專利名稱：一種利用激光光源的微型投影機的制作方法
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。
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，或者直接可以嵌入 筆記本電腦中投影機，需要研制出體積小且低功耗的投影機，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投影成像質(zhì)量下降的主要原因。
因而， 一直以來都在努力開發(fā)一種技術(shù)使這種躁點不為肉眼識 別，但是成果甚微。
目前業(yè)界去除躁點的方法大致上有三種。
第一，增加光線入射角的可變性，增加任意性(Randomness);
第二，增加激光位相的可變性，增加任意性；
第三，持續(xù)改變激光波長，將波長稍微有不同的多數(shù)激光合成在 同一光軸，增加任意性；
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。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用激光光源的微型投影機，它是通過 改良現(xiàn)有的動態(tài)散射片構(gòu)造和驅(qū)動方法，使得肉眼無法識別銀幕上所 成像的躁點，從而向世人展示一種新的利用激光光源的微型投影機。。 為了解決背景技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案
它包含紅色光源l、藍(lán)色光源2、綠色光源3、三個分色鏡4、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10、散射馬達(dá)11，動態(tài)散射片10設(shè)置在三個分 色鏡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 IO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。
動態(tài)散射片10的擴散角在0. 5° -2°之間比較合適。
動態(tài)散射片10的振動頻率在60Hz-360Hz之伺持續(xù)改變，增強任 意性。小馬達(dá)和膠片構(gòu)成的動態(tài)散射片10驅(qū)動到360Hz以上很難， 而且對于再高的頻率增加結(jié)果也沒有什么變化。驅(qū)動采用random函 數(shù)編程，以一秒為間隔，驅(qū)動頻率就在60Hz-360Hz之間隨意變化。
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)成的光 學(xué)器件，使光向圖案方向折射，改變?nèi)肷浣牵煌高^光接觸的圖案不同， 折射方向也會隨之改變，整體上會出現(xiàn)入射光散射的現(xiàn)象。散射片的 圖案決定擴散角的大小。
本發(fā)明在動態(tài)散射片10的表面形成含有多個擴散角的多個區(qū) 域，可以顯著減少成像的躁點。同時，在規(guī)定范圍內(nèi)，持續(xù)改變動態(tài) 散射片的驅(qū)動頻率，與現(xiàn)有技術(shù)相比能大幅減少銀幕成像上的躁點， 使肉眼無法識別。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是動態(tài)散射片10的示意圖，
圖3是具體實施方式
二的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是具體實施方式
三的結(jié)構(gòu) 示意圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一，參看圖1-2，本具體實施方式
采用以下技術(shù)方 案它由紅色光源l、藍(lán)色光源2、綠色光源3、三個分色鏡4、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10、散射馬達(dá)11組成，動態(tài)散射片10設(shè)置在三個分色鏡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。
動態(tài)散射片10的擴散角在0.5° 70°范圍之內(nèi)，非常多樣。動 態(tài)散射片10的擴散角太大的話，通過動態(tài)散射片10的激光損失太大， 光效率降低，因而擴散角定在0.5。 2°之間比較合適。
動態(tài)散射片10的振動頻率在60Hz-360Hz之間持續(xù)改變，增強任 意性。小馬達(dá)和膠片構(gòu)成的動態(tài)散射片10驅(qū)動到360Hz以上很難， 而且對于再高的頻率增加結(jié)果也沒有什么變化。驅(qū)動采用random函 數(shù)編程，以一秒為間隔，驅(qū)動頻率就在60Hz-360Hz之間隨意變化。
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)成的光 學(xué)器件，使光向圖案方向折射，改變?nèi)肷浣?；透過光接觸的圖案不同， 折射方向也會隨之改變，整體上會出現(xiàn)入射光散射的現(xiàn)象。散射片的 圖案決定擴散角的大小。
參看圖2，確定散射片膠片表面的區(qū)域，各區(qū)域設(shè)置不同的擴散 角。因此，散射片表面區(qū)域內(nèi)就有兩個以上的擴散角。如圖2 (a) 所示，散射片表面的區(qū)域可以形成垂直振動方向上的區(qū)分。如圖2(b) 所示，多個圓形可以形成多重重疊形狀。如圖2 (c)所示，振動方
向按照射線方向來區(qū)分區(qū)域。關(guān)鍵是，區(qū)域區(qū)分必須使光通過領(lǐng)域的 擴散角在散射片振動或者回轉(zhuǎn)運動的同時，根據(jù)散射片的運動能夠隨 時改變。
因此，讓散射片作回轉(zhuǎn)或者振動運動時，隨著光的圖案和擴散角
度可以改變，任意性(Randomness)增強，躁點能大幅度減少，直至 肉眼無法分辨。
本具體實施方式
改變動態(tài)散射片頻率(Frequency)的方法如下 通過光調(diào)制器呈現(xiàn)的影像幀速率(Frame rate)—般在60Hz以上。因 為人類能連續(xù)辨別出的頻率(freqnency)是60Hz以上。因而因應(yīng)色序 顯示(field sequential color display)的情況，將幀速率(Frame rate)定為60Hz,再次三等分，三個區(qū)間分別為紅色/綠色/藍(lán)色。所 以，考慮到3個sub-frame區(qū)間，實際上要驅(qū)動180Hz。但是，無論 是何種情況，輸入的image數(shù)據(jù)為60Hz進(jìn)行驅(qū)動。所以，散射片的 振動頻率(frequency)也要驅(qū)動為60Hz以上。
現(xiàn)有技術(shù)上，雖定在180Hz左右振動，但是無法完全去除躁點。 本具體實施方式
中，使散射片的振動頻率(Frequency)在60Hz_360Hz 之間持續(xù)改變，增強任意性(Randomness)。散射片馬達(dá)11和膠片構(gòu) 成的散射片驅(qū)動制360Hz以上很難，而且對于再高的頻率(Frequency) 增加結(jié)果也沒有什么變化。
驅(qū)動采用random函數(shù)編程，以一秒為間隔，驅(qū)動頻率(frequency) 就在60Hz-360Hz之間隨意變化。
本具體實施方式
的工作原理如下
三個激光光源紅色光源1、藍(lán)色光源2、綠色光源3，分別利用 三個分色鏡4反射或直接透過，射進(jìn)動態(tài)散射片10。
動態(tài)散射片10在光軸上垂直振動，通過散射片增加光的任意性 (Randomness)。
透過動態(tài)散射片10的光經(jīng)過波束整形器光束5變形。之所以要 變形光束，是為了符合光調(diào)制器8的入射面，提高光效率。波束整形 器5的典型代表為復(fù)眼透鏡，導(dǎo)光管。圖1便是由板面上很多球面或 者非球面的微型透鏡體組成的波束整形器5的典型代表復(fù)眼透鏡示 意圖。
復(fù)眼透鏡即波束整形器5透明板上有很多微型透鏡體構(gòu)成的形 狀。例如，四角凸起透鏡、六角凸起透鏡、圓形等等，但是應(yīng)該采用 和光調(diào)制器一致的形狀。例如，若光調(diào)制器8的有效畫面形狀是四角 形，也要把微型透鏡調(diào)整成四角形，才能最大限度降低光損失。
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是采用Field Sequential的驅(qū) 動方法，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)從光源發(fā)出光的光路，反射到銀幕上來成像的投影機。 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)的投影機有直視型、投射型和反射型。直視型投影機是 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 射型投影機是利用投影透鏡把通過液晶顯示器時的成像擴大之后投 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 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)顯示器。然后是利用反射型光學(xué)系的偏光束 分離器7將光調(diào)制器8內(nèi)的成像傳輸至投影透鏡9。投影透鏡9由多 個透鏡組成，將光調(diào)制器8產(chǎn)生的影像擴大投射在銀幕上。
具體實施方式
二，參看圖3，本具體實施方式
與具體實施方式
一 的不同點在于綠色光源3和紅色光源1采用激光，但是藍(lán)色光源2采 用LED，因而藍(lán)色光源2和藍(lán)色分色鏡4-1在兩張場透鏡6之間的位 置有所區(qū)別；綠色光源3和紅色光源1利用兩張分色鏡4，調(diào)節(jié)在同 一光軸之上。在調(diào)節(jié)成同一光軸光的光路上，安裝動態(tài)散射片10， 使其在光軸上垂直振動。隨時調(diào)整激光通過的圖案。接下來，光經(jīng)過 波束整形器7，通過兩張場透鏡6聚焦。藍(lán)色分色鏡把藍(lán)色光也調(diào)節(jié) 在同一光軸之上，經(jīng)過偏光束分離器7射入光調(diào)制器8。其它組成、 連接關(guān)系、應(yīng)用方案與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三，參看圖4，本具體實施方式
與具體實施方式
一 的不同點在于光調(diào)制器8使用投射型液晶顯示器，不經(jīng)過偏光束分離 器7，通過場透鏡6的光直接傳輸?shù)焦庹{(diào)制器8。其它組成、連接關(guān) 系、應(yīng)用方案與具體實施方式
一相同。
權(quán)利要求
1、一種利用激光光源的微型投影機，它包含紅色光源(1)、藍(lán)色光源(2)、綠色光源(3)、三個分色鏡(4)、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)，動態(tài)散射片(10)設(shè)置在三個分色鏡(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；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)的擴散角和振動頻率，來增加其任意性。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用激光光源的微型投影機，其 特征在于動態(tài)散射片(10)的擴散角在0.5。 -2°之間比較合適。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用激光光源的微型投影機，其 特征在于動態(tài)散射片(IO)的振動頻率在60Hz-360Hz之間持續(xù)改變， 增強任意性；驅(qū)動采用random函數(shù)編程，以一秒為間隔，驅(qū)動頻率 在60Hz-360Hz之間隨意變化。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用激光光源的微型投影機，其 特征在于所述動態(tài)散射片(IO)是在透明平整的投影膠片上由任意圖 案構(gòu)成的光學(xué)器件，使光向圖案方向折射，改變?nèi)肷浣?；透過光接觸 的圖案不同，折射方向也會隨之改變，整體上會出現(xiàn)入射光散射的現(xiàn) 象。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用激光光源的微型投影機，其 特征在于綠色光源(3)和紅色光源(1)采用激光，但是藍(lán)色光源(2)采 用LED，因而藍(lán)色光源(2)和藍(lán)色分色鏡(4-l)在兩張場透鏡(6)之間 的位置有所區(qū)別；綠色光源(3)和紅色光源(1)利用兩張分色鏡(4)， 調(diào)節(jié)在同一光軸之上。在調(diào)節(jié)成同一光軸光的光路上，安裝動態(tài)散射片(IO)，使其在光軸上垂直振動。
6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用激光光源的微型投影機，其 特征在于光調(diào)制器(8)使用投射型液晶顯示器，不經(jīng)過偏光束分離器 (7)，通過場透鏡(6)的光直接傳輸?shù)焦庹{(diào)制器(8)。
全文摘要
一種利用激光光源的微型投影機，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。它還包含動態(tài)散射片(10)、散射馬達(dá)(11)，動態(tài)散射片設(shè)置在三個分色鏡(4)的后方，散射馬達(dá)設(shè)置在動態(tài)散射片的上方并與散射片相連接；動態(tài)散射片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)散射片的擴散角和振動頻率，來增加其任意性。本發(fā)明在動態(tài)散射片表面形成含有多個擴散角的多個區(qū)域，可以顯著減少成像的躁點。同時，在規(guī)定范圍內(nèi)，持續(xù)改變動態(tài)散射片的驅(qū)動頻率，與現(xiàn)有技術(shù)相比能大幅減少銀幕成像上的躁點，使肉眼無法識別。
文檔編號G03B21/14GK101349813SQ20081014747
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