光束宽度控制器及采用同一装置的图象投影仪制造方法及图纸

公开一种光束宽度控制器，包括：一个折射率为ｎ２的光束宽度控制镜，该镜具有与台面成一预定角α１的第一表面，还具有与台面成另一预定角α２的第二表面，并且具有一个反射层，用于对经过折射率为小于ｎ２的ｎ１的介质入射到第一表面上的光束进行反射。还公开一种利用这种光束宽度控制器的图象投影仪，包括：一个光源，具有上述光束宽度控制器的光束宽度控制装置，图象显示装置，一个投影透镜，以及一个屏幕。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光束宽度控制器和一种采用同一装置的图象投影仪，更具体地涉及这样一种光束宽度控制器和采用同一装置的图象投影仪，其中即使目标位置的垂直尺寸和水平尺寸不同，也能保证光束有效的照明。一般地，常规光束宽度控制器通过耦合或组合棱镜或透镜来减小光束的宽度。附图说明图1示出一种以棱镜耦合方式控制光束宽度的方法。如图所示，当入射角为i宽度为h的光束入射到角为a折射率为n的第一棱镜p1时，光束被棱镜p1折射和弯曲。弯曲后的光束再以入射角i入射到角为a折射率为n的第二棱镜p2。入射光再次由第二棱镜p2折射并转换为具有宽度h’。同时，图2示出一种根据Kepler方法通过组合透镜来控制光束宽度的方法。如图中所示，当宽度为h的光束入射到第一透镜L1时，光束由第一透镜L1折射并传向焦点F。当将焦点处于与第一透镜L1的焦点相同位置的第二透镜L2与第一透镜平行放置时，折射光被转换为具有宽度h’。然而，以这种方法减小光束宽度的常规光束宽度控制器使用大量部件。因此，它们的位置精度变得很重要，使其结构复杂。即使这种结构是可能的，也增加了其生产成本。在以Kepler方式组合透镜的情形下，必须保证第一透镜L1和第二透镜L2之间的预定距离。如果用它们构成整个系统，则装置尺寸变得较大或者降低了光束利用效率。因此，本专利技术的第一目的是提供一种简化部件并且便于减小光束宽度的光束宽度控制器。本专利技术的第二目的是提供一种采用这样一种光束宽度控制器的图象投影仪。为了完成第一目的，提供一种光束宽度控制器，包括一个折射率为n2的光束宽度控制镜，该镜具有第一表面和第二表面，第一表面与台面成一预定角a1，第二表面与台面成另一预定角a2，并且具有一个反射层，用于对经过折射率为小于n2的n1的介质入射到第一表面上的光束进行反射。为了完成第二目的，提供一种利用一种光束宽度控制器的图象投影仪，包括一个光源；光束宽度控制装置，具有一个折射率为n2的光束宽度控制镜，该镜具有第一表面和第二表面，第一表面与台面成预定角a1，第二表面与台面成另一预定角a2，并且具有一个反射层，用于对经过折射率为小n2的n1的介质入射到到第一表面的光束进行反射；图象显示装置，用于利用受光束宽度控制装置控制的光束宽度显示一个图象；一个投影透镜，用于对在图象显示装置中所形成的图象进行放大；以及一个屏幕，用于对投影透镜所聚焦的图象进行投影。图1是显示以耦合棱镜方法用常规光束宽度控制器对光束宽度进行控制的原理的截面图；图2是显示以耦合透镜方法用常规光束宽度控制器对光束宽度进行控制的原理的截面图；图3是显示根据本专利技术第一实施方式的光束宽度控制器以及由光折射原理传播的光束入射路径的截面图；图4是显示经过本专利技术的光束宽度控制器传播和入射的光束的宽度变化的截面图；以及图5是根据本专利技术第二实施方式的图象投影仪的截面图，其中采用了第一实施方式的光束宽度控制器。下面，参照附图描述本专利技术的最佳实施方式。参照图3和图4，本专利技术的光束宽度控制器由一个折射率为n2的光束宽度控制镜组成，该镜具有第一表面10和第二表面20，第一表面10与台面成预定角a1，第二表面20与台面成预定角a2，该镜还具有一个反射层，用于对经过折射率为n1的介质入射到第一表面10的光束进行反射。第一表面10的倾斜角a1小于第二表面20的角a2，第二表面具有反射层。对于每个折射率具有n2＞n1的关系，并且n2处于1.4至2.0的范围内。当光束垂直入射到光束宽度控制器时，光束根据折射原理以角a3传向第二表面20。在第二表面，入射角为a8。光束以这个角被反射并并入射到第一表面10。这里，第一表面10处的入射角为a10。在该状态下，光束完全根据折射原理照射。换言之，入射光在垂直变向后射出。如图4所示，第二光束和第三光束也垂直射出，但其宽度从H减至H’。以下详述该效果。给定条件a1第一表面的倾斜角；a2第二表面的倾斜角；a3第一表面的入射角(＝a1)；a4第一表面的出射角(＝sin-1(n1*sin(a3)/n2)；a5＝a3-a4；a6＝n/2-a2；a7＝n/2-a1；a8＝n/2-a6-a7＝a2-a1+a4；a9＝n-a2-a7-a8＝n/2+2*(a1-a2)-a4；a10＝n/2-a9＝2*(a2-a1)+a4；以及a11＝sin-1(n2*sin(a10)/n1)，使光束垂直照射，a11＝n/2-a1，并且n1＝1.0。如果n2等于n，则a2等于a1+1/2*arcsin{/n2}。在上述等式中，n1和n2分别指空气的折射率和玻璃的折射率。当折射率为n1时，可以将折射率小于n2(不是空气的折射率)的介质应用到本专利技术中。例如，如果n1＝1，n2＝8K7(1.5168)，则当a1＝30°时，a2＝37.78°，而当a1＝60°时，a2＝52.22°。这里，光束宽度H减小至H’。H’＝H*tan(a1)+dL{sin(2*a8)/sin(a9)}*sin(a1)。即使在光束倾斜地入射到光束宽度控制器时，该结果也适用。当将第一表面10和第二表面20设置在与其先前位置相反的位置时，入射到与台面成角a1的第一表面10上的宽度为H’的光束，在通过与台面成角a2并具有反射层的第二表面20后，被转换成宽度为H的光束。因此，本专利技术的光束宽度控制器可以用于放大光束的宽度。当将4∶3和16∶9的视频信号加到图象投影仪时，可以在固定模式的图象上将4∶3的屏幕转换为16∶9的屏幕。即使在放大光束宽度的情形下也能够采用该控制器。另外，可以使其透射一部分光(例如，紫外线或红外线)，对于对光束进行反射的第二表面20而言，该部分光是不要求的。即使在图象显示装置(如LCD板或胶片)的垂直尺寸和水平尺寸不同时，这种光束宽度控制器也能适用。图5示出根据本专利技术第二实施方式的图象投影仪，其中安装了光束宽度控制器。参照图5，本专利技术的图象投影仪包括一个光源40，即一个光束发射部分；光束宽度控制装置，它具有一个光束宽度控制部分100和一个聚光透镜50，光束宽度控制部分100用于接收从光源发出的宽度为H的光束并将宽度H控制为宽度H’聚光透镜50用于收集经光束宽度控制部分发射的宽度为H’的光束；图象显示装置，具有一个液晶板60，该板设置在聚光透镜的后部；一个投影透镜70，用于放大形成在液晶板60上的图象；以及一个屏幕80，用于投影由投影透镜所聚焦的图象。上述聚光透镜50可以不包括在光束宽度控制装置中，并且如以上参照图3所述，光束宽度控制部分100包括一个折射率为n2的光束宽度控制镜，该镜具有与台面成预定角a1的第一表面10和与台面成预定角a2的第二表面20，a2大于a1，还具有一个反射层，用于对经过折射率为n1的介质入射到第一表面10的光束进行反射。在上述情况下，每个折射率的关系为n2＞n1和a2＞a1。当从光源40即光发射部分发出的宽度为H的光束经一个反射镜30反射时，该反射光束入射到光束宽度控制部分100的光束宽度控制镜上。光束宽度控制镜接收宽度为H的光束，并发出比宽度H小的宽度为H’的光束。经光束宽度控制镜发射的宽度为H的光束由聚光透镜50会聚，然后投影到液晶板60，在该板的背面设置着图象形成部分。这里，液晶可由胶片替代。从液晶板60发射的光束经投影透镜70(图象放大部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光束宽度控制器，包括：一个折射率为ｎ２的光束宽度控制镜，所述镜具有与台面成一预定角ａ１的第一表面，所述镜还具有与台面成另一预定角ａ２的第二表面，并且具有一个反射层，用于对经过折射率为小于ｎ２的ｎ１的介质入射到所述第一表面上的光束进行反射。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：具熙术，
申请(专利权)人：LG电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]