專利名稱：一種數(shù)字彩色成像技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于彩色成像技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)有的彩色成像方法，基于投影成像的電影彩色成像技術(shù)，由于受膠片細度、只能使用非相干光放大等因素的影響，清晰度有限；基于電子槍激發(fā)熒光屏的電視彩色成像技術(shù)，由于受熒光粉細度、掃描線數(shù)、單位面積蔭罩的數(shù)量限制等，清晰度有限，并會產(chǎn)生有害人體的電磁輻射；數(shù)字微鏡陣列反射成像技術(shù)，成本高、清晰度受限于微鏡的物理面積與間隙。
本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)字彩色成像方法，它不僅能夠提高彩色影像的清晰度，而且可以大幅度減少電磁輻射。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的根據(jù)混色原理，采用加色法，用光開關(guān)群分別控制光源中的紅、綠、藍光束或紅、橙、黃、綠、青、藍、紫光束是否通過；采用減色法，用濾波器分別控制白光中的紅、綠、藍光束或紅、橙、黃、綠、青、藍、紫光束是否通過，以在屏、幕上得到不同顏色的光點，用彩色成像單元發(fā)出的信號通過開關(guān)群或濾波器調(diào)制不同顏色光束的通過與否及微鏡陣列、微孔掃描成像單元，反射或投射到透鏡、屏幕上，這些不同顏色光束的快速掃描，形成不同顏色的像素，構(gòu)成人眼感知的彩色圖像。
本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是由于經(jīng)過會聚的光點，特別是激光點，單位面積上的點陣要高于電子束，且不存在需經(jīng)熒光把電信號轉(zhuǎn)化為光信號的限制，不會產(chǎn)生電磁輻射，因此，可以提高彩色圖像的清晰度和避免電磁輻射對人體的危害。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。


圖1是減色法彩色成像方法原理圖。
圖2是加色法彩色成像方法原理圖。
圖3是投射成像掃描單元結(jié)構(gòu)圖。
圖4是旋轉(zhuǎn)反射成像掃描結(jié)構(gòu)圖。
圖5是偏轉(zhuǎn)反射成像掃描單元結(jié)構(gòu)圖。
圖6是平面掃描成像單元結(jié)構(gòu)圖。
圖1中，①是白光源，②是白光束③是由彩色成像信號解調(diào)單元控制的濾波器，④是控制光束掃描單元，⑤是光屏或幕布。
在圖1中，通電后，光源①發(fā)出持續(xù)或脈沖白光，經(jīng)聚光成為白光束②，白光束②經(jīng)過濾波器③時，彩色成像信號解調(diào)單元根據(jù)彩色成像信號分別控制過濾紅、橙、黃、綠、青、藍、紫色光是否通過的a、b、c、d、e、f、g濾色片開或關(guān)，使白光束變成構(gòu)成彩色圖像所需的彩色光束，經(jīng)控制光束掃描單元④掃描，在光屏或幕布⑤的對應位置上依次快速產(chǎn)生A、B、C等彩色光點，構(gòu)成為人眼感知的彩色圖像。光源①可以采用普通光源，也可以采用激光源。濾波器③根據(jù)彩色成像信號所調(diào)制出光點的部分顏色見表A表A
如濾波器僅有控制紅、綠、藍的a、b、c3個濾波片構(gòu)成，其可產(chǎn)生的光點見表B表B
光點的亮度可以通過對光源的控制或控制白、紅、綠、藍等光束的通量調(diào)諧；光點的色飽和度，可以通過同步可控亮度的白光束與原光點按比例混合調(diào)諧。
在圖2中，①是光源，②是光束，③是色散用的棱鏡或光柵，④是光開關(guān)群，⑤是會聚透鏡，⑥是掃描單元，⑦光屏或幕布。假設(shè)光源①發(fā)出包括紅、綠、藍三種顏色的混合光，用會聚反射鏡將光通過一個窄縫后會聚到一個棱鏡或者光柵③上，根據(jù)光的色散原理，這束白光被分解成一條包括紅、綠、藍三種顏色的帶狀光譜；用柱面透鏡⑤將已經(jīng)沿水平方向發(fā)散開來的光再沿水平方向會聚，由于在光線從棱鏡到會聚單元的途中安放一個包括三個開關(guān)a、b、c的開關(guān)群④，這三個開關(guān)a、b、c可以分別控制是否讓紅、綠、藍三種顏色光的通過；當這三個開關(guān)都打開的時候，紅、綠、藍三色光都可以分別通過它們，經(jīng)⑥掃描，于是在屏⑦上就“同時”出現(xiàn)了這三種顏色的光譜—白光點；當開關(guān)a關(guān)閉，開關(guān)b、c打開的時候，紅光就不能通過開關(guān)a，于是這時候在屏上就缺少了紅光，而只剩下了綠色和藍色相加的混色—青顏色。其它兩個開關(guān)的作用結(jié)果也與此相似，其狀態(tài)可以參見表B。信號解調(diào)單元根據(jù)圖像信號控制光開關(guān)群④，選擇可以通過的顏色光，經(jīng)會聚單元⑤合成需要的顏色光束，并顯示在光屏或幕布⑦上，這些不同顏色光束的經(jīng)掃描單元⑥快速掃描，在屏幕相應位置形成不同顏色的光點(像素)，構(gòu)成彩色圖像。
光源①可以采用連續(xù)或脈沖白色普通光源，也可以是連續(xù)或脈沖白色激光源；光源①可以由紅、綠、藍3個(或紅、橙、黃、綠、青、籃、紫7個)光源替代白光源，并可省去色散單元③；光點的亮度可以通過對光源的控制或控制白、紅、綠、藍等光束的通透率調(diào)諧；光點的色飽和度，可以通過同步可控亮度的白光束與原光點按比例混合調(diào)諧；光開關(guān)群④也可以設(shè)a、b、c、d、e、f、g開關(guān)，分別控制紅、橙、黃、綠、青、藍、紫光束的通過與否，其結(jié)果如表A。
在圖3中，①是投射微孔陣列，②是微孔，③是掃描角度控制器，④是矯正單元，⑤是透鏡或屏幕，⑥是由光開關(guān)群和會聚透鏡組成的光信號控制器。經(jīng)光信號控制器⑥調(diào)制的光束，按解碼器的指令變換顏色，并固定照射在微孔陣列①的投射區(qū)，微孔陣列①以設(shè)定的方向、速度旋轉(zhuǎn)，依次出現(xiàn)在掃描角度控制器③投射區(qū)的投射微孔，把經(jīng)光信號控制器⑥調(diào)制的按解碼器的指令不斷，變換顏色的光束逐行或逐列投射掃描在屏幕或透鏡⑤上，構(gòu)成像素、行或列、幀，形成圖像。由于光信號控制器⑥調(diào)制的光束是不間斷的顏色變化的光帶，處于掃描角度控制器③投射區(qū)的投射微孔始終處于開啟狀態(tài)，因此，處于行掃或列掃線上的像素間距近似于零，負責不同行掃或列掃線的相鄰微孔間距也可以設(shè)計為近似于零，處于不同行掃或不同列掃線上的相鄰像素間距(行間距或列間距)也近似于零，掃描換行或換列不存在逆程，圖像的清晰度大大提高。
投射微孔陣列①可以設(shè)計成中空柱狀、球狀，或內(nèi)由高光通量材料構(gòu)成，內(nèi)膽為強反射材料，負責行掃或列掃相鄰的微孔掃描間距與掃描角度控制器③對應匹配；微孔②上或?qū)恢每梢栽O(shè)會聚透鏡，以減小投射光束-像素的物理面積；掃描角度控制器③可以設(shè)在投射微孔陣列①內(nèi)或外；為增強和強化會聚，也可以在投射微孔陣列①內(nèi)對應微孔②設(shè)1個或1組反射微鏡；光信號控制器⑥的開關(guān)頻率應與投射微孔陣列①及其轉(zhuǎn)速相匹配，以保證光信號控制器⑥的一次顏色變化可對應產(chǎn)生一個像素，矯正單元④可以不設(shè)。
如果在微孔上設(shè)開關(guān)，用于控制掃描，也可以不設(shè)掃描角度控制器③。在圖4中，①是反射微鏡陣列，②是微鏡，③是掃描角度控制器，④是矯正單元，⑤是透鏡或屏幕，⑥是由光開關(guān)群和會聚透鏡組成的光信號控制器。
經(jīng)光信號控制器⑥調(diào)制的光束，固定照射在微鏡陣列旋轉(zhuǎn)載體①的反射區(qū)，微鏡陣列①以設(shè)定的方向、速度旋轉(zhuǎn)，依次出現(xiàn)在反射微鏡陣列①的反射區(qū)的反射微鏡，把經(jīng)光信號控制器⑥調(diào)制的光束逐行或逐列反射掃描在屏幕或透鏡⑤上，形成像素間距近似于零的高清晰度圖像，矯正單元④可以不設(shè)。
在圖5中，①是反射微鏡或微孔等會聚單元，②是換行或換列反射鏡，③是掃描反射鏡，④是矯正單元，⑤是透鏡或屏幕，⑥是由光開關(guān)群和會聚透鏡組成的光信號控制器。
經(jīng)光信號控制器⑥調(diào)制的光束通過反射微鏡或微孔①會聚，并照射在換行或換列反射鏡②上，再反射在掃描反射鏡③上，掃描反射鏡③按設(shè)定的速度、方向偏轉(zhuǎn)，進行行掃或列掃，當需要換行或換列時，換行或換列反射鏡②按設(shè)定的角度、速度偏轉(zhuǎn)，掃描反射鏡③回程后，再次按設(shè)定的速度、方向偏轉(zhuǎn)，或按原速度和相反的方向回向偏轉(zhuǎn)，進行另一行行掃或另一列列掃，并經(jīng)矯正單元④、透鏡或屏幕⑤成像。
反射微鏡或微孔①可以是多個反射微鏡或微孔的陣列，微孔上可以設(shè)會聚微透鏡，或由微透鏡替代微孔；換行或換列反射鏡②和掃描反射鏡③可以設(shè)為會聚反射鏡；換行或換列反射鏡②可以用角度不同的多個帶開關(guān)的微鏡構(gòu)成陣列，以開關(guān)控制換行或換列；掃描反射鏡③可以用角度不同的多個微鏡構(gòu)成旋轉(zhuǎn)陣列，使之在轉(zhuǎn)動中完成掃描；矯正單元④可以不設(shè)；也可以把換行或換列反射鏡②和掃描反射鏡③組合集成或由既可偏轉(zhuǎn)換行、換列，又可偏轉(zhuǎn)掃描的反射鏡替代；也可以把反射微鏡或微孔①設(shè)于光路的其它位置。
在圖6中，①是反射微鏡或微孔平掃陣列，②是微鏡或微孔，③是轉(zhuǎn)軸。反射微鏡或微孔平掃陣列①的載體為履帶式或柔性材料，使之在繞軸轉(zhuǎn)動時，反射或投射區(qū)呈平面，可以實現(xiàn)非弧線平面掃描，獲得純平圖像。轉(zhuǎn)軸③可以設(shè)若干個，以使反射微鏡或微孔平掃陣列①獲得更多的平面，用于替代圖3和圖4中的掃描單元；反射微鏡或微孔平掃陣列排列可以按圖3和圖4中的要求排列；根據(jù)需要，也可加設(shè)掃描區(qū)域控制器，以增加掃描線數(shù)。
在圖3至圖6中，根據(jù)需要，以①為核心的掃描單元可以設(shè)為多個。
權(quán)利要求
1，一種數(shù)字彩色成像方法，采用反射掃描的彩色成像法，把經(jīng)調(diào)制不斷變換顏色的光束，通過反射鏡的規(guī)律運動，將其反射掃描成像；采用投射掃描的彩色成像方法，把經(jīng)調(diào)制不斷變換顏色的光束，通過投射孔、鏡的規(guī)律運動，將其投射掃描成像，其特征在于用于彩色成像的反射鏡或投射孔、鏡按掃描的次序排列成陣列，控制成像的反射鏡或投射孔、鏡按掃描要求的方向、速度、角度作規(guī)律運動。
2，根據(jù)權(quán)利要求1所述之反射鏡或投射孔、鏡陣列，其特征在于用于彩色成像的反射鏡或投射孔、鏡陣列以斜線排列成球或柱狀體，或在球或柱狀體上以斜線排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述之反射鏡或投射孔、鏡陣列，其特征在于用于彩色成像的反射鏡或投射孔、鏡陣列排列成履帶狀體，或在履帶狀體上排列。
4，根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述之彩色成像方法，其特征在于通過控制，使反射鏡或投射孔、鏡按掃描的要求的方向、勻速旋轉(zhuǎn)運動。
5，根據(jù)權(quán)利要求1所述之彩色成像方法，其特征在于換行或換列反射、投射鏡逐次向換行或換列方向以小于1度偏轉(zhuǎn)。
6，根據(jù)權(quán)利要求1、5所述之彩色成像方法，其特征在于掃描反射鏡或投射鏡，以全程小于90度向掃描方向偏轉(zhuǎn)。
全文摘要
一種數(shù)字彩色成像方法,它由反射鏡或投射孔、鏡等規(guī)律排列構(gòu)成掃描成像單元,通過反射或投射把圖像信號調(diào)制顏色光束掃描在鏡頭、屏幕上的相應位置,得到所需顏色的像素和視覺彩色圖像,適用于電視、顯示器、電影、投影機等彩色成像。
文檔編號G02F1/01GK1368653SQ0110350
公開日2002年9月11日 申請日期2001年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月31日
發(fā)明者趙毅 申請人:趙毅