彩色图象产生系统及应用技术方案

彩色图象产生系统的组成，由—至少一个光源（７），该光源向至少一个光波导（２或９）发射至少一个波长（λ）或一个波长范围（ΔλＥ）的光，—一个控制单元（１５），该控制单元与至少一个控制光强度或幅度调制和／或彩色调制的可控调制装置（１７）以及与一个光束成形和光束偏转单元（１０）连接，—光束成形和光束偏转单元（１０），借助该单元强度或幅度调制和／或彩色调制的光利用控制单元（１５）与调制的控制同步可向至少一个空间方向偏转并以数字的（光点）或模拟的（光束）形式扫描一组图象，其特征在于，—在至少一个光源（７）和光束成形和光束偏转单元（１０）之间安装一个载体（１１），在该载体上至少设置一个光波导（２、９），使至少一个光波导（２、９）能够有效地传输所应用的波长或波长范围，把强度或幅度调制和／或彩色调制的光射入光束成形和光束偏转单元（１０）。２．根据权利要求１所述彩色图象产生系统，其特征在于，在该系统中为了高质量彩色图象的显示设置至少两个互不相关的可控调制装置用于扫描光束的强度或幅度调制和彩色调制，—在至少一个光源（７）中，和／或—在至少一个光源（７）和载体（１１）之间具有至少一个光波导（２、９）和／或—在载体（１１）上具有至少一个光波导（２、９）和／或—在具有至少一个光波导（２、９）的载体（１１）与光束成形和光束偏转单元（１０）之间，其中由下列调制类型中—强度或幅度调制，和／或—相位调制，和／或—与一个偏振器或一个起偏振的光波导相结合的偏振调制，和／或—彩色调制（光的光谱组成）至少这些调制类型中的两种使用至少一次，或这些调制类型中的一种使用至少两次，从而特别是下列方案是可能的，—在至少两个光源中的强度或幅度调制，—在至少一个光源中的强度或幅度调制和在至少一个光波导中的彩色调制，—光源的彩色调制和至少一个光波导中的强度或幅度调制，—在至少两个光波导中的强度或幅度调制，—在至少一个光源和至少与另一光源相连接的一个光波导中的强度或幅度调制，和—光源的彩色调制和在光波导中的强度或幅度调制，此外通过任意一个信号、特别是电视信号、视频信号、声频信号、计算机产生的信号或测量装置的信号来实现对强度或幅度调制和／或彩色调制的控制。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

根据本专利技术权利要求1的总构思，本专利技术涉及显示实的或虚的、二维的或三维的、彩色或单色图象的彩色图象产生系统及其应用，尤其是在电视或视频中的应用以及在印刷技术中的应用。本彩色图象产生系统利用人眼生理学功能，一方面能把多种颜色看成混合色(加色混合)而另一方面能把单个的、在空间位置邻近的和时间上快速相互排列的光点看成图象。在本文献资料中，光的含义是指可见光电磁辐射，特别是400nm至760nm波长范围的可见光电磁辐射的波长(λ)或波长范围(Δλ)。尤其是选择对应于红色、绿色和蓝色光(原色)的波长或波长范围。此处光的含义还指非可见光电磁辐射，如果这种光借助屏幕上的荧光材料或者借助一个非线性光学器件可转换成可见光。
技术介绍
一种先进的颜色混合和产生电视或视频图象的方法曾借助建立在多种物理效应基础上的光阀技术得以实现。(R.Gerhard-Multha uptund H.R_der，“光阀—大屏幕投影综述”，Fernseh-und kino-Technik，45(9)，448-452页(1991))。在专利申请DE 31 52 020 A1中叙述了一种用于形成任意大小彩色图象的图象产生装置，在该装置中，三个激光二极管的光被偏转导入各一个光导管，这些光导管被组合成一光导纤维—管束，并且在光导纤维—管束的末端装上一磁性包皮。该磁性包皮在一变化的磁场中可以被水平和垂直偏转。其后有一投影光学系统和至少一个平面转向镜，用该镜可把光束偏转到一无荧光材料或涂有发原色光的荧光材料的毛玻璃板上。这种图象产生装置实际上应用了已知的彩色图象产生部件，这类部件不能或只能很困难地以微光学的和/或微机械的结构加以实现。此后在光导纤维中不进行光成分的空间聚集。传输各单一颜色成分的光导纤维被聚集成一束，并且纤维末端空间上相互紧密的排列在一起(见图26)。在专利申请DE 43 24 848 C1中叙述了一种由两个部件构成的彩色图象投影系统。光产生和光调制的部件含有三个激光光源。这三个光成分利用体积光学幅度调制器、例如普克尔盒、选择性地进行强度或幅度调制并随后用反光镜聚合在一起。该彩色和强度调制的光被传输到按行和列偏转的投影部件中并与调制同步向空间扫描。此外，还叙述了多个分立的光导纤维可以这样在空间集合在一起，即使其形成统一的光纤支路。由此形成光导纤维耦合器，该耦合器能有效地传输宽光谱范围的可见光。光导纤维只用作光传输装置，该装置在两个空间隔离的部件之间，即光产生和光调制部件和按行和列偏转的投影部件之间建立联系。本专利技术的任务本专利技术应解决的问题是提供比较少的、结构比较简单的和通用的彩色图象产生系统，用于产生实的或虚的图象，这些图象有更好的特性，例如更高的图象分辨率和更丰富的色谱，从而在实际上已知的那些系统中能够提供新的应用。用此装置应能产生强度或幅度调制的和彩色调制的彩色信号并且能向空间扫描，尤其是产生二维的或三维的电视及视频图象或印刷图象。本专利技术的目标是，在本专利技术最极限的实施结构中将彩色图象产生系统所有电子学的或光学的部件都集成在一个载体上，并且该系统作为具有若干电学接线端和一个光输出端的模块提供使用。本专利技术实质上述任务是在一彩色图象产生系统中依据权利要求1的特征部分给出的特点的总构思加以解决的。从属权利要求2至56是权利要求1良好的具体实施结构。权利要求57至60描述了本专利技术彩色图象产生系统的良好应用。上述任务的解决，根据权利要求1，是通过应用在一个载体上安置的集成光学部件(光波导和光波导元件)用于分光、聚光、光调制和/或波长滤波实现的。在第一种情况中，根据权利要求3基本思想是，一种波导结构，这里称为“空产光束聚合单元”，用于空间聚集几种不同分立波长或几种不同分立波长范围(原色)的光成分。这种空间聚合在一起的光受到如此偏转、即通过为偏转聚合光而进行光成分的同步调制在观察空间形成一虚象或者在一投影屏幕上形成一实象，从而使观看者可以用眼睛看到。彩色的产生是通过几种不同波长的光成分加色混合形成的，这种加色混合发生在波导的相会点，下面称为耦合点，在空间光束结合单元中，其中，这些光成分或者在单元之前或者在单元内部为了空间光束结合相互独立地进行强度或幅度调制。在第二种情况中，根据权利要求4本专利技术的出发点是，在宽带波导中所传输的一很宽波长范围的光的光谱成分，尤其是相当于白光的波长范围是可以滤色的。彩色的产生通过减色混合实现。在使用白光的情况下，耦合出的光的颜色相当于被滤出波长范围的互补色。为产生完美的彩色图象需要按上述方法产生三种不同颜色的光成分(原色)。在第一方案中，三种光成分可以借助三个不同的滤色元件产生。在此，耦合进入波导结构的宽波长范围的光在一宽带分支结构中被分到各滤色元件上。所产生的三种光成分在强度或幅度调制之后被聚合到一“空间光束聚合单元”中并且可以耦合进入光束成形和光束偏转单元中。在第二方案中，使用了可控滤色元件，该元件由波导中传输的光滤掉某一可选择的波长范围。在使用白光的情况下，耦合出的光的颜色相当于被滤掉波长范围的互补色。借助在唯一一个光波导中安装的可控滤色元件使三种不同的光成分(原色)可以以时分复用的方式产生、可以强度或幅度调制并且可以输出耦合。在足够高的颜色产生的重复频率下可以产生彩色图象的印象。在放弃时分复用工作方式的情况下，在使用可控滤色元件时可供使用的颜色范围是受到限制的，然而对于许多应用是足够的。例如由单模集成光学宽带带状波导(EOBSW或白光波导)制成的集成电光马赫—叁得干涉仪—调制器构成了一种可控滤色元件。该干涉仪基于其半波电压的波长依赖关系能够通过施加不同电压由干涉仪前的波导中传输的光滤掉各种波长范围的光。在使用适当的滤色元件时能够成功的调整在可见光光谱中所选择的色值。通过与光的色值调整和强度或幅度调制同步进行的向观察空间内的偏转，经加色混合产生彩色图象，该图象可含有全部色值。下面除对“空间光束结合单元”和对“光的空间聚合”叙述外，按意义适用于上面所述两种情况。关于上述加色混合的第一种情况，按照权利要求3在本说明中把“空间光束结合单元”理解为波导的组合，这些光波导能够有效地传输和空间聚合宽带或所选出的光谱范围的光。波导是指集成光学带状波导、光导纤维或准波导。准波导是带状折射率装置，其作用原理不是以全反射原理为基础而是以其它反射原理为基础，例如谐振和反谐振法布里—珀罗反射(ARROW)或者建立在光导范围内高折射降低处强反射的基础上。至少在耦合点之后—从光的方向看—公用波导必须是宽带的。这里宽带的意思是指整个可见波长范围的光、但至少是所有使用波长的光、在波导中是可传输的或者波导具有以下的特性，即各种不同分立波长、尤其是由可见光光谱的光能有效地在唯一的一个波导中传输。多个波导适当地聚合可以以简单的方式把光在空间上聚合在一个公用的宽带波导内。原则上，在波导外部当光成分调制时对于在波导中传输模式的数量没有限制。然而，单膜光波导是需要的，如果在波导中所应用的调制原理要求光的单模性，例如如果所应用的强度或幅度调制是建立在集成光学干涉仪结构的基础上。例如在截止调制、电吸收调制和与一偏振器或一偏振波导结合的偏振调制情况下单模性不是绝对必要的。在彩色图象产生系统中的下列各点，光成分是可以进行强度或幅度调制的和/或可以切换的或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：A·拉施，M·罗斯查尔克，J·P·鲁斯克，V·格罗伯，
申请(专利权)人：LDT激光展示技术公司，
类型：发明
国别省市：