專利名稱：投影系統和減小投影系統中的光學噪聲的方法
技術領域：
本發明涉及一種投影系統。更具體地講，本發明涉及一種使用衍射裝置(diffraction device)的投影系統以及用于減小光學噪聲的方法。
背景技術：
通常，投影系統將顯示裝置產生的圖像投影到屏幕上以提供大的圖像。這種投影系統包括光學單元，具有發射光的光源；照明器，聚集光源發出的光；顯示裝置，使用照明器供應的光來產生圖像；投影透鏡，將光從顯示裝置投影到屏幕上，從而在屏幕上顯示圖像。
二維空間光調制器使用數字微鏡裝置(DMD)或者液晶顯示器(LCD)。衍射裝置被用作空間光調制器，其將圖像實現城一維的或者線光束。這里，衍射裝置被內置在光柵光閥(GLV)、空間光調制器(SOM)或者柵電機系統(GEMS)。從光源發射出的光通過鏡子被衍射裝置衍射然后傳播到投影透鏡上。
傳統的投影系統包括用于紅、綠、藍(RGB)光源的每一種的鏡子，從而增大了系統的尺寸。另外，需要更多的時間來布置和調節光學裝置，并且增大了故障率。
衍射裝置包括蓋玻璃，用于防止被氧化或者與外部物質接觸。但是，蓋玻璃反射光，從而降低圖像的對比度。當光沿著與衍射裝置衍射的方向不同的方向被衍射時，光學噪聲以屏幕上的斑點的形式被觀察到。
因此，需要外形小的改善的投影系統以及用于減小投影系統中的光學噪聲的方法。
發明內容
本發明示例性實施例的一方面是解決至少上述問題和/或缺點并且提供至少以下優點。因此，本發明示例性實施例的一方面是提供一種減小光學噪聲的小型投影系統。
本發明示例性實施例的其它的方面和/或優點一部分將在以下描述中被闡述，一部分將通過以下描述變得清楚，或者可通過實施本發明學習到。
本發明示例性實施例的上述和/或其它方面也可通過提供一種投影系統來實現，所述投影系統包括光源單元；照明器，用于聚集從光源單元供應的光；衍射裝置，用于從照明器接收光并且產生圖像；投影透鏡，用于投影通過衍射裝置產生的圖像；屏幕，用于顯示投影的圖像。照明器包括光合成單元和偏振分光器，光合成單元用于合成從光源單元供應的光，偏振分光器用于反射合成的光的至少一種偏振光并且透射與反射的光垂直的其余的偏振光，衍射裝置包括衍射陣列和設置在偏振分光器與衍射裝置之間的相差狹縫。
根據本發明示例性實施例的另一方面，光源單元包括供應不同顏色的光的多個光源。
根據本發明示例性實施例的另一方面，相差狹縫包括透射區域，與衍射陣列對應；相移區域，設置為與透射區域的兩側都相鄰，并且將光的相位改變λ/2。
根據本發明示例性實施例的另一方面，所述光的偏振狀態被相移區域改變。
根據本發明示例性實施例的另一方面，相差狹縫與偏振分光器結合。
根據本發明示例性實施例的另一方面，所述投影系統還包括掃描單元，所述掃描單元用于掃描被衍射裝置衍射的光并且將掃描的光提供給投影透鏡。
本發明示例性實施例的上述和/或其它方面也可通過提供一種用于減小投影系統中的光學噪聲的方法來實現，所述方法包括以下步驟聚集從光源單元供應的光；合成從光源單元供應的光；反射合成光的至少一種偏振光并且透射與反射的光垂直的剩余的偏振光；掃描被衍射裝置衍射的光并且將掃描的光提供到投影透鏡；投影被衍射裝置識別的圖像；顯示投影的圖像。
本發明示例性實施例的上述和/或其它方面還可通過提供一種用于減小投影系統中的光學噪聲的裝置來實現，所述裝置包括用于聚集從光源單元供應的光的裝置；用于合成從光源單元供應的光的裝置；用于反射合成的光的至少一種偏振光并且透射與反射的光垂直的剩余的偏振光的裝置；用于衍射透射的光的裝置；用于掃描衍射的光并且將掃描的光提供到投影透鏡的裝置；用于投影被衍射裝置識別的圖像的裝置；用于顯示投影的圖像的裝置。
通過下面結合附圖進行的描述，本發明特定示例性實施例的上述和其它目的、特點和優點將會變得清楚，其中圖1是根據本發明示例性實施例的投影系統的示意圖；圖2顯示了根據本發明示例性實施例的衍射裝置；圖3顯示了根據本發明示例性實施例的相差狹縫。
在整個附圖中，相同的標號應該被理解為指代相同的元件、特征和結構。
具體實施例方式
在說明書中定義的內容，例如詳細的結構和元件用于幫助全面理解本發明的示例性實施例。因此，本領域普通技術人員應該理解，在不脫離本發明的范圍和精神的情況下，可以對在此描述的實施例進行各種改變和修改。另外，為了簡明和清楚起見，省略對公知的功能和結構的描述。
以下，將參照圖1和圖2描述根據本發明示例性實施例的投影系統。圖1是根據本發明示例性實施例的投影系統的示意圖。圖2表示根據本發明示例性實施例的具有相差狹縫(phase difference slit)的衍射裝置。
如圖所示，根據本發明示例性實施例的投影系統包括光源單元、用于聚集光源單元供應的光的照明器、衍射裝置30、掃描單元40和投影透鏡50。光源單元包括多個光源11、13和15。照明器包括光合成單元21和偏振分光器23。投影系統還包括第一光聚集透鏡25，與掃描單元40的入射表面相鄰，以聚集衍射的光；第二光聚集透鏡27，聚集掃描的光以將光引導至投影透鏡50；屏幕(未示出)，顯示由投影透鏡50投影的光。
光源11、13和15提供不同顏色的光。例如，光源11、13和15使用高度均勻和光效率高的激光器。例如，與所提供的小型的投影系統一樣，用作光源11、13和15的激光器最好較小。
根據本發明示例性實施例的光源11、13和15提供紅光、綠光和藍光，但是不限于此。另一種方式是，根據顯示裝置的類型或者輸入的視頻信號，光源11、13和15可提供的青色光、品紅色光或者黃光而不是紅光、綠光和藍光。
光合成單元21將從多個光源11、13和15發射出的光混合。光合成單元21可包括立方體型的二向棱鏡或者二向性濾光器。由于根據本發明示例性實施例的投影系統包括光合成單元21，所以也可以不包括通常被設置在傳統投影系統中的鏡子和棱鏡。即，傳統的投影系統包括鏡子或透鏡，用于將從各個光源發出的光引導至每個衍射裝置；棱鏡組，用于混合衍射的紅光、綠光和藍光。而在本示例性實施例中，從多個光源11、13和15發射出的光通過光合成單元21被傳播到單一的衍射裝置30上，從而有利于更小的投影系統。
偏振分光器23反射具有預定光軸的一種偏振光并且透射具有與被反射的光垂直的光軸的另一種偏振光。即，偏振分光器23透射垂直線偏振光(以下，稱做P偏振光)并且反射水平垂直線偏振光(以下，稱做S偏振光)。
根據本發明的示例性實施例，當偏振分光器23接收到非偏振光時，所述光首先被線偏振然后被分光。為了將光分成偏振光，偏振分光器23包括多個偏振光束分光器棱鏡，所述偏振分束器棱鏡具有相對于入射表面和發射表面均傾斜的偏振分光表面。入射光通過偏振分束器棱鏡的傾斜的偏振分光表面被分成P偏振光和S偏振光。這里，P偏振光被直接發射出而S偏振光被部分地設置在偏振分光器23上的半波片(未示出)轉化成P偏振光然后被發射出。入射光通過偏振分光器23變成單一線偏振光被發射出，即，作為P偏振光被發射出。偏振分光器23可包括柵式偏振器(wire grid polarizer)。
如圖2所示，衍射裝置30包括條紋狀的衍射陣列31和形成在衍射陣列31上的相差狹縫33。根據本發明示例性實施例的相差狹縫33與衍射陣列31一體地設置在殼體中。例如，相差狹縫33可設置成殼體的一部分。
衍射陣列31可包括光柵光閥(GLV)、空間光調制器(SOM)或者柵電機系統(GEMS)。衍射陣列31根據外源供應的電子圖像信號調制光的衍射效率。
相差狹縫33包括與衍射陣列31對應的透射區域33b以及設置為與透射區域33b的兩側相鄰的相移區域33a。
入射的P偏振光“I”沿著與條紋狀的衍射陣列31的縱向垂直的方向被衍射。被衍射的光“II”在穿過相移區域33a的同時相對于入射方向在相位上改變λ/2，從而將偏振狀態從P偏振光改變為S偏振光。S偏振光入射到掃描單元40上從而被供應到屏幕上。
未被相差狹縫33衍射而被相差狹縫33反射或者沿著與衍射陣列31的縱向平行的方向被衍射的光“III”經過透射區域33b，從而保持其原始的偏振狀態，即，保持P偏振光并被傳播到偏振分光器23。
因此，具有在投影系統中所需的偏振狀態的光入射到掃描單元40上。P偏振光被衍射成S偏振光，或者被反射的P偏振光返回到偏振分光器23。
掃描單元40向左和向右掃描通過衍射裝置30作為線型光入射的光，以將光供應到投影透鏡50。根據本發明示例性實施例的衍射裝置30包括線性空間光調制器，其需要掃描光線以在二維屏幕上顯示圖像的光學裝置。
掃描單元40可包括檢電鏡，但并不限于此。另外，掃描單元40可以被不同地設置，只要其向左和向右掃描線性圖像并且識別二維圖像即可。
第一光聚集透鏡25和第二光聚集透鏡27聚集入射光，以提高光的效率并且將光引導到期望的地方。光聚集透鏡25和27可包括凸透鏡、物鏡或者目鏡，但并不限于此。光聚集透鏡25和27還包括準直儀，用于校直入射光使其變成各光學裝置之間的平行光。
投影透鏡50可包括多個透鏡，以將被衍射裝置30識別的圖像投影到屏幕上。投影透鏡50包括圓形或非圓形的各種透鏡，并且包括具有不同的焦距和半徑的透鏡，以校正色差和像差。
圖3顯示了根據本發明示例性實施例的相差狹縫。相差狹縫34具有單獨的片形，而不是與衍射裝置30形成為一體。
根據本發明示例性實施例的相差狹縫34包括與衍射陣列對應的透射區域34b和設置為相鄰于透射區域34b的兩側的相移區域34a。從衍射陣列入射的P偏振光在相移區域34a中相位改變λ/2，從而將偏振狀態改變為S偏振光。經過透射區域34b的光保持P偏振光并且傳播到偏振分光器。
相差狹縫34可以獨立地設置在衍射裝置和偏振分光器之間，或者附于偏振分光器上。入射到衍射裝置的光線和衍射光之間的角度為3°-5°，非常小。因此，應該穿過相移區域34a的光可能被供應到透射區域34b，從而不必要地產生噪聲。相差狹縫34可以設置在與偏振分光器相鄰的位置上，或者最好設置在偏振分光器的表面上，以防止所述光學噪聲并提高光的效率。
根據本發明示例性實施例的投影系統通過單一的光合成單元21將來自多個光源11、13和15的光混合，并且掃描通過相差狹縫33和34被選擇性地偏振的衍射的光，從而識別圖像。根據這種結構，減小了光學噪聲并且實現了小型投影系統。
如上所述，本發明的示例性實施例提供了一種減小光學噪聲的小型投影系統。
雖然已經參照本發明的特定示例性實施例顯示并描述了本發明，但是本領域技術人員應該理解，在不脫離由權利要求及其等同物限定的本發明的精神和范圍的情況下，可以對本發明做出形式上和細節上的各種改變。
權利要求
1.一種投影系統，包括光源單元；照明器，用于聚集從光源單元供應的光；衍射裝置，用于從照明器接收光并且識別圖像；投影透鏡，用于投影通過衍射裝置識別的圖像；屏幕，用于顯示投影的圖像，其中，照明器包括光合成單元和偏振分光器，光合成單元用于合成從光源單元供應的光，偏振分光器用于反射合成的光的至少一種偏振光并且透射與反射的光垂直的其余的偏振光，衍射裝置包括衍射陣列和設置在偏振分光器與衍射裝置之間的相差狹縫。
2.如權利要求1所述的投影系統，其中，光源單元包括供應不同顏色的光的多個光源。
3.如權利要求1所述的投影系統，其中，相差狹縫包括透射區域，與衍射陣列對應；相移區域，設置為與透射區域的兩側都相鄰，并且將光的相位改變λ/2。
4.如權利要求3所述的投影系統，其中，所述光包括被相移區域改變的偏振狀態。
5.如權利要求1所述的投影系統，其中，相差狹縫與偏振分光器結合。
6.如權利要求1所述的投影系統，還包括掃描單元，用于掃描被衍射裝置衍射的光并且將掃描的光提供給投影透鏡。
7.一種用于減小投影系統中的光學噪聲的方法，所述方法包括以下步驟聚集從光源單元供應的光；合成從光源單元供應的光；反射合成光的至少一種偏振光并且透射與反射的光垂直的剩余的偏振光；掃描被衍射裝置衍射的光并且將掃描的光提供到投影透鏡；投影被衍射裝置識別的圖像；顯示投影的圖像。
8.一種用于減小投影系統中的光學噪聲的裝置，包括用于聚集從光源單元供應的光的裝置；用于合成從光源單元供應的光的裝置；用于反射合成的光的至少一種偏振光并且透射與反射的光垂直的剩余的偏振光的裝置；用于衍射透射的光的裝置；用于掃描衍射的光并且將掃描的光提供到投影透鏡的裝置；用于投影被衍射裝置識別的圖像的裝置；用于顯示投影的圖像的裝置。
全文摘要
提供了一種投影系統以及用于減小該投影系統中的噪聲的方法，所述投影系統包括光源單元；照明器，用于聚集從光源單元供應的光；衍射裝置，用于從照明器接收光并且識別圖像；投影透鏡，用于投影通過衍射裝置識別的圖像；屏幕，用于顯示投影的圖像。光源單元包括供應不同顏色的光的多個光源，照明器包括光合成單元和偏振分光器，光合成單元用于合成從光源單元供應的光，偏振分光器用于反射合成的光的至少一種偏振光并且透射與反射的光垂直的另一種偏振光，相差狹縫設置在偏振分光器與衍射裝置之間。因此，提供了減小光學噪聲的小型光學系統。
文檔編號G02B27/28GK1979332SQ200610164540
公開日2007年6月13日 申請日期2006年12月5日 優先權日2005年12月6日
發明者黃主性 申請人:三星電子株式會社