[发明专利]具有集成调制技术的照明系统

说明书

技术领域

本发明大体来说涉及投影显示系统领域，且更具体来说涉及采用与位于系统中光 阑处的折叠镜相一致的照明中继器的显示系统，所述系统可操作以选择性地回缩及插 入到光学路径中以按改进系统效率的方式引导下游光传输。

背景技术

投影显示用于大量应用程序，例如产生在电视屏幕上可见的图片。典型的投影显 示系统包含大量组件，包含屏幕、光源及二者之间的光学路径。为创建图片，提供一 个或一个以上光源以在需要时发出光。然后，其产生的光由一系列光学装置操纵以创 建可视图像。然后，沿光学路径创建的可视光显示在可视图像显示屏幕(例如，电视 屏幕)上或另一可视显示上。在多数情形中，目标是产生可能的最好图片。当然，产 生所需要的可视显示的关键是沿光学路径的各种光学装置的配置。这些装置的选择、 操作及配置还用于系统的不可见特性，例如成本及系统资源的有效使用。

当前已产生数个类型的投影显示。这些新的显示系统现在变得越来越常见，充当 对广泛使用的CRT(阴极射线管)显示的替换，其中CRT显示通过在经处理的显示表 面产生及引导电子流来产生可视图像。所述流在任一给定时间可仅引导到一个点，但 可以按创建单个图像的可视印记的速度来系统地扫过显示。此技术尚未被完全开发， 但已经达到很难实现质量显著提高的点。CRT还占据相对大量的空间，因为用于产生 电子流的组件必须置于与显示屏相距一定距离处。作为对比，许多当前开发的投影显 示系统具有纤薄得多的外形。另外，投影显示系统一般产生清晰得多的可视图像。这 些优点的组合已使得这种系统非常流行。

一个这种投影显示系统可从德克萨斯州达拉斯市的德州仪器(Texas Instruments) (商标DLP或Digital Light Processing)购得。DLP投影显示系统在其光学路径中 利用数字微镜装置(DMD)。DMD通常包含由数以千计的小镜组成的阵列，所述小镜 用于操纵从内部光源发出的光。光学路径中的其它组件调整供DMD使用的光，或传 送其产生的图像。图1是图解说明实例性DMD型投影显示系统10的简化图。

在图1所示显示系统10中，光源11(例如，其可以是弧光灯或LED)发出首先 穿过第一聚光透镜12的光。某些光源希望产生郎伯发射(Lambertian emission)，且聚 光透镜12帮助产生更聚光(且更有用)的光束，然后这些光束继续向下游到色轮13。 (应注意，光穿行方向将为便利起见而有时简称为下游)。在图1中，色轮13具有三 个部分：红、绿和蓝，光束随色轮旋转而穿过这三个部分。例如，色轮13可能随所显 示图像的每一帧而旋转一次，从而使得光(当光源打开时)依次穿过所述不同部分中 的每一者。当前，典型的色轮(未显示)可具有多达6到8个彩色部分，且每帧旋转 2到3次。

在穿过色轮13之后，光穿过第二聚光透镜14且然后落到DMD芯片15上。如上 文提及，DMD芯片15包含安装在(例如)半导体芯片上的数以千计个微镜(多达一 百万或更多)。应注意，出于本文便利起见，DMD和安装在芯片上装置将简称为DMD。 每一微镜与一数字存储器单元(未显示)相关联，且经安装以使得其可以个别调整来 根据需要选择性地引导照到微镜上的光来创建可视图像。此图像根据来自源16的输入 而形成。源16显示为单个块，其代表各种可能的源，例如广播电视站、DVD或游戏 播放装置。当源16提供所需图像的指示时，控制17产生输入以存储在数字存储器单 元中，数字存储器单元将最终确定每一微镜在任一给定瞬间的位置。然后，针对所述 图像从DMD选择性地反射的光从所选镜中的每一者穿过，然后穿过投射透镜18以在 屏幕19上创建可视图像。

当然，在屏幕19上创建的可视图像是在任一给定时间选定DMD微镜中每一者的 情况下的位置函数。其还是达到DMD 15的光质量的函数。本文已提及色轮的使用。 另外，光可被间歇地阻塞，改变可用于供DMD微镜反射的光的质量。然而，用于阻 塞光路径的当前方法一般要求由形成光学路径本身一部分的元件来吸收光。这会频繁 地产生与不合需要的过量热能累积相关的问题。则需要一种在投影显示系统中引导光 的方法，以使得光可被正确调制，同时准许释放不需要的光能量而不超出热量累积或 其它冷却措施的需要。本发明提供仅此种解决方案。

发明内容