專利名稱：一種利用激光光源的微型投影機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種投影設(shè)備，具體涉及一種應(yīng)用激光光源的微型投影設(shè)備。
技術(shù)背景為了開(kāi)發(fā)比手掌還要小的便攜式微型投影機(jī)，或者直接可以嵌入筆記本電腦中投 影機(jī)，需要研制出體積小且低功耗的投影機(jī)，而光效率很高的激光光源無(wú)疑是低功耗光源 的首選。不過(guò)，激光雖然光效率很高，而且又是最適合的微型投影用光源，但是卻因激光原 來(lái)的光相干特性，而容易使投影帶有躁點(diǎn)。因?yàn)榧す夤逃械南喔商匦裕诔上褚幻嫔蠒?huì)出現(xiàn)或亮或暗的區(qū)域，這種區(qū)域反復(fù) 出現(xiàn)的干涉模式就成為躁點(diǎn)。這種干涉模式降低了成像效果，成為使用微型投影機(jī)投影成 像質(zhì)量下降的主要原因。因而，一直以來(lái)都在努力開(kāi)發(fā)一種技術(shù)使這種躁點(diǎn)不為肉眼識(shí)別，但是成果甚微。目前業(yè)界去除躁點(diǎn)的方法大致上有三種。第一，增加光線入射角的可變性，增加任意性(Randomness)；第二，增加激光位相的可變性，增加任意性；第三，持續(xù)改變激光波長(zhǎng)，將波長(zhǎng)稍微有不同的多數(shù)激光合成在同一光軸，增加任 意性；目前常用的技術(shù)，使動(dòng)態(tài)散射片(Moving diffuser)在光軸上周期性的垂直往返 振動(dòng)，增加任意性(Randomness)，可以減少躁點(diǎn)，但是不能完全去除，使人看起來(lái)很不舒服
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種利用激光光源的微型投影機(jī)，它是通過(guò)改良現(xiàn)有的 動(dòng)態(tài)散射片構(gòu)造和驅(qū)動(dòng)方法，使得肉眼無(wú)法識(shí)別銀幕上所成像的躁點(diǎn)，從而向世人展示一 種新的利用激光光源的微型投影機(jī)。。為了解決背景技術(shù)所存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型是采用 以下技術(shù)方案它包含紅色光源1、藍(lán)色光源2、綠色光源3、三個(gè)分色鏡4、波束整形器5、場(chǎng)透鏡 6、偏光束分離器7、光調(diào)制器8、投影透鏡9，它還包含動(dòng)態(tài)散射片10、散射馬達(dá)11，動(dòng)態(tài)散 射片10設(shè)置在三個(gè)分色鏡4的后方，散射馬達(dá)11設(shè)置在動(dòng)態(tài)散射片10的上方并于散射片 10相連接。本實(shí)用新型中使用動(dòng)態(tài)散射片10增加光線入射角的可變性，增加任意性的方 法，通過(guò)改變動(dòng)態(tài)散射片10的擴(kuò)散角和振動(dòng)頻率，來(lái)增加其任意性。從而達(dá)到消除躁點(diǎn)的 目的。動(dòng)態(tài)散射片10的擴(kuò)散角在0. 5° -2°之間比較合適。動(dòng)態(tài)散射片10的振動(dòng)頻率在60Hz-360Hz之間持續(xù)改變，增強(qiáng)任意性。小馬達(dá)和 膠片構(gòu)成的動(dòng)態(tài)散射片10驅(qū)動(dòng)到360Hz以上很難，而且對(duì)于再高的頻率增加結(jié)果也沒(méi)有什 么變化。驅(qū)動(dòng)采用random函數(shù)編程，以一秒為間隔，驅(qū)動(dòng)頻率就在60Hz-360Hz之間隨意變 化。
3[0014]動(dòng)態(tài)散射片10是在透明平整的投影膠片上由任意圖案構(gòu)成的光學(xué)器件，使光向 圖案方向折射，改變?nèi)肷浣?；透過(guò)光接觸的圖案不同，折射方向也會(huì)隨之改變，整體上會(huì)出 現(xiàn)入射光散射的現(xiàn)象。散射片的圖案決定擴(kuò)散角的大小。本實(shí)用新型在動(dòng)態(tài)散射片10的表面形成含有多個(gè)擴(kuò)散角的多個(gè)區(qū)域，可以顯著 減少成像的躁點(diǎn)。同時(shí)，在規(guī)定范圍內(nèi)，持續(xù)改變動(dòng)態(tài)散射片的驅(qū)動(dòng)頻率，與現(xiàn)有技術(shù)相比 能大幅減少銀幕成像上的躁點(diǎn)，使肉眼無(wú)法識(shí)別。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是動(dòng)態(tài)散射片10的示意圖，圖3是具體實(shí) 施方式二的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是具體實(shí)施方式
三的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一，參看圖1-2，本具體實(shí)施方式
采用以下技術(shù)方案它由紅色光源 1、藍(lán)色光源2、綠色光源3、三個(gè)分色鏡4、波束整形器5、場(chǎng)透鏡6、偏光束分離器7、光調(diào)制 器8、投影透鏡9、動(dòng)態(tài)散射片10、散射馬達(dá)11組成，動(dòng)態(tài)散射片10設(shè)置在三個(gè)分色鏡4的 后方，散射馬達(dá)11設(shè)置在動(dòng)態(tài)散射片10的上方并于散射片10相連接。本實(shí)用新型中使用 動(dòng)態(tài)散射片10增加光線入射角的可變性，增加任意性的方法，通過(guò)改變動(dòng)態(tài)散射片10的擴(kuò) 散角和振動(dòng)頻率，來(lái)增加其任意性。從而達(dá)到消除躁點(diǎn)的目的。動(dòng)態(tài)散射片10的擴(kuò)散角在0.5° ^70°范圍之內(nèi)，非常多樣。動(dòng)態(tài)散射片10 的擴(kuò)散角太大的話，通過(guò)動(dòng)態(tài)散射片10的激光損失太大，光效率降低，因而擴(kuò)散角定在 0.5° 2°之間比較合適。動(dòng)態(tài)散射片10的振動(dòng)頻率在60Hz-360Hz之間持續(xù)改變，增強(qiáng)任意性。小馬達(dá)和 膠片構(gòu)成的動(dòng)態(tài)散射片10驅(qū)動(dòng)到360Hz以上很難，而且對(duì)于再高的頻率增加結(jié)果也沒(méi)有什 么變化。驅(qū)動(dòng)采用random函數(shù)編程，以一秒為間隔，驅(qū)動(dòng)頻率就在60Hz-360Hz之間隨意變 化。動(dòng)態(tài)散射片10是在透明平整的投影膠片上由任意圖案構(gòu)成的光學(xué)器件，使光向 圖案方向折射，改變?nèi)肷浣牵煌高^(guò)光接觸的圖案不同，折射方向也會(huì)隨之改變，整體上會(huì)出 現(xiàn)入射光散射的現(xiàn)象。散射片的圖案決定擴(kuò)散角的大小。參看圖2，確定散射片膠片表面的區(qū)域，各區(qū)域設(shè)置不同的擴(kuò)散角。因此，散射片表 面區(qū)域內(nèi)就有兩個(gè)以上的擴(kuò)散角。如圖2(a)所示，散射片表面的區(qū)域可以形成垂直振動(dòng)方 向上的區(qū)分。如圖2(b)所示，多個(gè)圓形可以形成多重重疊形狀。如圖2(c)所示，振動(dòng)方向 按照射線方向來(lái)區(qū)分區(qū)域。關(guān)鍵是，區(qū)域區(qū)分必須使光通過(guò)領(lǐng)域的擴(kuò)散角在散射片振動(dòng)或 者回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，根據(jù)散射片的運(yùn)動(dòng)能夠隨時(shí)改變。因此，讓散射片作回轉(zhuǎn)或者振動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，隨著光的圖案和擴(kuò)散角度可以改變，任意 性(Randomness)增強(qiáng)，躁點(diǎn)能大幅度減少，直至肉眼無(wú)法分辨。本具體實(shí)施方式
改變動(dòng)態(tài)散射片頻率(Frequency)的方法如下通過(guò)光調(diào)制 器呈現(xiàn)的影像幀速率(Frame rate) —般在60Hz以上。因?yàn)槿祟惸苓B續(xù)辨別出的頻率 (frequency)是 60Hz 以上。因而因應(yīng)色序顯示(field sequential color display)的情 況，將幀速率(Framerate)定為60Hz，再次三等分，三個(gè)區(qū)間分別為紅色/綠色/藍(lán)色。所以，考慮到3個(gè)sub-frame區(qū)間，實(shí)際上要驅(qū)動(dòng)180Hz。但是，無(wú)論是何種情況，輸入的image 數(shù)據(jù)為60Hz進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。所以，散射片的振動(dòng)頻率(frequency)也要驅(qū)動(dòng)為60Hz以上?，F(xiàn)有技術(shù)上，雖定在180Hz左右振動(dòng)，但是無(wú)法完全去除躁點(diǎn)。本具體實(shí)施 方式中，使散射片的振動(dòng)頻率(Frequency)在60Hz-360Hz之間持續(xù)改變，增強(qiáng)任意性 (Randomness)。散射片馬達(dá)11和膠片構(gòu)成的散射片驅(qū)動(dòng)制360Hz以上很難，而且對(duì)于再高 的頻率(Frequency)增加結(jié)果也沒(méi)有什么變化。驅(qū)動(dòng)采用random函數(shù)編程，以一秒為間隔，驅(qū)動(dòng)頻率(frequency)就在 60Hz-360Hz之間隨意變化。本具體實(shí)施方式
的工作原理如下三個(gè)激光光源紅色光源1、藍(lán)色光源2、綠色光源3，分別利用三個(gè)分色鏡4反射或 直接透過(guò)，射進(jìn)動(dòng)態(tài)散射片10。動(dòng)態(tài)散射片10在光軸上垂直振動(dòng)，通過(guò)散射片增加光的任意性(Randomness)。透過(guò)動(dòng)態(tài)散射片10的光經(jīng)過(guò)波束整形器光束5變形。之所以要變形光束，是為了 符合光調(diào)制器8的入射面，提高光效率。波束整形器5的典型代表為復(fù)眼透鏡，導(dǎo)光管。圖 1便是由板面上很多球面或者非球面的微型透鏡體組成的波束整形器5的典型代表復(fù)眼透 鏡示意圖。復(fù)眼透鏡即波束整形器5透明板上有很多微型透鏡體構(gòu)成的形狀。例如，四角凸 起透鏡、六角凸起透鏡、圓形等等，但是應(yīng)該采用和光調(diào)制器一致的形狀。例如，若光調(diào)制器 8的有效畫(huà)面形狀是四角形，也要把微型透鏡調(diào)整成四角形，才能最大限度降低光損失。光調(diào)制器8是將入射的光選擇性透過(guò)，阻擋或者變更光路形成影像的光學(xué)器件。 DMD (Digital Micromirror Device)、液晶顯示器(LCD)、LC0S等是其典型代表。DMD是采用 Field Sequential的驅(qū)動(dòng)方法，利用的是狀如矩形，數(shù)量和像素一樣多的Digital Mirror, 是一種采用Field Sequential的驅(qū)動(dòng)方法。DLP是通過(guò)DigitalMirror調(diào)節(jié)從光源發(fā)出光 的光路，反射到銀幕上來(lái)成像的投影機(jī)。液晶顯示器(LCD)通過(guò)選擇性的打開(kāi)或者關(guān)閉液 晶來(lái)成像。利用液晶顯示器(LCD)的投影機(jī)有直視型、投射型和反射型。直視型投影機(jī)是 直接觀察液晶顯示器后面的后向光通過(guò)液晶板時(shí)產(chǎn)生影像的方式。投射型投影機(jī)是利用投 影透鏡把通過(guò)液晶顯示器時(shí)的成像擴(kuò)大之后投射在銀幕上，我們看見(jiàn)的從銀幕反射回來(lái)的 影像。反射型和投射型結(jié)構(gòu)基本相同，只不過(guò)是利用在下端的板上形成反射膜，將反射的光 擴(kuò)大投射在銀幕上。LC0S(Liquid Crystal on Silicon)是反射型液晶顯示器的一種，將現(xiàn) 有的液晶顯示器下面那塊透明玻璃板換成硅基板，從而變成反射型光學(xué)顯示器。然后是利 用反射型光學(xué)系的偏光束分離器7將光調(diào)制器8內(nèi)的成像傳輸至投影透鏡9。投影透鏡9 由多個(gè)透鏡組成，將光調(diào)制器8產(chǎn)生的影像擴(kuò)大投射在銀幕上。
具體實(shí)施方式
二，參看圖3，本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于綠色 光源3和紅色光源1采用激光，但是藍(lán)色光源2采用LED，因而藍(lán)色光源2和藍(lán)色分色鏡4-1 在兩張場(chǎng)透鏡6之間的位置有所區(qū)別；綠色光源3和紅色光源1利用兩張分色鏡4，調(diào)節(jié)在 同一光軸之上。在調(diào)節(jié)成同一光軸光的光路上，安裝動(dòng)態(tài)散射片10，使其在光軸上垂直振 動(dòng)。隨時(shí)調(diào)整激光通過(guò)的圖案。接下來(lái)，光經(jīng)過(guò)波束整形器7，通過(guò)兩張場(chǎng)透鏡6聚焦。藍(lán) 色分色鏡把藍(lán)色光也調(diào)節(jié)在同一光軸之上，經(jīng)過(guò)偏光束分離器7射入光調(diào)制器8。其它組 成、連接關(guān)系、應(yīng)用方案與具體實(shí)施方式
一相同。
5[0033]具體實(shí)施方式
三，參看圖4，本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于光調(diào) 制器8使用投射型液晶顯示器，不經(jīng)過(guò)偏光束分離器7，通過(guò)場(chǎng)透鏡6的光直接傳輸?shù)焦庹{(diào) 制器8。其它組成、連接關(guān)系、應(yīng)用方案與具體實(shí)施方式
一相同。
權(quán)利要求一種利用激光光源的微型投影機(jī)，它包含紅色光源(1)、藍(lán)色光源(2)、綠色光源(3)、三個(gè)分色鏡(4)、波束整形器(5)、場(chǎng)透鏡(6)、偏光束分離器(7)、光調(diào)制器(8)、投影透鏡(9)，其特征在于它還包含動(dòng)態(tài)散射片(10)、散射馬達(dá)(11)，動(dòng)態(tài)散射片(10)設(shè)置在三個(gè)分色鏡(4)的后方，散射馬達(dá)(11)設(shè)置在動(dòng)態(tài)散射片(10)的上方并與散射片(10)相連接。
專利摘要一種利用激光光源的微型投影機(jī)，它涉及一種投影設(shè)備。它還包含動(dòng)態(tài)散射片(10)、散射馬達(dá)(11)，動(dòng)態(tài)散射片設(shè)置在三個(gè)分色鏡(4)的后方，散射馬達(dá)設(shè)置在動(dòng)態(tài)散射片的上方并于散射片相連接；動(dòng)態(tài)散射片增加光線入射角的可變性，增加任意性的方法，通過(guò)改變動(dòng)態(tài)散射片的擴(kuò)散角和振動(dòng)頻率，來(lái)增加其任意性。本實(shí)用新型在動(dòng)態(tài)散射片表面形成含有多個(gè)擴(kuò)散角的多個(gè)區(qū)域，可以顯著減少成像的躁點(diǎn)。同時(shí)，在規(guī)定范圍內(nèi)，持續(xù)改變動(dòng)態(tài)散射片的驅(qū)動(dòng)頻率，與現(xiàn)有技術(shù)相比能大幅減少銀幕成像上的躁點(diǎn)，使肉眼無(wú)法識(shí)別。
文檔編號(hào)G03B21/20GK201600543SQ20092029245
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月8日
發(fā)明者孫順慶, 范麗琴 申請(qǐng)人:孫順慶;范麗琴