專利名稱：具有集成調(diào)制技術(shù)的照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體來說涉及投影顯示系統(tǒng)領(lǐng)域，且更具體來說涉及采用與位于系統(tǒng)中光 闌處的折疊鏡相一致的照明中繼器的顯示系統(tǒng)，所述系統(tǒng)可操作以選擇性地回縮及插 入到光學(xué)路徑中以按改進系統(tǒng)效率的方式引導(dǎo)下游光傳輸。
背景技術(shù)：
投影顯示用于大量應(yīng)用程序，例如產(chǎn)生在電視屏幕上可見的圖片。典型的投影顯 示系統(tǒng)包含大量組件，包含屏幕、光源及二者之間的光學(xué)路徑。為創(chuàng)建圖片，提供一 個或一個以上光源以在需要時發(fā)出光。然后，其產(chǎn)生的光由一系列光學(xué)裝置操縱以創(chuàng) 建可視圖像。然后，沿光學(xué)路徑創(chuàng)建的可視光顯示在可視圖像顯示屏幕(例如，電視 屏幕)上或另一可視顯示上。在多數(shù)情形中，目標是產(chǎn)生可能的最好圖片。當然，產(chǎn) 生所需要的可視顯示的關(guān)鍵是沿光學(xué)路徑的各種光學(xué)裝置的配置。這些裝置的選擇、 操作及配置還用于系統(tǒng)的不可見特性，例如成本及系統(tǒng)資源的有效使用。當前已產(chǎn)生數(shù)個類型的投影顯示。這些新的顯示系統(tǒng)現(xiàn)在變得越來越常見，充當 對廣泛使用的CRT (陰極射線管)顯示的替換，其中CRT顯示通過在經(jīng)處理的顯示表 面產(chǎn)生及引導(dǎo)電子流來產(chǎn)生可視圖像。所述流在任一給定時間可僅引導(dǎo)到一個點，但 可以按創(chuàng)建單個圖像的可視印記的速度來系統(tǒng)地掃過顯示。此技術(shù)尚未被完全開發(fā)， 但已經(jīng)達到很難實現(xiàn)質(zhì)量顯著提高的點。CRT還占據(jù)相對大量的空間，因為用于產(chǎn)生 電子流的組件必須置于與顯示屏相距一定距離處。作為對比，許多當前開發(fā)的投影顯 示系統(tǒng)具有纖薄得多的外形。另外，投影顯示系統(tǒng)一般產(chǎn)生清晰得多的可視圖像。這些優(yōu)點的組合已使得這種系統(tǒng)非常流行。一個這種投影顯示系統(tǒng)可從德克薩斯州達拉斯市的德州儀器(Texas Instruments)(商標DLP⑧或Digital Light Processing )購得。DLP⑤投影顯示系統(tǒng)在其光學(xué)路徑中 利用數(shù)字微鏡裝置(DMD)。 DMD通常包含由數(shù)以千計的小鏡組成的陣列，所述小鏡 用于操縱從內(nèi)部光源發(fā)出的光。光學(xué)路徑中的其它組件調(diào)整供DMD使用的光，或傳 送其產(chǎn)生的圖像。圖1是圖解說明實例性DMD型投影顯示系統(tǒng)IO的簡化圖。在圖1所示顯示系統(tǒng)10中，光源ll (例如，其可以是弧光燈或LED)發(fā)出首先 穿過第一聚光透鏡12的光。某些光源希望產(chǎn)生郎伯發(fā)射(Lambertian emission),且聚 光透鏡12幫助產(chǎn)生更聚光(且更有用)的光束，然后這些光束繼續(xù)向下游到色輪13。(應(yīng)注意，光穿行方向?qū)楸憷鹨姸袝r簡稱為下游)。在圖1中，色輪13具有三個部分紅、綠和藍，光束隨色輪旋轉(zhuǎn)而穿過這三個部分。例如，色輪13可能隨所顯 示圖像的每一幀而旋轉(zhuǎn)一次，從而使得光(當光源打開時)依次穿過所述不同部分中 的每一者。當前，典型的色輪(未顯示)可具有多達6到8個彩色部分，且每幀旋轉(zhuǎn) 2至U3次。在穿過色輪13之后，光穿過第二聚光透鏡14且然后落到DMD芯片15上。如上 文提及，DMD芯片15包含安裝在(例如)半導(dǎo)體芯片上的數(shù)以千計個微鏡(多達一 百萬或更多)。應(yīng)注意，出于本文便利起見，DMD和安裝在芯片上裝置將簡稱為DMD。 每一微鏡與一數(shù)字存儲器單元(未顯示)相關(guān)聯(lián)，且經(jīng)安裝以使得其可以個別調(diào)整來 根據(jù)需要選擇性地引導(dǎo)照到微鏡上的光來創(chuàng)建可視圖像。此圖像根據(jù)來自源16的輸入 而形成。源16顯示為單個塊，其代表各種可能的源，例如廣播電視站、DVD或游戲 播放裝置。當源16提供所需圖像的指示時，控制17產(chǎn)生輸入以存儲在數(shù)字存儲器單 元中，數(shù)字存儲器單元將最終確定每一微鏡在任一給定瞬間的位置。然后，針對所述 圖像從DMD選擇性地反射的光從所選鏡中的每一者穿過，然后穿過投射透鏡18以在 屏幕19上創(chuàng)建可視圖像。當然，在屏幕19上創(chuàng)建的可視圖像是在任一給定時間選定DMD微鏡中每一者的 情況下的位置函數(shù)。其還是達到DMD15的光質(zhì)量的函數(shù)。本文已提及色輪的使用。 另外，光可被間歇地阻塞，改變可用于供DMD微鏡反射的光的質(zhì)量。然而，用于阻 塞光路徑的當前方法一般要求由形成光學(xué)路徑本身一部分的元件來吸收光。這會頻繁 地產(chǎn)生與不合需要的過量熱能累積相關(guān)的問題。則需要一種在投影顯示系統(tǒng)中引導(dǎo)光 的方法，以使得光可被正確調(diào)制，同時準許釋放不需要的光能量而不超出熱量累積或 其它冷卻措施的需要。本發(fā)明提供僅此種解決方案。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對一種有效的照明系統(tǒng)，其調(diào)制投射中的光以(例如)增加位寬及改進 由系統(tǒng)產(chǎn)生的可視圖像中的對比度。本發(fā)明的系統(tǒng)及方法還減輕通常與在使用現(xiàn)有調(diào) 制方案時遭遇的過量熱量累積相關(guān)聯(lián)的問題。在一個方面中，本發(fā)明是投影顯示系統(tǒng)，其具有用于發(fā)射用于創(chuàng)建可視圖像的光的光源及用于顯示所述可視圖像的顯示屏幕。光源及顯示屏幕界定光學(xué)路徑的末端， 光學(xué)路徑是引導(dǎo)及調(diào)制光以產(chǎn)生所需圖像的光學(xué)裝置的集合。鏡或功能等效的反射表面可插入到光學(xué)路徑中及從光學(xué)路徑中回縮，以使得沿所述路徑的某些或所有光傳播 可選擇性地從第一部分或光學(xué)路徑引導(dǎo)到沿鏡向下游的另一部分。在一個實施例中， 繼續(xù)沿所述光學(xué)路徑的經(jīng)調(diào)制光進一步經(jīng)調(diào)制以使用數(shù)字微鏡裝置(DMD)創(chuàng)建圖像 本身。鏡的插入及回縮由控制器控制，所述控制器還優(yōu)選地控制光源的操作及DMD (或其它空間光調(diào)制裝置)。控制器耦合到圖像源，其中從所述圖像源獲得圖像信息。 在另一方面中，本發(fā)明是用于顯示系統(tǒng)中的光學(xué)路徑。所述光學(xué)路徑包含接收來自光源的光的第一部分，位于系統(tǒng)光闌處的可回縮折疊鏡，其可插入到光學(xué)路徑中以 選擇性地折疊傳播光的全部或一部分，優(yōu)選地以約90。的角度朝向光學(xué)路徑的第二部 分。未如此引導(dǎo)的光落到置于光學(xué)路徑外部的光傾泄堆上，其中可吸收所述光，且以 最小程度地影響光學(xué)路徑組件的方式來有效驅(qū)散相關(guān)聯(lián)的熱量。或者，所述光學(xué)路徑 經(jīng)導(dǎo)向以使得從所述路徑移除鏡會將光引導(dǎo)到下游的光學(xué)路徑部分，且插入所述鏡會 將光的全部或一部分引導(dǎo)到所述光傾泄堆。折疊鏡可安裝在用于使用附裝到所述鏡或 夾持所述鏡的框架上的回縮部件將鏡橫向滑出光學(xué)路徑的軌道上。在另一實施例中， 鏡可經(jīng)安裝以便由于消除了對到光學(xué)路徑下游部分的任何光的引導(dǎo)而完全旋轉(zhuǎn)出光學(xué) 路徑或旋轉(zhuǎn)出光學(xué)路徑。在另一方面中，本發(fā)明是一種用于調(diào)制投影顯示系統(tǒng)中的光的方法，其包含以下 步驟接收在光學(xué)路徑的第一部分中的光，并使用可插入到所接收光的路徑中并從中 移除的折疊鏡來選擇性地將所接收的光引導(dǎo)到光學(xué)路徑的第二部分?？扇绱艘龑?dǎo)全部 或選定部分，且未引導(dǎo)到光學(xué)路徑的第二部分的光可被引導(dǎo)到光傾泄堆。所述方法還 可以包含以下步驟提供光源，所述光源及折疊鏡部分由耦合到圖像信息源的控制器 控制。所述方法還可以包含以下步驟進一步調(diào)制引導(dǎo)到所述第二光學(xué)路徑部分的光 以創(chuàng)建可視圖像，并在顯示屏幕上顯示所創(chuàng)建的圖像。本發(fā)明的優(yōu)選實施例的主要優(yōu)點是調(diào)制器處的照明均勻度將隨鏡移動而保持一 致。這是由于將鏡定位在照明光學(xué)路徑的孔徑光闌處的光學(xué)屬性。本發(fā)明的優(yōu)選實施例的優(yōu)點是光可經(jīng)更完全調(diào)制以增加投影顯示的對比度和位 深度，所述投影顯示可以是高清晰度電視(HDTV)的顯示屏幕。本發(fā)明的優(yōu)選實施例的進一步優(yōu)點是借助系統(tǒng)獲得較高質(zhì)量的圖像，所述系統(tǒng)簡 化系統(tǒng)機械操作并在圖像產(chǎn)生中提供較大范圍，同時應(yīng)用調(diào)制技術(shù)將沿光學(xué)路徑的不 合需要位置中的過量熱量累積最小化。因此，根據(jù)下文簡要概述的附圖、本發(fā)明當前優(yōu)選實施例的下列詳細說明及隨附 權(quán)利要求書，可獲得對本發(fā)明及其范圍的更完整了解。


圖1是圖解說明實例性DMD類型投影顯示系統(tǒng)的簡化圖；圖2圖解說明可用于投影顯示系統(tǒng)中且可根據(jù)本發(fā)明來修改的典型光學(xué)路徑；圖3圖解說明根據(jù)本發(fā)明實施例可用于投影顯示系統(tǒng)中的光學(xué)路徑；圖4圖解說明根據(jù)本發(fā)明另一實施例可用于投影顯示系統(tǒng)中的光學(xué)路徑；圖5圖解說明根據(jù)本發(fā)明另一實施例可用于投影顯示系統(tǒng)中的光學(xué)路徑；圖6圖解說明根據(jù)本發(fā)明另一實施例可用于投影顯示系統(tǒng)中的光學(xué)路徑；圖7是圖解說明根據(jù)本發(fā)明另一實施例的投影顯示系統(tǒng)的選定組件的圖示；及圖8是圖解說明根據(jù)本發(fā)明實施例調(diào)制在投影顯示系統(tǒng)中的光的方法的流程圖。
具體實施方式
本發(fā)明將參照指定背景中的優(yōu)選實施例來描述，即使用空間光調(diào)制(SLM)在顯 示屏幕上產(chǎn)生可視圖像的投影顯示系統(tǒng)。然而，本發(fā)明還可以適用于調(diào)制光以產(chǎn)生可 視圖像供顯示的其它光學(xué)系統(tǒng)中的優(yōu)點。自然地，在任何投影顯示系統(tǒng)中， 一個目標是在可視圖像顯示屏幕上產(chǎn)生高質(zhì)量 的可視圖像。然而，用于實現(xiàn)此目標的技術(shù)一般由其它設(shè)計約束限定，例如某些組件 的成本，或在執(zhí)行所述技術(shù)的可靠性方面遭遇的困難。在多數(shù)情形中，用于執(zhí)行所述 技術(shù)所需求的組件占據(jù)的空間量也是考慮因素，特別是現(xiàn)代顯示系統(tǒng)應(yīng)用程序，例如 HDTV，其中具有有限的深度尺寸將是巨大的商業(yè)優(yōu)勢。這又會導(dǎo)致關(guān)于由系統(tǒng)的電 傳輸部分及光傳輸部分產(chǎn)生的熱量的消散相關(guān)的設(shè)計約束?？梢晥D像質(zhì)量的一個標準是對比度。對比度是指圖像的一部分與另一部分或許多 其它部分之間的亮度差。在展現(xiàn)圖像時，可產(chǎn)生的對比度相依于調(diào)制用于制造圖像的 光以創(chuàng)建各種不同強度的能力。盡管由光源產(chǎn)生的光束在理論上可被改變?yōu)閹缀跞魏?強度水平，但在實踐中，不同水平的數(shù)量相依于調(diào)制裝置可用于指定某一水平的位數(shù) (信息單元)?？捎玫淖畲笪粩?shù)通常稱為位深度。因此，增加位深度將對圖像質(zhì)量具有 積極影響。在投影顯示系統(tǒng)中，可視圖像本身由調(diào)制光束以使得顯示屏幕被正確照明的裝置 產(chǎn)生。例如DMD等裝置實際上逐組件地創(chuàng)建圖像，并在正常情況下通過放大圖像以 供展示的投射透鏡將圖像引導(dǎo)到顯示屏幕。然而，控制到達DMD的光質(zhì)量還有助于 所產(chǎn)生的圖像。光源與DMD之間的光學(xué)路徑的配置會影響此控制。如上文提及，如本文所使用的術(shù)語，光學(xué)路徑是指由從光源穿行到可視顯示屏幕 或類似目的地的光所占據(jù)的路徑，且由用于隨其傳播來引導(dǎo)及修改所述光的各種裝置 界定。應(yīng)注意，盡管光源及顯示屏幕通常界定光學(xué)路徑的末端，但其實際上是否被視 為光學(xué)路徑的一部分對本揭示內(nèi)容并不重要，除非明確提及或從上下文中顯而易見。 術(shù)語"光學(xué)路徑"還可以不時地用于指總光學(xué)路徑的一部分，也就是說，所述術(shù)語并 不一定暗示在特定上下文中未提及的組件的出現(xiàn)?，F(xiàn)將描述本發(fā)明可能有利地應(yīng)用的 光學(xué)路徑。圖2圖解說明典型的光學(xué)路徑20，其可用于投影顯示系統(tǒng)中，且可根據(jù)本發(fā)明來 修改，如下文將描述。在光學(xué)路徑20中，DMD30由穿過全內(nèi)反射(TIR)棱鏡系統(tǒng) (一般標記為29)的光照明。圖2所示光學(xué)路徑20包含高強度燈組合件21作為光源。 來自光源21的光(在這一實例中，是來自高強度UHP (超高壓)弧光燈的白光)首 先穿過聚光透鏡22，聚光透鏡22在光落到旋轉(zhuǎn)濾光色輪組合件23上之前使光會聚。 然后，用排列在渦流盤上的濾波器序列將光轉(zhuǎn)換成主波長(例如紅、綠及藍)。經(jīng)如此 轉(zhuǎn)換的光又穿過積分棒24以使用透明光學(xué)介質(zhì)中的多個內(nèi)反射來產(chǎn)生均勻光束。然后，光從積分棒24穿過一組中繼透鏡25。所述組中繼透鏡25通常由第一透鏡26、第 二透鏡27和第三透鏡28組成，其中第三透鏡28使有色光束的形狀適合TIR棱鏡組 合件29的光學(xué)孔徑。傳送到TIR棱鏡31內(nèi)的成序列有色光以大于第一 TIR棱鏡表面32的臨界角的角 度擊中所述表面，并在所述表面上反射出去到DMD 30的表面上。經(jīng)調(diào)制光從DMD 30 的經(jīng)適合翻轉(zhuǎn)的鏡反射回，通過TIR棱鏡組合件29，并以小于TIR棱鏡表面32的臨 界角的角度擊中所述表面。因此，此光在棱鏡組合件29外部穿過TIR棱鏡表面32， 并進入投射透鏡33。投射透鏡33將圖像聚焦到可視顯示屏幕(圖2中未顯示)上。在上述系統(tǒng)中，色輪組合件23參照波長來調(diào)制在其沿光學(xué)路徑穿行到DMD (或 其它SLM裝置)的光。根據(jù)本發(fā)明，還(或者)可以針對強度及連續(xù)性來進行有效調(diào) 制?，F(xiàn)將參照圖3來描述此原理。圖3圖解說明根據(jù)本發(fā)明實施例可用于投影顯示系統(tǒng)中的光學(xué)路徑100。應(yīng)注意， 光學(xué)路徑100的描述類似于圖2中圖解說明的光學(xué)路徑20,盡管不一致且有些簡化。 根據(jù)本發(fā)明的此實施例，光學(xué)路徑100開始于光源101處。光源101發(fā)出的光進入聚 光透鏡102，以使得其可聚焦于色輪103上。在穿過色輪103之后，光束并入積分器 104，且然后穿過第一組中繼透鏡105。在這一實施例中，第一組中繼透鏡105包含中 繼透鏡106和中繼透鏡107。應(yīng)注意，在描述本發(fā)明的此實施例時，光學(xué)裝置102到 107將被視為界定光學(xué)路徑100的第一部分110。在穿過第一組中繼透鏡105之后，傳播光達到標明為光闌115的位置處。光闌115 處安置有鏡120，鏡120經(jīng)安裝以便按將其從光學(xué)路徑移除的某種方式來移動。從第 一部分110擊中鏡120的光向光學(xué)路徑100的第二部分130反射。在這一實施例中， 光學(xué)路徑第二部分包含第二中繼透鏡組135和棱鏡140。第二中繼透鏡組135包含透 鏡136和透鏡137。應(yīng)注意，圖3中圖解說明的光學(xué)路徑100僅是根據(jù)本發(fā)明用于顯 示系統(tǒng)中的整個光學(xué)路徑的一部分。在優(yōu)選實施例中，引導(dǎo)到光學(xué)路徑100的第二部 分130的光將繼續(xù)到DMD (圖3中未顯示)，并經(jīng)調(diào)制以投射到顯示屏幕上。在這種 實施例中，鏡120因此影響達到DMD的光的特性，且最終影響所顯示的可視圖像。在操作中，鏡120可選擇性地從光學(xué)路徑100移除。在圖3所示實施例中，當移 除鏡120時，其并不將來自第一光學(xué)路徑部分110的光反射到第二部分130，而是允 許所述光傳送到光傾泄堆145。光傾泄堆145位于光學(xué)路徑100外部，且包含(例如) 鋁箔，鋁箔面對光學(xué)路徑100的表面146已被涂黑。光傾泄堆145安裝于襯底147上 或其它結(jié)構(gòu)上，充當協(xié)助消散朝向襯底或其它結(jié)構(gòu)引導(dǎo)的光的熱能的散熱器。例如光 傾泄堆145等光傾泄堆的出現(xiàn)是優(yōu)選的，但并非必需。在圖3所示實施例中，將源自光源101處的光以此方式引導(dǎo)到光傾泄堆145或光 學(xué)路徑100的第二部分130。應(yīng)注意，雖然在本文中以此方式使用術(shù)語"引導(dǎo)到"，但 事實是當從光學(xué)路徑100移除鏡120時，光僅以其到達光闌115時的方向繼續(xù)。在另 一實施例中(未顯示)，在光學(xué)路徑的第一及第二部分中穿行的光以大致相同的方向來傳播，且鏡120在插入時通過以適合方向反射光來使得光被引導(dǎo)到光傾泄堆。然而，在圖3的優(yōu)選實施例中，鏡120是折疊鏡，其將從第一部分110接收的光折疊約90。 以使得其繼續(xù)到第二部分130。還應(yīng)注意，通過部分地插入或移除鏡120，將一部分光 引導(dǎo)到光傾泄堆145，且一部分引導(dǎo)到光學(xué)路徑100的第二部分130。以此方式，與光學(xué)路徑IOO相關(guān)聯(lián)的顯示系統(tǒng)提供有用于調(diào)制來自光源101的光 的機制，即使之前所述光最后是由位于下游的DMD來調(diào)制。通過選擇性地改變到達 DMD的光的特性，實現(xiàn)更大的位深度，且可在顯示于系統(tǒng)顯示屏幕上的可視圖像中 展現(xiàn)更明顯的內(nèi)容。在由鏡120選擇性插入到光學(xué)路徑100中的特性中是那些可被描 述為強度及連續(xù)性的特性。應(yīng)了解，如果僅以此方式引導(dǎo)到達鏡120的一部分光，則 穿過光學(xué)路徑第二部分130到下游DMD的光將不太強烈。當然，當完全引導(dǎo)到光傾 泄堆145時，光完全不傳送到第二部分130。然而，這并不意味著可視顯示屏幕將是 暗的。光束的暫時(且通常非常短暫)中斷將不被直接感覺到。所顯示的圖像將通過 向DMD提供不同質(zhì)量的光來改變，但圖像對觀看者來說還是連續(xù)顯示的。存在大量可安裝鏡120的方式。圖4到6圖解說明實例性選擇。應(yīng)注意，在這些 圖示中，光學(xué)路徑100與圖3中圖解說明的相同，且個別組件是所有這些圖示所共用， 無需再描述。圖4圖解說明根據(jù)本發(fā)明另一實施例可用于投影顯示系統(tǒng)中的光學(xué)路徑 190。鏡120安裝在框架155中，框架155又耦合到回縮部件160。在操作中，回縮部 件160以縱向方向(以箭頭顯示)來回移動，以使得鏡120可移動到光學(xué)路徑190內(nèi) 或移出。虛線120'顯示被(完全)抽回的鏡的位置。在某些實施例中，鏡可僅通過框 架155和回縮部件160來安裝(固持于某處)。在其它實施例中，鏡120和框架155 安裝在能夠滑動的軌道(未顯示)上，且回縮部件160通過沿軌道滑動鏡來提供僅對 插入或移除鏡必需的力。鏡120還可以以旋轉(zhuǎn)方式安裝。圖5圖解說明根據(jù)本發(fā)明另一實施例可用于投影 顯示系統(tǒng)中的光學(xué)路徑192。在圖5所示實施例中，代替圖4中所示回縮部件，形成 框架155以包含(或附裝到)立柱170，經(jīng)框架的鏡120可繞立柱170旋轉(zhuǎn)以將其從 光學(xué)路徑100移除。在這一實施例中，立柱170大致位于框架155的一端處。然而， 此并非可使用的唯一位置。圖6圖解說明根據(jù)本發(fā)明另一實施例可用于投影顯示系統(tǒng) 中的光學(xué)路徑194。在圖6的實施例中，立柱位于框架155的中間附近。于此情形中， 鏡并不以物理方式離開光學(xué)路徑194，其僅旋轉(zhuǎn)以使得沒有光(或并非全部光)被引 導(dǎo)到光學(xué)路徑100的第二部分130。然而，為便利起見，在這一情形中，鏡將被視為 已從光學(xué)路徑移除或部分移除。應(yīng)注意，在其中鏡旋轉(zhuǎn)的實施例中，光可以某一角度 反射，即使不足以到達光學(xué)路徑第二部分130的組件。在這些環(huán)境中，可能需要延伸 光傾泄堆145以吸收更多的無用光。此一實例顯示于圖6中。圖7是圖解說明根據(jù)本發(fā)明實施例的投影顯示系統(tǒng)200的選定組件的圖示。應(yīng)顯 而易見，圖7所示顯示系統(tǒng)200包含與圖2所示光學(xué)路徑20相同的許多組件，且類似 組件均類似地編號。另外，鏡201已插入透鏡226與透鏡204之間，以根據(jù)本發(fā)明來操作。于此實施例中，鏡201直接安裝在回縮部件202上，回縮部件202在操作中將 鏡201滑動到光學(xué)路徑210內(nèi)或滑出。光源221、 DMD 230和回縮部件202的操作由 控制器206控制以基于從源207接收的圖像信息在顯示屏幕205上產(chǎn)生可視圖像。在這一實施例中，當鏡201在(或部分在)光學(xué)路徑210中時，光約折疊90°且 從光學(xué)路徑第一部分211引導(dǎo)到光學(xué)路徑第二部分212。將由光源211發(fā)出且未朝向 第二部分212折疊的任何光引導(dǎo)到光傾泄堆208。換句話說，光學(xué)路徑210已被有效 劃分成第一部分211及第二部分212，其由折疊鏡201結(jié)束于顯示屏幕205處。然而， 應(yīng)注意，所述光學(xué)路徑的兩個部分之間的劃分并不一定精確地發(fā)生于此位置處，且還 可以替代地發(fā)生于其它組件之間。然而，鏡120優(yōu)選地置于光學(xué)路徑210的光闌215 處，以使得DMD 230處的照明將在即使鏡被移動時仍維持一致。還應(yīng)注意，在圖7 中，如其它圖示，不打算代表任何比例或相對大小。各組件可相對地離其它組件更近 或更遠。光學(xué)路徑組件的數(shù)量及相對大小也可以變化。圖8是圖解說明一種根據(jù)本發(fā)明實施例來調(diào)制投影顯示系統(tǒng)300中的光的方法的 流程圖。在開始處，假設(shè)描繪于圖7中的顯示系統(tǒng)(例如，顯示系統(tǒng)200)可操作。 還假定某些源己提供可用于使用顯示系統(tǒng)來構(gòu)造可視圖像的信息。然后，系統(tǒng)控制器 分析來自所述源的可視圖像信息，以引導(dǎo)有效系統(tǒng)組件如何調(diào)制光路徑中的光來產(chǎn)生 所需效果(步驟305)。例如，有效組件包含光源221、折疊鏡201、及DMD230 (圖 7中顯示)，其每一者在展現(xiàn)時將執(zhí)行功能以正確調(diào)制來自光源的光并在顯示屏幕上創(chuàng) 建可視圖像。(例如靜態(tài)透鏡及棱鏡等非有效組件當然也可以視為干擾傳播光的調(diào)制， 但其功能在這一方面并不由控制器控制。)一旦確定用于操作的程序，至少到最初顯示圖像所必需的程度，就激活光源(步 驟310)。在這一實施例中，隨后在光學(xué)路徑的第一部分中接收從光源發(fā)出的光(步驟 315)。然后，光到達折疊鏡并被引導(dǎo)(步驟320)到光學(xué)路徑的第二部分或光傾泄堆。 在一個實施例中，這是通過將折疊鏡滑動到光學(xué)路徑內(nèi)及滑出來實現(xiàn)的。當鏡己被插 入到光學(xué)路徑中時，來自中繼透鏡的光以90°角折疊以使得其繼續(xù)在光學(xué)路徑的第二 部分中被接收(步驟325)。在另一實施例(未顯示)中，折疊鏡可將其接收的光折疊 到光傾泄堆，并移出光學(xué)路徑以允許所述光將光向下游引導(dǎo)到第二光學(xué)路徑部分。如上文提及，所述鏡還被分割以僅將光的一部分反射到光學(xué)路徑的接續(xù)部分(或 者，在替代實施例中，反射到光傾泄堆)。然而，應(yīng)注意，在本發(fā)明的某些實施例中， 到達安置鏡的光闌處的某些光可能不被引導(dǎo)到光傾泄堆或光學(xué)路徑的下一部分，但這 并非優(yōu)選的，且在多數(shù)情形中此情景應(yīng)被避免?？蛇x擇性插入的鏡以此方式調(diào)制光學(xué) 路徑中的光。當然，此鏡行動自身將不會形成可視圖像。所述功能將在步驟330中大 部分由DMD執(zhí)行。然后，投射透鏡放大所述圖像(步驟335)，然后將其顯示于顯示 屏幕上(步驟340)。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，可在不背離所申請的發(fā)明的范圍的情況 下對所述實例性實施例及所實施的其它實施例做出各種變化。
權(quán)利要求
1、一種顯示系統(tǒng)，其包括光源；顯示屏幕；光學(xué)路徑，其用于將來自所述光源的光引導(dǎo)到所述顯示屏幕，所述光學(xué)路徑包括用于調(diào)制所述光以在所述顯示屏幕上產(chǎn)生可視圖像的調(diào)制構(gòu)件；及控制器，其用于控制所述調(diào)制構(gòu)件；其中所述調(diào)制構(gòu)件包括鏡，所述鏡可選擇性地插入到所述光學(xué)路徑中以調(diào)節(jié)光的傳輸。
2、 如權(quán)利要求1所述的顯示系統(tǒng)，其中所述調(diào)制構(gòu)件進一步包括數(shù)字微鏡裝置； 其中所述鏡是在插入到所述光學(xué)路徑中時以約90°的角度折疊所述光的折疊鏡。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的顯示系統(tǒng)，其進一步包括用于通過所述鏡的操作來 吸收來自所述光源的未沿所述光學(xué)路徑傳輸?shù)墓獾墓鈨A泄堆。
4、 一種供在顯示系統(tǒng)中使用的光學(xué)路徑，其包括 光源，其用于沿路徑發(fā)出光；鏡，其可選擇性地插入到所述光路徑中以控制光沿所述路徑的傳播；及 光傾泄堆，其用于吸收由所述光源發(fā)出但未沿所述光路徑傳輸?shù)墓狻?br> 5、 如權(quán)利要求4所述的光學(xué)路徑，其進一步包括積分器管，其經(jīng)安置以使由所述光源發(fā)出的光準直，及至少一個中繼透鏡，經(jīng)安置以接收經(jīng)所述積分器管準直的光；其中所述至少一個中繼透鏡安置于所述積分器管與所述鏡之間。
6、 如權(quán)利要求4所述的光學(xué)路徑，其中所述鏡安置于所述至少一個中繼透鏡與 所述光傾泄堆之間。
7、 如權(quán)利要求4、 5或6所述的光學(xué)路徑，其中所述至少一個鏡是安置于所述光 學(xué)路徑的光闌處的折疊鏡。
8、 如權(quán)利要求7所述的光學(xué)路徑，其中所述鏡在部分插入到所述光學(xué)路徑中時 以約90°的角度折疊所述傳播光的一部分。
9、 一種在可視顯示系統(tǒng)中提供經(jīng)調(diào)制光的方法，所述方法包括以下步驟 在光學(xué)路徑的第一部分中接收光；及選擇性地將所述接收的光引導(dǎo)到所述光學(xué)路徑的第二部分；其中所述選擇性引導(dǎo)步驟是通過使折疊鏡插入及回縮到所述接收的光的路徑中 來執(zhí)行的。
10、 如權(quán)利要求9所述的方法，其中光傾泄堆經(jīng)定位以接收未被引導(dǎo)到所述光學(xué) 路徑的所述第二部分的光。
全文摘要
一種用于調(diào)制沿光學(xué)路徑(100)傳播的光的系統(tǒng)及方法，所述光學(xué)路徑(100)例如投影顯示系統(tǒng)中的光學(xué)路徑。當所述光學(xué)路徑中的光從光源(101)行進到顯示屏幕時，所述光通過所述光學(xué)路徑的各種組件整形及調(diào)制以便在所述顯示屏幕上顯現(xiàn)預(yù)期的可視圖像。根據(jù)本發(fā)明，安置于所述光學(xué)路徑附近的鏡(120)可操作以選擇性地從所述光學(xué)路徑插入及移除，以將所述光交替地從所述光學(xué)路徑的一部分引導(dǎo)到另一部分或引導(dǎo)到光傾泄堆(145)，在所述光傾泄堆處可吸收所述光以便可適當?shù)叵⑾嚓P(guān)聯(lián)的熱能。
文檔編號G02B26/00GK101336387SQ200680052054
公開日2008年12月31日 申請日期2006年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月1日
發(fā)明者布賴斯·丹尼爾·索耶斯, 杜安·斯科特·德瓦爾德, 邁克爾·T·戴維斯 申請人:德州儀器公司