102的多片投影装置。图21为基于本实施例的多片投影装置结构示意图。如图21所示，投影装置801不同于上述投影装置701。投影装置701是含有三 个SLM102的三片投影装置。取代控制电路702，图像投影装置801包含一个控制电路 802。控制电路802包含一个图像处理单元803。图像处理单元803执行的操作类似于上述图像处理单元703为三个SLM102的每 一所做的操作。控制电路802根据图像处理单元803的完成转换过程后的数据来控制三个 SLM102和激光光源112。注意控制电路802通过实施脉冲宽度调制(PWM)控制过程控制SLM102的每一像素单元。控制电路802也控制图像处理单元803、三个SLM102和 激光光源112同步工作。光源光学系统106、光分离/合成光学系统203和投影光学系统105的根据上述 图10中的相同构造排布，因此不再重复描述。同样，在投影装置801中，当一副显示图像的局部图像的大量像素的灰度等级 以相同的等级被复制时，多个像素对应的每一 SLM102的各像素单元在一帧中的控制图 形受控互不相同。该过程暂时改变了屏幕117上漫反射的激光的干涉状态，因而减少了 斑纹效应的发生。除了上述构造，基于本实施例的投影装置也可以按如下方式变更。例如，基于本实施例的投影装置也可以安装一个传动单元，用于驱动屏幕117 作为投影表面。当根据图像处理单元实施转换过程后的图像数据显示图像时，可以执行 该操作。该构造与上述仅通过驱动屏幕来减少斑纹效应的发生的构造不同。驱动屏幕 117的振幅可以小于上述构造，从而减小装置尺寸。进一步地，基于本实施例的投影装置也可以结合基于上述第一或第二实施例的 投影装置的构造和运转过程。进一步地，相比需要根据输入图像数据连续实现开/关上述处理过程的操作， 可以减少图像处理载入。如上所述，基于本实施例的投影装置能够通过在使用激光光源的投影装置中使 用简单和紧凑的控制器来减少斑纹效应的出现。注意只有在SLM产生的灰度不能满足 要求时，基于第二实施例的投影装置才能够暂时改变颤动处理算法。因此，图像上的斑 纹得以减少；然而基于本实施例的投影装置可以进一步暂时改变，如每一帧中屏幕117 上漫反射的激光的干涉状态。因此，该装置可以精确地使用图像数据来复制每一像素的 原本灰度。所以图像上显示的斑纹得以减少。同时，众所周知，人眼对绿色有较高的敏感度。考虑到这一点，上述斑纹抑减 过程可以对绿色的显示执行，而对其他颜色执行常规显示，这样可以减少图像处理的载 入，减少功耗，但仍能显著地改善图像显示。因此，尽管本发明提供了详细的描述，但需要澄清，可以在本发明的范围和精 神内，进行各种各样的改进和修订。虽然目前已经通过上述优选实施例描述了本发明，但应该明白这种说明并不局 限于以上表述。熟读上述详细介绍并熟练掌握这一技巧的人肯定会想到许多种对装置的 变动和更改。因此，我们的目的是要让附加声明能涵盖一切体现本发明思想、属于本发 明范围的变动与更改。
19
权利要求
1.一个投影装置，包含一个光源，通过照明光学系统向空间光调制器(SLM)投射照 明光，以调制照明光来产生图像投影光，通过投影光学系统将其传输到图像投影表面来 显示图像，该投影装置进一步包括一个图像处理单元，用于接收和分析输入图像数据；该图像处理单元对与输入图像数据相关的信号实施换算过程，为SLM中的大量邻近 像素单元产生不同的控制图形，在至少一帧周期的预置的时段内复制像素灰度，使邻近 像素单元中的每一个都有接近水平的灰度。
2.权利要求1所述投影装置，其中该图像处理单元执行转换过程，通过为大量像素单元中的一个或多个像素单元使用 公用的控制图形，为大量像素单元产生控制图形。
3.权利要求1所述投影装置，其中该图像处理单元执行转换过程，在每一帧或每数帧中为大量像素单元的每一个产生 不同的控制图形。
4.权利要求1所述投影装置，进一步包括一个传动单元，用于驱动构成投影表面的屏幕，向其投影一幅图像并在其上显示该 图像。
5.权利要求1所述投影装置，进一步包括一个图像位置改变单元，用于改变SLM的调制光投影在投影表面上的图像位置。
6.权利要求1所述投影装置，进一步包括一个控制单元，控制SLM在根据输入信号的分析结果选择的一帧中所选的子帧时段 内将调制光投射到投影表面，其中在所选时段中，上述输入信号包含一个等比数列和等 差数列。
7.权利要求1所述投影装置，进一步包括一个控制单元，根据所选子帧的输入信号和所选子帧中输入信号的累积，控制SLM 在选定的帧中选定的子帧时段内将调制光投射到投影表面。
8.权利要求1所述投影装置，其中该图像处理单元实施该转换过程，根据一帧中调制一个像素单元起始时刻的不同产 生一个可调控制图形。
9.权利要求1所述投影装置，其中该图像处理单元进一步执行虚拟像素转换过程，通过暂时区分转换过程的算法来产 生和显示与SLM大量像素单元的输入图像一致的像素的灰度，对与输入图像数据相关的 信号实施换算过程。
10.—个投影装置，包含一个激光光源，通过照明光学系统向空间光调制器(SLM)发 射照明光，以产生调制光，通过投影光学系统将来自SLM的调制光传输到投影表面，该 投影装置进一步包括一个图像处理单元，用于分析输入图像；该图像处理单元进一步执行虚拟像素转换过程，通过暂时区分转换过程的算法来产 生和显示与SLM大量像素单元的输入图像一致的像素的灰度，对与输入图像数据相关的 信号实施换算过程。
11.权利要求10所述投影装置，其中该图像处理单元检测数个连续帧中图像具有轻微变化的图像区域，对该检测出的图 像区域执行虚拟像素转换过程。
12.权利要求10所述投影装置，进一步包括一个传动单元，用于驱动构成投影表面的屏幕，向其投影一幅图像并在其上显示该 图像。
13.权利要求10所述投影装置，进一步包括一个图像位置改变单元，用于改变SLM的调制光投影在投影表面上的图像位置； 一个控制单元，用于控制SLM和图像位置改变单元。
14.权利要求13所述投影装置，其中该图像处理单元对与输入图像数据相关的信号实施换算过程，为SLM中的大量邻近 像素单元产生不同的控制图形，在至少一帧周期的预置的时段内复制像素灰度，使邻近 像素单元中的每一个都有接近水平的灰度。
全文摘要
一个投影装置，包含一个光源，通过照明光学系统向空间光调制器(SLM)投射照明光，以调制照明光来产生图像投影光，通过投影光学系统将其传输到图像投影表面来显示图像。该投影装置进一步包含一个图像处理单元，用于接收和分析输入图像数据；该图像处理单元对与输入图像数据相关的信号实施换算过程，为SLM中的大量邻近像素单元产生不同的控制图形，在至少一帧周期的预置的时段内复制像素灰度，使邻近像素单元中的每一个都有接近水平的灰度。
文档编号G02F1/01GK102016696SQ200880126823
公开日2011年4月13日 申请日期2008年12月12日 优先权日2007年12月13日
发明者堀川嘉明, 市川博敏, 石井房雄 申请人:石井房雄