專利名稱：具有包含一個孔徑調(diào)制級的兩個調(diào)制級的投射圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可調(diào)制光學照射裝置，其尤其可以使用在用于顯示圖像的投
射裝置中；投射裝置通常包含照射裝置、調(diào)適為由該照射裝置照射并產(chǎn)生待 投射圖像的至少 一個成像器、以及調(diào)適為把由該成像器產(chǎn)生的圖像投射到屏 幕上的投射物鏡；根據(jù)文獻US5083854,用于照射成像器表面的裝置包含輻 射源(參考

圖1中20)和用于該成像器的可調(diào)制照射的光學裝置。此處，該 可調(diào)制光學照射裝置包含第一和第二微透鏡陣列(參考圖1中40、 42;參考 圖2中52、 56)、以及夾置在兩個微透鏡陣列之間的基本光(elementary light) 調(diào)制器的陣列(參考圖1中38;參考圖2中54);通過使用由源發(fā)射的輻射， 該可調(diào)制光學照射裝置調(diào)適為形成多個照射子束，且每個照射子束調(diào)適為照 射成像器的不同表面單元。隨后不僅由成像器自身提供的空間調(diào)制，而且在 上游利用該光學照射裝置的基本光調(diào)制器通過子束自身的照射，來產(chǎn)生投射 到投射屏幕上的每個圖像。由于隨后能夠獲得級聯(lián)的兩級空間調(diào)制，圖像的 顯示對比度因此可以非常顯著地提高(HDR或者"高的動態(tài)范圍")。文獻 US6947025介紹用于顯示圖像的模擬投射裝置，其中也夾置在兩個微透鏡陣 列之間的第 一調(diào)制級由微快門形成。
以上引用的文獻因此描述了借助成像器和用于將該成像器成像到投射 屏幕上的裝置來顯示圖像的方法，該成像器的表面劃分為多個表面單元，其 中通過用預定發(fā)光強度照射成像器的每個表面單元，以及通過借助該成像器 空間調(diào)制每個表面單元的照射，產(chǎn)生每一圖像。
本發(fā)明的目的是提供另 一種用于提高圖像的顯示對比度的解決方案。 為此，本發(fā)明涉及用于通過使用源束照射物體表面的方法，其中，所述 表面劃分為用預定發(fā)光強度照射的多個表面單元
所述源束分成與待照射表面單元一樣多的照射子束，
借助所述照射子束之一照射每個表面單元，
其中表面單元的每個照射子束的孔徑調(diào)制為該表面單元的預定發(fā) 光強度的函數(shù)。本發(fā)明還涉及用于借助至少一個成像器以及用于將至少一個成像器成 像在投射屏幕上的裝置來顯示圖像的方法，該至少一個成像器的表面劃分為 多個表面單元，其中通過用預定強度照射該至少一個成像器的每個表面單元 以及借助該至少一個成像器通過空間調(diào)制每個表面單元的照射來產(chǎn)生每個 圖像，其中通過根據(jù)本發(fā)明的照射方法照射所述成像器的表面，由此照射該 至少一個成像器的每個表面單元，待照射物體因此為該成像器。
本發(fā)明還涉及用于照射物體表面的裝置，該裝置能夠?qū)嵤└鶕?jù)本發(fā)明的 可調(diào)制照射方法，該裝置包含調(diào)適為發(fā)射源束的源，攔截所述源束并調(diào)適為 將所述源束劃分為多個照射子束的第一微透鏡陣列，以及第二和第三微透鏡
陣列，其中
所述第二微透鏡陣列調(diào)適為使得其微透鏡的每一個將第 一 陣列的 微透鏡成像到第三陣列的微透鏡上，這三個微透鏡因此關(guān)聯(lián)，
所述第 一微透鏡陣列和所述第二微透鏡陣列之間的距離等于第一 微透鏡陣列的微透鏡的焦距，
所述第二微透鏡陣列和所述第三微透鏡陣列之間的距離等于第三 微透鏡陣列的微透鏡的焦距，
且其中所述裝置還包含
具有可調(diào)制孔徑的微光闌陣列，該陣列的每個微光闌中心位于一組 三個相關(guān)的微透鏡的光軸上并置為緊鄰該組的第二陣列的微透鏡，
光學中繼系統(tǒng)，布置在第三微透鏡陣列和待照射物體之間且調(diào)適為 將第三陣列的每一微透鏡成像到所述物體的不同表面單元上。 通常，第一陣列的所有^t透鏡具有相同的焦距，第二陣列的所有微透鏡 具有相同的焦距，且第三陣列的所有微透鏡具有相同的焦距。
優(yōu)選地，第一陣列的微透鏡的焦距等于第三陣列的微透鏡的焦距；如果 f是第一陣列和第三陣列的微透鏡共同的焦距，則第二陣列的微透鏡的焦距
則為f/2。于是所有微透鏡為會聚類型。
微透鏡陣列按照本身已知的方式產(chǎn)生，該方式將多個照射子束的數(shù)目考 慮在內(nèi)；例如成型或者熱成形的單一工件可以組合兩個連續(xù)陣列(每端一個 陣列)，如文獻US5098184中所述。
攔截源束的第一陣列的微透鏡每個因此定義照射子束；第一微透鏡陣列 因此用來采樣該源束。本發(fā)明的該光學照射裝置因此調(diào)適為采樣源束。對于與該微透鏡相關(guān)的微透鏡組，第二陣列的微透鏡每個形成該組的瞳 孔并限定與該組相關(guān)的照射子束的最大孔徑，至少如果該孔徑不由源束的孔 徑限制。根據(jù)本發(fā)明，微光闌因此中心位于該組的光軸上并置為緊鄰該組的 第二陣列的微透鏡。因此，每個微光闌大致上放置在由用于與該組相關(guān)的照 射子束的這三個微透鏡形成的組的入瞳孔上。由于該微光闌的孔徑亦是可調(diào) 制的，與該組相關(guān)的照射子束的孔徑由此可以改變。
第三陣列的微透鏡的功能為確保三個相關(guān)微透鏡的每一組的遠心性。因 此當待照射物體是成像器時，由于入射在成像器上的"主射線"是恒定的， 對于該成像器的每個表面單元，由成像器確保的空間調(diào)制均勻地提供在該成 像器的整個表面上。如果成像器的每個表面單元的照射不是遠心的，以及例
如，如果成像器是具有液晶光閥(LCD)的類型，如已知的，該液晶光閥具 有寬廣地取決于其照射的入射角度的調(diào)制特性，那么干擾的空間調(diào)制波動將 被獲得。因此利用本發(fā)明的三個微透鏡陣列的布置，對于任何照射子束，該 照射子束由第 一陣列的微透鏡攔截并從與此相關(guān)的第三陣列的微透鏡射出 的源束的部分來定義，該照射子束將被第一陣列的微透鏡折射使得其主軸穿 過與第 一陣列的微透鏡相關(guān)的第二陣列的微透鏡的中心。
包含多個具有可調(diào)制孔徑的微光闌的陣列可以通過液晶光閥組的陣列
形成，其中每組對應于一個具有可調(diào)制孔徑的微光闌；在每個微光闌中，該 光閥隨后分布成多個圍繞中心光閥的同心環(huán)(例如，這些環(huán)為方形)；當只 有中心閥打開，所有其它閥關(guān)閉的時候，獲得最小孔徑；當所有閥都打開的 時候，獲得最大孔徑；當較小環(huán)的閥打開而較大環(huán)的閥關(guān)閉的時候，獲得中 間孔徑。
如上文已經(jīng)提到，每個照射子束的最大可獲取孔徑由源束的孔徑和/或該 子束所穿過的第二陣列的微透鏡的尺寸來固定。利用具有可調(diào)制孔徑的微透 鏡陣列，每個照射子束的孔徑可以分別地調(diào)制；當用來照射物體的表面時， 光學照射裝置因此可以分別地照射這一物體的每個表面單元。物體的表面劃 分為表面單元。每個照射子束照射這些表面單元之一；優(yōu)選地，表面單元不 被多于一個子束同時照射。優(yōu)選地，待照射物體的一個表面單元對應于每個 照射子束。
該光學中繼系統(tǒng)因此將第三陣列的微透鏡每個成像到待照射物體的不 同表面單元上。由于通過第二陣列的微透鏡，第一陣列的微透鏡每個另外成像到第三陣列的微透鏡上，第 一陣列的微透鏡每個因此成像到待照射物體的 不同表面單元上。
該光學中繼系統(tǒng)可以由透鏡和/或反射鏡形成；這一系統(tǒng)本身已知，且在
此將不作詳細描述。
在現(xiàn)有技術(shù)的光學照射裝置中，如文獻US5098184 ("蠅眼"型的積分 器)所描述，源表面的不同單元的圖像疊加在待照射物體的表面上，然而在 根據(jù)本發(fā)明的光學照射裝置中它們保持分離且通常并置。
本發(fā)明的 一個特定特征是由于光闌陣列由于它們的孔徑是可調(diào)制的， 每個微光闌調(diào)適為調(diào)制物體表面單元的照射子束的孔徑，這使得整體上可以 空間調(diào)制該物體表面的照明。這涉及到照明子束的孔徑調(diào)制，與調(diào)制所述的 這些子束的亮度相反，例如，在文獻US6947025 (參閱"遮光板")中或者 在文獻US5083854中所述，其中置于子束焦點處的調(diào)制器(參考圖2中的 54 )調(diào)適為調(diào)制由該子束透射的發(fā)光強度。當液晶光閥使用于微光闌陣列時， 可以進一步調(diào)制該照射子束的孔徑和亮度，其允許用僅兩個調(diào)制級來進一步 提高圖像的顯示對比度，將在下文中作更加詳細的描述。
優(yōu)選地，如果As為所述源束的角度孔徑，如果L為第二陣列的微透鏡 的高度，且如果f為第一陣列的微透鏡的焦距，則關(guān)系L/(lf)"an(As/"得 以滿足。于是源束的孔徑和第二陣列的微透鏡的尺寸之間可以獲得有利的匹 配，這允許通過以最大孔徑采集最大光通量來最大幅度地調(diào)制該照射子束的 孔徑。
面，且所述第一微透鏡陣列布置為緊鄰所述源表面。
優(yōu)選地，該源表面由第一微透鏡陣列自身或者由非?？拷撽嚵械奈挥?上游的表面形成。該源表面可以由發(fā)光二極管形成。因此，當光學中繼系統(tǒng) 與它關(guān)聯(lián)時，每組微透鏡將該源表面的單元成像到待照射物體的表面單元 上。
優(yōu)選地，所述源包含燈、提供有入口部和出口部的積分器、以及調(diào)適為 將所述燈成像到所述積分器的入口部上的光學系統(tǒng)。
該光學中繼系統(tǒng)接著將第 一 陣列微透鏡面向的積分器的出口部的每個 表面單元穿過微透鏡的這三個陣列成像到該成像器的不同表面單元上。
該燈是例如具有白色的多色發(fā)射的電弧燈。作為備選，可以在出口使用設(shè)有場透鏡的"蠅眼，，型積分器，該積分器 能夠疊加多個源圖像，在這種情形下該源表面位于該積分器的成像平面內(nèi)。
源通常包含能夠反射一部分燈的光通量到積分器的反射鏡其可以例如 是球面反射鏡、拋物面反射鏡或者橢球面反射鏡；類似地，源還可以包含聚 光透鏡，該聚光透鏡調(diào)適為聚焦(在桿狀積分器情況下)或者準直(在所謂 "蠅眼"積分器情況下)來自源的輻射到該積分器的輸入上。
本發(fā)明還涉及用于顯示圖像的投射裝置，包含至少一個成像器，調(diào)適 為通過使用其表面的照射來產(chǎn)生待投射圖像；投射物鏡，調(diào)適為將由該至少 一個成像器產(chǎn)生的所述圖像投射到投射屏幕上；以及本發(fā)明的可調(diào)制照射裝 置，調(diào)適為照射所述成像器的表面。
由可調(diào)制照射裝置照射的物體于是為該成像器本身。該成像器調(diào)適為空 間調(diào)制由各種照射子束供用到其表面的照明，從而形成待投射圖像；該成像 器通常包含光調(diào)制器的二維陣列。該投射裝置還包含用于控制微光闌陣列的 每個微光闌的孔徑的裝置，以及用于控制每個圖像調(diào)制器的裝置。通常，待 顯示圖像的一個像素或者一個子像素對應于成像器的每一光調(diào)制器。成像器 的調(diào)制器是例如液晶單元；隨后便于使成像器的照射子束偏振；該偏振可以 在照射裝置中獲得，例如通過緊靠積分器的出口或者在積分器自身內(nèi)布置的 偏振器；有利地再循環(huán)由偏振器反射的輻射的偏振，例如通過可布置在積分 器自身內(nèi)靠近其輸入的反射鏡和四分之一波片；可以想到用于在循環(huán)偏振的 其它系統(tǒng)而不背離本發(fā)明。成像器的調(diào)制器還可以是微反射鏡("DMD"或 者數(shù)字微反射鏡裝置)，其通常要求斜入射照明該成像器；由于該可調(diào)制光 學照射裝置是遠心的，該照射子束有利地以相同入射角照射所有微反射鏡或 者液晶單元，這可以提高多個待投射圖像的顯示質(zhì)量。
由此獲得具有兩個調(diào)制級的投射裝置，因此使得可以提高圖像的顯示對 比度；第一級通過調(diào)適該成像器的每個表面單元的照射子束的孔徑來調(diào)制該 圖像表面的照射，以及由成像器形成的第二級空間調(diào)適該成像器的每個表面 單元的照明。每個照射子束照射該成像器的一組閥；組閥不被超過一個照射 子束同時照射。因此照射子束和閥組之間存在一對一關(guān)系。
優(yōu)選地，投射裝置包含透鏡，該透鏡調(diào)適為將所述照射裝置的出瞳孔成 像到所述投射物鏡的入瞳孔上，該投射裝置允許完全利用由至少一個成像器 傳遞的所有光通量。該才殳射裝置為已知類型，且將不作詳細描述。優(yōu)選地，為了實現(xiàn)顯示彩色圖像，投射裝置包含顏色排序(color sequencing)裝置。例如，使用色輪，色輪的節(jié)段由透射顯示所需的不同基 色，通常為紅、綠和藍的過濾器形成；該輪布置成使得其節(jié)段之一例如在照 射裝置的積分器的輸入處攔截源束；輪的旋轉(zhuǎn)？ 1起具有不同基色的圖像的連 續(xù)顯示，通過在眼睛里顏色的合成，使得可以顯示彩色圖像。還可以使用其 它顏色排序裝置而不背離發(fā)明。
代替使用顏色排序裝置，還可以使用與顯示彩色圖像所需的基色一樣多 的圖像；于是投射裝置包含用于分裂顏色的裝置，該裝置調(diào)適為將照射子 束分裂為不同基色的子束并將它們引入到各種成像器；以及調(diào)適為再結(jié)合由 這些成像器空間調(diào)制的子束并將它們再引入到該投射裝置的輸入的裝置?，F(xiàn) 有技術(shù)中已知的這種裝置通常包含二向色反射鏡。
本發(fā)明還涉及借助本發(fā)明的4殳射裝置來顯示圖像的方法，其中，
借助所述光學照射裝置形成的多個子束，該多個子束調(diào)適為照射所
述成像器的不同表面單元，
既通過調(diào)制每個照射子束的孔徑，又借助所述成像器自身，通過進
一步空間調(diào)制孔徑被調(diào)制的每個照射子束，產(chǎn)生每個待投射圖像， 以及，借助所述投射裝置來投射所產(chǎn)生的圖像。
通過閱讀以非限制性示例的方式給出的下述說明書，并參考附圖，將會 更加清晰地理解本發(fā)明，其中
圖1至3代表根據(jù)本發(fā)明一個實施例的成像器的光學照射裝置圖1是 三個微透鏡陣列和微光闌陣列的總體示圖，圖2闡明照射子束的孔徑調(diào)制， 以及圖3給出整個照射裝置的總體透視圖。
圖4闡明在圖1至圖3實施例的照射裝置中使用的微光闌陣列的微光闌。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，應用到用于通過投射來顯示圖像的裝置，這 一顯示裝置包含用于照射物體的表面的裝置，該裝置調(diào)適為照射相互獨立 的該物體的不同表面單元；成像器7，調(diào)適為由所述照射裝置照射并產(chǎn)生待 投射圖像；投射屏幕；以及投射物鏡，調(diào)適為將該成像器產(chǎn)生的圖像投射到 該屏幕上。
參考圖1至圖3，照射裝置包含調(diào)適為形成源束的源。該源調(diào)適為形成源束。該源優(yōu)選地包含至少一個燈(未示出)、色輪、以及"桿，，型的積分 器l。該燈是例如具有白色的多色發(fā)射的電弧燈。該色輪設(shè)有由透射不同基
色紅、綠和藍的過濾器形成的節(jié)段(segment)。該輪力欠置成〗吏得它的節(jié)段 之一在積分器1的輸入攔截源束；輪的旋轉(zhuǎn)導致束的顏色被改變。通過利用 由燈發(fā)射的輻射，"桿"型積分器調(diào)適為提供近似均勻發(fā)射度(emittance) 的源表面，對應于該積分器的出口部11。該積分器出口部具有與待照射成像 器表面的尺寸類似的尺寸。如下文所指出，通過使用由源提供的源束，該照 射裝置調(diào)適為形成用于照射成像器7的多個子束，其中每個照射子束調(diào)適為 照射成像器7的不同表面單元。此外，該源通常包含調(diào)適為將燈的電弧成像 到積分器的輸入的光學系統(tǒng)，該光學系統(tǒng)通常包含布置在燈和積分器之間的 反射鏡和聚光透鏡(這些未示出)。
根據(jù)本發(fā)明，用于成像器的可調(diào)制照射的光學裝置還包含第一、第二 和第三微透鏡陣列2、 3、 4，具有可調(diào)制孔徑的微光闌陣列5,以及布置在 三個微透鏡陣列和成像器7之間的光學中繼系統(tǒng)6;每個微光闌中心位于一 組三個相關(guān)微透鏡的光軸上，三個相關(guān)微透鏡的每個屬于不同的微透鏡陣 列；每個微光闌大致上在由這三個微透鏡形成的系統(tǒng)的入瞳孔位置處置于該 軸上。
這三個微透鏡陣列調(diào)適為使得
第二陣列的微透鏡31每個將第一陣列的微透鏡21成像到第三陣列 的微透鏡41上；
第一微透鏡陣列2和第二微透鏡陣列3之間的距離等于第一微透鏡 陣列2的微透鏡的焦距；
第二微透鏡陣列3和所述第三微透鏡陣列4之間的距離等于第三微' 透鏡陣列4的微透鏡41的焦距。
因此，如圖l所示，對于任何源子束，其中該源子束由來自積分器1的 部分源束定義，該部分源束被第一微透鏡陣列21攔截并以子束形式從該可 調(diào)制光學照射裝置射出用于照射積分器的表面單元，該源子束被該微透鏡21 折射使得源子束的主軸穿過與第 一微透鏡陣列相關(guān)的第二陣列的微透鏡31 的中心；因此，第二陣列的微透鏡每個大致上位于第二陣列的這一微透鏡所 屬的一組三個相關(guān)微透鏡的子瞳孔的位置。
光學中繼系統(tǒng)6調(diào)適為將第一陣列的微透鏡21所面向的積分器1出口部的每個表面單元通過三個微透鏡陣列成像到成像器7的不同表面單元上。
參考圖3，該光學中繼系統(tǒng)6包含中心位于該照射裝置主光軸上的兩個透鏡 61、 62。例如，微透鏡陣列的微透鏡配置成為了獲得源子束使得F# = 2.4。 積分器出口部的各種表面單元的合并對應于積分器1出口部的總表面積。因 此成像到成像器7上的各種表面單元的合并此處對應于該成像器7上待照射 總表面積。
具有可調(diào)制孔徑的微光闌陣列5中，每個微光闌51由一組液晶光閥形 成；參考圖4，在每個微光闌51中，這些光閥分布成圍繞中心光閥的多個方 形的同心環(huán)；每個微光闌由例如23 x 23個閥形成(為了簡化表示，它們在 圖4中限制為9x9)，對于F ^-2.4,這實現(xiàn)具有8個孔徑水平的孔徑調(diào)制 0.74、 2.22、 3.70、 5.17、 6.64、 8,09、 9.54和10.97;且具有850x 480個閥 的傳統(tǒng)LCD面板因此使得可以形成720個^L光闌的陣列；這一陣列"i殳有這 樣的控制裝置，該控制裝置調(diào)適為以適當方式控制閥的打開或者關(guān)閉從而相 互獨立地調(diào)制樣i光闌的孔徑。
成像器7包含微反射鏡("DMD")陣列和用于控制這些微反射鏡每個的 取向的裝置；存在與待顯示圖像中的像素一樣多的微反射鏡；根據(jù)它的取向， 微反射鏡被稱為"開，，或者"關(guān)，，；"開"微發(fā)射鏡對應于照亮的像素；"關(guān)" 微發(fā)射鏡對應于熄滅的像素；來自可調(diào)制光學照射系統(tǒng)的每個照射子束照射 該成像器7的不同表面單元。成像器的每個表面單元因此對應于成像器的一 組微反射鏡，成像器的每個表面單元自身對應于待顯示圖像的一組像素；這 些子束一起照射成像器的微反射鏡的整個表面；該表面例如為矩形，該矩形 具有16/9的格式以及等于2.1cm的對角線；控制微反射鏡組的取向使得可以 將受調(diào)制全束發(fā)送到物鏡；待投射圖像因此產(chǎn)生；由于可調(diào)制光學照射裝置 在像側(cè)是遠心的，所有照射束有利地以相同的入射照到微反射鏡。
該投射物鏡為已知類型，且在此不作詳細描述。投射物鏡調(diào)適為將成像 器的待照射表面成像到投射屏幕上。由成像器7反射的子束集合的每個由該 成像器空間調(diào)制成為微反射鏡控制的函數(shù)，該子束集合？ 1入至該投射物鏡的 輸入從而將可調(diào)制光學照射裝置的出瞳孔成像到該投射物鏡的入瞳孔上；受 調(diào)制子束的孔徑和物鏡的輸入特性之間良好的角度兼容性因此得以確保。
現(xiàn)在將描述借助剛剛描述的才殳射裝置來顯示圖像方法的實施例。
每個待顯示圖像可以標準化^L頻信號的形式例如NTSC或者EBU而獲得，并包含用于每種顏色，紅，綠及藍的一個基本圖像；這些視頻信號按照 本身已知的方式轉(zhuǎn)換為投射裝置的特定特性的函數(shù)，尤其是源和色輪節(jié)段的 光譜特性的函數(shù)，使得成像器的每個微反射鏡的控制數(shù)據(jù)可以獲得用于每個 基本圖像的每個像素；DR用于紅色圖像，D(5用于綠色圖像，De用于藍色圖 像。每個控制數(shù)據(jù)通常對應于微反射鏡的激勵時間長度，使得成像器的空間 調(diào)制是"PWM"("脈沖寬度調(diào)制")類型。
另一方面，利用照射裝置，成像器7由多個子束照射，該多個子束照射 每個照亮該成像器的不同表面單元；取決于色輪的位置，這些子束在顏色上 是紅、綠或者藍。成像器的每個表面單元對應于一組微反射鏡且對應于照射 顏色的基本圖像的 一組相應的像素。
圖像顯示方法的第一步驟包含定位該色輪從而獲得紅色照射顏色。
該方法的第二步驟包含，對于與由相同子束照射的一組微反射鏡相對應 的每一組像素，評估所有這些像素的最大亮度，從而由此導出該子束穿過的 微光闌51的孔徑設(shè)定點MR，以及重新計算該成像器的每一微反射鏡的控制 數(shù)據(jù)D、；重新計算標準是基于下述二者之間的等效性 一方面，通過該微 光闌51的最大孔徑設(shè)定點和與像素相對應的微反射鏡的控制數(shù)據(jù)DR而獲得 的像素顯示，以及另一方面，通過該同一微光闌51的孔徑設(shè)定點MR和該同 一微反射鏡的控制數(shù)據(jù)D，R而獲得的像素顯示。
該方法的第三步驟包含在成像器產(chǎn)生待投射圖像。為此
微光闌陣列的每個微光闌孔徑被控制為屬于由穿過該微光闌的同
一子束照射的該組像素和微反射鏡的孔徑設(shè)定點MR的函數(shù)；
以及，具有其重新計算的控制數(shù)據(jù)D，R的每個微反射鏡被尋址，從
而控制所有微反射鏡的取向，發(fā)送受調(diào)制全束到物4竟并產(chǎn)生待投射的紅
色基本圖像。
借助投射物鏡，該紅色基本圖像隨后顯示在投射屏幕上。
因此可見，借助該成像器自身，既通過調(diào)制每個照射子束的孔徑又通過
進一步空間調(diào)制成像器的照射，由此產(chǎn)生每個待投射圖像。
該方法的各種步驟隨后對于基色綠色重復，接著對于基色藍色重復。 在投射屏幕上順序顯示紅色、綠色和藍色基本圖像，這通過顏色的合成
完成圖i"象的完整最終顯示。
針對每個待顯示圖像執(zhí)行該過程。通過如此將調(diào)制分布在兩級，即成〗象器7的級和孩i光闌陣列5的級，圖
像的顯示對比度非常顯著地提高。有利地，不4又可以實施孔徑調(diào)制而且可以 個子束的孔徑調(diào)制，或者通過借助該光闌的同一閥的衰減也可以進行該子束
的亮度調(diào)制；利用液晶閥，通?？色@得255個衰減水平，這使得可以從完全 閉合到完全打開逐漸地改變；通過關(guān)閉微光闌的外圍閥可以調(diào)制子束的孔 徑，且借助微光闌的中心閥可以調(diào)制該微光闌的透射；圖像的顯示對比度因 此進一步提高，而不用增加任何其它的部件到該裝置中。
根據(jù)本發(fā)明的變形，源、反射鏡和積分器由用于獲得均勻發(fā)射度的源表 面的其它裝置代替；例如，可以想到電致發(fā)光板的使用。
根據(jù)本發(fā)明的變形，形成微光闌陣列的LCD面板還用于調(diào)制源子束的 發(fā)光強度。
參考用于形成微光闌的陣列的LCD面板描述了本發(fā)明；還可以使用其 它微光闌陣列而不背離本發(fā)明。
參考順序顏色顯示方法描述了本發(fā)明；本領(lǐng)域的技術(shù)人員清楚其也可以 應用到其它顯示方法，而不背離附加權(quán)利要求的范圍。
1權(quán)利要求
1.一種用于通過使用源束照射物體的表面的方法，其中所述表面劃分為用預定發(fā)光強度照射的多個表面單元所述源束分成與待照射表面單元一樣多的照射子束，每個表面單元借助所述照射子束之一來照射，其特征在于表面單元的每個照射子束的孔徑調(diào)制為所述表面單元的預定發(fā)光強度的函數(shù)。
2. —種用于借助至少一個成像器(7)和用于將所述至少一個成像器成 像到投射屏幕上的裝置來顯示圖像的方法，所述至少一個成像器(7)的表 面劃分為多個表面單元，其中通過用預定強度照射所述至少一個成像器(7) 的每個表面單元以及通過借助所述至少一個成像器(7)來空間調(diào)制每個表 面單元的照射來產(chǎn)生每個圖像，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要求1的照射方法， 通過照射所述成像器的表面來照射所述至少一個成像器(7)的每個表面單 元。
3. —種用于照射物體表面的裝置，所述裝置能夠?qū)嵤┤鐧?quán)利要求1所 述的可調(diào)制照射方法，所述裝置包含調(diào)適為發(fā)射源束的源、攔截所述源束并 調(diào)適為將所述源束分成多個照射子束的第一微透鏡陣列(2)、以及第二和第 三微透鏡陣列(3， 4)，其特征在于所述第二微透鏡陣列(3)調(diào)適為使得其微透鏡的每一個(31)將第一 陣列的微透鏡(21 )成像到第三陣列的微透鏡(41 )上，所述三個微透鏡(31, 41， 51)因此關(guān)聯(lián)，所述第一微透鏡陣列(2)和所述第二微透鏡陣列(3)之間的距離等于 所述第一微透鏡陣列(2)的微透鏡的焦距，所述第二微透鏡陣列(3)和所述第三微透鏡陣列(4)之間的距離等于 所述第三微透鏡陣列(4)的微透鏡的焦距，且其特征在于所述裝置還包含具有可調(diào)制孔徑的微光闌陣列(5),所述陣列的每個微光闌(51)中心位于一組三個相關(guān)的微透鏡(21， 31， 41 )的光軸上并置為緊鄰該組的第二陣列的微透鏡(31),光學中繼系統(tǒng)(6)，布置在第三微透鏡陣列(4)和待照射物體之間且調(diào)適為將第三陣列(4)的每一微透鏡成像到所述物體的不同表面單元上。
4. 如權(quán)利要求3所述照射裝置，其特征在于，如果As為所述源束的角 度孔徑，如果L為第二陣列的微透鏡(31)的高度，且如果f為第一陣列的 微透鏡(21)的焦距，則關(guān)系L/(2.f)-tan(As/2)得以滿足。
5. 如權(quán)利要求3或者4所述照射裝置，其特征在于所述源還調(diào)適為提 供所述源束所穿過的大致均勻發(fā)射度的源表面(11),且其特征在于所述第 一微透鏡陣列(2)布置為緊鄰所述源表面(11)。
6. 如權(quán)利要求5所述照射裝置，其特征在于所述源包含燈、設(shè)有入口 部和出口部(ii )的積分器(1 )、以及調(diào)適為將所述燈成像到所述積分器的 所述入口部上的光學系統(tǒng)。
7. —種用于顯示圖像的投射裝置，包含至少一個成像器(7),調(diào)適 為通過使用其表面的照射來產(chǎn)生待投射圖像；投射裝置，調(diào)適為將通過所述 至少一個成像器(7 )產(chǎn)生的所述圖像投射到投射屏幕上；以及如權(quán)利要求3 至6任意一項所述的可調(diào)制照射裝置，用于照射所述成像器的表面。
8. 如權(quán)利要求7所述的投射裝置，其特征在于所述投射裝置包含透鏡， 所述透鏡調(diào)適為將所述照射裝置的出瞳孔成像到所述投射物鏡的所述入瞳 孔上。
9. 一種用于借助如權(quán)利要求7至8任意一項所述的投射裝置來顯示圖 像的方法，其中，借助所述光學照射裝置形成多個子束，所述多個子束調(diào)適為照射所述成 像器的不同表面單元，既通過調(diào)制每個照射子束的孔徑，又通過借助所述成像器自身進一步空 間調(diào)制孔徑被調(diào)制的每個照射子束，產(chǎn)生每個待投射圖像，以及，借助所述投射物鏡來投射所產(chǎn)生的圖像。
全文摘要
使用源束照射物體表面的方法，其中所述源束分成與待照射表面單元一樣多的照射子束，其孔徑根據(jù)指定給所述表面單元的預定光強度來調(diào)制；且每個表面單元由所述照射子束之一照射。用于照射投射裝置的成像器，該方法允許加入第二調(diào)制級，由此提高圖像的顯示對比度。
文檔編號H04N9/31GK101563932SQ200780045387
公開日2009年10月21日 申請日期2007年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月7日
發(fā)明者卡雷德·薩拉耶迪恩, 瓦爾特·德拉齊克 申請人:湯姆森特許公司