[发明专利]照明系统及使用该照明系统的投影系统

说明书

技术领域

本发明涉及可以用于投影系统中的照明系统和使用该照明系统的投影系统。更具体地说，本发明涉及包括产生照明光的发光元件(例如，发光二极管(LED))阵列的照明系统。

背景技术

照明系统具有广泛的应用，包括投影显示器、液晶显示器(LCD)中的背光以及其它应用场合。投影系统通常包括光源、照明光学器件、成像装置、投影光学器件以及投影屏幕。照明光学器件收集光源发出的光并且将收集的光引向一个或多个成像装置。成像装置通过电子调节和处理的数字视频信号进行控制，产生与视频信号相应的图像光束。投影光学器件放大图像光束并将其投射到投影屏幕上。

白光源例如弧光灯已经并且仍然是投影显示系统中使用的主流光源。在使用白光源的三面板投影系统中，光被分成三个颜色通道(通常是红色、绿色和蓝色)并且被分别引向产生各种颜色图像的面板。其它一些投影系统只使用单个成像面板，因此通常使用旋转色轮过滤白光，使得一次只有一个色带的光入射在面板上。入射在面板上的光顺序地改变颜色：红色/绿色/蓝色/红色，等等，并且面板顺序地被驱动为与入射光同步地形成红色/绿色/蓝色/红色图像。

然而，最近已经考虑将发光二极管(LED)作为白光源的替代物。对于三面板系统，使用红色LED阵列照明红色通道，使用绿色LED阵列照明绿色通道，使用蓝色LED阵列照明蓝色通道。LED光源的一些优点包括寿命更长、效率更高以及热特性更好。

然而，基于LED的照明光源显示的色域不能满足Society ofMotion Picture and Television Engineers在Recommended Practices145-1999，“C Color Monitor Colorimetry”(下面称为SMPTE145-1999)所提出的推荐应用。另外，为了获得可接受的白色，基于LED的照明光源经常以不能实现全部可用LED的全强度的模式工作，因此显示出的图像的总体亮度降低。

仍然需要改进用于投影系统的基于LED的照明光源的颜色和亮度。

发明内容

本发明的一个实施例涉及包括至少第一成像面板的光学系统。第一发光元件阵列产生与第一波长范围相关的第一光束，发光元件可以是发光二极管(LED)。第一光束被引向至少第一成像面板。第二发光元件阵列产生与第二波长范围相关的第二光束，第二发光元件阵列至少包括：第一发光元件，其产生第二波长范围内的光；以及第二发光元件，其产生第一波长范围内的光，第二光束被引向至少第一成像面板。

本发明的另一个实施例涉及用于投射彩色图像的投影系统。该系统包括至少第一、第二和第三成像面板。第一成像面板与彩色图像的第一颜色成分相关，第二成像面板与彩色图像的第二颜色成分相关，第三成像面板与彩色图像的第三颜色成分相关。第一发光二极管(LED)阵列能够产生与第一颜色成分相关的第一光束。第一光束被引向第一成像面板。第二LED阵列能够产生与第二颜色成分相关的第二光束。第二光束被引向第二成像面板。第三LED阵列能够产生与第三颜色成分相关的第三光束。第三光束被引向第三成像面板。第一LED阵列包括至少一个产生第二颜色成分的光的LED。

本发明的另一个实施例涉及一种光学系统，该系统包括：至少第一和第二成像面板；以及第一发光元件阵列，其产生主要与第一波长范围相关的第一光束。第一阵列的第一发光元件产生具有第一中心波长的光。第一光束被引向第一成像面板。第二发光元件阵列产生主要与第二波长范围相关的第二光束。第二发光元件阵列至少包括：第二发光元件，其产生具有第二中心波长的光；以及第三发光元件，其产生具有第三中心波长的光。第三中心波长具有比第二中心波长更接近第一中心波长的值。第二光束被引向第二成像面板。

本发明的上述概述并非意图描述本发明的每个图示的实施例或每种实施形式。附图和下面的详细说明将更具体地举例说明这些实施例。

附图说明

通过下面结合附图对各种示例性实施例的详细描述可以更全面地理解本发明，其中：

图1示意性示出可以包括本发明的投影系统，其中该投影系统利用各个投影透镜单元将各个颜色通道的光投射到屏幕上；

图2示意性示出可以包括本发明的投影系统，其中该投影系统组合各个颜色通道的光以形成组合颜色图像光束，利用单个投影透镜单元将该组合颜色图像光束投射到屏幕上；