发明名称 颜色调控系统
摘要 与投影显示器一起使用的一种颜色调控系统(color management system),举例其包含分离偏振分光器、补偿棱镜组(compensating prism group)、影像同化器与组合偏振分光器。根据一实施例,分离偏振分光器接收双定向(bi-oriented)光输入,并且将其分离两道输出光,一道包含一第一成分,另一道包含一第二成分。影像同化器接收来自分离偏振分光器的一输出光束、传送此输出光束至一或多个微型显示器、接收来自微型显示器的一或多个调变输出(modified outputs)、以及发射至包含此些调变输出至一组合偏振分光器。补偿棱镜组接收来自于分离偏振分光器之另一输出光束、传送其至另一对应的微型显示器、接收来自微型显示器的调变输出、以及发射此调变输出至组合偏振分光器,将其与自于影像同化器的光输出,补偿棱镜组可用以由光分离器所引起之光学像差(optical aberration)。
申请公布号 TW589903 申请公布日期 2004.06.01
申请号 TW091121745 申请日期 2002.09.23
申请人 先进数位光学股份有限公司 发明人 钮威尔 麦可;潘帝可 克拉克
分类号 H04N9/31 主分类号 H04N9/31
代理机构 代理人 蔡玉玲 台北市大安区敦化南路二段二一八号五楼A区
主权项 1.一种颜色调控系统(color management system),包含:一光分离器(light separator)位于接收包含一第一成分(component)与一第二成分的一光输入(light input)之处,其中该光分离器系用以分离(separate)该第一成分与该第二成分,以及发射包含该第一成分之一第一光束(light beam)与包含该第二成分之一第二光束;及一补偿棱镜组(compensating prism group)位于接收该第一光束之处,其中该补偿棱镜组系用以传送由一第一微型显示器(microdisplay)所接收之该第一光束、接收来自于该第一微型显示器之一调变第一光束、以及发射一补偿光输出(compensated light output);其中该补偿光输出包含该调变第一光束,以及补偿由该光分离器所引起之光学像差(optical aberration)。2.如申请专利范围第1项所述之颜色调控系统,其中该光输入包含定向于一第一面之偏振光(polarizedlight)与定向于一第二面之偏振光,以及其中该光分离器包含一偏振分光器(polarizing beamsplitter),该偏振分光器系用以分离定向于该第一面之该光与定向于该第二面之该光,以及发射该第一光束包含定向于该第一面之该光以及一第二光束包含定向于该第二面之该光。3.如申请专利范围第2项所述之颜色调控系统,进一步包含一偏振分光器,该偏振分光器系用以形成一综合光输出(comprehensive lightoutput),该综合光输出来自于该补偿光输出与包含该第二光束之一互补光输出(complementary light output)。4.如申请专利范围第1项所述之颜色调控系统,其中该补偿棱镜组包含一对棱镜补偿器(prismcompensators)。5.如申请专利范围第4项所述之颜色调控系统,其中该对棱镜补偿器以一空气间隙(air gap)隔开放置,以及该空气间隙系用以补偿一或多个光学像差。6.如申请专利范围第1项所述之颜色调控系统,其中该补偿棱镜组表现一倾斜定向。7.如申请专利范围第1项所述之颜色调控系统,其中该补偿棱镜组进一步包含一表现一倾斜定向之倾斜补偿器板(compensator plate)。8.如申请专利范围第2项所述之颜色调控系统,其中该补偿棱镜组系用以显示一补偿器等效光程长度(compensator equivalent opticalpath length),该补偿器等效光程长度实质上等于该偏振分光器之一等效光程长度。9.如申请专利范围第2项所述之颜色调控系统,其中该偏振分光器包含一对有效表面(active surface)实质上相互分离之偏振分光器。10.如申请专利范围第9项所述之颜色调控系统,其中该对偏振分光器是相对彼此倾斜的。11.如申请专利范围第1项所述之颜色调控系统,进一步包含一投影透镜(projection lens)用以接收该补偿光输出与投影该补偿光输出以表现一影像。12.如申请专利范围第3项所述之颜色调控系统,进一步包含一影像同化器(image assimilator)位于接收该第二光束之处;其中该影像同化器系用以传送由一或多个微型显示器所接收之该第二光束、接收来自该一或多个微型显示器之一或多个调变第二光束、以及发射一包含该调变第二光束之一同化光输出(assimilated light output)。13.如申请专利范围第12项所述之颜色调控系统,其中该影像同化器是一实质上相等光程长度棱镜。14.如申请专利范围第12项所述之颜色调控系统,其中该补偿棱镜组系用以表现一补偿器等效光程长度,该补偿器等效光程长度实质上等于结合该影像同化器与该偏振分光器之一等效光程长度。15.如申请专利范围第1项所述之颜色调控系统,其中该第一成分包含红色。16.如申请专利范围第1项所述之颜色调控系统,其中该第二成分包含蓝色与绿色。17.如申请专利范围第12项所述之颜色调控系统,其中该第二光束包含一第三成分;其中该影像同化器系用以分离该第二成分与该第三成分、发射一包含该第二成分之第二光束、以及发射一包含该第三成分之第三光束;其中一第二微型显示器接收该第二光束,以及一第三微型显示器接收该第三光束;其中该影像同化器进一步系用以接收来自该第二微型显示器之一调变第二光束,以及接收来自该第三微型显示器之一调变第三光束;以及其中该同化光输出包含该调变第二光束与该调变第三光束。18.如申请专利范围第17项所述之颜色调控系统,其中该影像同化器包含一双色棱镜(dichroic prism)。19.如申请专利范围第1项所述之颜色调控系统,进一步包含一输出滤镜置于接收该补偿光输出之处,其中该输出滤镜系用以产生一过滤补偿光输出(filtered compensated light output),该过滤补偿光输出包含定向于一单一面(single plane)之光。20.如申请专利范围第19项所述之颜色调控系统,其中该输出滤镜系用以旋转该补偿光输出。21.如申请专利范围第l9项所述之颜色调控系统,其中该输出滤镜系用以旋转该补偿光输出。22.如申请专利范围第19项所述之颜色调控系统,进一步包含一检偏振器(analyzer)置于接收该过滤补偿光输出之处,其中该检偏振器系用以产生一锐化补偿光输出(sharpened compensated light output),该锐化补偿光输出具有相对于该过滤补偿光输出之一提高的对比(improved contrast)。23.如申请专利范围第22项所述之颜色调控系统,其中该检偏振器系用以从该过滤补偿光输出移除一预设波长的光。24.如申请专利范围第1项所述之颜色调控系统,进一步包含一检偏振器置于接收该补偿光输出之处,其中该检偏振器系用以使该补偿光输出表现一提高的对比。25.如申请专利范围第17项所述之颜色调控系统,其中该第一成分包含绿色。26.如申请专利范围第17项所述之颜色调控系统,其中该第二成分包含蓝色。27.如申请专利范围第17项所述之颜色调控系统,其中该第三成分包含红色。28.如申请专利范围第1项所述之颜色调控系统,其中该光分离器包含一输入光滤镜(input light filter)用以接收一光输入与选择性地旋转该光输入之一成分,以产生一偏振光输入,该偏振光输入包含定向于一第一面之光与定向于一第二面之光,该光分离器进一步包含一偏振分光器用以分离定向于该第一面之该光与定向于该第二面之该光,以及发射包含定向于该第一面之该光的一第一光束与包含定向于该第二面之该光的一第二光束。29.如申请专利范围第1项所述之颜色调控系统,其中该光分离器包含一双色镜(dichroicmirror)用以分离该第一成分与该第二成分。30.如申请专利范围第1项所述之颜色调控系统,进一步包含一或多个向场镜(field lens)位于在该第一微型显示器接收该第一光束之前处来接收该第一光束,其中该一或多个向场镜系用以减少该第一光束之一截面直径(cross-sectional diameter)。31.如申请专利范围第12项所述之颜色调控系统,进一步包含一或多个向场镜位于在该一或多个微型显示器接收该第二光束之前处以接收该第二光束,其中该一或多个向场镜系用以减少该第二光束之一截面直径。32.如申请专利范围第17项所述之颜色调控系统,进一步包含一或多个向场镜位于在该第三微型显示器接收该第三光束之前处以接收该第三光束,其中该一或多个向场镜系用以减少该第三光束之一截面直径。33.如申请专利范围第17项所述之颜色调控系统,该影像同化器进一步包含一同化输入滤镜(assimilator input filter)置于接收该第二光束与选择性地旋转该第二光束之一成分之处,以产生一偏振光束,该偏振光束包含定向于一第一面之光与定向于一第二面之光,其中该影像同化器进一步包含一偏振分光器,该偏振分光器系用以藉由分离定向于该第一面之该光与定向于该第二面之该光,来分离该第二成分与该第三成分。34.如申请专利范围第12项所述之颜色调控系统,进一步包含一位光延迟板(retarder plate)位于用以接收来自该影像同化器之该第二光束,以及发射一由该一或多个微型显示器所接收之增大第二光束(enhanced second light beam)之处。35.如申请专利范围第17项所述之颜色调控系统,该光分离器包含一第一双色镜与一第二双色镜,其中该第一双色镜置于接收该光输入之处,并且系用以分离该第一成分与该第二成分,以及发射一包含该第一成分之第一光束与一包含该第二成分之第二光束,其中该第二双色镜置于接收该第二光束之处,并且系用以分离该第二成分与该第三成分,以及发射包含该第二成分之一精确第二光束(refinedsecond light beam)与包含该第三成分之一第三光束,其中用以产生一第一偏振光束的一第一偏振板接收该第一光束,用以产生一第二偏振光束的一第二偏振板接收该精确第二光束,以及用以产生一第三偏振光束的一第三偏振板接收该第三光束,该颜色调控系统进一步包含一红光阀(valve)置于接收该第一偏振光束之处,并且系用以发射一为该影像同化器所接收之偏振红光束,该颜色调控系统进一步包含一蓝光阀置于接收该第二偏振光束之处,并且系用以发射一为该影像同化器所接收之偏振蓝光束,该颜色调控系统进一步包含一绿光阀置于接收该第三偏振光束之处,并且系用以发射一为该补偿棱镜组所接收之偏振绿光束。36.如申请专利范围第12项所述之颜色调控系统,其中该影像同化器包含一偏振滤镜(polarizing filter)系用以产生一包含该第二成分与该第三成分之微分光输出(differentiated lightoutput);其中将该第二成分之方向旋转以正交于(orthogonal to)该第三成分之方向;其中该影像同化器进一步包含一埋入(imbedded)偏振分光器置于接收来自该偏振滤镜之该微分光输出之处;以及其中该埋入偏振分光器系用以分离该第二成分与该第三成分、发射包含该第二成分之该第二光束、以及发射包含该第三成分之该确定(distinct)第三光束。37.如申请专利范围第2项所述之颜色调控系统,其中该偏振分光器系用以在一第一方向上发射该第一光束及在一第二方向上发射该第二光束,该第二方向实质上正交于该第一方向。38.如申请专利范围第2项所述之颜色调控系统,其中该偏振分光器系用以传送该第二光束及反射该第一光束。39.一种提供一投影系统(projection system)颜色调控的方法,该方法包含步骤有:接收包含一第一成分与一第二成分的一光输入,分离该第一成分与该第二成分,以及发射包含该第一成分之一第一光束与包含该第二成分之一第二光束;接收该第一光束,传送一第一微型显示器(microdisplay)所接收之该第一光束,接收来自于该第一微型显示器之一调变第一光束,以及发射一补偿光输出,其中该补偿光输出包含该调变第一光束,并且表现一补偿棱镜组之一等效光程长度的一补偿特性;接收该第二光束,传送一或多个微型显示器所接收之该第二光束,接收来自该一或多个微型显示器之一或多个调变第二光束,以及发射一同化光输出,其中该同化光输出包含该一或多个调变第二光束,并且表现一影像同化器之一等效光程长度的一同化器特性;及接收该同化光输出与该补偿光输出,以及发射一包含该同化光输出与该补偿光输出之一综合光输出;其中该补偿特性系用以补偿该同化器特性。40.一光分离器,用以分离两光成份,当修正(correct)该光成分之一偏差时,该光分离器包含复数个相对彼此倾斜的偏振分光器,并且具有复数个实质上彼此定向远离的有效表面。图式简单说明:图1说明一习知颜色调控系统;图2为根据本发明之一实施例说明一单面颜色调控系统;图3为根据一实施例说明一偏振分光器,其中偏振分光器包含一对旋光表面实质上相互远离的倾斜偏振分光器;图4为根据本发明之一实施例说明一双面颜色调控系统,其中补偿棱镜组是倾斜的,且影像同化器是一实质上相等光程长度的棱镜;图5为根据本发明之一实施例说明一三面颜色调控系统,其中影像同化器是一双色棱镜,且藉由一输出滤镜与检偏振器进一步强化其输出;图6说明一三面颜色调控系统,配合若干向场镜的设置,以接收及聚焦组成光束,以减少光束的直径;图7为根据本发明之一实施例说明一三面颜色调控系统,其中光分离器可以是一双色镜或一偏振分光器,且其中补偿棱镜组接收被偏振分光器反射后的第一光束,及第二光束在被影像同化器接收之前是不会遇到偏振分光器,以及影像同化器包含一滤镜,如同一偏振分光器,可以有选择地旋转一成分;图8为根据本发明之一实施例说明一三面颜色调控系统,其中光分离器是一双色镜,以及其中在光束被蓝与/或红光微型显示器接收之前,可包含若干位相差板以接收与改善光束;及图9为根据本发明之一实施例说明一三面颜色调控系统,其中光分离器包含若干双色镜,且其中在藉由两个偏振分光器进行再结合之前,透过一可传导绿光阀、可传导蓝光阀、及可传导红光阀,可将空间资讯传给每一道光束,可以由各种大小与解析度中选择适当的可传导光阀,以适合特定需求,且其皆为Sony与Epson公司所生产之商用元件。
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