发明名称 用于投影显示之光源光谱
摘要 本发明揭示一种在一投影显示系统中用以最佳化一光源的光谱之方法,以减少与系统中的色彩分离/重新组合相关联的光损失。亦揭示依据该类方法设计的投影系统。
申请公布号 TWI292055 申请公布日期 2008.01.01
申请号 TW092130513 申请日期 2003.10.31
申请人 3M新设资产公司 发明人 赛门 玛格瑞尔;泰德 史考特 鲁瑟佛德
分类号 G02B5/23(200601120200601) 主分类号 G02B5/23(200601120200601)
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种在一投影系统中用以决定一光源的一目标 光谱之方法,其中,来自该光源的光系:(1)空间上或 时间上分离为子部分,(2)藉由红色、绿色及蓝色滤 光器过滤该等子部分,以及(3)将该等经过滤的子部 分重新组合为一萤幕上之一彩色影像(该「分离/ 过滤/重新组合程序」),该方法包含: (A)规定红色光、绿色光及蓝色光的所需色彩座标; (B)规定由步骤(1)至步骤(3)之方式所产生的白色光 被的所需色彩座标; (C)规定用于该等红色、绿色及蓝色滤光器的一组 滤光器特征;以及 (D)依据一标准之组合来决定(i)该光源之一目标光 谱或者(ii)该光源之一目标光谱组合以及用于该等 红色、绿色及蓝色滤光器之被修正的一组滤光器 持徵,该标准之组合包括: (a)减小在步骤(2)中经过滤的红色光、经过滤的绿 色光及经过滤的蓝色光之计算所得之色彩座标与 该些光的规定所需色彩座标之间的差异; (b)减小在步骤(3)中被重新组合的白色光之计算所 得之色彩座标与该光的规定所需色彩座标之间的 差异;以及 (c)提高用于步骤(1)至步骤(3)之该程序之计算所得 之光传送效率。 2.如申请专利范围第1项之方法,其中在步骤(C)中, 以用于该等滤光器的截止点来规定该用于红色、 绿色及蓝色滤光器的滤光器特征组。 3.如申请专利范围第2项之方法,其中该滤光器特征 组系用于分别与真正的红色、绿色及蓝色滤光器 相对应的理想红色、绿色及蓝色滤光器,而该等截 止点等同于该等真正滤光器的50%传送点。 4.如申请专利范围第1项之方法,其中在步骤(D)中, 计算所得的光传送效率系依据用于该目标光源光 谱之一计算所得的亮光加权强度,以及用于该经重 新组合的白色光之一计算所得的亮光加权强度。 5.一种在一投影系统中用以决定一光源的一目标 光谱之方法,其中,来自该光源的光系:(1)空间上或 时间上分离为子部分,(2)藉由红色、绿色及蓝色滤 光器过滤该等子部分,以及(3)将该等经过滤的子部 分重新组合为一萤幕上之一彩色影像(该「分离/ 过滤/重新组合程序」),该方法包含: (A)规定红色光、绿色光及蓝色光的所需色彩座标; (B)规定由该分离/过滤/重新组合程序所产生的白 色光被的所需色彩座标; (C)规定用于该等红色、绿色及蓝色滤光器的一组 滤光器特征;以及 (D)依据一标准之组合来决定(i)该光源之一目标光 谱或者(ii)该光源之一目标光谱组合以及用于该等 红色、绿色及蓝色滤光器之被修正的一组滤光器 特征,该标准之组合包括: (a)减小在步骤(2)中经过滤的红色光、经过滤的绿 色光及经过滤的蓝色光之计算所得之色彩座标与 该些光的规定所需色彩座标之间的差异; (b)减小在步骤(3)中被重新组合的白色光之计算所 得之色彩座标与该光的规定所需色彩座标之间的 差异;以及 (c)提高用于步骤(1)至步骤(3)之该程序之计算所得 之光传送效率 其中在步骤(D)中,计算所得之光传送效率系由最小 化超过标准(a)之红光、绿光、蓝光之额外过滤而 被增加。 6.一种在一投影系统中用以决定一光源的一目标 光谱之方法,其中,来自该光源的光系:(1)空间上或 时间上分离为子部分,(2)藉由红色、绿色及蓝色滤 光器过滤该等子部分,以及(3)将该等经过滤的子部 分重新组合为一萤幕上之一彩色影像(该「分离/ 过滤/重新组合程序」),该方法包含: (A)规定红色光、绿色光及蓝色光的所需色彩座标; (B)规定由步骤(1)至步骤(3)的方式所产生的白色光 被的所需色彩座标; (C)规定用于该等红色、绿色及蓝色滤光器的一组 滤光器特征;以及 (D)依据一标准之组合来决定(i)该光源之一目标光 谱或者(ii)该光源之一目标光谱组合以及用于该等 红色、绿色及蓝色滤光器之被修正的一组滤光器 特征,该标准之组合包括: (a)减小在步骤(2)中经过滤的红色光、经过滤的绿 色光及经过滤的蓝色光之计算所得之色彩座标与 该些光的规定所需色彩座标之间的差异; (b)减小在步骤(3)中被重新组合的白色光之计算所 得之色彩座标与该光的规定所需色彩座标之间的 差异;以及 (c)提高用于步骤(1)至步骤(3)之该程序之计算所得 之光传送效率 其中在步骤(D)中,标准(a)和标准(b)被给予较标准(c) 为高之优先权。 7.如申请专利范围第1项之方法,其中在步骤(D)中, 反覆决定该光源的目标光谱或该光源的目标光谱 组合,以及用于该等红色、绿色及蓝色滤光器的经 修正的滤光器特征组。 8.如申请专利范围第1项之方法,其中在步骤(D)中, 仅决定该光源之一目标光谱。 9.一种用于构建一投影系统之方法,其包含: (I)使用如申请专利范围第1项之方法来决定一光源 之一目标光谱; (II)依据步骤(I)选取一光源; (III)依据用于该些滤光器的一组目标滤光器特征, 选取红色、绿色及蓝色滤光器,其中,该组目标滤 光器特征是如申请专利范围第1项的步骤(C)中所规 定的该组滤光器特征,或者,如经修正,则是如申请 专利范围第1项的步骤(D)中所决定之经修正的滤光 器特征组;以及 (IV)使用在步骤(II)中所选取的光源及在步骤(III)中 所选取的滤光器来构建一投影系统。 10.如申请专利范围第9项之方法,其中在步骤(II)中 所选取的该光源的光谱不同于在步骤(I)中所决定 的目标光谱。 11.如申请专利范围第9项之方法,其中在步骤(III)中 所选取的该等红色、绿色及蓝色滤光器的滤光器 特征不同于该组目标滤光器特征。 12.如申请专利范围第9项之方法,其中在步骤(IV)中 构建的投影系统具有至少为75%的、用于该分离/过 滤/重新组合程序之一计算所得的光传送效率。 13.如申请专利范围第9项之方法,其中在步骤(IV)中 构建的投影系统具有至少为85%的、用于该分离/过 滤/重新组合程序之一计算所得的光传送效率。 14.如申请专利范围第9项之方法,其中在步骤(IV)中 构建的投影系统具有至少为95%的、用于该分离/过 滤/重新组合程序之一计算所得的光传送效率。 15.一种方法,其包含: 提供一源光谱; 决定一蓝滤波器长波长截断値,用以传送小于该蓝 滤波器长波长截断値之波长并阻挡大于该蓝滤波 器长波长截断値之波长; 决定一绿滤波器短波长截断値及一绿滤波器长波 长截断値,用以阻挡小于该绿滤波器短波长截断値 之波长并传送在该绿滤波器短波长截断値与绿滤 波器长波长截断値之间之波长,并阻挡大于该绿滤 波器长波长截断値之波长; 决定一红滤波器短波长截断値,用以阻挡小于该红 滤波器短波长截断値之波长并传送大于该红滤波 器短波长截断値之波长; 由该源光谱及该蓝滤波器长波长截断値形成一蓝 频光谱; 由该源光谱、该绿滤波器短波长截断値、及该绿 滤波器长波长截断値形成一绿频光谱; 由该源光谱及该红滤波器短波长截断値形成一红 频光谱; 由该蓝频光谱、该绿频光谱、及该红频光谱形成 一白频光谱; 由该蓝频光谱计算蓝色色彩座标; 由该绿频光谱计算绿色色彩座标; 由该红频光谱计算红色色彩座标; 由该白频光谱计算白色色彩座标; 由该蓝色色彩座标及需求之蓝色色彩座标,形成一 蓝色色彩差异; 由该绿色色彩座标及需求之绿色色彩座标,形成一 绿色色彩差异; 由该红色色彩座标及需求之红色色彩座标,形成一 红色色彩差异; 由该白色色彩座标及需求之白色色彩座标,形成一 白色色彩差异; 由该源光谱计算一源强度; 由该白频光谱计算一白色强度; 从该白色强度与该源强度形成一强度差异;及调整 至少下列之一项: 该源光谱, 该蓝滤波器长波长截断値, 该绿滤波器短波长截断値, 该绿滤波器长波长截断値, 该红滤波器短波长截断値; 最小化至少下列之一项: 该蓝色色彩差异, 该绿色色彩差异, 该红色色彩差异, 该白色色彩差异,或 该强度差异。 16.如申请专利范围第15项之方法,其中该蓝色色彩 座标,该绿色色彩座标,该红色色彩座标,与该白色 色彩座标皆为数字对。 17.如申请专利范围第16项之方法,其中该需求之蓝 色色彩座标,该需求之绿色色彩座标,该需求之红 色色彩座标,该需求之白色色彩座标皆为1931 CIE色 彩座标。 18.如申请专利范围第15项之方法,其中该源强度由 整合从390nm至770nm之该源光谱而计算。 19.如申请专利范围第15项之方法,其中该源强度由 从390nm至770nm,整合该源光谱及具人眼敏感度之一 滤波器之乘积而计算。 20.如申请专利范围第15项之方法,其中该白色强度 由整合从390nm至770nm之该白色强度而计算。 21.如申请专利范围第15项之方法,其中该白色强度 由从390nm至770nm,整合该白频光谱及具人眼敏感度 之一滤波器之乘积而计算。 22.如申请专利范围第15项之方法,其中该白色强度 为该源强度之至少75%。 23.如申请专利范围第22项之方法,其中该白色强度 为该源强度之至少85%。 24.如申请专利范围第23项之方法,其中该白色强度 为该源强度之至少95%。 25.如申请专利范围第15项之方法,其中该蓝色滤波 器长波长截断値,该绿色滤波器短波长截断値,该 绿色滤波器长波长截断値,与该红色滤波器短波长 截断値各对应于一理想化之传送概况且定义在一0 %传送区与一100%传送区之间的一界限。 26.如申请专利范围第15项之方法,其中该蓝色滤波 器长波长截断値,该绿色滤波器短波长截断値,该 绿色滤波器长波长截断値,与该红色滤波器短波长 截断値各对应一实际传送概况上一50%传送点。 27.如申请专利范围第15项之方法, 其中该蓝滤波器长波长截断値与该绿滤波器短波 长截断値不同;且 其中该绿滤波器长波长截断値与该红滤波器短波 长截断値不同。 图式简单说明: 图1显示一UHP灯之一光谱。 图2显示用于一理想绿色滤光器的横跨该可见光谱 的传送因素。 图3显示用于选择一灯光谱及理想滤光器的特征以 减少一投影显示器中的光损失之一计算流程图。 图4显示一最佳化的光源光谱,明确地说,一理想(理 论上的)灯光谱,其系使用图3的流程图程序而依据 本发明决定。特定言之,设计该光谱以获得具有在 一投影显示系统中减少或最小化的光损失之SMPTE C 色彩点。
地址 美国