[發明專利]具有增加的光展量的數字影院投影系統

無效

• 申請號: 200780019368.0
• 申請日: 2007-05-22
• 公開（公告）號: CN101455078A
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發明（設計）人: B·D·西爾弗斯坦;J·R·基歇爾;J·R·比特里
• 申請（專利權）人: 伊斯曼柯達公司
• 主分類號: H04N5/74
• 分類號: H04N5/74;H04N9/31
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 張雪梅;張志醒

技術領域

本發明一般涉及電子投影，更具體地涉及使用多個透射光調制器面板來形成全色投影圖像的電子投影設備。

背景技術

隨著數字影院和相關的電子成像時機的到來，相當多的關注已經針對電子投影設備的發展。為了提供對于傳統的電影質量的電影放映機有競爭力的可選方案，數字投影設備必需滿足高的性能標準，提供高分辨率(2048?x?1080像素或者更高)，寬色域，高亮度(5000流明或者更大)，以及超過1500:1的幀順序(frame-sequential)對比率。

液晶(LC)技術已被成功地開發用于很多顯示器應用，從單色字母數字顯示面板到膝上型計算機，甚至到大規模全色顯示器。如所熟知的，LC器件通過為每一對應像素選擇性地調制入射光的偏振狀態而將圖像形成為像素陣列。LC技術的不斷改進已產生了降低成本、提高生產率及可靠性，及減少功率消耗的益處，且具有穩定改進的成像特性，諸如分辨率、速度及色彩。

盡管已經開發了多種不同類型的像素化的LC裝置，任何特定的LC裝置是根據兩種基本架構之一來構造的：

微顯示器架構提供了基于類似于用于在半導體晶片上制造的集成電路裝置的高密度微光刻的像素控制結構。這包括LCOS(硅上液晶)和HTPS(高溫多晶硅)透射LCD，其中像素結構小于50μm，通常在8-20μm的量級。

直視式TFT(薄膜晶體管)架構，其中像素控制結構形成在透明基板上，一般是非晶硅(玻璃)，并且像素尺寸對于眼睛是可見的(大約50μm)。

在第一種基本LC架構中，LCOS利用微型化及微光刻技術的使用來制造高度密集的空間光調制器，其中液晶光調制材料密封在硅電路的結構化背板上。實質上，LCOS制造組合了LC設計技術與互補金屬氧化物半導體(CMOS)制造工藝。

LCOS?LCD作為高品質數字影院投影系統的空間光調制器似乎具有一些優勢。這些優勢包括易管理的器件尺寸(對角線高達大約1.7”)、像素之間的小間隙及良好的器件成品率。使用LCOS技術，具有通常小于一平方英寸的成像區域的LC芯片能夠形成具有幾百萬像素的圖像。硅蝕刻技術相對成熟的水平已經被證明對于表現出高速度和出色的分辨率的LCOS器件的快速發展是有利的。LCOS器件已經在諸如背投電視和商業投影設備的應用中被用作空間光調制器。

參看圖1A，顯示了使用LCOS?LCD器件的傳統電子投影設備10的簡化框圖。每一色彩路徑(r＝紅色，g＝綠色，b＝藍色)使用相似部件形成調制光束。每一路徑內的個體部件用附加的r、g或b來適當地標注。追隨紅色路徑，紅光源20r提供未調制的光，該光通過均勻化光學器件22r調節以提供均勻光照。偏振分束器24r引導具有適當偏振狀態的光至空間光調制器30r，該空間光調制器30r在像素部位(pixelsite)的陣列上選擇性地調制入射紅光的偏振狀態。空間光調制器30r的作用形成全色圖像的紅色分量。來自該圖像的沿光軸O_r傳輸經過偏振分束器24r的調制光被導向至二向色組合器26，其通常為分合色立方棱鏡(X-cube)或Philips棱鏡。二向色組合器26組合來自單獨光軸O_r/O_g/O_b的紅色、綠色及藍色調制圖像，以形成供沿公共光軸O的投影透鏡32投影至顯示表面40(諸如投影屏幕)上的組合的多色圖像。藍色及綠色光調制的光程類似。通過均勻化光學器件22g調節的來自綠色光源20g的綠光被導向經過偏振分束器24g到達空間光調制器30g。來自該圖像的沿光軸Og傳輸的調制光被導向至二向色組合器26。類似地，通過均勻化光學器件22b調節的來自藍色光源20b的藍光被導向經過偏振分束器24b到達空間光調制器30b。來自該圖像的沿光軸O_r傳輸的調制光被導向至二向色組合器26。

在利用具有與圖1A相類似的配置的LCOS?LCD空間光調制器的電子投影設備的示例中，有在美國專利號5808795(Shimomura等人)；美國專利號5798819(Hattori等人)；美國專利號5918961(Ueda)；美國專利號6010221(Maki等人)；美國專利號6062694(Oikawa等人)；美國專利號6113239(Sampsell等人)；及美國專利號6231192(Konno等人)中所公開的那些。