專利名稱：用于數(shù)字投影的暗態(tài)遮光板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來形成和投影數(shù)字圖像的儀器，并且更具體地涉及一種經(jīng)改進(jìn)的儀器和方法，用來與吸收由光吸收產(chǎn)生的伴熱一起來吸收從光調(diào)制器中排出的未使用的暗態(tài)光。
背景技術(shù)：
為了與傳統(tǒng)的高端膠片投影系統(tǒng)競爭并且提供稱為電子或數(shù)字電影的技術(shù)，數(shù)字投影機(jī)必須能夠達(dá)到大約10，000流明的亮度級別，投影到對角線是大約40英尺大小的屏幕上。屏幕的范圍需要在任何地方是5，000流明至40，000流明。除了這樣苛刻的亮度需求，這些投影機(jī)還必須提供高分辨率(至少2048x1080像素)并且提供大約2000 1的對比率和寬闊的色域。某些商業(yè)化的數(shù)字電影投影機(jī)設(shè)計(jì)已證實(shí)能達(dá)到這種性能級別。然而，為了數(shù)字 電影系統(tǒng)的廣泛采用，仍然必須克服可用性和成本方面的重大障礙。通常，滿足必要的性能需求的數(shù)字投影儀每個(gè)花費(fèi)超過$50，000，并且所述投影儀使用的高瓦數(shù)氙弧燈每隔500至2000小時(shí)就需要更換，而典型的燈更換成本通常超過$1000。多色數(shù)字電影投影的投影解決方案中廣泛使用的一種空間光調(diào)制器(SLM)為數(shù)字光處理器(DLP)，所述數(shù)字光處理器是得克薩斯州達(dá)拉斯市的德州儀器公司(TexasInstruments, Inc. , Dallas, TX.)開發(fā)的數(shù)字微鏡裝置(DMD)。以DLP為基礎(chǔ)的投影機(jī)已展現(xiàn)可為大多數(shù)投影應(yīng)用，從桌面到大型的電影院，提供必要的光通量、對比率和色域的能力。DLP裝置在許多專利中有描述，例如，Hornbeck的第4，441，791號美國專利、第5，535，047號美國專利以及第5，600, 383號美國專利。重要的是，DLP裝置可與固態(tài)光源(例如激光器)一起使用。眾所周知，在相對光譜純度和潛在高亮度級別方面，激光器優(yōu)于其他類型的光源。固態(tài)激光器有望在聚光本領(lǐng)、耐久性以及總體光譜和亮度穩(wěn)定性上提高。激光器的使用可顯著降低照明系統(tǒng)的成本，并且同時(shí)可提供與數(shù)字電影應(yīng)用相容的提高的色域和足夠的亮度級別。與投影應(yīng)用有具體關(guān)系的激光器陣列包括各種類型的VCSEL陣列，其包括來自加利福尼亞州桑尼維爾市慧視公司(Arasor, Sunnyvale, CA.)的VECSEL (垂直外腔面發(fā)射激光器，Vertical Extended CavitySurface-Emitting Laser)和 NECSEL (諾法洛外腔面發(fā)射激光器，NovaluxExtended Cavity Surface-Emitting Laser)裝置。在使用帶有DLP和其他微機(jī)械裝置的激光器照明時(shí)，必須解決的問題包括未使用的暗態(tài)光或“廢棄”光的產(chǎn)生以及因嘗試吸收未使用的廢棄光引起相應(yīng)熱量的產(chǎn)生。暗態(tài)光或廢棄光是DLP調(diào)制方案中不可避免的副產(chǎn)品。為了解暗態(tài)光是如何產(chǎn)生的，首先追蹤調(diào)制光的路徑是有用的。參考圖I的示意圖，投影儀10具有紅色、綠色和藍(lán)色光調(diào)制組件40r、40g、40b，每個(gè)組件各自具有對應(yīng)的光源12r、12g和12b。光源12ι■具有紅色激光器或其他小角(f/6或更高)固態(tài)紅色光源；光源12g具有綠色激光器或其他小角固態(tài)綠色光源；光源12b具有藍(lán)色激光器或其他小角固態(tài)藍(lán)色光源。在每個(gè)光調(diào)制組件40r、40g和40b中的光路遵循相同的基本模式。來自光源12r、12g或12b的照明光束被導(dǎo)向穿過透鏡50、積分器51和其他調(diào)節(jié)光學(xué)器件，到達(dá)薄膜二向色表面68上。二向色表面68經(jīng)處理以根據(jù)入射光的入射角來反射或透射入射光。入射照明從二向色表面68反射到微鏡空間光調(diào)制器60 (例如，DLP裝置)上，所述微鏡空間光調(diào)制器將調(diào)制光穿過二向色表面68反射回去并到達(dá)二向色組合器82。二向色組合器82具有二向色表面84的排列，二向色表面根據(jù)波長選擇性地反射或透射光，使來自每個(gè)光調(diào)制組件40r、40g和40b的調(diào)制光組合到穿過投影光學(xué)器件70的單個(gè)光路上，所述投影光學(xué)器件將空間光調(diào)制器60的圖像投影到投影表面(未圖示)上。對于如圖I中的投影儀10的投影機(jī)布置，暗態(tài)光或廢棄光是未使用光，這些光被偏斜，使其不會沿著調(diào)制光用來投影到投影表面的路徑反射。圖2的示意側(cè)視圖顯示光如何通過DLP空間光調(diào)制器60中用于紅色、綠色或藍(lán)色顏色通道的任一通道的微鏡66而改變方向。入射的激光照明光束18入射在空間光調(diào)制器60的表面上。響應(yīng)于用于輸入數(shù)字圖像的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，微鏡66可傾斜，每個(gè)微鏡66驅(qū)動為相對于傾斜軸在第一傾斜位置64與第二傾斜位置65之間傾斜。在第一傾斜位置64，微鏡66使照明光束18偏斜，從而沿著光軸O提供亮態(tài)調(diào)制光22。在第二傾斜位置65，照明光束18遠(yuǎn)離光軸O定向，從而提供暗 態(tài)廢棄光23。微鏡66在第一傾斜位置64與第二傾斜位置65之間傾斜時(shí)，使照明光束18沿著限定偏斜平面67的弧形路徑Q偏斜。廢棄光23 —旦產(chǎn)生就必須用某種方式予以容納和吸收，以防止所述廢棄光任意地從底座或其他表面反射并且無意中泄露回到用于調(diào)制光22的光路中。這將使圖像對比度降級并且也將損壞顏色保真度和整體圖像質(zhì)量。一個(gè)相關(guān)問題是，吸收強(qiáng)光能級(例如，由光調(diào)制組件40r、40g和40b產(chǎn)生的光)時(shí)會產(chǎn)生熱量。必須消除這種熱量以防止投影儀過熱。進(jìn)一步將此問題變復(fù)雜的是，對于必須處理掉的廢棄光23的量在任何時(shí)間存在某種不可預(yù)知性，因?yàn)檫@個(gè)量取決于圖像內(nèi)容并且在數(shù)字運(yùn)動圖片中的幀與幀之間可以有變化。吸收多余光和驅(qū)散因吸收而產(chǎn)生的熱量的傳統(tǒng)解決方案使用擋板的安排，所述擋板可連接到散熱器裝置，在某些情況下進(jìn)一步用強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻加以補(bǔ)充。所述問題的某些解決方法還嘗試將光和熱量吸收功能結(jié)合到單個(gè)元件中。例如，Rodriguez的發(fā)明名稱為 “Honeycomblight and heat trap for projector” 的第 6，109，767 號美國專利，通過在通風(fēng)路徑采用涂覆的蜂窩元件，而對于高架投影機(jī)將光捕集和熱量驅(qū)散功能結(jié)合起來。Tausch 的發(fā)明名稱為 “Light trap and heat transferapparatus and method，，的第7，128，429號美國專利，描述了在固化燈裝置中用于吸收多余光和熱量的金屬回絲材料的使用。這些方法已查明不能提供與數(shù)字電影投影機(jī)相聯(lián)系的高強(qiáng)度激光所需的性能級另O。尚未解決的一個(gè)具體問題涉及由微鏡空間光調(diào)制器60產(chǎn)生的光束的運(yùn)動模式。在過渡時(shí)間間隔期間，微鏡66在提供調(diào)制光22的第一傾斜位置64和提供廢棄光23的第二傾斜位置65之間樞轉(zhuǎn)，在此過程中反射光描繪出弧形路徑Q。盡管在微鏡樞轉(zhuǎn)期間的這個(gè)過渡時(shí)間間隔很短，大概是毫秒的小部分，但是跨過弧形路徑掃射暗態(tài)光的累積效應(yīng)使抑制多余光和產(chǎn)生的所得熱量的任務(wù)變復(fù)雜。因此，可以看出，仍然需要一種以簡單、成本效益高的方式在高端數(shù)字投影系統(tǒng)中有效消除暗態(tài)光和廣生的相關(guān)熱量的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是解決對于消除投影儀光路中的暗態(tài)光并消除由所述暗態(tài)光產(chǎn)生的熱量的需要。以此為目標(biāo)，本發(fā)明提供一種用于數(shù)字投影儀的光調(diào)制組件，包括提供照明光束的固態(tài)光源；設(shè)置在所述照明光束的路徑上的空間光調(diào)制器；所述空間光調(diào)制器具有多個(gè)可傾斜微鏡，每個(gè)微鏡驅(qū)動為相對于傾斜軸在提供亮態(tài)光的第一傾斜位置與提供暗態(tài)光的第二傾斜位置之間傾斜；其中所述微鏡處于第一傾斜位置時(shí)，使照明光束沿著光軸偏斜以提供亮態(tài)光，并且所述微鏡處于第二傾斜位置時(shí)，使照明光束遠(yuǎn)離光軸偏斜以提供暗態(tài)光；并且其中所述微鏡在第一傾斜位置與第二傾斜位置之間傾斜時(shí)，使照明光束沿著限定偏斜平面的弧形路徑偏斜；以及與光軸并排設(shè)置并且在來自所述微鏡的暗態(tài)光的路徑上的遮光板；所述遮光板具有適用于吸收來自空間光調(diào)制器上的微鏡的暗態(tài)光的光捕集表面，所述光捕集表面具有多 個(gè)在縱向方向延伸的通道；其中，每個(gè)通道由相對于偏斜平面以斜角從光捕集表面向外延伸的凸出鰭片限定，所述通道的縱向方向大體上平行于偏斜平面。本發(fā)明的特點(diǎn)為，采用具有定向到由空間光調(diào)制器產(chǎn)生的暗態(tài)光模式的功能件的擋板。本發(fā)明的優(yōu)勢為，提供減少暗態(tài)廢棄光在微鏡光調(diào)制器的過渡路徑上的多余反射的擋板。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在結(jié)合附圖(在附圖中，顯示并描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例)閱讀了以下具體實(shí)施方式
之后，本發(fā)明的這些和其他目標(biāo)、特點(diǎn)和優(yōu)勢將變得顯而易見。


圖I為顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的投影儀的總體布置的示意框圖，其中顯示了調(diào)制光路徑；圖2為顯示來自數(shù)字微鏡空間光調(diào)制器的亮態(tài)調(diào)制光和暗態(tài)廢棄光路徑的示意圖；圖3為顯示根據(jù)本發(fā)明有關(guān)來自空間光調(diào)制器的亮態(tài)調(diào)制光和暗態(tài)廢棄光的一個(gè)實(shí)施例的遮光板的透視圖；圖4為圖3所示遮光板的俯視圖；圖5為圖3所示遮光板的側(cè)視圖；圖6A為圖3所示的遮光板的放大側(cè)視圖，顯示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的光吸收鰭片結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)；圖6B為圖3所示的遮光板的放大側(cè)視圖，顯示了光吸收鰭片結(jié)構(gòu)對暗態(tài)廢棄光的處理；圖7A和7B為遮光板的放大側(cè)視圖，顯示了替代光吸收鰭片結(jié)構(gòu)實(shí)施例的細(xì)節(jié)；圖8為圖3所示遮光板的透視圖，顯示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用來冷卻遮光板的液體冷卻管；以及
應(yīng)該理解的是，附圖是為了示出本發(fā)明的概念的目的，可能不是按比例畫出。
具體實(shí)施例方式本描述特別是針對形成根據(jù)本發(fā)明的儀器的一部分或更直接地與該儀器協(xié)作的元件。應(yīng)該理解的是，沒有具體顯示或描述的元件可采用本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的各種形式。這里顯示并描述的圖用于示出根據(jù)本發(fā)明的操作原理，這些圖并不是為了顯示實(shí)際的尺寸或比例。由于本發(fā)明中針對激光器陣列的組成部件的相對尺寸，為了強(qiáng)調(diào)基本結(jié)構(gòu)、形狀和操作原理，有必要進(jìn)行一些夸大。本發(fā)明包括此說明書中所描述的實(shí)施例的組合。提到“具體實(shí)施例”等是指在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中存在的特征。單獨(dú)提到“實(shí)施例”或“具體實(shí)施例”等未必指相同的實(shí)施例；然而，這些實(shí)施例不互相排斥，除非指出了它們互相排斥或?qū)Ρ绢I(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見是互相排斥的。在提到“方法”等時(shí)使用單數(shù)或復(fù)數(shù)并不構(gòu)成限制。應(yīng)注意的是，除非上下文另有明確的表示或要求，否則本公開中使用的單詞“或者”沒有排他的意思。
本公開的上下文中，術(shù)語“暗態(tài)光”和“廢棄光”被認(rèn)為是同義的。在本公開的上下文中，術(shù)語“亮態(tài)光”、“調(diào)制光”和“成像光”被認(rèn)為是同義的。方位術(shù)語(例如“頂部”、“底部”、“側(cè)面”、“正面”和“背面”等)用于幫助為說明本申請的各圖中所呈現(xiàn)的元件的操作提供參照點(diǎn)；這些術(shù)語不一定意指一個(gè)元件或一組元件在用于投影儀中時(shí)必須有特定的定向。本發(fā)明的實(shí)施例通過使用遮光板解決了消除投影儀中每個(gè)顏色通道內(nèi)的暗態(tài)光或廢棄光的需要，所述遮光板有具有光吸收功能件的光捕集表面，光吸收功能件被安排用于捕集暗態(tài)光，并且防止所述暗態(tài)光反射，同時(shí)吸收產(chǎn)生的所得熱能。遮光板的光吸收功能件的形狀和角定向非常重要，并且設(shè)計(jì)成暗態(tài)光在離開遮光板之前發(fā)生多次反射，從而提高暗態(tài)光被吸收的可能性。圖3不出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的遮光板30。遮光板30與空間光調(diào)制器60相聯(lián)系放置，所述空間光調(diào)制器包括微鏡66 (圖2)，微鏡使照明光束18偏斜以提供沿著光軸O指向的亮態(tài)調(diào)制光22或暗態(tài)廢棄光23。具體地，為了不與亮態(tài)調(diào)制光22干擾，遮光板30與光軸O并排設(shè)置，并且位于暗態(tài)廢棄光23的路徑上。遮光板30具有光捕集表面54，所述光捕集表面具有多個(gè)在縱向方向L延伸,適用于捕集暗態(tài)廢棄光23的光吸收功能件?？v向方向L大體上平行于由弧形路徑Q限定的偏斜平面67，所述偏斜平面由偏斜光束在亮態(tài)調(diào)制光22位置和暗態(tài)廢棄光23位置之間的過渡期間描繪出。圖4和5分別示出了圖3所示的遮光板30的俯視和側(cè)視圖。這些視圖更清楚地示出了遮光板30的各個(gè)功能件。在優(yōu)選實(shí)施例中，遮光板30包括圖4所示的凹口 34。凹口34適用于在亮態(tài)調(diào)制光22沿著光軸O指向時(shí)，允許其不受阻礙，同時(shí)使微鏡66 (圖2)在第一傾斜位置64 (圖2)與第二傾斜位置65 (圖2)之間傾斜掃射偏斜光時(shí)的過渡時(shí)間期間光捕集表面54捕集的光的量最大化。凹口 34的形狀可通過以下方式確定針對空間光調(diào)制器60中的每個(gè)微鏡，追蹤亮態(tài)調(diào)制光22的路徑，以限定遮光板30應(yīng)刻凹口的凹口區(qū)域35。因?yàn)榇蠖鄶?shù)普通的DLP空間光調(diào)制器60使用具有45度傾斜軸的微鏡，所以偏斜平面將相對于空間光調(diào)制器60的側(cè)面以45度定向。因此，凹口區(qū)域35將大致對應(yīng)于45-45-90°的三角區(qū)域。在優(yōu)選實(shí)施例中，光捕集表面54以傾角Θ s傾斜，并且包括多個(gè)在縱向方向L延伸的通道42，其中每個(gè)通道42由相對于偏斜平面67以斜鰭角Qf從光捕集表面54向外延伸的凸出鰭片32限定；通道的縱向方向L大體上平行于偏斜平面67。鰭角θρ、傾角9S、通道寬度(鰭片間距)和鰭片厚度這些設(shè)計(jì)參數(shù)可以經(jīng)過選擇，以確保暗態(tài)廢棄光23向下指向通道42中，大多數(shù)光在通道42中在離開通道42之前發(fā)生多次反射而被吸收。優(yōu)選地，鰭角θρ應(yīng)小于大約60度以產(chǎn)生實(shí)用的鰭片設(shè)計(jì)。光捕集表面54的鰭片32和通道42優(yōu)選地經(jīng)涂覆或另外地處理以幫助使反射率最小化。在一個(gè)實(shí)施例中，遮光板30由金屬(例如，鋁)制成，并且為光捕集表面54提供陽極氧化處理。在其他實(shí)施例中，光捕集表面54可涂覆黑漆或其他某種光吸收物質(zhì)，或者光捕集表面54本身可用光吸收材料制造。優(yōu)選地,光捕集表面54的反射率應(yīng)小于大約1%,以便在每次反射時(shí)吸收大部分的光。 縱向方向L大體上平行于偏斜平面67這一事實(shí)是重要的。此特性確保沿著由偏斜光束描繪出的整個(gè)弧形路徑Q大約等量吸收暗態(tài)光。得到此結(jié)果的原因是，光束保持大約和鰭片32側(cè)面相同的入射角沿著鰭片32的長度掃過。如果鰭片32的縱向方向L相對于偏斜平面67以交叉方式定向,可發(fā)現(xiàn),吸收的量可作為偏斜光束入射在光捕集表面54上的位置的函數(shù)而大幅度變化。圖6Α顯示圖5中的放大部分EI，顯示了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例形成光捕集表面54的通道42和鰭片32的額外細(xì)節(jié)。在此實(shí)施例中，通道42具有圓形底部44，并且鰭片32具有大致平行的側(cè)面37 ;較低的鰭片側(cè)面成斜面以提供斜面端38，這樣，鰭片32逐漸變細(xì)成刃形邊緣36。鰭片32具有由t。給出的通道寬度(鰭片間距)和由tf給出的鰭片厚度。優(yōu)選地，光捕集表面54的幾何形狀經(jīng)配置，使得鰭片尖端對于入射暗態(tài)光廢棄光23不可見，同時(shí)對于任何從相鄰鰭片反射的光也不可見。這使得整個(gè)光捕集表面54對于入射暗態(tài)光廢棄光23就像黑體式吸收體。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，發(fā)現(xiàn)，用圖6A的幾何形狀帶有鰭角9F=40度和傾角0S=2O度(B卩，相對于偏斜平面67呈70度的角)，以及鰭片厚度tf = O. 44mm和通道寬度te=l. OOmm的配置可滿足此種條件并且得到所要的結(jié)果。在這種安排下，所有入射在光捕集表面54上的暗態(tài)廢棄光23將首先從鰭片上側(cè)反射，并被跨過通道指向到達(dá)相鄰鰭片的鰭片下側(cè)，從而暗態(tài)廢棄光在離開光捕集表面54之前至少發(fā)生兩次反射(通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止兩次)。因?yàn)楣獠都砻?4優(yōu)選地經(jīng)處理以吸收光，本發(fā)明將確保遮光板30吸收幾乎所有的暗態(tài)光廢棄光23，從而通過確保沒有暗態(tài)光廢棄光23可返回到成像路徑，來提高投影的圖像的質(zhì)量。圖6B顯示入射到光捕集表面54上的多個(gè)光線Rl、R2、R3和R4。可以看出，鰭片32的形狀和定向使得光線R1、R2、R3和R4由于從鰭片表面多次反射，向下指向進(jìn)入到通道42中。光線R1、R2、R3和R4每次反射，大部分光都被吸收，以便僅幾次反射后剩下的可能離開光捕集表面54光的量只可以忽略。通常，入射到空間光調(diào)制器60上的照明光束18 (圖2)有與用于將來自光源的光導(dǎo)向到空間光調(diào)制器的光學(xué)元件的F/#相關(guān)的圓錐角。結(jié)果，光線Rl、R2、R3和R4可以略微不同的角入射。優(yōu)選地，將鰭片32定形并定向，使得來自空間光調(diào)制器60中的每個(gè)微鏡的每個(gè)光線在離開通道之前至少發(fā)生兩次反射。在替代實(shí)施例中，鰭片32和通道42的底部可具有不同形狀。例如，圖7A顯示側(cè)面37不平行的鰭片32，這樣，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，鰭片不需要形成斜面端，而逐漸變細(xì)成刃形邊緣36。同樣，圖7B顯示根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的具有斜面底部45的通道。本領(lǐng)域技術(shù)人員將承認(rèn)，根據(jù)本發(fā)明可使用許多不同的鰭片形狀和通道形狀。遮光板30吸收暗態(tài)廢棄光23可產(chǎn)生大量的熱載荷。為消除遮光板30的熱量，可使用許多機(jī)制(包括散熱器或強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻) 冷卻所述遮光板。在優(yōu)選實(shí)施例中，遮光板30包括如圖8所示用液體冷卻劑從遮光板30除去熱量的裝置。輸入口 46和輸出口 48用于使得可以將遮光板30連接到使冷水或其他某種冷卻劑流體循環(huán)的液體冷卻系統(tǒng)。液體冷卻劑循環(huán)進(jìn)入輸入口 46，穿過形成于光捕集表面54后方的遮光板的底座內(nèi)的U型流體管，并且流出輸出口 48。熱量從遮光板30轉(zhuǎn)移到液體冷卻劑上，從而使遮光板保持處于冷卻的溫度。在一些實(shí)施例中，為了維持特定的溫度，可能使用自動調(diào)溫器以控制流體流。在其他實(shí)施例中，流體流可維持在恒定速度以使溫度盡可能低。已通過具體引用本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例，詳細(xì)描述了本發(fā)明，但將會理解的是，可在本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行變化和修改。例如，雖然將激光器描述為每個(gè)顏色通道內(nèi)的光源，但是可替換地使用發(fā)光二極管(LED)或其他光源。因此，所提供的是一種經(jīng)改進(jìn)的儀器和方法，用于吸收從光調(diào)制器排出的未使用的暗態(tài)光，以及由光吸收產(chǎn)生的伴熱。部件清單10投影儀12r、12g、12b 光源18照明光束22調(diào)制光23廢棄光30遮光板32鰭片34凹口35凹口區(qū)域36刃形邊緣37側(cè)面38斜面端40r.40g.40b 光調(diào)制組件42通道44圓形底部45斜面底部46輸入口48輸出口50透鏡51積分器54光捕集表面60空間光調(diào)制器
64第一傾斜位置65第二傾斜位置66微鏡67偏斜平面68二向色表面70投影光學(xué)器件82二向色組合器84二向色表面 El放大部分L縱向方向O光軸Q弧形路徑R1、R2、R3、R4光線tc通道寬度tf鰭片厚度Θ F鰭角Θ F傾角。
權(quán)利要求
1.一種用于數(shù)字投影儀的光調(diào)制組件，其包括 固態(tài)光源，所述固態(tài)光源提供照明光束； 空間光調(diào)制器，所述空間光調(diào)制器設(shè)置在所述照明光束的路徑上并具有多個(gè)可傾斜微鏡，每個(gè)微鏡驅(qū)動為相對于傾斜軸在提供亮態(tài)光的第一傾斜位置與提供暗態(tài)光的第二傾斜位置之間傾斜，其中所述微鏡處于所述第一傾斜位置時(shí)，使所述照明光束沿著光軸偏斜以提供所述亮態(tài)光，并且所述微鏡處于所述第二傾斜位置時(shí)，使所述照明光束遠(yuǎn)離所述光軸偏斜以提供所述暗態(tài)光，并且其中所述微鏡在所述第一傾斜位置與所述第二傾斜位置之間傾斜時(shí)使所述照明光束沿著限定偏斜平面的弧形路徑偏斜；以及 遮光板，所述遮光板與所述光軸并排設(shè)置并且在來自所述微鏡的所述暗態(tài)光的路徑上并具有適用于吸收來自所述空間光調(diào)制器上的所述微鏡的所述暗態(tài)光的光捕集表面，所述光捕集表面具有多個(gè)在縱向方向上延伸的通道，其中，每個(gè)通道由相對于所述偏斜平面以斜鰭角從所述光捕集表面向外延伸的凸出鰭片限定，所述通道的所述縱向方向大體上平行于所述偏斜平面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光調(diào)制組件，其中所述凸出鰭片相對于所述偏斜平面以小于60度的鰭角定向。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光調(diào)制組件，其中將所述凸出鰭片定形并定向，使得所述暗態(tài)光在離開所述光捕集表面之前至少發(fā)生兩次反射。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光調(diào)制組件，其中所述鰭片逐漸變細(xì)成刃形邊緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光調(diào)制組件，其中所述鰭片具有兩個(gè)側(cè)面，并且其中至少一個(gè)側(cè)面成斜面。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光調(diào)制組件，其中所述通道具有圓形底部。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光調(diào)制組件，其中所述通道具有斜面底部。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光調(diào)制組件，其中所述光捕集表面相對于所述偏斜平面以斜傾角定向。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光調(diào)制組件，其中選擇鰭角和傾角與通道寬度和包括鰭片厚度的鰭片形狀，使得大體上所有的所述暗態(tài)光在離開所述光捕集表面之前至少發(fā)生兩次反射。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光調(diào)制組件，其中所述遮光板由光吸收材料制成。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光調(diào)制組件，其中所述光捕集表面涂覆光吸收材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光調(diào)制組件，其中所述光捕集表面經(jīng)處理使得其吸收光。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光調(diào)制組件，其中在所述遮光板上刻凹口，以避免所述遮光板和來自所述空間光調(diào)制器上的所述微鏡的所述亮態(tài)光之間發(fā)生干擾。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光調(diào)制組件，其中所述遮光板包括位于所述光捕集表面后方的流體管，使冷卻流體循環(huán)穿過流體管，以消除所述遮光板上的熱量。
15.一種數(shù)字投影儀，包括根據(jù)權(quán)利要求I所述的一個(gè)或多個(gè)光調(diào)制組件，和用于將來自一個(gè)或多個(gè)圖像形成組件中的空間光調(diào)制器的亮態(tài)光投影到顯示面上的投影光學(xué)器件。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的數(shù)字投影儀，其中所述數(shù)字投影儀為適用于投影至少有三個(gè)顏色通道的彩色數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的彩色投影儀；并且其中所述彩色投影儀至少包括三個(gè)有不同顏色光源的光調(diào)制組件。
全文摘要
一種用于數(shù)字投影儀的光調(diào)制組件，包括提供照明光束(18)的固態(tài)光源；具有多個(gè)可傾斜微鏡(66)的空間光調(diào)制器(60)，每個(gè)微鏡驅(qū)動為相對于傾斜軸在提供亮態(tài)光的第一傾斜位置(64)與提供暗態(tài)光的第二傾斜位置(65)之間傾斜，并且其中微鏡在第一傾斜位置與第二傾斜位置之間傾斜時(shí)使照明光束沿著限定偏斜平面(67)的弧形路徑偏斜；以及與光軸(O)并排設(shè)置并且在來自微鏡的暗態(tài)光(23)的路徑上的遮光板(30)，所述遮光板具有適用于吸收來自空間光調(diào)制器上的微鏡的暗態(tài)光的光捕集表面(54)，所述光捕集表面具有多個(gè)以斜角從光捕集表面向外延伸的凸出鰭片(32)。
文檔編號G03B21/16GK102859435SQ201180020763
公開日2013年1月2日 申請日期2011年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
發(fā)明者J·J·科爾曼, J·馬扎雷, J·R·基爾舍 申請人:伊斯曼柯達(dá)公司