專利名稱：投影電視的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種投影電視(TV)。更具體地講，本發(fā)明涉及一種通過去除來自光源的光中包含的衍射光和分散反射光從而提高圖像清晰度和對比度的投影電視。
背景技術(shù)：
通常，投影電視(TV)通過在例如陰極射線管(CRT)和液晶顯示器(LCD)的圖像形成裝置中形成圖像，將圖像體現(xiàn)在大屏幕上。投影TV通過照明塊、投影塊和反射鏡將圖像投影在大屏幕上。
圖1是表示投影TV的照明塊和投影塊的示意圖。投影TV包括用于投影圖像的數(shù)字微鏡裝置(DMD)30、照明塊和投影塊。照明塊5包括照明燈7、橢圓反射鏡10、光學(xué)通道15、中繼透鏡20和反射板35。
照明塊5將均勻強(qiáng)度的光提供給投影塊40。從照明燈7發(fā)出的光被橢圓反射鏡10反射。接著，光被會聚并提供給光學(xué)通道15。
形成為具有矩形橫截面的中空矩形管形狀的光學(xué)通道15在來自橢圓反射鏡10的光通過其內(nèi)部的同時將所述光反射。這里，由于光學(xué)通道15的橫向?qū)挾群涂v向?qū)挾炔煌?，所以?dāng)光通過光學(xué)通道15的同時，由光學(xué)通道15的內(nèi)壁反射的反射光的強(qiáng)度是均勻的。因此，光是從多個光源發(fā)出的。
中繼透鏡20是一對透鏡，例如是互相隔開預(yù)定距離的第一透鏡和第二透鏡。中繼透鏡20將通過光學(xué)通道15后發(fā)出的光會聚。這里，如圖2所示，通過第一透鏡的光在預(yù)定范圍內(nèi)形成在水平和豎直方向上具有預(yù)定間隔的多個光會聚點。
反射板35將來自中繼透鏡20的光提供給投影塊40。反射鏡或者完全內(nèi)反射(TIR)棱鏡可用作反射板35。
此時，DMD 30是反射微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)裝置。多個微鏡排列在平面形式的DMD 30的反射表面上。微鏡旋轉(zhuǎn)到相對于DMD 30的反射表面的例如+10到+12或者-10到-12的入射角。微鏡的數(shù)量對應(yīng)于屏幕像素的數(shù)量。每個微鏡與相鄰的微鏡隔開預(yù)定間隔。如果光入射在微鏡上，則由于微鏡之間的縫隙，在每個微鏡的邊緣區(qū)域發(fā)生分散反射或者衍射現(xiàn)象。因此，衍射光和分散反射光被包含在輸入到投影透鏡的光中。因此，通常，由微鏡反射的光中包括衍射光和分散反射光，所以可降低圖像質(zhì)量。
投影塊40包括用于接收在DMD 30中反射的光通量(luminous flux)的前透鏡組45和后透鏡組55。投影塊40通過將由DMD 30反射的光通量放大從而將圖像形成在屏幕上。這里，由多個透鏡形成的前透鏡組45將來自DMD 30的光通量會聚。同樣包括多個透鏡的后透鏡組55將所述光通量漫射以到達(dá)屏幕。
在其中部具有貫通的投影開口的投影孔50設(shè)在前透鏡組45和后透鏡組55之間。由前透鏡組45會聚的光通量通過投影開口并被提供給后透鏡組55。如圖3所示，通過投影孔50的投影開口的光通量形成互相隔開預(yù)定間隔的多個光會聚點，正如光通量在中繼透鏡20之間形成光會聚點一樣。這里，所形成的光會聚點相對于中繼透鏡20的光會聚點的排列成90°排列。投影孔50通過阻擋在前透鏡組45中會聚的光通量的預(yù)定范圍之外的光而防止由于不必要的光而使形成在屏幕上的圖像的清晰度降低。
當(dāng)光在DMD 30中被反射時，如果微鏡處于用于將光從微鏡反射到外部的“off”狀態(tài)下時，如圖4所示，則微鏡被設(shè)置成預(yù)定角度，例如設(shè)置成約-10到-12度。由于處于“off”狀態(tài)下的微鏡被全部排列成傾斜到相同方向上，所以從處于“off”狀態(tài)下的微鏡反射的光相對于前透鏡組45的透鏡被向著一個方向反射。因此，自然地，相對于每個透鏡，主要在一個方向上產(chǎn)生衍射光或者分散反射光。
為了防止由衍射和分散反射產(chǎn)生的不必要的光形成在圖像中，提出阻擋主要發(fā)生衍射或者分散反射的區(qū)域的幾種方法。通過引用包含于此的第6,724,546號美國專利的全部內(nèi)容公開一種方法，其中，衍射光或者分散反射光通過的投影開口的一個區(qū)域被形成為很窄。所述投影開口的區(qū)域阻擋通過投影孔50的投影開口的光中包含的衍射光或者分散反射光。通過引用包含于此的第2003/0206328號美國專利公開的全部內(nèi)容公開一種通過按照膜片(iris)形式形成孔的狹縫以控制狹縫的整個尺寸來阻擋衍射光或者分散反射光的技術(shù)。然而，雖然用于控制投影開口或者狹縫的尺寸的傳統(tǒng)方法可阻擋在光的邊緣區(qū)域產(chǎn)生的衍射光和分散反射光，但是存在的問題在于，阻擋通常存在于光通量中的所有衍射光或者分散反射光比較困難。
因此，需要開發(fā)這樣一種方法，當(dāng)光通量被照明塊5的中繼透鏡20和投影塊40的投影透鏡會聚時，阻擋衍射光或者分散反射光進(jìn)入光會聚點之間的區(qū)域，從而去除通常存在于光通量中的衍射光或者分散反射光以提高圖像對比度。
因此，需要一種去除衍射光或者分散反射光從而提高圖像對比度的改進(jìn)的投影電視(TV)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面在于解決至少上述問題和/或缺點以提供至少下面描述的優(yōu)點。因此，本發(fā)明的一方面在于提供一種投影電視(TV)，所述投影電視(TV)通過去除通常存在于光通量中的衍射光或者分散反射光來提高圖像對比度。
為了實現(xiàn)上述指定的目的，本發(fā)明的一方面在于提供一種投影電視(TV)，所述投影電視(TV)包括包含多個微鏡的數(shù)字微鏡裝置，所述微鏡根據(jù)其‘on’或者‘off’狀態(tài)反射來自光源的光。照明塊通過控制來自作為光源的照明燈的光將均勻光強(qiáng)的光提供給所述數(shù)字微鏡裝置。投影塊將從DMD反射的光投影在屏幕上。投影孔排列在垂直于光路的光軸的平面上的所述投影塊或者照明塊的光路上。投影孔包括在光的橫截面上按照預(yù)定間隔形成的并使光源的光通過的投影區(qū)域。投影孔還包括阻擋光的阻擋區(qū)域。
投影塊可包括將來自DMD的光會聚的前透鏡組。后透鏡組將來自所述前透鏡組的光漫射并投影在所述屏幕上。所述投影孔位于所述前透鏡組和所述后透鏡組之間。
優(yōu)選地，由所述前透鏡組會聚的光在所述前透鏡組和所述后透鏡組之間形成在四個方向上具有預(yù)定間隔的多個光會聚點。所述投影孔的投影區(qū)域?qū)?yīng)于所述光會聚點而形成。
所述照明塊可包括使來自所述光源的光具有均勻光強(qiáng)的光學(xué)通道和將從所述光學(xué)通道輸出的光會聚的多個中繼透鏡。投影孔位于中繼透鏡之間的任一位置處。
優(yōu)選地，所述會聚光在所述中繼透鏡之間形成在所有方向上互相隔開預(yù)定間隔的多個光會聚點。投影孔的投影區(qū)域?qū)?yīng)于中繼透鏡之間的光會聚點而形成。
所述投影孔的投影區(qū)域還可在所述投影孔的一個方向上具有預(yù)定間隔地排列。多個貫通的投影狹縫縱向地形成在所述投影孔的另一方向上，同時所述阻擋區(qū)域在所述投影狹縫的縱向上形成為長阻擋條形狀并位于所述投影狹縫之間。
對應(yīng)于所述光會聚點的所述投影區(qū)域可形成為穿過所述投影孔的投影開口的形狀。所述阻擋區(qū)域形成為所述投影開口之外的區(qū)域。
從下面結(jié)合附圖的公開本發(fā)明示例性實施例的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點和顯著的特點對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將變得更加清楚。


從下面結(jié)合附圖的描述中，本發(fā)明特定實施例的上述和其它目的、特點和優(yōu)點將會變得更加清楚，其中圖1是表示投影電視(TV)的照明塊和投影塊的示意圖；圖2示出來自光源的光在圖1的照明塊中的中繼透鏡之間的光學(xué)分布；圖3示出來自光源的光在圖1的投影塊中的前透鏡組和后透鏡組之間的光學(xué)分布；圖4是示出在圖1的數(shù)字微鏡裝置(DMD)中的處于“off”狀態(tài)下的微鏡的橫截面視圖；圖5A是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的投影孔的平面圖；圖5B是示出安裝在投影塊上的圖5A的投影孔的平面圖；圖6A是表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的投影孔的平面圖；圖6B是描述安裝在投影塊上的圖6A的投影孔的平面圖。
在整個圖中，相同的附圖標(biāo)號應(yīng)該理解為指示相同的元件、特征和結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
提供在說明書中定義的例如詳細(xì)的結(jié)構(gòu)和元件的內(nèi)容是為了幫助全面地理解本發(fā)明的示例性實施例。因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以對這里所描述的實施例進(jìn)行各種變化和修改。而且，為了清楚和簡明，省略對公知功能和結(jié)構(gòu)的描述。
圖1是表示投影電視(TV)的照明塊和投影塊的示意圖。如圖所示，照明塊5包括照明燈7、橢圓反射鏡10、光學(xué)通道15、一對中繼透鏡20和反射板35。投影塊40包括前透鏡組45、后透鏡組55和投影孔50。數(shù)字微鏡裝置(DMD)30設(shè)在照明塊5和投影塊40之間。
發(fā)光的照明燈7設(shè)置在橢圓反射鏡10的焦點處。橢圓反射鏡10反射來自照明燈7的光，并且由橢圓反射鏡10反射的光被會聚，從而形成焦點。
在示例性實施例中，光學(xué)通道15形成為具有矩形橫截面的長中空矩形管形狀，然而，也可使用其它適合的形狀。光學(xué)通道15的內(nèi)部由用于反射和輸出會聚光的反射表面形成。當(dāng)來自照明燈7的光通過光學(xué)通道15時，在其輸出端產(chǎn)生具有均勻光強(qiáng)的光的反射光線。因此，可從一個照明燈7獲得多光源效果。
中繼透鏡20隔開預(yù)定間隔地布置。中繼透鏡20可將從光學(xué)通道15輸出的光的光線引導(dǎo)到DMD 30。如圖2所示，通過第一透鏡的光在預(yù)定范圍內(nèi)形成具有預(yù)定豎直和水平間隔的多個光會聚點。
反射板35傾斜地反射來自中繼透鏡20的光并將其提供給投影塊40。反射板35可以是例如反射鏡或者完全內(nèi)反射(TIR)棱鏡。
DMD 30由反射半導(dǎo)體裝置形成，并且多個微鏡形成DMD 30的反射表面。每個微鏡大小約為13到16μm2，微鏡之間的間隔約為17μm2。微鏡與屏幕的像素一對一地面對。每個微鏡可被旋轉(zhuǎn)以設(shè)置在相對于DMD 30的反射表面成約為+10到+12°或者-10到-12°的角度的位置處。在示例性實施例中，微鏡被設(shè)置在約+10到+12°的位置處。來自微鏡的光被提供給投影塊40，并最后被投影在屏幕上。這里，微鏡處于“on”狀態(tài)下。另一種方式是，如果微鏡被設(shè)置在約-10到-12°位置處，則來自微鏡的光被反射到投影塊40的外部，不被投影到屏幕上。這里，微鏡處于“off”狀態(tài)下。
投影塊40通過接收并放大從DMD 30反射的光形成圖像。投影塊40將光提供給屏幕。投影快40包括包含多個透鏡的前透鏡組45和同樣包含多個透鏡的后透鏡組55。前透鏡組45將來自DMD 30的異質(zhì)的光通量會聚。后透鏡組55將光通量漫散以到達(dá)屏幕。
投影孔50位于前透鏡組45和后透鏡組55之間。來自DMD 30的光在布置投影孔50的位置處形成多個光會聚點。投影孔50從具有多個光會聚點的光中去除分散反射光和衍射光，并將來自前透鏡組45的無分散反射光和衍射光的光提供給后透鏡組55。
如圖5A和圖5B所示，投影孔50形成為具有多個投影狹縫51的矩形框形狀。投影狹縫51沿著框的一個方向互相隔開預(yù)定間隔地排列。投影狹縫51縱向地延伸。用于阻擋光的阻擋條52形成在相鄰的投影狹縫51之間。通過投影孔50的投影狹縫51的光通量形成具有預(yù)定水平和豎直間隔的光線。投影狹縫51在寬度或者橫向上成預(yù)定間隔地排列。這里，投影狹縫51之間的間隔，即，阻擋條52的寬度與已經(jīng)通過前透鏡組45的光通量的光會聚點之間的間隔對應(yīng)地形成。
因此，通過光通量的光會聚點之間的相對寬的間隔的衍射光和分散反射光被阻擋條52阻擋，并且僅來自光會聚點的光通過投影狹縫51被提供給后透鏡組55。
投影孔50可形成為矩形框形狀，如圖5A和圖5B所示，然而，也可使用例如圓形或者橢圓形形狀的其它合適的排列。當(dāng)投影孔50形成為橢圓形形狀時，最好將投影孔50布置成使其長軸對應(yīng)于光通量具有寬間隔的方向上。
參照圖6A和圖6B，投影孔60在對應(yīng)于光通量的光會聚點的位置處具有多個貫通的投影開口61。當(dāng)光會聚點的尺寸小并且光會聚點之間的距離大于預(yù)定寬度時，可使用投影孔60。通過在投影孔60的整個區(qū)域上形成具有預(yù)定間隔的多個投影開口61可阻擋在光會聚點以外的區(qū)域中產(chǎn)生的衍射光和分散反射光。
在前透鏡組處會聚的光通量中，上述投影孔50和60也執(zhí)行對在預(yù)定范圍之外的環(huán)境中的衍射光和分散反射光進(jìn)行阻擋的傳統(tǒng)功能。
下文將描述在投影TV的投影塊40和照明塊5中形成圖像的過程。
當(dāng)光從例如照明燈7的光源發(fā)出時，光在橢圓反射鏡10中被反射，從而形成焦點。形成焦點的光被提供給光學(xué)通道15，光在光學(xué)通道15中被不規(guī)則地反射并輸出。輸出的光通過中繼透鏡20被會聚。光在中繼透鏡20之間形成多個光會聚點。接著，光通過反射板35進(jìn)入DMD 30。在光被DMD 30的微鏡反射之后，反射的光進(jìn)入投影塊40。
輸入到前透鏡組45的光通過多個透鏡被會聚，并通過投影孔50或60。在投影孔50或60中，形成如圖5或圖6所示的投影狹縫51或者投影開口61。在光會聚點之間的區(qū)域產(chǎn)生的光的衍射光和分散反射光在投影孔50或者60中被阻擋，并且沒有衍射光和分散反射光的光被輸入到后透鏡組。輸入的光在后透鏡組55中被漫射并被投影在屏幕上。
如上所述，本發(fā)明的示例性實施例通過在投影孔50或60中形成多個投影狹縫51或者投影開口61而僅使來自光會聚點的光通過投影孔50或60，所述投影孔50或60位于投影塊40的前透鏡組45和后透鏡組55之間。由于本發(fā)明的示例性實施例阻擋通過光會聚點之間的間隔的衍射光和分散反射光，所以其可提高屏幕的圖像清晰度。具體地，本發(fā)明的示例性實施例可通過在屏幕上交替地形成多個黑白塊并將所述黑白塊分散來提高總的圖像質(zhì)量，從而提高美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(ANSI)的對比度。
雖然在上述實施例中投影孔50位于前透鏡組45和后透鏡組55之間，但是其也可位于中繼透鏡20之間。即使投影孔50位于中繼透鏡20之間，也可獲得與將投影孔50布置在前透鏡組45和后透鏡組55之間相同的效果。如果在前透鏡組45和后透鏡組55之間的光會聚點的任何排列相對于中繼透鏡20之間的光會聚點的排列成約90°，則整個尺寸可不同。因此，當(dāng)投影孔50或者60設(shè)置在中繼透鏡20之間時，其可考慮在中繼透鏡20之間形成的光會聚點的尺寸和排列方向而被設(shè)置。
如上所述，本發(fā)明的示例性實施例可通過去除包含在光源中的衍射光和分散反射光而提高圖像質(zhì)量的清晰度和對比度。
雖然已參照本發(fā)明的特定示例性實施例表示和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍下情況下，可對其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種變化。
權(quán)利要求
1.一種投影電視，包括數(shù)字微鏡裝置，包括多個微鏡，所述微鏡根據(jù)其‘on’或者‘off’狀態(tài)反射來自光源的光；照明塊，通過控制來自作為光源的照明燈的光將均勻光強(qiáng)的光提供給所述數(shù)字微鏡裝置；投影塊，將從所述數(shù)字微鏡裝置反射的光投影在屏幕上；投影孔排列在垂直于光路的光軸的平面上的所述投影塊的光路上；其中，投影孔包括在光的橫截面上按照預(yù)定間隔形成的使來自所述光源的光通過的投影區(qū)域和阻擋所述光的阻擋區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的投影電視，其中，所述投影塊包括將來自所述數(shù)字微鏡裝置的光會聚的前透鏡組和用于將來自所述前透鏡組的光漫射并投影在所述屏幕上的后透鏡組，所述投影孔位于所述前透鏡組和所述頭透鏡之間。
3.如權(quán)利要求2所述的投影電視，其中，由所述前透鏡組會聚的光在所述前透鏡組和所述后透鏡組之間形成在四個方向上具有預(yù)定間隔的多個光會聚點，所述投影孔的投影區(qū)域形成為對應(yīng)于所述光會聚點。
4.如權(quán)利要求1所述投影電視，其中，所述照明塊包括使來自所述光源的光具有均勻光強(qiáng)的光學(xué)通道和將從所述光學(xué)通道輸出的光會聚的多個中繼透鏡。
5.如權(quán)利要求4所述的投影電視，其中，所述會聚的光在所述中繼透鏡之間形成在所有方向上互相隔開預(yù)定間隔的多個光會聚點。
6.如權(quán)利要求1所述的投影電視，其中，所述投影孔的投影區(qū)域在所述投影孔的一個方向上具有預(yù)定間隔地排列，多個貫通的投影狹縫縱向地形成在所述投影孔的另一方向上，同時所述阻擋區(qū)域在所述投影狹縫的縱向上形成為長阻擋條形狀并位于所述投影狹縫之間。
7.如權(quán)利要求1所述的投影電視，其中，對應(yīng)于所述光會聚點的所述投影區(qū)域形成為穿過所述投影孔的投影開口的形狀，所述阻擋區(qū)域形成為所述投影開口之外的區(qū)域。
8.一種投影電視，包括數(shù)字微鏡裝置，包括多個微鏡，所述微鏡根據(jù)其‘on’或者‘off’狀態(tài)反射來自光源的光；照明塊，通過控制來自作為光源的照明燈的光將均勻光強(qiáng)的光提供給所述數(shù)字微鏡裝置；投影塊，將從所述數(shù)字微鏡裝置反射的光投影在屏幕上；投影孔排列在垂直于光路的光軸的平面上的所述照明塊的光路上；其中，投影孔包括在光的橫截面上按照預(yù)定間隔形成的使來自所述光源的光通過的投影區(qū)域和阻擋所述光的阻擋區(qū)域。
9.如權(quán)利要求8所述的投影電視，其中，所述投影塊包括將來自所述數(shù)字微鏡裝置的光會聚的前透鏡組和用于將來自所述前透鏡組的光漫射并投影在所述屏幕上的后透鏡組。
10.如權(quán)利要求9所述的投影電視，其中，由所述前透鏡組會聚的光在所述前透鏡組和所述后透鏡組之間形成在四個方向上具有預(yù)定間隔的光會聚點。
11.如權(quán)利要求8所述投影電視，其中，所述照明塊包括使來自所述光源的光具有均勻光強(qiáng)的光學(xué)通道和將從所述光學(xué)通道輸出的光會聚的多個中繼透鏡，所述投影孔位于所述中繼透鏡之間的任一位置。
12.如權(quán)利要求11所述的投影電視，其中，所述會聚的光在所述中繼透鏡之間形成在所有方向上互相隔開預(yù)定間隔的多個光會聚點，所述投影孔的投影區(qū)域形成為對應(yīng)于所述中繼透鏡之間的所述光會聚點。
13.如權(quán)利要求8所述的投影電視，其中，所述投影孔的投影區(qū)域在所述投影孔的一個方向上具有預(yù)定間隔地排列，多個貫通的投影狹縫縱向地形成在所述投影孔的另一方向上，同時所述阻擋區(qū)域在所述投影狹縫的縱向上形成為長阻擋條形狀并位于所述投影狹縫之間。
14.如權(quán)利要求8所述的投影電視，其中，對應(yīng)于所述光會聚點的所述投影區(qū)域形成為穿過所述投影孔的投影開口的形狀，所述阻擋區(qū)域形成為所述投影開口之外的區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有包括微鏡的數(shù)字微鏡裝置(DMD)的投影電視(TV)，所述微鏡根據(jù)其“on”或者“off”狀態(tài)反射來自光源的光。照明塊將均勻光強(qiáng)的光提供給DMD。投影塊將從DMD反射的光投影在屏幕上。投影TV的特征在于，投影孔位于垂直于光軸地布置的投影塊或者照明塊中。投影孔形成光路并包括使光通過的投影區(qū)域和阻擋光的阻擋區(qū)域。投影區(qū)域和阻擋區(qū)域具有預(yù)定間隔地形成在光的橫截面上。
文檔編號H04N5/74GK1842150SQ200610007930
公開日2006年10月4日 申請日期2006年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月30日
發(fā)明者李鐘洙, 趙虔皓, 可里爾·索克洛夫, 鮑爾多賴·亞歷克塞 申請人:三星電子株式會社