專利名稱：投影器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于圖像再現(xiàn)的投影器，尤其涉及包括空間光調(diào)制器(spatial optical modulation )的投影器。
背景技術(shù)：
移動(dòng)終端技術(shù)提供了諸如數(shù)字相機(jī)、MP3、 DMB、 PC、健康護(hù)理之類的 各種各樣功能和服務(wù)。另外，移動(dòng)終端還演變成具有與之連接的其它移動(dòng)終
端、個(gè)人計(jì)算機(jī)、或家用電器的共享信息和功能。
但是，移動(dòng)終端存在限制提供給用戶的圖像信息的有限屏幕大小。為了 改進(jìn)這個(gè)問題，前觸摸面板型終端已經(jīng)出現(xiàn)在市場(chǎng)上。但是，這種類型的終 端仍然只有基于移動(dòng)終端的外殼大小的有限視圖。
于是，需要一種能夠提供較大圖像投影的移動(dòng)終端。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明通過提供可以在小體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)和可以容易地進(jìn)行光軸對(duì)準(zhǔn)
依照本發(fā)明的一個(gè)方面，投影器包括多個(gè)光源，用于生成具有不同顏 色的光；空間光調(diào)制器，用于對(duì)光進(jìn)行線調(diào)制和發(fā)光；設(shè)置在各光源和空間 光調(diào)制器之間的多個(gè)波長選擇濾波器，用于按照光的波長透射或反射光；掃 描器，用于以線掃描方式投影從空間光調(diào)制器入射的光；和設(shè)置在掃描器和
的衍射階次。


通過結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的示范性實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，本發(fā)明的上面和 其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將更加顯而易見，在附圖中 圖1是例示按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的投影器的視圖；圖2是例示在圖1中所示的會(huì)聚透鏡系統(tǒng)的透視圖3是例示按照在圖1中所示的第二波長選擇濾波器的波段的透射和反 射特性的測(cè)量結(jié)果的圖形；和
圖4A和4B是將傳統(tǒng)投影器投影的光的線寬與按照本發(fā)明的投影器投影 的光的線寬相比較的圖形。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。為了清楚和簡(jiǎn)潔起見，省略合并到 本文中的已知功能或配置的詳細(xì)描述，以免使本發(fā)明的主題不突出。
圖1例示了按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的投影器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。圖2例示了例 示在圖1中的會(huì)聚透鏡系統(tǒng)的透視圖。
參照?qǐng)D1和2，按照本發(fā)明實(shí)施例的投影器100包括生成具有不同波長 的光的第一、第二和第三光源111到113;改變?nèi)肷涔獾穆窂降牡谝?、第二?第三反射濾波器101到103;第一到第九透鏡171到176和180;第一和第二 波長選擇濾波器141和]42;通過反射式衍射調(diào)制入射光的空間光調(diào)制器120; 限制入射光的衍射階次的衍射光圈160;和通過從衍射光圈160入射的光的 線掃描在屏幕150上形成圖像的掃描器130。由于投影器100依次將紅色圖 像、綠色圖像和藍(lán)色圖像投影在屏幕150上，所以紅色圖像、綠色圖像和藍(lán) 色圖像當(dāng)中的至少兩種顏色不同時(shí)沿著相同路徑運(yùn)動(dòng)。
第一光源111發(fā)出綠光。從第一光源111發(fā)出的綠光從第一反射濾波器 101反射并穿過第一透鏡171。部分反射濾波器102將穿過第一透鏡171的一 部分綠光部分反射到第二透鏡172。第二透鏡172和第一波長選擇濾波器141 使綠光透射到第二波長選擇濾波器142。第二波長選擇濾波器142將穿過第 一波長選擇濾波器141的光反射到第五、第六和第七透鏡181、 182和183。 第五、第六和第七透鏡181、 182和183將第二波長選擇濾波器142反射的綠 光透射到空間光調(diào)制器120。從空間光調(diào)制器120反射到第八透鏡175的綠 光穿過第八透鏡175并被第三反射濾波器103反射到第九透鏡176。反射到 第九透鏡176的綠光穿過衍射光圏160并被掃描器130反射到屏幕150。
從第二光源112發(fā)出的紅光穿過第三透鏡173并被第一波長選擇濾波器 141反射到第二波長選擇濾波器142。第二波長選擇濾波器142將紅光反射到 第五、第六和第七透鏡181、 182和183。第五、第六和第七透鏡181、 182和183將紅光透射到空間光調(diào)制器120?？臻g光調(diào)制器120將紅光反射到第 八透鏡175和反射到第三反射濾波器103 —側(cè)。第三反射濾波器103將紅光 反射到第九透鏡176。反射到第九透鏡176的紅光穿過第九透鏡并穿過衍射 光圏160入射到掃描器130。紅光被掃描器130反射到屏幕側(cè)。
的方式生成二次諧波的方法生成綠光。例如，能夠輸出具有532土5nm(納米) 波長的綠光的二極管泵浦固體(DPSS)激光器可以用作第一光源111。
第一反射濾波器101通過將從第一光源111發(fā)出的綠光到達(dá)第一透鏡171 的路徑轉(zhuǎn)動(dòng)900，可縮小投影器100的體積。
也就是說，如果從第一光源111發(fā)出的光以將光與第一透鏡171對(duì)準(zhǔn)的 方式設(shè)置，投影器的體積可以極大地減小，因?yàn)榈谝还庠?11具有較大的體 積。于是，使第一光源111位于投影器100的中心并使其它構(gòu)成元件排列在 第一光源111的周圍，以便可以縮減投影器100的體積。
第一透鏡171擴(kuò)大從第一反射濾波器101反射的綠光的斑點(diǎn)尺寸和將綠 光發(fā)送到部分反射濾波器102。部分反射濾波器102使從第一透鏡171入射 的一部分綠光透射到光檢測(cè)器105，并且將其余綠光反射到第二透鏡172。
部分反射濾波器102通過將從第一透鏡171到第二透鏡172的光路轉(zhuǎn)動(dòng) 90()，可以縮小投影器100的體積。涂上光學(xué)涂料的面鏡可以用作第一反射濾 波器101和用作部分反射濾波器102。 一部分入射光可以被上述面鏡反射或 可以穿過上述面鏡。
尤其，部分反射濾波器102可以由多層光學(xué)涂料形成。最好是使部分反 射濾波器102具有5 %到15 %的透射率(或85 %到95 %的反射率)，以便入 射到光檢測(cè)器105的那一部分綠光可以從中穿過。
于是，光檢測(cè)器105可以檢測(cè)穿過部分反射濾波器02的綠光的功率， 并且可以利用^^測(cè)的功率控制第一光源lll保持一定輸出。普通的光電二極 管可以用作光檢測(cè)器105。第二透鏡172準(zhǔn)直從部分反射濾波器102入射的 綠光，并且將綠光輸出到第一波長選擇濾波器141。
例如，第二光源112輸出具有640±0 nm波長的紅光。普通的激光二極 管可以用作第二光源112。第三透鏡173準(zhǔn)直從第二光源112入射的紅光，并 且將紅光發(fā)送到第一波長選擇濾波器141。
第一波長選擇濾波器141將從第三透鏡173入射的紅光反射到第二波長選擇濾波器142，并且使從第二透鏡172入射的綠光透射到第二波長選擇濾 波器142。
例如，能夠輸出具有440±10 nm波長的藍(lán)光的普通激光二極管可以用作 第三光源113。第四透鏡174準(zhǔn)直從第三光源113入射的藍(lán)光，并且將藍(lán)光發(fā) 送到第二波長選擇濾波器142。
第一到第三光源111到113生成具有不同顏色的光。這些光在相同光學(xué) 系統(tǒng)中具有基于它們每一種波長的相互不同會(huì)聚點(diǎn)(即，焦距)。也就是說， 會(huì)聚在空間光調(diào)制器120上的光(即，紅光、藍(lán)光、和綠光)的焦點(diǎn)隨它們 每一種波長而不同，從而可能引起諸如在屏幕150上形成的圖像上的色散之 類的現(xiàn)象。
因此，在按照本發(fā)明的投影器100中，根據(jù)第一光源11生成的綠光調(diào) 節(jié)會(huì)聚透鏡系統(tǒng)180與空間光調(diào)制器120之間的距離，和利用有效對(duì)準(zhǔn)分別 調(diào)節(jié)第二光源112與第三透鏡173之間、和第三光源113與第四透鏡174之 間的距離，以便可以使光波長差引起的會(huì)聚點(diǎn)之差最小。也就是說，在本發(fā) 明中，以按照光源111到113生成的每種光的波長使第一光源111與空間光 調(diào)制器120之間、第二光源112與空間光調(diào)制器120之間、和第三光源113 與空間光調(diào)制器120之間的每個(gè)距離對(duì)應(yīng)于每個(gè)會(huì)聚點(diǎn)(即，焦距)的方式 配置光源和空間光調(diào)制器，因此，沒有必要進(jìn)一步包括用于色差補(bǔ)償?shù)念~外 透鏡。于是，通過本發(fā)明可以容易地對(duì)準(zhǔn)光軸和降低成本。
圖3例示了基于例示在圖1中的第二波長選擇濾波器的波段的透射和反 射特性的測(cè)量結(jié)果。參照?qǐng)D3,第二波長選擇濾波器142將從第一波長選擇 濾波器141入射的紅光或綠光反射到第五透鏡181,或使從第四透鏡174入 射的藍(lán)光透射到第五透鏡181。第二波長選擇濾波器142通過將從第一波長 選擇濾波器141到第五透鏡181的光路轉(zhuǎn)動(dòng)90(),可以縮小投影器100的體積。
也就是說，可以注意到，第二波長選擇濾波器142在藍(lán)光波段210中具 有大于90%的透射率，和在綠光波段220和紅光波段230中具有小于10%的 透射率。于是，第二波長選擇濾波器142可以透射藍(lán)光而反射紅光和綠光。
圖2例示了例示在圖1中的會(huì)聚透鏡系統(tǒng)180的透視圖。會(huì)聚透鏡系統(tǒng) 180配有第五到第七透鏡181到183。會(huì)聚透鏡系統(tǒng)180將從第二波長選擇濾 波器142入射的光(即，紅光、綠光或藍(lán)光)會(huì)聚到空間光調(diào)制器120的輸?shù)谖逋哥R181對(duì)應(yīng)于擴(kuò)散透鏡和擴(kuò)散入射光。第五透鏡181擴(kuò)散的光由 第六透鏡182準(zhǔn)直。第七透鏡183將準(zhǔn)直光會(huì)聚到空間光調(diào)制器120上。
空間光調(diào)制器120通過含有有關(guān)外部提供的投影圖像的一個(gè)一定像素列 的信息的圖像數(shù)據(jù)操作，利用反射式衍射對(duì)來自會(huì)聚透鏡系統(tǒng)180的光進(jìn)行 線調(diào)制，并且將光發(fā)送到第八透鏡175。
在空間光調(diào)制器120的光入射并被發(fā)射的表面上配有多個(gè)衍射元件。衍 射元件的數(shù)量可以通過打算在屏幕150上形成的圖像的質(zhì)量程度而確定。每 個(gè)衍射元件都衍射和反射入射光。衍射光的功率按照相應(yīng)像素信息設(shè)置。
第八透鏡175將從空間光調(diào)制器120入射的光發(fā)射到第三反射濾波器 103。第三反射濾波器103將從第八透鏡175入射的光反射到第九透鏡176。
第九透鏡176以在掃描器130的反射表面上形成焦點(diǎn)的方式會(huì)聚從第三 反射濾波器103入射的光。從掃描器130反射的光以線掃描的方式照射在屏 幕150上，以便形成圖像。
衍射光圈160被設(shè)置在第九透鏡176與掃描器130之間，并具有限制入 射到掃描器130的光的斑點(diǎn)尺寸的功能。也就是說，衍射光圈160攔截從第 九透鏡176入射的一部分光(即，具有第一或更高階模式的衍射光)，并且讓 其余光(即，具有零階模式的衍射光)穿過掃描器130,以便消除投影圖像 的噪聲成分。
掃描器130以線掃描的方式將從空間光調(diào)制器120入射的光投影在屏幕 上。掃描器130包括按照一定周期順時(shí)針或逆時(shí)針地圍繞轉(zhuǎn)軸132擺動(dòng)和旋 轉(zhuǎn)的掃描鏡131。在一定時(shí)刻投影在屏幕上的圖像以與一個(gè)像素列相對(duì)應(yīng)的 直線的形式示出。線狀圖像沿著像素行的方向按照掃描鏡131的旋轉(zhuǎn)從一側(cè) 移動(dòng)到另一側(cè)，以便形成圖像幀。
圖4A和4B畫出了傳統(tǒng)投影器投影的光的線寬與由根據(jù)本發(fā)明的投影器 投影的光的線寬之間的比較。更具體地說，圖4A是示出傳統(tǒng)投影器投影在 屏幕的某個(gè)點(diǎn)上的光的線寬的測(cè)量結(jié)果的圖形。圖4B是示出由根據(jù)本發(fā)明的 投影器投影在屏幕的某個(gè)點(diǎn)上的光的線寬的測(cè)量結(jié)果的圖形。
在圖4A和4B中，示出了水平軸(即，投影在屏幕上的掃描線的長度和 線寬)，和包括在0 )am (微米)到5000 |am中的每兩個(gè)相鄰大刻度之間的每 個(gè)間隔對(duì)應(yīng)于500 pm。另外，在圖4A和4B中，示出了包括在2500 )im附 近的2000 (im到3 000 (im中的小刻度，其中，每兩個(gè)相鄰小刻度之間的間隔對(duì)應(yīng)于100 um。對(duì)于一種一定強(qiáng)度的光(即，如圖4A和4B所示的箭頭)， 在將圖4A中的投影光的線寬與圖4B中的投影光的線寬相比較的情況下，圖 4A中的光的線寬對(duì)應(yīng)于大約200 )im的線寬，而圖4B中的光的線寬對(duì)應(yīng)于 大于100)im并小于200(im的線寬。于是，與圖4A中的光相比，圖4B中的 光具有窄的線寬。也就是說，雖然按照本發(fā)明的投影器具有薄的結(jié)構(gòu)，但也 可以提供與傳統(tǒng)投影器相比分辨率提高了的圖像質(zhì)量。
在按照本發(fā)明的投影器中，考慮到由根據(jù)每個(gè)光源生成的每種光的波長 的每個(gè)會(huì)聚點(diǎn)，通過有效對(duì)準(zhǔn)來調(diào)節(jié)第一光源與空間光調(diào)制器之間、第二光 源與空間光調(diào)制器之間、和第三光源與空間光調(diào)制器之間的每個(gè)距離，從而 沒有必要進(jìn)一步包括用于色差補(bǔ)償?shù)念~外透鏡。
在本發(fā)明中，由于可以容易地對(duì)準(zhǔn)光軸，因此本發(fā)明可以容易地應(yīng)用于 小型化投影器，并且不需要進(jìn)一步包括用于色差補(bǔ)償?shù)念~外透鏡，從而可以 防止出現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)色差補(bǔ)償透鏡的光軸時(shí)由可能誤差引起的圖像質(zhì)量變劣。
描述在本發(fā)明中的投影器不受上述的實(shí)施例和附圖限制，本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式和細(xì)節(jié)上對(duì)其作各種各樣的替代、修改和改 變，而不偏離如所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種投影器，包含多個(gè)光源，用于生成具有不同顏色的光；設(shè)置成與多個(gè)光源之一相鄰的空間光調(diào)制器，用于對(duì)光進(jìn)行線調(diào)制；設(shè)置在各光源之間的多個(gè)波長選擇濾波器，用于按照光的波長透射或反射光；和掃描器，用于按照線掃描方式投影從空間光調(diào)制器入射的光。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影器，進(jìn)一步包含設(shè)置在掃描器和空間光調(diào) 制器之間的衍射光圈，用于選擇在空間光調(diào)制器中經(jīng)過線調(diào)制的光的衍射階 次。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的投影器，其中，衍射光圈透射從空間光調(diào)制器 入射的光的衍射的零階。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影器，其中，空間光調(diào)制器衍射和反射每種 入射光，和在它的輸入/輸出級(jí)，包含以直線形式排列的多個(gè)衍射元件。 '
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影器，其中，多個(gè)光源之一對(duì)應(yīng)于生成二次 諧波的綠光光源。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的投影器，其中，綠光光源由脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng) 并用于通過RGB序列方式形成綠色子幀。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影器，其中，第一光源被設(shè)置在投影器的中心c
8. —種投影器，包含 第一光源，用于生成綠光；在與第一光源的發(fā)射方向垂直的方向，以分別發(fā)出紅光和藍(lán)光的方式排 列的第二和第三光源；空間光調(diào)制器，用于對(duì)光進(jìn)行線調(diào)制；第一波長選擇濾波器，用于在與紅光的發(fā)射方向垂直的方向上反射第二 光源發(fā)出的紅光和透射綠光；第二波長選擇濾波器，用于將從第一波長選擇濾波器入射的綠光和紅光 反射到空間光調(diào)制器，和用于使從第三光源發(fā)出的藍(lán)光透射到空間光調(diào)制器；式投影從空間光調(diào)制器入射的光。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的投影器，進(jìn)一步包含 第一反射濾波器，用于與光的發(fā)射方向垂直地反射第一光源發(fā)出的光； 部分反射濾波器，用于將第一反射濾波器反射的光反射到第一波長選擇濾波器；第二反射濾波器，用于將從空間光調(diào)制器入射的光反射到掃描器；和 設(shè)置在掃描器與空間光調(diào)制器之間的衍射光圈，用于選擇在空間光調(diào)制 器中經(jīng)過線調(diào)制的光的衍射階次和使光透射到掃描器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的投影器，其中，衍射光圈透射從空間光調(diào)制 器入射的光的衍射的零階。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的投影器，進(jìn)一步包含設(shè)置在空間光調(diào)制器與 第二波長選擇濾波器之間的會(huì)聚透鏡系統(tǒng)，用于將從第二波長選擇濾波器入 射的光會(huì)聚在空間光調(diào)制器上。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的投影器，其中，光源和空間光調(diào)制器以第一 光源與空間光調(diào)制器之間、第二光源與空間光調(diào)制器之間、和第三光源與空配置。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的投影器，其中，第一光源被設(shè)置在投影器的中心。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的投影器，其中，第二和第三光源、空間光調(diào) 制器、第一和第二波長選擇濾波器、和掃描器被配置在第一光源的周圍。
15. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的投影器，其中，第一光源通過以將具有相對(duì)光:，,、、'…、、、,，'、-;
全文摘要
投影器包括多個(gè)光源，用于生成具有不同顏色的光；空間光調(diào)制器，用于對(duì)光進(jìn)行線調(diào)制；設(shè)置在光源和空間光調(diào)制器之間的波長選擇濾波器，用于按照光波長透射或反射光；和掃描器，用于以線掃描方式投影從空間光調(diào)制器入射的光。
文檔編號(hào)G03B29/00GK101315465SQ20081010876
公開日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2008年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月29日
發(fā)明者樸文圭, 金容官 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社