專(zhuān)利名稱(chēng)：具有減少的斑點(diǎn)噪聲的圖像投影屏幕的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及在顯示屏幕上投影具有減少的斑點(diǎn)噪聲的二 維圖像，所述顯示屏幕特別是激光束掃描經(jīng)過(guò)的背投式屏幕。
背景技術(shù)：
一般已知基于一對(duì)掃描鏡來(lái)在顯示屏幕上投影二維圖像，所述一 對(duì)掃描鏡在相互正交的方向上振蕩，以將激光束掃描在光柵圖上。但 是，已知的圖像投影系統(tǒng)投影分辨率有限并且具有斑點(diǎn)噪聲的圖像，
所述有限分辨率通常小于640 x 480像素的視頻圖形陣列(VGA)質(zhì) 量的1/4。因此，所述已知的投影系統(tǒng)和顯示屏幕具有有限的通用性。 斑點(diǎn)噪聲是在基于激光的投影系統(tǒng)中的固有問(wèn)題，并且引起圖像 質(zhì)量的相當(dāng)大的變差。單色(紅色、藍(lán)色或者綠色)激光器發(fā)出具有 相同頻率的相干波并且也具有空間相干性的激光束，即所述波在空間 和時(shí)間上彼此具有固定的相位關(guān)系。當(dāng)所述光束入射在粗糙的散射屏 幕上時(shí)，所述波通過(guò)從屏幕被反射和/或透過(guò)所述屏幕而被散射。被散 射的波具有任意的相位延遲，并且沿著不同的方向來(lái)傳播，但是全部 具有同一頻率。當(dāng)這樣的散射的波例如在人眼的視網(wǎng)膜相遇時(shí)，它們 產(chǎn)生相長(zhǎng)干涉和相消干涉的靜態(tài)分布，即干涉圖，也被稱(chēng)為斑點(diǎn)噪聲。 綜合時(shí)間(integration time )在幾十毫秒級(jí)上的人眼將所述斑點(diǎn)噪聲 看作變差圖像。如果激光束沒(méi)有整體相干的波，則它們的相位延遲會(huì) 在散射波與屏幕交涉所需要的時(shí)間期間相當(dāng)大地改變，結(jié)果，斑點(diǎn)噪 聲圖案也在人眼的綜合時(shí)間期間改變，由此減少色斑對(duì)比。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)總的目的是提供一種圖像投影系統(tǒng)，其將斑點(diǎn)噪聲減少的、清晰清楚的二維圖像投影在顯示屏幕上，特別是背投 屏幕上。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是減少在所投影的圖像上的斑點(diǎn)噪聲。 本發(fā)明的另 一個(gè)目的是修改顯示屏幕本身以減少其上投影的圖 像的斑點(diǎn)噪聲。
與這些目的和其他目的(其將在以下變得清楚)一致，本發(fā)明的 一個(gè)特征簡(jiǎn)短而言在于一種投影具有減少的斑點(diǎn)噪聲的二維圖像的
設(shè)備和方法，所述設(shè)備包括顯示屏幕，其具有前后表面和微透鏡陣 列；圖像投影組件或者模塊，用于將激光束引導(dǎo)在顯示屏幕的后表面 上，并且用于將激光束在屏幕的后表面上掃描為多條掃描線的圖案， 其中每條掃描線沿著掃描方向延伸并具有多個(gè)像素，圖像投影組件用
于使得所選擇的像素被照亮和變?yōu)榭梢?jiàn)以產(chǎn)生圖像，所述激光束具有 沿著所述掃描方向的光束尺寸；用于通過(guò)配置每個(gè)微透鏡以具有沿著 所述掃描方向而測(cè)量的、至少等于且優(yōu)選地大于所述光束尺寸的微透 鏡尺寸而減少斑點(diǎn)噪聲。
按照本發(fā)明，在將激光束在屏幕上掃描期間，大多數(shù)時(shí)間，在每 個(gè)時(shí)刻，由激光束照亮僅僅單個(gè)微透鏡。在通過(guò)所述陣列后，入射光 束的相位相干被保留。在相鄰的微透鏡的結(jié)合位置，激光束同時(shí)照射 這些相鄰的微透鏡的一部分，并且為了最小化這樣的斑點(diǎn)噪聲的可能 產(chǎn)生，向間隔的微透鏡涂布極化旋轉(zhuǎn)涂層。這產(chǎn)生了不互相干擾的不 同極化的光。極化旋轉(zhuǎn)涂層的使用允許光束尺寸超過(guò)微透鏡的尺寸。


在所附的權(quán)利要求中具體給出了被考慮為本發(fā)明的特性的新穎 特征。但是，通過(guò)下面結(jié)合附圖的具體實(shí)施例的描述，將在其構(gòu)造和 其操作方法以及其另外的目的和優(yōu)點(diǎn)上更好地理解本發(fā)明本身。 圖l是在一個(gè)顯示屏幕上投影圖像的設(shè)備的透視圖； 圖2是用于在另一個(gè)顯示屏幕上投影圖像的圖1的設(shè)備的透視
圖3是安裝在圖1的儀器中的圖像投影組件或者模塊的放大的、 頂視的透視圖4是圖2的模塊的平面頂視圖5是圖2的模塊的端部正視圖6是在圖4的線6-6上取得的模塊的激光器/光學(xué)組件的放大 剖面圖7是在圖1的線7-7上取得的放大剖面圖8是用于描述圖3的模塊的操作的電子示意方框圖9是圖2的模塊的驅(qū)動(dòng)器的前部透視圖IO是圖9的驅(qū)動(dòng)器的后部透視圖11是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于減少斑點(diǎn)噪聲的背投顯
示屏幕的圖示；
圖12是在激光束的掃描期間圖11的屏幕的放大視圖13是按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例而修改的圖11的屏幕的圖
示；以及
圖14是按照本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例修改的、類(lèi)似于圖ll的視圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中的附圖標(biāo)號(hào)IO總地表示外殼，其中，安裝了如圖3中 所示的輕型的、緊湊的圖像投影模塊20。所述模塊20在與模塊一定 距離的不同的顯示屏幕上投影二維圖像。如下所述，所述圖像由在模 塊20中的掃描器掃描的掃描線的光柵圖30上的被照亮的像素和未被 照亮的像素組成。
外殼10的平行六面體形狀僅僅表示其中可以包含模塊20的一種 形態(tài)因子。在優(yōu)選實(shí)施例中，所述模塊20的尺寸為大約30 mm x 15 mm x 10 mm或者大約4.5立方厘米。這個(gè)緊湊的微型尺寸允許模塊 20被安裝在許多不同形狀(大或者小的、便攜或者固定的)的外殼中， 其中一些在下面被說(shuō)明。
參見(jiàn)圖3，模塊20包括支座16，諸如印刷電路板；以及激光
器/光學(xué)外殼18，其中安裝了激光器25 (參見(jiàn)圖6)和透鏡組件，所 述透鏡組件包括一個(gè)或多個(gè)透鏡，優(yōu)選的是一對(duì)透鏡22、 24，用于光 學(xué)地修改由激光器25發(fā)出的激光束。
如在圖6中最佳地所示，激光器25是固態(tài)激光器，優(yōu)選地是半 導(dǎo)體激光器，其當(dāng)被激發(fā)時(shí)發(fā)出具有橢圓橫截面的激光束。透鏡22 是具有大約2毫米的正焦距的雙非球面的凸透鏡，并且用于收集在光 束中的實(shí)際上所有能量，并且用于產(chǎn)生衍射受限制的光束。透鏡24 是具有大約-20毫米的負(fù)焦距的凹透鏡。通過(guò)在外殼18中間隔大約4 毫米的相應(yīng)的透鏡支架來(lái)固定透鏡24、 26，并且通過(guò)在組配期間在填 塞孔29中引入粘合劑(為了清楚而未示出)而將透鏡24、 26固定到 位。線圏彈簧27幫助定位激光器。激光器22、 24將光束輪廓整形。
出自外殼18的激光束被引導(dǎo)到選用的靜態(tài)反射鏡32并且被從其 反射。 一個(gè)掃描器也被安裝在板16上，并且包括第一掃描鏡34， 其可以被慣性驅(qū)動(dòng)器36以第一掃描率振蕩以將從反射鏡反射的激光 束在第一水平掃描角A上掃描(參見(jiàn)圖7);以及，笫二掃描鏡38， 其可以被電磁驅(qū)動(dòng)器42以第二掃描率振蕩以將從第一掃描鏡34反射 的激光束在第二垂直掃描B上掃描(參見(jiàn)圖7)。在另一個(gè)變化結(jié)構(gòu) 中，可以將掃描鏡34、 38替換為單個(gè)雙軸鏡。
慣性驅(qū)動(dòng)器36是高速的低電功耗的部件?？梢栽谙挛闹姓业綉T 性驅(qū)動(dòng)器的細(xì)節(jié)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第10/387,878號(hào)，2003年3月13日 被提交，被轉(zhuǎn)讓給與本申請(qǐng)相同的受讓方，并且通過(guò)引用而被并入在 此。慣性驅(qū)動(dòng)器的使用將所述模塊的功耗減少到小于1瓦特。
電磁驅(qū)動(dòng)器42包括永久磁體44，其結(jié)合地安裝在第二掃描鏡 38之上和之后；以及，電磁線圏46,用于響應(yīng)于接收到定期驅(qū)動(dòng)信 號(hào)而產(chǎn)生周期的磁場(chǎng)。線圏46與磁體44接近，以便周期磁場(chǎng)與磁體 44的永久磁場(chǎng)磁性地交互，并且使得所述磁體、繼而第二掃描鏡38 振蕩。線圏46被連接到板16的直立壁48支撐。
慣性驅(qū)動(dòng)器36以最好大于5 kHz (特別是在18 kHz或者更大的 級(jí)上)的掃描率高速地振蕩掃描鏡34。這個(gè)高掃描率在非可聽(tīng)聲頻率，由此最小化噪聲和振動(dòng)。電磁驅(qū)動(dòng)器42以在40kHz級(jí)上的更慢的掃 描率來(lái)振蕩掃描鏡38，所述掃描率足夠快以使得圖像駐留在人眼視網(wǎng) 膜上，而沒(méi)有過(guò)大的閃爍。
較快的鏡34掃描水平掃描線，較慢的鏡38垂直地掃描水平掃描 線，由此產(chǎn)生光柵圖，其是大致平行的掃描線的網(wǎng)格或者序列，由其 來(lái)構(gòu)造圖像。每條掃描線具有多個(gè)像素。圖像分辨率最好是640 x 480 像素的VGA質(zhì)量。在一些應(yīng)用中，VGA質(zhì)量的二分之一 320 x 480 像素或者VGA質(zhì)量的四分之一 320 x 240像素就足夠了。最少期望 160x 160像素的分辨率。
鏡34、 38的角色可以反轉(zhuǎn)，使得鏡38較快，鏡34較慢。鏡34 也可以被設(shè)計(jì)為掃描垂直掃描線，在這種情況下，鏡38將掃描水平 掃描線。而且，慣性驅(qū)動(dòng)器可以用于驅(qū)動(dòng)鏡38。事實(shí)上，可以通過(guò)機(jī) 電、電、機(jī)械、靜電、磁或者電磁驅(qū)動(dòng)器來(lái)驅(qū)動(dòng)任何一個(gè)鏡。
通過(guò)選擇性地照亮在一條或多條掃描線中的像素來(lái)構(gòu)造圖像。如 下參見(jiàn)圖8更詳細(xì)地所述，控制器通過(guò)激光束來(lái)使得在光柵圖30中 的所選擇的像素被照亮并且變?yōu)榭梢?jiàn)。例如，功率控制器50將電流 引導(dǎo)到激光器25，以激發(fā)后者來(lái)在每個(gè)所選擇的像素上發(fā)光，并且不 將電流傳導(dǎo)到激光器25以將后者去激活從而不照亮其他未選擇的像 素。結(jié)果產(chǎn)生的被照亮和未被照亮的像素的圖案包括圖像，其可以是 人或者機(jī)器可讀的信息或者圖形的任何顯示。取代功率控制器，可以 使用聲光調(diào)制器來(lái)通過(guò)不允許激光束達(dá)到第一掃描鏡而將激光束偏 離任何期望的像素以不照亮所述像素。
參見(jiàn)圖7，以放大的視圖而示出了光柵圖30。在點(diǎn)54開(kāi)始，激 光束被慣性驅(qū)動(dòng)器以水平掃描率沿著水平方向掃描到點(diǎn)56，以形成掃 描線。隨后，電磁驅(qū)動(dòng)器以垂直掃描率沿著垂直方向?qū)⒓す馐鴴呙璧?點(diǎn)58以形成第二掃描線。連續(xù)掃描線的形成以相同的方式進(jìn)行。
經(jīng)由功率控制器50的操作，或者通過(guò)將激光器保持接通并且通 過(guò)聲光調(diào)制器的操作而在所選擇的時(shí)間將激光束偏離，通過(guò)在微處理 器
器而在光柵圖30中建立圖像。僅僅當(dāng)期望看到在期望圖像中的像素 時(shí)，所述激光器產(chǎn)生可見(jiàn)光并且被接通或者其光束被準(zhǔn)確地偏離。光 柵圖是由多條線中的每條線上的多個(gè)像素構(gòu)成的網(wǎng)格。所述圖像是所 選擇的像素的位圖。每個(gè)字母或者數(shù)字、任何圖形設(shè)計(jì)或者標(biāo)志、甚 至機(jī)器可讀的條形碼符號(hào)可以被形成為位像。
圖7也示出了在外殼IO上的透光端口或者窗口 60,通過(guò)其，在 與印刷電路板16—般垂直的方向上投影圖像。再次參見(jiàn)圖4，激光束 的光路具有在激光器/光學(xué)外殼18和反射鏡32之間的垂直路線62、 向左向掃描鏡34傾斜的路線64、向右向掃描鏡38的水平路線66和 在向窗口 60的方向上并且與板16垂直的前路線69 (參見(jiàn)圖7)?？?以在按照本發(fā)明如下所述所采用的、任何透光的或者反射的表面(諸 如屏幕12)上投影圖像。
如圖8中所示，主機(jī)80向被存儲(chǔ)器控制器72控制的存儲(chǔ)器緩沖 器70發(fā)送位像數(shù)據(jù)82。 一個(gè)全VGA幀的存儲(chǔ)需要大約300千 字節(jié)，并且期望在緩沖器70中具有足夠的存儲(chǔ)量來(lái)用于兩個(gè)全幀(600 千字節(jié))，以使得一個(gè)幀能夠被主機(jī)寫(xiě)入，同時(shí)另一個(gè)幀正在被讀取 和投影。另一方面，如果緩沖器的大小小于一個(gè)全幀，則控制器72 可以在存儲(chǔ)器達(dá)到其對(duì)于由主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)的最大存儲(chǔ)容量后開(kāi)始 顯示線，或者可以同時(shí)從緩沖器讀取和向緩沖器寫(xiě)入。由主機(jī)向控制 器72發(fā)送幀同步信號(hào)86。
第一掃描鏡34 (也被稱(chēng)為高速或者X軸鏡)被慣性驅(qū)動(dòng)器36驅(qū) 動(dòng)，并且被存儲(chǔ)器控制器72控制。類(lèi)似地，第二掃描鏡38(也稱(chēng)為 慢速或者Y軸鏡)被電磁驅(qū)動(dòng)器42驅(qū)動(dòng)，并且被存儲(chǔ)器控制器72控 制。因?yàn)樵赬軸鏡的前后掃描期間都投影圖像，因此以逆序每隔一行 地顯示圖像數(shù)據(jù)。因此，或者主機(jī)需要以逆序向緩沖器寫(xiě)入圖像數(shù)據(jù)， 或者存儲(chǔ)器控制器需要以逆序讀取圖像數(shù)據(jù)。
X軸鏡具有正弦的速度曲線。在給定的時(shí)間間隔中，激光束在每 條掃描線的中間比在每條掃描線的尾部掃描更多的像素。為了避免圖 像失真，或者存儲(chǔ)器控制器72應(yīng)當(dāng)以可變的時(shí)鐘率來(lái)為像素計(jì)時(shí)，或者所述主機(jī)應(yīng)當(dāng)為緩沖器70填充其中像素的大小變化的數(shù)據(jù)?？?變時(shí)鐘率是優(yōu)選的技術(shù)，因?yàn)樗试S與其他顯示器共享固定大小的像 素。
緩沖器的輸出是數(shù)字信號(hào)84，其與主機(jī)幀同步，并且與X軸鏡 34時(shí)鐘和線同步。這個(gè)數(shù)字信號(hào)被發(fā)送到調(diào)制器88，調(diào)制器88繼而 控制激光器25。
圖9-10分別描述了慣性驅(qū)動(dòng)器36。如在2003年3月13日提交 的上述美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第10/387,878中所述，在上的一對(duì)壓電換能器 110、 112接觸在掃描鏡34上的框架114相隔開(kāi)的部分，并且通過(guò)導(dǎo) 線116、 118電連接到周期的交流電壓源。在使用中，所述周期的電 壓源使得換能器110、 112在長(zhǎng)度上交替地?cái)U(kuò)展和收縮，由此使得框 114圍繞鉸鏈軸120扭曲。掃描鏡34連接到在鉸鏈軸的相對(duì)端的框， 并且以諧振頻率圍繞鉸鏈軸振蕩。
在下的一對(duì)壓電換能器122、 124接觸在掃描鏡34之下的框架 114的相隔開(kāi)的位置。換能器122、 124作為反饋或者拾取機(jī)構(gòu)，用于 監(jiān)控框的振動(dòng)移動(dòng)，并且沿著導(dǎo)線126、 128向反饋控制電路產(chǎn)生和 傳導(dǎo)電反饋信號(hào)。
但是，由換能器110、 112引發(fā)的振動(dòng)被換能器122、 124檢測(cè)， 并且趨向于破壞所述反饋信號(hào)，由此副作用于所投影的圖像，因此， 所述驅(qū)動(dòng)和拾取機(jī)構(gòu)最好被使得不同(例如通過(guò)不將兩個(gè)機(jī)構(gòu)都基于 壓電效應(yīng))。所述機(jī)構(gòu)之一基于不同類(lèi)型的機(jī)構(gòu)。例如，如圖10中 所示，磁體130結(jié)合地安裝在鏡34之后以與其結(jié)合地振蕩，如圖9 中所示的電磁反饋線圏132被安裝在磁體130附近。線圏132感測(cè)由 移動(dòng)的磁體引發(fā)的周期性的電磁場(chǎng)，并且不受到來(lái)自緩沖器110、 112 的振動(dòng)的影響。
參見(jiàn)圖1-2，屏幕12在外殼10上的樞軸14上可旋轉(zhuǎn)地被安裝到 多個(gè)位置的任何一個(gè)。例如，如圖1中所示，屏幕12位于垂直平面 中，并且由模塊20將光柵圖30的位像通過(guò)窗口 60投影到垂直 屏幕上，所述垂直屏幕限定了一個(gè)圖像平面。所述屏幕12可以向后
傾斜以與水平線形成鈍角，以更方便從外殼前部觀看，由此限定了另
一個(gè)圖像平面。也可以使用其他角度，包括銳角。如圖2中所示，屏 幕12可以被旋轉(zhuǎn)到其中屏幕在傾斜的位置支撐外殼10的角位置，在 這種情況下，圖像不被投影在屏幕12上，而是被投影在遠(yuǎn)處的顯示 表面，諸如遠(yuǎn)處的顯示屏幕40，其限定了另一個(gè)圖像平面。制動(dòng)器 134被人工地壓下以啟動(dòng)圖像投影。因此，在圖l-圖2的實(shí)施例中， 圖像可以被投影在外殼10上的屏幕12上的多個(gè)角位置的任何一個(gè)上 或者被投影在外殼上的遠(yuǎn)處屏幕40上、或者某些其他的類(lèi)似顯示表 面上。
如上所述，在屏幕12、 40上的圖像受到由于斑點(diǎn)噪聲而導(dǎo)致的 變差的影響，因?yàn)榧す馄?5具有相干波，其當(dāng)激光束被屏幕12、 40 反射和/或通過(guò)屏幕12、 40時(shí)散射，并且這些散射波組合以形成固態(tài) 的干擾圖案。
按照本發(fā)明，不是如上所述的前投影屏幕12、 40，而是在圖11 中所述的背投屏幕200被使用和修改來(lái)減少斑點(diǎn)噪聲。屏幕200具有 后表面202、前表面204和其中并入的微透鏡206的陣列。每個(gè)微透 鏡具有正或負(fù)的光功率，并且最好是球面透鏡。但是也可以是柱面透 鏡或者曲面透鏡(其中前表面的曲線在相互正交的方向上不同)。所
述微透鏡最好在相互正交的線性行和列中被布置。
從圖像投影模塊20投影的激光束在圖11中被示意地示出為附圖 標(biāo)號(hào)210，并且被模塊20中的掃描器在由雙頭箭頭208圖示的任何掃 描方向上振蕩。所述激光束入射在并且掃描通過(guò)屏幕200的后表面202 上。每個(gè)微透鏡將入射的激光束聚焦到在圖像平面212上的焦點(diǎn)，其 后，光以視角214分叉。所述視角大致等于微透鏡直徑(在球面微透 鏡的情況下)除以其焦距。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，微透鏡直徑是大約 0.2毫米，到圖像平面的焦距是大約0.3毫米，視角是±20°。通過(guò)改變 微透鏡直徑和/或焦距來(lái)改變所述視角。
入射的激光束210具有相干波或者大致相干的波。在通過(guò)微透鏡 206后，激光束210保留了其大多數(shù)相位相干，并且不干擾其本身，由此避免了斑點(diǎn)噪聲。本發(fā)明的一個(gè)特征尋求保證在至少大多數(shù)時(shí) 間，激光束一次僅僅照亮一個(gè)微透鏡。在圖12中描述了這一點(diǎn)，其 中，在位置A的激光束210僅僅照亮單個(gè)微透鏡206。在位置B也證 明了這點(diǎn)，其中激光束210也僅僅照亮單個(gè)微透鏡。當(dāng)激光束在位置 C時(shí)有可能有一些干擾，在所述位置C,激光束入射在兩個(gè)相鄰的微 透鏡之間的交點(diǎn)216上，因此，激光束同時(shí)照亮這兩個(gè)相鄰的微透鏡。
按照本發(fā)明，沿著掃描方向測(cè)量的微透鏡尺寸被使得至少等于但 是最好大于也沿著掃描方向測(cè)量的激光束的光束尺寸。如圖12中所 示，光束尺寸，例如橫截面的光束寬度小于微透鏡尺寸的寬度。這個(gè) 特征保證了沒(méi)有許多交點(diǎn)，并且大多數(shù)時(shí)間，入射激光束一次僅僅照 亮一個(gè)微透鏡。另一方面，不能使得微透鏡尺寸太大，并且事實(shí)上， 必須將微透鏡尺寸保持為小于圖像的(沿著每條掃描線考慮的)每個(gè) 虛擬像素的寬度尺寸，以便不損害圖像分辨率。
在圖13中描述了在減少斑點(diǎn)噪聲中的進(jìn)一步的改進(jìn)，其中，將 極化的旋轉(zhuǎn)涂層218應(yīng)用到間隔的微透鏡。在這種情況下，兩個(gè)相鄰 的微透鏡發(fā)出不同極化的光，并且當(dāng)入射光束照射交點(diǎn)216時(shí)，將不 會(huì)彼此干擾而產(chǎn)生斑點(diǎn)噪聲。在圖13中，垂直箭頭表示一個(gè)極化， 而x表示垂直極化。涂層218位于后表面202上。賽璐玢是各向異性 的材料，其作為半波板，并且是涂層218的優(yōu)選材料。當(dāng)使用涂層218 時(shí)，光束尺寸可以大于微透鏡尺寸。
除了減少斑點(diǎn)之外，黑色(光吸收)多孔障板220被定位在圖像 平面212上，在所述多孔障板中的孔允許被聚焦的光通過(guò)其中。多孔 障板提高了被照亮的像素的對(duì)比度，特別是在存在強(qiáng)的環(huán)境光(諸如 太陽(yáng)光)的情況下。
通過(guò)將微透鏡替代為微鏡，在此表達(dá)的思想可適用于前投影屏
激光束210可以具有用于投影單個(gè)圖像的單個(gè)波長(zhǎng)，或者可以是 來(lái)自多個(gè)激光源的多個(gè)波長(zhǎng)(紅色、藍(lán)色或者綠色)的復(fù)合激光束， 用于投影彩色圖像。
可以明白，如上所述的每個(gè)元件或者兩個(gè)或者更多的元件也可以 有益地應(yīng)用到與如上所述的類(lèi)型不同的其他類(lèi)型的結(jié)構(gòu)中。
雖然已經(jīng)將本發(fā)明圖解和描述為被體現(xiàn)在用于在被修改以減少 斑點(diǎn)噪聲的屏幕上投影圖像的圖像投影設(shè)備和方法中，但是其不意欲 限于所示的細(xì)節(jié)，因?yàn)榭梢栽诓灰匀魏畏绞矫撾x本發(fā)明的精神的情況 下進(jìn)行各種修改和結(jié)構(gòu)改變。
不用進(jìn)行進(jìn)一步的分析，上述內(nèi)容將完全披露本發(fā)明的要旨其 他人可以通過(guò)應(yīng)用當(dāng)前的知識(shí)而容易地將其適配到各種應(yīng)用，而不省 略從現(xiàn)有技術(shù)的角度來(lái)看清楚地構(gòu)成了本發(fā)明的上位或者下位方面 的必要特性的特征，因此應(yīng)當(dāng)并且意欲在所附的權(quán)利要求的等同內(nèi)容 的含義和范圍內(nèi)理解這樣的適配。
期望通過(guò)專(zhuān)利證書(shū)保護(hù)的新的技術(shù)方案在隨后的權(quán)利要求中提
權(quán)利要求
1.一種用于投影具有減少的斑點(diǎn)噪聲的圖像的設(shè)備，包括a)顯示屏幕，具有前后表面和微透鏡陣列；b)圖像投影組件，用于將激光束引導(dǎo)在所述顯示屏幕的后表面上，并且用于將所述激光束在所述顯示屏幕的后表面上掃描為多條掃描線的圖案，其中每條掃描線沿著掃描方向延伸并具有多個(gè)像素，所述圖像投影組件用于使得所選擇的像素被照亮和變?yōu)榭梢?jiàn)以產(chǎn)生所述圖像，所述激光束具有沿著掃描方向的光束尺寸；以及c)用于通過(guò)將每個(gè)微透鏡配置為具有沿著所述掃描方向測(cè)量的、不小于所述光束尺寸的微透鏡尺寸而減少斑點(diǎn)噪聲的裝置。
2. 按照權(quán)利要求l的設(shè)備，其中，所述組件包括用于發(fā)出所述 激光束的激光器。
3. 按照權(quán)利要求2的設(shè)備，其中，所述激光器是紅色、藍(lán)色和 綠色激光器之一。
4. 按照權(quán)利要求l的設(shè)備，其中，所述微透鏡尺寸大于所述光 束尺寸。
5. 按照權(quán)利要求l的設(shè)備，其中，沿著所述掃描方向連續(xù)地排 列所述微透鏡；在間隔的微透鏡上具有極化旋轉(zhuǎn)涂層。
6. 按照權(quán)利要求4的設(shè)備，其中，每個(gè)微透鏡具有球面曲率。
7. 按照權(quán)利要求l的設(shè)備，還包括在所述微透鏡陣列的圖像平 面上的多孔障板。
8. 按照權(quán)利要求7的設(shè)備，其中，所述多孔障板吸收被入射在 其上的激光束。
9. 一種用于投影具有減少的斑點(diǎn)噪聲的圖像的方法，包括步驟a) 發(fā)出激光束；b) 引導(dǎo)所述激光束入射在顯示屏幕的后表面上，并且將所述激 光束在所述顯示屏幕的后表面上掃描為多條掃描線的圖案，其中每條 掃描線沿著掃描方向延伸并具有多個(gè)像素，并且使得所選擇的像素被 照亮和變?yōu)榭梢?jiàn)以產(chǎn)生所述圖像，所述激光束具有沿著掃描方向的光束尺寸；以及c)使用微透鏡陣列形成所述顯示屏幕，將每個(gè)微透鏡配置為具 有沿著所述掃描方向測(cè)量的、不小于所述光束尺寸的微透鏡尺寸，由 此減少斑點(diǎn)噪聲。
10. 按照權(quán)利要求9的方法，其中，通過(guò)紅色、藍(lán)色或者綠色激 光器之一來(lái)執(zhí)行所述發(fā)出激光束的步驟。
11. 按照權(quán)利要求9的方法，其中，所述微透鏡尺寸大于所述光 束尺寸。
12. 按照權(quán)利要求9的方法，還包括沿著所述掃描方向連續(xù)地 排列所述微透鏡；并且在間隔的微透鏡上涂布極化旋轉(zhuǎn)涂層。
13. 按照權(quán)利要求9的方法，其中，每個(gè)微透鏡具有球面曲率。
14. 按照權(quán)利要求9的方法，還包括在所述微透鏡陣列的圖像 平面上定位多孔障板。
15. —種顯示屏幕，用于減少在由激光束在所述顯示屏幕上投影 的圖像中的斑點(diǎn)噪聲，包括沿著掃描方向連續(xù)排列的微透鏡陣列， 每個(gè)微透鏡具有沿著所述掃描方向測(cè)量的微透鏡尺寸，所述微透鏡尺 寸不小于所述激光束的、也沿著所述掃描方向而測(cè)量的光束尺寸。
16. 按照權(quán)利要求15的顯示屏幕，在間隔的微透鏡上具有極化 旋轉(zhuǎn)涂層。
17. 按照權(quán)利要求15的顯示屏幕，其中，每個(gè)微透鏡具有球面曲率。
18， 一種用于投影具有減少的斑點(diǎn)噪聲的圖像的設(shè)備，包括a) 顯示屏幕，具有前后表面和沿掃描方向連續(xù)排列的微透鏡陣列；b) 圖像投影組件，用于將激光束引導(dǎo)在所述顯示屏幕的后表面 上，并且用于將所述激光束在所述顯示屏幕的后表面上掃描為多條掃 描線的圖案，其中每條掃描線沿著掃描方向延伸并具有多個(gè)像素，所 述圖像投影組件用于使得所選擇的像素被照亮和變?yōu)榭梢?jiàn)以產(chǎn)生所述圖像；以及c)在間隔的微透鏡上的極化旋轉(zhuǎn)涂層，用于減少斑點(diǎn)噪聲
全文摘要
位于外殼中的圖像投影模塊用于使得在光柵圖中的所選擇的像素被照亮以在VGA質(zhì)量的顯示屏幕上產(chǎn)生圖像。所述屏幕設(shè)置有微透鏡陣列，用于減少在圖像中的斑點(diǎn)噪聲。
文檔編號(hào)G02B27/10GK101198893SQ200680021886
公開(kāi)日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2006年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月17日
發(fā)明者德米特瑞·雅維德 申請(qǐng)人:訊寶科技公司