CN1257433C

CN1257433C - 照明系统与采用此系统的投影机

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Publication number: CN1257433C
Application number: CNB021428786A
Authority: CN
Inventors: 金成河; 基里尔·S·索科洛夫
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2002-09-23
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2022-09-23
Also published as: KR20030030682A; KR100440958B1; CN1412617A; EP1302812A3; JP3863477B2; US20040012831A1; US6799849B2; EP1302812A2; JP2003195213A

Abstract

一种照明系统包括一照明单元，它包括至少一发光装置，用于发射具有预定波长的光束，以及至少一个全息光学器件，用于减小从发光装置发出的光束的截面；以及一第一光径变换器，用于改变经过全息光学器件的一入射光束的行进路径。一投影机包括至少一个照明单元，它包括至少一部发光装置，用于发射具有一预定波长的光束，以及至少一个全息光学器件，用于减小从发光装置发出的光束的截面；一第一光径变换器，用于改变经由全息光学器件输入的一入射光束的行进路径；一显示装置，用于通过按照一成影信号处理从光径变换器输入的一光束来形成图像；以及一投射透镜单元，用于放大由显示装置形成的图像并向一屏幕投射放大的图像。

Description

照明系统与采用此系统的投影机

技术领域

本发明涉及一种照明系统与一种采用此系统的投影机，而更为具体地说，涉及一种能够不带一色轮而完成一彩色图像的照明系统，以及一种采用此照明系统的投影机。

背景技术

参照图1，一现有的投影机包括一光源100；一第一中继透镜102，用于会聚从光源100发出的光束；一色轮105，用于分解一入射光束成为R、G和B各色光束；一蝇眼透镜107，用于使得通过色轮105的光束成为均匀的；一第二中继透镜110，用于会聚通过蝇眼透镜107的光束；一显示装置112，用于由经由色轮105顺序输入的R、G和B各色光束形成一彩色图像；以及一投射透镜系统115，用于放大由显示装置112形成的图像并将其朝向一屏幕118投射。

一氙气灯、一金属-卤化物灯，或者一UHP灯，用作光源100。这些灯都过多地发射不需要的红外线和紫外线。于是，随着很多热量的生成，就要使用一部冷却风扇来降低温度。不过，冷却风扇是造成噪音的来源之一。另外，由于灯光光源的光谱广布在全部各种波长上，所以因色域狭窄，颜色的选择受限、颜色的纯度低下，以及使用寿命较短，所以不可能稳定地使用灯具。

在现有的投影机中，为了完成一彩色图像，色轮105由一驱动马达(未画出)以一高速使之转动，以致R、G和B各色光束顺序地照射在显示装置112上。R、G和B各滤色镜对等地配置在色轮105的整个表面上。三种颜色在色轮105转动期间按照显示装置112的反应速度一个个地按顺序被利用，2/3的光线损失了。另外，由于一间隙形成在各相邻滤色镜以便最好地生成一种颜色，所以光线损失发生在间隙处。

其次，由于色轮105以高速转动，所以产生了噪音。另外，驱动马达的机械运动对稳定性具有不良影响。其次，由于驱动马达的机械局限性，难以获得超过某一定程序的速度而出现颜色中断现象。另外，由于色轮的单价很高，制作成本提高了。

发明内容

为了解决上述各种问题，本发明的一项目的是，提供一种照明系统，能够通过采用一种发射具有一预定波长的光束的发光装置而不带色轮地形成一彩色图像，以致颜色纯度和色域得以增大；以及一种采用此照明系统的投影机。

本发明的另一项目的是，提供一种照明系统，具有至少一个全息光学器件或一衍射光学装置以尽量减小光束的截面，以致光线损失得以减小和容积得以减小；以及一种采用此照明系统的投影机。

为了达到以上各项目的，提供一种照明系统，包括一照明单元，此单元包括至少一发光装置，用于发射具有一预定波长的光束，以及至少一个全息光学器件，用于减小从发光装置发出光束的截面；以及一第一光径变换器，用于改变经过全息光学器件的一入射光束的行进光径。

优选的是，在本发明中发光装置具有一阵列结构。

优选的是，在本发明中发光装置是一发光二极管(LED)、一激光二极管(LD)、一有机电致发光器(EL)和一场致发射显示器(FED)之中的一种。

优选的是，在本发明中全息光学器件包括：一第一全息光学器件，用于改变从发光装置或发光装置阵列发出的光束的行进方向；以及一第二全息光学器件，用于减小其行进方向由第一全息光学器件予以改变的一入射光束的衍射角度，其中在一入射光束由第一光径变换器予以反射时，全息光学器件减小此光束的截面。

优选的是，在本发明中第一全息光学器件用于使得一入射光束射在倾斜成一预定角度的第二全息光学器件上并彼此平行。

优选的是，在本发明中第一光径变换器是一反射镜。

优选的是，在本发明中照明系统还包括一第二光径变换器，用于通过有选择地透射或反射光束来改变通过第一光径变换器的光束的行进路径。

优选的是，在本发明中复数照明单元用于发射具有各不同波长的光束的照明单元在水平方向上配置成一行。

优选的是，在本发明中第二光径变换器是一双色滤光镜，用于按照光束波长反射或透射通过第一光径变换器的光束。

优选的是，在本发明中第二光径变换器是一胆甾波带调制滤光镜，用于按照光束的偏振方向和波长反射或透射通过第一光束变换器的光束。

优选的是，在本发明中胆甾波带调制滤光镜包括一第一镜面，用于反射一右旋圆偏振光束和透射一左旋圆偏振光束；以及一第二镜面，用于透射一右旋圆偏振光束和反射一左旋圆偏振光束。这是相对于一具有一预定波长的光束。

优选的是，复数的用于发射具有各不同波长的各光束的照明单元配置得以一预定角度彼此分离开。

优选的是，在本发明中第二光径变换器是一X棱镜或X型双色滤光镜。

优选的是，在本发明中照明单元进一步配置在一多层结构之中。

优选的是，在本发明中所要求保护的照明系统还包括一平行光束形成单元，用于使得从发光装置或发光装置阵列发出的光束成为一平行光束。

为了达到以上各项目的，提供一种照明系统，包括：至少一发光装置或发光装置阵列，发射具有一波长的光束；一第三全息光学器件，用于会聚从发光装置或发光装置阵列发出的光束；一第四全息光学器件，用于使得通过第三全息光学器件的一入射光束成为其截面被减小的一平行光束；一第五全息光学器件，用于减小由第四全息光学器件使之平行的一入射光束的衍射角度；以及一第一光径变换器，用于改变通过第五全息光学器件的一入射光束的行进路径。

优选的是，在本发明中第五全息光学器件设置在一平面上，该平面不同于相邻第五全息光学器件的平面，并且不妨碍来自相邻第五全息光学器件的一光束的行进路径。

为了达到以上各项目的，提供一种照明系统，包括至少一个照明单元，具有至少一发光装置用于发射具有一预定波长的光束和至少一衍射光学装置用于减小从发光装置发出的光束的截面；以及一第一光径变换器，用于改变经由衍射光学装置输入的一入射光束的行进路径。

为了达到以上各项目的，提供一种投影机，包括至少一个照明单元，它包括至少一发光装置用于发射具有一预定波长的光束和至少一全息光学器件用于减小从发光装置发出的光束的截面；一第一光径变换器，用于改变经由全息光学器件输入的一入射光束的行进路径；一显示装置，用于通过处理按照一成像信号从第一光径变换器输入的光束来形成一图像；以及一投射透镜单元，用于放大由显示装置形成的图像并朝向一屏幕投射经过加大的图像。

在上述照明系统中，衍射光学装置可以包括：第一衍射光学装置，用于改变从发光装置或发光装置阵列发出的光束的行进方向；以及第二衍射光学装置，用于减小入射光束的衍射角度，所述入射光束的行进方向由所述第一衍射光学装置予以改变，使得在由第一光径变换器反射时入射光束的截面被减小了。

在上述照明系统中，衍射光学装置可以包括：第三衍射光学装置，用于会聚从发光装置或发光装置阵列发出的光束；第四衍射光学装置，用于使得通过第三衍射光学装置的入射光束成为平行光束，而其截面被减小了；以及第五衍射光学装置，用于减小由第四衍射光学装置使之平行的入射光束的衍射角度。

附图说明

本发明的以上各项目的和优点通过参照所附各图详细说明其各项实施例将会更加明显，各图中：

图1是表明一现有投影机的结构的视图；

图2和3是表明符合本发明一项优选实施例的一种照明系统结构视图；

图4是表明符合本发明另一项优选实施例的一种照明系统结构视图；

图5至7是符合本发明多项优选实施例的照明系统中光径变换器的视图；以及

图8是表明采用符合本发明的照明系统的一种投影机的结构的视图。

具体实施方式

参照图2和5，符合本发明一项优选实施例的一种照明系统包括至少一发光装置10a、10b和10c，用于发射具有一预定波长的光束；一照明单元1和11，具有至少一个全息光学器件，用于减小从发光装置10a、10b和10c发出的光束的截面；以及一第一光径变换器20，用于变换通过全息光学器件的一入射光线的行进路径。

一LED(发光二极管)、一LD(激光二极管)、一有机EL(电致发光器)，或者一FED(场致发射显示器)，用作各发光装置10a、10b和10c。另外，各发光装置10a、10b和10c成阵列配置。这里，各发光装置或各发光装置阵列10a、10b和10c可以制成发射具有不同波长的光束，即包括比如发射具有红色(R)波长的光束的第一发光装置10a、发射具有绿色(G)波长的光束的第二发光装置10b，以及发射具有兰色(B)波长的光束的第三发射装置10c。

全息光学器件可以包括第一全息光学器件15，用于使得从第一至第二各发光装置或各发光装置阵列10a、10b和10c发出的各光束彼此倾斜或平行；以及一第二全息光学器件18，用于以一小角度衍射通过第一全息光学器件的各入射光束。一般，具有一较大衍射角度的一全息光学器件比起具有一较小衍射角度的一全息光学器件来较难制作，并具有较小的衍射效率。考虑到以上情况，可使一光束射在第二全息光学器件18上而其方向由第一全息光学器件15使之倾斜，以便减小由第二全息光学器件18衍射的光束的衍射角度。

由第二全息光学器件18衍射的光束的行进路径由于第一光径变换器，比如一反射镜20，使之反射而被改变。这里，随着由第二全息光学器件18衍射的光束的衍射角度增大，由反射镜20反射的光束的截面被减小了。相反，如上所述，随着衍射角度增大，全息光学器件难以制作，而且衍射效率被降低了。为了解决以上各种问题，入射在第二全息光学器件18上的光束可通过利用第一全息光学器件15使之适当倾斜。这里，虽然在本实施例中包括两个全息光学器件，即第一和第二全息光学器件15和18，但通过适当配置两个或多个全息光学器件，可以提高减小光束截面效果。

同时，可以进一步设置一平行光束形成单元13，诸如一准直透镜阵列或一菲涅耳(Fresnel)透镜阵列，用于使得从各发光装置或各发光装置阵列10a、10b和10c发出的各光束彼此平行。另外，可以进一步设置一第二光径变换器30，用于二次改变其光经由第一光径变换器20予以改变的光束的光径，以致光束可以沿着一所需的光径行进。

比如，可以为每一R、G和B波长设置至少一个或多个具有以上结构的照明单元1和11。亦即，为了确保充分的光量，可以设置许多照明单元1和11用于发射具有R、G和B波长的各光束。如图2之中所示，各照明单元1和11可以沿水平方向配置成一行，如图3之中所示，或者照明单元1、1′、11和11′可以沿垂直方向配置在一多层结构之中。照明单元1、1′、11和11′在一多层结构中可以彼此面对地对称配置。这些水平或多层结构可以由对应于每一波长的每一照明单元同样组成。这里，由于与示于图2之中的各器件具有相同参照编号的各器件具有相同的功能，所以将略去对于它们的详细说明。参照编号30′是指一第二光径变换器，配置得可以由以上部照明单元1和11以及多层结构中的下部照明单元1′和11′发出的各光束共同使用。

参照图4，符合本发明另一优选实施例的每一照明单元21和31包括第三全息光学器件23，用于会聚从各发光装置或各发光装置阵列10a、10b和10c发出的光束；第四全息光学器件25，用于使得从第三全息光学器件23所发出光束减小光束的截面；以及第五全息光学器件28，用于衍射从第四全息光学器件25发出的光束以减小光束的截面。这里，与上述各项实施例相比，既然只是至少一个全息光学器件的结构是有所不同的，则在其他结构方面没有任何实际的差别。完成与图2之中所示各构件相同功能的各构件具有相同的参照编号。

当光束由第三全息光学器件23会聚，并由第四全息光学器件25使之成为一平行光束时，平行光束的截面，与从各发光装置或各发光装置阵列10a、10b和10c发出的光束的截面相比，被减小了。随着由第五全息光学器件28衍射而受到压缩的和由第一光径变换器20′反射的原先光束，该光束在其截面被进一步减小的情况下行进。

照明单元21和31，具有各发光装置或各发光装置阵列10a、10b和10c以及第三至第五全息光学器件23、25和28，可以在水平方向上成多重地配置。比如，如图4所示，当第五和第六照明单元21和31在水平方向上彼此平行配置时，第五全息光学器件28配置的平面不同于相邻第五全息光学器件所设置的平面，以使来自相邻第五全息光学器件的光束的行进不会受阻。亦即，包括在第五照明单元21之中的第五全息光学器件28所配置的平面不同于包括在第四照明单元31之中的第五全息光学器件28所在的平面，以不妨碍从第四照明单元31发出的光束的行进路径。因此，第一光径变换器20′对应于各自的照明单元21和31独立地配置。

照明单元21和31可以沿垂直方向配置在一多层结构之中。除了以上配置在水平方向上以外。另外，当配置在多层结构之中时，照明单元21和31可以对称彼此面对地配置。

这里，一平行光束形成单元13，诸如一准直透镜阵列或菲涅耳透镜阵列，可以另外设置在各发光装置或各发光装置阵列10a、10b和10c与第三全息光学器件23之间，用于使得从各发光装置或各发光装置阵列10a、10b和10c发出的光束成为一平行光束。各第一光径变换器20和20′改变入射光束的行进路径，该入射光束具有由第三至第五各全息光学器件23、25和28所减小的截面。比如，一反射镜可以用作平行光束形成单元13。

另外，各第二光径变换器30和30′可以有选择地透射或反射一入射光束，以使沿着各不同光径输入的光束沿着相同的光径行进。如图5所示，每一第二光径变换器30和30′，可以由第一、第二和第三各双色滤光镜30a、30b和30c构成，这些双色滤光镜可以按照光束的波长反射或透射来自各发光装置或各发光装置阵列10a、10b和10c的光束。比如，第一发光装置或发光装置阵列10a可以发射具有R波长的光束，第二发光装置或阵列10b可以发射具有G波长的光束，以及第三发光装置或发光装置阵列10c可以发射具有B波长的光束。

第一双色滤光镜30a只反射R光束而透射另外的G和B光束。第二双色滤光镜30b只反射G光束而透射另外的R和B光束。第三双色滤光镜30c只反射B光束而透射另外的R和G光束。因而，当R光束经由各照明装置1、11、21和31，以及各第一光径变换器20和20′，射在第一双色滤光镜30a上时，R光束被反射为以图5中各箭头A所指的方向。因而，具有各不同光径的R、G和B各色光束沿着相同的路径行进。

如图6所示，一种胆甾波带调制滤光镜35，可以用作第二光径变换器，用于有选择地按照光束偏振方向反射或透射入射光束。胆甾波带调制滤光镜35可以改变具有预定波长的光束的光径，比如，通过反射右旋圆偏振光束和透射左旋圆偏振光束，或者通过透射右旋圆偏振光束和反射左旋圆偏振光束，来予以实现。胆甾波带调制滤光镜35可以由第一、第二和第三胆甾波带调制滤光镜35a、35b和35c组成，用于按照圆偏转的方向有选择地透射或反射具有R波长的光束、具有G波长的光束和具有B波长的光束。

为了通过采用右旋圆偏振光束和左旋圆偏振光束二者来提高光的效率，用于相对于对应每一滤光镜的波长反射右旋圆偏振光束和透射左偏振光束的第一镜面37，和用于透射右旋圆偏振光束和反射左旋圆偏振光束的第二镜面38，适当地配置在每一第一、第二和第三胆甾波带调制滤光镜35a、35b和35c之中。这里，由+号表示右旋圆偏振光束，由-号表示左旋圆偏振光束。比如，R+表示右圆偏振的R光束而R-表示左圆偏振的R光束。

R、G和B各光束，通过各照明1、11、21和31以及各第一光径变换器20和20′朝向第一、第二和第三胆甾波带调制滤光镜35a、35b和35c行进。第一、第二和第三胆甾波带调制滤光镜35a、35b和35c把第一和第二镜面37和38包含在相对于光束输入所在方向的对角方向上。这里，在R光束的行进路径中，当由各第一光径变换器20和20′反射的R光束的右旋圆偏振光束(R+)首先遇到第一镜面37时，R+光束由第一镜面37反射。然后，当遇到其行进路径上的第二镜面38时，R+光束通过第二镜面38而行进在方向A′上。同时，当R+光束首先遇到第二镜面38时，R+光束透过第二镜面38。然后，R+光束由第一镜面37反射而行进在方向A′上。

另外，当由各第一光径变换器20和20′反射的R光束的左旋圆偏振光束(R-)首先遇到第一镜面37时，该R-光束透过第一镜面37。然后，当遇到其行进路径上的第二镜面38时，R-光束由第二镜面38反射而行进在方向A′上。同时，当R-光束首先遇到第二镜面38时，R-光束由第二镜面38反射而行进在方向A′上。

以上各种操作同等地适用于右旋和左旋圆偏振(G+)和(G-)的G光束，以及右旋和左旋圆偏振(B+)和(B-)的B光束，以使各光束行进在相同方向A′上。第一、第二和第三胆甾波带调制滤光镜35a、35b和35c有选择地透射或反射具有相应波长的光束和透射与偏振方向无关的具有各不同波长的所有光束。这样，由于右旋偏振和左旋偏振两种光束可以有效地得到利用，光的效率被提高了。

与以上不同，第二光径变换器，如图7所示，可以由X棱镜60或X型双色滤光膜构成。这里，各发光装置或各发光装置阵列10a、10b和10c配置得相对于X棱镜60或X型双色滤光膜以预定的角度沿径向分离开来。X棱镜60包括第一、第二和第三入射表面61、62和63，设置得面对对应于每一R、G和B色照明单元1和11，以及一单独的出光表面64。另外，X棱镜60包括第三和第四镜面60a和60b，配置得如同一字母X那样彼此交叉，以便按照波长有选择地透射或反射入射光线。比如，第三镜面60a反射R光束而透射具有各不同波长的G和B各光束。第四镜面60b反射B光束而透射具有各不同波长的R和G各光束。

R、G和B色各光束，是从各发光装置或各发光装置阵列10a、10b和10c发出并通过至少一个全息光学器件15和18或23、25和28以及各第一光径变换器20和20′，入射在与光束对应的X棱镜60的第一至第三各入射表面61、62和63上。R、G和B色各入射光束通过第三和第四镜面60a和60b或由它们反射而穿过出光表面64出去，行进在相同方向上。

按照以上的优选实施例，各照明单元1、11、21和31可以以多种方式配置，而各第二光径变换器30、35和60可以选定和设置得适合于这种配置。另外，在以上优选实施例中所述至少一个全息光学器件可以用至少一个具有相同功能的衍射光学器件代替。

同时，一种采用符合本发明照明系统的投影机，如图8所示，包括一照明系统65，用于发射光束；一显示装置70，用于通过利用从照明系统65发出的R、G和B色的光束来形成图像；以及一投射透镜单元75，用于使得由显示装置70形成的图像朝向一屏幕80行进。照明系统65是由一照明单元和一第一光径变换器组成的。照明单元包括至少一发光装置，用于发射具有预定波长的光束，以及至少一个全息光学器件，用于减小从发光装置发出光束的截面。第一光径变换器可改变经由全息光学器件输入的入射光束的行进路径。

照明系统65表明了参照图2至7所述照明系统，并由图8的参照编号65指出。一LED(发光二极管)、一LD(激光二极管)、一有机EL(电致发光器)，或FED(场致发射显示器)可以用作发光装置或发光装置阵列10a、10b和10c。发光装置或发光装置阵列是由发射R、G和B色各光束的第一至第三发光装置或发光装置阵列10a、10b和10c构成的。另外，具有相同结构的各照明单元1和11可以进一步放置在水平或垂直方向上以确保充分的光量。

全息光学器件15和18，或23、25和28，可以由一具有相同功能的衍射光学装置代替而可以实现本发明的目的。

当第一至第三各发光装置或各发光装置阵列10a、10b和10c配置成一行时，通过各全息光学器件15和18或23、25和28以各第一光径变换器20和20′的所有R、G和B色光束都在相同方向上输出并彼此平行。第二光径变换器可以由第一至第三各双色滤光镜30a、30b和30c组成，以便通过按照入射光束的波长有选择地透射或反射各光束而改变R、G和B各光束的行进路径。

可以进一步设置一蝇眼透镜67，用于使得经由第一至第三各双色滤光镜30a、30b和30c行进在相同方向的R、G和B色各光束均匀分布；以及一中继透镜68，用于朝向显示装置70会聚光束。然后，一彩色图像利用R、G和B各光束由显示装置70形成。显示装置70可以是一活动镜面装置，用于按照一成像信号通过微型镜面的开/关切换操作来完成一彩色图像，或者是一LCD，用于通过偏振和调制入射光束来完成一彩色图像。

这里，虽然第一至第三各双色滤光镜30a、30b和30c在以上优选实施例中用作第二光径变换器，但是也可以采用胆甾波带调制滤光镜35用于按照光束圆偏振波长来透射或反射入射光束。

另外，可以采用X棱镜60或X型双色滤光镜，用于通过按照光束的波长透射或反射入射光束来改变从各不同方向输入的R、G和B色各光束的光径以行进在相同方向上。这里，用于发射R、G和B色各光束的第一至第三各发光装置或各阵列10a、10b和10c配置得相对于X棱镜60或X型双色滤光镜以一预定的角度在径向上分离开来，如图7所示。具有以上结构的照明系统可以代替包括第一至第三各发光装置或各阵列10a、10b和10c以及各双色滤光镜30a、30b和30c的照明系统。

从照明系统65发出的R、G和B色各光束在通过蝇眼透镜67和中继透镜68之后入射在显示装置70上以形成一彩色图像。彩色图像由投射透镜单元75放大，而后形成在屏幕80上。

如上所述，在符合本发明的照明系统中，颜色纯度通过采用用于发射具有所需波长谱带的一狭窄波谱的光束的发光装置或发光阵列而得以提高。另外，具有一较宽分布的颜色色域可以确保，而从一全息光学器件或衍射光学器件发出光束的截面可以减至最小，以致照明系统可以做得轻巧而光线损失可以减少。其次，与现有的灯具光源相比，生成较少热量，而且使用寿命延长了。

另外，在采用符合本发明的照明系统的投影机中，由于可能由具有一发光装置的照明系统进行时间顺序激发，所以色轮是不需要的。由于开/关切换操作可能快于色轮的转动速度，所以获得高帧频率并降低能耗。因而，采用本发明的照明系统的投影机可提供具有高分辨率和高质量的图像。

Claims

1.一种照明系统，包括：

照明单元，包括至少一个发光装置，用于发射具有预定波长的光束；以及至少一个全息光学器件，用于减小从发光装置发出的光束的截面；以及

第一光径变换器，用于改变通过所述全息光学器件的入射光束的行进路径。

2.按照权利要求1所述照明系统，其中：所述发光装置具有阵列结构。

3.按照权利要求1或2所述照明系统，其中：所述发光装置是发光二极管、激光二极管、有机电致发光器和场致发射显示器之中的一种。

4.按照权利要求3所述照明系统，其中：所述全息光学器件包括：

第一全息光学器件，用于改变从所述发光装置或所述发光阵列发出光束的行进方向；以及

第二全息光学器件，用于减小入射光束的衍射角度，入射光束的行进方向由所述第一全息光学器件改变，以及

其中：当入射光束由所述第一光径变换器予以反射时，全息光学器件减小入射光束的截面。

5.按照权利要求4所述照明系统，其中：所述第一全息光学器件用于使得入射光束以预定角度入射在第二全息光学器件上并彼此平行。

6.按照权利要求4所述照明系统，其中：所述第一光径变换器是反射镜。

7.按照权利要求4所述照明系统，还包括第二光径变换器，用于通过有选择地透射或反射光束来改变通过第一光径变换器的光束的行进路径。

8.按照权利要求7所述照明系统，其中：复数的用于发射具有不同波长光束的照明单元在水平方向上配置成一行。

9.按照权利要求8所述照明系统，其中：所述第二光径变换器是双色滤光镜，用于按照光束波长反射或透射通过所述第一光径变换器的光束。

10.按照权利要求7所述照明系统，其中：所述第二光径变换器是胆甾波带调制滤光镜，用于按照光束的偏振方向和波长反射或透射通过所述第一光径变换器的光束。

11.按照权利要求10所述照明系统，其中：对于具有预定波长的光束，胆甾波带调制滤光镜包括第一镜面，用于反射右旋圆偏振光束和透射左旋圆偏振光束；以及第二镜面，用于透射右旋圆偏振光束和反射左旋圆偏振光束。

12.按照权利要求7所述照明系统，其中：多个用于发射具有各不同波长光束的照明单元配置得以预定角度彼此分离开。

13.按照权利要求12所述照明系统，其中：第二光径变换器是X棱镜或X型双色滤光镜。

14.按照权利要求1或2所述照明系统，其中：照明单元进一步配置在多层结构之中。

15.按照权利要求1或2所述照明系统，还包括平行光束形成单元，用于使得从所述发光装置或所述发光阵列发出的光束成为平行光束。

16.按照权利要求15所述照明系统，其中：平行光束形成单元是准直透镜阵列或菲涅耳透镜阵列。

17.一种照明系统，包括：

至少一个用于发射具有一波长的光束的发光装置或发光装置阵列；

第三全息光学器件，用于会聚从发光装置或发光装置阵列发出的光束；

第四全息光学器件，用于使得通过第三全息光学器件的入射光束成为其截面被减小的平行光束；

第五全息光学器件，用于减小由第四全息光学器件使之平行的入射光束的衍射角度；以及

第一光径变换器，用于改变通过第五全息光学器件的入射光束的行进路径。

18.按照权利要求17所述照明系统，其中：发光装置或发光装置阵列是发光二极管、激光二极管、有机电致发生器和场致发射显示器之中的一种。

19.按照权利要求17或18所述照明系统，其中：第一光径变换器是反射镜。

20.按照权利要求17或18所述照明系统，还包括第二光径变换器，用于通过有选择地透射或反射光束来改变通过第一光径变换器的光束的行进路径。

21.按照权利要求20所述照明系统，其中：用于发射具有不同波长光束的多个发光装置或发光装置阵列在水平方向上配置成一行。

22.按照权利要求21所述照明系统，其中：第二光径变换器是双色滤光镜，用于按照光束的波长反射或透射通过第一光径变换器的光束。

23.按照权利要求21所述照明系统，其中：第二光径变换器是胆甾波带调制滤光镜，用于按照光束的偏振方向和波长反射或透射通过第一光径变换器的光束。

24.按照权利要求23所述照明系统，其中：对于具有预定波长的光束，胆甾波带调制滤光镜包括第一镜面，用于反射右旋圆偏振光束和透射左旋圆偏振光束；以及第二镜面，用于透射右旋圆偏振光束和反射左旋圆偏振光束。

25.按照权利要求20所述照明系统，其中：用于发射具有不同波长光束的多个发光装置或发光装置阵列配置得以预定的角度彼此分离开。

26.按照权利要求25所述照明系统，其中：第二光径变换器是X棱镜或X型双色滤光镜。

27.按照权利要求17、18所述照明系统，其中：发光装置或发光装置阵列、第三至第五各全息光学器件和第一光径变换器进一步配置在多层结构之中，以致确保充分的光量。

28.按照权利要求27所述照明系统，其中：多层结构是对称结构。

29.按照权利要求17或18所述照明系统，其中：设置第五全息光学器件的平面不同于相邻第五全息光学器件的平面。

30.按照权利要求17或18所述照明系统，还包括平行光束形成单元，用于使得从发光装置或发光装置阵列发出的光束成为平行光束。

31.按照权利要求30所述照明系统，其中：平行光束形成单元是准直透镜阵列或菲涅耳透镜阵列。

32.一种投影机，包括：

至少一个照明单元，包括至少一个用于发射具有预定波长的光束的发光装置；以及至少一个用于减小从发光装置发出的光束的截面的全息光学器件；

第一光径变换器，用于改变经由全息光学器件输入的入射光束的行进路途；

显示装置，用于通过按照成像信号处理从第一光径变换器输入的光束来形成图像；以及

投射透镜单元，用于放大由显示装置形成的图像并把放大的图像向屏幕投射。

33.按照权利要求32所述投影机，其中：发光装置具有阵列结构。

34.按照权利要求32或33所述投影机，其中：发光装置是发光二极管、激光二极管、有机电致发光器和场致发射显示器之中的一种。

35.按照权利要求34所述投影机，其中：全息光学器件包括：

第一全息光学器件，用于改变从发光装置或阵列发出光束的行进方向；以及

第二全息光学器件，用于减小其行进方向由第一全息光学器件予以改变的入射光束的衍射角度，以及

其中全息光学器件当入射光束由第一光径变换器反射时减小此光束的截面。

36.按照权利要求35所述投影机，其中：第一全息光学器件用于使得入射光束以预定倾斜的角度入射在第二全息光学器件上并且是彼此平行的。

37.按照权利要求34所述投影机，其中全息光学器件包括：

第四全息光学器件，用于使得通过第三全息光学器件的入射光束成为平行光束而其截面被减小了；以及

第五全息光学器件，用于减小由第四全息光学器件使之平行的入射光束的衍射角度。

38.按照权利要求37所述投影机，其中：第五全息光学器件设置的平面不同于相邻第五全息光学器件的平面，而不妨碍来自相邻第五全息光学器件光束的行进路径。

39.按照权利要求35所述投影机，其中：第一光径变换器是反射镜。

40.按照权利要求35所述投影机，还包括第二光径变换器，用于通过有选择地透射或反射光束来改变通过第一光径变换器的光束。

41.按照权利要求40所述投影机，其中：多个用于发射具有不同波长光束的照明单元在水平方向配置成一行。

42.按照权利要求41所述投影机，其中：第二光径变换器是双色滤光镜，用于按照光束的波长来反射或透射通过第一光径变换器的光束。

43.按照权利要求41所述投影机，其中：第二光径变换器是胆甾波带调制滤光镜，用于按照光束的偏振方向和波长来反射或透射通过第一光径变换器的光束。

44.按照权利要求43所述投影机，其中：对于具有预定波长的光束，胆甾波带调制滤光镜包括第一镜面，用于反射右旋圆偏振光束和透射左旋圆偏振光束；以及第二镜面，用于透射右旋圆偏振光束和反射左旋圆偏振光束。

45.按照权利要求40所述投影机，其中：多个用于发射具有各不同波长光束的照明单元配置得以预定的角度彼此分离开。

46.按照权利要求45所述投影机，其中：第二光径变换器是X棱镜或X型双色滤光镜。

47.按照权利要求32或33所述投影机，其中：各照明单元进一步配置在多层结构中。

48.按照权利要求32或33所述投影机，还包括平行光束形成单元，用于使得从各发光装置或各发光装置阵列发出的光束成为平行光束。

49.按照权利要求48所述投影机，其中：平行光束形成单元是准直透镜阵列或菲涅耳透镜阵列。

50.一种照明系统，包括：

至少一个照明单元，具有至少一个用于发射具有预定波长光束的发光装置；以及至少一个衍射光学装置，用于减小从发光装置发出光束的截面；以及

第一光径变换器，用于改变经由衍射光学装置输入的入射光束的行进路径。

51.按照权利要求50所述照明系统，其中：发光装置具有阵列结构。

52.按照权利要求50或51所述照明系统，其中：发光装置是发光二极管、激光二极管、有机电致发光器和场致发生显示器之中的一种。

53.按照权利要求52所述照明系统，其中衍射光学装置包括：

第一衍射光学装置，用于改变从发光装置或发光装置阵列发出的光束的行进方向；以及

第二衍射光学装置，用于减小入射光束的衍射角度，所述入射光束的行进方向由所述第一衍射光学装置予以改变，使得在由第一光径变换器反射时入射光束的截面被减小了。

54.按照权利要求52所述照明系统，其中衍射光学装置包括：

第三衍射光学装置，用于会聚从发光装置或发光装置阵列发出的光束；

第四衍射光学装置，用于使得通过第三衍射光学装置的入射光束成为平行光束，而其截面被减小了；以及

第五衍射光学装置，用于减小由第四衍射光学装置使之平行的入射光束的衍射角度。