專利名稱：帶有場(chǎng)鏡的色彩管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及用于投射顯示器的色彩管理系統(tǒng)，具體來講，涉及系統(tǒng)和方法，這種系統(tǒng)和方法用來將一個(gè)場(chǎng)鏡加入到系統(tǒng)之中，以將輸入照明分成分離的色彩信道，在每個(gè)所述分離的色彩信道上疊加空間信息，集中光束，消除或減少不必要的雜訊，并將所述分離的色彩信道重新組合以便于高對(duì)比度全色圖像的投射。
背景技術(shù)：
對(duì)于投射顯示器，人們希望結(jié)合使用一種色彩管理系統(tǒng)，并且還希望這樣的色彩管理系統(tǒng)有利于產(chǎn)生高對(duì)比度圖像，并同時(shí)能夠容納相對(duì)高水平的照明通量和提供有效的包裝。但令人遺憾的是，現(xiàn)有的色彩管理系統(tǒng)僅能夠通過使用高度專業(yè)化的材料，來達(dá)到實(shí)際的照明通量水平上的對(duì)比度增加，這樣就導(dǎo)致了成本的不合理增加。
色彩管理系統(tǒng)一般首先將入射光(如白光)分成穿過可見光譜(如紅、綠和藍(lán))的多個(gè)色彩信道，然后利用所述分離的色彩信道來照明相應(yīng)的多個(gè)微顯示器(如LCoS微顯示器)，并將所述色彩信道重新組合以產(chǎn)生輸出光(如白光)。由于人們希望將圖像與輸出光束一起投射，所以可在重新組合之前，用所述微顯示器將空間信息疊加到每個(gè)所述色彩信道中。這樣，全色圖像就可以與所述輸出光束一起投射。本文所使用的術(shù)語“微顯示器”、“面板”、“顯示器”、“顯示板”和“光閥”是指一種機(jī)械裝置，這種機(jī)械裝置被配置用來接收初始光束，分配空間信息給該光束，并且發(fā)出包括所述初始光束和所述空間信息的修正光束。這樣的微顯示器的一個(gè)例子是型號(hào)為DLLASX-070由日本JVC公司生產(chǎn)的。
應(yīng)注意到微顯示器能夠被配置成實(shí)質(zhì)上的反射顯示板或?qū)嵸|(zhì)上的透射顯示板。實(shí)質(zhì)上的反射顯示板被配置成能夠朝著大體上是所述初始光束的進(jìn)來的方向發(fā)射修正光束(即向后反射)。實(shí)質(zhì)上的透射顯示板被配置成能夠朝著大體上類似于所述初始光束的傳播方向發(fā)射修正光束(即穿過所述面板透射修正光束)。例如，反射顯示板可以被配置成接收以第一方向傳播的初始光束，將空間信息加到光束上，并朝著所述初始光束產(chǎn)生的方向發(fā)射修正光束(即以與所述初始光束的方向成180°的方向反射)?；蛘撸梢耘渲靡粋€(gè)透射顯示板以接收初始光束，在光束中加上空間信息，并且朝著大體上與所述初始光束的傳播方向相同的方向發(fā)射修正光束。
現(xiàn)有技術(shù)中的色彩管理系統(tǒng)從而遠(yuǎn)沒有足夠的證據(jù)表明，其能夠在不損害其保持有效數(shù)量的照明通量或提供有效包裝的能力下，而可以低成本產(chǎn)生高對(duì)比度圖像。造成這種情況的部分原因是所有的實(shí)光學(xué)元件所固有的光學(xué)特征所導(dǎo)致的圖像雜訊。造成這種情況還有一個(gè)原因是，現(xiàn)有的色彩管理系統(tǒng)不能夠在所述光束投射到顯示器之前有效地將這樣的雜訊分離并排除。
例如，許多現(xiàn)有技術(shù)中的色彩管理系統(tǒng)采用實(shí)體“立方體型”偏振光束分離器來進(jìn)行色彩分離和重新組合。這些偏振光束分離器還被稱為MacNeille棱鏡或立方體偏振光束分離器?！傲⒎襟w型”偏振光束分離器所固有的特性是易受熱梯度的影響，熱梯度一般在高的通量水平時(shí)產(chǎn)生，并往往會(huì)引起應(yīng)力雙折射，而這種雙折射會(huì)導(dǎo)致光的去偏振和對(duì)比度的降低。因此，當(dāng)希望得到高對(duì)比度圖像時(shí)，就必須采用昂貴的高指數(shù)低雙折射玻璃。雖然已經(jīng)證明這種方法對(duì)降低在低水平通量時(shí)的雙折射有效，但這樣做花費(fèi)很高，而且消除或減少在高通量水平下(如大于約500流明)的由熱引起的的雙折射的有效性會(huì)降低。
例如，

圖1示出了一種現(xiàn)有技術(shù)中的色彩管理系統(tǒng)110，人們所熟知的這種色彩管理系統(tǒng)為由Colorlink公司所生產(chǎn)的ColorQuadTM，在這種系統(tǒng)中采用四個(gè)立方體偏振光束分離器和五個(gè)色彩選擇延遲元件來提供色彩的分離和重新組合。根據(jù)這個(gè)系統(tǒng)，入射立方體偏振光束分離器接收入射光束120并將其分成三個(gè)成分，一個(gè)綠色成分121，一個(gè)藍(lán)色成分122和一個(gè)紅色成分123。所述紅色成分123從反射紅色面板133接收空間信息；所述藍(lán)色成分122從反射藍(lán)色面板132接收空間信息；所述綠色成分121從反射綠色面板131接收空間信息。最后，輸出立方體偏振光束分離器將紅色成分123和藍(lán)色成分122與綠色成分121重新組合以形成全色圖像140，這種全色圖像可根據(jù)系統(tǒng)的目的由投射透鏡或其它光學(xué)元件來接收。
應(yīng)注意到在高水平的光通量時(shí)，立方體偏振光束分離器110一般變成熱負(fù)荷并且必然發(fā)生物理扭曲而引起應(yīng)力雙折射，這種應(yīng)力雙折射往往會(huì)導(dǎo)致光的去偏振和對(duì)比度的降低。另外，所述紅色、綠色和藍(lán)色光成分除了從立方體偏振光束分離器110中的紅色、綠色和藍(lán)色面板接收空間信息之外，一般還接收并不希望得到的由所述紅色、綠色和藍(lán)色光路的光學(xué)元件材料中的雙折射所產(chǎn)生的空間信息。這種并不希望得到的空間信息往往還降低圖像的對(duì)比度。
為了降低使用立方體偏振光束分離器時(shí)的反作用，已做了各種各樣的嘗試以在色彩管理系統(tǒng)中用平板偏振光束分離器來替代立方體結(jié)構(gòu)。不過，這些嘗試往往產(chǎn)生與平板偏振光束分離器有關(guān)的其它光學(xué)像差，如像散。因此，人們就能夠很好地理解在目前的色彩管理系統(tǒng)中所使用的絕大多數(shù)光學(xué)元件都會(huì)對(duì)所穿過的光束產(chǎn)生雜訊，和/或以其它形式破壞所穿過的光束，或所穿過的光束會(huì)受到這些光學(xué)元件的影響。應(yīng)注意到本文所使用的術(shù)語“雜訊(noise)”和/或“光束的破壞(corrupt[ion of a]light beam)”是指包括，例如，散射，偏振旋轉(zhuǎn)(即，從偏振光束分離器發(fā)出的，可能包括具有并不希望的旋轉(zhuǎn)偏振方向的成分的非同源偏振光)，材料雙折射，和/或其它的并不希望得到的，與光學(xué)元件和其類似的部件有關(guān)的幾何的和/或與涂層有關(guān)的特性。
相應(yīng)地，許多色彩管理系統(tǒng)也包含了光學(xué)過濾器，如分析器或偏振器，這些分析器或偏振器被配置，試圖從所述光束中排除大部分或全部這種雜訊，以使圖像的對(duì)比度的實(shí)質(zhì)性部分能夠恢復(fù)。這些過濾器可以試圖通過，例如，根據(jù)其偏振將光分離，來排除這樣的雜訊。這樣做是可能的，因?yàn)楣馐乃Ｍ玫降墓獬煞挚梢圆捎玫谝黄穸ㄏ?，而雜訊可以采用不同的定向，或者實(shí)質(zhì)上不偏振。
不過，令人遺憾的是，當(dāng)光束穿過光學(xué)元件或受光學(xué)元件影響的時(shí)候，光的偏振往往會(huì)受到干擾。因此，來自包括所希望的圖像的光的雜訊的一部分，至少是基于偏振，往往會(huì)變得無法辨別。因此，在受到破壞的光束穿過每個(gè)連續(xù)的光學(xué)元件時(shí)，或受到每個(gè)連續(xù)的光學(xué)元件影響時(shí)，全部并有效地從基于偏振的光束中排除雜訊的機(jī)會(huì)就會(huì)變小。不過，在現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中，直到被破壞的光束已穿過之后，或者被破壞的光束已被另外的光學(xué)元件，如光復(fù)合器、棱鏡和/或類似的元件影響之后，另外的光成分才被排除。
除了這些和其它的難點(diǎn)之外，現(xiàn)有技術(shù)中的系統(tǒng)常常受到散射光的影響，這種散射光可能令人不希望地達(dá)到光學(xué)元件，并能夠與所希望的圖像相結(jié)合，或以其他方式破壞所希望的圖像，這種所希望的圖像由所述面板加在修正的光束上。例如，在許多現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中，其中，輸出光束被傳輸?shù)酵渡渫哥R或另一個(gè)光學(xué)元件，這種光的一部分可能由所述元件令人遺憾地反射，并向其它的系統(tǒng)元件傳回(即向后反射)并且由其它的系統(tǒng)元件所接收。然后該反射光可能令人不希望地與所希望的光重新組合來產(chǎn)生復(fù)合光束，該復(fù)合光束既包括所述希望的圖像，也包括，例如，所希望的圖像的重影。相應(yīng)地，所述復(fù)合的帶有重影的圖像可能令人并不希望地被傳輸?shù)斤@示器上。
此外，現(xiàn)有技術(shù)中使用透射板的色彩管理系統(tǒng)常常會(huì)遇到位于透射板的下游的光學(xué)元件中的極熱情況。這種常見問題是由需要從修正光束中將無用的光除去而產(chǎn)生的，并且可能在所述透射板不能夠?qū)⑦@樣的無用光除去時(shí)發(fā)生。令人遺憾的是，這種情況在透射板中比在反射板中要常見得多。特別地，在典型的色彩管理系統(tǒng)中，由面板所接收的初始光束帶有固定的光亮度或亮度。然后，所述面板在接收到所述初始光束之后，通過在大量分立位置(如象素)的每一個(gè)位置上調(diào)制光的強(qiáng)度，而將空間信息加在(即修正)所述光束上。一般來講，反射板系統(tǒng)是通過僅僅反射(即發(fā)射)包括所想要的圖像的光，吸收無用的光和發(fā)出所產(chǎn)生的熱來達(dá)到這個(gè)目的。而另一方面，透射板一般透射所接收到的大體上所有的初始光，但通過對(duì)所述光束的所選擇的特性(如偏振)進(jìn)行空間上的修正來加上空間信息。相應(yīng)地，使用透射板的系統(tǒng)常常必須依靠下游光學(xué)元件，根據(jù)空間修正的特性(如偏振)來排除無用光(和熱)。相應(yīng)地，由于排除了無用光，所以就產(chǎn)生了熱。對(duì)某個(gè)元件進(jìn)行配置以適合于排除大量的光的需要，給那些光學(xué)元件加上了困難的設(shè)計(jì)限制。
我們也會(huì)常常注意到，人們所希望得到的是，降低包括色彩管理系統(tǒng)的光學(xué)元件的尺寸，以降低色彩管理系統(tǒng)的總體尺寸，并將與大型光學(xué)元件有關(guān)的難度和成本減到最小。相應(yīng)地，如果能夠有一種系統(tǒng)和方法來提供這樣一種色彩管理系統(tǒng)會(huì)很有好處，這種色彩管理系統(tǒng)在光學(xué)元件上和整個(gè)色彩管理系統(tǒng)上的尺寸減小。
相應(yīng)地，如果有一個(gè)這樣的色彩管理系統(tǒng)會(huì)很有好處，這種系統(tǒng)能夠用在高通量投射系統(tǒng)，并同時(shí)能夠在熱環(huán)境的廣泛范圍下運(yùn)行，在產(chǎn)生高對(duì)比度圖像的同時(shí)，降低雙折射的敏感度并改良其穩(wěn)定性。如果有一個(gè)這樣的色彩管理系統(tǒng)還會(huì)有進(jìn)一步的好處，這種系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)這些目的而并不要求昂貴的、高指數(shù)的、低雙折射的玻璃，或不會(huì)特別易受到平面構(gòu)形中偏振光束分離器所產(chǎn)生的光學(xué)像差的影響。再者，有這樣一種色彩管理系統(tǒng)還會(huì)有進(jìn)一步的好處，這種系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)這些目的，而同時(shí)能夠消除或減少由散射光所產(chǎn)生的重影或其它并不希望得到的圖像。有這樣一種色彩管理系統(tǒng)還會(huì)有進(jìn)一步好處，這種系統(tǒng)能夠在透射板系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)這些目的，而同時(shí)又能夠減輕與這樣的透射板有關(guān)的極端溫度環(huán)境難題。
發(fā)明簡(jiǎn)述本發(fā)明的方法和裝置指出了現(xiàn)有技術(shù)中的很多缺點(diǎn)。本發(fā)明的不同方面提出了有利于投射顯示系統(tǒng)的色彩管理的改進(jìn)方法和裝置。本發(fā)明的有效色彩管理適用于具有改進(jìn)的對(duì)比度、雙折射敏感度和穩(wěn)定性的高通量投射系統(tǒng)，并能夠極大地降低成本。此外，本發(fā)明提供一種色彩管理，其適用于不利的熱環(huán)境而并不要求昂貴的、高指數(shù)、低雙折射率的玻璃。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示范性實(shí)施例，色彩管理系統(tǒng)包括兩個(gè)或更多面板，這些面板被配置用來產(chǎn)生帶有空間信息的光束，還包括兩個(gè)或更多相應(yīng)的分析器，這些分析器被定位以在所述面板發(fā)出光束時(shí)來接收這些光束。每個(gè)圖像吸收器(assimilator)包括一個(gè)場(chǎng)鏡，該場(chǎng)鏡被定位，以將光束透射到反射面板并從該面板接收反射的修正光束。每個(gè)場(chǎng)鏡被配置成將所述修正光束會(huì)聚以產(chǎn)生會(huì)聚錐形光束，該會(huì)聚錐形光束然后由一直徑減小的下游元件所接收。所述分析器被定位，以在所述光穿過另一個(gè)光學(xué)元件，如光復(fù)合器，之前，直接從所述圖像吸收器接收光束。所述分析器被配置成用來產(chǎn)生與進(jìn)來的光束相比對(duì)比度有所改進(jìn)的過濾光輸出。通過將所述分析器定位來直接從所述圖像吸收器接收光束，即在光束穿過其它光學(xué)元件之前，所述分析器就能夠基于偏振，從包含所希望的圖像的光中，在雜訊變得不可辨別之前，將實(shí)質(zhì)上所有的雜訊排除。相應(yīng)地，該實(shí)施例產(chǎn)生與現(xiàn)有技術(shù)相比對(duì)比度水平和暗態(tài)均勻度顯著提高的圖像。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示范性實(shí)施例，每個(gè)分析器還可以包括一個(gè)光學(xué)延遲器元件，如半波延遲器或四分之一波長延遲器。如果過濾器包括光學(xué)延遲器元件，那么光學(xué)延遲器元件可以被配置成可以有選擇地修正從所述圖像吸收器發(fā)出的光的偏振，以使所發(fā)出的光實(shí)質(zhì)上被線性偏振，從而使每個(gè)色帶的偏振軸大體上與每個(gè)其他的色帶的偏振軸相同。應(yīng)注意到這樣的光學(xué)延遲器元件可以選擇用來顯示特定的光學(xué)延遲，例如，在15到350納米之間的光學(xué)延遲，視所希望的旋轉(zhuǎn)與所述圖像吸收器中所剩余的延遲的匹配程度而定，例如實(shí)質(zhì)上補(bǔ)償所述面板中的光學(xué)延遲?？蛇x擇地，根據(jù)光學(xué)延遲器元件的特點(diǎn)，可以對(duì)所述分析器進(jìn)行配置，以從所述光輸出中排除預(yù)定波長或波長帶的光。
在一個(gè)示范性實(shí)施例中，色彩管理系統(tǒng)包括一個(gè)單板，或可以包括兩個(gè)或更多面板，其中，每個(gè)面板接收和發(fā)射分離的光成分。根據(jù)該實(shí)施例，所述分離的光成分可由一個(gè)光源所產(chǎn)生，來自該光源的光束由一個(gè)或多個(gè)光分離器接收。將每個(gè)這樣的光分離器定位以接收包括兩個(gè)或更多成分的光輸入，并且每個(gè)這樣的光分離器被配置，用來將光成分彼此分離開來，并發(fā)射兩個(gè)或更多的光束，每個(gè)光束包括一個(gè)或多個(gè)光成分。
在一個(gè)示范性實(shí)施例中，色彩管理系統(tǒng)還可以包括一個(gè)第三面板來接收和發(fā)射第三光成分。在此實(shí)施例中，一個(gè)附加的光分離器被定位，以從第一光分離器接收一個(gè)或多個(gè)光束，而且所述附加的光分離器被配置，以將所述第一光分離器所發(fā)射的光進(jìn)一步分離成兩個(gè)另外的成分。每個(gè)光分離器可以包括一個(gè)二向色光束分離器，配有光學(xué)延遲器的二向色棱鏡，平板二向色光束分離器，和/或偏振光束分離器，該偏振光束分離器還可以包括線柵偏振光鏡。每個(gè)光分離器可以被配置成用來產(chǎn)生紅光輸出，綠光輸出，藍(lán)光輸出，或包括綠光和藍(lán)光的青光輸出。
在一個(gè)示范性實(shí)施例中，色彩管理系統(tǒng)可以包括一個(gè)或多個(gè)圖像吸收器，每個(gè)圖像吸收器與一個(gè)光成分有關(guān)。每個(gè)這樣的圖像吸收器可以包括一個(gè)反射空間光調(diào)制器，這種反射空間光調(diào)制器被配置成用來以一預(yù)定的方式修正進(jìn)來的光束的偏振，并在所述光束上疊加空間信息，以產(chǎn)生包括空間信息的光束。每個(gè)這樣的圖像吸收器被配置，用來實(shí)質(zhì)上透射要被反射顯示板所接收的進(jìn)來的光束，用來從所述反射顯示板接收修正的光束，并發(fā)射要被分析器所直接接收的修正光束。在這樣的配置中，在所述反射面板產(chǎn)生包括空間信息的修正光束時(shí)，所述面板也過濾并排除無用光。
作為選擇，每個(gè)圖像吸收器可以包括一個(gè)透射空間光調(diào)制器，類似地，所述調(diào)制器也可以被配置成用來以一預(yù)定的方式修正進(jìn)來的光束的偏振，并在所述光束上疊加空間信息，以產(chǎn)生包括空間信息的光束。每個(gè)這樣的透射圖像吸收器被配置成用來接收進(jìn)來的光束，在所述光束上疊加空間信息，可選擇地排除或過濾無用光，以產(chǎn)生修正的光束，并發(fā)射要被分析器所直接接收的修正光束。
除了空間光調(diào)制器之外，每個(gè)圖像吸收器還可以包括一個(gè)平板二向色光束分離器、配有光學(xué)延遲器的二向色棱鏡，和/或偏振光束分離器，該偏振光束分離器還可以包括線柵偏振光鏡。正如在上面所簡(jiǎn)單敘述的那樣，在反射面板中，面板可以被配置成用來排除無用光。但在透射面板配置中，面板不能夠被配置成過濾和排除無用光，而僅可以被配置成修正其偏振。相應(yīng)地，包括這種非過濾透射板的圖像吸收器也可以包括一個(gè)無用光分離器。例如，在一個(gè)示范性實(shí)施例中，所述無用光分離器包括一個(gè)線柵偏振光鏡，這種線柵偏振光鏡被定位，以從所述透射顯示板接收調(diào)制的光束，并基于偏振有選擇地排除并不希望得到的無用光。
在一個(gè)示范性實(shí)施例中，色彩管理系統(tǒng)還包括一個(gè)光復(fù)合器，該光復(fù)合器被定位，以接收所述分析器發(fā)射的過濾光束，該分析器直接從所述圖像吸收器接收光。所述光復(fù)合器被配置成用來組合所述過濾光輸出，以產(chǎn)生單獨(dú)的過濾光輸出。所述光復(fù)合器可以包括一個(gè)二向色光束分離器或者一個(gè)合光棱鏡(x-prism)。如果所述光復(fù)合器是一個(gè)合光棱鏡，那么它可以包括一個(gè)或多個(gè)二向色濾光片，而且還可以包括一個(gè)偏振光束分離器。正如在上面所簡(jiǎn)單敘述的那樣，在色彩管理系統(tǒng)中，如果所述圖像吸收器包括透射面板，但不能夠全部或有效地在無用光傳輸?shù)较掠卧?如所述分析器或所述光復(fù)合器)之前，將無用光分離和排除，這樣的元件必須被配置成能夠適應(yīng)與附加的被傳輸?shù)臒o用光相關(guān)的增加的熱負(fù)荷。在透射面板系統(tǒng)中，如果所述圖像吸收器包括用于分離和排除無用光的有效元件，如偏振光束分離器，那么，下游元件，如分析器或光復(fù)合器，可以被配置成用來容納減少的熱負(fù)荷。
所述色彩管理系統(tǒng)還可以包括一個(gè)投射透鏡，該投射透鏡用來投射含有用于投射圖像的空間信息的光束。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，所述色彩管理系統(tǒng)可以包括一個(gè)光學(xué)隔離器，該光學(xué)隔離器被定位，以隔離可以由所述投射透鏡或另一個(gè)光學(xué)元件所反射的任何光，并避免這種散射光被系統(tǒng)中的光復(fù)合器或另一個(gè)光學(xué)元件所接收，并且避免與所述修正光束重新組合。相應(yīng)地，所述光學(xué)隔離器可以有效地消除或減少并不想要的重影圖像，和其它并不希望得到的散射光效果。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示范性實(shí)施例，提供一種有利于用于投射系統(tǒng)的色彩管理的方法，該方法包括以下步驟直接接收來自相關(guān)圖像吸收器的、含有空間信息和雜訊的兩個(gè)或更多輸入光束；將所述光束中的雜訊與空間信息分離；發(fā)射包括所述空間信息的過濾光輸出，因而，所述輸出光束與所述輸入的光束相比具有改進(jìn)的對(duì)比度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示范性實(shí)施例，一種有利于用于投射系統(tǒng)的色彩管理的方法可以包括，在過濾修正光束之前，從所述修正光束中排除無用光，以產(chǎn)生與所述修正光束相比具有改進(jìn)對(duì)比度的光束。
本文所使用的術(shù)語“成分(component)”是指光傳播的一部分。例如，在含有可見光譜(例如藍(lán)色、紅色和綠色)中的不同波長的光傳播中，所述光傳播可以分成多個(gè)成分，每種成分對(duì)應(yīng)于可見光譜中的一個(gè)波長范圍(即色帶)，如藍(lán)色、紅色或綠色。另一個(gè)例子是，光傳播可以包括定向于一個(gè)或多個(gè)平面的偏振光。
相應(yīng)地，使用被定位以直接從有關(guān)的圖像吸收器接收光束的緊密耦合的分析器，能夠使所述色彩管理系統(tǒng)消除由所述圖像吸收器中的每一個(gè)所加到所述光束上的雜訊的實(shí)質(zhì)性部分，并能夠產(chǎn)生具有比現(xiàn)有技術(shù)好得多的對(duì)比度的輸出光束。而且，本發(fā)明既可以使用基于偏振的元件，也可以使用二向色元件來將輸入光分成多個(gè)色帶，相應(yīng)的多個(gè)微顯示器可以將空間信息疊加在這些色帶上，所述修正的色帶被重新組合以產(chǎn)生高對(duì)比度全色投射圖像。
附圖簡(jiǎn)述通過下面的詳細(xì)描述并參考附圖就能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的和特征，附圖中相同的數(shù)字代表相同的元件，在這些附圖中圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的色彩管理系統(tǒng)；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示范性實(shí)施例的色彩管理系統(tǒng)；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示范性方法的流程圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示范性實(shí)施例的色彩管理系統(tǒng)；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示范性實(shí)施例的色彩管理系統(tǒng)；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示范性實(shí)施例的帶有圖像吸收器的色彩管理系統(tǒng)，該圖像吸收器具有一個(gè)緊密耦合的場(chǎng)鏡。
發(fā)明詳細(xì)描述本發(fā)明的不同功能性元件和/或不同的處理步驟會(huì)在此進(jìn)行描述。應(yīng)該能夠理解，這樣的功能性元件可以通過被配置用來完成特定功能的任何數(shù)量的軟件、硬件、電、光和/或結(jié)構(gòu)性元件而實(shí)現(xiàn)。例如，本發(fā)明可以利用不同的光學(xué)和/或數(shù)字電氣元件，這些元件的值可以被適當(dāng)配置來實(shí)現(xiàn)不同的預(yù)期的目的。此外，本發(fā)明可以在任何光學(xué)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)。不過，僅僅為了說明的目的，本發(fā)明的示范性實(shí)施例將在這里結(jié)合投射顯示器進(jìn)行描述。再者，應(yīng)注意到，雖然不同的元件可以以適當(dāng)?shù)姆绞今詈匣蜻B接到示范性的光學(xué)系統(tǒng)中的其它元件上，但這些連接和耦合可以通過元件之間的直接連接，或通過它們之間的其它元件和裝置的連接來實(shí)現(xiàn)。
如上所述，現(xiàn)有技術(shù)中的色彩管理系統(tǒng)具有光強(qiáng)度限制、高成本、低圖像對(duì)比度、過多的雙折射敏感度以及穩(wěn)定性低等缺點(diǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)在嘗試克服這些缺點(diǎn)時(shí)采用了昂貴的高指數(shù)、低雙折射玻璃。但是，盡管使用了這些昂貴的材料，較低的圖像對(duì)比度和由熱所產(chǎn)生的在約500流明以上的光強(qiáng)度水平的雙折射問題仍然存在。
根據(jù)本發(fā)明的不同方面，提供一種改進(jìn)的色彩管理系統(tǒng)，這種系統(tǒng)改進(jìn)了圖像對(duì)比度并且有利于色彩管理在不利的熱環(huán)境中的適當(dāng)應(yīng)用，而并不要求昂貴的高指數(shù)、低雙折射玻璃。本發(fā)明包括任何適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)或方法，所述系統(tǒng)或方法用于使分析器緊密耦合到圖像吸收器。本發(fā)明還包括任何適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)或方法，所述系統(tǒng)或方法用于使分析器從所述圖像吸收器直接接收光束，并且在某些實(shí)施例中，分析器從所述圖像吸收器直接接收兩個(gè)或更多光束。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示范性實(shí)施例，輸入照明光被分成多個(gè)不同的色帶，然后由相應(yīng)的多個(gè)微顯示器疊加空間信息，并且通過相應(yīng)的過濾器降低雜訊之后，被重新組合，因此產(chǎn)生了實(shí)質(zhì)上的全色高對(duì)比度圖像。因此，本發(fā)明的有效色彩管理適用于具有降低的成本、改進(jìn)的對(duì)比度、降低的雙折射敏感度、改進(jìn)的暗態(tài)均勻度和提高的穩(wěn)定性的高流明投射系統(tǒng)中。此外，本發(fā)明提供一種適用于不利的熱環(huán)境，而并不要求昂貴的、高指數(shù)、低雙折射玻璃的色彩管理。
在一個(gè)實(shí)施例中，參看圖2，一個(gè)示范性的色彩管理系統(tǒng)200包括一個(gè)光分離器220、一個(gè)第一圖像吸收器230、一個(gè)第二圖像吸收器240、一個(gè)第一分析器235、一個(gè)第二分析器245和一個(gè)光復(fù)合器250。根據(jù)此實(shí)施例，光分離器220從一個(gè)光源接收光束210，將所述光束210分成兩個(gè)或更多成分212、214和216，并發(fā)射兩個(gè)或更多光束222和224，每個(gè)光束包括一個(gè)或多個(gè)所述成分。例如，如圖2所示，光分離器220被定位，以接收包括第一成分和第二成分的光輸入210。光分離器220被配置，用來將所述第一成分和所述第二成分相分離，并發(fā)射包括所述第一成分212的第一光束222，和包括所述第二成分214和第三成分216的第二光束224。應(yīng)注意到光分離器220可以包括一個(gè)偏振光束分離器，該偏振光束分離器被配置，用于將定向于第一平面的光與定向于第二平面的光分離，并且發(fā)射包括定向于第一平面的光212的光束222，和包括定向于第二平面的光214的光束224。應(yīng)注意到光分離器220可以包括一個(gè)二向色鏡，一個(gè)二向色光束分離器、配有光學(xué)延遲器的二向色棱鏡、一個(gè)平板二向色光束分離器，或一個(gè)偏振光束分離器，該偏振光束分離器還可以包括線柵偏振光鏡。光分離器220可以被配置成用來產(chǎn)生紅光輸出，綠光輸出，藍(lán)光輸出，和/或包括綠光和藍(lán)光的青光輸出。如圖2所示，光分離器220是一個(gè)二向色平板光束分離器，它被配置成用來接收經(jīng)過調(diào)制的輸入光束210，并發(fā)射兩個(gè)輸出光束222和224。在一個(gè)實(shí)施例中，第一輸出光束222包括一個(gè)紅色成分212，第二輸出光束224包括一個(gè)藍(lán)色成分214和一個(gè)綠色成分216。
應(yīng)注意到光分離器220還可以被配置成用來產(chǎn)生光，其中，彩色圖像是將所述光的色彩通過時(shí)間調(diào)制成為分離的光譜帶而產(chǎn)生，這種光譜帶可以由紅色、綠色和藍(lán)色組成，或者是任何其它的能夠重新組合以產(chǎn)生所希望的輸出(如白光輸出)的組合。如圖2所示，光分離器220是一個(gè)偏振平板光束分離器，它被配置成用來接收經(jīng)過調(diào)制的輸入光束210，并發(fā)射兩個(gè)輸出光束222和224。第一輸出光束222包括一個(gè)偏振光成分212。第二輸出光束224包括偏振光成分214，該偏振光成分214與所述第一輸出光束222的偏振光成分212大體上是垂直的。
應(yīng)注意到，偏振光束分離器220一般來講是一種被配置成用來將初始光束210分成兩個(gè)線性偏振光束222和224的裝置。這樣，偏振光束分離器220可以包括一個(gè)二向色鏡，該二向色鏡具有一個(gè)鍍膜，被配置成用來將光210分成不同色彩成分212和214。例如，一種典型的鍍膜可以是一種薄膜電介質(zhì)膜。在另一個(gè)實(shí)施例中，偏振光束分離器220可以是一種具有鍍膜的電介質(zhì)光束分離器，被配置成用來將光分成基于，例如，色彩或偏振，的不同成分212和214。
根據(jù)本發(fā)明，偏振光束分離器220被配置，用來將定向于第一平面的偏振光與定向于第二平面的偏振光分離。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，偏振光束分離器220可以被配置，用來以第一方向發(fā)射所述的定向于第一平面的偏振光212，和以第二方向發(fā)射所述的定向于第二平面的偏振光214，其中，所述第二方向與所述第一方向大體上是垂直的。在另一個(gè)示范性實(shí)施例中，偏振光束分離器220可以被配置成，如圖2所示，用來實(shí)質(zhì)上透射所述的定向于第二平面的偏振光214，并實(shí)質(zhì)上反射所述的定向于第一平面的偏振光212。
在另一個(gè)實(shí)施例中，偏振光束分離器220可以被配置，用來實(shí)質(zhì)上反射所述的定向于第二平面的偏振光，并實(shí)質(zhì)上透射所述的定向于第一平面的偏振光。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，可以使用多個(gè)折疊鏡來引導(dǎo)所述色彩管理系統(tǒng)中的元件之間的不同光束。本文所使用的折疊鏡指能夠反射光的任何反射表面。例如，一種折疊鏡可以是一種鋁化鏡或強(qiáng)化的銀鏡，如由列支敦士登的Unaxis公司生產(chǎn)的Siflex鏡。偏振光束分光器220可以包括一對(duì)偏振光束分光器，這一對(duì)偏振光束分光器的作用面大體上反向并分離，或包括一個(gè)單獨(dú)的偏振光束分光器，該單獨(dú)的偏振光束分光器的兩側(cè)都有作用面。
再參看圖2，包括第一偏振光束分離器232和第一微顯示器234的第一圖像吸收器230被定位，以接收第一輸出光束222。包括第二偏振光束分離器242和第二微顯示器244的第二圖像吸收器240被定位，以接收第二輸出光束224。這樣的圖像吸收器230和240中的每一個(gè)可以包括一個(gè)反射空間光調(diào)制器234和244，這種反射空間光調(diào)制器被配置，用來以預(yù)定的方式對(duì)進(jìn)來的光束的偏振進(jìn)行修正，并在所述光束上疊加空間信息，以產(chǎn)生一個(gè)包括空間信息的光束。這樣的圖像吸收器230和240中的每一個(gè)被配置成用來實(shí)質(zhì)上透射由顯示板234和244所接收的進(jìn)來光束，從所述顯示板接收修正的光束，并發(fā)射由分析器235和245所接收的修正的光束236和246。這樣的圖像吸收器230和240中的每一個(gè)可以包括一個(gè)二向色平板光束分離器、配有光學(xué)延遲器或沒有光學(xué)延遲器的二向色棱鏡或偏振光束分離器，該偏振光束分離器還可以包括線柵偏振光鏡。
根據(jù)這個(gè)示范性實(shí)施例，第一圖像吸收器230接收第一輸出光束222，旋轉(zhuǎn)其偏振方向，給其加上空間信息，并發(fā)射包括第一空間信息和雜訊的第一修正光束236。第二圖像吸收器240接收第二輸出光束224，旋轉(zhuǎn)其偏振方向，給其加上空間信息，并發(fā)射包括第二空間信息和雜訊的第二修正光束246。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，第一和第二空間信息包括偏振光。
在一個(gè)示范性實(shí)施例中，圖像吸收器230和240可以包括一個(gè)二向色棱鏡。在一個(gè)可選的實(shí)施例中，圖像吸收器230和240可以是一個(gè)實(shí)質(zhì)上相等路徑長度的棱鏡。在另一個(gè)示范性實(shí)施例中，圖像吸收器230和240可以包括一個(gè)偏振過濾器，該偏振過濾器用來產(chǎn)生包括所述第二成分214和所述第三成分216的差異光輸出，其中，旋轉(zhuǎn)所述第二成分214的方向使其與所述第三成分216的方向垂直。根據(jù)這個(gè)可選的實(shí)施例，圖像吸收器230和240還可以包括一個(gè)第二偏振光束分離器，所述第二偏振光束分離器被定位，以從所述偏振過濾器接收所述差異光輸出。這個(gè)第二偏振光束分離器被配置，用來在實(shí)質(zhì)上透射由第二微顯示器接收的所述第二成分和由第三微顯示器接收的所述第三成分之前，將所述第二成分214與所述第三成分216分離。
相應(yīng)地，在一個(gè)示范性實(shí)施例中，通過這樣的分析器235和245就能夠提高圖像的對(duì)比度，該分析器235和245被定位，以接收來自圖像吸收器230和240的修正的光輸出，并將所述光進(jìn)一步修正以產(chǎn)生定向于一個(gè)單獨(dú)的平面的偏振光(即實(shí)質(zhì)上是線性的偏振光)，這種修正可通過對(duì)一個(gè)或多個(gè)這樣的光束的偏振軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)。在另一個(gè)示范性實(shí)施例中，所述分析器235和245可以被配置，用來根據(jù)所述過濾器的特性(即色彩選擇性延遲元件)從所述光束中將預(yù)定波長的光排除。
本文所使用的術(shù)語“過濾器(filter)”和“分析器(analyzer)”是指光學(xué)過濾器和光學(xué)元件的組合，這些光學(xué)過濾器和光學(xué)元件的組合被配置成用來進(jìn)行區(qū)分(即按照光的物理特征，如波長、方向、偏振、閃爍和/或場(chǎng)頻，進(jìn)行阻止、允許通過和/或選擇光通量的偏振特性)，而且它們可利用現(xiàn)有技術(shù)中的任何已知技術(shù)來制造，例如，將如光譜靈敏的光學(xué)延遲膜這樣的光學(xué)活性材料嵌入或置于不同的透明基底上，或?qū)⒍喔浅＜?xì)的金屬絲互相平行設(shè)置，留下細(xì)微的供光線穿過的缺口來產(chǎn)生偏振光。被配置成用來以其物理特征對(duì)光進(jìn)行區(qū)分的過濾器的例子包括，由加利福尼亞圣羅斯市的OCLI公司和列支敦士登的Unaxis公司生產(chǎn)的二向色板；科羅拉多布爾德爾市的ColorLink公司生產(chǎn)的ColorSelect過濾器；Polaroid公司生產(chǎn)的吸收性片狀偏振光鏡，和猶他州奧勒姆市的Moxtek公司生產(chǎn)的ProFlux偏振光鏡和偏振光束分離器。
再參看圖2，在一個(gè)示范性實(shí)施例中，將第一分析器235定位以直接從第一圖像吸收器230接收第一修正光輸出236，該第一分析器235被配置成用來根據(jù)偏振將第一空間信息與雜訊分離。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，第一分析器235被配置成用來實(shí)質(zhì)上透射第一空間信息，并避免或?qū)㈦s訊的透射減到最小，該雜訊包括大體上沒有偏振的光，或沒有以所希望得到的空間信息的相同方式定向的偏振光。應(yīng)注意到第一分析器235可以包括偏振光鏡，并可以被配置成用來吸收預(yù)定偏振的光(如吸收性偏振光鏡，如拉伸聚合體偏振光鏡)，可以被配置成用來反射預(yù)定偏振的光(如反射性偏振光鏡，如二向色或線柵偏振光鏡)，或者可以被配置成用來吸收第一偏振光并反射不同的第二偏振光(如，混合偏振光鏡)。還應(yīng)注意到第一分析器235也可以包括色彩過濾器，如二向色過濾器或大容量吸收性過濾器。
類似地，將第二分析器245定位，以直接從第二圖像吸收器240接收第二修正光輸出246，該第二分析器245被配置成用來根據(jù)偏振將第二空間信息與雜訊實(shí)質(zhì)上分離。與第一分析器235相比，還應(yīng)注意到第二分析器245可以包括一個(gè)偏振光鏡，并可以被配置成用來吸收預(yù)定偏振的光(如吸收性偏振光鏡，如拉伸聚合體偏振光鏡)，可以被配置成用來反射預(yù)定偏振的光(如反射性偏振光鏡，如二向色或線柵偏振光鏡)，或者可以被配置成用來吸收第一偏振光并反射不同的第二偏振光(如混合偏振光鏡)。還應(yīng)注意到第二分析器245也可以包括色彩過濾器，如分色過濾器或大容量吸收性過濾器。
根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，第二分析器245被配置，用來實(shí)質(zhì)上透射第二空間信息，并避免或?qū)㈦s訊的透射減到最小，該雜訊同樣也包括大體上沒有偏振的光，或沒有以所希望得到的空間信息的相同方式定向的偏振光。由于第一分析器235和第二分析器245被定位，以在由任何其它光學(xué)元件修正之前，直接從第一和第二圖像吸收器230和240接收第一修正光輸出236和第二修正光輸出246，所以第一和第二分析器235和245能夠消除、或減少、或最小化由圖像吸收器230和240所加上的大體上全部的雜訊。
應(yīng)注意到可以對(duì)分析器235和245定位，以在光已經(jīng)穿過另一個(gè)光學(xué)元件，如光復(fù)合器250，之前，從圖像吸收器230和240直接接收光束。還應(yīng)注意到分析器235和245一般被配置，用來產(chǎn)生對(duì)比度與進(jìn)來的光束相比有提高的過濾光輸出。通過對(duì)分析器235和245定位，以從所述圖像吸收器230和240直接接收光束，即在光穿過或被光學(xué)元件修正之前，其中所述光學(xué)元件不包括有圖像吸收器，所述分析器235和245就能夠基于偏振從包含所希望的圖像的光中，在雜訊變得不可辨別之前，將實(shí)質(zhì)上所有的雜訊排除。相應(yīng)地，該實(shí)施例產(chǎn)生與現(xiàn)有技術(shù)相比對(duì)比度顯著提高的圖像。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示范性實(shí)施例，分析器235和245中的每一個(gè)可以包括一個(gè)光學(xué)延遲元件，如半波延遲器或四分之一波長延遲器。如果過濾器包括光學(xué)延遲器元件，那么光學(xué)延遲器元件可以被配置，用于有選擇地對(duì)從所述圖像吸收器發(fā)出的光的偏振進(jìn)行修正，以使所發(fā)出的光實(shí)質(zhì)上被線性偏振，并且每個(gè)色帶的偏振軸大體上與其它的每個(gè)色帶的偏振軸相同。如上所述，應(yīng)注意到這樣的過濾器可以選擇用來顯示特定的光學(xué)延遲，例如，在15到350納米之間的光學(xué)延遲，視所希望的旋轉(zhuǎn)與所述圖像吸收器中所剩余的延遲的匹配程度而定，如實(shí)質(zhì)上補(bǔ)償所述面板中的光學(xué)延遲?？蛇x擇地，根據(jù)光學(xué)延遲器元件的特點(diǎn)，所述分析器235和245可以從所述光束236和246中排除預(yù)定波長或波長帶的光。
在一個(gè)示范性實(shí)施例中，色彩管理系統(tǒng)還包括光一個(gè)復(fù)合器250，該光復(fù)合器250被定位來接收由所述分析器235和245所發(fā)出的過濾光束237和247。該光復(fù)合器250被配置，用來實(shí)質(zhì)上組合過濾光束237和247，以產(chǎn)生一個(gè)單獨(dú)的過濾光輸出255。例如，如圖2所示，在一個(gè)示范性實(shí)施例中，本發(fā)明也包括一個(gè)光復(fù)合器250，該光復(fù)合器250從所述單獨(dú)的光輸出237和247形成一個(gè)復(fù)合的光輸出255。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，所述光復(fù)合器250包括一個(gè)偏振光束分離器，該偏振光束分離器可以是與所述光分離器220相同的元件，并且具有與之大體上相同的功能。所述光復(fù)合器250可以包括一個(gè)二向色光束分離器或合光棱鏡。當(dāng)所述光復(fù)合器250是一個(gè)合光棱鏡時(shí)，它可以包括一個(gè)或多個(gè)二向色濾光片，并且也可以包括一個(gè)偏振光束分離器。應(yīng)注意到當(dāng)所述光復(fù)合器250包括一個(gè)合光棱鏡時(shí)，該合光棱鏡可以被優(yōu)化，以在不同的偏振方向中的任何一個(gè)情況下運(yùn)行。例如，合光棱鏡可以被優(yōu)化以在s-s-s偏振、p-p-p偏振、s-p-s偏振或p-s-p偏振條件下運(yùn)行。而且，當(dāng)合光棱鏡在p-s-p偏振下被優(yōu)化時(shí)，它可以被配置成用來隔離和/或重新組合大體上包括紅、綠和藍(lán)成分的光透射。
應(yīng)注意到合光棱鏡是一種具有兩個(gè)相互大致垂直的平面的光學(xué)元件。在一個(gè)示范性合光棱鏡中，第一平面是一個(gè)二向色濾光片，該二向色濾光片被配置成用來實(shí)質(zhì)上透射具有第一波長的光，并且實(shí)質(zhì)上反射具有第二波長的光。在這種示范性合光棱鏡中，大致與所述第一平面垂直的第二平面具有一個(gè)二向色濾光片，該二向色濾光片被配置成用來實(shí)質(zhì)上反射具有所述第一波長的光，并且實(shí)質(zhì)上透射具有所述第二波長的光。在另一個(gè)示范性合光棱鏡中，第一平面是一個(gè)二向色濾光片，該二向色濾光片被配置成用來實(shí)質(zhì)上透射具有第一波長的光，并且實(shí)質(zhì)上反射具有第二波長的光。在這種示范性合光棱鏡中，大致與所述第一平面垂直的第二平面有一個(gè)偏振光束分離器，該偏振光束分離器被配置，用來實(shí)質(zhì)上反射第一偏振定向的光，并且實(shí)質(zhì)上透射第二偏振定向的光。
在一個(gè)示范性實(shí)施例中，如在圖2所示的實(shí)施例中，其中，所述第一輸出光束222被引導(dǎo)，以使其大致垂直于所述第二輸出光束224，第一偏振光束分離器232和第二偏振光束分離器242可以包括相同的偏振光束分離器，該偏振光束分離器被定向，以與偏振光束分離器232和242的表面大致成45°的角接收所述第一輸出光束222和所述第二輸出光束224。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，偏振光束分離器232和242被配置，用來實(shí)質(zhì)上透射由第一微顯示器234接收的第一輸出光束222，并且實(shí)質(zhì)上透射由第二微顯示器244接收的第二輸出光束224。偏振光束分離器232和242還被定位，以大致成45°的角接收修正的第一和第二光束236和246。不過，由于修正的光束236和246相對(duì)于光束222和224的方向旋轉(zhuǎn)，所以偏振光束分離器232和242被配置成用來實(shí)質(zhì)上反射所述修正的光束236和246。因此，根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，所述修正的光束236和246都可以被直接引導(dǎo)朝向光復(fù)合器250。能夠利用單獨(dú)的偏振光束分離器232和242，并能夠?qū)⑺鲂拚墓馐?36和246直接引導(dǎo)朝向光復(fù)合器250，而并不使用其它的元件來再次引導(dǎo)這些光束，極大地降低了成本、復(fù)雜性和與其它色彩管理系統(tǒng)相比的尺寸。最后，所述色彩管理系統(tǒng)可以包括一個(gè)用于投射輸出光束的投射透鏡270，該投射輸出光束含有用于投射圖像的空間信息。
在一個(gè)示范性實(shí)施例中，如在圖4所示，色彩管理系統(tǒng)400除了第一圖像吸收器430和第二圖像吸收器440之外，還可以包括一個(gè)第三圖像吸收器480。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，包括綠色空間光調(diào)制器434的第一圖像吸收器430被定位以接收第一光束422。包括紅色微顯示器444的第二圖像吸收器440被定位以接收第二光束424。包括藍(lán)色面板484的第三圖像吸收器480被定位以接收第三光束426。圖像吸收器430、440和480中的每一個(gè)都被配置，用來以一預(yù)定的方式修正進(jìn)來的光束的偏振，并在進(jìn)來的光束上疊加空間信息，以產(chǎn)生包括空間信息的光束。圖像吸收器430、440和480中的每一個(gè)都被配置，用來實(shí)質(zhì)上透射由顯示板434、444和484所接收的進(jìn)來光束，從這些顯示板接收經(jīng)過修正的光束，以及發(fā)射由分析器435、445和485所直接接收的經(jīng)過修正的光束436、446和486。
根據(jù)這個(gè)示范性實(shí)施例，第一圖像吸收器430接收第一光束422，旋轉(zhuǎn)其偏振方向，在其上加上第一空間信息，并發(fā)射包括第一空間信息和雜訊的經(jīng)過修正的第一光束436。此外，第一圖像吸收器可以包括用于消除或減少無用光的裝置，該裝置也用來消除或減少在從第一光束422中消除無用光以產(chǎn)生第一修正光束436時(shí)所產(chǎn)生的熱。第二圖像吸收器440接收第二光束424，旋轉(zhuǎn)其偏振方向，在其上加上第二空間信息，并發(fā)射包括第二空間信息和雜訊的經(jīng)過修正的第二光束446。此外，第二圖像吸收器可以包括用于消除或減少無用光的裝置，該裝置也用來消除或減少在從第二光束424中消除無用光以產(chǎn)生經(jīng)過第二修正光束446時(shí)所產(chǎn)生的熱。第三圖像吸收器480接收第三光束484，旋轉(zhuǎn)其偏振方向，在其上面加上第三空間信息，并發(fā)射包括第三空間信息和雜訊的經(jīng)過修正的第三光束486。此外，第三圖像吸收器可以包括用于消除或減少無用光的裝置，該裝置也用來消除或減少在從第三光束484中消除無用光以產(chǎn)生第三修正光束486時(shí)所產(chǎn)生的熱。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，第一、第二和第三空間信息包括偏振光。應(yīng)注意到上述用于消除或減少無用光和有關(guān)的熱的裝置可以是面板中所固有的(如反射性/吸收性面板)，或者可以包括一個(gè)單獨(dú)的光學(xué)元件，如被配置成用來分離和消除或減少無用光的偏振光束分離器。
相應(yīng)地，在這個(gè)示范性實(shí)施例中，通過這些分析器435、445和485就能夠提高圖像的對(duì)比度，這些分析器被定位，以接收來自圖像吸收器430、440和480的經(jīng)過修正的光輸出，并將所述光進(jìn)一步修正以產(chǎn)生定向于一個(gè)單獨(dú)的平面的偏振光(即大體上線性的偏振光)，這種定向可以通過對(duì)光束中的一個(gè)或多個(gè)的偏振軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)。而且，如在另一個(gè)示范性實(shí)施例中所描述的那樣，分析器435、445和485可以被配置，用來根據(jù)過濾器(即所述色彩選擇性延遲元件)的特點(diǎn)從所述光束中將預(yù)定波長的光排除。
在一個(gè)示范性實(shí)施例中，如圖6所示，圖像吸收器630還可以包括一個(gè)場(chǎng)鏡633，該場(chǎng)鏡的位置在反射面板634附近。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，場(chǎng)鏡633被定位以接收光束612，而且場(chǎng)鏡633被配置成用來透射由反射面板634所接收的光束。場(chǎng)鏡633還可以被定位，以接收由面板634所發(fā)射的經(jīng)過修正的光束622，場(chǎng)鏡633還可以被配置，用來將經(jīng)過修正的光束622聚集，并至少部分基于經(jīng)過修正的光束622來發(fā)射光束623。應(yīng)注意到經(jīng)過修正的光束622的截面積相對(duì)于它到面板634的距離的關(guān)系，可以是一個(gè)常數(shù)，或隨著該距離的變化減小或增加。當(dāng)經(jīng)過修正的光束622的截面積是其與面板634之間的距離的常數(shù)時(shí)，場(chǎng)鏡633被配置來聚集修正的光束622，以產(chǎn)生一個(gè)具有隨著與場(chǎng)鏡633之間的距離的增大而減小的截面積的光束。類似地，當(dāng)經(jīng)過修正的光束622的截面積隨著與面板634之間的距離的增大而減小時(shí)，場(chǎng)鏡633被配置成用來聚集修正的光束622，以產(chǎn)生一個(gè)具有一個(gè)截面積的光束，該截面積隨與場(chǎng)鏡633之間的距離的增大而減小的速度，大于修正的光束622的截面積隨與面板634之間的距離的增大而減小的速度。此外，當(dāng)經(jīng)過修正的光束622的截面積隨著與面板634之間的距離的增大而增加，場(chǎng)鏡633被配置成用來聚集修正的光束622，以產(chǎn)生一個(gè)具有一個(gè)截面積的光束，該截面積隨與場(chǎng)鏡633之間的距離的增大而增加的速度，小于修正的光束622的截面積隨與面板634之間的距離的增大而增加的速度。
在一個(gè)實(shí)施例中，場(chǎng)鏡633被配置成用來會(huì)聚由面板634所發(fā)射的修正的光束622，該光束622可以包括圓柱形光束、聚合光束或發(fā)散光束，因此，從所述場(chǎng)鏡633發(fā)出的光包括聚合錐形光束623，該聚合錐形光束623的橢圓形(如圓形)截面積隨到所述場(chǎng)鏡633的距離的增大而減小。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，聚合錐形光束可由分析器635接收，該分析器的截面積可以比那些下游分析器或其他下游光接收元件的截面積有所減小(即一個(gè)減小的對(duì)角線尺寸)，所述的那些下游分析器或其他下游光接收元件需要以其它方式進(jìn)行配置，以從面板634接收大體上是圓柱形的光。在另一個(gè)實(shí)施例中，場(chǎng)鏡633被配置成用來聚集由面板634所發(fā)射的修正的光束622，該光束622可以是發(fā)散性的(即截面積增加)，使得從場(chǎng)鏡623所發(fā)射的光包括圓柱形光，該圓柱形光的橢圓形(如圓形)截面積是它與場(chǎng)鏡633之間的距離的一個(gè)常數(shù)，或者使從場(chǎng)鏡623所發(fā)射的光包括聚合錐形光，該聚合錐形光的橢圓形(如圓形)截面積隨著它與場(chǎng)鏡633之間的距離的增大而減小，或者使從場(chǎng)鏡623所發(fā)射的光包括發(fā)散錐形光，該發(fā)散錐形光的橢圓形(如圓形)截面積隨著它與場(chǎng)鏡633之間的距離的增大而增加，這種增加速度小于經(jīng)過修正的光束622的截面積隨著其與面板634之間的距離的增大而增加的速度。
結(jié)果，場(chǎng)鏡633會(huì)聚光束623，使得下游元件，如分析器635和圖像復(fù)合器650，可以實(shí)質(zhì)上被制造得較小，而同時(shí)它們?nèi)匀荒軌蚪邮杖康墓馐?23。而且其它的下游元件也能夠制造得很小，而仍然能夠通過相同的有效數(shù)量的照明通量。應(yīng)注意到雖然在圖6中示出了一種具有緊密耦合的場(chǎng)鏡的單獨(dú)的面板配置，但在具有一個(gè)以上圖像吸收器(如兩個(gè)面板系統(tǒng)、三個(gè)面板系統(tǒng)、四個(gè)面板系統(tǒng)和類似情況)的色彩管理系統(tǒng)的任何一個(gè)或多個(gè)圖像吸收器中，可以類似地加入一個(gè)或多個(gè)緊密耦合的場(chǎng)鏡。
正如本領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員所能夠理解的那樣，可以進(jìn)行不同的配置以將包括白光的輸入光束有效地分成多個(gè)成分光束，可以在這些成分光束中加上空間信息，而且通過使這樣的經(jīng)過修正的成分光束穿過所述圖像吸收器，并由多個(gè)相應(yīng)的分析器直接接收來將雜訊從這些成分光束中有效分離和排除。這樣的配置可以包括偏振光束分離器、鏡子和/或場(chǎng)鏡的組合，這個(gè)組合用來將輸入光分成成分光束，并引導(dǎo)這些光束以使與之相關(guān)的圖像吸收器能夠接收它們。例如，如圖4所示，在一個(gè)示范性實(shí)施例中，輸入光束410可以由第一透鏡491所接收，該透鏡491透射由二向色光束分離器492所接收的光束。二向色光束分離器透射第一成分422和第二成分424，但反射第三成分426。透鏡493被定位以接收反射的成分426，并透射由鏡子494所接收的成分426。鏡子494被定位，以接收來自透鏡493的成分426，并反射由透鏡495所接收的成分426。透鏡495被定位，以接收來自鏡子494的成分426，并透射由圖像吸收器480所接收的成分426。再參看圖4，二向色光束分離器496被定位，以從二向色光束分離器492接收成分422和424，該二向色光束分離器496被配置成用來反射由圖像吸收器430所接收的成分422，同時(shí)透射由圖像吸收器440所接收的成分424。最后，應(yīng)注意到利用現(xiàn)有技術(shù)中已知的不同裝置，如一個(gè)或多個(gè)飛利浦棱鏡、改進(jìn)的飛利浦棱鏡、Plumbicon棱鏡、合光棱鏡、三信道棱鏡、復(fù)合棱鏡和類似的裝置，就可以將由圖像吸收器430和440所發(fā)出的光重新組合。例如，如圖4所示，利用合光棱鏡可以重新組合由圖像吸收器430和440所發(fā)出的光。
本發(fā)明也可包括用于隔離散射光的任何適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)或方法，這種散射光可能由系統(tǒng)的光學(xué)元件以其它方式接收，并與系統(tǒng)正在傳播的所希望得到的光重新組合。此外，在所述系統(tǒng)包括由透射板組成的微顯示器的同時(shí)，本發(fā)明還包括用于在所述圖像吸收器發(fā)出經(jīng)過修正的光束之前消除無用光的任何適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)或方法。例如，在圖5所示的示范性實(shí)施例中，色彩管理系統(tǒng)500包括一個(gè)光分離器596、一個(gè)第一圖像吸收器530、一個(gè)第二圖像吸收器540和一個(gè)第三圖像吸收器580。此外，色彩管理系統(tǒng)500還包括一個(gè)第一分析器535，該分析器535被定位，以從第一圖像吸收器530直接接收經(jīng)過修正的光束；一個(gè)第二分析器545，該分析器545被定位，以從第二圖像吸收器540直接接收經(jīng)過修正的光束；一個(gè)第三分析器585，該分析器585被定位，以從第三圖像吸收器580直接接收經(jīng)過修正的光束；光復(fù)合器550，該光復(fù)合器550被定位，以從分析器535、545和585接收經(jīng)過過濾的光束。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，光分離器596從一個(gè)光源接收光束510，將所述光束510分成兩個(gè)或更多成分，并發(fā)射兩個(gè)或更多光束522和524，這兩個(gè)或更多光束522和524中的每一個(gè)都包括一個(gè)或多個(gè)成分。從一個(gè)第二光源可以單獨(dú)產(chǎn)生第三光束526，或者作為選擇，所述第三光束526可從光束510、522或524中進(jìn)一步分離。
再參看圖5，包括第一透射板534的第一圖像吸收器530被定位，以接收第一輸出光束522。包括第二透射板544的第二圖像吸收器540被定位，以接收第二光束524。包括第三透射板584的第三圖像吸收器580被定位，以接收第三輸出光束526。透射面板可以是任何被適當(dāng)?shù)嘏渲玫挠布蜍浖?，用來?shí)質(zhì)上透射它所接收到的所有初始光，但通過在空間上修正所選擇的光束特征(如偏振)來加上空間信息。這樣的圖像吸收器530、540和580中的每一個(gè)都可包括一個(gè)透射空間光調(diào)制器534、544和584，這些透射空間光調(diào)制器被配置，用來以一預(yù)定的方式修正進(jìn)來的光束的偏振，并在所述光束上疊加空間信息，以產(chǎn)生包括空間信息的光束。應(yīng)注意到這樣的空間信息可包括選擇性調(diào)制的單獨(dú)區(qū)域(即象素)的偏振，這些單獨(dú)的區(qū)域是被選擇用于它們?cè)陲@示器上的空間定向。這樣的圖像吸收器530、540和580中的每一個(gè)都被配置，用來分別接收由透射顯示板534、544和584所接收的進(jìn)來光束，并發(fā)射經(jīng)過修正的光束536、546和586。根據(jù)這個(gè)示范性實(shí)施例，圖像吸收器530、540和580還可分別包括無用光分離器539、549和589。分離器539、549和589被定位，以分別接收經(jīng)過修正的光束536、546和586，并反射由分析器535、545和585所接收的有用光束537、547和587。另外，分離器539、549和589被配置，用來從經(jīng)過修正的光束536、546和586中分別分離無用光成分538、548和588，并消除這些無用光。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，無用光分離器539、549和589可包括一個(gè)線柵偏振光鏡或任何其它這樣的光分離器，這些光分離器被配置，用于按照由透射面板534、544和584的單獨(dú)的空間分立元素(即象素)所調(diào)制的光學(xué)特征來將有用光與無用光分離。因此，由于無用光已經(jīng)被有效地分離和消除，所以加在分析器535、545和585和/或圖像或光復(fù)合器550上的熱負(fù)荷就可以大大地降低。
在一個(gè)示范性實(shí)施例中，色彩管理系統(tǒng)500還可被配置，用來發(fā)射由投射透鏡或另一個(gè)光學(xué)元件599所接收的輸出光束555。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，光學(xué)隔離器598可以被定位，用于在投射透鏡或另一個(gè)光學(xué)元件599接收輸出光束555之前接收光束555。光學(xué)隔離器可以是被配置成用來旋轉(zhuǎn)光的偏振軸的任何硬件和/或軟件。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，散射光597可以被光學(xué)元件599反射回系統(tǒng)500和/或復(fù)合器550(即回射)，而且可能被圖像復(fù)合器550以其它方式接收，并因此而與輸出光555重新組合，所以會(huì)產(chǎn)生重影圖像。在此實(shí)施例中，光學(xué)隔離器598被配置，用來將其透射的光的偏振軸以大約45°角進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。因此，輸出光束555的偏振軸會(huì)在輸出光束555穿過光學(xué)隔離器598的時(shí)候旋轉(zhuǎn)45°，并產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的輸出光束556。旋轉(zhuǎn)的輸出光束556被投影透鏡599接收，和散射光束591被朝著光學(xué)隔離器598反射，都有與輸出光束556一樣的偏振方向。不過，散射光束591被光學(xué)隔離器598接收，并且其偏振被旋轉(zhuǎn)了另一個(gè)45°之后，散射光束592會(huì)具有一個(gè)偏振方向，該偏振方向大體上相對(duì)于輸出光束555成90°角旋轉(zhuǎn)。所以，所述回射光的偏振方向被旋轉(zhuǎn)90°，并因此而被分析器535、545和585或其它被適當(dāng)配置和定位的光學(xué)成分所分離。相應(yīng)地，由下游元件所反射的重影圖像就會(huì)被消除，或?qū)嵸|(zhì)上不能夠或完全無力影響所希望的圖像的產(chǎn)生。應(yīng)注意到光學(xué)隔離器598可包括一個(gè)四分之一波長延遲器，該延遲器被配置成用來將初始光束的偏振軸旋轉(zhuǎn)約45°。
參看圖3，在本發(fā)明的一個(gè)示范性實(shí)施例中，提供一種方法，該方法用于為投射系統(tǒng)提供色彩管理。所述方法包括以下步驟從相關(guān)的圖像吸收器直接接收含有空間信息和雜訊的一個(gè)、兩個(gè)或更多輸入光束(步驟320)；聚集這些光束以減小所述圖像吸收器所發(fā)出的光束的截面積，或減小所述截面積增加的速度(步驟325)；將所述雜訊從每個(gè)所述光束中分離(步驟330)；發(fā)射包括所述空間信息的經(jīng)過過濾的光輸出(步驟340)，因而，所述輸出光束的對(duì)比度與輸入光束的對(duì)比度相比有所改進(jìn)。
相應(yīng)地，使用位置被確定以從相關(guān)的圖像吸收器直接接收光束的緊密耦合的分析器，能夠使色彩管理系統(tǒng)消除由所述的每個(gè)圖像吸收器分配在所述光束上的雜訊的實(shí)質(zhì)性部分，并且產(chǎn)生與現(xiàn)有技術(shù)相比對(duì)比度有了極大提高的輸出光束。而且，應(yīng)注意到本發(fā)明可以使用基于偏振的元件和二向元件來將輸入光分成多個(gè)色帶，而空間信息可以由相應(yīng)的多個(gè)微顯示器疊加在這些色帶上，這些經(jīng)過修正的色帶能夠被重新組合以產(chǎn)生高對(duì)比度全色投影圖像。本領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員將會(huì)理解本發(fā)明中的色彩管理系統(tǒng)適用于多面板系統(tǒng)，如三面板系統(tǒng)以及前面所主要描述的雙面板系統(tǒng)。
相應(yīng)地，本發(fā)明既可以使用基于偏振的元件也可以使用二向元件來將輸入光分成(步驟310)多個(gè)色帶，而空間信息可以由相應(yīng)的多個(gè)微顯示器疊加(步驟315)在這些色帶上，這些經(jīng)過修正的色帶能夠被過濾以將雜訊從空間信息中消除(步驟330)并改進(jìn)對(duì)比度，這些高對(duì)比度光束然后被重新組合(步驟350)以產(chǎn)生全色投射圖像。
在一個(gè)示范性實(shí)施例中，在疊加空間信息步驟(步驟315)之后，和將雜訊從所述光束中分離步驟(步驟330)之前，人們可能希望對(duì)反射板所發(fā)射的光束的幾何形狀進(jìn)行修正，以產(chǎn)生聚合錐形光束(如，不是常見的遠(yuǎn)心光束)的步驟(步驟328)。根據(jù)使用此步驟或以其它對(duì)此步驟有利的方式的實(shí)施例，所述光束可由一個(gè)下游元件(即分析器)接收，該下游元件有一個(gè)減小的截面積。
通過參考不同的示范性實(shí)施例，已對(duì)本發(fā)明在此進(jìn)行了描述。不過，本領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員可以理解，對(duì)這些示范性實(shí)施例可以進(jìn)行變化和修改，而并不會(huì)背離本發(fā)明的范圍。例如，可以通過諸如提供其它光學(xué)配置或排列等可供選擇的方式來實(shí)現(xiàn)不同的元件。可以根據(jù)具體的用途或?qū)εc所述系統(tǒng)的運(yùn)行有關(guān)的任何數(shù)量的因素的考慮，而進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。而且，這些和其它的變化或修改被包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，本發(fā)明的范圍如在下面的權(quán)利要求中所表述的那樣。
權(quán)利要求
1.一種色彩管理系統(tǒng)，包括一個(gè)第一圖像吸收器和一個(gè)第一分析器；所述第一圖像吸收器包括一個(gè)第一面板，所述第一面板被定位，以接收一個(gè)第一進(jìn)入光束，并且所述第一面板被配置，用來產(chǎn)生包括第一空間信息的第一修正光束；所述第一圖像吸收器還包括一個(gè)第一場(chǎng)鏡，所述第一場(chǎng)鏡被定位，以接收所述第一修正光束，并且所述第一場(chǎng)鏡被配置，用來至少部分根據(jù)所述第一修正光束來發(fā)射一個(gè)第一會(huì)聚光束；所述第一分析器被定位，以從所述第一圖像吸收器接收包括第一空間信息的所述第一會(huì)聚光束，所述第一分析器被配置，用來產(chǎn)生第一過濾光輸出，所述第一過濾光輸出具有相比所述第一會(huì)聚光束有所改進(jìn)的對(duì)比度。
2.如權(quán)利要求1所述的色彩管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一會(huì)聚光束具有一個(gè)截面積，該截面積隨著它到所述第一場(chǎng)鏡的距離的增加而減小。
3.如權(quán)利要求1所述的色彩管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一會(huì)聚光束具有一個(gè)截面積，該截面積相對(duì)于到所述第一場(chǎng)鏡的距離為一個(gè)常數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的色彩管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一會(huì)聚光束具有一個(gè)截面積，該截面積隨著它到所述第一場(chǎng)鏡的距離的增加而增加。
5.如權(quán)利要求1所述的色彩管理系統(tǒng)，還包括一個(gè)第二圖像吸收器和一個(gè)第二分析器；所述第二圖像吸收器包括一個(gè)第二面板，所述第二面板被定位，以接收一個(gè)第二進(jìn)入光束，并且所述第二面板被配置，用來產(chǎn)生一個(gè)包括第二空間信息的第二修正光束；所述第二圖像吸收器還包括一個(gè)第二場(chǎng)鏡，所述第二場(chǎng)鏡被定位，以接收所述第二修正光束，并且所述第二場(chǎng)鏡被配置，用來至少部分根據(jù)所述第二修正光束來發(fā)射一個(gè)第二會(huì)聚光束，并且所述第二會(huì)聚光束具有一個(gè)截面積，該截面積隨著它到所述第二場(chǎng)鏡的距離的增加而減小；所述第二分析器被定位，以從所述第二圖像吸收器接收包括空間信息的所述第二會(huì)聚光束，所述第二分析器被配置，用來產(chǎn)生第二過濾光輸出，所述第二過濾光輸出具有相比所述第二會(huì)聚光束有所改進(jìn)的對(duì)比度。
6.如權(quán)利要求5所述的色彩管理系統(tǒng)，還包括一個(gè)第三圖像吸收器和一個(gè)第三分析器；所述第三圖像吸收器包括一個(gè)第三面板，所述第三面板被定位，以接收一個(gè)第三進(jìn)入光束，并且所述第三面板被配置，用來產(chǎn)生包括第三空間信息的第三修正光束；所述第三圖像吸收器還包括一個(gè)第三場(chǎng)鏡，所述第三場(chǎng)鏡被定位，以接收所述第三修正光束，并且所述第三場(chǎng)鏡被配置，用來至少部分根據(jù)所述第三修正光束來發(fā)射一個(gè)第三會(huì)聚光束，所述第三會(huì)聚光束具有一個(gè)截面積，該截面積隨著它到所述第三場(chǎng)鏡的距離的增大而減?。凰龅谌治銎鞅欢ㄎ?，以從所述第三圖像吸收器接收包括空間信息的所述第三會(huì)聚光束，并且所述第三分析器被配置，用來產(chǎn)生第三過濾光輸出，所述第三過濾光輸出具有相比所述第三會(huì)聚光束有所改進(jìn)的對(duì)比度。
7.如權(quán)利要求1所述的色彩管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一場(chǎng)鏡被定位在所述第一反射面板附近。
8.如權(quán)利要求1所述的色彩管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一面板是一個(gè)反射面板。
9.如權(quán)利要求1所述的色彩管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一面板是一個(gè)透射面板。
10.如權(quán)利要求1所述的色彩管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一會(huì)聚光束具有一個(gè)橢圓形截面。
11.如權(quán)利要求1所述的色彩管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一會(huì)聚光束具有一個(gè)圓形截面。
12.如權(quán)利要求1所述的色彩管理系統(tǒng)，其特征在于，所述截面的面積隨著到所述第一場(chǎng)鏡的距離的增大而減小。
13.一種便于用于投射系統(tǒng)的色彩管理的方法，所述方法包括以下步驟在第一位置從第一面板接收包括第一空間信息的第一光束；從所述第一位置發(fā)射包括所述第一空間信息的第一會(huì)聚光輸出，因而，所述第一會(huì)聚光輸出具有一個(gè)截面積，該截面積隨著它到所述第一位置的距離的增大而減小。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括以下步驟在第二位置從第二面板接收包括第二空間信息的第二光束；從所述第二位置發(fā)射包括所述第二空間信息的第二會(huì)聚光輸出，因而，所述第二會(huì)聚光輸出具有一個(gè)截面積，該截面積隨著它到所述第二位置的距離的增大而減?。唤Y(jié)合所述第一會(huì)聚光輸出和所述第二會(huì)聚光輸出以產(chǎn)生一個(gè)雙成分光輸出。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括以下步驟在第三位置從第三面板接收包括第三空間信息的第三光束；從所述第三位置發(fā)射包括所述第三空間信息的第三會(huì)聚光輸出，因而，所述第三會(huì)聚光輸出具有一個(gè)截面積，該截面積隨著它到所述第三位置的距離的增大而減小；結(jié)合所述第三會(huì)聚光輸出和所述雙成分會(huì)聚光輸出以產(chǎn)生一個(gè)三成分光輸出。
全文摘要
一種用于投射顯示器的色彩管理系統(tǒng)，包括一個(gè)圖像吸收器和一個(gè)分析器。所述圖像吸收器包括一個(gè)面板，該面板產(chǎn)生包括空間信息的光束。所述圖像吸收器還包括一個(gè)場(chǎng)鏡，該場(chǎng)鏡被定位，以接收所述光束，并且該場(chǎng)鏡被配置，用來發(fā)射會(huì)聚光束，該光束的截面積隨著它到所述場(chǎng)鏡的距離的增大而減小。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，包括多個(gè)圖像吸收器和與之有關(guān)的分析器，這些圖像吸收器中的每個(gè)都有一個(gè)用于發(fā)射會(huì)聚光束的場(chǎng)鏡。所述分析器被配置，用來產(chǎn)生對(duì)比度比所述會(huì)聚光束有所提高的經(jīng)過過濾的光輸出。此外，所述場(chǎng)鏡所發(fā)射的光束的會(huì)聚特性能夠使所述分析器和其它下游元件的尺寸被減到最小。相應(yīng)地，這個(gè)實(shí)施例產(chǎn)生的圖像具有顯著提高的對(duì)比度水平，并相比現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)尺寸減小。
文檔編號(hào)G02B5/30GK1653824SQ03810395
公開日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2003年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月8日
發(fā)明者邁克爾·Dr.·尼威爾, 克拉克·潘迪科 申請(qǐng)人:高等數(shù)字光學(xué)有限公司