[發(fā)明專利]高對(duì)比度透射式LCD成像器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200580050212.X
• 申請(qǐng)日: 2005-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101208948A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹永植
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湯姆森許可貿(mào)易公司
• 主分類號(hào): H04N5/74
• 分類號(hào): H04N5/74
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 戎志敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體涉及一種光投影系統(tǒng)，具體涉及一種兩級(jí)投影結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

液晶顯示器(LCDs)，尤其是使用反射式光引擎或成像器的硅上液晶(LCOS)系統(tǒng)，在例如背投電視(RPTV)的成像設(shè)備中越來(lái)越流行。在LCOS系統(tǒng)中，所投影的光通過(guò)偏振分光器(PBS)而發(fā)生偏振，并被引向包括像素矩陣的LCOS成像器或光引擎。在本說(shuō)明書中，與相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中的實(shí)踐相一致，術(shù)語(yǔ)像素用于表示圖像中的小區(qū)域或點(diǎn)、相應(yīng)的光透射部分、以及成像器中產(chǎn)生該光透射的部分。

成像器中每一個(gè)像素根據(jù)輸入成像器或光引擎的灰度因數(shù)對(duì)所入射的光進(jìn)行調(diào)制，以形成離散的調(diào)制光信號(hào)或像素的矩陣。這個(gè)調(diào)制光信號(hào)的矩陣從該成像器反射或輸出，并且到達(dá)投影透鏡系統(tǒng)，該系統(tǒng)把調(diào)制后的光投影到顯示屏幕上，把光的像素進(jìn)行組合以形成可觀看的圖像。在這個(gè)系統(tǒng)中，像素之間的灰度變化受到用于處理圖像信號(hào)的比特?cái)?shù)的限制。從亮狀態(tài)(即最大光)到暗狀態(tài)(最小光)的對(duì)比率受到成像器中的光泄露的限制。

現(xiàn)有LCOS系統(tǒng)的一個(gè)主要缺點(diǎn)是，難以減少暗狀態(tài)下的光量，導(dǎo)致難以提供出色的對(duì)比率。這部分是由于LCOS系統(tǒng)中固有的光泄露所造成的。

另外，由于輸入是必須描述整個(gè)光范圍的固定個(gè)數(shù)的比特(例如8、10等)，因此很少的比特可以用于描述圖像中較暗區(qū)域中的微小差別。這會(huì)導(dǎo)致輪廓假象(contouring?artifact)。

一種增強(qiáng)LCOS在暗狀態(tài)下的對(duì)比度的方法是，使用COLORSWITCH^TM或類似的設(shè)備，基于特定幀中的最大值對(duì)整個(gè)圖像進(jìn)行定標(biāo)。這改善了某些圖像，但對(duì)于包含高和低亮度級(jí)的圖像沒(méi)有多少作用。試圖解決該問(wèn)題的其他嘗試包括制造更好的成像器等，但這些充其量只會(huì)帶來(lái)部分改進(jìn)，而且成本昂貴。

需要一種低成本的投影系統(tǒng)，其能夠增強(qiáng)視頻圖像、尤其是暗狀態(tài)下的對(duì)比率，并能夠減小輪廓假象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種投影系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用兩級(jí)投影結(jié)構(gòu)，使光信號(hào)的對(duì)比度和輪廓逐像素地得以改善，從而改善了所有視頻圖像。微透鏡陣列位于第一透射式LCD成像器和第二投影LCD成像器之間，以便逐像素地成像。使用所述透射式LCD成像器使得光引擎所需的空間最小化，提供了高對(duì)比度且低成本的投影儀。

附圖說(shuō)明

參考附圖來(lái)描述本發(fā)明，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的具有兩級(jí)投影結(jié)構(gòu)的LCD投影系統(tǒng)的框圖；以及

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的典型的兩級(jí)投影系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種具有增強(qiáng)的對(duì)比率和減小的輪廓的低成本的投影系統(tǒng)(例如用于電視顯示)。在典型的透射式LCD-LCD投影系統(tǒng)中，如圖1所示，燈10產(chǎn)生白光1。燈10可以是適用于LCD系統(tǒng)中的任何燈。例如，可以使用短弧水銀燈。白光1進(jìn)入積分器20，積分器20把白光1的遠(yuǎn)心束引向投影系統(tǒng)30。然后，把白光1分為紅、綠和藍(lán)(RGB)光譜帶分量的光2。RGB光2可以由分色鏡(未示出)所分離，并被引入單獨(dú)的紅、綠和藍(lán)投影系統(tǒng)30以進(jìn)行調(diào)制。調(diào)制后的光6由棱鏡組件(未示出)重新組合，并由投影透鏡組件40投影到顯示屏(未示出)上。

備選地，白光1可以按時(shí)域被分為RGB光譜帶的光2，例如通過(guò)色輪(未示出)，由此每次一個(gè)地被引入單個(gè)LCD至LCD投影系統(tǒng)30。

圖2所示的典型的LCD至LCD投影系統(tǒng)30使用根據(jù)本發(fā)明的兩級(jí)投影結(jié)構(gòu)。單色RGB光譜帶的光2逐像素地由投影系統(tǒng)30依次調(diào)制。這些RGB光譜帶的光2進(jìn)入投影系統(tǒng)30，并由第一偏振器100進(jìn)行偏振。偏振器100允許特定偏振的光(例如P偏振光)穿過(guò)偏振器而到達(dá)第一透射式LCD成像器110，同時(shí)把例如s偏振的分量以某個(gè)角度從投影路徑中反射出去。第一透射式LCD成像器110與第一偏振器100相鄰地放置。因此，穿過(guò)偏振器100的p偏振光入射到第一透射式LCD成像器110上。第一偏振器100把具有高對(duì)比度的光提供給第一透射式LCD成像器110。

第一透射式LCD成像器110輸出的光被提供給微透鏡陣列140，以便以像素到像素的方式成像。在光離開(kāi)微透鏡陣列140后，其進(jìn)入第二偏振器150。偏振器150允許特定偏振的光(例如P偏振光)穿過(guò)偏振器而到達(dá)第二透射式LCD成像器160，同時(shí)把例如s偏振的分量以某個(gè)角度從投影路徑中反射出去。第二透射式LCD成像器160與第二偏振器150相鄰地放置。因此，穿過(guò)偏振器150的p偏振光入射到第二透射式LCD成像器160上。第二偏振器150把具有高對(duì)比度的光提供給第二透射式LCD成像器160。