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TWI474100B

Multiple image projection apparatus

Abstract

Multiple image projection apparatus are described. A cubic multi-prism beam splitter is provided having diagonal interfaces with one or more PBS elements and/or reflective elementspositioned thereon. At least first and second spatial light modulators, such as LCoS SLMs, are positioned adjacent the beam splitter cube. The first and second LCoS spatial light modulators and first and second projection optics systems are configured to output a first modulated image from the first LCoS SLM to the first projection optics system and a second modulated image from the second LCoS spatial light modulator to the second projection optics system. In other embodiments, additional LCoS spatial light modulators and light sources produce 3-D images. Addition of sensors permits user interaction with a projected image which is fed back to a controller to optionally change current or future images displayed by the system.

TWI474100B, drawing sheet 1
Sheet 1 of 18

Term

No projected expiry on record.

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  4. Today

21 claims: 4 independent, 17 dependent

  1. 1
    一種多影像投影裝置,其包含:至少一第一光源,其用於提供光;一整合式立方體多稜鏡光束分光器,其具有四個側面及第一對角界面及第二對角界面,該第一對角界面及該第二對角界面包括定位於該第一對角界面之至少一部分上之一光束分光器元件;至少第一空間光調變器及第二空間光調變器;至少第一投影光學系統及第二投影光學系統;該第一空間光調變器及該第二空間光調變器以及該第一光源經組態以使得該第一空間光調變器及該第一光源經定位而鄰近該立方體多稜鏡光束分光器之一側且該第二空間光調變器及該第二投影光學系統經定位而鄰近該立方體多稜鏡光束分光器之一相反面向側,以使得來自該第一光源之光被分成第一偏振光束及第二偏振光束且由該偏振光束分光器導引於不同方向中,使得該第一偏振光束經導引至該第一空間光調變器端,且該第二偏振光束經導引至該第二空間光調變器端;一第一影像源,其用於調變該第一空間光調變器;一第二影像源,其用於產生可與使用該第一影像源所產生之影像相同或不同之影像、用於調變該第二空間光調變器;該第一空間光調變器及該第二空間光調變器以及該第一投影光學系統及該第二投影光學系統經組態以使得將 自該第一投影光學系統輸出來自該第一空間光調變器之一第一經調變反射輸出影像,且自該第二投影光學系統輸出來自該第二空間光調變器之一第二經調變反射輸出影像。
  2. 2
    如請求項1之多影像投影裝置,其進一步包含形成於該第二對角界面之至少一部分上之一反射性塗層,以使得來自該第一空間光調變器之一第一經調變反射輸出影像入射於該反射性塗層上且自該第一投影光學系統反射出,且來自該第二空間光調變器之一第二經調變反射輸出影像入射於該反射性塗層上且自該第二投影光學系統反射出。
  3. 3
    如請求項1之多影像投影裝置,其進一步包含一影像感測器,該影像感測器經組態以接收與該第一輸出影像及該第二輸出影像中之一者的使用者輸入互動,該使用者輸入互動已經由對應之該第一投影光學系統或該第二投影光學系統接收。
  4. 4
    如請求項3之多影像投影裝置,其進一步包含一回饋控制器,該回饋控制器與該影像感測器共同操作以接收與該第一輸出影像或該第二輸出影像之使用者輸入互動。
  5. 5
    如請求項4之多影像投影裝置,其中該回饋控制器回應於該使用者輸入互動而發送出影像控制信號至該第一空間光調變器及該第二空間光調變器中之一者或兩者。
  6. 6
    如請求項1之多影像投影裝置,其中該第一影像與該第二影像不同,且該裝置經定位以使得該第一影像及該第 二影像經拼貼而在一投影表面上彼此鄰近以建立一寬螢幕影像。
  7. 7
    如請求項1之多影像投影裝置,其中該第一投影光學器件及該第二投影光學器件以及該第一空間光調變器及該第二空間光調變器經組態以使得將具有不同大小及/或不同解析度之相同第一影像及第二影像投影至不同位置。
  8. 8
    如請求項1之多影像投影裝置,其中該第一空間光調變器及該第二空間光調變器係選自矽上覆液晶空間光調變器、數位微鏡器件空間光調變器、數位光處理器空間光調變器、MEMS空間光調變器、液晶空間光調變器或以鏡為基礎的空間光調變器中之一或多者。
  9. 9
    一種多影像投影裝置,其包含:第一光源及第二光源,其用於發射第一入射光束及第二入射光束;一整合式立方體多稜鏡光束分光器,其具有四個側面及第一對角界面及第二對角界面,該第一對角界面及該第二對角界面包括定位於該第一對角界面之至少一部分上及該第二對角界面之至少一部分上之一偏振光束分光器元件;第一空間光調變器、第二空間光調變器、第三空間光調變器及第四空間光調變器;第一投影光學系統及第二投影光學系統;該第一空間光調變器、該第二空間光調變器、該第一光源及該第一投影光學系統經組態以使得該第一空間光 調變器及該第一光源經定位而鄰近該立方體多稜鏡光束分光器之一側且該第二空間光調變器及該第一投影光學系統經定位而鄰近該立方體多稜鏡光束分光器之一相反面向側,以使得來自該第一光源之光形成經由該第一投影光學系統一起投影之來自該第一空間光調變器及該第二空間光調變器之第一影像及第二影像;該第三空間光調變器、該第四空間光調變器、該第二光源及該第二投影光學系統經組態以使得該第三空間光調變器及該第二光源經定位而鄰近該立方體多稜鏡光束分光器之一側且該第四空間光調變器及該第二投影光學系統經定位而鄰近該立方體多稜鏡光束分光器之一相反面向側,以使得來自該第二光源之光形成經由該第二投影光學系統一起投影之來自該第三空間光調變器及該第四空間光調變器之第三影像及第四影像。
  10. 10
    如請求項9之多影像投影裝置,其中該第一影像及該第二影像在使用一偏振濾光片觀看時形成一第一複合3-D影像,且該第三影像及該第四影像在使用一偏振濾光片觀看時形成一第二複合3-D影像。
  11. 11
    如請求項9之多影像投影裝置,其中該偏振光束分光器元件為一偏振光束分光器材料塗層。
  12. 12
    如請求項10之多影像投影裝置,其中該第一複合3-D影像與該第二複合3-D影像不同,且該裝置經定位以使得該第一複合3-D影像及該第二複合3-D影像經拼貼而在一投影表面上彼此鄰近以建立一寬螢幕影像。
  13. 13
    如請求項9之多影像投影裝置,其中該第一空間光調變器、該第二空間光調變器、該第三空間光調變器及該第四空間光調變器係選自矽上覆液晶空間光調變器、數位微鏡器件空間光調變器、數位光處理器空間光調變器、MEMS空間光調變器、液晶空間光調變器或以鏡為基礎的空間光調變器中之一或多者。
  14. 14
    一種多影像投影裝置,其包含:第一光源及第二光源以及用於建立第一偏振光束及第二偏振光束之第一偏振器及第二偏振器;一整合式立方體多稜鏡光束分光器,其具有四個側及兩個對角界面,該兩個對角界面包括定位於一第一對角界面之至少一部分上及一第二對角界面之至少一部分上之光束分光器元件;第一空間光調變器及第二空間光調變器;第一投影光學系統及第二投影光學系統;第一影像感測器及第二影像感測器;該第一空間光調變器及該第一光源經組態以使得第一面板及該第一光源經定位而鄰近該立方體多稜鏡光束分光器之一側且該第二空間光調變器及該第二光源經定位而鄰近該立方體多稜鏡光束分光器之另一側,以使得來自該第一光源之光由該立方體多稜鏡光束分光器之該等對角界面反射至該第一空間光調變器中且經由該第一投影光學系統將由該第一空間光調變器反射之經調變影像光投影出; 該第二空間光調變器及該第二光源經組態以使得來自該第二光源之光由該立方體多稜鏡光束分光器之該等對角界面反射至該第二空間光調變器中且經由該第二投影光學系統將由該第二空間光調變器反射之經調變影像光投影出;該第一影像感測器經定位以使得由該第一影像感測器經由該第一投影光學系統捕捉與一第一投影影像之使用者互動;該第二影像感測器經定位以使得由該第二影像感測器經由該第二投影光學系統捕捉與一第二投影影像之使用者互動。
  15. 15
    如請求項14之多影像投影裝置,其進一步包含與該第一影像感測器及該第二影像感測器共同操作以接收來自該第一輸出影像及該第二輸出影像之使用者輸入互動之一回饋控制器。
  16. 16
    如請求項15之多影像投影裝置,其中該回饋控制器回應於該使用者輸入互動而控制至至少該第一空間光調變器或該第二空間光調變器之輸入。
  17. 17
    如請求項14之多影像投影裝置,其中該第一空間光調變器及該第二空間光調變器係選自矽上覆液晶空間光調變器、數位微鏡器件空間光調變器、數位光處理器空間光調變器、MEMS空間光調變器、液晶空間光調變器或以鏡為基礎的空間光調變器中之一或多者。
  18. 18
    一種多影像投影裝置,其包含: 第一光源及第二光源,其耦接至偏振元件以用於發射第一偏振光束及第二偏振光束;一整合式立方體多稜鏡光束分光器,其具有四個側及第一對角界面及第二對角界面,該第一對角界面及該第二對角界面包括定位於該第一對角界面之至少一部分上及該第二對角界面之至少一部分上之一光束分光器元件;第一空間光調變器、第二空間光調變器及第三空間光調變器;第一投影光學系統及第二投影光學系統;該第一空間光調變器及該第一光源經定位而鄰近該立方體多稜鏡光束分光器之一面且該第二空間光調變器及該第二光源經定位而鄰近該立方體多稜鏡光束分光器之另一面,以使得來自該第一光源之光形成經由該第一投影光學系統一起投影之來自該第一空間光調變器及該第二空間光調變器之第一影像及第二影像;該第二光源及該第三空間光調變器經定位以使得來自該第二光源之光形成由該立方體多稜鏡光束分光器經由該第二投影光學系統反射出之來自該第三空間光調變器之一第三影像;一影像感測器,其經定位以使得與由該影像感測器經由該第二投影光學系統捕捉該第三投影影像之使用者互動。
  19. 19
    如請求項18之多影像投影裝置,其進一步包含與該影像 感測器共同操作以接收該使用者輸入互動之一回饋控制器。
  20. 20
    如請求項19之多影像投影裝置,其中該回饋控制器回應於該使用者輸入互動而控制至至少該第一空間光調變器或該第二空間光調變器之輸入。
  21. 21
    如請求項18之多影像投影裝置,其中該第一空間光調變器、該第二空間光調變器及該第三空間光調變器係選自矽上覆液晶空間光調變器、數位微鏡器件空間光調變器、數位光處理器空間光調變器、MEMS空間光調變器、液晶空間光調變器或以鏡為基礎的空間光調變器中之一或多者。
Independent claims21