专利名称：具有反差均匀性校正的投影系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及投影显示系统中图像质量的改进。特别是，本发明涉及对背面投影系统的反差均匀性的校正。
背景技术：
在基于光阀的投影系统中，投影图像的黑色电平(反差)通常是不均匀的。图像的黑色电平缺乏均匀性的原因是光泄漏到不希望光到达的投影屏幕的部分，或者是太少量的光到达屏幕的一些部分。
产生完全均匀的图像的投影仪的制造很困难并且很昂贵。因此，需要在工厂测试过程中校正基于投影仪的显示系统的反差(或颜色)均匀性。为了完成这种校正，通常在图像的大量位置处测量图像的颜色，在发现颜色变化的投影仪中进行电子校正。如果能够避免这种测量过程和电子校正，那么能够以低于现有系统的成本制造具有高反差均匀性的显示系统。
因此，需要能解决这种反差均匀性问题的新的投影型显示系统。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种显著提高黑色电平的均匀性程度的投影系统。
通过如权利要求1中限定的投影系统来实现这一目的。
因此，根据本发明的投影系统包括用于将主图像投射到屏幕上的主视频投影仪，和用于将反差校正图像投射到屏幕上以补偿主视频投影仪投射的图像中的反差不均匀性的反差校正投影仪。
从属权利要求限定了本发明的投影系统的优选实施例。
视频投影仪通常具有一些缺陷，这些缺陷导致显示图像中不均匀的反差。例如，以图像中的暗角落等而被察觉到的缺陷。如上所述，在现有技术中，通过在投影仪本身中引入电子校正已经解决了反差均匀性的问题。但是，通过附加的电子仪器校正投影仪中黑色电平(反差)的均匀性导致成本和生产时间增加。此外，对于均匀性问题的这种解决方案降低了显示器的位深度(bit-depth)，因此减少了可用的灰度级的数量。
现在已经发现可以通过采用第二投影仪使黑色电平均匀，该第二投影仪称作反差校正投影仪，该投影仪仅仅发出平衡屏幕上投影图象的黑色电平(反差)所必需的数量的光。
本发明基于以下认识，为了平衡黑色电平仅仅需要非常少的光。因此，反差校正投影仪可以是非常简单且廉价的投影仪。该反差校正投影仪中的光源可以是发光二极管，或者甚至是来自主投影仪的杂散光。而且，该反差校正投影仪不需要如主投影仪那样投射活动图像，而是仅仅投射稳定图像来校正主投影仪中的缺陷。因此，能够以低成本制造根据本发明的投影系统。
本发明的各个特点和方面将从下面阐述的其优选实施例的描述中得以理解。
参考附图更详细地描述本发明，其中图1示出根据本发明的投影系统的示意图。
具体实施例方式
在下面的说明书和附图中，以背面投影(back-projection)系统为参考。但是，对本领域的技术人员来说，将本发明的原理应用于正面投影系统是显而易见的，在正面投影中，观众和投影仪都位于屏幕的同一侧。在背面投影系统中，通常利用折叠式反射镜折叠从投影仪到屏幕的光路。为了清楚起见，图中省略了这种折叠式反射镜。折叠式反射镜的布置是本领域的普遍作法，在这一方面，本领域的技术人员知道实施本发明的各种方式。
图1示意性示出根据本发明的投影显示系统10。该系统包括主投影仪14(main projection engine)，用于将主视频图像投射到屏幕16上。主投影仪(主视频投影仪)14是合适的已知类型，并具有视频/数据输入，用于接收将要在屏幕16上显示的视频/数据信号。
为了补偿主投影仪14中能够导致屏幕16上显示图像中的不均匀反差(黑色电平)的缺陷，本发明的投影系统10中包括第二投影仪12，称作反差校正投影仪。反差校正投影仪12用于将一图像投射到屏幕上，该图像仅仅具有对于补偿主投影仪14中的反差缺陷或黑色电平缺陷来说足够的亮度。这也意味着，主视频投影仪本身不需要反差均匀性校正。
对于背面投影(rear projection)系统，主投影仪14和校正投影仪12都设置在背面投影柜中。由于校正投影仪12通常尺寸很小，因此基本上不影响投影系统的总尺寸。
例如，主视频投影仪14可具有500流明的亮度(尽管任何类型的投影仪都可以与本发明结合使用)和500∶1的反差比，导致1流明的黑色电平。通过将第二图像从反差校正投影仪12投射到屏幕16上来补偿显示图像的反差均匀性的不足。可以理解，该反差校正投影仪仅仅需要1流明的亮度来完成这一任务。
一般来说，所需的校正在少许流明(在上面的例子中是1流明)的水平，因此对反差校正投影仪的亮度要求非常低。这意味着，用于校正投影仪12的光源可以是简单且廉价的光源。光源例如可以是校正投影仪12中的发光二极管。事实上，甚至通过利用主视频投影仪14的杂散光就能使校正投影仪获得足够的亮度。
由于主投影仪14中的缺陷，通过主视频投影仪14投射到平面上的图像一般显示出较低亮度区域和较高亮度区域。整个图像上的这种亮度变化导致图像中的反差均匀性很差。为了提高观察到的图像质量，设置反差校正投影仪12将其亮度变化与主投影仪14所投射的图像的亮度变化相反的图像投射到屏幕16上。这意味着，在校正投影仪12的工作过程中，该投影仪投射到屏幕上的图像在主图像的亮度较低部分具有较高亮度，反之亦然。因此，以简单且可靠的方式校正(平衡)了显示图像的反差均匀性。
通常，反差校正投影仪12的亮度小于主投影仪亮度的10％。校正投影仪12的亮度经常为主投影仪亮度的大约1％或更小。显然对校正投影仪12的光源的要求很低，因此可以利用发光二极管或主投影仪14的杂散光。
要注意，校正投影仪12显示的图像可以是稳定图像(并且不是活动图像)，仅仅补偿主亮度的空间变化。可以在工厂测试过程中确定主视频投影仪的缺陷，并相应地调整校正投影仪12的性能。但是，在一些情况下，优选使校正投影仪12投射活动图像。
此外，显而易见，根据本发明的显示系统同样适合于视频图像和计算机制图。
本发明特别适用于LCOS(硅基液晶)投影系统中。尽管如此，本发明也可用在需要校正显示图像的反差的其他类型投影系统中。
总之，已经公开了将图像投射到屏幕上的投影系统。该系统包括用于将主图像投射到屏幕上的主视频投影仪，和用于将校正图像投射到屏幕上以补偿主视频投影仪投射的图像中的缺陷的另一个反差校正投影仪。该校正投影仪可以是其光源采用发光二极管或主投影仪的杂散光的廉价且简单的投影仪。通常，校正投影仪在屏幕上产生稳定图像，仅仅补偿主投影仪显示的主图像中的缺陷。
权利要求
1.一种用于将图像投射到屏幕(16)上的投影系统(10)，该系统包括主视频投影仪(14)，用于将主图像投射到屏幕(16)上，其特征在于，该系统(10)进一步包括反差校正投影仪(12)，用于将反差校正图像投射到屏幕(16)上以补偿主视频投影仪(14)投射的图像中的反差不均匀性。
2.如权利要求1的投影系统，其中反差校正投影仪(12)的亮度输出小于主投影仪(14)的亮度输出的10％。
3.如权利要求1的投影系统，其中反差校正投影仪(12)用于将稳定图像投射到屏幕(16)上。
4.如权利要求1的投影系统，其中反差校正投影仪(12)设置为使用主投影仪(14)的杂散光作为其光源。
5.如权利要求1的投影系统，其中反差校正投影仪(12)包括发光二极管作为其光源。
6.如权利要求1的投影系统，其中该系统(10)是背面投影系统。
全文摘要
本发明涉及一种用于将图像投射到屏幕(16)上的投影系统(10)。该系统(10)包括用于将主图像投射到屏幕(16)上的主视频投影仪(14)，和用于将校正图像投射到屏幕(16)上以补偿主视频投影仪(14)投射的图像中的缺陷的另一个反差校正投影仪(12)。该校正投影仪(12)可以是其光源使用发光二极管或主投影仪的杂散光的廉价且简单的投影仪。通常，该校正投影仪(12)在屏幕(16)上产生稳定图像，仅仅补偿主投影仪显示的主图像中的缺陷。
文档编号H04N5/74GK1723699SQ200380105669
公开日2006年1月18日 申请日期2003年11月5日 优先权日2002年12月11日
发明者A·J·S·M·德瓦安 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司