用于彩色視頻投影系統的透反式色彩再現裝置及方法制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及透反式色彩再現。本發明專利技術的實施例包括用于包括色彩再現子系統的照明排布結構的裝置、方法以及系統。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術的公開實施例涉及彩色視頻投影系統的領域。更具體地，本專利技術的公開實施例涉及彩色視頻投影系統中的色彩再現。
技術介紹
更快速切換液晶和數字微鏡技術近來的發展，已使得能夠制造單板投影系統。這些投影系統可以使用連續式或滾顯式濾色器，以橫越顯示器滾顯色彩，每次一行更新顯示器，而非更新整個幀。這種方法對于某些具有慢響應時間的液晶顯示器來說尤其有用。已經開發出色輪和色鼓，以提供在更新顯示器的行時橫越顯示器滾顯的色彩帶。這些濾色器實現了向顯示器的一個部分透射僅一種色彩(典型的是，紅色、綠色，或藍色)的光。這種顯示器基于圖像數據選擇性地透射各種單色光的部分。透射型顯示器可以通過反射或吸收一種偏光的光而透射另一種偏光的光來完成選擇性透射。未透射的光因濾色器或顯示器而不產生效率地在系統中損耗。這導致了調光顯示器(dimmer display)或者需要更亮的光源。在投影儀中，調光顯示器更難于觀看，而更亮的光源增加了功耗、需要耗散的熱量，以及投影儀系統的成本。附圖說明在附圖中通過舉例而非限制的方式，例示了本專利技術的實施例，其中，類似的標號指示相似的部件，并且其中圖1是根據本專利技術實施例的，向顯示器提供光的包括色彩再現子系統的照明排布結構的簡化圖示平面圖；圖2A和2B示出了根據本專利技術實施例的，通過滾顯透反式濾色器產生的在兩個時刻聚焦在顯示器上時的光的圖； 圖3是根據本專利技術實施例的透反式濾色器的橫截面圖；圖4是根據本專利技術實施例的，向顯示器提供光的在色彩再現路徑中包括光學積分器(integrator)的照明排布結構的多個變型例的簡化圖示平面圖；圖5是根據本專利技術實施例的，包括將再現光耦合回直接光路中的色彩再現路徑的照明排布結構的多個變型例的簡化圖示平面圖；圖6是根據本專利技術實施例的，向顯示器提供光的包括具有中繼光學排布結構和鏡的色彩再現子系統的照明排布結構的簡化圖示平面圖；圖7是根據本專利技術實施例的，向顯示器提供光的包括具有中繼光學排布結構和光學積分器的色彩再現子系統的照明排布結構的簡化圖示平面圖；圖8是根據本專利技術實施例的，向顯示器提供光的包括色彩再現子系統和偏光再現子系統的照明排布結構的簡化圖示平面圖；以及圖9是根據本專利技術實施例的，示出視頻單元耦合至包括圖像投影光學裝置和照明排布結構的投影系統的視頻投影系統的簡化圖示平面圖。具體實施例方式本專利技術的實施例涉及多媒體彩色投影儀，更具體地，涉及照明排布結構中的色彩再現和/或偏光再現。在下面的詳細描述中，參照構成說明書的一部分的附圖，在附圖中，始終用類似的標號指示類似的部分，并且在附圖中，按例示的方式示出了其中可以實現本專利技術的具體實施例。應當理解，也可利用其他實施例，并且在不脫離本專利技術實施例的范圍的情況下，可以進行結構或邏輯上的改變。還應當注意，在對附圖的討論中可以使用諸如上、下、前、后的方向。使用這些方向便于對附圖的討論，而非旨在限制本專利技術實施例的應用。因此，下面的詳細描述不應理解為具有限制性的意義，而本專利技術實施例的范圍由所附權利要求及其等同物來限定。圖1例示了根據本專利技術實施例的，向顯示器14提供光的包括再現子系統18的照明排布結構6的簡化圖示平面圖。光源8可以光學耦合至透反式濾色器12，以使透反式濾色器12接收光源8產生的光的至少一部分。接著，透反式濾色器12可以向顯示器14透射光的一部分而反射光的另一部分。再現子系統18可以光學耦合至透反式濾色器12，以使其接收反射光。接著，可以通過再現子系統18對該反射光進行再現，并且將其再引入至透反式濾色器12。光源8根據具體應用可以是常規設計或任何其它設計。在一個實施例中，光源8可以包括安裝在橢圓形反射鏡的焦點處的弧光燈。在橢圓形反射鏡與透反式濾色器12之間可以設置任選的凹凸透鏡(meniscuslens)(未示出)，以會聚光并減小錐角。本專利技術的實施例可以采用會聚(示出)光源或發散光源以適應下游光學結構。白光可以沿入射軸10傳播，并且以入射角θ照在透反式濾色器12的表面上。透反式濾色器12可以透射一定通帶16內的光，而反射這些通帶16外的光。透射光13可以對顯示器14進行照明。雖然這個實施例尤其適合于利用諸如液晶顯示器或液晶光閥的透射型顯示器的投影系統，但是，不同實施例可以使用經恰當修改(包括將光再成像到反射板上)的任何其它反射型或透射型顯示器。反射光可以沿反射軸16向再現子系統18的輸入部18a行進。輸入部18a可以設置在反射軸16上，該反射軸16與入射軸10不重合，以使為聚集反射光所需的光組件不干擾入射光。反射軸16和入射軸10在透反式濾色器12的表面處相交。再現子系統18可以將反射光重定向回透反式濾色器12，作為沿再現軸20的再現光。在各個不同的實施例中，再現軸20(即，再現光被再引入至透反式濾色器12所沿的軸)根據再現子系統的特性，可以與反射軸16、入射軸10重合，或者與任一軸都不重合。在再引入后，再現光20中的一些可以透射至顯示器14。在這個實施例中，再現光20可以通過再現子系統的輸入部18a射出，然而，其它實施例可以針對再現子系統18設置分立的輸入部和輸出部。在顯示器14處，光源8產生的角強度分布，即，作為入射角θ的函數的光透射進入到投影透鏡的入射光瞳的角展度(angular spread)，可能看起來像兩個相疊的拉長亮斑。上亮斑可以源于來自入射軸10的光，而下亮斑可以是沿反射軸20返回的光。光分布在與兩個垂直排列斑正交的水平方向上(該水平線可以被視為通過圖中的紙平面的線)。兩個亮斑對應于平均入射角θ接近垂直于顯示器14的中央區域。如果恰當地選擇并定位透反式濾色器12和顯示器14，則可以利用照明的該橢圓形分布特性，來改進系統的效率。例如，在其中顯示器14包括數字微鏡裝置的實施例中，我們可以利用通過恰當調整微鏡的傾斜方向而實現的非對稱光瞳，這通常會限制一個方向上的光瞳大小(以便獲得高對比度)。光瞳非對稱性可以與正交于鏡的傾斜方向的方向匹配，以利用這個特性。圖2A和2B示出了根據本專利技術一個實施例的，通過滾顯透反式濾色器12產生的聚焦在顯示器14上時光的圖。光場26可以包括多種色彩(例如，原色，其對應于滾顯透反式濾色器12的各段)的滾顯帶。在圖2A中，光場26被分成三個帶紅光帶28、綠光帶30，以及藍光帶32。這些帶橫越光場移動，從而在稍后示出同一光場26的圖2B中，這些帶已經移到光場下。藍光帶32已經部分地滾離光場的底部，并且已經部分地再出現在頂部。這種方法使得可以幾乎恒定地照明顯示器的全部行而不是一些行。僅正改變成下一色彩的行對于圖像無效。在彩色帶之間可以設置黑帶(未示出)，以防止正在改變的行影響顯示器14。透反式濾色器12可以用于使光源和滾顯顯示器14同步，以便在恰當的時間以恰當的色彩對顯示器14的每一行進行照明。可以適于這類應用的透反式濾色器12的示例包括但不限于旋轉棱鏡、旋轉色鼓、連續色彩再捕獲輪，以及帶調制濾波器。它們都具有這樣的特征，即，可以同時向顯示器14透射許多色彩，通常為三原色，例如，紅色、綠色以及藍色。圖3示出了根據本專利技術一個實施例的透反式濾色器12的橫截面圖。在這個實施例中，透反式濾色器12包括紅光通帶36、綠光通帶38以及藍光通帶40。這些彩色光通帶允許與特定色彩相對應的頻率范圍通過濾色器，而本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種裝置，該裝置包括：光源，該光源用于產生光；透反式濾色器，該透反式濾色器光學地耦合至所述光源，以接收沿入射軸的光，所述透反式濾色器包括至少一個色彩通帶，以在所述入射軸與反射軸不重合的情況下，透射一頻率范圍內的至少一部分光， 而沿所述反射軸反射所述頻率范圍外的至少一部分光；以及再現子系統，該再現子系統光學地耦合至所述透反式濾色器，具有位于所述反射軸上的輸入部，并具有輸出部，該再現子系統通過所述輸入部接收反射光，并且通過所述輸出部向所述透反式濾色器發射再現 光。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：澤格JA比爾惠則，
申請(專利權)人：富可視公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]