專利名稱：反射型投影儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個(gè)反射型投影儀，更具體地，是一個(gè)具有改良過的光分離結(jié)構(gòu)的反射型投影儀，以減少?gòu)囊粋€(gè)圖像形成裝置的窗口表面反射光的影響。
一般而言，在一個(gè)使用微鏡裝置的反射型投影儀中，多個(gè)對(duì)應(yīng)于屏幕象素的微鏡都獨(dú)立地工作，從可動(dòng)鏡面反射的光線的路徑通過該可動(dòng)鏡面來區(qū)別，以便形成一個(gè)圖像。
參考

圖1，一個(gè)使用傳統(tǒng)微鏡裝置的反射型投影儀包括一個(gè)發(fā)射光束的光源10，一個(gè)用于形成彩色圖像的彩色轉(zhuǎn)盤20，一個(gè)用于產(chǎn)生均勻光的透鏡條30，一個(gè)用于會(huì)聚入射光的透鏡元件40一個(gè)用于改變光束路徑的光路徑改變裝置50，一個(gè)用于成象的微鏡裝置60，和一個(gè)用于把入射光投在屏幕上以在該屏幕上形成一個(gè)放大圖像的投影透鏡單元70。
光路徑改變裝置50有一個(gè)光線分離棱鏡51，它通過以小于臨界角的角度傳遞進(jìn)入該光線分離棱鏡51的入射光并以大于臨界角的角度反射進(jìn)入該光線分離棱鏡51的入射光來改變光線的路徑，光路徑改變裝置50還有一個(gè)補(bǔ)償棱鏡55來補(bǔ)償分開的光線路徑的偏差。
光線分離棱鏡51有一個(gè)入射表面51a，通過該表面從光源10發(fā)出的光線進(jìn)入，臨界表面51b設(shè)置成傾斜于入射表面51a，進(jìn)入／退出表面51c面對(duì)微鏡裝置60并通過從臨界表面51b反射的入射光線以及從微鏡裝置60反射的光線。這里，臨界表面51b以大于臨界角的角度通過入射表面51a反射進(jìn)入光線分離棱鏡51的入射光到進(jìn)入／退出表面51c，并且以小于臨界角的角度從微鏡裝置60傳遞入射光。補(bǔ)償棱鏡55被設(shè)置成它的一個(gè)表面面對(duì)光線分離棱鏡51的臨界表面51b，并且補(bǔ)償向投影透鏡單元70傳播的光線的路徑偏差。
正如圖2和圖3所示，微鏡裝置60包括多個(gè)可動(dòng)鏡62，它安裝在一個(gè)基片61上，與各自的象素對(duì)應(yīng)，還包括多個(gè)柱63，每個(gè)柱用于支持各自的可動(dòng)鏡62，以便這面可動(dòng)鏡62能夠在樞軸上轉(zhuǎn)動(dòng)，還包括一個(gè)用于保護(hù)該可動(dòng)鏡62的窗口65。每個(gè)可動(dòng)鏡62由可動(dòng)鏡62和基片61的電極之間的靜電引力來驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
因此，根據(jù)是否與各自象素一致的電極被驅(qū)動(dòng)，也就是說，取決于該電極是打開-狀態(tài)還是關(guān)閉-狀態(tài)，可動(dòng)鏡62的反射表面的反射角度要分別地選擇。所以，通過從打開-狀態(tài)的鏡62反射的必要光線201導(dǎo)向投影透鏡單元70，并且使從關(guān)閉-狀態(tài)的鏡62反射的不必要光線203從該投影透鏡單元70移開以便不再使用，來形成圖像。
在微鏡裝置60中，入射光從窗口65的表面和可動(dòng)鏡62反射。該窗口65的表面反射的光線叫作表面反射光線202。
回顧圖1，一個(gè)使用傳統(tǒng)微鏡裝置的反射型投影儀這樣配置，以便從該微鏡裝置60反射的必要反射光線201和表面反射光線202，在通過臨界表面51b后傳播，而且在通過投影透鏡單元70后，一部分表面反射光線和必要光線被導(dǎo)向一個(gè)屏幕。所以，有一個(gè)屏幕上形成的圖像對(duì)比度顯著地惡化的問題。
為了解決上述問題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一個(gè)具有改良的光分離結(jié)構(gòu)的反射型投影儀，以便圖像形成裝置的一個(gè)窗口的表面反射的表面反射光不被導(dǎo)向屏幕。
因此，為了完成上述目的，提供一個(gè)反射型投影儀，它包括一個(gè)用于產(chǎn)生和發(fā)射光的光源；一個(gè)用于改變?nèi)肷涔鈧鞑ヂ窂降墓獬谈淖冄b置；一個(gè)圖像形成裝置，它對(duì)應(yīng)各自的象素，用于反射入射光來形成必要的反射光線和不必要的反射光線，它們根據(jù)圖像形成裝置的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)有不同的反射路徑，該圖像形成裝置還有一個(gè)包圍圖像形成裝置的窗口；一個(gè)用于放大入射光并且投影該光的投影透鏡單元，其中光程改變裝置是一個(gè)光線分離棱鏡，它有一個(gè)第一臨界面被置于傾斜，以便從光源來的入射光能夠通過第一臨界面，并且從窗口反射的必要反射光線和表面反射光線被第一臨界面反射；一個(gè)進(jìn)入／退出面，它面對(duì)圖像形成裝置和投影透鏡單元的一個(gè)面，光線通過它進(jìn)入或退出；第二臨界面相對(duì)于從第一臨界面反射的必要反射光線的光軸傾斜，以便通過第一臨界面反射的不必要反射光線和表面反射光線，還以便反射第一臨界面反射的必要反射光線到投影透鏡單元上。
參考如下附圖，通過詳細(xì)的最佳實(shí)施例，本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點(diǎn)將更明顯。
圖1是說明使用傳統(tǒng)微鏡裝置的反射型投影儀的一個(gè)光學(xué)布局的原理圖；圖2是一個(gè)投影圖，圖解地說明一個(gè)普通微鏡裝置的一部分；圖3是一個(gè)剖視圖，圖解地說明一個(gè)普通微鏡裝置的一部分；圖4是一個(gè)簡(jiǎn)圖，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，說明一個(gè)反射型投影儀的光學(xué)布局；圖5是一個(gè)圖表，用于描述根據(jù)微鏡裝置的操作分類并且在光線分離棱鏡中分離的光線的傳播路徑。
參考圖4，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)反射型投影儀包括一個(gè)用于產(chǎn)生和發(fā)射光束的光源110，一個(gè)用于轉(zhuǎn)換入射光傳播路徑的光程改變裝置150，一個(gè)圖像形成裝置，和一個(gè)用于放大入射光并且投影該光線到屏幕上(未顯示)的投影透鏡單元170。另外，這個(gè)反射型投影儀還包括一個(gè)用于形成一個(gè)彩色圖像的顏色選擇裝置120，它在光源110和該光程改變裝置150之間的光程上提供；一個(gè)用于會(huì)聚光線的準(zhǔn)直透鏡131，其會(huì)聚通過顏色選擇裝置120的光線以致形成一個(gè)平行光線，還包括一個(gè)均勻的光照裝置140，用于使平行光均勻，以便該圖像形成裝置能夠被均勻地照明。該圖像形成裝置可能是一個(gè)微鏡裝置160，它包括多個(gè)對(duì)應(yīng)各自象素的可動(dòng)鏡62和一個(gè)用于包圍該可動(dòng)鏡62并且用于通過大多數(shù)入射光的窗口65，還用于反射入射光來形成必要的反射光線和不必要的反射光線，它們根據(jù)可動(dòng)的鏡子62的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)有不同的反射路徑。
光源110包括一個(gè)用于產(chǎn)生光束的照明器111，一個(gè)用于反射從照明器111發(fā)射的光線并且控制光線在它們各自的路徑的反射鏡113。優(yōu)選地，該反射鏡113是一個(gè)橢圓形的反射器，它在一個(gè)焦點(diǎn)上有照明器111和一個(gè)在另一個(gè)焦點(diǎn)上有光聚焦點(diǎn)。
這種顏色選擇裝置120被提供在另一焦點(diǎn)附近，并且有一種彩色轉(zhuǎn)盤121，它有濾光器，用于選擇性的通過具有紅(R)、藍(lán)(B)，和綠(G)波長(zhǎng)的各自的光線，還有一個(gè)驅(qū)動(dòng)源125，用于驅(qū)動(dòng)彩色轉(zhuǎn)盤121轉(zhuǎn)動(dòng)以便濾光器能夠交替地安置在光程上。這樣，彩色轉(zhuǎn)盤121旋轉(zhuǎn)一次，通過重疊與各自顏色對(duì)應(yīng)形成的圖像，能夠產(chǎn)生一幀的圖像。
準(zhǔn)直透鏡131會(huì)聚由反射鏡113會(huì)聚和散射的光以形成一個(gè)平行光。另外，均勻光照明裝置140用來使光線向微鏡裝置傳播，而且它的組成是一副蒼蠅眼睛透鏡單元，它們的排列成彼此隔開一個(gè)預(yù)定距離。蒼蠅眼睛透鏡單元將從準(zhǔn)直透鏡131進(jìn)入的光線分成多個(gè)光線，并會(huì)聚和發(fā)散分開的光，然后再一次聚合那些光。這樣，蒼蠅眼睛透鏡單元混合那些分開的光線，形成一個(gè)均勻光線。另外，蒼蠅眼睛透鏡單元根據(jù)微鏡裝置的形狀將入射光的截面形狀從圓形變成矩形。通過均勻光照明裝置140的平行光線通過一個(gè)會(huì)聚透鏡133會(huì)聚來適應(yīng)微鏡裝置160的尺寸。
參考圖5，光程改變裝置150包括一個(gè)光線分離棱鏡153(它有第一和第二臨界面153a和153c)，該棱鏡反射以大于臨界角的角度進(jìn)入的光線，并折射和通過以小于臨界角的角度進(jìn)入的光線，還包括一個(gè)用于通過入射光的進(jìn)入／退出面153b。另外，更可取的是光程改變裝置150還包括一個(gè)補(bǔ)償透鏡151，以使它的一個(gè)面能夠面對(duì)光分離棱鏡153的第一臨界面153a。該補(bǔ)償棱鏡151補(bǔ)償照明微鏡裝置160的光線偏差，以使照明區(qū)內(nèi)的圖像的變形最小。
第一臨界面153a相對(duì)于進(jìn)入光源110的光線的光軸置于傾斜，以通過從光源110進(jìn)入的光線，反射從微鏡裝置160來的光。
參照?qǐng)D2和3，這里微鏡裝置160包括可動(dòng)的鏡62(參見圖3)，柱63(參見圖3)，用于支持各自的可動(dòng)的鏡62，以便該可動(dòng)的鏡62能夠在樞軸上轉(zhuǎn)動(dòng)，還包括一個(gè)窗口65(參見圖3)，用于保護(hù)這面可動(dòng)的鏡62，由于它的配置大體上等同于或類似于前述情況，將省略它的具體描述。
在進(jìn)入第一臨界面153a的光線中，從微鏡裝置160進(jìn)入的光線是必要的反射光線和表面反射光線。必要的反射光線表示從打開-狀態(tài)的可動(dòng)鏡62反射的光線，表面反射光線表示從微鏡裝置160窗口反射的光線。這里，進(jìn)入第一臨界面153a的必要的反射光線和表面反射光線的入射角度大于臨界角，而且必要的反射光線的入射角不同于表面反射光線的入射角。另一方面，從關(guān)閉-狀態(tài)的可動(dòng)鏡62反射的光線是不必要的光線，這些不必要的光線在通過進(jìn)入／退出面153b之后直接地進(jìn)入第二臨界面153c。
進(jìn)入／退出面153b面對(duì)微鏡裝置160和該投影透鏡單元170的一個(gè)面，以便從第一臨界面153a進(jìn)入的光線能夠通過該進(jìn)入／退出面153b并被導(dǎo)向微鏡裝置160，從微鏡裝置160來的光線能夠穿過該進(jìn)入／退出面153b并能夠?qū)虻谝慌R界面153a或第二臨界面153c。
第二臨界面153c相對(duì)于從第一臨界面153a反射的必要反射光線的光軸而傾斜。從可動(dòng)鏡62反射的不必要反射光線和從第一臨界面153a反射的表面反射光線通過第二臨界面153c，從第一臨界面153a反射的必要反射光線從第二臨界面153e反射到投影透鏡單元170。因此，只有從微鏡裝置160選擇的反射的必要反射光線被導(dǎo)向投影透鏡單元170。
投影透鏡單元170沿著光線分離棱鏡153和屏幕(未顯示)之間的光程排列，并且把從分離153進(jìn)入的必要反射光線以放大形式投影在屏幕上。
根據(jù)本發(fā)明，這個(gè)反射型投影儀的配置如上所述，它使用具有第一和第二臨界面的光線分離裝置，并且只允許必要反射光線、不必要反射光線、和從微鏡裝置反射的表面反射光線中的必要反射光線通過投影透鏡單元并且投影在屏幕上。因此，其優(yōu)點(diǎn)是可獲得投影圖像的高對(duì)比度。
權(quán)利要求
1．一個(gè)反射型投影儀，它包括一個(gè)用于產(chǎn)生和發(fā)射光的光源；一個(gè)用于改變?nèi)肷涔饩€傳播路徑的光程改變裝置；一個(gè)對(duì)應(yīng)各自象素的圖像形成裝置，它用于反射入射光，根據(jù)圖像形成裝置驅(qū)動(dòng)狀態(tài)來形成必要反射光線和不必要反射光線，它們的路徑彼此不同，該圖像形成裝置還有一個(gè)用于包圍圖像形成裝置的窗口；一個(gè)投影透鏡單元，用于放大入射光并且投影光線，其中光程改變裝置是一個(gè)光線分離棱鏡，它具有第一臨界面，傾斜放置，以使從光源來的入射光能夠通過第一臨界面，并且從窗口反射的必要反射光線和表面反射光線能夠被第一臨界面反射；一個(gè)進(jìn)入／退出面，面對(duì)圖像形成裝置和投影透鏡單元的一個(gè)面，光線通過它進(jìn)入或退出；第二臨界面相對(duì)于從第一臨界面反射的必要反射光線的光軸傾斜，以便通過從第一臨界面反射的不必要反射光線和表面反射光線，并把從第一臨界面反射的必要反射光線反射到投影透鏡單元。
2．按照權(quán)利要求1的反射型投影儀，其特征在于，圖像形成裝置是一個(gè)微鏡裝置，它包括多個(gè)對(duì)應(yīng)于各自象素的可動(dòng)鏡，用于反射入射光來形成必要反射光線和不必要反射光線，根據(jù)該可動(dòng)鏡的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，它們的反射路徑彼此不同；還包括一個(gè)包圍可動(dòng)鏡并且通過大多數(shù)入射光的窗口。
3．按照權(quán)利要求2的反射型投影儀，其特征在于，光程改變裝置還包括一個(gè)補(bǔ)償棱鏡，以便該棱鏡的一個(gè)面能夠面對(duì)第一臨界面，用于補(bǔ)償照明微鏡裝置的光線的偏差。
4．按照權(quán)利要求1或2的反射型投影儀，其特征在于，反射型投影儀還包括顏色選擇裝置，安置在光源和光程改變裝置之間的光程上，包括一個(gè)彩色轉(zhuǎn)盤，它有濾光器，能夠選擇性地通過具有紅、藍(lán)和綠波長(zhǎng)的各自光線，一個(gè)驅(qū)動(dòng)源用于驅(qū)動(dòng)彩色轉(zhuǎn)盤，以便濾光器能夠交替地放在光程上；一準(zhǔn)直透鏡，用于會(huì)聚通過顏色選擇裝置的光線來形成一個(gè)平行光；和蒼蠅眼睛透鏡單元，用于混合分開的光來形成一個(gè)均勻光。
全文摘要
一反射型投影儀包括一光源;一光程改變裝置;一微鏡裝置,它包括多個(gè)對(duì)應(yīng)于各自象素的可動(dòng)鏡,和一個(gè)用于包圍該可動(dòng)鏡并通過大部分入射光的窗口,用于反射入射光線以形成必要反射光線和不必要反射光線;和一用于放大入射光并投影該光線的投影透鏡單元。光程轉(zhuǎn)換裝置是一個(gè)光線分離棱鏡,它具有置于傾斜的第一臨界面,一進(jìn)入/退出面,第二臨界面。
文檔編號(hào)G02B26/00GK1295259SQ0013488
公開日2001年5月16日 申請(qǐng)日期2000年11月4日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月4日
發(fā)明者崔舜喆 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社