DE60215025T2

DE60215025T2 - Farbverwaltungssystem

Info

Publication number: DE60215025T2
Application number: DE60215025T
Authority: DE
Inventors: Michael Thousand Oaks NEWELL; Clark Simi Valley Pentico
Original assignee: JDS Uniphase Corp
Current assignee: Viavi Solutions Inc
Priority date: 2001-08-06
Filing date: 2002-08-06
Publication date: 2007-05-03
Anticipated expiration: 2022-08-07
Also published as: US6971747B2; WO2003015420A1; EP1417844B1; US6851812B2; CN100450189C; DE60215025D1; JP2004538527A; CN1547858A; KR20040028986A; US20050105059A1; US20030025880A1; EP1417844A1; ATE341161T1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Farbverwaltungs- bzw. Farbmanagementsysteme für Projektionsanzeigen und genauer Systeme zum Trennen von eingehender Beleuchtung in getrennte Farbkanäle, um die Überlagerung von räumlicher Information zu erleichtern, und zur anschließenden Rekombination der getrennten Farbkanäle, um die Projektion eines Vollfarbbildes zu erleichtern.
Hintergrund der Erfindung
Im Zusammenhang mit Projektionsanzeigen ist es wünschenswert, ein Farbverwaltungssystem einzusetzen, und es ist weiterhin wünschenswert, dass solche Farbverwaltungssysteme die Erzeugung eines Hochkontrastbildes erleichtern, während einem relativ hoher Pegel von Beleuchtungsstrom Rechnung getragen wird. Leider sind derzeit existierende Farbverwaltungssysteme nur dadurch in der Lage, erhöhten Kontrast bei praktikablen Pegeln von beleuchtendem Strom zu erreichen, indem sie hochspezialisierte Materialien einsetzen, was zu übermäßigen Kostensteigerungen führt.
Ein Farbverwaltungssystem kann arbeiten, indem es zuerst eingegebenes Licht (z.B. weißes Licht) in eine Mehrzahl von Farbkanälen trennt, die das sichtbare Spektrum durchlaufen (z.B. rot, grün und blau), dann die getrennten Farbkanäle verwendet, um eine Mehrzahl entsprechender Mikroanzeigen (z.B. LCoS-Mikroanzeigen) auszuleuchten und die Farbkanäle rekombiniert, um ein Ausgabelicht (z.B. weißes Licht) zu erzeugen. Wenn es gewünscht ist, ein Bild im Zusammenhang mit dem ausgegebenen Lichtstrahl zu projizieren, kann durch die Mikroanzeigen vor der Rekombination räumliche Information auf jeden der Farbkanäle überlagert werden. Als Ergebnis kann ein Vollfarbbild mit dem Ausgabelichtstrahl projiziert werden. Die Ausdrücke "Mikroanzeige", "Panel" und "Lichtventil", wie sie hier verwendet werden, beziehen sich auf einen Mechanismus, der konfiguriert ist, um einen einfallenden Lichtstrahl zu empfangen, räumliche Information in dem Lichtstrahl zu übermitteln und einen modifizierten Lichtstrahl auszugeben, der den einfallenden Lichtstrahl und die räumliche Information umfasst. Zum Beispiel Modell Nummer DILA SX-070, hergestellt von der japanischen Firma JVC.
Farbverwaltungssysteme des Standes der Technik haben sich bisher als nicht in der Lage herausgestellt, Hochkontrastbilder bei niedrigen Kosten zu erzeugen, ohne ihre Fähigkeit zu gefährden, angemessene Mengen von beleuchtendem Strom aufrecht zu erhalten. Dies liegt teilweise an der Verwendung von massiven polarisierenden Strahlteilern vom "Würfel-Typ" zur Farbtrennung und Rekombination. Diese polarisiere den Strahlteiler werden ansonsten als MacNeille-Prismen oder polarisierende Würfel-Strahlteiler bezeichnet. Polarisierende Strahlteiler vom "Würfeltyp" sind inhärent für thermische Gradienten anfällig, die typischerweise bei hohen Strompegeln entstehen und oft Spannungsdoppelbrechung erzeugen, die zur Depolarisation des Lichts und einem Kontrastverlust führt. Als Ergebnis war es notwendig, kostspieliges Glas mit hohem Index und niedriger Doppelbrechung zu verwenden, wenn Hochkontrastbilder erforderlich sind. Obwohl sich diese Lösung als effektiv herausgestellt hat, um Doppelbrechung bei niedrigen Strompegeln zu verringern, ist sie teuer und zeigt verringerte Effektivität beim Eliminieren von thermisch erzeugter Doppelbrechung bei hohen Strompegeln (z.B. größer als etwa 500 Lumen).
1 stellt zum Beispiel ein Farbverwaltungssystem 100 des Standes der Technik dar, allgemein als ColorQuad TM von Colorlink bekannt, in dem vier polarisierende Würfel-Strahlteiler und fünf farbselektive Retardationskomponenten verwendet werden, um Farbtrennung und Rekombination bereitzustellen. Gemäß diesem System empfängt der polarisierende Würfel-Eingabestrahlteiler einen Eingabelichtstrahl 120 und trennt ihn in drei Komponenten, eine grüne Komponente 121, eine blaue Komponente 122 und eine rote Komponente 123. Die rote Komponente 123 empfängt räumliche Information von einem roten Panel 133; die blaue Komponente 122 empfängt räumliche Information von einem blauen Panel 132, und die grüne Komponente 121 empfängt räumliche Information von einem grünen Panel 131. Schließlich rekombiniert der polarisierende kubische Ausgabestrahlteiler die rote Komponente 123 und die blaue Komponente 122 mit der grünen Komponente 121, um ein Vollfarbbild 140 zu bilden. Man beachte, dass er polarisierende kubische Strahlteiler 110 bei hohen Lichtstrompegeln thermisch belastet wird und sich notwendigerweise physikalisch verzieht, was Spannungsdoppelbrechung verursacht, die zur Depolarisation des Lichts und einem Kontrastverlust führt.
Ein zusätzliches Farbverwaltungssystem, das eine Bulk-Optik in einem System totaler interner Reflexion (TIR) verwendet, ist in USP Nr. 6,231,190 von Dewald offenbart. Dewald lehrt die Verwendung eines optischen Pfadlängenkompensators 304, der die zusätzliche optische Pfadlänge kompensiert, die durch die Einbeziehung eines TIR-Prismas 302 hinzugefügt wird, das als direktioneller Strahlteiler dient, um eine physikalische Trennung zwischen den Lichtstrahlen bereitzustellen, die auf die reflektiven Raumlichtmodulatoren auftreffen und von diesen reflektiert werden. Dieses Prisma lenkt die Strahlen um, um eine Trennung von 90 Grad zwischen den Beleuchtungs- und Projektionspfaden bereitzustellen. Das Problem der thermischen Belastung wird von Dewald nicht angegangen.
In einem Versuch, die nachteiligen Effekte der Verwendung von polarisierenden Würfel-Strahlteilern zu verringern, sind verschiedene Versuche unternommen worden, um in Farbverwaltungssystemen plattenpolarisierende Strahlteiler anstelle von Würfelkonfigurationen zu implementieren. Die Versuche ließen jedoch andere optische Aberrationen entstehen, die mit den plattenpolarisierenden Strahlteilern assoziiert sind, wie z.B. Astigmatismus. Das Problem kann mit Bezug auf die Beschreibung des Standes der Technik, US-Patent Nr. 5,327,289 von Watanabe et al., 1994, leichter verstanden werden, das erläutert "Allgemein ist bekannt, dass eine optische diskontinuierliche Oberfläche nicht senkrecht zur optischen Achse so wirkt, dass sie einen Astigmatismus bezogen auf einen Bildlichtstrom erzeugt, der durch die optische diskontinuierliche Oberfläche hindurchtritt".
Entsprechend wäre es vorteilhaft, ein Farbverwaltungssystem zu haben, das in Projektionssystemen mit hohem Strom verwendet werden könnte, während es gleichzeitig in einem breiten Bereich von thermischen Umgebungen mit verringerter Doppelbrechungsempfindlichkeit und verbesserter Langlebigkeit arbeitet. Es wäre weiterhin vorteilhaft, über ein Farbverwaltungssystem zu verfügen, das diese Ziele erreichen könnte, ohne teures Glas mit hohem Index und niedriger Doppelbrechung oder besondere Anfälligkeit für optische Aberrationen, die durch polarisierende Strahlteiler in Plattenkonfigurationen erzeugt werden, zu benötigen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung gehen viele der Mängel des Standes der Technik an. Gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung stellen verbesserte Verfahren und Vorrichtungen eine Farbverwaltung für Projektionsanzeigesysteme bereit. Effektive Farbverwaltung der vorliegenden Erfindung ist zur Verwendung in Projektionssystemen mit hohem Strom mit verbessertem Kontrast und verbesserter Doppelbrechungsempfindlichkeit und Langlebigkeit geeignet, während die Kosten deutlich verringert werden. Zusätzlich sieht die vorliegende Erfindung eine Farbverwaltung vor, die zur Verwendung in ungünstigen thermischen Umgebungen geeignet ist, ohne teures Glas mit hohem Index und niedriger Doppelbrechung zu erfordern.
Die Erfindung ist in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 35 dargelegt. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Farbverwaltungssystem einen Lichtseparator umfassend einen plattenpolarisierenden Strahlteiler, eine Kompensationsprismagruppe und Mittel zum Bilden einer umfassenden Lichtausgabe. Gemäß dieser Ausführungsform ist der Lichtseparator in einer geneigten Orientierung positioniert, um eine Lichteingabe umfassend eine erste Komponente und einen zweite Komponente zu empfangen, und ist konfiguriert, um die erste Komponente von der zweiten Komponente zu trennen und einen ersten Lichtstrahl umfassend die erste Komponente und einen zweiten Lichtstrahl umfassend die zweite Komponente auszusenden.
Die Kompensationsprismagruppe, umfassend zwei oder mehr Prismakompensatoren, die durch einen Luftspalt getrennt sind, ist positioniert, um den ersten Lichtstrahl zu empfangen, und ist konfiguriert, um den ersten Lichtstrahl so durchzulassen, dass er von einer ersten Mikroanzeige empfangen wird. Nachdem die erste Mikroanzeige räumliche Information an den ersten Lichtstrahl übermittelt hat, wodurch ein modifizierter erster Lichtstrahl erzeugt wird, empfängt die Kompensationsprismagruppe den modifizierten ersten Lichtstrahl und sendet eine kompensierte Lichtausgabe aus. Diese kompensierte Lichtausgabe umfasst den modifizierten ersten Lichtstrahl und kompensiert auch optische Aberrationen, die durch den geneigten Lichtseparator erzeugt werden, und/oder jegliche andere optische Komponente, die eine optische Aberration verursachen kann, sowie jegliche andere optische Phänomene, denen die Kompensation nützen kann. Schließlich umfasst das Farbverwaltungssystem der vorliegenden Erfindung Mittel zum Bilden einer umfassenden Lichtausgabe aus der kompensierten Lichtausgabe und einer komplementären Lichtausgabe umfassend den zweiten Lichtstrahl.
In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst der Lichtseparator ein Filter, das positioniert ist, um eine Breitbandlichteingabe zu empfangen, und das konfiguriert ist, um eine Komponente des Lichts selektiv zu rotieren, um Licht auszusenden, das in zwei Ebenen orientiert ist. In dieser Ausführungsform umfasst der Lichtseparator weiterhin einen polarisierenden Strahlteiler, der positioniert ist, um das bi-orientierte Licht zu empfangen und es in zwei Lichtausgaben zu trennen. In einer Ausführungsform umfassen diese Lichtausgaben einen ersten Lichtstrahl umfassend eine erste Komponente und einen zweiten Lichtstrahl umfassend eine oder mehrere zusätzliche Komponenten.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst das Farbverwaltungssystem einen Bildassimilator, der positioniert ist, um den zweiten Strahl von dem Lichtseparator zu empfangen, und konfiguriert ist, um ihn in zwei Ausgabestrahlen zu trennen, von denen jeder eine scharfe Komponente umfasst. Der Bildassimilator lässt dann jeden dieser Ausgabestrahlen an eine korrespondierende Mikroanzeige durch und empfängt einen modifizierten Strahl von jeder der Mikroanzeigen, wobei die modifizierten Strahlen überlagerte räumliche Information enthalten. Schließlich erzeugt der Bildassimilator eine Ausgabe umfassend die modifizierten Ausgaben von den Mikroanzeigen.
Der Begriff "Komponente", wie er hier verwendet wird, bezeichnet einen Teil einer Lichttransmission. Wenn eine Lichttransmission zum Beispiel Licht von verschiedenen Wellenlängen im sichtbaren Spektrum enthält (z.B. blau, rot und grün), kann die Lichttransmission in eine Mehrzahl Komponenten getrennt werden, von denen jede einem Bereich von Wellenlängen (d.h. Farbbanden) entspricht, von denen jede in etwa einer Farbbande entspricht, wie z.B. blau, rot oder grün im sichtbaren Spektrum. Als weiteres Beispiel kann eine Lichttransmission polarisiertes Licht umfassen, das in einer oder mehreren Ebenen orientiert ist.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung kann der Bildassimilator ein dichroitisches Prisma umfassen. Wahlweise kann der Bildassimilator ein polarisierendes Filter und einen polarisierenden Strahlteiler umfassen. Gemäß dieser Ausführungsform erzeugt das polarisierende Filter eine differenzierte Lichtausgabe umfassend zweite und dritte Komponenten mit unterschiedlichen Orientierungen. Der zweite polarisierende Strahlteiler empfängt die differenzierte Lichtausgabe und trennt sie in eine Mehrzahl Ausgaben, die jeweils eine unterschiedliche Farbkomponente aufweisen, zum Durchlassen an eine Mehrzahl korrespondierender Mikroanzeigen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Kompensationsprismagruppe ein Paar Prismakompensatoren umfassen, die angeordnet sind, um durch einen Luftspalt getrennt zu werden, der konfiguriert ist, um eine oder mehrere optische Aberrationen zu kompensieren, die durch den polarisierenden Strahlteiler erzeugt werden. Optional kann die Kompensationsprismagruppe auch eine geneigte Orientierung zeigen oder eine geneigte Kompensatorplatte beinhalten.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Farbverwaltungssystem auch ein Filter (z.B. ein farbselektives Retarderelement) und einen Analysator zum Verbessern des Kontrasts in dem projizierten Bild umfassen. Die Funktion des farbselektiven Retarderelements ist es, die geeigneten Farbbanden selektiv so zu rotieren, dass das austretende Licht im Wesentlichen linear polarisiert ist und weiterhin so, dass die Polarisationsachse für jede Farbbande im Wesentlichen gleich ist. Das Filter und der Analysator können positioniert sein, um Licht zu empfangen, das sowohl von dem Bildassimilator als auch von der Kompensationsprismagruppe ausgegeben wird. Wahlweise kann der Analysator, abhängig von den Charakteristika des farbselektiven Retardationselements, Licht von einer vorbestimmten Wellenlänge oder Bande von Wellenlängen aus der Lichtausgabe entfernen. Schließlich kann das Farbverwaltungssystem eine Projektionslinse zum Projizieren eines Ausgabelichtstrahls umfassen, der räumliche Information zum Projizieren eines Bildes enthält.
Entsprechend ermöglicht die Verwendung einer Prismakompensatorgruppe es dem Farbverwaltungssystem, einen polarisierenden Strahlteiler wirksam einzusetzen, der als Platte anstatt als Würfel wie im Stand der Technik konfiguriert ist. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung sowohl polarisationsabhängige Elemente als auch dichroitische Elemente einsetzen, um eingegebenes Licht in eine Mehrzahl Farbbanden aufzuteilen, auf die durch eine korrespondierende Mehrzahl von Mikroanzeigen räumliche Information überlagert werden kann, wobei die modifizierten Farbbanden rekombiniert werden, um ein projiziertes Vollfarbbild zu erzeugen.
Kurzschreibung der Zeichnungen
Die oben erwähnten Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung können klarer aus der folgenden detaillierten Beschreibung verstanden werden, die im Zusammenhang mit den folgenden Zeichnungen betrachtet wird, in denen gleiche Zahlen gleiche Elemente darstellen und in denen:
1 ein Farbverwaltungssystem des Standes der Technik darstellt;
2 ein Einzelpanelfarbverwaltungssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 einen polarisierenden Strahlteiler gemäß einer beispielhaften Ausführungsform darstellt, wobei der polarisierende Strahlteiler ein Paar geneigte polarisierende Strahlteiler umfasst, deren aktive Oberflächen im Wesentlichen von einander abgewandt sind;
4 ein Doppelpanelfarbverwaltungssystem gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei die Kompensationsprismagruppe geneigt ist und der Bildassimilator ein Prisma von im Wesentlichen gleicher Pfadlänge ist;
5 ein Dreipanelfarbverwaltungssystem gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei der Bildassimilator ein dichroitisches Prisma ist und die Ausgabe außerdem durch ein Ausgabefilter und einen Analysator verstärkt wird;
6 ein Dreipanelfarbverwaltungssystem darstellt, das eine Mehrzahl von Feldlinsen enthält, die positioniert sind, um die Komponentenlichtstrahlen zu empfangen und zu fokussieren, um den Durchmesser der Lichtstrahlen zu verringern;
7 ein Dreipanelfarbverwaltungssystem gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei der Lichtseparator entweder ein dichroitischer Spiegel oder ein polarisierender Strahlteiler sein kann und wobei der erste Lichtstrahl von der Kompensationsprismagruppe empfangen wird, nachdem er durch einen polarisierenden Strahlteiler reflektiert worden ist, wobei der zweite Lichtstrahl nicht auf den polarisierenden Strahlteiler trifft, bevor er von dem Bildassimilator empfangen wurde, und wobei der Bildassimilator ein Filter zum selektiven Rotieren einer Komponente sowie einen polarisierenden Strahlteiler umfasst;
8 ein Dreipanelfarbverwaltungssystem gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei der Lichtseparator ein dichroitischer Spiegel ist und wobei Retarderplatten positioniert sind, um Lichtstrahlen vor ihrem Empfang durch die blauen und roten Mikroanzeigen zu empfangen und zu verbessern; und
9 ein Dreipanelfarbverwaltungssystem gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei der Lichtseparator eine Mehrzahl dichroitischer Spiegel umfasst und wobei jedem der drei Lichtstrahlen vor der Rekombination durch zwei polarisierende Strahlteiler durch ein rotdurchlässiges Lichtventil, ein gründurchlässiges Lichtventil und ein blaudurchlässiges Lichtventil räumliche Information übermittelt wird. Geeignete durchlässige Lichtventile können aus einer Vielfalt von verschiedenen verfügbaren Größen und Auflösungen ausgewählt werden, um den Anforderungen der besonderen Anwendung gerecht zu werden, und sind hergestellt von den beiden Unternehmen Sony und Epson leicht kommerziell erhältlich.
Detaillierte Beschreibung
Nur zu Veranschaulichungszwecken werden hier beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit Projektionsanzeigen beschrieben. Man beachte weiterhin, dass, während verschiedene Elemente geeignetermaßen mit anderen Elementen in beispielhaften optischen Systemen gekoppelt oder verbunden werden können, solche Verbindungen und Kopplungen durch direkte Verbindung zwischen Elementen oder durch Verbindung durch andere zwischen ihnen angeordnete Elemente und Einrichtungen realisiert werden können.
Wie oben erörtert, leiden Farbverwaltungssyteme des Standes der Technik unter Mängeln wie z.B. Begrenzung der Lichtintensität, hohen Kosten, schlechtem Bildkontrast, übermäßiger Doppelbrechungsempfindlichkeit und Mangel an Lebensdauer. Versuche im Stand der Technik, diese Mängel zu überwinden, haben die Verwendung von kostspieligem Glas mit hohem Index und niedriger Doppelbrechung beinhaltet. Trotz der Verwendung dieser teuren Materialien bleibt thermisch induzierte Doppelbrechung jedoch bei Lichtintensitätspegeln von größer als etwa 500 Lumen ein Problem.
Gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung wird ein verbessertes Farbverwaltungssystem bereitgestellt, das eine Farbverwaltung bereitstellt, die zur Verwendung in ungünstigen thermischen Umgebungen geeignet ist, ohne kostspieliges Glas mit hohem Index und niedriger Doppelbrechung zu erfordern. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eingegebenes Beleuchtungslicht in eine Mehrzahl verschiedener Farbbanden aufgespalten und dann nach Überlagerung von räumlicher Information durch eine korrespondierende Mehrzahl Mikroanzeigen und Kompensation von optischen Aberrationen, die durch eine Kompensationsprismagruppe vorgesehen wird, rekombiniert, wodurch ein Vollfarbbild erzeugt wird. Als Ergebnis ist die effektive Farbverwaltung der vorliegenden Erfindung zur Verwendung in Hochlumenprojektionssystemen mit verringerten Kosten, verbessertem Kontrast, verringerter Doppelbrechungsempfindlichkeit und verbesserter Lebensdauer geeignet. Zusätzlich stellt die vorliegende Erfindung eine Farbverwaltung bereit, die zur Verwendung in ungünstigen thermischen Umgebungen geeignet ist, ohne kostspieliges Glas mit hohem Index und niedriger Doppelbrechung zu erfordern.
In einer Ausführungsform mit Bezug auf 2 umfasst ein beispielhaftes Farbverwaltungssystem 200 einen Lichtseparator 220, eine Kompensationsprismagruppe 240 und Mittel 270 zum Bilden einer umfassenden Lichtausgabe 290. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist der Lichtseparator 220 positioniert, um eine Lichteingabe 210 umfassend eine erste Komponente und eine zweite Komponente zu empfangen. Der Lichtseparator 200 ist konfiguriert, um die erste Komponente von der zweiten Komponente zu trennen und einen ersten Lichtstrahl 221 umfassend die erste Komponente und einen zweiten Lichtstrahl 222 umfassend die zweite Komponente auszusenden. Man beachte, dass der Lichtseparator 220 einen polarisierenden Strahlteiler umfassen kann, der konfiguriert ist, um in einer ersten Ebene orientiertes Licht von in einer zweiten Ebene orientiertem Licht zu trennen und einen ersten Lichtstrahl umfassend in der ersten Ebene orientiertes Licht und einen zweiten Lichtstrahl umfassend in der zweiten Ebene orientiertes Licht auszusenden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist die Kompensationsprismagruppe 240 positioniert, um den ersten Lichtstrahl 221 zu empfangen, und die Kompensationsprismagruppe 240 ist konfiguriert, um den ersten Lichtstrahl 221 durchzulassen, um durch eine erste Mikroanzeige 231 empfangen zu werden. Zusätzlich ist die Kompensationsprismagruppe 240 zum Empfangen eines modifizierten ersten Lichtstrahls von der ersten Mikroanzeige 231 und Aussenden einer kompensierten Lichtausgabe 282 konfiguriert. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die kompensierte Lichtausgabe 282 den modifizierten ersten Lichtstrahl und kompensiert eine durch den Lichtseparator 220 herbeigeführte optische Aberration.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Kompensationsprismagruppe 240 ein Paar Prismakompensatoren. Man beachte, dass diese Prismakompensatoren durch einen Luftspalt getrennt sind. Die Größe des Luftspalts hängt von der Dicke und Orientierung des Lichtseparators ab, wobei sie typischerweise zwischen einem und vier Millimetern liegt und in einer beispielhaften Ausführungsform im Wesentlichen 2,5 Millimeter beträgt. Weiterhin ist der Luftspalt konfiguriert, um eine oder mehrere optische Aberrationen zu kompensieren, zum Beispiel unter Verwendung der Lehren des US-Patents Nr. 5,327,289. Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 4 gezeigt, kann die Kompensationsprismagruppe 240 eine geneigte Orientierung zeigen. Die Kompensationsprismagruppe kann zum Beispiel in einem Winkel von zwischen –30 Grad und +30 Grad orientiert sein. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Kompensationsprismagruppe in einem Winkel von etwa 15 Grad orientiert sein. Weiterhin kann die Kompensationsprismagruppe 240 eine geneigte Kompensatorplatte 469 umfassen, die eine geneigte Orientierung zeigt. Die geneigte Kompensatorplatte kann zum Beispiel in einem Winkel von zwischen –30 Grad und +30 Grad orientiert sein. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die geneigte Kompensatorplatte in einem Winkel von etwa 15 Grad orientiert sein. Schließlich kann die Kompensationsprismagruppe konfiguriert sein, um eine äquivalente optische Pfadlänge im Wesentlichen gleich der des polarisierenden Strahlteilers aufzuweisen.
In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Erfindung auch Mittel 270 zum Bilden einer umfassenden Lichtausgabe aus der kompensierten Lichtausgabe 282 und einer komplementären Lichtausgabe umfassend den zweiten Lichtstrahl 222. In einer beispielhaften Ausführungsform umfassen die Mittel 270 zum Bilden einer umfassenden Lichtausgabe 290 einen polarisierenden Strahlteiler 270, der das gleiche Element wie der Lichtseparator 220 sein und der gleichen Funktion dienen kann.
Der Begriff "Filter", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf ein optisches Filter, das konfiguriert ist, um zu unterscheiden (d.h. sperren oder durchlassen oder ändern der Polarisationseigenschaften von Lichtstrom basierend auf physikalischen Eigenschaften des Lichts, wie z.B. Wellenlänge, Orientierung, Polarisation oder Blitz- oder Feldrate) und kann unter Verwendung eines beliebigen im Stand der Technik bekannten Verfahrens konstruiert sein, zum Beispiel Einbetten eines optisch aktiven Materials wie z.B. eines spektralempfindlichen optischen Retardationsfilms in oder auf einem ansonsten transparenten Substrat oder Platzieren einer Mehrzahl sehr dünner Drähte in paralleler Orientierung zu einander, wobei dünne Spalte verbleiben, durch die Licht hindurchtreten kann, um polarisiertes Licht zu erzeugen. Beispiele von Filtern, die zum Unterscheiden von Licht basierend auf seinen physikalischen Eigenschaften konfiguriert sind, umfassen dichroitische Platten, hergestellt von OCLI in Santa Rosa, California, und Unaxis in Liechtenstein, ColorSelect-Filter, hergestellt von ColorLink in Boulder, Colorado, und ProFlux-Polarisatoren und polarisierende Strahlteiler, hergestellt von Moxtek in Orem, Utah.
Wie in 7 gezeigt, kann der Lichtseparator entweder ein dichroitischer Spiegel oder ein polarisierender Strahlteiler sein. Zusätzlich, wie in 7 dargestellt, kann der erste Lichtstrahl von der Kompensationsprismagruppe empfangen werden, nachdem er von einem polarisierenden Strahlteiler reflektiert worden ist, wobei der zweite Lichtstrahl nicht auf den polarisierenden Strahlteiler trifft, bevor er von dem Bildassimilator empfangen worden ist, und wobei der Bildassimilator ein Filter zum selektiven Rotieren einer Komponente sowie einen polarisierenden Strahlteiler umfasst. Wahlweise, wie durch 9 gezeigt, kann der Lichtseparator eine Mehrzahl dichroitischer Spiegel umfassen.
Wie in 6 gezeigt, ist das Filter 215 konfiguriert, um eine linear polarisierte Lichteingabe 210 zu empfangen und die Polarisationskomponente der Lichteingabe 210 selektiv zu rotieren, um eine Lichteingabe 217 zu erzeugen, die in einer ersten Ebene orientiertes polarisiertes Licht und in einer zweiten ebene orientiertes polarisiertes Licht umfasst. Gemäß dieser Ausführungsform umfasst das in der ersten Ebene orientierte polarisierte Licht eine erste Farbkomponente, wie z.B. grünes Licht; das in der zweiten Ebene orientierte polarisierte Licht umfasst sowohl eine zweite Farbkomponente als auch eine dritte Farbkomponente wie z.B. rotes und blaues Licht.
Der polarisierende Strahlteiler 220 ist positioniert, um die erste polarisierte Lichtausgabe 217 von dem ersten Filter 215 zu empfangen. Man beachte, dass ein polarisierender Strahlteiler 220 eine Einrichtung ist, die konfiguriert ist, um einen einfallenden Lichtstrahl in zwei austretende lineare polarisierte Lichtstrahlen zu trennen. Als solches kann der polarisierende Strahlteiler 220 einen dichroitischen Spiegel mit einem Überzug umfassen, der konfiguriert ist, um Licht in Komponenten von verschiedenen Farben zu trennen. Ein typischer Überzug kann zum Beispiel ein dielektrischer Dünnschichtüberzug sein. Wahlweise kann der polarisierende Strahlteiler 220 ein dielektrischer Strahlteiler mit einem Überzug sein, der konfiguriert ist, um Licht in verschiedene Komponenten basierend auf Farbe oder Polarisation zu trennen.
Wie in 3 gezeigt, kann der polarisierende Strahlteiler 220 zwei oder mehr polarisierende Strahlteiler 321, 322 umfassen, deren aktive Oberflächen im Wesentlichen voneinander abgewandt sind, um den Kontrast weiter zu verbessern und Spannungsdoppelbrechung wie z.B. die zu minimieren, die durch ungleichmäßige thermische Belastung verursacht wird. Die Mehrzahl polarisierender Strahlteiler 321, 322 kann wahlweise bezogen aufeinander geneigt sein, um jeglichen Versatz zwischen zu gehörigen Lichtstrahlen wie z.B. den zu kompensieren, der durch die endliche und/oder unterschiedliche Stärke jedes der polarisierenden Strahlteiler verursacht werden kann. Man beachte, dass eine solche Mehrzahl polarisierender Strahlteiler, die bezogen aufeinander geneigt sind, in einer Vielfalt von Anwendungen nützlich sein kann, wo immer es gewünscht ist, Licht zu trennen und zu rekombinieren, wobei der entsprechende Bedarf besteht, Aberrationen entweder im einfallenden oder im austretenden Licht zu korrigieren. In einer beispielhaften Ausführungsform können polarisierende Strahlteiler eine einzige Komponente mit aktiven polarisierenden Strahlteileroberflächen auf beiden Seiten umfassen. Ein Beispiel eines solchen polarisierenden Strahlteilers wäre ein optisch durchlässiges Substrat mit polarisierenden Proflux-TM-Strahlteileroberflächen auf beiden Oberflächen.
Gemäß der Erfindung ist der polarisierende Strahlteiler 220 konfiguriert, um das in der ersten Ebene polarisierte Licht von dem in der zweiten Ebene polarisierten Licht zu trennen. In einer beispielhaften Ausführungsform kann der polarisierende Strahlteiler 220 konfiguriert sein, um in einer ersten Richtung das in der ersten Ebene orientierte polarisierte Licht auszusenden und in einer zweiten Richtung das in der zweiten Ebene orientierte polarisierte Licht auszusenden, wobei die zweite Richtung im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Richtung ist. In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann der polarisierende Strahlteiler 220 konfiguriert sein, um das in der zweiten Ebene orientierte polarisierte Licht durchzulassen und das in der ersten Ebene orientierte polarisierte Licht zu reflektieren.
Wahlweise, wie 7 gezeigt, kann der polarisierende Strahlteiler 220 konfiguriert sei, um das in der zweiten Ebene orientierte polarisierte Licht zu reflektieren und das in der ersten Ebene orientierte polarisierte Licht durchzulassen. Gemäß dieser Ausführungsform kann eine Mehrzahl Faltspiegel eingesetzt werden, um die verschiedenen Lichtstrahlen zwischen den Elementen des Farbverwaltungssystems zu lenken. Ein Faltspiegel, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf jegliche reflektierende Oberfläche, die in der Lage ist, Licht zu reflektieren. Ein Faltspiegel kann zum Beispiel ein aluminisierter Spiegel oder ein verstärkter Silberspiegel sein, wie durch die Firma Unaxis in Liechtenstein produziert. Wie in 3 gezeigt, kann der polarisierende Strahlteiler 320 ein Paar polarisierende Strahlteiler 321, 322, deren aktiven Oberflächen 331, 332 im Wesentlichen voneinander abgewandt sind, oder eine einzelne polarisierende Strahlteilerkomponente mit aktiven Oberflächen an beiden Seiten umfassen.
Mit Bezug auf 6 kann der Bildassimilator 550 positioniert sein, um von dem polarisierenden Strahlteiler 220 in der zweiten Ebene orientiertes polarisiertes Licht zu empfangen. Der Bildassimilator 550 kann konfiguriert sein, um die zweite Komponente von der dritten Komponente zu trennen und die zweite Komponente zum Empfang durch eine zweite Mikroanzeige 532 und die dritte Komponente zum Empfang durch eine dritte Mikroanzeige 533 durchzulassen. Zusätzlich kann der Bildassimilator 550 weiterhin zum Empfangen einer modifizierten zweiten Komponente von der zweiten Mikroanzeige 532 und zum Empfangen einer modifizierten dritten Komponente von der dritten Mikroanzeige 533 konfiguriert sein. Schließlich kann der Bildassimilator 550 konfiguriert sein, um eine assimilierte Lichtausgabe 685 auszusenden, damit sie durch den polarisierenden Strahlteiler 270 empfangen wird, wobei die assimilierte Lichtausgabe die modifizierte zweite Komponente und die modifizierte dritte Komponente umfasst. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die äquivalente optische Pfadlänge, die mit dem Glas oder anderem optischen Material des Bildassimilators 550 assoziiert ist, so bestimmt werden, dass kompensierende Merkmale in geeignete Systemelemente wie z.B. die Kompensationsprismagruppe 240 eingebaut werden können.
In einer beispielhaften Ausführungsform, wie in 5 und 6 gezeigt, umfasst der Bildassimilator 550 ein dichroitisches Prisma. In einer wahlweisen Ausführungsform, wie in 4 gezeigt, kann der Bildassimilator 450 im Wesentlichen ein Prisma von gleicher Pfadlänge sein. In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann der Bildassimilator 550 ein polarisierendes Filter zum Erzeugen einer differenzierten Lichtausgabe umfassend die zweite Komponente und die dritte Komponente umfassen, wobei die Orientierung der zweiten Komponente rotiert wird, um orthogonal zu der Orientierung der dritten Komponente zu sein. Gemäß dieser wahlweisen Ausführungsform umfasst der Bildassimilator 550 weiterhin einen zweiten polarisierenden Strahlteiler, der positioniert ist, um die differenzierte Lichtausgabe von dem polarisierenden Filter zu empfangen. Dieser zweite polarisierende Strahlteiler ist konfiguriert, um die zweite Komponente von der dritten Komponente zu trennen, bevor die zweite Komponente zum Empfang durch die zweite Mikroanzeige durchgelassen wird und bevor die dritte Komponente zum Empfang durch die dritte Mikroanzeige durchgelassen wird.
Die Kompensationsprismagruppe 240 ist positioniert, um das in der ersten Ebene orientierte Licht von dem polarisierenden Strahlteiler 220 zu empfangen. Die Kompensationsprismagruppe 240 kann ein Paar Prismakompensatoren umfassen und ist konfiguriert, um eine erste Komponente zum Empfang durch eine erste Mikroanzeige durchzulassen, und um eine modifizierte erste Komponente von der ersten Mikroanzeige zu empfangen. Zusätzlich ist die Kompensationsprismagruppe 240 konfiguriert, um eine Lichtausgabe, die die in der zweiten Ebene orientierte modifizierte erste Komponente umfasst, zum Empfang durch den polarisierenden Strahlteiler 220 auszusenden. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist die Kompensationsprismagruppe 240 konfiguriert, um eine äquivalente optische Pfadlänge zu zeigen, die gleich der des Bildassimilators 550 ist. In einer beispielhaften Ausführungsform sind die Prismakompensatoren der Kompensationsprismagruppe 240 angeordnet, um durch einen Luftspalt getrennt zu sein, der konfiguriert ist, um eine oder mehrere optische Aberrationen zu kompensieren, die durch den polarisierenden Strahlteiler 220 erzeugt werden.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform, wie in 2 gezeigt, kann die Kompensationsprismagruppe 240 eine geneigte Orientierung zeigen, so dass ihr der Oberfläche zugewandter polarisierender Strahlteiler 220 bezogen auf eine Ebene geneigt ist, die orthogonal zu dem direktesten Pfad von der Kompensationsprismagruppe 240 zu dem polarisierenden Strahlteiler 220 liegt. In einer weiteren Ausführungsform, wie in 4 gezeigt, kann die Kompensationsprismagruppe 240 weiterhin eine geneigte Kompensatorplatte umfassen, die eine geneigte Orientierung zeigt, so dass ihr der Oberfläche zugewandter polarisierender Strahlteiler 220 bezogen auf eine Ebene geneigt ist, die orthogonal zu dem direktesten Pfad von der geneigten Kompensatorplatte zu dem polarisierenden Strahlteiler 220 liegt.
In einer beispielhaften Ausführungsform, wie in 5 gezeigt, kann die Ausgabe weiterhin durch ein Ausgabefilter und/oder einen Analysator verstärkt werden, die positioniert sind, um die modifizierten Lichtausgaben von dem Bildassimilator 550 und der Kompensationsprismagruppe 240 zu empfangen und weiterhin das Licht zu modifizieren, um in einer einzigen Ebene orientiertes polarisiertes Licht zu erzeugen, d.h. im Wesentlichen linear polarisiertes Licht, was durch Rotieren der Polarisationsachse eines oder mehrerer der Lichtstrahlen erreicht werden kann. Gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform kann das Farbverwaltungssystem 200 einen Analysator umfassen, der positioniert ist, um das von diesem zweiten Filter ausgesandte Licht zu empfangen, um eine geschärfte umfassende Lichtausgabe zu erzeugen, die relativ zu dem von dem zweiten Filter ausgesandten Licht einen verbesserten Kontrast aufweist. In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann der Analysator zum Entfernen von Licht einer vorbestimmten Wellenlänge aus dem Lichtstrahl konfiguriert sein, abhängig von den Merkmalen der Filter (d.h. den farbselektiven Retardationselementen). Man beachte schließlich, dass der von dem Farbverwaltungssystem 200 ausgesandte Lichtstrahl durch eine Projektionslinse zur Projektion eines Bilds vergrößert werden kann.
Wie in 6 dargestellt, kann ein Farbverwaltungssystem seine Fähigkeit verbessern, erhöhte Lichtstromanforderungen zu bewältigen, während die physikalische Größe beibehalten oder verringert wird, indem eine Mehrzahl Feldlinsen eingebaut werden, die positioniert sind, um die Komponentenlichtstrahlen zu empfangen und zu fokussieren, um den Durchmesser dieser Lichtstrahlen zu verringern. Wie in 8 gezeigt, kann das System weiterhin eine oder mehrere Retarderplatten umfassen, die positioniert sind, um Lichtstrahlen vor ihrem Empfang durch die blauen und/oder roten Mikroanzeigen zu empfangen und zu verbessern.
In einer beispielhaften Ausführungsform, wie in 6 gezeigt, kann das Farbverwaltungssystem 200 eine oder mehrere Feldlinsen 610 aufweisen, wobei jede Linse 610 positioniert ist, um einen linear polarisierten Lichtstrahl zu empfangen und ihn vor dem Empfang eines Lichtstrahls durch eine Mikroanzeige und/oder nach Durchlassen durch eine Mikroanzeige zu empfangen und zu fokussieren. Gemäß dieser Ausführungsform kann der Lichtstrahl in einen kompakteren Ausgabestrahl fokussiert werden, was die effektive Verwendung kleinerer Projektionslinsen ermöglicht, während äquivalente oder sogar erhöhte Pegel des Lichtstromes aufrechterhalten werden.
Gemäß dieser Ausführungsform empfängt das Filter 215 eine im Wesentlichen linear polarisierte Lichteingabe 210 und rotiert eine Komponente der polarisierten Lichteingabe selektiv, um in zwei Ebenen orientiertes Licht 217 auszusenden. Der polarisierende Strahlteiler 220 empfängt das bi-orientierte Licht 217 und trennt es in zwei im Wesentlichen linear polarisierte Lichtausgaben, von denen eine eine einzige Komponente und die andere zwei Komponenten aufweist. Der Bildassimilator 550 empfängt das Ausgabelicht mit zwei Komponenten von dem polarisierenden Strahlteiler 220 und trennt das Licht weiter in zwei Lichtausgaben auf, von denen jede eine der beiden Komponenten aufweist. Der Bildassimilator 550 lässt dann jede der Lichtausgaben an entsprechende Mikroanzeigen 532 und 533 durch und empfängt eine modifizierte Ausgabe von jeder der Mikroanzeigen. Schließlich erzeugt der Bildassimilator 550 eine Ausgabe umfassend die modifizierten Ausgabe von den Mikroanzeigen. Die Kompensationsprismagruppe 240 empfängt die einzelne Farblichtausgabe von dem polarisierenden Strahlteiler 220 und lässt das Licht an eine weitere entsprechende Mikroanzeige 231 durch. Dann empfängt die Kompensationsprismagruppe 240 eine modifizierte Lichtausgabe 259 von der Mikroanzeige 231 und lässt sie durch, um mit der Lichtausgabe von dem Bildassimilator 550 kombiniert zu werden.
Man beachte, dass das Farbverwaltungssystem 200 der vorliegenden Erfindung durch geeignetes Ersetzen des Bildassimilators 550 durch Kompensationsprismagruppen zur Verwendung in einem Einpanelsystem, wie in 2 dargestellt, in einem Zweipanelsystem, wie in 4 dargestellt, oder in einem Dreipanelsystem, wie in 5 bis 9 dargestellt, angepasst werden kann. Weiterhin, wie in 9 gezeigt, kann das System der vorliegenden Erfindung als Durchlasssystem 900 implementiert sein, wobei jedem der drei Lichtstrahlen 901, 902 und 903 vor der Rekombination durch zwei polarisierende Strahlteiler 920 und 970 durch ein gründurchlässiges Lichtventil 931, ein blaudurchlässiges Lichtventil 932 und ein rotdurchlässiges Lichtventil 933 räumliche Information mitgeteilt werden kann. Gemäß dieser Ausführungsform umfasst ein beispielhaftes Farbverwaltungssystem einen Lichtseparator 220 umfassend einen ersten dichroitischen Spiegel 921 und einen zweiten dichroitischen Spiegel 922, wobei der erste dichroitische Spiegel 921 positioniert ist, um die Lichteingabe zu empfangen, und konfiguriert ist, um die erste Komponente von der zweiten Komponente zu trennen und einen ersten Lichtstrahl 903 umfassend die erste Komponente und einen zweiten Lichtstrahl 989 umfassend die zweite Komponente auszusenden, wobei der zweite dichroitische Spiegel 922 positioniert ist, um den zweiten Lichtstrahl 989 zu empfangen, und konfiguriert ist, um die zweite Komponenten von der dritten Komponente zu trennen und einen verfeinerten zweiten Lichtstrahl 902 umfassend die zweite Komponente und einen dritten Lichtstrahl 901 umfassend die dritte Komponente auszusenden, wobei der erste Lichtstrahl 903 durch einen ersten Polarisator 913 empfangen werden soll, der konfiguriert ist, um einen ersten polarisierten Lichtstrahl zu erzeugen, wobei der verfeinerte zweite Lichtstrahl 902 von einem zweiten Polarisator 912 empfangen werden soll, der konfiguriert ist, um einen zweiten polarisierten Lichtstrahl zu erzeugen, und wobei der dritte Lichtstrahl 901 von einem dritten Polarisator 911 empfangen werden soll, der konfiguriert ist, um einen dritten polarisierten Lichtstrahl zu erzeugen, wobei das Farbverwaltungssystem weiterhin ein Rotlichtventil 933 umfasst, das positioniert ist, um den ersten polarisierten Lichtstrahl zu empfangen, und konfiguriert ist, um einen polarisierten Rotlichtstrahl auszusenden, um von dem Bildassimilator 920 empfangen zu werden, wobei das Farbverwaltungssystem weiterhin ein Blaulichtventil 932 umfasst, das positioniert ist, um den zweiten polarisierten Lichtstrahl zu empfangen, und konfiguriert ist, um einen polarisierten Blaulichtstrahl auszusenden, um durch den Bildassimilator 920 empfangen zu werden, wobei das Farbverwaltungssystem weiterhin ein Grünlichtventil 931 umfasst, das positioniert ist, um den dritten polarisierten Lichtstrahl zu empfangen, und konfiguriert ist, um einen von der Kompensationsprismagruppe 940 zu empfangenden polarisierten Grünlichtstrahl auszusenden. Schließlich sendet die Kompensationsprismagruppe 940 eine kompensierte Ausgabe aus, um durch den Strahlteiler 970 mit einer assimilierten Ausgabe kombiniert zu werden, die durch den polarisierenden Strahlteiler 920 erzeugt wird, die den polarisierten Blaulichtstrahl und den polarisierten Rotlichtstrahl umfasst. In einer beispielhaften Ausführungsform tritt die Ausgabe von dem Strahlteiler 920, die den polarisierten Blaulichtstrahl und den polarisierten Rotlichtstrahl umfasst, durch einen Farbauswahlfilter und einen Reinigungspolarisator hindurch, bevor sie mit der Ausgabe von dem Strahlteiler 970 kombiniert und an eine Projektionslinse durchgelassen wird, um an ein projiziertes Bild ausgegeben zu werden.
Entsprechend verwendet die vorliegende Erfindung sowohl polarisationsabhängige Elemente als auch dichroitische Elemente, um ein Eingabelicht in eine Mehrzahl Farbbanden aufzuspalten, auf die durch eine entsprechende Mehrzahl Mikroanzeigen räumliche Information überlagert werden kann, wobei die modifizierten Farbbanden rekombiniert werden, um ein projiziertes Vollfarbbild zu erzeugen.
Oben wurde die vorliegende Erfindung mit Bezug auf verschiedene beispielhafte Ausführungsformen beschrieben. Fachleute werden jedoch erkennen, dass an den beispielhaften Ausführungsformen Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel können die verschiedenen Elemente auf andere Arten implementiert werden, wie zum Beispiel durch Vorsehen anderer optischer Konfigurationen oder Anordnungen. Diese Alternativen können abhängig von der bestimmten Anwendung oder unter Berücksichtigung jeglicher beliebiger Zahl von Faktoren, die mit dem Betrieb des Systems assoziiert sind, geeignet ausgewählt werden. Darüber hinaus ist beabsichtigt, dass diese und andere Änderungen oder Modifikationen in dem Umfang der vorliegenden Erfindung, wie er in den folgenden Ansprüchen ausgedrückt ist, enthalten sind.

Claims

Farbverwaltungssystem umfassend: einen Lichtseparator (220), um eine Lichteingabe (210) umfassend eine erste Komponente und eine zweite Komponente zu empfangen, wobei der Lichtseparator konfiguriert ist, um die erste Komponente von der zweiten Komponente zu trennen und einen ersten Lichtstrahl (221) umfassend die erste Komponente und einen zweiten Lichtstrahls (222) umfassend die zweite Komponente auszusenden; und eine Kompensationsprismagruppe (240), dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtseparator einen plattenpolarisierenden Strahlteiler umfasst, der in einer geneigten Orientierung positioniert ist; und dass die Kompensationsprismagruppe zwei oder mehr Prismakompensatoren umfasst, die durch einen Luftspalt getrennt sind, der positioniert ist, um den ersten Lichtstrahl zum Durchlassen des durch eine erste Mikroanzeige (231) zu empfangenden ersten Lichtstrahls zu empfangen, Empfangen eines modifizierten ersten Lichtstrahls von der ersten Mikroanzeige und Aussenden einer kompensierten Lichtausgabe (282), wobei der Luftspalt konfiguriert ist, um eine durch den geneigten Lichtseparator hervorgerufene optische Aberration zu kompensieren.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 1, wobei die Lichteingabe in einer ersten Ebene orientiertes polarisiertes Licht und in einer zweiten Ebene orientiertes polarisiertes Licht umfasst und wobei der Lichtseparator einen polarisierenden Strahlteiler umfasst, der konfiguriert ist, um das in der ersten Ebene orientierte Licht von dem in der zweiten Ebene orientierten Licht zu trennen und einen ersten Lichtstrahl umfassend das in der ersten Ebene orientierte Licht und einen zweiten Lichtstrahl umfassend das in der zweiten Ebene orientierte Licht auszusenden.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 2, weiterhin umfassend einen polarisierenden Strahlteiler, der konfiguriert ist, um eine umfassende Lichtausgabe aus der kompensierten Lichtausgabe und eine komplementäre Lichtausgabe umfassend den zweiten Lichtstrahl zu bilden.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 1, wobei die Kompensationsprismagruppe ein Paar Prismakompensatoren umfasst.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 1, wobei die Kompensationsprismagruppe eine geneigte Orientierung aufweist.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 1, wobei die Kompensationsprismagruppe weiterhin eine geneigte Kompensatorplatte umfasst, die eine geneigte Orientierung aufweist.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 2, wobei die Kompensationsprismagruppe konfiguriert ist, um eine kompensatoräquivalente optische Pfadlänge aufzuweisen, die im Wesentlichen gleich einer äquivalenten optischen Pfadlänge des polarisierenden Strahlteilers ist.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 2, wobei der polarisierende Strahlteiler ein Paar polarisierende Strahlteiler umfasst, deren aktive Oberflächen im Wesentlichen voneinander abgewandt sind.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 8, wobei das Paar polarisierender Strahlteiler mit Bezug auf einander geneigt sind.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine Projektionslinse zum Empfangen der kompensierten Lichtausgabe und Projizieren der kompensierten Lichtausgabe, um ein Bild anzuzeigen.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 1, weiterhin umfassend ein Prisma (450) von im Wesentlichen gleicher Pfadlänge, das positioniert ist, um den zweiten Lichtstrahl (222) zu empfangen; wobei das Prisma von gleicher Pfadlänge konfiguriert, um den zweiten Lichtstrahl so durchzulassen, dass er von einer Mikroanzeige empfangen wird, um einen modifizierten zweiten Lichtstahl von der Mikroanzeige zu empfangen und um eine angepasste Lichtausgabe auszusenden, die den modifizierten zweiten Lichtstrahl umfasst.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 11, wobei die Kompensationsprismagruppe (240) konfiguriert ist, um eine kompensatoräquivalente optische Pfadlänge aufzuweisen, die im Wesentlichen gleich einer äquivalenten optischen Pfadlänge einer Kombination des Prismas von gleicher Pfadlänge und des polarisierenden Strahlteilers ist.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 1, wobei die erste Komponente rot umfasst.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 1, wobei die zweite Komponente blau und grün umfasst.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine zweite Mikroanzeige, eine dritte Mikroanzeige und einen Bildassimilator (550, 920), der positioniert ist, um den zweiten Lichtstrahl (222) zu empfangen, wobei der zweite Lichtstrahl weiterhin eine dritte Komponente umfasst; wobei der Bildassimilator eine Einrichtung zum Trennen der zweiten Komponente von der dritten Komponente, Aussenden eines dritten Lichtstrahls umfassend die zweite Komponente und Aussenden eines vierten Lichtstrahls umfassend die dritte Komponente ist und der Bildassimilator weiterhin zum Empfangen eines modifizierten dritten Lichtstrahls von der zweiten Mikroanzeige und Empfangen eines modifizierten vierten Lichtstrahls von der dritten Mikroanzeige und Aussenden von Licht umfassend den modifizierten dritten Lichtstrahl und den modifizierten vierten Lichtstrahl konfiguriert ist.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 15, wobei die Kompensationsprismagruppe konfiguriert ist, um eine kompensatoräquivalente optische Pfadlänge aufzuweisen, die im Wesentlichen gleich einer äquivalenten optischen Pfadlänge einer Kombination des Bildassimilators und des polarisierenden Strahlteilers ist.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 15, wobei der Bildassimilator ein dichroitisches Prisma umfasst.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 3, weiterhin umfassend einen Ausgabefilter, der positioniert ist, um die kompensierte Lichtausgabe zu empfangen, wobei der Ausgabefilter zum Erzeugen einer gefilterten kompensierten Lichtausgabe umfassend in einer einzelnen Ebene orientiertes Licht konfiguriert ist.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 18, wobei der Ausgabefilter zum Rotieren der kompensierten Lichtausgabe konfiguriert ist.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 18, wobei der Ausgabefilter zum Rotieren der komplementären Lichtausgabe konfiguriert ist.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 18, weiterhin umfassend einen Analysator, der positioniert ist, um die gefilterte kompensierte Lichtausgabe zu empfangen, wobei der Analysator zum Erzeugen einer geschärften kompensierten Lichtausgabe mit einem verbesserten Kontrast relativ zu der gefilterten kompensierten Lichtausgabe konfiguriert ist.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 21, wobei der Analysator zum Entfernen von Licht einer vorbestimmten Wellenlänge aus der gefilterten kompensierten Lichtausgabe konfiguriert ist.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 3, weiterhin umfassend einen Analysator, der positioniert ist, um die komplementäre Lichtausgabe zu empfangen, wobei der Analysator konfiguriert ist, um zu bewirken, dass die komplementäre Lichtausgabe einen verbesserten Kontrast aufweist.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 15, wobei die erste Komponente grün umfasst.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 15, wobei die zweite Komponente blau umfasst.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 15, wobei die dritte Komponente rot umfasst.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 1, wobei der Lichtseparator ein Eingabelichtfilter umfasst, das zum Empfangen einer Lichteingabe und selektiven Rotieren einer Komponente der Lichteingabe konfiguriert ist, um eine polarisierte Lichteingabe umfassend in einer ersten Ebene orientiertes Licht und in einer zweiten Ebene orientiertes Licht zu erzeugen, wobei der Lichtseparator weiterhin einen polarisierenden Strahlteiler umfasst, der zum Trennen des in der ersten Ebene orientierten Lichts von dem in der zweiten Ebene orientierten Licht und Aussenden eines ersten Lichtstrahls umfassend das in der ersten Ebene orientierte Licht und einen zweiten Lichtstrahl umfassend das in der zweiten Ebene orientierte Licht konfiguriert ist.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 1, wobei der Lichtseparator einen dichroitischen Spiegel umfasst, der zum Trennen der ersten Komponente von der zweiten Komponente konfiguriert ist.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine oder mehrere Feldlinsen, die positioniert sind, um den ersten Lichtstrahl vor dem Empfang durch die erste Mikroanzeige zu empfangen, wobei die eine oder mehrere Feldlinsen konfiguriert sind, um einen Querschnittsdurchmesser des ersten Lichtstrahls zu verringern.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 15, weiterhin umfassend eine oder mehrere Feldlinsen, die positioniert sind, um den dritten Lichtstrahl vor dem Empfang durch die Mikroanzeige zu empfangen, wobei die eine oder mehrere Feldlinsen konfiguriert sind, um einen Querschnittsdurchmesser des zweiten Lichtstrahls zu verringern.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 30, weiterhin umfassend eine oder mehrere Feldlinsen, die positioniert sind, um den vierten Lichtstrahl vor dem Empfang durch die dritte Mikroanzeige zu empfangen, wobei die eine oder mehrere Feldlinsen konfiguriert sind, um einen Querschnittsdurchmesser des dritten Lichtstrahls zu verringern.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 15, wobei der Bildassimilator weiterhin einen Assilimatoreingabefilter umfasst, der konfiguriert ist, um den zweiten Lichtstrahl zu empfangen und eine Komponente des zweiten Lichtstrahls selektiv zu rotieren, um einen polarisierten Lichtstrahl umfassend in einer ersten Ebene orientiertes Licht und in einer zweiten Ebene orientierten Licht zu erzeugen, wobei der Bildassimilator einen polarisierenden Strahlteiler umfasst, der konfiguriert ist, um die zweite Komponente durch Trennen des in der ersten Ebene orientierten Lichts von dem in der zweiten Ebene orientierten Licht von der dritten Komponente zu trennen.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 11, weiterhin umfassend eine Retarderplatte, die positioniert ist, um den zweiten Lichtstrahl von dem Prisma von gleicher Pfadlänge zu empfangen und einen von der Mikroanzeige zu empfangenden verstärkten zweiten Lichtstrahl auszusenden.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 15, weiterhin umfassend eine Retarderplatte, die positioniert ist, um den von der zweiten Mikroanzeige zu empfangenden dritten Lichtstrahl zu empfangen, und/oder eine Retarderplatte, die positioniert ist, um den von der dritten Mikroanzeige zu empfangenden vierten Lichtstrahl zu empfangen.
Farbverwaltungssystem umfassend: einen Lichtseparator (921), um eine Lichteingabe umfassend eine erste Komponente und eine zweite Komponente zu empfangen, wobei der Lichtseparator konfiguriert ist, um die erste Komponente von der zweiten Komponente zu trennen und einen ersten Lichtstrahl (903) umfassend die erste Komponente und einen zweiten Lichtstrahl (998) umfassend die zweite Komponente auszusenden; und eine Kompensationsprismagruppe (940); wobei das Farbverwaltungssystem dadurch gekennzeichnet ist, dass der Lichtseparator einen ersten dichroitischen Spiegel (921) und einen zweiten dichroitischen Spiegel (922) umfasst, wobei der erste dichroitische Spiegel (921) positioniert ist, um die Lichteingabe zu empfangen, und konfiguriert ist, um die erste Komponente von der zweiten Komponente zu trennen und den ersten Lichtstrahl (903) umfassend die erste Komponente und den zweiten Lichtstrahl (989) umfassend die zweite Komponente auszusenden, wobei der zweite dichroitische Spiegel (922) positioniert ist, um den zweiten Lichtstrahl (989) zu empfangen, wobei der zweite Lichtstrahl weiterhin eine dritte Komponente umfasst und konfiguriert ist, um die zweite Komponente von der dritten Komponente zu trennen und einen dritten Lichtstrahl (901) umfassend die zweite Komponente und einen vierten Lichtstrahl umfassend die dritte Komponente (902) auszusenden, wobei der erste Lichtstrahl (903) von einem erste Polarisator (913) zu empfangen ist, der konfiguriert ist, um einen ersten polarisierten Lichtstrahl zu erzeugen, wobei der vierte Lichtstrahl von einem zweiten Polarisator (912) zu empfangen ist, der konfiguriert ist, um einen zweiten polarisierten Lichtstrahl zu erzeugen, und der dritte Lichtstrahl von einem dritten Polarisator (911) zu empfangen ist, der konfiguriert ist, um einen dritten polarisierten Lichtstrahl zu erzeugen; wobei das Farbverwaltungssystem weiterhin umfasst: ein Rotlichtventil (933), das positioniert ist, um den ersten polarisierten Lichtstrahl zu empfangen, und konfiguriert ist, um einen polarisierten Rotlichtstrahl auszusenden; ein Blaulichtventil (932), das positioniert ist, um den zweiten polarisierten Lichtstrahl zu empfangen, und konfiguriert ist, um einen polarisierten Blaulichtstrahl auszusenden; eine optische Einrichtung (920), um den polarisierten Rotlichtstrahl und den polarisierten Blaulichtstrahl zu empfangen und Licht umfassend den polarisierten Rotlichtstrahl und den polarisierten Blaulichtstrahl auszusenden; und ein Grünlichtventil (931), das positioniert ist, um den dritten polarisierten Lichtstrahl zu empfangen, und konfiguriert ist, um einen von der Kompensationsprismagruppe (940) zu empfangenden polarisierten Grünlichtstrahl auszusenden; wobei die Kompensationsprismagruppe (940) zwei oder mehrere durch einen Luftspalt getrennte Prismakompensatoren umfasst, die positioniert sind, um den polarisierten Grünlichtstrahl zu empfangen, und konfiguriert sind, um eine kompensierte Lichtausgabe auszusenden; wobei der Luftspalt konfiguriert ist, um eine durch den Lichtseparator hervorgerufene optische Aberration zu kompensieren.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 15, wobei der Bildassimilator weiterhin ein polarisierendes Filter aufweist, das konfiguriert ist, um eine differenzierte Lichtausgabe umfassend die zweite Komponente und die dritte Komponente zu erzeugen; wobei eine Orientierung der zweiten Komponente so rotiert wird, dass sie orthogonal zu einer Orientierung der dritten Komponente ist; wobei der Bildassimilator einen eingebetteten polarisierenden Strahlteiler aufweist, der positioniert ist, um die differenzierte Lichtausgabe von dem polarisierenden Filter zu empfangen; und wobei der eingebettete polarisierte Strahlteiler konfiguriert ist, um die zweite Komponente von der dritten Komponente zu trennen, den zweiten Lichtstrahl umfassend die zweite Komponente auszusenden und den scharfen dritten Lichtstrahl umfassend die dritte Komponente auszusenden.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 2, wobei der trennende polarisierende Strahlteiler konfiguriert ist, um den ersten Lichtstrahl in einer ersten Richtung auszusenden und den zweiten Lichtstrahl in einer zweiten Richtung auszusenden, wobei die zweite Richtung im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Richtung ist.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 2, wobei der trennende polarisierende Strahlteiler konfiguriert ist, um den zweiten Lichtstrahl durchzulassen und den ersten Lichtstrahl zu reflektieren.
Verfahren zum Vorsehen einer Farbverwaltung für ein Projektionssystem, das zum Projizieren von Lichtstrompegeln größer als 500 Lumen geeignet ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Empfangen einer Lichteingabe (210) umfassend eine erste Komponente und eine zweite Komponente, Trennen der ersten Komponente von der zweiten Komponente und Aussenden eines ersten Lichtstrahls (221) umfassend die erste Komponente und eines zweiten Lichtstrahls (222) umfassend die zweite Komponente; und Empfangen des ersten Lichtstrahls, Durchlassen des ersten Lichtstrahls, um von einer ersten Mikroanzeige (231) empfangen zu werden, Empfangen eines modifizierten ersten Lichtstrahls von der ersten Mikroanzeige, Schicken des modifizierten ersten Lichtstrahls durch eine Kompensationsprismagruppe und Aussenden einer kompensierten Lichtausgabe (282), wobei die kompensierte Lichtausgabe den modifizierten ersten Lichtstrahl umfasst und eine Kompensationscharakteristik aufweist; wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch: Verwendung eines in einer geneigten Orientierung positionierten plattenpolarisierenden Strahlteilers, um die erste Komponente von der zweiten Komponente zu trennen; wobei die Kompensationsprismagruppe zwei oder mehrere Prismakompensatoren umfasst, die durch einen Luftspalt getrennt sind, wobei die kompensierte Lichtsausgabe eine durch den geneigten plattenpolarisierenden Strahlteiler hervorgerufene Aberration und eine äquivalente optische Pfadlänge einer Kompensationsprismagruppe (240) kompensiert.
Farbverwaltungssystem nach Anspruch 1, wobei der Lichtseparator eine Mehrzahl polarisierender Strahlteiler (321, 322) umfasst, die bezogen aufeinander geneigt sind und aktive Oberflächen (331, 332) aufweisen, die orientiert sind, um im Wesentlichen voneinander abgewandt zu sein, um jeglichen Versatz zwischen der ersten Komponente und einer zweiten Komponente zu kompensieren, der durch die Stärke jedes der plattenpolarisierenden Strahlteiler verursacht wird.
Verfahren nach Anspruch 39, weiterhin umfassend folgende Schritte: Empfangen des zweiten Lichtstrahls, Durchlassen des von einer zweiten Mikroanzeige zu empfangenden zweiten Lichtstrahls, Empfangen eines modifizierten zweiten Lichtstrahls von der Mikroanzeige, Schicken des modifizierten zweiten Lichtstrahls durch ein Prisma (450) von gleicher Pfadlänge und Aussenden einer angepassten Lichtausgabe, die wegen des Prismas (450) von gleicher Pfadlänge eine angepasste Charakteristik aufweist; und Empfangen der angepassten Lichtausgabe und der kompensierten Lichtausgabe (282) und Aussenden einer umfassenden Lichtausgabe (290) umfassend die angepasste Lichtausgabe und die kompensierte Lichtausgabe.
Verfahren nach Anspruch 39, wobei der zweite Lichtstrahl weiterhin eine dritte Komponente umfassend und das Verfahren weiterhin folgende Schritte umfasst: Trennen der zweiten Komponente von der dritten Komponente; Aussenden eines dritten Lichtstrahls umfassend die zweite Komponente und Aussenden eines vierten Lichtstrahls umfassend die dritte Komponente; wobei der dritte Lichtstrahl von einer zweiten Mikroanzeige zu empfangen ist und der vierte Lichtstrahl von einer dritten Mikroanzeige zu empfangen ist; Assimilieren (550) eines von der zweiten Mirkoanzeige empfangenen modifizierten dritten Lichtstrahls mit einem von der dritten Mikroanzeige empfangenen vierten Lichtstrahls, um eine assimilierte Lichtausgabe (222) zu erzeugen; und Empfangen der assimilierten Lichtausgabe (222) und der kompensierten Lichtausgabe (282) und Aussenden einer umfassenden Lichtausgabe (290) umfassend die assimilierte Lichtausgabe und die kompensierte Lichtausgabe.