[发明专利]彩色图象产生系统及应用

说明书

技术领域

根据本发明权利要求1的总构思，本发明涉及显示实的或虚的、二维的或三维的、彩色或单色图象的彩色图象产生系统及其应用，尤其是在电视或视频中的应用以及在印刷技术中的应用。

本彩色图象产生系统利用人眼生理学功能，一方面能把多种颜色看成混合色(加色混合)而另一方面能把单个的、在空间位置邻近的和时间上快速相互排列的光点看成图象。在本文献资料中，光的含义是指可见光电磁辐射，特别是400nm至760nm波长范围的可见光电磁辐射的波长(λ)或波长范围(Δλ)。尤其是选择对应于红色、绿色和蓝色光(原色)的波长或波长范围。此处光的含义还指非可见光电磁辐射，如果这种光借助屏幕上的荧光材料或者借助一个非线性光学器件可转换成可见光。

技术背景

一种先进的颜色混合和产生电视或视频图象的方法曾借助建立在多种物理效应基础上的光阀技术得以实现。(R.Gerhard-Multha uptund H.R_der，“光阀—大屏幕投影：综述”，Fernseh-und kino-Technik，45(9)，448-452页(1991))。

在专利申请DE 31 52 020 A1中叙述了一种用于形成任意大小彩色图象的图象产生装置，在该装置中，三个激光二极管的光被偏转导入各一个光导管，这些光导管被组合成一光导纤维—管束，并且在光导纤维—管束的末端装上一磁性包皮。该磁性包皮在一变化的磁场中可以被水平和垂直偏转。其后有一投影光学系统和至少一个平面转向镜，用该镜可把光束偏转到一无荧光材料或涂有发原色光的荧光材料的毛玻璃板上。这种图象产生装置实际上应用了已知的彩色图象产生部件，这类部件不能或只能很困难地以微光学的和/或微机械的结构加以实现。此后在光导纤维中不进行光成分的空间聚集。传输各单一颜色成分的光导纤维被聚集成一束，并且纤维末端空间上相互紧密的排列在一起(见图26)。

在专利申请DE 43 24 848 C1中叙述了一种由两个部件构成的彩色图象投影系统。光产生和光调制的部件含有三个激光光源。这三个光成分利用体积光学幅度调制器、例如普克尔盒、选择性地进行强度或幅度调制并随后用反光镜聚合在一起。该彩色和强度调制的光被传输到按行和列偏转的投影部件中并与调制同步向空间扫描。

此外，还叙述了多个分立的光导纤维可以这样在空间集合在一起，即使其形成统一的光纤支路。由此形成光导纤维耦合器，该耦合器能有效地传输宽光谱范围的可见光。光导纤维只用作光传输装置，该装置在两个空间隔离的部件之间，即光产生和光调制部件和按行和列偏转的投影部件之间建立联系。

本发明的任务

本发明应解决的问题是提供比较少的、结构比较简单的和通用的彩色图象产生系统，用于产生实的或虚的图象，这些图象有更好的特性，例如更高的图象分辨率和更丰富的色谱，从而在实际上已知的那些系统中能够提供新的应用。用此装置应能产生强度或幅度调制的和彩色调制的彩色信号并且能向空间扫描，尤其是产生二维的或三维的电视及视频图象或印刷图象。本发明的目标是，在本发明最极限的实施结构中将彩色图象产生系统所有电子学的或光学的部件都集成在一个载体上，并且该系统作为具有若干电学接线端和一个光输出端的模块提供使用。

本发明实质

上述任务是在一彩色图象产生系统中依据权利要求1的特征部分给出的特点的总构思加以解决的。从属权利要求2至56是权利要求1良好的具体实施结构。权利要求57至60描述了本发明彩色图象产生系统的良好应用。上述任务的解决，根据权利要求1，是通过应用在一个载体上安置的集成光学部件(光波导和光波导元件)用于分光、聚光、光调制和/或波长滤波实现的。

在第一种情况中，根据权利要求3基本思想是，一种波导结构，这里称为“空产光束聚合单元”，用于空间聚集几种不同分立波长或几种不同分立波长范围(原色)的光成分。这种空间聚合在一起的光受到如此偏转、即通过为偏转聚合光而进行光成分的同步调制在观察空间形成一虚象或者在一投影屏幕上形成一实象，从而使观看者可以用眼睛看到。

彩色的产生是通过几种不同波长的光成分加色混合形成的，这种加色混合发生在波导的相会点，下面称为耦合点，在空间光束结合单元中，其中，这些光成分或者在单元之前或者在单元内部为了空间光束结合相互独立地进行强度或幅度调制。