[发明专利]用于图像投影仪的高对比度分立输入棱镜

说明书

所公开的用于投影仪显示系统的棱镜组件接收来自离散颜色通道(例如红色通道、绿色通道和蓝色通道)的输入。在一个实施方式中，来自红色DLP调制、绿色DLP调制和蓝色DLP调制的“关闭状态”光可以被反射离开棱镜中的打开状态光路，从而倾向于避免不受控制的散射。在其他实施方式中，通过针对棱镜路径长度的大部分使颜色分离，功率水平可以在典型的失效点处显著地降低。当使用离散光源例如LED和激光器时，通过去除额外的红色、绿色和蓝色分离和重新合并损耗，可以显著地改进光效率。

本申请是申请号为201580071737.5、申请日为2015年12月21日、名称为“用于图像投影仪的高对比度分立输入棱镜”的PCT发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年10月12日提交的第62/240,287号美国专利申请、于2015年8月3日提交的第62/200,417号美国专利申请、以及于2014年12月31日提交的第62/099,054号美国临时专利申请的优先权，上述每个专利申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及投影仪系统，并且具体涉及用于基于激光的图像投影系统的改进的棱镜系统。

背景技术

现在正在通过改进动态范围来构建投影仪系统。在激光投影系统领域中存在许多这些类型的改进。一些这样的激光投影系统也可以包括双调制器投影仪显示系统和多调制器投影仪显示系统。可以期望的是，改进这些改进的图像投影系统的性能。

常规的高性能数字光处理(DLP)投影仪使用三通道棱镜组件，该三通道棱镜组件具有双向通过颜色棱镜的公共光路，其中，白光被分为红色、绿色和蓝色并且然后重新合并成全色(白光)图像。在将输入的白光分离成三种颜色之后，这些颜色被专用的DLP芯片单独地调制，并且通过相同的颜色棱镜被发回，以将调制后的光重新合并成全色图像。

这样的常规棱镜的示例可以在以下专利中找到：

(1)于1972年5月2日发布的Tan的第3,659,918号美国专利，题目为“COLORSEPARATINGPRISM SYSTEM”；

(2)于2010年2月23日发布的Penn的第7,665,850号美国专利，题目为“PRISM FORHIGH CONTRAST PROJECTION”；以及

(3)于2011年8月9日发布的Penn的第7,993,014号美国专利，题目为“PRISM FORHIGH CONTRAST PROJECTION”，

——上述专利的全部内容通过引用并入本文中。

发明内容

在本文中的投影仪显示系统的棱镜组件的许多实施方式中，棱镜输入是离散颜色通道(例如红色通道、绿色通道和蓝色通道)——与所描述的常规棱镜组件的白光输入相反，但是可以仍以类似的方式来合并经调制的光。由于许多原因，这是所期望的。首先，来自红色DLP调制、绿色DLP调制和蓝色DLP调制的“关闭状态(off state)”光被反射离开棱镜中的打开状态(on-state)光路，从而倾向于避免不受控制的散射。第二，可以使用飞利浦型(Philips-style)棱镜(如下面的相关专利中)对光进行重新合并，但是使用显著简化的涂层，这是与该棱镜一起使用的窄带、单向离散的红/绿/蓝照明光源所允许的。第三，通过针对棱镜路径长度的大部分使颜色保持分离，功率水平可以在典型的失效点(failurepoints)处显著地降低。这在棱镜中允许更多的光功率处理能力。以及最后，当使用离散光源例如LED和激光器时，通过去除通常在典型的三通道棱镜设计中存在的额外的红色、绿色和蓝色分离和重新合并损耗，可以显著地提高光效率。通常，本文中的许多实施方式优化了各个光路，以使散射、损耗和热负荷最小化，以便在3芯片DLP投影仪中提供改进的效率、对比度和功率处理。