专利名称：正面投影仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种正面投影仪，以及一种投射图像的方法。
背景技术：
美国专利US 7， 071， 897 B2公开了 一种显示系统，用以在主屏幕上显示高分辨 率的图像并在位于该主屏幕周围的扩展区中显示扩展图像。由于传达给观众的视觉信息 增多，因而扩展图像的存在增强了观看感受。扩展区位于观众的视网膜中央凹场(foveal field)之外，因此这些扩展图像可以比主屏幕上显示的高分辨率图像具有更低的分辨率。 在这种现有技术的实施例中，该种显示系统包括将这些高分辨率图像投射在主屏幕上的主 投影仪，以及左和右板投影仪，左和右板投影仪将低分辨率图像投射分别在位于主屏幕两 侧而且是在左侧和右侧的左板屏幕和右板屏幕上。该种实施例进一步还包括用于将光投射 在房间侧壁上的第一、第二右侧光源和第一、第二左侧光源，以及用于将光投射在房间天花 板上的左天花板光源和右天花板光源。 在这种显示系统中，建立这种特别是要使主图像与左和右板上的图像正确对准并 保持焦点对准的系统是相当困难的。但是，如果要实现变焦功能，该种系统就会变得非常复 杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种显示系统，其中，当变焦时，不需要困难的对准程序就 能使环境光源生成的环境照明至少部分地位于主图像的两侧。 本发明的第一方面提供如权利要求1所述的一种正面投影仪。本发明的第二方面 提供如权利要求14所述的一种投射方法。各从属权利要求中限定了有利的实施例。
依照本发明第一方面的正面投影仪包括图像生成设备、投影透镜和至少一个光 源。所述图像生成设备依照输入的显示信号生成一图像。这种图像与现有技术的主图像完 全相同。所述投影透镜将该主图像投射在图像投影区域，以获得投射图像。例如，该图像投 影区域可以是投影屏或适当处理过的墙壁。所述至少一个光源生成至少一个环境光束，经 由同一个投影透镜投射所述至少一个环境光束，获得至少部分地位于所述投射图像两侧的 环境光图像。至少部分地位于两侧意味着所投射的环境光图像位于所投射的主图像两侧至 少特定距离之上。例如，所述特定距离可以是该主图像的左侧和右侧。可供选择的是，所投 射的环境光图像可以完全包围所投射的主图像。该环境光图像可以在图像相接的边界处紧 邻该投射的主图像。可供选择的是，在所投射的主图像与所投射的环境光图像之间可能存 在未被占用的空间。 使用单独的环境光源，能够在产生正面投影的过程中执行该环境光图像相对于该 主图像的对准，该环境光源按照使其生成的环境光束与主图像一样地透过相同的投影透镜 的方式而设置在该正面投影仪中，并且，如果对主图像进行变焦，由于用同一个投影透镜既 对该主图像和又对该环境光图像进行变焦，因此不要求繁复的对准程序(或者现有技术的单独投影仪的非常复杂的设计)。 在一种实施例中，所述图像生成设备包括第一、第二和第三显示板，它们提供图像 的不同颜色的部分。例如，在这种结构中，这三个显示板是分别提供图像的红色、绿色和蓝 色部分的LCD板。可供选择的是，可以利用多于三种不同颜色，并且因此而使用相关联的不 同显示板来组成整个图像。可以利用除了红色、绿色和蓝色之外的其他原色。可以按照时 间顺序或时间重叠的方式提供不同颜色的部分。在时间顺序方法中，单个显示板可以是足 够的。 在一种实施例中，所述至少一个光源包括第一、第二和第三光源。该正面投影仪进 一步还包括信号处理器和复合立方体。所述信号处理器接收输入的显示信号，从而分别向 第一、第二和第三显示板提供第一、第二和第三驱动信号。所述复合立方体具有多个输入 侧，它们分别设置为(i)在第一输入侧，接收来自第一显示板的第一部分光和来自第一光 源的光，二者都具有第一颜色，(ii)在第二输入侧，接收来自第二显示板的第二部分光和来 自第二光源的光，二者都具有第二颜色，以及(iii)在第三输入侧，接收来自第三显示板的 第三部分光和来自第三光源的光，二者都具有第三颜色。所述第一、第二和第三光源相对于 该复合立方体的各个输入侧而设置，使第一、第二和第三部分光都不受到阻挡。或者换句话 说，由单独的第一、第二和第三光源所发射的第一、第二和第三部分光分别输入到该复合立 方体的各个输入侧中而不会妨碍由第一、第二和第三显示板所输入的光。 必须要注意的是，该复合立方体在该领域中同样是众所周知的。例如，对于三色系 统来说，这种复合立方体可以包括两个半透明滤色片，它们相对于形成输入侧的相关联的 输入面成小于45度角而设置，从而将这三个显示板生成的三个彩色图像在该复合立方体 的输出侧合并成单一图像。投影透镜将该单一图像投射在图像投影区域上。
在一种实施例中，所述正面投影仪包括信号处理器和复合立方体。该信号处理器 接收输入的显示信号，从而分别向第一、第二和第三显示板提供第一、第二和第三驱动信 号。该复合立方体具有被设置成为分别接收第一、第二和第三部分光的多个输入侧，以及具 有多个滤色片，该滤色片用于将所接收的第一、第二和第三部分光引导到公共输出侧，以获 得图像光束，该图像光束投射在图像投影区域上，从而获得主图像。至少一个光源设置在该 投影透镜与包括公共输出侧的平面之间的区域中，但在除了该公共输出侧之外的位置，从 而防止阻挡该主图像的图像光束。因此，投影透镜也投射由该至少一个光源所生成的光。
在一种实施例中，所述图像生成设备包括具有多个像素的反射矩阵板，用于依照 输入的显示信号使光选择性地朝该投影透镜反射。至少一个光源被设置成对该反射矩阵板 的边界像素进行照明。在该实施例中，利用该反射矩阵板的边界像素选择性地反射所述至 少一个光源的光，以便在该主图像的对应边界区域获得环境光，从而调制该光的强度。如果 按时间顺序生成不同颜色的图像，或者如果利用多色反射矩阵板，那么只需要单个显示板。 例如，所述反射矩阵显示器是匿D板。这些边界像素可以在该显示板的一个或多个边界侧 面的有限长度或者整个长度上延续。利用该边界像素的优点在于，能够很容易地改变所述 至少一个光源发射的光的强度，比如用以适合该主图像的平均强度。 在一种实施例中，主光源经由场镜照明该反射矩阵板的像素而不照明边界像素， 并且，至少一个光源对这些边界像素进行照明，所述至少一个光源邻的方式来使用(treat)。 在一种实施例中，所述图像生成设备包括反射矩阵板和单独的反射区域。该反射 矩阵板具有依照输入的显示信号使光选择性地朝投影透镜反射的像素。反射装置由至少一 个光源进行照明，反射装置被设置在平行于所述反射矩阵板的平面内，并在该反射矩阵板 的至少一个边缘处。这种单独的反射区域的优点在于，不需要为环境照明保留一定数量的 显示像素_那是会降低主图像清晰度的。 在一种实施例中，主光源对所述反射矩阵板的像素进行照明，反射装置设置在该 反射矩阵板的平面内，并且至少一个光源邻近场镜而设置。现在，主光源的光和至少一个光 源的光再次看来似乎都源于同一个位置，因此按照相同的方式来使用。此外，该反射矩阵板 和该反射装置也设置在同一个场中，该投影透镜按照相同的方式来处理所有反射的光。
在一种实施例中，所述正面投影仪包括信号处理器，该信号处理器接收输入的显 示信号，以便向该显示板提供驱动信号，从而按时间顺序获得该图像的不同颜色子图像。这 种顺序驱动能够只利用单一显示板。 在一种实施例中，至少一个光源包括发光二极管，能够产生不同颜色的光。所述正
面投影仪包括控制电路，其控制环境光图像的颜色和/或强度。可以按照多种方式控制该
环境光图像的颜色和/或强度。例如，可以依照整个图像的平均颜色和强度来改变该环境
光图像的颜色和强度，或者可以依照与增加了环境光的图像的边界相邻近的那部分图像的
平均颜色和强度来改变该环境光图像的颜色和强度。例如，如果把环境光加到该主图像的
右和左边界，那么左边的环境光取决于与主图像左边界邻近的左半边图像或左边四分之一
图像中的主图像强度和颜色，右边的环境光取决于与主图像右边界邻近的右半边图像或右
边四分之一图像中的主图像强度和颜色。同样的方法对于该主图像的上边界和下边界也是
可以实现的。上部、下部、左侧或右侧环境光中的任何一个都可以进一步分成子部分，因此
出现环境光的多个区带。每个区带都可以由其相关联的光发射器或光发射器组进行照明。 在一种实施例中，至少一个光源包括至少三个不同颜色的发光二极管。所述正面
投影仪包括控制电路，其控制由至少三个不同颜色的发光二极管的组合所发射的环境光束
的颜色和/或强度。通过使用三个颜色的发光二极管，能够通过控制流过这些二极管的电
流量来产生几种颜色。在实施例中，对这些二极管的颜色进行选择，从而可以产生白光。必
须要注意的是，发光二极管的颜色意思是由发光二极管所发射的光的颜色。 在一种实施例中，在至少一个光源和投影透镜之间设置多个成形光学器件，用以
成形至少一个环境光束，以获得较大的投射环境光区域。这些成形光学器件具有聚集由
(多个)光发射器所发射的光并朝向除主图像之外所希望的区域引导所聚集的光的功能。
例如，可以利用准直器来聚集光。所述成形光学器件可以包括所谓的自由(free)形状光学
器件和/或衍射光学器件。在实施例中，该自由形状光学器件并且特别是衍射光学器件可
以与设置在环境光源前面的掩模相结合，以便获得环境光的有明显边界的投影。 本发明的这些和其他方面从下文中描述的实施例中显而易见，并且将参考这些实
施例进行说明。
在各附图中
图1示意性地示出正面投影系统的一种实施例，
图2示意性地示出正面投影仪的一种实施例，
图3示意性地示出正面投影仪的另一实施例， 图4示意性地示出用以表明在图3所示正面投影仪实施例中光源相对于复合立方 体位置的顶视图， 图5示意性地示出正面投影仪的又一实施例，以及
图6示意性地示出正面投影仪的再一实施例。 应当注意的是，不同附图中具有相同附图标记的零件具有相同的结构特征和相同 的功能，或者是相同的信号。在已经说明了这种零件的功能和/或结构的情况下没有必要 在详细描述中重复其说明。
具体实施例方式
图1示意性地示出了正面投影系统的一种实施例。该正面投影系统包括正面投影 仪FP，它将投射图像PI投射在投影区域IPA上，该投影区域例如是投影屏，它对于显示侧面 与环境光图像ALI1 、 ALI2相接的投射图像来说是足够大的。 正面投影仪FP包括显示板DP，主光源MLS对该显示板DP进行照明。该显示板DP 可以是矩阵显示板，例如是LCD板。在图1所示的实施例中，该显示板DP是透光板，来自该 主光源并透过该显示板DP的光被投影透镜PL投射在投影区域IPA上。可供选择的是，所 述显示板DP可以是反射板，例如DMD板。那么，该主光源和显示板DP的位置应当是使得由 显示板DP反射的光被投影透镜PL投射在投影区域IPA上。依照输入的显示信号IDS按照 众所周知的方式选择性地驱动(未示出)显示板DP的像素。 正面投影仪FP还包括光源LS1、 LS2，这两个光源位于投影透镜PL与经过显示板 DP的平面二者之间但在除了从显示板DP朝该投影透镜射出的光束之外的区域内。由这些 光源LS1、 LS2生成的环境光被投影透镜PL投射在该投影区域上，并分别位于投射图像PI 的左手侧和右手侧，从而获得环境光图像ALIl和ALI2。附图标记ALB1和ALB2表示经由投 影透镜PL投射的环境光束。 在所示的实例中，环境光图像ALI1和ALI2在左手侧和右手侧紧邻该投射图像PI。 可供选择的是，这些环境光图像可以在该投射图像的上部和/或下部生成。可供选择的是， 该环境光图像可以完全包围该投射图像PI。环境光图像ALII和ALI2，和/或上部/下部 环境光图像不必投射在紧邻该投射图像PI的位置。然而，投射图像PI与这些环境光图像 之间的距离太大具有几个缺点。环境照明效果事实上扩展了该投射图像PI的区域，该环境 照明效果会变得更小，并且，或者是该环境光图像的宽度变小，或者是相对于为投射由显示 板DP生成的主图像所需尺寸来说该投影透镜PL必须变得相对较大。 可供选择的是，可以由控制器CC响应于输入显示信号IDS来控制环境光源LS1、 LS2。例如，可以控制流过光源LS1、 LS2的电流，从而依照该主图像的性质来改变由光源 LS1、LS2所发射的光的颜色和/或强度。例如，控制该光源LS1、LS2的颜色和强度，从而与 最靠近光源LS1、LS2的主图像边界相邻近的那一部分主图像的平均色彩和强度相匹配。
必须注意的是，仅仅是非常示意性地示出了光源LS1、 LS2。这些光源可以包括用 以使光聚集并且会聚或成形的光学元件。这些光源的发光元件可以是任何类型的白炽灯、卤素灯、低压或高压灯，或者例如是LED的半导体光发射器。可以使用单个细长的或弯曲的 灯。可以将具有任何形状的单个的灯、单个的LED与用于在投影区域IPA上获得细长的环 境光图像的光学器件一起使用。可以控制该单个的灯或LED，以改变其强度和颜色。可以使 用发射不同颜色的一组灯和LED来代替使用单个的灯或LED。可将多个灯和LED设置成细 长阵列，以获得细长的环境光图像。光学器件可以用于使这些灯或LED的光成形以获得投 射的环境光图像ALI1、ALI2的所希望的宽度。可以采用灯和LED的多种组合。
图2示意性地示出一种正面投影仪的实施例。该正面投影仪FP包括三个显示板 DP1、 DP2和DP3、复合立方体RC(文献中也称作X棱镜)、环境光源Ll、 L2和L3、投影透镜 PL，以及信号处理器SP。 举例来说，通过假定显示板DPI提供图像的红色部分FP1、显示板DP2提供该图像 的绿色部分FP2，并且显示板DP3提供该图像的蓝色部分FP 3来说明该实施例。然而，同样 可以使用任何其他组原色来代替红色、绿色和蓝色。 由显示板DPI生成的图像的红色部分FP1在复合立方体RC的输入侧IS1进入该 复合立方体RC，并且被半透明彩色反射器Ml反射，该彩色反射器Ml反射红光并透射绿光。 这样，半透明彩色反射器M1将显示板DP1产生的红光朝向复合立方体RC的输出侧0S反射。 由显示板DP3生成的图像的蓝色部分FP3在复合立方体RC的输入侧IS3进入该复合立方 体RC，并被半透明彩色反射器M2反射，该彩色反射器M2反射蓝光并透射绿光。这样，半透 明彩色反射器M3将显示板DP3产生的蓝光朝向该复合立方体RC的输出侧0S反射。由显 示板DP2产生的绿光透过所述半透明彩色反射器Ml和M2，并且还在输出侧0S离开该复合 立方体RC。投影透镜PL将总图像投射在投影区域IPA上。 光源Ll将光发射到输入侧IS1中，并且是发射在与投影区域IPA中应当投射该环 境光图像的那个区域相对应的区域中。将光源L1安置成为使其不会阻挡由显示板DP1产 生的光。必须要注意的是，光源L1中只有被半透明彩色反射器M1反射的光才能到达输出 侧0S。因此，光源L1应当至少发射红光。如果光源L1只发射红光，该红光将被反射到输出 侧OS，那么该系统的效率是最佳的。例如，光源L1是红色LED。类似的推理适用于光源L2 和L3的位置以及光源L2和L3分别朝向输入侧IS2和IS3发射的光。如果光源L2发射绿 光并且光源L3发射蓝光，则可获得最佳效率。图中仅仅以举例的方式示出所述光源L1、L2 和L 3由光发射器(矩形)和透镜组成。 信号处理器SP分别向显示板DP1、DP2和DP3提供驱动信号DS1、DS2和DS3，从而 控制这些显示板的像素的透射。由于利用了三个显示板DP1、 DP2和DP3，因此可以同时生 成红色、绿色和蓝色像素。如果存在单个显示板，那么可以按照时间顺序来生成红色、绿色 和蓝色子图像，比如通过顺序地改变入射在该单个显示板上的光的颜色。
图3示意性地示出正面投影仪的另一个实施例。该正面投影仪FP包括三个显示 板DP1、 DP2和DP3、复合立方体RC、环境光源LS1、 LS2、投影透镜PL和信号处理器SP。此 外，举例来说，通过假定显示板DP1提供图像的红色部分FP1、显示板DP2提供该图像的绿 色部分FP2并且显示板DP3提供该图像的蓝色部分FP3来说明该实施例。然而，同样可以 使用任何其他组原色来代替红色、绿色和蓝色。该正面投影仪FP中包括显示板DP1、DP2和 DP3、复合立方体RC和信号处理器SP的部分与图2完全相同，因此不再对其进行讨论。
现在，光源LS1和LS2设置在所述投影透镜与包括复合立方体RC输出侧的那个平
8面之间的区域内。此外，将光源LSI和LS2安置成为使其不会阻挡离开该输出侧OS的光。 光源LSI和LS2的光束ALB1和ALB2分别由投影透镜PL来投射。 光源LS1和LS2可以包括起正透镜作用的光学器件0D1、0D2。例如，所述光学器件 0D1、 0D2可以包括柱面透镜或衍射光学器件。可将所述正透镜设计成为使光源LSI和LS2 各自的虚像VII和VI2到投影透镜PL的光程与显示板DP1、DP2和DP3到投影透镜PL的光 程实质上相同。 光源LSI和LS2可以对投射的主图像PI的左侧和右侧生成环境光。可供选择的 是，所述光源LS1和LS2可以对投射的主图像PI的上侧和下侧生成环境光。该投影仪可以 进一步包括多个光源(未示出)，从而沿着投射的主图像PI的左侧、右侧、上部和下部而产 生环境光。在实施例中，光源LS1、 LS2中的每一个都能够改变所生成的光的强度和颜色。 此外，在有利的实施例中，所述光源LSI和LS2能够生成该投射主图像PI可能具有的所有 颜色，因此可将所生成的环境光用作该主图像PI的自然延伸。 图4示意性地示出用以表明在图3所示正面投影仪的实施例中光源相对于复合立 方体的位置的顶视图。在该实施例中，存在四个光源LS1至LS4，每一个都在输出侧0S的一 条边缘处，使投射的主图像PI被环境光所包围。如图中示意性所示的，光源LSI至LS4中 的每一个都包括三个LED，即LR、 LG和LB，它们都发射具有原色的光。在优选实施例中，所 述三个LED的原色与用于生成子图像或者图像部分FP1、FP2和FP 3的原色完全相同。可 供选择的是，可以沿输出侧OS的边缘设置多于一组LED，每一组LED包括三个LED。
尽管在图4中只示出了单个控制电路CC'，用以驱动该光源LS1的三个LED，即 LR、LG和LB，但是也可以存在相同的或其他的控制电路来驱动其他光源LS2至LS4的LED。 如果在投射的主图像PI的不同边界处环境光的变化应当是不同的，例如根据在各个不同 边界附近显示的实际图像部分而使该环境光的变化应当是不同的，那么所有光源LS1至 LS4的所有LED都应当是单独可驱动的。 在图2所示的结构中，环境光源Ll、 L2和L3的虚像或实像接近于这些环境光源， 使得该结构比图3所示结构更复杂，并且对所容许的偏差更为敏感，在图3所示结构中，虚 像VII和VI2位于离开光源LSI和LS2相对较远的位置。然而，可以由焦距非常短的光学 器件来生成实像。 图5示意性地示出正面投影仪的实施例。该正面投影仪FP包括主光源MLS，它借 由场镜FL对反射显示板DP进行照明。所述反射显示板可以是矩阵显示板，例如DLP或DMD 板，其使每个像素能够选择性地使入射光经由投影透镜PL而朝向投影区域IPA反射。利用 反射矩阵显示板的正面投影仪是众所周知的，因此不予详细地讨论。 该种正面投影仪FP进一步还包括环境光源LSI和LS2，环境光源LSI和LS2被布 置得邻近所述场镜，并且朝向反射部件RM1和RM2发射环境光，这两个反射部件设置在与反 射显示板DP相同的平面中，并且邻近该显示板DP的边缘。在所示的这一实施例中，只示出 了两个光源LSI和LS2以及沿着反射显示板DP的左侧和右侧的两个反射部件RM1和RM2， 从而在投射的主图像的左侧和右侧获得环境光图像。作为选择，可以沿着反射显示板DP的 上部和下部定位这两个光源LSI和LS2以及相关联的反射部件RM1和RM2。在另一种实施 例中，可以存在四个光源连同一个或四个相关联的反射部件，从而获得围绕投射的主图像 PI的环境光图像。
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此外，光源LSI和LS2可以包括起正透镜作用的光学部件。 在一种简单的实施例中，所述反射部件RM1和RM2是静态的，不能调制所反射的光 的量。例如，所述反射部件RM1和RM2是固定定位的反射镜。如果在该实施例中希望对环 境光的颜色和/或强度进行调制，那么光源LS1、 LS2必须能够改变其颜色和/或强度。例 如，光源LS1、LS2可以包括三个或更多LED，它们发射三种或更多种不同的原色。控制器控 制流过不同颜色LED的电流，以获得环境光的所希望的颜色和强度。 图6示意性地示出正面投影仪的再一实施例。该实施例与图5所示实施例之间唯 一的区别在于现在不使用单独的反射部件RM1和RM2，而是利用反射显示板DP的边界区域 朝向投影透镜PL反射所述环境光。这具有如下优点，即光源LS1、LS2本身不需要能够改变 其强度，因为通过控制反射显示板DP的边界区域的像素，就能改变通过投影透镜PL投射的 环境光的强度。当然，通过控制反射显示板DP的反射率以及光源LS1、LS2即可以改变投射 的环境光。例如，如果光源LS1、LS2是产生很难控制强度的白光的灯，那么可以控制该反射 显示板的边界像素，以获得所希望的环境光强度。可替代的或者另外，也可以通过改变由该 环境光源所发射的颜色来控制该环境光的颜色，和/或通过将可转换的或可移动的滤色片 (如彩色转盘)用于能够按照时间顺序地调制该环境光源的不同颜色，来控制该环境光的 颜色。如果边界区域的各像素只用于改变来自光源LS1、 LS2的光的强度，那么不需要这种 滤色片。 应当注意的是，上述各实施例图解说明本发明而非限制本发明，并且本领域技术 人员在不背离随附的权利要求范围的情况下，可以设计许多可供选择的实施例。尽管已经 在基于三原色即红色、绿色和蓝色的系统中说明了这些实施例，但是也可以使用不同的原 色和/或多于三种原色。能够利用使光选择性地透射或反射的任何其他显示板，比如LC0S 显示板，来代替LCD、 DMD、 DLP显示板DP。 在所有各实施例中，所述环境光源可以包括一组不同颜色的光发射器，例如LED， 从而能够控制所生成的环境光的颜色和/或强度。例如，这些光发射器可以分别发射红光、 蓝光和绿光。 在各权利要求中，括号内的任何附图标记不应当解释为限制该权利要求。动词"包 括"及其动词变化的使用不排除还存在除了权利要求中指定的元件或步骤之外的元件或步 骤。元件之前的冠词"一"或"一种"不排除存在多个这种元件。可以借助于包括几个独立 元件的硬件，并借助适当编程的计算机来实现本发明。在列举了几个装置的设备权利要求 中，这些装置中的几个可以由一个并且同一的硬件部件来具体体现。在彼此不同的从属权 利要求中列举的某些措施的仅有事实，并不表示不能有利地使用这些措施的组合。
权利要求
一种正面投影仪(FP)，包括图像生成设备(DP)，用于依照输入的显示信号(IDS)生成图像，投影透镜(PL)，用于投射所述图像，以便在投影区域(IPA)上获得投射图像(PI)，以及至少一个光源(LS1，LS2；L1，L2，L3)，用于生成至少一束环境光束(ALB1，ALB2)，经由所述投影透镜(PL)投射该环境光束，从而获得至少部分地位于所述投射图像(PI)两侧的环境光图像(ALI1，ALI2)。
2. 如权利要求1所述的正面投影仪(FP)，其中，所述图像生成设备(DP)包括 第一显示板(DP1)，用于提供图像的第一部分(FPl)，表示该图像的第一原色， 第二显示板(DP2)，用于提供图像的第二部分(FP2)，表示该图像的第二原色，以及 第三显示板(DP3)，用于提供图像的第三部分(FP3)，表示该图像的第三原色， 其中该第一、第二和第三部分共同形成该图像。
3. 如权利要求2所述的正面投影仪(FP)，其中，所述至少一个光源(LS1， LS2 ;L1， L2， L3)包括第一光源(Ll)、第二光源(L2)和第三光源(L3)，其中所述正面投影仪(FP)包括信号处理器(SP)，用于接收所述输入的显示信号(IDS)，用于向第一显示板(DPI)提供 第一驱动信号(DS1)，向第二显示板(DP2)提供第二驱动信号(DS2)，并向第三显示板(DP3) 提供第三驱动信号(DS3)，复合立方体(RC)，它具有(i)第一输入侧(IS1)，用于接收第一部分光(FP1)和包含第 一颜色并由第一光源(Ll)发射的光，(ii)第二输入侧(IS2)，用于接收第二部分光(FP2) 和包含第二颜色并由第二光源(L2)发射的光，以及(iii)第三输入侧(IS3)，用于接收第 三部分光(FP3)和包含第三颜色并由第三光源(L3)发射的光，其中所述第一光源(Ll)、第 二光源(L2)和第三光源(L3)相对于该复合立方体(RC)的各输入侧(IS1， IS2， IS3)而设 置，使第一、第二和第三部分光(FP1，FP2，FP3)不被阻挡。
4. 如权利要求2所述的正面投影仪(FP)，其中，该正面投影仪(FP)还包括 信号处理器(SP)，用于接收所述输入的显示信号(IDS)，用于分别向第一显示板(DP1)、第二显示板(DP2)和第三显示板(DP3)提供第一驱动信号(DS1)、第二驱动信号 (DS2)和第三驱动信号(DS3)，以及复合立方体(RC)，它具有被设置为分别用于接收第一部分光(FP1)、第二部分光(FP2) 和第三部分光(FP3)的输入侧(IS1，IS2，IS3)，以及用于引导所接收的第一、第二和第三部 分光(FP1，FP2，FP3)到该复合立方体(RC)的公共输出侧(0S)从而获得投射图像(PI)的 光学装置(M1，M2)，其中所述至少一个光源(LS1， LS2)设置在投影透镜(PL)与包括所述公共输出侧 (OS)的平面之间的区域中，但在除该公共输出侧(OS)之外的位置，以防止阻挡该图像光束 (ILB)。
5. 如权利要求l所述的正面投影仪(FP)，其中，所述图像生成设备包括反射矩阵板 (DP)，其具有用于依照所述输入的显示信号(IDS)使光选择性地朝向所述投影透镜(PL)反 射的像素，并且，所述至少一个光源(LS1， LS2)被设置成对该反射矩阵板的边界像素进行 照明。
6. 如权利要求5所述的正面投影仪(FP)，其中，一个主光源(MLS)被设置成用于经由 场镜(FL)对所述反射矩阵板(DP)的像素进行照明但不对边界像素进行照明，并且，所述至少一个光源(LS1， LS2)邻近该场镜(FL)而设置。
7. 如权利要求1所述的正面投影仪(FP)，其中，所述图像生成设备包括 反射矩阵板(DP)，它具有依照所述输入的显示信号(IDS)使光选择性地朝向所述投影透镜(PL)反射的像素，以及反射装置(RM1， RM2)，它被设置在平行于所述反射矩阵板(DP)的平面内，且在该反射 矩阵板(DP)的至少一个边缘处，并且，所述至少一个光源(LS1， LS2)被设置为对该反射装 置(RM1，RM2)进行照明。
8. 如权利要求7所述的正面投影仪(FP)，其中，一个主光源(MLS)被设置为用于对所 述反射矩阵板(DP)的像素进行照明，其中所述反射装置(RM1， RM2)设置在该反射矩阵板 (DP)的平面内，并且所述至少一个光源(LS1，LS2)邻近所述场镜(FL)而设置。
9. 如权利要求5至8中任一项所述的正面投影仪(FP)，其中，所述正面投影仪(FP)包 括信号处理器(SP)，该信号处理器用于接收所述输入的显示信号(IDS)，用以向所述显示 板(DPI)提供驱动信号(DS1，DS2，DS3)，从而按时间顺序获得该图像的不同颜色的子图像。
10. 如权利要求1所述的正面投影仪(FP)，其中，所述至少一个光源(LS1，LS2)包括发 光二极管，其能够产生不同颜色的光，并且该正面投影仪(FP)包括控制电路(CC)，该控制 电路用于控制环境光图像(ALI1，ALI2)的颜色和/或强度。
11. 如权利要求1所述的正面投影仪(FP)，其中，所述至少一个光源(LS1，LS2)包括至 少三个不同颜色的发光二极管(LR，LG，LB)，并且该正面投影仪(FP)包括控制电路(CC')， 该控制电路用于控制由所述至少三个不同颜色的发光二极管(LR，LG，LB)的组合所发射的 环境光束(ALB1，ALB2)的颜色和/或强度。
12. 如权利要求10或11所述的正面投影仪(FP)，其中，所述控制电路(CC;CC')构 造为用以依照所述输入的显示信号(IDS)的性质控制该环境光束(ALB1，ALB2)的颜色。
13. 如权利要求1所述的正面投影仪(FP)，其中，所述正面投影仪(FP)还包括成形光 学器件，所述成形光学器件设置在该至少一个光源(LS1， LS2)与所述投影透镜(PL)之间， 用以聚集所述至少一个光源(LS1，LS2)的光，并且用于引导所述至少一个环境光束(ALB1， ALB2)，以获得至少部分地位于所述投射图像(PI)两侧的环境光图像(ALI1，ALI2)。
14. 一种将图像投射(FP)在图像投影区域上的方法，该方法包括下述步骤 依照输入的显示信号(IDS)生成(DP)图像，投射(PL)所述图像，从而在投影区域(IPA)上获得投射图像(PI)，以及 利用至少一个光源(LS1， LS2 ;L1， L2， L3)，用于生成经由所述投影透镜(PL)投射的至少一束环境光束(ALB1，ALB2)，从而获得至少部分地位于所述投射图像(PI)两侧的环境光图像(ALIl， ALI2)。
全文摘要
一种正面投影仪(FP)，包括图像生成设备(DP)，该图像生成设备依照输入的显示信号(IDS)生成一图像。投影透镜(PL)投射该图像，以便在投影区域(IPA)上获得投射图像(PI)。至少一个光源(LS1，LS2；L1，L2，L3)生成至少一束环境光束(ALB1，ALB2)，它们经由所述同一个投影透镜(PL)被投射，从而获得至少部分地位于所述投射图像(PI)两侧的环境光图像(ALI1，ALI2)。
文档编号G03B21/00GK101796459SQ200880104984
公开日2010年8月4日 申请日期2008年8月21日 优先权日2007年8月28日
发明者E·J·M·波卢森, E·伦德林克, J·L·A·M·索马尼, L·王, V·米洛塞夫斯基 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司