用于高动态范围投影仪的中继透镜系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本说明书涉及中继透镜，具体地，涉及用于高动态范围投影仪的中继透镜系统。
【背景技术】
[0002]通过利用提供低分辨率图像的第一光调制器，和提供相似图像的更高分辨率版本的第二光调制器，高动态范围投影仪能够获得期望的高动态范围。在第一光调制器和第二光调制器之间的中继透镜系统把从第一光调制器反射的光中继到第二光调制器，使照射第二光调制器的低分辨率图像模糊。不过，仅仅使光模糊不会导致最佳的高动态范围和/或最佳的对比度。
【发明内容】
[0003]一般来说，本公开目的在于高动态范围(HDR)投影仪用中继透镜系统。所述中继透镜系统在HDR投影仪中，把光从的第一光调制器中继到第二光调制器。在HDR投影仪中，在从第一光调制器中继到第二光调制器的图像中，本实现方式的中继光系统在光中引入球面像差，而不是仅仅使光模糊。具体地，中继透镜系统的给定数值孔径和中继透镜系统的一个或多个透镜的组合被配置成:在光输入和光输出之间的光中，引入球面像差；和抑制球面像差的光线扇形图中的下述各项中的一个或多个:局部极大值和局部极小值；和光线扇形图的导数为零的点。这种球面像差导致被中继的图像中的像素的形状从近似方形改变成在中继系统的光输出处的光中的高斯形状和/或伪高斯形状和/或具有宽阔的中央区域和延续多个像素的尾部的形状。从而，孔径光阑，孔径光阑的位置，中继透镜系统的透镜的位置和种类，和各个透镜的种类、曲率半径、厚度和材料至少之一都被配置，以导致期望的光线扇形图和/或像素的形状的期望变化。
[0004]在本说明书中，元件可被描述成“配置成”进行一种或多种功能或被“配置成用于进行”这些功能。通常，配置成进行某种功能的元件被配置成用于进行所述功能，或者适合于进行所述功能，或者适应进行所述功能，或者可操作，从而进行所述功能，或者以别的方式能够进行所述功能。
[0005]本说明书的一个方面提供一种中继透镜系统，包括:光输入；光输出；一个或多个透镜，所述一个或多个透镜被配置成把来自光输入的光中继到光输出；和孔径光阑，所述孔径光阑被配置成向通过所述一个或多个透镜中继的光提供给定的数值孔径，给定数值孔径和所述一个或多个透镜的组合被配置成在光输入和光输出之间、在所述光中，引入球面像差，并且抑制球面像差的光线扇形图中的下述各项中的一个或多个:局部极大值和局部极小值；和光线扇形图的导数为零的点。
[0006]给定数值孔径和所述一个或多个透镜的组合可被进一步配置成平衡三阶球面像差、五阶球面像差和七阶球面像差，以抑制下述各项中的一个或多个:局部极大值和局部极小值；和光线扇形图的导数为零的点。
[0007]球面像差可把光中的像素的形状从在光输入处的近似方形改变成在光输出处的与光输入相比具有宽阔的中央区域和延续光中的多个像素的尾部的形状。所述形状的半高全宽可延续所述多个像素的至少约+/-4个像素，尾部可延续所述多个像素的至少+/-10个像素。所述形状的半高全宽可延续所述多个像素的约+/-3个像素到约+/-10个像素之间，尾部可延续所述多个像素的约+/-5个像素到约+/-30个像素之间。
[0008]球面相差可以将所述光中像素的形状从在所述光输入处的近似方形改变成以下各项中的一个或多个:在所述光输出处的近似高斯形状；以及在所述光输出处的伪高斯形状。
[0009]所述球面像差可以将所述光中像素的形状从在所述光输入处的近似方形改变成具有上边界和下边界的函数。所述函数可在上边界和/或下边界的给定百分比之内。
[0010]给定数值孔径和一个或多个透镜的组合可被配置成进行下述各项中的一个或多个:平衡三阶球面像差、五阶球面像差和七阶球面像差，以抑制下述各项中的一个或多个:球面像差的光线扇形图上的局部极大值和局部极小值；和光线扇形图的导数为零的点；和抑制光中的大于下述各项中的一个或多个的球面像差:三阶球面像差；五阶球面像差；和七阶球面像差。
[0011]孔径光阑的孔径可包括直径，该直径在相对于给定透镜的孔径光阑的给定位置处引入球面像差的至少一部分，和进行下述各项中的一个或多个:平衡三阶球面像差、五阶球面像差和七阶球面像差，以抑制下述各项中的一个或多个:球面像差的光线扇形图上的局部极大值和局部极小值；和光线扇形图的导数为零的点；和抑制光中的大于下述各项中的一个或多个的球面像差:三阶球面像差；五阶球面像差；和七阶球面像差。
[0012]所述一个或多个透镜中的至少一个透镜可包含球面透镜。
[0013]给定数值孔径可包含在约F/2到约F/8的范围中的光圈值。
[0014]孔径光阑的孔径可以是:圆形；或者下述各项中的一个或多个以校正进入光输入的光的各向异性的数值孔径:椭圆形和不对称。
[0015]孔径光阑可包含下述各项中的一个或多个:可变光阑；猫眼；配置成手动调整孔径光阑的孔径的大小的设备；和配置成调整孔径光阑的孔径的大小的电动机和/或步进电动机。
[0016]中继透镜系统还可包括奇数个反射镜，所述奇数个反射镜被配置成朝着光输出中继从光输入接收的光。
[0017]中继透镜系统可以是双远心的。
[0018]所述一个或多个透镜可进一步被配置成放大从光输入到光输出的光，其中放大倍率可以大于1、小于1、或者约为I。
[0019]所述一个或多个透镜以及所述孔径光阑中的至少一者可以被配置为调整所述光的聚焦、变焦和像素的形状中的一个或多个。
[0020]所述一个或多个透镜中的至少一个透镜的位置是能够被沿着中继透镜系统的光轴调整，以致通过调整所述一个或多个透镜中的至少一个透镜的位置，能够调整光的聚焦、变焦和像素的形状中的一个或多个。
[0021]中继透镜系统还可包括下述中的一个或多个:第一设备，所述第一设备被配置成手动调整所述一个或多个透镜中的至少一个透镜的位置；第二设备，所述第二设备被配置成作为一组地调整所述一个或多个透镜中的至少两个透镜的位置；和电动机和/或步进电动机，其被配置成调整所述一个或多个透镜中的一个或多个透镜的位置。
[0022]所述一个或多个透镜中的至少第一子集能够被作为一组地调整，以调整聚焦，所述一个或多个透镜中至少第二子集能够被作为一组地调整，以调整变焦，并且所述一个或多个透镜中至少第三子集能够被作为一组地调整，以调整像素扩散函数的形状。
[0023]中继透镜系统还可包括补偿板，所述补偿板被配置成补偿光的像散和/或慧形像散。
【附图说明】
[0024]为了更地理解这里说明的各种实现方式，和更清楚地表示如何实施所述各种实现方式，下面将仅通过示例的方式参考附图，附图中:
[0025]图1按照非限制性实现方式，描述包括用于高动态范围投影仪的中继透镜系统的系统。
[0026]图2按照非限制性实现方式，描述在球面透镜的不同径向光瞳坐标处与球面透镜相互作用的光，以图解说明球面透镜的球面像差。
[0027]图3按照非限制性实现方式，描述图2的球面透镜的示意性光线扇形图。
[0028]图4A按照非限制性实现方式，描述关于图1的中继透镜系统的不同模拟的不同光线扇形图和相关的像素扩散函数。
[0029]图4B按照非限制性实现方式，描述图1的中继透镜系统的像素扩散函数的上边界和下边界。
[0030]图5按照非限制性实现方式，描述图1的系统的特定非限制性实现方式的各个方面，其中第一光调制器包含2K-DMD，对应的第二光调制器包含4K-DMD，中继透镜系统在照射第二光调制器的光中弓I入球面像差。
[0031]图6按照非限制性实现方式，描述图1的系统及孔径光阑中的椭圆形孔径。
【具体实施方式】
[0032]图1按照非限制性实现方式，描述包含用于高动态范围(HDR)投影仪的中继透镜系统101的系统100。系统100可包含HDR投影仪的一部分；例如，系统100还包括:一个或多个第一光调制器103-1 ;—个或多个第二光调制器103-2 ;棱镜105-1,用于把来自光源(未图示)的光107引导向一个或多个第一光调制器103-1，和把从一个或多个第一光调制器103-1反射的光109引导向中继透镜系统101 ;和棱镜105-2，用于把离开中继透镜系统101的光111引导向一个或多个第二光调制器103-2,和把从一个或多个第二光调制器103-2反射的光113引导向HDR投影仪的投影光学器件(未图示)。图1还描述与一个或多个第一光调制器103-1相互作用的光107、109的光线，和与一个或多个第二光调制器103-2相互作用的光111的光线。
[0033]下面将把一个或多个光调制器103-1、103-2可互换地共同称为光调制器103，并且一般称为光调制器103。下面将把棱镜105-1、105-2可互换地共同称为棱镜105,并且一般称为棱镜105。
[0034]每个光调制器103可包括相位调制器、光调制器、反射光调制器、透射光调制器、硅基液晶(LCOS)器件、液晶显示(LCD)器件和数字微镜器件(DMD)中的一个或多个。此夕卜，各个棱镜105可包括楔形棱镜，每组棱镜105-1、105-2可包含两个楔形棱镜，它们相对于彼此布置，以把光引导向光调制器103，或者引导向中继透镜系统101或投影光学器件。在一些实现方式中，棱镜105-1、105_2通常相对于彼此对称。此外,在描述的实现方式中，系统100包括:在每个所述一个或多个第一光调制器103-1和棱镜105-1之间的直角棱镜106-1 ;和在每个所述一个或多个第二光调制器103-2和棱镜105-2之间的直角棱镜106-2，以减小系统100中的空气/镜片界面。换句话说，系统100包含两个棱镜组合体，每个棱镜组合体都由多个棱镜兀件构成，包括(但不限于):棱镜105-1,在一个或多个第一光调制器103-1处的直角棱镜；和棱镜105-2，在一个或多个第二光调制器103-2处的直角棱镜106-2。不过，棱镜105和106的排列通常是非限制性的，其它棱镜和光调制器的其它排列都在本实现方式的范围之内。此外，在一些实现方式中，每个相应的光调制器103可以和它们的相关棱镜组合体作为一组地被调整。
[0035]一个或多个第一光调制器103-1可包含分别用于红光、绿光和蓝光中的每一个的3个光调制器，光107可包含红光、绿光和蓝光分量；棱镜105-1从而可把光107的相应红色、绿色和蓝色分量弓I导向对应的第一光调制器103-1。
[0036]一个或多个第一光调制器103-1由处理器(未图示)等控制，以形成第一分辨率的图像。从一个或多个第一光调制器103-1反射的光109从而包含第一分辨率的图像，所述第一分辨率的图像由棱镜105-1引导向中继透镜系统101。如下所述，中继透镜系统101在进入其中的光109中引入球面像差。在棱镜105-2把离开中继透镜系统101的光111的相应红色、绿色和蓝色分量引导向对应的第二光调制器103-2的情况下,光111被从一个或多个第二光调制器103-2反射。
[0037]一个或多个第二光调制器103-2由处理器等控制，以形成比在一个或多个第一光调制器103-1处形成的图像的第一分辨率高的第二分辨率的图像。实际上，一个或多个第二光调制器10