投影仪光学器件的制作方法

投影仪光学器件的制作方法
【专利摘要】描述了用于黑电平的高度降低而不降低或有限降低亮像素的照明以便与例如基于RGB激光器或荧光体转换激光器的高对比度和高动态范围投影仪联用的投影仪方法、设备、软件。例如，此类投影仪可被用在数字影院、家庭影院、虚拟现实系统、用于训练的模拟器中。投影仪光学系统被配置成根据平均图像级来改变光源的有效光学扩展量并将光功率限定于可变锥角内，由此在该成像系统处，投影仪光学扩展量与光源的有效光学扩展量匹配，有效光源光学扩展量和投影仪光学扩展量受控于平均图像级。
【专利说明】投影仪光学器件
[0001] 本申请涉及在投影仪中使用的投影仪光学器件、操作此类光学器件的方法、用于 控制此类光学器件的控制器以及用于执行本发明的任何方法的软件。 技术背景
[0002] 已知投影仪具有光源、光学系统、微型显示器，藉此光学系统包括用于将图像投射 在屏幕上的投影透镜。
[0003]对比度对感知到的图像[30]、[31]、[32]质量具有很强的影响。在基于微型显示 器的投影显示器中，多种因素确定所投影图像的对比度。在黑色状态中，始终存在通过光学 系统的小量光漏泄，从而导致具有有限亮度电平的暗电平。这可由各种机制导致并且取决 于微型显示器技术的类型，例如，有限的消光率、斜射光、双折射、光散射、衍射等。
[0004] 已经提出了用于减少暗电平的各种现有办法。在[26]中，提出了用照明射线集束 中孔径和投影透镜两者来阻挡衍射光的方法。投影仪的效率的减少通过照明和投影仪孔径 的光学形状和朝向来最小化。在[28]中，提出了停在投影透镜的两组透镜之间的光路径上 的非对称孔径以阻挡散射光而不阻挡期望投射光。在[29]中，提出了可调整非对称照明孔 径和可调整非对称投影孔径以增加灰度分辨率。在[27]中，提出了根据作为图像亮度电平 的函数的控制信号来调制照明路径中的光强度的对称孔径。用于减少暗电平的现有办法都 经受亮像素的亮度损失。
[0005] 发明概述
[0006] 这在一些实施例中向本发明呈现了提供方法、设备和软件，即用于暗电平的高度 下降而不降低或有限降低亮像素的亮度的手段的优点。
[0007] 本发明可被用于例如具有高对比度和高动态范围投影仪，例如，基于RGB激光器 或荧光体转换激光器。例如，此类投影仪可被用在数字影院、家庭影院、虚拟现实系统、用于 训练的模拟器中。
[0008] 本发明的各实施例基于以下认知：在具有非常低的平均图像级的应用中需要105 至IJ 1〇7的CR开关。
[0009] 本发明的各实施例基于以下认知：e 和e 被适配成平均图像级w。在各实 施例中，4#和保持相等。为了减少或避免几何光损失，光源的有效光学扩展量和投 影仪的有效光学扩展量被保持相等并且被设为取决于平均图片内容的值：
[0010] e Leff (w) = e Peff (W) = f(w)。f(w)被定义用于 W G [ 0，1]且 f(l) = e Leff max 且 f (〇) = ￡ R,in = ￡ Leff min°
[0011] 本发明的各实施例基于以下认知：尽管一般来说，暗电平可通过使用照明系统和 投影透镜两者中的孔径来减少，但始终存在大的几何光损失并因此导致全白亮度的强减 少。本发明的各实施例避免了 的结果产生的实质但仍不充分的增加的问题。
[0012] 本公开的各个实施例涉及用于实现非常高的以及对全白亮度的零或最小 光损失的方法和装置。
[0013] 本发明提供了用于投影具有平均图像级并与具有固有的相当低的光学扩展量的 光源联用的投影仪光学系统，包括用于在屏幕上制作真实图像的成像系统，以及控制单元， 其中该投影仪光学系统被适配成根据平均图像级来改变光源的有效光学扩展量并将光功 率限定于可变锥角内，由此在成像系统处，投影仪光学扩展量与光源的有效光学扩展量匹 配，有效光源光学扩展量和投影仪光学扩展量由控制单元来控制并且适配于平均图像级。
[0014] 在各实施例中，本发明提供了用于投影具有平均图像级的图片并与具有固有的相 当低的光学扩展量的光源联用的投影仪光学系统，该系统包括：
[0015] 第一照明系统，
[0016] 用于增加光源光学扩展量的装置，诸如漫射器元件，
[0017] 第二照明系统，其从用于增加光源光学扩展量的装置（诸如漫射器元件）上的光 斑捕捉光并均匀化该光，从而在空间光调制器（诸如光阀或微型显示器）上的照明对空间 光调制器（诸如光阀或微型显示器）上的所有区域和图像几乎相等。
[0018] 一种用于在屏幕上制作空间光调制器（诸如光阀或微型显示器）的真实图像的成 像系统，包括：
[0019] 控制单元，以及
[0020] 可控孔径（诸如虹膜），其由控制单元在成像系统的受限孔径中控制，该可控孔径 被适配成阻挡来自空间光调制器（诸如光阀或微型显示器）的黑色状态的杂散光，其中
[0021] 投影仪光学系统被配置成根据平均图像级来改变光源的有效光学扩展量并将光 功率限定于可变锥角内，由此在该成像系统处，投影仪光学扩展量与光源的有效光学扩展 量匹配，有效光源光学扩展量和投影仪光学扩展量由控制单元来控制并适配平均图像级。
[0022] 本发明还提供了与投影仪光学系统联用的控制器，该投影仪光学系统用于投影具 有平均图像级的图片并与具有固有的相当低的光学扩展量的光源联用，该光学系统包括： 用于在屏幕上制作真实图像的成像系统，其中控制器被适配成根据平均图像级来改变光源 的有效光学扩展量并将光功率限定于可变锥角内，由此在该成像系统处，投影仪光学扩展 量与光源的有效光学扩展量匹配，有效光源光学扩展量和投影仪光学扩展量由控制单元来 控制并适配平均图像级。
[0023] 本发明的各实施例还提供了与投影仪光学系统联用的控制器，该投影仪光学系统 用于投影具有平均图像级的图片并与具有固有的相当低的光学扩展量的光源联用，该光学 系统包括：第一照明系统，
[0024] 用于增加光源光学扩展量的装置，诸如漫射器元件，
[0025] 第二照明系统，其从用于增加光源光学扩展量的装置（诸如漫射器元件）上的光 斑捕捉光并均匀化该光，从而在空间光调制器（诸如光阀或微型显示器）上的照明对空间 光调制器（诸如光阀或微型显示器）上的所有区域和图像几乎相等。
[0026] -种用于在屏幕上制作空间光调制器（诸如光阀或微型显示器）的真实图像的成 像系统，以及
[0027] 可控孔径（诸如成像系统的受限孔径中的虹膜），该可控孔径被适配成阻挡来自 空间光调制器（诸如光阀或微型显示器）的黑色状态的杂散光，其中该控制器被适配成根 据平均图像级来改变光源的有效光学扩展量并将光功率限定于可变锥角内，由此在该成像 系统处，投影仪光学扩展量与光源的有效光学扩展量匹配，有效光源光学扩展量和投影仪 光学扩展量由控制单元来控制并适配平均图像级。
[0028] 本发明还提供了一种操作投影仪光学系统的方法，该投影仪光学系统用于投影具 有平均图像级的图片并与具有固有的相当低的光学扩展量的光源联用，该系统包括用于在 屏幕上制作真实图像的成像系统，以及控制单元，该方法包括：
[0029] 根据平均图像级来改变光源的有效光学扩展量并将光功率限定于可变锥角内，并 且在该成像系统处将投影仪光学扩展量与光源的光学扩展量匹配，有效光源光学扩展量和 投影仪光学扩展量适配平均图像级。
[0030] 本发明还提供了一种操作投影仪光学系统的方法，该投影仪光学系统用于投影具 有平均图像级的图片并与具有固有的相当低的光学扩展量的光源联用的投影仪光学系统， 该系统包括：
[0031] 第一照明系统，
[0032] 用于增加光源光学扩展量的装置，诸如漫射器，
[0033] 第二照明系统，其从用于增加光源光学扩展量的装置（诸如漫射器元件）上的光 斑捕捉光并均匀化该光，从而在空间光调制器（诸如光阀或微型显示器）上的照明对空间 光调制器（诸如光阀或微型显示器）上的所有区域和图像几乎相等。
[0034]一种用于在屏幕上制作空间光调制器（诸如光阀或微型显示器）的真实图像的成 像系统，包括：
[0035] 控制单元，以及
[0036] 可控孔径（诸如虹膜），其由控制单元在成像系统的受限孔径中控制，该可控孔径 被适配成阻挡来自空间光调制器（诸如光阀或微型显示器）的黑色状态的杂散光，其中该 方法包括以下步骤：
[0037] 根据平均图像级来改变光源的有效光学扩展量并将光功率限定于可变锥角内，并 且在该成像系统处将投影仪光学扩展量与光源的光学扩展量匹配，有效光源光学扩展量和 投影仪光学扩展量由控制单元来控制并适配平均图像级。
[0038] 本公开的一个实施例根据平均图像级来改变具有固有的相当低的孔径的光源的 有效光学扩展量，以及因此改变空间光调制器（诸如光阀或微型显示器）上的入射锥角，同 时将总的光功率限定于可变锥角内。该光源光学扩展量用具有不同散射角的漫射器元件来 改变。在投影透镜点处，投影仪光学扩展量与光源的有效光学扩展量匹配。因此，没有发生 几何光损失。有效光源光学扩展量和投影仪光学扩展量由控制单元来控制并且可适配平均 图像级。
[0039] 本公开的第二实施例改变漫射器元件上的入射光束的大小以达成与第一实施例 中相同的目的。在这一实施例中，漫射器元件是常规漫射器或荧光体类型的漫射器。荧光体 类型的漫射器将入射波长转换为具有比入射光的波长更长或更短波长的光。因为在这一实 施例中，通过改变入射照明斑点来改变有效光源光学扩展量，所以使光系统将可变激光照 明斑点的性质转换为类似光阀或微型显示器的空间光调制器上的最大照明锥角是必要的。
[0040] 本发明提供了 一种包括代码段的计算机程序产品，该代码段在诸如计算机之类的 处理引擎上执行，该计算机程序产品被适配成操作投影仪光学系统用于投影具有平均图像 级的图片并与具有固有的相当低的光学扩展量的光源联用的投影仪光学系统，由此该系统 可包括：用于在屏幕上制作真实图像的成像系统，其中软件被适配成：
[0041] 根据平均图像级来改变光源的有效光学扩展量并将光功率限定于可变锥角内，由 此在该成像系统处，投影仪光学扩展量与光源的有效光学扩展量匹配，有效光源光学扩展 量和投影仪光学扩展量由控制单元来控制并适配平均图像级。
[0042] 本发明的各实施例还提供了 一种包括代码段的计算机程序产品，该代码段在诸如 计算机之类的处理引擎上执行，该计算机程序产品被适配成操作投影仪光学系统用于投影 具有平均图像级的图片并与具有固有的相当低的光学扩展量的光源联用的投影仪光学系 统，由此该系统可包括：
[0043] 第一照明系统，
[0044] 用于增加光源光学扩展量的装置，诸如漫射器元件，
[0045] 第二照明系统，其从用于增加光源光学扩展量的装置（诸如漫射器元件）上的光 斑捕捉光并均匀化该光，从而在空间光调制器（诸如光阀或微型显示器）上的照明对空间 光调制器（诸如光阀或微型显示器）上的所有区域和图像几乎相等。
[0046] -种用于在屏幕上制作空间光调制器（诸如光阀或微型显示器）的真实图像的成 像系统，包括：
[0047] 控制单元，以及
[0048] 可控孔径（诸如虹膜），其由控制单元在成像系统的受限孔径中控制，该可控孔径 被适配成阻挡来自空间光调制器（诸如光阀或微型显示器）的黑色状态的杂散光，其中软 件被适配成控制这些元件以：
[0049] 根据平均图像级来改变光源的有效光学扩展量并将光功率限定于可变锥角内，并 且在该成像系统处将投影仪光学扩展量与光源的光学扩展量匹配，有效光源光学扩展量和 投影仪光学扩展量由控制单元来控制并适配平均图像级。
[0050] 定义
[0051] 平均图像级
[0052] 视频信号的平均图像级被定义为表示为全白信号电平的百分比的亮度电平的时 间平均[35]。
[0053] 对比度
[0054] 人类视觉的公知现象是其约10个十进位的庞大的动态范围（从大约1(T 5? 10+5cd/m2)，然而仅大约2个十进位的亮度变化被同时感知。亮度的动态范围被分为3个范 围：其中仅锥体是活跃的范围（适光视觉，从1〇 5到lcd/m2)，其中锥体或杆两者是活跃的范 围（过渡视觉，从1到l〇_3cd/m 2)，以及其中杆是活跃的范围（暗视觉，从1(T3到KT5cd/m2)。 人类视觉系统的时间、空间和颜色感知性质在三个亮度范围中是不同的。适配环境光的等 级对于调整灵敏度范围是必要的[33]。
[0055] 对比度的概念指亮度中的差异。标示为C的对比度是比率
【权利要求】
1. 一种用于投影具有平均图像级的图片并与具有固有的相当低的光学扩展量的光源 联用的投影仪光学系统，包括用于在屏幕上制作空间光调制器（诸如光阀或微型显示器） 的真实图像的成像系统和控制单元，其中 所述投影仪光学系统被配置成根据平均图像级来改变所述光源的有效光学扩展量并 将光功率限定于可变锥角内，由此在所述成像系统处，所述投影仪光学扩展量与所述光源 的有效光学扩展量匹配，所述有效光源光学扩展量和所述投影仪光学扩展量由所述控制单 元来控制并适配所述平均图像级。
2. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括： 第一照明系统； 用于增加所述光源光学扩展量的装置； 第二照明系统，其从用于增加所述光源光学扩展量的装置上的光斑捕捉光并均匀化所 述光，从而使得在空间光调制器（诸如光阀或微型显示器）上的照明对所述空间光调制器 上的所有区域和图像几乎相等；以及 可控孔径，其由所述控制单元在所述成像系统的受限孔径中控制，所述可控孔径被适 配成阻挡来自所述空间光调制器的黑色状态的杂散光。
3. 如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述光是可任选具有0. 6ym2sr的光学 扩展量的激光。
4. 如权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述第一照明系统将来自所述光源的光 带至所述用于增加所述光源光学径角性的装置的照明位置。
5. 如权利要求2到4中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述用于增加所述光源 光学扩展量的装置是漫射器元件。
6. 如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述漫射器元件是静态的或移动的或旋转 型的。
7. 如权利要求6所述的系统，其特征在于，当所述漫射器元件是移动类型时，所述激光 束的入射功率的分布是在一区域上扩展的。
8. 如权利要求5到7中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述漫射器元件是透射 型或反射型的。
9. 如权利要求8所述的系统，其特征在于，漫射层附连或沉积在透射基板和反射基板 之一上。
10. 如权利要求7到9中任一权利要求所述的系统，其特征在于，对于反射基板上的移 动类型的所述漫射器元件，在所述基板的背侧上提供热沉。
11. 如权利要求7到9中任一权利要求所述的系统，其特征在于，对于反射基板上的静 态类型的所述漫射器元件，在所述基板的背侧上提供热沉并提供可任选热管。
12. 如权利要求5到11中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述漫射器元件具有 散射半锥角儀并且散射漫射器元件的所述出射侧处的光斑具有直径屯且由所述漫射器元 件发出的光的光学扩展量增加至值
13. 如权利要求5到12中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述漫射器元件是块 漫射器、表面漫射器或基于全息光学元件的漫射器。
14. 如权利要求2到13中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述第一照明系统可 包括光束扩展器，以便降低所述用于增加所述光学扩展量的装置上的入射光的功率密度。
15. 如权利要求2到14中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述第一照明系统 包括光束成形器元件，以便创建所述用于增加所述光学扩展量的装置上的平顶照明密度函 数。
16. 如权利要求5到15中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述漫射器元件具有 可变强度，具有取决于所述光束在所述漫射器上的位置的不同散射半锥角。
17. 如权利要求16所述的系统，其特征在于，在旋转漫射器的情形中，所述可变强度性 质可以根据垂直于所述旋转的方向而变化。
18. 如权利要求5到16中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述第二照明系统随 着所述空间光调制器上的可变最大照明锥角来维持从所述漫射器位置的可变最大散射角 的性质，以便如果所述漫射器元件处的最大漫射角较低，则所述空间光调制器上的最大照 明锥角也较低，而如果所述漫射器元件处的所述最大漫射角较大，则所述空间光调制器上 的所述最大照明锥角也较大。
19. 如权利要求2到18中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述第二照明系统 均匀化所述光以便所述空间光调制器上的照明几乎或基本上对所有区域、对所有漫射角相 等。
20. 如权利要求2到19中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述第二照明系统是 光管。
21. 如权利要求2到20中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述空间光调制器是 反射型或透射型的光阀或微型显示器（5)。
22. 如权利要求2到21中任一权利要求所述的系统，其特征在于，进一步包括至少一个 附加孔径（11，12)，所述至少一个附加孔径的光传送部分的直径根据所述用于增加所述光 学扩展量的装置的所述散射半锥角用来自控制单元的控制信号来调整。
23. 如权利要求22所述的系统，其特征在于，所述至少一个进一步孔径是所述第二照 明系统的整合部分。
24. 如权利要求1到22中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述控制单元被适配 成控制所述光束落入到所述用于增加所述光学扩展量的装置上的位置。
25. 如权利要求22到24中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述控制单元被适 配成控制所述成像系统以及所述至少一个进一步孔径中的可控孔径。
26. 如权利要求1到24中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述控制单元被适配 成接收输入控制信号，由此所述输入控制信号能直接从图像生成器生成。
27. 如权利要求26所述的系统，其特征在于，所述控制信号是指示所述黑电平和亮度 电平的时辰信号。
28. 如权利要求26所述的系统，其特征在于，所述控制信号由计算所述平均图像级的 单兀来生成。
29. 如权利要求28所述的系统，其特征在于，所述黑电平和亮度电平适配所述平均图 片级。
30. 如权利要求5到29中任一权利要求所述的系统，其特征在于，存在多个颜色通道且 所述漫射器元件是共享漫射器或每颜色一漫射器，或者存在与多种颜色的时间复用联用的 单颜色通道。
31. 如权利要求30所述的系统，其特征在于，使用共享漫射器且所述多个颜色通道在 所述漫射器处组合并随后重新拆分。
32. 如权利要求1到31中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述系统被适配成使 得所述用于增加所述光学扩展量的装置具有小散射锥角，并且同时使得可控孔径具有对应 小开口，以使得etrff和eprff是相等的。
33. 如权利要求1到32中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述控制单元控制所 述系统以便h6ff和￡[)6"适配所述平均图片级。
34. 如权利要求1到33中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述控制单元控制 所述系统以便所述光源的有效光学径角性和所述投影仪的有效光学径角性保持相等并且 被设为取决于所述平均图片内容的值=ePe;ff(w) =f(w)，其中f(w)被定义为 wG[〇, 1]并且f(l) =ep =eLeff 且f(〇) =ep _ =eLeff ―。
35. 如权利要求1到34中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述控制单元控制所 述系统以便所述可接受斑点对比度的绝对最大电平定义f(w)的最小值epmin。
36. 如权利要求5到35中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述漫射器元件是保 持与输入端处相同波长的漫射器，对于所述漫射器元件，不仅存在特定最大漫射角内的光 漫射，还存在入射光的波长向更长波长的射出频谱（下转换荧光体）或更短波长的射出频 谱（上转换荧光体）的转换。
37. 如权利要求5到36中任一权利要求所述的系统，其特征在于，漫射器元件具有由散 射半锥角91、可变照明斑点直径< 和具有直径屯的所述漫射器元件的出口侧处的光斑。
38. 如权利要求5到37中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述第二照明系统将 所述漫射器元件位置上的可变光照明斑点的性质转换为所述空间光调制器上的可变最大 照明锥角，以便如果所述漫射器元件上的所述光束斑点大小较小，则所述空间光调制器上 所述最大照明锥角也较小，而如果所述漫射器元件处的所述光束斑点大小较大，则所述空 间光调制器上的所述最大照明锥角也较大。
39. -种与投影仪光学系统联用的控制器，所述投影仪光学系统用于投影具有平均图 片级的图片并与具有实质上低固有光学径角性的光源联用，所述光学系统包括：用于在屏 幕上制作真实图像的成像系统，其中所述控制器被适配成根据所述平均图片级来改变所述 光源的有效光学径角性并将光功率限定于可变锥角内，由此在所述成像系统处，所述投影 仪光学径角性与所述光源的光学径角性匹配，有效光源光学径角性和所述投影仪光学径角 性由控制单元来控制并适配所述平均图片级。
40. 如权利要求39所述的控制器，其特征在于，所述光学系统进一步包括： 第一照明系统， 用于增加光源光学径角性的装置（诸如漫射器元件）， 第二照明系统，其从所述用于增加光源光学径角性的装置（诸如漫射器元件）上的光 斑捕捉光并均一化所述光，从而在所述空间光调制器（诸如光阀或微型显示器）上的照明 对所述空间光调制器（诸如光阀或微型显示器）上的所有区域和图像几乎相同，以及 一种在成像系统的受限孔径中控制的可控孔径（诸如虹膜），所述可控孔径被适配成 阻挡来自空间光调制器（诸如光阀或微型显示器）的暗状态的杂散光。
41. 如权利要求39或40所述的控制器，其特征在于，所述用于增加所述光源光学径角 性的装置由所述控制器来控制。
42. 如权利要求40或41所述的控制器，其特征在于，所述控制器被适配成控制光束落 入到所述用于增加光学径角性的装置上的位置。
43. 如权利要求39到42中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述控制器被适配 成控制所述成像系统中的所述可控孔径。
44. 如权利要求39到43中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述控制器被适配 成控制至少一个进一步孔径。
45. 如权利要求39到43中任一权利要求所述的控制器，其特征在于，所述控制单元被 适配成接收输入控制信号，由此所述输入控制信号可直接从图像生成器生成。
46. 如权利要求45所述的控制器，其特征在于，所述控制信号是指示所述黑电平和亮 度电平的时辰信号。
47. 如权利要求45所述的控制器，其特征在于，所述控制信号由计算所述平均图片级 的单元来生成。
48. 如权利要求39到47中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述光学系统进一 步包括至少一个进一步孔径（11，12)，所述至少一个进一步孔径的光传送部分的直径根据 所述用于增加所述光学径角性的装置的所述散射半锥角用来自控制单元的控制信号来调 整。
49. 如权利要求39到48中任一权利要求所述的控制器，其特征在于，所述光学系统具 有用于将所述光学径角性增加一一小的散射锥角的装置，并且同时具有有对应小开口的可 控孔径，并且所述控制器控制以便4 6"和eP6ff是相等的。
50. 如权利要求39到49中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述控制器控制所 述系统以便h6ff和￡[)6"适配所述平均图片级。
51. 如权利要求39到50中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述控制器控制 所述系统以便所述光源的有效光学径角性和所述投影仪的有效光学径角性保持相等并且 被设为取决于所述平均图片内容的值=ePe;ff(w) =f(w)，其中f(w)被定义为 wG[〇, 1]并且f(l)ep =eLeff 且f(〇) =ep _ =eLeff
52. 如权利要求39到51中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述控制器控制所 述系统以便所述可接受斑点对比度的绝对最大电平定义f(w)的最小值epmin。
53. -种操作投影仪光学系统的方法，所述投影仪光学系统用于投影具有平均图片级 的图片并与具有实质上低固有光学径角性的光源联用，所述系统包括用于在屏幕上制作真 实图像的成像系统，以及控制单元，所述方法包括： 根据平均图片级来改变所述光源的有效光学径角性并将光功率限定于可变锥角内，以 及在所述成像系统处，所述投影仪光学径角性与所述光源的光学径角性匹配，所述有效光 源光学径角性和所述投影仪光学径角性适配所述平均图片级。
54. 如权利要求53所述的方法，其特征在于，所述光学系统包括： 第一照明系统， 用于增加所述光源光学径角性的装置（诸如漫射器）， 第二照明系统，其从用于增加所述光源光学径角性的装置（诸如漫射器元件）上的光 斑捕捉光并均一化所述光，从而在空间光调制器（诸如光阀或微型显示器）上的照明对所 述空间光调制器（诸如光阀或微型显示器）上的所有区域和图像几乎相等， 控制单元，以及 由所述控制单元在所述成像系统的受限空间中控制的可控孔径（诸如虹膜），所述可 控孔径被适配成阻挡来自所述空间光调制器（诸如光阀或微型显示器）的暗状态的杂散 光。
55. 如权利要求53或54所述的方法，其特征在于，包括根据所述平均图片级来改变具 有实质上低固有孔径的所述光源的所述有效光学径角性，以及因此改变所述空间光调制器 (诸如光阀或微型显示器）上的入射锥角，同时将总的光功率限定于可变锥角内。
56. 如权利要求55所述的方法，其特征在于，所述光源光学径角性在所述用于增加所 述光源光学径角性的装置处改变，而在所述成像系统处，所述投影仪光学径角性匹配所述 光源的有效光学径角性。
57. 如权利要求53到54中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法包括在所 述用于增加光源光学径角性的装置处改变所述入射光束的大小。
58. 如权利要求57所述的方法，其特征在于，进一步包括将所述可变照明斑点转换为 所述空间光调制器（类似光阀或微型显示器）上的最大照明锥角。
59. -种计算机程序产品，包括用于在处理引擎上（诸如在计算机中）执行的代码段， 所述计算机程序产品被适配成操作用于投影具有平均图片级的图片并与具有实质上低固 有光学径角性的光源联用的投影仪光学系统， 由此所述系统可包括：用于在屏幕上制作真实图像的成像系统，其中软件被适配成： 根据平均图片级来改变所述光源的有效光学径角性并将光功率限定于可变锥角内，由 此在所述成像系统处，所述投影仪光学径角性与所述光源的有效光学径角性匹配，有效光 源光学径角性和所述投影仪光学径角性由控制单元来控制并适配所述平均图片级。
60. 如权利要求59所述的计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品被适配 成执行权利要求53到58的方法中的任一方法，或者实现权利要求39到52中的任一控制 器。
61. -种存储权利要求60的计算机程序产品的非瞬态信号记录介质。
【文档编号】H04N5/74GK104412158SQ201280074494
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2012年7月1日 优先权日:2012年7月1日
【发明者】P·C·坎德莱, B·H·J·马克西姆斯 申请人:巴科股份有限公司