具有静态绿原色减少滤光片的显示系统技术方案

一种用于生成具有三原色的图像的投影系统，包括第一蓝色激光束和第二蓝色激光束(325、335)，用于将所述第二蓝色光束(335)转换为具有至少包括第二波带和第三波带的波带的经转换的光束(345)的波长转换元件(340)，用于组合该第一光束(325)和经转换的光束(345)的光束组合器(360)，该组合产生白色光束(365)，被放置在该白色光束(365)的光路中的陷波滤光片(370)，以形成提供给成像模块(380)的至少包括第一波带、第二波带和第三波带的经修改的白色光束(375)，其中静态波带减少滤光片(371)被进一步提供以用于改变该白色光束(365)的经透射的第二波带的波长，以便于调整投影仪白点移位。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有静态绿原色减少滤光片的显示系统本专利技术涉及投影仪系统的改进，并涉及光学组装件的提供、光投影系统和操作该系统的方法。
技术介绍
数字影院投影仪必须根据DCI(数字影院倡议)标准投影图像。在此标准中，描述了原生的色域(没有任何电子色彩校正的屏幕上的色彩)和由投影设备投影的电子色彩校正的色域。色彩可参照标准来定义，如DCI所定义的标准。在DCI标准中，色彩是参照CIE1931色彩空间来定义的，将由其波长定义的色彩与人类视觉中色彩的生理感知定量地联系起来。CIE1931色彩空间如图1所示。图1示出了为符合DCI要求在CIE1931色彩空间中定义的色域的要求。DCI标准要求原色红色、绿色和蓝色分别被定义在图1的容限区10、20、30内，且三间色黄色、青色和品红色分别被参考点15、25、35包围。另一DCI要求是将原生白色电子地校正到目标DCI白点50。在光调制设备的水平处执行投影设备中的原色的电子校正。现有技术的投影系统包括三个光调制设备，每个光调制设备专用于一色彩通道或原色通道。光调制设备可以是数字微镜设备(DMD)，其操作范围在被电子控制时减小。经电子地校正的图像的缺点之一是对比度降低。在瞄准如DCI白色目标点的专用白点时黑色水平强度保持现状但白色水平强度下降。例如，如果在光源的光谱中绿光占主导地位，则这种对比度损失的影响可能是巨大的。经电子地校正的图像的第二个缺点是位深(灰度)的损失。远离目标白点的原生白点会导致对比度和位的显著损失，并从而对图像质量产生负面影响。用未在屏幕上使用的光照明光调制器的第三个缺点是消除吸收的量的能量所需的冷却。调制器上更少的光也意味着更少的冷却要求。这三个原因应使得投影制造商意识到需要更少的电子校正；从而产生更好的图像质量和更少的冷却要求。在灯投影仪(氙灯)的现有技术中，陷波滤光片被用来获得如DCI标准中所描述的色域。此外，由于使用现有技术的氙灯投影仪将原生DCI白点校正为经色彩校正的白点的电子校正所导致的典型光损失约为4％。这种低光损失的原因是因为氙光原生白点接近目标经DCI色彩校正的白点。图2a示出了典型氙光的光谱220和与氙光关联使用的典型滤光片的透射率210。图1进一步示出了当氙气照明与陷波滤光片一起使用时产生的色域。使用陷波滤光片，原生红色和绿色位于DCI容限区中。带有陷波滤光片的原生白色的位置用附图标记40显示。大多数蓝光必须被消除以匹配目标DCI目标白光50，这意味着对比度和光输出的很小的损失。然而，对于激光荧光体光源，陷波滤光片和电子校正的效果与氙光源非常不同。现有技术的数字投影系统使用固态光源，特别是通常布置在阵列(即激光阵列)中的激光和LED，以形成光源并提供所需的功率。由于激光的较小的光展量(étendue)，激光通常相对于LED是优选的。基于激光的固态投影仪可被分成两个主要类别：●全激光投影系统(使用直接红色、绿色和蓝色激光)●激光荧光体投影系统(使用蓝色激光来激发波长转换器材料来生成三原色)。目前全激光投影仪通常是针对数字影院(DC)的利基市场的超亮投影仪。激光荧光体投影仪主要具有低于12K流明的光输出，并因此在数字影院以外的市场中销售。然而，荧光体技术的最近改进允许激光荧光体投影仪实现甚至高达20K流明并且可能更高的亮度水平。高亮度和色彩表现是重要的，因为数字影院投影仪必须根据DCI标准来投影图像。激光荧光体投影系统使用包括激光阵列的单个蓝色激光源，用于同时在屏幕上产生蓝原色并用于激发荧光体。红原色和绿原色是从荧光体光束中推导出来的。由于激光荧光体源的光谱与氙灯光谱的光谱非常不同，因此需要另一种类型的陷波滤光片来实现DCI原生标准白点。由于激光的较小光展量，因此对于荧光体激发优选蓝色激光源的蓝色激光列阵而不是蓝色LED。如图2b的光谱230所示，具有蓝色激光和荧光体的激光荧光体光源的主要缺点是在投影图像的光谱中缺少红光和过量的绿光和黄光，这是在成像模块中发生色彩分裂和重新组合之后的投影图像的光谱。通常使用用于去除过量黄光的陷波滤光片。使用具有黄色陷波滤光片的激光荧光体光源的投影图像的光谱被显示在图2b的光谱240中。由于蓝光和绿光过量，这种光必须被电子地移除才能将原生白点与DCI白点相匹配。典型的光和对比度的损失为20％至30％。这比氙灯投影仪要高得多。传统系统将使用典型的陷波滤光片和色彩校正，以针对色域符合DCI。其结果将是对比度和位深的损失或总体而言图像质量的损失，以及光调制器上高于所需能量负载，从而在光调制器内和周围产生额外的热量。激光荧光体照明系统的另一个典型的问题是随着荧光体激发的蓝色激光的变暗，白点发生变化(白色移位)。白点移位由图1的点45表示。蓝色激光的变暗可能是由于激光的老化引起的，增加了荧光体的效率，其中荧光体上具有较低蓝色功率。黄色与蓝色光的比率随着蓝色光功率的降低而增加，并因此白色变得更黄，且白点45移位。在激光荧光体光源的寿命期间将发生类似的行为。DCI在这里被用作通常被称为WCG(宽色域)的重要驱动力。因为基于胶卷的投影仪与其特定色域表现的典型联系，数字影院一直都是这种宽色域要求的领跑者。专利技术概述本专利技术的一个目的在于是提供一种投影系统、一种光学组装件和操作该系统的方法。该目的通过一种用于生成具有三原色的图像的光投影系统来提供，该三原色具体地为蓝色、绿色和红色，每个原色分别由第一波带、第二波带和第三波带限定，所述光投影系统包括：-发射第四波带的第一蓝色激光束的蓝色激光源，所述蓝色激光源具有第一激光驱动器，-具有中心波长和第五波带的第二蓝色激光束，-包括波长转换元件的基板，该波长转换元件用于在吸收第二蓝色激光束的第五波带内的激发波长处的光束之后发射多个波长的光，所述基板被放置在所述第二蓝色激光束的光路中，以使得透射通过该波长转换元件或从该波长转换元件反射的光引起发射具有至少包括第二波带和第三波带的光谱的经转换的光束，-用于组合第一蓝色激光束和经转换的光束的光束组合器，其组合得到提供给成像模块的白色光束，光投影系统进一步包括：用于在白色光束的第二波带的透射和/或反射中改变来自波长转换元件的光的强度的静态波带减少滤光片，诸如用于调节光投影系统的白点。蓝原色可能主要由蓝色激光提供，这意味着第四波带可能与第一波带相同。第五波带将主要处于第二绿色波带以及处于第三红色波带的范围内。第四波带可以与(即被蓝色激光决定的)第五波带相同。陷波滤光片可被放置在白色光束的光路中以形成包括至少第一波带、第二波带和第三波带的经修改的白色光束。此光束然后被传递到成像模块。陷波滤光片可位于静态波带减少滤光片之前或之后或同处。本专利技术各实施例的优点在于，投影系统不需要(或仅需要)白点不平衡的电子补偿(即，至少部分地避免具有光阀或空间光调制器(如DMD)的成像器的操作范围的减小)，且从而生成对比度和灰度级(位深)的损失。本专利技术的实施例的优点在于向成像模块提供白色光束，该白色光束包括三个不同的光谱带，该光谱带可以分成原色并且可以实现照明光束的良好或更好的预平衡白点，以便避免或减少对成像模块的成像设备上的电子白平衡补偿的需要。本专利技术的一个有利的实施例是提供组合各种原色波带的贡献以在投影图像中实现所需白点的装置。本专利技术各实施例的一个优点是提供了设定白点的新本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于生成具有三原色的图像的光投影系统，每个原色分别由第一波带、第二波带和第三波带限定，所述光投影系统包括：‑发射所述第四波带的第一蓝色激光束(325)的蓝色激光源(320)，所述蓝色激光源具有第一激光驱动器，‑具有中心波长和第五波带的第二蓝色激光束，‑包括波长转换元件(340)的基板，所述波长转换元件用于在吸收所述第二蓝色激光束的所述第五波带内的激发波长处的光束之后发射多个波长的光，所述基板被放置在所述第二蓝色激光束的光路中，以使得透射通过所述波长转换元件或从所述波长转换元件反射的光引起发射具有至少包括所述第二波带和第三波带的光谱的经转换的光束(345)，‑光束组合器(360)，所述光束组合器(360)用于组合所述第一蓝色激光束和所述经转换的光束，该组合产生至少包括所述第一波带、第二波带和第三波带的白色光束(365)，并将所述白色光束提供给成像模块(320)，所述光投影系统进一步包括：被设在所述白色光束(365)的所述光路中的静态波带减少滤光片(371)，所述静态波带减少滤光片(371)至少在所述白色光束(365)的所述第二波带中进行滤光以设定所述光投影系统的白点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于生成具有三原色的图像的光投影系统，每个原色分别由第一波带、第二波带和第三波带限定，所述光投影系统包括：-发射所述第四波带的第一蓝色激光束(325)的蓝色激光源(320)，所述蓝色激光源具有第一激光驱动器，-具有中心波长和第五波带的第二蓝色激光束，-包括波长转换元件(340)的基板，所述波长转换元件用于在吸收所述第二蓝色激光束的所述第五波带内的激发波长处的光束之后发射多个波长的光，所述基板被放置在所述第二蓝色激光束的光路中，以使得透射通过所述波长转换元件或从所述波长转换元件反射的光引起发射具有至少包括所述第二波带和第三波带的光谱的经转换的光束(345)，-光束组合器(360)，所述光束组合器(360)用于组合所述第一蓝色激光束和所述经转换的光束，该组合产生至少包括所述第一波带、第二波带和第三波带的白色光束(365)，并将所述白色光束提供给成像模块(320)，所述光投影系统进一步包括：被设在所述白色光束(365)的所述光路中的静态波带减少滤光片(371)，所述静态波带减少滤光片(371)至少在所述白色光束(365)的所述第二波带中进行滤光以设定所述光投影系统的白点。2.如权利要求1所述的光投影系统，其特征在于，进一步包括陷波滤光片(370)，所述陷波滤光片被设置在所述白色光束(365)的所述光路中以形成将被提供给所述成像模块的经修改的白色光束(375)。3.如前述权利要求中任一项所述的光投影系统，其特征在于，通过将所述第一蓝色光束分成所述第一蓝色激光束和第二蓝色激光束来提供所述第二蓝色激光束。4.如权利要求3所述的光投影系统，其特征在于，所述第一蓝色激光束和第二蓝色激光束借助于应用于所述第一蓝色激光束的光束分束器、偏振分集、波长分集、空间或角度分集中的至少一者被提供。5.如权利要求4所述的光投影系统，其特征在于，所述第一蓝色激光束或第二蓝色激光束中的至少一者都设有强度降低装置。6.如权利要求5所述的光投影系统，其特征在于，所述强度降低装置包括中性密度滤光片。7.如权利要求6所述的光投影系统，其特征在于，不同密度的所述中性密度滤光片被布置在色彩滤光片轮中。8.如权利要求6所述的光投影系统，其特征在于，进一步包括控制单元，所述控制单元用于控制所述色彩滤光片轮的中性密度滤光片的位置。9.如权利要求5至8中任一项所述的光投影系统，其特征在于，所述强度降低装置包括中性密度滤光片，所述中性密度滤光片具有以下至少一者：经由平移在涂敷区域内提供线性可调衰减的矩形连续光密度涂层，经由平移在涂敷区域内提供步进式可调衰减的矩形步进式光密度减少涂层，经由旋转在涂敷区域内提供线性可调衰减的圆形连续光密度涂层，或者经由滤光片的旋转在涂敷区域内提供步进式线性衰减的圆形步进式光密度减少涂层。10.如前述权利要求中任一项所述的光投影系统，其特征在于，所述静态波带减少滤光片包括涂层。11.如权利要求2至10中任一项所述的光投影系统，其特征在于，所述陷波滤光片(370)和所述静态波带减少滤光片(371)被组合在经组合的静态滤光片(370、371)中。12.如权利要求11所述的光投影系统，其特征在于，所述经组合的静态滤光片的第一侧涂覆有窄带陷波滤光片，并且所述经组合的静态滤光片的第二侧涂覆有静态波带减少滤光片。13.如前述权利要求中任一项所述的光投影系统，其特征在于，所述静态波带减少滤光片(371)被配置为减小510-570nm波长范围内的光强度。14.如权利要求2至13中任一项所述的光投影系统，其特征在于，所述陷波滤光片(370)减少570-600nm波带中的波长的光强度。15.如权利要求14所述的光投影系统，其特征在于，所述陷波滤光片(370)将光强度降低10-15％或10％至20％的范围。16.如前述权利要求中任一项所述的光投影系统，其特征在于，所述第一蓝色激光束的光强度由所述第一激光驱动器独立于所述第二蓝色激光束的所述强度来控制。17.如前述权利要求中任一项所述的光投影系统，其特征在于，进一步包括光束均匀化光学器件。18.如前述权利要求中任一项所述的光投影系统，其特征在于，进一步包括去斑装置。19.如前述权利要求中任一项所述的光投影系统，其特征在于，所述激光源都包括个体激光的阵列，每个个体激光的强度由其激光驱动器控制。20.如权利要求19所述的光投影系统，其特征在于，每个激光能够由相应的激光驱动器脉冲激发。21.如前述权利要求中任一项所述的光投影系统，其特征在于，所述波长转换元件是荧光体或量子点。22.如权利要求21所述的光投影系统，其特征在于，所述荧光体是YAG:Ce类型的。23.如任一前述权利要求所述的光投影系统，其特征在于，所述三原色是蓝色、绿色和红色。24.如任一前述权利要求所述的光投影系统，其特征在于，所述陷波滤光片(370)将陷波波长范围内的光降低70％或高达80或85％。25.一种与光投影系统一起使用的光学组装件，所述光投影系统用于生成具有三原色的图像，每个原色分别由第一波带、第二波带和第三波带限定，所述光投影系统具有发射第四波带的第一蓝色激光束(325)的蓝色激光源(320)，所述蓝色激光源具有第一激光驱动器，-具有中心波长和第五波带的第二蓝色激光束，所述第五波带小于495nm，任选地位于380至495nm的范围内以及-成像模块(320)，所述光学组装件包括：-被...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·G·库利耶，X·王，A·切达，
申请(专利权)人：巴可伟视北京电子有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11