專利名稱：投影顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用反射顯示設(shè)備的投影顯示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
存在一種使用諸如反射液晶顯示設(shè)備或微鏡顯示設(shè)備(通常指DMD(數(shù)字微鏡顯示))這樣的反射顯示設(shè)備的投影顯示系統(tǒng)，在反射顯示設(shè)備中，多個(gè)像素排列成一個(gè)矩陣，從而如此排列的該多個(gè)像素控制從該設(shè)備的前表面進(jìn)入的反射光，以向前投影圖像光束。該投影顯示系統(tǒng)包括反射顯示設(shè)備；光源系統(tǒng)光學(xué)部件，用于從相對(duì)于反射顯示設(shè)備的前表面方向朝一個(gè)方向傾斜的方向?qū)⒄彰鞴馐队暗皆摲瓷滹@示設(shè)備上；以及投影系統(tǒng)光學(xué)部件，用于將從反射顯示設(shè)備投影的照明光束投影到諸如屏幕的投影表面上。
在該投影顯示系統(tǒng)中，使來(lái)自包括光源部分的光源系統(tǒng)光學(xué)部件的照明光束從相對(duì)于反射顯示設(shè)備的前表面方向朝一個(gè)方向傾斜的方向進(jìn)入該反射顯示設(shè)備。由此，由反射顯示設(shè)備顯示的顯示圖像的亮度需要在其中多個(gè)像素排列成矩陣的顯示區(qū)域的整個(gè)面積上是均勻的，且來(lái)自光源系統(tǒng)光學(xué)部件的照明光束需要在其入射到反射顯示設(shè)備上之前被校正成平行光束。
為了實(shí)現(xiàn)該操作，如日本未審專利公開(kāi)No.2003-149599，該主題專利申請(qǐng)的申請(qǐng)人已經(jīng)提出并公開(kāi)了前述投影顯示系統(tǒng)，其中，在反射顯示設(shè)備的前表面?zhèn)仍O(shè)置一個(gè)中繼透鏡，用于將從該透鏡的面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件和投影系統(tǒng)光學(xué)部件的前表面進(jìn)入的照明光束校正成平行光束，該平行光束沿著相對(duì)于反射顯示設(shè)備的前表面方向以預(yù)定角度傾斜的方向前進(jìn)，以入射到反射顯示設(shè)備上，并使從反射顯示設(shè)備投影的圖像光束入射到投影系統(tǒng)光學(xué)部件上。該投影顯示系統(tǒng)是這樣的，沒(méi)有不均勻亮度的平行光束被發(fā)射到反射顯示設(shè)備，使得由來(lái)自反射顯示設(shè)備的反射光束形成圖像，從而來(lái)自反射顯示設(shè)備的圖像光束被投影系統(tǒng)光學(xué)部件投影到投影表面上。

發(fā)明內(nèi)容
在中繼鏡頭設(shè)置在反射顯示設(shè)備的前表面?zhèn)鹊耐队帮@示系統(tǒng)中，來(lái)自光源系統(tǒng)光學(xué)部件的部分照明光束在該中繼鏡頭的面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件的凸面上被面反射、且入射到投影系統(tǒng)光學(xué)部件上的部分該面反射照明光束與從反射顯示設(shè)備離開(kāi)的圖像光束一同被投影到投影表面上。這樣導(dǎo)致一個(gè)問(wèn)題，在如此投射到投影表面上的圖像中產(chǎn)生了不均勻亮度和降低的對(duì)比度。
針對(duì)該問(wèn)題提出本發(fā)明，本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種使用反射顯示設(shè)備的投影顯示系統(tǒng)，其可以投影沒(méi)有不均勻亮度和降低的分辨率的高質(zhì)量圖像。
為了實(shí)現(xiàn)該方面，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種投影顯示系統(tǒng)，包括反射顯示設(shè)備，具有排列成矩陣的多個(gè)像素，并適于通過(guò)由如此排列的多個(gè)像素控制從反射顯示設(shè)備的前表面進(jìn)入的反射光來(lái)向前投影圖像光束；光源系統(tǒng)光學(xué)部件，用于從相對(duì)于反射顯示設(shè)備的前表面方向朝一個(gè)方向傾斜的方向?qū)⒄彰鞴馐队暗椒瓷滹@示設(shè)備上；投影系統(tǒng)光學(xué)部件，用于將從反射顯示設(shè)備離開(kāi)的圖像光束投影到投影表面上；以及設(shè)置在反射顯示設(shè)備的前表面?zhèn)鹊闹欣^透鏡，用于將從面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件和投影系統(tǒng)光學(xué)部件的表面進(jìn)入的照明光束校正為平行光束，該平行光束沿相對(duì)于反射顯示設(shè)備的前表面方向以預(yù)定角度傾斜的方向前進(jìn)，以使如此校正的該平行光束進(jìn)入反射顯示設(shè)備，使從反射顯示設(shè)備離開(kāi)的圖像光束進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件，并使在面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件和投影系統(tǒng)光學(xué)部件的該表面上被面反射的來(lái)自光源系統(tǒng)光學(xué)部件的部分照明光束在與該圖像光束被投影系統(tǒng)光學(xué)部件投影的方向不同的方向上離開(kāi)。
在該投影顯示系統(tǒng)中，投影系統(tǒng)光學(xué)部件由多個(gè)透鏡構(gòu)成，并且中繼透鏡可以只必須具有這樣的特性，使在該中繼透鏡的面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件和投影系統(tǒng)光學(xué)部件的表面上被面反射的光束在該光束不進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件的多個(gè)透鏡中的最接近投影系統(tǒng)光學(xué)部件的出口端設(shè)置的至少一個(gè)透鏡的有效區(qū)域的方向上離開(kāi)。
該中繼透鏡優(yōu)選地以一定角度反射在該中繼透鏡的面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件和投影系統(tǒng)光學(xué)部件的表面上被面反射、且射向投影系統(tǒng)光學(xué)部件的部分光束，在該角度下，該部分光束被投影系統(tǒng)光學(xué)部件的入口側(cè)透鏡在該部分光束不進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件的多個(gè)出口側(cè)透鏡中的最接近投影系統(tǒng)光學(xué)部件的出口端設(shè)置的至少該透鏡的有效區(qū)域的方向上折射。
此外，構(gòu)成投影系統(tǒng)光學(xué)部件的多個(gè)透鏡優(yōu)選地設(shè)置在鏡筒的內(nèi)部，至少該鏡筒的內(nèi)周表面具有光吸收特性。
此外，中繼透鏡包括凹凸透鏡，該凹凸透鏡具有形成在其一側(cè)上的凸面和形成在其另一側(cè)上的凹面，并且該凹凸透鏡優(yōu)選地被設(shè)置成，凸面朝向反射顯示設(shè)備，而凹面朝向光源系統(tǒng)光學(xué)部件和投影系統(tǒng)光學(xué)部件。
注意，優(yōu)選地是，中繼透鏡的光軸與投影系統(tǒng)光學(xué)部件的光軸在一條直線上，并垂直地位于反射顯示設(shè)備的周圍邊界部分的中心附近。
然后，凹凸透鏡的凸面和凹面適當(dāng)?shù)鼐哂幸欢ㄇ?，使得從反射顯示設(shè)備離開(kāi)的圖像光束以基本上平行的光束或稍微會(huì)聚的光束進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件。
由于根據(jù)本發(fā)明的投影顯示系統(tǒng)具有設(shè)置在反射顯示設(shè)備的前表面?zhèn)鹊闹欣^透鏡，所以來(lái)自光源系統(tǒng)光學(xué)部件的照明光束可以被中繼鏡頭校正為在相對(duì)于反射顯示設(shè)備的前表面方向以預(yù)定角度傾斜的方向前進(jìn)的平行光束或接近于平行光束的發(fā)散光束，以使該平行光束進(jìn)入反射顯示設(shè)備，然后該反射顯示設(shè)備顯示沒(méi)有不均勻亮度的圖像，且來(lái)自反射顯示設(shè)備的照明光束可以被投影到投影表面上。
此外，利用該投影顯示系統(tǒng)，該中繼透鏡可以使在該中繼透鏡的面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件和投影系統(tǒng)光學(xué)部件的表面上被面反射的來(lái)自光源系統(tǒng)光學(xué)部件的部分照明光束在與圖像光束被投影系統(tǒng)光學(xué)部件投影的方向不同的方向上離開(kāi)。由此，不會(huì)發(fā)生該面反射光束被投影系統(tǒng)光學(xué)部件投影到投影表面上的情況，從而，可以在投影表面上顯示沒(méi)有不均勻亮度和降低的對(duì)比度的高質(zhì)量投影圖像。
在本發(fā)明的投影顯示系統(tǒng)中，中繼透鏡可以只必須具有這樣特性，用于使在中繼透鏡的面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件和投影系統(tǒng)光學(xué)部件的表面上被面反射的光束，在該光束不進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件的多個(gè)透鏡中的最接近投影系統(tǒng)光學(xué)部件的出口端設(shè)置的至少該透鏡的有效區(qū)域的方向上離開(kāi)，且通過(guò)以此方式構(gòu)造中繼透鏡，可以確保防止該中繼透鏡的面反射光束被投影系統(tǒng)光學(xué)部件投影到投影表面上。
該中繼透鏡優(yōu)選地以一定角度反射在該中繼透鏡的面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件和投影系統(tǒng)光學(xué)部件的表面上被面反射、且射向投影系統(tǒng)光學(xué)部件的部分光束，在該角度下，該部分光束被投影系統(tǒng)光學(xué)部件的入口側(cè)透鏡在該部分光束不進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件的多個(gè)出口側(cè)透鏡中的最接近投影系統(tǒng)光學(xué)部件的出口端設(shè)置的至少該透鏡的有效區(qū)域的方向上折射，且通過(guò)以此方式構(gòu)造中繼透鏡，可以確保防止該中繼透鏡的面反射光束被投影系統(tǒng)光學(xué)部件投影到投影表面上。
另外，構(gòu)成投影系統(tǒng)光學(xué)部件的多個(gè)透鏡優(yōu)選地設(shè)置在其內(nèi)周表面具有光吸收特性的鏡筒的內(nèi)部，且根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在中繼透鏡的面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件和投影系統(tǒng)光學(xué)部件的表面上被面反射從而進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件、且在該光束不進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件的該多個(gè)透鏡中的最接近投影系統(tǒng)光學(xué)部件的出口端設(shè)置的至少該透鏡的有效區(qū)域的方向上穿過(guò)投影系統(tǒng)光學(xué)部件的大部分光束，可以被該鏡筒的內(nèi)周表面吸收，從而可以確保防止該中繼透鏡的面反射光束被投影系統(tǒng)光學(xué)部件投影到投影表面上。
此外，該中繼鏡頭包括凹凸透鏡，該凹凸透鏡具有形成在其一側(cè)的凸面和形成在其另一側(cè)的凹面，并且該凹凸透鏡優(yōu)選地被設(shè)置成，凸面朝向反射顯示設(shè)備，而凹面朝向光源系統(tǒng)光學(xué)部件和投影系統(tǒng)光學(xué)部件。根據(jù)本發(fā)明，來(lái)自光源系統(tǒng)光學(xué)部件的照明光束可以被校正成基本上平行的光束，該基本上平行光束沿相對(duì)于反射顯示設(shè)備的前表面方向以預(yù)定角度傾斜的方向前進(jìn)，從而進(jìn)入反射顯示設(shè)備，從反射顯示設(shè)備離開(kāi)的照明光束可以進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件，以及在面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件和投影系統(tǒng)光學(xué)部件的凹面上被面反射的來(lái)自光源系統(tǒng)光學(xué)部件的部分照明光束，在與該照明光束被投影系統(tǒng)光學(xué)部件投影的方向不同的方向上離開(kāi)。
這種情況下，凹凸透鏡的凸面和凹面適當(dāng)?shù)鼐哂幸欢ㄇ?，使得進(jìn)入反射顯示設(shè)備的光束成為接近于平行光束的光束，并使得從反射顯示設(shè)備離開(kāi)的光束以基本上接近于平行光束的收斂光束進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件，以及根據(jù)該結(jié)構(gòu)，圖像光束可以在投影系統(tǒng)光學(xué)部件處沒(méi)有任何光損失的情況下被投影到投影表面上。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的投影顯示系統(tǒng)的平面圖；圖2A和2B是設(shè)置在反射顯示系統(tǒng)的前表面?zhèn)鹊闹欣^透鏡的放大的橫截面圖和前視圖；圖3A、3B、3C是說(shuō)明反射顯示設(shè)備的反射光束和中繼透鏡的面反射光束的方向的示例性示意圖；圖4是圖3A的詳細(xì)示意圖；圖5是圖3B的詳細(xì)示意圖；圖6是圖3C的詳細(xì)示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1至6示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，圖1是投影顯示系統(tǒng)的平面圖。
該投影顯示系統(tǒng)包括反射顯示設(shè)備1，該設(shè)備具有排列成矩陣的多個(gè)像素(未示出)，并適于通過(guò)由如此設(shè)置的該多個(gè)像素控制從反射顯示設(shè)備的前表面進(jìn)入的反射光來(lái)向前投射圖像光束；光源系統(tǒng)光學(xué)部件2，用于從相對(duì)于反射顯示設(shè)備1的前表面方向(接近于反射顯示設(shè)備1的前表面法線的方向)朝一個(gè)方向傾斜的方向向該反射顯示設(shè)備1投射照明光束；投影系統(tǒng)光學(xué)部件15，用于將從反射顯示設(shè)備1離開(kāi)的圖像光束投影到諸如屏幕的投影表面(未示出)上；以及中繼透鏡4，其設(shè)置在反射顯示設(shè)備1的前表面?zhèn)取?br> 在該實(shí)施例的投影顯示系統(tǒng)中，反射顯示設(shè)備1使用了微鏡顯示設(shè)備。以下，反射顯示設(shè)備1指微鏡顯示設(shè)備。
盡管沒(méi)有對(duì)微鏡顯示設(shè)備1的結(jié)構(gòu)進(jìn)行舉例說(shuō)明，但微鏡顯示設(shè)備1是這樣的，每個(gè)像素由一個(gè)長(zhǎng)和寬為10μm至20μm的極微小的金屬片(例如鋁片)構(gòu)成，且這些微鏡被由CMOS形成的鏡驅(qū)動(dòng)設(shè)備向一個(gè)傾斜方向和另一個(gè)傾斜方向傾斜，作為顯示圖像的基礎(chǔ)。
即，微鏡顯示設(shè)備1是這樣的，通過(guò)切換用于顯示圖像的該微鏡的所述多個(gè)傾斜方向，從相對(duì)于所述前表面方向朝微鏡的所述一個(gè)傾斜方向傾斜的入射方向、以預(yù)定角度范圍內(nèi)的入射角進(jìn)入的光束，在所述前表面方向和所述傾斜方向上被反射。即，進(jìn)入向所述一個(gè)傾斜方向傾斜的微鏡的光束在所述前表面方向上被該微鏡反射，以及進(jìn)入向所述另一個(gè)傾斜方向傾斜的微鏡的另一光束在該傾斜方向被該微鏡反射，從而，通過(guò)所述前表面方向上反射光束的亮顯示和所述傾斜方向上反射光束的暗顯示，顯示出圖像。
注意，通過(guò)控制微鏡在所述一個(gè)傾斜方向(入射光在所述前表面方向被反射的傾斜方向)上傾斜的時(shí)間，可以任意改變亮顯示的亮度。因此，該微鏡顯示設(shè)備1可以顯示具有亮度等級(jí)的圖像。
另一方面，如圖1所示，光源系統(tǒng)光學(xué)部件2包括光源部分3，用于發(fā)射照明光束；光導(dǎo)桿(light-guiding rod)6，其設(shè)置在光源部分3的出口側(cè)；色輪7，其設(shè)置在光導(dǎo)桿6的出口端；以及光源系統(tǒng)透鏡單元9和反射鏡12，其被構(gòu)造用于將從光導(dǎo)桿6離開(kāi)并通過(guò)色輪7的照明光束投射到微鏡顯示設(shè)備1的前表面上。然后，該光源系統(tǒng)光學(xué)部件2中，反射鏡12被斜對(duì)著微鏡顯示設(shè)備1設(shè)置，使得照明光束在相對(duì)于微鏡顯示設(shè)備1的前表面方向朝一個(gè)方向傾斜的方向上被投影到該微鏡顯示設(shè)備1。
光源部分3包括諸如超高壓汞燈的光源燈4，其發(fā)射高亮度白光；以及反射鏡5，用于集中和發(fā)射來(lái)自于光源燈4的輸出或離開(kāi)光。
另外，光導(dǎo)桿6由透明的角形桿(angular rod)構(gòu)成，該桿具有與顯示區(qū)域相似的橫截面形狀，該顯示區(qū)域中，微鏡顯示設(shè)備1的多個(gè)像素被形成為矩陣或在其整個(gè)內(nèi)側(cè)提供了反射膜的角形顯像管(angular tube)，該透明角形桿的一端作為進(jìn)口端，而另一端作為出口端。然后，該光導(dǎo)桿6被設(shè)置在光源部分3的出口側(cè)，且其進(jìn)口端面對(duì)光源部分3，并且桿的中心軸與光源部分3的輸出光軸O1在一條直線上。
光導(dǎo)桿6用于使從光源部分3發(fā)出的光成為具有均勻強(qiáng)度分布的光束，且當(dāng)被反射鏡5從光源部分3集中然后反射之后發(fā)出的光被允許從進(jìn)口端表面進(jìn)入時(shí)，光導(dǎo)桿6在其各個(gè)側(cè)面與外界空氣層之間的分界面上完全地反射所述光的同時(shí)，在其縱向上導(dǎo)向所述光，光導(dǎo)桿然后允許如此被導(dǎo)向的所述光作為具有均勻強(qiáng)度分布的光束從出口端面離開(kāi)。
此外，允許色輪7與光源部分3分開(kāi)，且色輪7用于使由光導(dǎo)桿6使其具有均勻強(qiáng)度分布的照明光束(白光束)具有多種顏色，例如，依次為紅、綠和藍(lán)的三種顏色。
該色輪7由盤狀旋轉(zhuǎn)板構(gòu)成，其上在圓周方向上設(shè)置了諸如紅、綠和藍(lán)的三種顏色的分段彩色濾光片(segment color filter)。色輪7的中心固定在設(shè)置于光導(dǎo)桿6一側(cè)的輪旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)8的轉(zhuǎn)軸上，且該色輪7被設(shè)置成，當(dāng)色輪7旋轉(zhuǎn)時(shí)，諸如紅、綠和藍(lán)的三種顏色的彩色濾光片順序在光導(dǎo)桿6的出口端的前面經(jīng)過(guò)。
此外，光源系統(tǒng)透鏡單元9是一個(gè)固定焦點(diǎn)透鏡單元，其中多個(gè)透鏡11組合地設(shè)置在鏡筒10的內(nèi)部，以減少透鏡像差。該光源系統(tǒng)透鏡單元9設(shè)置在色輪7的出口側(cè)，且所有透鏡的光軸都與光源部分3的輸出光軸O1在一條直線上。
然后，光源部分3、光導(dǎo)桿6、色輪7和光源系統(tǒng)透鏡單元9設(shè)置在微鏡顯示設(shè)備1的一側(cè)，且光源系統(tǒng)透鏡單元9的出口端面向微鏡顯示設(shè)備1的正向區(qū)，以及使光源部分3的輸出光軸O1與微鏡顯示設(shè)備1的前表面方向垂直。
另外，反射鏡12由平面鏡構(gòu)成，并以這樣一種方式設(shè)置于微鏡顯示設(shè)備1的正向區(qū)，使得反射鏡12面向光源系統(tǒng)透鏡單元9的出口端且使所述正向區(qū)保持在兩者之間，且反射鏡12相對(duì)于光源部分3的輸出光軸O1以預(yù)定角度傾斜。即，反射鏡12被設(shè)置成，將從光源系統(tǒng)透鏡單元9離開(kāi)的光束反射到微鏡顯示設(shè)備1上，并在相對(duì)于微鏡顯示設(shè)備1的前表面方向朝一個(gè)方向傾斜的方向上將反射光束投影到微鏡顯示設(shè)備1。
另一方面，用于保護(hù)微鏡顯示設(shè)備1的覆蓋玻璃13設(shè)置在微鏡顯示設(shè)備1的前面，且中繼透鏡14設(shè)置在如此設(shè)置的覆蓋玻璃13的前面。
中繼透鏡14將從光源系統(tǒng)光學(xué)部件2的光源部分3離開(kāi)并從中繼透鏡14的面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件2和投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的表面入射到中繼透鏡14上的光束校正成基本上平行的光束，該基本平行光束沿相對(duì)于微鏡顯示設(shè)備1的前表面方向以預(yù)定角度傾斜的方向前進(jìn)，從而使該校正的光束進(jìn)入微鏡顯示設(shè)備1。另外，該中繼透鏡14具有的特性不僅用于集中從微鏡顯示設(shè)備1離開(kāi)的圖像光束從而使該光束進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件15，而且用于使在中繼透鏡14的面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件2的表面上被面反射的來(lái)自光源系統(tǒng)光學(xué)部件2的部分照明光束在與圖像光束被投影系統(tǒng)光學(xué)部件15投影的方向不同的方向上離開(kāi)。
該中繼透鏡14由其中一側(cè)形成為凸面而另一側(cè)形成為凹面的凹凸透鏡構(gòu)成，并且被設(shè)置成其凸面面向微鏡顯示設(shè)備1而其凹面面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件2和投影系統(tǒng)光學(xué)部件15，且其透鏡中心14a面向微鏡顯示設(shè)備1的顯示區(qū)域的周圍邊界部分的邊界部分的中心附近，該邊界部分位于來(lái)自光源系統(tǒng)光學(xué)部件2的照明光束由此進(jìn)入的入口側(cè)的相對(duì)側(cè)。以下，中繼透鏡14指凹凸透鏡。
圖2A和2B分別是凹凸透鏡14的放大的橫截面圖和前視圖。凹凸透鏡14的凹面形成為具有一定曲率的表面，使得在該凹面上被面反射的來(lái)自光源系統(tǒng)光學(xué)部件2的部分照明光束在與圖像光束被投影系統(tǒng)光學(xué)部件15投影的方向不同的方向上離開(kāi)。此外，凹凸透鏡14的面向微鏡顯示設(shè)備1的凸面被形成為具有一定曲率的表面，該表面基于凹面的曲率，通過(guò)凹面和凸面對(duì)在相對(duì)于微鏡顯示設(shè)備1的前表面方向以預(yù)定角度傾斜的方向上從光源系統(tǒng)光學(xué)部件2投影的照明光束進(jìn)行折射，從而使折射光束以基本上平行的光束進(jìn)入微鏡顯示設(shè)備1，并且該表面通過(guò)凸面和凹面對(duì)在微鏡顯示設(shè)備1的前表面方向上從微鏡顯示設(shè)備1離開(kāi)的圖像光束進(jìn)行折射，從而使折射光束進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件15。
注意，凹凸透鏡14的有效區(qū)域是其上與微鏡顯示設(shè)備1的顯示區(qū)域?qū)?yīng)的部分或由圖2B中的實(shí)線表示的部分，以及在該實(shí)施例中，由于圖2A中斜線表示的部分是無(wú)效區(qū)域，如圖2B所示，因此所使用的凹凸透鏡14中，無(wú)效區(qū)域被切掉。
此外，投影系統(tǒng)光學(xué)部件15由可變焦距透鏡單元構(gòu)成，其中，多個(gè)透鏡21、22、23以一種方式組合并設(shè)置在鏡筒16內(nèi)，以減少透鏡像差，且該可變焦距透鏡單元被設(shè)置成，使得所有透鏡的光軸O2關(guān)于微鏡顯示設(shè)備1的前表面的法線基本上垂直，從而使得從微鏡顯示設(shè)備1離開(kāi)并通過(guò)凹凸透鏡14的圖像光束從入口端進(jìn)入。
該投影顯示系統(tǒng)是這樣的，通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)光源系統(tǒng)光學(xué)部件2的色輪7，來(lái)自光源系統(tǒng)光學(xué)部件2的紅、綠和藍(lán)光束被順序投影到微鏡顯示設(shè)備1上，且紅、綠、藍(lán)圖像數(shù)據(jù)與該紅、綠、藍(lán)光束的投影周期同步地被順序發(fā)送到微鏡顯示設(shè)備1，以控制微鏡顯示設(shè)備1的驅(qū)動(dòng)，從而允許紅、綠、藍(lán)圖像被順序顯示在微鏡顯示設(shè)備1上，使得從微鏡顯示設(shè)備1順序離開(kāi)的紅、綠、藍(lán)單色光束被投影系統(tǒng)光學(xué)部件15以放大的圖像投影到投影表面上，從而全彩色圖像被顯示在該屏幕上，其中三個(gè)紅、綠、藍(lán)單色圖像彼此重疊地被觀察。
然后，由于在該投影顯示系統(tǒng)中由凹凸透鏡構(gòu)成的中繼透鏡14被設(shè)置在微鏡顯示設(shè)備1的前面，所以來(lái)自光源系統(tǒng)光學(xué)部件2的照明光束可以被校正成基本上平行的光束，該基本上平行光束沿著相對(duì)于微鏡顯示設(shè)備1的前表面方向以預(yù)定角度傾斜的方向前進(jìn)，從而如此校正的該基本上平行光束進(jìn)入微鏡顯示設(shè)備，使得沒(méi)有不均勻亮度的圖像顯示在該微鏡顯示設(shè)備1上，從而可以使圖像光束被投影系統(tǒng)光學(xué)部件15投影到投影表面上。
此外，在該投影顯示系統(tǒng)中，由于中繼透鏡14使在中繼透鏡14的面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件2和投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的表面上被面反射的來(lái)自光源系統(tǒng)光學(xué)部件2的部分照明光束在與圖像光束被投影系統(tǒng)光學(xué)部件15投影的方向不同的方向上離開(kāi)，所以不會(huì)導(dǎo)致該面反射光束被投影系統(tǒng)光學(xué)部件15投影到投影表面上的危險(xiǎn)。從而，可以在投影表面上投影沒(méi)有不均勻亮度和降低的對(duì)比度的高質(zhì)量投影圖像。
該實(shí)施例中，由于其一側(cè)上形成凸面而其另一側(cè)上形成凹面的凹凸透鏡14被用作中繼透鏡14，且被設(shè)置成凸面朝向微鏡顯示設(shè)備1而凹面朝向光源系統(tǒng)光學(xué)部件2和投影系統(tǒng)光學(xué)部件15，所以來(lái)自光源系統(tǒng)光學(xué)部件2的照明光束被校正成基本上平行的光束，該基本上平行光束沿相對(duì)于微鏡顯示設(shè)備1的表面方向以預(yù)定角度傾斜的方向前進(jìn)，使得被如此校正的該基本上平行光束進(jìn)入微鏡顯示設(shè)備1。然后，中繼透鏡14可以使從微鏡顯示設(shè)備1離開(kāi)的圖像光束進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件15，還可以使在面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件2和投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的所述凹面上被面反射的來(lái)自光源系統(tǒng)光學(xué)部件2的部分照明光束在與圖像光束被投影系統(tǒng)光學(xué)部件15投影的方向不同的方向上離開(kāi)。
以下參考附圖詳細(xì)說(shuō)明該實(shí)施例。
圖3A到3C是說(shuō)明微鏡顯示設(shè)備1的反射光束和凹凸透鏡14的面反射光束的輸出或離開(kāi)方向的示例性示意圖，圖4至6分別是圖3A到3C的詳細(xì)示意圖。圖3A和圖4說(shuō)明了被向微鏡顯示設(shè)備1的所述一個(gè)方向傾斜的微鏡在微鏡顯示設(shè)備1的前表面方向上反射的光束的離開(kāi)方向，圖3B和圖5說(shuō)明了被向微鏡顯示設(shè)備1的所述另一個(gè)傾斜方向傾斜的微鏡在微鏡顯示設(shè)備1的傾斜方向上反射的光束的離開(kāi)方向，圖3C和圖6說(shuō)明了凹凸透鏡14的面反射光束的離開(kāi)方向。
首先說(shuō)明投影系統(tǒng)光學(xué)部件15，該投影系統(tǒng)光學(xué)部件15具有圖像縮放功能，且該投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的鏡筒16的進(jìn)口端面向凹凸透鏡14，該鏡筒16包括固定鏡筒17，被設(shè)置成其出口端面向投影方向；入射或入口側(cè)可移動(dòng)鏡筒18，在筒的縱向方向上可移動(dòng)地設(shè)置在固定鏡筒17內(nèi)；第一出口側(cè)鏡筒19，在筒的縱向方向上可移動(dòng)地設(shè)置在固定鏡筒17內(nèi)；以及第二出口側(cè)鏡筒20，在筒的縱向方向上可移動(dòng)地設(shè)置在第一出口側(cè)可移動(dòng)鏡筒19的出口側(cè)。
固定鏡筒17和可移動(dòng)鏡筒18、19、20由黑色樹(shù)脂(black resin)的模制產(chǎn)品構(gòu)成，從而這些鏡筒17、18、19、20中的每一個(gè)都具有光吸收特性。
然后，多個(gè)入口側(cè)透鏡21設(shè)置在入射側(cè)可移動(dòng)鏡筒18中，單個(gè)第一出口側(cè)透鏡22設(shè)置在第一出口側(cè)可移動(dòng)鏡筒19內(nèi)沿筒縱向方向的中間部分，多個(gè)第一出口側(cè)透鏡23設(shè)置在第二出口側(cè)鏡筒20內(nèi)。
該投影系統(tǒng)光學(xué)部件15通過(guò)移動(dòng)入射側(cè)可移動(dòng)鏡筒18和第一出口側(cè)可移動(dòng)鏡筒19，使兩者相互接近或彼此分開(kāi)來(lái)執(zhí)行圖像縮放操作，并通過(guò)移動(dòng)第二出口側(cè)可移動(dòng)鏡筒20來(lái)執(zhí)行聚焦操作。即，入射側(cè)可移動(dòng)鏡筒18、第一出口側(cè)可移動(dòng)鏡筒19和第二出口側(cè)可移動(dòng)鏡筒20均被沒(méi)有示出的移動(dòng)機(jī)構(gòu)在筒的縱向方向上移動(dòng)。
此外，設(shè)置在微鏡顯示設(shè)備1的前面的凹凸透鏡14具有一定曲率，使得在凹凸透鏡14的面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件2和投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的凹面上被面反射的來(lái)自光源系統(tǒng)光學(xué)部件2的部分照明光束在該部分光束不進(jìn)入組成投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的多個(gè)透鏡21、22、23中的出口側(cè)透鏡22、23的方向上離開(kāi)。
即，凹凸透鏡14具有的特性使得，在凹凸透鏡14的面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件2和投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的凹面上被面反射且射向投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的部分光束以一個(gè)角度離開(kāi)，該角度下，該部分面反射光束被入射側(cè)透鏡21在該部分光束不會(huì)進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的出口側(cè)透鏡22、23的方向上折射。
另外，凹凸透鏡14的面向微鏡顯示設(shè)備1的凸面以及面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件2和投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的凹面均具有一定曲率半徑，使得從微鏡顯示設(shè)備1離開(kāi)的圖像光束以基本上平行的光束或稍微會(huì)聚的光束進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件15。
即，被凹凸透鏡14校正成基本上平行的或稍微發(fā)散的以進(jìn)入微鏡顯示設(shè)備1的光束中，從微鏡顯示設(shè)備1離開(kāi)的圖像光束是被向所述一個(gè)傾斜方向傾斜的微鏡在前表面方向上反射的平行光束或稍微發(fā)散的光束，以及凹凸透鏡14的凸面和凹面具有所述曲率，使得從微鏡顯示設(shè)備1離開(kāi)的圖像光束以基本上平行的光束或稍微會(huì)聚的光束進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件15。
在該投影顯示系統(tǒng)中，由于凹凸透鏡14設(shè)置在微鏡顯示設(shè)備1的前面且光源系統(tǒng)光學(xué)部件2的反射鏡12被設(shè)置成斜對(duì)著微鏡顯示設(shè)備1，所以從光源系統(tǒng)光學(xué)部件2投影的照明光束被校正成沿相對(duì)于微鏡顯示設(shè)備1的前表面方向以預(yù)定角度傾斜的方向前進(jìn)的基本上平行的光束，且使如此校正的該基本上平行的光束穿過(guò)覆蓋玻璃13以進(jìn)入微鏡顯示設(shè)備1。
圖像光束是被微鏡顯示設(shè)備1的多個(gè)微鏡反射的部分光束，是被向所述一個(gè)傾斜方向傾斜的微鏡在前表面方向上反射的，該圖像光束再次穿過(guò)覆蓋玻璃13并經(jīng)由凹凸透鏡14進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件15，從而被投影到投影表面上，如圖3A和圖4所示，而被向所述另一個(gè)傾斜方向傾斜的微鏡在偏斜方向上反射的光束再次穿過(guò)覆蓋玻璃13并經(jīng)由凹凸透鏡14在偏離投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的方向離開(kāi)，如圖3B和5所示，從而被沒(méi)有示出的光吸收體所吸收。
如之前的描述，在該實(shí)施例中，由于凹凸透鏡14的凸面和凹面是具有所述曲率的面，使得從微鏡顯示設(shè)備1離開(kāi)的圖像光束(被向所述一個(gè)傾斜方向傾斜的微鏡反射的平行光束)以基本上平行的光束進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件15，所以該圖像光束可以在投影系統(tǒng)光學(xué)部件15處沒(méi)有損失的情況下被投影到投影表面上。
即，在使已經(jīng)離開(kāi)微鏡顯示設(shè)備1且要經(jīng)由凹凸透鏡14進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的圖像光束以相對(duì)于已經(jīng)離開(kāi)微鏡顯示設(shè)備1的大體上平行的光束具有一定大小的發(fā)散角或會(huì)聚角的光束進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的情況下，如此進(jìn)入的部分光束被投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的入射側(cè)和出口側(cè)透鏡21、22、23在從圖像光束的投影方向偏離的方向上折射，且由于如此折射的光束被投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的鏡筒16的內(nèi)周表面所吸收而導(dǎo)致一定的光損失。然而，在從微鏡顯示設(shè)備1離開(kāi)并經(jīng)由凹凸透鏡14進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的圖像光束是基本上平行光束的情況下，上述照明光束可以在投影系統(tǒng)光學(xué)部件15處沒(méi)有任何光損失的情況下被投影到投影表面上。
注意，由于是從微鏡顯示設(shè)備1離開(kāi)的圖像光束在發(fā)生一定程度折射的同時(shí)進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件15，同時(shí)很難校正穿過(guò)凹凸透鏡14以進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的圖像光束，所以在穿過(guò)凹凸透鏡14以進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的圖像光束是基本上平行光束或接近平行光束的情況下，上述照明光束可以在投影系統(tǒng)光學(xué)部件15處沒(méi)有光損失的情況下被投影到投影表面上此外，該實(shí)施例中，由于凹凸透鏡14的凸面和凹面的曲率按照如上所述被設(shè)置，所以被向微鏡顯示設(shè)備1的所述另一個(gè)傾斜方向傾斜的微鏡在偏斜方向上反射的光束在保持基本上平行光束的情況下離開(kāi)，從而沒(méi)有示出的用于吸收光束的光吸收體的面積可以保持很小。
此外，使得在凹凸透鏡14的面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件2和投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的凹面上被面反射的從光源系統(tǒng)光學(xué)部件12投影的整個(gè)部分照明光束在相對(duì)于經(jīng)由凹凸透鏡14在微鏡顯示設(shè)備1的前表面方向上被反射的圖像光束的離開(kāi)方向偏斜地偏離的方向上離開(kāi)，如圖3C和圖6所示。在凹凸透鏡14的凹面上被面反射的光束中，進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的鏡筒16的入射側(cè)端表面的光束，即，進(jìn)入固定鏡筒17和入射側(cè)可移動(dòng)鏡筒18的入射側(cè)端表面的光，被固定鏡筒17和入射側(cè)可移動(dòng)鏡筒18的端表面吸收。另外，被凹凸透鏡14的凹面面反射的光束中，進(jìn)入鏡筒16的光束在入射側(cè)可移動(dòng)鏡筒18內(nèi)被多個(gè)入射側(cè)透鏡21在一個(gè)方向上折射，該方向上，相對(duì)于透鏡光軸O2的角增大，從而該光束被固定鏡筒17的內(nèi)周表面和固定鏡筒17的位于入射側(cè)可移動(dòng)鏡筒18和第一出口側(cè)可移動(dòng)鏡筒19之間部分的內(nèi)周表面吸收。
注意，在入射側(cè)可移動(dòng)鏡筒18內(nèi)被入射側(cè)透鏡21折射的光束中，從該入射側(cè)可移動(dòng)鏡筒18的出口端離開(kāi)的光束的吸收位置根據(jù)圖像縮放操作而變化，該圖像縮放操作中，入射側(cè)可移動(dòng)鏡筒18和第一出口側(cè)可移動(dòng)鏡筒19被移動(dòng)，以變得互相接近或變得彼此分離，以及當(dāng)使入射側(cè)可移動(dòng)鏡筒18和第一出口側(cè)可移動(dòng)鏡筒19互相最接近時(shí)，從入射側(cè)可移動(dòng)鏡筒18的出口端離開(kāi)的光束進(jìn)入設(shè)置在如圖6所示的第一出口側(cè)可移動(dòng)鏡筒19的內(nèi)周表面的沿筒縱向的中間位置處的凸起的透鏡支座部分，從而在該位置處被吸收。因此，當(dāng)入射側(cè)可移動(dòng)鏡筒18和第一出口側(cè)可移動(dòng)鏡筒19相隔開(kāi)時(shí)，從入射側(cè)可移動(dòng)鏡筒18的出口端離開(kāi)的光束進(jìn)入比第一出口側(cè)可移動(dòng)鏡筒19的透鏡支座部分更接近入射端的固定鏡筒17的內(nèi)周表面，以及進(jìn)入固定鏡筒17的位于入射側(cè)可移動(dòng)鏡筒18和第一出口側(cè)可移動(dòng)鏡筒19之間的部分的內(nèi)周表面，從而在此被吸收。
由此，依照該投影顯示系統(tǒng)，不會(huì)產(chǎn)生在凹凸透鏡14的面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件2和投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的凹面上被面反射的光束被投影系統(tǒng)光學(xué)部件15投影到投影表面上的危險(xiǎn)，從而可以在投影表面上投影沒(méi)有不均勻亮度和降低的對(duì)比度的高質(zhì)量投影圖像。
另外，在投影顯示系統(tǒng)中，由于設(shè)置在微鏡顯示設(shè)備1的前表面?zhèn)鹊陌纪雇哥R14具有的特性使得在凹凸透鏡14的面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件2和投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的凹面上被面反射的來(lái)自光源系統(tǒng)光學(xué)部件2的照明光束的光束在該光束不進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的多個(gè)透鏡21、22、23中的出口側(cè)透鏡22、23的方向上離開(kāi)，所以可以確保防止凹凸透鏡14的面反射光束被投影系統(tǒng)光學(xué)部件15投影到投影表面上。
如上所述，凹凸透鏡14優(yōu)選地使得在該凹凸透鏡14的面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件2和投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的表面上被面反射的射向投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的部分光束以所述角度離開(kāi)，該角度下，該部分光束被投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的入射側(cè)透鏡21在該相同部分光束不進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的出口側(cè)透鏡22、23的方向上折射，以及依照該結(jié)構(gòu)，可以確保防止凹凸透鏡14的面反射光束被投影系統(tǒng)光學(xué)部件15投影到投影表面上。
另外，在根據(jù)該實(shí)施例的投影顯示系統(tǒng)中，構(gòu)成投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的多個(gè)透鏡21、22、23被設(shè)置在具有光吸收特性的鏡筒16內(nèi)，該鏡筒16由固定鏡筒17、設(shè)置在固定鏡筒17內(nèi)部的入射側(cè)可移動(dòng)鏡筒18、第一和第二出口側(cè)可移動(dòng)鏡筒19、20組成，該固定鏡筒17、入射側(cè)可移動(dòng)鏡筒18、第一和第二出口側(cè)可移動(dòng)鏡筒19、20全部由黑色樹(shù)脂的模制產(chǎn)品構(gòu)成。由此，在凹凸透鏡14的面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件2和投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的凹面上被面反射，然后進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件15，然后在該光束不進(jìn)入出口側(cè)透鏡22、23的方向上穿過(guò)投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的大部分光束被鏡筒16的內(nèi)周表面吸收，從而可以確保防止被凹凸透鏡14反射的面反射光束被投影系統(tǒng)光學(xué)部件15投影到投影表面上。
注意，在該實(shí)施例中，當(dāng)最接近于投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的出口端設(shè)置的透鏡23被描述為構(gòu)成一個(gè)在其整個(gè)區(qū)域上具有將入射光投影到投影表面的透鏡功能的透鏡時(shí)，最接近出口端設(shè)置的透鏡23可以由具有其有效區(qū)域的透鏡構(gòu)成，即，具有在透鏡23的不包括周圍部分的區(qū)域上將入射光投射到投影表面的透鏡功能的區(qū)域，且該周圍部分可以沒(méi)有透鏡功能。這樣，即使在凹凸透鏡14的部分面反射光束進(jìn)入最接近投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的出口端設(shè)置的透鏡23的周圍部分的情況下，該部分光束在與向著投影表面的方向不同的方向上離開(kāi)。
因此，在最接近于投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的出口端設(shè)置的透鏡23的有效部分由該透鏡除了其所述周圍部分的區(qū)域構(gòu)成的情況下，凹凸透鏡14可以只必須具有這樣的特性，使得在凹凸透鏡14的面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件2和投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的凹面上被面反射的光束在該光束至少不進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的最接近其出口端設(shè)置的透鏡23的有效表面的方向上離開(kāi)，即，被該凹面面反射的該部分光束以一定角度離開(kāi)，該角度下，該部分光束被相同光學(xué)系統(tǒng)的入射透鏡21在該部分光束不進(jìn)入最接近于投影系統(tǒng)光學(xué)部件的出口端設(shè)置的透鏡23的有效表面的方向上折射。依照該結(jié)構(gòu)，可以確保防止被凹凸透鏡14反射的面反射光束被投影系統(tǒng)光學(xué)部件15投影到投影表面上。
此外，在根據(jù)該實(shí)施例的投影顯示系統(tǒng)中，當(dāng)投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的鏡筒16，或者固定鏡筒17、設(shè)置在固定鏡筒17內(nèi)部的入射側(cè)可移動(dòng)鏡筒18、第一和第二出口側(cè)可移動(dòng)鏡筒19、20，分別由黑色樹(shù)脂的模制產(chǎn)品構(gòu)成時(shí)，光吸收處理可以被施加到鏡筒17、18、19、20的內(nèi)周表面上，例如，應(yīng)用到這些筒上的光吸收涂層或布置在這些筒中的光吸收材料，使得這些內(nèi)周表面能夠保持光吸收特性。
另外，鏡筒16可以被構(gòu)造成，用于允許射向投影表面的圖像光束從其中穿過(guò)而使射向其它方向的圖像光束在其上被吸收的環(huán)形終止壁(annular stop wall)，被設(shè)置在入射側(cè)可移動(dòng)鏡筒18、第一和第二出口側(cè)可移動(dòng)鏡筒19、20的內(nèi)周表面上以及固定鏡筒17的位于入射側(cè)可移動(dòng)鏡筒18和第一出口側(cè)可移動(dòng)鏡筒19之間的部分的內(nèi)周表面上的單個(gè)或多個(gè)位置處。
注意，在上述實(shí)施例中，當(dāng)由凹凸透鏡構(gòu)成的中繼透鏡14被設(shè)置在微鏡顯示設(shè)備1的前表面?zhèn)葧r(shí)，被設(shè)置在微鏡顯示設(shè)備1的前表面?zhèn)鹊脑撝欣^透鏡可以由例如平凸透鏡構(gòu)成，該平凸透鏡在其面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件2和投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的一側(cè)形成為平面，而在其面向反射顯示設(shè)備的一側(cè)形成為凸面，該平凸透鏡將從面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件2和投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的表面進(jìn)入的照明光束校正為平行光束，該平行光束沿著相對(duì)于反射顯示設(shè)備的前表面方向以預(yù)定角傾斜的方向前進(jìn)，從而使如此校正的該平行光束進(jìn)入反射顯示設(shè)備1，使得從反射顯示設(shè)備1離開(kāi)的圖像光束進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件15，并使得在面向光系統(tǒng)光學(xué)部件2、15的表面上被面反射的來(lái)自光源系統(tǒng)光學(xué)部件2的部分照明光束在與該圖像光束被投影系統(tǒng)光學(xué)部件15投影的方向不同的方向上離開(kāi)。
另外，該實(shí)施例中，雖然光源系統(tǒng)光學(xué)部件2被構(gòu)造成，照明光束被從光源部分3投射，然后穿過(guò)光導(dǎo)桿6、色輪7和光源系統(tǒng)透鏡單元19，以被反射鏡12反射從而進(jìn)入微鏡顯示設(shè)備1，但是光源系統(tǒng)光學(xué)部件2可以被構(gòu)造成，從光源部分3被投射、然后穿過(guò)光導(dǎo)桿6、色輪7和光源系統(tǒng)透鏡單元19的照明光束被直接投影到微鏡顯示設(shè)備1上。
另外在該實(shí)施例中，雖然光源系統(tǒng)光學(xué)部件2的色輪7被設(shè)置在光導(dǎo)桿6的出口端，但是色輪7可以被設(shè)置在任何其它位置，只要該色輪7被設(shè)置的位置位于從光源部分3至投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的入口側(cè)之間延伸的光路徑內(nèi)。
另外，雖然在該實(shí)施例中覆蓋玻璃13被設(shè)置在微鏡顯示設(shè)備1的前面以及中繼透鏡14被設(shè)置在如此設(shè)置的覆蓋玻璃13的前面，但是覆蓋玻璃13可以被省略掉。
另外，雖然在該實(shí)施例中微鏡顯示設(shè)備被用作反射顯示設(shè)備，但是反射顯示設(shè)備不限于微鏡顯示設(shè)備，例如，可以使用反射液晶顯示設(shè)備(有效矩陣液晶顯示設(shè)備或簡(jiǎn)單矩陣液晶顯示設(shè)備)，該反射液晶顯示設(shè)備在其后側(cè)設(shè)置有反射膜，該顯示設(shè)備具有排列成矩陣的多個(gè)像素，從而如此排列的該多個(gè)像素控制從該設(shè)備的前表面進(jìn)入的光的反射，以向前投影圖像光束。
這樣，反射液晶顯示設(shè)備優(yōu)選地被構(gòu)造成，從相對(duì)于反射液晶顯示設(shè)備的前表面方向朝一個(gè)方向傾斜的入射方向進(jìn)入、然后穿過(guò)液晶層在反射膜上被反射的光束，被棱鏡等折射，從而在所述前表面方向上離開(kāi)。
另外，當(dāng)使用反射液晶顯示設(shè)備時(shí)，該液晶設(shè)備可以是配備有具有諸如紅、綠、藍(lán)的多個(gè)或三個(gè)顏色的彩色濾光片的彩色顯示設(shè)備，在使用彩色顯示設(shè)備的情況下，光源系統(tǒng)光學(xué)部件的色輪7可以被省略，從而一直從光源系統(tǒng)光學(xué)部件2向彩色顯示設(shè)備投影白色照明光束。
權(quán)利要求
1.一種投影顯示系統(tǒng)，包括反射顯示設(shè)備，具有排列成矩陣的多個(gè)像素，并適于通過(guò)由如此排列的所述多個(gè)像素控制從所述反射顯示設(shè)備的前表面進(jìn)入的反射光來(lái)向前投影圖像光束；光源系統(tǒng)光學(xué)部件，用于從相對(duì)于所述反射顯示設(shè)備的所述前表面方向朝一個(gè)方向傾斜的方向?qū)⒄彰鞴馐队暗剿龇瓷滹@示設(shè)備上；投影系統(tǒng)光學(xué)部件，用于將從所述反射顯示設(shè)備離開(kāi)的圖像光束投影到投影表面上；以及設(shè)置在所述反射顯示設(shè)備的前表面?zhèn)鹊闹欣^透鏡，用于將從面向所述光源系統(tǒng)光學(xué)部件和所述投影系統(tǒng)光學(xué)部件的表面進(jìn)入的所述照明光束校正為平行光束，該平行光束沿相對(duì)于所述反射顯示設(shè)備的所述前表面方向以預(yù)定角度傾斜的方向前進(jìn)，以使如此校正的該平行光束進(jìn)入所述反射顯示設(shè)備，使從所述反射顯示設(shè)備離開(kāi)的圖像光束進(jìn)入所述投影系統(tǒng)光學(xué)部件，并使在面向所述光源系統(tǒng)光學(xué)部件和所述投影系統(tǒng)光學(xué)部件的所述表面上被面反射的來(lái)自所述光源系統(tǒng)光學(xué)部件的部分所述照明光束在與所述圖像光束被所述投影系統(tǒng)光學(xué)部件投影的方向不同的方向上離開(kāi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影顯示系統(tǒng)，其中所述投影系統(tǒng)光學(xué)部件包括多個(gè)透鏡，并且其中所述中繼透鏡可以只必須具有這樣的特性，使在該中繼透鏡的面向所述光源系統(tǒng)光學(xué)部件和所述投影系統(tǒng)光學(xué)部件的所述表面上被面反射的所述光束在該光束不進(jìn)入所述投影系統(tǒng)光學(xué)部件的所述多個(gè)透鏡中的最接近所述投影系統(tǒng)光學(xué)部件的出口端設(shè)置的至少一個(gè)透鏡的有效區(qū)域的方向上離開(kāi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的投影顯示系統(tǒng)，其中所述中繼透鏡使在該中繼透鏡的面向所述光源系統(tǒng)光學(xué)部件和所述投影系統(tǒng)光學(xué)部件的所述表面上被面反射、且射向所述投影系統(tǒng)光學(xué)部件的部分所述光束以一定角度離開(kāi)，在該角度下，所述部分光束被所述投影系統(tǒng)光學(xué)部件的入口側(cè)透鏡在該部分光束不進(jìn)入所述投影系統(tǒng)光學(xué)部件的所述多個(gè)出口側(cè)透鏡中的最接近所述投影系統(tǒng)光學(xué)部件的所述出口端設(shè)置的至少所述透鏡的所述有效區(qū)域的方向上折射。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的投影顯示系統(tǒng)，其中構(gòu)成所述投影系統(tǒng)光學(xué)部件的所述多個(gè)透鏡設(shè)置在鏡筒的內(nèi)部，至少所述鏡筒的內(nèi)周表面具有光吸收特性。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的投影顯示系統(tǒng)，其中構(gòu)成所述投影系統(tǒng)光學(xué)部件的所述多個(gè)透鏡設(shè)置在鏡筒的內(nèi)部，至少所述鏡筒的內(nèi)周表面具有光吸收特性。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的投影顯示系統(tǒng)，其中所述中繼透鏡包括凹凸透鏡，該凹凸透鏡具有形成在其一側(cè)上的凸面和形成在其另一側(cè)上的凹面，并且該凹凸透鏡被設(shè)置成，所述凸面朝向所述反射顯示設(shè)備，而所述凹面朝向所述光源系統(tǒng)光學(xué)部件和所述投影系統(tǒng)光學(xué)部件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的投影顯示系統(tǒng)，其中所述凹凸透鏡的所述凸面和所述凹面具有一定曲率，使得從所述反射顯示設(shè)備離開(kāi)的所述圖像光束以基本上平行的光束或稍微會(huì)聚的光束進(jìn)入所述投影系統(tǒng)光學(xué)部件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的投影顯示系統(tǒng)，其中所述中繼透鏡包括平凸透鏡，該平凸透鏡在其一側(cè)上形成為平面且在其另一側(cè)上形成為凸面，并且該平凸透鏡被設(shè)置成，所述凸面朝向所述反射顯示設(shè)備，而所述平面朝向所述光源系統(tǒng)光學(xué)部件和所述投影系統(tǒng)光學(xué)部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的投影顯示系統(tǒng)，其中所述平凸透鏡的所述凸面和所述平面具有一定曲率，使得從所述反射顯示設(shè)備離開(kāi)的所述圖像光束以基本上平行的光束或稍微會(huì)聚的光束進(jìn)入所述投影系統(tǒng)光學(xué)部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的投影顯示系統(tǒng)，其中所述中繼透鏡的光軸與所述投影系統(tǒng)光學(xué)部件的光軸在一條直線上，并與所述反射顯示設(shè)備的法線在一條直線上，該法線位于所述反射顯示設(shè)備的顯示區(qū)域的周圍邊界的邊界部分的中心附近，所述邊界部分定位于與來(lái)自所述光源系統(tǒng)光學(xué)部件的所述照明光束由此進(jìn)入的其入射側(cè)相對(duì)的位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的投影顯示系統(tǒng)，其中所述中繼透鏡的光軸與所述投影系統(tǒng)光學(xué)部件的光軸成在一條直線上，并與所述反射顯示設(shè)備的法線在一條直線上，該法線位于所述反射顯示設(shè)備的顯示區(qū)域的周圍邊界的邊界部分的中心附近，所述邊界部分定位于與來(lái)自所述光源系統(tǒng)光學(xué)部件的所述照明光束由此進(jìn)入的其入射側(cè)相對(duì)的位置。
全文摘要
目的是提供一種利用反射顯示設(shè)備的投影顯示系統(tǒng)，該投影顯示系統(tǒng)可以在投影表面上投影沒(méi)有不均勻亮度和降低的對(duì)比度的高質(zhì)量圖像，提供了一種投影顯示系統(tǒng)，包括反射顯示設(shè)備1；光源系統(tǒng)光學(xué)部件2，用于從相對(duì)于反射顯示設(shè)備1的前表面方向朝一個(gè)方向傾斜的方向上將照明光束投影到反射顯示設(shè)備1；投影系統(tǒng)光學(xué)部件15，用于將從反射顯示設(shè)備離開(kāi)的圖像光束投影到投影表面上；以及設(shè)置在反射顯示設(shè)備1的前表面?zhèn)鹊闹欣^透鏡14，用于將從面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件2和投影系統(tǒng)光學(xué)部件15的表面進(jìn)入的照明光束校正為平行光束，該平行光束沿相對(duì)于反射顯示設(shè)備的前表面方向以預(yù)定角度傾斜的方向前進(jìn)，以使如此校正的該平行光束進(jìn)入反射顯示設(shè)備1，使得從反射顯示設(shè)備1離開(kāi)的圖像光束進(jìn)入投影系統(tǒng)光學(xué)部件15，并使得在面向光源系統(tǒng)光學(xué)部件和投影系統(tǒng)光學(xué)部件的表面上被面反射的來(lái)自光源系統(tǒng)光學(xué)部件2的部分照明光束在與圖像光束被投影系統(tǒng)光學(xué)部件15投影的方向不同的方向上離開(kāi)。
文檔編號(hào)G02B26/08GK1781051SQ20048001156
公開(kāi)日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2004年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月27日
發(fā)明者中村英貴 申請(qǐng)人:卡西歐計(jì)算機(jī)株式會(huì)社