DLP彩色投影仪制造技术

在所描述的示例中，数字光处理彩色投影仪(700)包括：被配置成以多个波长共同发射光的光发射器(104、106、108)；形成具有至少一个孔径光阑(124、126)的照射光程的多个光引导元件(114、116、118、120)；耦合到衬底的微镜阵列(102)；位于孔径光阑(124、126)处的孔径；以及具有位于孔径光阑(124、126)处或附近选定的彩色透射率分布的滤光片(702)。光引导元件(114、116、118、120)被配置成将光作为照射光导向微镜阵列(102)。孔径宽度决定照射光的直径。微镜开通状态将照射光反射为开通状态光。衬底将照射光反射为平坦状态光。光引导元件(114、116、118、120)引导开通状态光通过孔径到投影仪输出端。滤光片(702)过滤开通状态光和平坦状态光的重叠区域中的平坦状态光，或者对应于重叠区域的照射光部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】DLP彩色投影仪
本专利技术总体涉及光投影系统，并且更具体地涉及数字光处理(DLP)彩色投影系统。
技术介绍
图1示出DLP彩色投影仪100的示例布局，以及由DLP彩色投影仪100内的光源和从DLP彩色投影仪100发射的光所采取的示例光程。在DLP彩色投影仪中，多个颜色的光用于照射包括微镜阵列的数字微镜设备102(DMD)。如图1所示，蓝光发射器104、绿光发射器106和红光发射器108(例如，LED灯泡)发射光。第一滤光片110仅通过由蓝光发射器104发射的蓝光，并且反射其他颜色的光。第二滤光片112仅通过由蓝光和绿光发射器104、106(分别)发射的蓝光和绿光，并且反射其他颜色的光。各种透镜114使光成形并聚焦，反射镜116反射光。第一棱镜118的第一表面和第二棱镜120允许光通过以照射DMD102。然后，由DMD102反射的光通过第二棱镜120，并被第一棱镜118的第二表面反射；由DMD102选择的部分光被第一棱镜118的第二表面反射到投影仪透镜系统122。不同颜色的光发射器104、106、108被脉冲以在不同的时间以不同的颜色照射DMD102。DMD102中的不同微镜被开通(“开通状态”)或关闭(“关闭状态”)，持续不同的时间量，以将照射光分别朝向(开通状态)或远离(关闭状态)投影仪透镜系统122反射——相应地，朝向或远离DLP彩色投影仪100的输出。这样，DMD102中的微镜根据照射颜色，选择从投影仪透镜系统122输出的光的图案(位置)和强度。位于DLP彩色投影仪100的光程中的DMD102之前的照射孔径124(光程是光从光发射器104、106、108到光作为光学图像投影到其上的屏幕(未示出)的路径)可以通过选择要通过发射光的一部分，调整入射到DMD102上的光的强度。孔径(在所说明的示例中，位于投影孔径光阑126处)可以调整从DMD102向输出透镜128(DLP彩色投影仪100从该透镜向屏幕输出光)反射的部分光。(相对于图7A进一步描述孔径光阑)通过孔径光阑124、126的光量可以通过增加或减少放置在孔径光阑处的(在所说明的示例中，照射孔径光阑124和/或投影孔径光阑126)光程中的孔径中的开孔的直径(改变孔径f值)来控制。通过孔径(在孔径光阑124、126处)的光量对应于DLP彩色投影仪100作为投影光输出的可用光量。孔径的f值与被孔径的直径分割的投影仪的焦距有关。允许到达孔径光阑124、126处的所有光通过(一个或更多个)对应孔径而不被阻挡有助于最大化投影图像的亮度；然而，这可以具有下面论述的缺点。图2A示出了入射到DMD上的光锥218和使用相对窄的孔径(更高的f值)、从DMD反射的光锥212、214、216的示例图200。视图202垂直于光锥212、214、216、218的主轴222、224、226、228，使得光锥212、214、216、218平行于纸张(平行于视图202的平面)行进。因此，视图202侧面朝向光锥212、214、216、218。视图204平行于光锥212、214、216、218的主轴222、224、226、228，使得照射光锥218行进到纸张(视图204的平面)中，其他光锥212、214、216行进出纸张(从视图204的平面向外)。(视图204在角空间中；因此，在图2A中示出光锥212、214、216、218，就好像在下面图7A描述的投影孔径光阑126处彼此平行一样。)因此，视图204俯视光锥212、214、216、218的中心。两个视图202、204示出光锥212、214、216、218的相对角度(这通常将与DLP彩色投影仪100内的光锥212、214、216、218的实际位置不同)。为了清楚起见，在视图204(图2A)和210(图2B)以及视图704(图7B)和804(图8B)中概述了光锥212、214、216、218的周长。视图202中的曲线230对应于视图204中的线232，并包括在内以帮助可视化视图202和204之间的对应关系。图2B示出了入射到DMD上的光锥218和使用相对宽的孔径(更低的f值)从DMD102反射的光锥212、214、216的示例图206。视图208垂直于光锥212、214、216、218的主轴222、224、226、228，使得光锥212、214、216、218平行于纸张(平行于视图208的平面)行进。因此，视图208侧面朝向光锥212、214、216、218。视图210与光锥212、214、216、218的主轴222、224、226、228平行，使得照射光锥218行进到纸张(视图210的平面)中，并且其他光锥212、214、216行进出纸张(从视图210的平面向外)。(视图210处于角度空间中；因此，图2B中示出光锥212、214、216、218，就好像在下面图7A描述的投影孔径光阑126处彼此平行一样。)因此，视图210俯视光锥212、214、216、218的中心。两个视图208、210示出光锥212、214、216、218的相对角度(这通常将与DLP彩色投影仪100内的光锥212、214、216、218的实际位置不同)。视图202中的曲线230对应于视图204中的线232，并包括在内以帮助可视化视图208和210之间的对应关系。如图2A所示，入射到DMD102上或从DMD102反射的光通常将包括四个光锥212、214、216、218中的一个。由光发射器104、106、108生成的光相当于照射光锥218。示出了DMD102微镜与相关表面之间的相互作用以从照射光锥218产生光锥212、214、216，并在下文关于图3的部分做论述。关闭状态光锥212具有关闭状态光锥主轴222，并且包括由关闭状态212’中的DMD102微镜反射的光。平坦状态光锥214具有平坦状态光锥主轴224，并且包括从DMD102表面而非微镜(平坦状态表面214’)反射的光，例如在其上构建DMD102的衬底。例如，DMD102微镜阵列通常构建在具有固有反射特性的硅晶体晶圆上。通常，照射微镜阵列(照射光锥218)的光锥被配置成在入射平面处大于微镜阵列，以避免切断(不照射)微镜阵列表面的一部分。这会导致一些照射(“过满”)入射到晶圆表面，并因此从晶圆表面反射出来。晶圆表面通常涂有低反照率材料(例如黑色的光吸收材料)，以降低由平坦状态表面214’(诸如晶圆表面)的DMD102反射的平坦状态光214的强度。开通状态光锥216具有开通状态光锥主轴226，并且包括在开通状态216’中的从DMD102反射的光。在图2A中，由投影透镜集合锥220(在两个视图202、204中示出)示出，由投影仪透镜系统122使用相对高的f值(窄孔径)输出的开通状态光锥216的宽度。照射光锥218具有照射光锥主轴228，并且包括来自光发射器104、106、108的光，其通常可被视为白光(忽略光在时间方面的分离，其通常对人眼不可见)。照射光锥218入射到DMD102上并由DMD102反射以产生反射光锥212、214、216。当f值足够高(孔径足够窄)时，如图2A的视图202和204所示，从DMD1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字光处理彩色投影仪即DLP彩色投影仪，其包括：/n一个或更多个光发射器，其被配置成以多个波长共同发射光；/n多个光引导元件，其形成具有至少一个孔径光阑的照射光程；/n微镜阵列，其固定地耦合到衬底，所述光引导元件被配置成将光作为照射光锥导向所述微镜阵列，所述阵列中的微镜具有开通状态和关闭状态，所述开通状态被配置成将所述照射光锥作为所述投影仪的输出反射为开通状态光，所述衬底被配置成将所述照射光锥的至少一部分反射为平坦状态光；/n孔径，其位于所述孔径光阑处，所述照射光锥的直径至少部分地由所述孔径的宽度决定，所述光引导元件被配置成引导光通过所述孔径到所述DLP彩色投影仪的输出端；以及/n在所述孔径光阑处或其附近的滤光片，其具有彩色透射率分布，所述滤光片被配置成当所述孔径的直径使所述开通状态光和所述平坦状态光在重叠区域中重叠时，通过所述照射光锥或所述平坦状态光的至少一部分，所述部分对应于所述重叠区域。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180119 US 62/619,457;20180405 US 62/652,951;20181.一种数字光处理彩色投影仪即DLP彩色投影仪，其包括：
一个或更多个光发射器，其被配置成以多个波长共同发射光；
多个光引导元件，其形成具有至少一个孔径光阑的照射光程；
微镜阵列，其固定地耦合到衬底，所述光引导元件被配置成将光作为照射光锥导向所述微镜阵列，所述阵列中的微镜具有开通状态和关闭状态，所述开通状态被配置成将所述照射光锥作为所述投影仪的输出反射为开通状态光，所述衬底被配置成将所述照射光锥的至少一部分反射为平坦状态光；
孔径，其位于所述孔径光阑处，所述照射光锥的直径至少部分地由所述孔径的宽度决定，所述光引导元件被配置成引导光通过所述孔径到所述DLP彩色投影仪的输出端；以及
在所述孔径光阑处或其附近的滤光片，其具有彩色透射率分布，所述滤光片被配置成当所述孔径的直径使所述开通状态光和所述平坦状态光在重叠区域中重叠时，通过所述照射光锥或所述平坦状态光的至少一部分，所述部分对应于所述重叠区域。


2.根据权利要求1所述的DLP彩色投影仪，其中，所述孔径的直径是可选的。


3.根据权利要求1所述的DLP彩色投影仪，其中，所述滤光片位于所述光发射器与所述微镜阵列之间的照射孔径光阑处或附近。


4.根据权利要求3所述的DLP彩色投影仪，其中，所述滤光片被配置成通过所述照射光锥的照射部分，在所述照射部分被所述衬底反射之后，所述照射部分包括在所述重叠区域内的平坦状态光。


5.根据权利要求1所述的DLP彩色投影仪，其中，所述滤光片位于所述DMD与被配置成从所述DLP彩色投影仪输出光的透镜之间的投影仪孔径光阑处或附近。


6.根据权利要求5所述的DLP彩色投影仪，其中，所述滤光片被配置成过滤所述重叠区域内的所述平坦状态光的一部分。


7.根据权利要求1所述的DLP彩色投影仪，其中，所述滤光片的位置和大小不过滤大部分的所述开通状态光。


8.根据权利要求1所述的DLP彩色投影仪，其中，所述滤光片被配置成：如果所述孔径具有最大直径，则过滤所述重叠区域外的所述开通状态光的部分比过滤所述重叠区域内的所述开通状态光的部分小。


9.根据权利要求1所述的DLP彩色投影仪，其中，所述滤光片在红色波长...

【专利技术属性】
技术研发人员：Z·盛，G·S·佩蒂特，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US