專利名稱：利用改良動態(tài)散射片的激光投影機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種投影設(shè)備，具體涉及一種應(yīng)用激光光源的微型投 影設(shè)備的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
為了開發(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疑是低功耗光源的首選。不過，激光雖然光效率 很高，而且又是最適合的微型投影用光源，但是卻因激光原來的光相 干特性，而容易使投影帶有躁點。
因為激光固有的相干特性，在成像一面上會出現(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。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。
目前常用的技術(shù)，使動態(tài)散射片(Moving diffuser)在光軸上周 期性的垂直往返振動，增加任意性(Randomness),可以減少躁點， 但是不能完全去除，使人看起來很不舒服。
而且因為新安裝的散射片，光學(xué)引擎體積自然會增加，難以符合 便攜式的要求。 實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種利用改良動態(tài)散射片的激光投影 機(jī)，它能大幅減小光學(xué)引擎的體積，提高光效率。采用雙分色鏡組裝 置，顯著減少光學(xué)引擎的體積，使其便于攜帶。為了解決背景技術(shù)所 存在的問題，本實用新型是采用以下技術(shù)方案
它包含紅色光源l、藍(lán)色光源2、綠色光源3、波束整形器5、場
透鏡6、偏光束分離器7、光調(diào)制器8、投影透鏡9，它還包含動態(tài)散 射片IO、散射馬達(dá)ll、雙分色鏡組裝置4，動態(tài)散射片10設(shè)置在雙 分色鏡組裝置4的后方，散射馬達(dá)11設(shè)置在動態(tài)散射片10的上方并 于散射片10相連接。
本發(fā)明中使用動態(tài)散射片IO增加光線入射角的可變性，增加任 意性的方法，通過改變動態(tài)散射片10的擴(kuò)散角和振動頻率，來增加 其任意性，從而達(dá)到消除躁點的目的。
雙分色鏡組裝置4是將光源射出的光合成在同一光路上的光學(xué) 器件；由兩個分色鏡平面交叉組成，紅色光入射至四面中的一面，入 射的紅色光在第一個分色鏡平面上反射，入射至散射片10，和紅色 光入射面相對的是藍(lán)色光入射面，入射藍(lán)色光在第二個分色鏡平面上 反射，入射至散射片10，藍(lán)色光和紅色光入射面之間還有一個為綠 色光入射面，入射綠色光不經(jīng)過上述兩分色鏡平面，直接透過，入射 至光散射器l。上述第一分色鏡平面只反射赤色光反射，而對其他可 視光線波長區(qū)域的光直接予以透過，上述第二分色鏡平面只反射藍(lán)色 光，而對其他可視光線波長區(qū)域的光直接予以透過。該雙分色鏡組裝 置4既可以縮減光源部位的體積，又可使各光源到光散射器10的距 離相等。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是雙分色鏡組裝置4的安裝應(yīng) 用結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
參看圖1-2，本具體實施方式
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、波束整形器5、場透鏡6、偏光束分離 器7、光調(diào)制器8、投影透鏡9、動態(tài)散射片IO、散射馬達(dá)ll、雙分 色鏡組裝置4組成，動態(tài)散射片10設(shè)置在雙分色鏡組裝置4的后方,
散射馬達(dá)11設(shè)置在動態(tài)散射片10的上方并于散射片10相連接；本
發(fā)明中使用動態(tài)散射片io增加光線入射角的可變性，增加任意性的
方法，通過改變動態(tài)散射片10的擴(kuò)散角和振動頻率，來增加其任意 性，從而達(dá)到消除躁點的目的。
雙分色鏡組裝置4是將光源射出的光合成在同一光路上的光學(xué) 器件；由兩個分色鏡平面交叉組成，紅色光入射至四面中的一面，入 射的紅色光在第一個分色鏡平面上反射，入射至散射片10，和紅色 光入射面相對的是藍(lán)色光入射面，入射藍(lán)色光在第二個分色鏡平面上 反射，入射至散射片10，藍(lán)色光和紅色光入射面之間還有一個為綠 色光入射面，入射綠色光不經(jīng)過上述兩分色鏡平面，直接透過，入射 至光散射器1-。上述第一分色鏡平面只反射赤色光反射，而對其他 可視光線波長區(qū)域的光直接予以透過，上述第二分色鏡平面只反射藍(lán) 色光，而對其他可視光線波長區(qū)域的光直接予以透過。該雙分色鏡組 裝置既可以縮減光源部位的體積，又可使各光源到光散射器10的距 離相等。
動態(tài)散射片10是在透明平整的投影膠片上由任意圖案構(gòu)成的的
器件，使光向圖案方向折射，改變?nèi)肷浣?。透光的圖案不同，方向也
會隨之改變，整體上會出現(xiàn)入射光散射的現(xiàn)象，所以才稱為動態(tài)散射
片10。但是，若調(diào)整散射片的表面圖案，便可以調(diào)整橫軸的光擴(kuò)散
角和縱軸的光擴(kuò)散角。即使圓形光入射的話，也會變?yōu)樗慕切紊涑觥?br> 經(jīng)過此種散射片之后的激光呈四角形光源射出。設(shè)經(jīng)過散射片之后光
的角度(angle)為"z "，入射角(angle)為"X "，散射片的擴(kuò)散角為"y "，
那通過光散射器之后出射角(angle) Z按照下述公式計算。 <formula>formula see original document page 5</formula>公式D
所以，利用此原理的話，可以調(diào)節(jié)散射片擴(kuò)散角的橫軸角和縱軸 角，從而得到所需影像的四角形面光源。
激光橫軸和縱軸的擴(kuò)散角互不相同。激光生產(chǎn)廠家不同，擴(kuò)散角
也略有不同。其中一種，橫軸擴(kuò)散角為16° ，縱軸擴(kuò)散角為5° 。所 以或者采用將其改變?yōu)樗慕切蚊婀庠吹墓馍⑸淦鳎蛘咴诩す馇斑M(jìn)光 路上，安裝準(zhǔn)直透鏡，將其變?yōu)?。擴(kuò)散角的圓形光，之后安裝符合 此條件的散射片。這可以根據(jù)激光光源和光調(diào)制器之間需要的距離來 決定。沒有準(zhǔn)直透鏡或者聚光透鏡的話，激光會根據(jù)規(guī)定擴(kuò)散角，沿 前進(jìn)光路，持續(xù)散射下去，所以，根據(jù)引擎內(nèi)光路之間的距離選擇性 的安裝聚光鏡或者準(zhǔn)直透鏡。同時上述光散射器可以整形成四角形面 光源，因而可以稱其為波束成形器，本身又是散射片，在光軸上成垂
直方向運動，減少躁點。
偏光束分離器7是將通過動態(tài)散射片10的光傳輸至光調(diào)制器的 光學(xué)器件。玻璃制的六面體之內(nèi)，偏光分離膜形成對角線，是反射型 光學(xué)引擎必備的光學(xué)器件。
通過散射片的光在遇到偏光束分離器7的偏光分離膜時，S偏光
通過，P偏光反射至投影透鏡的相反方向，成為無用光。所以，必須 把從光源射出的光在光路上的某個位置轉(zhuǎn)換(Conversion)為線平光
狀態(tài)才能保持光效率。但若是激光光源，出射光本身的偏光比為數(shù)百 比一，沒有必要為形成線平光而單獨增加光學(xué)器件，與像LED—樣的 其他光源相比，光學(xué)引擎構(gòu)造會更加簡單，光效率更高。
通過偏光分離膜的S偏光在通過S偏光反射型光調(diào)制器成像時， 轉(zhuǎn)換成P偏光。轉(zhuǎn)換為P偏光之后，再次入射偏光分離器7，與偏光 分離膜相遇。此時，成像光都是P偏光，在偏光分離膜反射之后，經(jīng) 過聚光透鏡4，入射投影透鏡9。
投影透鏡9由多個透鏡組成，將光調(diào)制器8產(chǎn)生的影像擴(kuò)大投射在銀幕上。
光調(diào)制器8是將入射的光選擇性透過，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這種用于DLP投影機(jī)上的光學(xué)器 件，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)動方法。DLP是通過Digital Mirror 調(diào)節(jié)光路，反射到銀幕上來成像的投影機(jī)。液晶顯示器(LCD)通過選 擇性的打開或者關(guān)閉液晶來成像。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 的后向光通過液晶板時產(chǎn)生影像的方式。投射型投影機(jī)是利用投影透 鏡把通過液晶顯示器時的成像擴(kuò)大之后投射在銀幕上，我們看見的從 銀幕反射回來的影像。反射型和投射型結(jié)構(gòu)基本相同只不過是利用在 下端的板上形成反射膜，將反射的光擴(kuò)大投射在銀幕上。LCOS (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)器件。
所述的動態(tài)散射片10設(shè)置在光源和光調(diào)制器8之間，它既可以 去除躁點，又要有波束整形功能。
所述的動態(tài)散射片10的橫軸和縱軸擴(kuò)散角互不相同。
所述的既可以減少躁點，同時又可將激光變形為面光源。
權(quán)利要求
1、利用改良動態(tài)散射片的激光投影機(jī)，它包含紅色光源(1)、藍(lán)色光源(2)、綠色光源(3)、波束整形器(5)、場透鏡(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態(tài)散射片(10、散射馬達(dá)(11)、雙分色鏡組裝置(4)，動態(tài)散射片(10)設(shè)置在雙分色鏡組裝置(4)的后方，散射馬達(dá)(11)設(shè)置在動態(tài)散射片(10)的上方并于散射片(10)相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用改良動態(tài)散射片的激光投影機(jī)， 其特征在于本發(fā)明中使用動態(tài)散射片(10)增加光線入射角的可變性， 增加任意性的方法，通過改變動態(tài)散射片(10)的擴(kuò)散角和振動頻率， 來增加其任意性。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用改良動態(tài)散射片的激光投影機(jī)， 其特征在于雙分色鏡組裝置(4)是將光源射出的光合成在同一光路上 的光學(xué)器件；由兩個分色鏡平面交叉組成，紅色光入射至四面中的一 面，入射的紅色光在第一 個分色鏡平面上反射，入射至散射片(io)， 和紅色光入射面相對的是藍(lán)色光入射面，入射藍(lán)色光在第二個分色鏡 平面上反射，入射至散射片(IO)，藍(lán)色光和紅色光入射面之間還有一 個為綠色光入射面，入射綠色光不經(jīng)過上述兩分色鏡平面，直接透過， 入射至光散射片。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用改良動態(tài)散射片的激光投影機(jī)， 其特征在于所述的動態(tài)散射片(10)設(shè)置在光源和光調(diào)制器(8)之間， 它既可以去除躁點，又要有波束整形功能。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用改良動態(tài)散射片的激光投影機(jī)， 其特征在于所述的動態(tài)散射片(10)的橫軸和縱軸擴(kuò)散角互不相同。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用改良動態(tài)散射片的激光投影機(jī)， 其特征在于所述的既可以減少躁點，同時又可將激光變形為面光源。
全文摘要
利用改良動態(tài)散射片的激光投影機(jī)，它涉及一種投影設(shè)備，具體涉及一種應(yīng)用激光光源的微型投影設(shè)備的改進(jìn)。它還包含動態(tài)散射片(10)、散射馬達(dá)(11)、雙分色鏡組裝置(4)，動態(tài)散射片(10)設(shè)置在雙分色鏡組裝置(4)的后方，散射馬達(dá)(11)設(shè)置在動態(tài)散射片(10)的上方并與散射片(10)相連接。本發(fā)明雙分色鏡組裝置(4)既可以縮減光源部位的體積，又可使各光源到光散射器(10)的距離相等。
文檔編號G03B21/14GK101349812SQ20081014747
公開日2009年1月21日 申請日期2008年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月19日
發(fā)明者孫順慶 申請人:上海上軟投資有限公司