[发明专利]光抽样装置和包括该装置的投影系统

说明书

本发明的技术领域和背景技术

本发明涉及一种光抽样装置，用于产生来自光学装置的光的样品，例如用于进行控制或其它处理。本发明尤其适用于包括多个影像投影仪的影像投影系统，其中由每一个投影仪产生的光样品用于控制影像投影仪，例如用于对颜色成分、光强度等的变化进行补偿。因此以下本发明围绕这种应用进行描述，但是可以理解，本发明也可以用于其它希望提取来自光学装置的光的样品的方面，以用于其它控制或处理。

许多类型的光学装置含有控制光束或其它光源的反射镜。与其它普通的光学元件例如透镜不同，反射镜一般将光限制成只在反射侧。这对具有最小扰动或干涉的光束提供了相对容易的通路。

本发明利用了这一事实的优点来提取反射光束的样品，用于控制或改善设备的功能，或用于其它目的。其它希望提供光束样品的目的的实例包括照明控制、噪音降低、光学寻迹、光学对准和影像形成装置的调控。后者的应用包括照相机、投影仪、扫描器、打印机等。该调控可以是色彩或强度平衡、几何变形的校正等。

本发明尤其用于大型显示系统，以下将详细描述。

基于单个影像发生器的显示系统其能够显示的象素数量是有限的(目前该限制大约是1百万)，其亮度(从1单位影像面积发出的光的量)也是有限的。为了突破这些限制，需要联合几个影像发生器来产生单个影像，例如，通过将多个影像投影仪连同它们的屏幕以边挨着边阵列的方式排布来形成联合显示。但是所得到的影像的质量主要依赖于抑制不连续性的能力，这种不连续性因为在单个影像发生器中的变化(例如颜色、光强度等)而通常在单个影像发生器的边缘变得显著。这些变化最初就存在于单个的影像发生器中，并随着时间会发生改变。

通常，光抽样装置对影像或从光源发出的其它形式的光产生干扰。如果光抽样装置位于光源和屏幕之间的光投影仪内，则这种干扰大部分为阴影的形式；如果光抽样装置位于观察者和屏幕之间，则这种干扰通常为障碍物的形式。

如果当影像被显示或从光源发出的光被进行其它处理时光抽样装置必须移开，那么光抽样过程会变得相当复杂，且成本会增加。

发明目的

本发明的一个目的在于提供一种光抽样装置，它可以以较为方便的方式和较低的成本用于光学装置，例如影像投影仪。

本发明的另一个目的在于提供一种光抽样装置，它与所投射的影像或从光源发出的光的其它常规使用之间具有最小的干涉。

本发明再一个目的在于提供一种带有光抽样装置的光学设备，该光抽样装置提取所需要的光样品并与该光学设备的常规操作之间具有最小的干涉。

发明概述

根据本发明的第一方面，提供一种光学设备，包括：光源；在面对光源的一侧具有反射面以接收来自光源的光的反射器，该反射面具有小中断；及位于反射器另一侧的抽样装置与小中断对准，用于提取反射面所接收的光的样品。

根据本发明下述的一个优选实施方案，该小中断是一个穿过反射器和反射面的小洞，且该抽样装置是一个光纤，其一端从反射器相反一侧接在小洞内。

在本发明的下述另一优选实施方案中，在反射器的反射面中的小洞是窄缝的形式；且该光抽样装置包括固定在反射器相反一侧的光棱镜。

尤其是，根据该所述优选实施方案的其它特征，该光棱镜包括与反射器相反一侧平行并接触的入口面，该入口面与反射面中的小中断对准，以接收光样品；一个倾斜面用于反射光样品；一个出口面，通过它光样品被透射。该光抽样装置还包括在棱镜相反面的光纤，以及用于将光纤的一端与棱镜的出口面耦合的光学立方体。另外，该光纤沿着反射器的相反面延伸并与其平行。

本发明的实施方案具有许多优点。因此，由于光纤平行于反射器延伸，光抽样装置可以被非常方便和紧凑地安装在影像投影仪上。另外，在反射面中的窄缝能够比光纤的横截面面积小许多，由此使得光抽样装置对所观看的影像产生的干涉最小化。

在所描述的第三优选实施方案中，光抽样装置包括一个其一端固定于反射器相反一侧与中断对准的光纤，该端部以一个角度被切削以和反射器的相反一侧毗邻接触。在该实施方案中，光纤的端部被固定于反射器相反一侧并接收光纤端部的有孔支撑部件所固定。

如前所述，本发明尤其适用于影像投影仪和投影系统，其中光源可以是影像发生器。

因此根据本发明的另一个方面，提供一种影像投影仪，包括用于产生被投影的影像的影像发生器；用于显示影像的屏幕；具有朝向影像发生器的反射面的反射器，用于将所产生的影像反射至屏幕上；反射器的反射面中具有小中断；反射器的与反射面相对的相反一侧包括与小中断对准的光抽样装置，用于提取光样品。