高亮度宽色域显示制造技术

一种产生彩色图像的器件，该器件包括一个用于产生多种原色的滤色配置，每种原色具有一个光谱范围，其中至少两种原色的光谱范围显著重叠。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及彩色显示器件和显示彩色图像的方法，更具体地，涉及高亮度和/或宽色域显示。
技术介绍
本领域中已知有多种彩色显示技术。例如，CRT显示系统，LCD系统，以及投影显示系统。在前投影显示中，从反射屏幕上观看投影的图像。在背投影显示中，通过透射屏幕观看投影图像。为了产生彩色图像，现有的显示器件使用三原色，通常，为红色、绿色和蓝色，一起表示为RGB。在顺序投影显示系统中，通常，使用单独一块空间光调制器(SLM)面板，按顺序调制并显示一幅图像的三原色的分量。在同步投影显示系统中，使用一块或者更多的SLM面板同时调制并显示图像的三原色分量。在设计投影显示器件时一个重要的因素是显示亮度。因此，人们不断做出努力以增加现有设计的光学效率，从而增加从特定的光源可能得到的光输出。然而，在现有的显示器件中通常使用的光源，例如，荷兰埃因霍温皇家飞利浦电子的分公司，飞利浦照明公司，生产的UHPTM灯，发出不均匀的光谱，通常，其中红色波长范围的强度明显低于其他光谱范围的强度。因此，在现有的RGB系统中，通常，只能通过显著减少红色波长范围的色饱和度来实现更高的亮度。进一步地，在用于家庭影院的投影系统的应用中，通常需要高的色饱和度，通常，使用窄光谱透射范围滤光片，导致图像亮度的进一步减少。通过扩展显示系统的色域可以显著地提高彩色图像再现的质量。利用使用多于三种原色再现图像可以实现这一点。使用多于三种原色的显示系统在国际申请PCT/IL01/00527中进行了描述，题为“用于电子真彩色显示的器件、系统和方法”，在2001年6月7日提交，并在2001年12月13日公开为WO 01/95544，转让给本申请的受让人，该申请的全部公开包括于此作为参考。在Masahiro Yamaguchi，Taishi Teraji，Kenro Ohsawa，ToshioUchiyama，Hideto Motomura Yuri Murakami和Nagaaki Ohyama的“基于多光谱和多原色成像的彩色图像再现实验评估”，与设备无关的彩色，彩色硬拷贝与应用VII，SPIE，Vol.4663，pp.15-26(2002)中，介绍了一种利用两个投影显示器件生成的图像进行叠加的六原色显示，其中每个投影显示设备使用三种不同的原色。在此参考文献中描述的双投影显示系统中，为六原色滤光片选择的波长范围基本上均匀分布于400-700nm的可见光谱，在该原色之间没有光谱重叠。以这种方式，可以获得较宽色域，然而，由这个双投影器件产生的合成亮度显著降低。实际上，由此双投影设备产生的合成亮度低于由相应的单个RGB投影器件产生的亮度。将可见光谱分为六个(而不是三个)区域不会增加整体图像亮度，因为该六原色在相同的可见光谱中覆盖的子区域更窄。在将光谱分为更窄范围的分割过程中，固有的光学损耗会导致强度额外的减小。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例提供了一种多原色彩色显示器件，例如，一种彩色投影显示器件，其产生的图像在比现有技术的器件的图像亮度高得多的亮度等级上具有较宽的色域。进一步地，对于一个特定的光源，本专利技术的器件的实施例产生的亮度等级至少等于，在某些情况下高于，使用相同光源的常规RGB投影显示器件的亮度等级。通过利用光源产生的多色光中相对于常规器件更大的部分，本专利技术的实施例提高了显示器件的效率，同时保持了显示图像相对较宽的色域。根据本专利技术的实施例，为了提供更高的亮度和/或更宽的色域，可以选择并使用n种原色，以利用在光源产生的白光中常规上没有利用部分的一些或者全部，其中n大于3。根据这些实施例中的某些实施例，通过利用部分重叠原色光谱，其中至少有两种原色的光谱显著重叠，可以获得照明效率的增加。一种特别设计的滤色装置，例如，包括多组滤光器和其他滤光元件，可以用于将白光转化为所希望的、有显著重叠的光谱。原色光谱的显著重叠可以使得显示器件能够利用光源产生的白光中更大的比例。例如，当本专利技术的器件在“全照明”的模式下操作，即，当所有的原色都处于它们的最大水平上时，本专利技术的宽色域器件可以产生的白光输出的等级，达到甚至超过相应的具有窄的多的色域RGB投影器件的白光输出的等级。进一步地，本专利技术的宽色域显示器的滤光元件的特殊设计和重叠范围可以补偿白色光源产生的光谱的非均匀性和其他的不足。在本专利技术的实施例中，滤光元件的透射曲线可以特别设计成对于特定的色域使得显示亮度达到最大，从而使得在所需的色域中的基本上所有颜色可以以最佳的效率被再现。附图简述通过下面结合附图对本专利技术的实施例所进行的详细描述，本专利技术将得到更充分的理解和认识。附图说明图1A为根据本专利技术的示意性实施例的高压水银灯的光谱输出的示意图；图1B为根据本专利技术的进一步的示意性实施例的氙光源的光谱输出的示意图；图2为根据本专利技术的示意性实施例的器件的光学结构示意图；图3A和3B为根据本专利技术的示意性实施例采用图2结构的六原色显示的原色波长光谱的示意图；图4为由图3A和3B的原色光谱得到的色域的示意图；图5为根据本专利技术的一个示意性实施例的五原色显示的原色波长光谱的示意图；图6为由图5的原色光谱得到的色域的示意图；图7为根据本专利技术的另一示意性实施例的五原色显示的原色波长光谱的示意图； 图8为由图7的原色光谱得到的色域的示意图；图9为根据本专利技术的一个示意性实施例的四原色显示的原色波长光谱的示意图；图10为由图9的原色光谱得到的色域的示意图；图11为根据本专利技术的另一示意性实施例的四原色显示的原色波长光谱的示意图；以及图12为由图11的原色光谱得到的色域的示意图。可以理解，为了图示的简洁和清楚，在图中的显示的元件不需要精确地或者按照比例地画出。例如，为了清楚或者考虑到包括在一个元件中的几个实际元件，某些元件的尺寸可能相对其它元件被夸大了。进一步地，在图中的标号可以重复，以标明相应的或者类似的元件，在这里被认为是合适的。可以理解，这些图给出了本专利技术的实施例的例子，而不是试图限制本专利技术的范围。专利技术详述下面的描述中，将描述本专利技术的各个方面。为了进行说明，说明了特定的结构和细节，以提供对本专利技术的彻底理解。然而，对于本领域的技术人员，明显地，本专利技术可以不需要这里给出的特别的细节就可以实现。进一步地，本专利技术某些依赖于在本领域已知的原理和实施的特点可能省略或者简化，以避免使得本专利技术变得不清楚。下面对本专利技术的示意性实施例的描述是基于一个投影显示系统，其使用了高压水银灯，例如，荷兰埃因霍温皇家飞利浦电子的分公司，飞利浦照明公司，提供的100瓦特UHPTM灯泡，或者具有相似光谱范围的任何其他白色光源。图1A示意性地说明了100瓦特UHPTM高压水银灯泡的光谱输出。可以理解，所有其他类型的高压水银灯，如德国柏林欧司朗(Osram)的VIP灯，具有相似的光谱与相似的设计，因此下面的例子适用于所有这样的灯。这里的例子是在高压水银型灯的条件下进行描述的，因为这样的灯在投影显示器件中应用的最为普遍。然而，这里描述的实施例的某些方面，例如，使用显著重叠的原色光谱范围，可以被用于设计在使用其它类型光源的其他器件中使用的滤光装置。例如，本专利技术的多个方面可以应用于现有技术的使用氙(Xe)型光源的器件中，此光源的光谱输出如图1B示意性地示出。本领域的技术人员可理解，与图1A中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种产生彩色图像的器件，该器件包括一个用于产生至少四种原色的滤色配置，每一种原色具有一个光谱范围，其中，所述原色中至少两种的光谱范围显著重叠。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：什穆埃尔罗思，伊兰本戴维，摩西本科林，
申请(专利权)人：吉诺彩色技术有限公司，
类型：发明
国别省市：IL[以色列]