CN1643938A - 可变速率行寻址方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于滚动彩色投影系统的一致相位关系恢复的方法，其中通过改变LCD板的寻址顺序来改变任何一种原色相对于其它两种原色的扫描速率，以便瞬时增加一种色彩信道的扫描速度，同时相应地降低其它两种色彩信道的扫描速度。

Description

可变速率行寻址方法
本发明一般而言涉及一种改进滚动彩色投影仪中光学扫描和电扫描之间的相位关系的方法，并且更具体地涉及一种恢复该光学扫描和电扫描之间的一致相位关系的方法。
在滚动彩色投影系统中，通常使用弧光灯作为强烈的白光，所述强烈的白光通过使用分色滤光器来聚光和分离为原色的红色、绿色和蓝色(RGB)。使所述色彩分离的光形成三个相邻排列的源，这样使得每个源看起来在垂直方向上狭窄而在水平方向上较宽。利用扫描光学器件使这三个光带(原色中的每一个)定位在透射光阀板的后部。该板可以是具有薄膜晶体管(TFT)寻址的扭曲向列液晶显示(LCD)板或其它合适类型的光阀。该扫描光学器件使原色照明带顺序穿过该LCD板。当光带通过该LCD板有源区域的“顶部”时，该色带再次出现在该板的“底部”。因此，横跨该板连续扫过该三原色(RGB)。
在每种色彩通过该LCD板上给定的像素行以前，已经用该色彩的适合信息寻址所述行。这意味着对于要被显示的每个视频场，该板的每一行会被寻址三次。这可以通过对该板阵列使用附加寻址线和并行地写入垂直行，或者通过以三倍场速率顺序地写入三个分离的行来实现。被写入到分离的行中的信息必须适合于图像正被显示的那部分的色彩内容。
来自LCD板的光可以通过色彩校正投影透镜进行投影，或者可替换地用于直接观看模式。同时使用到达单个光阀板的可得到的红、绿和蓝光的大部分消除了以机械方式会聚图像的需要，并进一步减少了系统的成本。然而，由滚动彩色投影仪中使用的棱镜扫描器产生的色彩条的速度不是恒量，而是取决于LCD板上该色彩条的位置。因此，以恒定速度进行的LCD板的电扫描不可能处处都与该照明同相。这种光学扫描和电扫描之间的相位关系的非一致性引起该板上变化的色彩串扰。
本发明的一个目的是提供一种具有减小的色彩串扰的滚动彩色投影系统。
通过根据如权利要求1所限定的本发明的滚动彩色投影系统可以实现该目的。
在本发明的方法的优选实施例中，通过改变LCD板的寻址顺序来改变任何一种色彩相对于其它色彩的速率。这种顺序上的改变能够瞬时提高一个信道的速度而相应地减小其它两个信道的速度。根据必需的速度变化，只需要寻址顺序的偶尔的相位调整。
其他的有利实施例在从属权利要求中限定。参考此后所描述的实施例阐明本发明的这些和其它优点，并使其显而易见。
在附图中：
图1是使用单板彩色投影显示器的典型滚动彩色投影仪光学系统的侧视图；
图2是图1所示滚动彩色投影仪的彩色分离和扫描机构的放大侧视图；
图3是用于在LCD板上顺序扫描三种色带的每一个的LCD阵列的行和列驱动器的图形表示；和
图4是驱动LCD板的视频信号处理的图形表示。
在附图中，相同的参考标记表示对应的部件。
现在参考附图，下面是对部分参考其中一个发明人的在先专利实施本发明的一个优选实施例的描述，该在先专利是P.J.Janssen等人的美国专利 No.5,532,763，“Single Panel Color Projection VideoDisplay(单板彩色投影视频显示器)”。如图1所示，示出了一种使用具有单个透射LCD板52的光阀20的滚动彩色投影系统100。该滚动彩色投影系统100包括光盒10，用于将光分为红色、绿色和蓝色(RGB)带的分色镜12，用于扫描该(RGB)带的旋转棱镜14，中继透镜16和18，在其上施加视频信号的光阀20，和投影透镜22。该光盒10包括任何合适的高强度类型的投影灯24，例如具有椭球体反射镜的氙弧灯。该投影灯的输出射向反射可见光谱的光而使红外光通过的“冷”镜26。
来自灯24的光束从光盒10中的开口28中发出并且射向分色镜系统12。该分色镜系统12将该光束30分成分离(RGB)的光束。该分色镜系统12包括在中央交叉设置的分色镜32和34，这两个分色镜只通过光束30中的绿光成分，并且分别向上反射红色光束以及向下反射蓝色光束到反射镜36、38。该上面的反射镜36也可以是分光的并且被构造和设置成反射入射到其上的光中的红色光束成分，而该下面的反射镜38只反射射到其上的光中的蓝色光束成分。因此，该分色镜12用于将光束30分成其(RGB)成分，该(RGB)成分以垂直阵列的形式来设置。垂直孔径板40包括三个垂直设置的矩形孔径42、44和46，这三个孔径也用于直角化射出所述孔径的三个(RGB)光束，其中红色光束在顶部，绿色光束在中间而蓝色光束在底部。在(RGB)光束离开孔径板40之后，这些光束入射到旋转棱镜组件14光学扫描机构上。该棱镜组件14包括棱镜部件50，该棱镜部件50具有四个等直边并且借助于没有示出的电机围绕中心纵向轴旋转，与耦合到光阀20上的电子视频信号同步地驱动上述电机。该旋转棱镜光学扫描机构的旋转动作使得(RGB)色带通过折射被以顺序方式向下(或向上)扫描。通过中继透镜16、18将经过顺序扫描的(RGB)带射向光阀20。该中继透镜16和18包括(4:1比率的)失真成像系统，该系统将来自孔径42、44和46的光成像在光阀20上。这样，光阀20的矩形有源表面52接收RGB矩形色带的顺序扫描。LCD板52，依照入射到其各部分上的色彩的想要的视频输入信息来调制入射到其上的光。此后，借助于投影棱镜组件22，将视频调制的顺序光带投影到合适的观看表面，例如投影屏上。
在滚动彩色投影系统100的电子设备中，分离的红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)信号来自于适当的视频输入源，这对于本领域的技术人员是公知的。然而，为了依据由旋转棱镜组件14在光阀20上顺序扫描的顺序色带来驱动该光阀20，一定的视频信号处理是必需的。必须将并行的(RGB)信号串行化到串行的流宽，例如，绿色信号在红色信号后延迟1/3视频场，以及蓝色信号在绿色信号后延迟1/3视频场。此后，处理该串行流以使其适合光阀20的列驱动器和几何设置。
现在，以固定顺序寻址LCD板52：RGB...R，G，B。因为由旋转棱镜扫描机构14产生的色彩条的速度不是恒定的，而是取决于该色彩条在LCD板52上的位置，因此以恒定速度进行LCD板52的电扫描不会处处都与照明同相。光学扫描和电扫描之间缺乏一致的相位关系引起在LCD板52上变化的色彩串扰。
可以确定通过恢复在旋转棱镜扫描系统14的光学扫描与分离的R、G、B信号的电扫描之间的一致相位关系，能够消除由这种缺少一致的相位关系而引起的色彩串扰。因此，通过改变该(RGB)寻址顺序，能够改变任何一种色彩相对于其它色彩的速率。例如，RRG...RRB的顺序可以瞬间使红色信道的速度加倍同时将绿色和蓝色信道的速度减成一半。通常，这样的速度变化不象要求一种色彩加倍而另两种色彩减半那样大，仅仅需要偶尔的相位调整。通过调整并行(RGB)信号的串行化来影响这种速度变化和相位调整，其中处理该并行(RGB)信号以使其符合光阀20的列驱动器和几何设置。
如本领域的技术人员所公知的，用一行中的所有TFT顺序寻址行和列驱动器，所述一行中的所有TFT由行驱动器R1、R2、R3其中的一个行驱动器通过共用门线同时接通。一行中的单个像素由可以如图3所示的公知方式设置的一系列列驱动器来驱动。布置LCD阵列使得驱动器R1和R3与奇数列中的像素连接而驱动器R2和R4与偶数列中的像素连接。基本上是存储装置的列驱动器，取样输入的视频信号并在相应的存储单元中存储该取样值。在板上垂直扫描三个色带(RGB)，并且在一个图像帧器件以第一通过R然后G最后B光带的顺序照亮每一行。特定行的程序设计以一种方式执行，即，例如在绿色光带到达该行以前但是在红色光带已经经过以后加载该绿色值。
在等距色带以严格的没有过扫描存在的线性方式进行扫描以及每帧450行(视频行)的情况下，LCD板52的程序设计以顺序：R(1)、G(151)、B(301)、R(2)、G(152)执行。
为了恢复光学扫描和电扫描之间的一致相位关系，改变LCD板52的寻址以改变任何一种色彩相对于其它色彩的速率。例如，如果想要加倍一种色彩的速度，例如红色(R)，则改变该寻址顺序以便在该三个板寻址顺序期间寻址红色信道两次以加倍红色信道的速度，同时将每个绿色(G)和蓝色(B)的寻址减半。这种寻址顺序的改变能够通过根据板上的相应位置改变每种色彩的系统时钟，以及通过为视频信号引入变化的“空白”时间或通过对LCD板的行的随机访问程序设计改变行顺序以解释非线性状态来实现。
将每个(RGB)信号输入到数/模(A/D)转换器62、64和66并将该信号处理为数字形式。此后，将R信号输入到延迟该红色信号t1时间的第一延迟线68中。将G信号输入到延迟该绿色信号t2时间的延迟线70中，并将蓝色信号B输入到延迟线72中以延迟该蓝色信号t3时间。根据LCD板52上相应色带的位置和扫描速度来选择t1、t2和t3。随后，该信号通过开关74，该开关选择延迟电路68、70、72的每一个输出，使得开关74的输出是具有例如视频行的像素的串行流，这些像素以想要顺序设置用以改变任何一种色彩相对于其他色彩的速率。此后，输入该信号到开关机构以将该串行化的延迟流施加到光阀20上。
在恢复光学扫动或扫描与LCD像素的电寻址之间的一致相位关系以便消除色彩假象或串扰的方法中，以变化的顺序寻址LCD板52以改变任何一种色彩相对于其它色彩的速率。通常的固定寻址顺序：(R，G，B...R，G，B等)可以改变，例如改变为(R，R，G)(R，R，B)以瞬时加倍一种色彩信道(R)的速度而减半其它两种色彩信道(G&B)的速度。仅仅偶尔需要这些相位调整以实现光学扫描14和LCD 52寻址之间的相位关系的恢复。
尽管本发明已经结合优选的实施例进行描述，但是应该明白的是可以采取不脱离本发明精神和范围的改进和变化，这是本领域的技术人员很容易了解的。可以认为所述的改进和变化被包含在本发明和所附的权利要求的权限和范围内。
本发明的其它方面和特征能够从对附图、说明书和所附的权利要求书的研究中获得。

Claims (5)

1.在一种滚动彩色投影系统中，其中以固定的速率横跨LCD板(52)重复扫描三原色光束的周期序列，同时依据在其上所扫描的特定原色光束将周期顺序的电寻址施加到该LCD板的每一行像素上，其改进包括：
通过响应于所述一种所选择的原色相对于其他两种原色的扫描速率的想要的改变来改变在所述LCD板(52)的所述像素行上所选择原色光束的扫描顺序，从而恢复横跨所述LCD板(52)扫描的原色光束的顺序与施加到所述LCD板(52)的所述像素的任一给定行上的所述电寻址之间的一致的相位关系。
2.权利要求1的改进，其中在所述LCD板(52)的所述像素的所述给定行响应于所述原色中的一种按顺序被再次寻址两次以及然后响应于所述原色的第三种被寻址之前，所述LCD板(52)的所述像素的所述给定行首先响应于所述原色中的所述一种按顺序被寻址两次以及然后响应于所述原色的第二种被寻址。
3.权利要求1的改进，其中响应于所述给定行的LCD像素相对于在所述LCD板(52)上对所述原色光束的扫描的位置，产生所述LCD像素的所述给定行的所述电寻址。
4.权利要求2的改进，其中响应于所述给定行的LCD像素相对于在所述LCD板(52)上对所述原色光束的扫描的位置，产生所述LCD像素的所述给定行的所述电寻址。
5.权利要求1的改进，其中响应于所述一种所选择的原色相对于其他两种原色的扫描速率的想要的改变，所述LCD板(52)的所述像素行上所选择的原色光束的扫描顺序的所述改变以在固定速率横跨所述LCD板(52)重复进行扫描的三原色的周期序列间歇地发生。
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