[发明专利]投影系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年12月27日提交的美国临时专利申请US61/017,026的优先权。

技术领域

本发明涉及用于正面投影监视器或背面投影监视器的图像投影系统。

背景技术

基于不同类型的调光器，诸如反射式数字微镜装置(DMD)、硅基液晶(LCOS)装置或者基于透射式薄膜晶体管(TFT)的装置，现有技术中公开了各种光学结构。对于要求更高光输出的应用而言，使用了三种调光器，以便每个调光器调制红色、蓝色和绿色中的一种颜色。在其他的应用中，单个的调光器用于在不同的时间点调制不同的色光。滤色器还有可能覆盖在单个调光器的像素上，以便空间地调制不同的色光。

在近来诸如个人投影仪或者嵌入移动设备的投影仪这样的投影应用中，小型的物理尺寸以及高的发光效率是极其重要的。对于这种应用而言，使用单个反射式调光器的投影系统比基于三调光器的系统或者基于透射式调光器的系统具有各种优势，虽然在设计这种投影系统时应当十分小心以便获得高的发光效率和小的尺寸。

发明内容

本发明的图像投影系统基于单个反射式调光器，并包括单个光源或者多个光源。光组合装置可被用于以紧凑而高效的方式将发射自多个光源的光进行组合。物镜可与反射式调光器结合放置来会聚调制后的光，以便能够得到小型且低成本的投影透镜系统。该物镜便于用于与便携式或嵌入式应用一起使用的小型投影系统的设计。小型增强型光学部件可用于将发射自至少一个光源的光的形状(诸如通常同心形状的光)转换成反射式调光器的有源区的形状因数(form factor)。

光学系统可用于均匀地分布投影到反射式调光器的光，从而不依赖于光源的光强度分布，和/或用于改变要被投影到反射式调光器上的光的形状。这种光学系统确保了投影图像的均匀性。

为了小型化，图像投影系统及其部件可安装在具有直接安装在表面上的扬声器驱动器单元的机械结构中，以便声波和光波共享至少部分相同的空间。该机械结构可由附着到热生成元件上的热传导设备或材料组成，从而在不需要外部有源或无源冷却装置(诸如，冷却风扇或具有循环冷却剂的冷却管)的情况下，该机械结构便于耗散来自热生成元件(诸如，反射式调光器以及光源)的热量。

附图说明

图1示出了本发明的投影系统的示例。

图2(a)示出了光源的示例，该光源具有用于收集来自该光源的光、包含反射式装置的光学系统。

图2(b)示出了光源的示例，该光源具有用于收集来自该光源的光、包含折射式装置的光学系统。

图3(a)示出了光组合器光学系统的示例。

图3(b)示出了光组合器光学系统的另一示例，从而二色表面在一个单个的交叉轴处彼此交叉。

图4(a)示出了使用基于液晶的反射式调光器的示例，该基于液晶的反射式调光器通过光极化来调制光，其中极化装置与该调光器成45度放置以作为预极化器和后极化器。

图4(b)示出了使用基于液晶的反射式调光器的示例，该基于液晶的反射式调光器通过光极化来调制光，其中使用两个极化器装置来分别作为预极化器和后极化器。

图5(a)示出了包含一个半透明元件的增强型光学部件在投影系统中操作的方式，充满透镜阵列的两个对立面被二维布置。

图5(b)示出了包含一个半透明元件的增强型光学部件的示例的三维视图，充满透镜阵列的两个对立面被二维布置。

图5(c)示出了反射式调光器的有源区。

图6示出了包含圆柱形透镜系统的增强型光学部件在投影系统中操作的方式。

图7示出了投影系统的示例，包含附着到热生成元件上的热传导装置的机械结构包含反射式调光器和光源。

图8示出了具有机械结构的投影系统的示例，该机械结构具有含有开口的表面以便扬声器驱动器单元直接附着到该表面，从而声波和光波共享相同的公共空间。

具体实施方式

如图1至图8所示，公开了本发明投影系统的各种示例性实施方式及其部件。