专利名称：投影系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种投影系统，尤其涉及一种能够提高颜色纯度、扩 展颜色再生区域的投影系统。
现有技术
近来，大尺寸、高清晰度的显示器变成最重要的议题之一，到目 前为止，发展和常用的典型大尺寸显示器有直视液晶显示器(LCD)、 等离子显示面板(PDP)、投影电视、投影仪等等。
在它们之中，投影电视和投影仪一般地包括光学引擎(optical engine)，光学引擎使用显示设备来显示信号处理图像信息，例如阴极 射线管(CRT) 、 LCD、数字微镜设备(DMD)等等。
使用LCD的投影仪归类在使用透射LCD的系统和使用反射LCD 的系统(LCoS)内。
图1表示一种透射单面板投影光学系统的例子，其包括灯1、色轮 3、积分器(integrator) 2、照明透镜4、面板5、投影透镜6和屏幕7。
灯1是光源，用来产生白光，色轮3从光源，也就是从灯1连续 地分离出红光、绿光和蓝光。
在这种情况下，积分器2设置在灯1和色轮3之间，用于使从灯1
发出的光具有均匀的亮度和期望的形状。
而且，照明透镜4向面板5照射从积分器2输出的光，面板5接
收从灯1经由色轮3产生的图像信息，图像信息通过投影透镜6形成 在屏幕7上。
发明内容
相应地，本发明涉及一种投影系统，其基本上消除了一个或者多 个由于现有技术的限制和缺点而导致的问题。
本发明的一个目的是提供一种投影系统，用于利用光发射设备光 源，简单地组合光，以便增加颜色纯度，以及简单地制造和减少整个 投影系统的尺寸。
本发明另外的优点、目的和特征将部分地呈现在随后的说明书中， 部分地对参阅了随后说明书的本领域技术人员来说将变得显而易见， 或者可以从本发明的实践中学习到。本发明的目的和其它优点可以通 过书面的说明书及其权利要求以及附图特别指出的结构来实现和获 得。
为了获得这些目的和其它优点以及根据本发明的目的，作为在此
包含并广泛描述的例子， 一种投影系统，包括光源，发射红光、绿 光和蓝光；组合单元，有选择地透射或者反射从光源发出的红光、绿 光和蓝光，来组合红光、绿光和蓝光；积分器，组合光进入其内；照 明透镜，来聚焦通过积分器的光；面板，通过照明透镜的光进入其内； 棱镜，设置在照明透镜和面板之间，来调整光路；投影透镜，来聚焦 通过棱镜的光。
为了获得这些目的和其它优点以及根据本发明的目的，作为在此 包含并广泛描述的例子， 一种投影系统，包括光源，发射红光、绿
光和蓝光；第一光学设备，来透射从光源发射的红光，反射绿光；第 二光学设备，透射从光源发射的红光和绿光，反射蓝光。
为了获得这些目的和其它优点以及根据本发明的目的，作为在此 包含并广泛描述的例子， 一种投影系统，包括光源，发射红光、绿 光和蓝光；第三光学设备，透射从光源发射的绿光，反射红光；第四 光学设备，透射从光源发射的红光和绿光，反射蓝光。
为了获得这些目的和其它优点以及根据本发明的目的，作为在此 包含并广泛描述例子， 一种投影系统，包括光源，发射第一颜色的 光、第二颜色的光以及第三颜色的光，它们组合成白光；组合单元， 有选择地透射和反射从光源发射的第一颜色的光、第二颜色的光和第 三颜色的光，以将它们组合成白光。
可以理解，本发明前面大体的描述和随后详细的描述是示范性的 和解释性的，其想要提供本发明所要求的进一步的解释。
附图包括来提供本发明进一步的理解，其结合在内组成本申请的 一部分，本发明的实施例和说明书一起提供来解释本发明的原理。附 图中
图l表示传统的传输单面板投影光学系统的例子；
图2是表示按照本发明实施例的投影系统的示意图3是表示按照本发明的实施例，在投影系统中使用的第一二相
色镜的光传输曲线图4是表示按照本发明的实施例，在投影系统中使用的第二二相
色镜的光传输曲线图5是表示按照本发明另一个实施例的投影系统的示意图6是表示按照本发明的实施例，在投影系统中使用的第三二相
色镜的光传输曲线图。
具体实施例方式
现在将详细参照本发明的优选实施例，其例子在附图中表示。不 论在哪里，在可能的情况下，全部附图中相同的参考数字用于指代相 同或者相似的部件。
在下文中，将参考附图详细描述按照本发明优选实施例的投影系统。
如图2所示，通过光源10的光在组合单元20内组合，该组合单
元20包括两个二相色镜21和22。
光源IO可以使用光源来独立地发射红光、绿光和蓝光，或者半导 体发光设备也可以用作光源。
在本发明的这个实施例中，光源10使用发光二极管(LED)，使 用其中一个半导体发光设备，光源IO包括红色LED 11、绿色LED12 和蓝色LED 13。
而且，光源10可以使用激光光源而不是LED来发射红光、绿光 和蓝光，最佳地，激光二极管用作激光光源。
如上所述，其内包括LEDll、 12和13的光源IO发射三基色光， 组合LEDll、 12和13的三基色光，以便能输出具有白光的彩色光。
另一方面，另一种光源10的组合来发射不同于组合来形成白光的 三基色光的彩色光也是可能的。例如，使用光源10发射青绿色(cyan)、 红紫色(magenta)和黄色的光是可能的。
如图2所示，设置这种光源10以便光由二相色镜21和22组合。
二相色镜21和22是有选择地反射和透射特定波长的光来获得特 定波长光的镜子，通常是使用光的干涉的设备。
而且，二相色镜容易制造，利用二相色镜可以降低投影系统的生 产成本。
如图2所示的二相色镜21、 22可以组合白光，通过它，第一二相 色镜21设置在红色LED11发射的光与从绿色LED12发射的光交叉的 位置，第二二相色镜22设置在红色LED11发射的光和蓝色LED13发 射的光交叉的位置。
在这种情况下，如图3所示，第一二相色镜21可以透射红光R并 可以反射绿光G。
而且，如图3所示，更好地，蓝色光B由第一二相色镜21反射而 不是透射。
另一方面，第二二相色镜22，在如图4所示的状态下，透射绿光 G并反射蓝光B。
这样，如图2所示，红光R通过第一二相色镜21和第二二相色 镜22，绿光G由第一二相色镜21反射指向积分器30，并且通过第二 二相色镜22。
而且，蓝色光B由第二二相色镜22反射，并指向积分器30。
这样，红光R、绿光G和蓝光B通过这两个二相色镜21和22根 据形成的图像组合成不同颜色的光。
从光源io发出的光具有均匀的亮度，而在上面所述的过程组合的
输出光通过积分器30。而且，在透射通过积分器30期间，光源10发 出的光可以以期望的形状形成。
积分器30可以由棒形的棒状透镜或者箱形光隧道执行。
这样，被改变为具有均匀亮度、并在积分器30内以期望的形状形 成的输出光，由照明透镜40聚焦，并且通过照明透镜40的光进入棱 镜60以提供给面板50。
在这种情况下，由于棱镜60具有界面，从照明透镜40透射的光 首先由棱镜60的表面反射，并进入面板50。然而，从面板50发射的 光通过棱镜60并传送到投影透镜70。
当从光源10发出的光到达面板50时，面板50通过合适的开关操 作和反射来输出用于光投影的图像信息，并且光根据图像信息聚焦来 在屏幕80上形成图像。
作为面板50，可以使用数字微镜设备(DMD)、硅片上的液晶 (LCoS)以及液晶设备(LCD)中的任何一种。面板50可以称为微型 开关设备。
投影透镜70将面板50输出的图像放大约80倍到130倍，并传输 放大的图像到屏幕80上。
如上所述，投影系统配置有反射蓝光B的二相色镜和反射红光R 的二相色镜。
投影系统配置成如上所述的其中一个原因，是因为由于在蓝光B 的波长处制造的蓝光透射二相色镜的光透射的限制，可能存在执行投
影系统的限制。
另一方面，如图5所示，投影系统可以这样设置，绿LED12近似 地与积分器30对齐，以便从绿LED 12发射的光通过两个二相色镜23 和22，并进入积分器30。
在这种情况下，红LED 11发射的光由第三二相色镜23反射，来 透射绿光G，并反射红光R，并被输出。
如上所述，事实上，绿LED 12发出的光通过第三二相色镜23。
如图6的曲线图所示，该第三二相色镜23可以设置来透射绿光G 和蓝光B。
然而，由于蓝光B不是由第三二相色镜23投影，在蓝光B的波 长处制造的第三二相色镜23的光透射无关紧要。
另一方面，蓝LED13发射的光由第二二相色镜22反射，并进入 积分器30。
这样，红光R、绿光G和蓝光B通过这两个二相色镜23和22， 并按照形成的图像组合成各种颜色的光。
如上所述，进入积分器30的光通过照明透镜40、棱镜60、面板 50和投影透镜70聚焦在屏幕80上，这个过程与图2中所示的过程相 同。
这样，由于投影系统由红光光源、绿光光源、蓝光光源和二相色 镜实现，提高了颜色纯度，扩展了颜色再生范围，从而能够显示高质 量的图像。
而且，由于投影系统没有使用色轮，不会产生噪声。
进一步地，由于投影系统的这种设置，可以减小整个投影系统的 尺寸，降低生产成本。
对本领域技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围的情况下， 对本发明所作的各种修改和变化都是显而易见的。这样，本发明想要 覆盖在附加的权利要求和它们的等价物的范围内对本发明的修改和变 化。
权利要求
1.一种投影系统，包括光源，发射红光、绿光和蓝光；组合单元，有选择地透射或者反射从光源发出来的红光、绿光和蓝光，以组合红光、绿光和蓝光；积分器，组合光进入其内；照明透镜，聚焦通过积分器的光；面板，通过照明透镜的光进入其内；棱镜，设置在照明透镜和面板之间，用来调整光路；以及投影透镜，用来聚焦通过棱镜的光。
2. 按照权利要求1的投影系统，其中该组合单元包括 第一二相色镜，透射从光源发射的红光，并反射绿光；以及 第二二相色镜，透射从光源发出的红光和绿光，并反射蓝光。
3. 按照权利要求2的投影系统， 源发射的红光和绿光的交叉位置。
4. 按照权利要求2的投影系统， 发射的红光和蓝光的交叉位置。
5. 按照权利要求2的投影系统， 对齐。其中该第一二相色镜设置在从光其中该第二二相色镜设置在光源其中安装光源以便红光与积分器
6. 按照权利要求2的投影系统，其中从光源发射的红光通过第一 二相色镜和第二二相色镜，而绿光由第一二相色镜反射且通过第二二 相色镜，并且蓝光由第二二相色镜反射。
7. 按照权利要求1的投影系统，其中该组合单元包括 第三二相色镜，透射从光源发射的绿光，并反射红光；以及 第二二相色镜，透射从光源发射的红光和绿光，并反射蓝光。
8. 按照权利要求7的投影系统，其中该第三二相色镜设置在从光 源发射的红光和绿光的交叉位置。
9. 按照权利要求7的投影系统，其中该第二二相色镜设置在从光 源发射的红光和蓝光的交叉位置。
10. '按照权利要求7的投影系统，其中安装光源以便绿光与积分 器对齐。
11. 按照权利要求7的投影系统，其中从光源发射的绿光通过第 三二相色镜和第二二相色镜，该红光由第三二相色镜反射且通过第二 二相色镜，而该蓝光由第二二相色镜反射。
12. 按照权利要求1的投影系统，其中面板包括数字微镜设备 (DMD)、在硅片上的液晶(LCoS)以及液晶设备(LCD)的组的其中之一。
13. 按照权利要求1的投影系统，其中该积分器包括棒状透镜或 者光隧道。
14. 按照权利要求1的投影系统，其中该光源使用半导体光发射 设备。
15. 按照权利要求1的投影系统，其中该光源包括光发射二极管 或者激光二极管。
16. —种投影系统，包括 光源，发射红光、绿光和蓝光-,第一光学设备，透射从光源发射的红光，并反射绿光；以及 第二光学设备，透射从光源发射的红光和绿光，并反射蓝光。
17. 按照权利要求16的投影系统，其中该第一光学设备和第二光 学设备包括二相色镜。
18. 按照权利要求16的投影系统，其中该光源包括半导体光发射设备。
19. 一种投影系统，包括-光源，发射红光、绿光和蓝光；第三光学设备，透射从光源发射的绿光，并反射红光；以及 第四光学设备，透射从光源发射的红光和绿光，并反射蓝光。
20. —种投影系统，包括光源，发射第一颜色的光、第二颜色的光以及第三颜色的光，它 们组合成白光；组合单元，有选择地透射和反射从光源发射的第一颜色的光、第 二颜色的光和第三颜色的光，以将它们组合成白光。
全文摘要
公开了一种投影系统，其中可以提高颜色纯度，扩展颜色再生区域。投影系统包括光源，发射红光、绿光和蓝光；组合单元，有选择地传输或反射从光源发射出来的红光、绿光和蓝光，以组合红光、绿光和蓝光；积分器，组合光进入其内；照明透镜，聚焦通过积分器的光；面板，通过照明透镜的光进入其内；棱镜，设置在照明透镜和面板之间，用来调整光路；以及投影透镜，用来聚焦通过棱镜的光。
文档编号G02B27/10GK101101437SQ20071014211
公开日2008年1月9日 申请日期2007年7月4日 优先权日2006年7月4日
发明者尹赞永, 郑志赫 申请人:Lg电子株式会社