CN100382605C - 圆柱形彩色轮及其制造方法和采用它的投影仪 - Google Patents

Abstract

一种用以制造小型图片投影仪的圆柱形彩色轮。在该圆柱形彩色轮中，一个彩色圆筒设有一体形成为圆柱形状的多个滤色器，用于仅透过具有对应于不同颜色的波长的光束。一耦合器固定在该彩色圆筒上。一电动机旋转该固定有彩色圆筒的耦合器。

Description

圆柱形彩色轮及其制造方法和采用它的投影仪

技术领域

本发明涉及一种图片投影仪，更具体地说，涉及一种用于使图片投影仪具有较薄厚度的圆柱形彩色轮及其制造方法。并且，本发明还涉及采用该圆柱形彩色轮的投影仪。

背景技术

一般地说，图片投影仪为一种将内部安装的微小图片加以放大并投影以使其显示在大尺寸屏幕上的装置。为了实现彩色，这种图片投影仪的内部设有彩色轮，用于根据时间分离红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)。彩色轮由一个电动机驱动其旋转以顺序分离彩色。

图1A和图1B示出了传统的彩色轮。参照图1A和1B，传统彩色轮10包括一个滤色器6，用于在白光束中仅透过具有对应于各颜色的波长的光束；一个耦合器4，滤色器6固定其上；和一个电动机2，耦合器4固定其上。滤色器6包括红色滤色器6R，用于在白光束中仅透过具有对应于红色的波长的光束；绿色滤色器6G，用于在白光束中仅透过具有对应于绿色的波长的光束；和蓝色滤色器6B，用于在白光束中仅透过具有对应于蓝色的波长的光束。滤色器6通过粘合剂固定在耦合器4上，耦合器4通过设置在内侧的孔5固定在电动机2上。换句话说，滤色器6由电动机2驱动其旋转以使颜色依次分离。

图2表示一个传统的图片投影仪，其中彩色轮安装在其内部。参照图2，传统的图片投影仪包括用于产生光束的灯源12，用于将光束反射向灯源12前方的反射器14，用于缩窄由反射器14所反射光束的宽度的第一照明透镜16，用于仅透过光束中特定色光的彩色轮10，用于阻断透过彩色轮10的光束中的杂散光的视场光阑22，用于缩窄通过视场光阑22的发散光束的宽度的第二和第三照明透镜18和20，用于将通过第二和第三照明透镜18和20的光束沿特定方向加以反射的全反射镜26，用于将由全反射镜26反射的光束加以会聚以使其射向反射式图片显示装置30的第四照明透镜28，用于根据图象信号反射来自第四照明透镜28的光束以形成图片光束的反射式图片显示装置30，和用于将反射式图片显示装置30上形成的图片光束放大并投影至一定距离的投影透镜32。灯源12产生的光束通过反射器14聚焦在彩色轮10的滤色器6上。第一照明透镜16将光束宽度缩窄，以使反射器14聚焦在滤色器6的所有光束都可以通过滤色器6。滤色器6由电动机的驱动力旋转以依次透过红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)色光。在透过滤色器6的光束中偏离预定光束宽度的光束由视场光阑22去除。透过视场光阑22的光束在第一照明透镜16的焦距之外发散。第二和第三照明透镜18和20缩窄光束的宽度，以使在第一照明透镜16焦距外发散的所有光束都可以入射在全反射镜26上。全反射镜26对入射其上的光束加以反射以使其射向第四照明透镜28。第四照明透镜28将来自全反射镜26的光束会聚至反射式图片显示装置30中。反射式图片显示装置30根据图象信号反射由第四照明透镜28输入的光束，以产生带有图片信息的图片光束并将该图片光束传输至投影透镜32。投影透镜32将图片光束加以放大，并将放大的图片光束投射在安装于一定距离之前的屏幕上。

然而，具有上述结构的传统图片投影仪的问题在于，由于只采用第一照明透镜16用于向视场光阑22输入光束，所以会聚至其中心的光束由于光通量的增加导致不均匀的光分布，从而降低了图片的亮度均匀性。为了解决此问题，已经有采用图3所示的图片投影仪。

参照图3，传统的图片投影仪包括用于产生光束的灯源40，用于将光束反射向灯源40前方的反射器42，用于仅透过光束中特定色光的彩色轮10，用于使透过彩色轮10的光束的光分布均匀化的行程透镜44，用于使通过行程透镜44的光束平行传播的准直透镜46，用于透过从准直透镜46输入的光束并反射从图片显示装置50输入的光束的分束器48，用于根据图象信号反射来自准直透镜46的光束以显示图片的图片显示装置50，和用于将从图片显示装置50输入的图片光束加以放大并投影至一定距离的投影透镜52。从灯源40产生的光束通过反射器42聚焦在彩色轮10的滤色器6上。滤色器6由电动机2的驱动力加以旋转以依次透过红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)色光。由彩色轮10分色的光束入射在行程透镜44上。行程透镜44使光束均匀化从而使得光束能够均匀分布在屏幕上。透过行程透镜44的光束通过准直透镜46平行地射向图片显示装置50。此时，从准直透镜46射向图片显示装置50的光束透过分束器48。图片显示装置50根据图象信号反射从准直透镜46输入的光束，以产生带有图片信息的图片光束并将该图片光束传输至分束器48。分束器48将来自图片显示装置50的图片光束反射至投影透镜52。投影透镜52将图片光束加以放大，并将放大的图片光束投射在设于一定距离之前的屏幕上。

在图2或图3所示的传统图片投影仪中，当光束通过彩色轮10时，光束最好是以最小时间通过滤色器的边缘部分。换句话说，光束在通过滤色器6的边缘部分时被阻断。例如，假定电动机以3600RPM的速度转动以显示60次每秒的视场，则光束通过所述边缘的时间可以计算出来。在此例中，假定光束是具有尺寸为8mm宽且6mm长的矩形，如图4所示，彩色轮10的内径为30mm，其外径为40mm。光束通过滤色器6一定表面时的角度由下式给出：

θ＝2×arctan(3/31)＝11.055°         ...(1)

其中31为从彩色轮10中心到光束的距离，以及3为光束长度的半值。光束通过滤色器6的边缘部分7的时间由下式给出：

t＝(1/60)×(11.055°/120)＝1.54μs    ...(2)

其中120为360°除以3(即边缘部分7的数目)所得的值。由式(2)可知，光束通过滤色器6的边缘部分7需要1.54μs的时间。

由上式(1)和(2)可以看出，必须放大彩色轮的内径以缩短光束通过滤色器6的边缘部分7的时间。然而，传统图片投影仪的问题在于，随着彩色轮10的内径的增大，其尺寸和重量也随着增大。并且，传统彩色轮10不能安装成与光学系统(即各个透镜)重叠。换句话说，传统彩色轮10应当安装成使其不影响光学系统。由于此原因，需要很大的空间来安装彩色轮10。为了解决此问题，已经提出有如图5所示的漏斗形彩色轮54。

参照图5，漏斗形彩色轮54包括一个主体56；一个滤色器62，用于在白光束中仅透过具有对应于各颜色的波长的光束；和一个电动机58，主体56固定其上。滤色器62包括一个红色滤色器62R、一个绿色滤色器62G和一个蓝色滤色器62B。滤色器62固定在漏斗形主体56上，主体56固定在电动机58上。滤色器62由电动机58的驱动力加以旋转以依次分离颜色。

图6表示一个图片投影仪，其中漏斗形彩色轮安装在其内部。参照图6，设有漏斗形彩色轮的传统图片投影仪包括用于产生光束的灯源64，用于将光束反射向灯源64前方的反射器66，用于仅透过光束中特定色光的彩色轮54，用于使透过彩色轮54的光束的光分布均匀化的行程透镜68，用于将通过行程透镜68的光束加以聚焦的物镜70，用于使在物镜70焦距之外发散的光束平行传播的准直透镜72，用于透过从准直透镜72输入的光束并反射从图片显示装置76输入的光束的分束器74，用于根据图象信号反射来自准直透镜72的光束以显示图片的图片显示装置76，和用于将从图片显示装置76输入的图片光束加以放大并投影至一定距离的投影透镜78。在设有漏斗形彩色轮54的图片投影仪中，彩色轮54和行程透镜68的预定部分彼此重叠以提高空间利用率。然而，由于漏斗形彩色轮54具有斜线形状的边缘部分63，所以不容易利用该边缘部分。

图7A至7C表示制造传统彩色轮的方法。参照图7A，首先，以红色染料涂覆一薄板80以制作红色滤色器6R。此时，如果要制作绿色滤色器6G，则以绿色染料涂覆薄板80；而如果要制作蓝色滤色器6B，则以蓝色染料涂覆薄板80。在涂覆薄板80之后，将薄板80切成符合如图7B所示滤色器6R的尺寸。由薄板80切成的滤色器6R通过粘合剂固定在耦合器4上，如图7C所示，并且将耦合器4通过设在其内部的孔5固定在电动机2上。滤色器6由电动机2的驱动力加以旋转以依次分离颜色。在这种制造传统彩色轮10的方法中，滤色器6通过粘合剂固定在耦合器4上。然而，由于粘合剂的粘结力是有限的，所以由于电动机2的转动产生的离心力会使滤色器6分离。而且，滤色器6是由薄板8制作的。相应地，滤色器6R、6G和6B在形状上具有微小的差别。如果固定至耦合器4的滤色器6R、6G和6B具有不均匀的形状，则在电动机转动时会造成耦合器4的振动和/或噪声。

发明概述

相应地，本发明的目的在于提供一种用于制造小型图片投影仪的圆柱形彩色轮，其制造方法，以及采用该彩色轮的图片投影仪。

为了实现本发明的这些和其它目的，根据本发明一个方面的圆柱形彩色轮包括：一彩色圆筒，其中以圆柱形状一体形成有多个滤色器，用于仅透过具有对应于不同颜色的波长的光束；一耦合器，所述彩色圆筒固定其上；和一电动机，用于旋转所述其上固定有所述彩色圆筒的耦合器。

根据本发明另一个方面的采用圆柱形彩色轮的图片投影仪包括：光源，用于产生光束；第一光学装置，用于将从光源输入的光束加以聚焦；第二光学装置，用于使在第一光学装置聚焦的光束具有均匀的光分布；所述圆柱形彩色轮以圆柱形状一体形成有多个滤色器，用于从由第二光学装置输入的光束中依次分离色光；图片显示装置，用于根据一图象信号利用所述色光显示一图片；和投影透镜，用于放大并投射所述图片。

根据本发明再一个方面的采用圆柱形彩色轮的图片投影仪包括：光源，用于产生光束；反射器，用于将所述光束反射向光源的前方；所述圆柱形彩色轮用于从由反射器反射的光束中依次分离并透过色光；行程透镜，用于使所述色光具有均匀的光分布；准直透镜，用于使从行程透镜输入的光束平行传播；图片显示装置，用于根据图象信号利用从准直透镜输入的光束产生图片光束；分束器，设在所述准直透镜与图片显示装置之间，用于透过从准直透镜输入的光束并反射从图片显示装置输入的光束；和投影透镜，用于放大并投射所述图片光束。

根据本发明再一个方面的制造圆柱形彩色轮的方法，包括以下步骤：在一透明圆柱形管筒的表面上涂覆红色、绿色和蓝色染料；切割该涂有所述染料的透明圆柱形管筒；将该切割的圆柱形管筒固定至一耦合器；并且将所述耦合器固定在一电动机上。

根据本发明再一个方面的制造圆柱形彩色轮的方法，包括以下步骤：在一透明薄膜上涂覆红色、绿色和蓝色染料；切割该涂有所述染料的透明薄膜；将该切割的薄膜卷绕成圆筒状；将该圆筒状薄膜固定至一耦合器；并且将所述耦合器固定在一电动机上。

附图简述

本发明的这些和其它目的通过下面结合附图对本发明实施例的详细说明将更为清楚，其中：

图1A和图1B为表示传统彩色轮结构的示意图；

图2为表示传统图片投影仪的结构示例的示意图，其中该图片投影仪在其内部安装有图1A的彩色轮；

图3为表示传统图片投影仪的另一结构示例的示意图，其中该图片投影仪在其内部安装有图1A的彩色轮；

图4表示光束通过图1A彩色轮的边缘部分的时间；

图5为表示传统漏斗形彩色轮结构的概略透视图；

图6为表示传统图片投影仪结构的示意图，其中该图片投影仪在其内部安装有图5的彩色轮；

图7A至图7C表示制造图1A彩色轮的方法；

图8A至图8C为表示根据本发明一个实施例的圆柱形彩色轮结构的示意图；

图9为表示根据本发明一个实施例的图片投影仪结构的示意图，其中该图片投影仪在其内部安装有图8A的圆柱形彩色轮；

图10A和图10B表示光束通过图8A圆柱形彩色轮的边缘部分的时间；

图11A和图11B用于比较传统照明透镜与本发明照明透镜的工作原理；

图12为表示根据本发明另一个实施例的图片投影仪结构的示意图，其中该图片投影仪在其内部安装有图8A的圆柱形彩色轮；

图13为表示根据本发明再一个实施例的图片投影仪结构的示意图，其中该图片投影仪在其内部安装有图8A的圆柱形彩色轮；

图14A至图14E表示制造图8A圆柱形彩色轮的方法示例；以及

图15A和图15B表示制造图8A圆柱形彩色轮的另一方法示例。

优选实施例

参照图8A至图8C，其中画出了根据本发明一个实施例的圆柱形彩色轮。圆柱形彩色轮80包括一个滤色器88，用于在白光束中仅透过具有对应于各颜色的波长的光束；一个耦合器84，滤色器88固定其上；和一个电动机82，耦合器84固定其上。滤色器88包括红色滤色器88R，用于在白光束中仅透过具有对应于红色的波长的光束；绿色滤色器88G，用于在白光束中仅透过具有对应于绿色的波长的光束；和蓝色滤色器88B，用于在白光束中仅透过具有对应于蓝色的波长的光束。滤色器88插入耦合器84中，并且通过粘合剂固定在耦合器84上。耦合器84通过设置在内侧的孔85固定在电动机82上。滤色器88由电动机82的驱动力加以旋转以使颜色依次分离。

图9表示根据本发明第一实施例的图片投影仪，其中该图片投影仪在其内部安装有所述的圆柱形彩色轮。参照图9，本发明的图片投影仪包括用于产生光束的灯源92，用于将光束反射向灯源92前方的反射器92，用于缩窄由反射器92所反射光束的宽度的第一照明透镜94，用于使从第一照明透镜94会聚的光束具有均匀分布的第二照明透镜98，用于阻断杂散光束的视场光阑96，用于通过其旋转依次分离并透过三原色光的彩色轮80，用于缩窄通过彩色轮80的发散光束的宽度的第三照明透镜100，用于将通过第三照明透镜100的光束沿特定方向加以反射的全反射镜102，用于将由全反射镜102反射的光束加以会聚以使其射向图片显示装置106的第四照明透镜104，用于根据图象信号反射来自第四照明透镜104的光束以形成载有图象信息的图片光束的图片显示装置106，和用于将图片显示装置106上形成的图片光束加以放大并投影至一定距离的投影透镜108。灯源90产生的光束通过反射器92聚焦至第一焦距(即反射器的焦距)。第一照明透镜94将聚焦在第一焦距的光束的宽度缩窄，以使其射向第二照明透镜98。第二照明透镜98使来自第一照明透镜94的光束的光分布均匀化以将其射向彩色轮80。设在第二照明透镜98与彩色轮80之间的视场光阑96阻断从第二照明透镜98射向彩色轮80的光束中的杂散光。彩色轮80由电动机82的驱动力加以旋转以依次透过红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)色光。更具体地说，滤色器88由电动机82的驱动力以所需速度加以旋转。滤色器88包括红色、绿色和蓝色滤色器88R、88G和88B，从而可以透过红色、绿色和蓝色色光。换句话说，彩色轮80以所需速度旋转以便将从第二照明透镜98输入的光束分离成红色、绿色和蓝色色光。滤色器88可以包括一个透光部分，用于透过在红色、绿色和蓝色滤色器88R、88G和88B之外的光束，以提高图片亮度。通过第二照明透镜98的光束在第一照明透镜94的焦距之外发散。第三照明透镜100将光束宽度缩窄，以使在第一照明透镜94焦距之外发散的所有光束都能够入射至全反射镜102。全反射镜102将入射其上的光束射向第四照明透镜104。第四照明透镜104将来自全反射镜102的光束聚焦至图片显示装置106。图片显示装置106根据图象信号反射由第四照明透镜104输入的光束，以产生带有图片信息的图片光束并将该图片光束传输至投影透镜108。投影透镜108将图片光束加以放大，并将放大的图片光束投射至安装于一定距离之前的屏幕上。

在该图片投影仪中，当透过第二照明透镜98的光束通过彩色轮88时，光束应以最小时间通过滤色器88的边缘部分89，如图10A所示。例如，假定电动机以3600RPM的速度转动以显示每秒60次的视场，则可以计算出光束通过所述边缘89的时间。在此例中，如图10A和图10B所示，假定光束是具有尺寸为8mm宽且6mm长的矩形；并且彩色轮80的内径为39mm，其厚度为1mm。光束通过滤色器88一定表面时的角度由下式给出：

θ＝2×arctan(3/39)＝8.797°               ...(3)

其中39为内径，以及3为光束长度的半值。光束通过滤色器88的边缘部分89的时间由下式给出：

t＝(1/60)×(8.797°/120)＝1.22μs          ...(4)

其中120为360°除以3(即边缘部分89的数目)所得的值。由式(4)可知，光束通过滤色器88的边缘部分89需要1.22μs的时间。与传统彩色轮10相比，光束通过滤色器6的边缘部分7需要1.54μs的时间。相应地，光束通过滤色器88的时间得以延长以增加图片投影仪的亮度。并且，如果本发明彩色轮80保持与传统彩色轮10相同的亮度，则本发明彩色轮80的半径可以降低至32mm。此外，带有本发明彩色轮80的图片投影仪与现有技术相比可以做成更小尺寸。另外，在本发明图片投影仪中，第三照明透镜100和全反射镜102安装在内部，与光学系统重叠，使得图片投影仪的尺寸大幅度减小。

安装在根据本发明第一实施例的图片投影仪内部的第一照明透镜94为弯月形凸透镜，具有凸向灯源90的形状，用以缩窄通过反射器92聚焦的光束的宽度。设在第一照明透镜94与视场光阑96之间的第二照明透镜98为凹透镜，具有凹向灯源98的形状。下面将对比传统照明透镜16对第一和第二照明透镜94和98的工作过程进行详细描述。

图11A表示传统照明透镜16，而图11B表示本发明照明透镜94和98。参照图11A，由灯源12产生的一部分光束通过反射器14加以反射以入射至第一照明透镜16，其余部分直接入射至第一照明透镜16。入射至第一照明透镜16的光束分成由灯源12直接输入的平行光121和通过反射器14反射并会聚至第一照明透镜16的会聚光120。以此方式入射至第一照明透镜16的光束在其中心和边缘处成像为不同的焦距。其结果是，由第一照明透镜16会聚并且其光束通量受视场光阑22控制的光束在照明透镜16的中心和边缘处具有不均匀的光强分布。

另一方面，在图11B所示的照明系统中，第二照明透镜98设在第一照明透镜94与视场光阑96之间。第二照明透镜98的作用在于补偿来自第一照明透镜94的会聚光束的不均匀分布。其结果是，从图11B所示照明系统输出的光束比从图11A所示照明系统输出的光束具有更为均匀的光分布特性。

参照图12，图中画出了根据本发明第二实施例的图片投影仪，其中在该图片投影仪的内部安装有圆柱形彩色轮。本发明该图片投影仪包括用于产生光束的灯源132，用于将光束反射向灯源132前方的反射器130，用于仅透过光束中特定色光的彩色轮80，用于使已分色光束具有均匀的光分布的行程透镜134，用于使通过行程透镜134的光束平行传播的准直透镜136，用于透过从准直透镜136输入的光束并反射从图片显示装置140输入的光束的分束器138，用于根据图象信号反射来自准直透镜136的光束以显示图片的图片显示装置140，和用于将从图片显示装置140输入的图片光束加以放大并投影至一定距离的投影透镜142。从灯源132产生的光束通过反射器130聚焦在彩色轮80的滤色器88上。滤色器88由电动机82的驱动力加以旋转以依次透过红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)色光。由彩色轮80分色的光束入射在行程透镜134上。行程透镜134使光束均匀化从而使得光束能够均匀分布在屏幕上，并且改变光束的传播路径。为此目的，通过滤色器88的光束所入射的行程透镜134的一个侧面(即倾斜表面)135具有所需的倾斜角。倾斜表面135涂覆以全反射材料，使得通过滤色器88的光束可以被全反射。通过行程透镜134的光束通过准直透镜136平行地射向图片显示装置140。此时，从准直透镜136射向图片显示装置50的光束透过分束器138。图片显示装置140根据图象信号反射从准直透镜136输入的光束以产生带有图片信息的图片光束，并将该图片光束传输至分束器138。分束器138将来自图片显示装置140的图片光束反射至投影透镜142。投影透镜142将图片光束加以放大，并将放大的图片光束投射在设于一定距离之前的屏幕上。

在根据本发明第二实施例的图片投影仪中，彩色轮88构造成以其所需部分与行程透镜134重叠。因此，该图片投影仪的尺寸与传统图片投影仪的尺寸相比可以大幅度减小。

图13表示根据本发明第三实施例的图片投影仪，其中在该图片投影仪的内部安装有圆柱形彩色轮。在图13中，那些具有与图9所示图片投影仪中元件相同功能和结构的元件以相同的数标表示，并且省略其详细说明。

下面参照图13，根据本发明第三实施例的图片投影仪包括一个透射式图片显示装置144，设在第四照明透镜104与投影透镜146之间。图片显示装置144根据图象信号透射从第四照明透镜104输入的光束，以产生带有图片信息的图片光束。由图片显示装置144产生的图片光束被传送至投影透镜146。然后，投影透镜146将图片光束加以放大，并将其投射至安装于一定距离之前的屏幕上。

图14A至14E表示根据本发明一个实施例的制造圆柱形彩色轮的方法。参照图14A至14E，首先，由透明材料(例如玻璃)制作一个圆柱形管筒150。在制成圆柱形管筒150之后，以红色、绿色和蓝色染料涂覆圆柱形管筒150的表面。更具体地说，首先，将圆柱形管筒150除了待涂覆以红色染料的部分之外的表面涂覆以掩膜。然后，将红色染料涂覆在圆柱形管筒150的表面上。在涂覆红色染料之后，将圆柱形管筒150除了待涂覆以绿色染料的部分之外的表面涂覆以掩膜。然后，将绿色染料涂覆在圆柱形管筒150的表面上。在涂覆绿色染料之后，将圆柱形管筒150除了待涂覆以蓝色染料的部分之外的表面涂覆以掩膜。然后，将蓝色染料涂覆在圆柱形管筒150的表面上。在此例中，涂覆以红色染料的部分成为红色滤色器88R；涂覆以绿色染料的部分成为绿色滤色器88G；涂覆以蓝色染料的部分成为蓝色滤色器88B。在以红色、绿色和蓝色染料涂覆圆柱形管筒150的表面之后，将圆柱形管筒150切成为所需尺寸。此后，将切成的圆柱形管筒(即滤色器)固定在耦合器84上。为此，耦合器84设有可以将滤色器88插入的孔。换句话说，滤色器88以牢固的粘结力固定在耦合器88上。然后，将耦合器88固定在电动机82上以制成圆柱形彩色轮88。

由于以此方式制作的滤色器形成在圆柱形管筒的表面，所以在电动机84转动时受到同等的离心力。因此，可以最大限度降低由电动机84转动所产生的振动或噪声。并且，由于是在圆柱形管筒150的表面涂覆红色、绿色和蓝色染料之后对圆柱形管筒150进行切割从而制成滤色器88，所以本发明的滤色器制造方法适于大规模生产。替代地，在本发明圆柱形彩色轮的制造方法中，红色、绿色和蓝色染料可以在将圆柱形管筒切成所需尺寸之后涂覆于切成的圆柱形管筒150上。

图15A和15B表示根据本发明另一个实施例的制造圆柱形彩色轮的方法。参照图15A和图15B，首先，将红色、绿色和蓝色染料涂覆于一个具有所需强度的薄膜101的表面上。在以红色、绿色和蓝色染料涂覆薄膜101的表面之后，将薄膜101切成所需尺寸。然后，卷绕切成的薄膜101。将卷绕的薄膜101插入形成在耦合器84上的孔之中，并通过粘合剂固定在耦合器84上。然后，将耦合器84固定在电动机82上以制成圆柱形彩色轮84。

如上所述，根据本发明，该圆柱形彩色轮比传统彩色轮占用相对较小的空间，安装于图片投影仪的内部。并且，图片投影仪的光学系统安装在圆柱形彩色轮的内部。因此，可以最大限度减小图片投影仪的尺寸。

尽管本发明是通过上述图示的实施例加以说明的，但是本领域普通技术人员应当理解，本发明并不局限于这些实施例，可以在不偏离本发明精神的情况下对其作出各种改变或变型。因此，本发明的范围应当仅由所附权利要求及其等同物确定。

Claims (22)

1.一种圆柱形彩色轮，包括：

彩色圆筒，其中以圆柱形状一体形成有多个滤色器，用于仅透过具有对应于不同颜色的波长的光束；

耦合器，所述彩色圆筒固定其上；和

电动机，用于旋转所述其上固定有所述彩色圆筒的耦合器。

2.如权利要求1所述的圆柱形彩色轮，其特征在于，所述滤色器包括：

红色滤色器，用于在白光束中仅透过具有对应于红色的波长的光束；

绿色滤色器，用于在白光束中仅透过具有对应于绿色的波长的光束；

蓝色滤色器，用于在白光束中仅透过具有对应于蓝色的波长的光束。

3.如权利要求1所述的圆柱形彩色轮，其特征在于，所述滤色器包括：

红色滤色器，用于在白光束中仅透过具有对应于红色的波长的光束；

绿色滤色器，用于在白光束中仅透过具有对应于绿色的波长的光束；

蓝色滤色器，用于在白光束中仅透过具有对应于蓝色的波长的光束；和

无色滤色器，用于仅透过白光束。

4.如权利要求1所述的圆柱形彩色轮，其特征在于，所述耦合器上设有多个孔，用以插入所述滤色器。

5.一种采用圆柱形彩色轮的图片投影仪，包括：

光源，用于产生光束；

第一光学装置，用于将从光源输入的光束加以聚焦；

第二光学装置，用于使在第一光学装置聚焦的光束具有均匀的光分布；

所述圆柱形彩色轮以圆柱形状一体形成有多个滤色器，用于从由第二光学装置输入的光束中依次分离色光；

图片显示装置，用于根据一图象信号利用所述色光显示一图片；和

投影透镜，用于放大并投射所述图片。

6.如权利要求5所述的图片投影仪，其特征在于，所述第一光学装置由至少一个弯月形凸透镜构成，所述第二光学装置由至少一个弯月形凹透镜构成。

7.如权利要求5所述的图片投影仪，其特征在于，还包括：

第三光学装置，通过所述圆柱形彩色轮的色光入射其上，用于防止入射色光的出射角增大；

全反射镜，用于改变由所述第三光学装置照明的色光的入射传播方向；和

第四光学装置，用于将所述色光聚焦至所述图片显示装置。

8.如权利要求7所述的图片投影仪，其特征在于，所述第三光学装置和全反射镜安装在圆柱形彩色轮的内部。

9.如权利要求5所述的图片投影仪，其特征在于，所述圆柱形彩色轮包括：

彩色圆筒，其中以圆柱形状一体形成有红色、绿色和蓝色滤色器；

耦合器，所述彩色圆筒固定其上；和

电动机，用于旋转所述其上固定有所述彩色圆筒的耦合器。

10.如权利要求5所述的图片投影仪，其特征在于，所述图片显示装置为反射式液晶显示面板。

11.如权利要求5所述的图片投影仪，其特征在于，所述图片显示装置为透射式液晶显示面板。

12.一种采用圆柱形彩色轮的图片投影仪，包括：

光源，用于产生光束；

反射器，用于将所述光束反射向光源的前方；

所述圆柱形彩色轮用于从由反射器反射的光束中依次分离并透过色光；

行程透镜，用于使所述色光具有均匀的光分布；

准直透镜，用于使从行程透镜输入的光束平行传播；

图片显示装置，用于根据图象信号利用从准直透镜输入的色光产生图片光束；

分束器，设在所述准直透镜与图片显示装置之间，用于透过从准直透镜输入的色光并反射从图片显示装置输入的图片光束；和

投影透镜，用于放大并投射所述图片光束。

13.如权利要求12所述的图片投影仪，其特征在于，所述行程透镜设置成与圆柱形彩色轮重叠。

14.如权利要求13所述的图片投影仪，其特征在于，所述行程透镜的入射端与圆柱形彩色轮重叠。

15.如权利要求12所述的图片投影仪，其特征在于，所述行程透镜的入射侧倾斜以改变所述光束的传播路径。

16.如权利要求15所述的图片投影仪，其特征在于，所述行程透镜的入射侧涂覆全反射材料以反射所述光束。

17.如权利要求15所述的图片投影仪，其特征在于，所述行程透镜的入射侧设有全反射镜。

18.一种制造圆柱形彩色轮的方法，包括以下步骤：

在一透明圆柱形管筒的表面上涂覆红色、绿色和蓝色染料；

切割该涂有所述染料的透明圆柱形管筒；

将该切割的圆柱形管筒固定至一耦合器；并且

将所述耦合器固定在一电动机上。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

所述耦合器上设有多个孔，用以插入所述圆柱形管筒。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述圆柱形管筒插入在所述耦合器的孔之中，并通过粘合剂固定至所述耦合器。

21.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述透明圆柱形管筒由玻璃制成。

22.一种制造圆柱形彩色轮的方法，包括以下步骤：

在一透明薄膜上涂覆红色、绿色和蓝色染料；

切割该涂有所述染料的透明薄膜；

将该切割的薄膜卷绕成圆筒状；

将该圆筒状薄膜固定至一耦合器；并且

将所述耦合器固定在一电动机上。

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