[發明專利]用于圖像投影儀的高對比度分立輸入棱鏡

有效

• 申請號: 201580071737.5
• 申請日: 2015-12-21
• 公開（公告）號: CN107111216B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 杜安·斯克特·德瓦爾德;內森·溫賴特;道格拉斯·J·戈爾內;馬丁·J·理查茲
• 申請（專利權）人: 杜比實驗室特許公司
• 主分類號: G03B21/00
• 分類號: G03B21/00;G02B5/04;G03B21/20;G03B21/28;H04N9/31
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 杜誠;陳煒

所公開的用于投影儀顯示系統的棱鏡組件接收來自離散顏色通道(例如紅色通道、綠色通道和藍色通道)的輸入。在一個實施方式中，來自紅色DLP調制、綠色DLP調制和藍色DLP調制的“關閉狀態”光可以被反射離開棱鏡中的打開狀態光路，從而傾向于避免不受控制的散射。在其他實施方式中，通過針對棱鏡路徑長度的大部分使顏色分離，功率水平可以在典型的失效點處顯著地降低。當使用離散光源例如LED和激光器時，通過去除額外的紅色、綠色和藍色分離和重新合并損耗，可以顯著地改進光效率。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2015年10月12日提交的第62/240,287號美國專利申請、于2015年8月3日提交的第62/200,417號美國專利申請、以及于2014年12月31日提交的第62/099,054號美國臨時專利申請的優先權，上述每個專利申請的全部內容通過引用并入本文中。

技術領域

本發明涉及投影儀系統，并且具體涉及用于基于激光的圖像投影系統的改進的棱鏡系統。

背景技術

現在正在通過改進動態范圍來構建投影儀系統。在激光投影系統領域中存在許多這些類型的改進。一些這樣的激光投影系統也可以包括雙調制器投影儀顯示系統和多調制器投影儀顯示系統?？梢云谕氖?，改進這些改進的圖像投影系統的性能。

常規的高性能數字光處理(DLP)投影儀使用三通道棱鏡組件，該三通道棱鏡組件具有雙向通過顏色棱鏡的公共光路，其中，白光被分為紅色、綠色和藍色并且然后重新合并成全色(白光)圖像。在將輸入的白光分離成三種顏色之后，這些顏色被專用的DLP芯片單獨地調制，并且通過相同的顏色棱鏡被發回，以將調制后的光重新合并成全色圖像。

這樣的常規棱鏡的示例可以在以下專利中找到：

(1)于1972年5月2日發布的Tan的第3,659,918號美國專利，題目為“COLORSEPARATING PRISM SYSTEM”；

(2)于2010年2月23日發布的Penn的第7,665,850號美國專利，題目為“PRISM FORHIGH CONTRAST PROJECTION”；以及

(3)于2011年8月9日發布的Penn的第7,993,014號美國專利，題目為“PRISM FORHIGH CONTRAST PROJECTION”，

——上述專利的全部內容通過引用并入本文中。

發明內容

在本文中的投影儀顯示系統的棱鏡組件的許多實施方式中，棱鏡輸入是離散顏色通道(例如紅色通道、綠色通道和藍色通道)——與所描述的常規棱鏡組件的白光輸入相反，但是可以仍以類似的方式來合并經調制的光。由于許多原因，這是所期望的。首先，來自紅色DLP調制、綠色DLP調制和藍色DLP調制的“關閉狀態(off state)”光被反射離開棱鏡中的打開狀態(on-state)光路，從而傾向于避免不受控制的散射。第二，可以使用飛利浦型(Philips-style)棱鏡(如下面的相關專利中)對光進行重新合并，但是使用顯著簡化的涂層，這是與該棱鏡一起使用的窄帶、單向離散的紅/綠/藍照明光源所允許的。第三，通過針對棱鏡路徑長度的大部分使顏色保持分離，功率水平可以在典型的失效點(failurepoints)處顯著地降低。這在棱鏡中允許更多的光功率處理能力。以及最后，當使用離散光源例如LED和激光器時，通過去除通常在典型的三通道棱鏡設計中存在的額外的紅色、綠色和藍色分離和重新合并損耗，可以顯著地提高光效率。通常，本文中的許多實施方式優化了各個光路，以使散射、損耗和熱負荷最小化，以便在3芯片DLP投影儀中提供改進的效率、對比度和功率處理。