CN1275070C - 投影显示器 - Google Patents

Abstract

一种投影显示器，包括：一照明模块；一光学调制器，用于依照图像数据调制从照明模块入射的光；以及一投影光学系统，用于放大地投影从光学调制器发射的光，其中所述的照明模块包括：至少一个光源；以及一光再生单元，其使得从所述光源发射的具有超出一光可以被所述投影光学系统有效地投影的预定范围的发射角度的光在所述预定范围内传播。

Description

投影显示器

本申请要求于2003年3月25日提交至韩国知识产权局的韩国专利申请第2003-18499号的优先权，将所述专利申请所公开的全部内容合并在此用于参考。

技术领域

本发明涉及一种投影显示器，其将放大的图像投影到屏幕上。

背景技术

近年来，将通过由例如液晶板的光学调制器调制的放大图像投影到屏幕上的投影显示器已经变得普及。

图1为说明传统投影显示器的结构的示意图。

参考图1，传统的投影显示器包括作为光学调制器的液晶板20R、20G和20B；用于提供光到液晶板20R、20G和20B的一照明模块10；以及用于放大地投影调制过的图像的一投影透镜40。

投影显示器包括分别对应于红(R)、绿(G)和蓝(B)图像的三个液晶板20R、20G和20B。合成棱镜30合成已经被液晶板20R、20G和20B调制了的分别对应所述的彩色图像的光，并把光照射到投影透镜40。

照明模块10包括一光源1；一合成器(integrator)3；一聚光透镜4；多个镜子5R、5G、5B和6；以及多个旋转透镜7和8。

金属卤化物灯、高压汞灯、或者类似的灯用作光源1。该光源1设置在具有抛物面表面的反射镜2的焦点上用来提供平行光。合成器3用于均匀地照射液晶板20R、20G和20B。特别地，以二维微透镜阵列方式形成的两个蝇眼透镜(fly-eye lens)用作合成器3。通过合成器3的光被聚光透镜4聚焦。镜子5R、5G、5B为分别反射红色、绿色和蓝色光的并且透过其它颜色的光的选择反射镜。因此，当通过镜子5R、5G、5B时，光被分成红色、绿色和蓝色成分。该些红色、绿色和蓝色成分随后通过旋转透镜7和8，并且分别入射到液晶板20R、20G和20B上。该液晶板20R、20G和20B调制入射光并且输出红色、绿色和蓝色图像。该图像随后被合成棱镜30合成并且通过投影透镜40被放大地投影。

用作传统投影显示器的光源的灯的使用寿命最多为几千小时。因此，一个缺点为当传统投影显示器经常使用时，该灯必须经常更换。传统投影显示器的另一个缺点为照明模块相当大。

为了解决这些问题，日本专利公开第2001-42431号使用发光二极管(LED)来延长光源的使用寿命。但是，不利的是，当LED用作光源时，因为使用透镜的照明光学系统的限制光收集效率降低。这将参考图2A和2B进一步解释。

通过将图像尺寸乘以其角度得到的值保存在近轴区域中。因此，通过将从LED发射的光的面积乘以所发射的光的立体弧度得到的值为保存量(conserved quantity)，称为集光率(etendue)。当保存量小于通过将液晶板面积乘以利用投影透镜的光圈数计算得到的立体弧度而得到的值时，光收集效率增加。

如图2A所示，当使用一个LED时，通过将面积Φ_L乘以LED发射的光的立体弧度U_L得到的值可以与通过将面积Φ_P乘以液晶板发射的光的立体弧度U_P得到的值相同。

但是，由于当只有一个LED时光发射的数量不充分，日本专利公开第2001-42431号公开了一种LED阵列。这样，如图2B所示，从LED阵列发射的光的面积∑Φ_L比从一个LED发射的光的面积Φ_L大。这里，从所述的LED发射的光的立体弧度U_L与从所述LED阵列发射的光的立体弧度U_L相同，并且在所述LED中从液晶板中发射的光的面积Φ_P与在所述LED阵列中从液晶板中发射的光的面积Φ_P相同。因此，为了保持集光率，当使用LED阵列时从液晶板发射的光的立体弧度U_P’变得比使用一个LED的情况下的立体弧度U_P大。因此，如图2B所示产生损耗，导致光收集效率的降低。结果，投影显示器的亮度下降。

在此，该光收集效率不是简单地指照射一个光学调制器的效率。该光学收集效率在此指可以使得从光学调制器输出的光的角度处于光可以有效地被投影透镜投影的预定范围内的照射光学调制器的效率。

发明内容

本发明提供一种包括具有长的使用寿命的小的光源以及具有高光收集效率的照明模块的投影显示器。

依照本发明的一个方面，提供一种投影显示器，包括：一照明模块；用于依照图像数据调制从照明模块入射的光的一光学调制器；以及用于放大地投影从光学调制器发射的光的一投影光学系统，其中照明模块包括：至少一个光源；以及一光再生单元，其使从光源发射的并且具有超出光可以被投影光学系统有效地投影的预定范围的发射角的光“再生”，从而其被反射并在所述预定范围内传播。

该光源可以包括其上设置有多个发光二极管的一发光二极管阵列，或者一有机电发光装置。

该光再生单元可以包括：用于引导从光源入射的光到光学调制器并且包括改变光的角度的一光学角度转换器的一合成器；以及设置在合成器输出一侧用于根据于光的入射角度选择性地透射或反射光的一光学角度选择器。

在此，该合成器可以包括具有全内反射角的平板形式的一光导，并且光源可以设置成使得投影光到该光导的至少一个端表面上。这里，该光学角度转换器可以包括设置在该光导的发光表面和与所述发光表面相对的表面中的至少一个表面上的一散射图案或一衍射图案。

此外，该光导可以包括具有在其内壁形成光反射表面的中空矩形管道形式的一光通道、或者具有由透明材料制成的矩形管道形式的一光棒(lightrod)，以代替光通道。这样，光源可以设置成使得发射光到光通道或者光棒一侧的一端。此外，光学角度转换器可以设置在光通道或者光棒的一端使得位于与光源相对的一侧。

该光学角度选择器可以包括一选择透射元件，其透射具有光可以被投影光学系统有效地投影的预定范围内的发射角的从合成器发射的光并且反射具有预定范围之外的发射角的光。该光学选择器还可以包括其上形成有顶点指向光学调制器的微棱镜图案的一棱镜片。这样，该棱镜片可以置于合成器和选择透射元件之间并且该光学角度选择器还可以包括置于合成器和棱镜片之间的用来散射并透射具有大约0度的入射角的光而只透射其它角度的入射光的一各向异性散射元件。

当光学调制器为透射式光学装置时，其只允许具有预定偏振的光通过，则光学选择器还可以包括一偏振元件。该偏振元件仅透射具有可以通过光学调制器的偏振的光而反射其它偏振的光。这里，该偏振元件可以设置在选择透射元件的输出一侧。

这里，该光学角度选择器可以包括其上形成有顶点指向光学调制器的微棱镜图案的一棱镜片。该光学角度选择器还可以包括置于合成器和棱镜片之间的用来散射并透射具有大约0度的入射角的光而只透射其它角度的入射光的一各向异性散射元件。

依照本发明的另一个方面，提供一种投影显示器，包括：一照明模块；用于依照图像数据调制从照明模块入射的光的一透射式光学调制器；以及用于放大地投影从透射式光学调制器发射的光的一投影光学系统。该照明模块包括：一光导；用于投影光到光导的至少一个端表面的至少一个光源；以及一选择透射元件，其透射具有光可以被投影光学系统有效地投影的预定范围内的角度的从光导发射的光并且反射具有预定范围之外的发射角的光。该光导传播通过全内反射的光并且包括设置在发光表面和与发光表面相对的一表面中的至少一个表面上、用于改变通过该光导的光传播角度的一光学角度转换器。

依照本发明的另一个方面，提供一种投影显示器，包括：一照明模块；用于依照图像数据调制从照明模块入射的光的一透射式光学调制器；以及用于放大地投影从透射式光学调制器发射的光的一投影光学系统。该照明模块包括：一光导、一光源、以及一选择透射元件。光通过全内反射利用光导传播。该光导包括用于改变通过光导的光传播角度的光学角度转换器。该光学角度转换器设置在发光表面和与发光表面相对的一表面中的至少一个表面上。该光源投影光到光导的至少一个端表面上。该选择透射元件透射具有光可以被投影光学系统有效地投影的预定范围内的角度的从光导发射的光并且反射具有预定范围之外的发射角的光。

依然依照本发明的另一个方面，提供一种投影显示器，包括：一照明模块；一反射式光学调制器，用于依照图像数据调制从照明模块入射的光；一照明光学系统，用于收集从照明模块入射到该发射式光学调制器上的光；以及一投影光学系统，用于放大地投影从反射式光学调制器发射的光。该照明模块包括：至少一个光源；用于引导从光源入射的光到反射式光学调制器上的一合成器；以及其上形成有顶点指向光学调制器的微棱镜图案的一棱镜片。该合成器引导从光源入射的光到反射式光学调制器上，并且包括转变光的传播角度的一光学角度转换器。

附图说明

本发明的其它特性和优点以及上文参考附图通过在其的详细的典型的实施例中的描述将更为清楚，在附图中：

图1为说明传统投影显示器结构的示意图；

图2A和2B为用于解释使用透镜的照明光学系统的光收集效率的图；

图3为说明依照本发明的第一实施例的投影显示器结构的示意图；

图4为在图3中的投影显示器的照明模块的剖视图；

图5为说明分光光学系统的光透射和反射性质的图；

图6为在图4中的照明模块的改进的剖视图；

图7为说明棱镜片工作的图；

图8为说明微棱镜的透射角度和入射角之间的关系的图；

图9为说明依照本发明的第二实施例的投影显示器结构的示意图；

图10为在图9中的投影显示器的照明模块的剖视图；以及

图11为在图10中的照明模块的改进的剖视图。

具体实施方式

现在参考附图，更完整地描述本发明，并其中显示本发明的说明性的、非限制的实施例。

图3为说明依照本发明的第一实施例的投影显示器结构的示意图。依照本实施例的该投影显示器为使用调制从照明模块发射的光并且输出光的透射式光学调制器的彩色显示器。

参考图3，依照本发明的第一实施例的投影显示器包括：液晶板200R、200G以及200B，其为透射式光学调制器：三个照明模块100，用于照明液晶板200R、200G以及200B：合成棱镜300，用于合成分别被液晶板200R、200G以及200B调制的三种颜色的光束：以及投影光学系统400，用于放大地投影合成了的光。该三个液晶板200R、200G以及200B分别调制三种颜色的光束，即，红(R)、绿(G)和蓝(B)颜色光束。在该投影显示器中使用的液晶板可以为大约1英寸宽和1英寸长的小液晶板。

图4为在图3中的投影显示器的照明模块的剖视图。

参考图4，该照明模块100包括一光源110以及一光再生单元。该光再生单元包括具有光导120和光学角度转换器130的一合成器150，以及一选择透射元件140。该合成器还可以包括反射板131。

光源11可以包括一发光二极管(LED)、在其上设置多个LED的一发光LED阵列、或者一有机电发光装置或类似物。该光导120引导光通过全内反射传播。例如，该光导120以由透明材料制成的平板的形式构造。该光源110发射光到光导120的至少一个端表面。当光源110在光导120的两端表面都安装了时，其仅仅为说明性的并且确定不限制本发明的范围。反射板112可以设置在光源110的周围。该反射板112反射从光源110发射的光入射到光导120。此外，该反射板112允许从光导120出射的光反射回光导120。光学角度转换器130可以设置在光导120的底部表面用于转变透射到光导120内部的光的角度。该光学角度转换器130可以为散射入射光的散射图案或衍射光的衍射图案。当光角度转换器130与光源110越靠近时，则图案分布可以越稀疏，而当光角度转换器130与光源110越远时，则图案分布可以越稠密。该光学角度转换器可以设置在光导120的底部表面121上，或者既在顶部表面122又在底部表面121上。在本实施例中，该光学角度转换器130设置在光导120的底部表面121。另外，反射板131可以设置在光导120之下用以反射在被光学角度转换器130散射或衍射之后的从光导的底部表面121发射出的光并且允许所述光再次进入光导120。该反射板131反射具有在预定范围内的入射角的光，并且散射和随后反射超出预定范围的入射角的光。

该选择透射元件140设置在光导120的顶部表面的上方。在从光导面板120发射的光中，该选择透射元件140透射在预定发射角范围内传播的光而反射所有其它光使其再次入射到光导中。即，选择透射元件140为能够根据光的入射角选择性地反射或透射光的光学装置。该选择透射元件140为选择性地透射具有光可以被投影透镜401有效地投影的预定范围之内的角度的光的光学角度选择器的一个例子。

图5为说明选择透射元件的光透射和反射性质的图。参考图5，反射曲线R和投射曲线T相互交叉在一个特殊入射角度θ。当光入射到选择透射元件140的入射角小于该特殊的入射角θ时，大部分的光透射。当光进入到选择透射元件140的入射角大于该特殊的入射角θ·时，大部分的光反射。因此，当该特殊的入射角θ与光可以被投影光学系统400有效地投影的光的入射角相同时，从光导120发射的大部分的、具有传播的光可以被投影光学系统400有效地投影的预定范围之内的角度的光通过选择投射部分140，而余下的光反射回光导120。当发射白光的发光二极管(LED)用作光源110时，优选具有分光特性的选择透射元件140可以用来通过红的、蓝的或绿的颜色光束之一。

依照本实施例的该光再生单元还可以包括偏振元件180。该偏振元件180可以设置在选择透射元件140的输出一侧。通常，液晶板200仅使用在一个特殊方向偏振的光。该偏振元件180仅透射从光导120发射的具有可用的偏振方向的一部分光，而把余下的光反射回光导120。

以下解释如上在图3-4中所构造的照明模块的运转。

首先，从光源110发射的光入射到光导120的一端表面。光随后通过光导120传播。在直接朝向光导120的顶部表面122的入射光中，具有比光导120的全反射角，即从光导120的折射率计算的临界角度，大的相对于顶部表面122的入射角的光全内部反射并且因此通过光导120的内侧传播。具有比全内反射角小的入射角的光通过光导面板并且因此通过作为光导120的发光表面的顶部表面122发射。入射到光导120的底部表面121的光被光角度转换器130散射或衍射，从而其的传播角度改变。这些光随后根据入射到顶部表面122的角度，透射通过顶部表面122或全内反射并且通过光导120的内侧传播。通过光导120的底部表面121的光被反射，或者被散射并且随后被反射板131反射再次入射到光导120的内部。这样，因为传播角度的改变以及重复全反射，具有比临界角小的相对于顶部表面122的入射角的光透射通过光导120的顶部表面122并且发射。

从光导120的顶部表面122发射的光入射到选择透射元件140。根据在选择透射元件140上的入射角度一部分光通过选择透射元件140而一部分反射。依照本实施例的一个结构，选择透射元件140可以包括分光光学系统。参考图5，可以被投影光学系统400有效地投影的一部分光没有通过透射部分140，而被反射。同样，不能被投影光学系统400有效地投影的一部分光通过透射部分140。但是，基本上，选择透射元件透射了具有可以被投影光学系统400有效地投影的预定范围内的角度的光而反射了余下的光。

被分光光学系统140反射的光再次入射到光导120上并且在内部反射，从而光的传播角度改变并且因此光可以再次进入选择透射元件140。当该光再生过程重复时，被投影透镜401有效地投影的该源110发射的光的百分比变为几乎100％。使用这个系统，从光源110发射的没有被投影透镜401有效地投影的光通过系统反射返回，从而光丢失的数量彻底地减少并且光收集效率增加。因此，图像亮度也增加。

当偏振元件180设置在选择透射元件140的输出一侧时，偏振在不能通过液晶板200的一个方向的光反射回到光导120。再次进入光导120的光被光学角度转换器130散射或衍射，使得光的偏振方向改变并且因此光从光导120通过光再生过程发射。事实上，当安装了偏振元件180，入射到液晶板200的入射光的数量为当没有安装偏振元件180时的大约1.6倍。

图6为在图4中的照明模块的改进的剖视图。以下，与图3和4相同的部分给予相同的参考数字。

参考图6棱镜片160设置作为光学角度选择器，并且选择透射元件140进一步设置在棱镜片160的输出的一侧上。偏振元件180可以进一步设置在选择透射元件140的输出一侧上。该棱镜片160，在其上形成多个微棱镜，设置在光导120的上方，并且具有比空气大的折射率大的折射率。

图7为说明棱镜片160工作的图。同样参考图6，从光导120的顶部表面122发射的光透射通过微棱镜161的底部一侧162，并且发生折射。由于棱镜片160的折射率比空气的大，透射角θ₂比入射角θ₁小。已经在微棱镜161中传播的并且透射通过倾斜的一侧163的光被再次折射。这里相对于倾斜一侧的透射角θ₄比相对于倾斜一侧的入射角θ₃大。因此，相对于直线164表示的垂直方向的透射角θ₅比相对于垂直方向的入射角θ₁小。结果，当从光导120发射的光通过棱镜片160时，光被收集，从而可以被投影光学系统400有效地投影的光的数量增加。

图8为当微棱镜161的顶角θ₆为45度并且微棱镜161的折射率为1.5时的说明微棱镜的透射角θ₅和入射角θ₁之间的关系的图。参考图8，具有从0到5度的范围的入射角θ₁的光被全内反射并且返回光导120。在较大的入射角，光通常以相对于入射角θ₁减小的角度θ₅透射。返回到光导120的光在光导中散射并且衍射，改变其传播角度。结果，光再次进入棱镜片160，重复光再生过程。这样，可以被投影光学系统400有效地投影的光的数量增加。

当使用具有光圈数为2.5的投影光学系统400，有效投影角度为大约±12度。参考图8，具有大约12度的透射角θ₅的光的入射角θ₁为从15到38度的范围。

如图6所示，各向异性的起光学角度选择器的功能的散射元件170可以置于光导120和棱镜片160之间。各向异性散射元件170根据光的入射角透射或散射光。入射角θ₁为大约0度的入射到棱镜片160的光被全发射。当各向异性散射元件170安装在光导120和棱镜片160之间时，具有大约0度角的从光导120发射的光被散射和透射，并且具有不同的入射角的光透射而不散射。照这样，从棱镜片160反射的光的总的数量减小。结果，透射通过棱镜片160并且可以被投影棱镜401有效地投影的光的数量进一步增加。实际上，当设置了各向异性的散射元件170时，具有当通过棱镜片160时的透射角θ₅为大约±12度的光的数量与当没有设置各向异性散射元件170时的情况相比增加大约1.5倍。

当棱镜片160作为光学选择器描述，严格地说，该棱镜片160同样起光学角度转换器的功能。

选择透射元件140在透射角θ₅在光可以被投影光学系统400有效地投影的范围内时通过棱镜片160透射光，并且反射余下的光再次入射到光导120。重新进入光导120的光经过上述的光再生过程随后再次透射通过棱镜片160并且最终透射到选择透射元件140。

当偏振元件180设置在选择透射元件140的输出一侧时，具有偏振性的不能透射通过液晶板200(见图3)的光被反射并且因此通过光再生过程再次入射光导120。

当如以上构造实现照明模块时，从光源发射的全部的光中，可以被投影透镜401有效地投影的光的数量当与仅使用选择透射元件140的情况相比进一步增加。

图9为说明依照本发明的第二实施例的投影显示器结构的示意图。依照该第二实施例的该投影显示器为使用反射式光学调制器的彩色显示器，该反射式光学调制器调制从照明模块发射的光。

参考图9，依照本实施例的该投影显示器包括作为反射式光学调制器的一数字微镜装置(digital micromirror device)(DMD)201、用于照明DMD 201的一照明模块101、用于收集由照明模块101发射到DMD 201的光的一照明透镜组190、一全内反射(TIR)棱镜301、以及用于放大地投影被DMD 201调制的光的一投影光学系统400。该DMD 201为反射式光学调制器的一个例子，并可以被反射式液晶板代替。

该TIR棱镜301全反射从照明模块101入射在分界面302上的光到DMD 201，并且其通过界面302透射通过DMD201调制的反射的光到投影光学系统400。

图10为在图9中的投影显示器的照明模块的剖视图。

参考图10，照明模块101包括光源110和光再生单元。该光再生单元包括一合成器151和一棱镜片160。

该合成器151引导光，并且可以包括在其内壁具有中空的矩形管道形式的一光通道126，该光通道具有发光表面125。该合成器151还可以包括由玻璃或塑料制成的具有矩形管道形式的一光棒(未示出)，其具有高光透射率，替代光通道126。

该光源110安装在光通道126的一端用以发射光到该光通道126。一反射板112可以围绕光源110设置。

一光学角度转换器130设置在光通道126对着光源110的一端。该光学角度转换器130可以如上所述为散射图案或衍射图案。

一棱镜片160设置在光通道126输出的一侧。一各向异性散射元件170可以置于光通道126和棱镜片160之间用以根据光的入射角保持原样地透射光或者散射并且随后透射光。棱镜片160和各向异性散射元件170已经在图6中描述，因此将不再描述。

在以上构造的照明模块中，从光源110照射的光在反射表面125受到重复的反射使得光通过光通道126传播并且入射到光学角度转换器130。光被光学角度转换器散射或衍射，从而光的传播角度改变并且散射了或衍射了的光随后入射到各向异性散射元件170上。该各向异性散射元件170散射并透射具有入射角为大约0度的光而仅透射其它所有角度入射的光。通过各向异性170的光透射到棱镜片160并且通过照明透镜组190和TIR棱镜301对准DMD201。被DMD201调制的光透射通过TIR棱镜301并且利用投影光学系统400放大地投影。没有通过棱镜片160的光回到光通道126来经历光再生过程并且重复上述的步骤。通过光再生过程，可以被投影光学系统400有效地投影的光的数量与传统投影显示器相比增加。

解释当设置棱镜片160时达到的光收集效率。当投影光学系统200的光圈数为2.4，DMD的尺寸为0.79，纵横比为16∶9，以及照明区域的固定(resting)区域为5％时，在投影一侧的集光率为25.1。当从照明模块101发射的光的角度为大约40度并且光通道126的截面积为4.5mm×7.8mm时，在照明模块101一侧的集光率为24.5。这些结果显示本实施例可以以非常高的效率收集光。当还使用各向异性散射元件170时，光收集效率进一步提高。

图11为在图9中所示的照明模块的改进的剖视图。参考图11，一选择透射元件140进一步设置在棱镜片160的输出一侧。该选择透射元件140已经在图4中以前描述过所以将不再次描述。依照如以上构造的照明模块，透射通过棱镜片160的超出可以被投影光学系统400有效地投影的角度的光被反射并且经历光再生过程。因此，可以被投影光学系统400有效地投影的光的数量进一步增加。当反射式液晶板用作反射式调制器时，如果偏振元件180进一步设置，可以被投影光学系统400有效地投影的光的数量更多地增加。

当在上述的实施例中分别使用透射式光学调制器和反射式光学调制器时，其为说明性的并且确定不限制本发明的范围。该照明模块100既可以在如图10所示使用反射式光学调制器的投影显示器中使用也可以在如图3所示的使用透射式光学装置的投影显示器中使用。

如上所述，依照本发明的投影显示器具有以下效果。

首先，从光源发射的所有光中，不能被投影光学系统有效地投影的光通过光再生过程被再生，因此彻底地减少光的丢失，提供光收集效率，并且得到更明亮的图像。

第二，防止因为使用透镜的照明光学系统的缺陷造成的光收集效率的降低，并且因此，小的光源，例如LED、LED阵列、有机电发光装置或者类似物，可以被用作光源。因此，减少了经常替换光源的麻烦。

虽然本发明已经参考典型的实施例加以具体显示和描述，但是本领域的普通技术人员将会理解，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行形式和细节上的改动。

Claims (38)

1.一种投影显示器，包括：

一照明模块；

一光学调制器，用于依照图像数据调制从该照明模块入射的光；以及

一投影光学系统，用于放大地投影从光学调制器发射的光，

其中所述的照明模块包括：

至少一个光源；以及

一光再生单元，其使得从所述光源发射的具有超出一光可以被所述投影光学系统有效地投影的预定范围的发射角度的光在所述预定范围内传播。

2.如权利要求1所述的投影显示器，其中所述光源包括一发光二极管。

3.如权利要求2所述的投影显示器，其中所述光源包括其上设置有多个发光二极管的一发光二极管阵列。

4.如权利要求1所述的投影显示器，其中所述光源包括一有机电发光装置。

5.如权利要求1所述的投影显示器，其中所述光再生单元包括：

一合成器，用于引导从所述光源入射的光到所述光学调制器上并且包括改变光的传播角度的一光学角度转换器；以及

一光学角度选择器，设置在所述合成器的输出一侧并用于根据光的入射角度选择性地透射或反射所述光。

6.如权利要求5所述的投影显示器，其中所述合成器包括一平板形式的光导，利用全反射光通过其传播，并且所述光源投射光到所述光导的至少一个端表面上。

7.如权利要求6所述的投影显示器，其中所述光学角度转换器包括一散射图案，该散射图案设置在所述光导的发光表面和与所述发光表面相对的一表面中的至少一个表面上。

8.如权利要求6所述的投影显示器，其中所述光学角度转换器包括一衍射图案，该衍射图案设置在所述光导的发光表面和与所述发光表面相对的一表面中的至少一个表面上。

9.如权利要求5所述的投影显示器，其中所述合成器包括一光通道，该光通道具有在其内壁形成具有光反射表面的中空矩形管道形式，并且所述光源发射光到所述光通道的一端。

10.如权利要求9所述的投影显示器，其中所述光学角度转换器设置在与所述光源相对一侧的所述光通道的一端处。

11.如权利要求5所述的投影显示器，其中所述合成器包括一光棒，该光棒具有由透明材料制成的矩形管道的形式，并且所述光源发射光到所述光棒的一侧的一端处。

12.如权利要求11所述的投影显示器，其中所述光学角度转换器设置在与所述光源相对一侧的所述光棒的一端处。

13.如权利要求5所述的投影显示器，其中所述光学角度选择器包括一选择透射元件，其透射从所述合成器发射的具有一光可以被所述投影光学系统有效地投影的预定范围内的发射角度的光并且反射具有所述预定范围之外的发射角度的光。

14.如权利要求13所述的投影显示器，其中所述光学角度选择器包括一偏振元件，其只传播具有能够通过所述光学调制器的偏振的光并且反射具有其它偏振的光，当所述光学调制器为透射式光学装置时其仅允许具有一预定偏振的光通过。

15.如权利要求14所述的投影显示器，其中所述偏振元件设置在所述选择透射元件的输出一侧。

16.如权利要求13所述的投影显示器，其中所述光学角度选择器还包括一棱镜片，在其上形成顶点指向所述光学调制器的微棱镜图案。

17.如权利要求16所述的投影显示器，其中所述棱镜片置于所述合成器和所述选择透射元件之间。

18.如权利要求16所述的投影显示器，其中所述光学角度选择器包括一各向异性散射元件，该散射元件置于所述合成器和所述棱镜片之间并且适于散射并且随后透射具有0度的入射角的光而仅透射以其它角度入射的光。

19.如权利要求5所述的投影显示器，其中所述光学角度选择器包括一棱镜片，在其上形成顶点指向所述光学调制器的微棱镜图案。

20.如权利要求19所述的投影显示器，其中所述光学角度选择器还包括一各向异性散射元件，该散射元件置于所述合成器和所述棱镜片之间并且适于散射并且随后透射具有0度的入射角的光而仅透射以其它角度入射的光。

21.如权利要求19所述的投影显示器，其中所述光学角度选择器还包括一偏振元件，其仅传播具有能够通过所述光学调制器的偏振的光并且反射具有其它偏振的光，当所述光学调制器为透射式光学装置时其仅允许具有一预定偏振的光通过。

22.如权利要求1所述的投影显示器，其中：

所述光学调制器为一透射式光学调制器；并且

所述光再生单元包括：一光导，利用全反射光通过其传播，并且该光导包括一光学角度转换器，该光学角度转换器设置在所述光导的发光表面和与所述发光表面相对的一表面中的至少一个表面上用以改变通过所述光导的光传播角度；以及

一选择透射元件，其透射从所述光导发射的具有一光可以被所述投影光学系统有效地投影的预定范围内的角度的光并且反射具有预定范围之外发射角度的光回到所述光导，

其中所述至少一个光源投射光到所述光导的至少一个端表面上。

23.如权利要求22所述的投影显示器，其中所述光源包括其上设置有多个发光二极管的一发光二极管阵列。

24.如权利要求22所述的投影显示器，其中所述照明模块还包括一棱镜片，在其上形成顶点指向所述透射式光学调制器的微棱镜图案，所述棱镜片置于所述光导和所述选择透射元件之间。

25.如权利要求24所述的投影显示器，其中所述照明模块还包括一各向异性散射元件，该散射元件置于所述光导和所述棱镜片之间并用于散射并且随后透射具有在所述棱镜片的全反射临界角度内的入射角的光而仅透射具有所述全反射临界角之外的入射角的光。

26.如权利要求22所述的投影显示器，其中所述照明模块还包括一偏振元件，该偏振元件设置在所述选择透射元件的输出一侧上，用于透射具有能够透射通过所述光学调制器的偏振的光并且反射具有其它偏振的光。

27.如权利要求1所述的投影显示器，其中所述光学调制器为一反射式光学调制器，所述投影显示器还包括一照明光学系统，用于收集从所述照明模块入射在所述反射式光学调制器上的光，并且，所述光再生单元包括：

一合成器，用于引导从光源入射的光到所述反射式光学调制器并且包括一转变光的传播角度的光学角度转换器；以及

一棱镜片，在其上形成顶点指向所述光学调制器的微棱镜图案。

28.如权利要求27所述的投影显示器，其中所述光源包括其上设置有多个发光二极管的一发光二极管阵列。

29.如权利要求27所述的投影显示器，其中所述合成器包括一光通道，该光通道具有在其内壁形成具有光反射表面的中空矩形管道的形式，并且所述光源发射光到所述光通道的一侧的端部。

30.如权利要求27所述的投影显示器，其中所述合成器包括一光棒，该光棒具有由透明材料制成的矩形管道的形式，并且所述光源发射光到所述光棒的一侧的端部。

31.如权利要求27所述的投影显示器，其中所述照明模块还包括一各向异性散射元件，该散射元件置于所述合成器和所述棱镜片之间，用于散射并且随后透射具有在棱镜片的全反射临界角度内的入射角的光而仅透射具有全反射临界角之外的入射角的光。

32.如权利要求31所述的投影显示器，其中所述照明模块还包括一选择透射元件，该选择透射元件设置在所述棱镜片的输出一侧，用于透射具有一光可以被所述投影光学系统有效地投影的预定范围内的角度的光并且反射具有所述预定范围之外的角度的光回到所述合成器。

33.如权利要求1所述的一种投影显示器，其中还包括：一棱镜，并且所述投影光学系统设置得靠近所述棱镜的第一侧；所述光学调制器包括多个液晶板，所述液晶板具有一第一侧和一第二侧，其中所述多个液晶板的第一侧设置的靠近所述棱镜的相反侧；所述照明模块包括多个照明模块，设置得靠近所述多个液晶板的第二侧，并且

所述光再生单元包括：一光导；

一光学角度转换器，设置在所述光导的底部表面上；

一反射板，设置得靠近所述光学角度转换器；以及

一选择透射元件，设置得靠近所述光导的顶部表面，

其中所述至少一个光源设置用来发射光并入射到所述光导的一端。

34.如权利要求33所述的投影显示器，其中所述多个照明模块的每一个还包括：

至少一个反射板，所述至少一个反射板的每一个设置得靠近所述至少一个的光源中与所述光导相对的一个光源，由此所述至少一个反射板的每一个反射从所述至少一个光源中的一个发射的光到所述光导的一端。

35.如权利要求33所述的投影显示器，其中所述至少一个光源的每一个包括一发光二极管。

36.如权利要求33所述的投影显示器，其中所述至少一个光源的每一个包括多个发光二极管。

37.如权利要求33所述的投影显示器，其中所述多个照明模块的每一个还包括：

一偏振元件，设置得靠近所述选择透射元件并与所述光导的顶部表面相对。

38.如权利要求1所述的投影显示器，其中还包括：一棱镜；并且其中所述投影光学系统设置得靠近所述棱镜的第一侧；所述光学调制器包括多个液晶板，所述液晶板具有一第一侧和一第二侧，其中所述多个液晶板的第一侧设置得靠近所述棱镜的相反侧；所述照明模块包括多个照明模块，设置得靠近所述多个液晶板的第二侧，并且

其中所述光再生单元包括：

一光导；

至少一个反射板，所述至少一个反射板的每一个设置的靠近所述至少一个光源中与所述光导相对的一个光源，由此所述至少一个反射板的每一个反射从所述至少一个光源的一个发射的光到所述光导的一端上；

一光学角度转换器，设置在所述光导的底部表面上；

一反射板，设置得靠近所述光学角度转换器；

一选择透射元件，设置得靠近所述光导的顶部表面；以及

一偏振元件，设置得靠近所述选择透射元件并与所述光导的顶部表面相对，

其中所述至少一个光源设置用来发射光并入射到所述光导的一端。

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