[发明专利]投影式显示器的调制系统

说明书

本发明涉及用于投影式彩色显示器的一种调制系统，该系统包括至少两个光阀、一个分色子系统和一个彩色复合子系统，所述分色子系统用以将进来的光束分离成一系列彩色子光束，各子光束有待其中一个光阀加以调制，所述彩色复合子系统则用以将经调制的子光束复合成一投射光束，所述分色子系统和所述彩色复合子系统各具有至少一个分色镜，分色镜的截止波长随某一入射角漂移。

近几年来，有人提出用液晶显示器（LCD）作为投影式显示系统的主要象源。液晶显示器在投影式显示器中的应用可参看已公布的欧洲专利申请EP-A    0，258，927。

在上述专利申请所公开的液晶式投影系统中，白光源（例如，钨丝囟素灯）所产生的光束由一对分色镜分离成三个子光束，各子光束含有红、绿、蓝三基色中一种基色的光。各子光束系入射到象透射液晶显示器之类的可调谐双折射光阀上。三个光阀将三个通路进行调制以产生电视图象的红、绿、蓝各部分。然后用第二组分色镜将三色各部分进行复合。复合后的光通过投影透镜系统投射到银幕上。

在该已知系统中，入射到光阀各象素的光线只透过各分色镜的一部分，或只从各分色镜的一部分反射回来。对不同的象素来说，子光束的分离和复合是借助分色镜的各不同的重叠部分实现的。光线通过分色镜或从分色镜反射回来时的平均角度是随光阀中象素的位置而变化的。分色镜是具有与角度有关的截止波长或透射/反射特性的，这意味着同一个光阀的不同象素接收且因此传送颜色稍微不同的光。当光通过分色镜时，其中的50%透射或反射，该光的波长被定义为截止波长。由于截止波长的漂移与角度有关，因此放映出的彩色图象其色彩从所映出图象的一侧到另一侧单调地变化。

本发明可以使上述看到的色彩变化现象大大减少。具体地说，本发明的目的是提供投影彩色电视的一种放映出的图象不会出现彩色单调变化现象的调制系统。另一个目的是提供一种能适当地尽可能多地减少残留的彩色变化现象的调制系统。

为此，本发明的调制系统包括投影彩色电视的调制系统，该系统包括至少两个光阀、一个分色子系统和一个彩色复合子系统，分色子系统用以将进来的光束分离成一系列彩色子光束，各子光束有待其中一个光阀加以调制，彩色复合子系统则用以将经调制的子光束复合成一投射光束，所述分色子系统与所述彩色复合子系统各具有至少一个分色镜，分色镜的截止波长随某一个入射角漂移，因而将所述分色子系统的所述分色镜和彩色复合子系统的所述分色镜配置得使得对光阀中的任何象素来说，分别对应于分色和复合子系统的分色镜，通过该象素的光线的截止波长的平均漂移大小相等，符号相反。根据这项措施，因彩色复合子系统中的分色镜而引起的彩色变化和因分色子系统而引起的彩色变化，两者与位置的依赖关系相反。因此两分色镜各自的彩色变化只占图象的一半，且彩色变化的方向相同，都朝向图象两边缘。大大减小了放映出的图象中所看到的彩色变化现象。

本发明的上述措施是通过将分色子系统和彩色复合子系统中的分色镜配置得使它们的取向相反实现的。但这样做，特别是在有两个以上的光阀和子光束的调制系统中，会与优化系统的其它要求（例如简化结构，使结构紧凑和使各子光束的光路相等等）相冲突。因此本发明调制系统的一个最佳实施例包含了设置在至少一个子光束的光路中的向场透镜。向场透镜使光线的方向相对于系统光轴取反。这样就可以将彩色复合子系统的分色镜安置得使其与光轴形成的角度与分色子系统的分色镜的相应角度相等，从而可以在实质上与减少彩色变化的要求无关的情况下优化各光路。

应该指出，在光阀近旁采用向场透镜这种作法本身是从上述专利申请EP-A0258927获悉的。但该已知向场透镜不是用来使彩色变化减少到最小程度，而是用来使通过各光阀进入放映系统的光量达到最大程度。为了使该已知的系统适应使彩色变化减少到最小程度的要求，还得采取本发明的另外一些措施。