專利名稱：大屏幕數(shù)字圖像投影儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像投影，尤其涉及例如電影院之類的大屏幕數(shù)字投影。
背景技術(shù)：
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，為了投影非常大尺寸的圖像，因常規(guī)投影儀在使用非常大的屏幕時(shí)不能投影足夠亮的圖像，故要利用幾個(gè)投影儀，如圖1A所示。因此，數(shù)字投影儀14至16分別將一個(gè)圖像投影在相同的屏幕10上。與每個(gè)投影儀14至16相關(guān)的發(fā)射光束11至13彼此相鄰。相對(duì)復(fù)雜的電處理裝置使得三個(gè)投影圖像之間的分離看不出來，如圖1B所示。這種技術(shù)，尤其是在投影儀14至16的燈到了使用壽命時(shí)，存在不能實(shí)現(xiàn)相同亮度的三個(gè)圖像17至19的缺陷。投影的圖像也存在色差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是克服現(xiàn)有技術(shù)的這些缺陷。
更特別地，本發(fā)明的目的是允許在大尺寸的屏幕上投影顯著具有均勻亮度的高質(zhì)量數(shù)字圖像。
為此，本發(fā)明提供一種投影系統(tǒng)，包括能夠產(chǎn)生多色源照明光束的光源，以及至少一個(gè)成像組件的組，該組中的每個(gè)所述成像組件被相關(guān)的多色照明光束照射，并包括-分別被稱作第一和第二色輪的兩個(gè)分開的色輪(colour wheel)；和-分別被稱作第一、第二和第三成像儀的三個(gè)分開的成像儀；被稱作第一源光束的至少一部分的多色光束照射第一色輪，所述色輪將源光束分成第一單色光束(monochromatic beam)和雙色光束(two-tone beam)，所述第一單色光束照射第一成像儀并且雙色光束朝第二色輪傳送；以及第二色輪被雙色光束照射并將雙色光束分成分別照射第二和第三成像儀的第二和第三單色光束。
根據(jù)一個(gè)具體特征，成像組件還包括置于第三單色光束光路上的傾斜反射鏡。
有利地，成像組件包括置于所述第一、第二和第三單色光束的每個(gè)光路上的聚焦裝置，所述聚焦裝置各包括至少一個(gè)透鏡和一個(gè)光導(dǎo)的組，每組的至少一個(gè)透鏡分別將第一、第二和第三單色光束聚焦在相應(yīng)光導(dǎo)的入口上，每個(gè)光導(dǎo)的出口分別與第一、第二和第三成像儀相連。
根據(jù)一個(gè)有利的特征，成像組件包括置于雙色光束的光路上的至少一個(gè)透鏡的組，所述至少一個(gè)透鏡的組將雙色光束聚焦在第二色輪上。
有利地，所述至少一個(gè)成像組件的組包括至少兩個(gè)成像組件和將多色源照明光束分成分別照射單個(gè)成像組件的兩個(gè)單獨(dú)的多色照明光束的偏振裝置。
根據(jù)一個(gè)特定技術(shù)特征，所述至少一個(gè)成像組件的組包括至少兩個(gè)成像組件和將多色源光束分成分別照射單個(gè)成像組件的至少兩個(gè)單獨(dú)的多色照明光束的半透明反射鏡。
優(yōu)選地，半透明反射鏡是包含反射區(qū)域和透明區(qū)域的反射鏡。
根據(jù)一個(gè)有利特征，所述至少一個(gè)成像組件的組包含第一、第二和第三光學(xué)馬達(dá)，其分別包括第一、第二和第三成像儀和第一、第二和第三物鏡，按照將三個(gè)圖像并排投影在指定投影表面上的方式定位所述成像儀和物鏡。
根據(jù)另一有利特征，所述至少一個(gè)成像組件的組包含第一、第二和第三光學(xué)馬達(dá)，其分別包括第一、第二和第三成像儀和第一、第二和第三物鏡，所述成像儀和物鏡按照將三個(gè)重疊的圖像投影在指定投影表面上的方式被定位。
優(yōu)選地，所述系統(tǒng)包括-用于把要投影的每個(gè)圖像分成子圖像的裝置，每個(gè)子圖像與所述系統(tǒng)的一個(gè)成像儀相關(guān)；和-一裝置，用于為系統(tǒng)的每個(gè)成像儀選擇表示對(duì)應(yīng)一種原色的子圖像、稱為單色子圖像的信息，并且將所述相關(guān)的單色子圖像傳送到所述系統(tǒng)的每個(gè)成像儀，所選定的原色依賴于指定時(shí)刻時(shí)恰好照射成像儀的單色光束的顏色。


通過參照附圖閱讀以下說明，能夠更好地理解本發(fā)明，并且本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚，其中圖1A和1B分別示出了已知的投影系統(tǒng)以及利用該系統(tǒng)投影的圖像；圖2為根據(jù)本發(fā)明的投影系統(tǒng)的示意圖；圖3示出了由圖2中的系統(tǒng)投影在屏幕上的圖像；圖4描述了圖2中系統(tǒng)的投影裝置；圖5示出了圖2的系統(tǒng)內(nèi)色輪的運(yùn)行；圖6、7A、7B和8示出了本發(fā)明的變型并且圖9示出了相應(yīng)的投影圖像；圖10描述了本發(fā)明的另一變型；圖11示出了圖2、6和10的裝置內(nèi)實(shí)行的圖像管理方法；和圖12使出了允許高分辨率圖像投影的本發(fā)明的一種變型。
具體實(shí)施例方式
因此，本發(fā)明的一般原則依據(jù)于同一多色源光束所產(chǎn)生的照明光束分別照射的幾個(gè)成像儀在相同投影系統(tǒng)內(nèi)的實(shí)施。
圖2為根據(jù)本發(fā)明的投影系統(tǒng)的示意性設(shè)計(jì)圖，所述系統(tǒng)包括-包含燈40的投影裝置2；和-限定投影表面23的投影屏。
為了便于圖2的閱讀，不考慮在大尺寸屏幕23和與屏幕23相距幾米的小尺寸的裝置2之間的比例和投影角度。
投影裝置2通過發(fā)射三個(gè)單獨(dú)的成像光束20至22將分段圖像投影在投影表面23上。投影表面具有大的尺寸并適于電影院之類的各種投影。例如，這種投影可以是平面的或虛擬平面的(略微彎曲、圓柱形或球形，以避免失真)。
諸如圖3中所示的分段圖像包括分別從成像光束20至22獲得的三個(gè)相鄰的部分31至33。對(duì)于均勻的源圖像，三個(gè)部分31至33由于本發(fā)明而展現(xiàn)出均勻的顏色和均勻的亮度，且亮度一直保持均勻，即使在燈40達(dá)到了使用壽命。
圖4更詳細(xì)地示出了包含燈40和成像組件的裝置2。
成像組件本身包括
-第一色輪41；-聚焦透鏡44；-第二色輪42；-反射鏡43；-三個(gè)聚焦透鏡412、422和432；-三個(gè)光導(dǎo)413、423和433；和-三個(gè)成像儀414、424和434。
具有橢圓形反射器的燈40發(fā)射聚焦在色輪41上的多色源光束400。燈40例如是具備具有等于6500°(接近太陽的溫度)的溫度和相對(duì)平坦光譜的優(yōu)勢(shì)的氙燈。然而，可以使用能發(fā)射用于大屏幕投影的多色光的任何類型的燈。為了獲得均勻的光譜分布(尤其是在使用非氙燈的情況時(shí))，將陷波濾波器置于燈和第一色輪之間。
色輪41被多色源光束400照射。色輪41相對(duì)于光束400的軸以角度α傾斜，該角度根據(jù)色輪41的特性允許光束空間被分成兩個(gè)光束。所述角度α可以是25°和65°之間的任意值。優(yōu)選地，角度α等于45°。因此，色輪41將光束400分成第一單色光束411(換句話說，該光束包含單一原色-紅色、綠色或藍(lán)色)和雙色光束410(換句話說，該光束包括兩種原色-紅色、綠色或藍(lán)色)。
隨后，透鏡44將雙色光束410聚焦在色輪42上，該色輪相對(duì)于光束410的軸以一角度傾斜，該角度根據(jù)色輪42的特性允許光束被空間分成兩個(gè)單色光束420和421。優(yōu)選地，該角度等于45°。
透鏡412、422和432分別將光束411、421和420聚焦在光導(dǎo)413、423和433的入口處。
光導(dǎo)413、423和433例如是積分棒(integrating bar)或具有反射側(cè)壁的中空波導(dǎo)。
光導(dǎo)413、423和433的出口優(yōu)選處于同一平面內(nèi)并且分別置于光學(xué)馬達(dá)的入口處，所述光學(xué)馬達(dá)分別包含分別產(chǎn)生光束20至22的成像儀414、424和434。每個(gè)光學(xué)馬達(dá)包括用于將相關(guān)光導(dǎo)413、423和433出口處的圖像會(huì)聚在相應(yīng)成像儀上的透鏡以及允許在屏幕上投影的物鏡。光學(xué)馬達(dá)按照以下方式設(shè)置，即圖像31至33被非常精準(zhǔn)地并排投影在投影表面23上的方式。根據(jù)第一種構(gòu)造，光學(xué)馬達(dá)的物鏡軸關(guān)于相關(guān)的成像儀的軸轉(zhuǎn)移，使得物鏡和成像儀的軸能夠保持平行，以便定向每個(gè)成像儀產(chǎn)生的成像光束。根據(jù)第二種構(gòu)造，按照物鏡的軸沿投影方向定向的方式使得物鏡傾斜。
成像儀413、423和433例如是對(duì)偏振不靈敏的DMD(Texas Instruments的數(shù)字微反射鏡裝置)。成像儀還具有透射LCD(液晶顯示器)或LCOS(硅上液晶)。在使用LCD或LCOS的情況下，用于恢復(fù)偏振的裝置優(yōu)選置于光導(dǎo)和成像儀之間。這些裝置被控制裝置控制，所述控制裝置允許以三個(gè)部分31至33的形式產(chǎn)生將被投影的圖像。
根據(jù)本發(fā)明，色輪41和42同步，以便成像儀413、423和433在任何指定時(shí)刻能被三種不同顏色的光束411、421和420照射。因此，圖5示出了色輪41和42的同步。
色輪41和42分別包含朝成像儀反射或傳送單色光束的三段。因此，色輪41(或42，各自地)包括三段510至512(或520至522，各自地)。
段510至512分別傳送紅色、綠色和藍(lán)色光并進(jìn)而分別反射藍(lán)綠色(藍(lán)色和綠色的混色)、品紅色(藍(lán)色和紅色的混色)和黃色(綠色和紅色的混色)。因此，這些段包含允許反射兩種不同顏色光的濾光器。
段520至522分別傳送綠光、藍(lán)光和紅光并進(jìn)而分別反射品紅色、黃色和藍(lán)綠色光。因此，這些段包含允許反射兩種不同顏色光的濾光器。
同步裝置50按照這樣的方式定位著色的段，即在任何指定時(shí)刻，色輪42傳送雙色光束410中的一種顏色光并反射光束410中的另一種顏色光的方式。此外，適用于成像儀414、424和434用以限制為每個(gè)成像儀投影的顏色的控制裝置53與同步裝置50相結(jié)合，以便在任何指定時(shí)刻，成像儀投影的圖像部分的顏色對(duì)應(yīng)照射該成像儀的光束的顏色。
進(jìn)入光導(dǎo)的三個(gè)光束411、421和420具有不同的顏色-紅色、綠色和藍(lán)色。另外，當(dāng)色輪以相同的順序旋轉(zhuǎn)時(shí)，三個(gè)成像儀414、424和434被三種顏色光順序照射。這樣，獲得高的光效率并在照明光束中存在非常小的光損耗。而且，因?yàn)橥还庠串a(chǎn)生照射成像儀的單色照明光束，故圖像部分31、32和33相同。因?yàn)樽阋宰饔糜趩我还庠瓷?，故?jiǎn)化了亮度的控制。
作為實(shí)例，當(dāng)光束400連續(xù)照射段510、511和512時(shí)，色輪41允許在傳送的光束411中存在順序的紅(R)、綠(G)和藍(lán)光(B)，標(biāo)示為RGB。在同步方式中，當(dāng)光束400連續(xù)照射段520、521和522時(shí)，色輪42允許傳送光束421(光束410反射所獲得的)中存在序列BRG(藍(lán)-紅-綠)以及在反射光束420(光束410反射所獲得的)中存在序列GBR(綠-藍(lán)-紅)。不言而喻，根據(jù)本發(fā)明的一種變型(實(shí)行不同的旋轉(zhuǎn)方向或不同順序的段520至522)，當(dāng)色輪41傳送序列RGB時(shí)，色輪42能夠傳送順序列GBR并反射序列BRG，這種結(jié)構(gòu)允許在成像儀414、424和434的入口處具有三種不同顏色的光束。
根據(jù)一種變化的實(shí)施例，段520至512分別傳送黃色、藍(lán)綠色和品紅色光并進(jìn)而分別反射藍(lán)色、紅色和綠色光。因此，這些段包含允許反射一種顏色光的濾光器，而這具有實(shí)施更簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)檫@是一種能夠反射單色光的窄帶反射濾光器(而不是具有兩種窄帶的濾光器或單一寬帶的濾光器)。因?yàn)樯唭?yōu)選是同步的，所以結(jié)果與之前所述的相同，因?yàn)楣馐?10是雙色光且現(xiàn)在每個(gè)段僅傳送一種顏色光并且僅反射一種顏色光(作為實(shí)例，傳送黃光的段520接收包含綠色和藍(lán)色光的光束410；因此，該段能夠按照與僅傳送綠光的段相同的方式傳送綠光并反射藍(lán)光)。
根據(jù)圖10中所示的本發(fā)明的一種變型，運(yùn)行投影裝置25，該投影裝置具有這樣一種結(jié)構(gòu)，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，色輪41由反射單色的色輪45所替代，以適當(dāng)?shù)姆绞蕉ㄎ粺?0。色輪45朝與色輪41同步的色輪42發(fā)射光束410，以便僅傳送入射光束410中的一種顏色光并僅反射一種顏色光，如在此根據(jù)圖9所描述的。借助圖示，色輪45朝成像儀414傳送序列RGB，進(jìn)而以同步的方式，色輪42朝成像儀424或434傳送序列BRG或GBR。
此外，裝置25包括與裝置2相同的元件，其采用相同的參考標(biāo)記并不再予以說明。
裝置25的結(jié)構(gòu)具有使用兩個(gè)色輪的優(yōu)點(diǎn)，所述色輪反射單色光。因此，這些色輪相同并包括單色窄帶濾光器，這樣是特別有利的(制造簡(jiǎn)化，高效率)。
圖11示出了控制裝置53中實(shí)行的適于所要投影的圖像的管理運(yùn)算法則110。這種運(yùn)算法則顯著提供了用于分離裝置實(shí)行的分開每個(gè)圖像的步驟以及用于選擇表示一個(gè)子圖像的信息的步驟，所述子圖像對(duì)應(yīng)相應(yīng)裝置所實(shí)行的原色。這些裝置是例如ASIC類的材料裝置或存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中并由微處理器運(yùn)行的專用軟件裝置。
根據(jù)本發(fā)明運(yùn)行置于投影裝置中或其上游的圖像分離裝置，進(jìn)入投影裝置的信號(hào)分離子圖像。
當(dāng)需要投影圖像時(shí)，在步驟111過程中，控制裝置將圖像分離(或分開)成p個(gè)部分，其對(duì)應(yīng)多個(gè)投影的相鄰子圖像(投影裝置并行地運(yùn)行成像儀)，根據(jù)位置和成像儀的形式(例如，以16/9格式，如圖3中所示的格式將圖像分成三個(gè)相鄰的波段，如果投影裝置包括并排放置的16/9格式的成像儀)實(shí)行分開，以便獲得三個(gè)獨(dú)立的子圖像(或至少表示這些子圖像的信息)。裝置2包括顯示相同尺寸的三個(gè)圖像部分的三個(gè)成像儀。因此，施用在這些裝置上的管理運(yùn)算法則將圖像分成三個(gè)相等的部分，其對(duì)應(yīng)將要顯示的部分31至33。
隨后，在步驟112期間，控制裝置53為對(duì)應(yīng)所要顯示的第一顏色的三個(gè)子圖像中的每一個(gè)選擇信息，并將信息傳送至相關(guān)的成像儀(對(duì)應(yīng)部分31至33的子圖像分別由成像儀414、424和434顯示)。此外，控制裝置53控制色輪41和42以及照射成像儀的照明光束的顏色(或，根據(jù)一種變型，接收指示色輪位置以及這些照明光束顏色推斷的信息)。根據(jù)之前所述的實(shí)例，光束400、421和420分別對(duì)應(yīng)序列RGB、BRG和GBR。另外，在步驟112期間，第一子圖像是紅的，第二子圖像是藍(lán)色的以及第三子圖像是綠色的(照射成像儀414、424和434的第一顏色光束)。管理裝置53隨后根據(jù)在任何指定時(shí)刻顯示單色子圖像的顏色的功能控制成像儀414、424和434。
接著，在步驟113期間，管理裝置53控制成像儀414、424和434，以便分別顯示對(duì)應(yīng)照射成像儀的第二顏色光束的子圖像，根據(jù)前述實(shí)例，所述子圖像是分別為綠色、紅色和藍(lán)色的第一、第二和第三單色子圖像。
隨后，在步驟114期間，管理裝置53控制成像儀414、424和434，以便分別顯示對(duì)應(yīng)照射成像儀的第三顏色光束的子圖像，根據(jù)前述實(shí)例，所述子圖像是分別為綠色、紅色和藍(lán)色的第一、第二和第三單色子圖像。
照射一個(gè)成像儀的兩種顏色光束之間的轉(zhuǎn)換根據(jù)適當(dāng)?shù)姆椒ū惶幚砝纾D(zhuǎn)換期間顯示的空缺，或相反地，使用用于顯示非飽和顏色的轉(zhuǎn)換，所述非飽和顏色依賴于對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換的上述兩種顏色。
圖12示出了根據(jù)本發(fā)明一種變型的高分辨率投影儀120(不考慮大尺寸屏幕23和置于距屏幕幾米的小尺寸投影儀120之間的比例和投影角度)。
投影儀120與投影儀2非常相似，除了光學(xué)馬達(dá)與圖像分離和選擇裝置外，所述裝置以成像儀414、424和434產(chǎn)生的單色子圖像準(zhǔn)確重疊的方式進(jìn)行構(gòu)造。實(shí)際上，根據(jù)之前所存在的一種方法構(gòu)造光學(xué)馬達(dá)并將其用于投影儀2(例如，每個(gè)物鏡和相關(guān)光學(xué)馬達(dá)的軸之間的轉(zhuǎn)移或物鏡軸的旋轉(zhuǎn))，使得任意指定時(shí)刻不同顏色的并表示所要投影的圖像的單色光，照射屏幕23的相同部分。因此，在投影平面內(nèi)，三個(gè)光束121至123重疊。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一種變型的投影裝置6的透視圖。
裝置6允許圖像9按照?qǐng)D9所示被投影，其按照三個(gè)上面部分90至92構(gòu)成一個(gè)子組和下面部分94至96構(gòu)成一個(gè)子組的方式被分成六個(gè)部分。分別借助圖7A和7B中所示的第一和第二成像組件分別產(chǎn)生上述兩個(gè)子組。
由此產(chǎn)生的圖像9具有均勻的優(yōu)點(diǎn)。
投影裝置6的一些元件與裝置2的元件非常相似，因此不再予以說明。
在其下面部分中，投影裝置6包括-燈40；-分離裝置78；和第一成像組件76。
在其上面部分中，投影裝置6包括-全反射反射鏡75和-第二成像組件77。
分離裝置78將燈40所產(chǎn)生的多色源光束400分成兩個(gè)光束700和81，如圖8中側(cè)視所示。
根據(jù)第一實(shí)施例，分離裝置78是偏振裝置，優(yōu)選為光柵偏振器(例如，Moxtek)，其相對(duì)于光束400的軸傾斜25°到70°。根據(jù)一種變型，偏振器為PBS(偏振分束器)。在此情況下，偏振器相對(duì)于光束軸400以接近45°的角傾斜。
根據(jù)第二實(shí)施例，分離裝置78為半透明反射鏡。優(yōu)選地，反射鏡包括分別為反射和透明的兩個(gè)部分，其或多或少相互交錯(cuò)(例如，點(diǎn)反射鏡)，反射部分占據(jù)了反射鏡表面面積的一半。根據(jù)一種變型，反射鏡包括一種特殊處理，其允許50％的入射光通量反射而使余下的50％透射。因此，光束400被分成具有相等或非常相似的亮度的兩個(gè)光束700和81。
第二成像組件77與第一成像組件76非常相似。
第二成像組件明顯包括-兩個(gè)色輪71和72(其替換色輪41和42)；-聚焦透鏡74(替換透鏡44)；-朝色輪81反射光束81的反射鏡73(替換反射鏡43)；
-三個(gè)聚焦透鏡712、722和732(替換透鏡412、422和432)；-三個(gè)光導(dǎo)713、723和733；以及-三個(gè)成像儀714、724和734(替換成像儀414、424和434)。
應(yīng)當(dāng)注意到，分離裝置78和反射鏡75允許光束81聚焦在色輪71上。
此外，光導(dǎo)713、723和733優(yōu)選長(zhǎng)于光導(dǎo)413、423和433，使得所有光導(dǎo)的出口處于同一平面80內(nèi)。
色輪71和72按照以下方式彼此同步，即在任何指定時(shí)刻，三種不同顏色的單色光束761、771和770照射成像儀714、724和734的方式，所述每個(gè)光束順序以三種不同顏色照射與其相關(guān)的成像儀。
優(yōu)選但非必要地，一方面，色輪71與72，且另一方面，色輪41與42按照入射照明光所照射的段的改變發(fā)生在相同時(shí)刻的方式同步。因此，便利了成像儀414、424、434、714、724和734的控制。
第二實(shí)施例尤其非常適于對(duì)偏振不靈敏的成像儀，如DMD的使用。然而，類似于裝置2的施用，對(duì)于偏振的恢復(fù)也能夠使用LCOS和LCD技術(shù)。
第一實(shí)施例尤其非常適于利用偏振光操作的成像儀的使用。根據(jù)入射的單色照明光束適當(dāng)?shù)囟ㄏ蛎總€(gè)成像儀414、424、434、714、724和734的路線(course)。因?yàn)槌上窠M件76和77中的偏振不同，可在一個(gè)成像組件中，優(yōu)選在第一色輪之前或光導(dǎo)和該組件的成像儀之間，設(shè)置偏振旋轉(zhuǎn)裝置(例如，λ/2波板)(以便旋轉(zhuǎn)偏振方向并維持兩個(gè)組件76和77中成像儀的相同取向)。
根據(jù)運(yùn)用類似于組件76的三個(gè)成像組件的第二實(shí)施例的一種變型，使用第一分離裝置，其反射三分之二的入射光通量并透射三分之一的光通量(因而，分離裝置例如是具有表示三分之二總表面面積的反射表面面積的“點(diǎn)反射鏡”)。透射的光束隨后照射第一成像組件。反射的光束隨后照射第二分離裝置，其將入射光束分成兩個(gè)多色光束。這些光束隨后分別照射另外兩個(gè)成像組件中的一個(gè)。進(jìn)而，在投影表面上獲得的圖像包含具有均勻亮度的九個(gè)相鄰部分。
依據(jù)相同原理，本發(fā)明運(yùn)用3n個(gè)成像儀(n大于或等于2，并且例如是2，3，4......)，多色源光束被空間透明反射鏡分成具有基本相同亮度的n個(gè)多色源光束，n個(gè)光束中的每個(gè)照射一個(gè)成像組件。投影的圖像進(jìn)而包括3n個(gè)均勻亮度的部分。
根據(jù)另一種變型，通過使用例如6n個(gè)成像儀合并第一和第二實(shí)施例非偏振的多色源光束被適合的分離裝置分成6n個(gè)偏振多色光束(例如，偏振器將源光束分成兩個(gè)偏振光束，該偏振光束被分別分成n個(gè)多色偏振光束；可以想象運(yùn)用n個(gè)反射鏡將源光束分成n個(gè)非偏振光束，每個(gè)光束照射偏振器以獲得6n個(gè)偏振多色光束)，6n個(gè)偏振多色光束分別照射成像組件。
理所當(dāng)然，本發(fā)明并不限于上述的實(shí)施例。
本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然能夠想象出用于大屏幕投影的任何類型的燈。
類似地，多種類型的分離裝置、透鏡、光導(dǎo)、色輪和光學(xué)馬達(dá)都適用于本發(fā)明。
此外，在本發(fā)明范圍內(nèi)，能夠修改投影系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)。因此，投影的圖像可具有各種形狀，如部分圖像的長(zhǎng)度方向?yàn)樗交虼怪钡?，可相鄰放置，一個(gè)置于另一之上和/或并排設(shè)置。
根據(jù)本發(fā)明的色輪用于透射和反射模式，并根據(jù)各種變型，其反射或透射原色光。
根據(jù)本發(fā)明的另一變型，多色光束被分成三個(gè)單色光束，如根據(jù)圖2所述的投影儀2中所說明的。根據(jù)這種變型，每個(gè)單色光束被偏振器或半透射反射鏡(處理過的反射鏡或點(diǎn)反射鏡)類的分離裝置分成分別照射一個(gè)成像儀的幾個(gè)光束(例如，2，3，4......)。分離裝置置于單色光束的光路上(例如，至于色輪41和42之一或反射鏡43與整個(gè)相應(yīng)波導(dǎo)之間)。如果必要，還可增添聚焦透鏡。本實(shí)施例允許簡(jiǎn)單地利用兩個(gè)色輪以按照3、6、9、12或更多部分獲得投影圖像。
仍根據(jù)本發(fā)明的另一變型，合并圖6和12中示出的實(shí)施例。因此，能夠獲得具有幾個(gè)級(jí)的投影儀，其在任何指定時(shí)刻能夠投影具有三種顏色的重疊的子圖像，每個(gè)相應(yīng)的級(jí)具有產(chǎn)生重疊的三個(gè)單色子圖像的成像組件。
根據(jù)本發(fā)明的另一變型，圖6和12中所示的實(shí)施例與圖10中所描述的實(shí)施例合并，進(jìn)而獲得使用分別反射單色光束的色輪的投影系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種投影系統(tǒng)(2，6，25，120)，包括能夠產(chǎn)生多色源照明光束(400)的光源，其特征在于該系統(tǒng)包括至少一個(gè)成像組件(76，77)的組，所述組中的每個(gè)所述成像組件被相關(guān)的多色照明光束照射，并包括-分別被稱作第一和第二色輪的兩個(gè)分開的色輪(41，42，71，72)；和-分別被稱作第一、第二和第三成像儀的三個(gè)分開的成像儀(414，424，434)；被稱作第一源光束(400，700，750)的至少一部分的多色光束照射所述第一色輪，所述色輪將所述源光束分成第一單色光束(411，711，761)和雙色光束(410，710)，所述第一單色光束照射第一成像儀并且所述雙色光束朝第二色輪傳送；以及所述第二色輪被所述雙色光束照射并將所述雙色光束分成分別照射所述第二和第三成像儀的第二單色光束(421，721，771)和第三單色光束(420，720，770)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述成像組件另外包括置于所述第三單色光束光路上的傾斜反射鏡(43，73)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述成像組件包括在所述第一、第二和第三單色光束的每個(gè)光路上的聚焦裝置，所述聚焦裝置各包括至少一個(gè)透鏡(412，422，432)和一個(gè)光導(dǎo)(413，423，433)的組，每組的至少一個(gè)透鏡分別將第一、第二和第三單色光束聚焦在相應(yīng)光導(dǎo)的入口上，每個(gè)光導(dǎo)的出口分別與第一、第二和第三成像儀相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于所述成像組件包括置于所述雙色光束的光路上的至少一個(gè)透鏡(44，74)的組，所述至少一個(gè)透鏡的組將所述雙色光束聚焦在所述第二色輪上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于所述至少一個(gè)成像組件的組包括至少兩個(gè)成像組件和偏振裝置，所述偏振裝置將所述多色源照明光束分成分別照射單個(gè)成像組件的兩個(gè)單獨(dú)的多色照明光束。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于所述至少一個(gè)成像組件的組包括至少兩個(gè)成像組件和半透明反射鏡，所述半透明反射鏡將所述多色源光束分成分別照射單個(gè)成像組件的至少兩個(gè)單獨(dú)的多色照明光束。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于所述半透明反射鏡是包含反射區(qū)域和透明區(qū)域的反射鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于所述組的至少一個(gè)所述成像組件包含第一、第二和第三光學(xué)馬達(dá)，所述光學(xué)馬達(dá)分別包括第一、第二和第三成像儀和第一、第二和第三物鏡，所述成像儀和物鏡按照將三個(gè)圖像并排地投影在指定投影表面上的方式被定位。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于所述組的至少一個(gè)所述成像組件包含第一、第二和第三光學(xué)馬達(dá)，所述光學(xué)馬達(dá)分別包括第一、第二和第三成像儀和第一、第二和第三物鏡，所述成像儀和物鏡按照將三個(gè)重疊的圖像投影在指定投影表面上的方式被定位。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括-用于把要投影的每個(gè)圖像分成子圖像的裝置，每個(gè)子圖像與所述系統(tǒng)的一個(gè)成像儀相關(guān)；和-一裝置，用于為所述系統(tǒng)的每個(gè)成像儀選擇表示對(duì)應(yīng)一種原色的子圖像、稱為單色子圖像的信息，并且將所述相關(guān)的單色子圖像傳送到所述系統(tǒng)的每個(gè)成像儀，所選定的原色依賴于指定時(shí)刻時(shí)恰好照射成像儀的單色光束的顏色。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種投影系統(tǒng)(2)，包括多色光源(400)；和至少一個(gè)由相關(guān)的多色光束照射的成像組件，所述組件包括(i)分別被通稱為第一和第二色輪的兩個(gè)不同的色輪(41，42)，以及(ii)分別被通稱為第一、第二和第三成像儀的三個(gè)不同的成像儀(414，424，434)。根據(jù)本發(fā)明，至少一部分多色光束，即通稱的源光束(400)照射第一色輪，所述第一色輪將源光束分成第一單色光束(411)和雙色光束(410)，所述第一單色光束照射第一成像儀而雙色光束朝第二色輪傳送。第二色輪被雙色光束照射并將該光束分成分別照射第二和第三成像儀的第二單色光束(421)和第三單色光束(420)。
文檔編號(hào)H04N9/31GK1981539SQ200580022955
公開日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2005年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月6日
發(fā)明者瓦爾特·德拉齊克, 卡萊德·薩拉耶戴恩 申請(qǐng)人:湯姆森特許公司