專利名稱：具有調(diào)節(jié)偏振方向的裝置和可透射的漫射系統(tǒng)的投影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種投影裝置，其包括用于提供將以偏振光投影的光束的投影儀，用于改變偏振方向的裝置，以及可透射的投影屏，用于改變偏振方向的該裝置布置在投影儀和可透射的投影屏之間。
本發(fā)明還涉及一種在投影裝置中調(diào)節(jié)投影屏的漫射的方法，其包括用于提供將以偏振光投影的光束的投影儀，用于改變偏振方向的裝置，以及可透射的投影屏，用于改變偏振方向的該裝置布置在投影儀和可透射的投影屏之間。
這樣的裝置和方法從美國專利5,694,245中得知。該專利描述了這樣的內(nèi)容，即，用于改變偏振方向的裝置使得光束的投影方向轉(zhuǎn)過預(yù)定的固定角度。
可透射的投影屏計(jì)劃用于將圖像從屏后面的位置投影，并且從屏前面的位置觀察該圖像。這樣的屏包括漫射層，用于將投影儀投影的光從漫射層的后面沿著更多的方向散射到前面上。為了改善圖像在屏幕上的可見度和亮度，過去已經(jīng)使用了屏幕前側(cè)上的雙凸透鏡元件以及黑條。這種屏幕的漫射，即，沿著偏離屏幕法線的方向發(fā)射的光的數(shù)量是這樣的，使得大部分光被引向投影裝置的設(shè)計(jì)者希望觀眾所處的位置，通常是屏幕的正前方。因此，屏幕以這種方式構(gòu)制，使得最亮的圖像可以在屏幕的正前方被看到。另一種結(jié)果是，當(dāng)成一角度觀看屏幕時(shí)，該屏幕比從正前方觀看時(shí)具有更低的亮度。
如果大量的光通過屏幕直接發(fā)射到前方，這就會(huì)自動(dòng)地導(dǎo)致視角對(duì)于可以沿其他方向觀察到的光的數(shù)量有強(qiáng)的相關(guān)性。人們認(rèn)為這樣的視角相關(guān)性是不能接受的方面，并且因此不會(huì)購買這樣的裝置，例如寬屏幕電視機(jī)。
本發(fā)明的目的是提供一種投影裝置，其中減少了上述缺點(diǎn)。
為此，根據(jù)本發(fā)明的投影裝置的特征在于，可透射的投影屏包括偏振漫射層，通過一種裝置改變偏振方向的程度是可調(diào)節(jié)的，該裝置用于改變偏振方向，并且設(shè)置調(diào)節(jié)裝置以便調(diào)節(jié)改變偏振方向的程度，這些調(diào)節(jié)裝置耦聯(lián)到用于改變偏振方向的裝置上。
因此實(shí)現(xiàn)了以下方面，通過調(diào)節(jié)將投影的光束的偏振方向，可以調(diào)節(jié)漫射的程度，以及因此可以調(diào)節(jié)光沿著多個(gè)方向從每個(gè)像素離開投影屏的程度。如同從現(xiàn)有技術(shù)已知的那樣，如果需要小程度的漫射，那么將投影的光束的偏振方向?qū)⒈贿x擇成這樣，即，偏振漫射層使得通過的光達(dá)到最大的不受阻礙的程度。然而，如果在屏幕周圍需要大的范圍，而且亮度變化最小，并且隨著在投影屏上觀看圖像的角度而變化，那么應(yīng)該通過用于改變偏振方向的可調(diào)節(jié)裝置來調(diào)節(jié)將投影的光束的偏振方向，使得在偏振漫射層中將有很大程度的漫射。
偏振漫射層本身特別從美國專利5,900,977和日本公開專利申請(qǐng)07/333428中得知，并且不需要在本文中進(jìn)行任何進(jìn)一步的說明。
根據(jù)本發(fā)明的投影裝置的優(yōu)選實(shí)施例的特征在于，用于改變偏振方向的裝置包括可調(diào)節(jié)的液晶元件，通過液晶元件改變偏振方向的程度是可以電調(diào)節(jié)的，并且調(diào)節(jié)裝置適于在液晶元件的兩端施加一可調(diào)節(jié)的電場(chǎng)。
液晶適用于改變偏振方向，并且利用液晶元件兩端的電場(chǎng)的強(qiáng)度，還可以在液晶中容易地調(diào)節(jié)改變偏振方向的程度。
為此，根據(jù)本發(fā)明的方法的特征在于，使用了包括偏振漫射層的可透射的投影屏，使用了用于改變偏振方向的可調(diào)節(jié)裝置，以及通過用于改變偏振方向的可調(diào)節(jié)裝置來調(diào)節(jié)將投影的光束的偏振方向。
因此實(shí)現(xiàn)了以下方面，可以觀看投影屏的視角能夠以簡(jiǎn)單的方式調(diào)節(jié)，即，通過調(diào)節(jié)用于改變偏振方向的裝置來進(jìn)行調(diào)節(jié)，而沒有太大程度地減小亮度。
本發(fā)明的這些和其他方面從下述實(shí)施例中將變得明顯，并且參考該實(shí)施例說明這些和其他方面。
在附圖
中，參考標(biāo)記1表示已知的投影儀，用于通過將被投影的光束把圖像投影到投影屏2上，該光束用參考標(biāo)記13和3來表示。可調(diào)節(jié)的液晶4布置在投影屏2和投影儀1之間。該投影屏2上的圖像可以由觀眾看到，該觀眾的一只眼睛由參考標(biāo)記5表示。投影屏2包括已知的雙凸透鏡6、漫射屏7和菲涅耳透鏡8。根據(jù)本發(fā)明，偏振漫射層9設(shè)置在菲涅耳透鏡8和漫射屏7之間。偏振漫射層本身例如從美國專利5,900,977和日本公開專利申請(qǐng)07/333428中得知。
液晶元件4以已知的方式包括并未單獨(dú)示出的電極，這些電極通過導(dǎo)線10連接到電壓源11，該電壓源可以通過已知的調(diào)節(jié)裝置12調(diào)節(jié)到所需的電壓。
來自投影儀1和液晶元件4之間的光束13的光以已知的方式發(fā)生偏振。取決于電壓源11通過導(dǎo)線10施加在液晶元件4兩端的電壓，光束3的偏振方向相對(duì)于光束13的偏振方向轉(zhuǎn)過給定的角度，如通過箭頭14示意表示的那樣。
利用電壓源11通過導(dǎo)線10施加在液晶元件4上的電壓可以通過已知的調(diào)節(jié)裝置12調(diào)節(jié)，該調(diào)節(jié)裝置例如為旋鈕、滑動(dòng)器、可編程裝置的輸出信號(hào)等。
投影屏2以這樣的方式修改，即，不存在偏振漫射層9，通過該屏7和雙凸透鏡6的大部分光或多或少沿著向前的方向離開投影屏2。因此，視角是相對(duì)較小的，該視角是屏幕上可以觀察到具有足夠亮度的圖像的角度。
為了增加視角，較大程度的散射將發(fā)生在投影屏2中。這種散射應(yīng)該優(yōu)選是可調(diào)節(jié)的。一起應(yīng)用投影屏2中的偏振漫射層9和用于改變偏振方向的裝置4來實(shí)現(xiàn)這種情況，該裝置4布置在投影儀1和投影屏2之間。
偏振漫射層9使具有基本未改變的第一偏振方向的光通過，并且在很大程度上散射第二偏振方向的光，該第二偏振方向垂直于第一偏振方向。
通過調(diào)節(jié)液晶元件4兩端的電壓，可以保證光束3的偏振方向?qū)?yīng)于以下的偏振方向，即，偏振漫射層9透明的偏振方向，或者偏振漫射層9盡可能多地散射光的偏振方向，或者處于上述極限之間的偏振方向。
在前述內(nèi)容中，液晶元件4兩端的電壓的調(diào)節(jié)通過裝置12表示出。取決于電壓源11，液晶元件4兩端的電壓可以連續(xù)地或步進(jìn)地調(diào)節(jié)。
在前述內(nèi)容中，液晶元件4通過實(shí)例被描述為用于改變偏振方向的裝置。然而，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，用于改變光束13的偏振方向到光束3的偏振方向的其他裝置對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是已知的，該其他裝置例如可轉(zhuǎn)動(dòng)的鏡面等，該鏡面或者與四分之一λ的板組合，或者不組合，閱讀了前述說明之后，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠設(shè)想到很多的變型和實(shí)施例。所有的這些變型和實(shí)施例都被認(rèn)為在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種投影裝置，其包括用于提供將以偏振光投影的光束(3、13)的投影儀(1)，用于改變偏振方向的裝置(4)，以及可透射的投影屏(2)，用于改變偏振方向的所述裝置(4)布置在投影儀(1)和可透射的投影屏(2)之間，其特征在于，可透射的投影屏(2)包括偏振漫射層(9)，通過裝置(4)改變偏振方向的程度是可調(diào)節(jié)的，該裝置(4)用于改變偏振方向，并且設(shè)置調(diào)節(jié)裝置(10、11、12)以便調(diào)節(jié)改變偏振方向的程度，這些調(diào)節(jié)裝置耦聯(lián)到用于改變偏振方向的裝置(4)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置，其特征在于，用于改變偏振方向的裝置包括可調(diào)節(jié)的液晶元件(4)，通過液晶元件(4)改變偏振方向的程度是可以電調(diào)節(jié)的，并且調(diào)節(jié)裝置(10、11、12)適于在液晶元件(4)的兩端施加一可調(diào)節(jié)的電場(chǎng)。
3.一種可透射的投影屏(2)，其包括用于根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置中的偏振漫射層(9)。
4.一種投影儀(1)，其包括根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于改變偏振方向的可調(diào)節(jié)裝置(4)。
5.一種在投影裝置中調(diào)節(jié)投影屏(2)的漫射的方法，其包括用于提供將以偏振光投影的光束(3、13)的投影儀(1)，用于改變偏振方向的裝置(4)，以及可透射的投影屏(2)，用于改變偏振方向的所述裝置(4)布置在投影儀(1)和可透射的投影屏(2)之間，其特征在于，使用了包括偏振漫射層(9)的可透射的投影屏(2)，使用了用于改變偏振方向的可調(diào)節(jié)裝置(4)，以及通過用于改變偏振方向的可調(diào)節(jié)裝置(4)來調(diào)節(jié)將投影的光束(3、13)的偏振方向。
全文摘要
一種投影裝置，其包括用于提供將以偏振光投影的光束(3、13)的投影儀(1)。用于改變偏振方向的裝置(4)布置在投影儀(1)和可透射的投影屏(2)之間。可透射的投影屏(2)包括偏振漫射層(9)。通過裝置(4)改變偏振方向的程度是可調(diào)節(jié)的，該裝置(4)用于改變偏振方向。通過調(diào)節(jié)裝置(10、11、12)可以調(diào)節(jié)改變偏振方向的程度，以及因此調(diào)節(jié)可透射的投影屏(2)中的漫射的程度，這些調(diào)節(jié)裝置耦聯(lián)到用于改變偏振方向的裝置(4)上。用于改變偏振方向的裝置優(yōu)選包括可調(diào)節(jié)的液晶元件(4)。
文檔編號(hào)G02B26/00GK1516824SQ02811911
公開日2004年7月28日 申請(qǐng)日期2002年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月14日
發(fā)明者A·J·S·M·德瓦安, A J S M 德瓦安 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司