CN100459678C - 用于彩色视频投影系统的照明系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种照明系统，该系统的第一弧光灯设在第一反射装置的第一轴上。非球面校正板设于适当位置，以接收由上述弧光灯产生的光线簇。设定该非球面校正板的形状，使它提供基本不变的弧光放大率，该放大率是离开上述反射装置的光线簇的反射角范围之函数。

Description

用于彩色视频投影系统的照明系统

相关申请

本发明是题为“采用反射式液晶显示装置的单路彩色视频投影系统”(SINGLE PATH COLOR VIDEO PROJECTION SYSTEMSEMPLOYING REFLECTIVE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICES)的、申请号为10/150,527的申请的部分继续申请。

联邦资助的研究或开发

不适用。

技术领域

本发明涉及彩色视频投影系统，尤其涉及适于在光学扩展量较低的上述系统中使用的光源照明均匀性校正器。

背景技术

在进行销售演示、商业会议、课堂培训时和在家庭影院应用中，多媒体投影系统已得到了广泛应用。在典型的运行中，多媒体投影系统接收来自视频单元的模拟视频信号，并将该视频信号转换成数字信息，以控制一个或多个以数字方式驱动的光阀。取决于具体投影系统的成本、亮度和图像质量目标，上述光阀可具有各种尺寸和分辨率，可以是投射式或反射式的，并可被应用在单光程或多光程配置中(今后，也可将投影系统称作“投影器”)。

通过采用反射式光阀，已对多组多媒体投影器的特性进行了优化，这些反射式光阀光学装置的最常见类型是偏转镜阵列和反射式液晶光阀。偏转镜阵列是效率非常高的反射器器，其运行不需使用起偏器。然而，它们相当昂贵，并需要轴外照明，且通常采用非普通光学元件(如专门的棱镜)来对产生的轴外光路角(off-axis light pathangle)进行补偿。

反射式液晶光阀通常是在硅衬底上制成的，因此，被称为硅基液晶(LCOS)光阀。它们远比反射器装置便宜，但需要专门的起偏器用于运行，而这会导致大量的光传输损耗。

基于LCOS光阀的投影器结构采用线性偏振的光敏装置接收来自随机偏振光源的光，将光从光阀处反射出去，并根据该反射光的偏振方向或状态重新引导该反射光(使其通过投影镜头离开或朝光源返回)。而光的偏振状态是通过施加到上述光阀的电子图像模式确定的。

存在几种采用LCOS光阀的不同光学结构。一个改型是多路光学结构，该结构为每种原色(红、蓝和绿)的光提供了独立路径。通过一系列偏振分光镜、滤光片和波片将不同的色光传递到针对特定颜色的反射式LCOS光阀。将多色光在光学上进行区分，以便为上述三条路径中的每条路径提供与其相关的彩光。将设置在每条路径上的光阀用其各自的色数据进行调制。然后，将这些单个的路径重新组合成会聚的投影彩色图像。另一个改型是单路多媒体投影器，它通常包括基于色轮的帧序色(FSC)光学装置。在该装置中，引导光源发出的多色光线簇通过色轮的各滤色片部分。所得的FSC光沿单一光路传播，在该光路上各色分时共享单个光阀。

与单路结构相比，多路光学结构一般提供了增强的图像亮度。图像亮度也与收集到的灯的光量和色彩效率(color efficiency)有密切关系，在单路结构中，色彩效率一般较低。然而，一般优先选用单路结构，因为这样得到的系统重量更轻、成本更低，在尺寸上也更为紧凑。如果能高效地收集灯(光源)产生的光，并通过为实现较低的光学扩展量而作了优化的光学部件传播，则能进一步改善所有这些因素，而这便使得采用尺寸减小的光学部件成为了可能。

图1-6用来更详细地说明这些问题。特别是，图1示出了与单路结构一起使用的现有技术的传统光源100的实例。该光源包括安装在椭圆反射器102的焦点处的弧光灯101。弧光灯101发出的多色光线簇由椭圆反射器102会聚成并沿光轴106通过色轮103的彩色滤光片部分和光学积分器104传播。色轮103最好包括R、G、B和浅紫色滤光片部分。因为来自弧光灯101的光通常偏绿色(缺少红色)，因而浅紫色(非白色)滤光片部分可为多媒体投影器产生更为准确的白色点和总色域。或者，也可用其他类型的色彩调制器(如基于液晶的彩色图像开关)取代色轮103。FSC光通过色轮103后，在其进入图像投影系统105的其余部件以前通过了光学积分器。

照明系统的功能性目的之一是输出大量的光能。然而，发出的光能受到光源物理尺寸方面的约束和下游光学部件可接受的光量的限制。光学部件可接受的光量是其面积和光通量(或光学扩展量)的函数。将几何单位光学扩展量E定义成光束的横截面积与其扩散角的乘积。也将光学扩展量称为几何范围。

参阅图2，用等式1数学地表示光学扩展量E这个几何单位：

$E=\∫\∫\cos \left(\mathrm{\φ}\right)\mathrm{dAd\Ω}=\mathrm{A\Ω}=\mathrm{A\πsi}{n}^2\left(\mathrm{\θ}\right)=\frac{4\mathrm{\π}}{4{(f/\#)}^2},$ 等式1

其中Ω定义了通过横截面面积A发散的光锥201。f/#是对镜头的相对光圈的量度，而其平方则是聚光容量的面积量度。

光学扩展量之重要性在于，在光学系统中不相应地减少光通量，便不能减少光学扩展量。在高效收集来自光源(如光源100)的光通量时，光学扩展量尤为重要，该光源实际上确立了整个光学系统的光学扩展量的下限。

图3示出了典型的反射器220(如抛物面或椭圆反射器(与图1中使用的类似))，该反射器是形成离开光源的光线强度的主要部件。离开反射器220的光的数值孔径NA取决于光线离开反射器220时相对于光轴222的角度θ。如以下的等式2、3、4表示，理论上最大的数值孔径出现在θ＝60°左右。

4f(f-rcos(θ))＝r²sin²(θ)，等式2

$r=\frac{2f}{1+\cos \left(\mathrm{\θ}\right)},$ 和  等式3

$\mathrm{NA}\left(\mathrm{\θ}\right)=\sin \left(\mathrm{\δ}\right)\≈\frac{\frac{1}{2}a\sin \left(\mathrm{\θ}\right)}{r}=\frac{a}{4f}\sin \left(\mathrm{\θ}\right)(1+\cos \left(\mathrm{\θ}\right)),$ 等式4

其中，f是反射器焦距，a是弧光灯的弧光长度，δ是弧光长度a导致的光线发散角。

光学扩展量也受到通常用来改善离开光源的光线簇的均匀性的光学积分元件(如光隧道(light tunnel)和小透镜阵列)的影响。图4示出了典型的小透镜阵列光学积分器230，该积分器具有第一和第二积分器板232和234。可以将光学积分器230的极限光学扩展量E用等式5表示：

$E=\mathrm{A\Ω}=\frac{A_{\mathrm{lens}1}{A}_{\mathrm{int}2}}{d^2},$ 等式5

其中A为光圈面积，Ω为传输光束的立体角，A_lens1是第一积分器板232的面积，A_int2是第二积分器板的面积，d是两块板之间的距离。

假设(例如)一个典型光源采用弧光长度a和反射器220(图3)并与光学积分器230(图4)组合反射器。图5示出了从反射器220发出、通过第一板232投射到光学积分器230的第二板234的小透镜上的弧光图像240的阵列。注意，各弧光图像240在面积上有所变化，且这些面积是这些图像离开反射器220的反射位置的函数。靠近第二板234的中心的弧光图像240相对较小，但在呈放射状地离开上述中心的区域上，其面积迅速增大，并在靠近第二板234的边缘时，其尺寸逐渐减少。因而，图5表明，光没有高效地(在几何意义上)充满系统的光学扩展量。

图6示出了椭圆反射器的作为反射角θ的函数的光强度图，该图解释了弧光图像240的尺寸(面积)发生变化的原因。特别是，由于弧光灯的阴影的原因，因而在零和三度的反射角之间几乎没有光得到反射，而这造成了在这种弧光灯与反射器组合中可见的“中间孔(hole in the middle)”效应。在5度和12度之间，光强度两次达到峰值，而达到30度后，光强度逐渐变为零。当投影器的光学扩展量减小时，该效应变得更为明显。

因而，仍然需要在光学扩展量较小的情况下实现适当的光收集效率的照明系统。更具体地，所需的是基于反射器的照明系统，在该系统中，作为反射角θ的函数的弧光图像面积基本保持不变。在设计结构紧凑、重量较轻和/或低型面(low profile)设计的多媒体投影系统(以相对较低的成本优选地实现明亮和/或高质量的投影图像)时，这样的照明系统是有利的。

附图说明

图1是使用标准锥形反射器的现有技术的多媒体反射系统的简化平面图。

图2是用以定义光束的光学扩展量的参数的简图。

图3是用以定义现有技术的成像(通过光源弧光的反射器)的参数的简图。

图4是用以定义光学扩展量的参数的简图，该光学扩展量是通过现有技术的照明系统中的光学积分器的第一和第二小透镜阵列传播的光束的光学扩展量。

图5是弧光灯图像的简图，该图像是投射到现有技术的照明系统中的光学积分器(图4)的第二小透镜阵列上的弧光灯图像。

图6是反射器内的光源光强度(作为现有技术的照明系统中的反射器内的某一角度的函数)的图示。

图7是用以定义两条通过反射器传播的光线的反射角的参数的简图。

图8是用以定义本发明一实施例的反射光源弧光的反射器的放大率的参数的简图。

图9是本发明一实施例中采用的光学校正板的简化截面图。

图10是本发明一实施例的具有用以提高照明效率的光学校正板的多媒体投影系统的简化平面图。

图11是本发明一实施例的双灯具有用以提高照明效率的光学校正板的双灯光源的简图。

图12是本发明一实施例的具有用以提高照明效率的双抛物面反射器的双灯光源的简图。

图13是本发明一实施例的具有用于提高照明效率的LED阵列的双灯光源的简图。

图14是本发明一实施例的视频投影系统的简化平面图，它示出了连接到投影装置(包含图像投影光学部件和照明子系统)的视频单元。

具体实施方式

本发明的实施例包括(但不限于)用于多媒体投影系统的、在光学扩展量较小的情况下实现适当的光收集效率的照明系统。从以下给出的对各种实施例的详细说明中容易理解本发明的设计和优点。然而，应当理解，尽管所述详细说明和具体实例伴随本发明的优选实施例而给出，但它们本身仅用以说明，并不构成对发明的限制。从上述对各种实施例的详细说明中，本领域技术人员不难得出本发明范围内的各种修改。

本文说明的实施例设计和优点可适用于采用任何反射式或透射式光阀的单路或多路投影系统，以及基于棱镜与不基于棱镜的光路结构。特别是，使得光学扩展量减小的彩色视频投影系统具备了一些大的优点。

以测量作为反射角函数的光强度为基础，对图1的现有技术的反射器进行了评估。然而，另一种模拟反射器性能的方式是根据弧光图像的放大率进行。现有技术的反射器通常具有大量的与角度相关的失真(彗差)，然而，所需的是其放大率与角度不相关、从而彗差较小的反射器。

参阅图7，可以用等式6来表示反射器250的放大率m：

$m\left(\mathrm{\θ}\right)=\frac{\mathrm{d\θ}}{\mathrm{d\φ}}.$ 等式6

如图所示，两条光线(角度为θ和(θ+dθ))在位置y₁和y₂处离开反射器250，并以会聚角Φ和Φ+dΦ到达焦点252，可以用等式7表示角度dΦ：

$\mathrm{d\φ}={\mathrm{\φ}}_2-{\mathrm{\φ}}_1=\arctan \left(\frac{y_2}{L}\right)-\arctan \left(\frac{y_1}{L}\right),$ 等式7

其中L是反射器长度。

对于具有较长长度L的椭圆反射器，(接近于抛物线)L变得较大，且arctan(

)约等于

。

在这些条件下，dΦ＝C₁(y₂-y₁)，其中，常数C₁规定了由等式8表示的反射器放大率：

$m\left(\mathrm{\θ}\right)=\frac{1}{C_1}\frac{\mathrm{d\θ}}{\mathrm{dy}}.$ 等式8

如前所述，所需的是基于反射器的光源，在该光源中，作为反射角θ的函数的弧光图像面积基本保持不变。

图8表示本发明一实施例的反射器250的二维模型，在该模型中，作为反射角θ的函数的弧光图像面积基本保持不变。为使该模型起作用，m(θ)应当与投射的弧光尺寸a(θ)成反比。这种关系可用等式9表示。

$m\left(\mathrm{\θ}\right)=C_2\frac{1}{a\left(\mathrm{\θ}\right)}.$ 等式9

将等式8和等式9这两个放大率等式结合，得到等式10，该等式是求解y(θ)的一种途径：

$y\left(\mathrm{\θ}\right)=C_3\underset{{\mathrm{\θ}}_{\min }}{\overset{\mathrm{\θ}}{\∫}}a\left({\mathrm{\θ}}^{\′}\right)d\left({\mathrm{\θ}}^{\′}\right)+y\left({\mathrm{\θ}}_{\min }\right),$ 等式10

其中 $C_3=\frac{1}{C_1{C}_2},$ 从而y(θ_max)＝y_max。

θ_min是可以收集到光的最小角度，它对于通过重新引导光趋向于y(θ_min)＝0来以光填充“中间孔”是有用的。

参阅图9，因为离开反射器的光通常需要进行准直校正，因此反射器不能同时控制光线的高度和方向。因此，在一个实施例中，采用非球面校正透镜来完善光源系统。

图10示出了在多媒体投影器8中使用的本发明的一个实施例，该实施例提高了收集光源136的光的光收集效率。本实施例的光源包括安装在反射装置138的焦点处的弧光灯28。在各个实施例中，该反射装置可以是形状自由的、椭圆的或是抛物面型的反射器。来自弧光灯28的多色光由反射装置138反射，并由非球面的校正透镜140聚焦，并通过任选的色轮15，其中，透镜140的形状调整得使由弧光灯28的“阴影”造成的“中间孔”照明情形减小。可以采用众所周知的数值方法来设计反射装置138和非球面校正透镜140的轮廓，使得离开反射器和通过校正板传播的照明光具有恒定的数值孔径值(作为反射角θ的函数)。

在一个实施例中，用任选的准直透镜124重新对来自任选的色轮15的光进行准直校正，使其通过第一和第二蝇眼透镜120和122传播。非球面校正透镜140和准直透镜124一起有效率地收集由非球面反射器138反射的光，将该光进行聚焦并使其通过任选的色轮15，将其以最小的过满(overfill)成像于第一蝇眼透镜120。因为进入第一蝇眼透镜120的光具有基本恒定的数值孔径值(作为反射角θ的函数)，因而在第二蝇眼透镜122上，弧光图像也可具有基本恒定的面积。最好让光在第一蝇眼透镜120上成像，且该透镜具有的纵横比与其下游的反射式光阀的纵横比相匹配。由于过满得到减少或消除，因此准直透镜124下游的光学部件可以做得更小，从而也变得更轻和成本更低。

尽管本实施例说明了双蝇眼透镜积分器，但本发明的其他实施例可使用玻璃棒积分器或任何其他足够有效的积分装置(在光离开它时，能提供基本均匀的光分布)。

离开蝇眼透镜积分器122的基本为均匀分布的光进入反射式光阀光学装置130，例如(但不限于)包含上述的单路或多路结构的偏转镜阵列和反射式液晶光阀。离开上述反射式光阀光学装置后，经调制的光到达投射输出视频图像的投影器27。

在各个实施例中，光学积分器的出口光圈具有的横截面纵横比提供了与传统的显示标准兼容的投影显示格式。这些显示标准例如包括SVGA(超级视频图形阵列)、XGA(扩展图形阵列)、SXGA(超级扩展图形阵列)、UXGA(极端扩展图形阵列)和WUXGA(宽屏极端扩展图形阵列)。这些显示标准通常是分辨率、以位衡量的色深度(colordepth)和以赫兹衡量的刷新率的组合。SVGA、XGA和UXGA均具有4∶3的纵横比，该比例是图像的宽和高之比。SXGA具有5∶4的纵横比，而WUXGA具有16∶10的纵横比。

图10的照明系统是有优势的，因为它以较小的光学扩展量提供了增加的光收集效率，而这允许在采用较小(因而成本更低)的光学部件的同时实现相当快速的光学系统。对于生产结构紧凑、重量较轻的便携式投影器而言，尤其需要较小的光学部件。

图11示出了本发明的一个实施例，该实施例使用多灯光源270，该光源通过采用设置在发散反射器274内的第一弧光灯272和设置在会聚反射器280内的第二弧光灯278来有效地维持光学扩展量，且发散反射器274在其输出处具有第一校正板276，会聚反射器280在其输出处具有第二校正板282。可以将第二校正板282的形状设置成与非球面校正透镜260(图9)类似，以填充否则可能由上述第一弧光灯、反射器和校正板产生的“中间孔”。镜面284组合由这两个灯传播的光线簇。在其他方面，该实施例的功能与图10中的实施例的功能基本相同。

图12示出了本发明的另一个实施例290，其中，用Strobel(未示出)或双抛物面反射器292取代了会聚反射器280，并用透镜294取代了第二校正板282，以引导光线簇朝向镜面284。因为在本实施例中使用的双抛物面反射器可能不具有轴上的反射器的“中间孔”效应，因而不需要第二校正透镜。可以用任选的透镜294聚焦由反射器292发出的光，使得光强度得到增加，以补偿因第一弧光灯的阴影造成的强度降低。由镜面284将来自双抛物面反射器292的光线簇与来自发散反射器274的光线簇组合。组合后的光线簇可在整个反射角范围内具有基本均匀的强度。

图13示出了本发明的另一个实施例300，其中，用红光LED阵列302取代了第二弧光灯278和会聚反射器280，并用透镜304取代了第二校正板282，以引导光线簇朝向镜面284。由红光LED阵列302产生的红色光是有利的，因为它们为弧光灯272产生的以蓝色为主导的光提供了色平衡。在其他方面，该实施例的功能与图12中的实施例的功能基本相同。

多灯光源270、290和300的优点在于，照明“中间孔”得到了填充，对于所有透镜元件，第二积分器板122(图10)处的弧光图像尺寸变得更为一致，且与用传统的单灯光源收集的光相比，可以收集到高达前者1.7倍的光。

图14示出了本发明的另一个实施例。在该实施例中，视频单元801将视频信号传输到包括图像投影光学部件805和照明子系统802的投影装置803。照明子系统802可以是在本发明教导中描述的各个实施例中的任意一种。在一个实施例中，图像投影光学部件805可包括反射式的LCOS光阀光学装置。视频单元801可包括个人或膝上型计算机、多功能数码光盘(DVD)、机顶盒(STB)、摄像机、录像机或任何将视频信号传输到投影器的合适装置。

本发明的多媒体投影器和光源的优点包括(但不限于)：重量轻、尺寸小、元件较少/成本较低且比其他方法更易于实施。本发明的投影器重量更轻的原因部分是不必引入棱镜，或是因为本发明的光源使得较小的光学扩展量成为了可能，从而可以用小得多的棱镜来取得相同的光传输效率。

而且，本发明存在性能方面的优势。本发明的投影器提供了更高的图像对比度，因为半透半反偏振分束镜和较小的棱镜的双折射问题较少，而这些双折射问题是由较大的玻璃棱镜内的剩余或热激发应力造成的。最后，本发明使得实施的光学投影器具有更快的f/#，而这导致了更高的发光效率和屏幕上更多的流明(亮度)。这种现象的部分原因是，本发明使得在光学扩展量较小的情况下的较高光收集效率成为可能。例如，现有的玻璃棱镜被其光学镀膜设计限制于f/2.5。然而，本发明的较小光学扩展量允许使用f/2.0的棱镜。

技术人员将意识到，可以用不同于上述优选实施例的实施方式来实施本发明的各个其他部分。例如，为校正像散、色差和其他光学失真，可能必须对光路进行少许变更并加入一些元件。同样，可以采用具有多种适于特定的显示器(如背投、更高分辨率的、仅用于视频的和用于娱乐的显示器)的不同特性、安装位置、间距、尺寸和纵横比的波长范围、滤光片、波片和其他光学部件。可以用UV和/或IR滤光片保护元件免受热和辐射的损害。可以将光源和照明系统的实施例与所说明和所描述的多路和单路系统一起使用。

对于本领域技术人员而言显而易见的是，在不背离本发明之突显原则的前提下，可以对本发明的上述实施例的细节进行许多其他方面的修改。因此，本发明的范围应当仅由后附的权利要求确定。

Claims (24)

1.一种设备，包括：

具有第一光轴的第一反射装置；

第一弧光灯，该灯位于所述第一光轴，并适于产生以第一范围反射角照射到所述第一反射装置上的第一光线簇，所述第一范围反射角在所述第一光轴和从所述第一弧光灯到所述第一反射装置上所述第一光线簇之照射点的第一直线之间测得；

第一非球面校正板，所述第一非球面校正板被设置成接收所述第一光线簇，该第一非球面校正板的形状设计成使其对处在所述第一范围反射角至少一部分中的所述第一弧光图像进行基本恒定的放大；以及

第二光源，该光源适于沿第二光轴产生第二光线簇，且所述第二光线簇与所述第一光线簇组合成输出光线簇。

2.如权利要求1所述的设备，还包括：

适于将所述第一和第二光线簇组合成所述输出光线簇的镜面。

3.如权利要求1所述的设备，其中，所述第一反射装置从包括自由形状反射器、椭圆反射器和抛物面反射器的组中选出。

4.如权利要求1所述的设备，其中，所述第一反射装置包括发散反射器，且所述第二光源包括：

会聚反射器；

第二弧光灯，该灯位于所述第二光轴，并适于产生以第二范围反射角照射到所述会聚反射器上的第二光线簇，所述第二范围反射角在所述第二光轴和从所述第二弧光灯到所述会聚反射器上所述第二光线簇之照射点的第二直线之间测得；以及

第二非球面校正板，所述第二非球面校正板被设置成接收所述第二光线簇，该第二非球面校正板的形状设计成使其对所述第二范围反射角的至少一部分中的第二弧光图像进行基本恒定的放大。

5.如权利要求4所述的设备，还包括具有第一和第二小透镜阵列的光学积分器，所述第一小透镜阵列适于接收所述输出光线簇，并将所述第一和第二弧光灯的面积基本恒定的弧光图像投射在所述第二小透镜阵列的各小透镜上。

6.如权利要求4所述的设备，其中，随着所述第一范围反射角接近于零度，离开所述第一非球面校正板的所述第一光线簇具有减少的强度，并且随着所述第二范围反射角接近于零度，离开所述第二非球面校正板的所述第二光线簇具有增加的强度。

7.如权利要求1所述的设备，其中所述第一反射装置包括Strobel或双抛物面反射器。

8.如权利要求1所述的设备，还包括：

透镜，所述透镜被设置成将所述第二光线簇朝所述第一光线簇引导。

9.如权利要求1所述的设备，其中所述第二光源包括：

适于产生所述第二光线簇的发光二极管(LED)。

10.如权利要求9所述的设备，其中所述第二光线簇包括红色光线簇。

11.一种提供照明的方法，包括如下步骤：

从第一弧光灯产生第一光线簇；

用具有第一光轴的第一反射装置反射所述第一光线簇，所述第一反射装置被设置成使得所述第一弧光灯位于所述第一光轴上，且所述光线簇以第一范围反射角照射到所述第一反射装置上，所述第一范围反射角在所述第一光轴和从所述第一弧光灯到所述第一反射装置上所述第一光线簇之照射点的直线之间测得；

用第一非球面校正板对处于所述第一范围反射角的至少一部分中的第一弧光图像进行基本恒定的放大；

从第二光源产生第二光线簇；以及

将所述第一和第二光线簇组合成输出光线簇。

12.如权利要求11所述的方法，其中，用所述第一反射装置反射所述第一光线簇的步骤中包含：用一种从自由形状反射器、椭圆反射器和抛物面反射器中选出的反射器来反射所述第一光线簇。

13.如权利要求11所述的方法，其中，产生所述第二光线簇的步骤中还包含：

从第二弧光灯产生第二光线簇；

用具有第二光轴的第二反射装置反射所述第二光线簇，所述第二反射装置被设置成使得所述第二弧光灯位于所述第二光轴，且所述第二光线簇以第二范围反射角照射到所述第二反射装置上，所述反射角在所述第二光轴和从所述第二弧光灯到所述第二反射装置上所述第二光线簇之照射点的第二直线之间测得；以及

用第二非球面校正板对处于所述第二范围反射角的至少一部分中的第二弧光图像进行基本恒定的放大；

14.如权利要求13所述的方法，其中，随着所述第一范围反射角接近于零度，离开所述第一非球面校正板的所述第一光线簇具有减少的强度，并且随着所述第二范围反射角接近于零度，离开所述第二非球面校正板的所述第二光线簇具有增加的强度。

15.如权利要求12所述的方法，其中，产生所述第二光线簇的步骤中还包含：

从第二弧光灯产生所述第二光线簇；以及

用第二反射装置将所述第二光线簇朝所述第一光线簇反射。

16.如权利要求12所述的方法，还包括如下步骤：

从发光二极管(LED)阵列产生第二光线簇；以及

将该LED阵列的位置设成使得所述第二光线簇与所述第一光线簇相交。

17.如权利要求16所述的方法，其中，所述LED阵列产生红色光线簇。

18.一种投影系统，包括：

照明子系统，该系统包括

第一光源，该光源包括

至少一个具有第一光轴的第一反射装置；

位于所述第一光轴的第一弧光灯，该灯产生以第一范围反射角照射到所述第一反射装置上的第一光线簇，所述反射角在所述第一光轴和从所述第一弧光灯到所述第一反射装置上所述第一光线簇之照射点的直线之间测得；

第一非球面校正板，所述第一非球面校正板被设位置成接收所述第一光线簇，该第一非球面校正板的形状设计成使其对所述第一范围反射角的至少一部分中的第一弧光图像进行基本恒定的放大；

沿第二光轴产生第二光线簇的第二光源；

光耦合到照明子系统的反射式光阀光学装置；以及

光耦合到反射式光阀光学装置的投影透镜。

19.如权利要求18所述的投影系统，其中，所述照明子系统还包括：

组合所述第一和第二光线簇并发出输出光线簇的镜面。

20.如权利要求18所述的投影系统，其中，所述反射式光阀光学装置包括硅基液晶(LCOS)光阀。

21.如权利要求18所述的投影系统，其中，所述照明系统还包括光耦合到所述第一非球面校正板的光学积分器。

22.如权利要求18所述的投影系统，其中，所述照明系统还包括：

包含发散反射器的第一反射装置；

包含具有第二光轴的会聚反射器的第二反射装置；

具有位于第二光轴的弧光的第二弧光灯，该第二弧光灯产生以第二范围反射角照射到所述会聚反射器上的第二光线簇，所述反射角在所述第二光轴和在所述会聚反射器上所述第二光线簇之照射点之间测得；以及

第二非球面校正板，所述第二非球面校正板被设置成接收所述第二光线簇，该第二非球面校正板的形状设计成使其对所述第二范围反射角的至少一部分中的第二弧光图像实现基本恒定的放大；

23.如权利要求18所述的系统，其中，由所述照明子系统、所述反射式光阀光学装置和所述投影透镜组成投影装置，该系统还包括：

具有输出视频信号的视频单元；

所述投影装置耦合到所述视频单元，以接收视频信号并投影图像。

24.如权利要求23所述的系统，其中，所述视频单元是从包括数字通用光盘(DVD)、摄像机和机顶盒组中选出的一种。

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