[go: up one dir, main page]

CN1248027C - 反射型投影仪 - Google Patents

反射型投影仪 Download PDF

Info

Publication number
CN1248027C
CN1248027C CNB021319375A CN02131937A CN1248027C CN 1248027 C CN1248027 C CN 1248027C CN B021319375 A CNB021319375 A CN B021319375A CN 02131937 A CN02131937 A CN 02131937A CN 1248027 C CN1248027 C CN 1248027C
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
optical path
incident light
prism
display device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB021319375A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1405599A (zh
Inventor
崔舜喆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1019970013025A external-priority patent/KR100224901B1/ko
Priority claimed from KR1019970013222A external-priority patent/KR100213101B1/ko
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of CN1405599A publication Critical patent/CN1405599A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1248027C publication Critical patent/CN1248027C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/315—Modulator illumination systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
    • H04N5/7416—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal
    • H04N5/7441—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal the modulator being an array of liquid crystal cells
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
    • H04N5/7416—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal
    • H04N5/7458—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal the modulator being an array of deformable mirrors, e.g. digital micromirror device [DMD]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

一种包括用于改变光路的临界角棱镜的反射型投影仪。该反射型投影仪包括：一光源，用于产生和发出光；一具有多个二维排列结构像素的图像产生单元，每一像素单独被激发，用于形成和反射来自入射光的图像；一具有透射/反射表面的临界角棱镜，沿光路设置，以透射由光源发出的光，并反射经图像产生单元再次进入的光；及一投影透镜单元，用于将经临界角透镜的透射/反射表面反射的光透射到屏幕上。

Description

反射型投影仪
本申请是申请日为1998年4月7日，申请号为98106226.1，申请人为三星电子株式会社，发明名称为“反射型投影仪”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种采用反射型显示装置的反射型投影仪，特别涉及一种能提高投射到屏幕上的光的强度的反射型投影仪。
背景技术
投影仪是一种通过采用附加光源将成形的图像投影在屏幕上而显示图像的装置。投影仪根据图像形成的方式划分为投射型投影仪或反射型投影仪。
图1示出了一种传统的反射型投影仪的光学系统。如图所示，传统的反射型投影仪包括一用于发光的光源10；一用于透射特定的光的颜色的滤色盘20；一扰频器30，用于将具有不同强度的入射光的光线混合成一均匀光束；一聚光透镜32；一准值透镜34；一偏振分束器40，用于改变光路；一显示装置50，用于通过选择性地反射入射光而形成图像；及一投影透镜单元60，用于将入射光投影到屏幕(未示出)上。
光源10包括一灯11，诸如金属卤化物灯或氙弧灯，用于产生光；及一反射镜13，用于反射灯11发出的光。沿光路设置在光源10和扰频器30之间的滤色盘20由驱动马达21转动。滤色盘20包括红(R)、绿(G)、蓝(B)滤色镜。滤色盘20以对应于显示装置响应速度的速度旋转，并且根据显示装置50的响应速度，在给定的时间，R、G、B滤色镜之一沿光路设置。
扰频器30通过漫反射将入射光混合成均匀光。聚光透镜32将通过扰频器30的光会聚，光随后又发散以扩大其透射宽度。准直透镜34将入射的发散光会聚成平行光束。
偏振分束器40设置在准直透镜34和显示装置50之间的光路上，并且通过根据其偏振分量选择性地在镜面41透射或反射入射光而改变入射光的光路。也就是说，由光源40发出的光根据其偏振分量为P偏振或S偏振而选择性地透射或反射。
图1示出的实例是由偏振分束器40透射的光用作有效光。具有良好的响应速度的二维排列结构的铁电液晶显示器(FLCD)用作显示装置50。该显示装置50具有多个二维排列结构的反射区，每一反射区被独立激发以通过改变入射光的偏振方向而形成图像。
入射到显示装置50的光被反射并再次进入偏振分束器40。此时，再次进入偏振分束器40的有效光的偏振方向已通过显示装置50改变至90°。随后，光束从偏振分束器40的镜面41反射而进入投影透镜单元60。光束经过投影透镜单元60并投射到屏幕(未示出)上。
如上所述，传统的反射型投影仪需要平行光束入射到偏振分束器，以避免根据一个偏振分量的透射/反射的品质变坏。因此，入射偏振分束器的光的宽度必须增加，以在光源和偏振分束器之间形成平行光束，同时还需要更大的偏振分束器和投影透镜单元，而这些都是很昂贵的。
此外，在另一采用FLCD来代替偏振分束器的反射型投影仪中，入射到FLCD的光的角度与从其中反射的光的角度不同，从而改变光路。此处，FLCD比准直透镜小，因此FLCD和投影透镜单元之间的光距须延长，或是加大FLCD的斜度。当光距延长时，投影透镜单元的直径减小，而FLCD的斜度的增加使得在FLCD和投影透镜单元之间光轴的排列变得困难。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种具有改变光路的临界角棱镜的反射型投影仪，从而不采用偏振分束器或不提高光学长度，而简化了光轴的排列。
本发明的另一个目的在于提供一种反射型投影仪，其中，向屏幕发射三种颜色以提高光学效率并提高屏幕的强度。
因此，为实现上述第一目的，提供的反射型投影仪包括：一光源，用于产生和发出光；一图像产生单元，具有多个二维排列结构的像素，每个像素独立地被激发，用于形成和反射来自入射光的图像；一具有透射/反射表面的临界角棱镜，沿光路设置，以透射由光源入射的光并反射由图像产生单元再次进入的光；及一投影透镜单元，用于将由临界角透镜的透射/反射表面反射的光放大并透射到屏幕上。
本发明提供一种反射型投影仪，包括：一光源，用于产生和发出光；和一投影透镜单元，用于将入射光放大并透射到屏幕上；一第一分色镜，沿光路设置，用于根据波长透射和反射光，以将透射光和反射光分成两束；一第一光路改变单元，用于改变由第一分色镜分开的一束光的路径；所述第一光路改变单元只包括一个棱镜；一第一图像产生单元，用于由经过第一光路改变单元的入射光产生图像；一第二分色镜，用于根据波长透射和反射经第一分色镜反射的光；一第二光路改变单元，用于改变由第二分色镜分开的另一束光的路径；所述第二光路改变单元只包括一个棱镜；一第二图像产生单元，用于由经过第二光路改变单元的入射光产生图像；一第三光路改变单元，用于改变经第二分色镜透射的光的路径；所述第三光路改变单元只包括一个棱镜；一第三图像产生单元，用于由经过第三光路改变单元的入射光产生图像；一具有第一和第二镜面的分色光分束器，用于根据波长选择性地向投影透射单元透射和反射经过第一、第二和第三光路改变单元的入射光。
为实现上述第二个目的，提供的反射型投影仪包括：一光源，用于产生和发射光，一第一分色镜(dichroic mirror)，沿光路设置，用于根据波长透射和反射入射光以将透射光和反射光分成两个；一第一光路改变单元，用于改变被第一分色镜分开的一光束的路径；一第一图像产生单元，用于由经过第一光路改变单元的入射光产生图像；一第二分色镜，用于根据波长透射和反射由第一分色镜反射的光；一第二光路改变单元，用于改变由第二分色镜分开的另一光束的光路；一第二图像产生单元，用于由经过第二光路改变装置的光产生图像；一第三光路改变单元，用于改变透射过第二分色镜的光的路径；一第三图像产生单元，用于由经过第三光路改变单元的入射光产生图像；一具有第一和第二镜面的分色光分束器(dichroic beam splitter)，用于根据波长选择性地在一个方向上透射和反射经过第一、第二和第三光路改变单元的入射光；及一投影透镜单元，用于将经过分色光分束器的入射光放大并透射到屏幕上。
附图说明
通过参照附图详细地描述本发明的优选实施例，可以更清楚地了解本发明的上述目的和优点，其中：
图1是示出传统的反射型投影仪的光学结构的示意图；
图2是示出本发明第一优选实施例的反射型投影仪的光学结构的示意图；
图3是示出图2中的复眼透镜的示意图；
图4是临界角棱镜和FLCD光学结构的示意图；
图5是本发明第二实施例的反射型投影仪的光学结构的示意图。
图6是作为本发明的光混合单元的扰频器的透视图；
图7是本发明第三实施例的反射型投影仪的光学结构的示意图；
图8是本发明第四实施例的反射型投影仪的光学结构的示意图。
具体实施方式
参照图2-4，本发明第一实施例的反射型投影仪包括：一光源110，用于产生和发射光；一滤色盘120，用于选择地透射由光源110发出的光的特定波长，以选择颜色；一图像形成单元160；一临界角棱镜150，用于将来自光源110的入射光透射至图像形成单元160并反射由图像形成单元160入射的光；及一投影透镜单元170，用于将入射光放大并透射到屏幕(未示出)上。
最好是滤色盘120和临界角棱镜150之间的光路上还包括：一光混合单元130，用于发散/会聚或散射及反射来自光源110的入射光，以使光均匀；及一中继透镜140，用于会聚入射光以形成平行光束。
光源110包括一产生光的灯111，及一反射镜113，用于沿预定的路径反射灯111发出的光。反射镜113可以是一椭圆形镜面，其中灯111的位置为一个焦点而会聚点为其另一个焦点，或者可以是抛物线形镜面，其中灯111的位置为其一个焦点，且由灯111发出并由反射镜113反射的光是平行光束。
滤色盘120沿光路设置在光源110和光混合单元130之间，并包括：一滤色镜121，其具有红(R)、绿(G)、蓝(B)或黄(Y)、青(C)、绛(M)三种颜色，选择性地沿光路设置，以根据波长选择性地透射由光源110发出的光；及一驱动部分123，用于驱动滤色镜121。滤色镜121的颜色设置在整个盘上以覆盖相同面积。滤色盘120对应于图像形成单元160的响应速度驱动，以将滤色镜121中的一个置于光路上。
光混合单元130包括一聚光透镜131，用于会聚经滤色盘120透射的光；及相邻的第一复眼透镜132和第二复眼透镜133，用于会聚入射光。第一和第二复眼透镜132、133都有一入射表面和/或出射表面，其中，多个凸起部分132a和133a分别会聚入射光。每一凸起部分132a和133a的水平和垂直表面的比值对应于下面将描述的铁电液晶显示器(FLCD)163的相应比值。经第一复眼透镜132的凸起部分132a会聚的光绕着第二复眼透镜133聚焦，从而通过混合光源110不规则的光而形成均匀光。
中继透镜单元140将光混合单元130透射的光会聚到FLCD 163上。此时，中继透镜单元140包括一会聚透镜141，用于将入射光转换成发散光；及一准直透镜143，用于将发散光会聚成平行光束，其沿光路设置在会聚透镜141和临界角棱镜150之间。
临界角透镜150包括一透射/反射表面151，用于透射和改变经中继透镜单元140的入射光的光路，并全反射(total-internal-reflect)经FLCD163反射的光。透射/反射表面151设置成具有位于经其反射的光的光轴和其法线之间的反射角θo。反射角θo等于或大于临界角θc。这是因为当光进入具有较低折射率的介质并且界面的入射角等于或大于临界角θc时，进行全反射没有能量损耗。此处，临界角θc＝sin-1(第二介质的折射率/第一介质的折射率)，其中，第一介质为临界角棱镜，第二介质为空气。因此，当θo大于θc时，产生全反射而没有能量损耗。
图像形成单元160包括一起偏器161，一FLCD 163，及一检偏器165，该单元由经临界角棱镜150入射的光形成图像。起偏器161沿光路设置在准直透镜143和临界角棱镜150之间，使非偏振的入射光线性地偏振。FLCD163朝向临界角棱镜150的透射表面153。最好，FLCD 163和透射表面153相互平行。FLCD 163具有二维排列结构，并具有多个像素，每一像素独立地被激发。入射到FLCD 163的光在一个偏振方向或不同偏振方向上变为线性偏振光，并反射至临界角棱镜150。检偏器165沿光路设置在临界角棱镜150和投影透镜单元170之间，并根据偏振方向选择地透射经透射表面153透射且经透射/反射表面151反射的光。
此外，可以采用数字镜装置(DMD)作为图像形成单元100。DMD朝向临界角棱镜150的透射表面153，并包括多个二维排列的反射镜(未示出)。每一反射镜单独地铰接，以对于相同的入射角具有不同的反射角。因此，对于每一像素独立地选定根据入射角的反射角，以产生图像。
上述投影透镜单元170设在临界角棱镜150和屏幕之间，以将入射光放大并投影到屏幕上。
下面将描述第一实施例的反射型投影仪的运行。
由光源100发出的光的一种颜色被选择作为透射过滤色盘20的光，在经过诸如聚光透镜131和第一与第二复眼透镜132和133的光混合单元130后变为均匀的，再经过中继透镜单元140后变为平行光束。平行光束一个偏振方向的线性偏振光选择性地透射过起偏器161，平行光束通过临界角棱镜透射到FLCD 163上。FLCD163上的每一像素选择性地被激发，以相对于相应的各颜色产生和反射图像，用于在屏幕上形成图像。光再次进入临界角棱镜150，再次进入的光由临界角棱镜150的透射/反射表面151反射，随后反射光进入检偏器165。检偏器165透射来自入射光的一个偏振方向的光。透射光经过投影透镜单元170聚焦在屏幕上。此时，通过在屏幕上顺序地重叠对应各颜色的图像而实现一帧图像画面。
参照图5和6，详细地描述本发明第二实施例的反射型投影仪。此处，相同的标号表示相同的元件。
根据本发明的特征，采用一扰频器135作为光混合单元130，用于通过散射和反射入射光而产生均匀光。扰频器135是一六面体玻璃块，具有垂直于光路的入射和出射表面135a和135b。扰频器135的出射表面135b的水平尺寸与垂直尺寸的比值与FLCD 163的比值相同。
如上所述，本发明的第二种反射型投影仪采用不带有偏振分束器的临界角棱镜，偏振分束器在光路根据偏振变化的过程中对于光的入射角敏感，从而在不增加光学系统整体尺寸的情况下很容易安排光学系统的光轴。
参照图7，本发明第三实施例的反射型投影仪包括一光源210，用于发光；第一和第二分色镜231和235，沿光路设置，以根据波长透射和反射入射光；第一、第二和第三光路改变单元240，250，260，用于改变来自入射光的图像；一分色光分束器(dichroic beam splitter)270，用于在一个方向出射来自第一、第二、第三光路改变单元240，250和260的入射光；及一投影透镜单元280，用于放大和透射来自分色光分束器270的入射光。
光源210包括一灯211，用于发光；及一反射镜213，用于沿预定的路径反射灯211发出的光。光源210与第一和第二实施例的光源110基本相同，因而省略其说明。
最好是还包括一光混合单元220，用于通过发散/会聚或散射和反射光源210的入射光而形成均匀光。图7示出一实施例，其采用相邻的第一和第二复眼透镜221和222，及一用于会聚由第二复眼透镜222透射的光的聚光透镜223，它们用作光混合单元220。此时，最好采用抛物线型镜面作为反射镜213。第一和第二复眼透镜221和222与参照图2至3说明的第一实施例的第一和第二复眼透镜132和133的工作原理基本相同，因此省略其详细说明。
如图8所示，也可采用通过散射和反射入射光而形成均匀光的扰频器225和会聚透镜226作为光混合单元220。此处，反射镜213最好是椭圆形的。扰频器225与参照图5至6说明的扰频器135的工作原理基本相同，故省略其详细说明。会聚透镜226沿光路设置在扰频器225和第一分色镜231之间，以会聚入射光。
第一分色镜231根据波长选择性地透射和反射来自光源210的入射光。例如，第一分色镜231由绝缘涂层制造，并反射绿色(G)光和红色(R)光，透射蓝色(B)光。透射光从第一和第二反射镜232和233反射，随后入射到第一光路改变单元240和第一图像形成单元245。
从第一分色镜231反射的光再从第三反射镜234反射，然后反射光入射到第二分色镜235。第二分色镜235根据波长选择性地透射和反射入射光。例如，第二分色镜235反射绿(G)光而透射红(R)光。从第二分色镜235反射的光入射到第二光路改变单元250和第二图像形成单元255。从第二分色镜235透射的光入射到第三光路改变单元260和第三图像形成单元265。
第一光路改变单元240改变从第一分色镜231透射的光的路径。第一图像产生单元245由经过第一光路改变单元240的入射光产生图像。第一光路改变单元240包括第一会聚透镜241和第一棱镜243。第一会聚透镜241将入射的发散光会聚成平行光束。第一棱镜243具有第一透射/反射表面243a，用于透射从第一会聚透镜241入射的光并全反射从第一图像产生单元245反射的光。位于从第一透射/反射表面243a反射的光的光轴和该表面法线之间的出射角θo等于或大于临界角θc。第一棱镜243和要说明的第二、第三棱镜253，263与第一、第二实施例中说明的临界角棱镜150相同，因而省略其详细说明。
第一图像产生单元245包括一第一起偏器246，第一FLCD 247，和第一检偏器248。第一起偏器246沿光路设置在第一会聚透镜241和第一棱镜243之间，线性地起偏非偏振的入射光。第一FLCD 247朝向第一棱镜243的第一透射表面243b。此处，第一FLCD 247和第一透射表面243b最好相互平行。第一FLCD 247具有二维结构和多个像素，每一像素独立被激发。入射到第一FLCD 247的光在一个偏振方向或多个偏振方向上成为线性的偏振光，并被反射到第一棱镜243。第一检偏器248沿光路设置在第一棱镜243和分色光分束器(dichroic beam splitter)270之间，并根据偏振方向选择性地透射这样的光，该光是从第一FLCD 247反射，从第一透射表面243b透射，并从第一透射/反射表面243a反射的光。从第一检偏器248透射的光是从第一分光镜231透射的光，如蓝(B)光，并包括一相对于该蓝色的图像。
第二光路改变单元250包括一第二会聚透镜251和一第二棱镜253，它们都沿光路设置在第二分色镜235和分色光分束器(dichroic beamsplitter)270之间。此处，第二会聚透镜251和第二棱镜253的工作原理和其光学排列与第一会聚透镜241和第一棱镜243相同，因而省略其详细说明。第二图像产生单元255包括一第二起偏器256，一第二FLCD 257，及一第二检偏器258，其工作原理和光学排列与第一图像产生单元245基本相同，故省略其详细说明。此处，标号253a和253b分别表示第二透射/反射表面和第二透射表面。
第三光路改变单元260包括第三会聚透镜261和第三棱镜263，用于改变从第二分色镜235透射的光的路径，其沿光路设置在第二分色镜235和分色光分束器(dichroic beam splitter)270之间。此处，第三会聚透镜261和第三棱镜263的工作原理和光学排列与第一会聚透镜261和第一棱镜243相同，故省略其详细说明。第三图像产生单元265包括一第三起偏器266，一第三FLCD267和一第三检偏器268，其工作原理和光学排列与第一图像产生单元245相同，故省略其详细说明。此处，标号263a和263b分别表示第三透射/反射表面和第三透射表面。
分色光分束器270有三个入射表面271，272和273及一个出射表面274。每个入射表面271，272和273朝向第一、第二和第三光路改变单元240，250和260中的一个。入射光的光路改变，从而使经过第一、第二、第三光路改变单元的光由出射表面274射出。因此，分色光分束器270具有第一和第二镜面276和277，用于根据波长选择性地透射或反射光。具有涂层以透射和反射某一波长范围的光的第一镜面276反射经过光路改变单元240的入射光，透射经过光路改变单元250和260的入射光。具有涂层以透射和反射另一波长范围的光的第二镜面277透射经过第一和第二光路改变单元240和250的光，并反射经过第三光路改变单元260的光。
此处，考虑到分色光分束器270、光学排列及第一至第三棱镜243，253和263的偏差，最好在分色光分束器270的外表面274和投影透镜单元280之间还设置一校正棱镜278。这些误差可以被校正，特别是由于校正棱镜278引起的第一至第三棱镜243，253和263的光学路径的变化而引起的色差和变形，从而很容易使经第一至第三棱镜243，253和263的入射光的光轴垂直于分色光分束器270中三个入射表面271，272和273的每一个。此外，第一至第三棱镜243，253和263可以设置成入射光的光轴经过分色光分束器270的第一镜面276与第二镜面277相交的部分，以提高光学效率。
投影透镜单元280设置在分色光分束器270和屏幕之间，因而将来自分色光分束器270的入射光放大并投影到屏幕上。
图7示出一种反射型投影仪，其中由光源210发出并由第一分色镜231透射的光入射到第一光路改变单元240，并且反射光朝着第二分色镜235入射，但是这种投影仪并不限于该实施例。也就是说，改变光源210、光混合单元220的光学位置及第一分色镜231根据一个波长的透射/反射，从而使光源210发出并由第一分色镜231反射的光入射，且透射光入射到第二分色镜235。
下面将描述本发明的第三实施例的反射型投影仪的工作原理。如图所示，由光源210发出的光在经过光混合单元220之后成为均匀光，均匀光入射至第一分色镜231。入射到第一分色镜231的光根据波长选择性地透射和反射。由第一分色镜231透射的光通过第一光路改变单元240入射到第一图像产生单元245。第一图像产生单元245根据每一像素区选择入射光的一个偏振方向，从而形成对应入射光颜色的图像，随后入射光反射到第一棱镜243。入射到第一棱镜243的光射到分色光分束器270的入射表面271。由第一分色镜231反射的光入射到第二分色镜235。第二分色镜235根据波长选择性地透射和反射入射光。反射光通过第二光路改变单元250和第二图像产生单元255入射到分色光分束器270的入射表面272。此外，由第二分色镜235透射的光通过第三光路改变单元260和第三图像产生单元265入射到分色光分束器270的入射表面273。入射到对应于第一、第二镜面276、277的分色光分束器270的光选择性地透射、反射并通过透射单元280，像素一个挨一个地重叠而投向屏幕。
下面参照图8详细地描述本发明的第四实施例。此处，相同的标号表示图7中相同的元件。
根据本发明第四实施例的特征，采用第一、第二和第三数字镜装置(DMD)249，259和269作为第一、第二和第三图像产生单元245′，255′和265′，用于产生来自于入射光的图像。此处，不需要如图7所示的第一、第二和第三起偏器与第一、第二和第三检偏器。
第一DMD 249朝向第一棱镜243的第一反射表面243a，并包括多个具有二维结构的反射镜(未图示)。每一反射镜独立地铰接，以相对于入射光具有不同的反射角度。
根据本发明的第三、第四实施例的反射型投影仪，沿光路设置包括第一、第二、和第三棱镜243、253和263的第一、第二和第三光路改变单元240，250和260，用于根据临界角透射或反射入射光，采用第一、第二和第三图像产生单元组成图像画面的颜色重叠起来，从而大大提高了屏幕的强度。此外，在根据偏振改变光路的过程中不使用对光的入射角敏感的偏振分束器，从而更容易安排该光学系统。

Claims (17)

1.一种反射型投影仪，包括：一光源，用于产生和发出光；和一投影透镜单元，用于将入射光放大并透射到屏幕上，其特征在于：
一第一分色镜，沿光路设置，用于根据波长透射和反射光，以将透射光和反射光分成两束；
一第一光路改变单元，用于改变由第一分色镜分开的一束光的路径；所述第一光路改变单元包括一个单一的棱镜；
一第一图像产生单元，用于由经过第一光路改变单元的入射光产生图像；
一第二分色镜，用于根据波长透射和反射经第一分色镜反射的光；
一第二光路改变单元，用于改变由第二分色镜分开的另一束光的路径；所述第二光路改变单元包括一个单一的棱镜；
一第二图像产生单元，用于由经过第二光路改变单元的入射光产生图像；
一第三光路改变单元，用于改变经第二分色镜透射的光的路径；所述第三光路改变单元包括一个单一的棱镜；
一第三图像产生单元，用于由经过第三光路改变单元的入射光产生图像；
一具有第一和第二镜面的分色光分束器，用于根据波长选择性地向投影透射单元透射和反射经过第一、第二和第三光路改变单元的入射光；
其中，所述第一光路改变单元包括：
一第一会聚透镜，用于会聚入射光；及
一第一棱镜，具有一第一透射/反射表面，用于透射经过第一聚光透镜的入射光，并全反射经第一图像产生单元反射的光；
所述第二光路改变单元包括：
一第二会聚透镜，用于会聚入射光；及
一具有第二透射/反射表面的第二棱镜，用于透射由第二聚光透镜入射的光和全反射由第二图像产生单元反射的光；
所述第三光路改变单元包括：
一第三会聚透镜，用于会聚入射光；及
一第三棱镜，具有一第三透射/反射表面，用于透射经第三会聚透镜的入射光，并全反射经第三图像产生单元反射的光。
2.如权利要求1所述的反射型投影仪，其中，第一透射/反射表面设置成由所述第一透射/反射表面反射的光的光轴与所述第一透射/反射表面的法线所夹的角度等于或大于临界角。
3.如权利要求1所述的反射型投影仪，其中，第一图像产生单元包括：
一第一起偏器，用于线性地偏振入射光；
一第一铁电液晶显示装置，用于将经第一起偏器透射且经过第一光路改变单元的光线性地偏振为线性偏振光，所述偏振光具有根据相应的区域被独立选定的偏振方向；及
一第一检偏器，沿光路设置在第一铁电液晶显示装置和分色光分束器之间，用于透射一个偏振方向的偏振光。
4.如权利要求1所述的反射型投影仪，其中，第一图像产生单元包括：
一第一起偏器，沿光路设置在第一聚光透镜和第一棱镜之间，用于线性地偏振入射光；
一第一铁电液晶显示装置，用于将经第一起偏器和第一棱镜透射的入射光线性地偏振为线性偏振光，并向第一棱镜反射该线性偏振光，所述偏振光具有根据每一区域被独立选定的偏振方向；及
一第一检偏器，沿光路设置在第一铁电液晶显示装置和分色光分束器之间，用于透射经第一铁电液晶显示装置和第一棱镜反射的入射光的一个偏振方向的光。
5.如权利要求1所述的反射型投影仪，其中，第一图像产生单元是一数字镜面装置，它包括具有两维排列结构的多个反射镜，每个镜被独立驱动。
6.如权利要求1所述的反射型投影仪，其中，所述第二透射/反射表面设置成由所述第二透射/反射表面反射的光的光轴与所述第二透射/反射表面的法线所夹的角大于等于临界角。
7.如权利要求1所述的反射型投影仪，其中，第二图像产生单元包括：
一第二起偏器，用于线性地偏振入射光；
一第二铁电液晶显示装置，用于将由第二起偏器透射并经过第二光路改变单元的入射光线性地偏振为具有根据每一区域单独被选定的一个偏振方向的光，并用于反射该线性偏振光；及
一第二检偏器，沿光路设置在第二铁电液晶显示装置和分色光分束器之间，用于透射一偏振方向的光。
8.如权利要求1所述的反射型投影仪，其中，第二图像产生单元包括：
一第二起偏器，沿光路设置在第二会聚透镜和第二棱镜之间；
一第二铁电液晶显示装置，用于将由第二起偏器和第二棱镜透射的入射光线性偏振为具有根据每一区域被单独选定的偏振方向的光，并用于反射该线性偏振光；及
一第二检偏器，沿光路设置在第二铁电液晶显示装置和分色光分束器之间，用于透射经第二铁电液晶显示装置和第二棱镜反射的入射光的一个偏振方向的光。
9.如权利要求1所述的反射型投影仪，其中，第二图像产生单元为具有多个二维排列结构的反射镜的数字镜面装置，每一反射镜被单独驱动。
10.如权利要求1所述的反射型投影仪，其中，所述第三透射/反射表面设置成由所述第三透射/反射表面反射的光的光轴与所述第三透射/反射表面的法线所夹的角大于等于临界角。
11.如权利要求1所述的反射型投影仪，其中，第三图像产生单元包括：
一第三起偏器，用于线性地偏振入射光；
一第三铁电液晶显示装置，用于将由第三起偏器透射并经过第三光路改变单元的入射光线性偏振为具有根据相应的区域被单独选定的偏振方向的线性偏振光；及
一第三检偏器，沿光路设置在第三铁电液晶显示装置和分色光分束器之间，用于透射一个偏振方向的偏振光。
12.如权利要求1所述的反射型投影仪，其中，第三图像产生单元包括，
一第三起偏器，沿光路设置在第三会聚透镜和第三棱镜之间，用于线性地偏振入射光；
一第三铁电液晶显示装置，用于将经第三起偏器和第三棱镜透射的入射光线性地偏振为具有根据对应区域被单独选定的偏振方向的线性偏振光，并向第三棱镜反射该线性偏振光；及
一第三检偏器，沿光路设置在第三铁电液晶显示装置和分色光分束器之间，用于透射由第三铁电液晶显示装置和第三棱镜反射的入射光的一个偏振方向的光。
13.如权利要求1所述的反射型投影仪，其中，第三图像产生单元为一包括多个二维结构的反射镜的数字镜面装置，每一反射镜被单独驱动。
14.如权利要求1至12中任一项所述的反射型投影仪，其中，还包括一光混合单元，使得由光源入射的光通过发散/会聚或散射及反射在光源和第一分色镜之间的光路上成为均匀光。
15.如权利要求14所述的反射型投影仪，其中，所述光混合单元包括：彼此相邻的第一和第二复眼透镜，每一复眼透镜在其入射和/或出射表面上具有多个凸起部分，每一凸起部分会聚入射光；及一会聚透镜，用于将经第二复眼透镜透射的光会聚成平行光。
16.如权利要求14所述的投影仪，其中，所述光混合单元是一为六面体玻璃块的扰频器，其具有垂直于光路的入射和出射表面，用于通过散射和反射入射光而使其成为均匀光。
17.如权利要求1到13中任一项所述的反射型投影仪，还包括一形成于分色光分束器外表面的校正棱镜，用于校正入射光的偏差。
CNB021319375A 1997-04-09 1998-04-07 反射型投影仪 Expired - Fee Related CN1248027C (zh)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970013025A KR100224901B1 (ko) 1997-04-09 1997-04-09 반사형 프로젝트 장치
KR13025/97 1997-04-09
KR13025/1997 1997-04-09
KR13222/1997 1997-04-10
KR1019970013222A KR100213101B1 (ko) 1997-04-10 1997-04-10 반사형 프로젝트 장치
KR13222/97 1997-04-10

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN98106226A Division CN1114120C (zh) 1997-04-09 1998-04-07 反射型投影仪

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1405599A CN1405599A (zh) 2003-03-26
CN1248027C true CN1248027C (zh) 2006-03-29

Family

ID=26632651

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB021319375A Expired - Fee Related CN1248027C (zh) 1997-04-09 1998-04-07 反射型投影仪
CN98106226A Expired - Fee Related CN1114120C (zh) 1997-04-09 1998-04-07 反射型投影仪

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN98106226A Expired - Fee Related CN1114120C (zh) 1997-04-09 1998-04-07 反射型投影仪

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6666557B1 (zh)
JP (1) JP2939237B2 (zh)
CN (2) CN1248027C (zh)
DE (1) DE19815649A1 (zh)
GB (1) GB2324166B (zh)

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3132505B2 (ja) 1999-01-14 2001-02-05 セイコーエプソン株式会社 投写型表示装置
JP2000206455A (ja) * 1999-01-14 2000-07-28 Seiko Epson Corp 投写型表示装置
KR100299980B1 (ko) 1999-01-20 2001-09-26 윤종용 투사렌즈의 설계를 용이하게 한 반사형 디스플레이의 색합성 장치
JP3299216B2 (ja) 1999-01-29 2002-07-08 エヌイーシービューテクノロジー株式会社 映像投写装置
CH695171A5 (de) 1999-02-04 2005-12-30 Balzers Hochvakuum Lichtteiler und optische Uebertrageranordnung mit einem Lichtteiler.
GB2381328B (en) * 1999-02-04 2003-09-17 Unaxis Balzers Ag Light splitter and optical transmitter configuration with a light splitter
KR100584534B1 (ko) 1999-04-26 2006-05-30 삼성전자주식회사 반사형 프로젝트장치
JP3335961B2 (ja) 1999-09-24 2002-10-21 エヌイーシービューテクノロジー株式会社 時分割方式映像投写装置
KR100584538B1 (ko) 1999-11-04 2006-05-30 삼성전자주식회사 마이크로미러 가동장치를 채용한 반사형 프로젝터
US6461001B2 (en) 2000-04-25 2002-10-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Illumination apparatus and projection type display apparatus
JP4158317B2 (ja) 2000-05-31 2008-10-01 三菱電機株式会社 照明装置およびこの照明装置を用いた投写型表示装置
US6563551B1 (en) 2000-06-28 2003-05-13 Koninklijke Philips Electronics N.V. High contrast polarizing optics for a color electro-optic display device
US6795605B1 (en) * 2000-08-01 2004-09-21 Cheetah Omni, Llc Micromechanical optical switch
KR100381262B1 (ko) 2000-08-10 2003-04-26 엘지전자 주식회사 디지털 미세 미러소자를 이용한 전반사 프리즘계
US7116862B1 (en) 2000-12-22 2006-10-03 Cheetah Omni, Llc Apparatus and method for providing gain equalization
KR100400369B1 (ko) * 2000-12-28 2003-10-08 엘지전자 주식회사 화상 투사장치
KR100397428B1 (ko) * 2000-12-29 2003-09-13 엘지전자 주식회사 전반사 프리즘 및 이를 이용한 화상 투사장치
US6445502B1 (en) 2001-02-02 2002-09-03 Celeste Optics, Inc. Variable blazed grating
KR100394015B1 (ko) * 2001-07-06 2003-08-09 엘지전자 주식회사 투사형 표시 장치의 광학계 조명장치
JP2004126496A (ja) * 2002-08-05 2004-04-22 Hitachi Ltd 光学ユニット及びそれを用いた投射型映像表示装置
KR20040018017A (ko) 2002-08-24 2004-03-02 삼성전자주식회사 프로젝션 시스템
TW586020B (en) * 2002-09-03 2004-05-01 Young Optics Inc Optical system for projection display apparatus
JP2004184889A (ja) 2002-12-06 2004-07-02 Hitachi Ltd 投射型映像表示装置
KR100546606B1 (ko) * 2003-05-14 2006-01-26 엘지전자 주식회사 반사형 조명 광학계
KR100531377B1 (ko) * 2003-06-30 2005-11-28 엘지전자 주식회사 적분기의 구조
JP3757221B2 (ja) 2003-08-14 2006-03-22 Ｎｅｃビューテクノロジー株式会社 投写型表示装置
ITTO20030676A1 (it) * 2003-09-05 2005-03-06 Sim2 Multimedia Spa Sistema di illuminamento per videoproiettore che utilizza
US20080074621A1 (en) * 2006-08-23 2008-03-27 Hirotoshi Ichikawa Micro-mirror device with selectable rotational axis
KR20050114471A (ko) 2004-06-01 2005-12-06 엘지전자 주식회사 해상도 향상 장치
KR20050057767A (ko) * 2003-12-11 2005-06-16 엘지전자 주식회사 해상도 향상 장치 및 방법 그리고 이를 이용한디스플레이장치
JP3973043B2 (ja) * 2005-03-16 2007-09-05 Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 投写型表示装置
TWI261462B (en) * 2005-04-21 2006-09-01 Optoma Corp Optical projection apparatus
CN100403092C (zh) * 2005-05-16 2008-07-16 中强光电股份有限公司 光学投影装置
US7429983B2 (en) * 2005-11-01 2008-09-30 Cheetah Omni, Llc Packet-based digital display system
JP4771534B2 (ja) * 2006-03-31 2011-09-14 パナソニック株式会社 投写型表示装置
TWI305843B (en) * 2006-04-24 2009-02-01 Young Optics Inc Dlp projection apparatus
US7742229B2 (en) * 2007-11-30 2010-06-22 Texas Instruments Incorporated Single prism aberration compensation
KR101188202B1 (ko) * 2010-06-25 2012-10-09 스크램테크놀러지스아시아 유한회사 프로젝션 디스플레이 장치의 광학계
CN102455582A (zh) * 2010-10-30 2012-05-16 东莞市松毅电子有限公司 投影仪
TWI479251B (zh) 2011-10-11 2015-04-01 Delta Electronics Inc 光源系統
CN103728726B (zh) * 2012-10-15 2016-03-09 台达电子工业股份有限公司 显示光源
JP6383096B2 (ja) * 2014-09-05 2018-08-29 ハンズ レーザー テクノロジー インダストリー グループ カンパニー リミテッド 無人航空機の探査用対物レンズ
CN104330241B (zh) * 2014-10-28 2017-06-20 秦皇岛视听机械研究所 通用型数字投影或放映鱼眼镜头检测系统
CN106200221A (zh) * 2015-04-29 2016-12-07 江苏宜清光电科技有限公司 一种反射式防尘投影机
EP3112746B1 (en) * 2015-06-29 2018-04-18 Martin Professional ApS Prism effect system comprising multi-regional color filter and multi-faceted prism
KR102595295B1 (ko) * 2016-08-12 2023-10-30 엘지전자 주식회사 프로젝터
CN106292146A (zh) * 2016-09-14 2017-01-04 海信集团有限公司 光机照明系统
CN114035325B (zh) * 2021-11-10 2023-09-01 西安邮电大学 基于衍射分束器的增强现实方法、装置、电子设备及介质
CN114967311B (zh) * 2022-04-28 2023-10-20 歌尔光学科技有限公司 一种投影系统以及电子设备
CN114812889B (zh) * 2022-05-06 2025-02-14 南京理工大学 一种大口径光学元件应力检测装置及其检测方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63292187A (ja) 1987-05-26 1988-11-29 川崎重工業株式会社 液晶パネル構造
NL8802517A (nl) * 1988-10-13 1990-05-01 Philips Nv Beeldprojektie-inrichting.
NL8901077A (nl) * 1989-04-28 1990-11-16 Koninkl Philips Electronics Nv Optische belichtingsstelsel en projectie-apparaat voorzien van een dergelijk stelsel.
JP2827653B2 (ja) 1992-01-24 1998-11-25 カシオ計算機株式会社 投影型液晶表示装置
JPH05257110A (ja) 1992-03-13 1993-10-08 Sharp Corp 投射型液晶表示装置
US5420655A (en) * 1992-12-16 1995-05-30 North American Philips Corporation Color projection system employing reflective display devices and prism illuminators
JP3336664B2 (ja) 1993-03-10 2002-10-21 セイコーエプソン株式会社 投写型表示装置
EP1257128B1 (en) * 1993-03-16 2004-03-03 Seiko Epson Corporation Projection-type display apparatus
US5309188A (en) * 1993-05-21 1994-05-03 David Sarnoff Research Center, Inc. Coupling prism assembly and projection system using the same
US5374968A (en) * 1993-11-08 1994-12-20 Greyhawk Systems, Inc. Optics for a single-lens video projector with color-specific polarization channels
BE1007993A3 (nl) * 1993-12-17 1995-12-05 Philips Electronics Nv Belichtingsstelsel voor een kleurenbeeldprojectie-inrichting en circulaire polarisator geschikt voor toepassing in een dergelijk belichtingsstelsel en kleurenbeeldprojectie-inrichting bevattende een dergelijk belichtingsstelsel met circulaire polarisator.
US5625738A (en) 1994-06-28 1997-04-29 Corning Incorporated Apparatus for uniformly illuminating a light valve
JPH08160374A (ja) * 1994-12-01 1996-06-21 Mitsubishi Electric Corp プロジェクタ装置
US5612753A (en) * 1995-01-27 1997-03-18 Texas Instruments Incorporated Full-color projection display system using two light modulators
US5517340A (en) * 1995-01-30 1996-05-14 International Business Machines Corporation High performance projection display with two light valves
EP0734183B1 (en) * 1995-03-23 2001-01-17 International Business Machines Corporation Efficient optical system for a high resolution projection display employing reflection light valves
US5826959A (en) * 1996-05-09 1998-10-27 Pioneer Electronic Corporation Projection image display apparatus
US5829854A (en) * 1996-09-26 1998-11-03 Raychem Corporation Angled color dispersement and recombination prism
US5829858A (en) * 1997-02-18 1998-11-03 Levis; Maurice E. Projector system with light pipe optics
US5863125A (en) * 1998-01-30 1999-01-26 International Business Machines Corporation High efficiency two-SLM projector employing total-internal-reflection prism

Also Published As

Publication number Publication date
JPH112780A (ja) 1999-01-06
CN1114120C (zh) 2003-07-09
GB2324166B (en) 2000-01-26
US6666557B1 (en) 2003-12-23
GB2324166A (en) 1998-10-14
CN1195782A (zh) 1998-10-14
JP2939237B2 (ja) 1999-08-25
DE19815649A1 (de) 1998-10-22
CN1405599A (zh) 2003-03-26
GB9807443D0 (en) 1998-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1248027C (zh) 反射型投影仪
CN1183401C (zh) 单面板彩色图像显示装置
CN1204435C (zh) 带光学扫描器的图像显示装置
CN1609699A (zh) 光通道，均匀光照明装置与采用该装置的投影仪
CN1204436C (zh) 带分光镜轮的照明光学单元及包括该单元的图像显示系统
CN1144076C (zh) 反射型投影仪
CN1383023A (zh) 光学单元以及使用这种光学单元的图象显示装置
CN1535539A (zh) 带有定向固定偏振轴偏振分束器的数字图像投影仪
CN1815353A (zh) 光导管及具有该光导管的投影设备
CN1693987A (zh) 投影机
CN1444395A (zh) 投影式图像显示设备
CN101038372A (zh) 投影型图像显示装置
CN1132136C (zh) 带两个微透镜列阵的图象显示装置
CN1156725C (zh) 投影仪
CN1138705A (zh) 投射式彩色显示装置
JP2001356286A (ja) 投射型画像表示装置
CN1506712A (zh) 扫描方式形成面光源的方法，面光源及其激光投影电视
CN109426057A (zh) 光源装置以及投影型显示装置
CN1890984A (zh) 用于降低的聚光本领(etendue)的彩色视频投影系统的有效的照明系统
CN1164958C (zh) 全反射棱镜及带有该全反射棱镜的投影仪
JPH0943562A (ja) 投影型カラー液晶表示装置
CN1246722C (zh) 滚动装置，彩色照明系统以及应用滚动装置的投影系统
KR100636089B1 (ko) 반사형 칼라 프로젝터
CN1151671C (zh) 投影显示设备
CN1098601C (zh) 光路扩展器及扩展方法和大面积激光投影显示系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20060329