CN1341326A - 彩色投影系统 - Google Patents

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Abstract

一种彩色投影系统,包括光源,具有多个不同颜色的色带的能够转动的转鼓,和由转动的色带反射的光束能够直射到其上的光调制板。彩色投影系统还包括用来把来自光源的光束对准到第一多个并列的色带上的装置,用来把每个色带上的光束分离为具有补色和不同的偏振方向的光束和反射所述光束的装置,用来把具有第一偏振方向的光束对准到光调制板上的装置,和用来把具有第二偏振方向的光束反射到鼓的第二多个色带上的装置,其中第二多个色带相对于第一多个色带被移动至少一个色带。

Description

彩色投影系统
技术领域
本发明涉及一种彩色投影系统，它包括光源，具有多个不同彩色色带的能够旋转的鼓，和光调制板，由彩色的色带反射的光束能够通过滚动的方式对准光调制板。
背景技术
在未正式出版的欧洲专利申请EP99202414.1所述的彩色投影系统中，来自光源的光束被对准到鼓上，并由不同颜色的色带分离为具有补色的光束，而颜色与色带的一种颜色一致的光束直射到光调制板上。补色被色带所吸收。这意味着当使用红色、绿色和蓝色的分离彩色时，投影在色带上的光束的一种颜色被对到光调制板上，而其它两种颜色被吸收。这导致光的三分之二损失。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种光的损失较少的彩色投影系统。
在依照本发明的彩色投影系统中，该目的在进一步包括以下部分的彩色投影系统中实现，该彩色投影系统还包括用来把来自光源的光束对准到第一多个并列的色带上的装置，用来把每个色带上的光束分离和反射为具有补色和不同的偏振方向的光束的装置，用来把具有第一偏振方向的光束对到光调制板上的装置，和用来把具有第二偏振方向的光束反射到鼓的第二多个色带上的装置，其中第二多个色带相对于第一多个色带被移动至少一个色带。
取代把补色吸收到彩色色带中，这些补色被反射并连续地再反射到鼓的方向上，而彩色到达另一个色带。该色带有与再次被反射的彩色相同的颜色，从而该色带还把相关的颜色对准到光调制板上。以这种方式，来自光源的更大部分的光束被对准到光调制板上。
附图说明
本发明的这些和其他方面根据下面描述的实施例将是显然的并将参照它们被说明。
图1是按照本发明的装置的概略的纵剖图，
图2是图1中显示的装置的转鼓的横截面视图，
图3A-3C显示在鼓的第一实施例中对准到鼓上和光调制板上的色带，
图4A-4C显示在鼓的第二实施例中对准到鼓上和光调制板上的色带，
图5A-5D显示在鼓的第三实施例中对准到鼓上和光调制板上的色带，
在图中相同的内容具有相同的附图标记。
具体实施方式
图1表示依照本发明的彩色投影系统1，它包括光源2，在光源2前面的第一和第二积分盘3、4，在积分盘3、4前面的镜头5，放在镜头5前面的偏振光束分离器(PBS)6，放在PBS6相对的一侧的镜头7，能绕着轴8旋转并放在镜头7的一侧远离PBS6的鼓9，放在PBS6的相对的另一侧的镜头10，在镜头10前面的第二偏振光束分离器(PBS)11，放在PBS11的相对的一侧的调制板12，和放在PBS11的相对的另一侧投影镜头13。
第二积分盘4装备有多个并列的镜头和面对鼓9插入的反射表面。这样的积分盘从与本申请同名的EP-A-0902907中可以知道。
图2是鼓9的横截面图。鼓9具有反射涂层14，配备有1/4λ薄膜15和分色层16。分色层16被分成多个向轴的方向伸展的不同颜色的色带。对准到分色层16上的光束17由分色层16和1/4λ薄膜15分离并被反射为具有对应于分色层16的颜色和具有偏振的第一方向S的彩色的光束18以及具有与分色层16的颜色的互补的颜色和具有偏振的第二方向P的彩色的光束19。
装置1的操作下面将参照图3-5被说明。
图3A表示由多个连续地具有蓝色B、红色R和绿色G的色带转鼓的一部分。
来自光源2的非偏振光束20通过积分盘3、4、镜头5、PBS6和镜头7投影在设置了四个色带22的鼓9上的区域21中。在图3A所示的实施例中，设置在区域21中的色带22连续地具有彩色蓝色B、红色R、绿色G和蓝色B。如已经参照图2说明了的，对准到色带22上的光束17由每个色带被分离为光束18、19。
这意味着蓝色带22反射具有偏振方向S的蓝光束18，而补色红色和绿色被反射为具有偏振方向P的光束19。光束18、19随后经过镜头7被对准到PBS6上，其中具有偏振方向S的光束18被转变方向到镜头10的方向并随后经过PBS11对准到光调制板12上。与相应的彩色色带相关联，光调制板12由有关将形成的图像的信息被同步地色带控制。光束18通过光调制板12被反射，它的偏振方向被倒转并且通过投影镜头13作为光束23被引导并在屏幕(未示出)上形成图像。
由转鼓9反射并具有偏振方向P的光束19通过PBS6经镜头5投影到积分盘4上。光束19再次由反射表面被反射到鼓9的方向上，其中光束19对准到鼓9的区域24上。区域24相对于区域21以一个色带被移动。这意味着，由蓝色色带B反射的光束19用补色红色R和绿色G成像在下面的色带22上，如用箭头P1指明的一样(见图3A和3B)。在图3A所示的实施例中，该色带有颜色红色R。接下来，带有颜色红色R和绿色G的光束19的红色部分将如光束18一样被反射，并且以如上所述的方式通过投影镜头13经光调制板12在屏幕上成像。光束19的绿色部分G将再次被对准到第二积分盘4上。然而，在该二次反射，该绿色光束达到与反射表面相邻放置的镜头部分，从而它将被再次反射到鼓9上。
图3C表示最终在光调制板12上成像的色带25，每个色带包括经转鼓直接在光调制板12上成像的第一部分和经第二积分盘4被反射并接着出现在光调制板12上的第二部分。
如从图3A-3C能够清楚地看到的，光束17被对准到四个色带22上，而最终只有三个色带25被照射在光调制板12上。如果区域21与光调制板12具有相同的色带数，在实施例中显示的光调制板的上部的色带将不由经第二积分盘4反射的光束提供并且光调制盘12将被不均匀地照射。
在如欧洲专利申请EP99202414.1的开始段落中所描述的彩色投影系统中，光束被对准到例如在区域21中带有颜色红R、绿色G和蓝色B的三个色带上并随后在光调制板12上用三个色带25成像。每个色带只反射三种颜色中的一种，而其他两种颜色被吸收。这意味着仅有光束的33％到达了光调制板12。
在如图3A-3C所示的实施例中，四色带被照射，而它们中的三个被成像在光调制板12上，而且到现在三倍的光束经第二积分盘4对准到光调制板12上。从而在该实施例中，光束17的50％到达光调制板12上。
在这两种情况中，在不同的光学成分中可能的损失都没有被考虑。
在区域21中的色带将通过关于轴线8旋转鼓9被移动，从而在光调制板12上成像的色带也被移动或被滚动。
图4A-4C表示鼓9的第二实施例，其中光束20在设置了五个色带27的鼓9的区域26中成像。在该实施例中，色带连续地具有颜色蓝色B、红色R、白色W、绿色G。这五个色带中较低的四个色带以色带28成像在光调制板12上。入射在色带27上的光束17与光束18、19一样被反射，与用色带22的情况相同。由蓝色带B反射并具有补色红色R和绿色G的光束19再次呈现为下面的红色色带R，随后红色部分被对准到光调制板12上。白色色带只产生光束18，以便放在白色色带下面的绿色色带不再被光束19照射。
图4C表示作为如图4A所示的区域26用光束17照射的结果的光调制板12的照射。在成像在光调制板12上的光束中，蓝色B被过度表现。从而，如果蓝色B要比其它颜色在光调制板的最终照度中以更强的程度表现，则如图4A所示的色带的分界线是适当的，或者如果蓝色B在原始光束17中被表现为较弱的程度，从而能够以这种方式获得白色光更好的近似值。
如果积分盘4配备有一个镜头和两个相关的反射表面，二次反射的光束19也能够再次出现在鼓9上。光束17对准到的区域29(见图5A-5C)则最好比成像在光调制板12上的色带多包括两个色带。这样的实施例显示在图5A-5D中，其中在鼓9上包括5个色带30的区域29被照射，而在光调制板12上仅有三个色带31被照射。在此实施例中，光束17的60％到达光调制板12。
以下的情况对图像来说是可能的，例如，同时有六个色带在光调制板12上，而如果光束19只被积分盘4反射一次，被照射到转鼓上的区域包括例如七个色带。在这样的情况中，光束17的12/21部分被直射到光调制板12上。进一步增加色带的数量以便光束17的更大的部分将最终到达光调制板12上也是可能的。然而，因为更多的色带将在光调制板12上被滚动，光调制板的控制同时变得更复杂。
通过偏振转换装置传送来自光源2的光从而来自光源2的所有的光都由PBS6直射到鼓9也是可能的。

Claims (8)

1.一种彩色投影系统，包括一个光源，一个具有多个不同颜色的色带的能够转动的鼓，和—个由彩色的色带反射的光束能够通过滚动的方式对准到其上的光调制板，其特征在于，彩色投影系统进一步包括用来把光束从光源对准到第一多个并列的色带上的装置，用来把每个色带上的光束分离和反射为具有补色和不同的偏振方向的光束的装置，用来把具有第一偏振方向的光束对准到光调制板上的装置，和用来把具有第二偏振方向的光束反射到鼓的第二多个色带上的装置，其中第二多个色带相对于第一多个色带被移动至少一个色带。
2.如权利要求1所述的彩色投影系统，其特征在于第一多个色带比成像在光调制板上的多个色带至少多包括一个色带。
3.如权利要求1或2所述的彩色投影系统，其特征在于彩色投影系统进一步包括用来将具有第二偏振方向的光束二次反射到鼓的第三多个色带上的装置，其中第三多个色带相对于第一多个色带至少移动两个色带，而相对于第二多个色带至少移动一个色带。
4.如上述的权利要求中任意一个所述的彩色投影系统，其特征在于，鼓上的每个色带配备有分色层、下层的1/4λ层和下层的反射白光层。
5.如上述的权利要求中任意一个所述的彩色投影系统，其特征在于，色带连续地把颜色红色、绿色和蓝色反射到光调制板上。
6.如上述的权利要求中任意一个所述的彩色投影系统，其特征在于，在两个颜色的色带之间至少设置一个白色色带。
7.如上述的权利要求中任意一个所述的彩色投影系统，其特征在于，一个积分盘被设置在光源和鼓之间，其中积分盘包括多个镜头和与镜头相邻放置并对准到鼓的反射表面上。
8.如上述的权利要求中任意一个所述的彩色投影系统，其特征在于，一个偏振转换装置紧邻光源被提供。
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