專利名稱：光抽樣裝置和包括該裝置的投影系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域和背景技術(shù)本發(fā)明涉及一種光抽樣裝置，用于產(chǎn)生來自光學(xué)裝置的光的樣品，例如用于進(jìn)行控制或其它處理。本發(fā)明尤其適用于包括多個(gè)影像投影儀的影像投影系統(tǒng)，其中由每一個(gè)投影儀產(chǎn)生的光樣品用于控制影像投影儀，例如用于對(duì)顏色成分、光強(qiáng)度等的變化進(jìn)行補(bǔ)償。因此以下本發(fā)明圍繞這種應(yīng)用進(jìn)行描述，但是可以理解，本發(fā)明也可以用于其它希望提取來自光學(xué)裝置的光的樣品的方面，以用于其它控制或處理。
許多類型的光學(xué)裝置含有控制光束或其它光源的反射鏡。與其它普通的光學(xué)元件例如透鏡不同，反射鏡一般將光限制成只在反射側(cè)。這對(duì)具有最小擾動(dòng)或干涉的光束提供了相對(duì)容易的通路。
本發(fā)明利用了這一事實(shí)的優(yōu)點(diǎn)來提取反射光束的樣品，用于控制或改善設(shè)備的功能，或用于其它目的。其它希望提供光束樣品的目的的實(shí)例包括照明控制、噪音降低、光學(xué)尋跡、光學(xué)對(duì)準(zhǔn)和影像形成裝置的調(diào)控。后者的應(yīng)用包括照相機(jī)、投影儀、掃描器、打印機(jī)等。該調(diào)控可以是色彩或強(qiáng)度平衡、幾何變形的校正等。
本發(fā)明尤其用于大型顯示系統(tǒng)，以下將詳細(xì)描述。
基于單個(gè)影像發(fā)生器的顯示系統(tǒng)其能夠顯示的象素?cái)?shù)量是有限的(目前該限制大約是1百萬)，其亮度(從1單位影像面積發(fā)出的光的量)也是有限的。為了突破這些限制，需要聯(lián)合幾個(gè)影像發(fā)生器來產(chǎn)生單個(gè)影像，例如，通過將多個(gè)影像投影儀連同它們的屏幕以邊挨著邊陣列的方式排布來形成聯(lián)合顯示。但是所得到的影像的質(zhì)量主要依賴于抑制不連續(xù)性的能力，這種不連續(xù)性因?yàn)樵趩蝹€(gè)影像發(fā)生器中的變化(例如顏色、光強(qiáng)度等)而通常在單個(gè)影像發(fā)生器的邊緣變得顯著。這些變化最初就存在于單個(gè)的影像發(fā)生器中，并隨著時(shí)間會(huì)發(fā)生改變。
通常，光抽樣裝置對(duì)影像或從光源發(fā)出的其它形式的光產(chǎn)生干擾。如果光抽樣裝置位于光源和屏幕之間的光投影儀內(nèi)，則這種干擾大部分為陰影的形式；如果光抽樣裝置位于觀察者和屏幕之間，則這種干擾通常為障礙物的形式。
如果當(dāng)影像被顯示或從光源發(fā)出的光被進(jìn)行其它處理時(shí)光抽樣裝置必須移開，那么光抽樣過程會(huì)變得相當(dāng)復(fù)雜，且成本會(huì)增加。
發(fā)明目的本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種光抽樣裝置，它可以以較為方便的方式和較低的成本用于光學(xué)裝置，例如影像投影儀。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種光抽樣裝置，它與所投射的影像或從光源發(fā)出的光的其它常規(guī)使用之間具有最小的干涉。
本發(fā)明再一個(gè)目的在于提供一種帶有光抽樣裝置的光學(xué)設(shè)備，該光抽樣裝置提取所需要的光樣品并與該光學(xué)設(shè)備的常規(guī)操作之間具有最小的干涉。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種光學(xué)設(shè)備，包括光源；在面對(duì)光源的一側(cè)具有反射面以接收來自光源的光的反射器，該反射面具有小中斷；及位于反射器另一側(cè)的抽樣裝置與小中斷對(duì)準(zhǔn)，用于提取反射面所接收的光的樣品。
根據(jù)本發(fā)明下述的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，該小中斷是一個(gè)穿過反射器和反射面的小洞，且該抽樣裝置是一個(gè)光纖，其一端從反射器相反一側(cè)接在小洞內(nèi)。
在本發(fā)明的下述另一優(yōu)選實(shí)施方案中，在反射器的反射面中的小洞是窄縫的形式；且該光抽樣裝置包括固定在反射器相反一側(cè)的光棱鏡。
尤其是，根據(jù)該所述優(yōu)選實(shí)施方案的其它特征，該光棱鏡包括與反射器相反一側(cè)平行并接觸的入口面，該入口面與反射面中的小中斷對(duì)準(zhǔn)，以接收光樣品；一個(gè)傾斜面用于反射光樣品；一個(gè)出口面，通過它光樣品被透射。該光抽樣裝置還包括在棱鏡相反面的光纖，以及用于將光纖的一端與棱鏡的出口面耦合的光學(xué)立方體。另外，該光纖沿著反射器的相反面延伸并與其平行。
本發(fā)明的實(shí)施方案具有許多優(yōu)點(diǎn)。因此，由于光纖平行于反射器延伸，光抽樣裝置可以被非常方便和緊湊地安裝在影像投影儀上。另外，在反射面中的窄縫能夠比光纖的橫截面面積小許多，由此使得光抽樣裝置對(duì)所觀看的影像產(chǎn)生的干涉最小化。
在所描述的第三優(yōu)選實(shí)施方案中，光抽樣裝置包括一個(gè)其一端固定于反射器相反一側(cè)與中斷對(duì)準(zhǔn)的光纖，該端部以一個(gè)角度被切削以和反射器的相反一側(cè)毗鄰接觸。在該實(shí)施方案中，光纖的端部被固定于反射器相反一側(cè)并接收光纖端部的有孔支撐部件所固定。
如前所述，本發(fā)明尤其適用于影像投影儀和投影系統(tǒng)，其中光源可以是影像發(fā)生器。
因此根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種影像投影儀，包括用于產(chǎn)生被投影的影像的影像發(fā)生器；用于顯示影像的屏幕；具有朝向影像發(fā)生器的反射面的反射器，用于將所產(chǎn)生的影像反射至屏幕上；反射器的反射面中具有小中斷；反射器的與反射面相對(duì)的相反一側(cè)包括與小中斷對(duì)準(zhǔn)的光抽樣裝置，用于提取光樣品。
本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)從以下的描述中會(huì)更加清楚。
附圖的簡(jiǎn)要說明本發(fā)明參考附圖僅以示例的方式進(jìn)行說明。


圖1表示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的光抽樣裝置的一種形式，用于各種類型的光學(xué)設(shè)備；圖2表示光抽樣裝置的另一種形式，包括光棱鏡和光立方體；圖3表示光抽樣裝置的再一種形式；圖4表示影像投影儀，包括根據(jù)本發(fā)明的光抽樣裝置；及圖5表示影像投影系統(tǒng)，包括多個(gè)影像投影儀用于制造聯(lián)合顯示器，其中每一個(gè)影像投影儀包括本發(fā)明的光抽樣裝置。
優(yōu)選實(shí)施方案的描述圖1表示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的抽樣裝置的一種形式，稱之為導(dǎo)通式裝置。采用圖1所示的抽樣裝置的設(shè)備包括朝反射器20照射的光源10。抽樣裝置30位于反射器背對(duì)光源10的一側(cè)，從而不會(huì)與光源發(fā)出的光和直接射向反射器的光相干涉。
面對(duì)光源10的反射器20側(cè)OF具有反射面21，用于反射光源發(fā)出的光。反射面21具有小的中斷22，抽樣裝置30與其對(duì)準(zhǔn)，用于提取在反射面21的接收的光的樣品。
在圖1所示的實(shí)施方案中，在反射面21中的中斷22是經(jīng)反射器20從其反射面22至其具有非反射面24的相對(duì)一側(cè)完全貫通的小洞的形式。抽樣裝置30包括其一端接在小洞22中并經(jīng)其從反射器的反面24延伸的光纖31。光纖31的端面32以一個(gè)角度切削并磨光，以優(yōu)化來自光源10特定方向的光、優(yōu)選為準(zhǔn)直光的耦合。
圖1所示的光抽樣裝置30還包括帶有貫穿其中的孔34的支撐部件33，該孔用于接收光纖31，并用于將該光纖支撐在通過反射器20的孔23中。該光纖支撐部件33通過使用適合的粘合劑被固定在反射器20的反面24。
圖2表示另一個(gè)布局，其中光抽樣裝置包括棱鏡40，固定于反射鏡20的非反射面24。棱鏡40包括與反射鏡20的非反射面24平行并相接觸的入口面41，與反射面中的中斷22(形式為縫)對(duì)準(zhǔn)，以接收來自光源(圖1中的10)的光樣品。棱鏡40還包括傾斜面42用于反射光樣品，以及垂直于入口面41的出口面43，穿過該出口面光樣品通過棱鏡的出口面43處的光立方體45透射至光纖44。
棱鏡和光纖的所有前述的光學(xué)面都被磨光。光纖44的入口端通過形成貫穿于光立方體45的孔45a被插入，并用合適的粘合劑粘合，從而光纖44的端面44a曝露于通過棱鏡透射的光中。如圖2所示，光纖44沿著反射器的非反射面24延伸，并與其平行。
因?yàn)楣夥较蚱叫杏诠饫w44的縱軸，接收來自棱鏡40的光的光纖端面44a垂直于光纖軸，這允許光纖端面44a被簡(jiǎn)單磨光。并且由于棱鏡40被對(duì)著反射器20牢固地放置，而且光纖44平行于反射器20延伸，所以所述的布局允許非常緊湊的結(jié)構(gòu)，占有最小的空間，以提取來自光源(圖1的10)的光樣品。而且，由于反射器20的反射面21中的窄縫22可以非常小，使得在所觀看的影像中光抽樣裝置的外觀被最小化。
圖3表示對(duì)來自反射器20的光抽樣的再一種布局。在這個(gè)例子中，光抽樣裝置的形式為在其一端切削具有固定在反射器20的非反射面24的傾斜面51的支撐部件50。支撐部件50是用接收光纖53的孔52形成的，該光纖53其端面53a的切削角度與光纖支撐50的面51相同。
圖4表示圖1的光抽樣裝置用于在投影系統(tǒng)100中光抽樣，包括光投影儀121將影像借助于反射器123投影在屏幕122上。如圖4所示，光抽樣裝置130被設(shè)置在反射器123的非反射側(cè)，并包括光纖131用于提取來自影像投影儀121的光的樣品。
圖5表示影像投影系統(tǒng)200，包括多個(gè)帶有屏幕222的影像投影儀221，其屏幕222邊挨邊設(shè)置，以形成從前面看成為例如借助于大屏幕224的聯(lián)合顯示器。雖然圖5只顯示了兩個(gè)這種投影儀，但是可以理解，該投影系統(tǒng)可以根據(jù)聯(lián)合顯示器所需的總尺寸包括任何所需要的數(shù)目，例如2×2陣列，3×3陣列等。
在圖5中，反射器223的反射側(cè)223a面對(duì)大屏幕224，而每一個(gè)影像投影儀的光抽樣裝置230被設(shè)置在各反射器223的非反射側(cè)223b。在這種情況下，每一個(gè)投影儀的光抽樣裝置是圖2所示的棱鏡型，用于通過光纖231提取光樣品。如上關(guān)于圖2所述，光纖231沿著每一個(gè)投影儀中的反射器的非反射面223b延伸并與其平行，至光計(jì)量裝置232，它控制影像發(fā)生器221的投影儀驅(qū)動(dòng)器234。
可以理解，在反射面中的中斷22可以不僅是在反射面中的中斷的形式，也可以是足夠薄的反射涂層的形式，從而可以在該中斷處部分地電透射。
盡管以上已經(jīng)參考了幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案描述了本發(fā)明，但是可以理解它們只是用來作為實(shí)施例之用，本發(fā)明可以有許多其它的變型、改進(jìn)和應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)設(shè)備，包括光源；在面對(duì)所述光源的一側(cè)具有反射面的反射器，用于接收光，所述反射面中具有小的中斷；抽樣裝置位于所述反射器的相反一側(cè)，與其中的所述小的中斷對(duì)準(zhǔn)，用于提取被所述反射面接收的光的樣品。
2.如權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述小的中斷是貫穿所述反射器和反射面的小洞，所述抽樣裝置是其一端從反射器的所述相反一側(cè)接在所述小洞中的光纖。
3.如權(quán)利要求2的設(shè)備，其中所述光纖在所述一端的端面被以一個(gè)角度切削并磨光。
4.如權(quán)利要求3的設(shè)備，其中所述光纖被固定于反射器的所述相反一側(cè)并接收光纖端部的有孔支撐部件支撐在所述洞中。
5.如權(quán)利要求1的設(shè)備，其中在反射器的反射面的所述小的中斷是其中的窄縫的形式。
6.如權(quán)利要求5的設(shè)備，其中所述光抽樣裝置包括固定于反射器所述相反一側(cè)的光棱鏡。
7.如權(quán)利要求6的設(shè)備，其中所述光棱鏡包括與反射器的所述相反一側(cè)平行并接觸的入口面，并與反射面中的所述小的中斷對(duì)準(zhǔn)，以接收光樣品；用于反射光樣品的傾斜面；透射所述光樣品的出口面。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述光抽樣裝置還包括在棱鏡的所述出口面的光纖。
9.如權(quán)利要求8的設(shè)備，其中所述光抽樣裝置還包括用于將所述光纖的一端與棱鏡的所述出口面耦合的光學(xué)立方體。
10.如權(quán)利要求8的設(shè)備，其中所述光纖沿著反射器的所述相反一面延伸并與其平行。
11.如權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述光抽樣裝置包括其一端固定于反射器的相反一側(cè)并與所述中斷對(duì)準(zhǔn)的光纖，且所述端部以一個(gè)角度被切削以和反射器的所述相反一側(cè)毗鄰接觸。
12.如權(quán)利要求11的設(shè)備，其中光纖的所述端部由固定于反射器的所述相反一側(cè)并接收光纖端部的有孔支撐部件固定于反射器所述相反一側(cè)。
13.如權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述光源是影像發(fā)生器，它借助于所述反射器將影像投射在屏幕上。
14.一種影像投影儀，包括用于產(chǎn)生被投射影像的影像發(fā)生器；用于顯示影像的屏幕；在面對(duì)影像發(fā)生器的一側(cè)具有反射面的反射器，用于將其所產(chǎn)生的影像反射至所述屏幕上；所述反射器的反射面中具有小的中斷；反射器背對(duì)所述反射面的相反一側(cè)包括光抽樣裝置，它與所述小的中斷對(duì)準(zhǔn)，用于提取光的樣品。
15.如權(quán)利要求14的投影儀，其中所述小的中斷是貫穿所述反射器和反射面的小洞，且所述抽樣裝置是其一端接在所述小洞中并從反射器的所述相反一側(cè)延伸的光纖。
16.如權(quán)利要求15的投影儀，其中所述光纖的在所述一端的端面以一個(gè)角度被切削并被磨光。
17.如權(quán)利要求16的投影儀，其中所述光纖被固定于反射器的所述相反一側(cè)并接收光纖端部的有孔支撐部件支撐在所述洞中。
18.如權(quán)利要求14的投影儀，其中在反射器的反射面中的所述小的中斷在其中為窄縫的形式。
19.如權(quán)利要求18的投影儀，其中所述光抽樣裝置包括固定于反射器所述相反一側(cè)的光棱鏡。
20.如權(quán)利要求19的投影儀，其中所述光棱鏡包括與反射器的所述相反一側(cè)平行并接觸的入口面，并與反射面中的所述小的中斷對(duì)準(zhǔn)，以接收光樣品；用于反射光樣品的傾斜面；透射所述光樣品的出口面。
21.如權(quán)利要求20所述的投影儀，其中所述光抽樣裝置還包括在棱鏡的所述出口面的光纖。
22.如權(quán)利要求21的投影儀，其中所述光抽樣裝置還包括用于將所述光纖的一端與棱鏡的所述出口面耦合的光學(xué)立方體。
23.如權(quán)利要求21的投影儀，其中所述光纖沿著反射器的所述相反一面延伸并與其平行。
24.如權(quán)利要求14的投影儀，其中所述光抽樣裝置還包括其一端固定于反射器的相反一側(cè)并與所述中斷對(duì)準(zhǔn)的光纖，且所述端部以一個(gè)角度被切削以和反射器的所述相反一側(cè)毗鄰接觸。
25.如權(quán)利要求24的投影儀，其中光纖的所述端部被固定于反射器所述相反一側(cè)并接收光纖端部的有孔支撐部件固定于反射器的所述相反一側(cè)。
26.如權(quán)利要求14的投影儀，其中所述光源是影像發(fā)生器，它借助于所述反射器將影像投射在屏幕上。
27.一種影像投影系統(tǒng)，包括多個(gè)如權(quán)利要求14的影像投影儀，影像投影儀的屏幕以邊挨著邊的方式排布以產(chǎn)生聯(lián)合顯示器；一個(gè)控制系統(tǒng)，用于接收來自所述影像投影儀的光抽樣裝置的所述光樣品，并用于根據(jù)該光樣品控制影像投影儀。
全文摘要
一種光學(xué)設(shè)備,包括光源,在面對(duì)所述光源的一側(cè)具有反射面的反射器,用于接收光,所述反射面中具有小中斷,抽樣裝置位于所述反射器的相反一側(cè),與該小中斷對(duì)準(zhǔn),用于提取被所述反射面接收的光的樣品。
文檔編號(hào)G02B6/42GK1337011SQ00801245
公開日2002年2月20日 申請(qǐng)日期2000年6月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月30日
發(fā)明者Y·維斯曼, Y·丹克納, M·阿洛尼 申請(qǐng)人:科姆維尤繪圖有限公司