CN1209657C - 用于回收关闭状态光的图像显示装置及其方法 - Google Patents
用于回收关闭状态光的图像显示装置及其方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1209657C CN1209657C CN 02118810 CN02118810A CN1209657C CN 1209657 C CN1209657 C CN 1209657C CN 02118810 CN02118810 CN 02118810 CN 02118810 A CN02118810 A CN 02118810A CN 1209657 C CN1209657 C CN 1209657C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- display device
- image display
- path
- optical modulation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
Abstract
本发明提供一种图像显示装置及其方法。本发明的图像显示装置包含一空间光调制组件、一反射组件、以及一集光组件。空间光调制组件响应一光线,选择性地沿着第一路径调制该光线,以形成第一路径光线。反射组件用于反射第一路径光线,以形成反射光线。集光组件用于收集并反射该反射光线,以形成一回收光线。其中空间光调制组件沿着第二路径调制回收光线,以在显示屏形成图像。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高亮度的图像显示装置及其提高亮度的方法,特别是涉及一种图像显示装置及方法,此方法通过将关闭状态光回收利用而提高亮度。
背景技术
随着工商活动、互动教学的发展,投影机已逐渐成为各类型活动不可或缺的图像显示装置。而图像显示技术也由较早期的液晶显示(LCD),发展到数字化光处理(digital light processing,DLP)。
数字化光处理技术(DLP)是采用反射光原理,其关键就在于空间光调制元件(spatial light modulator,SLM),或在于如一般公知的数字微反射镜元件(digital micromirror device,DMD)。数字微反射镜元件包含许多矩阵式排列的微反射镜,并通过控制其倾斜角度,每一微反射镜可以形成两种状态,例如,开状态(ON state)和闭状态(OFF state)。参考图1,图1是现有技术的方块示意图。当光源10所产生的光通过集光元件20、滤光片30,而投射到数字微反射镜元件40上时,控制元件70依据图像信号是明或暗,进而决定对应微反射镜的状态。如果是明,则对应的微反射镜将会处于开状态,而将光反射到显示屏50上以形成图像。如果是暗,则对应的微反射镜将会处于闭状态,而将光反射到其它地方,进而被吸收元件60吸收或转化为热。
亮度、分辨率、重量、灯泡寿命等指标决定投影机的品质。投影机的亮度是指投影机输出到屏幕上的光强度,其进一步决定了投影机在明亮的环境下是否能有效的呈现图像。如果投影机的亮度足够高,则在投影时不需关灯就能得到很好的投影图像。
灯泡是与投影机的亮度有绝对关系的零件。一般地,灯泡的瓦数越高,投影机的亮度就越高。然而,若要提高投影机的亮度,而仅加大灯泡的瓦数,并不能提高投影机的整体品质。因为灯泡的瓦数越高,就会产生更多的热量,投影机就需要更大的散热机构,例如,加大风扇。当散热风扇被加大时,所产生的噪音也就相应地加大。而投影机的体积也必须同时加大。因而,由提高灯泡的瓦数来提高投影机的亮度必须在其它方面作出牺牲。
因此要提供一种可有效提高亮度又不会增加热量的图像显示装置。
发明内容
鉴于上述背景技术中的描述,本发明的一个目的是提供一种回收关闭状态光的图像显示装置。当空间光调制元件为闭状态时,本发明利用一反射元件将调制后的闭状态光反射,并且再利用集光元件加以收集。当空间光调制元件为开状态时,可再利用该被回收的闭状态光,使其呈像于显示屏上而增加呈像亮度。
在第一实施例中,本发明提供了一种图像显示装置,其包含光源,用于提供光线;集光元件,具有第一端及第二端,该光线经由所述第一端进入并从所述第二端射出;空间光调制元件,其沿着第一路径选择性地调制从所述第二端射出的光线,以形成第一路径光线;以及反射元件,用于反射所述第一路径光线,以形成反射光线,该反射光线在相反方向上沿原路径经过所述空间光调制元件,由所述第二端进入所述集光元件;其中,所述集光元件收集并在所述第一端反射所述反射光线而从所述第二端射出,以形成一回收光线,使得所述空间光调制元件沿着第二路径调制该回收光线,以在显示屏形成图像。
在第二实施例中,本发明提供了一种图像显示装置,其包含一光源、一集光元件、一空间光调制元件以及一反射元件。光源用于提供光线。集光元件具有第一端及第二端,且光线经由第一端进入而从第二端射出。空间光调制元件选择性地沿着第一路径调制从第二端射出的光线,以形成第一路径光线。反射元件用于反射第一路径光线,以形成反射光线,且反射光线在相反方向上沿着原路径通过空间光调制元件,并由第二端进入集光元件。其中集光元件收集并反射该反射光线,以形成回收光线,进而使得空间光调制元件沿着第二路径调制回收光线,以在显示屏上形成图像。
本发明同时也提供一种回收关闭状态光的显示图像的方法。本发明方法的步骤包含(1)提供一光线;(2)利用一空间光调制元件,将光线选择性地调制到第一路径上,以形成第一路径光线;(3)反射第一路径光线,以形成回收光线;以及(4)利用此空间光调制元件,沿着第二路径调制回收光线,以在显示屏上形成图像。
附图说明
图1示出现有技术的图像显示装置示意方块图;
图2示出本发明第一实施例的图像显示装置;
图3a示出本发明第二实施例的图像显示装置,并揭示了当空间光调制元件为闭状态时,光通过的路线;
图3b示出本发明第二实施例的图像显示装置,并揭示了反射光线的传播路径;
图3c示出第二实施例的图像显示装置,并揭示了当空间光调制元件为开状态时,回收光线的传播路径;
图3d示出第二实施例的图像显示装置的集光元件的放大图;
图4示出本发明的图像显示装置的功能方块图;
图5示出本发明显示图像的方法的流程图。
具体实施方式
参考图2,在第一实施例中,本发明提供了一种图像显示装置200,其包含一空间光调制元件(spatial light modulator)210、一反射元件220、以及一集光元件(integrator rod)230。空间光调制元件210为数字微反射镜元件(digital micromirror device,DMD),其通过调整反射面的角度,可形成两种状态,如开和闭状态(ON and OFF states),以选择性地将入射光调制到两种不同的路径上。当空间光调制元件210为闭状态时,空间光调制元件210将沿第一路径A反射入射光201,形成第一路径光线203。
反射元件220用于反射第一路径光线203,以形成反射光线205。反射元件220为一平面反射镜。但是依据照明的不同,反射元件220也可改为使用球面镜或非球面镜。
集光元件230用于收集并反射该反射光线205,以形成一回收光线207。本实施例的集光元件230为具有第一端232和第二端234的光导管,而光导管230的第一端232进一步包括设置有入射孔的反射面2321。除此之外,光导管230的内部为一反射表面。反射光线205由光导管230的第二端234进入,由内部的反射表面不断反射到达第一端232。再由第一端232的反射面2321反射,经内部反射表面的不断反射到达第二端234,且由第二端234射出,以形成回收光线207。其中反射光线205也可经空间光调制元件210调制集光元件集光元件。因此,当空间光调制元件210为开状态时,回收光线207经空间光调制元件210的调制,沿着第二路径B,以在显示屏240上形成图像。
参考图3a,在第二实施例中,本发明提供了一种图像显示装置300,其包含一光源10、一空间光调制元件310、一反射元件320、以及一集光元件330。同时,图像显示装置300在光线的传播路径中,还包含多种光学元件,如滤光片340、聚焦元件350、反射镜355、全反射镜(total internalreflector)360、以及光学透镜370。
本实施例的集光元件330为具有第一端332和第二端334的光导管,且光导管330的第一端332具有一孔隙3321和一反射面3322,如图3d所示。并且光导管330的内部为一反射表面,当光在光导管内传播时,通过不断的反射,可从光导管的一端到达另一端。光源10用于提供一光线301,光线经由第一端332的孔隙3321进入光导管330,由第二端334从光导管330射出。通常,在一般的彩色图像成像***中,滤光片(filter)340设置在光导管330的第二端334出口处,用于过滤由第二端334射出的光线301。光线301经滤光片340过滤成红、绿、蓝三原色之一,再经由聚焦元件350的聚焦、反射镜355及全反射镜360的反射到达空间光调制元件310。
空间光调制元件310为如第一实施例的数字微反射镜元件,其通过利用调整反射面的角度,可形成两种状态,如开和闭状态(ON and OFF states),以选择性地将入射光调制到两种不同的路径。当空间光调制元件310为闭状态(OFF state)时,空间光调制元件310调制第二端334射出的光线301,使之沿着第一路径A,以形成第一路径光线303,如图3a所示。
参考图3b,第二实施例的反射元件320为一球面镜,其设置于第一路径上,用于反射第一路径光线303,以形成反射光线305。但是根据不同的照明,反射元件320也可改为使用平面镜或非球面镜。因为数字微反射镜元件开/闭状态的改变速度远不及光传播速度。因此,调整反射元件320的反射角度可使反射光线305在相反方向上沿着原路径(即反向第一路径),经空间光调制元件310、全反射镜360、反射镜355、聚焦元件350、及滤光片340,由第二端334进入集光元件330。反射光线305由集光元件330的第二端334进入,由内部的反射表面不断反射而到达第一端332。
参考图3c,集光元件330进而收集并反射此反射光线305,其中第一端332的反射面3322反射此反射光线305,并经内部反射表面的不断反射而到达第二端334,并从第二端334射出,以形成回收光线307。因此,当空间光调制元件310为开状态时,回收光线307经滤光片340、聚焦元件350、反射镜355、及全反射镜360到达空间光调制元件310。开状态的空间光调制元件310调制回收光线307,使之沿着第二路径B,以在显示屏380上形成图像。
图4是本发明的图像显示装置的示例性方块图,用于阐述本发明与图1的现有技术的不同。当光源10所产生的光经由集光元件430、滤光片440,投射到空间光调制元件410上时,控制元件480依据图像信号是明或暗,进而决定空间光调制元件410中对应的微反射镜的状态。当空间光调制元件410中对应的微反射镜为闭状态时,利用一反射元件420将调制后的闭状态光反射,通过反向路径405,再利用集光元件430加以收集。而空间光调制元件410中对应为开状态的微反射镜,可再利用如此被回收的闭状态光,使其呈像于显示屏470上,以增加呈像亮度。
本发明同时也提供了一种回收关闭状态光以显示图像的方法。如图5流程图500所示,本发明方法的步骤510、520、530、及540分别为步骤510:提供一光线;步骤520:利用一空间光调制元件,选择性地将光线调制到第一路径上,以形成第一路径光线;步骤530:反射第一路径光线,以形成回收光线:以及步骤540:利用空间光调制元件,沿着第二路径调制回收光线,以在显示屏上形成图像。
在选择性地调制光线步骤之前,本发明方法还包含过滤光线的步骤,以形成一过滤光线。然后聚焦此过滤光线,以形成一聚焦光线。再经过反射此聚焦光线的步骤,使其到达空间光调制元件,以进行调制步骤。当空间光调制元件为开状态时,还包含聚焦通过第二路径的光线,以在显示屏上形成图像。
本发明的优点不仅在于回收关闭状态光而提高亮度,更在于可以降低闭状态光在现有技术中所转化的热量。必须注意,在实际应用本发明图像显示装置200或300或图像显示方法500过程中,不论是静态成像或动态成像,通过调整空间光调制元件的灰阶设定,可以达到使成像效果最佳的目的。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并非用于限定本发明的申请保护范围;凡其它在未背离本发明所揭示的精神下完成的等效改变或修饰,均应包含在本发明的范围之内。
Claims (7)
1.一种图像显示装置,包含:
光源,用于提供光线;
集光元件,具有第一端及第二端,该光线经由所述第一端进入并从所述第二端射出;
空间光调制元件,其沿着第一路径选择性地调制从所述第二端射出的光线,以形成第一路径光线;以及
反射元件,用于反射所述第一路径光线,以形成反射光线,该反射光线在相反方向上沿原路径经过所述空间光调制元件,由所述第二端进入所述集光元件;
其中,所述集光元件收集并在所述第一端反射所述反射光线而从所述第二端射出,以形成一回收光线,使得所述空间光调制元件沿着第二路径调制该回收光线,以在显示屏形成图像。
2.如权利要求1所述的图像显示装置,其特征在于,所述集光元件的第一端具有一孔隙及一反射面,该孔隙用于使所述光线进入,而所述反射面用于反射所述反射光线,以形成所述回收光线。
3.如权利要求1所述的图像显示装置,其特征在于,所述集光元件为一光导管。
4.如权利要求1所述的图像显示装置,还包含一滤光片,其设置于所述集光元件的第二端出口处,用于过滤由所述第二端射出的光线。
5.如权利要求1所述的图像显示装置,还包含一聚焦元件,用于聚焦由所述第二端射出的光线。
6.如权利要求1所述的图像显示装置,还包含一全反射镜,该光线于该空间光调制元件调制前,先经过所述全反射镜。
7.如权利要求1所述的图像显示装置,还包含一光学透镜,经过第二路径传播的光线通过该光学透镜,以在显示屏上形成图像。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 02118810 CN1209657C (zh) | 2002-04-28 | 2002-04-28 | 用于回收关闭状态光的图像显示装置及其方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 02118810 CN1209657C (zh) | 2002-04-28 | 2002-04-28 | 用于回收关闭状态光的图像显示装置及其方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1453604A CN1453604A (zh) | 2003-11-05 |
CN1209657C true CN1209657C (zh) | 2005-07-06 |
Family
ID=29257445
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 02118810 Expired - Fee Related CN1209657C (zh) | 2002-04-28 | 2002-04-28 | 用于回收关闭状态光的图像显示装置及其方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1209657C (zh) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103217863B (zh) * | 2013-04-11 | 2015-10-21 | 雷欧尼斯(北京)信息技术有限公司 | 一种基于偏振光回收的偏振3d*** |
US10036938B2 (en) | 2014-06-27 | 2018-07-31 | Dolby Laboratories Licensing Corporation | Light recycling for projectors with high dynamic range |
CN107765495B (zh) * | 2016-08-18 | 2019-10-25 | 深圳光峰科技股份有限公司 | 一种显示*** |
CN108345160B (zh) * | 2017-01-22 | 2020-11-17 | 深圳光峰科技股份有限公司 | 一种投影显示*** |
CN109388004B (zh) * | 2017-08-04 | 2024-05-28 | 深圳光峰科技股份有限公司 | 投影*** |
CN112711163A (zh) * | 2019-10-25 | 2021-04-27 | 台达电子工业股份有限公司 | 投影装置 |
CN111367135A (zh) * | 2020-04-15 | 2020-07-03 | 陕西极视光电科技有限公司 | 一种dlp投影仪光源循环回收*** |
CN114153114A (zh) * | 2020-09-08 | 2022-03-08 | 青岛海信激光显示股份有限公司 | 激光投影设备及其控制方法 |
-
2002
- 2002-04-28 CN CN 02118810 patent/CN1209657C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1453604A (zh) | 2003-11-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3804970B2 (ja) | 像投映装置 | |
US6857751B2 (en) | Adaptive illumination modulator | |
US7396130B2 (en) | Optical system, image projection apparatus and method thereof | |
CN1209657C (zh) | 用于回收关闭状态光的图像显示装置及其方法 | |
US6908197B2 (en) | Prism with angular filter | |
CN100388119C (zh) | 照明光学***及投射型显示装置 | |
TWM252024U (en) | Image display apparatus | |
US7611247B2 (en) | Illumination aperture for projection display | |
TWI224206B (en) | Image display apparatus and method for recapturing off-state light | |
JPH08129138A (ja) | 投写型画像表示装置 | |
CN1667494A (zh) | 图像显示装置 | |
US7184224B2 (en) | Projection optical system | |
TW503341B (en) | Method and system to improve asymmetric projection | |
EP0729279B1 (fr) | Système de projection couleur monovalve | |
KR200315584Y1 (ko) | 투사장치의 광학계 | |
JP3278084B2 (ja) | 表示装置及びそれを用いた投射装置 | |
CN208752385U (zh) | 投影装置及其光源模块 | |
JPH06265842A (ja) | 投写形液晶表示装置 | |
Dewey | Projection systems for light valves | |
JP2010048913A (ja) | 投写型表示装置 | |
CN110764356A (zh) | 一种增强动态对比度的dlp投影***及方法 | |
JP3326373B2 (ja) | 投写装置 | |
KR100230008B1 (ko) | 디포머블 미러 디바이스 프로젝터 및 이를 이용한 투사 방법 | |
CN200969018Y (zh) | 反射式液晶面板投影光机*** | |
CN208506468U (zh) | 光机模块及投影装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20050706 |