专利名称：光束的频率寻址矩阵路径头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够通过光束矩阵使用第二代数字影院的视频投影仪的末级， 以便使用低/中功率的^敫光，或者由作为光源的强度非常高的氣气灯产生的白光，在宽屏上投影超高清RGB视频信号。这禾中光学设备的空间和频率灵活性使其能够应 用于电信领域(即，路由器、波长多路复用器/多路信号分离器、光学开关、光耦合 器、极化分析器……)。
背景技术：
剧场中的投影仪通常是通过35mm或70mm电影放映机来进行放映的。现在可 用的许多应用是基于支持2Kx 1K像素分辨率的DLP或LCD技术，和基于支持2K x 4K像素分辨率的GLV技术的原型设备。将这种技术的使用应用到较高分辨率会 导致成本关于基本元素(DLP、 LCD或GLV分量)的发展而成指数上升。使用微 小金属成分(用于DLP技术的DMD微镜和用于GLV技术的薄刀片O会引起残留 磁场问题、谐振、过早老化(这是由于多次重复扭转而导致的)、氧化和能够达到的 最大扫描/刷新频率方面的限制。在LCD水平，其主要问题是1)使用二向色滤光 片所固有的，二向色滤光片引起基本fe/RGB分量(RGB比、色域和色 显)的透射 损失和失真，在组合信号水平，主要问题是2)使用具有最大启动/解除频率(遮光 周期)的LCD遮光器矩阵所固有的。这些成对的影响使色彩混合/色温/色域的优化 处理不容易得到剧场用户所需的足够的对比度水平。 一旦集成程度(扫描机构的尺 寸缩小程度)和工业化成本都得到充分优化，其应用领域首先是高质量数字影院， 其次将是应用于其它市场部分(即，"家庭影院")。
发明内容
本发明的设备能够再现超高清(UHD)图像序列，借助于光束的频率寻址路径 头，从光源透射到尺寸和形状可变的屏幕上。本发明的目标是保持原始信号(色域、 频谱、分辨率、对比度……)的本质特性。由于仅涉及在镜面/滤波器上的一系列反射/透射，最终受到的机器磨损将非常有限，从而优化几乎整个光学设备(光束+微li/滤波器)所执行的视频投影。
该设备能够使用^/中功率的光源(即，(2)、 (3)和(4))的设计和"n"x"m" 镜面(5)的设计，创建矩阵形式的光束(1)，这些光源支持来自于激光光源或者滤 波后的白光的三基色(红绿蓝)，镜面设计是实现某种过滤，其尺寸和形状是通过镜 面/滤波器构造来定义的。该设备包括某个数量的矩阵，矩阵由几何排列的镜面/滤 波器组成，即，(6)、 (7)、 (8)禾n (9)，其对光束(10)进行调节和滤波，以生成 矩阵元素或者投影(1)符号。该系统本身没有扫描功能，而是使用每个矩阵元素的 序列编码。光源开启控制是通过数字命令来执行的，数字命令与配置显示矩阵的布 置或者在特定时间"t"的符号有关。矩阵元素或符号将被扫描到投影表面上，以生 成复杂的视频序列。
其工作原理包括，通过插入与矩阵排列的微镜反射若干次的特定部分频谱相关 的频率梳，在作为视频屏幕的部分的特定区域上的光束矩阵扫描。在投影子系统的 末级处，光束的直径在0.03mm至10mm的范围内，这取决于目标应用。频率扫描 方法是通过使用覆盖有金属薄层的镜面/滤波器，使光束能够在金属显示表面上进行 反射和/或邀寸，而不是使用通常的时间和空间屏幕扫描。每个频率梳由不同频率组 成，这取决于目标矩阵结构(nxm)，频率梳执行投影系统末级中的矩阵符号编码。 频率^[的脉冲频率代表所有矩阵元素的同时重新生成时间间隔。每个频率的强度调 制对应于每个像素的重新生成时间间隔。
在设备的第一级，频率梳根据其规t各通过一连串微镜，透过一部分频率并反射 其余部分。微镜的连续性使得能够对入身寸光束进行矩阵几何形状的分配。
根据具体配置模式
设备(图l)通过连续的或者分散的光谱来照明。微m/滤波器可表示相同规格 也可表示不同规格，这取决于目标应用。
一组具有相同频率规格但是反射率/透射率为逐级可变的镜面/滤波器能够产生 从精确光源发出的《n》x《m》的光束矩阵。
图1是本发明的完整设备的示意图2是单个镜面/滤波器的截面图3是来自由一连串单个镜面/滤波器组成的矩阵水平的部分光线或光柱的截
面图4示出了较低矩阵水平的示意图5示出了较高矩阵水平之一的示意图，-
图6示出了来自能够对每个像素进行频率和空间分害l汲重新组合的矩阵的较高 水平部分的截面图7示出了设备的一种变形配置的截面图，这种变形配置的特征在于光源被设 置成分散于轴的周围，由一个或多个重叠的尺寸增长的光环组成，光环中安装有一 些镜面/滤波器；
图8示出了设备的变形配置的正视图，这种变形配置的特征在于光源被设置成 分散于轴的周围，由若干个镜面/滤波器光环组成；
图9示出了图8所示的光环的正视图，其被安装有镜面/滤波器；
图10示出了镜面/滤波器矩阵的一个变形例的正视图，其排列成具有三个递增 的表面级的金字塔形状，即，每级分别被安装有4个、12个和20个镜面/滤波器；
图11示出了从入射设备(g卩，以45度斜角)观察的镜面/滤波器中的一个的示 意图。
具体实施例方式
参考附图，在图1中，根据预见应用定义的设备包括由某个数量的镜面/滤波器 连续组成的较高级和较低级。
覆盖有金属层的棱镜或薄片被用来制造基本组件镜面/滤波器(图2)。根据 预见应用，该处理使得一部分输入光束规格(即，强度、频谱、极化等)能够进行 透射或者反射。根据技术处理，基本组件镜面/滤波器被集成到设备中或者放置在设 备表面上。
《m》个镜面/滤波器连成(图3)波长选择性镜面f连，使得能够将输入光束(10) 空间分区成《m》个不同的光束，得到特定不同分量(12)、 (13)和(M)。每个频
谱分量是由其构造期间的镜面/滤波器特性决定的。
较低级(图4)由沿《p》条线(g卩，对应于三基色RGB的三条线)排列的《m》
个基本镜面Z滤波器链组成。每个排成直线的表面使得能够在矩阵较高级上空间寻址 每个由《n》个排成直线的表面所组成的《m》列(图5)。在该上下文中，较低矩 阵寻址一列设备输出光束矩阵。
如图6所示，较高级通过镜面/滤波器链(15)、 (16)禾n (17)，使用波长选择 镜面/滤波器，执行该列上的光束位置选择。该《p》个较高级重叠使得每个光束(18) 和(19)能够进行频谱重新组合，即，每个输出矩阵像素的每个RGB分量，以定 义设备的输出矩阵。
根据预见应用的配置和相反模式的可能性，该设备不仅可以用于获取具有一个 或多个入射光束的单一光束矩阵(即，通过对信息进行频率编码，同时生成代表图 片的RGB像素矩阵)，而且可以作为基于输入光束矩阵的单个或者多光束发生器 (即，图片的频率编码)。
图7所示的设备表示执行矩阵激光束发生器功能以提供数字视频投影仪的末级 的设备的另一种布置，使用携带基色(红绿蓝)的^/中功率激光光源和棱镜镜面的 组合设计。该设备包括某个数量的环(20)，在那里激光头指向每个环的中心(图8)， 在每个环的中心处，镜面/滤波器(图11)排列起每个激光束，以便创建投影矩阵元 素/符号(22)。镜面/滤波器被放置在某个数量的静态或旋转光环上(图9)，以便生 成所需要的光束矩阵。数字命令根据在特定的时间"t"所请求的矩阵/符号配置使 激光头点亮。该系统的应用范围将首先面向高端数字影院，其次面向其他市场，如 "家庭影院"。
权利要求
1.一种光学矩阵头设备，其特征在于，根据自由图案，以矩阵或同中心的形状，来自辐射状排列的某个数量的光源的光束的准直线性对应或者已引起的(brought)线性对应矩阵组，并根据几何排列，在空间中组织的镜面或滤波器上寻址光学频率梳，以便通过连续的反射或透射执行区域的多光束扫描，以用于视频投影或电信应用。
2. 如权利要求1所述的光学矩阵头设备，其特征在于，呈辐射结构分布， 环的组合结合了指向每个环的中心的某个数量的光源，某个数量的光环级或者可布 置成旋转情况下的金字±荅形或锥形，其上分布有以能够根据输出平面进行正常反射 的角度倾斜的某个数量的镜面元素或者滤波器。
3. 如权利要求1和2所述的光学矩阵头设备，其特征在于，具有辐射结构 的中心，镜面或滤波器排列的被动元件的结构，在频谱频率水平上的极端选择，在 某个数量的级上的f顷斜和分布，能够通过一系列反射或透射和对矩阵光束内的每个 基本像素的频率和空间编码，从，俞入频率梳，对光束的准直线性对应组同时进行扫 描或空间寻址，其中输出矩阵上的每个位置对应于输入端上的具体频率信号。
4. 如权利要求1至3所述的光学矩阵头设备，其特征在于，通过光源寻址 设备生成的离散的或者连续频率擺的脉冲使得能够謝亍符号编码，其中每个连续频 率由预见应用决定，在能够进行视频序列投影或多光束数据传输的周期，输出矩阵 上的每个点对应于与来自点矩阵的像素之一相关联的光束中的调幅后的频谱的特定 部分。
5. 如权利要求1至4所述的光学矩阵头设备，其特征在于，输出矩阵上的 每个光束的单频谱信号是来自较高级和较低级所执行的频谱分解和重组，生成特定 被动光学元件的矩阵分布，使得能够根据其物理规格中的一个或多个，如毫微米量 级的波长截止縮小步长，对输入光束进行反射、透射或极端选择滤波，从而在输出 矩阵的每个位置上创建红绿蓝中的不同分量。
6. 如权利要求1至5所述的光学矩阵头设备，其特征在于，作为双向设备的反向使用模式，其中双向设备能够对频率梳进行空间信息编码，这是以被动方式 执行的，并且来自输入光束矩阵的带有单独幅度和根据每个光束的输入矩阵物理位 置对波 行了时间调制的输出信号或光束，即，通a^寸作为空间分布的不同输入 光束基本频率的频率梳进行重组，执行频分多址功能，同时执行多光束数据传输功
7. 如权利要求1至6所述的光学矩阵头设备，其特征在于，基本组成部分 镜面或滤波器，位于表面的内部或上面，能够根据预见应用来实现连续交叉的每个 基本组成部分的结构，能够在输出端创建准直统性对应多光束符号空间寻址、方 向、倾斜、反射或者输入端的极端选择和增长的频谱滤波，这种设备能够进行频率 梳处理，以便执行特定空间和频率寻址。
全文摘要
光束的频率寻址矩阵路径头。本发明是关于一种带有辐射结构的设备(图1)，生成准直线性对应或者已引起的(brought)线性对应的光束组，采用矩阵形状(22)，以便供应给数字视频投影仪的末级。准直线性对应光束是根据目标应用，从频谱光源和某个尺寸和形状的某个数量的镜面或滤波器的组合来构建的，能够将适当的频率滤波链接到镜面或滤波器配置。在其中心，该设备包括几何排列的某个数量的镜面或滤波器，指向不同光束并对其进行滤波，以便建立特定的多光束矩阵元素或符号。该设备根据矩阵(22)的每个构成元素或创建的符号的位置，用特定的频率编码，从输出矩阵同时寻址整个光束组。数字控制功能使每个光源根据特定矩阵(22)或符号开始发光，以在特定时刻或者时间“t”获得，即，在表面上进行扫描以生成复杂的视频序列。该设备将被应用于第二代高端数字影院、家庭影院和电信领域。
文档编号G02B27/14GK101203792SQ200680017844
公开日2008年6月18日 申请日期2006年5月11日 优先权日2005年5月24日
发明者., 让-马克·德索尼尔斯 申请人:布里兹科技有限公司