一种将不同彩色的三个分光束（ｂ↓［Ｇ］，ｂ↓［Ｒ］，ｂ↓［Ｂ］）组合成一个彩色光束（ｂ↓［Ｃ］）的装置，包括两个设置在透明基板（２０，２２）上的彩色选择反射器（２１，２３）。只在由两个反射器反射的光束（ｂ↓［Ｇ］）的光路中安放一块板（２７），并且使该板的折射率与厚度的乘积等于基板（２０，２２）的折射率与厚度的乘积，即可借助在组合光束（ｂ↓［Ｃ］）的光路中设置的一个矫正元件（２８）来矫正由基板（２０，２２）造成的象散。（*该技术在2015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学装置，可用以将不同色彩的三个分光束组合成一个彩色光束，该装置包括两个设在平板形透明基板上的彩色选择反射器。这种型式的装置例如可用在彩色投影设备上，用以将发出一幅相同画面的各有不同色彩的三个单色影象的三个初始影象源发射的三个分光束组合成一个彩色光束，再将该彩色光束加到一个投射透镜系统中。于是，三个单色影象就能以一个影象而投射到投射屏幕上。有一种用以将三个液晶图象显示板(以后称之为LCD板)发射的三个不同色彩的分光束组合起来的装置，该装置特别是在美国专利US-5,046,837中作了描述。这种装置包括两个各设在一玻璃基板上的分色镜形式的彩色选择反射器。三分束之一，例如绿光束，被两个镜子反射；两另两个分束(红和蓝光束)被分色镜反射一次和穿过镜子基板一次。由于这些镜子在分光束中安排成倾斜的，例如与各分束轴线成45°角，并且各分光束会聚了在镜子区域处的6个靠模(cam)，因此穿过镜子基板的一个分光束将变得发散，这意味着这一光束在两个相互垂直的包含光束轴的平面内有不同的会聚度。于是，该光束在上述两个平面内将不会严格聚焦到投射屏幕上，投射的影象会出现象差。由于镜子是安排在一个成象光学系统中的，它们应当有很高的平面度，因此只能用相当厚的基板来达到此要求，这就会产生相当大的象散。这种象散只出现在三个分光束的两个中，因而投射的彩色影象的失真不能用投射透镜系统来矫正。为了解决此问题，日本专利申请(JP-A)5-27343的文摘中提出在每一个分色镜上外加一个与原来的基板有相同厚度的基板，使每一分光束在其从LCD板到投射透镜系统的光路上穿过基板两次，从而使三个分光束的象散相等。(JP-A)5-27343中指出，可以利用投射透镜系统来矫正分光束这时已相等的象散，于是就必须采用这种系统。但是，这种象散这时是分色镜上没有外加基板的装置中象散的两倍大，于是实现必需的矫正就更加困难。本专利技术的目的在于提供一种装置，其中象散能以简单的方式加以矫正。该装置的特征在于，在由两个彩色选择反射器反射的分光束的光路上，在第一个反射器的前面安排有一个透明平板，该平板的位置应能使后述的分光束有效地透过平板，并且该平板的折射率与厚度的乘积应等于第二个反射器的基板的折射率与厚度的乘积；其特征还在于，该装置设有一个象散矫正元件。该装置中的分光束上没有添加比使三个分光束有相等象散所完全必需的象散更多的象散，因此其象散很容易加以矫正。另外，由于加有矫正元件，该装置构成了可自行矫正的组件，因此不再须要在带有该装置的设备中采取在此装置的下游或上游安设一光学系统的措施。应当提到的是，日本专利申请(JP-A)4-149416的文摘中描述了一种投影设备，其中在光束组合装置与投射透镜系统之间安排了一个作为矫正元件的柱形透镜。但是，该装置中不同光束的象散并未做到相等，因此，用此装置不能对所有色彩获得没有象散的彩色光束。本装置第一实施例的进一步特征在于，在所述分光束的光路上并在其他分光束的光路之外安排有一单独的透明平板，其折射率与厚度的乘积等于反射器每一基板的折射率与厚度的乘积。该实施例的优点是，每一分光束只透过一个透明平板，也就是从板材料到周围介质只过渡两次，因此，可能的反射被限制到最低程度。在一个实施例中，基本上不须要留有额外的空间供外加一平板用，该实施例的特征在于，在两块基板之间安排第一个反射器，这两块基板中的每一块其折射率与厚度的乘积都等于第二个反射器基板的折射率与厚度的乘积之半。本专利技术进一步涉及一种彩色投影设备，该投影设备包括三个初始影象源，用于提供一幅画面的三个不同彩色的影象；一个光束再组合装置，用于将影象源发出的三个分光束组合成一个彩色光束；以及一个投射透镜系统，用于将该光束投射到一投射屏幕上。此设备的特征在于，其中的光束再组合装置是按前面已叙述过的方式构成的。术语“画面”应理解为有较宽的含意，可包括电视影象、图文信息、数字信息、或它们的组合。初始影象源可以由液晶图象显示板、按漫射(dispersion)方式工作的图象显示板(例如PDLC(PolymerDispersion Liquid Crystal，聚合物漫射液晶)、称作DMDs(Digital MirrorDevices，数字式镜面装置)的包括一组小镜面阵列的平板、或阴极射线管等。参看以下所述实施例，对于本专利技术的各个方面将会有更清楚的了解。附图中附图说明图1示出可用本专利技术的一个彩色投影设备；图2示出用在该设备中的一个已知的光束再组合装置；图3示出按照本专利技术的一个光束再组合装置的第一实施例；图4示出按照本专利技术的一个光束再组合装置的第二实施例；和图5示出带有反射影象显示板的一个彩色投影设备，其中用到了本专利技术。图1示出一种彩色投影电视设备的一个实施例。该设备包括三个主要部分照明系统A、影象显示系统B、和例如伸缩透镜组的投射透镜系统C。照明系统的主轴OO’与光轴DD’对准，其开始分成三个分轴，然后各分轴再连接到与投射透镜系统的光轴EE’相重合的一条光轴上。从照明系统A发出的光束射到彩色选择反射器1(例如分色镜)上，该反射器反射例如蓝色分量bB而透射光束的其他分量。光束的一部分到达第二个彩色选择反射器2，该反射器反射绿色分量bG，并让剩下来的红色分量bR透射到反射器3上，反射器3再将红光束反射到投射透镜系统中。反射器3可以是一个中性反射器，或者是一个最佳红光反射器。蓝光束由一个中性的或蓝光选择的反射器4反射到一个液晶板形式的显示板7上。该置示板以已知方式被电驱动，使投射影象的蓝色分量呈现在该显示板上。蓝信息调制的光束经一彩色选择反射器5和6到达投射透镜系统C，其中反射器5透过蓝光束而反射绿光束，而反射器6反射蓝光。绿光束bG透过第二个显示板8，并在此经绿影象分量的调制，然后被彩色选择反射器5和6完全反射到投射透镜系统C。红光束bR透过第三个显示板9，并在此经红影象分量的调制，然后经彩色选择反射器6到达投射透镜系统。蓝、红、绿三光束在该投射透镜系统的入口处重叠，从而产生彩色影象，再由此系统以放大的形式成象在一个投射屏幕上(图1中未进一步示出该屏幕)。照明系统A与显示板7、8、9中每一个之间的光程长度最好相等，以使在其显示板部位光束bB、bG和bR有相等的横断面。显示板7、8、9与投射透镜系统的进入孔之间的光程长度最好也相等，以使各不同色彩的画面能在投射屏幕上满意地重合。附加的透镜10、11和12可安放在显示板7、8和9的前面，这些透镜可使来自照明系统出口面的全部辐射光集中到投射透镜系统C的入口光瞳中。图2详细示出一个常规的光束再组合装置。其中彩色选择反射器5和6分别包括设在透明基板(例如玻璃板)20和22上的反射层21和23。绿色分光束bG从平板8发出，经反射层21和在其光路上的反射层23的反射(不透过基板20和22的反射层)而到达投射透镜系统C。红色和蓝色分光束bR和bB分别透过基板22和20一次，以将象散引入这俩分光束中。如果在投射透镜系统中对该象散作了矫正，则在透过该系统的绿色分光束中就会产生象散，于是不能实现完全的矫正。这一问题在图3所示的本专利技术的光束再组合装置中得到解决。该装置中，彩色选择层21设在基板25上，板的厚度是元件6的基板22的厚度之半。第二个基板，即板26，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光学装置，用以将不同色彩的三个分光束组合成一个彩色光束，该装置包括两个设在平板形透明基板上的彩色选择反射器，其特征在于，在由两个彩色选择反射器反射的分光束的光路上，在第一个反射器的前面安排有一个透明平板，该平板的位置能使后述的分光束有效地透过平板，并且该平板的折射率与厚度的乘积应等于第二个反射器的基板的折射率与厚度的乘积；所述装置还设有一个象散矫正元件。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：FJM沃特尔，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]
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