CN109844636A - 投影仪和图像显示方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种能够增加图像亮度的投影仪。该投影仪包括：各自均包括微镜的第一和第二成像元件(302和303)；对在第一和第二成像元件上形成的图像进行投影的投影透镜(304)；和光源/光学单元(301)，该光源/光学单元在第一显示时段中用第一蓝色光和第二蓝色光照射第一和第二成像元件，并且在第二显示时段中用绿色光照射第一成像元件并且用红色光照射第二成像元件。

Description

投影仪和图像显示方法
技术领域
本发明涉及一种投影仪和一种图像显示方法。
背景技术
根据显示面板的数目，投影仪包括三个类型，即三板型、双板型和单板型。
三板投影仪包括光源、颜色分离和组合光学***、三个显示面板，和投影透镜。来自光源的白色光被颜色分离和组合光学***分离成红色光、蓝色光和绿色光。第一、第二和第三显示面板分别地被红色光、蓝色光和绿色光照射。在第一到第三显示面板中的相应的一个上形成的每一种颜色的图像光被颜色分离和组合光学***组合并且随后进入投影透镜。三板投影仪具有能够有效地利用来自光源的白色光的优点，但是具有用于颜色分离和组合的光学***复杂并且部件数目大的问题。
单板投影仪包括光源、色轮、显示面板和投影透镜。色轮包括沿着周向方向形成的红色滤光器、蓝色滤光器和绿色滤光器。轮的旋转允许红色滤光器、蓝色滤光器和绿色滤光器顺序地被来自光源的白色光照射。在反射或者吸收除了红色波长范围之外的波长范围中的光时，红色滤光器透射红色波长范围中的光。在反射或者吸收除了蓝色波长范围之外的波长范围中的光时，蓝色滤光器透射蓝色波长范围中的光。在反射或者吸收除了绿色波长范围之外的波长范围中的光时，绿色滤光器透射绿色波长范围中的光。
显示面板顺序地被已经通过红色滤光器的红色光、已经通过蓝色滤光器的蓝色光和已经通过绿色滤光器的绿色光照射，并且红色图像、蓝色图像和绿色图像由显示面板以时分方式形成。投影透镜对在显示面板上形成的红色图像、蓝色图像和绿色图像进行投影。
与三板投影仪相比较，上述单板投影仪不要求任何用于颜色分离和组合的光学***，由此存在减小部件数目的优点。然而，由于通过红色滤光器、蓝色滤光器和绿色滤光器的光吸收或者反射，仅仅能够使用来自光源的三分之一的白色光。相应地，存在光利用效率低的问题。
双板投影仪能够改进上述单板和三板投影仪的问题。在专利文献1中描述了双板投影仪的一个示例。
图1示出双板投影仪的配置。双板投影仪包括发光器件100、光谱***101，和DMD(数字微镜器件)211和213。
发光器件100包括激发光源201、包括波长转换层203的色轮，和旋转色轮的驱动器件205。激发光源201发射激发光(蓝色)。波长转换层203被沿着周向方向分隔成第一和第二区域。第一区域是包括黄色荧光体的荧光体区域。第二区域是至少透射蓝色波长范围中的光的透射区域。
在色轮旋转的状态中，波长转换层203的第一和第二区域顺序地被来自激发光源201的激发光(蓝色)照射。在第一区域中，黄色荧光被从已经接收激发光(蓝色)的黄色荧光体发射。即，激发光(蓝色)在第一区域中被转换成黄色荧光。同时，激发光(蓝色)通过第二区域照原样透射。黄色荧光和蓝色光被交替地从波长转换层203发射。
光谱***101包括三角柱形TIR(全内反射)棱镜207和209。光谱***101将来自波长转换层203的黄色荧光分散成绿色光和红色光，并且在允许DMD 213被红色光照射时，允许DMD 211被绿色光照射。光谱***101允许DMD 211被来自波长转换层203的蓝色光照射。
DMD 211交替地形成绿色图像和蓝色图像，而DMD 213形成红色图像。来自DMD 211的绿色图像光和蓝色图像光通过光谱***101进入投影透镜(未示出)。类似地，来自DMD213的红色图像光通过光谱***101进入投影透镜。投影透镜对绿色图像光、蓝色图像光和红色图像光进行投影。
图2A示出在发光器件100的色轮之后的发光时间序列。参考对应于色轮的一个循环的时间段T，蓝色光在0.25T的时段中输出，并且黄色光(荧光)在0.75T的剩余时段中输出。
图2B示出DMD 211的调制操作的时间序列。图2C示出DMD 213的调制操作的时间序列。如在图2B和2C中所示，在0.25T的时段期间，蓝色光在DMD 211处被调制，并且蓝色图像形成。在另一方面，在0.75T的时段期间，绿色光在DMD 211处被调制以形成绿色图像，而红色光在DMD 213处被调制以形成红色图像。
典型地，DMD使用脉冲宽度调制表示图像的色阶。图3示出当256个色阶由8个位表示时的DMD视频信号。
根据图3所示的示例，最低有效位(第一位)指示表示1/256色阶水平的显示时间段。朝向最高有效位(第八位)，显示时间段每一位增加两倍，由此表示256个色阶。时间段t0是表示一种颜色的色阶所需的时间段，并且通过对于DMD的驱动频率等加以考虑而进行设置。
基于如在图3中所示的8位视频信号，DMD的每一个微镜被控制为打开和关闭，这能够形成256色阶图像。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP2015-533225A
发明内容
技术问题
相对发光度是人眼感测到的每个光波长的亮度强度的数值表示。通常，红色和绿色的相对发光度高于蓝色的相对发光度。相应地，每单位时间段用于红色和绿色的显示时间段的比率的任何增加能够增加图像的亮度。通过使用这个原理，例如，在图1所示双板投影仪中，在DMD 211处用于绿色的显示时段和在DMD 213处用于红色的显示时段每一个被设置为比0.75T更长，由此允许图像的亮度增加。
为了增加在DMD 211处用于绿色的显示时段和在DMD 213处用于红色的显示时段，要求减小在DMD 211处用于蓝色的显示时段。在用于DMD的驱动频率是120Hz(循环的时段是8.3ms)的情形中，在一个DMD处显示256色阶蓝色图像要求的时间段t0例如是1.4ms。时间段不能进一步减小。即，在DMD 211处用于蓝色的显示时段由于时间段t0而具有限制。存在的问题是，由于这个限制，在DMD 211处用于绿色的显示时段和在DMD 213处用于红色的显示时段不能被设置为足够长。
本发明的目的在于提供能够解决以上问题并且增加图像亮度的一种投影仪和一种图像显示方法。
问题的解决方案
为了实现以上目的，根据本发明的一个方面，提供了一种投影仪，该投影仪包括：
各自均包括微镜的第一和第二成像元件，每一个微镜形成像素，每一个微镜在根据开状态和关状态而不同的方向上对光进行反射，以允许在开状态中由来自微镜的反射光形成图像；
对在第一和第二成像元件上形成的图像进行投影的投影透镜；和
光源/光学单元，该光源/光学单元在通过划分一个帧时段获得的第一和第二显示时段之间的第一显示时段中以第一蓝色光和第二蓝色光照射第一和第二成像元件，并且在第二显示时段中以绿色光和红色光照射第一和第二成像元件。
根据本发明的另一个方面，
提供了一种在投影仪中执行的图像显示方法，该投影仪包括：各自均包括微镜的第一和第二成像元件，每一个微镜形成像素，每一个微镜在根据开状态和关状态而不同的方向上反射光以允许在开状态中由来自微镜的反射光形成图像，投影仪对在第一和第二成像元件上形成的图像进行投影，
其中该方法在通过划分一个帧时段获得的第一和第二显示时段之间的第一显示时段中以第一蓝色光和第二蓝色光照射第一和第二成像元件，并且在第二显示时段中以绿色光和红色光照射第一和第二成像元件。
附图说明
[图1]图1是示出根据现有技术的双板投影仪的配置的示意图。
[图2A]图2A示出在图1所示双板投影仪的发光器件的色轮之后的发光时间序列。
[图2B]图2B示出用于图1所示双板投影仪的一个DMD的调制操作的时间序列。
[图2C]图2C示出用于图1所示双板投影仪的其它DMD的调制操作的时间序列。
[图3]图3示意在256个色阶由8个位表示的情形中的DMD视频信号(脉冲信号)。
[图4]图4是示出与根据第一示例性实施例的双板投影仪的光学***有关的元件的配置的示意图。
[图5]图5是示出荧光体轮的配置的示意图。
[图6]图6示意在λ/2-板的延迟轴线、λ/4-板的延迟轴线，和蓝光激光器20的偏振轴线之间的关系。
[图7A]图7A是示出偏振二向色棱镜的膜特性的示例的特性图表。
[图7B]图7B是示出偏振二向色棱镜的膜特性的另一个示例的特性图表。
[图8]图8是示出与根据第一示例性实施例的双板投影仪的图像形成有关的信号处理/控制***的配置的框图。
[图9]图9示意在来自荧光体轮的蓝色光和黄色荧光的发射定时、用蓝色光和绿色光照射一个DMD的定时和用蓝色光和红色光照射其它DMD的定时之间的关系。
[图10]图10示意位分配过程的示例。
[图11]图11示意位分配过程的另一个示例。
[图12]图12是示出第三示例性实施例的双板投影仪的光学***的示意图。
[图13]图13是示出第四示例性实施例的双板投影仪的光学***的示意图。
[图14]图14是示出荧光体轮的配置的示意图。
[图15]图15是示出第五示例性实施例的双板投影仪的光学***的示意图。
[图16]图16是示出第六示例性实施例的双板投影仪的光学***的示意图。
[图17]图17是示出第七示例性实施例的双板投影仪的光学***的示意图。
[图18]图18是示出第八示例性实施例的投影仪的框图。
具体实施方式
接着，参考附图描述示例性实施例。
(第一示例性实施例)
图4是示出与根据第一示例性实施例的双板投影仪的光学***有关的元件的配置的示意图。在图4中，为了方便起见，蓝色光路径由点划线指示。
参考图4，投影仪包括投影透镜1、光源2、透镜3a到3e、光隧道4、相位板5、偏振二向色棱镜6和10、TIR棱镜7a和7b、反射镜8a和8b，和DMD 9a和9b。
DMD 9a和9b具有相同配置，并且每一个包括微镜，每一个微镜形成像素。每一个微镜在根据开状态和关状态而不同的方向上反射光。在开状态中由来自微镜的反射光形成图像。DMD 9a和9b能够称为成像元件。
光源2包括蓝光激光器20、二向色镜21、荧光体轮22、透镜23a到23f，和反射镜24a到24c。
蓝光激光器22输出线性偏振蓝色光。蓝色光被用作用于荧光激发的激发光，并且还被用作蓝色照明光。
二向色镜21具有在可见光中反射蓝色波长范围中的光并且透射除了蓝色波长范围之外的波长范围中的光的特性。二向色镜21被置放在距蓝光激光器22的光轴45度处。来自蓝光激光器22的蓝色光被以大约45度的入射角入射。来自蓝光激光器22的蓝色光由二向色镜21反射。是反射光的蓝色光通过透镜23a和23b进入荧光体轮22。
图5示出荧光体轮22的配置。如在图5中所示，荧光体轮22具有圆盘形状，并且被沿着周向方向分隔成两个片段。在一个片段中，形成黄色荧光体区域22a。在其它片段中，形成透射区域22b。黄色荧光体区域22a包含发射黄色荧光的黄色荧光体。透射区域22b由开口或者透射漫射板构成。透射漫射板具有至少漫射并且透射蓝色波长范围中的光的特性。
荧光体轮22被驱动器(未示出)诸如电机旋转，并且黄色荧光体区域22a和透射区域22b顺序地被蓝色光照射。在黄色荧光体区域22a中，黄色荧光被从由蓝色光激发的黄色荧光体发射。反射可见光的反射膜被设置在黄色荧光体区域22a的相对的表面(后表面)上，后表面与蓝色光进入的表面(前表面)相对。行进到后表面的黄色荧光由反射膜沿着前表面的方向反射。
再次参考图4。从黄色荧光体区域22a的表面辐射的黄色荧光通过透镜23a和23b进入二向色镜21。透镜23a和23b是聚光透镜，并且具有在荧光体轮22上汇聚蓝色光的作用和将从黄色荧光体区域22a辐射的黄色荧光转换成基本平行的光通量的作用。来自黄色荧光体区域22a的黄色荧光通过二向色镜21。
已经通过荧光体轮22的透射区域22b的蓝色光通过透镜22进入反射镜24a。透镜22是聚光透镜，并且将来自透射区域22b的蓝色光转换成基本平行的光通量。反射镜24a被置放在距透镜22的光轴45度的角度处。蓝色光以大约45度的角度在其上入射。
由反射镜24a反射的蓝色光顺序地经由透镜23d、反射镜24b、透镜23e、反射镜24c和透镜23f行进，并且进入二向色镜21的、与来自蓝光激光器20的蓝色光进入的表面相对的表面。透镜23d到23f是中继透镜。透镜23f的光轴基本与蓝光激光器20的光轴一致。
来自透镜23f的蓝色光由二向色镜21反射。反射蓝色光在与已经通过二向色镜21的黄色荧光相同的光路径上行进，并且进入透镜3a。黄色荧光是包含红色和绿色光成分的混合颜色光。光源2的输出光是蓝色光和黄色荧光(混合颜色光)。光源2交替地输出蓝色光和黄色荧光(混合颜色光)。
光源2的输出光(蓝色光和黄色荧光)通过透镜3a进入光隧道4。透镜3a是聚光透镜。光隧道4包括包括粘贴到彼此之上的四个反射镜的中空光导。在光隧道4中，在一个端面上入射的光在被反复地反射时在光导中行进，由此使得在另一个端面的平面上的光强度分布是均匀的。替代光隧道4，杆(所谓的棒透镜)包括由透明材料诸如玻璃制成的实心光导。
透镜3b和3c被更加靠近光隧道4的发射端设置。透镜3b和3c分别地在DMD 9a和9b上形成由光隧道4的发射表面构成的平面光源的光学图像。
从光隧道4的发射表面发射的蓝色光和黄色荧光通过透镜3b和3c和相位板5进入偏振二向色棱镜6。从蓝光激光器20输出的蓝色光是线性偏振光。蓝光激光器20的偏振轴线和相位板5的光轴(前进轴线或者延迟轴线)被配置成将偏振二向色棱镜6处的线性偏振蓝色光偏振分离成具有相同光强度的透射光和反射光。
λ/2-板或者λ/4-板被采用作为相位板5。图6示出λ/2-板的延迟轴线、λ/4-板的延迟轴线和蓝光激光器20的偏振轴线。在图6中，图表的部分(a)示出λ/2-板的延迟轴线，图表的部分(b)示出λ/4-板的延迟轴线，并且图表的部分(c)示出蓝光激光器20的偏振轴线。
图6所示λ/2-板的延迟轴线从蓝光激光器的偏振轴线以22.5°倾斜。在此情形中，λ/2-板以45°旋转来自蓝光激光器20的线性偏振蓝色光。相应地，从λ/2-板发射的线性偏振蓝色光被偏振二向色棱镜6分离成具有相同光强度的透射光和反射光。在透射光和反射光中，一个是s偏振光，并且另一个是p偏振光。
图6所示λ/4-板的延迟轴线以45°从蓝光激光器的偏振轴线倾斜。在此情形中，λ/4-板将来自蓝光激光器20的线性偏振蓝色光转换成圆偏振光。从λ/4-板发射的圆偏振蓝色光被偏振二向色棱镜6分离成具有相同光强度的透射光和反射光。在透射光和反射光中，一个是s偏振光，并且另一个是p偏振光。
同时，黄色荧光的偏振是随机的。相应地，即使在荧光通过相位板5之后，随机偏振仍然被维持。从相位板5发射的黄色荧光被偏振二向色棱镜6颜色分离成绿色光和红色光。
偏振二向色棱镜6和10的膜特性是相同的。图7A和7B示出用于偏振二向色棱镜6和10的膜特性的示例。根据图7A中的膜特性，对于p偏振光，蓝色(B)和绿色(G)波长范围中的光被透射，而红色(R)波长范围中的光被反射，并且对于s偏振光，蓝色(B)和红色(R)波长范围中的光被反射，而绿色(G)波长范围中的光被透射。在另一方面，根据图7B中的膜特性，对于p偏振光，蓝色(B)和红色(R)波长范围中的光被透射，而绿色(G)波长范围中的光被反射，并且对于s偏振光，蓝色(B)和绿色(G)波长范围中的光被反射，而红色(R)波长范围中的光被透射。
在偏振二向色棱镜6具有图7A中的膜特性的情形中，透射绿色光和p偏振透射蓝色光经由TIR棱镜7a被交替地照射到DMD 9a，并且反射红色光和s偏振反射蓝色光经由透镜3d、反射镜8a、透镜3e、反射镜8b和TIR棱镜7b被交替地照射到DMD 9b。透镜3d到3e是中继透镜。
在以上情形中，DMD 9a交替地形成绿色图像和蓝色图像，并且DMD 9b交替地形成红色图像和蓝色图像。绿色图像光和蓝色图像光(p偏振光)从DMD 9a通过TIR棱镜7a进入偏振二向色棱镜10。红色图像光和蓝色图像光(s偏振光)从DMD 9b通过TIR棱镜7b进入偏振二向色棱镜10。偏振二向色棱镜10也具有图7A中的膜特性。相应地，绿色图像光和蓝色图像光(p偏振光)通过偏振二向色棱镜10并且进入投影透镜1，而红色图像光和蓝色图像光(s偏振光)由偏振二向色棱镜10反射并且进入投影透镜1。
在另一方面，在偏振二向色棱镜6具有图7B中的膜特性的情形中，透射红色光和p偏振透射蓝色光通过TIR棱镜7a被交替地照射到DMD 9a，并且反射绿色光和s偏振反射蓝色光经由透镜3d、反射镜8a、透镜3e、反射镜8b和TIR棱镜7b被交替地照射到DMD 9b。
在以上情形中，DMD 9a交替地形成红色图像和蓝色图像，并且DMD 9b交替地形成绿色图像和蓝色图像。红色图像光和蓝色图像光(p偏振光)从DMD 9a通过TIR棱镜7a进入偏振二向色棱镜10。绿色图像光和蓝色图像光(s偏振光)从DMD 9b通过TIR棱镜7b进入偏振二向色棱镜10。偏振二向色棱镜10也具有图7B中的膜特性。相应地，红色图像光和蓝色图像光(p偏振光)通过偏振二向色棱镜10并且进入投影透镜1，而绿色图像光和蓝色图像光(s偏振光)由偏振二向色棱镜10反射并且进入投影透镜1。
上述光学***能够在DMD 9a和9b中的一个上形成红色图像和蓝色图像，并且在其他上形成绿色图像和蓝色图像。由光源2和用于用来自光源2的光照射DMD 9a和9b的光学***构成的元件能够称为光源/光学单元。
接着，描述与图像形成有关的信号处理/控制***的配置。
图8是示出与根据第一示例性实施例的双板投影仪的图像形成有关的信号处理/控制***的配置的框图。
参考图8，这个示例性实施例的投影仪包括控制器11和轮驱动器12。控制器11作为输入接收用于红色图像、蓝色图像和绿色图像每一个的多位视频信号，其中每一个像素的色阶被表示成多位二进制数。这里，8位G视频信号S1、8位R视频信号S2和8位B视频信号S3被输入控制器11中。能够从从外部视频设备(例如，个人计算机等)供应的视频信号(RGB信号)获得这些8位视频信号S1到S3。
轮驱动器12是电机等，并且旋转荧光体轮22。控制器11包括：基于8位视频信号S1到S3控制DMD 9a和9b的操作的DMD控制器11a；和控制轮驱动器12的操作和蓝光激光器20的操作的光源控制器11b。
光源控制器11b根据来自未示出的操作部分的预定输入操作接受操作信号，向轮驱动器13供应用于旋转荧光体轮22的驱动信号，并且打开蓝光激光器20。轮驱动器13根据来自光源控制器11b的驱动信号以预定速率旋转荧光体轮22，并且向DMD控制器11a供应指示来自荧光体轮22的蓝色光和黄色荧光的发射定时的定时信号。例如，定时信号能够使用旋转编码器产生。
蓝色光和黄色荧光被交替地从荧光体轮22发射，DMD 9a交替地被蓝色光和绿色光(或者红色光)照射，并且DMD 9b交替地被蓝色光和红色光(或者绿色光)照射。这里，为了方便起见，假设DMD 9a交替地形成绿色图像和蓝色图像，并且DMD 9b交替地形成红色图像和蓝色图像。
图9示出在来自荧光体轮22的蓝色光和黄色荧光的发射定时、用蓝色光和绿色光照射DMD 9a的定时，和用蓝色光和红色光照射DMD 9b的定时之间的关系。如在图9中所示，用蓝色光的DMD 9a的照射定时与用蓝色光的DMD 9b的照射定时相同。用绿色光的DMD 9a的照射定时与用红色光的DMD 9b的照射定时相同。假如蓝色照射时段是T1并且绿色/红色照射时段是T2，则存在关系T2<T1。时段T(＝T1+T2)是在此期间荧光体轮22旋转一次的时间段(循环)。这里，时段T1和时段T2能够分别地称为第一和第二显示时段，这是通过划分一个帧时段获得的。
DMD控制器11a基于来自轮驱动器13的定时信号识别蓝色照射时段T1和绿色/红色照射时段T2。在绿色/红色照射时段T2中，DMD控制器11a基于8位G视频信号S1控制DMD 9a的微镜的开和关以形成绿色图像，并且基于8位R视频信号S2控制DMD 9b的微镜的开和关以形成红色图像。在蓝色照射时段T1中，DMD控制器11a基于B视频信号S3控制DMD 9a和9b每一个的微镜的开和关以形成蓝色信号。
为了形成蓝色图像，DMD控制器11a执行将B视频信号S3的位分配给DMD 9a和9b的过程(位分配过程)。
图10示出位分配过程的示例。DMD控制器11a将8位B视频信号S3中的第八位分配给DMD 9a，并且将其余的第一到第七位分配给DMD 9b。在DMD 9a处，基于由B视频信号S3的第八位指示的时段执行微镜开和关控制。在DMD 9b处，基于由B视频信号S3的第一到第七位指示的时段执行微镜开和关控制。
这个示例性实施例的投影仪通过组合基于DMD 9a处的第八位的调制和基于DMD9b处的第一到第七位的调制而形成256色阶蓝色图像。在这个时间中显示蓝色图像所需的时间段是在一个DMD上显示256色阶蓝色图像所需的时间段t0的一半。蓝色图像显示时间段能够如上所述从t0减小到t0/2。相应地，DMD 9a处的绿色图像显示时间段和DMD 9b处的红色图像显示时间段能够增加。因此，能够提供明亮的图像。
在以上描述中，DMD 9a显示绿色图像，并且DMD 9b显示红色图像。以相反的方式，DMD 9a可以显示红色图像，并且DMD 9b显示绿色图像。还在此情形中，蓝色图像显示时间段能够减小。相应地，DMD 9a处的红色图像显示时间段和DMD 9b处的绿色图像显示时间段能够增加。因此，能够提供明亮的图像。
(第二示例性实施例)
这个示例性实施例中的投影仪包括光学***和在第一示例性实施例中描述的信号处理/控制***。然而，DMD控制器11a中的位分配过程不同于第一示例性实施例。这里，描述了不同于第一示例性实施例中的那些的配置元件。省略了相同配置元件的描述。
图11示出DMD控制器11a中的位分配过程的示例。DMD控制器11a将用于B视频信号S3中的第八位的时段划分成用于8-1st位，8-2nd位，8-3rd位和8-4th位的四个分割位时段，并且将用于B视频信号S3中的第七位的时段划分成用于7-1st位和7-2nd位的两个分割位时段。用于8-1st位、8-2nd位、8-3rd位和8-4th位的分割位时段和用于7-1st位和7-2nd位的分割位时段每一个是相同时间长度(t0/8)。
DMD控制器11a向DMD 9a分配通过组合用于第八位的四个分割位时段和用于第七位的两个分割位时段中的某些而获得的分割位时段从而实现时间段t0/2，并且将其余位分配给DMD 9b。这里，DMD控制器11a向DMD 9b分配8-1st位、8-2nd位、8-4th位和7-2nd位，并且向DMD 9b分配其余位(第一到第六位，7-1st位和8-3rd位)。
这个示例性实施例的投影仪通过组合在DMD 9a处基于8-1st位、8-2nd位、8-4th位和7-2nd位的调制和在DMD 9b处基于第一到第六位、7-1st位和8-3rd位的调制而形成256色阶蓝色图像。还在此情形中，如第一示例性实施例那样，显示蓝色图像所需的时间段是在一个DMD上显示256色阶蓝色图像所需的时间段t0的一半。因此，蓝色图像显示时间段被从t0减小到t0/2。相应地，DMD 9a处的绿色图像显示时间段和DMD 9b处的红色图像显示时间段能够增加。结果，能够提供明亮的图像。
将被划分的位不限于第八和第七位。在第二到第八位中的位可以被划分并且组合从而在DMD 9a和9b上的蓝色图像显示时段能够每一个是t0/2。
(第三示例性实施例)
图12是示出根据第三示例性实施例的双板投影仪的光学***的示意图。这个示例性实施例中的投影仪的光学***与在第一示例性实施例中描述的光学***不同之处在于，不包括相位板5。在图12中，为了方便起见，蓝色光路径由点划线指示。
在这个示例性实施例中，来自蓝光激光器20的线性偏振蓝色光被偏振二向色棱镜6偏振分离成具有相同光强度的透射蓝色光和反射蓝色光。为了实现这个偏振分离，蓝光激光器20被置放成引起偏振轴线沿着45°的方向，或者被置放成使得p偏振光和s偏振光具有相同的光强度。
信号处理/控制***与在第一或者第二示例性实施例中描述的相同。这个示例性实施例中的投影仪也呈现类似于第一或者第二示例性实施例中的那些的工作效果。
(第四示例性实施例)
图13是示出根据第四示例性实施例的双板投影仪的光学***的示意图。这个示例性实施例中的投影仪的光学***不同于在第一示例性实施例中描述的光学***之处在于，透镜23c到23和反射镜24a到24c被省略，替代荧光体轮22采用荧光体轮26，并且进一步采用蓝光激光器27。蓝光激光器20被用作激发光源。蓝光激光器27被用作蓝色光源。在图13中，为了方便起见，蓝色光路径由点划线指示。
图14示出荧光体轮26的配置。荧光体轮26具有圆盘形状，并且包括在全部周边之上形成的黄色荧光体区域26a。荧光体轮26被驱动器(未示出)诸如电机旋转，并且黄色荧光体区域26a被来自蓝光激光器20的蓝色光照射。在黄色荧光体区域26a中，黄色荧光被从由蓝色光激发的黄色荧光体发射。反射可见光的反射膜被设置在黄色荧光体区域26a的表面(后表面)上，后表面与蓝色光进入的表面(前表面)相对。朝向后表面行进的黄色荧光由反射膜沿着到前表面的方向反射。
蓝光激光器27输出蓝色光。来自蓝光激光器27的蓝色光以大约45度的入射角进入二向色镜21的、与来自蓝光激光器20的蓝色光(激发光)进入的表面相对的表面。二向色镜21朝向光隧道4反射来自蓝光激光器27的蓝色光。
来自二向色镜21的蓝色光通过透镜3a、光隧道4、透镜3b、透镜3c和相位板5，并且进入偏振二向色棱镜6。从蓝光激光器27输出的蓝色光是线性偏振光。蓝光激光器27的偏振轴线和相位板5的光轴(前进轴线或者延迟轴线)被配置成将偏振二向色棱镜6处的线性偏振蓝色光偏振分离成具有相同光强度的透射光和反射光。具体地，相位板5是λ/2-板或者λ/4-板。如在图6中所示，配置了蓝光激光器27的偏振轴线和相位板5的光轴(前进轴线或者延迟轴线)。
信号处理/控制***具有在第一或者第二示例性实施例中描述的配置，但是不同之处在于，光源控制器11b以预定循环交替地打开蓝光激光器20和蓝光激光器27。在此情形中，蓝光激光器20的开时段对应于图9所示时段T2，并且蓝光激光器27的开时段对应于图9所示时段T1。其它操作如在第一或者第二示例性实施例中描述的那样。
这个示例性实施例中的投影仪也呈现类似于第一或者第二示例性实施例中的那些的工作效果。
可以采用一种配置，从而在图13所示光学***中，相位板5被移除，来自蓝光激光器27的线性偏振蓝色光被偏振二向色棱镜6偏振分离成具有相同光强度的透射蓝色光和反射蓝色光。为了实现这个偏振分离，蓝光激光器27被置放成引起偏振轴线沿着45°的方向，或者被置放成使得p偏振光和s偏振光具有相同的光强度。
在图13所示光学***中，替代荧光体轮22，可以采用不旋转的固定黄色荧光部分。
进而，如果能够确保用于实现白平衡的光强度，则可以替代蓝光激光器27采用蓝色LED(发光二极管)。在此情形中，不需要相位板5。
(第五示例性实施例)
图15是示出根据第五示例性实施例的双板投影仪的光学***的示意图。这个示例性实施例中的投影仪的光学***不同于在第一示例性实施例中描述的光学***之处在于相位板5被移除并且替代光源2采用光源2a。在图15中，为了方便起见，蓝色光路径由点划线指示。
光源2a包括绿色LED 28G、红色LED 28R、蓝色LED 28B，和二向色镜29和30。红色LED 28R的光轴和蓝色LED 28B的光轴彼此正交。二向色镜29被置放在这些光轴的交叉点处。二向色镜29具有透射蓝色波长范围中的光并且反射红色波长范围中的光的膜特性。
来自蓝色LED 28B的蓝色光以大约45度的入射角进入二向色镜29的一个表面。来自红色LED 28R的红色光以大约45度的入射角进入二向色镜29的另一个表面。来自蓝色LED28B的蓝色光通过二向色镜29。来自红色LED 28R的红色光由二向色镜29沿着与透射蓝色光的相同的方向反射。来自二向色镜29的出射光(透射蓝色光和反射红色光)的光轴与蓝色LED 28B的光轴一致。
来自二向色镜29的出射光的光轴和绿色LED 28G的光轴彼此正交。二向色镜30被置放在这些光轴的交叉点处。二向色镜30具有透射蓝色波长范围中的光和红色波长范围中的光，并且反射绿色波长范围中的光的膜特性。
来自二向色镜29的出射(蓝色/红色)光以大约45度的入射角进入二向色镜30的一个表面。来自绿色LED 28G的绿色光以大约45度的入射角进入二向色镜30的另一个表面。来自二向色镜29的蓝色光和红色光通过二向色镜30。来自绿色LED 28G的绿色光由二向色镜30沿着与透射蓝色/红色光的相同的方向反射。来自二向色镜30的出射光(透射蓝色/红色光和反射绿色光)的光轴与蓝色LED 28B的光轴一致。
来自二向色镜30的出射(蓝色/红色/绿色)光是光源2a的输出光。光源2a的输出(蓝色/红色/绿色)光通过透镜3a、光隧道4、透镜3b和透镜3c，并且进入偏振二向色棱镜6。
在偏振二向色棱镜6具有图7A中的膜特性的情形中，绿色光通过偏振二向色棱镜6，并且红色光由偏振二向色棱镜6反射。蓝色光被偏振二向色棱镜6偏振分离成具有相同光强度的透射光和反射光。
在另一方面，在偏振二向色棱镜6具有图7B中的膜特性的情形中，红色光通过偏振二向色棱镜6，并且绿色光被偏振二向色棱镜6反射。蓝色光被偏振二向色棱镜6偏振分离成具有相同光强度的透射光和反射光。
信号处理/控制***具有在第一或者第二示例性实施例中描述的配置，但是不同之处在于光源控制器11b以预定循环交替地打开绿色LED 28G、红色LED 28R和蓝色LED28B。具体地，光源控制器11b在图9所示时段T1中关闭绿色LED 28G和红色LED 28R并且打开蓝色LED 28B，并且在图9所示时段T2中打开绿色LED 28G和红色LED 28R这两者并且关闭蓝色LED 28B。其它操作如在第一或者第二示例性实施例中描述的那样。
这个示例性实施例中的投影仪也呈现类似于第一或者第二示例性实施例中的那些的工作效果。
(第六示例性实施例)
图16是示出根据第六示例性实施例的双板投影仪的光学***的示意图。在根据这个示例性实施例的投影仪的光学***中，替代偏振二向色棱镜6和10，采用偏振棱镜6a和10a，并且替代透镜3a到3c、光隧道4和相位板5，采用透镜31和32、蝇眼积分器33和34、偏振转换元件35、场透镜36和波长选择相位板37。其它元件类似于在第一示例性实施例中描述的光学***的那些。在图16中，为了方便起见，蓝色光路径由点划线指示。
光源2的输出光(蓝色光和黄色荧光)通过透镜31和32和蝇眼积分器33和34，并且进入偏振转换元件35。透镜31和32将光源2的输出光(蓝色光和黄色荧光)转换成基本平行光通量。蝇眼积分器33和34用于使得通过透镜31和32的光通量的光强度是均匀的，并且包括以矩阵方式置放的透镜单元。偏振转换元件35对准来自蝇眼积分器33和34的光通量的偏振方向，并且包括偏振分束器和相位板。
被转换成线性偏振光的(蓝色/黄色)光被从偏振转换元件35发射，通过场透镜36，并且进入波长选择相位板37。波长选择相位板37将入射(蓝色/黄色)光中的红色光转换成s偏振光，将绿色光转换成p偏振光，并且将蓝色光转换成圆偏振光。
偏振棱镜6a和10a具有透射p偏振光并且反射s偏振光的第一膜特性，或者透射p偏振光并且反射s偏振光的第二膜特性。这里，假设偏振棱镜6a和10a具有第一膜特性。
来自波长选择相位板37的出射(红色/绿色/蓝色)光进入偏振棱镜6a。绿色光(p偏振光)通过偏振棱镜6a，并且红色光(s偏振光)被偏振棱镜6a反射。蓝色光(圆偏振光)被偏振棱镜6a偏振分离成具有相同光强度的透射光和反射光。
通过偏振棱镜6a的透射(绿色/蓝色)光经由TIR棱镜7a进入DMD 9a。DMD 9a交替地形成绿色图像和蓝色图像。在另一方面，偏振棱镜6a的反射(红色/蓝色)光经由透镜3d、反射镜8a、透镜3e、反射镜8b和TIR棱镜7b进入DMD 9b。DMD 9b交替地形成红色图像和蓝色图像。
来自DMD 9a的蓝色/绿色图像光(p偏振光)经由TIR棱镜7a进入偏振棱镜10a。来自DMD 9b的蓝色/红色图像光(s偏振光)经由TIR棱镜7b进入偏振棱镜10a。蓝色/绿色图像光(p偏振光)通过偏振棱镜10a并且进入投影透镜1。蓝色/红色图像光(s偏振光)由偏振棱镜10a反射并且进入投影透镜1。
在偏振棱镜6a和10a具有第二膜特性的情形中，绿色光(p偏振光)被偏振棱镜6a反射，并且红色光(s偏振光)通过偏振棱镜6a。在此情形中，DMD 9a交替地形成红色图像和蓝色图像，并且DMD 9b交替地形成绿色图像和蓝色图像。来自DMD 9a的蓝色/红色图像光(s偏振光)通过偏振棱镜10a并且进入投影透镜1。蓝色/绿色图像光(p偏振光)由偏振棱镜10a反射并且进入投影透镜1。
信号处理/控制***与在第一或者第二示例性实施例中描述的相同。这个示例性实施例中的投影仪也呈现类似于第一或者第二示例性实施例中的那些的工作效果。
(第七示例性实施例)
图17是示出根据第七示例性实施例的双板投影仪的光学***的示意图。在这个示例性实施例中的投影仪的光学***中，相位板5被移除，替代偏振二向色棱镜6和10采用偏振棱镜6a和10a，并且替代光源2采用光源2b。其它元件类似于在第一示例性实施例中描述的光学***的那些。在图17中，为了方便起见，蓝色光路径由点划线指示。
光源2b包括绿色LD 38G、红色LD 38R、蓝色LD 38B、二向色镜29和30，和λ/4-板41。红色LD 38R的光轴和蓝色LD 38B的光轴彼此正交。二向色镜39被置放在这些光轴的交叉点处。二向色镜39具有透射蓝色波长范围中的光并且反射红色波长范围中的光的膜特性。λ/4-板41被置放在蓝色LD 38B和二向色镜39之间。
来自蓝色LD 38B的蓝色光以大约45度的入射角进入二向色镜39的一个表面。来自红色LD 38R的红色光以大约45度的入射角进入二向色镜39的另一个表面。来自蓝色LD 38B的蓝色光通过二向色镜39。来自红色LD 38R的红色光由二向色镜39沿着与透射蓝色光的相同的方向反射。来自二向色镜39的出射光(透射蓝色光和反射红色光)的光轴与蓝色LD 38B的光轴一致。
来自二向色镜39的出射光的光轴和绿色LD 38G的光轴彼此正交。二向色镜40被置放在这些光轴的交叉点处。二向色镜40具有透射蓝色波长范围中的光和红色波长范围中的光并且反射绿色波长范围中的光的膜特性。
来自二向色镜39的出射(蓝色/红色)光以大约45度的入射角进入二向色镜40的一个表面。来自绿色LD 38G的绿色光以大约45度的入射角进入二向色镜40的另一个表面。来自二向色镜39的蓝色光和红色光通过二向色镜40。来自绿色LD 38G的绿色光由二向色镜40沿着与透射蓝色/红色光的相同的方向反射。来自二向色镜40的出射光(透射蓝色/红色光和反射绿色光)的光轴与蓝色LD 38B的光轴一致。
来自二向色镜40的出射(蓝色/红色/绿色)光是光源2b的输出光。光源2b的输出(蓝色/红色/绿色)光通过透镜3a、光隧道4、透镜3b和透镜3c，并且进入偏振棱镜6a。
偏振棱镜6a和10a具有透射p偏振光并且反射s偏振光的第一膜特性，或者透射p偏振光并且反射s偏振光的第二膜特性。这里，假设偏振棱镜6a和10a具有第一膜特性。
绿色LD 38G被置放成允许p偏振光进入偏振棱镜6a。红色LD 38R被置放成允许s偏振光进入偏振棱镜6a。同时，λ/4-板41被置放在蓝色LD 38B和二向色镜39之间。蓝色LD 38B被置放成允许圆偏振光进入偏振棱镜6a。
绿色光(p偏振光)通过偏振棱镜6a，并且红色光(s偏振光)被偏振棱镜6a反射。蓝色光(圆偏振光)被偏振棱镜6a偏振分离成具有相同光强度的透射光和反射光。
通过偏振棱镜6a的透射(绿色/蓝色)光经由TIR棱镜7a进入DMD 9a。DMD 9a交替地形成绿色图像和蓝色图像。在另一方面，偏振棱镜6a的反射(红色/蓝色)光经由透镜3d、反射镜8a、透镜3e、反射镜8b和TIR棱镜7b进入DMD 9b。DMD 9b交替地形成红色图像和蓝色图像。
来自DMD 9a的蓝色/绿色图像光(p偏振光)经由TIR棱镜7a进入偏振棱镜10a。来自DMD 9b的蓝色/红色图像光(s偏振光)经由TIR棱镜7b进入偏振棱镜10a。蓝色/绿色图像光(p偏振光)通过偏振棱镜10a并且进入投影透镜1。蓝色/红色图像光(s偏振光)由偏振棱镜10a反射并且进入投影透镜1。
在偏振棱镜6a和10a具有第二膜特性的情形中，绿色光(p偏振光)被偏振棱镜6a反射，并且红色光(s偏振光)通过偏振棱镜6a。在此情形中，DMD 9a交替地形成红色图像和蓝色图像，并且DMD 9b交替地形成绿色图像和蓝色图像。来自DMD 9a的蓝色/红色图像光(s偏振光)通过偏振棱镜10a并且进入投影透镜1。蓝色/绿色图像光(p偏振光)由偏振棱镜10a反射并且进入投影透镜1。
信号处理/控制***具有在第一或者第二示例性实施例中描述的配置，但是不同之处在于光源控制器11b以预定循环打开绿色LD 38G、红色LD 38R和蓝色LD 38B。具体地，光源控制器11b在图9所示时段T1中关闭绿色LD 38G和红色LD 38R并且打开蓝色LD 38B，并且在图9所示时段T2中打开绿色LD 38G和红色LD 38R这两者并且关闭蓝色LD 38B。其它操作如在第一或者第二示例性实施例中描述的那样。
这个示例性实施例中的投影仪也呈现类似于第一或者第二示例性实施例中的那些的工作效果。
在由于LD偏振程度的变化和偏振棱镜6a的膜特性的变化而不能实现充分的偏振分离的情形中，置放偏振转换元件、偏振板、波长选择相位板等是期望的。
如果来自蓝色LD 38B的线性偏振蓝色光被偏振棱镜6a偏振分离成具有相同光强度的透射蓝色光和反射蓝色光，则λ/4-板41可以被移除。在此情形中，如在第三示例性实施例中描述的蓝光激光器20那样，蓝色LD 38B被置放成引起偏振轴线沿着45°的方向，或者被置放成使得p偏振光和s偏振光具有相同的光强度。
在上述第一到第七示例性实施例中，视频信号不限于8位信号。在能够为蓝色图像的视频信号执行位分配的情形中，可以使用多位视频信号。
(第八示例性实施例)
图18是示出根据第八示例性实施例的投影仪的配置的框图。
参考图18，该投影仪包括控制器300、光源/光学单元301、第一和第二成像元件302和303，和投影透镜304。
第一成像元件302包括每一个形成像素的微镜。每一个微镜在根据开状态和关状态而不同的方向上反射光。在开状态中由来自微镜的反射光形成图像。第二成像元件303具有类似于第一成像元件302的配置。投影透镜304对在第一和第二成像元件302和303上形成的图像进行投影。
在通过划分一个帧时段获得的第一和第二显示时段之间的第一显示时段中，光源/光学单元301用第一蓝色光照射第一成像元件302，并且用第二蓝色光照射第二成像元件303。在第二显示时段中，光源/光学单元301用绿色光照射第一成像元件302，并且用红色光照射第二成像元件303。这里，第一蓝色光的光强度和第二蓝色光的光强度能够被适当地设置。例如，光强度能够被设置为相同。
包括每一个具有由多个位表示的色阶的红色图像、蓝色图像和绿色图像的视频信号被输入控制器300中。控制器300在第一显示时段中基于蓝色图像的视频信号控制第一成像元件302和第二成像元件203的每一个微镜的开和关，并且在第二显示时段中基于绿色图像和红色图像的视频信号控制第一成像元件302和第二成像元件303的每一个微镜的开和关。对于蓝色图像的视频信号，控制器300将多个位分配给第一成像元件302和第二成像元件203。
这个示例性实施例中的投影仪也呈现类似于第一示例性实施例中的那些的工作效果。
在这个示例性实施例中，对于蓝色图像的视频信号，控制器300可以将多个位中的最低有效位分配给第一和第二成像元件302和303中的一个。在此情形中，控制器300可以将在多个位中除了最低有效位之外的位分配给第一和第二成像元件302和303。进而，对于在多个位中包括最高有效位的两个或者更多位，控制器300可以相对于每一个预定时间段将由位表示的时段划分成分割时段，并且组合用于各个位的分割时段从而与第一显示时段一致。
对于蓝色图像的视频信号，控制器300可以将在多个位中的最高有效位分配给第一和第二成像元件302和303中的一个，并且将除了最高有效位之外的较低有效位分配给第一和第二成像元件302和303中的另一个。
在这个示例性实施例的投影仪中，光源/光学单元301可以包括第一到第七示例性实施例中的任何一个的配置。
(另一个示例性实施例)
该另一个示例性实施例的投影仪包括：每一个包括微镜的第一和第二成像元件，每一个微镜形成像素，每一个微镜在根据开状态和关状态而不同的方向上对光进行反射，以允许在开状态中由来自微镜的反射光形成图像；对在第一和第二成像元件上形成的图像进行投影的投影透镜；和光源/光学单元，该光源/光学单元在通过划分一个帧时段获得的第一和第二显示时段之间的第一显示时段中用第一蓝色光和第二蓝色光照射第一和第二成像元件，并且在第二显示时段中用绿色光和红色光照射第一和第二成像元件。
该另一个示例性实施例的投影仪能够通过允许第一和第二成像元件这两者以形成蓝色图像而增加蓝色图像的光强度(或者亮度)。用于蓝色的显示时段能够相应地减小，并且用于绿色和红色的显示时段能够增加。因此，图像的亮度能够增加。
根据其它实施例的投影仪，能够提供如在第一到第八示例性实施例中描述的能够进行位分配的配置。
参考标记列表
300 控制器
301 光源/光学单元
302 第一成像元件
303 第二成像元件
304 投影透镜

Claims (8)

1.一种投影仪，包括：
第一和第二成像元件，所述第一和第二成像元件中的每一个成像元件包括微镜，每一个所述微镜形成像素，每一个所述微镜在开状态和关状态之间不同的方向上来对光进行反射，以允许在所述开状态中由来自所述微镜的反射光来形成图像；
投影透镜，所述投影透镜对在所述第一和第二成像元件上形成的图像进行投影；以及
光源/光学单元，所述光源/光学单元在通过划分一个帧时段获得的第一和第二显示时段之间的第一显示时段中以第一蓝色光和第二蓝色光来照射所述第一和第二成像元件，并且在所述第二显示时段中以绿色光和红色光来照射所述第一和第二成像元件。
2.根据权利要求1所述的投影仪，进一步包括：
控制器，所述控制器接收各自具有由多个位表示的色阶的红色图像、蓝色图像和绿色图像的视频信号，在所述第一显示时段中基于所述蓝色图像的所述视频信来号控制所述第一和第二成像元件的每一个微镜的开和关，并且在所述第二显示时段中基于所述绿色图像以及所述红色图像的所述视频信号来控制所述第一和第二成像元件的每一个微镜的开和关，
其中，对于所述蓝色图像的所述视频信号，所述控制器将多个位分配给所述第一和第二成像元件。
3.根据权利要求2所述的投影仪，其中，
对于所述蓝色图像的所述视频信号，所述控制器将在所述多个位之中的最低有效位分配给所述第一和第二成像元件中的一个成像元件。
4.根据权利要求3所述的投影仪，其中，
所述控制器将在所述多个位之中的除了所述最低有效位之外的位分配给所述第一和第二成像元件。
5.根据权利要求4所述的投影仪，其中，
对于所述多个位之中的包括最高有效位的两个或者更多位，所述控制器相对于每一个预定时间段而将由所述两个或者更多位中的每一个位所表示的时段划分成分割时段，并且将各个位的所述分割时段进行组合从而与所述第一显示时段一致。
6.根据权利要求2所述的投影仪，其中，
对于所述蓝色图像的所述视频信号，所述控制器将在所述多个位之中的最高有效位分配给所述第一和第二成像元件中的一个成像元件，并且将除了所述最高有效位之外的较低有效位分配给所述第一和第二成像元件中的另一个成像元件。
7.根据权利要求1到6中任何一项所述的投影仪，其中，
所述绿色光和所述红色光中的每一个光是从通过从蓝光激光器输出的蓝色光所激发的荧光体发射的荧光，并且
所述第一蓝色光和所述第二蓝色光中的每一个光是来自所述蓝光激光器的蓝色光。
8.一种在投影仪中执行的图像显示方法，所述投影仪包括各自均包括微镜的第一和第二成像元件，每一个所述微镜形成像素并且其中每一个所述微镜在开状态和关状态之间不同的方向上对光进行反射以允许在所述开状态中由来自所述微镜的反射光来形成图像，所述投影仪对在所述第一和第二成像元件上形成的图像进行投影，所述方法包括：
在通过划分一个帧时段获得的第一和第二显示时段之间的第一显示时段中，以第一蓝色光和第二蓝色光来照射所述第一和第二成像元件；并且
在所述第二显示时段中，以绿色光和红色光来照射所述第一和第二成像元件。
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