用于圖像投影儀的去斑光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體來說涉及光學(xué)器件，且特定來說(但非排他性地)涉及圖像投影儀。
【背景技術(shù)】
[0002]許多常規(guī)圖像投影儀包含調(diào)制照射光束的顯示器。照射光束可為由光源(例如金屬鹵化物燈、氙燈或汞燈)提供的白色光。另一方面，照射光束可包含三個(gè)單獨(dú)彩色光束，其為紅色、綠色及藍(lán)色光束。每一彩色光束可由發(fā)光二極管(“LED”)、激光二極管或其它類型的激光器(例如氣體激光器、固態(tài)激光器等)單獨(dú)提供。顯示面板可為例如在數(shù)字光處理(“DLP”)顯示系統(tǒng)中的數(shù)字微鏡裝置(“DMD”)或微機(jī)電系統(tǒng)(“MEMS”)。顯示面板還可為液晶顯示器(“IXD”)或硅上液晶(“LC0S”)顯示器。
[0003]激光器具有勝過其它光源的一些優(yōu)點(diǎn)。舉例來說，相比于汞燈的大約1，500小時(shí)的壽命，其壽命為約10，000小時(shí)。與傳統(tǒng)光源相比，激光器還可提供較寬的色域。另外，激光光源的大小為緊湊的，此可更適合于微型投影儀。微型投影儀是在具有很少空間來容納所附接顯示屏幕的手持式裝置(例如移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理、數(shù)碼相機(jī)等)中使用的投影儀。因此，將所顯示圖像投影到任何附近觀看表面(例如墻壁)上。使用激光光源的圖像投影儀的進(jìn)步擴(kuò)展了圖像投影儀的應(yīng)用及使用案例。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例涉及一種圖像投影儀，其包括:至少一個(gè)光源，其用于產(chǎn)生顯示光；去斑模塊，其包含:漫射器；微透鏡陣列，其安置于所述至少一個(gè)光源與所述漫射器之間，其中所述漫射器經(jīng)定位以通過所述微透鏡陣列從所述至少一個(gè)光源接收所述顯示光；平面內(nèi)振動(dòng)器，其經(jīng)耦合以使所述漫射器沿著振動(dòng)平面振動(dòng)；及振動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器，其經(jīng)耦合以驅(qū)動(dòng)所述平面內(nèi)振動(dòng)器，其中所述振動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器經(jīng)配置而以不同振動(dòng)振幅驅(qū)動(dòng)所述平面內(nèi)振動(dòng)器以使所述顯示光中的光斑的強(qiáng)度平均；及顯示面板，其經(jīng)定位以從所述去斑模塊接收所述顯示光，其中所述顯示面板經(jīng)配置以使用所述顯示光產(chǎn)生可投影圖像。
[0005]本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及一種用于圖像投影儀的去斑光學(xué)系統(tǒng)，所述去斑光學(xué)系統(tǒng)包括:漫射器；平面內(nèi)振動(dòng)器，其經(jīng)耦合以使所述漫射器沿著振動(dòng)平面振動(dòng)；微透鏡陣列；及振動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器，其經(jīng)耦合以驅(qū)動(dòng)所述平面內(nèi)振動(dòng)器，其中所述振動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器經(jīng)配置而以不同振動(dòng)振幅驅(qū)動(dòng)所述平面內(nèi)振動(dòng)器以使經(jīng)由所述微透鏡陣列傳播穿過所述漫射器的顯示光中的光斑的強(qiáng)度平均。
【附圖說明】
[0006]參考以下各圖描述本發(fā)明的非限制性及非詳盡實(shí)施例，其中在所有各視圖中相似參考編號(hào)指代相似部件，除非另有規(guī)定。
[0007]圖1圖解說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例將圖像投影在屏幕上以供觀察者觀看的圖像投影儀。
[0008]圖2圖解說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例包含去斑模塊的圖像投影儀的圖像投影系統(tǒng)。
[0009]圖3圖解說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例包含耦合到平面內(nèi)振動(dòng)器的微透鏡陣列及漫射器的去斑模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0010]本文中描述用于減少圖像光斑的圖像投影系統(tǒng)的實(shí)施例。在以下描述中，陳述眾多特定細(xì)節(jié)以提供對(duì)實(shí)施例的透徹理解。然而，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本文中所描述的技術(shù)可在不具有所述特定細(xì)節(jié)中的一或多者的情況下實(shí)踐或者可借助其它方法、組件、材料等來實(shí)踐。在其它實(shí)例中，未詳細(xì)展示或描述眾所周知的結(jié)構(gòu)、材料或操作以避免使某些方面模糊。
[0011]在本說明書通篇中對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”或“一實(shí)施例”的提及意指結(jié)合所述實(shí)施例所描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在本說明書通篇的各個(gè)位置中短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”或“在一實(shí)施例中”的出現(xiàn)未必全部指代同一實(shí)施例。此外，在一或多個(gè)實(shí)施例中可以任何適合方式組合所述特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。
[0012]圖1圖解說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例將圖像投影在屏幕150上以供觀察者195觀看的圖像投影儀125。圖像投影儀125包含用于產(chǎn)生變?yōu)榻?jīng)投影光128的光的光源。來自所述光源的光可被反射離開或引導(dǎo)穿過顯示面板以產(chǎn)生用于投影在屏幕150上的圖像。所述顯示面板可包含DMD、MEMS, DLP、IXD或LCOS技術(shù)。另外，如果使用激光器作為光源，那么所使用的激光器可為激光二極管(半導(dǎo)體激光器)、氣體激光器、固態(tài)激光器及其它類型的激光器(例如光纖激光器)。然而，為進(jìn)行圖解說明，將僅描述使用LCOS顯示面板及激光二極管的微型投影儀。
[0013]經(jīng)投影光128作為可傳播到觀察者195的眼睛中的經(jīng)反射光175反射離開屏幕150。如果在向屏幕150上投影的投影儀中使用激光器，那么其在不采取光斑減輕步驟的情況下可導(dǎo)致光斑圖案(具有隨機(jī)光強(qiáng)度的斑點(diǎn))。激光的相干性質(zhì)可導(dǎo)致不合意的激光光斑。入射于例如顯示屏幕(例如，屏幕150)或墻壁的非鏡面反射表面上的相干激光束可由所述表面以隨機(jī)相位散射。隨機(jī)相位由表面的隨機(jī)顯微輪廓導(dǎo)致。當(dāng)觀察者觀看顯示屏幕或墻壁上的經(jīng)投影圖像時(shí)，具有隨機(jī)相位的經(jīng)散射光將干涉以在觀察者的視網(wǎng)膜中形成光斑圖案。光斑圖案由在大概明亮區(qū)域中顯現(xiàn)為黑暗的一些斑點(diǎn)表征。當(dāng)散射表面與觀察者之間存在相對(duì)移動(dòng)時(shí)，黑暗斑點(diǎn)顯現(xiàn)為閃爍。因此，觀察者可感知由光斑圖案破壞的經(jīng)投影圖像。然而，投影儀125包含減少觀察者195的眼睛中的光斑圖案的去斑光學(xué)系統(tǒng)。
[0014]圖2圖解說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例包含去斑模塊233的圖像投影儀的圖像投影系統(tǒng)200的框圖。舉例來說，圖像投影系統(tǒng)200可包含于投影儀125中。圖像投影系統(tǒng)200包含激光器205、光學(xué)器件215、準(zhǔn)直透鏡227、去斑模塊233、照射透鏡241、光學(xué)器件245、偏振分束器(“PBS”) 285、LCOS面板295及投影透鏡297。激光器205產(chǎn)生沿著朝向LCOS面板295的光路徑傳播的顯示光275。在所述光路徑中，顯示光275依序遇到光學(xué)器件215、準(zhǔn)直透鏡227、去斑模塊233、照射透鏡241、光學(xué)器件245、偏振分束器(“PBS”)285及LCOS面板295。光學(xué)器件215展寬顯示光275且準(zhǔn)直透鏡227使所述顯示光準(zhǔn)直。去斑模塊233改變光的相位(在時(shí)間上)，此減少由觀察者在屏幕150上看到的光斑圖案。將結(jié)合圖3進(jìn)一步論述去斑模塊233。
[0015]在傳播穿過去斑模塊233之后，顯示光275傳播穿過照射透鏡241且接著穿過光學(xué)器件245。照射透鏡241及光學(xué)器件245進(jìn)一步調(diào)節(jié)顯示光275 (在所圖解說明的實(shí)施例中，展寬顯示光275)以使其遇到LCOS面板295。在傳播穿過照射透鏡241及光學(xué)器件245之后，顯示光275遇到PBS285。顯示光275的一部分通過PBS285，而剩余部分被阻擋或反射(未圖解說明)。顯示光275的通過PBS285的部分由LCOS面板295進(jìn)行偏振