專利名稱：用于投影顯示裝置中的色彩控制的裝置、系統及方法
技術領域：
本發明涉及圖像的投影，尤其涉及用于匹配多個投影顯示裝置間的顏色的方法和裝置。
背景技術：
空間光調制器(Spatial Light Modulator，縮寫為SLM)型投影顯示裝置通常用于減少顯示裝置中的色調變化的應用中，并且這些顯示裝置間的色匹配是很重要的。用于呈現高質量圖像的顯示裝置，例如用于電影的應用，由于色彩控制是影片映像表現度的重要部分，所以要求較好的色匹配。這些顯示裝置的使用者希望在每個電影院中，由該投影系統所再現的顏色都應該匹配在該電影的后期制造的過程中所確定的這些顏色。
在其他應用中，可能將在同一時間使用多個投影顯示裝置，例如，當所給類型的單個投影顯示系統的空間解析度不夠時。當投影面覆蓋很大的面積時或者某形狀的表面不能由單個投影顯示系統以希望的亮度和畫質所覆蓋時，也將要求多個投影顯示裝置。
在此情況下，通常以平鋪布置方式來使用多個投影顯示裝置。將兩個或多于兩個的投影顯示裝置布置為使得其圖像鄰接并形成具有水平和垂直元素的矩陣，從而所得合成圖像具有比如果使用單個投影顯示裝置來覆蓋該投影面區域而更高的解析度和亮度。該顯示的分格還使得投影面不需要投影透鏡額外的聚焦深度或專門的變形矯正，就可從投影點來改變投影面的外形或距離。還可將多個顯示裝置相互完全重疊以獲得增強的亮度或來自于重疊圖像的結合的其他好處，例如采樣偽像的抑制。為了將多個圖像顯示裝置配置為具有最好的畫質，應該將各投影裝置的彩色特性進行很好地匹配。
基于空間光調制器(SLM)例如變形鏡裝置(deformable mirrordevice，縮寫為DMD)的投影顯示裝置，通常采用了多個SLM以制造采用了基于三原色的附加裝置的彩色顯示裝置。這些系統通常利用所謂的分色濾光器元件以將來自于照明光源的光分成對應于期望原色(常規地為紅、綠、和藍)的三段光譜帶。于是采用三個SLM裝置，每個SLM裝置用于一種原色，以調制分解光的亮度，然后將其再結合為單個光束，并通過投影透鏡投影至顯示屏上。這些SLM裝置由傳達這三個SLM裝置的每一個象素(像素)的亮度的輸入信號所激勵，從而在顯示屏上形成期望的連續色調彩色圖像。
為了產生具有均衡且協調顏色的圖像，應該非常謹慎地匹配分色濾光器的特性。另外，由于分色濾光器濾波通帶的波長依賴于入射角，所以各濾光器的照射角應當非常謹慎地加以控制。由于該角依賴于濾光器特性的性質并且由于在任何大規模生產系統中都會出現的不可避免的制造公差，所以很難精確地控制裝備有分色濾光器的顯示裝置的色平衡。由于實用性和穩定性的原因，通常將這些濾光器容納于不允許選擇或者調節濾光器的光學合成裝置中。因此，這些顯示裝置在顯示中會呈現色移，從而例如，表示均衡白色場的信號被顯示成一邊泛藍，而另一邊泛紅。
基于SLM裝置的投影顯示裝置通常采用電子線路以允許控制圖像的外觀。這些控制包括用于調節顯示裝置的整體對比度或增益、黑水平(black level)、色調以及飽和度的裝置。控制通常還用于分別地調節各色通道的增益和黑水平色的等級。這些控制還通常用于調節顯示裝置的色平衡，例如將顯示的白色設置為特定色調，以確保顯示的灰度級具有中性外觀。還可提供調節投影裝置色通道的附加裝置，其包括查值表，對各色通道接收輸入象素值并對各輸入象素值向SLM裝置輸出新象素值。該查值表可用于將各通道的相對亮度以及輸入象素值轉變成各通道的圖像象素亮度轉換函數。
因此，附加顯示裝置的色平衡可以通過改變該顯示裝置的各通道的相對亮度進行調節。然而，通過減小顯示裝置的一個或多個色通道的最大亮度而實現該調節，其進而減小了該顯示裝置的最大亮度。此外，實現多投影顯示裝置結構中的投影裝置組的期望整體色平衡，將要求降低所有多投影顯示裝置的所有一個或多個紅、綠和藍色通道的亮度，進而減小了該合成顯示裝置的亮度。
其次，通過操作三原色的相對亮度來調節色移和色平衡僅在顯示色包含一定比率的所有三原色的一般情況下才會有效。飽和色或僅包含三原色中的一個或兩個的顏色通常無法通過調節各顯示裝置的紅、綠和藍成分的亮度，來在多個顯示裝置之間匹配。
通過利用例如三維矩陣運算或三維查值表將輸入顏色映射到顯示顏色，可實現色匹配中的改進。然而，該兩個或多個顯示裝置之間的色匹配方法要求顯示的顏色處于所有顯示裝置的共同色域范圍內。這使得減小了可顯示色的色域范圍。例如在Pettitt的美國專利申請2002/0041708A1中就說明了該情況。如該申請的圖5所示，該專利申請示出了將多個投影裝置與“標準色域”相匹配的方法，該標準色域必須是要匹配的多個投影裝置的色域的子集。當Pettitt利用矩陣方法將輸入信號顏色映射至投影裝置的各色通道的亮度值時，將輸入值轉換成新值以提供給對應三個通道的多個SLM裝置的三維查值表也能滿足需要。通過改變提供給投影裝置中的SLM裝置的象素亮度值來執行色校正的如Pettitt的系統，只可以通過添加一些其他兩種原色中的各原色，來匹配不飽和的顏色。
最后，調節投影裝置顯示通道的亮度并不能補償顯示裝置中的色移，這是因為該調節平均地作用于該顯示裝置的所有象素。
Fielding的美國專利第5,386,253號描述了用于改進基于SLM的(SLM based)投影裝置中的投影圖像的均衡性的方法。在Fielding中，監測遠場的傳感器用于測量投影圖像的區域亮度，并且通過改變提供給SLM的象素區域的亮度值來將該信息用于校正屏幕上的亮度分布。該象素亮度中的改變可用于改變投影圖像的區域亮度以實現任意的期望亮度分布的外觀。Fielding中的方法不能使屏幕的所給區域或面積的亮度增加到超過未校正系統中的所給區域可實現的亮度。因此，改變投影圖像區域的象素亮度以實現例如均衡亮度的平面場，這將通常使顯示亮度限制為投影圖像的最小亮度區域的亮度。
Fielding對于彩色投影裝置中所用的三個SLM裝置中的每一個提供了獨立的象素值改變裝置。Fielding中的方法試圖確保投影裝置各色通道的象素亮度均衡。此減小了顯示裝置中的色移效果，但對于整體色平衡調節其具有前面所提及的同樣的局限性，即該調節通常只對包含一定比率的所有三原色的顯示色才起作用。
Fielding還以如下情況為根據，即任何應用于象素值以改進顯示的整體均衡性的總增益調節應該對所有三個色通道相同，以避免改變色平衡。對于本領域的技術人員來說，不同的總增益調節可應用于各色通道的象素值，并且該調節本質上倍增了通常基于SLM的投影裝置中所提供的色通道增益調節。
Mayer，III等人的美國專利第6,115,022號描述了與Fielding中的方法相類似的方法，其中對紅、綠、和藍象素值的分別調節可用于校正顯示圖像中的色移。首先，因為在Fielding中的方法不能使原色的亮度增加到超過未校正系統所產生的亮度，所以只能在各色通道上執行亮度的減小。該色移的校正通常要求減小象素較亮的顯示區域中的紅、綠、和藍象素亮度，以匹配象素不夠亮的區域中的亮度。類似地，通過本方法匹配鄰近的顯示裝置將導致額外的亮度下降。此外，使合成顯示裝置實現期望整體亮度會要求降低所有多個投影顯示裝置紅、綠、和藍色通道中的一個或多個中的所有象素的亮度，進而降低了該合成顯示裝置的亮度。
其次，通過操作三原色的相對象素亮度來調節色移和色平衡，其只在顯示的顏色包含一定比率的所有三原色的一般情況下才有效。這意味著在多個顯示裝置之間，飽和色或只包含三原色中的兩個的顏色將通常不能通過調節各顯示裝置的紅、綠和藍成分的象素亮度進行匹配。
其中，將例如Mayer，III等人的方法應用于如CRT顯示裝置的具有高基本一致性的顯示裝置，這些原色很有可能會匹配，該顯示裝置中原色由CRT中所用的熒光物質確定并且大部分色失衡源于電子。因此，上述情況并不適用于由分色濾光器產生三原色的基于SLM的顯示裝置。
現有技術未能提供一種完全解決單個的顯示裝置中的色均衡和色移的問題的解決方法。此外，現有技術的方法在亮度上有局限性，并且不能有效地匹配這些顯示裝置的原色。
因此，由于這些顯示裝置中的色調變化和投影顯示裝置之間很差的色匹配導致了基于SLM的投影顯示裝置的效果不令人滿意。
發明內容
本發明試圖通過提供用于控制輸入光的光譜能量分布的裝置、系統及方法，而不用降低顯示裝置的整體亮度，來解決上述均衡性和色匹配的問題。所披露的裝置、系統及方法采用了副照明源，其增加了附加光，以達到各原色的期望色度。此外，所披露的裝置、系統及方法采用了可調帶通濾光器，結合照明源，以控制輸入光中的原色值，以達到各原色的期望色度。此外，所披露的裝置、系統及方法通過基于SLM的投影裝置的場用于校正基于SLM的投影裝置上的隨場色調變化。
圖1示出了根據現有技術的投影系統；圖2是表示根據圖1系統的基于SLM的投影顯示裝置的彩色特性的曲線圖；圖3是表示根據圖1系統的基于SLM的投影顯示裝置的彩色特性的更精確比例圖；圖4是圖1的系統中所用的有色濾光器的光譜透射中由于改變到達該濾光器的光的入射角而產生的偏移的曲線圖；圖5是通過改變到達圖1的系統中所用的濾光器的光的入射角而產生的顯示白點中的色差的曲線圖；圖6示出了由圖1的系統中所用的有色濾光器產生的色域；圖7示出了用于減少顯示裝置的色調變化和用于調節圖1的系統中各顯示裝置的顏色的系統的典型實施例；
圖8示出了用作圖7、圖9、和圖10的系統中的副照明源的光譜能量分布的曲線圖；圖9示出了用于減少顯示裝置的色調變化和用于調節圖1的系統中各顯示裝置的顏色的系統的另一典型實施例；圖10示出了用于減少顯示裝置的色調變化和用于調節圖1的系統中各顯示裝置的顏色的系統的另一典型實施例；圖11示出了圖9和圖10的系統中所用的電燈的光譜能量分布；圖12是表示圖7、圖9、和圖10的本發明的顏色調節方法的曲線圖；圖13是表示改變圖7、圖9、和圖10的系統中的原色濾光器上的入射角的效果的曲線圖；圖14是表示改變圖7、圖9、和圖10的系統中的原色濾光器上的入射角的效果的第二曲線圖；圖15是基于圖7、圖9、和圖10的本發明的顯示裝置的亮度調節裝置的電路圖；圖16是表示用于調節應用了圖7、圖9、和圖10的本發明的顯示裝置的顏色的典型方法的方框圖；圖17是表示圖7的本發明調節圖1中的系統的色度中的效果的曲線圖；圖18是表示圖7的系統中所用的照明進行圖16中的顏色調節的相對光譜功率的曲線圖；
圖19示出了由圖7的系統產生的用于圖1的系統的已調節的色域；圖20是表示具有顏色調節附加裝置的圖7、圖9、和圖10的系統的綠色通道中所用的濾光器的通帶的曲線圖；圖21是表示用于具有圖20的濾光器通帶的圖7、圖9、和圖10的系統的綠色通道的，主和副照明光源的色度坐標的曲線圖；圖22是圖1的系統中所用的類型的三個濾光器的光譜透射的曲線圖，示出了這些濾光器的透射上的波長偏移的效果；圖23示出了有關帶通濾光器的光譜透射的波長偏移的效果；圖24示出了用于調節顯示系統的顏色的可選系統；圖25是表示圖24的本發明調節圖1中的系統顏色的效果的曲線圖；圖26示出了用于圖24的系統的可選濾光器配置的濾光器的光譜透射；圖27示出了根據本發明的調節依賴基于SLM的投影裝置色調變化的場的方法；以及圖28是用在圖27的本發明中依賴圖1中色調變化調節系統的場的方法的詳細圖。
具體實施例方式
為了方便說明，下面將以兩個投影裝置組成合成顯示裝置的實例進行描述，其中這兩個投影圖像沿水平方向并排布置。此為可包括多于兩個投影裝置的更復雜系統的子集，這些投影裝置布置為其中合成圖像由沿水平、垂直或既水平又垂直重疊或排列的圖像矩陣所產生。可以看出，本文所披露的本發明可應用于更復雜的結構且當只使用一個顯示裝置時，可應用于調節投影顯示裝置的顏色的一般應用。
圖1示出了根據現有技術采用兩個基于SLM的投影顯示裝置構成合成圖像的投影系統的平面示意圖。可應用包括變形鏡裝置(DMD)、或反射式或透射式液晶裝置的各種類型的SLM裝置，本實例中示出了DMD型SLM裝置。將要顯示的圖像分成兩半(即左半部和右半部)各半部具有相同的高度，但是各半部是最終圖像總寬度的一半。該合成圖像在顯示屏幕100上形成，其接收來自于兩個投影系統(即左手邊投影裝置115和右手邊投影裝置135)的左半部和右半部投影圖像。左手邊投影裝置接收對應于想要的圖像的左半部的圖像輸入信號，右手邊投影裝置接收對應于想要的圖像的右半部的圖像輸入信號。各投影系統相同且以下可根據左手邊投影裝置115進行詳細描述。圖1中，括號中的標號表示右手邊投影裝置135的對應部件。
將表示要顯示圖像的一半的輸入視頻或圖像數據信號114(134)提供給輸入電路112(132)，其提供了各種本領域內技術人員公知的用于根據輸入格式要求將合成輸入分離成紅、綠和藍或“RGB”信號成分的裝置，并且提供了用于提取圖像幀定時信息的裝置以及用于諸如對比度控制、色平衡調節、圖像定標以及本領域內技術人員公知的其他特性的裝置。電路112(132)的輸出是對應于圖像的三種顏色成分RGB的三個離散信號111(131)，以及幀定時信號113(133)。這些信號被提供給顯示控制和格式化電路110(130)，其進而提供SLM裝置106、107和108(126、127和128)所要求的控制信號109(129)。各SLM裝置包括調節元素或象素的二維矩陣，并且通過各種控制信號，各象素調節要被投影的光的對應部分的亮度，以形成對應于要被投影圖像的期望象素亮度圖案。每個SLM裝置對應于要顯示圖像的三種顏色成分中的一種，并且色分離及再合成裝置(color separation and re-combining device)105(125)提供了將輸入的白光過濾成對應于可視光譜的紅、綠和藍部分的三個光譜色帶所必須的光學部件，于是該分離的光分別以紅、綠和藍光對SLM裝置106、107和108(126、127和128)進行照明。控制信號109(129)使獨立的象素受到控制，以調節到達SLM上的紅、綠和藍光的亮度，其進而由色分離及再合成裝置105(125)再合成為覆蓋了紅、綠和藍成分的單一圖像，其進而由透鏡104(124)投影到屏幕100上。本領域的技術人員應該明白，圖1為了方便說明，省去了投影裝置結構中的一些細節，其包括了照明源以及色分離及再合成裝置105(125)的細節，其詳細結構和部件根據所用SLM的類型而變化。
圖1中的左手邊投影裝置115在屏幕100上產生投影圖像102，其從透鏡104發出如圖1中所示的或多或少錐形的，如將104連接至102的虛線所示的光。類似地，圖1中的右手邊投影裝置135在屏幕100上產生投影圖像122，其從透鏡124發出如圖1中所示的或多或少錐形的，如將124連接至122的虛線所示的光。
基于SLM的彩色投影裝置通常采用的色分離及再合成系統采用了二向性帶通濾光器，以在照明SLM之前將白光分離成三個光譜帶(對應于紅、綠、和藍色)，然后在投影透鏡之前將來自于三個SLM中的每一個的調制光再合成。通常利用各濾光器的可選反射和透射特性的相結合來設置這些分色濾光器。與這些特性有關的準確頻帶是入射光的角度的函數。因此投影圖像上的色均衡性要求光到達色分離及再合成系統中的各分色濾光器的角度要均衡。該均衡通過具有遠心輸入和輸出的照明中繼裝置來實現。該遠心條件確保了分色濾光器上的所有點看上去都是來自于照明源的相同角度分布的光。
圖1的系統可通過利用正常的投影裝置功能更改紅、綠、和藍圖像通道的相對亮度來調節多投影顯示裝置中的該投影裝置的色平衡，用于實現對紅、綠、和藍圖像通道的調節。但是該方法具有兩個嚴重的局限。第一，要實現組合顯示裝置的期望整體色平衡將要求降低兩個投影顯示裝置的紅、綠和藍亮度中的一個或多個的亮度，這減小了該組合顯示裝置的亮度。
其次，通過操作這些原色的相對亮度來調節色移和色平衡，其只在顯示顏色包含一定比率的所有三原色的一般情況下才會有效。即，飽和色或只包含三原色中的兩種原色的顏色通常不能通過調節各顯示裝置的紅、綠和藍成分的亮度來在顯示裝置之間進行匹配。
為了評估改進裝置在調節投影顯示裝置的顏色方面的必要條件和好處，此方法必須可量化投影顯示裝置中發現的差異或色調變化的明顯度和范圍，并還可評估使用改進裝置調節顏色的調節效果。這可利用基于色測量和色差評估系統的心理物理學系統來實現。
對于本領域的技術人員而言，在文獻中已經披露了大量用于評估色差明顯度的技術。這些技術基于某些三維色空間的形式，其中沿著各軸的等增量運動在大部分色正常觀測者感受的色感中，將產生知覺上的均衡變化。均衡色空間允許測量色差和比較色差度。利用色差技術可分析單個顯示裝置中的色變化和多個顯示裝置之間預計的色變化，并可評估用于修正這些差異的方法的效果。
光學國際協會(International Commission On Illumination)，簡稱CIE(法語“Commission Internationale De L’eclairage”)，其被國際標準化組織(International Organization for Standardization)(ISO)承認為國際標準化團體。CIE的分部1具有涉及色度系統的建立的條款。CIE具有標準色匹配函數，其允許數字化表示人眼看到的色刺激，其與表示目測系統的色匹配特性相一致。例如當照明源由SLM裝置進行調制，并由基于SLM的投影裝置中的色分離及再合成裝置進行過濾時所得的光譜能量分布，可利用本領域的技術人員已知的對這些色匹配函數的適當計算來轉換成數字值。
可將所得數字值和色度繪制到各種曲線圖上，這些曲線圖已由CIE進行了標準化。其中的一種是xy曲線圖，其根據表示刺激的色成分的坐標對(基于其亮度)來繪制色度值。
在CIE xy曲線圖上，用直線將由曲線圖上的點表示的刺激的相加混色進行連接。這些混色遵循“重心”規則，其中所得色刺激的位置通過與刺激值成比例地劃分該線來定位。例如，兩個色刺激的等混色導致了位于連接這兩個初始刺激的線的中點的新色刺激。
CIE還建立了預測感知的色差度的方法。CIE L*u*v*顏色系統(簡稱為LUV)是基本均衡色空間，其可用于圖形化示出不同色的關系。LUV是CIE三色值的線性轉換。在本文所提供的實例當中，將應用CIE19312°觀測者的色匹配函數計算三色值。LUV色度可二維繪制L*根據u*和v*的所選值，在此形式下其表示CIE xy曲線圖的投影變換。利用本領域中公知的等式將CIE三色值轉換成LUV值。LUV值也是通過結合在u*v*曲線圖上通常繪制為0，0點的所選白點來考慮觀測者的色適應性。
u*v*曲線圖還具有如下特性，用直線由曲線圖上的點表示的刺激的相加混色進行連接。因為所分析的是相加混合色系統，所以這使得簡化了本發明所用的色修正方法的計算機模型。盡管大部分當前工作顯示出當用于預測色表現特性時，LUV會包含一些嚴重缺陷，但是u*v*曲線圖預測與CIExyqxt的普朗克軌跡附近的相關色溫相關的色差，比比較方案均衡色空間預測得更好。而且對于使用相加色系統而言，u*v*曲線圖是最簡單的，因為其如上所述對相加混合色進行線性處理。盡管使用更復雜的色表現模型可改變所測投影顯示系統的色差的量級和特征，但是本發明的其他顏色調節原理將仍不受影響，并且本領域的技術人員也可使用其他色表現模型。
通過考慮多個顯示裝置之間的色調變化的根源可理解用于匹配投影顯示裝置的色調節條件。在設計良好的基于SLM的投影顯示裝置中存在四個主要的色調變化根源。這些根源為電燈和反射鏡；光學系統中所用的各種濾光器的透射光譜；由于到達色分離及再合成裝置中的有色濾光器的光入射角的變化導致色移，基于該色移的場；以及透鏡系統中所用的玻璃和涂層的顏色。本發明的目的在于發現最初的三個組中的變化的作用，即，由于使用照明電燈的聚焦反射鏡的特性導致的色調變化，由于到達色分離及再合成裝置中的有色濾光器的光入射角的變化，以及濾光器部件的透射光譜中的變化所導致的隨場色移。
如上所討論的，用于基于SLM的彩色投影裝置中所用的色分離及再合成裝置中的濾光器通常為分色濾光器。這些濾光器具有光譜反射系數和透射系數，其為穿過濾光器的光入射角的函數。在通常的色分離及再合成系統中，所用的入射角不會是0度。分色濾光器的波長偏移由下式(1)近似確定λs=λn*n2-sin2θ]]>(1)其中λs＝從傾角θ所得的波長λ＝入射角為零的波長n＝分色涂層堆積的有效折射率該等式示出了，非零入射角下使用的濾光器當向較大角度傾斜時，其透射光譜將向較短波長偏移；而當向較小角度傾斜時，其透射光譜將向較長波長偏移。
在以下描述中，將考慮一對投影裝置，如圖1所示進行布置。將一個投影裝置作為參考，將其用于常規的電燈光譜發射的白點和用于濾光器部件的設計中心作為用于u*v*計算的照明白點，進而根據下式(2)計算delta E色差值ΔE=ΔL*2+Δu*2+Δv*2]]>(2)其中ΔE＝delta E色差ΔL*＝|L*reference-L*shifted|Δu*＝|u*reference-u*shifted|Δv*＝|v*reference-v*shified|圖2是其中L*＝100的u*v*曲線圖，示出了普朗克光譜軌跡201的u*、v*坐標，純光譜色202的u*、v*坐標，以及用于采用了DMD的典型基于SLM的投影裝置的白點203的色坐標。圖3是圖2中的虛線204中所示的區域圖。同樣，301是普朗克軌跡，303對應采用了DMD的典型基于SLM的投影裝置的白點。圓304表示從白點303以兩delta E單位色差為半徑的范圍。線305表示由照明光的傾斜角變化至比投影裝置的色分離及再合成裝置中所用的紅、綠和藍分色濾光器上的期望角更大的角，所導致的關于投影裝置白點的色移方向。
圖4示出了將用于投影裝置的色分離及再合成裝置中的綠色濾光器的照明的入射角增大3度和6度的效果。曲線401是以修正入射角進行透射，曲線402和403分別對應于入射角增大了3度和6度。濾光器主波長的偏移量約為對應入射角增大6度的2.5納米波長。關于所有三種顏色的該偏移量在圖3的曲線圖中對應于線305上的半徑為兩個delta E的圓304外部的第一X306。對應各三原色和偏移2.5納米的白點的delta E值如下Delta E
圖5示出了隨著增大三個分色濾光器的入射角的函數，關于顯示裝置的白點的delta E值。應該明白的是，這些實例中入射角的變化用作代表更復雜的變化。通常，基于投影裝置中的色分離及再合成裝置的設計，分色濾光器的入射角可發生更復雜的變化。在某些情況下，可完全優化這些濾光器中的至少一個濾光器的入射角。入射角的變化還用作代表濾光器透射光譜中的其他偏移的根源，諸如由關于這些濾光器中所用的復雜多層堆積的層的涂層厚度中的變化導致的這些根源。在用于顏色分離及再合成的基于SLM的投影裝置中所用的分色濾光器的生產當中，±5nm的主波長和整體通帶誤差將被認為是非常細的誤差，接近可重復性的極限。
這些實例中所用的delta E方法最適用于對顏色的鄰近區域評估色差，諸如在平鋪顯示裝置的接縫區域的兩邊上發現的這些色差。對應于可視差異的delta E的程度并不是絕對的。色差受到觀測條件的顯著影響。兩個delta E相當好地對應于平鋪結構中的兩個投影顯示裝置上，屏幕亮度為12到16英尺朗伯(亮度單位英尺·流明/厘米)的白點間的最小可視色差。顯示裝置的位深限制了顯示裝置可用于顯示色差的色彩模擬的能力。在大部分計算機通常的8位色顯示上，三個的模擬色差在理想觀測條件下剛好可見。然而，適用于高畫質應用的投影顯示裝置要么使用10位色對數數據格式，要么使用14到16位線性格式，以提供所要求的動態范圍和保真度。
在色分離及再合成裝置的投影裝置中，色移的其他作用是改變了可顯示顏色的色域。圖6將參考投影裝置601的色域與投影裝置602的色域進行比較，其中三個色分離及再合成濾光器的通帶偏移了5納米。
本發明允許通過控制進入色分離及再合成裝置的光的光譜能量分布來調節基于SLM的投影系統中的顏色。這可用于修正由電燈和反射鏡系統中的變化導致的輸入光的色調變化，還可用于修正由色分離及再合成裝置中的有色濾光器產生的色調變化。本發明實現了對于相加混合色系統而言，將較寬頻帶的有色濾光器用于色分離及再合成裝置中，其進而產生由人眼觀測感知的寬帶色刺激，人眼觀測也具有對應于顏色的寬帶。通過將色分離及再合成裝置中的各寬帶有色濾光器的通帶中的窄帶光能量加入到輸入至色分離及再合成裝置的照明光中，可改變感知色。如果窄帶源的光功率和波長范圍可調，那么就可控制系統中的色調變化，并可將所得顯示中的原色匹配至期望標準色。
圖7示出了本發明的典型實施例的示意圖，該實施例形成了結合本發明的方法的投影裝置的照明系統。在701處，主照明源包括反光鏡部件和高壓氙弧燈。圖中示出了橢圓反光鏡和球形反向反射鏡組合裝置，但對于本領域的技術人員來說，公知地，也可使用其他反光鏡和電燈組合裝置。來自于701的光的多余紅外線成分通過選擇反射鏡702來消除。然后通過光混頻系統713將來自于濾光器702的光703導向照明聚光棒(integrating bar)714。然后通過中繼裝置715將聚光棒714的輸出聚焦至期望照明錐中，并然后導向色分離及再合成裝置716中，在此處該輸出對SLM裝置進行照明。該色分離及再合成裝置716類似于圖1中所示的色分離及再合成裝置105，并且包括SLM、電子及投影透鏡的該投影光學系統的平衡可參照圖1來推斷。
在典型的投影裝置中，主照明源可以是輸入功率為3kW或大于3kW的氙弧燈。該照明源提供了用于投影圖像照明的主照明源。所提供的副照明源用于顏色修正。這些照明源包括電燈和反光鏡部件704、707及710連同波長選擇濾光器705、708及711。電燈和反光鏡部件704以及波長選擇濾光器705產生的照明光706光能約為主照明源光能的20％，其波長分布限定于光譜的紅色部分，例如圖8中的曲線圖800上的曲線801。然后光706與來自于主照明源701的光進行混頻，并通過光混頻系統713導向照明聚光棒714。
類似地，電燈和反光鏡707以及波長選擇濾光器708產生的照明光709約為主照明源光能的20％，其波長分布限定于光譜的綠色部分，例如圖8中的曲線圖800上的曲線802。然后照明光709與來自于主照明源701的光和來自于副照明源704的光進行混頻，并通過光混頻系統713導向照明聚光棒714。
類似地，電燈和反光鏡710以及波長選擇濾光器711產生的照明光712約為主照明源光能的20％，其波長分布限定于光譜的藍色部分，例如圖8中的曲線圖800上的曲線803。然后照明光712與來自于主照明源701的光和來自于副照明源704和707的光進行混頻，并然后通過光混頻系統713導向照明聚光棒714。
因此，由聚光棒714接收的總照度是來自于4個電燈和反光鏡系統以及相關的濾光器的光的總和。各副照明源配備控制裝置，從而可調節對于總照明光輸入714各照明源的分布。這可例如通過控制提供給電燈和反光鏡組合裝置704、707及710中的各副照明電燈的功率來實現，或通過利用可變光學衰減器裝置例如可調孔徑或可變中性密度濾光器控制到達聚光棒的光量706、709、及712來實現。副功率控制信號例如參照下面圖15所述進行計算。
圖7中的光混頻系統713可用各種方式構造。反光鏡方式即為一簡單實例，例如在四個照明源之間均分聚光棒714輸入孔徑的四面棱錐。該均分方式很有效。色分離及再合成裝置716上SLM裝置的面積和投影透鏡的焦距比數通常確定了投影裝置照明系統中的有限范圍(étendue)。無論透射光學裝置715提供多大的放大倍數，聚光棒的輸入孔徑通常與該范圍相匹配。照明源的該范圍通常非常大，并隨后僅有部分來自于照明源的總光通量耦合至投影裝置的照明系統中。
與圖7中的系統相類似的系統必須在主和副照明源之間均分SLM范圍，并且該均分將對系統的效率有影響。因為主照明源將具有最大的弧，所以對主照明源的效率將影響最大，因此其對于SLM的范圍將具有最大的不匹配。
對于某些顯示裝置中所用的較寬的屏幕高寬比，例如電影應用中所要求的這些屏幕高寬比，聚光棒的輸入孔徑通過主照明源701可能在一個方向上不能填滿。于是可以設置混頻系統713利用來自于副照明源704、707、及710的光來填滿輸入孔徑的邊緣。
如下所示，對于某些應用，可能要求提供三個副照明源，在此情況下，可減少均分SLM范圍的問題。對于本領域的技術人員來說，公知地，光混頻系統713還有其他可選結構，應用這些系統不會背離本發明的精神。
圖9示出了第二典型實施例，其將主和副照明源設置成不必在多個照明源之間均分SLM范圍。主照明源901同樣包括了反光鏡部件和高壓氙弧燈。圖中示出了橢圓反光鏡和球形反向反射鏡組合裝置，但對于本領域的技術人員來說，公知地，也可使用其他反光鏡和電燈組合裝置。來自于901的光902的多余紅外線成分通過選擇反射鏡903來消除。然后使來自于濾光器903的光904到達照明聚光棒917。然后通過中繼裝置918將聚光棒917的輸出聚焦至期望照明錐中，并然后導向色分離及再合成裝置919，在此處該輸出對SLM裝置進行照明。該色分離及再合成裝置919類似于圖1中所示的色分離及再合成裝置105，并且包括SLM、電子及投影透鏡的該投影光學系統的平衡可參照圖1來推斷。
燈和反光鏡部件905產生副照明光906，通過波長選擇反光鏡907將其轉折90度。光906被907反射的部分成為照明光908，其光能約為主照明源光能的20％，波長分布限定于光譜的紅色區域很少的部分，例如圖8中的曲線圖804上的曲線805。波長選擇反射鏡907反射來自于副照明源905的期望部分的光，并透射來自于主照明源901的光904的與反射光908的光譜以外的部分相對應的所有部分。接下來照明聚光棒917的輸入孔徑對于照明源901和905是完全可用的，而來自于主照明源901的光904的損失限定于與反射光908相對應的光譜的很少的部分。
燈和反光鏡部件909產生副照明光910，通過波長選擇反光鏡911將其轉折90度。光910被911反射的部分成為照明光912，其光能約為主照明源光能的20％，波長分布限定于光譜的綠色區域很少的部分，例如圖8中的曲線圖804上的曲線806。波長選擇反射鏡911反射來自于副照明源909的期望部分的光，并透射來自于主照明源901的光904的與反射光912的光譜以外的部分相對應的所有部分。波長選擇反射鏡911還透射來自于副光源905的所有光908。接下來照明聚光棒917的輸入孔徑對于照明源901、905、和909是完全可用的，而來自于主照明源901的光904的損失限定于與反射光908和反射光912相對應的光譜的很少的部分。
燈和反光鏡部件913產生副照明光914，通過波長選擇反光鏡915將其轉折90度。光914被915反射的部分成為照明光916，其光能約為主照明源光能的20％，波長分布限定于光譜的藍色區域很少的部分，例如圖8中的曲線圖804上的曲線807。波長選擇反射鏡915反射來自于副照明源913的期望部分的光，并透射來自于主照明源901的光904的與反射光916的光譜以外的部分相對應的所有部分。波長選擇反射鏡915還透射來自于副照明源905的所有光908以及來自于副照明源909的所有光912。接下來照明聚光棒917的輸入孔徑對于照明源901、905、909和913是完全可用的，而來自于主照明源901的光904的損失限定于與反射光908、反射光912和反射光916相對應的光譜的很少的部分。所得光901通過濾光器907、911和915透射的光譜約為圖8中曲線圖808上的曲線809。各副照明源配備控制裝置，從而可調節各照明源對總照明光輸入917的分布。這可例如通過控制提供給電燈和反光鏡組合裝置905、909及913中的各副照明電燈的功率來實現，或通過利用可變光學衰減器裝置例如可調孔徑或可變中性濾光器控制到達聚光棒的光量908、912、及916來實現。副功率控制信號例如參照下面圖15所述進行計算。
圖10中示出了第三典型實施例，其也將主和副照明源設置成不必在多個照明源之間均分SLM范圍。主照明源1001同樣包括了反光鏡部件和高壓氙弧燈。圖中示出了橢圓反光鏡和球形反向反射鏡組合裝置，但對于本領域的技術人員來說，公知地，也可使用其他反光鏡和電燈組合裝置。反射鏡1003當將想得到的照明光1004反射90度時，同時透射光1002的多余紅外線成分。然后使照明光到達照明聚光棒1017。然后通過中繼裝置1018將聚光棒1017的輸出聚焦至期望照明錐中，并然后導向色分離及再合成裝置1019中，在此處該輸出對SLM裝置進行照明。該色分離及再合成裝置1019類似于圖1中所示的色分離及再合成裝置105，并且包括SLM、電子及投影透鏡的該投影光學系統的平衡可參照圖1來推斷。
燈和反光鏡部件1005產生副照明光1006，其穿過了波長選擇反光鏡1007。波長選擇反射鏡1007反射來自于照明源1005的光的多余部分并透射期望部分，該期望部分成為照明光1008，其光能約為主照明源光能的20％，波長分布限定于光譜的紅色區域很少的部分，例如圖8中的曲線圖804上的曲線805。波長選擇反射鏡1003透射光1008，并反射來自于主照明源1001的光1004的與反射光1008的光譜以外的部分相對應的所有部分。接下來照明聚光棒1017的輸入孔徑對于主照明源1001是完全可用的，而來自于主照明源1001的光1004的損失限定于與反射光1008相對應的光譜的很少的部分。
如圖10所述，可增加另外的副照明源，其中電燈和反光鏡部件1009產生副照明光1010，并與波長選擇反射鏡1011結合產生照明光1012，其光能約為主照明源光能的20％，波長分布限定于光譜的綠色區域很少的部分，例如圖8中的曲線圖804上的曲線806。類似地，電燈和反光鏡部件1013產生副照明光1014，并與波長選擇反射鏡1015結合產生照明光1016，其光能約為主照明源光能的20％，波長分布限定于光譜的藍色區域很少的部分，例如圖8中的曲線圖804上的曲線807。由于各副照明源1005、1009和1013將具有較小的電燈，并因此將具有范圍相應較小的弧，所有由聚光裝置1017的輸入孔徑所呈現的SLM裝置的可用范圍可以由來自于各副照明源的適當形狀的亮度分布均分。這些照明源可布置為例如，處于三角形(圖10的平面圖中示出由三個副照明源部分重疊而成)的頂點以及對每個照明源都分配一部分的聚光棒總受光角。各副照明源配備控制裝置，從而可調節各照明源對總照明光輸入1017的分布。這可例如通過控制提供給電燈和反光鏡組合裝置1005、1009、及1013中的各副照明電燈的功率來實現，或通過利用可變光學衰減器裝置例如可調孔徑或可變中性濾光器控制到達聚光棒的光量1008、1012、及1016來實現。副功率控制信號例如參照下面圖15所述進行計算。
通過考慮例如主照明源901的光譜能量分布可優化圖9和圖10的設計，例如類似于圖11中1101所示的氙氣燈。如圖所示，一些部分的曲線包含的能量小于總能量，如果副照明源波長處于這些區域中，那么將減少主照明源的功率損失。
值得注意的是，在圖7、圖9、和圖10中，各副照明源的光譜能量分布將由投影裝置的色分離及再合成裝置中的有色濾光器濾波。這對于副照明源，影響了光譜的選擇，并且其對于效率很重要，這些照明源所處的光譜區域，其中對應于色分離及再合成裝置濾光器的通帶具有相當高的透射性。
對于色分離及再合成裝置的濾光器，要求使用寬帶寬，以有效地使用來自于白色光源，例如氙氣燈的光。寬帶寬還減少了光在色分離及再合成系統中散射的趨勢，并減少了通帶波長的偏移效果，這是因為該孔眼(eye)將通過各濾光器的整個光進行了平均。窄帶照明源的缺點在于效率較低并且對波長偏移更敏感，因為由這些照明源的波長中的變化導致的色移將更容易被人眼觀測到。
然而，如果使得波長選擇反射鏡907、911、和915(1007、1011和1015)上的入射角可以進行調節，那么就可消除來自于副照明源的色調變化。正如本領域的技術人員所知道的，必須提供一些裝置來補償反射方向中的變化，以將光保持聚焦至聚光棒917(或1017)的輸入上。
圖9和圖10的裝置的另一個實施例可通過完全除去主照明源901或1001，并增加照明源905(1005)、909(1009)和913(1013)的功率來實現。在某些應用中，經證實這是更有效的設置，特別地，由于對這三個照明源的功率的適光加權導致綠光源具有比紅藍光源更高的總光通量要求，其通過要求較少的紅藍副照明源的功率而提高了該設置的整體效率。
此外，要求主和副照明源的亮度分布要相匹配，從而顏色中多余的非均衡性不會在應用中出現，其中后續的光學系統可改變該組合照明源的亮度分布。
參照圖12，可理解圖7的裝置的操作。該討論也可應用于圖9和圖10的系統及其對應的部件。圖12示出了利用對應19312度觀測者的色匹配函數的CIE xy曲線圖。實線連接的三角形1201連接了三個點1202、1203和1204，其為圖7中的色分離及再合成裝置716的紅、綠和藍色濾光器的xy坐標值。該三角形表示如果其由主照明源而不含副照明源(所有副照明源光功率設置為零)進行照明，那么由應用了圖7的色分離及再合成裝置716的投影系統的三個色通道的亮度的所有組合可形成的色域。
類似地，虛線連接的三角形1211連接了三個點1212、1213和1214，其為圖7中的紅、綠和藍副照明源及濾光器704及705、707及708，以及710及711的xy坐標值。三角形1211表示當由圖7中的濾光器705、708和711濾波并隨后由圖7的色分離及再合成裝置716的有色濾光器濾波而不含主照明源時，三個副照明源704、707和710的亮度的所有組合可形成的色域。
投影裝置的三個色通道控制SLM裝置調制光，通過色分離及再合成裝置以及投影透鏡將其導向屏幕。如上所述，進入色分離及再合成裝置的光是主照明源和副照明源的總和。當將投影裝置的三個通道的亮度提高至其最大值、或100％滿值時，習慣上，稱所顯示的顏色為顯示裝置的白點。對于投影裝置色域的白點，如1205所示，其副照明源的光功率被設置為零。任意三原色色域的白點的計算如下式(3)進行WPx=Rx+Gx+Bx3]]>WPy=Ry+Gy+By3]]>(3)其中Rx，Ry＝紅原色的色度Gx，Gy＝綠原色的色度Bx，By＝藍原色的色度WPx，Wpy＝白點的色度其中R＝G＝B＝100％換言之，顯示裝置的白點是由三原色形成的三角形的形心。原色指一組三個光譜能量分布，所選擇的原色為三個光譜能量分布中沒有任何一個能由其他兩個的混合進行匹配。根據色度圖，這將得到一個三角形，因為根據定義，三個不共線的點將構成一個三角形。對于圖像投影系統，原色的選擇并不是任意的。通常，所選原色使得由三原色構成的色域包括該系統要求再現的所有顏色。
如上所述，通過改變投影裝置中一個或多個色通道的增益可以調節該白點的顏色，從而各紅、綠和藍為100％的輸入象素亮度值，根據期望白點，用對于三色中的一種或多種顏色小于100％的象素亮度值來顯示。然而，同樣正如所討論過的，這減小了顯示裝置的最大亮度，而且通常僅對中間色調和混合了所有三種原色的顏色修正了色平衡。
對系統增加第二組原色以允許不減少三色中任何一種顏色的亮度來改變顯示裝置的色平衡，并允許調節導致白點及相關色域的實際偏移的顯示裝置的原色色度。以下參照圖12可更好地理解這一點。
連接點1203和1213的向量(vector)1223是條直線，沿著該直線可得到將綠主照明源和綠副照明源混合的所有組合。這兩個照明源的光功率比等于沿向量1223的距離的比例。當各照明源光功率相同時，形成混合，該混合處于向量1223的中點。在圖7的實例系統中，所選副照明源的最大光功率為主照明源光功率的20％。這限定了沿向量1223的距離，即該混合可從主1203行進至副1213，圖12中的1226處的“X”示出了該距離。
類似地，連接點1202和1212的向量1222是條直線，沿著該直線可得到將紅主照明源和紅副照明源混合的所有組合。這兩個照明源的光功率比等于沿向量1222的距離的比例。當兩個照明源光功率相同時，形成混合，該混合處于向量1222的中點。在圖7的實例系統中，所選副照明源的最大光功率為主照明源光功率的20％。這限定了沿向量1222的距離，即該混合可從主1202行進至副1212。
連接點1204和1214的向量1224是條直線，沿著該直線可得到將紅主照明源和紅副照明源混合的所有組合。這兩個照明源的光功率比等于沿向量1224的距離的比例。當兩個照明源光功率相同時，形成混合，該混合處于向量1224的中點。在圖7的實例系統中，所選副照明源的最大光功率為主照明源光功率的20％。這限定了沿向量1224的距離，即該混合可從主1204行進至副1214。
圖13是表示改變圖7中色分離及再合成裝置716中的各原色濾光器的色度上的入射角的效果的CIExy曲線圖。所示1301處的三角形，其實線連接三個原色濾光器為正常入射角的三原色色度軌跡紅1305、綠1308、以及藍1311，并表示可由這些原色顯示的色域。關于這三原色色度所得的白點在1314處示出。三角形1302，其虛線輪廓線連接三個原色濾光器入射角大于正常入射角的三原色色度軌跡紅1304、綠1307、以及藍1310，并表示可由這些原色顯示的色域。關于這三原色色度所得的白點在1313處示出。三角形1303，其虛線輪廓線連接三個原色濾光器入射角小于正常入射角的三原色色度軌跡紅1306、綠1309、以及藍1312，并表示可由這些原色顯示的色域。關于這三原色色度所得的白點在1315處示出。
圖13中的曲線圖示出了改變入射角或偏移各濾光器的通帶的預期效果。該效果是將原色色度或多或少沿光譜軌跡移動，該移到朝向對應減小入射角的較長波長，并朝向對應增大入射角的較短波長。前面所給的式(1)還預測了對于更長的波長，伴隨有入射角的改變的波長偏移將更大，而圖13顯示出綠原色偏移得最大。
圖14示出了和圖13相同的信息，但是該圖繪制成了u*v*曲線圖，將具有標稱入射角的三原色的白點1404定為中心。三角形1401及其頂點表示標稱入射角的原色的色度，三角形1402表示增大入射角的效果，而三角形1403表示減小入射角的效果。此處因為u*v*曲線圖具有更均衡特性，所以各原色所行進的距離更接近相等。
因為對于給定的入射角改變，較長的波長將偏移得更多，所以對于分色濾光器，通帶的帶寬中也將有變化。隨著入射角的增大，通帶的較長波長側比通帶的短波長側更進一步地移向較短的波長。這導致通帶隨著入射角的增大而略微變窄。這是由于色度的非線性運動造成的，其在圖14的藍原色中很容易看出來。
顯然，確定副照明源的光功率設置的優選方法是，首先確定單獨主照明源的色度，并隨后將所要求數量的各副照明源增加到主照明源上，從而使所得混合盡可能地接近各原色的期望色度。當該操作完成時，所得白點也將處于期望色度。
兩種顏色混合的色度坐標可由下式(4)進行計算Mx=C1x-[(C1x-C2x)*αC2αC1+αC2]]]>My=C1y-[(C1y-C2y)*αC2αC1+αC2]]]>(4)其中Mx，My＝色C1與C2的混合的x，y色度坐標C1x，C1y＝色C1的x，y色度坐標C2x，C2y＝色C2的x，y色度坐標αC1＝色值1αC2＝色值2色值可以是任意單位，通常采用0到1的范圍。例如，在圖9中的綠主照明源903的色度可由C1表示，在圖9中的綠副照明源913的色度可由C2表示。于是C1的值為1，而C2的值(例如副照明源功率為C1的20％)為0.2。
圖7、圖9、和圖10中本發明的優選實施例將使用副照明源，其色度位于沿表示色分離及再合成裝置中的原色預期的色移的向量的地方，并且位于沿與預期偏移相反的方向的地方。該設計的優化將要求選擇這些濾光器的誤差和規格，其將在色分離及再合成原色的色度范圍中產生合適的偏差，并還容許副照明源的有色濾光器中的誤差。
有可能無法要求給定的系統調節所有三原色色度。然而三個照明源提供了最常規的結構，如果要在特殊應用中細致地估算由特殊顯示系統呈現的色移的性質，那么可以只要求一個或兩個副照明源。還很顯然的是，如果要求匹配該白點，而不完全修正原色的顏色，那么單個最優定位副照明源將允許沿將該副照明源與該顯示裝置的未修正白點相連接的向量來調節白點。
再來參照圖13，通常，對副照明源的色度選擇其方法是，確保該系統的色域可沿要求的方向調節，并且當將副照明源的功率保持盡可能地低時，特別地，當要求兩個或多于兩個照明源時，將超出所要求的范圍。提供最常規操作的系統優選地將對連接主和副照明源的所有三個向量具有相同的長度，極有可能沿任何方向偏移原色色度。
同樣優選地是，圖7、圖9、和圖10的系統結合了用于以消色差方式調節顯示裝置的整體亮度的裝置。即，用于亮度調節的該裝置應該起當調節顯示裝置的亮度時，保持主照明源和副照明源之間光通量程度比的作用。該調節系統可參照電路圖15進行描述。
顯示裝置的整體亮度由主亮度調節裝置1501控制。其可以是，例如，軟件選擇的值，以從0到100％的滿值的百分比來調節。類似地，1502是主照明源光功率調節裝置，同樣，軟件選擇的值變動范圍從0到100％。1503處的函數是乘法器，其導致主照明源光功率命令1504由主亮度控制值1501與主照明源光功率控制值1502的乘積形成。主照明源光功率命令1504可以是例如對應于所選光功率的二進制數，其進而被提供給數字模擬轉換器，并且所得電壓用于通過可調輸出電燈電源控制主照明源電燈功率。
調節裝置1505是用于紅副照明源的光功率調節裝置。其可以是軟件選擇的值，以從0到100％的滿值的百分比來調節，將該值設置為由上述計算確定的值，以調節顯示系統的紅色通道的色度。該值通過乘法器函數1506來處理，其形成了紅副照明源光功率命令1507，其為紅副照明源光功率控制值1505與主亮度控制值1501的乘積。紅副照明源光功率命令1507可以是例如對應于所選光功率的二進制數，其進而被提供給數字模擬轉換器，并且所得電壓用于通過可調輸出電燈電源控制紅副照明源電燈功率。
類似地，調節裝置1508是用于綠副照明源的光功率調節裝置。其可以是軟件選擇的值，以從0到100％的滿值的百分比來調節，將該值設置為由上述計算確定的值，以調節顯示系統的綠色通道的色度。該值通過乘法器函數1509來處理，其形成了綠副照明源光功率命令1510，其為綠副照明源光功率控制值1508與主亮度控制值1501的乘積。綠副照明源光功率調節裝置1510可以是例如對應于所選光功率的二進制數，其進而被提供給數字模擬轉換器，并且所得電壓用于通過可調輸出電燈電源控制綠副照明源電燈功率。
類似地，調節裝置1511是用于藍副照明源的光功率調節裝置。其可以是軟件選擇的值，以從0到100％的滿值的百分比來調節，將該值設置為由上述計算確定的值，以調節顯示系統的藍色通道的色度。該值通過乘法器函數1512來處理，其形成了藍副照明源光功率命令1513，其為藍副照明源光功率控制值1511與主亮度控制值1501的乘積。藍副照明源光功率命令1513可以是例如對應于所選光功率的二進制數，其進而被提供給數字模擬轉換器，并且所得電壓用于通過可調輸出電燈電源控制藍副照明源電燈功率。
乘法器函數1503、1506、1509、和1512使主亮度調節裝置1501可成正比地調節所有4個照明源的光功率，當通過主亮度調節裝置改變顯示裝置的整體亮度時，保持這些照明源之間相同的相對平衡。
可根據圖16的程序來實現圖7、圖9、和圖10的系統的調節。首先，在步驟1600中，對于所有三個輸入通道紅、綠和藍，將輸入圖像增益設置為最大(100％)。也將主亮度調節裝置(圖15中的1501)設置為滿值(100％)。接下來，在步驟1602中，將所有三個副照明源的光功率設置為零。接下來，在步驟1604中，向投影裝置提供全白輸入信號，并調節主照明源的光功率以設置期望顯示亮度。在步驟1606中，將全紅輸入信號提供給投影裝置，從而將投影裝置中的紅圖像SLM的全部象素激勵至滿亮度。接下來在步驟1608中，測量紅圖像的光譜能量分布。類似地，在步驟1610中，將全綠輸入信號提供給投影裝置，在步驟1612中，測量綠圖像的光譜能量分布。類似地，在步驟1614中，將全藍輸入信號提供給投影裝置，在步驟1616中，測量藍圖像的光譜能量分布。接下來在步驟1618中，利用CIE色匹配函數計算關于紅、綠和藍圖像的三色刺激值。接下來在步驟1620中，由三色刺激值計算關于紅、綠和藍原色的CIE xy值。
接下來在步驟1622到1640中，通過將主照明源光功率設置為零，隨后通過測量進而僅由各副照明源照射的全白圖像的光譜能量分布，并計算關于這些光譜能量分布的三色刺激值，并將其轉換成CIExy坐標，來獲得副照明源的CIExy坐標。接下來表示三色中的每一色的可調節范圍的向量是將在步驟1620中計算的原色CIExy坐標與在步驟1640中計算的副照明源的CIExy坐標相連接的直線。假定關于期望原色的CIExy坐標已知，那么通過找到來自于各期望CIE坐標的最短直線與關于各原色的主照明源色度和副照明源色度之間的向量相交的位置，就可確定所要求的副照明源光功率。主照明源-副照明源直線上到期望CIE坐標的最近的點的位置可計算如下d=|(C2y-C1y)(C3x-C1x)-(C2x-C1x)(C3y-C1y)|(C2x-C1x)2+(C2y-C1y)2]]>(5)
|→C1CM|=|→C1C3|2-d2---(6)k=|→C1CM||→C1C2|---(7)CMx=[k*|C1x-C2x|]+C1x---(8)CMy=[k*|C1y-C2y|]+C1y---(9)]]>其中C1是主光源原色度的CIE坐標C2是副光源色度的CIE坐標C3是期望原色度的CIE坐標 是C1與C2之間的向量 是C1與C3之間的向量d是C3與 之間的最短距離 是長度為d的沿C1到 與C3之間的垂直向量的向量，k是 的長度與C1與C2之間的距離的比CM是 上最接近C3的點的CIE坐標一旦坐標CM已知，就可計算形成與C1的混合導致色度CM所要求的C2的值。主照明源光功率將保持在步驟1604中所設置的值，所以C1所表示的色值將是1，可利用下式計算C2的值αC2=k1-k]]>(10)其中k來自于上式(7)αC2由CIE坐標C2表示的色值這些計算可在圖1 6的步驟1642和1644中執行。接下來，在步驟1646設置副照明源光功率，在步驟1648中，主照明源返回至步驟1604中所建立的設置。接下來在步驟1650中，根據要求利用主亮度調節裝置調節亮度，以補償來自于副照明源的額外的光。
圖17示出了圖7的系統在圖6中所示的6度偏移的情況下，在調節顯示裝置色域的過程中的作用。在此情況下，如圖17所示，白點從原始位置1702偏移至處于參考投影裝置白點1701的兩deltaE單位內的新位置1703。這導致關于三原色和白點的delta E值如下表所示
Delta E圖18中示出了該實例的關于主照明源的相關光譜分布和副照明源的設置。將主照明源光譜能量分布標準化為1并顯示為曲線1801。圖中示出了作為紅1802、綠1803和藍1804的各成比例功率處的副照明光譜。圖19示出了相對于參考色域1901的色域位置1902的所得修復(restoration)。圖19示出了顯示裝置原色的色坐標通過增加圖7的系統中的副照明源而被重新調直。因此實現了飽和色的匹配。如前面所討論的，所有基于SLM的投影系統都具有有限且非零的黑水平。因為在SLM裝置之前實現了色平衡，所以直至最小可顯示值以及直至顯示裝置黑水平，都可獲得色匹配。對于通過調節輸入信號來操縱顏色的系統而言，這將不成立，因為當沒有信號顯示時，所得到的將是黑色。
圖7、圖9、和圖10的系統的另一個實施例對各副照明源結合了可調分色濾光器。在此實施例中，各副濾光器關于副照明源入射光束的角度是可調的，允許各副照明源的所得光譜能量分布向較長或較短的波長偏移。圖20示出了關于綠原色和綠副色濾光器的通帶。2001處的實線表示圖7中的色分離及再合成裝置716中的綠原色濾光器的通帶。2002處的點線表示圖7中的綠副色濾光器708的通帶。粗實線2003表示當該濾光器上的入射角增大6度時綠原色通帶的偏移。2004處的粗點線表示對副色濾光器上的入射角中的偏移作補償的結果。
圖21示出了基于圖20的所示的通帶而所得的關于主和副照明源的色度坐標。點2101對應于關于圖20中2001處所示的綠原色濾光器的通帶。點2102對應于關于圖20中2002處所示的綠副色濾光器的通帶。類似地，點2103對應于關于圖20中2003處所示的入射角增大了6度的綠原色濾光器的通帶，點2104對應于關于當偏移圖20中2004處所示的補償值時的綠副色濾光器的通帶。
為了使偏移色度2103回至未偏移色度2101，副照明源必須位于表示通帶向較長波長偏移的坐標處。這可通過調節綠副色濾光器上的入射角以產生該偏移來實現。圖21示出了此情況，其中圖21中連接點2101和2103的向量2105是一直線，沿著該直線綠原色的色度隨著濾光器上的入射角改變而移動。箭頭2106表示色度隨著入射角增大時移動的方向。類似地，連接點2102和2104的向量2107是一直線，沿著該直線綠原色的色度隨著濾光器上的入射角改變而移動。箭頭2108表示色度隨著入射角減少時移動的方向。
當主和副照明源光譜混頻時，所得投影裝置的綠色通道的色度將位于圖21的向量2105和2107之間的地方。從圖21中可以得知，關于綠原色的變化范圍和目標色度將確定這兩個向量的優選位置。應該明白的是，上述描述僅僅出于說明的目的，圖21中并不一定示出了實際系統中要修正的變化程度，但是本發明的精神覆蓋了任何結構的主和副光譜，并且為了調節投影顯示裝置中的顏色，可以實現所得色度。
圖7、圖9、和圖10的系統基于常規弧光燈照明源。當屏幕尺寸和照明要求優選地使用例如氙弧燈的高輸出照明源用于主照明源時，副照明源應該為氙弧燈或其他類型的弧光燈，同時或可選地，副照明源可為白熾燈照明源、激光或發光二極管(LED)。如果將白熾燈照明源、激光或發光二極管(LED)陣列照明源用于圖7、圖9、和圖10的系統中，那么正如本領域的技術人員所知道的，副照明源電燈和反光鏡部件的光學結構需要作適當地變化。使用激光或LED陣列作為副照明源在所提供的這些照明源中具有特別的優勢，因為其直接發射對應于光譜的紅、綠和藍部分的所選光譜帶。白熾燈和LED照明源兩者都還具有可簡單地直接電子控制亮度的好處。
第三可選結構還應考慮如圖3中的直線305所示的波長偏移的效果。圖22中示出了圖1的系統中所用的色分離及再合成裝置中所用的三個濾光器的通帶上的這些偏移的效果。例如，2201處示出了關于紅色濾光器的參考光譜透射曲線，2202處示出了偏移后的樣式。這些圖是關于由增大濾光器的傾角導致的偏移，但是從濾光器的涂層堆積中層厚的變化當中也會產生類似的偏移。類似地，2203處示出了關于綠色濾光器的參考光譜透射曲線，2204處示出了偏移后的樣式，而2205處示出了關于藍色濾光器的參考光譜透射曲線，2206處示出了偏移后的樣式。無論如何，所示朝向光譜藍色端的偏移將由增大到達各濾光器的光的入射角而得到。
圖23示出了關于帶通濾光器的曲線。2301處示出了關于該濾光器的光譜透射的參考曲線，2302處示出了關于該濾光器的光譜透射的偏移曲線。該曲線示出了朝向光譜藍色端的偏移，類似于圖22中的曲線所示的偏移。
根據圖24中所示的典型實施例，示出了用于顏色修正的可選實施例，其形成了結合本發明的方法的投影裝置的照明系統。照明源2401包括反光鏡部件和高壓氙弧燈。圖中示出了橢圓反光鏡和球形反向反射鏡的組合裝置，但對于本領域的技術人員來說，公知地，也可使用其他反光鏡和電燈的組合裝置。來自于2401的光的多余紅外線成分通過選擇反射鏡2402來消除。照明光2403然后通過可調帶通濾光器2404，然后進入照明聚光棒2405。然后通過照明中繼裝置2406將聚光棒2405的輸出聚焦至期望照明錐中，并然后導向色分離及再合成裝置2407中。該色分離及再合成裝置2407類似于圖1中所示的色分離及再合成裝置105，并且包括SLM、電子及投影透鏡的該投影光學系統的平衡可參照圖1來推斷。
可調帶通濾光器2404的角度相對于照明系統的光軸(常規地為θ角)可調節，從而可改變光2403的入射角。濾光器2404具有與圖23中所示帶通特性相類似的帶通特性。該特性以圖23中所示的方式變化，該濾光器的傾角相對于入射光2403而變化。通過調節該濾光器的角度，可使得該帶通特性或多或少地減少進入聚光棒2405的光的藍色部分。同時，濾光器將或多或少地切去光譜的紅色部分。該調節操作調節顏色的方式類似于由圖25的u*v*曲線圖所示的圖7的系統的方式。圖25是一個區域圖，該區域源于類似圖2的曲線圖，并占據了與圖2中204處的虛線輪廓線相同的區域。2501處是普朗克光譜軌跡，2503對應典型的采用了DMD裝置的三基于SLM的投影裝置的白點。圓2504示出了從白點2503以兩delta E單位色差為半徑的范圍。直線2505表示由色分離及再合成裝置中所用的紅、綠和藍分色濾光器上的照明光的傾斜角變化所導致的投影裝置白點的色移方向。點2506表示圖1的系統中的第二投影裝置的偏移白點坐標，點2507表示由圖24的系統調節的偏移白點。
還可增加可進行類似于濾光器2404的調節的第二濾光器。圖26是可用作圖24的系統中的兩個可調濾光器的光譜透射曲線的實例。濾光曲線2601對應于第一高通濾光器，該第一高通濾光器調節關于照明光切去的紅色光譜的邊界。濾光曲線2602對應于第二低通濾光器，該第二低通濾光器調節關于照明光切去的藍色光譜的邊界。這兩個濾光器提供了更靈活的調節，可實現與圖25中所示相同的好處。
圖24的系統可采用與圖16中所示的方法相類似的方法進行調節。在此情況下，當投影裝置由全白輸入信號激勵時，只需確定投影裝置的白點的三色刺激值，并隨后調節2404處的該濾光器和這些濾光器的角度，直到獲得期望白點色度。
就傾角的效果而言，一般認為其在照明場上是均衡的。采用了用于色分離及再合成用照明系統的分色濾光器的投影裝置試圖確保各有色濾光器上的所有點看上去有相同的角度分布。這可以通過采用例如對色分離及再合成裝置中的濾光器產生照明光源的遠心圖像的照明光學系統來實現。通過遠心結構，圖像主光線角相對于所有場點都將是零，邊緣光線相對于各場點具有基本相同的角度。
入射角較小地變化如6°或±3°，將導致delta E偏移3個單位，在將使用本發明的某些實施例中這足以看得見了。已知圖1系統中所用類型的基于SLM的投影裝置將呈現出該色移，同時整體圖像具有，例如，從右至左三個delta E或更多的水平偏移，使得投影圖像的一側當相比于另一側時具有整體上的藍色偏色。設置具有兩個各具有相對的色移的投影裝置的系統增大了這兩個投影裝置之間接縫的明顯度，此情況應該避免出現。
通過在照明光線中配置可調帶通濾光器，類似于圖24中的2404并可類似地在中繼裝置中調節θ角，例如靠近遠心照明中繼裝置的光瞳，則可通過調節帶通濾光器上的入射角來控制屏幕上的色移。圖27中示出了此情況，其對應于圖24的照明系統的一部分。圖27中的2701是聚光棒，其對應于圖24中的2405。照明中繼裝置2702對應于圖24中的2406。2703是色分離及再合成系統，其對應于圖24中的2407。2705處表示可調帶通濾光器，2704處表示中繼裝置的遠心光闌，以及2706處表示中繼裝置的末級透鏡。
圖28是中繼裝置2702的詳細圖，示出了2801處的光闌和2802處的可調帶通濾光器。透鏡2803對應于圖27中的末級中繼透鏡部件2706。2804處表示來自于光軸上方的物場點的光束，主光線以虛線來表示，邊緣光線以實線來表示。類似地，2805處表示沿著光軸的光束，2806處表示來自于光軸下方的物場點的光束。如圖28所示，來自于光軸上方的物場點的光線2804以比光軸2805處的光線或光軸2806下方處的光線更傾斜的角度撞擊可調濾光器2802。這導致了光軸上方的光線更大的波長偏移。這些光線在光線穿過色分離及再合成裝置并通過投影透鏡聚焦至投影屏幕上之后，對應于投影裝置顯示的一條邊。光線2805對應于至投影裝置顯示中心的光線，光線2806對應于與2804處的光線相對的投影裝置顯示的另一條邊。2805和2806處的光線由于其與濾光器2802相交處的角度減小導致越來越小的波長偏移。通過適當地調節濾光器2802的角度，可由濾光器2802來補償顯示裝置上的色移。如果使該中繼裝置或該中繼裝置包含可調濾光器2802的部分圍繞光軸旋轉，允許以常規的φ方向進行調節，則可調節色移修正的方向，例如，從顯示裝置上的水平方向到對角方向。
圖27的系統可利用與圖16中所述的方法相類似的方法進行調節。在此情況下，投影裝置由全白輸入信號激勵時，只需確定投影裝置相對邊緣的白點的三色刺激值，并隨后調節2705處的濾光器的角度和旋轉，直到在各邊緣處的白點色度之間獲得期望匹配。
應該理解，以上所述是為了對本發明進行說明，本發明的原理可應用于單個投影裝置、兩個或多于兩個投影裝置，以及可應用于投影裝置被設置為以水平、垂直、或既水平又垂直布置的圖像矩陣來產生合成圖像。本發明還可應用于不是基于用于色分離和/或再合成的分色濾光器的投影裝置，因為顏色調節方法與投影裝置中所用的用于顏色分離和/或再合成的濾光器類型無關。本發明可包含所有這些可選結構，應用于所有這些結構并不背離本發明的精神。
權利要求
1.一種投影系統，具有三個色通道，每個色通道對應一種原色，包括多個空間光調制器裝置，每個空間光調制器裝置對應一個色通道，各空間光調制器可調制每個象素基上的光；主照明源，用于產生光；多個副照明源，每個副照明源均用于產生光；多個光功率控制裝置，用于控制由所述副照明源產生的光通量；聚光裝置，用于匯聚由所述主照明源和所述副照明源產生的光；色分離及再合成裝置，用于接收來自于所述聚光裝置的所述匯聚光，將所述光分離成所述色通道，將在各色通道中的所述光導向所述對應的空間光調制器，以及將來自于各空間光調制器的所述調制光再合成以形成圖像；以及投影透鏡，用于接收來自于所述色分離及再合成裝置的所述圖像，并將所述圖像投影，其中，增加來自于所述副照明源的所述光起控制所述圖像中的色調變化的作用。
2.根據權利要求1所述的系統，其中，所述主照明源和所述副照明源均具有亮度分布，并且所述主照明源和副照明源的亮度分布是匹配的。
3.根據權利要求1所述的系統，其中，對應每個色通道均存在副照明源。
4.根據權利要求1所述的系統，其中，通過利用副光功率控制信號控制所述光功率控制裝置。
5.根據權利要求4所述的系統，其中，通過確定僅使用了所述主照明源的所述原色的色度，并隨后確定使所產生的混合達到各原色的期望色度所需要的各副照明源的光量，來計算所述副光功率控制信號。
6.根據權利要求4所述的系統，其中，所述副光功率控制信號通過以下方法進行計算，包括a)對于所有三原色通道，將輸入圖像通道增益設至最大；b)將所述副照明源的光功率設為零；c)由所述主照明源提供最大白光功率；d)將所述主照明源的所述光功率設為期望顯示亮度；e)提供第一原色輸入，從而將所述第一原色空間光調制器的全部象素激勵至滿亮度，以產生第一原色圖像；f)測量所述第一原色圖像的所述光譜能量分布；g)重復步驟(e)和(f)，用于第二原色輸入和第三原色輸入；h)計算所述原色圖像的三色值；i)計算對應所述原色圖像三色值的xy坐標；j)將所述主照明源的所述光功率設為零，并向所述投影裝置提供全白輸入，從而將所有空間光調制器裝置的所有象素激勵至滿亮度，以產生全白圖像；k)只將所述第一副照明源設置為最大功率以產生第一副色圖像；l)測量所述第一副色圖像的光譜能量分布；m)重復步驟(k)和(l)，用于第二副照明源和第三副照明源；n)計算所述副色圖像的三色值；o)計算對應所述副色圖像三色值的xy坐標；p)在所述第一原色圖像xy坐標和第一副色圖像xy坐標之間的第一主-副色向量上找到最接近第一期望顯示原色xy坐標的第一xy坐標；q)計算用于第一副照明源的第一副光功率控制信號，以產生與步驟(p)中得到的第一xy坐標相對應的顏色；r)重復步驟(p)用于在所述第二原色圖像xy坐標和第二副色圖像xy坐標之間的用于最接近第二期望顯示原色xy坐標的xy坐標的第二主-副色向量，以及用于在所述第三原色圖像xy坐標和第三副色圖像xy坐標之間的用于最接近第三期望顯示原色xy坐標的xy坐標的第三主-副色向量；以及s)重復步驟(q)以計算用于第二副照明源的第二副光功率控制信號，以及計算用于第三副照明源的第三副光功率控制信號。
7.根據權利要求6所述的系統，其中，所述用于設置所述副光功率控制信號的方法還包括a)將所述副照明源設置為基于所述副光功率控制信號的光功率；b)提供全白輸入信號；以及c)根據要求調節所述整體顯示亮度。
8.根據權利要求6所述的系統，其中，在步驟(p)和(q)中確定的所述副光功率控制信號通過下式來計算d=|(C2y-C1y)(C3x-C1x)-(C2x-C1x)(C3y-C1y)|(C2x-C1x)2+(C2y-C1y)2;]]>|C1CM→|=|C1C3→|2-d2;]]>k=|C1CM→||C1C2→|;]]>CMx＝[k*|C1x-C2x|]+C1x； 以及αC2=k1-k,]]>其中C1是主光源原色度的xy坐標C2是副光源色度的xy坐標C3是期望原色度的xy坐標 是C1與C2之間的向量 是C1與C3之間的向量d是C3與 之間的最短距離 是沿C1到 與C3之間的垂直向量的、長度為d的向量k是 的長度與C1與C2之間的距離的比CM是 上最接近C3的點的xy坐標αC2是由C2的xy坐標表示的色值
9.根據權利要求7所述的系統，其中，利用主亮度控制電路來調節整體顯示亮度。
10.根據權利要求9所述的系統，其中，所述主亮度控制電路包括主亮度控制值；主照明源光功率控制值；主乘法器，用于由所述主亮度控制值與所述主照明源功率控制值的乘積來計算主照明源光功率命令值；第一副照明源功率控制值；第一乘法器，用于由所述主亮度控制值與所述第一副照明源功率控制值的乘積來計算第一副照明源光功率命令值；第二副照明源功率控制值；第二乘法器，用于由所述主亮度控制值與所述第二副照明源功率控制值的乘積來計算第二副照明源光功率命令值；第三副照明源功率控制值；以及第三乘法器，用于由所述主亮度控制值與所述第三副照明源功率控制值的乘積來計算第三副照明源光功率命令值。
11.根據權利要求1所述的系統，其中各副照明源具有相關的可調分色濾光器，其中所述可調分色濾光器用于進行調節以改變對各副照明源的所述入射角，以調節所述圖像中的色調變化。
12.根據權利要求1所述的系統，還包括光混合系統，用于將由所述主照明源和所述副照明源產生的所述光聚焦至所述聚光裝置中。
13.根據權利要求1所述的系統，其中，所述主和副照明源是燈。
14.根據權利要求1所述的系統，其中，各副照明源包括波長選擇濾光器。
15.根據權利要求1所述的系統，其中，所述主照明源和所述副照明源是白熾照明源。
16.根據權利要求1所述的系統，其中，所述主照明源和所述副照明源是發光二極管陣列照明源。
17.根據權利要求1所述的系統，其中，所述副照明源是激光。
18.根據權利要求1所述的系統，其中，所述系統用于多投影系統中，并且所述系統的所述圖像與至少一個其他圖像結合以形成合成圖像。
19.在用于產生彩色圖像的投影系統中調節所述圖像的顏色的方法，所述投影系統具有用于三個色通道中的每一個色通道的空間光調制器，每個色通道對應一種原色，所述方法包括提供具有從至少一個照明源到分離及再合成裝置的光譜能量分布的光；控制進入所述色分離及再合成裝置的光的光譜能量分布，而不用減少所述圖像的所述整體亮度；通過至少一個空間光調制器調制所控制的光以形成圖像；以及將所述圖像投影。
20.根據權利要求19所述的方法，其中，所述照明源包括主照明源和至少一個副照明源，并且通過增加來自至少一個副照明源的光來控制所述光譜能量分布。
21.根據權利要求20所述的方法，其中，通過確定僅使用了所述主照明源的所述原色的色度，隨后確定使產生的混合達到各原色的期望色度所需要的各副照明源的光量，來計算來自于所述副照明源的增加的光量。
22.根據權利要求19所述的方法，其中，存在三個副照明源，每個副照明源對應一個色通道。
23.根據權利要求21所述的方法，其中，所述總照明的所述光譜能量分布通過控制來自于各副照明源的光的光功率來控制，以實現用于各原色的期望色度。
24.根據權利要求20所述的方法，其中，各副照明源具有相關的可調分色濾光器，所述可調分色濾光器允許各副照明源的所得光譜能量分布向較長或較短的波長偏移。
25.根據權利要求19所述的方法，其中，所述光譜能量分布通過所述照明源與所述分離及再合成裝置之間的可調帶通濾光器來控制，其中所述可調帶通濾光器用于控制所述色譜，以使進入所述分離及再合成裝置的光中的各原色值受到控制。
26.根據權利要求25所述的方法，其中，通過用處于中性位置的所述可調帶通濾光器確定所述原色的所述色度，并通過隨后調節所述帶通濾光器，使所得混合達到各原色的期望色度，來計算進入所述分離及再合成裝置的光中的各原色值。
27.根據權利要求19所述的方法，其中，所述投影系統用于多投影系統中，并且由所述系統產生的所述圖像與由至少一個其他系統產生的至少一個其他圖像結合以形成合成圖像。
28.一種投影系統，具有三個色通道，每個色通道對應一種原色，包括多個空間光調制器裝置，每個空間光調制器裝置對應一個色通道；照明源，用于產生光；第一可調帶通濾光器，用于控制至少一個色通道中的光的所述光譜能量分布；聚光裝置，用于匯聚由所述照明源產生的并由所述第一可調帶通濾光器濾波的光；色分離及再合成裝置，用于接收來自于所述聚光裝置的所述匯聚光，將所述光分離成所述色通道，將在各色通道中的所述光導向所述對應的空間光調制器，以及將來自于各空間光調制器的所述調制光再合成以形成圖像；以及投影透鏡，用于接收來自于所述色分離及再合成裝置的所述圖像，并將所述圖像投影，其中，所述第一可調帶通濾光器的調節起控制所述圖像中的色調變化的作用。
29.根據權利要求28所述的系統，其中，通過用處于中性位置的所述第一可調帶通濾光器確定所述原色的所述色度，并隨后確定為了實現使所產生的混合達到各原色的期望色度所需要的各主照明源的光量，用于所述第一可調帶通濾光器的角度，來計算所述第一可調帶通濾光器的調節。
30.根據權利要求28所述的系統，進一步包括第二可調帶通濾光器，用于控制至少一個色通道中的光量，其中所述第一及第二可調帶通濾光器的調節起控制所述圖像中的色調變化的作用。
31.根據權利要求30所述的系統，其中，通過用處于中性位置的所述第一及第二可調帶通濾光器確定所述原色的所述色度，并通過隨后確定為了實現產生的混合要達到各原色的期望色度所需要的各主照明源的光量的，用于所述第一可調帶通濾光器的角度和用于所述第二可調帶通濾光器的角度，來計算所述第一及第二可調帶通濾光器的調節。
32.根據權利要求28所述的系統，還包括照明中繼裝置，所述中繼裝置位于所述聚光裝置與所述分離及再合成裝置之間的所述光路中，其中所述第一可調帶通濾光器位于所述中繼裝置中。
33.根據權利要求28所述的系統，其中，所述投影系統用于多投影系統中，并且由所述系統產生的所述圖像與由其他系統產生的至少一個其他圖像結合以形成合成圖像。
34.一種投影系統，具有三個色通道，每個色通道對應一種原色，包括多個空間光調制器裝置，每個空間光調制器裝置對應一個色通道，各空間光調制器裝置可調制光；三個照明源，用于產生光，其中每個照明源對應一個色通道；多個光功率控制裝置，用于控制由所述照明源產生的光通量；聚光裝置，用于匯聚由所述照明源產生的光；色分離及再合成裝置，用于接收來自于所述聚光裝置的具有光譜能量分布的所述匯聚光，將所述光分離成所述色通道，將在各色通道中的所述光導向所述對應的空間光調制器，以及將來自于各空間光調制器的所述調制光再合成以形成圖像；以及投影透鏡，用于接收來自于所述色分離及再合成裝置的所述圖像，并投影所述圖像，其中，控制進入所述分離及再合成裝置的光的所述光譜能量分布，以控制所述圖像的色調變化。
35.根據權利要求34所述的系統，其中，所述光譜能量分布通過控制來自于各照明源的所述光功率來控制，以實現各原色的期望色度。
36. 根據權利要求34所述的系統，其中，各照明源具有相關的可調分色濾光器，所述可調分色濾光器允許各照明源的所得光譜能量分布向較長或較短的波長偏移。
37.根據權利要求34所述的系統，其中，所述投影系統用于多投影系統中，并且由所述系統產生的所述圖像與由至少一個其他系統產生的至少一個其他圖像結合以形成合成圖像。
38.根據權利要求22所述的系統，其中，各副照明源具有相關的可調分色濾光器，所述可調分色濾光器允許各副照明源的所得光譜能量分布向較長或較短的波長偏移。
全文摘要
本發明公開了一種可改進投影顯示裝置中的彩色調節的系統、裝置以及方法。所公開的裝置、系統以及方法用于匹配包括顯示原色的各顯示裝置的色平衡，所公開的裝置、系統以及方法還用于校正基于SLM的投影裝置的場中的隨場色調變化。
文檔編號H04N9/31GK1695383SQ02829918
公開日2005年11月9日 申請日期2002年10月21日 優先權日2002年10月21日
發明者肖恩·阿德金斯, 邁克爾·吉本 申請人:圖象公司