[发明专利]带有聚合膜光学部件的电子投射系统

说明书

发明领域

本发明涉及带有镜面反射光学部件的电子投射系统。尤其，本发明涉及带有由多层聚合膜制成镜面反射部件的正面或背面屏幕电子投射系统。与传统的镜面反射光学部件相比，多层聚合膜在较宽波长范围上的增强反射率通过增加亮度、改进色域、增加对比度、降低彩色移动和降低功耗，从而改进了投射系统的光学性能。

发明背景

在电子投射系统中，图像被投射到屏幕部件的像表面。传统电子投射系统中的光学系统使用多个光学部件，例如包括反射镜、分束器、偏振器等等。在光学系统的设计中，必须考虑这些部件中的每一个对显示图像的影响。每次显示图像遇到光学系统中的光学部件，都可能损害最初光学信号的完整性。例如，由于入射图像信号中一些光的波长被反射镜的反射表面吸收，所以镜面反射镜表面的反射可能引起彩色移动。该彩色移动降低了投射到屏幕供观察者观看的图像的质量。

用于电子投射系统的镜面反射光学部件是金属镀层玻璃板，称为第二表面“镀银”反射镜。这些金属镀层反射镜是背面镀有金属层的玻璃板，典型的是银或其它高反射的金属。金属镀层反射镜反射入射可见光中较宽范围的波长，但是光谱中蓝光(大约400nm到大约450nm)和红光(大约600nm到大约700nm)区域的波长反射率甚低于光谱中绿光(大约450nm到大约600nm)部分的波长反射率。反射率的这些变化引起了金属表面反射光中的彩色移动，并引起电子投射系统投射的图像中色彩不完整。当光学系统中反射光学部件的数量增加时，这些变化变得更显著，并导致了投射图像中相应的色彩缺陷。

发明内容

一方面，本发明提供了一种电子投射系统，它包括多层聚合材料制成的镜面反射光学部件，这在美国专利号5,882,774和WO 9701774中有描述。与传统的金属镀层反射镜相比，‘774专利和‘774公告中所述的由多层聚合反射部件所制成的光学部件在大约400nm到大约700nm可见光谱的整个部分上具有更大和更均匀反射率。该反射率的较宽范围有利于任何光学系统，但是它特别有利于电子投射显示系统。如果用‘774专利中所述的多层聚合膜制成的光学部件替代投射显示装置光学系统中传统的光学部件，这些部件反射的光在可见光谱的整个区域上将具有较小的彩色移动(较大的色彩均匀度)。通过降低彩色移动，提供了具有增加亮度、增强色域并增加对比度的投射图像。

传统投射系统光学机构中的光学部件吸收光谱中的蓝光区域，所以在投射显示的应用中，在蓝光区域增强反射率就尤其重要。因此，第二方面，本发明提供了用于增强投射显示装置中投射图像光学性能的方法。特殊地是，本发明通过降低装置的光学系统中镜面反射光学部件反射所引起的彩色移动，提供了用于增强投射显示装置中投射图像光学性能的方法。通过将至少一个镜面反射部件组合入装置的光学系统中，以此增强了光学性能，其中镜面反射部件包括从大约400nm到大约700nm的反射率至少为96％的多层光学膜。

在光谱的蓝光和红光区域中，本发明中镜面反射光学部件所引起的反射率增强和彩色移动的降低还提供了一种用于改进投射显示装置中投射图像色域的方法。如果更多的蓝光和红光从装置中光学系统的镜面反射光学部件的表面反射，那么在反射图像中将产生更丰富且更多式样的色彩视觉，并被投射到观察器的屏幕上。

附图概述

图1是传统“单反射”背投式显示系统的示意图。

图2是传统“双反射”背投式显示系统的示意图。

图3是在大约400nm到大约700nm的范围内，标准玻璃反射镜入射角为5°时的反射与多层聚合反射镜(美国专利号5,882,774和WO 9701774中所述的)相比较的曲线图。

本发明的详细描述

图1中显示了传统“单反射”背投式系统10，它包括光源12，至少一个反射镜14和屏幕16。光源12产生的图像在反射镜14的表面被反射。观察者18通过屏幕16观看反射图像。图2表示传统的“双反射”背投式系统20。双反射背投式系统20包括光源22，第一反射镜24，第二反射镜25和屏幕26。光源22产生的图像首先在第一反射镜24的表面被反射，并在第二反射镜25的表面被再次反射。观察者28通过屏幕26观看两次反射后的图像。传统投射系统使用金属镀层反射镜以执行光学系统10和20中的反射功能。