PREFILTRO CROMATICO PARA SISTEMA DE PANTALLA DE PROYECCION DE UN SOLO PANEL Antecedentes y Sumario de la Invención La Figura 1 ilustra un sistema convencional de proyección LCD de panel único 10 de bajo costo de la técnica anterior, el cual utiliza un método de fuerza bruta o no calculado para crear color. Un sistema de iluminación 12 con una fuente luminosa 14 proporcionan una iluminación uniforme de una pantalla de cristal líquido de colores múltiples (LCD) 16, la cual tiene los filtros cromáticos embebidos 18R, 18G y 18B que corresponden con los componentes de colores primarios rojo, verde y azul. Los filtros cromáticos 18R, 18G y 18B son alineados con respecto a subpíxeles individuales (no se muestran) de la LCD 16. Cada subpíxel puede direccionarse en forma independiente, de modo que las moléculas de cristal líquido de la LCD 16 puedan ser movidas en ciertos ángulos de inclinación como es conocido en la técnica, para efectuar la variación del grado de intensidad de transmisión de luz. Por ejemplo, cuando se utilizan polarizadores asociados adecuados, pueden variarse las intensidades del subpíxel de los colores rojo, verde y azul a fin de proporcionar una imagen cromática generalmente completa. Los dispositivos ópticos de proyección 20, los cuales son representados en forma esquemática, proyectan la imagen de color o cromática a REF. 156054 una pantalla de visualización 22. Los problemas con este enfoque de fuerza bruta o no calculado son una baja velocidad de transmisión, sobre todo cuando los filtros cromáticos se encuentran altamente saturados, produciendo de esta manera buenos colores primarios (es decir, puros) o una saturación de colores deficientes (que producen colores primarios impuros) con el objeto de aumentar la velocidad de transmisión. Además, éste enfoque también produce calentamiento dentro del panel LCD debido a la absorción mediante los filtros cromáticos. Comúnmente, es inevitable la absorción de luz verde por el filtro de componente de color rojo 18R. Del mismo modo, un filtro de componente de color azul 18B deja pasar principalmente sólo la luz azul y el filtro de componente de color verde 18G deja pasar principalmente sólo la luz verde. De esta manera, la mayoría de la luz de iluminación (es decir, 2/3 del total) es absorbida por los filtros de componente de color 18R, 18G y 18B. Los diagramas simplificados de los espectros de luz ilustran, de manera general, un espectro 30 para luz policromática ("blanca") proporcionada por la fuente luminosa 14 y los espectros que se originan 32, 34 y 36 de los respectivos componentes de color rojo, verde y azul generados por el sistema de proyección 10. La presente invención se dirige a todos estos tres problemas, proporcionando un prefiltro' cromático, situado entre la fuente luminosa y el panel LCD, con el objeto de configurar el espectro de la iluminación de manera que se incremente la transmisión relativa de panel y se reduzca la absorción de calor dentro de los filtros cromáticos embebidos en la LCD. La presente invención incluye un sistema de proyección LCD de panel único que incluye un prefiltro cromático situado entre un sistema de iluminación y una pantalla de cristal líquido (LCD, por sus siglas en inglés) de colores múltiples que tiene un polarizador y analizador asociados. El prefiltro cromático funciona para configurar el espectro de iluminación proporcionado por el sistema de iluminación a fin de aumentar la transmisión relativa de panel y reducir la absorción de calor mediante los filtros de componente de color (por ejemplo, rojo, verde y azul) incorporados en la LCD. El prefiltro cromático es seleccionado para eliminar, o reducir en gran medida, la intensidad de la luz de iluminación de ciertas bandas de onda que no contribuyen materialmente a generar colores primarios puros. Una consecuencia de adicionar el prefiltro cromático es que los filtros de componente de color LCD pueden ser desaturados y el conjunto de la transmisión total del sistema de proyección puede ser mejorado. En una implementación, el prefiltro cromático tiene la capacidad de remover las bandas de onda de la absorción más alta mediante los filtros de componente de color LCD antes que ésta luz choque o incida en la LCD, de modo que exista un menor aumento de calor en la LCD. Los objetivos y ventajas adicionales de la presente invención serán aparentes a partir de la descripción detallada de la modalidad preferida de la misma, la cual procede con referencia a las figuras que la acompañan. Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 ilustra un sistema convencional de proyección LCD de panel único de costo más bajo de la técnica anterior que utiliza un método de fuerza bruta o no calculado para crear color. La Figura 2 ilustra un sistema de proyección LCD de panel único de la presente invención que tiene un prefiltro situado entre un sistema de iluminación y una pantalla de cristal líquido de colores múltiples (LCD) . La Figura 3 es una gráfica que ilustra las transmisividades de los filtros de componente de color convencionales y de los filtros desaturados de componente de color que pueden ser empleados en combinación con el prefiltro de esta invención. La Figura 4 es una gráfica que ilustra la transmisión de una implementación de un prefiltro de doble muesca con relación a un espectro de luz de iluminación. La Figura 5 es una gráfica que muestra un estado en blanco (totalmente ENCENDIDO, es decir, de transmisión máxima) para sistemas de pantalla de proyección con y sin el prefiltro de esta invención. La Figura 6 es una gráfica que muestra los valores R, G y B (trazados juntos) para los sistemas de pantalla de proyección con y sin el prefiltro de esta invención. La Figura 7 es un diagrama de cromaticidad CIE que traza las características de color de sistemas de pantalla de proyección con y sin el prefiltro de esta invención con relación a los estándares de color HDTV. La Figura 8 es una ilustración simplificada de un sistema proyector LCD de panel único con un prefiltro reflectivo de banda triple como otra implementacion de la presente invención. La Figura 9 es una ilustración simplificada de un sistema proyector LCD de panel único con un prefiltro reflectivo de banda triple sobre un substrato cóncavo, todavía como otra implementacion de la presente invención. La Figura 10 es una ilustración simplificada de un sistema proyector LCD de panel único de un sistema de conversión de polarización (PCS) como otra implementacion de la presente invención. La Figura 11 es una ilustración simplificada todavía de otra implementacion de un sistema de proyección LCD de panel único con un prefiltro transmisivo de doble muesca de pila de moderación óptica.
La Figura 12 es una ilustración simplificada de un sistema de proyección LCD de panel único que incluye un filtro cromático de muesca que es situado después de una pantalla de cristal líquido de colores múltiples (LCD) .
Descripción Detallada de las Modalidades Preferidas La Figura 2 es una ilustración simplificada de un sistema de proyección LCD de panel único 50 que incluye un prefiltro 52 situado entre un sistema de iluminación 54 y una pantalla de cristal líquido de colores múltiples (LCD) 56 que incluye un polarizador y un analizador asociados (no se muestran) . El sistema de iluminación 54 incluye una fuente luminosa 55, y una LCD 56 comprende los filtros cromáticos embebidos 58R, 58G y 58B que corresponden con los componentes de colores primarios rojo, verde y azul. El prefiltro 52 funciona para configurar el espectro de iluminación proporcionado por el sistema de iluminación 54 de manera que aumenta la transmisión relativa de panel, con lo cual, se reduce la absorción de calor mediante los filtros de componente de color 58 incorporados en la LCD 56. Los dispositivos ópticos de proyección 60, los cuales son representados en forma esquemática, proyectan la imagen cromática a una pantalla de visualización 62. El prefiltro 52 es seleccionado para eliminar, o reducir en gran medida, la intensidad de la luz de iluminación de ciertas bandas de onda que no contribuyen materialmente a generar colores primarios puros. Una consecuencia del sistema de filtrado proporcionado por el prefiltro 52 es que los filtros cromáticos LCD 58 pueden ser desaturados, y el conjunto de la transmisión total del sistema de proyección 50 puede ser mejorado. En una implementación, el prefiltro 52 tiene la capacidad de eliminar las bandas de onda de la absorción más alta mediante los filtros de componente de color 58 antes que la luz incida en la LCD 56, de manera que exista un menor aumento de calor en la LCD 56. El prefiltro 52 configura el espectro de luz de la fuente del sistema de iluminación 54 en las distintas sub-bandas de color rojo, verde y azul. Por lo tanto, el prefiltro 52 es configurado de manera que tenga bordes inclinados de transmisión alrededor de dos muescas, situadas aproximadamente en las regiones de 500 y 590nm del espectro visible (comúnmente especificado como 400 a 700nm) . La pureza de color para los colores primarios rojo, verde y azul puede ser mejorada en forma arbitraria, aumentando los anchos de banda de muesca del prefiltro. Un diagrama simplificado de un espectro 64 de luz policromática es proporcionado en la LCD 56 con las "muescas" cromáticas 66 y 68 que ilustran el filtrado o bloqueo de los respectivos componentes de color azul verdoso y amarillo mediante el prefiltro 52.
La Figura 3 es una gráfica que ilustra como líneas continuas, las transmisividades 70R, 70G y 70B de los filtros convencionales de componente de color 58R, 58G y 58B. Las líneas de trazo 72R, 72G y 72B ilustran las transmisividades de los filtros desaturados del componente de color 58R, 58G y 58B que pueden ser empleadas en combinación con el prefiltro 52. Se observa las velocidades de transmisión significativamente más altas 72R, 72G y 72B de los filtros desaturados de componente de color 58R, 58G y 58B en comparación con las velocidades convencionales de transmisión 70R, 70G y 70. No obstante, si fueran utilizadas sin el prefiltro 52, los filtros desaturados, soportados mediante la presente invención, comúnmente tendrían valores mucho peores de saturación de color. La Figura 4 es una gráfica que ilustra la transmisión 80 de una implementacion de un prefiltro de doble muesca 52 con relación a un espectro 82 de una implementacion de luz de iluminación. El espectro 84 representa el producto entre la transmisión 80 y el espectro 82 y corresponde con el resultado de la luz de iluminación que pasa a través del prefiltro de doble muesca 52. El espectro 84 ilustra las intensidades de luz reducidas, en forma significativa, 86A y 86B en bandas de onda extrañas que corresponden con las respectivas muescas 88A y 88B durante la transmisividad del prefiltro 52.
La Figura 5 es una gráfica que muestra un estado en blanco (totalmente ENCENDIDO, es decir, de transmisión máxima) para una proyección de ejemplo de la técnica anterior 10 (que se indica mediante una línea continúa) y un sistema de proyección 50 de acuerdo con la presente invención (se indica mediante los símbolos "+" con las líneas de trazo interpuestas) . La Figura 6 es una gráfica que muestra las transmisividades de colores rojo, verde y azul en una proyección 10 de ejemplo de la técnica anterior (se indica por los trazos 90 -de manera general, distintos de las líneas continuas) y un sistema de proyección 50 de acuerdo con la presente invención (se indica mediante los trazos 92 -en líneas continuas) . Las gráficas de las Figuras 5 y 6 son el resultado de la multiplicación de los espectros de iluminación (fuente) con el filtrado individual de los colores rojo, verde y azul, incluyendo la transmisión del filtro de muesca para los sistemas de proyección 50. Las multiplicaciones son efectuadas punto por punto para cada posición espectral con un modelo que utiliza, por ejemplo, puntos de muestra de 2nm. Cuando una LCD convencional de filtrado cromático 16 es utilizada para la proyección, la mayoría de la luz de iluminación es absorbida por la matriz de filtro cromático 18. Incluso con filtros cromáticos del tipo de alta transmisión 18, el panel LCD 16 deja pasar aproximadamente sólo el 16% de la luz que pasa a través del filtro de polarización de incidencia. Esta transmisión es característica de un panel LCD 16 que funciona en un modo nemático retorcido y en el cual la celda de cristal líquido es intercalada entre un polarizador de incidencia y un analizador de salida. Con referencia al sistema de proyección 10 de la técnica anterior de la Figura 1, el espectro de iluminación se hace pasar, en forma independiente, a través de los filtros de color rojo, verde y azul y posteriormente, es combinado en la pantalla (o mediante el ojo de un observador en una visualizacion directa) para formar una imagen de color completo. La representación matemática simplemente es Iluminante* (R + G + B) = Espectro de pantalla.
Con el fin de representar las señales de televisión, los colores primarios pueden ser observados mediante el análisis de los espectros de sub-canal que puede ser representado como: Iluminante *R Iluminante *G, e Iluminante *B. En teoría, cada uno de los filtros cromáticos 18R, 18B y 18G puede ser oscurecido hasta que proporcione una pureza suficiente de color, de modo que los colores primarios específicos rojo, verde y azul, los cuales son colores azules especificados por la Sociedad de Imágenes en Movimiento e Ingenieros de Televisión (SMPTE) para HDTV, pueden ser proyectados sobre la pantalla de visualización 22. Por ejemplo, la materia colorante o pigmento utilizado para los filtros cromáticos 18 puede ser concentrada o colocada en capas en un modo más grueso durante la fabricación permitiendo colores primarios altamente saturados, aunque ésta pureza será acompañada por una perdida fuerte de transmisividad . Una consecuencia igualmente problemática de estos filtros mejorados por color es una absorción significante de la energía de iluminación, que conducirá al calentamiento de la capa de filtro cromático 18 y la totalidad de la LCD 16. Es difícil la remoción de este calor de los substratos de vidrio de la LCD 16, debido a que el vidrio no es muy buen conductor térmico. Como resultado, algunos problemas residuales pueden permanecer. La Patente de los Estados Unidos No. 5, 682,216 describe el uso de una película plástica elaborada de Celulosa de Tri-Acetilo (TAC)' que reduce o elimina las corrientes térmicas que se presentan como particularidades o estructuras de imagen. En este contexto, el posicionamiento del prefiltro 52 en frente de la LCD 56 y los filtros de color más claro 58, pueden ayudar a reducir el calentamiento de la LCD 56. La Tabla 1 de más adelante compara este sistema de proyección 50 con un prefiltro 52 y los filtros de color más claro 58 con el sistema de proyección 10 de la técnica anterior (con filtros cromáticos convencionales y sin el prefiltro) . La Figura 7 es un diagrama de cromaticidad CIE que traza las características de color de un sistema 50 y un sistema anterior 10 (se indica mediante los puntos de datos "cuadrados" ) con relación a los parámetros estándares de color HDTV (se indica mediante los puntos de datos "x:) . Tabla 1
La Tabla 1 ilustra que pueden obtenerse colores primarios casi ideales con cualquier sistema. Ambos sistemas están basados en los filtros cromáticos comercialmente disponibles y en una lámpara de 100W de tipo Philips UHP . Asimismo, son obtenidos colores primarios o fundamentales igualmente buenos con la fuente UHP (es decir, filtrada con doble muesca) prefiltrada y el conjunto de filtro de color más claro. Existe una mejora en la transmisión total para el sistema de prefiltrado aproximadamente de 5%. El panel de prefiltrado absorbe 78% de la energía de iluminación prefiltrada, mientras que el sistema convencional con una fuente no filtrada tiene la LCD que absorbe 84% de la iluminación. Además, el prefiltro provoca una reducción de incidencia de luz en la LCD aproximadamente de 25%, de modo que la cantidad de energía óptica absorbida por la LCD con el conjunto de filtro de color más claro se reduce a (78*75=) 58.5% de la energía original de la lámpara. No solamente el sistema prefiltrado es más brillante sino que la energía absorbida en la LCD es reducida solamente alrededor de 75% de la energía para el sistema no filtrado. Los filtros de muesca 52A y 52B pueden ser elaborados como dos capas o dispositivos independientes para efectuar una sintonización por ángulo más fácil en la producción en masa, o si pudiera tenerse en una forma suficientemente de repetición, se combinarían como una unidad única del prefiltro 52 para un conteo de partes más bajas y una transmisión ligeramente más alta debido a la eliminación de superficies. La sintonización por ángulo se refiere al grado de sensibilidad que los filtros de interferencia tienen con el ángulo de incidencia. Simplemente, se puede inclinar el filtro de 5 a 15 grados para ajustar la banda de muesca (hacia el color azul con un aumento del ángulo) . En una implementación, los filtros 52A y 52B pueden ser formados de manera que sean orientados en un ángulo de incidencia 96 (Figura 2) aproximadamente de 10 grados, con lo cual se permite que el ángulo de cada, filtro sea ajustado +/- 10 grados para cada filtro de "sintonización por ángulo" por separado. Otros grados de libertad también se encuentran disponibles para hacer más perfectos los colores primarios con el sistema prefiltrado de proyección 50. Aunque los bordes de las muescas 66 y 68 (Figura 2) del prefiltro 52 se encuentran entrelazados con las purezas de color rojo, verde y azul, la muesca de color amarillo 68 (590nm) no tiene un efecto sustancial en el valor del color primario azul y la muesca de color azul verdoso 66 (500nm) no tiene un efecto sustancial en la pureza de color rojo. El borde de 490 a 495nm de la muesca de color azul verdoso 66 afecta fuertemente la pureza del color azul y la pureza de color verde solamente en una forma muy ligera, mientras que el borde de 505 a 510nm de la muesca de color azul verdoso 66 afecta el color azul en cierto modo y afecta fuertemente el valor de color primario verde. Del mismo modo, el borde de 570 a 575nm de la muesca de color amarillo 68 afecta fuertemente el color primario verde y no debe afectar para nada la pureza de color rojo, mientras que el borde de 585 a 590nm de la muesca de color amarillo 68 afecta fuertemente el color primario rojo y solamente tiene un pequeño efecto sobre la pureza de color verde. El sistema prefiltrado de proyección 50 permite que un diseñador trate la saturación de los filtros cromáticos embebidos 58 como una variable, en la cual se puede densificar o aligerar en forma individual la saturación de los filtros de componente de color 58R, 58G, 58B. Al mismo tiempo, también se puede diseñar el prefiltro 52 para reducir o ampliar las dos regiones de muesca 66 y 68 y ajustar la colocación de todos los cuatro bordes de muesca. Mediante la reiteración puede encontrarse la transmisión óptima para todo el sistema, la absorción reducida en los filtros cromáticos 58 y los puntos precisos de color RGB como se especifica mediante los estándares de pantalla o televisión (por ejemplo, SMPTE HDTV) . La fuente luminosa común para la TV de proyección es una lámpara de descarga de mercurio de alta presión, la cual tiene una deficiencia conocida en longitudes de onda roja y un pico fuerte en la región media verde, en 546nm. La modalidad de la Figura 2 utiliza dos prefiltros 52A y 52B (como se muestran) situados en frente de esta lámpara, por ejemplo, con un reflector parabólico. Ambos filtros 52A y 52B pueden ser ligeramente inclinados para ajustar el intervalo de longitud de onda con el objeto de acomodar las variaciones en la producción en masa de estos filtros. En una implementación, los prefiltros 52A y 52B son elaborados a partir de materiales holográficos , gelatina dicromada (DCG) , debido a las excelentes características de borde y bajo costo. Además, estos materiales DCG tienen una excelente conflabilidad y desempeño con una fuerte incidencia luminosa. De preferencia, existe un filtro de rechazo UV colocado inmediatamente adelante del prefiltro 52 que elimina prácticamente la luz ultravioleta dañina. La Figura 8 es una ilustración simplificada de un sistema proyector LCD de panel único 100 como otra implementación de la presente invención. Un prefiltro reflectivo de banda triple 102 recibe la luz de iluminación que proviene de un sistema de iluminación 104 por medio de una lente colimadora 106. El prefiltro reflectivo de banda triple 102 es inclinado en un ángulo de incidencia 108 para reflejar las bandas de color primario específicas o sintonizadas (por ejemplo, de color rojo, verde y azul) en un ángulo inclinado hacia atrás a través de la lente colimadora 106 en una pantalla de cristal líquido de colores múltiples (LCD) 110 que incluye un polarizador y un analizador asociados (no se muestran) y los filtros de componente de color 112R, 112G y 112B. ?1 sistema de iluminación 104 y la LCD 110 pueden ser sustancialmente los mismos que el sistema de iluminación 54 y la LCD 56. Los dispositivos ópticos de proyección 114, que se representan en forma esquemática, proyectan una imagen de pantalla a una pantalla de visualización 116. El prefiltro 102 funciona en una manera análoga a la forma de los prefiltros 52 (Figura 2) . En particular, el prefiltro reflectivo de banda triple 102 y los filtros transmisivos de muesca 52 configuran el espectro de iluminación proporcionado por un sistema de iluminación y dirigen la luz de iluminación sintonizadas por color hacia una LCD. Los filtros transmisivos de muesca 52 omiten los componentes no deseados de luz de color amarillo y azul verdoso reflejándolos fuera de la LCD 56. Al reflejar en forma selectiva los componentes sintonizados de luz roja, verde y azul hacia la LCD 110, el prefiltro reflectivo de banda triple 102 omite los componentes indeseables de la luz de color amarillo y azul verdoso absorbiéndolos o transmitiéndolos fuera de la LCD 110. Como resultado, el prefiltro reflectivo de banda triple 102 aumenta la transmisión relativa de panel y reduce la absorción de calor mediante los filtros de componente de color 112 incorporados en la LCD 110 en el modo descrito con anterioridad para los filtros transmisivos de muesca 52. Un aspecto de un sistema de proyección LCD de panel único 100 es que los filtros respectivos sintonizados por color, tal como el prefiltro reflectivo de banda triple 102, pueden ser más fáciles de manufacturar que los filtros transmisivos de muesca sintonizados por color, tal como los filtros transmisivos de muesca 52. La Figura 9 es una ilustración simplificada de un sistema proyector LCD de panel único 120 todavía como otra implementación de la presente invención. Un prefiltro reflectivo de banda triple 122 sobre un substrato cóncavo recibe luz de iluminación que proviene de un sistema de iluminación 124. El prefiltro reflectivo de banda triple 122 es inclinado con relación a un ángulo de incidencia 128 para reflejar bandas de colores primarios específicos o sintonizados (por ejemplo, de color rojo, verde y azul) en un ángulo inclinado hacia atrás en una pantalla de cristal líquido de colores múltiples (LCD) 130 que incluye un polarizador y analizador asociados (no se muestran) y los filtros de componente de color 132R, 132G y 132B. El sistema de proyección 120 es sustancialmente el mismo que el sistema de proyección 100, excepto que el anterior sustituye un substrato cóncavo para la lente colimadora 106 a fin de proporcionar la convergencia de la luz de iluminación sintonizada por color que es dirigida hacia la LCD 130. Los dispositivos ópticos de proyección 134, que se representan en forma esquemática, proyectan una imagen de pantalla a una pantalla de visualizacion 136. La Figura 10 es una ilustración simplificada de un sistema proyector LCD de panel único 150 como otra implementación de la presente invención. Un prefiltro reflectivo de banda triple 152 recibe luz de iluminación que proviene de un sistema de iluminación 154 por medio de un integrador de tubo luminoso 156 (hueco o sólido) , un dispositivo óptico de relevador 158 y un sistema de conversión de polarización (PCS) 160. El PCS 160 recibe iluminación uniforme de polarización arbitraria y transmite la luz con una polarización seleccionada (por ejemplo, polarizada por S) con una atenuación mínima. Por ejemplo, el PCS 160 incluye una película dieléctrica soportada 162 que es selectiva de polarización y generalmente acromática. Una de la luz polarizada por S y por P es transmitida a través de la película dieléctrica 162 (por ejemplo, la luz polarizada por S) , y la otra de la luz polarizada por S y por P (por ejemplo, la luz polarizada por P) es reflejada en una película dieléctrica 164 sobre una cara inclinada adyacente de un prisma 166 que va a ser reflejada hacia afuera a través de un moderador de media onda 168. El retardador o moderador de media onda 168 convierte la luz polarizada por S que es reflejada en la luz polarizada por P, de modo que toda la luz que pasa de PCS 160 sea de una polarización única (por ejemplo, polarización por S) . El prefiltro reflectivo de banda triple 152 puede ser formado de filtros de gradiente que reflejan, de manera preferencial , los componentes de color primario rojo, verde y azul en un ángulo 170, por ejemplo, de 45 grados a partir del ángulo de incidencia. En una implementación un filtro de color violáceo puede ser sustituido para los filtros de gradiente de color rojo y azul con el fin de formar el equivalente de un filtro de doble muesca. En cualquier implementación, los filtros de gradiente pueden ser formados sobre substratos separados o sobre un substrato común. El prefiltro 152 refleja la luz filtrada por color en una LCD 172 con los filtros de componente de color 174R, 174G y 174B y los dispositivos ópticos de proyección 176 proyectan una imagen de pantalla en una pantalla de visualización 178. La Figura 11 es una ilustración simplificada todavía de otra implementación de un sistema de proyección LCD de panel único 180. Un prefiltro transmisivo de doble muesca de moderación óptica 182 recibe la luz de iluminación que proviene de un sistema de iluminación 184 por medio de un integrador de tubo luminoso 186 (hueco o sólido) , los dispositivos ópticos de relevador 188 y un sistema de conversión de polarización (PCS) 190 que polariza, de manera general, la iluminación polarizada (por ejemplo, a lo largo de un eje) . El integrador de iluminación 186 aumenta la uniformidad de la brillantez de la luz proporcionada por el sistema de iluminación 184 y los dispositivos ópticos de relevador 188 proyectan la luz de iluminación uniforme que pasa a través del prefiltro transmisivo de doble muesca 182 a una LCD 192 con un polarizador adicional 194. Por ejemplo, el PCS 190 incluye una película dieléctrica soportada 202 que es selectiva de polarización y generalmente acromática. Una de la luz polarizada por S y por P es transmitida a través de la película dieléctrica 202 (por ejemplo, la luz polarizada por S) , y la otra de la luz polarizada por S y por P (por ejemplo, la luz polarizada por P) es reflejada en una película dieléctrica 204 sobre una superficie o cara inclinada adyacente de un prisma 206 que va a ser reflejada hacia afuera a través de un moderador de media onda 208. El moderador de media onda 208 convierte la luz polarizada por S que es reflejada en la luz polarizada por P, de modo que toda la luz que pasa del PCS 190 sea de una polarización única (por ejemplo, polarización por S) . En una implementación, el prefiltro de doble muesca
182 es formado a partir de una pila de películas plásticas estiradas, cada una con un valor específico de retardo y cada una en un ángulo específico, con lo cual se forma un filtro que simplemente gira algunas longitudes de onda (en forma ideal, en 90 grados) y deja otras longitudes de onda no giradas (o de manera efectiva, ortogonal a la otra banda) . El prefiltro transmisivo de doble muesca de pila de moderación óptica 182 se encuentra comercialmente disponible a partir de ColorLink, Inc de Boulder Colorado. Una ventaja del prefiltro de doble muesca de pila de moderación 182 es que tiene un ángulo de visualización relativamente grande sobre el cual no existe un desplazamiento sustancial de los bordes de las bandas de filtro. La configuración del sistema de proyección LCD 180, a saber, el posicionamiento del prefiltro de doble muesca de pila de moderación 182 entre el sistema de conversión de polarización 190 y el polarizador 194, permite que el prefiltro de doble muesca de pila de moderación 182 elimine o reduzca las bandas de onda de muesca. El polarizador 194, situado justo sustancialmente adyacente a la LCD 192 también mejora el contraste de imagen del sistema de proyección 180. En algunas implementaciones del sistema de proyección 180, la LCD 192 con filtros cromáticos de alta precisión 210R, 210G y 210B puede sustituir el prefiltro de doble muesca de pila de moderador 182 con un prefiltro de muesca de pila de moderador solamente con una banda de muesca (por ejemplo, amarilla) . La Figura 12 es una ilustración simplificada de un sistema de proyección LCD de panel único 250 que incluye un filtro cromático de muesca 252 (por ejemplo, un filtro de doble muesca) que es situado después de una pantalla de cristal líquido de colores múltiples (LCD) 256. Del mismo modo que con las implementaciones descritas con anterioridad, el sistema de proyección 250 se incluye entre un sistema de iluminación 254 con una fuente luminosa 255. La LCD 256 incluye los filtros cromáticos embebidos 258R, 258G y 258B que corresponden con los componentes de colores primarios rojo, verde y azul y un polarizador y un analizador asociados (no se muestran) . El filtro cromático de muesca 252 es situado entre la LCD 256 y los dispositivos ópticos de proyección 60, los cuales son representados en forma esquemática y proyectan la imagen de color en una pantalla de visualización 262. El filtro cromático de muesca 252 funciona para configurar el espectro de iluminación proporcionado por la combinación del sistema de iluminación 254 y la LCD 256. El filtro cromático de muesca 252 es seleccionado para eliminar, o reducir en gran medida, la intensidad de la luz de iluminación de ciertas bandas de onda que no contribuyen materialmente para generar colores primarios puros. Una consecuencia de filtrado proporcionado mediante el filtro cromático de muesca 252 es que los filtros cromáticos LCD 258 pueden ser desaturados y el conjunto de transmisión total del sistema de proyección 250 puede ser mejorado. Una desventaja del posicionamiento del filtro cromático de muesca 252 después de la LCD 256 es que algunas bandas de onda indeseables pueden ser absorbidas por los filtros de componente de color 258, con lo cual se origina algún calentamiento de la LCD 256. Por ejemplo, el filtro cromático de muesca 252 puede ser formado a partir de materiales holográficos , gelatina dicromada (DCG) como se describió con anterioridad . Normalmente, un sistema de proyección posterior de LCD utiliza una lámpara de mercurio de alta presión de 100W que da una potencia de salida alrededor de 6000 lúmenes y puede tener una vida útil al menos de 10,000 horas, siendo un requerimiento para una aplicación de televisión doméstica. Las distintas modalidades de la presente invención pueden ser empleadas en una diversidad de aplicaciones de pantalla de proyección, incluyendo los sistemas de proyección posterior de televisión de color y varios otros sistemas de proyección frontal y posterior. En vista de las muchas modalidades posibles en las cuales pueden ser aplicados los principios de la invención, debe reconocerse que las modalidades detalladas solamente son ilustrativas y no deben tomarse que limitan el alcance de la invención. Más bien, la invención reivindica todas las modalidades que pueden caer dentro del alcance y espíritu de las siguientes reivindicaciones y equivalentes con la misma.
Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.