MXPA05005805A

MXPA05005805A - Arquitectura de proyeccion de dos etapas.

Info

Publication number: MXPA05005805A
Application number: MXPA05005805A
Authority: MX
Inventors: Murphy O'donnell Eugene
Original assignee: Thomson Licensing Sa
Priority date: 2002-12-04
Filing date: 2003-11-26
Publication date: 2005-08-16
Also published as: BR0316729A; KR101004572B1; CN1717941A; US20060119796A1; JP4677233B2; AU2003293163A1; TWI240580B; EP1576830A2; AU2003293163A8; WO2004051995A3; JP2006509425A; TW200425747A; CN100477801C; KR20050084175A; US7175279B2; WO2004051995A2

Abstract

Se proporciona un sistema de proyeccion de luz de dos etapas para proyectar una imagen que comprende una matriz de pixeles de luz que tiene una luminiscencia modulada. Un primer formador de imagenes esta configurado para modular una banda de luz sobre una base de pixel-por-pixel proporcional a los valores de escala de grises proporcionados para cada pixel de la imagen para proporcionar una primera matriz de salida. Un segundo formador de imagenes esta colocado y configurado para recibir la primera matriz de salida y modular los pixeles modulados individuales de luz del primer formador de imagenes sobre una base del pixel-por-pixel proporcional a un segundo valor de escala de grises proporcionado para cada pixel. Un sistema de lentes de rele que tiene un unico juego de lentes gauss y un espejo colocado en el reten del sistema enfoca la salida de luz modulada del primer formador de imagenes sobre una base de pixel-por-pixel sobre los pixeles correspondientes del segundo formador de imagenes.

Description

WO 2004/051995 A2 ???1??1?»??1???1???????1???1??11?11?? For two-leuer codes and olher abbreviations, referió the "Guid-ance Notes on Codes and Abbreviations" appearing al the begin-ning ofeach regular issue ofthe PCT Gazette.

ARQUITECTURA DE PROYECCIÓN DE DOS ETAPAS REFERENCIA CRUZADA CON SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama el beneficio de la Solicitud de Patente Provisional de Estados Unidos con No. de Serie 60/430,996 (Referencia de Abogado PU020474), titulada "SIMPLIFIED TWO STAGE PROJECTOR ARCH ITECTU RE" (ARQUITECTURA SIMPLIFICADA DE PROYECTOR DE DOS ETAPAS), presentada el 4 de diciembre de 2002, la cual se incorpora a la presente como referencia.

CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención está relacionada en términos generales con un sistema de proyección de luz, y más en particular con una arquitectura de proyección de dos etapas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los despliegues de cristal líquido (LCD) y más en particular el cristal líquido en sistemas de silicio (LCOS) que utilizan una máquina de luz reflectora o formador de imágenes, se difunden cada vez más en los dispositivos formadores de imágenes como en televisiones de proyección trasera (RPTV). En un sistema LCOS, la luz proyectada se polariza por medio de un divisor de polarización de rayos (PBS) y se dirigen sobre un formador de imágenes LCOS o motor de luz que comprende una matriz de píxeles. A través de toda esta 2 especificación, y de manera consistente con la práctica de la técnica relevante, el término píxel se utiliza para designar un área pequeña o punto de una imagen, la porción correspondiente de una transmisión de luz, y la porción de un formador de imágenes que produce esa transmisión de luz. Cada píxel del formador de imágenes modula el incidente de luz sobre el mismo de conformidad con un factor de escala de grises introducido en el formador de imágenes o el motor de luz para formar una matriz o señales separadas de luz modulada o píxeles. La matriz o señales de luz modulada se refleja o se emite desde el formador de imágenes y se dirige hacia un sistema de lentes de proyección el cual proyecta la luz modulada sobre una pantalla de despliegue, y combina los píxeles de luz para formar una imagen que se pueda visualizar. En este sistema, la variación de la escala de grises de píxel a píxel está limitada por el número de bits que se utiliza para procesar la señal de la imagen. La proporción de contraste del estado de brillo (es decir, luz máxima) o estado oscuro (luz mínima) se limita por la fuga de luz en el formador de imágenes. Una de las principales desventajas de los sistemas LCOS existentes es la dificultad en reducir la cantidad de luz en el estado oscuro, y la dificultad resultante en proporcionar proporciones sobresalientes de contraste. Esto es, en parte, debido a la fuga de luz, inherente en los sistemas LCOS. Además, ya que la entrada es un número fijo de bits (por ejemplo 8, 10, etc), el cual debe describir toda la escala de luz, se tiene la tendencia de tener muy pocos bits disponibles para describir diferencias sutiles en áreas más oscuras de la imagen. Esto puede producir defectos en el contorno. Un enfoque para mejorar el contraste en los LCOS en el estado oscuro es utilizar un COLORSWITCH™ o un dispositivo similar para escalar toda la imagen con base en el valor máximo en este cuadro particular. Esto mejora algunas imágenes, pero hace muy poco por las imágenes que contienen altos y bajos niveles de luz. Se han realizado otros intentos para resolver el problema con el fin de fabricar mejores formadores de imágenes, etc. pero en el mejor de los casos esto es lo mejor que se ha logrado. Por lo anterior se necesita proporcionar un sistema de proyección que mejore la proporción de contraste para las imágenes de video, en particular en el estado oscuro y reduzca los defectos de contorno.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un sistema de proyección que proporciona un contraste mejorado y un contorno de una señal de luz sobre una base de píxel por píxel que utiliza una arquitectura de proyección de dos etapas, de este modo se mejoran todas las imágenes de video. Un primer formador de imágenes está configurado para modular una banda de luz con una base de píxel por píxel proporcional a los valores de escala de grises proporcionados para cada píxel de la imagen para proporcionar una primera matriz de salida. Un segundo formador de imágenes está colocado y configurado para recibir la primera matriz de salida y modular los píxeles de luz modulados individuales del primer formador de imágenes con una base de píxel por píxel proporcional a una segundo valor de escalas de grises proporcionado para cada píxel. Un sistema de lentes de relé que tiene un único juego de lentes gauss y un espejo colocado en el retén del sistema enfoca la salida de luz modulada del primer formador de imágenes con una base de píxel por píxel sobre los píxeles correspondientes del segundo formador de imágenes.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Ahora se describirá la invención con referencia a las figuras anexas en las cuales: La Figura 1 muestra un diagrama de bloque de un sistema de proyección LCOS con una arquitectura de dos etapas de conformidad con una modalidad ejemplificativa de la presente invención: La Figura 2 muestra un sistema ejemplificativo de proyección de dos etapas de conformidad con la presente invención. La Figura 3 muestra un sistema de proyección equivalente para el sistema de proyección del sistema de la Figura 2 con un sistema de lentes simétrico desdoblado. La Figura 4 muestra la trayectoria de luz del estado de brillo para un ejemplo de una arquitectura simplificada de proyección de dos etapas de conformidad con la presente invención.

La Figura 5 muestra una fuga de luz en el estado oscuro para un ejemplo de una arquitectura simplificada de proyección de dos etapas de conformidad con la presente invención. La Figura 6 muestra la distorsión de la curvatura del campo para un ejemplo de una arquitectura simplificada de proyección de dos etapas, de conformidad con la presente invención; y La Figura 7 muestra la función de transferencia de módulo para un ejemplo de una arquitectura simplificada de proyección de dos etapas de conformidad con la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un sistema de proyección, por ejemplo para un despliegue de televisión, con una proporción de contraste mejorado y contorno reducido. En un sistema ejemplificativo de proyección LCOS-a-LCOS, ilustrado en la Figura 1, la luz blanca 1 se genera por medio de una lámpara 10. La lámpara 10 puede ser cualquier lámpara disponible para su uso en un sistema LCOS. Por ejemplo, se puede utilizar una lámpara de mercurio de arco corto. La luz 1 blanca entra en el integrador 20, el cual dirige una rayo telecéntrico de luz blanca 1 hacia el sistema 30 de proyección. La luz 1 blanca entonces se separa en sus bandas de componente rojo, verde y azul (RGB) de luz 2. La luz 2 RGB se puede separar por medio de espejos dicroicos (no mostrados) y que se dirigen a los sistemas 30 de proyección separada de rojo, verde y azui para su modulación. La luz 2 RGB modulada entonces se vuelve 6 a combinar por medio de una unidad de prisma (no mostrada) y se proyecta por medio de una unidad 40 de lentes de proyección sobre una pantalla de despliegue (no mostrada). De manera alternativa, la luz 1 blanca se puede separar en bandas RGB de luz 2 en el dominio de tiempo, por ejemplo, mediante una rueda cromática (no mostrada), y de este modo se dirige una a la vez en un único sistema 30 de proyección LCOS-a-LCOS. Un sistema 30 de proyección LCOS-a-LCOS ejemplificativo utiliza una arquitectura de proyección de dos etapas de conformidad con la presente invención. Las bandas monocromáticas RGB de luz 2 se modulan en secuencia mediante dos formadores de imágenes 50, 60 diferentes sobre una base de píxel-por píxel. Las bandas RGB de luz 2 comprenden un componente 3 p-polarizado y un componente 4 s-polarizado (no mostrados). Las bandas RGB de luz 2 entran en una primera superficie 71a de un primer PBS 71 y se polarizan por medio de una superficie 71p de polarización dentro del primer PBS 71. La superficie 71p de polarización permite que el' componente 3 P-polarizado de las bandas RGB de luz 2 pasen a través del primer PBS 71 a una segunda superficie 71b, mientras que se refleja el componente s-polarizado en un ángulo fuera de la trayectoria de proyección en donde pasa fuera del primer PBS 71 a través de la cuarta superficie 71 d . Un primer formador de imágenes 50 está dispuesto más allá de la segunda superficie 71b del primer PBS 71 opuesta a la primera cara 71a, en donde las bandas RGB de luz entran en el primer PBS 71. El componente 3 p-polarizado, el 7 cual pasa a través del PBS 71, por lo tanto es incidente en el primer formador de imágenes 50. En la modalidad ejemplificativa, ¡lustrada en la Figura 1, el primer formador 50 es una formador de imágenes LCOS que comprende una matriz de cristales líquidos polarizados que corresponden a los píxeles de la imagen de despliegue (no mostrada). Estos cristales transmiten luz de conformidad con su orientación, la cual a su vez varía con la resistencia de un campo eléctrico creado por una señal proporcionada al primer formador de imágenes 50. Los píxeles del formador de imágenes modulan la luz 3 p-polarizada sobre una base de píxel-por-píxel proporcional a un valor de escala de grises proporcionado al primer formador de imágenes 50 para cada píxel individual. Como resultado de la modulación de los píxeles individuales, el primer formador de imágenes 50 proporciona una primera matriz 5 de luz, que comprende una matriz de píxeles o puntos discontinuos de luz. La primera matriz 5 de luz es una salida de luz s-polarizada modulada reflejada del primer formador de imágenes 50 de regreso a través de la segunda superficie 71b del primer PBS 71, en donde se refleja por medio de una superficie 71p de polarización en un ángulo fuera del primer PBS 71 a través de una tercera superficie 71c. Cada píxel de la primera matriz 5 de luz tiene una intensidad o luminiscencia proporcional al valor de la escala de grises individual proporcionado para el píxel en el primer formador de imágenes 50. La primera matriz 5 de luz de la luz s-polarizada se refleja por 8 medio del PBS 71 a través de un sistema 80 de lentes de relé, la cual proporciona una transmisión 1 -a- 1 de la primera matriz 5 de luz. En una modalidad ejemplificativa, ¡lustrada en la Figura 2, el sistema 80 de lentes de relé comprende un único juego de lentes gauss y un espejo 83 para reflejar la imagen de regreso a través del juego de lentes. Este único juego de lentes gauss comprende un lente 81 esférico y un lente 82 acromático configurado para proporcionar una baja distorsión de la imagen que se transmite con un aumento de aproximadamente -1, de modo que la salida de cada píxel en el primer formador de imágenes 50 se proyecta en un píxel correspondiente del segundo formador de imágenes 60. Como se muestra en la Figura 2, un sistema 80 de lentes de relé ejemplificativo comprende un espejo 83 colocado en el punto focal o retén del sistema para el sistema 80 de lentes, un lente 81 esférico colocado entre el primer PBS 71 y el espejo 83, y un lente 82 acromático entre el lente 81 esférico y el espejo 83. Los inventores han determinado que la trayectoria de proyección del sistema 30 de proyección se puede doblar de modo que una imagen pase a través de los lentes 81, 82, se refleje mediante el espejo 83, y pase otra vez a través de los espejos 81, 82 en el orden opuesto. Para transmitir una imagen a través de una trayectoria de proyección doblada con una baja distorsión y un módulo de una función de alta transferencia óptica, ios inventores han determinado que se debe desarrollar un sistema de lentes equivalente que sea simétrico con relación al retén del sistema. 9 En la Figura 3 se muestra un sistema 80' de lentes equivalente. El sistema 80' de lentes equivalente comprende el lente 81 esférico y el lente 82 acromático del único juego de lentes gauss descrito con anterioridad, con un retén 83' del sistema sin espejo. Entre el retén 83' del sistema y el segundo formador de imágenes 72, el sistema 80' de lentes equivalente comprende un lente 82' acromático equivalente y un lente 81' esférico equivalente. El lente 82' acromático equivalente y el lente 81' esférico equivalente en realidad es el lente 82 acromático y ei lente 81 esférico, respectivamente y la imagen pasa a través de los mismos en la dirección opuesta. El lente 81 esférico tiene una primera superficie 81a y una segunda superficie 81b la cual dobla el patrón de luz divergente del primer PBS 71 en un patrón de luz que converge hacia el eje óptico del sistema 80' de lentes equivalente. El lente 82 acromático tiene una primera superficie 82a, una segunda superficie 82b y una tercera superficie 82c, la cual enfoca el patrón de luz convergente del lente 81 esférico sobre el retén 83' del sistema. En el retén 83' del sistema, el patrón de luz se invierte y se diverge. El lente 82' acromático equivalente, el cual tiene una primera superficie 82c, una segunda superficie 82b, y una tercera superficie 82a, es lo contrario del lente 82 acromático (es decir, el mismo lente que regresa hacia atrás de modo que la primera superficie 82c del lente 82' acromático equivalente es la tercera superficie 82c del lente 82 acromático y la tercera superficie 82a del lente 82' acromático equivalente es la primera superficie 82a del lente 82 acromático). Las superficies 82c, 10 82b y 82a del lente 82' acromático equivalente distribuye el patrón de luz divergente sobre el lente 81' esférico equivalente. El lente 81' esférico equivalente, que tiene una primera superficie 81b y una segunda superficie 81a, es lo contrario del lente 81 esférico. Las superficies 81b y 81a doblan el patrón de luz para convergir y formar una imagen invertida en el segundo formador de imágenes 60 que tiene una correspondencia uno-a-uno con el objeto o matriz de píxeles del primer formador de imágenes 50. Las superficies del sistema 80' de lentes de relé equivalente están configuradas para trabajar con los formadores de imágenes 50, 60 y los del PBS 71, 72 para lograr la correspondencia uno-a-uno de los píxeles del primer formador de imágenes 50 y el segundo formador de imágenes 60. En la Tabla 1 se proporciona un resumen de las superficies de un sistema 30 de proyección ejemplificativo que utiliza el sistema 80' de lentes de relé equivalente. Estas superficies ejemplificativas de lentes fueron desarrolladas por los inventores mediante el uso del software ZE AX™ y los inventores determinaron novedosas características. Se realizaron diversas modificaciones a este sistema de proyección ejemplificativo con base en factores como: costo, tamaño, niveles de luminiscencia y otros factores de diseño.

TABLA 1 (dimensiones en mm) DispoSuperTipo Radio Espesor CrisDiámetro Cónico sitivo ficie tal 50 objeto std infinito 19.82429 20.4 0 71 2°(71 b) std infinito 28 SF2 26.74929 0 71 3°(71c) std infinito 1.457079 32.16696 0 81 1°(81a) std 47.25938 12.01184 BAK2 33.58872 -1.021197 81 2°(81b) std -29.12938 0.9996844 33.36579 -2.209548 82 1°(82a) std 16.44959 10.00551 BAK2 25.54432 0 11 La primera matriz 2 de luz, como se explicó con anterioridad, comprende luz s-polarizada modulada. Con el fin de pasar a través del primer PBS 71 después de que se refleje por medio del espejo 83, la primera matriz 5 de luz se debe invertir a una primera matriz 5' invertida de luz. Esto se puede hacer, por ejemplo, al colocar una Placa de Un Cuarto de Onda (QWP) 88 entre los lentes 81, 82 y el espejo 83. En una modalidad ejemplif ¡cativa, la QWP 86 es una banda ancha QWP laminada sobre el espejo 83. Conforme la trayectoria de proyección pasa a través de la QWP 88 dos veces, la primera matriz 2 de luz se invierte en la primera matriz 5' invertida de luz. Después de que la primera matriz 5' invertida de luz abandona el sistema 80' de lentes de relé equivalente, pasa otra vez a través del primer PBS 71 de la superficie 71c a la superficie 71 d y entra en un segundo PBS 72 a través de una primera superficie 72a y sale a través de la superficie 72b sobre un segundo formador de imágenes 60. En la modalidad ejemplificativa, ilustrada en la Figura 2, el segundo formador 60 de imágenes es un formador de imágenes LCOS el cual modula la primer matriz 5' invertida de luz y 12 previamente modulada sobre una base de píxel-por-píxel proporcional a un valor de escala de grises proporcionado al segundo formador de imágenes 60 para cada píxel individual. Los píxeles del segundo formador de imágenes 60 corresponden a una base de uno-a-uno con los píxeles del primer formador de imágenes 50 y con los píxeles de la imagen de despliegue. De este modo, la entrada de un píxel particular (i,j) en el segundo formador de imágenes 60 es la salida del píxel correspondiente (i,j) del primer formador de imágenes 50. El segundo formador de imágenes 60 entonces produce una matriz 6 de salida de luz p-polarizada. Cada píxel de luz en la matriz 6 de salida se modula en su intensidad por medio de un valor de escala de grises proporcionado al formador de imágenes para el píxel del segundo formador de imágenes 60. De este modo un píxel específico de la matriz 6 de salida (i,j) tendrá una intensidad proporcional al valor de escala de grises para su píxel correspondiente (i,j)i en el primer formador de imágenes y su correspondiente píxel (i,j)2 en el segundo formador de imágenes 60.

La salida L de luz de un píxel particular (i,j), se determina por el producto de la luz incidente en el píxel determinado del primer formador de imágenes 50, el valor de escala de grises seleccionado para el determinado píxel en el primer formador de imágenes 50 y el valor de escala de grises seleccionado en el segundo formador de imágenes 60: L=L0xG1xG2 13 LO es una constante para un determinado píxel (siendo una función de la lámpara 10, y el sistema de iluminación). De este modo, la salida L de luz en realidad se determina principalmente por medio de los valores de la escala de grises seleccionados para este píxel en cada formador de imágenes 50, 60. Por ejemplo, al normalizar las escalas de grises a 1 máximo y suponiendo que cada formador de imágenes tiene un radio de contraste muy modesto de 200:1, entonces el estado de brillo de un píxel (i,j) es 1, y el estado oscuro del píxel (i,j) es 1/200 (no cero, debido a la fuga). De este modo, la arquitectura del proyector de dos etapas tiene un intervalo de luminiscencia de 40,000:1. Lmax = x 1 = 1 Lmin = .005 x .005 = 000025 El intervalo de luminiscencia definido por estos límites da un radio de contraste de 1/.000025:1, o 40,000:1. De manera importante la luminiscencia del estado oscuro para la arquitectura ejemplificativa del proyector de dos etapas sería solo una cuarenta-milésima de la luminiscencia del estado de brillo, en lugar de dos centésimas del estado de brillo si el formador de imágenes hipotético se utilizara en una única arquitectura formadora de imágenes existente. Como podrán entender las personas experimentadas en la técnica, un formador de imágenes con una proporción de contraste más bajo se puede proporcionar para un costo considerablemente menor que un formador de imágenes con una proporción de contraste más alto. De este modo, un sistema de proyección de dos etapas 14 que utiliza dos formadores de imágenes con una proporción de contraste de 200:1 proporciona una proporción de contraste de 40,000:1, mientras que un sistema de proyección de una única etapa que utiliza un formador de imágenes mucho más caro con una proporción de 500:1 sólo proporciona un contraste de 500:1. También un sistema de proyección de dos etapas con un formador de imágenes que tiene una proporción de contraste de 500:1 y un formador de imágenes económico con una proporción de 200:1 tiene una proporción de contraste del sistema de 100,000:1. Por consiguiente, se puede obtener un equilibrio de costo/desempeño para crear un sistema de proyección óptimo. Con referencia otra vez a la Figura 2, la matriz 6 de salida entra en el segundo PBS 72 a través de la segunda superficie 72b. El segundo PBS 72 tiene una superficie 72p de polarización que refleja la matriz 6 de salida s-polarizada a través de una tercera superficie 72c. Después de que la matriz 6 de salida abandona el segundo PBS 72, la misma entra en la unidad 40 de lentes de proyección, la cual proyecta una imagen 7 de despliegue sobre una pantalla (no mostrada) para su visualización. La trayectoria de proyección del estado de brillo y la trayectoria de fuga se muestran en la Figura 4 y 5, respectivamente. Con referencia primero a la Figura 4, los divisores de polarización de rayos (PBS) 71, 72 pasan la luz p-polarizada directo a través de la luz s-polarizada y desvían la misma. Cuando un píxel del primer formador de imágenes 50 se ajusta al estado de brillo, se invierte la luz p-polarizada incidente a la luz s-polarizada y refleja esta luz s-polarizada. El primer PBS 71 entonces desvía la luz s-polarizada hacia el sistema 30 de proyección de dos etapas, el cual incluye lentes, una placa de un cuarto de onda y un espejo. Debido a que la luz pasa a través de la placa de un cuarto de onda dos veces, se invierte una mitad de onda en la luz p-polarizada, la cual pasa a través de los PBS 71, 72 en el segundo formador de imágenes 60. El segundo formador de imágenes 60 invierte y refleja la luz como luz s-polarizada, la cual se desvía por medio del segundo PBS 72 hacia el sistema de lentes de proyección (no mostrado). Con referencia ahora a la Figura 5, cuando un píxel del primer formador de imágenes se ajusta al estado oscuro, la mayor parte de la luz p-polarizada no se transmite y se refleja por medio del primer formador de imágenes 50. Una pequeña porción de la luz se fuga a través del formador de imágenes 50 como la primera fuga 5' p-polarizada. La mayor parte de esta primera fuga 5' p-polarizada pasa a través del primer PBS 71. Sin embargo, una pequeña segunda fuga 5" se desvía sobre el sistema 30 de proyección, en donde se invierte a la segunda fuga 5"' de luz s-polarizada. La mayor parte de la segunda fuga 5"' s-polarizada se desvía por medio del primer PBS 71, pero una pequeña porción pasa a través del primer PBS 71 como la tercera fuga 5"". El segundo PBS 72 desvía la mayor parte de la tercera fuga 5"", pero una pequeña porción pasa a través del segundo PBS 72 y sobre el segundo formador de imágenes 60 como la cuarta fuga 5""' s-polarizada. El segundo 16 formador 60 desvía la cuarta fuga 5""' s-polar¡zada sin invertirla, debido a su luz s-polarizada, y el segundo PBS 72 desvía la luz s-polarizada hacia el sistema de lentes de proyección (no mostrado). De este modo, en el estado oscuro, la luz debe fugarse a través del primer formador de imágenes una vez, el primer PBS dos veces y el segundo PBS una vez, con el fin de alcanzar el sistema de lentes de proyección. Cuando el primer formador de imágenes 50 y ios PBS 71, 72 tienen una fuga de 0.05, por ejemplo, la fuga neta sería de 0.054 o 6.25EE-06. Como se describió con anterioridad, el sistema 80 de lentes resumido en la Tabla 1 se designó mediante el uso del paquete de software ZEMAX™ bajo limitaciones contempladas por los inventores. La distorsión y la función de transferencia de modulación calculada por el paquete de software ZEMAX™ para este sistema de lentes ejemplificativo se muestra en las Figuras 6 y 7, respectivamente. La distorsión es menor de 0.05%, como se muestra en la Figura 6, y la función de transferencia óptica a una frecuencia espacial de 36 ciclos por milímetro es mayor de 0.6, como se muestra en la Figura 7. Con referencia otra vez a la Tabla 1, el espesor proporcionado para cada superficie es la distancia a la siguiente superficie en el sistema de proyección. Por consiguiente, la distancia total entre el primer PBS 71 y el espejo es menor de 37 milímetros, y la longitud del sistema de proyección a lo largo de su mayor dimensión es menor de 100 milímetros, proporcionando un sistema de proyección muy 17 compacto. Lo anterior ilustra alguna de las posibilidades para practicar la invención. Muchas otras modalidades son posibles dentro del alcance y espíritu de la invención. Por lo tanto, se tiene el propósito de que la anterior descripción sea ilustrativa en lugar de limitativa y que el alcance de la invención se determine por medio de las reivindaciones adjuntas junto con su total alcance de los equivalentes.

Claims

18 REIVINDICACIONES

1. Un sistema de proyección para proyectar una imagen que comprende una matriz de píxeles que tiene una luminiscencia modulada, el sistema de proyección caracterizado porque comprende: un primer formador de imágenes configurado para modular una banda de luz sobre una base de píxel-por-píxel proporcional a valores de escala de grises proporcionados para cada píxel de la imagen para proporcionar una primera matriz de salida; un segundo formador de imágenes colocado y configurado para recibir la primera matriz de salida de los píxeles modulados de luz y modular los píxeles modulados individuales de luz del primer formador de imágenes sobre una base de píxel-por-píxel proporcional a un segundo valor de escala de grises proporcionado para cada píxel de la imagen; y un sistema de lentes de relé configurado para enfocar la salida de luz modulada del primer formador de imágenes sobre una base de píxel-por-píxel sobre los píxeles correspondientes del segundo formador de imágenes, el sistema de lentes de relé incluye un único juego de lentes gauss y un espejo colocado en el retén del sistema para que el juego de lentes refleje la imagen de regreso a través del juego de lentes.

2. El sistema de proyección de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de lentes de relé 19 además comprende una placa de un cuarto de onda dispuesta entre el único juego de lentes gauss y el espejo.

3. El sistema de proyección de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque además comprende un primer y segundo divisores de polarización de rayos dispuesto entre el espejo y el segundo formador de imágenes.

4. El sistema de proyección de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el primer divisor de polarización de rayos está también dispuesto entre una fuente de iluminación y el primer formador de imágenes.

5. El sistema de proyección de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el único juego de lentes gauss comprende un único lente esférico y un lente acromático, en donde el lente acromático está dispuesto entre el único lente esférico y ei retén del sistema.

6. El sistema de proyección de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de lentes de relé tiene una distorsión menor de aproximadamente 0.05% con una función de transferencia óptica mayor de 0.6 en una frecuencia espacial de 36 ciclos por milímetro.

7. El sistema de proyección de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de lentes de relé tiene un aumento aproximadamente entre -0.9995 y -1.0005.

8. El sistema de proyección de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de lentes de relé 20 tiene una telecentricidad con una desviación de ángulo de entrada y salida menor de 1.05 grados.

9. Un sistema de proyección de dos etapas para proyectar una imagen a lo largo de una trayectoria de proyección, el sistema de proyección caracterizado porque comprende: un primer y segundo formadores de imágenes, cada uno comprende una matriz de píxeles, con un espejo dispuesto en la trayectoria de proyección entre los formadores de imágenes y un único juego de lentes gauss que tiene un eje óptico sobre la trayectoria de proyección y que está dispuesto entre el espejo y los formadores de imágenes, de modo que la salida de un primer formador de imágenes pase a través del único juego de lentes gauss, una vez en cada dirección a lo largo del eje óptico del único juego de lentes gauss para enfocar la salida de un píxel específico del primer formador de imágenes sobre un píxel correspondiente en el segundo formador de imágenes.

10. El sistema de proyección de dos etapas de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el primer y segundo formadores de imágenes son formadores de imágenes LCOS y el primer y segundo divisores de polarización de rayos están dispuestos entre el espejo y el segundo formador de imágenes.

11. El sistema de proyección de dos etapas de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el primer divisor de polarización de rayos está dispuesto de manera simultánea entre una fuente de iluminación y el primer formador de imágenes. 21

12. El sistema de proyección de dos etapas de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque además comprende una placa de un cuarto de onda dispuesta entre el único juego de lentes gauss y el espejo.

13. El sistema de proyección de dos etapas de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el único juego de lentes gauss comprende un único lente esférico y un lente acromático, en donde el lente acromático está dispuesto entre el único lente esférico y el retén del sistema.

14. El sistema de proyección de dos etapas de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el único juego de lentes gauss tiene una distorsión menor de aproximadamente 0.05% con una función de transferencia óptica mayor de 0.6 en una frecuencia espacial de 36 ciclos por milímetro.

15. El sistema de proyección de dos etapas de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque ei único juego de lentes gauss tiene un aumento aproximado entre -0.9995 y -1.0005.

16. El sistema de proyección de dos etapas de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el único juego de lentes gauss es telecéntrico con una desviación de ángulo de entrada y salida menor de 1.05 grados.

17. El sistema de proyección de dos etapas de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la longitud del sistema de proyección a lo largo de su mayor dimensión es menor de 100 milímetros.