透反式色彩再现.pdf

本发明涉及透反式色彩再现。本发明的实施例包括用于包括色彩再现子系统的照明排布结构的装置、方法以及系统。

1、  一种装置，该装置包括：
光源，该光源用于产生光；
透反式滤色器，该透反式滤色器光学地耦合至所述光源，以接收沿入射轴的光，所述透反式滤色器包括至少一个色彩通带，以在所述入射轴与反射轴不重合的情况下，透射一频率范围内的至少一部分光，而沿所述反射轴反射所述频率范围外的至少一部分光；以及
再现子系统，该再现子系统光学地耦合至所述透反式滤色器，具有位于所述反射轴上的输入部，并具有输出部，该再现子系统通过所述输入部接收反射光，并且通过所述输出部向所述透反式滤色器发射再现光。

2、  根据权利要求1所述的装置，其中，所述透反式滤色器是由旋转色鼓、旋转螺旋色轮以及带调制滤波器组成的组中的一个。

3、  根据权利要求1所述的装置，其中，所述透反式滤色器包括由红光通带、绿光通带以及蓝光通带组成的组中的至少一个。

4、  根据权利要求1所述的装置，该装置还包括：
显示器，该显示器光学地耦合至所述透反式滤色器，以接收从所述透反式滤色器透射的光。

5、  根据权利要求4所述的装置，其中，所述显示器是透射型液晶光阀。

6、  根据权利要求4所述的装置，该装置还包括：
所述显示器大致居中在光轴上；
中继光学排布结构，该中继光学排布结构大致设置在所述显示器的所述光轴的第一侧，以接收来自所述光源的光，并且沿所述入射轴向所述透反式滤色器透射所述光；并且
所述再现子系统的所述输入部被设置在所述显示器的所述光轴的第二侧。

7、  根据权利要求6所述的装置，该装置还包括：
中继透镜，该中继透镜大致居中在所述显示器的所述光轴上；并且
所述再现子系统的所述输入部和所述中继光学排布结构都包括所述中继透镜的部分。

8、  根据权利要求6所述的装置，该装置还包括：
光学积分器，该光学积分器用于接收来自所述光源的光，并且向成像透镜透射所述光，该成像透镜用于向所述中继光学排布结构透射所述光。

9、  根据权利要求6所述的装置，其中，所述再现子系统还包括：
第一镜，该第一镜用于接收来自所述再现子系统的所述输入部的反射光中的一部分，并且将所述反射光中的所述一部分重定向回所述再现子系统的所述输入部；并且
所述再现子系统的所述输入部大致与该再现子系统的所述输出部相同。

10、  根据权利要求9所述的装置，其中，所述再现子系统还包括：
光学积分器，该光学积分器具有第一端部，该第一端部用于接收来自所述再现子系统的所述输入部的光；并且
所述第一镜设置在所述光学积分器的第二端部上或其附近，以使所述光通过所述光学积分器反射回所述第一端部。

11、  根据权利要求10所述的装置，其中，所述再现子系统还包括：
折镜，该折镜用于接收来自所述再现子系统的所述输入部的光，并且向成像透镜反射该光，该成像透镜用于将所述光成像在所述光学积分器的所述第一端部上。

12、  根据权利要求9所述的装置，其中，所述第一镜略微倾斜，以使所述光被通过略微不同的路径重定向回所述再现子系统的所述输入部。

13、  根据权利要求9所述的装置，该装置还包括：
第二镜；
透反式偏光器，该透反式偏光器用于接收来自所述中继光学排布结构的光，以向所述透反式滤色器透射第一偏光状态的光，并且向所述第二镜反射第二偏光状态的光；
所述第二镜适于把所述第二偏光状态的光反射回所述透反式偏光器，从而导致该光离开所述透反式偏光器而朝所述再现子系统的所述输入部反射；以及
四分之一波片，该四分之一波片位于所述第一镜与所述再现子系统的所述输入部之间，用于将所述第二偏光状态的光改变为所述第一偏光状态的光。

14、  根据权利要求13所述的装置，其中，所述四分之一波片包括所述第一镜上的覆层。

15、  根据权利要求1所述的装置，该装置还包括：
第一光学积分器，该第一积分器包括输入孔和输出孔，所述输入孔用于接收来自所述光源的光，而所述输出孔用于向所述透反式滤色器透射光。

16、  根据权利要求15所述的装置，其中，所述再现子系统还包括：
第二光学积分器，该第二光学积分器具有第一端部，该第一端部用于接收来自所述透反式滤色器的反射光。

17、  根据权利要求16所述的装置，其中，所述再现子系统包括一镜，该镜设置在所述第二光学积分器的第二端部上或其附近，以使光通过所述第二光学积分器反射回所述第一端部并向着所述透反式滤色器射出。

18、  根据权利要求17所述的装置，其中，所述再现子系统包括光学部件，该光学部件用于把来自所述透反式滤色器的反射光成像在所述第二光学积分器的所述第一端部上。

19、  根据权利要求15所述的装置，其中，所述再现子系统的所述输出部被光学地耦合至所述第一光学积分器。

20、  一种方法，该方法包括以下步骤：
产生步骤，其从光源产生光；
透反射步骤，其利用透反式滤色器接收沿入射轴的光，透射一频率范围内的光，并且沿与所述入射轴不重合的反射轴反射在所述频率范围外的光；以及
再现步骤，通过向所述透反式滤色器再引入反射光来再现该反射光。

21、  根据权利要求20所述的方法，其中，所述再现步骤包括以下步骤：在向所述透反式滤色器再引入所述反射光之前对该反射光进行积分。

22、  根据权利要求20所述的方法，其中，所述再现步骤包括以下步骤：沿与所述反射轴不重合的再现轴再引入所述光。

23、  根据权利要求22所述的方法，该方法还包括以下步骤：
透射步骤，其向所述透反式滤色器透射第一偏光方向的光；
反射步骤，其反射第二偏光方向的光；以及
再现透射步骤，其通过把所述第二偏光方向的光改变至所述第一偏光方向来再现该光，并且向所述透反式滤色器透射该光。

24、  根据权利要求22所述的方法，其中，所述再现轴与所述入射轴大致重合。

25、  根据权利要求24所述的方法，该方法还包括对沿所述入射轴行进的光进行积分的步骤。

26、  一种系统，该系统包括：
视频单元，该视频单元具有输出视频信号；和
投影系统，该投影系统耦合至视频单元，以接收视频信号并对视频进行投影，所述投影系统包括：
照明排布结构，该照明排布结构包括：
光源，该光源用于产生沿入射轴的光；和
色彩再现子系统，该色彩再现子系统具有偏离所述入射轴的输入部；
显示器，该显示器光学地耦合至所述照明排布结构；以及
投影透镜，该投影透镜光学地耦合至所述显示器。

27、  根据权利要求26所述的系统，其中，所述照明排布结构还包括：
透反式滤色器，该透反式滤色器用于接收沿所述入射轴的光，以透射选定色彩范围内的光，并且沿反射轴反射其它色彩范围内的光；
所述再现子系统的所述输入部设置在所述反射轴上；并且
所述再现子系统包括输出部，该输出部用于向所述透反式滚显滤色器发射再现光。

28、  根据权利要求27所述的系统，其中，所述透反式滤色器包括多个色彩通带。

29、  根据权利要求26所述的系统，其中，所述视频单元是从数字通用盘、摄像机以及机顶盒中选择的一种。

30、  根据权利要求26所述的系统，其中，所述显示器包括透射型液晶光阀。

透反式色彩再现
技术领域
本发明的公开实施例涉及彩色视频投影系统的领域。更具体地，本发明的公开实施例涉及彩色视频投影系统中的色彩再现。
背景技术
更快速切换液晶和数字微镜技术近来的发展，已使得能够制造单板投影系统。这些投影系统可以使用连续式或滚显式滤色器，以横越显示器滚显色彩，每次一行更新显示器，而非更新整个帧。这种方法对于某些具有慢响应时间的液晶显示器来说尤其有用。已经开发出色轮和色鼓，以提供在更新显示器的行时横越显示器滚显的色彩带。这些滤色器实现了向显示器的一个部分透射仅一种色彩(典型的是，红色、绿色，或蓝色)的光。这种显示器基于图像数据选择性地透射各种单色光的部分。透射型显示器可以通过反射或吸收一种偏光的光而透射另一种偏光的光来完成选择性透射。未透射的光因滤色器或显示器而不产生效率地在系统中损耗。这导致了调光显示器(dimmer display)或者需要更亮的光源。在投影仪中，调光显示器更难于观看，而更亮的光源增加了功耗、需要耗散的热量，以及投影仪系统的成本。
附图说明
在附图中通过举例而非限制的方式，例示了本发明的实施例，其中，类似的标号指示相似的部件，并且其中：
图1是根据本发明实施例的，向显示器提供光的包括色彩再现子系统的照明排布结构的简化图示平面图；
图2A和2B示出了根据本发明实施例的，通过滚显透反式滤色器产生的在两个时刻聚焦在显示器上时的光的图；
图3是根据本发明实施例的透反式滤色器的横截面图；
图4是根据本发明实施例的，向显示器提供光的在色彩再现路径中包括光学积分器(integrator)的照明排布结构的多个变型例的简化图示平面图；
图5是根据本发明实施例的，包括将再现光耦合回直接光路中的色彩再现路径的照明排布结构的多个变型例的简化图示平面图；
图6是根据本发明实施例的，向显示器提供光的包括具有中继光学排布结构和镜的色彩再现子系统的照明排布结构的简化图示平面图；
图7是根据本发明实施例的，向显示器提供光的包括具有中继光学排布结构和光学积分器的色彩再现子系统的照明排布结构的简化图示平面图；
图8是根据本发明实施例的，向显示器提供光的包括色彩再现子系统和偏光再现子系统的照明排布结构的简化图示平面图；以及
图9是根据本发明实施例的，示出视频单元耦合至包括图像投影光学装置和照明排布结构的投影系统的视频投影系统的简化图示平面图。
具体实施方式
本发明的实施例涉及多媒体彩色投影仪，更具体地，涉及照明排布结构中的色彩再现和/或偏光再现。
在下面的详细描述中，参照构成说明书的一部分的附图，在附图中，始终用类似的标号指示类似的部分，并且在附图中，按例示的方式示出了其中可以实现本发明的具体实施例。应当理解，也可利用其他实施例，并且在不脱离本发明实施例的范围的情况下，可以进行结构或逻辑上的改变。还应当注意，在对附图的讨论中可以使用诸如上、下、前、后的方向。使用这些方向便于对附图的讨论，而非旨在限制本发明实施例的应用。因此，下面的详细描述不应理解为具有限制性的意义，而本发明实施例的范围由所附权利要求及其等同物来限定。
图1例示了根据本发明实施例的，向显示器14提供光的包括再现子系统18的照明排布结构6的简化图示平面图。光源8可以光学耦合至透反式滤色器12，以使透反式滤色器12接收光源8产生的光的至少一部分。接着，透反式滤色器12可以向显示器14透射光的一部分而反射光的另一部分。再现子系统18可以光学耦合至透反式滤色器12，以使其接收反射光。接着，可以通过再现子系统18对该反射光进行再现，并且将其再引入至透反式滤色器12。
光源8根据具体应用可以是常规设计或任何其它设计。在一个实施例中，光源8可以包括安装在椭圆形反射镜的焦点处的弧光灯。在椭圆形反射镜与透反式滤色器12之间可以设置任选的凹凸透镜(meniscuslens)(未示出)，以会聚光并减小锥角。本发明的实施例可以采用会聚(示出)光源或发散光源以适应下游光学结构。白光可以沿入射轴10传播，并且以入射角θ照在透反式滤色器12的表面上。透反式滤色器12可以透射一定通带16内的光，而反射这些通带16外的光。透射光13可以对显示器14进行照明。虽然这个实施例尤其适合于利用诸如液晶显示器或液晶光阀的透射型显示器的投影系统，但是，不同实施例可以使用经恰当修改(包括将光再成像到反射板上)的任何其它反射型或透射型显示器。
反射光可以沿反射轴16向再现子系统18的输入部18a行进。输入部18a可以设置在反射轴16上，该反射轴16与入射轴10不重合，以使为聚集反射光所需的光组件不干扰入射光。反射轴16和入射轴10在透反式滤色器12的表面处相交。
再现子系统18可以将反射光重定向回透反式滤色器12，作为沿再现轴20的再现光。在各个不同的实施例中，再现轴20(即，再现光被再引入至透反式滤色器12所沿的轴)根据再现子系统的特性，可以与反射轴16、入射轴10重合，或者与任一轴都不重合。在再引入后，再现光20中的一些可以透射至显示器14。在这个实施例中，再现光20可以通过再现子系统的输入部18a射出，然而，其它实施例可以针对再现子系统18设置分立的输入部和输出部。
在显示器14处，光源8产生的角强度分布，即，作为入射角θ的函数的光透射进入到投影透镜的入射光瞳的角展度(angular spread)，可能看起来像两个相叠的拉长亮斑。上亮斑可以源于来自入射轴10的光，而下亮斑可以是沿反射轴20返回的光。光分布在与两个垂直排列斑正交的水平方向上(该水平线可以被视为通过图中的纸平面的线)。两个亮斑对应于平均入射角θ接近垂直于显示器14的中央区域。如果恰当地选择并定位透反式滤色器12和显示器14，则可以利用照明的该椭圆形分布特性，来改进系统的效率。例如，在其中显示器14包括数字微镜装置的实施例中，我们可以利用通过恰当调整微镜的倾斜方向而实现的非对称光瞳，这通常会限制一个方向上的光瞳大小(以便获得高对比度)。光瞳非对称性可以与正交于镜的倾斜方向的方向匹配，以利用这个特性。
图2A和2B示出了根据本发明一个实施例的，通过滚显透反式滤色器12产生的聚焦在显示器14上时光的图。光场26可以包括多种色彩(例如，原色，其对应于滚显透反式滤色器12的各段)的滚显带。在图2A中，光场26被分成三个带：红光带28、绿光带30，以及蓝光带32。这些带横越光场移动，从而在稍后示出同一光场26的图2B中，这些带已经移到光场下。蓝光带32已经部分地滚离光场的底部，并且已经部分地再出现在顶部。这种方法使得可以几乎恒定地照明显示器的全部行而不是一些行。仅正改变成下一色彩的行对于图像无效。在彩色带之间可以设置黑带(未示出)，以防止正在改变的行影响显示器14。
透反式滤色器12可以用于使光源和滚显显示器14同步，以便在恰当的时间以恰当的色彩对显示器14的每一行进行照明。可以适于这类应用的透反式滤色器12的示例包括但不限于旋转棱镜、旋转色鼓、连续色彩再捕获轮，以及带调制滤波器。它们都具有这样的特征，即，可以同时向显示器14透射许多色彩，通常为三原色，例如，红色、绿色以及蓝色。
图3示出了根据本发明一个实施例的透反式滤色器12的横截面图。在这个实施例中，透反式滤色器12包括：红光通带36、绿光通带38以及蓝光通带40。这些彩色光通带允许与特定色彩相对应的频率范围通过滤色器，而同时反射这些范围之外的频率。沿入射轴行进的白光42照在透反式滤色器12的表面上。红光通带36可以透射红色光带44中的光，而反射青光46(或者蓝光与绿光的组合)。绿光通带38可以透射绿色光带48中的光，而反射品红光50(或蓝光与红光的组合)。最后，蓝光通带40可以透射蓝色光带52中的光，而反射黄光54(红光与绿光的组合)。
图4是根据本发明实施例的向显示器提供光的包括位于色彩再现路径中的光学积分器的照明排布结构的多个变型例的简化图示平面图。在图4A中描绘的第一实施例中，类似于针对图1讨论的光源的光源8使入射光照在透反式滤色器12上。透射该光中的包括与关联色彩光通带相匹配的色彩波长的部分，而沿反射轴向再现子系统18反射这些通带之外的波长。在包括R光通带、G光通带、B光通带的实施例中，C光、M光、Y光可以是相应的反射光。
这个实施例的再现子系统18可以包括：在其输入处的光学部件60、光学积分器58，以及镜62。光学部件60把反射光成像到光学积分器58的第一端部处的开孔58_A上。这个实施例的光学积分器58可以是实心玻璃光积分通道(light-integrating tunnel)，其通过全内反射积分反射光。
该通道积分器58可以具有设置在通道的第二端部58_B处或者其附近的镜62。镜可以是任何类型的反射面或反射恰当波长的覆层。镜62可以是分立的光学部件，或者其可以是施敷到通道的第二端部58_B的覆层。该镜将光重定向回开孔58_A。C光带、M光带、Y光带在退出通道之前因行进长度是通道长度的两倍而被充分地积分。再现的积分光可以返回通过光学部件60，以被再引入至透反式滤色器12，从而给光第二次透射的机会。在另一实施例中，再现积分器58的开孔58_A可以接收从透反式滤色器12直接反射而不通过光学部件60的光。
在上述实施例中，来自光源8的入射光未被积分，这在视频投影系统中可能是有用的，因为随着中央峰值亮度的增大，感受到的亮度更大。从而，均匀分布的再现光可以增加角落处的强度。
图4B描绘了在入射光径上包括光学积分器56的实施例。这个光学积分器56可以是具有锥形横截面区域以适合具体应用的积分通道。典型的通道具有矩形横截面，并且是直型的或者在其靠近光源的入口处较小而在其出口处较大。光学积分器56的输出孔可以具有与下游显示器的纵横比(即，图像的宽与高之间的比率)相匹配的纵横比。尽管这个实施例描述了玻璃棒型积分器，但是本发明的其它实施例可以使用对蝇眼式透镜积分器(double flyseye lens integrator)，或者任何其它在射出积分器时提供大致均匀光分布的足够有效的积分装置。
在各种实施例中，光学积分器56的出口孔可以具有提供符合常规显示标准的投影显示格式的横截面纵横比。显示标准的一些示例包括SVGA(超视频图形阵列)、XGA(扩展图形阵列)、UXGA(超XGA)、WUXGA(宽屏幕超XGA)，以及HDTV(高清晰度电视)。这些显示标准通常是分辨率、按比特测量的色深度以及按赫兹测量的刷新率的组合。SVGA、XGA以及UXGA都具有4∶3的纵横比。HDTV具有16∶9的纵横比，而WUXGA的纵横比是16∶10。
图4C描绘了与图4B中讨论的实施例相似的实施例，然而，这个实施例包括为把光学积分器56的输出孔聚焦到显示器14上而使用的成像透镜61。
图5是包括将反射光耦合回入射光路径中的色彩再现路径的照明排布结构的各种实施例的简化图示平面图。具体地，在图5A、5B以及5C中描述的实施例中，再现子系统18通过利用一系列反射装置64和68把反射光耦合回入射轴上的光学积分器56中，来再现反射光。参照图5A，再现子系统18利用在来自光源8的照明的中央的“洞”。弧光灯照明通常具有因弧光灯遮蔽椭圆形反射器而造成的“中间洞”效应。该实施例通过在“洞”中设置了小反射器68，以将再现光再引入至入射轴上的光学积分器56中，从而最终引入到透反式滤色器12，来利用这种效应。在这种架构中，光可以通过再现子系统而连续地再现，直到其透射至显示器14为止。而且，为了增大再现光量，可以使用特别设计的光学装置来最优化再现光束的角特性。
图5B中描绘的另选实施例示出了靠近光学积分器56的入口设置的反射器68，仅略微减少来自光源8的入射光量。尽管这些实施例描绘了利用反射器镜64和68来使光通过再现子系统，但是，其它实施例可以使用其它类型的光定向技术，例如，光纤。
图5C中描绘的实施例类似于图5B中的实施例，然而，再现子系统18包括光学积分器57，以积分由透反式滤色器12反射的光。光学积分器57还可以并入到图5A中的实施例中。
由图5描绘的实施例示出了通过积分器56的端部把反射光耦合回积分器56中。然而，在积分器56是实心玻璃通道的情况下的实施例中，也可以通过通道的侧面引入光。
图6是根据本发明一个实施例的向显示器14提供光的包括具有中继光学排布结构74和镜82的色彩再现子系统18的照明排布结构的简化图示平面图。简要地说，该实施例描绘了具有包括在入射路径和反射路径中的各种部分的中继光学排布结构74。
具体地，光源8把光定向到诸如上述通道的光学积分器56中，所述光学积分器56积分光并且对其给出期望的横截面形状。射出通道56的光可能因光通道的设计而实质上是焦阑的(telecentric)。然而，可以使用任何其它焦阑照明源或者非焦阑照明源，来代替在这个实施例中讨论的光源/通道组合。来自通道56的光可以进入成像透镜72，接着进入在此实施例中由中继透镜组成的中继光学排布结构74。两个透镜72和74可以设计成在显示器处产生来自光源的照明的焦阑图像。成像透镜72使光源的中间图像处在两个透镜72与74之间的中间位置76处。接着，中继透镜74把中间光瞳76成像在无穷远，而将通道56的输出图像创建到显示器14上。可以对该光学排布结构进行恰当的修改，以适应各种实施例的光源、光学积分器或显示器大小的差异。
这些透镜72和74在适当的情况下可以是单个或多个不同类型的光学组件。在一个实施例中，透镜可以是常规球面透镜。另外，可以包括各种不同的非球面表面、衍射表面或菲涅耳表面，可以期望它们实现本系统的成本和尺寸目标。在适当的情况下，还可以增加棱镜、镜、以及另外的修正部件，以针对预期应用对照明光进行弯折、弯曲或修改。
更详细地考虑图6中的实施例中涉及的焦距，成像透镜72具有焦距f1，该焦距f1等于从其焦平面到通道56的出射孔的距离。因此，成像透镜72形成灯图像，并且其出射光瞳位于距离为f1的位置76处。中继透镜的第一部分78具有焦距f2，并且位于距离中间位置76和显示器14为f2的距离处。中继透镜的第一部分78，把来自成像透镜72的光瞳(即，中间位置76处的灯图像)重成像在无穷远处，以在显示器14处进行焦阑照明。第一部分78可以设计成把通道56的出射孔成像在显示器14处。类似于参照图1所述，从第一部分78向显示器14行进的光将沿着入射轴行进。
从图6中可见，成像透镜72相对于通道56居中。换言之，成像透镜72的光轴对准通道56的中心，然而，也可以采用其它结构。中继透镜74可以相对于通道56和光源8偏心。这使得在显示器14处的照明是离轴的，从而半充满系统的广度中继透镜74偏心至其光轴靠近光源8的图像的光路的边缘或完全在该光路之外的程度。这种偏心使得针对再现子系统18的输入落在不同于入射轴的轴上。然而，如图6所示，中继透镜74相对于显示器14大致居中。这意味着，来自光源8的光到达相对于显示器14偏心的成像透镜72，而中继透镜74使该光的图像居中在显示器14上。
如图所示，透镜不需要相对于通道56或显示器14精确地居中。如果如此调节其它透镜，则每个透镜都可以略微移动。另外，如果按一角度设置透反式滤色器12，则由此可以移动中继透镜74。在例示实施例中的透镜的设置可以减小光学排布结构的尺寸，然而，可以采用各种不同的方式移动部件，以满足特定尺寸并形成特定实施例的因素限制。
当入射光照在透反式滤色器12上时，一些色彩光带可以通过(例如，R、G、B)，而其它色彩光带(例如，C、M、Y)可以沿着符合反射轴的轨迹反射，类似于图1的讨论。在由图6描绘的实施例中，再现子系统18由中继透镜的第二部分80和镜82组成。在这个实施例中，再现光学排布结构的第二部分的焦距等于第一部件的焦距f2。在这个实施例中，镜82可以设置在中继透镜的第二部分80的成像焦点处，该成像焦点在前面讨论过的中间焦点的直接上方。在其它实施例中，中继光学排布结构74的两个部件可以具有不同的焦距，由此，相应地可以调节镜82的定位。
中继透镜74的两个部件不一定互斥，因为如图所示，它们可以部分交叠。某些光线的入射轴与其它光线的反射轴可以通过中继透镜74的同一区域。然而，在此实施例中，各特定光线从中继透镜的第一部分78起在其入射轴上行进，而在其反射轴上向中继透镜的第二部分80行进。这可以通过保持入射角θ小于90度来实现。这可以通过把入射轴的起点设置在入射轴与透反式滤色器12相交的点下方来实现，如以上述偏置透镜(off-lens)结构所示。这还可以通过使透反式滤色器12倾斜来实现。
在一个实施例中，镜82可以略微倾斜，以便将C、M、Y光带沿着不同的轨迹反射回中继透镜的第二部分80。由此，中继透镜的第二部分80将C、M、Y光带再引入至透反式滤色器12的与初始反射C、M、Y光带的区域不同的区域处。再引入至透反式滤色器12的不同部分处可以导致增加通过通带的透射光。在一实施例中，镜82可以设计成，使得从透反式滤色器12的底部反射的光线按向上的角度从镜82反射，以使光被再引入至靠近透反式滤色器12的顶部处。在本发明的其它实施例中，可以采用本领域公知的特定校准方法，以增加特定光学架构的效率。
图7是根据本发明实施例的，向显示器14提供光的包括具有中继光学积分器92的色彩再现子系统的照明排布结构的简化图示平面图。在这个实施例中，照明排布结构的功能性类似于图6，然而，镜82被替换成折镜(fold lens)86、透镜88以及光学积分器92。光学积分器92可以类似于图4中的光学积分器58。透镜88可以将C色光带、M色光带、Y色光带聚焦在光学积分器90的输入孔上。镜94可以设置在光学积分器92的远端部处或其附近，以使光被重定向大致沿原再现轨迹返回，直到积分光被再引入到透反式滤色器12上。再现积分光的部分可以透射过透反式滤色器12的通带，而照在显示器14上。
图8描绘了组合有偏光再现和色彩再现的本发明的实施例。此实施例可以包括与图6类似的光学架构，然而，此实施例通过增加透反式偏光器98、镜102以及四分之一波片104而使得可以再现偏光。一种偏光状态(通常为P偏光)可以通过透反式偏光器98透射到透反式滤色器14。在附图中用与表示光传播路径的线相交的短横线来表示P偏光的光线。这些线表示在图纸平面中垂直排列的偏光矢量。另一偏光状态(通常为S偏光)向镜102反射。在附图中用通过表示光传播路径的线连接在一起的小开圆表示S偏光的光线。这些圆圈表示垂直于图纸平面的偏光矢量。
接着，镜102可将S偏光的光反射回透反式偏光器98，透反式偏光器98可以沿光源的方向反射该光。根据该偏置透镜结构，该光可以通过将偏光方向旋转到大致P偏光的四分之一波片104，接着，可以被镜82反射回透反式偏光器98，在该透反式偏光器98处，光线可以透射至透反式滤色器12。
四分之一波片104或某种其它偏光转换装置可以设置在镜82与透反式偏光器98之间的任何位置处。这还可以是四分之一波膜或设置在镜上的覆层。这种系统可以包括在显示器后面的诸如碘基PVA(聚乙烯醇)膜或线栅偏光器的偏光检偏器，以滤除任何杂散的S偏光光，从而增强对比度。对于特定应用或照明系统，在恰当的情况下，检偏器和偏光过滤器还可以设置在系统的其它位置处。
透反式偏光器98例如可以是大致允许一种偏光状态的全部光通过，而大致反射另一种基本正交的偏光状态的全部光的棱镜型或片型偏光分束器，或者任何其它类型的装置。片型PBS的示例包括但不限于线栅偏光器、胆甾型偏光器(cholesteric polarizer)、聚合物膜叠层，或介质涂覆叠层。
许多类型的透反式偏光器和偏光分束器都可以具有在正交轴之间不同的角度相关透射范围。在例如水平轴的一个轴上，可以透射的入射光角度的范围比例如垂直轴的其它正交轴上的大。可以通过恰当地定位偏光材料来利用上面讨论的椭圆形亮斑特性，以使具有更大角度透射特性或更大角度容许度的轴与照明的角度亮度分布对齐。换言之，通过使亮斑的拉长方向与特定偏光器的高对比度等对比度曲线的方向相匹配，来改进系统的透射率。这可以实现通过亮度和对比度的相当量的增加而实现的效率增加。
图9是根据本发明实施例的，包括耦合至投影系统112的视频单元110的系统的简化图示平面图。在此实施例中，视频单元110向投影系统112发送视频信号，该投影系统112包括图像投影光学装置114和照明排布结构116。照明排布结构116可以类似于根据本发明的教导描述的各种实施例中的任何一个。在一个实施例中，图像投影光学装置114可以包括耦合至投影透镜的透射型液晶光阀排布结构，以把该光阀成像在屏幕上。在其它实施例中，图像投影光学装置114可以包括反射型显示器，而非透射型显示器。视频单元110可以包括向投影仪传送视频信号的个人计算机或膝上型计算机、DVD、机顶盒(STB)、摄像机、录像机、或任何其它合适的装置。该系统可以用作针对计算机产生的幻灯片的投影仪和针对数字源成像的投影仪；然而，也可以进行诸如游戏、电影、电视、广告以及数据显示的许多其它应用。
尽管为了描述优选实施例的目的，已在此例示并描述了具体实施例，但是，本领域普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用设计以实现相同目的的宽泛的各种另选和/或等同实现来替换示出并描述的具体实施例。本领域技术人员很容易理解，可以采用非常宽泛的各种实施例来实施本发明。本应用将覆盖对在此讨论的实施例的任何修改或变型。因此，显然本发明仅受权利要求及其等同物限制。