CN1961575A - 投影系统 - Google Patents

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CN1961575A CNA2004800432476A CN200480043247A CN1961575A CN 1961575 A CN1961575 A CN 1961575A CN A2004800432476 A CNA2004800432476 A CN A2004800432476A CN 200480043247 A CN200480043247 A CN 200480043247A CN 1961575 A CN1961575 A CN 1961575A
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Abstract

一种投影系统，包括：通过使气体放电而发射光的等离子体屏板；驱动所述等离子体屏板的屏板驱动器；对所述等离子体屏板发射的转化为了均匀平行光的光进行聚焦的照明器；利用所述照明器提供的光使图像可视化的显示元件；以及将通过所述显示元件可视化了的图像以放大比例投射到屏幕上的投影仪。

Description

投影系统
技术领域
本发明涉及一种投影系统，更具体而言，涉及一种通过采用等离子体屏板作为光源而改善了其功能和结构的投影系统。
背景技术
通常，投影系统将通过显示元件可视化了的图像投射到大屏幕上。投影系统包括发射光的光源、对光源发出的光进行聚焦的照明器、将来自照明器的光可视化为图像的显示元件和将由显示元件可视化了的图像投射到屏幕上的投影透镜。
可以根据向屏幕投射图像的方向将投影系统划分为正面投影系统和背面投影系统。例如，正面投影系统设置于屏幕的正面，并从位于屏幕前面的位置投射图像，而背部投影系统则设置于屏幕的后面，并从位于屏幕后面的位置投射图像。
此外，根据使光可视化的显示元件对这些投影系统进行不同的划分。通常采用CRT(阴极射线管)、LCD(液晶显示器)和LCOS(硅上液晶)作为显示元件，最近有人开发出了一种DMD(数字微型反射镜装置)元件并投入了使用，所述DMD元件采用MEMS(微型机电系统)技术包含了多个微型反射镜。
这些常规投影系统中的大多数采用发射白光的弧光灯作为光源，并相应地需要镇流器来使所述弧光灯发光。此外，需要在光源前面设置色盘，从而将光源发出的白光划分为红色、绿色和蓝色光，并设置驱动马达，从而以高速驱动色盘。
这里，在常规投影系统中，光源发射白光，色盘将白色划分为红色、绿色和蓝色，照明器聚焦红色、绿色和蓝色光，显示元件使所聚焦的光可视化为图像，投影透镜以放大比例将图像投射到屏幕上。
但是，由于光源采用弧光灯发射白光，而弧光灯由需要额外的装置，例如用于驱动弧光灯的镇流器、用于将白色光划分为红色、绿色和蓝色的色盘(或滤色器)以及用于驱动色盘的驱动马达等，因此这些常规投影系统的结构复杂。此外，驱动马达以高速驱动色盘导致了噪音。
因此，本发明的目的在于提供一种具有能够降低噪音的简单结构的投影系统。
发明内容
相应地，本发明的一方面在于提供了一种具有简化的结构并防止了噪声的产生的投影系统。
本发明的上述和/或其他方面也通过提供一种投影系统实现，所述投影系统包括：通过使气体放电而发射光的等离子体屏板；驱动所述等离子体屏板的屏板驱动器；对所述等离子体屏板发射的转化为了均匀平行光的光进行聚焦的照明器；利用所述照明器提供的光使图像可视化的显示元件；以及将通过所述显示元件可视化了的图像以放大比例投射到屏幕上的投影仪。
根据本发明的一方面，所述等离子体屏板发射红色、绿色和蓝色光或者其中至少两者的组合。
根据本发明的一方面，所述等离子体屏板包括：为其设置了第一电极的前基板；为其设置了第二电极的对应于所述前基板的后基板；多个涂覆了荧光物质的隔离壁，其将所述前基板和所述后基板分隔开，并由此形成了多个放电空间，从而向其内注入放电气体。
根据本发明的一方面，所述后基板包括设置于其后表面的反射器，用于将由所述放电空间发射的光反射至所述前基板。
根据本发明的一方面，对应于所述多个放电空间多重(plurally)设置所述反射器。
根据本发明的一方面，所述显示元件包括DMD(数字微型反射镜装置)元件。
根据本发明的一方面，所述显示元件包括LCOS(硅上液晶)元件。
根据本发明的一方面，所述显示元件包括LCD(液晶显示器)元件。
附图说明
通过下文中结合附图对示范性实施例的描述，本发明的这些和/或其他方面和优点将变得显而易见，并且容易理解，在附图中：
图1是根据本发明第一实施例的投影系统的示意图；
图2是图1所示的投影系统的等离子体屏板的示意性分解透视图；
图3示意性地示出了图1所示的投影系统的等离子体屏板的截面图；
图4是根据本发明第二实施例的投影系统的示意图；以及
图5是根据本发明第三实施例的投影系统的示意图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的解说性非限制实施例，在附图中示出了所述实施例的实例，其中，始终以类似的附图标记表示类似的元件。在下文中将参考附图描述用于解释本发明的实施例。
第一实施例
如图1到图3所示，根据本发明第一实施例的投影系统包括：作为发光光源的等离子体屏板10、驱动等离子体屏板10的屏板驱动器29；将从光源发出的光转化为均匀平行光并对其进行聚焦的照明器30；将从照明器30发出的光可视化为图像的显示元件40；以及将通过显示元件40可视化了的图像以放大比例投射到屏幕60上的投影透镜50。
照明器30包括将等离子体屏板10发出的光转换为平行光的聚光透镜33、与聚光透镜33相邻设置的用于将穿过聚光透镜33的光转化为线偏振光的偏振器35、与偏振器35相邻设置的一对蝇眼(fly eye)透镜31和中继(relay)透镜37。此外，可以根据发射光的状态和投影系统的类型为照明器30有选择地提供聚光透镜33和偏振器35。
聚光透镜33折射由等离子体屏板10发射的光，从而向偏振器35提供平行光。偏振器35透射与穿透轴(penetrating shaft)平行的S偏振光，反射与穿透轴垂直的P偏振光。
一对蝇眼透镜31通过其透镜的布置提高传输至显示元件40的光的均匀性，中继透镜37将穿过蝇眼透镜31的光聚焦至显示元件40。照明器30可以采用光导管代替蝇眼透镜和中继透镜。
照明器30将从等离子体屏板10发出的光转化为均匀平行光并对其聚焦，之后将其传输至显示元件40。
根据本发明的第一实施例，显示元件40优选，但不一定是DMD(数字微型反射镜装置)元件。
DMD元件40由具有多个二维布置的微型反射镜的像素形成。在向附着于每一像素的存储元件施加电流时，这一电流起着使所述反射镜倾斜至第一角度和/或第二角度的作用，由此将所述反射镜定位为ON状态(将光反射向投影透镜)或OFF状态(将光从投影透镜反射开)。与诸如LCD(液晶显示器)或LCOS(硅上液晶)等的其他类型的显示元件相比，DMD元件40能够对电流做出迅速反应，因而能够显示更为生动的活动图像。
多重(plurally)设置投影透镜50，从而将由DMD元件40可视化了的图像以放大比例投射到屏幕60上。
PDP(等离子体显示板)10通过放电气体激活荧光物质，从而发射光。屏板驱动器29对PDP 10进行驱动，PDP 10将红色、绿色或蓝色光或者其中至少两种颜色光的组合发射至照明器30。PDP 10还包括：具有第一电极15的前基板11；与所述前基板11相对设置的，具有第二电极23的后基板13；以及多个涂覆了荧光物质的隔离壁19，其形成了向其内注入放电气体的多个放电空间25。
前基板11优选但未必一定是透明玻璃基板。在前基板11的底面上设置多个第一电极15，其垂直于隔离壁19的纵向延伸。第一电极15优选但未必一定是由公共电极和扫描电极交叉(decussation)而形成的透明电极。在前基板11的底面上，优选但未必一定设置第一介质层17，以覆盖所述多个第一电极15。此外，出于保护的目的在第一介电层17的底面上设置由氧化镁构成的保护层18。
与前基板11类似，后基板13也优选但未必一定是玻璃基板。在后基板13的正面提供多个第二电极23，所述第二电极23沿平行于隔离壁19的纵向的方向延伸，其优选但未必一定是寻址电极，并且其优选但未必一定多重设置于后基板13的表面内。在后基板13的正面，优选但未必一定设置覆盖第二电极23的第二介质层21。此外，在第二介电层21的前方设置形成多个放电空间25的多个隔离壁19。隔离壁19优选但未必一定设置于将它们分隔开的第二电极23之间。采用发射红色、绿色和蓝色的荧光物质22涂覆隔离壁19的内侧和第二介电层21的正面。采用放电气体填充由位于前基板11和后基板13之间的隔离壁19形成的放电空间25。
屏板驱动器29向第一电极15和第二电极23有选择地施加电压并由此在第一电极15和第二电极23之间产生放电。相应地，涂覆在放电空间25内的荧光物质向外部发射激发光。这里，至少有选择地发射包含在荧光物质22内的红色、绿色或蓝色中的一种，由此向照明器30发射红色、绿色或蓝色光或者其中至少两者的组合。换言之，屏板驱动器29有选择地激发两种以上的具有红色、绿色或蓝色的荧光物质22，由此可以发射由其中的至少两者组合而成的光。
PDP 10优选但未必一定还包括设置于后基板13的底表面上的反射器27，其用于对从放电空间发射至底表面的光进行反射。
优选但未必一定多重设置反射器27，以对应后基板13内的每一放电空间25。反射器27优选但未必一定具有透镜类型，其用于将每一放电空间25发射至后表面的光反射至前基板11。但是，反射器27可以与后基板13的后表面集成设置，从而将所有放电空间朝向后表面发射的光均反射至前基板11。这里，PDP 10将放电空间25朝向后基板13的后表面发射的光反射至前基板11，由此降低发射光的损耗。
借助这一构造，根据本发明的第一实施例的投影系统按照下述说明工作：
由屏板驱动器29启动PDP 10，使其将含有红色、绿色和蓝色或者其中至少两者的组合的光发射至照明器30。换言之，屏板驱动器29对PDP 10进行驱动，使其发出红色、绿色或蓝色光或者其中至少两种颜色光的组合。之后，照明器30将PDP 10发射的光转换为均匀平行光并对其聚焦，之后将其传输至DMD元件40。之后，DMD元件40使图像可视化，之后使图像穿过投影透镜50，并以放大比例投射到屏幕60上。
因此，根据本发明的第一实施例的投影系统具有采用PDP 10作为光源的简单结构，而不是采用需要诸如对白光进行提取的色盘以及激励色盘的驱动马达等的额外装置的发射白光的弧光灯，由此防止产生由色盘和驱动马达引起的噪声。此外，所述投影系统能够对由屏板驱动器29驱动的等离子体放电迅速反应，并由此准确调整从PDP 10发射光的时间选择。此外，当反射器27反射由PDP 10发射的光时，投影系统降低了可能发生的光损耗。
第二实施例
图4示意性地示出了根据本发明第二实施例的投影系统。如该图所示，采用LCD元件40a作为显示元件，而第一实施例则采用DMD元件作为显示元件。
LCD元件40a是一种应用了液晶的特性的装置，液晶以类似于液体的状态存在，并在某一温度下以类似于固体的状态存在。如果在这一温度下向液晶分子施加电荷，纳米液晶分子将根据电场的方向重新排列。因此，基于极化理论驱动LCD元件40a，照明器30发射的光由其穿过并传输至投影透镜50。此外，可以在LCD元件40a和照明器30之间设置全反射镜45。
凭借上述构造，根据第二实施例的投影系统按照下述说明工作。
如第一实施例所述，屏板驱动器29驱动PDP 10，使其朝向照明器30发射红色、绿色或蓝色光或者其中至少两种颜色光的组合。之后，照明器30将PDP 10发射的光转换为均匀平行光并在聚焦之后将其传输至全反射镜45。之后，通过全反射镜45将所述光反射至LCD元件40a，LCD元件将反射光可视化为图像。之后，将图像传输至投影仪50，投影仪50将图像以放大比例投射至屏幕。
这里，根据第二实施例的投影系统采用PDP 10作为光源，并相应简化了其结构，防止了噪声的产生，这与第一实施例相同。
第三实施例
图5示出了根据本发明第三实施例的投影系统。如该图所示，采用LCOS(硅上液晶)元件40b作为显示元件，而第一实施例则采用DMD元件作为显示元件。
与可穿透型LCD元件40a不同，LCOS元件40b为反射型元件，其为将液晶单元涂覆到半导体基板上的微小型显示元件。在LCOS元件40b和照明器30之间设置偏振光分束器46，从而将所述光划分为S偏振光和P偏振光，其中，偏振光分束器46向LCOS元件40b提供S偏振光。
凭借上述构造，根据第三实施例的投影系统按照下述说明工作。
如第一实施例所述，屏板驱动器29驱动PDP 10，使其朝向照明器30发射红色、绿色或蓝色光或者其中至少两种颜色光的组合。之后，照明器30将PDP 10发射的光转换为均匀平行光并在聚焦之后将其传输至偏振光分束器46。所述偏振光被传输至LCOS元件40b，并将其可视化为图像。之后，将图像传输至投影仪50，投影仪50将其以放大比例投射至屏幕60。
这里，根据第三实施例的投影系统采用PDP 10作为光源，并相应简化了其结构，防止了噪声的产生，这与第一实施例相同。
根据本发明的上述实施例的投影系统采用PDP 10作为光源，并且是正面投影型系统。因此，将所述投影系统设置于屏幕的前方，并从前方投射图像。但是，所述系统可以是设置于屏幕后面并从后面投射图像的背面投影型投影系统。
虽然已经展示和描述了本发明的示范性实施例，本领域的技术人员将要理解的是，可以在这些实施例中做出变化，而不背离本发明总构思的原理和精神，本发明的范围在权利要求及其等价要件中加以界定。

Claims (11)

1.一种投影系统，包括：
发射光的等离子体屏板；
驱动所述等离子体屏板的屏板驱动器；
将所述等离子体屏板发射的光转化为均匀平行光并对所述光聚焦的照明器；
利用所述照明器提供的光使图像可视化的显示元件；以及
将通过所述显示元件可视化了的图像以放大比例投射到屏幕上的投影仪。
2.根据权利要求1所述的投影系统，其中，所述等离子体屏板发射红色、绿色或蓝色光或者其中至少两者的组合。
3.根据权利要求1所述的投影系统，其中，所述等离子体屏板包括：为其设置了第一电极的前基板；为其设置了第二电极的对应于所述前基板的后基板；多个涂覆了荧光物质的隔离壁，其将所述前基板和所述后基板分隔开，并由此形成了多个用于接收放电气体的放电空间。
4.根据权利要求3所述的投影系统，其中，所述后基板包括设置于其后表面的反射器，用于将由所述放电空间发射的光反射至所述前基板。
5.根据权利要求4所述的投影系统，其中，对应于所述多个放电空间多重设置所述反射器。
6.根据权利要求2所述的投影系统，其中，所述等离子体屏板包括：为其设置了第一电极的前基板；为其设置了第二电极的对应于所述前基板的后基板；多个涂覆了荧光物质的隔离壁，其将所述前基板和所述后基板分隔开，并由此形成了多个用于接收放电气体的放电空间。
7.根据权利要求6所述的投影系统，其中，所述后基板包括设置于其后表面的反射器，用于将由所述放电空间发射的光反射至所述前基板。
8.根据权利要求7所述的投影系统，其中，对应于所述多个放电空间多重设置所述反射器。
9.根据权利要求1所述的投影系统，其中，所述显示元件包括DMD(数字微型反射镜装置)元件。
10.根据权利要求1所述的投影系统，其中，所述显示元件包括LCOS(硅上液晶)元件。
11.根据权利要求1所述的投影系统，所述显示元件包括LCD(液晶显示器)元件。
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