專利名稱：多色光源的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及利用多色光源光束來產(chǎn)生視覺顯示的視覺顯示系統(tǒng)。
背景技術：
本節(jié)介紹的方面可能有助于促進對本發(fā)明更好的理解。因而，本節(jié)的內(nèi)容應在該 意義下解讀，而不應理解為對現(xiàn)有技術的承認或否認。不同種類的視覺顯示系統(tǒng)均可以利用光源光束。所述系統(tǒng)包括，例如，圖像投影 儀，如空間光調制器。空間光調制器的示例包括液晶顯示器、硅基液晶顯示器，和數(shù)字光處 理器。視覺顯示系統(tǒng)可以利用圖像投影儀接收和顯示顏色控制數(shù)據(jù)。雖然發(fā)展如此，仍有 對于利用光源光束改善視覺顯示系統(tǒng)的持續(xù)需求，。

發(fā)明內(nèi)容
在實現(xiàn)方式的示例中，提供一種系統(tǒng)，包括第一光源，第二光源，和控制器。第一光 源配置為產(chǎn)生第一可見顏色的第一光束。第二光源配置為產(chǎn)生不同的第二可見顏色的第二 光束?？刂破髋渲脼榭刂圃诘谝粫r間間隔內(nèi)將來自第一光束的光引導至圖像投影儀，在第 二時間間隔內(nèi)將來自第二光束的光引導至圖像投影儀。第一光源產(chǎn)生具有第一強度的第一 光束。第二光源產(chǎn)生具有不同的第二強度的第二光束?？刂破髋渲脼樵跁r間上交織第一和 第二時間間隔，從而第二時間間隔比第一時間間隔長。在實現(xiàn)方式的另一示例中，提供一種方法，包括提供第一和第二光源，以及控制 器。所提供的第一光源配置為產(chǎn)生一可見顏色的第一光束。所提供的第二光源配置為產(chǎn)生 不同的第二可見顏色的第二光束。第一光源產(chǎn)生具有第一強度的第一光束，第二光源產(chǎn)生 具有不同的第二強度的第二光束。所提供的控制器配置為將來自第一和第二光束的光引導 至圖像投影儀。所述方法包括，使控制器在第一時間間隔內(nèi)將來自第一光束的光引導至圖 像投影儀，在第二時間間隔內(nèi)將來自第二光束的光引導至圖像投影儀。使控制器將來自第 一和第二光束的光引導至圖像投影儀包括配置控制器在時間上交織第一和第二時間間隔， 從而第二時間間隔比第一時間間隔長。通過研究下面的附圖和詳細描述，本發(fā)明的其它系統(tǒng)、方法、特點和優(yōu)勢對本領域 的技術人員將是顯而易見。應指出的是，所有附加系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點均包括在此描述 中和本發(fā)明的范疇內(nèi)，并且被所附權利要求保護。


參照以下附圖，本發(fā)明能得到更好的理解。附圖中的組件無需按比例示出，而重點 放在對本發(fā)明的原理的說明上。而且，在附圖中，不同的附圖中相同的附圖標記表示相同的
4部分。圖1是系統(tǒng)的一種實現(xiàn)方式的示例的透視圖。圖2是簡要示出系統(tǒng)示例的操作的時序圖。圖3是簡要示出另一系統(tǒng)示例的一部分的操作的時序圖。圖4是簡要示出圖3的系統(tǒng)示例的另一部分的操作的時序圖。圖5是示出圖3和圖4的系統(tǒng)的另一部分的操作的時序圖。圖6是示出操作具有如圖2-5所示的多色光源的成像系統(tǒng)的方法的實現(xiàn)方式的示 例的流程圖。
具體實施例方式具有三種不同顏色的光源例如可以用在多色顯示系統(tǒng)中。作為例子，這些顏色對 于人類的眼睛可分別顯示為紅色、綠色和藍色，可作為三種基色來創(chuàng)建彩色顯示圖像。這樣 的多色顯示系統(tǒng)例如可以包括圖像投影儀。這樣的顯示系統(tǒng)可以利用三基色的光源來照射 用于創(chuàng)建顯示圖像的空間光調制器(SLM)。SLM的示例包括液晶顯示面板、硅基液晶面板和 數(shù)字光處理器。作為示例，顯示在這樣的SLM中的圖像可能會比較古怪。用于生成顯示圖像 的數(shù)據(jù)可以包含每個像素的獨立值集。每個值集可以包含三個值，分別定義SLM的特定像 素所需要創(chuàng)建的在三個基色上的光強。因此，彩色圖像的數(shù)據(jù)可以細分為紅色、綠色和藍色 的圖像，所述圖像分別包含了每個像素的紅色、綠色和藍色光強度信息。對于視頻顯示，所 顯示的每一幅圖像可稱為一幀，每幀可以具有紅色、綠色和藍色的子幀。作為示例，視覺顯 示系統(tǒng)可以要么同時顯示這些子幀，要么按時間順序顯示這些子幀。按順序顯示時，紅色、 綠色和藍色子幀可以按照比人眼的圖像保留時間短的一個時序方式顯示。人眼因此將三個 子幀混合在一起。作為結果，包括所有三個子幀的彩色圖像可以顯現(xiàn)在人的大腦里。這里 提供了與順序顯示相關的系統(tǒng)。圖1是系統(tǒng)100的一種實現(xiàn)方式的示例的透視圖，所述系統(tǒng)包括第一、第二、第三 光源102、104、106，和控制器108。在示例中，系統(tǒng)100還可以包括圖像投影儀110，或者適 用于接收和顯示由第一、第二、第三光源102、104、106發(fā)出的光的其它設備。在另一示例 (未示出)中，第三光源106可以被省略。控制器108例如可以包括數(shù)字驅動器(未示出)。 第一、第二和第三光源102、104、106配置為分別產(chǎn)生第一、第二和第三光束，所述第一、第 二和第三光束由箭頭112、114、116代表。例如，第一、第二和第三光源102、104、106可以配 置為產(chǎn)生具有第一、第二和第三可感知或可見顏色的光束，所述第一、第二和第三可感知或 可見顏色共同充當用于生成彩色顯示幀的三基色。例如，彩色顯示幀可以包括根據(jù)所選擇 的顏色空間利用數(shù)字數(shù)據(jù)編碼的彩色圖像。分別由箭頭112、114、116所代表的第一、第二 和第三光束分別具有第一、第二和第三強度。也分別由箭頭112、114、116所代表的第一、第 二和第三強度分別具有第一、第二和第三最大值，所述第一、第二和第三最大值物理上可以 由第一、第二和第三光源102、104、106達到。系統(tǒng)100的示例中的圖像投影儀110可以配 置成生成包括順序生成的第一、第二和第三子幀(未示出)的彩色顯示幀，所述第一、第二 和第三子幀分別包括由箭頭112、114、116所代表的第一、第二和第三光束?？刂破?08配 置成接收箭頭118所代表的顏色控制數(shù)據(jù)或圖像數(shù)據(jù)輸入。控制器108也配置成生成分別 由箭頭120、122、124所代表的顏色控制數(shù)據(jù)輸出，所述顏色控制數(shù)據(jù)輸出控制生成由箭頭112、114、116所代表的第一、第二和第三光束，以定義第一、第二和第三子幀(未示出)。控 制器108附加配置成分別在時間交織的第一、第二和第三發(fā)光周期(未示出)中，以分別由 箭頭112、114、116代表的第一、第二和第三光源102、104、106中的每一個的實質上最大物 理可獲得強度，順序操作第一、第二和第三光源102、104、106中的每一個?？刂破?08也可 以配置成，例如，當將白色圖像幀輸入圖像投影儀110中時，圖像投影儀110分別通過第一、 第二和第三發(fā)光周期順序顯示的第一、第二和第三子幀一起在這種圖像投影儀中生成具有 可感知的白色的彩色顯示幀。作為示例，這樣的可感知白色根據(jù)選擇的顏色空間可以是標 準的白色可感知色，或者是系統(tǒng)100的操作者所選擇的任意可感知白色。下面貫穿此說明書的約定可被本領域的技術人員理解。術語“總全部能量(total full energy)”指被人眼感知到的光束的亮度。被人眼感知到的光束的亮度近似是在人腦 中平均的圖像保留時間內(nèi)被人眼檢測到的全部光能的總和。作為示例，被人眼感知到的光 束的亮度可以表示為光束的平均強度(或功率)乘以不超過平均圖像保留時間段的光發(fā) 射時間段的乘積。例如，圖像可以以每秒60幀的彩色幀顯示速率顯示以供人眼觀看，等同 于最大彩色幀顯示時間段為每彩色顯示幀17毫秒(mS)。在這樣的彩色幀顯示速率的示例 中，人腦保留每一幅彩色顯示幀圖像的時間比最大彩色幀顯示時間17mS長，因此人腦可以 感知連續(xù)記錄在彩色顯示幀中的圖像的變化如同連續(xù)運動。眼睛也可以將不同顏色的三個 子幀綜合為一幅彩色幀。在系統(tǒng)100的示例中，彩色顯示幀的17mS可以順序在之前討論的 第一、第二和第三子幀間分配。適用于最大物理可達到的強度的術語“實質上”的意思是子 光源(如第一、第二或第三光源102、104、106)以最大物理可達到強度發(fā)射光子，所述最大 物理可達到強度大致等于子光源或具有相同配置的光源的最高平均額定可達到輸出強度。 適用于等同的總全部能量的術語“實質上”的意思是一個子總全部能量是另一個子總全部 能量的正負5%范圍以內(nèi)。系統(tǒng)100可以，例如，配置成在相等的時間段內(nèi)操作第一、第二和第三光源102、 104、106，以生成彩色顯示幀，所述彩色顯示幀具有分別由箭頭112、114、116所代表的第 一、第二和第三光束的不相同的強度。作為示例，這樣的彩色顯示幀可以具有淺藍色的可見 顏色，然而系統(tǒng)100的配置可以用于促進生成具有白色可見顏色的彩色顯示幀。進一步， 例如，系統(tǒng)100的配置可以使得當將相等的持續(xù)時間分配給第一、第二和第三子幀時，由箭 頭112、114、116所代表的第一、第二和第三光束之一的最大可達到輸出強度可以低于當所 有第一、第二和第三光源102、104、106均操作在它們的最大可達到強度時，與由箭頭112、 114、116所代表的第一、第二和第三光束的另外兩束相結合以產(chǎn)生選擇的標準白色可見顏 色所需要的強度。在這種情況下，例如，系統(tǒng)100的配置可以修改為重分配可用于彩色顯 示幀的第一、第二和第三子幀的總時間，如17mS。作為示例，用于分別具有三種不同可見基 色的三個子幀的總顯示時間的分布可以有意不均等分配。例如，由第一、第二和第三光源 102、104、106中具有最弱或最低的最大可達到強度的光源發(fā)光以產(chǎn)生相應可見基色子幀的 時間段可以配置成，比第一、第二和第三光源102、104、106中另外兩個發(fā)光以產(chǎn)生它們各 自的可見彩色子幀的時間段更長的時間段。作為進一步的示例，如果相等的持續(xù)時間分配 給三個光源102、104、106的每一個的光發(fā)射，分別由箭頭112、114、116所代表的光源102、 104、106之一的最大可達到強度可以高于用于在與也運行在最大可達到輸出強度的光源 102、104、106中的另外兩個的發(fā)光結合在一起時產(chǎn)生預先定義的標準白色可見顏色的光源強度。因此在這樣的示例里，可用于產(chǎn)生彩色顯示幀的三個基色子幀的第一、第二和第三發(fā) 光周期的總時間可以這樣分配，使最高輸出強度的光源102、104、106發(fā)光以產(chǎn)生相應的基 色子幀的時間段短于光源102、104、106中的另外兩個發(fā)光以產(chǎn)生它們各自的彩色子幀的 時間段。對于彩色顯示幀的可用持續(xù)時間可以是，例如，對于60Hz的彩色顯示幀幀率，約為 17mS。為了達到最大可能亮度，例如可用持續(xù)時間可以分別分配給三個選定的基色的三個 子幀，以滿足兩個條件(1)所有三個光源102、104、106運行在它們最大物理可達到強度， 和(2)白色可見顏色由與預先選定的白色的顏色坐標匹配的圖像投影儀110生成。作為示例，綜合在第一、第二和第三時間間隔上的相應第一、第二和第三光束的強 度，共同產(chǎn)生白光的可見顏色。在另一個示例中，控制器108可以配置成在第一、第二和第 三時間間隔內(nèi)同時引導分別由箭頭120、122、124所代表的第一、第二和第三光束，第四時 間間隔跟隨第三時間間隔。在示例中，由箭頭124所代表的第三光束可以具有強度，所述強度不同于由箭頭 120所代表的第一光束的強度和由箭頭122所代表的第二光束的強度。作為另一個示例，系 統(tǒng)100可以配置成，使由箭頭120所代表的第一光束的強度在第一時間間隔內(nèi)的積分與由 箭頭124所代表的第三光束的強度在第三時間間隔內(nèi)的積分的比值小于第一光束的強度 與第三光束的強度的比值的約0. 5倍。作為附加示例，第一光源102可以配置成產(chǎn)生在約500納米和約550納米之間的 第一波長范圍內(nèi)的光。第一波長范圍內(nèi)的光通常具有被人眼感知為綠色的顏色。進一步在 此附加示例中，第二光源104可以配置成產(chǎn)生在約400納米和約499納米之間的第二波長 范圍內(nèi)的光。第二波長范圍內(nèi)的光通常具有被人眼感知為藍色的顏色。同樣在此附加示例 中，第三光源106可以配置成產(chǎn)生在約600納米和約650納米之間的第三波長范圍內(nèi)的光。 第三波長范圍內(nèi)的光通常具有被人眼感知為紅色的顏色。在示例中，由箭頭120所代表的第一光束的強度在第一時間間隔內(nèi)的積分與由箭 頭122所代表的第二光束的強度在第二時間間隔內(nèi)的積分的比值可以小于第一光束的強 度與第二光束的強度的比值的約0. 75倍。作為另外的示例，由箭頭120所代表的第一光束 的強度在第一時間間隔內(nèi)的積分與由箭頭122所代表的第二光束的強度在第二時間間隔 內(nèi)的積分的比值約為第一光束的強度與第二光束的強度的比值的約0. 5倍對于本領域的技術人員可以理解的是，可以利用配置成在適合于產(chǎn)生系統(tǒng)100的 示例的選定的終端應用的第一、第二和第三子幀的波長或波長范圍內(nèi)發(fā)光的任意光源102、 104、106可以，所述子幀也可以包括如下討論的第四子幀，以及附加的第五或第六子幀等。 例如，可以利用配置成在適合產(chǎn)生可有效再現(xiàn)選定的可見顏色空間內(nèi)的可見顏色的顏色組 合的波長或波長范圍內(nèi)發(fā)光的光源102、104、106。光源102、104、106可以包括，作為示例， 激光器設備，例如半導體二極管激光器，二極管泵固態(tài)激光器，發(fā)光二極管(LED)，和垂直腔 表面發(fā)光激光器(VCSEL)；也可以包括變頻激光器。可見顏色空間的示例包括國家電視系 統(tǒng)委員會(NTSC)，數(shù)字電影院創(chuàng)新(DCI)，國際電氣技術委員會(IEC)和RGB顏色空間。圖2是簡要示出系統(tǒng)示例的操作的時序圖，包括第一、第二和第三光源102、104、 106各自的典型第一、第二和第三發(fā)光周期202、204、206的兩個連續(xù)的集合。圖2中，χ軸 代表以毫秒(mS)計的時間的消逝，并簡要描述了第一、第二和第三光源102、104、106分別 在第一、第二和第三發(fā)光周期202、204、206發(fā)光的時間段。圖2中的y軸代表由箭頭112、
7114、116所代表的第一、第二和第三光束的強度，以毫瓦(mW)計。在圖2中簡要性示出的示例中，第一、第二和第三光源102、104、106的每一個均 實質上操作在圖2中箭頭208、210、212和圖1中箭頭112、114、116分別代表的它們的最 大可達到強度上。在此示例中，第一光源102可以配置成產(chǎn)生在約500納米和約550納米 之間的第一波長范圍內(nèi)的光，第一波長范圍內(nèi)的光通常具有被人眼感知為綠色的顏色。進 一步，第二光源104可以配置成產(chǎn)生在約400納米和約499納米之間的第二波長范圍內(nèi)的 光，第二波長范圍內(nèi)的光通常具有被人眼感知為藍色的顏色。此外，第三光源106可以配置 成產(chǎn)生在約600納米和約650納米之間的第三波長范圍內(nèi)的光，第三波長范圍內(nèi)的光通常 具有被人眼感知為紅色的顏色。第一光源102可以，例如，包括發(fā)射波長約為1060納米的 紅外電磁輻射的基礎光源，和配置第一光源102以產(chǎn)生波長約為532納米的第一光束的光 學倍頻設備。這樣的第一光源102可以，例如，具有約200mW的最大可達到輸出強度。第二 光源104可以，例如，包括發(fā)射波長約為460納米的可見光的基礎光源，和可以，例如，具有 約500mW的最大可達到輸出強度。第三光源106可以，例如，包括發(fā)射波長約為640納米 的可見光的基礎光源，和可以，例如，具有約400mW的最大可達到輸出強度。對這些波長， Commission Internationale d' Eclairage (CIE)標準要求可見綠色、藍色和紅色的累計 能量(強度，平均功率，乘以時間)的比例約為1 0.8 1.7，以產(chǎn)生具有在CIE色度表中 顏色坐標為(0.33，0.33)的標準白可見顏色的示例。對于其他波長的基色，可以被本領域 的技術人員所理解的是，根據(jù)CIE標準，這種比例可以不同。作為示例，這些比例并不匹配 第一、第二和第三激光器102、104、106的示例的最大可達到輸出強度(功率)能力的示例 比例200 500 300。由于此示例中第一光源102的最大可達到輸出強度只有約200mW， 圖2中箭頭208所代表的第一最大可達到輸出強度比圖2中由箭頭210和212分別代表的 第二和第三最大可達到輸出強度中的每一個都低。進一步，由于此示例中第二光源104的 最大可達到輸出強度約為500mW，圖2中箭頭210所代表的第二最大可達到輸出強度比圖2 中由箭頭208和212分別代表的第一和第三最大可達到輸出強度中的每一個都高。因此，在圖2簡要示出的示例中，第一發(fā)光周期202中第一光源102發(fā)光的由箭頭 214所代表的時間段可以比第二和第三發(fā)光周期204、206中第二和第三光源104、106分別 發(fā)光的由箭頭216、218所代表的時間段長。進一步在圖2簡要示出的示例中，第二發(fā)光周 期204中第二光源104發(fā)光的由箭頭216所代表的時間段可以比第一和第三發(fā)光周期202、 206中第一和第三光源102、106分別發(fā)光的由箭頭214、218所代表的時間段短。第一、第二 和第三發(fā)光周期202、204、206的總能量可以分別由面積220、222、224示意性代表。第一、第 二和第三發(fā)光周期202、204、206的總能量可以分別以分別由箭頭208、210、212所代表的第 一、第二和第三最大可達到輸出強度各自乘以時間周期214、216、218的乘積計算得出。作 為圖2中簡要示出的系統(tǒng)100的示例的配置結果，由面積220、222、224代表的第一、第二和 第三發(fā)光周期202、204、206的總能量可以匹配1 0. 8 1. 7的比例，所述比例適合系統(tǒng) 100以產(chǎn)生可見標準白色。因此，系統(tǒng)100的示例中的第一、第二和第三光源102、104、106 的每一個可以操作在它們各自的最大可達到輸出強度，以獲得第一、第二和第三發(fā)光周期 202、204、206的合適的能量，從而共同產(chǎn)生可見白色，盡管合適的能量比率1 0. 8 1. 7 與第一、第二和第三光源102、104、106的最大可達到輸出強度的比例有差別。人類的視力通常對具有綠色可見顏色的約500納米和約550納米之間的第一波長
8范圍的光比對具有藍色可見顏色的約400納米和約499納米之間的第二波長范圍光和具有 紅色可見顏色的約600納米和約650納米之間的第三波長范圍光更加敏感。作為圖2中描 述的示例，第一發(fā)光周期202中第一光源102發(fā)光的由箭頭214所代表的時間段可以比第 二和第三發(fā)光周期204、206中第二和第三光源104、106分別發(fā)光的由箭頭216、218所代表 的時間段長。因此，與系統(tǒng)100的該示例分別在第二和第三子幀(未示出)中顯示具有可見 藍色和紅色的光的由箭頭216、218代表的時間段相比，系統(tǒng)100的該示例在第一子幀(未 示出)中顯示具有可見綠色的光的由箭頭214代表的時間段更長。由于人眼對可見綠色光 比對可見藍色或紅色光更加敏感，與在第一、第二和第三光照周期之間分配相等時間的系 統(tǒng)(其中第一(綠色)光源在可用的17ms的33%中發(fā)光)相比，系統(tǒng)100的該配置可以增 強在圖像投影儀110中由第一、第二和第三子幀(未示出)共同顯示的圖像的可見度和亮 度。 在進一步的示例中，可能包括在系統(tǒng)100中的圖像投影儀110可以調制由箭頭 112、114、116所代表的第一、第二和第三光束的選擇部分，所述第一、第二和第三光束分別 可以在給定的第一、第二或第三發(fā)光周期202、204、206內(nèi)在第一、第二和第三子幀(未示 出)中可見。例如，圖像投影儀110可以包括空間光調制器，如包括數(shù)字微鏡設備的數(shù)字光 處理器(DLP)，所述數(shù)字微鏡設備配置成要么反射分別由箭頭112、114、116所代表的第一、 第二和第三光束以通過圖像投影儀110視覺顯示，要么例如通過發(fā)送光束至散熱器或泄光 口(light dump)來禁止視覺顯示。作為空間光調制器的另一個示例，圖像投影儀110可以 包括液晶顯示器(IXD)，所述液晶顯示器配置成控制由箭頭112、114、116所代表的第一、第 二和第三光束的光的偏振以允許或禁止這樣的光束在反射或透射后在LCD中顯示。LCD可 以包括，作為另一個示例，硅基液晶顯示器(LCoS)。在圖像投影儀110的每一個示例中，每 一個像素的亮度由光被允許透射或反射以顯示的時間和光被禁止的時間的比率決定。更高 的這個比率將導致更高的亮度級別。在每一個發(fā)光周期的時間段內(nèi)，這樣的空間光調制器 在發(fā)射光的視覺顯示和禁止之間切換圖像投影儀110，占用圖像投影儀110的開關周期時 間。參考圖2，通過圖像投影儀110的開關周期時間對由箭頭214、216、218所代表的一個 時間段進行分割，產(chǎn)生包括在每一個第一、第二和第三子幀(未示出)中的開關周期的數(shù)目 值。如之前解釋的，光的可見顏色是近似由箭頭214、216、218所代表的每一個時間段的累 積獲得的，受限于人腦的平均圖像保留時間段。因此，包括在每一個第一、第二和第三子幀 (未示出)中的開關周期時間的數(shù)目決定了顯現(xiàn)在每一個第一、第二和第三子幀中的可見 顏色的深度的不同等級范圍。例如，由箭頭214代表的系統(tǒng)100的示例在第一子幀(未示 出)中顯示具有可見綠色的光的時間段相對于由箭頭216、218代表的系統(tǒng)100的示例在第 二和第三子幀(未示出)中分別顯示具有可見藍色和可見紅色的光的時間段可以延長。由 箭頭214代表的時間段的延長增大了包括在可見綠色的第一子幀(未示出)內(nèi)的圖像投影 儀110的開關周期的數(shù)目。因此，顯現(xiàn)在第一子幀中的可見綠色的深度的不同等級范圍相 對于顯現(xiàn)在第二和第三子幀中的可見藍色和可見紅色的深度的不同等級范圍變大了。因為 人的視力通常對可見綠色比對可見藍色和可見紅色更加敏感，由箭頭214代表的時間段的 延長可以提高由系統(tǒng)100的示例有效產(chǎn)生的可見顏色光譜。進一步，例如，包括在系統(tǒng)100 中的圖像投影儀110可以包括多個控制光束的視覺顯示的離散元件，如微鏡陣列或像素陣 列。因而，例如，上述討論的圖像投影儀110的配置和操作的示例可以在逐個微鏡基礎上或逐個像素基礎上實現(xiàn)。在系統(tǒng)100的另一個示例中，控制器108可以配置成分別用于第一、第二或第三發(fā) 光周期202、204、206內(nèi)的第一、第二或第三光源102、104、106的脈沖式操作。例如，第一、 第二或第三光源102、104、106的脈沖式操作可以獲得更高的最大可達到輸出強度，所述最 大可達到輸出強度在圖2中分別由箭頭208、210、212所代表。進一步，第一、第二或第三光 源102、104、106的脈沖式操作可以獲得第一、第二和第三發(fā)光周期202、204、206更高的總 能量，所述總能量分別由面積220、222、224示意性代表。因為人的視力通常對可見綠色相 對于可見藍色或可見紅色更加敏感，在另一個示例中，控制器108可以配置成選擇性地用 于第一光源102的脈沖式操作，所述第一光源102配置為產(chǎn)生具有可見綠色的在約500納 米和約550納米之間的第一波長范圍內(nèi)的光。作為附加示例，在第一、第二或第三發(fā)光周期 202,204,206內(nèi)的脈沖式操作可以以“梳子”模式實現(xiàn)，所述“梳子”模式包括由箭頭214、 216、218所代表的時間段內(nèi)的多個周期，在所述時間段內(nèi)第一、第二或第三光源102、104、 106順序關閉，然后以最大可達到輸出強度運行。在進一步的示例中，第一、第二和第三光源 102、104、106可以在連續(xù)波模式下運行。作為示例，控制器108可以配置用于第一發(fā)光周期內(nèi)第一光源102的脈沖式操作。 控制器108同樣可以配置用于第二和第三發(fā)光周期內(nèi)第二和/或第三光源104、106的脈沖 式操作。作為另一個示例，控制器108可以配置為產(chǎn)生第一光源102發(fā)光的第一發(fā)光周期 的子周期，此子周期具有與第一光源102不發(fā)光的第一發(fā)光周期的另一個子周期不同的持 續(xù)時間。第二和/或第三光源104、106的第二和第三發(fā)光周期也可以通過相應地配置控制 器108而類似地產(chǎn)生。圖3是簡要示出系統(tǒng)100的示例的一部分的操作的時序圖。圖4是簡要示出圖3 的系統(tǒng)100的示例的另一部分的操作的時序圖。圖5是示出圖3和圖4的系統(tǒng)100的另一 部分的操作的時序圖。圖3-5分別包括第一、第二和第三光源102、104、106各自的代表性的 第一、第二和第三發(fā)光周期302、402、502的兩個連續(xù)的集合。圖3_5也分別包括第一、第二 和第三光源102、104、106各自的代表性的第四發(fā)光周期304、404、504的兩個連續(xù)的集合。 在圖3-5中，χ軸代表以毫秒(mS)計的時間消逝，并簡要描述第一、第二和第三光源102、 104、106分別在第一、第二和第三發(fā)光周期302、402、502內(nèi)發(fā)光的時間段。χ軸還簡要描述 了所有第一、第二和第三光源102、104、106在第四發(fā)光周期304、404、504內(nèi)發(fā)光的時間段。 在圖3-5中的y軸代表以mW計的第一、第二和第三光束112、114、116的強度在圖3-5共同簡要示出的系統(tǒng)100的示例中，類似于以上結合圖2討論的系統(tǒng) 100的示例的操作，第一、第二和第三光源102、104、106在第一、第二和第三發(fā)光周期302、 402,502內(nèi)分別操作在它們的實質最大可達到輸出強度，所述最大可達到輸出強度分別由 圖3-5中的箭頭306、406、506代表?？刂破?08、第一、第二和第三光源102、104、106和圖 像投影儀110 (如果包括的話)在第一、第二和第三發(fā)光周期302、402、502內(nèi)的配置和操作 可以類似與圖2相關的上述討論的控制器108、第一、第二和第三光源102、104、106和圖像 投影儀110 (如果包括的話)在第一、第二和第三發(fā)光周期202、204、206內(nèi)的配置和操作的 方式來實現(xiàn)。進一步，例如，系統(tǒng)100可以配置為在順序生成第一、第二和第三子幀(未示 出)之后順序生成第四子幀(未示出)，第四子幀具有可見高強度并包括第一、第二和第三 光束112、114、116。在第四子幀中第一、第二和第三光束112、114、116的強度的比率例如可以由適合生成選定可見白色來決定。作為示例，控制器可以配置為對可見白色編碼的次級 顏色控制數(shù)據(jù)輸出，控制第一、第二和第三光束112、114、116的產(chǎn)生以定義第四子幀。第一發(fā)光周期302的總全部能量可以由面積308示意性代表。第一發(fā)光周期302 的總能量可以以由箭頭306代表的第一最大可達到輸出強度乘以由箭頭310代表的時間段 的乘積計算得出。第二發(fā)光周期402的總全部能量可以由面積408示意性代表。第二發(fā)光 周期402的總全部能量可以以由箭頭406代表的第二最大可達到輸出強度乘以由箭頭410 代表的時間段的乘積計算得出。第三發(fā)光周期502的總全部能量可以由面積508示意性代 表。第三發(fā)光周期502的總全部能量可以以由箭頭506代表的第三最大可達到輸出強度乘 以由箭頭510代表的時間段的乘積計算得出。第四發(fā)光周期304、404、504的總全部能量可 以由面積312、412、512示意性代表。第四發(fā)光周期304、404、504的總全部能量可以以由箭 頭306、406、506代表的最大可達到輸出強度分別乘以由箭頭314、414、514代表的時間段的 乘積之和計算得出。在上述示例中，相比前面只用三個子幀的示例，三個光源102、104、106的每一個
可以在彩色顯示幀的四個子幀中在更長的全部時間段內(nèi)發(fā)光。導致顯示圖像的亮度因此提 高。在這些示例中，控制器108可以配置成針對第四發(fā)光周期中的第四子幀，為圖像投影儀 110如空間光調制器的像素陣列生成視頻數(shù)據(jù)。第四發(fā)光周期的視頻數(shù)據(jù)可以在由第一、第 二和第三發(fā)光周期的顏色控制數(shù)據(jù)輸入118指定的視頻數(shù)據(jù)的基礎上決定。在特定的示例 中，對每一個像素，第四發(fā)光周期的視頻數(shù)據(jù)可以等于第一、第二和第三發(fā)光周期的同樣像 素的視頻數(shù)據(jù)的最小視頻數(shù)據(jù)。在另一個示例中，系統(tǒng)100可以配置成，使由箭頭306所代表的第一最大可達到輸 出強度低于由箭頭406、506所代表的第二和第三最大可達到輸出強度的每一個。例如，第 一光源102可以配置為產(chǎn)生在約500納米和約550納米之間的波長范圍內(nèi)的光。進一步在 此示例中，控制器108可以配置為使在次級顏色控制數(shù)據(jù)輸出中由箭頭112所代表的第一 光束的強度最大化。以此方式，由于人的視力對可見綠色比對可見藍色或紅色更加敏感，可 以提高在圖像投影儀110中視覺顯示的可見度和亮度。圖3-5中示出的系統(tǒng)100的示例可以配置為產(chǎn)生一個或更多除第一、第二、第三和 第四發(fā)光周期302、402、502、304、404、504之外的其他的發(fā)光周期(未示出)。圖6是示出操作具有如圖2-5所示的多色光源的成像系統(tǒng)的方法600的實現(xiàn)方式 的示例的流程圖。所述方法始于步驟602，并且在步驟604提供一個設備，所述設備包括提 供配置為產(chǎn)生第一可見顏色的由箭頭112所代表的第一光束的第一光源102，配置為產(chǎn)生 不同的第二可見顏色的由箭頭114所代表的第二光束的第二光源104，和配置為將來自由 箭頭112、114所代表的第一和第二光束的光引導至圖像投影儀110的控制器108。第一光 源102產(chǎn)生由箭頭112所代表的具有第一強度的第一光束，第二光源104產(chǎn)生由箭頭114 所代表的具有不同的第二強度的第二光束。在示例中，在步驟604提供設備可以進一步包 括提供例如圖像投影儀。步驟606包括使控制器108在第一時間間隔內(nèi)將來自由箭頭112 所代表的第一光束的光引導至圖像投影儀110，在第二時間間隔內(nèi)將來自由箭頭114所代 表的第二光束的光引導至圖像投影儀110。在步驟606中使控制器108將來自由箭頭112、 114所代表的第一和第二光束的光引導至圖像投影儀110進一步包括配置控制器108在時 間上交織第一和第二時間間隔從而使第二時間間隔比第一時間間隔長。所述方法可以在步
11驟608終止。在示例中，步驟604可以包括提供圖像投影儀110。作為另一個示例，步驟606可 以包括控制由箭頭120所代表的第一光束的強度在第一時間間隔內(nèi)的積分與由箭頭122所 代表的第二光束的強度在第二時間間隔內(nèi)的積分的比值小于第一光束的強度與第二光束 的強度的比值的約0. 75倍。作為另一個示例，步驟606可以包括控制由箭頭120所代表的 第一光束的強度在第一時間間隔內(nèi)的積分與由箭頭122所代表的第二光束的強度在第二 時間間隔內(nèi)的積分的比值小于第一光束的強度與第二光束的強度的比值的約0. 5倍。作為另一個示例，步驟604可以包括提供配置為產(chǎn)生第三可見顏色的由箭頭124 所代表的第三光束的第三光源106，所述第三可見顏色不同于第一和第二可見顏色；并且 步驟606可以包括使控制器108在第三時間間隔內(nèi)將第三光束引導至圖像投影儀110，所述 第三時間間隔在時間上交織在第一時間間隔和第二時間間隔之間并且第三時間間隔比第 一和第二時間間隔短。進一步，例如，第三光束具有的強度不同于第一光束的強度且不同于 第二光束的強度。在進一步的示例中，步驟606可以包括使控制器108控制第一光束的強度在第一 時間間隔內(nèi)的積分與第三光束的強度在第三時間間隔內(nèi)的積分的比值小于第一光束的強 度與第三光束的強度的比值的約0.5倍。作為附加示例，步驟606可以包括使控制108控 制在第一、第二和第三時間間隔內(nèi)綜合相應的第一、第二和第三光束的強度，以共同產(chǎn)生白 光的可見顏色。作為另一個示例，步驟606可以包括使控制器在第四時間間隔內(nèi)同時將來自第 一、第二和第三光束的光引導至圖像投影儀110，所述第四時間間隔跟隨在第三時間間隔之后。進一步，例如，步驟604可以包括提供配置為產(chǎn)生在約500納米和約550納米之間 的波長范圍內(nèi)的光的第一光源。另外，例如，步驟604可以包括提供配置為產(chǎn)生在約400納 米和約499納米之間的波長范圍內(nèi)的光的第二光源。在示例中，步驟606可以包括使控制器108在第一發(fā)光周期內(nèi)使來自第一光源的 光脈沖式發(fā)射。作為另一個示例，步驟606可以包括使控制器108產(chǎn)生第一發(fā)光周期的第 一光源發(fā)光的子周期，所述子周期具有與第一發(fā)光周期的第一光源不發(fā)光的另一個子周期 不同的持續(xù)時間。此說明書的教義可以與下面相同申請日期的共有的美國專利申請協(xié)同使 用。這些美國專利申請的每一個的全部內(nèi)容因此包含在本申請中作為參考G. Chen 12-22， “ DIFFUSER CONFIGURATIONFOR AN IMAGE PROJECTOR" ， Gang Chen 禾口 Roland Ryf Y- Gruzdkoν) ；G. Chen 11-21，“ SYSTEM AND METHOD F0RC0L0R-C0MPENSATING A VIDEO SIGNAL HAVING REDUCEDCOMPUTATIONAL REQUIREMENTS"，Gang Chen 禾口 Roland Ryf 律師 D. Hitt) ；G.Chen 14-1-24，" TIME DIVISION MULTIPLEXING ADC-TO-DC VOLTAGE CONVERTER"，Gang Chen, David A. Duque，和 Roland Ryf (律師 J. McCabe)。進一步，這里 不同的示例可以利用光學投影儀，多色光源，散斑消減方法和結構，和/或在下面四篇專利 申請中描述的空間光調制器(SLM)，所述四篇專利申請每一個的全部內(nèi)容包含在本申請中 作為參考美國專利申請第11/713207號，申請日2007年3月2日，申請人Randy C.等；美 國專利申請第11/681376號，申請日2007年3月2日，申請人Vladimir A. Aksyuk等；美國專利申請第11/713155號，申請日2007年3月2日，申請人VladimirA. Aksyuk等；和美國 專利申請第11/713483號，申請日2007年3月2日，申請人Gang Chen等。可以利用在這 些專利申請中描述的光學投影儀和光學圖像形成方法。系統(tǒng)100例如可以利用為多色光源。所述系統(tǒng)100例如可以和圖像投影儀一起使 用并且可以包括圖像投影儀。系統(tǒng)100例如可以包括適合接收顯示光源束的輸入和用于顯 示光源束的輸入的任意類型的圖像投影儀。同樣，方法600可以與操作包括多個光源和控 制器的合適系統(tǒng)一起使用，并且在示例中可以進一步包括圖像投影儀，系統(tǒng)100中公開的 方法只是示例。雖然上述說明在某些情況下是指系統(tǒng)100，但值得重視的是主旨并不局限于 這些結構，也不限于本書說明中討論的結構。設備的其他配置可以與這里的教義一起使用。 同樣，方法600可以包括附加的步驟和指定步驟的修改。而且，可以理解的是，提供前述眾多的示例的描述的目的是說明和描述。此說明并 不是窮舉性的，也不限制主張的發(fā)明于披露的確切形式。修改和變體可能根據(jù)上述描述，也 可以在實踐該發(fā)明時獲得。權利要求及其等同物定義該發(fā)明的范疇。
1權利要求
一種系統(tǒng)，包括第一光源，配置為產(chǎn)生第一可見顏色的第一光束，第二光源，配置為產(chǎn)生不同的第二可見顏色的第二光束；和控制器，配置為在第一時間間隔內(nèi)將來自第一光束的光引導至圖像投影儀，在第二時間間隔內(nèi)將來自第二光束的光引導至圖像投影儀；和其中第一光源產(chǎn)生具有第一強度的第一光束，第二光源產(chǎn)生具有不同的第二強度的第二光束；和其中控制器配置為在時間上交織第一和第二時間間隔，從而第二時間間隔比第一時間間隔長。
2.權利要求1所述的系統(tǒng)，其中第一光束的強度在第一時間間隔內(nèi)的積分與第二光束 的強度在第二時間間隔內(nèi)的積分的比值小于第一光束的強度與第二光束的強度的比值的 約0. 75倍。
3.權利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包含配置為產(chǎn)生第三可見顏色的第三光束的第三光 源，所述第三可見顏色不同于第一和第二可見顏色；和其中控制器配置為在第三時間間隔內(nèi)將第三光束引導至圖像投影儀，所述第三時間間 隔在時間上交織在第一時間間隔之間和第二時間間隔之間，從而第三時間間隔比第一或第 二時間間隔短。
4.權利要求3所述的系統(tǒng)，其中第一、第二和第三光束的強度分別在第一、第二和第三 時間間隔內(nèi)的積分共同產(chǎn)生白光的可見顏色。
5.權利要求3所述的系統(tǒng)，其中控制器配置為在第四時間間隔內(nèi)同時將第一、第二和 第三光束引導至圖像投影儀，所述第四時間間隔跟隨在第三時間間隔之后。
6.權利要求1所述的系統(tǒng)，其中控制器配置為用于第一發(fā)光周期內(nèi)第一光源的脈沖式 操作。
7.權利要求6所述的系統(tǒng)，其中控制器配置為產(chǎn)生第一發(fā)光周期的當?shù)谝还庠窗l(fā)光時 的子周期，所述子周期具有與當?shù)谝话l(fā)光周期的當?shù)谝还庠床话l(fā)光時的另一個子周期不同 的持續(xù)時間。
8.一種方法，包括提供配置為產(chǎn)生第一可見顏色的第一光束的第一光源，配置為產(chǎn)生不同的第二可見顏 色的第二光束的第二光源，和配置為將來自第一和第二光束的光引導至圖像投影儀的控制 器；其中第一光源產(chǎn)生具有第一強度的第一光束，第二光源產(chǎn)生具有不同的第二強度的第 二光束；控制器在第一時間間隔內(nèi)將來自第一光束的光引導至圖像投影儀，在第二時間間隔內(nèi) 將來自第二光束的光引導至圖像投影儀；其中控制器將來自第一和第二光束的光引導至圖像投影儀包括配置控制器在時間上 交織第一和第二時間間隔從而使第二時間間隔比第一時間間隔長。
9.權利要求8中所述的方法，其中控制器引導光包括控制第一光束的強度在第一時間 間隔內(nèi)的積分與第二光束的強度在第二時間間隔內(nèi)的積分的比值小于第一光束的強度與 第二光束的強度的比值的約0. 75倍。
10.權利要求8中所述的方法，包括提供配置為產(chǎn)生第三可見顏色的第三光束的第三 光源，所述第三可見顏色不同于第一和第二可見顏色；并且其中控制器在第三時間間隔內(nèi) 將第三光束引導至圖像投影儀，所述第三時間間隔在時間上交織在第一時間間隔之間和第 二時間間隔之間，從而第三時間間隔比第一或第二時間間隔短。
全文摘要
系統(tǒng)包括第一和第二光源和控制器。第一光源配置為產(chǎn)生具有第一可見顏色的第一光束。第二光源配置為產(chǎn)生具有不同的第二可見顏色的第二光束?？刂破髋渲脼樵诘谝粫r間間隔內(nèi)將來自第一光束的光引導至圖像投影儀和在第二時間間隔內(nèi)將來自第二光束的光引導至圖像投影儀。第一光源產(chǎn)生具有第一強度的第一光束。第二光源產(chǎn)生具有不同的第二強度的第二光束。控制器配置為在時間上交織第一和第二時間間隔從而第二時間間隔比第一時間間隔長。還提供了方法。
文檔編號G03B21/14GK101925856SQ200980102840
公開日2010年12月22日 申請日期2009年1月21日 優(yōu)先權日2008年1月22日
發(fā)明者羅蘭·里夫, 陳剛 申請人:阿爾卡特朗訊美國公司