CN2911712Y - 用于透反射式色彩恢复的***和设备 - Google Patents

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CN2911712Y CNU2005200119515U CN200520011951U CN2911712Y CN 2911712 Y CN2911712 Y CN 2911712Y CN U2005200119515 U CNU2005200119515 U CN U2005200119515U CN 200520011951 U CN200520011951 U CN 200520011951U CN 2911712 Y CN2911712 Y CN 2911712Y
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Abstract

本发明涉及一种用于透反射式色彩恢复的设备，包括：用于产生光的光源；透反射式彩色滤光器，其与光源光耦合，用于沿入射轴接收光，所述透反射式彩色滤光器包括至少一个颜色通带，以便对至少一部分在频率范围内的光进行透射，并沿着反射轴对至少一部分位于频率范围之外的光进行反射，其中入射轴和反射轴不重合；和再利用子***，其与透反射式彩色滤光器光耦合，具有一个位于反射轴上的输入端和一个输出端，所述再利用子***通过输入端接收反射光，并通过输出端将再利用光发射到透反射式彩色滤光器。此外，本实用新型还涉及一种用于透反射式色彩恢复的***。

Description

用于透反射式色彩恢复的***和设备
相关申请
本申请是于2002年5月17日申请的申请号为10/150,223和2002年5月17日申请的申请号为10/150,438两个申请的部分继续申请。
技术领域
本发明所公开的实施例涉及彩***投影***领域。更具体地，本发明所公开的实施例涉及在彩***投影***中的色彩再利用。
背景技术
随着快速开关液晶和数字微镜技术的最近发展，使得单板投影***成为可能。这种投影***可利用连续的或滚动的彩色滤光器使颜色在显示器上滚动，同时更新显示器的一行而不是更新整个画面。这种方法对于响应时间缓慢的液晶显示器是特别有用的。通过使用已经开发的彩色转盘和鼓可以在对显示器的行进行更新时使色带滚动穿过显示器。这些彩色滤光器将单色光(典型地，红色、绿色或蓝色)透射给显示器的一部分。基于图像数据，该显示器选择性地对各种单一颜色光的部分进行透射。当对另一种光进行透射时，透射显示器通过对一种偏振光进行反射或吸收从而实现对各种单色光的透射。由于彩色滤光器或显示器使得未透射的光在***中发生损耗，从而使得***效率降低。这将导致显示器亮度较暗，或者需要更亮的光源。在投影仪中，由于更亮的光源会增加投影仪***的功耗、散热量及成本，所以观察较暗的显示器是较为困难的。
发明内容
在照明装置中使用透反射式滤光器的现有技术的投影设备浪费了透反射式滤光器的反射出的光。本发明的实施例提供了恢复反射的光并且将在少一部分恢复的光再引入回透反射式滤光器的照明装置。将反射的光再引入到透反射式滤光器可以增加该照明装置被使用在其中的投影设备的光通过量。
根据本发明的一方面，提供了一种用于透反射式色彩恢复的设备，其特征在于包括：
用于产生光的光源；
透反射式彩色滤光器，其与光源光耦合，用于沿入射轴接收光，所述透反射式彩色滤光器包括至少一个颜色通带，以便对至少一部分在频率范围内的光进行透射，并沿着反射轴对至少一部分位于频率范围之外的光进行反射，其中入射轴和反射轴不重合；和
再利用子***，其与透反射式彩色滤光器光耦合，具有一个位于反射轴上的输入端和一个输出端，所述再利用子***通过输入端接收反射光，并通过输出端将再利用光发射到透反射式彩色滤光器。
根据本发明的另一方面，提供一种用于透反射式色彩恢复的***，其特征在于包括：
视频单元，其具有输出视频信号；和
投影***，其与视频单元耦合，用于接收视频信号和投影信号，所述投影***包括
照明设备，其包含有
光源，用于沿着入射轴产生光；和
色彩再利用子***，其具有偏离入射轴的输入端；
显示器，其与照明设备光耦合；以及
投影透镜，其与显示器光耦合。
附图说明
附图是通过举例对本发明实施例进行示例说明而不对其加以限制，其中相同的附图标记表示相同的元件：
图1是根据本发明实施例、用于向显示器提供光的照明设备的简化示意平而图，该照明设备包括色彩再利用子***；
图2A和2B表示根据本发明实施例、通过滚动透反射式彩色滤光器所产生出光的图，其中的光在时间上聚焦于显示器上的两点；
图3是根据本发明实施例的透反射式彩色滤光器的截面图；
图4是根据本发明实施例、用于向显示器提供光的、在色彩再利用路径中包括光学积分器的照明设备的多种变化的简化示意平面图；
图5是根据本发明实施例、照明设备多种变化的简化示意平面图，该照明设备包括将再利用光耦合回到直射光路径中的色彩再利用路径；
图6是根据本发明实施例、用于向显示器提供光的照明设备的简化示意平面图，该照明设备包括具有中继光学装置和反射镜的色彩再利用子***；
图7是根据本发明实施例、用于向显示器提供光的照明设备的简化示意平面图，该照明设备包括具有中继光学装置和光学积分器的色彩再利用子***；
图8是根据本发明实施例、用于向显示器提供光的照明设备的简化示意平面图，该照明设备包括色彩和偏振再利用子***；以及
图9是根据本发明实施例的视频投影***的简化示意平面图，其表示出与投影***相耦合的视频单元，该投影***包括成像投影光学器件和照明设备。
具体实施方式
本发明实施例涉及多媒体彩色投影仪，并且特别涉及在照明设备中的色彩和/或偏振恢复。
在以下的详细描述中可参考形成其一部分的附图，附图中相同的数字表示相同的元件，并且其中通过举例说明的方式来描述本发明的具体实施例。可以理解的是，在不背离本发明实施例的范围的情况下也可利用其他实施例，并且可对其结构或逻辑进行改变。还应注意的是，可以使用如上、下、后和前的不同方向来讨论附图。所使用的这些方向可便于讨论附图且不限制该发明实施例的应用。由此，以下详细的描述并不具有限制意义，本发明实施例的范围是通过所附带的权利要求书和其等价物限定的。
图1表示根据本发明实施例、用于向显示器14提供光的照明设备6的简化示意平面图，其包括再利用子***18。将光源8与透反射式彩色滤光器12光耦合，以便利用透反射式彩色滤光器12接收由光源8所产生光的至少一部分。然后透反射式彩色滤光器12将该部分光透射给显示器14，而对其他部分的光进行反射。将再利用子***18与透反射式彩色滤光器12光耦合，以便其接收反射光。之后通过再利用子***18对反射光进行再利用，并将反射光再次引入透反射式彩色滤光器12。
光源8可以是常规设计也可以是任何的其他设计，这取决于具体应用。在一个实施例中，光源8可包括设置在椭圆反光镜焦点上的弧光灯。可将任选的弯月形透镜(未示出)设置在椭圆反光镜和透反射式彩色滤光器12之间，从而对光进行会聚并减小圆锥角。本发明的实施例可利用会聚光源(未示出)或发散光源，以便适应位于下游的光学结构。光可沿入射轴10进行传播，并以倾斜角θ照射在透反射式彩色滤光器12的表面上。透反射式彩色滤光器12可对在某个通带内的光13进行透射，而对该通带外的光16进行反射。透射光13照射在显示器14上。虽然本实施例特别适用于利用例如液晶显示器或液晶光阀的透射型显示器的投影***，但是其他不同的实施例可利用任何其他的、包括将光再成像在反射型面板上的适当改进的反射型或透射型的显示器。
反射光可沿反射轴16射向再利用子***18的输入端18a。可将输入端18a设置在反射轴16上，该反射轴16与入射轴10不重合，从而使得用于收集反射光的光学部件不会干扰入射光。反射轴16和入射轴10在透反射式彩色滤光器12的表面上相交。
再利用子***18可使反射光改变方向，使其作为再利用光沿着再利用轴20返回透反射式彩色滤光器12。在不同的实施例中，根据再利用子***的性能，再利用轴20(即在其上将再利用光再导入透反射式彩色滤光器12的轴)可与反射轴16、入射轴10或除此以外的其他轴重合。在再引入时，一些再利用光20就透射过显示器14。在本实施例中，可通过再利用子***的输入端18a发射出再利用光20，然而其他实施例中可为再利用子***18提供单独的输入和输出。
在显示器14上，角度的强度分布(例如透射光的角度扩展)是入射角Θ的函数，其由光源8产生并射入到投影透镜的入射光瞳中，看上去像是一个在另一个之上的两个拉长的亮斑。上面的亮斑来自于入射轴10的光，而下面的亮斑是沿反射轴20返回的再利用的光。光覆盖在与两个垂直排成直线的点正交的水平方向上(可将该水平线视为在图中沿着页面平面延伸的线)。两个亮斑相应于具有近似垂直于显示器14的平均入射角Θ的中心区域。如果对透反射式彩色滤光器12和显示器14进行了适当地选择和定位，则可利用照明的椭圆扩展特性改善***的效率。例如，在显示器14包括数字微镜装置的实施例中，我们可利用非对称光瞳，所述非对称光瞳是通过对微镜倾斜方向进行过适当对准而实现的，其通常在一个方向上限制了光瞳尺寸大小(为了得到高对比度)。光瞳不对称性可与垂直于反射镜倾斜方向的方向相匹配，以便对这种性能加以利用。
图2A和2B表示出根据本发明一个实施例、当将光聚焦在显示器14上时、通过滚动透反射式彩色滤光器12而产生出光的图形。光场26可包括滚动的多种色带，例如原色，其符合滚动透反射式彩色滤光器12的部分。在图2a中，将光场26分割到三个带中，即红色带28、绿色带30和蓝色带32。带在光场中移动，以便如图2b所示，在之后时刻的同一光场26中带是在光场中向下移动。蓝色带32已滚动到这一位置，其中部分已离开光场26底部，而部分重新出现在光场26顶部。这种方法允许除显示器的很少几行之外的所有行能近乎不变地照射。仅有正在变成下一个颜色的行不提供图像。可将黑色带(未示出)设置在色带之间，从而防止那些正在改变的行影响显示器14。
为了在适当时间用适当颜色对显示器14的每一行进行照射，可利用透反射式彩色滤光器12使光源与滚动的显示器14同步。适合于该种应用类型的透反射式彩色滤光器12的例子包括但不仅限于旋转式棱镜、旋转式彩色鼓、连续色彩重新捕捉轮以及带调制滤光器。它们均具有将多种颜色在同一时间透射给显示器14的特性，该色彩通常是三原色，例如红色、绿色和蓝色。
图3表示根据本发明一个实施例的透反射式彩色滤光器12的截面图。在这个实施例中，透反射式彩色滤光器12包括红色通带36、绿色通带38和蓝色通带40。这些颜色通带允许符合于适当颜色的频率范围穿过滤光器，而对那些处于该频率范围之外的光进行反射。沿入射轴传播的光42对透反射式彩色滤光器12的表面进行照射。红色通带36可对处于红色带44内的光进行透射，而对青色光46(或者说蓝色和绿色的结合光)进行反射。绿色通带38可对处于绿色带48内的光进行透射，而对紫色光50(即蓝色和红色的结合光)进行反射。并且最后蓝色通带40可对处于蓝色带52内的光进行透射，而对黄色光54(即红色和绿色的结合光)进行反射。
图4是根据本发明实施例、用于向显示器提供光的照明设备多种变化的简化示意平面图，该照明设备包括在色彩再利用路径中的光学积分器。在图4a中所示的第一实施例中，光源8与图1有关所论述的光源类似，其使入射光照射到透反射式彩色滤光器12上。对包含有与相关颜色通带相匹配的颜色波长的那部分光进行透射，而对那些波长处于该通带外的光沿着反射轴向再利用子***18反射。在包括有R、G、B通带的实施例中，C、M、Y是相应的反射光。
本实施例中的再利用子***18可包括在其入口处的光学部件60、光学积分器58和反射镜62。通过光学部件60将反射光成像在光学积分器58第一端的开口孔58a上。该实施例中的光学积分器58可以是固态玻璃光积分通道，其通过全内反射对反射光进行积分。
该通道积分器58可具有设置在通道第二端58b上或在其附近的反射镜62。反射镜可以是任何种类的可对适当波长光进行反射的反射表面或涂层。反射镜62可以是单独的光学部件，也可以是施加在通道第二端58b上的涂层。该反射镜将使光改变方向，使其重新射向开口孔58a。在射出前，当它们在两倍通道长度距离上传播时对C、M、Y光带充分积分。再利用的积分光再次穿过光学部件60使其再引入到透反射式彩色滤光器12，给予光第二次透射的机会。在另一个实施例中，再利用积分器58的开口孔58a可直接接收来自于透反射式彩色滤光器12的反射光，无需其通过光学部件60。
在前述实施例中，不对来自于光源8的入射光进行积分，其在视频投影***中很有用，因为感知的亮度随着中心峰值亮度的增加而变大。于是，均匀的再利用光可增强在角落处的强度。
图4b描述这样一个实施例，其中包括在入射光路径上的光学积分器56。该光学积分器56是具有锥形截面区域以适应特定应用的积分通道。典型的通道具有矩形截面，并且其在接近光源的入口处笔直且较小，而在其出口处较大。光学积分器56的输出孔可具有与位于下游的显示器高宽比(即图像的宽度与高度的比值)相匹配的高宽比。虽然该实施例描述了一种玻璃棒型积分器，但是本发明其他实施例可使用双重蝇眼透镜积分器，或在积分器出口处可提供基本上均匀的光分布的其他充分有效的积分装置。
在其他实施例中，光学积分器56的出口孔具有提供了与常规显示器标准相适合的投影显示器格式的截面高宽比。一些显示器标准的例子包括SVGA(超级视频图形阵列)、XGA(扩展图形阵列)、UXGA(超XGA)、WUXGA(宽屏超XGA)以及HDTV(高清晰度电视)。这些显示器标准通常结合了分辨率、以比特为单位的测量色浓度、以及以赫兹为单位的测量刷新速率。SVGA、XGA以及UXGA均具有4∶3的高宽比。HDTV具有16∶9的高宽比，WUXGA具有16∶10的高宽比。
图4c描述了一个与在图4b中所示相类似的实施例，然而该实施包括了用于将光学积分器56出口孔聚焦在显示装置14上的成像透镜61。
图5是各种照明设备实施例的简化示意平面图，其包括将反射光耦合回到入射光路径中的色彩再利用路径。特别地在图5a、5b和5c所示的实施例中，利用一系列的反射型装置64和68，通过将反射光耦合回到在入射轴上的光学积分器56中，再利用子***18对反射光进行再利用。参考图5a，再利用子***18利用了在来自于光源8的光照强度中心处的“洞”。弧光灯照明通常具有“中间洞”的效果，由于离开椭圆反射镜的弧光灯阴影。该实施例利用了通过将小型反射镜68放置在“洞”中使再利用光再引入到入射轴上的光学积分器56并最终到达透反射式彩色滤光器12所带来的效果。在这种结构中，可通过再利用子***连续地对光进行再利用，直到将其透射给显示器14。此外，可利用特别设计的光学器件来优化再利用光束的角度特性，以便增加再利用光的量。
图5b中所示的可替换实施例表示出将反射镜68设置在接近于光学积分器56入口处的位置上，仅稍微减少来自于光源8的入口光的量。虽然所述这些实施例利用反射镜64和68来引导光穿过再利用子***，但是其他实施例也可利用其他类型的光引导技术，例如光纤。
在图5c中所示的实施例与在图5b中所示的类似，只是再利用子***18包括光学积分器57，以便对由透反射式彩色滤光器12所反射的光进行积分。也可将光学积分器57结合到图5a所示实施例中。
图5所示实施例表示出通过积分器56端部将反射光耦合回到积分器56中。然而，在积分器56是固态玻璃通道的实施例中，有可能通过通道的侧面同样引入光。
图6是根据本发明实施例、用于向显示器14提供光的照明设备的简化示意平面图，该设备包括具有中继光学装置74和反射镜82的色彩再利用子***18。简单的说，该实施例描述了具有不同部分的中继光学装置74，其涉及到入射和反射路径。
特别地，光源8将光引导到光学积分器56中，例如前面所讨论的通道，其对光进行积分，并且它具有希望的截面形状。由于该光通道的设计，因此射出通道56的光基本上是远心的。然而，可利用任何其他远心和非远心照明光源来替代在该实施例中所述的光源/通道结合物。来自于通道56的光可进入成像透镜72并之后进入中继光学装置74，在本实施例中，中继光学装置74由中继透镜组成。可将两透镜72和74设计成用于在显示器上产生来自光源照明的远心图像。成像透镜72用于在位于两透镜72和74之间的中间位置76上显示光源的中间图像。然后中继透镜74利用在无穷远处成像的中间光瞳76在显示器14上产生通道56输出端的图像。通过适当的修改，可以使光学装置适应在光源中、光学积分器中和各种实施例中显示器尺寸大小的差异。
这些透镜72和74可以是一种或多种类别的适合的光学部件。在一个实施例中，透镜可以是常规球面透镜。另外，为了获得***的费用及尺寸上目的，也可包括各种非球面、衍射的或菲涅耳表面。也可适当地添加棱镜、反射镜和附加的校正元件以便为预定应用而折叠、弯曲或修改照明光。
更为详细地考虑在图6所示实施例中所提及的焦距，成像透镜72具有焦距fl，焦距fl等于从成像透镜72的焦平面到通道56出口孔的距离。因此，其生成灯图像，并在距离为fl的位置76处具有其出射光瞳。中继透镜78的第一部分具有焦距f2，并被设置在与中间位置76和与显示器14均相距f2的位置处。中继透镜78的第一部分在用于显示器14上的远心照明的无穷远处对来自成像透镜72的光瞳(即在中间位置76上的灯图像处)进行再次成像。可将第一部分78设计成将通道56的出口孔成像在显示器14上。从第一部分78向显示器14传播的光将沿着入射轴，类似于参考图1所述的实施例。
从图6中可以看出，将成像透镜72的中心设置在通道56处。换而言之，成像透镜72的光轴与通道56的中心相重合，然而也可使用其他结构。中继透镜74对于通道56和光源8是偏心的。这使在显示器14处的照明偏离光轴，填充*** 的一半。中继透镜74中心偏离于点，该点的光轴接近于光源8成像光路径的边缘或完全处于光源8成像光路径之外。这种偏心允许向再利用子***18的输入落到与入射轴不同的轴上。然而，如图6中所示中继透镜74的中心大致位于显示器处。这意味着来自于光源8的光到达对于显示器14偏心的成像透镜72，而中继透镜74将光成像的中心定在显示器14上。
如在图中所示，无需精确地相对通道56或显示器14来设定透镜的中心。每一个透镜都可以在其他透镜发生调整时发生相应的微小移动。另外，如果将透反射式彩色滤光器12设置成一定角度，则由此可对中继透镜74进行移动。在所述实施例中透镜的放置可减小光学装置的尺寸，然而，可以用各种不同方式移动元件，以便满足具体尺寸以及形成具体实施例的限制因素。
当入射光照射在透反射式彩色滤光器12上时，一些色带可穿过(例如R、G、B)，而其他色带(例如C、M、Y)沿着反射轴轨迹反射，这与在图1中所示类似。在图6所示的实施例中，再利用子***18包含中继透镜的第二部分80和反射镜82。在本实施例中，再利用光学装置的第二部分具有与第一部分相等的焦距f2。在本实施例中，可将反射镜82设置在中继透镜的第二部分80的成像焦点上，其在前面所述中间焦点的正上方。在其他实施例中，中继光学装置74的两个部分具有不同的焦距，并且由此将对反射镜82定位进行调整。
中继透镜74的两个部分并不是相互分离的，如图所示，一些部分可以是重叠的。某些光线的入射轴可穿过中继透镜74中与其他光线反射轴相同的区域。然而，在这个实施例中，每个具体光线沿其入射轴从中继透镜的第一部分78进行传播，并沿其反射轴到达中继透镜的第二部分80。这有可能通过使入射角θ小于90度来实现。可通过在入射轴与透反射式彩色滤光器12的交点的下面提供入射轴的原点来实现，如前面所述偏离透镜的结构中所示。也可通过倾斜透反射式彩色滤光器12来实现。
在一个实施例中，将反射镜82稍微倾斜，从而可沿回到中继透镜的第二部分80的不同轨迹对C、M、Y带进行反射。由此，中继透镜的第二部分80在与其原始反射区域不同的区域上将C、M、Y带再引入到透反射式彩色滤光器12。在透反射式彩色滤光器12不同部分上的再引入将使穿过通带所透射的光增加。在实施例中，将反射镜82设计成从反射镜82处以向上的角度对由透反射式彩色滤光器12底部所反射的光线进行反射，从而将光再引入到接近于透反射式彩色滤光器12的顶部。在本发明的其他实施例中，可使用本领域所知的具体校准方法来增加具体光学结构的效率。
图7是根据本发明实施例、用于向显示器14提供光的照明设备的简化示意平面图，该设备包括具有光学积分器92的色彩再利用子***。在这个实施例中，照明设备的功能与图6中的类似，只是用折叠式反射镜86、透镜88和光学积分器92替代了反射镜82。光学积分器92与在图4中的光学积分器58类似。透镜88可将C、M、Y色带聚焦在光学积分器90入口孔上。可将反射镜94设置在光学积分器92远端处或接近于该远端，以使光改变方向并基本上沿原始再利用轨迹射回，直到该积分光被再次引入到透反射式彩色滤光器12上。再利用积分光的几个部分透射过透反射式彩色滤光器12的通带并照射到显示器14上。
图8描述本发明中结合了偏振恢复和色彩再利用的实施例。本实施例包括与图6中光学结构类似的结构，只是本实施例允许通过添加透反射式偏振器98、反射镜102和四分之一波片104来实现偏振再利用。一个偏振态(通常是P偏振)可透过透反射式偏振器98从而透射给透反射式彩色滤光器14。
在附图中利用与表示光传播路径的线相交的短横线表示出P偏振光线。这些线表示与附图页平面垂直的偏振矢量。将其他偏振态(通常是S偏振)反射给反射镜102。在附图中利用与表示光传播路径的线一起相连接的小圆圈表示出S偏振光线。这些圆圈表示垂直于附图页平面的偏振矢量。
反射镜102之后将S偏振光反射回到透反射式偏振器98，其在光源方向中对偏振光进行反射。利用偏置透镜结构，所述光通过四分之一波片104且偏振方向被基本上旋转为P偏振，并之后可通过反射镜82将所述光反射回到透反射式偏振器98中，在透反射式偏振器98处可将所述光透射给透反射式彩色滤光器12。
可将四分之一波片104或一些其他偏振转换装置设置在反射镜82和透反射式偏振器98之间的任何位置上。也可以是设置在反射镜上的四分之一波长薄膜或涂层。该***可包括位于显示器后面的检偏器，例如碘基PVA(聚乙烯乙醇)薄膜或线栅偏振器，以便滤出任何S偏振的杂散光从而增强对比度。也可将检偏器和偏振滤光器设置在***的其他位置处，以适合于具体应用或照明***。
透反射式偏振器98可以是例如棱镜型或平面型的偏振分束镜或其他任何类型的装置，其基本上允许一个偏振态的所有光穿过，而基本上对具有其他的基本垂直的偏振态的所有光进行反射。平面型PBS的例子包括但不仅限于线栅偏振器、胆甾偏振器、聚合物薄膜叠层或电介质涂层的叠层。
许多类型的透反射式偏振器以及偏振分束镜可具有在正交轴之间不同的与角度相关的透射范围。可在一个轴(例如水平轴)上透射的入射光角度范围比其他正交轴(例如垂直轴)的范围更大。可通过适当地设置偏振材料，利用前面所述的椭圆亮斑性质，从而使具有更大角度的透射特性或具有更大角度的接收性的轴与照明的角度亮度分布重合。换而言之，通过将亮斑的延伸方向与具体偏振器的高对比度等对比度曲线的方向相匹配来改善***的透射性。这可增加效率，其伴随着亮度和对比度的相应增加。
图9是根据本发明实施例、包含与投影***112相耦合的视频单元110的***的简化示意平面图。在这个实施例中，视频单元110将视频信号传输给投影***112，其包括图像投影光学器件114以及照明设备116。照明设备116与依据本发明所述的任何一个实施例类似。在一个实施例中，图像投影光学器件114可包括与投影透镜相耦合的透射型液晶光阀设备，以便在屏幕上对光阀进行成像。在其他实施例中，图像投影光学器件114可包括反射型显示器，而不是透射型显示器。视频单元110可包括个人或膝上型计算机、DVD、机顶盒(STB)、摄像机、视频记录机或其他任何适合的装置，以便将视频信号传输给投影仪。可将该***用作产生幻灯片的计算机的投影仪以及数字成像源的投影仪；然而，也可有许多其他应用，例如游戏、电影、电视、广告以及数据显示。
虽然出于描述优选实施例的目的已对具体实施例进行了说明和描述，但是本领域普通技术人员可以理解的是，无需背离本发明的范围，各种可获得相同目的的替换和/或等价设备也可代替所示和所述的具体实施例。本领域普通技术人员很容易理解的是，可在非常多的实施例中实现本发明。本申请可涵盖所述实施例的任何修改以及变形。由此，显而易见的本发明仅受权利要求和其等价物的限制。

Claims (24)

1、一种用于透反射式色彩恢复的设备，其特征在于包括：
用于产生光的光源；
透反射式彩色滤光器，其与光源光耦合，用于沿入射轴接收光，所述透反射式彩色滤光器包括至少一个颜色通带，以便对至少一部分在频率范围内的光进行透射，并沿着反射轴对至少一部分位于频率范围之外的光进行反射，其中入射轴和反射轴不重合；和
再利用子***，其与透反射式彩色滤光器光耦合，具有一个位于反射轴上的输入端和一个输出端，所述再利用子***通过输入端接收反射光，并通过输出端将再利用光发射到透反射式彩色滤光器。
2、根据权利要求1的用于透反射式色彩恢复的设备，其特征在于透反射式彩色滤光器是由旋转式彩色鼓、旋转式螺旋形彩色转盘和带调制滤光器组成的组中的一个。
3、根据权利要求1的用于透反射式色彩恢复的设备，其特征在于透反射式彩色滤光器包括由红色通带、绿色通带和蓝色通带所组成的组中的至少一个。
4、根据权利要求1的用于透反射式色彩恢复的设备，其特征在于进一步包括：
显示器，其与透反射式彩色滤光器光耦合，用于接收来自透反射式彩色滤光器的透射光。
5、根据权利要求4的用于透反射式色彩恢复的设备，其特征在于显示器是透射液晶光阀。
6、根据权利要求4的用于透反射式色彩恢复的设备，其特征在于进一步包括：
显示器，其中心基本位于光轴上；
中继光学装置，其基本上设置在显示器光轴的第一侧上，用于接收来自光源的光，并沿着入射轴将光传送到透反射式彩色滤光器；和
再利用子***的输入端，其设置在显示器光轴的第二侧上。
7、根据权利要求6的用于透反射式色彩恢复的设备，其特征在于进一步包括：
中继透镜，其中心基本位于显示器的光轴上；且
再利用子***的输入端和中继光学装置都包括中继透镜的部分。
8、根据权利要求6的用于透反射式色彩恢复的设备，其特征在于进一步包括：
光学积分器，其用于接收来自光源的光并将光传送到成像透镜，该成像透镜将光透射给中继光学装置。
9、根据权利要求6的用于透反射式色彩恢复的设备，其特征在于再利用子***进一步包括：
第一反射镜，用于接收来自再利用子***的输入端的一部分反射光，并使其改变方向回到再利用子***的输入端；并且
再利用子***的输入端基本上与再利用子***的输出端相同。
10、根据权利要求9的用于透反射式色彩恢复的设备，其特征在于再利用子***进一步包括：
光学积分器，其具有第一端，用于接收来自再利用子***的输入端的光；和
第一反射镜，其设置在光学积分器的第二端上或在第二端附近，并通过光学积分器将光反射回第一端。
11、根据权利要求10的用于透反射式色彩恢复的设备，其特征在于再利用子***进一步包括：
折叠式反射镜，用于接收来自再利用子***输入端的光，并将光反射到成像透镜，该成像透镜将光成像在光学积分器的第一端上。
12、根据权利要求9的用于透反射式色彩恢复的设备，其特征在于将第一反射镜稍微倾斜，以便使光改变方向，沿着略有不同的路径返回到再利用子***的输入端。
13、根据权利要求9的用于透反射式色彩恢复的设备，其特征在于进一步包括：
第二反射镜；
透反射式偏振器，用于接收来自中继光学装置的光，将第一偏振态的光传送到透反射式彩色滤光器，并将第二偏振态的光反射给第二反射镜；
第二反射镜用于将第二偏振态的光反射给透反射式偏振器，导致光从透反射式偏振器反射到再利用子***的输入端；和
四分之一波片，其位于第一反射镜和再利用子***的输入端之间，用于将第二偏振态的光改变成为第一偏振态的光。
14、根据权利要求13的用于透反射式色彩恢复的设备，其特征在于四分之一波片包括在第一反射镜上的涂层。
15、根据权利要求1的用于透反射式色彩恢复的设备，其特征在于进一步包括：
第一光学积分器，其包括输入孔和输出孔，所述输入孔接收来自光源的光，所述输出孔将光传送给透反射式彩色滤光器。
16、根据权利要求15的用于透反射式色彩恢复的设备，其特征在于再利用子***进一步包括：
第二光学积分器，其具有第一端，用于接收来自透反射式彩色滤光器的反射光。
17、根据权利要求16的用于透反射式色彩恢复的设备，其特征在于再利用子***包括反射镜，该反射镜设置在第二光学积分器的第二端上或在第二端附近，用于使光通过第二光学积分器反射回第一端并穿出第二光学积分器射向透反射式彩色滤光器。
18、根据权利要求17的用于透反射式色彩恢复的设备，其特征在于再利用子***包括光学部件，用于将来自透反射式彩色滤光器的反射光成像在第二光学积分器的第一端上。
19、根据权利要求15的用于透反射式色彩恢复的设备，其特征在于再利用子***的输出端与第一光学积分器光耦合。
20、一种用于透反射式色彩恢复的***，其特征在于包括：
视频单元，其具有输出视频信号；和
投影***，其与视频单元耦合，用于接收视频信号和投影信号，所述投影***包括
照明设备，其包含有
光源，用于沿着入射轴产生光；和
色彩再利用子***，其具有偏离入射轴的输入端；
显示器，其与照明设备光耦合；以及
投影透镜，其与显示器光耦合。
21、根据权利要求20的用于透反射式色彩恢复的***，其特征在于照明设备进一步包括：
透反射式彩色滤光器，用于沿入射轴接收光，并对在所选颜色范围内的光进行透射，而沿着反射轴对其他颜色范围内的光进行反射；
再利用子***的输入端位于反射轴上；和
再利用子***包括输出端，用于向透反射式彩色滤光器发射再利用光。
22、根据权利要求21的用于透反射式色彩恢复的***，其特征在于透反射式彩色滤光器包括多个颜色通带。
23、根据权利要求20的用于透反射式色彩恢复的***，其特征在于视频单元是从数字通用盘(DVD)、摄像机和机顶盒中选出的一种。
24、根据权利要求20的用于透反射式色彩恢复的***，其特征在于显示器包括透射型液晶光阀。
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