專利名稱：圖像投影儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到顯示設(shè)備，尤其涉及到圖像投影儀。盡管本發(fā)明適合于寬的應用范圍，但是，它更適合于在觀看投影的圖像時通過單獨的投影儀選擇圖像的亮度和顏色的清晰度之一，從而按照用戶的愛好投影圖像。
背景技術(shù)：
隨著圖像投影設(shè)備，也稱為投影儀，正被廣泛引進和供應，不同類型的產(chǎn)品被開發(fā)并在市場上銷售。這樣的圖像投影設(shè)備正在開發(fā)著眼于投射亮度和設(shè)備的緊湊的尺寸和輕的重量的結(jié)構(gòu)。
通常的圖像投影設(shè)備的光學部分包括一個作為光源的燈、一個聚焦從燈發(fā)射出來的光的照明部分、一個演示聚焦的光為圖像的圖像顯示裝置、和一個投影部分，投影部分放大顯示在圖像顯示裝置上的圖像和投影放大的圖像在屏幕上。
在新近的技術(shù)中，高壓汞燈被最廣泛地用作圖像投影設(shè)備的燈，并且，液晶顯示器(LCDs)和數(shù)字微鏡裝置(DMDs)被最廣泛地用作投影儀的圖像顯示裝置。另外，按照使用的圖像顯示裝置的數(shù)量，圖像投影設(shè)備能夠被分類為單芯片投影儀、雙(2)芯片投影儀、和三(3)芯片投影儀。
隨著新近的趨勢引入緊湊的尺寸、輕的重量、和低成本的投影儀的趨勢，僅使用單個圖像顯示裝置的單芯片光學部件通常被使用。
單芯片圖像投影設(shè)備包括一個安裝有紅、綠、和藍色的濾色器的投影儀類型，一個外部分離紅、綠、和藍色的光線并同時照射分離的光線到圖像顯示上的投影儀類型，和一個在外部和以一個時間間隔連續(xù)照射紅、綠、和藍色的光線到圖像顯示裝置上的投影儀類型。這里，當使用在外部和以一個時間間隔連續(xù)照射紅、綠、和藍色的光線到圖像顯示裝置上的投影儀類型時，圖像投影設(shè)備的響應速度必需快于三(3)芯片投影設(shè)備的三倍。在新近的技術(shù)中，數(shù)字微鏡裝置(DMD)最滿足這樣的要求。
為了照射分離的光線到圖像顯示裝置上，一個顏色分離設(shè)備被形成。當使用投影儀在著重屏幕亮度的演示上時，四段色環(huán)應該被使用。另一方面，當使用投影儀為觀看強調(diào)各種顏色的視頻圖像時，三段色環(huán)應該被使用。同樣的原理應用于色鼓。
如上所述，單芯片DMD投影儀具有以下的缺點，其中根據(jù)產(chǎn)品是否注重屏幕的亮度或者圖像的彩色圖像的質(zhì)量，應該選取或者強調(diào)亮度或者強調(diào)顏色表現(xiàn)的適當?shù)念伾蛛x裝置。然而，在當前的技術(shù)中使用的單芯片投影儀不能夠滿足新近的要求兩種特性(即亮度和顏色表現(xiàn))的多媒體趨勢的用戶環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明致力于一種圖像投影儀，實際上消除了由于相關(guān)技術(shù)的限制或缺點引起的一個或多個問題。
本發(fā)明的一個目的是提供一種使用顏色分離裝置的圖像投影儀，該顏色分離裝置能有選擇地或者提高圖像的亮度或者提高圖像顏色的清晰度。
本發(fā)明的另外的優(yōu)點、目的和特征，一部分將在后面的說明中闡明，對于本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員來說，通過下面的分析研究，一部分會變得明白，或者可以從本發(fā)明的實踐學到。通過在說明書和權(quán)力要求書以及附圖中特別指出的結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和優(yōu)點。
為了獲得這些目的和其它優(yōu)點以及按照本發(fā)明的目的，這里將具體和廣泛描述，一種圖像投影儀包括一個射出光線的燈；一個具有第一裝置和第二裝置的濾色組件，第一裝置包括含有白色濾色器的多個濾色器，每一個濾色器對應于其中的一個部分，第二裝置包括除了白色濾色器以外的多個濾色器，每一個濾色器對應于其中的一個部分，且第二裝置形成在第一裝置的一邊，并且，濾色組件通過第一裝置和第二裝置中的任何一個過濾從燈發(fā)射出來的光線；一個棒形透鏡，聚焦并投射從濾色組件分離出的光線；和一個數(shù)字微鏡裝置，通過按照投射的光線的電信號顯示圖像。
這里，第一裝置和第二裝置是色環(huán)和色鼓之一。
按照本發(fā)明的投影儀環(huán)還包括一個控制器，選擇濾色組件的第一裝置和第二裝置中的任何一個。
這里，第一裝置和第二裝置之一是按照基于控制器的控制信號的濾色組件的水平和垂直移動之一從濾色組件選取的。
在本發(fā)明的另一個方面中，圖像投影儀包括一個射出光線的燈；一個具有包含白色濾色器的多個濾色器的第一濾色組件；一個具有包含白色濾色器的多個濾色器的第二濾色組件，其中，濾色器中的任何一個與安排在第一濾色組件中的濾色器的任何一個交迭；一個棒形透鏡，聚焦并投射從第一和第二濾色組件分離出的光線，和一個數(shù)字微鏡裝置，通過按照投射的光線的電信號顯示圖像。
這里，第二濾色組件的白色濾色器小于第一濾色組件白色濾色器。而且，第二濾色組件的白色濾色器的尺寸等于光點直徑，這是從燈射出的光聚焦的尺寸。
當用戶要求強調(diào)圖像的亮度時，第二濾色組件的白色濾色器被定位在光程上。相反，當用戶要求強調(diào)圖像的顏色清晰度時，第一濾色組件的白色濾色器被定位在光程上。
又，第一濾色組件和第二濾色組件被順序安排在燈和棒形透鏡之間。這里，第一濾色組件被安排在燈和棒形透鏡之間，而第二濾色組件被安排在棒形透鏡的后面。
第一和第二濾色組件中的每一個是色環(huán)。
應該明白本發(fā)明的前述的一般說明和后面的詳細說明是示例性的和解釋性的，并且將要提供如權(quán)利要求所述的本發(fā)明的進一步的解釋。


被包括用于提供對本發(fā)明進一步理解的附圖，構(gòu)成本申請的一部分，說明本發(fā)明的實施例，并且，與說明書一起，用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1A說明按照本發(fā)明的第一實施例的圖像投影儀的光學部分；圖1B說明按照本發(fā)明的第一實施例的圖像投影儀的色環(huán)；圖2A說明按照本發(fā)明的第二實施例的圖像投影儀的光學部分；圖2B說明按照本發(fā)明的第一實施例的圖像投影儀的色鼓；
圖3A和3B說明按照本發(fā)明的第三實施例的圖像投影儀的第一和第二色環(huán)；和圖3C說明按照本發(fā)明的第三實施例的圖像投影儀的光學部分。
具體實施例方式
現(xiàn)在，將詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選的實施例，在附圖中說明其實例。在可能的情況下，相同的附圖標記將被用于在整個附圖指示相同或相似部分。
圖1A說明按照本發(fā)明的第一實施例的圖像投影儀的光學部分。
參考圖1A，投影儀包括一個燈101，一個色環(huán)102，一個棒形透鏡103，第一照明透鏡組104，第二照明透鏡105，一個數(shù)字微鏡裝置(DMD)106，一個全內(nèi)反射(TIR)棱鏡107，和一個投影透鏡108。從作為光源的燈101發(fā)出的光線，通過橢圓形的鏡子，被聚焦到棒形透鏡103的光入射表面。這里，色環(huán)102被定位于燈101和棒形透鏡103之間，從而順序地分離該光線為紅、綠和藍色光線。
為了放寬顏色表現(xiàn)的范圍，一個黃色濾色器能夠被包括在對應于紅、綠和藍色的區(qū)域以外的區(qū)域內(nèi)。此外，不同顏色的濾光器也能夠被包括在這里。按照光學原理，這樣的選擇能夠被容易理解，不用任何另外的技術(shù)解釋，并且，為了簡單起見，對于相同部分的詳細說明將被省略。
因為當靠近棒形透鏡103的光入射表面時，從燈101發(fā)射的光線的橫截面積被最小化，所以，色環(huán)102被形成在燈101和棒形透鏡103之間。于是，通過安裝色環(huán)102在一個區(qū)域，由此，光線的橫截面積被最小化，色環(huán)102的尺寸也能夠被最小化。
圖1B說明按照本發(fā)明的第一實施例的圖像投影儀的色環(huán)。
參考圖1B，色環(huán)的濾色器按照雙層的形式被安置。更具體地說，色環(huán)102被劃分成內(nèi)部分和外部分。這里，色環(huán)102的內(nèi)部分由包括紅色濾色器、綠色濾色器、藍色濾色器和白色濾色器的四段組成。色環(huán)的外部分由包括紅色濾色器、綠色濾色器和藍色濾色器的三段組成。
色環(huán)102的內(nèi)部分和外部分的結(jié)構(gòu)也能夠被交替(即四段結(jié)構(gòu)對應于色環(huán)102的外部分和三段結(jié)構(gòu)對應于色環(huán)102的內(nèi)部分)。這是因為分離控制器能夠任意地選取與色環(huán)的內(nèi)部分和外部分中的每一個對應的第一和第二方式中的一種。
另外，通過掩蔽法，用二向色涂層(dichroic coating)形成濾色器。
其間，由于色環(huán)102在垂直于光線的軸線方向上的機械移動，色環(huán)102能夠具有相互不同的彩色模式。尤其是，例如，當圖像的亮度應該被強調(diào)時，如用在演示中時，四段彩色模式被選取。另一方面，當圖像的顏色的清晰度應該被強調(diào)時，如在觀看視頻圖像時，彩色模式被轉(zhuǎn)換成三段彩色模式。這里，色環(huán)102的垂直移動能夠被控制器的微處理器控制。
隨后，由色環(huán)102過濾的光線被入射到棒形透鏡103。棒形透鏡103被形成具有一個立方結(jié)構(gòu)，并且，通過全反射將入射到其中的光線投射回外邊。在這里，雖然棒形透鏡的光入射面的亮度是不均勻的，但是，入射光線被從里邊全反射，因此，使得光入射面的亮度均勻。亮度的均勻性根據(jù)棒形透鏡的長度或光載波(light carrier)的類型可能產(chǎn)生差異。
棒形透鏡103基本上能夠被分類成兩種結(jié)構(gòu)類型。更具體地說，棒形透鏡103可以包括鏡面反射結(jié)構(gòu)，因此，棒形透鏡103的里邊是空的，并且具有一個由鏡子形成的內(nèi)部界面。棒形透鏡103也可以包括一個內(nèi)全反射結(jié)構(gòu)，因此，棒形透鏡103由具有高折射率的玻璃形成。
DMD 106投射通過棒形透鏡103通過多個第一照明透鏡104和第二照明透鏡105的具有均勻亮度分布的光線。投射的光線然后被投射到全內(nèi)反射(TIR)棱鏡107。這里，TIR棱鏡107由相互接合的兩個棱鏡組成，而其間具有細的氣隙。入射光在第一棱鏡的界面被全內(nèi)反射，然后，投射到DMD 106。
對應于每一像素的多個微鏡(這里未示出)被形成在DMD 106的DMD表面上。這里，每一個微鏡根據(jù)外部的電信號具有±θ傾斜模式。在新近的技術(shù)中，θ通常被設(shè)置成或者是10度或者是12度。
當DMD 106接收白的顏色信號時，由于微鏡的傾斜，光線被反射成不同于入射角的一個角度。于是，反射的光線被通過到達投影透鏡108，而沒有TIR棱鏡107的全內(nèi)反射。通過TIR棱鏡107的光線被放大，通過投影透鏡108，形成一個圖像在屏幕(這里未示出)上。
圖2A說明按照本發(fā)明的第二實施例的圖像投影儀的光學部分。
參考圖2A，投影儀包括一個燈201，一個色鼓202，一個棒形透鏡203，第一照明透鏡組204，第二照明透鏡205，一個數(shù)字微鏡裝置(DMD)206，一個全內(nèi)反射(TIR)棱鏡207，和一個投影透鏡208。除了色鼓202以外，按照本發(fā)明的第二實施例的投影儀的結(jié)構(gòu)和操作與圖1A中所示的按照本發(fā)明的第一實施例的投影儀的結(jié)構(gòu)和操作相同，而因此，為簡單起見，相同的詳細說明將被省略。
圖2B說明按照本發(fā)明的第二實施例的圖像投影儀的色鼓。
參考圖2B，色鼓202的色鼓表面，沿著色鼓202的垂直方向被分成內(nèi)部分和外部分。這里，色鼓202的外部分由包括紅色濾色器、綠色濾色器和藍色濾色器的三段組成。而色鼓202的內(nèi)部分由包括紅色濾色器、綠色濾色器、藍色濾色器和白色濾色器的四段組成。如在圖1B中所述的一樣，色鼓202的內(nèi)部分和外部分的結(jié)構(gòu)也可以被交替(即四段結(jié)構(gòu)對應于色鼓202的外部分和三段結(jié)構(gòu)對應于色鼓202的內(nèi)部分)。
然而，與在圖1A中所示的色環(huán)102不一樣，色鼓202被形成以沿著與光線的軸線成水平的方向進行機械移動。更具體地說，不像色環(huán)102，色鼓202的第一方式和第二方式被三維地互相連接。因此，僅當色鼓202沿著光線的軸線的水平方向被移動時，用戶能夠選取所需的方式。
這里，分離控制器的微處理器控制色鼓的移動圖3A和3B說明按照本發(fā)明的第三實施例的圖像投影儀的第一和第二色環(huán)。和圖3C說明按照本發(fā)明的第三實施例的圖像投影儀的光學部分。
參考圖3A，第一色環(huán)302由各被相當?shù)匕才懦伤亩蔚募t色濾色器、綠色濾色器、藍色濾色器和白色濾色器組成。并且，如在圖3B中所示，第二色環(huán)303由被安排成四段的紅色濾色器、綠色濾色器、藍色濾色器和白色濾色器組成，其中，紅、綠、和藍色濾色器被安排成具有相當?shù)某叽缍咨珵V色器被形成為小于其它的濾色器。優(yōu)選白色濾色器被最小化到從燈射出的光被聚焦的尺寸(即光點直徑)。
具有采用上述的第一和第二色環(huán)的圖像投影儀的光學部分，現(xiàn)在將參考圖3C而進行詳細描述。
參考圖3C，第一和第二色環(huán)302和303被順序安排在作為光源的燈301和棒形透鏡304之間。這里，第二色環(huán)303被安排成這樣其中的濾色器段中的任何一個與第一色環(huán)302的濾色器段中的任何一個交迭。然后，按照用戶的選取，有選擇地操作第一和第二色環(huán)。換言之，當?shù)谝簧h(huán)被操作時，第二色環(huán)被停止，并且，當?shù)诙h(huán)被操作時，第一色環(huán)被停止。
更具體地說，當?shù)谝簧h(huán)302被操作時，第二色環(huán)303的白色濾色器段被固定在光程的有效區(qū)域里。另一方面，當?shù)诙h(huán)303被操作時，第一色環(huán)302的白色濾色器部分被固定在光程的有效區(qū)域里。這里，光程的有效區(qū)域指的是從燈射出的光線通過色環(huán)時的色環(huán)的橫截面積。
當用戶需要注重于通過投影儀顯示的圖像的亮度時，第二色環(huán)303的白色濾色器部分被定位在光程上。然后，第一色環(huán)302被轉(zhuǎn)動。于是，由于第一色環(huán)302的相對較大的白色濾色器段，圖像投影儀能夠產(chǎn)生亮的圖像。
相反地，當用戶需要注重于通過投影儀顯示的圖像的顏色清晰度時，第一色環(huán)302的白色濾色器段被定位在光程上。然后，通過轉(zhuǎn)動第二色環(huán)303，圖像投影儀能夠產(chǎn)生由更自然和生動的顏色表示的圖像。
其間，如在圖3C中所示，第一和第二色環(huán)302和303被順序安排在燈301和棒形透鏡304之間。或者，第一色環(huán)302能夠被安排在燈301和棒形透鏡304之間，而第二色環(huán)303能夠被安排在棒形透鏡304和第一照明透鏡組305之間。
按照本發(fā)明的第三實施例的上述的圖像投影儀，不需要分離控制器以機械地移動第一和第二色環(huán)。然而，用于第一和第二色環(huán)的每一個的馬達的運行應該被控制，以使得能夠表示用戶所需的圖像。
如上所述，按照本發(fā)明的圖像投影儀具有下列優(yōu)點。
通過按照多種彩色模式表現(xiàn)時分彩色分離的裝置，當觀看投影圖像時，用戶能夠通過一個單獨的投影儀選取圖像的亮度和顏色的清晰度之一。
此外，按照用戶的喜好，多個顏色方式能夠被選取，不會使投影的圖像發(fā)生失真。
本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員應該明白在本發(fā)明中，能夠進行各種修改和變化，而不會偏離本發(fā)明的精神和范圍。因此，本發(fā)明覆蓋在權(quán)力要求書及其它的等價范圍之內(nèi)的對本發(fā)明的修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種圖像投影儀，包括一個射出光線的燈；一個具有第一裝置和第二裝置的濾色組件，第一裝置包括含有白色濾色器的多個濾色器，每一個濾色器對應于其中的一個部分，而第二裝置包括除了白色濾色器以外的多個濾色器，每一個濾色器對應于其中的一個部分，且第二裝置形成在第一裝置的一邊，并且，濾色組件通過第一裝置和第二裝置中的任何一個過濾從燈發(fā)射出來的光線；一個棒形透鏡，聚焦并投射從濾色組件分離出的光線；和一個數(shù)字微鏡裝置，通過按照投射的光線的電信號顯示圖像。
2.按照權(quán)利要求1的圖像投影儀，其中，第一裝置和第二裝置是色環(huán)和色鼓之一。
3.按照權(quán)利要求1的圖像投影儀，還包括選取濾色組件的第一裝置和第二裝置中的任何一個的控制器。
4.按照權(quán)利要求3的圖像投影儀，其中，第一裝置和第二裝置之一是按照基于控制器的控制信號的濾色組件的水平和垂直移動之一從濾色組件選取的。
5.一種圖像投影儀，包括一個射出光線的燈；一個具有包括白色濾色器的多個濾色器的第一濾色組件；一個具有包括白色濾色器的多個濾色器的第二濾色組件，其中，濾色器中的任何一個與安排在第一濾色組件中的濾色器的任何一個交迭；一個棒形透鏡，棒形透鏡聚焦并投射從第一和第二濾色組件分離出的光線；和一個數(shù)字微鏡裝置，通過按照投射的光線的電信號顯示圖像。
6.按照權(quán)利要求5的圖像投影儀，其中，第二濾色組件的白色濾色器小于第一濾色組件的白色濾色器。
7.按照權(quán)利要求6的圖像投影儀，其中，第二濾色組件的白色濾色器的尺寸等于光點直徑，光點直徑是從燈射出的光聚焦的尺寸。
8.按照權(quán)利要求5的圖像投影儀，其中，當用戶要求強調(diào)圖像的亮度時，第二濾色組件的白色濾色器被定位在光程上。
9.按照權(quán)利要求5的圖像投影儀，其中，當用戶要求強調(diào)圖像的顏色清晰度時，第一濾色組件的白色濾色器被定位在光程上。
10.按照權(quán)利要求5的圖像投影儀，其中，第一濾色組件和第二濾色組件被按序安排在燈和棒形透鏡之間。
11.按照權(quán)利要求5的圖像投影儀，其中，第一濾色組件被安排在燈和棒形透鏡之間，而第二濾色組件被安排在棒形透鏡的后面。
12.按照權(quán)利要求5的圖像投影儀，其中，第一和第二濾色組件中的每一個是色環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種圖像投影儀。該圖像投影儀包括一個射出光線的燈；一個具有第一裝置和第二裝置的濾色組件，第一裝置包括含有白色濾色器的多個濾色器，每一個濾色器對應于其中的一個部分，而第二裝置包括除了白色濾色器以外的多個濾色器，每一個濾色器對應于其中的一個部分，第二裝置形成在第一裝置的一邊，并且，濾色組件通過第一裝置和第二裝置中的任何一個過濾從燈發(fā)射出來的光線；一個棒形透鏡，棒形透鏡聚焦并投射從濾色組件分離出的光線；和一個數(shù)字微鏡裝置，按照投射的光線通過的電信號顯示圖像。
文檔編號G03B21/00GK1577061SQ200410069270
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月23日
發(fā)明者權(quán)純炯, 李承奎 申請人:Lg電子有限公司