專利名稱：便攜式投影儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及投影儀，且更為具體地說涉及便攜式投影儀。
背景技術(shù)：
顯示設(shè)備近來的趨勢是提供大的屏幕尺寸以及亮度和細(xì)薄。在這種顯示設(shè)備中，因為其能夠?qū)崿F(xiàn)100英寸或更大的大屏幕，投影儀成為焦點。
這種投影儀是投射從比如液晶顯示(LCD)面板、反射性硅上液晶(LCoS)面板、或數(shù)字微鏡設(shè)備(DMD)面板的微設(shè)備產(chǎn)生的圖像到屏幕上，由此顯示圖像的顯示設(shè)備。
通常，這種投影儀被根據(jù)用在投影儀中的微設(shè)備的數(shù)目分類為單一面板類型、雙面板類型或三面板類型。
在單一面板類型投影儀中，以時分方式將白光分離為彩色光分量，且將分離的彩色光分量照射到單一微設(shè)備。在雙面板類型投影儀中，將白光以空分和時分方式分離為彩色光分量，且將彩色光分量照射到兩個微設(shè)備。在三面板類型投影儀中，以空分方式將白光分離為彩色光分量，且將彩色光分量照射到三個微設(shè)備。
圖1是說明了通常的單一面板類型投影儀的布置的示意圖。圖2是說明了通常的三面板類型投影儀的布置的透視圖。
如圖1所示，單一面板類型投影儀包括光源2、色鼓3，桿透鏡4，照明透鏡5和6，微設(shè)備7，棱鏡8和投射透鏡單元1。
在說明的單一面板類型投影儀中，從光源2發(fā)出的光在通過色鼓3時，被分為紅、綠和藍(lán)光束。在通過桿透鏡4時調(diào)制分離的光束以使其具有均勻的亮度。之后光束在通過照明透鏡5和6以及棱鏡8之后，入射在微設(shè)備7上。
入射光束在通過微設(shè)備7時具有圖像信號，且在通過棱鏡8和投射透鏡單元1之后被投射在屏幕上。
而且，如圖2所述，三面板類型投影儀包括分色鏡9，其將從光源2發(fā)出的光分為紅、綠和藍(lán)光束。分離的紅、綠和藍(lán)光束分別入射在相應(yīng)的LCD面板10上。之后編排入射的光束由此經(jīng)投射透鏡單元1投射在屏幕上。
但是，具有上述布置的現(xiàn)有投影儀具有的問題在于它們不僅需要大量光學(xué)元件，因為光學(xué)系統(tǒng)的三維布置還需要非常大的安裝空間。
這種光學(xué)系統(tǒng)的布置使得其不可能減小投影儀的整個尺寸。
而且，因為從光源到投射透鏡單元的光的傳播路徑很長，現(xiàn)有投影儀通常遇到光損耗的問題。因此，現(xiàn)有的投影儀在顯示亮和生動的圖像方面受限。
另外，因為光學(xué)系統(tǒng)的三個三維布置，現(xiàn)有的投影儀具有光學(xué)元件的布置不穩(wěn)定的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及便攜式投影儀，其基本上避免了因為現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺點引起的一個或多個問題。
本發(fā)明的目的是提供一種便攜式投影儀，其包括光學(xué)系統(tǒng)的新穎布置，能夠最小化光學(xué)系統(tǒng)的空間，由此實現(xiàn)投影儀的尺寸的減小。
本發(fā)明的另一目的是提供一種便攜式投影儀，其能夠最小化光路徑，由此實現(xiàn)光損耗的減少。
本發(fā)明的又一目的是提供一種便攜式投影儀，其能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)元件的穩(wěn)定布置。
本發(fā)明的其它優(yōu)點、目的和特征將在隨后的說明中部分地描述，經(jīng)過以下檢驗或從本發(fā)明的實踐中學(xué)習(xí)，上述優(yōu)點、目的和特征對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。本發(fā)明的目的和優(yōu)點可以如所附說明書及其權(quán)利要求書和附圖中所特別指出的來實現(xiàn)和獲得。
為實現(xiàn)本發(fā)明的這些和其它的優(yōu)點，以及根據(jù)本發(fā)明的目的，如這里具體地和廣泛地描述的，一種便攜式投影儀包括光透射部件，其具有第一和第二表面；多類型激光源，其用于基于外部圖像信號發(fā)出光束到部件的第一表面上，從而允許光束透射到部件中，該多類型激光源包括多個子激光源；一個或多個光學(xué)元件，其被支撐在部件的第一和第二表面的至少其中之一上，用于衍射和反射從多類型激光源入射的光束到部件中；和至少一個多類型掃描鏡，其被支撐在部件的第一和第二表面之一上，用于基于外部控制信號掃描從光學(xué)元件衍射和反射的光束到位于部件外側(cè)的外部屏幕上。
這里，光透射部件可以是玻璃部件，透明塑料部件，或內(nèi)部具有大氣或真空壓力的空心部件。光透射部件可具有圓形、半圓形、三角形或多邊形截面。
光透射部件可具有線形和平坦表面。在光透射部件的所有表面中，其上支撐光學(xué)元件的至少一個表面是凸起或凹陷的。
多類型激光源可包括發(fā)出紅激光束的至少一個第一子激光源，發(fā)出綠激光束的至少一個第二子激光源，和發(fā)出藍(lán)激光束的至少一個第三子激光源，平行布置第一、第二和第三子激光源。多類型掃描鏡包括水平掃描入射光束的第一一維掃描鏡和垂直掃描入射光束的第二一維掃描鏡，或包括垂直和水平掃描入射光束的二維掃描鏡。
根據(jù)本發(fā)明的另外的方面，提供了一種便攜式投影儀，其包括光透射部件，其具有第一和第二表面；多類型激光源，其用于基于外部圖像信號發(fā)出激光束到部件的第一表面上，從而允許光束被透射到部件中，該多類型激光源包括多個子激光源；第一透鏡組，其被支撐在部件的第一表面上，用于衍射從多類型激光源入射的光束，以發(fā)射光束到部件的第二表面，該第一透鏡組包括多個子透鏡；第二透鏡組，其被支撐在部件的第二表面上，用于衍射從第一透鏡組衍射的光束，該第二透鏡組包括多個子透鏡；第一多類型掃描鏡，其被支撐在部件的第一表面上，用于基于外部控制信號掃描從第二透鏡組衍射的光束；和第二多類型掃描鏡，其被支撐在部件的第二表面上，用于基于外部控制信號掃描從第一多類型掃描鏡掃描的光束。
優(yōu)選地，該第一透鏡組的子透鏡的數(shù)目可等于多類型激光源的子激光源的數(shù)目，且平行布置第一透鏡組的子透鏡以對應(yīng)于各個子激光源。
第一透鏡組的每個子透鏡是具有其上入射激光束的第一表面和從其發(fā)出激光束的第二表面的衍射光學(xué)元件，第一表面具有用于會聚激光束的光柵角，且第二表面具有用于改變激光束的路徑的光柵角。
第二透鏡組的子透鏡可以是以條形式的衍射光學(xué)元件，包括衍射紅激光束的第一子透鏡，衍射綠激光束的第二子透鏡和衍射藍(lán)激光束的第三子透鏡。
第一多類型掃描鏡可包括掃描紅激光束的第一子掃描鏡，掃描綠激光束的第二子掃描鏡，和掃描藍(lán)激光束的第三子掃描鏡，平行布置第一、第二和第三子掃描鏡。第二多類型掃描鏡可包括一個或多個子掃描鏡，子掃描鏡的數(shù)目等于多類型激光源的子激光源的數(shù)目。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種便攜式投影儀，其包括光透射部件，其具有第一和第二表面；多類型激光源，其用于基于外部圖像信號發(fā)出激光束到部件的第一表面上，從而允許光束被透射到部件中，該多類型激光源包括多個子激光源；第一透鏡組，其被支撐在部件的第一表面上，用于衍射從多類型激光源入射的光束，以發(fā)射衍射的光束到部件的第二表面，該第一透鏡組包括多個子透鏡；第二透鏡組，其被支撐在部件的第二表面上，用于衍射從第一透鏡組衍射的光束，該第二透鏡組包括多個子透鏡；鏡子，其被支撐在部件的第一表面上，用于反射從第二透鏡組衍射的激光束；和多類型掃描鏡，其被支撐在部件的第二表面上，用于基于外部控制信號掃描從鏡子反射的光束。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種便攜式投影儀，其包括光透射部件，其具有第一和第二表面；多類型激光源，其用于基于外部圖像信號發(fā)出光束到部件的第一表面上，從而允許光束被透射到部件中，該多類型激光源包括一個或多個第一、第二和第三子激光源；第一透鏡組，其被支撐在部件的第一表面上，用于衍射從第一子激光源入射的光束，以發(fā)射衍射的光束到部件的第二表面，該第一透鏡組包括多個子透鏡；第一鏡子組，其被支撐在部件的第二表面上，用于反射從第一透鏡組衍射的光束，該第一鏡子組包括多個子鏡子；第二透鏡組，其被支撐在部件的第一表面上，用于不僅衍射從第二子激光源入射的光束，還衍射從第一鏡子組反射的光束到部件的第二表面，該第二透鏡組包括多個子透鏡；第二鏡子組，其被支撐在部件的第二表面上，用于反射從第二透鏡組衍射的光束，該第二鏡子組包括多個子鏡子；第三透鏡組，其被支撐在部件的第一表面上，用于不僅衍射從第三子激光源入射的光束，還衍射從第二鏡子組反射的光束，以發(fā)射衍射的光束到部件的第二表面，該第三透鏡組包括多個子透鏡；多個衍射透鏡，其被支撐在部件的第一和第二表面的至少其中之一上，以衍射從第三透鏡組衍射的光束；和掃描鏡，其被支撐在部件的第一表面上，用于基于外部控制信號掃描從衍射透鏡衍射的光束。
第一子激光源可發(fā)射紅激光束，第二子激光源可發(fā)射綠激光束，且第三子激光源可發(fā)射藍(lán)激光束，平行布置第一、第二和第三子激光源以將其彼此均勻隔開。第一、第二或第三透鏡組的子透鏡的數(shù)目可等于第一、第二或第三子激光源的數(shù)目，且可平行布置第一、第二或第三透鏡組的子透鏡以對應(yīng)于相關(guān)的第一、第二或第三子激光源。
第一、第二和第三透鏡組的每個子透鏡可以是具有其上入射激光束的第一表面和從其發(fā)出激光束的第二表面的衍射光學(xué)元件，第一表面具有用于會聚激光束的光柵角，且第二表面具有用于改變激光束的路徑的光柵角。
在其上入射從第一鏡子組反射的光束的表面提供第二透鏡組的每個子透鏡，其中分束器在執(zhí)行紅波長的全反射的同時透射綠波長。
投影儀可進(jìn)一步包括多個板，其位于第一、第二和第三透鏡組的各個子透鏡的一個表面上，該表面面對多類型激光源，每個板具有用于除去從多類型激光源發(fā)出的光束的斑點噪聲的不規(guī)則表面圖形；和驅(qū)動器，其用于和板一起以一個方向同時往復(fù)第一、第二和第三透鏡組。
應(yīng)該理解本發(fā)明的前述一般描述和下面的具體描述都是示例性和說明性的，并且意在提供本發(fā)明如權(quán)利要求所述的進(jìn)一步解釋。


附圖是為了能進(jìn)一步了解本發(fā)明而包含的，并且被納入本說明書中構(gòu)成本說明書的一部分，這些附圖示出了本發(fā)明的一個或多個實施例，并用于與本說明書一起對本發(fā)明的原理進(jìn)行說明。在附圖中圖1是說明了通常的單一面板類型投影儀的布置的視圖；圖2是說明了通常的三面板類型投影儀的布置的視圖；圖3是說明了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的便攜式投影儀的透視圖；圖4A和4B分別是說明了用于本發(fā)明第一實施例的第一透鏡組的光柵角的透視圖和截面圖；圖5是說明了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的便攜式投影儀的透視圖；圖6是說明了用于本發(fā)明的多類型掃描鏡獲得的圖像掃描線的視圖；圖7是說明了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的便攜式投影儀的透視圖；圖8是說明了根據(jù)本發(fā)明第四實施例的便攜式投影儀的透視圖；圖9是說明了在圖8的板產(chǎn)生的全息圖形的視圖；且圖10A和10B是說明了根據(jù)本發(fā)明的使用便攜式投影儀的移動激光投影儀電話的示意圖。
具體實施例方式
下面將詳細(xì)參考本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在附圖中示出了其實例。在任何可能的地方，在整個附圖中使用相同的參考數(shù)字表示相同或相似的部分。
本發(fā)明的概念是提供一種便攜式投影儀，其中在光透射部件的兩個相對表面布置多個光學(xué)元件，用于實現(xiàn)光學(xué)元件的穩(wěn)定布置，且經(jīng)光透射部件透射光束以減少光路徑長度。
根據(jù)本發(fā)明的便攜式投影儀的設(shè)計的特征在于多類型激光源包括平行布置的多個子激光源，且光學(xué)元件位于光透射部件上以具有適于使用多類型激光源的布置。
本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)基本上包括光透射部件，包括多個子激光源的多類型激光源，包括多個子掃描鏡的多類型掃描鏡和多個光學(xué)元件。
這里，光透射部件可以是玻璃部件、透明塑料部件、或在內(nèi)部具有大氣或真空壓力的空心部件。當(dāng)然，應(yīng)該理解其它材料可用于形成光透射部件，至少它們具有高的光透射效率，且基于光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計確定光透射部件的尺寸。
當(dāng)情況需要時，制造光透射部件具有圓形、半圓形、三角形或多邊形截面。
在本發(fā)明的實施例中，制造光透射部件具有線形和平坦表面。
另外，根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計，在光透射部件的所有表面中，制造其上支撐光學(xué)元件的一個或多個確定表面為凸起或凹陷的。
設(shè)計多類型激光源以基于外部圖像信號發(fā)射光束到光透射部件的第一表面上，從而允許光束被透射進(jìn)部件中。
這里，多類型激光源包括發(fā)出紅激光束的至少一個第一子激光源，發(fā)出綠激光束的至少一個第二子激光源，和發(fā)出藍(lán)激光束的至少一個第三子激光源。平行布置第一、第二和第三子激光源。
可以以一卷的形式布置第一、第二和第三子激光源，或可以彼此均勻隔開。
可在光透射部件的第一表面上支撐多類型激光源，或可在另一部件上支撐且同時和第一表面隔開預(yù)定距離。
光透射部件進(jìn)一步具有面對第一表面的第二表面，且可在光透射部件的第一和第二表面的至少一個上支撐光學(xué)元件，且該光學(xué)元件用于衍射和反射從多類型激光源入射到部件中的光束。
優(yōu)選地，光學(xué)元件可包括衍射光學(xué)元件、全息光學(xué)元件、平面鏡和微顯示器等，且可分別以平板形式制造。
根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計可將本發(fā)明的光學(xué)元件制造為多種形式。
在本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)中，沿著相同線彼此平行布置在光透射部件的第一表面和/或第二表面上支撐的光學(xué)元件。
可以預(yù)定角度交替放置在光透射部件的第一表面上支撐的光學(xué)元件和在光透射部件的第二表面上支撐的光學(xué)元件。
這種交替布置的原因是最小化光的透射路徑。
為最優(yōu)化根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)的配置，優(yōu)選地，在光透射部件的第一表面上布置具有驅(qū)動電路的光學(xué)元件，且在光透射部件的第二表面上布置不具有驅(qū)動電路的光學(xué)元件。
在一側(cè)集成需要電路布置的光學(xué)元件的原因是最大化空間的使用，由此實現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的尺寸的顯著減小。
在光透射部件的第一和第二表面的至少一個上支撐多類型掃描鏡。多類型掃描鏡用于基于外部控制信號掃描從光學(xué)元件衍射和反射的光束到外部屏幕上。
多類型掃描鏡可包括水平掃描入射光束的第一一維掃描鏡和垂直掃描入射光束的第二一維掃描鏡，或可包括垂直和水平掃描入射光束的二維掃描鏡。
圖3是說明了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的便攜式投影儀的透視圖。
如圖3所示，本發(fā)明的便攜式投影儀包括光透射部件50、多類型激光源51、第一和第二透鏡組52和53，和第一及第二多類型掃描鏡54和55。
光透射部件50可以是玻璃部件、透明塑料部件、或在內(nèi)部具有大氣或真空壓力的空心部件。當(dāng)然，應(yīng)該理解其它材料可用于形成光透射部件50，只要它們具有高的光透射效率，且基于光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計確定光透射部件50的尺寸。
當(dāng)情況需要時，光透射部件50可具有圓形、半圓形、三角形或多邊形截面。
在本發(fā)明的實施例中，制造光透射部件50具有線形和平坦表面。
根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計，在光透射部件50的所有表面中，制造其中支撐第一和第二透鏡組52和53以及第一和第二多類型掃描鏡54和55的確定表面區(qū)域為凸起或凹陷的。
設(shè)計多類型激光源51以基于外部圖像信號發(fā)射光束到光透射部件50的第一表面上，從而允許光束被透射進(jìn)部件50中。多類型激光源51包括多個子激光源。
特別的，多類型激光源51包括平行布置的第一、第二和第三子激光源51a、51b和51c?？稍诠馔干洳考?0的第一表面上支撐多類型激光源51，或可在另一部件上支撐同時和第一表面隔開。
配置第一、第二和第三子激光源51a、51b和51c的每一個使得平行布置多個第一、第二或第三子激光源。
第一子激光源51a適于發(fā)出紅激光束，第二子激光源51b適于發(fā)出綠激光束，且第三子激光源51c適于發(fā)出藍(lán)激光束。
在部件50的第一表面上支撐第一透鏡組52，且其用于衍射從多類型激光源51入射的光束到部件50的第二表面上。
這里，第一透鏡組52可包括衍射光學(xué)元件(DOE)類型透鏡。根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計，可使用多種DOE透鏡。
第一透鏡組52包括對應(yīng)于多類型激光源51的第一子激光源51a的多個第一子透鏡52a，對應(yīng)于多類型激光源51的第二子激光源51b的多個第二子透鏡52b，以及對應(yīng)于多類型激光源51的第三子激光源51c的多個第三子透鏡52c。平行布置第一、第二和第三子透鏡52a、52b和52c。
優(yōu)選地，第一透鏡組52的第一、第二或第三子透鏡52a、52b或52c的數(shù)目等于多類型激光源51的相關(guān)第一、第二或第三子激光源51a、51b和51c的數(shù)目。
第一透鏡組52的每個子透鏡具有其上入射激光束的上表面，和從其發(fā)出激光束的下表面，且透鏡的上和下表面具有彼此不同的光柵狀態(tài)。
如圖4A和4B所示，透鏡的激光束入射表面具有用于會聚激光束的光柵角，然而透鏡的激光束發(fā)出表面具有用于改變激光束的路徑的光柵角。
可根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計以多種方式改變這種子透鏡的光柵結(jié)構(gòu)。
在部件50的第二表面上支撐第二透鏡組53，且其用于衍射從第一透鏡組53衍射的光束。
第二透鏡組53包括平行布置的第一、第二和第三子透鏡53a、53b和53c。
第二透鏡組53的第一子透鏡53a適于衍射紅激光束，第二透鏡組53的第二子透鏡53b適于衍射綠激光束，且第二透鏡組53的第三子透鏡53c適于衍射藍(lán)激光束。
第二透鏡組53的第一、第二和第三子透鏡53a、53b和53c的每一個由條形形式的單一DOE類型透鏡形成。
在部件50的第一表面上支撐第一多類型掃描鏡54，且其用于基于外部控制信號掃描從第二透鏡組53衍射的光束。
第一多類型掃描鏡54可以是水平掃描入射光束的電流鏡(galvanomirror)。
這里，第一多類型掃描鏡54包括掃描紅激光束的第一子掃描鏡54a，掃描綠激光束的第二子掃描鏡54b，和掃描藍(lán)激光束的第三子掃描鏡54c。平行布置第一、第二和第三子掃描鏡54a、54b和54c。
在部件50的第二表面上支撐第二多類型掃描鏡55，且其用于基于外部控制信號掃描從第一多類型掃描鏡54掃描的光束。
這里，第二多類型掃描鏡55可以是垂直掃描入射光束的電流鏡。
第二多類型掃描鏡55包括至少一個子掃描鏡。第二多類型掃描鏡55的子掃描鏡的數(shù)目可等于多類型激光源51的子激光源51a、51b或51c的數(shù)目。
優(yōu)選地，布置光透射部件50的第一和第二表面彼此面對，且分別以平板的形式制造第一和第二透鏡組52和52以及第一和第二多類型掃描鏡54和55。
在光透射部件50的第一表面上支撐第一透鏡組52和第一多類型掃描鏡54，同時沿著彼此平行的相同線布置第一透鏡組52和第一多類型掃描鏡54。而且，在光透射部件50的第二表面上支撐第二透鏡組53和第二多類型掃描鏡55，且沿著相同線彼此平行布置它們。
可以預(yù)定角度交替放置在光透射部件50的第一表面上支撐的第一透鏡組52和第一多類型掃描鏡54，以及在光透射部件50的第二表面上支撐的第二透鏡組53和第二多類型掃描鏡55。
這種交替布置的原因是最小化光的透射路徑。
為最優(yōu)化根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)的配置，優(yōu)選地，在光透射部件50的第一表面上布置具有驅(qū)動電路的光學(xué)元件，且在光透射部件50的第二表面上布置不具有驅(qū)動電路的光學(xué)元件。
在一側(cè)集成需要電路布置的光學(xué)元件的原因是最大化空間使用，由此實現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的尺寸的顯著減小。
現(xiàn)在，將解釋根據(jù)具有上述配置的本發(fā)明的便攜式投影儀的工作方法。
如圖3所示，首先，包括多個第一、第二和第三子激光源51a、51b和51c的多類型激光源51基于外部控制信號發(fā)出光束到光透射部件50的第一表面上。
從多類型激光源51發(fā)出的光束入射在在光透射部件50的第一表面上支撐的第一透鏡組52的第一、第二和第三子透鏡52a、52b和52c上。
接下來，第一透鏡組52衍射入射的光束，以發(fā)射衍射的光束到位于光透射部件50的第二表面上的第二透鏡組53。
之后，第二透鏡組53再次衍射從第一透鏡組52衍射的光束，以發(fā)射衍射的光束到位于光透射部件50的第一表面上的第一多類型掃描鏡54。
特別的，第二透鏡組53的第一子透鏡53a衍射從第一透鏡組52的第一子透鏡52a發(fā)出的紅激光束，第二透鏡組53的第二子透鏡53b衍射從第一透鏡組52的第二子透鏡52b發(fā)出的綠激光束，且第二透鏡組53的第三子透鏡53c衍射從第一透鏡組52的第三子透鏡52c發(fā)出的藍(lán)激光束。
之后，第一多類型掃描鏡54初級地水平掃描從第二透鏡組53衍射的光束。
之后，如圖6所示，第二多類型掃描鏡55次級地垂直掃描從第一多類型掃描鏡54初級地掃描的光束，以發(fā)出光束到外部屏幕上。
圖5是說明了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的便攜式投影儀的透視圖。
本發(fā)明的第二實施例和上述本發(fā)明第一實施例的不同在于第一實施例的多類型掃描鏡之一由單一掃描鏡替代。
如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明第二實施例的投影儀包括光透射部件60、多類型激光源61、第一和第二透鏡組62和63、鏡子64和多類型掃描鏡65。
這里，多類型掃描鏡65可使用以二維方式掃描入射光束的電流鏡。
第二實施例的其它配置和操作和第一實施例的類似，且不給出其具體描述。
根據(jù)本發(fā)明的具有上述工作方法的便攜式投影儀不僅能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)元件的穩(wěn)定布置，還能夠減少光的路徑長度，因為通過光透射部件透射光束。因此，本發(fā)明的便攜式投影儀能夠?qū)崿F(xiàn)尺寸和重量的減小。
圖7是說明了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的便攜式投影儀的透視圖。
如圖7所示，根據(jù)本發(fā)明第三實施例的投影儀包括光透射部件80，多類型激光源81，第一、第二和第三透鏡組82、83和84，第一和第二鏡子組85和86，第一、第二和第三衍射透鏡87、88和89，以及掃描鏡90。
這里，光透射部件80和上述本發(fā)明第一實施例的相同，且不給出其具體描述。
根據(jù)便攜式投影儀的設(shè)計，在光透射部件80的所有表面中，其中支撐第一、第二和第三透鏡組82、83和84，第一和第二鏡子組85和86，第一、第二和第三衍射透鏡87、88和89的確定表面區(qū)域可以是突起或凹陷的。
設(shè)計多類型激光源81以基于外部圖像信號發(fā)射光束到光透射部件80的第一表面上，從而允許光束透射進(jìn)部件80中。多類型激光源81包括多個子激光源。
特別的，多類型激光源81包括一個或多個紅激光源81a，一個或多個綠激光源81b，和一個或多個藍(lán)激光源81c?？稍诠馔干洳考?0的第一表面上支撐多類型激光源81，或可在另一部件上支撐且同時和第一表面隔開預(yù)定距離。
在部件80的第一表面上支撐第一透鏡組82，且其用于衍射從多類型激光源81的紅激光源81a入射的光束到部件80的第二表面上。
這里，第一透鏡組82可包括衍射光學(xué)元件(DOE)類型透鏡。根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計，可使用多種DOE透鏡。
第一透鏡組82包括多個子透鏡。平行布置子透鏡使得每個子透鏡對應(yīng)于紅激光源81a的相關(guān)的一個。
優(yōu)選地，第一透鏡組82的子透鏡的數(shù)目等于紅激光源81a的數(shù)目。
第一透鏡組82的每個子透鏡具有其上入射激光束的上表面，和從其發(fā)出激光束的下表面，且透鏡的上和下表面具有彼此不同的光柵狀態(tài)。
就是說，透鏡的激光束入射表面具有用于會聚激光束的光柵角，然而透鏡的激光束發(fā)出表面具有用于改變激光束的路徑的光柵角。
可根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計以多種方式改變子透鏡的光柵結(jié)構(gòu)。
在部件80的第一表面上支撐第二透鏡組83，且其不僅用于衍射多類型激光源81的綠激光源81b入射的光束，而且還衍射從第一鏡子組85反射的光束，以發(fā)射光束到部件80的第二表面上。
第二透鏡組83包括多個子透鏡。平行布置子透鏡使得每個子透鏡對應(yīng)于相關(guān)的一個綠激光源81b。
優(yōu)選地，第二透鏡組83的子透鏡的數(shù)目等于綠激光源81b的數(shù)目。
雖然第二透鏡組83的每個子透鏡具有和第一透鏡組82的子透鏡相同的光柵結(jié)構(gòu)，其具有的不同在于在其上入射從第一鏡子組85反射的光束的子透鏡的表面提供分束器，該分束器適于透射綠波長，同時執(zhí)行紅波長的全反射。
在部件80的第一表面上支撐第三透鏡組84，且其用于不僅衍射從多類型激光源81的藍(lán)激光源81c入射的光束，而且衍射從第二鏡子組86反射的光束，以發(fā)射光束到部件80的第二表面上。
第三透鏡組84包括多個子透鏡。平行布置子透鏡使得每個子透鏡對應(yīng)于相關(guān)的一個藍(lán)激光源81c。
優(yōu)選地，第三透鏡組84的子透鏡的數(shù)目等于藍(lán)激光源81c的數(shù)目。
雖然第三透鏡組84的每個子透鏡具有和第一透鏡組82的子透鏡相同的光柵結(jié)構(gòu)，其具有的不同在于在其上入射從第二鏡子組86反射的光束的子透鏡的表面提供分束器，該分束器適于透射藍(lán)波長同時執(zhí)行紅和綠波長的全反射。
在部件80的第二表面上支撐第一鏡子組85，且其用于反射從第一透鏡組82衍射的光束。
第一鏡子組85包括多個子鏡子。平行布置子鏡子使得每個子鏡子對應(yīng)于第一透鏡組82的相關(guān)的一個子透鏡。
優(yōu)選地，第一鏡子組85的子鏡子的數(shù)目等于第一透鏡組82的子透鏡的數(shù)目。
在部件80的第二表面上支撐第二鏡子組86，且其用于反射從第二透鏡組83衍射的光束。
第二鏡子組86包括多個子鏡子。平行布置子鏡子使得每個子鏡子對應(yīng)于第二透鏡組83的相關(guān)的一個子透鏡。
優(yōu)選地，第二鏡子組86的子鏡子的數(shù)目等于第二透鏡組83的子透鏡的數(shù)目。
在部件80的第二表面上支撐第一衍射透鏡87，且其用于衍射從第三透鏡組84衍射的光束。
這里，第一衍射透鏡87可由條形形式的DOE類型透鏡形成。
在部件80的第一表面上支撐第二衍射透鏡88，且其用于衍射從第一衍射透鏡87衍射的光束。在部件80的第二表面上支撐第三衍射透鏡80，且其用于衍射從第二衍射透鏡88衍射的光束。
在部件80的第一表面上支撐掃描鏡90，且其用于基于外部控制信號掃描從第三衍射透鏡89衍射的光束。
這里，掃描鏡90可使用以二維方式掃描入射光束的電流鏡。
作為選擇地，當(dāng)情況需要時，掃描鏡90可以由兩個掃描鏡替代。
在這種作為選擇的實施例中，兩個掃描鏡包括水平掃描入射光束的電流鏡和垂直掃描入射光束的電流鏡。
優(yōu)選地，布置光透射部件80的第一和第二表面面對彼此，且分別以平板形式制造第一、第二和第三透鏡組82、83和84，第一和第二鏡子組85和86，第一、第二和第三衍射透鏡87、88和89，以及掃描鏡90。
在光透射部件80的第一表面上支撐第一、第二和第三透鏡組82、83和84，第二衍射透鏡88和掃描鏡90，同時沿相同線彼此平行布置。而且，在光透射部件的第二表面上支撐第一和第二鏡子組85和86，以及第一和第三衍射透鏡87和89，同時沿相同線彼此平行布置。
以預(yù)定角度交替放置在光透射部件80的第一表面上支撐的第一、第二和第三透鏡組82、83和84，第二衍射透鏡88和掃描鏡90，以及在光透射部件的第二表面上支撐第一及第二鏡子組85及86，和第一及第三衍射透鏡87及89。
現(xiàn)在，將解釋具有上述配置的根據(jù)本發(fā)明第三實施例的便攜式投影儀的工作方法。
如圖7所示，首先，包括多個紅激光源81a、綠激光源81b和藍(lán)激光源81c的多類型激光源81基于外部圖像信號發(fā)射光束到光透射部件80的第一表面上。
從多類型激光源81的紅激光源81a發(fā)出的光束分別入射到在光透射部件80的第一表面上支撐的第一透鏡組82的多個子透鏡上。
接下來，第一透鏡組82衍射入射光束，以發(fā)射光束到位于光透射部件80的第二表面上的第一鏡子組85。
之后，第一鏡子組85再次衍射從第一透鏡組82衍射的光束，以發(fā)射衍射的光束到位于光透射部件80的第一表面上的第二透鏡組83。
同時，從多類型激光源81的綠激光源81b發(fā)出的光束分別入射到在光透射部件80的第一表面上支撐的第二透鏡組83的多個子透鏡上。
在具有用于透射綠色波長同時執(zhí)行紅色波長的全反射的分束器(沒有示出)的下表面處提供第二透鏡組83的每個子透鏡。因此，第二透鏡組83能夠不僅衍射從綠激光源81b入射的綠光束，還能夠衍射從第一鏡子組85反射的紅光束，以發(fā)射衍射的光束到在部件80的第二表面上形成的第二鏡子組86。
接下來，第二鏡子組86衍射從第二透鏡組83衍射的光束，以反射光束到位于光透射部件80的第一表面上的第三透鏡組84。
同時，從多類型激光源81的藍(lán)激光源81c發(fā)出的光束分別入射到在光透射部件80的第一表面上支撐的第三透鏡組84的多個子透鏡上。
在具有用于透射藍(lán)色波長同時執(zhí)行紅和綠波長的全反射的分束器(沒有示出)的下表面處提供第三透鏡組84的每個子透鏡。因此，第三透鏡組85能夠不僅衍射從藍(lán)激光源81c入射的藍(lán)光束，還衍射從第二鏡子組86反射的紅和綠光束，以發(fā)射衍射的光束到位于部件80的第二表面上的第一衍射透鏡87。
接下來，在從第一衍射透鏡87衍射之后，紅、綠和藍(lán)光束通過第二和第三衍射透鏡88和89的方式入射在掃描鏡90上。最后，掃描鏡90掃描入射光束以發(fā)射光束到外部屏幕。
圖8是說明了根據(jù)本發(fā)明第四實施例的便攜式投影儀的透視圖。
如圖8所示，在本發(fā)明的第四實施例中，提供斑點噪聲去除器100以除去激光束的噪聲。
斑點噪聲去除器100位于光透射部件80的第一表面上。
斑點噪聲去除器100包括至少一個分束器103，位于分束器103上的透鏡102，和位于透鏡102上的板101，分束器103，透鏡102和板101彼此集成地形成。
分束器103位于部件80的第一表面上，且其用于透射從光源發(fā)射的光束的特定波長。
透鏡102位于分束器103的表面上，該表面面對多類型激光源81。透鏡102用于衍射從多類型激光源81發(fā)出的光束。
這里，透鏡102可以是具有光柵結(jié)構(gòu)的DOE透鏡。
板101位于透鏡102的表面上，該表面面對多類型激光源81。板101具有用于除去從多類型激光源81發(fā)出的光束的斑點噪聲的不規(guī)則表面圖形。
在本發(fā)明中，優(yōu)選地，隨機(jī)相位板(RPP)用作板101。
如圖9所示，需要板101的圖形是由計算機(jī)產(chǎn)生的全息圖形。這種圖形將激光束的相位改變π。
板101的面積優(yōu)選地比分束器103或透鏡102的大。
提供驅(qū)動器105以以一個方向同時往復(fù)分束器103、透鏡102和板101。
這里，驅(qū)動器105適于引起斑點噪聲去除器100的板101的精細(xì)振動，以除去光束的斑點噪聲。
雖然能夠引起具有短位移的振動的任意其它裝置可用作驅(qū)動器105，優(yōu)選地使用通過電場的電磁元件振動，或根據(jù)壓電現(xiàn)象膨脹或收縮的壓電元件振動。
現(xiàn)在，將解釋根據(jù)具有上述配置的本發(fā)明第四實施例的光束的路徑。
如圖8所示，從多類型激光源81發(fā)出的激光束入射在部件80的第一表面上，使得它們通過斑點噪聲去除器100。由此，從其去除斑點噪聲的光束由位于部件80的第二表面上的鏡子106、107和108反射。
接下來，反射的光束在通過DOE透鏡109和110以及掃描鏡111之后，被發(fā)射到外部屏幕上。
這里，掃描鏡111可以是以二維方式掃描入射光束的電流鏡。
作為選擇地，情況需要時掃描鏡111可以由兩個掃描鏡替代。
圖10A和10B是說明了根據(jù)本發(fā)明使用便攜式投影儀的移動激光投影儀電話的示意圖。如圖10A和10B所示，本發(fā)明的投影儀甚至可方便地應(yīng)用于具有小的內(nèi)部空間的應(yīng)用，比如移動電話。
從上面描述中可以看出，以在光透射部件的兩個相對表面布置多個光學(xué)元件的方式配置根據(jù)本發(fā)明的便攜式投影儀，由此實現(xiàn)光學(xué)元件的穩(wěn)定布置。另外，本發(fā)明允許通過光透射部件透射光束。這具有減小光路徑的長度的效果。
因此，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)投影儀的尺寸和重量的減小。因此，本發(fā)明可應(yīng)用于所有種類的便攜式應(yīng)用，比如移動電話，且使得在情況需要時能夠做出多種設(shè)計，滿足很寬的應(yīng)用范圍。
對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說很明顯，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以對本發(fā)明做出多種修改和變更。因此，本發(fā)明意在覆蓋在所附權(quán)利要求及其等效物范圍內(nèi)提供的本發(fā)明的修改和變型。
權(quán)利要求
1.一種便攜式投影儀，其包括光透射部件，其具有第一和第二表面；多類型激光源，其用于基于外部圖像信號發(fā)射光束到部件的第一表面上，從而允許光束被透射到部件中，該多類型激光源包括多個子激光源；一個或多個光學(xué)元件，其被支撐在部件的第一和第二表面的至少其中之一上，用于衍射和反射從多類型激光源入射的光束到部件中；和至少一個多類型掃描鏡，其被支撐在部件的第一和第二表面之一上，用于基于外部控制信號掃描從光學(xué)元件衍射和反射的光束到位于部件外側(cè)的外部屏幕上。
2.如權(quán)利要求1所述的投影儀，其中，該光透射部件是玻璃部件，透明塑料部件，或內(nèi)部具有大氣或真空壓力的空心部件。
3.如權(quán)利要求1所述的投影儀，其中，該光透射部件具有圓形、半圓形、三角形或多邊形截面。
4.如權(quán)利要求1所述的投影儀，其中，該光透射部件具有線形和平坦表面。
5.如權(quán)利要求1所述的投影儀，其中，在光透射部件的所有表面中，其上支撐光學(xué)元件的至少一個表面是凸起或凹陷的。
6.如權(quán)利要求1所述的投影儀，其中，該光透射部件的第一和第二表面面對彼此。
7.如權(quán)利要求1所述的投影儀，其中，該光學(xué)元件包括從衍射光學(xué)元件、全息光學(xué)元件和平面鏡中選擇的一個或多個元件。
8.如權(quán)利要求1所述的投影儀，其中，每個光學(xué)元件采用平板的形式。
9.如權(quán)利要求1所述的投影儀，其中，該被在光透射部件的彼此相同的表面上支撐的光學(xué)元件被沿著相同線彼此平行布置。
10.如權(quán)利要求1所述的投影儀，其中，以預(yù)定角度交替放置在光透射部件的第一表面上支撐的光學(xué)元件和在光透射部件的第二表面上支撐的光學(xué)元件。
11.如權(quán)利要求1所述的投影儀，其中，在光透射部件的第一和第二表面之一上布置具有驅(qū)動電路的光學(xué)元件，且在另一表面上布置不具有驅(qū)動電路的光學(xué)元件。
12.如權(quán)利要求1所述的投影儀，其中，該多類型激光源包括發(fā)出紅激光束的至少一個第一子激光源，發(fā)出綠激光束的至少一個第二子激光源，和發(fā)出藍(lán)激光束的至少一個第三子激光源，平行布置第一、第二和第三子激光源。
13.如權(quán)利要求1所述的投影儀，其中，該多類型掃描鏡包括水平掃描入射光束的第一一維掃描鏡和垂直掃描入射光束的第二一維掃描鏡，或包括垂直和水平掃描入射光束的二維掃描鏡。
14.一種便攜式投影儀，其包括光透射部件，其具有第一和第二表面；多類型激光源，其用于基于外部圖像信號發(fā)出激光束到部件的第一表面上，從而允許光束被透射到部件中，該多類型激光源包括多個子激光源；第一透鏡組，其被支撐在部件的第一表面上，用于衍射從多類型激光源入射的光束，以發(fā)射衍射的光束到部件的第二表面，該第一透鏡組包括多個子透鏡；第二透鏡組，其被支撐在部件的第二表面上，用于衍射從第一透鏡組衍射的光束，該第二透鏡組包括多個子透鏡；第一多類型掃描鏡，其被支撐在部件的第一表面上，用于基于外部控制信號掃描從第二透鏡組衍射的光束；和第二多類型掃描鏡，其被支撐在部件的第二表面上，用于基于外部控制信號掃描從第一多類型掃描鏡掃描的光束。
15.如權(quán)利要求14所述的投影儀，其中，該第一透鏡組的子透鏡的數(shù)目等于多類型激光源的子激光源的數(shù)目，且平行布置第一透鏡組的子透鏡以對應(yīng)于各個子激光源。
16.如權(quán)利要求14所述的投影儀，其中，該第一透鏡組的每個子透鏡是具有其上入射激光束的第一表面和從其發(fā)出激光束的第二表面的衍射光學(xué)元件，該第一表面具有用于會聚激光束的光柵角，且第二表面具有用于改變激光束的路徑的光柵角。
17.如權(quán)利要求14所述的投影儀，其中，該第二透鏡組的子透鏡是以條形形式的衍射光學(xué)元件，包括衍射紅激光束的第一子透鏡，衍射綠激光束的第二子透鏡，和衍射藍(lán)激光束的第三子透鏡。
18.如權(quán)利要求14所述的投影儀，其中，該第二透鏡組包括第一、第二和第三子透鏡，沿著相同線彼此平行地布置它們。
19.如權(quán)利要求14所述的投影儀，其中，該第一多類型掃描鏡是水平掃描入射光束的電流鏡，且該第二多類型掃描鏡是垂直掃描入射光束的電流鏡。
20.如權(quán)利要求14所述的投影儀，其中，該第一多類型掃描鏡包括掃描紅激光束的第一子掃描鏡，掃描綠激光束的第二子掃描鏡，和掃描藍(lán)激光束的第三子掃描鏡，平行布置第一、第二和第三子掃描鏡。
21.如權(quán)利要求14所述的投影儀，其中，該第二多類型掃描鏡包括一個或多個子掃描鏡，且子掃描鏡的數(shù)目等于多類型激光源的子激光源的數(shù)目。
22.一種便攜式投影儀，其包括光透射部件，其具有第一和第二表面；多類型激光源，其用于基于外部圖像信號發(fā)出激光束到部件的第一表面上，從而允許光束被透射到部件中，該多類型激光源包括多個子激光源；第一透鏡組，其被支撐在部件的第一表面上，用于衍射從多類型激光源入射的光束，以發(fā)射衍射的光束到部件的第二表面，該第一透鏡組包括多個子透鏡；第二透鏡組，其被支撐在部件的第二表面上，用于衍射從第一透鏡組衍射的光束，該第二透鏡組包括多個子透鏡；鏡子，其被支撐在部件的第一表面上，用于反射從第二透鏡組衍射的激光束；和多類型掃描鏡，其被支撐在部件的第二表面上，用于基于外部控制信號掃描從鏡子反射的光束。
23.如權(quán)利要求22所述的投影儀，其中，該多類型掃描鏡是以二維方式掃描入射光束的電流鏡。
24.一種便攜式投影儀，其包括光透射部件，其具有第一和第二表面；多類型激光源，其用于基于外部圖像信號發(fā)出光束到部件的第一表面上，從而允許光束被透射到部件中，該多類型激光源包括一個或多個第一、第二和第三子激光源；第一透鏡組，其被支撐在部件的第一表面上，用于衍射從第一子激光源入射的光束，以發(fā)射衍射的光束到部件的第二表面，該第一透鏡組包括多個子透鏡；第一鏡子組，其被支撐在部件的第二表面上，用于反射從第一透鏡組衍射的光束，該第一鏡子組包括多個子鏡子；第二透鏡組，其被支撐在部件的第一表面上，用于不僅衍射從第二子激光源入射的光束，還衍射從第一鏡子組反射的光束，以發(fā)射衍射的光束到部件的第二表面，該第二透鏡組包括多個子透鏡；第二鏡子組，其被支撐在部件的第二表面上，用于反射從第二透鏡組衍射的光束，該第二鏡子組包括多個子鏡子；第三透鏡組，其被支撐在部件的第一表面上，用于不僅衍射從第三子激光源入射的光束，還衍射從第二鏡子組反射的光束，以發(fā)射衍射的光束到部件的第二表面，該第三透鏡組包括多個子透鏡；多個衍射透鏡，其被支撐在部件的第一和第二表面的至少其中之一上，以衍射從第三透鏡組衍射的光束；和掃描鏡，其被支撐在部件的第一表面上，用于基于外部控制信號掃描從衍射透鏡衍射的光束。
25.如權(quán)利要求24所述的投影儀，其中，該第一子激光源發(fā)射紅激光束，第二子激光源發(fā)射綠激光束，且第三子激光源發(fā)射藍(lán)激光束，平行布置第一、第二和第三子激光源以將其彼此均勻隔開。
26.如權(quán)利要求24所述的投影儀，其中，該第一、第二或第三透鏡組的子透鏡的數(shù)目等于第一、第二或第三子激光源的數(shù)目，且平行布置第一、第二或第三透鏡組的子透鏡以對應(yīng)于相關(guān)的第一、第二或第三子激光源。
27.如權(quán)利要求24所述的投影儀，其中，該第一、第二和第三透鏡組的每個子透鏡是具有其上入射激光束的第一表面和從其發(fā)出激光束的第二表面的衍射光學(xué)元件，第一表面具有用于會聚激光束的光柵角，且第二表面具有用于改變激光束的路徑的光柵角。
28.如權(quán)利要求24所述的投影儀，其中，在其上入射從第一鏡子組反射的光束的表面處，向第二透鏡組的每個子透鏡提供分束器，其中分束器在執(zhí)行紅波長的全反射的同時透射綠波長。
29.如權(quán)利要求24所述的投影儀，其中，在其上入射從第二鏡子組反射的光束的表面處，向第三透鏡組的每個子透鏡提供分束器，其中分束器在執(zhí)行紅和綠波長的全反射的同時透射藍(lán)波長。
30.如權(quán)利要求24所述的投影儀，其中，該掃描鏡是以二維方式掃描入射光束的電流鏡。
31.如權(quán)利要求24所述的投影儀，其中，該衍射透鏡包括第一衍射透鏡，其被支撐在部件的第二表面上，用于衍射從第三透鏡組衍射的光束；第二衍射透鏡，其被支撐在部件的第一表面上，用于衍射從第一衍射透鏡衍射的光束；和第三衍射透鏡，其被支撐在部件的第二表面上，用于衍射從第二衍射透鏡衍射的光束。
32.如權(quán)利要求31所述的投影儀，其中，該第一衍射透鏡是以條形形式的衍射光學(xué)元件。
33.如權(quán)利要求24所述的投影儀，其進(jìn)一步包括多個板，其位于第一、第二和第三透鏡組的各個子透鏡的一個表面上，該表面面對多類型激光源，每個板具有用于去除從多類型激光源發(fā)出的光束的斑點噪聲的不規(guī)則表面圖形。
34.如權(quán)利要求33所述的投影儀，其中，每個板和第一、第二或第三透鏡組的相關(guān)子透鏡集成地形成。
35.如權(quán)利要求33所述的投影儀，其進(jìn)一步包括驅(qū)動器，其用于和板一起以一個方向同時往復(fù)第一、第二和第三透鏡組。
36.如權(quán)利要求35所述的投影儀，其中，該驅(qū)動器是電磁元件或壓電元件。
全文摘要
公開了一種便攜式投影儀。該便攜式投影儀包括光透射部件，其具有第一和第二表面；多類型激光源，包括多個子激光源，用于基于外部圖像信號發(fā)出光束到部件的第一表面上，從而允許光束被透射到部件中；一個或多個光學(xué)元件，其被支撐在部件的第一和第二表面的至少其中之一上，用于衍射和反射從多類型激光源入射的光束到部件中；和至少一個多類型掃描鏡，其被支撐在部件的第一和第二表面之一上，用于基于外部控制信號掃描從光學(xué)元件衍射和反射的光束到位于部件外側(cè)的外部屏幕上。
文檔編號G03B21/14GK1924694SQ20061012661
公開日2007年3月7日 申請日期2006年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月31日
發(fā)明者申成喆 申請人:Lg電子株式會社