專利名稱：離軸投射器的光分離和重組系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及圖象投射器，特別涉及將光分離成各組成色并重組這些顏色的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：


圖1表示常規(guī)投射器100，用于投射例如由計(jì)算機(jī)或電視信號(hào)產(chǎn)生的圖象。投射器100包括照射通路110、透射型空間光調(diào)制器(SLM)120和投射通路130。這些元件組合以將圖象投射到表面140上。在操作中，通過(guò)照射通路110中的準(zhǔn)直光學(xué)部件116和偏振器118，光源112發(fā)射照射光束114(用虛線表示)以照射到SLM120上。
用圖象信號(hào)控制SLM120，該SLM120調(diào)制偏振光束中相應(yīng)于單個(gè)象素的光的偏光性(polarity)。然后，傳送被調(diào)制的光束到檢偏器132，使偏振濾光鏡取向以僅通過(guò)所選偏光性的光。SLM120通過(guò)調(diào)制相應(yīng)于各象素的光的偏光性建立各象素的強(qiáng)度。SLM120通過(guò)調(diào)制代表一個(gè)象素的光的偏光性，使得檢偏器132通過(guò)該光從而提供該發(fā)光(bright)象素SLM120通過(guò)調(diào)制代表一個(gè)象素的光的偏光性，使得檢偏器132阻斷該光從而提供該暗的象素(dark pixel)。偏光性調(diào)制的中間程度提供亮度的中間等級(jí)。然后，經(jīng)過(guò)分析的光束通過(guò)投射光學(xué)部件134到達(dá)表面140。投射器100將利用SLM120指定的圖象投射到表面140(例如壁)上。
因在SLM120各象素元件處有所需驅(qū)動(dòng)電子部件(未示出)，因而投射器100有相當(dāng)大的光損失。利用其中驅(qū)動(dòng)電子部件在光閥的一側(cè)接地的反射型SLM來(lái)克服該缺點(diǎn)。在圖2中示出常規(guī)的反射型SLM投射器200。
圖2的投射器200包括照射通路210、反射型SLM220和投射通路230。光源212通過(guò)準(zhǔn)直光學(xué)部件216發(fā)射照射光束214(用虛線表示)到達(dá)偏振光束分光器218。光束分光器218使照射光束214偏振并使該偏振的光束反射到SLM220上。然后，SLM220調(diào)制偏振光束并向后通過(guò)光束分光器218反射該光束，光束分光器218利用使照射光束214初始偏振的相同界面分析反射光束。經(jīng)過(guò)分析的光束通過(guò)投射光學(xué)部件234到達(dá)表面240。于是投射器200將利用SLM220指定的圖象投射到表面240(例如壁)上。
使用既作為偏振器又作為檢偏器的光束分光器218，不允許偏振器和檢偏器的最佳放置，而需要一種折衷。此外，相對(duì)較厚并要求既用作偏振器又用作光束分光器的光束分光器218導(dǎo)致較昂貴的元件。
鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的前述不足，因而需要可降低光損失、圖象畸變并可使用價(jià)格便宜的薄膜偏振器作為偏振元件的顏色分離和重組系統(tǒng)。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及可降低光損失和圖象畸變的顏色分離和重組系統(tǒng)。按照本發(fā)明實(shí)施例的顏色分離和重組系統(tǒng)包括將白光束分離成藍(lán)、綠和紅色光束的成對(duì)分色濾光器。該系統(tǒng)還包括使各光束所通過(guò)的玻璃的光學(xué)厚度相等的成對(duì)色差補(bǔ)償元件(例如，預(yù)定厚度的后表面鏡)。由于光學(xué)厚度相等，因而各光束中存在的色差大致相等。這有利于減少圖象畸變和允許光束重組然后按組進(jìn)行校正。與單獨(dú)校正各光束色差的情況相比，共同校正較容易并且便宜。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括在將白光分離成各顏色光束之前使其偏振成為P型偏光性的偏振器。然后使用能夠選擇地改變不同顏色光束的偏振的反射型SLM調(diào)制各顏色光束。然后反射各被調(diào)制光束到僅通過(guò)S型偏振光的各檢偏器。在這種情況下，檢偏器是偏振器，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員懂得術(shù)語(yǔ)檢偏器包括任何能夠檢測(cè)由SLM進(jìn)行的光束調(diào)制的裝置。分別配置在各S-透射型偏振器與交叉的分色濾光器之間的三個(gè)半波板確保入射到交叉的分色濾光器上的被調(diào)制光束有與用交叉的分色濾光器分離的被偏振白光相同的偏光性。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明參照下列說(shuō)明、權(quán)利要求書(shū)和附圖，將更好地理解本發(fā)明的這些和其它特征、方案和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1表示包括照射通路110、透射型空間光調(diào)制器120和投射通路130的常規(guī)投射器100。
圖2表示常規(guī)的反射型SLM投射器200。
圖3表示按照本發(fā)明的離軸投射器300。
圖4是圖3的離軸投射器300的俯視圖。
發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明圖3表示按照本發(fā)明實(shí)施例的離軸投射器300。投射器300包括沿照射通路(虛線)通過(guò)孔312照射白光的燈310、聚光透鏡314和偏振器316。設(shè)置該偏振器316，使照射通路中的P偏振光照射在反射型SLM318上。
SLM318從照射通路沿投射通路(實(shí)線)反射光。投射通路包括檢偏器320、半波板322和投射光學(xué)部件334。投射通路終接于所選的表面340，例如壁或觀看屏幕，在該表面340上呈現(xiàn)通常由SLM318選擇的圖象。
響應(yīng)于圖象信號(hào)，SLM318選擇地改變來(lái)自偏振器316的P偏振光的偏振。在一個(gè)實(shí)施例中，SLM318是由sVision，Inc．，of Santa Clara，CA，as part no．0400005制造的uLCD(微型液晶顯示器)。當(dāng)按“正常黑”模式操作時(shí)，SLM318反射P偏振光而不改變偏振以表示暗的象素，但將偏振從P偏振旋轉(zhuǎn)為S偏振以表示發(fā)亮的象素。使用不同旋轉(zhuǎn)度來(lái)表示中間色調(diào)；反射光的S偏振分量越大，象素就越亮。
為了說(shuō)明的目的，考查在前述正常黑模式例中的“暗”象素。SLM318不旋轉(zhuǎn)(延遲)與該象素有關(guān)的P偏振光束部分的偏振。結(jié)果，沿投射通路從該象素反射的光還是P偏振的光。該反射光由被取向成為僅通過(guò)S偏振光的檢偏器320阻斷。這樣，當(dāng)很少或沒(méi)有入射光束的延遲時(shí)，投射器300成象暗色象素。
通過(guò)對(duì)SLM318發(fā)出信號(hào)使P偏振的入射光的偏振旋轉(zhuǎn)，SLM318沿投射通路反射S偏振光，由此投射器300投射發(fā)亮的象素。該S偏振光通過(guò)檢偏器320照射在表面340上。在包括半波板322的實(shí)施例中，用該半波板使S偏振光旋轉(zhuǎn)成為P偏振光。下面結(jié)合圖4說(shuō)明半波板322的目的。
燈310為例如從ILC of Sunnyvale，California購(gòu)買的CermaxTM 500瓦氙燈。孔312是具有與SLM318的縱橫比匹配的縱橫比的常規(guī)輸入孔。在一個(gè)實(shí)施例中，SLM318和孔312的縱橫比分別為4比3。
聚光透鏡314是適于將光從孔312通過(guò)偏振器316傳遞到SLM318表面的常規(guī)透鏡或透鏡系統(tǒng)。選擇聚光透鏡314的放大率等級(jí)，以便使孔312放大到約為與SLM318相同的尺寸。在一個(gè)實(shí)施例中，選擇聚光透鏡314的放大率，以便使孔312放大到稍大于SLM318表面的區(qū)域以允許不嚴(yán)格的公差。聚光透鏡314的光學(xué)規(guī)格取決于其特定的應(yīng)用；本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易獲得特定應(yīng)用的設(shè)計(jì)規(guī)格。
來(lái)自聚光透鏡314的光在照射到SLM318之前通過(guò)偏振器316。在一個(gè)實(shí)施例中，偏振器316和檢偏器322是由從Polaroid Corporation購(gòu)置的HN42HE偏振材料構(gòu)成的。半波板322的一個(gè)可接受的實(shí)例是從Meadowlark Optics of Longmont，Colorado購(gòu)置的。當(dāng)然，還可使用其它偏振器、檢偏器和半波板，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)這是顯然的，術(shù)語(yǔ)“檢偏器”應(yīng)該按其最寬的意義理解為包括任何能夠檢測(cè)或過(guò)濾由SLM進(jìn)行的光束調(diào)制的裝置。
如圖3所示，檢偏器320和偏振器316彼此平行并且與SLM318的表面平行。照射通路和投射通路相對(duì)于垂直于SLM318表面的虛線形成夾角。在一個(gè)實(shí)施例中，照射路徑和投射路徑的光軸構(gòu)成具有法線的平面(即，在圖3的頁(yè)面中)。由表面法線與任一光軸形成的夾角為12度。這樣，在照射光束與投射光束之間的總夾角為24度。這示于圖3中，圖3中示出照射通路和投射通路以大致相等的角度照射在SLM318上和從SLM318反射，該照射通路和投射通路連同垂直于SLM318表面的虛線位于與頁(yè)面相同的平面。選擇12度的角以允許供半波板320的足夠空間和使照射光束與投射光束分開(kāi)，以便可分別偏振和分析這兩個(gè)部分。
圖4是圖3的離軸投射器300的俯視圖?？墒牵瑘D3表示單個(gè)SLM318，而圖4表示作為SLM318B、318G和318R的組的SLM318。為了本申請(qǐng)的目的，用字母B、G和R結(jié)尾的數(shù)字標(biāo)號(hào)代表各基色藍(lán)色、綠色和紅色。應(yīng)該指出，藍(lán)色、綠色和紅色是示例性的，還可組合其它顏色形成圖象，這是本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解的。
對(duì)于各顏色光束來(lái)說(shuō)，投射器300的后焦距(即，在投射透鏡324與各SLM之間的距離)是一樣的。交叉的分色濾光器415R和415B的物理尺寸以及為了分開(kāi)偏振和延遲而分離照射光束和投射光束的需要，要求投射器300的后焦距相對(duì)于投射透鏡324的有效焦距來(lái)說(shuō)較大。
燈310和孔312正如結(jié)合圖3所作的描述。設(shè)置鏡410，以允許燈310和孔312偏移照射通路。為常規(guī)冷光鏡的鏡410反射可見(jiàn)光和使紅外(IR)線和紫外(UV)線通過(guò)，從而將IR光和UV光導(dǎo)出該系統(tǒng)。這有利于減少入射到其余光學(xué)元件上的熱量。例如可從Melles Griot of Irvine，California購(gòu)得其零件號(hào)為PN 03 MCS 007的這種冷光鏡。
來(lái)自鏡410的可見(jiàn)光通過(guò)聚光透鏡314，然后由交叉的分色濾光器415B和415R分成藍(lán)色、綠色和紅色成分或光束。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，顏色成分不必是單色的，各顏色光束包含各種波長(zhǎng)的光。分色濾光器415B和415R分別反射藍(lán)光和紅光，并允許其余顏色的光通過(guò)。這樣，來(lái)自鏡410的可見(jiàn)光藍(lán)色成分通過(guò)分色濾光器415R并被分色濾光器415B反射到藍(lán)色通道光學(xué)部件420B上。同樣地，來(lái)自鏡410的可見(jiàn)光紅色成分通過(guò)分色濾光器415B并被分色濾光器415R反射到紅色通道光學(xué)部件420R中。來(lái)自鏡410的可見(jiàn)光的其余(綠色)成分通過(guò)分色濾光器415R和415B進(jìn)入綠色通道光學(xué)部件420G中。
除將照射光束分成藍(lán)色、綠色和紅色光束之外，分色濾光器415B和415R還在藍(lán)色、綠色和紅色光束在各自的藍(lán)色通道光學(xué)部件420B、綠色通道光學(xué)部件420G和紅色通道光學(xué)部件420R中被分別調(diào)制之后組合它們。(下面將詳細(xì)討論本發(fā)明的該方面。)這樣，三個(gè)光束的分色濾光器和光學(xué)部件的組合被總稱為分離和重組系統(tǒng)450。在另外的實(shí)施例中，僅僅為了分離或僅僅為了重組而使用相同的結(jié)構(gòu)。
在一個(gè)實(shí)施例中，分色濾光器415B反射波長(zhǎng)為400至500nm的光，分色濾光器415R反射波長(zhǎng)為600至690nm的光。綠色成分是在濾光器415B和415R的帶寬之間的為500至600nm的帶寬。分色濾光器415B和415R的厚度為3mm并且是BK7玻璃。當(dāng)然，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的，也可采用其它厚度和其它材料(例如石英玻璃)。一個(gè)實(shí)施例使用由OCAApplied Optics of Garden Grove，California生產(chǎn)的濾光器，也可使用由商標(biāo)為Microplasma的OCA Applied Optics制備的涂層。
由藍(lán)色通道光學(xué)部件420B接收的藍(lán)色光束通過(guò)下半波板322B(見(jiàn)圖3)和通過(guò)偏振器316B。如圖3所示，因偏振器316B在檢偏器320B的正上方，所以偏振器316B和檢偏器320B在圖4中被表示為單個(gè)元件316B／320B。一旦通過(guò)偏振器316B，P偏振的藍(lán)色光從可折疊的后表面鏡444B反射到SLM318B上。
鏡444B包括其厚度為1．5mm的玻璃襯底，該襯底具有涂敷例如鋁之類的反射材料的后表面。相對(duì)于來(lái)自分色濾光器415B的入射的藍(lán)色光束成45度角地布置鏡444B。
在圖4的實(shí)施例中，選擇鏡444B的厚度為分色濾光器415B厚度的一半。這有利于引起色差，例如象散和彗形象差，該色差與由分色濾光器415B引起的通過(guò)分色濾光器415R和415B的綠色光束中的色差大致一致。鏡444B的厚度為分色濾光器415B厚度的一半，因從鏡444B后表面反射的光2次穿過(guò)鏡444B的厚度。因而，就離開(kāi)鏡444B的反射光而言，通過(guò)的玻璃總量與通過(guò)分色濾光器415B的光的玻璃總量相同。結(jié)果，藍(lán)色光束通過(guò)的玻璃的總厚度與綠色光束通過(guò)的玻璃總厚度相等。由于在重組綠色和藍(lán)色光束之后允許對(duì)引入綠色和藍(lán)色光束中的色差進(jìn)行校正，因而這種等價(jià)是重要的。在沒(méi)有鏡444B的校正效果的情況下，綠色和藍(lán)色光束中的每一個(gè)都需要單獨(dú)校正，這是難以實(shí)現(xiàn)的。
在分色濾光器415B為3mm的BK7玻璃的本實(shí)施例中，鏡444B是1．5mm的BK7玻璃。并且，還可以按不同的角度設(shè)置分色濾光器415B和鏡444B。例如，以較小角度(即，相對(duì)于鏡444B的表面法線的入射角小于45度)布置鏡444B可減小偏振效果?？墒?，所述45度的角度有利于減小某些類型的失真和簡(jiǎn)化包裝。最好使鏡444B相對(duì)于感興趣帶寬中的藍(lán)色光的高反射率來(lái)說(shuō)最佳。
使用不是折疊鏡的元件也可使色差匹配。例如，其厚度與分色濾光器415B的厚度相同的單個(gè)玻璃元件可垂直于藍(lán)色光束通路地設(shè)置在分色濾光器415B與SLM316B之間。然后可移開(kāi)鏡444B或代之以前表面反射鏡。提供類似色差補(bǔ)償?shù)溺R444B和其它元件被統(tǒng)稱為色差補(bǔ)償元件。
可以根據(jù)要求改變鏡444B和分色濾光器415B的厚度和在它們兩者之間的厚度之比，以使導(dǎo)入這些顏色光束的色差相等。如果用于鏡444B的玻璃類型與用于分色濾光器的玻璃類型不同，或者如果按不同角度設(shè)置所選色差補(bǔ)償元件，那么這都是必需的。鏡444B或其它色差補(bǔ)償元件的適當(dāng)厚度和角度取決于由該元件引起的色差。重要的是導(dǎo)入各顏色通道中的色差應(yīng)該相等。術(shù)語(yǔ)“光學(xué)厚度”欲覆蓋導(dǎo)致所選色差的沿光學(xué)通路的特定厚度。這樣，使兩個(gè)元件的光學(xué)厚度匹配包括選擇適當(dāng)?shù)慕嵌群筒牧弦员闶褂稍鸬纳钕嗟取?br> 各SLM318B、318G和318R在物鏡(未示出)之前，該物鏡通常使顏色光束的光軸改變方向以便光束通過(guò)投射透鏡324的入射光孔。SLM318B、318G和318R獨(dú)立地調(diào)制照射光束的藍(lán)色、綠色和紅色光束，產(chǎn)生預(yù)定的投射圖象。然后按與分離它們的方式非常一致的方式重組從SLM反射的被調(diào)制的光束。例如，鏡444B將來(lái)自SLM318B的被調(diào)制的藍(lán)光反射到檢偏器320B。如參照?qǐng)D3所述的那樣，檢偏器320B阻斷P偏振光和將S偏振光傳到半波板322B。
在一個(gè)實(shí)施例中，SLM318B、318G和318R是單色的反射式LCD(液晶顯示器)。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知，也可以使用其它SLM，包括校正板、反射、透射、和DLP。SLM投射器300將與調(diào)制光而不影響偏振的SLM不同地構(gòu)成。可是，這樣的投射器仍有本文所述投射器的許多方案的優(yōu)點(diǎn)。
在被調(diào)制的藍(lán)光照射到分色濾光器415B上之前，半波板322B將被調(diào)制的藍(lán)光的偏振從S偏振改變?yōu)镻偏振。這是重要的，因?yàn)閷?duì)于P偏振光和S偏振光來(lái)說(shuō)，分色濾光器415B的帶寬稍有不同。此外，照射光束和反射光束以相同的入射角照射濾光器415B也是重要的。在圖4的實(shí)施例中，例如，照射光束和反射的藍(lán)色光束以相同的角度在相反的方向上分別照射濾光器415B。最好使半波板322B對(duì)藍(lán)色光束進(jìn)行顏色校正。(半波板322G和322R分別對(duì)感興趣的顏色進(jìn)行類似的顏色校正。)倘若兩個(gè)照射光束有相同的偏振和相同的入射角，那么返回的光束確保按與分離它們的波長(zhǎng)相同的波長(zhǎng)重組光束。
紅色通道光學(xué)部件420R按與結(jié)合藍(lán)色通道光學(xué)部件420B的上述說(shuō)明那樣工作。因此為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)省略對(duì)紅色通道光學(xué)部件420R的說(shuō)明。綠色通道光學(xué)部件420G與藍(lán)色通道光學(xué)部件420B和紅色通道光學(xué)部件420R類似，只是不包括鏡。那樣，綠色光束通過(guò)與藍(lán)色和紅色光束相同的玻璃量，并因此包括相同程度的色差。
如圖4中所示，交叉的分色濾光器415R和415B組合被調(diào)制的藍(lán)色光束、綠色光束和紅色光束。組合的光束傳過(guò)鏡410(見(jiàn)圖3)和通過(guò)投射光學(xué)部件334?？梢园凑粘Ｒ?guī)設(shè)計(jì)投射光學(xué)部件334，以便校正所有三個(gè)(紅、綠和藍(lán))光束中的類似色差。
濾光器415R和415B設(shè)置在投射器300的入口光孔附近，以便由接合點(diǎn)(juncture)產(chǎn)生的輕微陰影在投射的圖象中不明顯。即，由接合點(diǎn)產(chǎn)生的朦朧(obscuration)均勻地分布于圖象中。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將入射光孔適當(dāng)?shù)胤胖糜谕渡淦?00中。入射到投射器300的各種元件上的強(qiáng)度光產(chǎn)生大量的熱。因而SLM、偏振器和檢偏器配置有熱沉，典型地附著于這些器件的安裝架上。還可提供風(fēng)扇，空氣可在投射器300中自由地移動(dòng)從而散熱。
盡管已結(jié)合特定的實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員顯然可改變這些實(shí)施例。例如分色濾光器415R和415B不必以X結(jié)構(gòu)取向，而代之以被分開(kāi)。并且，鏡444B和444R的玻璃可以是契形以提供更好的色差校正。因此，所述權(quán)利要求的實(shí)質(zhì)和范圍并不限于前述說(shuō)明。
權(quán)利要求
1．一種顏色分離系統(tǒng)，構(gòu)成該顏色分離系統(tǒng)以將沿光軸傳輸?shù)陌坠馐蛛x成分別具有第一、第二和第三顏色的第一、第二和第三成分，該系統(tǒng)包括沿光軸設(shè)置且具有第一光學(xué)厚度的第一分色濾光器，第一分色濾光器適于沿不與光軸平行的第一通路反射第一成分并且通過(guò)第二和第三成分；沿光軸設(shè)置且具有第二光學(xué)厚度的第二分色濾光器，第二分色濾光器適于沿不與光軸平行的第二通路反射第二成分并且通過(guò)第一和第三成分；設(shè)置在第一通路中的第一色差補(bǔ)償元件，第一色差補(bǔ)償元件具有與第二光學(xué)厚度相等的第三光學(xué)厚度；和設(shè)置在第二通路中的第二色差補(bǔ)償元件，第二色差補(bǔ)償元件具有與第一光學(xué)厚度相等的第四光學(xué)厚度。
2．如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，第一和第二色差補(bǔ)償元件中的至少一個(gè)是包括透明板的鏡，該透明板的厚度為第一光學(xué)厚度的一半。
3．如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，還包括沿第一通路設(shè)置的第一光調(diào)制器，構(gòu)成該第一光調(diào)制器，使其接收和調(diào)制第一成分。
4．如權(quán)利要求3的系統(tǒng)，還包括沿第二通路設(shè)置的第二光調(diào)制器，構(gòu)成該第二光調(diào)制器，使其接收和調(diào)制第二成分。
5．如權(quán)利要求4的系統(tǒng)，還包括在第一和第二分色濾光器之后沿光軸設(shè)置的第三光調(diào)制器，構(gòu)成該第三光調(diào)制器，使其接收和調(diào)制第三成分。
6．如權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其中第一、第二和第三光調(diào)制器包括液晶。
7．如權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其中第一、第二和第三光調(diào)制器分別包括適于反射第一、第二和第三成分的第一、第二和第三反射表面。
8．如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中第一和第二分色濾光器相交叉。
9．如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，還包括設(shè)置在光通路中的偏振器和設(shè)置在投射通路中的檢偏器。
10．如權(quán)利要求9的系統(tǒng)，還包括設(shè)置在投射通路中且位于檢偏器與第一分色濾光器之間的半波板。
11．一種圖象投射器，包括光源；偏振器；設(shè)置在光源與偏振器之間的準(zhǔn)直透鏡，該準(zhǔn)直透鏡構(gòu)成為可使來(lái)自光源的光準(zhǔn)直和通過(guò)偏振器照射被準(zhǔn)直的光；被設(shè)置成沿照射通路可接收來(lái)自偏振器的準(zhǔn)直光的光調(diào)制器，被設(shè)置成可通過(guò)準(zhǔn)直光的光閥；構(gòu)成為可接收來(lái)自光閥的準(zhǔn)直光和通過(guò)光閥沿與照射通路不平行的投射通路向后反射準(zhǔn)直光的反射表面；沿投射通路設(shè)置以接收和分析來(lái)自光閥的被反射的準(zhǔn)直光的檢偏器；沿投射通路設(shè)置以接收被反射和分析的準(zhǔn)直光的分色濾光器；和設(shè)置在檢偏器與分色濾光器之間的半波板。
12．如權(quán)利要求11的投射器，其中光閥包括透射液晶材料。
13．如權(quán)利要求11的投射器，其中偏振器是線偏振器。
14．如權(quán)利要求11的投射器，其中檢偏器是線偏振器。
15．一種用于投射器的顏色分離系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括產(chǎn)生可見(jiàn)光并沿照射通路照射光的光源；設(shè)置在照射通路中以接收和偏振來(lái)自光源的光從而提供第一偏振的偏振光的偏振器；構(gòu)成為可接收來(lái)自偏振器的偏振光和沿不與照射通路平行的投射通路反射該光的反射表面；沿投射通路設(shè)置以接收和分析來(lái)自檢偏器的反射光的檢偏器，其中該檢偏器構(gòu)成為可通過(guò)被反射的第二偏振的光；和沿投射通路設(shè)置的半波板，構(gòu)成該半波板，以將來(lái)自檢偏器的光的偏振改變?yōu)榈谝黄瘛?br> 16．如權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中第一偏振是P型和第二偏振是S型。
17．如權(quán)利要求15的系統(tǒng)，還包括構(gòu)成為可分離來(lái)自檢偏器的偏振光的顏色分離器。
18．如權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其中顏色分離器被構(gòu)成為可接收來(lái)自半波板的光以進(jìn)行重組。
19．一種將圖象投射到顯示面上的方法，該方法包括沿照射通路引導(dǎo)光束；將光束分離成多個(gè)不同顏色的光束；使各顏色光束偏振；調(diào)制各顏色光束的所選部分的偏振；分析被調(diào)制的顏色光束；和重組經(jīng)過(guò)分析的顏色光束。
20．如權(quán)利要求19的方法，還包括在重組被分析的顏色光束之前旋轉(zhuǎn)被分析的顏色光束中的至少一個(gè)的偏光性。
21．如權(quán)利要求19的方法，還包括沿不與照射通路平行的投射通路反射被調(diào)制的顏色光束。
22．一種顏色分離和重組系統(tǒng)，包括發(fā)射可見(jiàn)光束的光源；將光束分離成多個(gè)不同顏色光束的裝置；偏轉(zhuǎn)各顏色光束的裝置；調(diào)制各顏色光束的所選部分的偏振的裝置；分析被調(diào)制的顏色光束的裝置；和重組被調(diào)制的第一偏光性的顏色光束的裝置。
23．如權(quán)利要求22的顏色分離和重組系統(tǒng)，其中用于分析被調(diào)制的顏色光束的裝置是偏振器。
24．如權(quán)利要求22的顏色分離和重組系統(tǒng)，還包括用于旋轉(zhuǎn)被分析的顏色光束的偏光性的裝置。
25．一種圖象投射器，包括光源；顏色分離器；反射光調(diào)制器；和設(shè)置在所述顏色分離器與所述反射光調(diào)制器之間的偏振器。
26．如權(quán)利要求25的圖象投射器，還包括被設(shè)置成可接收從所述反射光調(diào)制器反射的被調(diào)制光的檢偏器。
27．如權(quán)利要求25的圖象投射器，其中所述反射光調(diào)制器包括光調(diào)制器，設(shè)置該光調(diào)制器使其可接收沿第一方向來(lái)自所述偏振器的光；和反射表面，設(shè)置該反射表面使其沿不與所述第一方向平行的第二方向通過(guò)所述光閥向后反射光。
全文摘要
顏色分離和重組系統(tǒng)將沿光軸傳輸?shù)陌坠馐蛛x成三種不同顏色的光束。該系統(tǒng)獨(dú)立地調(diào)制各顏色光束并重組這些顏色光束以產(chǎn)生彩色圖象。該系統(tǒng)還包括交叉的成對(duì)分色濾光器以分離白光束和重組被調(diào)制的光束。該系統(tǒng)還包括使各光束所通過(guò)的玻璃的光學(xué)厚度相等的成對(duì)色差補(bǔ)償元件。該相等的光學(xué)厚度使導(dǎo)入各光束中的色差相等。在另一個(gè)實(shí)施例中,使白光束在分離之前偏振。然后使用空間光調(diào)制器調(diào)制顏色光束的偏振。在空間光調(diào)制器與交叉的分色濾光器之間設(shè)置檢偏器和半波板,以僅通過(guò)被調(diào)制光的一部分。半波板確保入射到交叉的分色濾光器的被調(diào)制光有與由交叉分色濾光器分離的白光的偏振相同的偏振。
文檔編號(hào)G03B21/00GK1280746SQ98811573
公開(kāi)日2001年1月17日 申請(qǐng)日期1998年10月13日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月16日
發(fā)明者布拉德利·A·斯特特, 威廉·L·德博恩頓 申請(qǐng)人:奧羅拉系統(tǒng)公司