CN115698812A - 具有可旋转的歪像透镜的投影系统 - Google Patents

Abstract

公开了具有可旋转的歪像透镜的投影系统的实施例。在实施例中，一种光学投影系统包括：光源；光学积分器，其被配置成接收来自光源的光并且分配均匀的光图案；中继透镜系统，其包括两个或更多个可旋转的歪像透镜，这些歪像透镜绕光轴定向以将该均匀的光图案变换为具有指定宽高比的图像；至少一个空间光调制器，其被配置成接收该图像并且将经空间调制的图像沿着光路引导；以及至少一个投影透镜，其被配置成从该光路接收经空间调制的图像并且将该经空间调制的图像以该指定宽高比投影到图像平面上。在DLP投影系统中，这两个或更多个可旋转的歪像透镜的相对角度小于90度以使图像预失真，从而形成具有指定宽高比的更加矩形的经空间调制的图像。

Description

具有可旋转的歪像透镜的投影系统

相关申请的交叉引用

本申请要求以下优先申请的优先权：于2020年6月3日提交的美国临时申请63/034,311(参考号：D19051USP1)和于2020年6月3日提交的欧洲申请20178043.4(参考号：D19051EP)，这些申请通过援引并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及改进光学投影系统。

背景技术

数字光处理(DLP)投影系统被用于全世界的数字电影院。数字电影倡导组织(DCI)于2002年3月成立，是主要电影制片厂的联合项目，旨在为数字电影院建立系统规范。追随DCI的DLP电影院投影仪使用两种与拍摄和编辑电影的方式有关的格式。这两种格式是宽高比为1.85:1的“遮幅(flat)”(也被称为“学院标准(academy)”)和可以宽至2.66:1、但标称以2.35:1投影的“西尼玛斯科普(cinemascope)”(也被称为“宽幅(scope)”)。

在DLP投影仪系统中，通过空间光调制器(SLM)(比如以矩阵形式布置在半导体芯片上的被称为数字微镜装置(DMD)的极微小镜)形成图像。DMD是机电装置，其像素生成元件形成由数百或数千个微型倾斜镜组成的阵列。为了允许镜倾斜，每个镜都附接至安装在支撑柱上的一个或多个铰链，并且通过底层控制电路之上的气隙间隔开。该控制电路提供静电力，这使每个镜选择性地倾斜。镜阵列上的入射光被“接通”的镜朝一个方向反射并且被“关断”的镜朝另一个方向反射。“接通”镜与“关断”镜的图案形成图像。

在大多数应用中，来自DMD的光通过投影透镜投射到屏幕。在具有单一DLP芯片的投影系统中，颜色是通过将色轮置于白灯与DLP芯片之间产生的，或者是通过使用单独的光源来产生原色而产生的。在具有三个DLP芯片的DLP投影系统中，使用棱镜分离来自灯的光，并且光的每种原色被路由至其自身的DMD芯片，该原色在这里与其他原色重新组合并且穿过透镜被路由出去。

在液晶显示器(LCD)投影系统中，光源发射出一束强白光，这束强白光穿过光学积分器(例如，蝇眼型积分器)，该光学积分器使光均化。然后，均化的光到达涂覆有薄膜的分色镜，这些分色镜被设计成仅反射特定颜色波长，从而形成红色光束、绿色光束和蓝色光束。一些LCD投影仪针对每种颜色具有单独的LED，而不是涂覆有薄膜的分色镜。这些红色光束、绿色光束和蓝色光束穿过由微小像素构成的透射型LCD面板，这些微小像素在被电流触发时阻挡或允许光穿过。由LCD面板输出的着色为红色、绿色和蓝色的图像在分色棱镜中重新组合而形成由数百万种颜色构成的单一图像。然后，这个单一图像被投影透镜投影在屏幕上。

发明内容

本公开涉及具有可旋转的歪像透镜的投影系统。

根据本公开的一方面，提供了一种数字光处理DLP投影系统。该DLP投影系统包括：光源；矩形积分棒，该矩形积分棒被配置成接收来自该光源的光并且分配均匀的光图案；中继透镜系统，该中继透镜系统包括两个或更多个可旋转的歪像透镜，这些歪像透镜绕光轴定向以同时将该均匀的光图案变换为具有指定宽高比的图像，并且这些歪像透镜相对于彼此的相对角度小于90度以使该图像预失真；至少一个空间光调制器，该至少一个空间光调制器被配置成接收预失真的图像并且将经空间调制的图像沿着光路引导；以及至少一个投影透镜，该至少一个投影透镜被配置成从该光路接收经空间调制的图像并且将该经空间调制的图像以该指定宽高比投影到图像平面上。

根据另一方面，提供了一种液晶显示器LCD投影系统。该LCD投影系统包括：光源；透镜阵列，该透镜阵列被配置成接收来自该光源的光并且分配均匀的光图案；中继透镜系统，该中继透镜系统包括两个或更多个可旋转的歪像透镜，这些歪像透镜绕光轴定向以将该均匀的光图案变换为具有指定宽高比的图像，其中，这些歪像透镜的压缩比为约1.13:1；至少一个空间光调制器，该至少一个空间光调制器被配置成接收该图像并且将经空间调制的图像沿着光路引导；以及至少一个投影透镜，该至少一个投影透镜被配置成从该光路接收经空间调制的图像并且将该经空间调制的图像以该指定宽高比投影到图像平面上。

下文的附图和描述中阐述了所公开的实施方式的细节。根据本说明书、附图和权利要求，其他特征、目的和优点是显而易见的。

本文公开的特定实施例提供了以下优点中的一个或多个。使用两个或更多个可旋转的歪像透镜来改变投影系统中的照明宽高比(例如，宽高比从2.35到1.85)。宽高比的改变允许仅显示数据的像素被照射在图像平面上，从而提高了所投影的图像的明亮度。附加地，对于DLP投影系统，使用可旋转的歪像透镜使投影在DMD芯片上的图像预失真，从而形成更加矩形的经空间调制的图像。

附图说明

在下文所参考的附图中，以框图、流程图和其他图的形式图示了各种实施例。流程图或框图中的每个框可以表示包含用于执行指定逻辑功能的一个或多个可执行指令的模块、程序或代码部分。尽管这些框以执行这些方法步骤的特定顺序图示，但是它们可能不一定严格按照所图示的顺序执行。例如，取决于相应操作的性质，这些框可以按相反的顺序执行或同时执行。还应当注意的是，框图和/或流程图中的每个框及其组合可以由用于执行指定功能/操作的基于软件或基于硬件的专用系统来实施，或者由专用硬件和计算机指令的组合来实施。

图1A是用于光学投影系统的示例照明系统的侧视图。

图1B图示了典型的照明区域，示出了矩形积分棒的被投影到SLM表面上的平行四边形图像。

图2是图示了根据实施例的使用近轴透镜的中继透镜系统的概念图，示出了柱面光学器件(矩形的)竖直地拉伸图像时的朝向。

图3是图示了根据实施例的图2的中继透镜系统的概念图，示出了柱面光学器件(矩形的)水平地拉伸图像时的朝向。

图4图示了根据实施例在柱面透镜旋转至第一位置以减少失真的情况下所得的矩形照明光点。

图5图示了根据实施例在柱面透镜旋转至第二位置以减少失真的情况下所得的矩形照明光点。

图6是根据实施例的使用具有可旋转的歪像透镜的中继透镜系统的DLP投影系统的概念框图。

图7是根据实施例的使用具有可旋转的歪像透镜的中继透镜系统的LCD投影系统的概念框图。

各附图中使用的相同附图标记指示同样的元件。

具体实施方式

概述

由于电影院微型显示器的宽高比为2048×1080(或4096×2160)，这不匹配任一种DCI格式的形状，因此一些像素没有被用上。在宽幅的情况下，微型显示器的顶部和底部上的几十行像素没有显示任何数据，但这几十行像素仍然被光学器件照明，这些光学器件目前被优化为对于两种格式都照射整个芯片。在遮幅投影系统中，一些像素列没有被用上，但仍然被照明。

典型的投影系统利用使光均化和产生均匀照明这两种方法中的一种。第一种方法使用矩形积分棒(实心的或中空的)。第二种方法使用大多数LCD投影仪中所用的透镜阵列。对于第一种方法，矩形积分棒的图像被投影在图像平面上。对于DLP投影系统，DMD表面以24度的角度(在z轴线是光轴时，偏离竖直方向或y轴线)和45度时钟角度(偏离水平方向或x轴线)被照明，从而导致矩形积分棒的图像有一些失真。当成像光学器件具有远心性时，所投影的图像不是矩形，而是平行四边形。

对于DLP投影系统和LCD投影系统，歪像望远镜被置于投影系统的照明中继光学器件中。歪像望远镜将矩形积分棒的图像“压缩”指定的量。歪像光学器件将图像在一条轴线上放大，但不改变沿着正交轴线的图像大小。通过使用指定宽高比和压缩(例如，2.08:1的宽高比和1.13:1的压缩)的光学积分器，在SLM表面上形成的图像具有期望的遵循DCI的宽高比(例如，2.35:1或1.85:1的宽高比)，该宽高比取决于歪像光学器件的朝向(例如，2.08×1.13＝2.35，并且2.08/1.13＝1.85)。

对于DLP投影系统，如果柱面歪像透镜以相对于彼此的恰当朝向(例如，小于90度)被置于中继透镜系统中，它们将使图像预失真，使得DMD表面上所形成的照明光点变得更加矩形。因此，除了解决电影院的双格式投影问题外，可旋转的歪像透镜还可以在特定朝向上使用，以使DLP投影系统中的照明形状矩形化。这减小了照射DMD表面所需的放大，并且使效率提高了约8-10％。

尽管本文所公开的示例实施例仅针对一种颜色进行优化，但可以使用利用各种玻璃的更复杂的光学器件系统将三原色(红、绿、蓝)同时聚焦到其相应的SLM上。

示例实施例

图1A是用于光学投影系统的示例照明系统100。照明系统100包括光学积分器101、中继透镜系统102、以及SLM 103。在用于DLP投影系统的实施例中，光学积分器101是矩形积分棒。矩形积分棒是中空或实心的内反射“光管”，其使用聚焦光源的多次反射来获得圆形或不规则的照明图案的均化并且将这些照明图案转换成均匀的矩形图案。此图案被中继透镜系统102成像到SLM 103(例如，DMD芯片)上，并且然后被投影透镜(未示出)投影到图像平面(例如，剧院屏幕)。矩形积分棒101用于提高均匀性并且高效地将照明源的宽高比与SLM103相匹配。中继透镜系统102包括中继光学器件，该中继光学器件用于将均匀的矩形图案定位到SLM 103上。

对于DLP投影系统来说，因为SLM 103以通常为微镜的倾斜角度的两倍(例如，对于12度倾斜角度的装置来说是24度)的角度(偏离法线)和45度时钟角度(偏离水平方向)被照明，所以SLM 103上的图像有一些失真。这种失真是基于光棒的DLP投影系统的典型特征，并且会降低效率。下文参考图2和图3所描述的中继透镜系统200包括两个或更多个可旋转的歪像透镜，以改变投影在SLM 103(例如，DMD芯片)上的图像的宽高比，并且以消除图像失真，从而得到利用上该宽高比的所有像素的基本上矩形的图像。实际上，歪像光学器件在平坦表面上会产生平行四边形形状的图像，但当这个图像以24度入射在SLM 103上时，平行四边形失真会被抵消。期望的是，柱面透镜组的歪像比(AR，照明中继与柱镜轴线平行和垂直的方向上的焦距之比)满足以下条件：AR>1/cos(θ)，其中，θ是SLM 103的照明角度(标称为24度)。

图1B图示了典型的照明区域，示出了矩形积分棒101的被投影到SLM 103上的平行四边形图像。

图2图示了根据实施例的使用近轴透镜的中继透镜系统200，其示出了柱面光学器件(矩形的)竖直地拉伸图像时的朝向。图3图示了根据实施例的图2的中继透镜系统，示出了柱面光学器件(矩形的)水平地拉伸图像时的朝向。

图2和图3中所示出的示例性中继透镜系统200包括可旋转的歪像透镜201、202(形成“歪像望远镜”)、球面照明透镜203、204、以及SLM 205。图2中所示出的穿透光学器件的这些线表示来自光源(未示出)的光线。光源可以是任何相干光源，比如白光、高功率发光二极管(LED)或激光器。

在实施例中，球面照明透镜203、204投射矩形积分棒(未示出)的图像，而不影响该图像的宽高比。另一方面，歪像透镜201、202投射出矩形积分棒的图像的沿着较长尺寸被压缩(通常为两倍)的版本。在所示出的实施例中，歪像透镜201、202是柱面透镜，其具有任何期望的表面类型，包括但不限于：凸面、凹面、双凹面、或凸面与凹面的组合(“弯月面”表面类型)。在实施例中，双合元件可以用于减少光损失并且提高所显示图像的对比率。

歪像透镜201、202修改它们所接收的图像的宽高(在本文中被称为该图像的“宽高修改比”)的程度由若干因素确定。这些因素包括透镜的每个元件的半径、厚度和玻璃类型。因此，同一构型的歪像透镜201、202可以被修改为具有不同的光学规格，由此提供其他的修改比。歪像透镜201、202可以是任何期望的大小，只要该大小足以捕获来自光源的全部或大部分光线即可。例如，歪像透镜201的大小可以与歪像透镜202的大小相同或不同。

如先前所描述的，图2所示的歪像透镜201、202的朝向将竖直地“拉伸”图像，而图3所示的歪像透镜201、202的朝向将水平地“拉伸”图像。应当注意，图3所示的歪像透镜201、202的朝向从其在图2中所示的朝向绕光轴旋转了90度。在矩形积分棒的宽高比为2.08:1并且歪像透镜201、202提供1.13:1的压缩的实施例中，投影到图像平面205的图像将具有2.35:1或1.85:1的遵循DCI的宽高比(因为2.08×1.13＝2.35，并且2.08/1.13＝1.85)。因此，通过拉伸被投影到图像平面205上的图像，投影系统的照明将被改变成仅允许显示数据的像素被照明，并且所投影的图像的明亮度提高，达20％。实际上，在DLP照明的情况下，因为图像以斜角入射在DMD平面上而被拉伸，所以矩形积分棒101的宽高比与期望的照明光点不完全相同。在LCD投影的情况下，照明垂直于LCD调制器面板，积分器的宽高比更接近地匹配期望的照明形状。

在实施例中，歪像透镜201、202安装在透镜镜筒中，该透镜镜筒具有轴承或促进歪像透镜201、202绕光轴旋转的其他机械装置，从而允许透镜201、202被手动地旋转或使用适合的控制系统自动地旋转，如参考图6所描述的。例如，每当需要改变DCI格式时，歪像透镜201、202可以绕光轴旋转90度。在实施例中，歪像透镜201、202安装在透镜旋转台上，该透镜旋转台安装在投影仪上、可以被手动地或自动地旋转以使透镜绕光轴定向。如本文所用，“光轴”是限定光传播穿过投影系统所沿着的路径的假想线，高达第一近似。如本文所用，“光路”是光在光学介质或系统中行进的路径。

在DLP投影系统中，如果歪像透镜201、202以特定朝向置于中继透镜系统200中，那么歪像透镜201、202可以用于使投影到SLM 205上的图像预失真，使得图像变得更加矩形。

图4图示了根据实施例在柱面歪像透镜201、202旋转至第一位置的情况下所得的矩形照明光点。图5图示了根据实施例在柱面歪像透镜201、202旋转至第二位置的情况下所得的矩形照明光点。针对特定应用和投影系统照明光学器件，可以使用基于计算机的建模和模拟凭经验来确定第一位置和第二位置。

因此，除了解决电影院的双格式投影问题外，增添以彼此间特定的相对朝向(例如，小于90度)旋转的可旋转的歪像透镜201、202还使得DLP投影系统中的被照明图像的形状更加矩形。更加矩形的图像减小了照射DMD芯片所需的放大，并且使效率提高了约8-10％。

尽管本文所公开的示例实施例仅针对一种颜色进行优化，但可以使用利用各种玻璃的更复杂的光学器件系统将三原色(红、绿、蓝)同时聚焦到其相应的SLM(例如，DMD芯片、LCD面板)上。

图6是根据实施例的使用具有可旋转的歪像透镜的中继透镜系统的DLP投影系统600的概念框图。系统600仅针对一种颜色。本领域技术人员将认识到，通过使用色轮或全内反射(TIR)棱镜将光分离成原色并且针对每种颜色使用单独的DLD芯片，DLP投影系统可以应用于3种颜色。中继透镜系统可以包括针对每种颜色的单独的透镜组件，或者可以使用三个单独的中继透镜系统来改变格式和对图像失真进行校正。

系统600包括光源601、光学积分器602、中继透镜系统603、空间光调制器604、投影透镜或透镜组605、透镜控制器607、处理器608、以及存储器609。图6中的虚线箭头表示光路。应当注意，图6为了清楚起见而进行了简化，并且实际的DLP投影系统将包括其他部件，比如光反射器、镜(例如，折叠镜、分色镜、正面镜)、和/或透镜(例如，聚焦透镜、整形透镜、准直透镜、聚光透镜)、和/或用于引导和/或聚焦光线的光阑(例如，渐晕光阑)、衍射光束成形器、汇光器、以及用于处理三原色(红绿蓝)的光路的色轮或棱镜组件(例如，TIR棱镜)。

在所示出的此示例实施例中，光源601照射光学积分器602。在实施例中，光学积分器602是实心或中空的矩形积分棒。光源601可以是高压氙弧灯单元、LED、或激光器。光学积分器602输出均匀的矩形图案，该均匀的矩形图案被中继透镜系统603成像到空间光调制器604上并且然后被投影透镜605投影到图像平面606(例如，剧院屏幕)。在实施例中，空间光调制器604是DMD、液晶显示器(LCD)、或硅上液晶(LCoS)。

中继透镜系统604包括两个或更多个可旋转的歪像透镜(如参考图2和图3所描述的)。在实施例中，歪像透镜是柱面的。在实施例中，中继透镜系统603包括透镜镜筒，该透镜镜筒用于容纳歪像透镜和可选地其他照明光学器件。歪像透镜安装在镜筒中的轴承或促进这些透镜在两个不同的朝向上的旋转的其他适合的机械装置上(如参考图2和图3所描述的)。在实施例中，歪像透镜的旋转由透镜控制器607来控制，该透镜控制器由处理器608来控制。在实施例中，处理器608还基于存储器609中存储的软件或固件指令来控制空间光调制器604的操作。在其他实施例中，单独的处理器用于控制空间光调制器604的操作，而不用于控制中继透镜系统603中的歪像透镜的旋转。

在操作中，放映员可以使用输入装置(例如，计算机图形用户接口)来改变格式和设定歪像透镜的角位置以消除失真。放映员所提供的输入由处理器608处理，该处理器命令透镜控制器607向中继透镜系统603发送控制信号以使歪像透镜旋转。在实施例中，中继透镜系统603包括旋转致动器，该旋转致动器耦接至用于将歪像透镜固持在光路上的透镜固持器和用于向透镜控制器607提供闭环反馈的一个或多个反馈传感器(例如，角速率传感器)。透镜控制器607可以是执行软件或固件指令的处理器、或专用集成电路(ASIC)。透镜控制器607可以实施状态机和/或适合的控制算法以控制透镜以稳定的方式旋转。在替代性实施例中，歪像透镜由使用者通过使用附接至中继透镜系统603的硬件机构(例如，操纵杆)手动地旋转。

图7是根据实施例的使用具有可旋转的歪像透镜的中继透镜系统的LCD投影系统700的概念框图。

光源701发射一束强白光，这束强白光穿过光学积分器702(例如，蝇眼型积分器)，该光学积分器使光均化。均化的光到达涂覆有薄膜的分色镜703，这些分色镜被设计成仅反射特定颜色波长，从而形成红色光束、绿色光束和蓝色光束。在一些LCD投影系统中，白光和分色镜被红色、蓝色和绿色LED替换。红色光束、绿色光束和蓝色光束穿过中继透镜系统707。中继透镜系统707的输出被输入至由微小像素构成的透射型LCD面板708，这些微小像素在被电流触发时阻挡或允许光穿过。由透射型LCD面板708输出的着色为红色、绿色和蓝色的图像在分色棱镜709中重新组合而形成由数百万种颜色构成的单一图像。然后，这个单一图像被投影透镜710投影到屏幕上。

中继透镜系统707包括两个或更多个可旋转的歪像透镜(如参考图2和图3所描述的)。在实施例中，歪像透镜是柱面的。在实施例中，中继透镜系统707包括透镜镜筒，该透镜镜筒用于容纳歪像透镜和可选地其他照明光学器件。歪像透镜安装在镜筒中的轴承或促进这些透镜在两个不同的朝向上的旋转的其他适合的机械装置上(如参考图2和图3所描述的)。在实施例中，歪像透镜的旋转由透镜控制器704来控制，该透镜控制器由处理器705来控制。在实施例中，处理器705还基于存储器706中存储的软件或固件指令来控制透射型LCD面板708的操作。在其他实施例中，单独的处理器用于控制透射型LCD面板708的操作，而不用于控制中继透镜系统707中的歪像透镜的旋转。

在操作中，放映员可以使用输入装置(例如，计算机图形用户接口)来改变格式和设定歪像透镜的角位置以消除失真。放映员所提供的输入由处理器705处理，该处理器命令透镜控制器704向中继透镜系统707发送控制信号以使歪像透镜旋转。在实施例中，中继透镜系统707包括旋转致动器，该旋转致动器耦接至用于将歪像透镜固持在光路上的透镜固持器和用于向透镜控制器704提供闭环反馈的一个或多个反馈传感器(例如，角速率传感器)。透镜控制器704可以是执行软件或固件指令的处理器、或专用集成电路(ASIC)。透镜控制器704可以实施状态机和/或适合的控制算法以控制透镜以稳定的方式旋转。在替代性实施例中，歪像透镜由使用者通过使用附接至中继透镜系统707的硬件机构(例如，操纵杆)手动地旋转。

虽然本文档包含许多具体实施方式细节，但是这些细节不应被解释为对可能要求的事物的范围的限制，而是被解释为对可能特定于特定实施例的特征的描述。在单独的实施例的上下文中在本说明书中所描述的某些特征还可以按组合方式实施在单一实施例中。相反，在单一实施例的上下文中描述的各种特征也可以被单独地或以任何适合的子组合的方式实施在多个实施例中。此外，尽管特征在上文可以被描述为以某些组合起作用并且甚至最初如此声明，但是在一些情况下可以从组合中去除要求保护的组合的一个或多个特征，并且所要求保护的组合可以涉及子组合或子组合的变体。在附图中描绘的逻辑流程不需要所示出的特定顺序或者有序顺序来实现期望的结果。另外，可以从所描述的流程中提供其他步骤，或者可以删除步骤，并且可以向所描述的系统添加其他部件，或者从所描述的系统中去除其他部件。因此，其他实施方式在以下权利要求的范围内。

可以从以下枚举的示例实施例(EEE)中理解本发明的各个方面：

EEE1.一种光学投影系统，包括：

光源；

光学积分器，该光学积分器被配置成接收来自该光源的光并且分配均匀的光图案；

中继透镜系统，该中继透镜系统包括两个或更多个可旋转的歪像透镜，这些歪像透镜绕光轴定向以同时将该均匀的光图案变换为具有指定宽高比的图像并且使该图像预失真；

至少一个空间光调制器，该至少一个空间光调制器被配置成接收预失真的图像并且将经空间调制的图像沿着光路引导；以及

至少一个投影透镜，该至少一个投影透镜被配置成从该光路接收该经空间调制的图像并且将该经空间调制的图像以该指定宽高比投影到图像平面上。

EEE2.如权利要求1所述的系统，其中，该光源是一个或多个激光器。

EEE3.如前述权利要求1或2中任一项所述的系统，其中，该光学积分器是矩形积分棒，并且经校正图像具有基本上矩形的形状。

EEE4.如前述权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，该光学积分器的宽高比为约2.08:1，这些歪像透镜的压缩比为约1.13:1，并且该空间光调制器接收到的预失真的图像的宽高比为约1.85:1或约2.35:1。

EEE5.如前述权利要求1至4中任一项所述的系统，其中，这些歪像透镜被配置成一起旋转至第一角位置以竖直地拉伸该图像，然后一起旋转至第二角位置以水平地拉伸该图像。

EEE6.如前述权利要求1至5中任一项所述的系统，其中，这些歪像透镜中的至少一个歪像透镜具有至少一个垂直于该光轴布置的凸面表面。

EEE7.如前述权利要求1至6中任一项所述的系统，其中，这些歪像透镜中的至少一个歪像透镜是柱面透镜。

EEE8.如前述权利要求1至7中任一项所述的系统，进一步包括：

透镜控制器，该透镜控制器用于控制这些歪像透镜中的该一个或多个歪像透镜绕该光轴的旋转。

EEE9.如前述权利要求1至8中任一项所述的系统，进一步包括：

一个或多个处理器，该一个或多个处理器与该透镜控制器通信以命令该控制器使这些歪像透镜中的该一个或多个歪像透镜绕该光轴旋转，并且控制该空间光调制器对该预失真的图像的反射。

EEE10.如前述权利要求1至9中任一项所述的系统，其中，该空间光调制器是数字微镜装置(DMD)。

EEE11.如前述权利要求1至10中任一项所述的系统，其中，该指定宽高比遵循数字电影倡导组织(DCI)照明格式规范。

EEE12.一种光学投影系统，包括：

光源；

光学积分器，该光学积分器被配置成接收来自该光源的光并且分配均匀的光图案；

中继透镜系统，该中继透镜系统包括两个或更多个可旋转的歪像透镜，这些歪像透镜绕光轴定向以将该均匀的光图案变换为具有指定宽高比的图像；

至少一个空间光调制器，该至少一个空间光调制器被配置成接收该图像并且将经空间调制的图像沿着光路引导；以及

至少一个投影透镜，该至少一个投影透镜被配置成从该光路接收该经空间调制的图像并且将该经空间调制的图像以该指定宽高比投影到图像平面上。

EEE13.如权利要求12所述的系统，其中，这些歪像透镜被配置成一起旋转至第一角位置以竖直地拉伸该图像，然后一起旋转至第二角位置以水平地拉伸该图像。

EEE14.如前述权利要求12至13中任一项所述的系统，其中，该光学积分器是透镜阵列。

EEE15.如前述权利要求12至14中任一项所述的系统，其中，该空间光调制器是透射型液晶显示器(LCD)面板或硅上液晶(LCoS)。

Claims (15)

1.一种数字光处理DLP投影系统，包括：

光源；

矩形积分棒，所述矩形积分棒被配置成接收来自所述光源的光并且分配均匀的光图案；

中继透镜系统，所述中继透镜系统包括两个或更多个可旋转的歪像透镜，所述歪像透镜绕光轴定向以同时将所述均匀的光图案变换为具有指定宽高比的图像，并且所述歪像透镜相对于彼此的相对角度小于90度以使所述图像预失真；

至少一个空间光调制器，所述至少一个空间光调制器被配置成接收预失真的图像并且将经空间调制的图像沿着光路引导；以及

至少一个投影透镜，所述至少一个投影透镜被配置成从所述光路接收所述经空间调制的图像并且将所述经空间调制的图像以所述指定宽高比投影到图像平面上。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述光源是一个或多个激光器。

3.如前述权利要求1或2中任一项所述的系统，其中，经校正的图像具有基本上矩形的形状。

4.如前述权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述光学积分器的宽高比为约2.08:1，所述歪像透镜的压缩比为约1.13:1，并且所述空间光调制器接收到的所述预失真的图像的宽高比为约1.85:1或约2.35:1。

5.如前述权利要求1至4中任一项所述的系统，其中，所述歪像透镜被配置成一起旋转至第一角位置以竖直地拉伸所述图像，然后一起旋转至第二角位置以水平地拉伸所述图像。

6.如前述权利要求1至5中任一项所述的系统，其中，所述歪像透镜中的至少一个歪像透镜具有至少一个垂直于所述光轴布置的凸面表面。

7.如前述权利要求1至6中任一项所述的系统，其中，所述歪像透镜中的至少一个歪像透镜是柱面透镜。

8.如权利要求7所述的系统，其中，所述两个或更多个歪像透镜是柱面透镜，并且所述柱面透镜的歪像比AR满足以下条件：AR>1/cos(θ)，其中，θ是所述空间光调制器的照明角度，标称为24度。

9.如前述权利要求1至8中任一项所述的系统，进一步包括：

透镜控制器，所述透镜控制器用于控制所述歪像透镜中的两个或更多个歪像透镜绕所述光轴的旋转。

10.如权利要求9所述的系统，进一步包括：

一个或多个处理器，所述一个或多个处理器与所述透镜控制器通信以命令所述控制器使所述歪像透镜中的所述两个或更多个歪像透镜绕所述光轴旋转，并且控制所述空间光调制器对所述预失真的图像的反射。

11.如前述权利要求1至10中任一项所述的系统，其中，所述空间光调制器是数字微镜装置(DMD)。

12.如前述权利要求1至11中任一项所述的系统，其中，所述指定宽高比遵循数字电影倡导组织(DCI)照明格式规范。

13.一种液晶显示器LCD投影系统，包括：

光源；

透镜阵列，所述透镜阵列被配置成接收来自所述光源的光并且分配均匀的光图案；

中继透镜系统，所述中继透镜系统包括两个或更多个可旋转的歪像透镜，所述歪像透镜绕光轴定向以将所述均匀的光图案变换为具有指定宽高比的图像，其中，所述歪像透镜的压缩比为约1.13:1；

至少一个空间光调制器，所述至少一个空间光调制器被配置成接收所述图像并且将经空间调制的图像沿着光路引导；以及

至少一个投影透镜，所述至少一个投影透镜被配置成从所述光路接收所述经空间调制的图像并且将所述经空间调制的图像以所述指定宽高比投影到图像平面上。

14.如权利要求13所述的系统，其中，所述歪像透镜被配置成一起旋转至第一角位置以竖直地拉伸所述图像，然后一起旋转至第二角位置以水平地拉伸所述图像。

15.如前述权利要求13至14中任一项所述的系统，其中，所述空间光调制器是透射型液晶显示器(LCD)面板或硅上液晶(LCoS)。

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