用于為3d成像投射結(jié)構(gòu)光的低z高度投影系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于為3D成像投射結(jié)構(gòu)光的低Z高度投影系統(tǒng)。低Z高度投影系統(tǒng)包含用于顯示具有在第一方向上延伸的光柵的光柵圖案的顯示面板。還包含投影透鏡系統(tǒng)，且所述投影透鏡系統(tǒng)將顯示在所述顯示面板上的所述光柵圖案投射到表面上。所述投影透鏡系統(tǒng)是具有在所述第一方向上的第一透鏡寬度及在第二方向上的第二透鏡寬度的截圓形透鏡系統(tǒng)。所述第一透鏡寬度小于所述第二透鏡寬度。所述第一及第二方向是正交的。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于為3D成像投射結(jié)構(gòu)光的低Z高度投影系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及投影系統(tǒng)，且更特定來(lái)說(shuō)，涉及用于為3D成像投射結(jié)構(gòu)光的低Z高度投影系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近來(lái)，被稱為微投影機(jī)的使用硅基液晶(LCOS)或數(shù)字光處理器(DLP)顯示面板的占據(jù)面積較小的投影機(jī)已經(jīng)上市。微投影機(jī)是小的便攜式投影機(jī)。由于其小型化，微投影機(jī)可包含在移動(dòng)電話中，所以移動(dòng)電話可將顯示投射到例如墻壁等任何表面上。
[0003]微投影機(jī)可包含小的LCOS顯示面板，其可為透射型或反射型。通常，微投影機(jī)包含一個(gè)或一個(gè)以上光源、分束器、LCOS顯示面板及投影透鏡。此外，所述微投影機(jī)可用于為3D成像投射結(jié)構(gòu)光。通常，用于3D成像的結(jié)構(gòu)光包含垂直光柵圖案。所述垂直光柵圖案被投射到具有輪廓的表面上。在一位置處的所述輪廓(例如，相對(duì)于平坦表面突出或凹進(jìn))可從在那個(gè)位置處經(jīng)投射光柵的變形而計(jì)算出。如果所述表面是平的而沒(méi)有輪廓，那么所述變形通常涉及從其圖像的經(jīng)投射垂直光柵的水平偏移。
[0004]3D成像系統(tǒng)包含用于投射結(jié)構(gòu)光的投影機(jī)，及用于檢測(cè)經(jīng)投射的結(jié)構(gòu)光的變形的數(shù)碼相機(jī)。所述3D成像系統(tǒng)可進(jìn)一步包含計(jì)算機(jī)或數(shù)字處理器。其通常要求所述投影機(jī)比較小，以便降低所述3D成像系統(tǒng)的總體尺寸。除了提供靜態(tài)3D對(duì)象的輪廓，所述3D成像系統(tǒng)還可用于手勢(shì)識(shí)別以控制計(jì)算機(jī)、游戲以及許多其它用處。用于投射結(jié)構(gòu)光以手勢(shì)識(shí)別的小型投影機(jī)需求量格外大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例涉及一種低Z高度投影系統(tǒng)。所述低Z高度投影系統(tǒng)包括:顯示面板，用以顯示包含在第一方向上延伸的光柵的光柵圖案；及投影透鏡系統(tǒng)，通過(guò)所述投影透鏡系統(tǒng)，顯示在所述顯示面板上的所述光柵圖案被投射到表面上，其中所述投影透鏡系統(tǒng)是具有在所述第一方向上的第一透鏡寬度及在第二方向上的第二透鏡寬度的截圓形透鏡系統(tǒng)，其中所述第一透鏡寬度小于所述第二透鏡寬度，且其中所述第一及第二方向是正交的。
[0006]本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及一種低Z高度投影系統(tǒng)。所述低Z高度投影系統(tǒng)包括:顯示面板，其具有沿第一方向布置的至少一行像素；及第一變形透鏡，其在所述第一方向上具有光學(xué)功率以將沿著所述顯示面板的所述第一方向布置的所述至少一行像素成像到表面上。
[0007]本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及一種用于投射光柵圖案的方法。所述方法包括:在顯示面板上顯示所述光柵圖案，其中所述光柵圖案包含在第一方向上延伸的光柵；及使用具有在所述第一方向上的第一透鏡寬度及在第二方向上的第二透鏡寬度的截圓形透鏡系統(tǒng)投射包含在所述第一方向上延伸的光柵的所述光柵圖案，其中所述第一透鏡寬度小于所述第二透鏡寬度，其中所述第一及第二方向是正交的，且其中所述第一方向上的所述截圓形透鏡系統(tǒng)的分辨率小于所述第二方向上的所述截圓形透鏡系統(tǒng)的分辨率。
[0008]本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及一種用于形成光柵圖案的方法。所述方法包括:在具有沿第一方向布置的至少一行像素的顯示面板上顯示一行光點(diǎn)圖案；及使用在所述第一方向上具有光學(xué)功率的第一變形透鏡對(duì)在具有沿所述第一方向布置的至少一行像素的所述顯示面板上顯示的所述一行所述光點(diǎn)圖案進(jìn)行成像。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]參考以下圖式而描述本發(fā)明的非限制及非詳盡性實(shí)施例，其中貫穿各個(gè)圖，相同的參考數(shù)字指的是相同的部件，除非另有說(shuō)明。
[0010]圖1說(shuō)明3D成像系統(tǒng)的示意圖。
[0011]圖2說(shuō)明在X軸上具有輪廓或厚度的在y-z面上的表面的示意圖。
[0012]圖3說(shuō)明在具有輪廓的表面上經(jīng)投射光柵圖案的扭曲邊緣的示意圖。
[0013]圖4說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明教示的通過(guò)LCOS投影系統(tǒng)投射的垂直光柵圖案的實(shí)例示意圖。
[0014]圖5說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明教示的用于投射垂直光柵圖案的LCOS投影系統(tǒng)的PSF的實(shí)例示意圖。
[0015]圖6說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明教示的低Z高度LCOS投影系統(tǒng)的實(shí)例示意x-z面橫截面圖。
[0016]圖7說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明教示的投影透鏡的實(shí)例示意y-z面橫截面圖。
[0017]圖8(a)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明教示的具有1: a長(zhǎng)寬比的實(shí)例LCOS顯示面板。
[0018]圖8(b)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明教示的具有1: b長(zhǎng)寬比的實(shí)例經(jīng)要求的投射光柵圖案。
[0019]圖9說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明教示的低Z高度LCOS投影系統(tǒng)的另一實(shí)例示意x-z面橫截面圖。
[0020]圖10說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明教示的用于投射垂直光柵圖案的LCOS投影系統(tǒng)的PSF的實(shí)例示意圖。
[0021]圖11說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明教示的低Z高度LCOS投影系統(tǒng)的實(shí)例示意圖。
[0022]圖12說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明教示的低Z高度LCOS投影系統(tǒng)的實(shí)例示意圖。
[0023]圖13(a)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明教示的包含第一變形透鏡及第二正交變形透鏡的經(jīng)組合的正交變形透鏡的實(shí)例示意圖。
[0024]圖13(b)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明教示的在χ-y面上的圖13(a)的經(jīng)組合正交變形透鏡的實(shí)例橫截面。
[0025]圖13(c)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明教示的在x-z面上的圖13(a)的經(jīng)組合正交變形透鏡的實(shí)例橫截面。
【具體實(shí)施方式】
[0026]在以下描述中，陳述許多特定細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的徹底了解。然而，對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將顯而易見(jiàn)的是，不需要使用所述特定細(xì)節(jié)來(lái)實(shí)踐本發(fā)明。在其它例子中，眾所周知的材料或方向未詳細(xì)描述以避免使本發(fā)明難懂。
[0027]貫穿本發(fā)明提及“一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“一個(gè)實(shí)例”或“實(shí)例”意思是結(jié)合所述實(shí)施例或?qū)嵗枋龅奶囟ㄌ卣?、結(jié)構(gòu)或特點(diǎn)包含在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，貫穿本說(shuō)明書(shū)在各處出現(xiàn)的短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”、“在實(shí)施例中”、“一個(gè)實(shí)例”或“實(shí)例”不一定都指的是相同的實(shí)施例或?qū)嵗?。此外，在一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例或?qū)嵗校囟ㄌ卣?、結(jié)構(gòu)或特點(diǎn)可以任何適宜組合及/或子組合進(jìn)行組合。特定特征、結(jié)構(gòu)或特點(diǎn)可包含在集成電路、電子電路、組合邏輯電路中，或提供所描述功能的其它適宜組件中。另外，應(yīng)了解，隨本文提供的圖式是出于對(duì)所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員進(jìn)行解釋的目的，且所述圖式不一定按比例繪制。
[0028]根據(jù)本發(fā)明教示，低Z高度投影系統(tǒng)可經(jīng)構(gòu)造以為3D成像投射結(jié)構(gòu)光。在所說(shuō)明的實(shí)例中，光軸被稱為X軸且投影系統(tǒng)的橫截面被稱為y-z平面。因?yàn)樗渡涞慕Y(jié)構(gòu)光是垂直光柵圖案，所以其僅在一個(gè)方向上有變化，其是在y軸上。所述光柵圖案沿z軸沒(méi)有變化。因此，根據(jù)本發(fā)明教示，可設(shè)計(jì)及使用非對(duì)稱光學(xué)。舉例來(lái)說(shuō)，所述光學(xué)系統(tǒng)可包含在Z軸上具有較小透鏡寬度及在y軸上具有較大透鏡寬度的截圓形透鏡，其將在本文稱為低Z高度光學(xué)。
[0029]圖1說(shuō)明3D成像系統(tǒng)100的示意圖，其包含結(jié)構(gòu)光投影機(jī)102及數(shù)碼相機(jī)104，其安置在不同位置。投影機(jī)102將結(jié)構(gòu)光(其為光柵圖案106)投射到表面108上。相機(jī)104檢測(cè)形成在表面108上的光柵圖案106的圖像。
[0030]圖2說(shuō)明在X軸上具有輪廓或厚度的在y-z面上的表面108的示意圖。舉例來(lái)說(shuō)，圖2說(shuō)明具有厚度xl的表面108的元素(yl，zl)。類(lèi)似地，表面108的元素(y2，z2)具有厚度x2，等等。
[0031]圖3說(shuō)明在具有輪廓的表面108上的經(jīng)投射光柵圖案(例如，圖1的經(jīng)投射光柵圖案106)的扭曲邊緣110的示意圖。如果表面108是平的，那么邊緣110將在表面108的元素(yl，zl)的位置處形成。換句話說(shuō)，如果在元素(yl，zl)處的厚度xl為零，那么經(jīng)投射的光柵圖案106不扭曲。如果元素(yl，zl)具有非零厚度xl，那么經(jīng)投射的光柵圖案106扭曲，且元素(yl，zl)的邊緣110水平移動(dòng)距離Al。移動(dòng)的方向(即，左邊或右邊)取決于元素(yl，zl)是突出還是凹進(jìn)?；趲缀螌W(xué)，厚度xl可由經(jīng)測(cè)量的水平移動(dòng)Λ I得到。通過(guò)掃描表面108的全部元素(yl，zl), (y2, z2),……，可獲得表面108的輪廓。要注意ID光柵圖案對(duì)產(chǎn)生2D表面的輪廓是充足的，這是很重要的。
[0032]圖4說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明教示的通過(guò)LCOS投影系統(tǒng)(未展示)投射的垂直光柵圖案200的實(shí)例示意圖。如在所描繪的實(shí)例中展示，垂直光柵圖案200包含在z軸上延伸的光柵。光柵圖案200可通過(guò)以下各項(xiàng)中的一者或組合來(lái)表征:單色、彩色、二進(jìn)制、灰階、偏振編碼及相位編碼以及其它。如展示，垂直光柵圖案200在z軸上不變化。垂直光柵圖案200僅在I軸上變化。因此，投射垂直光柵圖案200的LCOS投影系統(tǒng)的投影光學(xué)要求相對(duì)于y軸的在z軸上的較少光學(xué)質(zhì)量。
[0033]圖5說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明教示的用于投射垂直光柵圖案200的LCOS投影系統(tǒng)(未展示)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)(PSF) 202的實(shí)例示意圖。如在所描繪的實(shí)例中展示，沿著z軸(Rz) 204的PSF202的半徑大于沿著y軸(Ry) 206的PSF202的半徑。因此，z軸上的分辨率小于y軸上的分辨率。圖像的分辨率取決于透鏡的光圈，即，較大的光圈提供較好的分辨率，即，較小的PSF，反之亦然。PSF202可對(duì)應(yīng)于在z軸上具有較小光圈及在I軸上具有較大光圈的截圓形透鏡。
[0034]圖6說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明教示的低Z高度LCOS投影系統(tǒng)300的實(shí)例示意x_z面橫截面圖。如圖6所描繪的實(shí)例中展示，照明光304通過(guò)分束器306照明LCOS顯示面板308。分束器306朝LCOS顯示面板308反射照明光304。照明光304可形成單一光源或形成具有不同波長(zhǎng)的多種光源，例如(舉例而言)，激光器、發(fā)光二極管(LED)及其它類(lèi)型的光源。照明光304可經(jīng)準(zhǔn)直。假設(shè)LCOS顯示面板308為反射型，那么通過(guò)LCOS顯示面板308調(diào)制的光310從LCOS顯示面板反射且通過(guò)分束器306及通過(guò)投影透鏡312回傳。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，投影透鏡312被假定為單一透鏡。然而，投影透鏡312可為可包含透鏡組合的透鏡系統(tǒng)。如在所說(shuō)明的實(shí)例中展示，投影透鏡312將顯示在LCOS顯示面板308上的垂直光柵圖案200投射(即，成像)到具有輪廓的表面314上。垂直光柵圖案200包括在z軸上延伸的光柵。表面314等同于圖1的表面108。投影透鏡312為圓形透鏡，其可將顯示在LCOS顯示面板308上的垂直光柵圖案200成像到具有輪廓的表面314上。圓形投影透鏡312可為球面或非球面透鏡。
[0035]圖7說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明教示的投影透鏡312的實(shí)例示意y-z面橫截面圖。如在所說(shuō)明的實(shí)例中展示，投影透鏡312是具有沿著z軸的較小透鏡寬度Z及沿著y軸的較大透鏡寬度Y的截圓形透鏡，其中Z小于Y。因此，通過(guò)投影透鏡312形成的圖像具有沿著z軸的較低分辨率及具有沿著I軸的較高分辨率，如通過(guò)圖5的PSF202所指示。截圓形投影透鏡312是用于投射(即，成像)垂直光柵圖案200，其要求z軸上的較小分辨率。截圓形投影透鏡312可為球面或非球面透鏡。
[0036]圖8(a)展示根據(jù)本發(fā)明教示的具有1: a長(zhǎng)寬比的實(shí)例LCOS顯示面板308。然而，經(jīng)投射光柵圖案的1: a長(zhǎng)寬比可能不匹配相機(jī)(例如，圖1的相機(jī)104)所要求的長(zhǎng)寬比。舉例來(lái)說(shuō)，相機(jī)所要求的經(jīng)投射光柵圖案316的長(zhǎng)寬比可為1: b，如圖8(b)所示。在一個(gè)實(shí)例中，根據(jù)本發(fā)明教示，可使用變形透鏡來(lái)將經(jīng)投射光柵圖案的長(zhǎng)寬比從1: a調(diào)整到1: b。
[0037]圖9說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明教示的低Z高度LCOS投影系統(tǒng)350的另一實(shí)例示意x_z面橫截面圖。應(yīng)理解，圖9中說(shuō)明的實(shí)例共享許多相似于圖6中說(shuō)明的實(shí)例的地方。一處不同在于圖9中描繪的實(shí)例包含用于調(diào)整經(jīng)投射光柵圖案的長(zhǎng)寬比的額外的變形透鏡352。如所示，照明光304通過(guò)分束器306照明LCOS顯示面板380。分束器306朝LCOS顯示面板308反射照明光304。照明光304可形成單一光源或具有不同波長(zhǎng)的多種光源，包含激光器、LED及其它類(lèi)型的光源。照明光304可經(jīng)準(zhǔn)直。假設(shè)LCOS顯示面板308為反射型，那么通過(guò)LCOS顯示面板308調(diào)制的光310從LCOS顯示面板308反射且通過(guò)同一分束器306、通過(guò)截圓形投影透鏡312及通過(guò)變形透鏡傳遞到表面314上。截圓形投影透鏡312將顯示在LCOS顯示面板308上的垂直光柵圖案200投射(即，成像)到具有輪廓的表面314上。在實(shí)例中，垂直光柵圖案200包含在z軸上延伸的光柵。變形透鏡352安置在截圓形投影透鏡312與表面314之間，且經(jīng)配置以調(diào)整z軸上的光柵圖案200的圖像的放大率，但未改變y軸上的光柵圖案200的圖像。因此，根據(jù)本發(fā)明教示，原始長(zhǎng)寬比1: a可修改為所要求的長(zhǎng)寬比1: b。
[0038]暫時(shí)返回參考圖5中描繪的實(shí)例，PSF202具有沿z軸(Rz) 204的半徑，其比y軸(Ry) 206上的半徑大?？蛇M(jìn)一步延伸Rz到一值達(dá)到無(wú)窮大，同時(shí)保持Ry不改變，如圖10中展示。圖10說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明教示的用于投射垂直光柵圖案200的LCOS投影系統(tǒng)(未展示)的PSF402的實(shí)例示意圖。如在實(shí)例中展示,沿z軸(Rz)404的半徑達(dá)到無(wú)窮大，同時(shí)限制沿I軸(Ry) 406的半徑。因此，沒(méi)有沿著Z軸的分辨率。RSF402可對(duì)應(yīng)于僅在y軸上具有光學(xué)功率的變形透鏡。
[0039]圖11說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明教示的低Z高度LCOS投影系統(tǒng)500的實(shí)例示意圖。如在圖6及圖9的實(shí)例說(shuō)明中展示，LCOS顯示面板308可包含具有如圖8(a)中展示的長(zhǎng)寬比1: a的2D像素陣列。因此，投影透鏡312的Z高度(例如，圖7的Z)可匹配LCOS顯示面板308的高度。在圖11中說(shuō)明的實(shí)例中，LCOS顯示面板502具有至少(但不限于)一行像素，舉例來(lái)說(shuō)，沿著水平I軸布置。在I軸上具有光學(xué)功率的變形透鏡504用于在y軸上將LCOS顯示面板502成像到表面506上，如通過(guò)實(shí)例光路徑508所展示。LCOS顯示面板502顯示水平行的光點(diǎn)圖案。所形成的圖像因此是沿著水平y(tǒng)軸的一行光點(diǎn)圖案。使用具有垂直發(fā)散角α 510的發(fā)散照明光，可將所述水平行的光點(diǎn)圖案垂直延伸成垂直光柵圖案。以此方式，變形投影透鏡504的Z高度僅需要匹配垂直發(fā)散角α 510。換句話說(shuō)，Z高度，例如，變形投影透鏡504的ζ軸上的透鏡寬度對(duì)應(yīng)于垂直發(fā)散角αδΙΟ。如果LCOS顯示面板是反射型，那么分束器512可安置在LCOS顯示面板502與變形投影透鏡504之間。如果LCOS顯示是透射型，那么不包含分束器，且照明是從LCOS顯示面板502的后面提供。
[0040]圖12說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明教示的低Z高度LCOS投影系統(tǒng)520的另一實(shí)例示意圖。在圖6及圖9的實(shí)例說(shuō)明中，LCOS顯示面板308可包含具有如圖8(a)中展示的長(zhǎng)寬比1: a的2D像素陣列。因此，投影透鏡312的Z高度，例如圖7的Z可匹配LCOS顯示面板308的高度。在圖12所說(shuō)明的實(shí)例中，LCOS顯示面板502具有至少(但不限于)一行像素，舉例來(lái)說(shuō)，沿著水平I軸。用于反射型LCOS顯示面板502的照明光524或用于透射型LCOS顯示面板502的照明光526可經(jīng)準(zhǔn)直。光528在經(jīng)LCOS顯示面板502調(diào)制之后也可經(jīng)準(zhǔn)直。在I軸上具有光學(xué)功率的第一變形透鏡504用于在y軸上將LCOS顯示面板502成像在表面506上，如通過(guò)實(shí)例光路徑508所展示。LCOS顯示面板502顯示水平行的光點(diǎn)圖案。所形成的圖像因此是沿著水平I軸的一行光點(diǎn)圖案。以此方式，第一變形投影透鏡504的Z高度僅需要匹配經(jīng)準(zhǔn)直光束528的高度，其通過(guò)LCOS顯示面板502的高度確定。LCOS顯示面板502的高度可與像素高度一樣小。
[0041]通過(guò)使用沿著垂直ζ軸具有光學(xué)功率的第二正交變形透鏡522，形成的為水平行的光點(diǎn)圖案的圖像可垂直延伸成垂直光柵圖案。如在圖12中描繪的實(shí)例中展示，第一變形透鏡504及第二正交變形透鏡522的各自Z高度僅需要匹配經(jīng)準(zhǔn)直光束528的高度(其由LCOS顯示面板502的高度確定)。換句話說(shuō)，Z高度，例如第一變形透鏡504及第二正交變形透鏡522的ζ軸上的各自透鏡寬度對(duì)應(yīng)于經(jīng)準(zhǔn)直光束528的高度，其通過(guò)LCOS顯示面板502的高度確定。LCOS顯示面板502的高度可與像素高度一樣小。在表面506上經(jīng)投射光柵圖案的長(zhǎng)寬比可通過(guò)控制第一變形透鏡504的放大率及第二正交變形透鏡522的放大率而調(diào)整。
[0042]此外，第一變形透鏡504及第二正交變形透鏡522可經(jīng)組合為具有正交變形表面的單一透鏡。圖13(a)說(shuō)明根據(jù)實(shí)例實(shí)施例的呈透視圖的包含第一變形透鏡504及第二正交變形透鏡522的經(jīng)組合的正交變形透鏡600的實(shí)例示意圖。圖13(b)及圖13(c)展示各自y-χ面及z-x面上的經(jīng)組合的正交變形透鏡600的橫截面。原則上，第一變形透鏡504或第二變形透鏡522可面對(duì)LCOS顯示面板502。
[0043]盡管LCOS顯示面板在本揭示中描述為實(shí)例，但是本發(fā)明教示并非限制為L(zhǎng)COS顯示面板。應(yīng)理解，可使用任何透射型或反射型顯示面板，包含液晶(LC)顯示器、數(shù)字光處理器(DLP)、數(shù)字微鏡裝置(DMD)等等，其等同于LCOS顯示面板。所述顯示面板可為單色、彩色、二進(jìn)制、灰階或偏振編碼。
[0044]為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，在描述中，截圓形投影透鏡已說(shuō)明為單一透鏡。然而，所述截圓形投影透鏡是可為單一透鏡或透鏡組合的透鏡系統(tǒng)。
[0045]此外，對(duì)于所有在本揭示中描述的變形透鏡，具有正或負(fù)光學(xué)功率的兩種變形透鏡也可使用。所述變形透鏡具有所描述的光學(xué)功率方向的特征。
[0046]本發(fā)明的所說(shuō)明實(shí)例的以上描述(包含摘要中描述的)并不希望為詳盡或限制為所揭示的精確形式。然而，本文描述本發(fā)明的特定實(shí)施例及實(shí)例以用于說(shuō)明的目的，在不脫離本發(fā)明的寬廣精神及范圍的情況下，各種等效修改是可能的。實(shí)際上，應(yīng)理解，提供特定實(shí)例電壓、電流、頻率、功率范圍值、時(shí)間等用于解釋的目的，且根據(jù)本發(fā)明教示，在其它實(shí)施例及實(shí)例中也可使用其它值。
【權(quán)利要求】
1.一種低Z高度投影系統(tǒng)，其包括: 顯示面板，用以顯示包含在第一方向上延伸的光柵的光柵圖案；及 投影透鏡系統(tǒng)，通過(guò)所述投影透鏡系統(tǒng)，顯示在所述顯示面板上的所述光柵圖案被投射到表面上，其中所述投影透鏡系統(tǒng)是具有在所述第一方向上的第一透鏡寬度及在第二方向上的第二透鏡寬度的截圓形透鏡系統(tǒng)，其中所述第一透鏡寬度小于所述第二透鏡寬度，且其中所述第一及第二方向是正交的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括在所述第一方向上具有光學(xué)功率的變形透鏡，通過(guò)所述變形透鏡，顯示在所述顯示面板上的所述光柵圖案經(jīng)投射以調(diào)整所述經(jīng)投射光柵圖案的長(zhǎng)寬比。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括安置在所述顯示面板與所述投影透鏡系統(tǒng)之間的分束器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述顯示面板是硅基液晶LCOS、液晶LC、數(shù)字光處理器DLP、及數(shù)字微鏡裝置DMD顯示面板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述投影透鏡系統(tǒng)包含至少一個(gè)透鏡。
6.一種低Z高度投影系統(tǒng)，其包括: 顯示面板，其具有沿第一方向布置的至少一行像素；及 第一變形透鏡，其在所述第一方向上具有光學(xué)功率以將沿著所述顯示面板的所述第一方向布置的所述至少一行像素成像到表面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括具有在第二方向上的發(fā)散角α的發(fā)散照明光，其中所述第一及第二方向是正交的，其中在所述第二方向上的所述第一變形透鏡的高度對(duì)應(yīng)于在所述第二方向上的所述發(fā)散角α。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括: 經(jīng)準(zhǔn)直的照明光；及 第二變形透鏡，其在第二方向上具有光學(xué)功率以在所述第二方向上延伸所述表面上沿所述第一方向布置的所述至少一行像素的各個(gè)像素的圖像，其中所述第一及第二方向是正交的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述第二方向上的所述第一變形透鏡的高度及所述第二方向上的所述第二變形透鏡的高度對(duì)應(yīng)于所述經(jīng)準(zhǔn)直的照明光的高度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述經(jīng)準(zhǔn)直的照明光的所述高度是沿所述第一方向布置的所述至少一行像素中的一像素的高度。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括安置在所述顯示面板與所述第一變形透鏡之間的分束器。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述第一變形透鏡及所述第二變形透鏡被組合為具有正交變形表面的單一透鏡。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述顯示面板是硅基液晶LCOS、液晶LC、數(shù)字光處理器DLP、及數(shù)字微鏡裝置DMD顯示面板中的一者。
14.一種用于投射光柵圖案的方法，其包括: 在顯示面板上顯示所述光柵圖案，其中所述光柵圖案包含在第一方向上延伸的光柵；及使用具有在所述第一方向上的第一透鏡寬度及在第二方向上的第二透鏡寬度的截圓形透鏡系統(tǒng)投射包含在所述第一方向上延伸的光柵的所述光柵圖案，其中所述第一透鏡寬度小于所述第二透鏡寬度，其中所述第一及第二方向是正交的，且其中所述第一方向上的所述截圓形透鏡系統(tǒng)的分辨率小于所述第二方向上的所述截圓形透鏡系統(tǒng)的分辨率。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其進(jìn)一步包括使用在所述第一方向上具有光學(xué)功率的變形透鏡調(diào)整包含在所述第一方向上延伸的光柵的所述經(jīng)投射的光柵圖案的長(zhǎng)寬比。
16.一種用于形成光柵圖案的方法，其包括: 在具有沿第一方向布置的至少一行像素的顯示面板上顯示一行光點(diǎn)圖案；及 使用在所述第一方向上具有光學(xué)功率的第一變形透鏡對(duì)顯示在具有沿所述第一方向布置的至少一行像素的所述顯示面板上的所述一行所述光點(diǎn)圖案進(jìn)行成像。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其進(jìn)一步包括:使用在所述第二方向上具有光學(xué)功率的第二變形透鏡在第二方向上延伸所述一行所述光點(diǎn)圖案的圖像以形成包括在所述第二方向上延伸的光柵的光柵圖案，其中所述第一及第二方向是正交的。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述第一變形透鏡及所述第二變形透鏡被組合為具有正交變形表面的單一透 鏡。
【文檔編號(hào)】G03B21/00GK103676422SQ201310312234
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月11日
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