專利名稱：使用陣列光源的數(shù)字投影儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種用于投影數(shù)字圖像的裝置，尤其涉及一種用于對(duì)準(zhǔn)作為照明源的固態(tài)激光器的改進(jìn)的裝置和方法。
背景技術(shù)：
為了被認(rèn)為是適合于取代傳統(tǒng)的膠片投影儀，數(shù)字投影系統(tǒng)特別是多色電影投影系統(tǒng)必須滿足對(duì)圖像質(zhì)量與性能的苛刻要求。這在其它特征中意味著高分辨率、廣色域、高亮度和超過1，000 1的幀連續(xù)對(duì)比率。對(duì)于多色數(shù)字電影投影的最有前景的方案采用兩種基本類型的空間光調(diào)制器 (SLM, spatial light modulator)之一作為成像設(shè)備。第一類型的空間光調(diào)制器是由德克薩斯州的達(dá)拉斯的德克薩斯儀器有限公司(Texas Instruments, Inc.)開發(fā)的數(shù)字光處理
器(DLP, Digital Light Processor)-一種數(shù)字微鏡設(shè)備(DMD，digital micromirror
device)。在許多專利中描述了 DLP設(shè)備，例如美國(guó)專利4，441，791號(hào)、5，535，047號(hào)、 5，600，383號(hào)(全部屬于Hornbeck)、以及美國(guó)專利5，719，695號(hào)(Heimbuch)。在美國(guó)專利 5，914，818 號(hào) CTejada 等人)、5，930，050 號(hào)(Dewald)、6，008，951 號(hào)(Anderson)和 6，089，717號(hào)(Iwai)中公開了針對(duì)采用DLP的投影裝置的光學(xué)設(shè)計(jì)。DLP已成功地應(yīng)用于數(shù)字投影系統(tǒng)中。圖1示出使用DLP空間光調(diào)制器的投影儀裝置10的簡(jiǎn)化框圖。光源12將多色光提供到棱鏡組件14(例如，諸如飛利浦棱鏡)中。棱鏡組件14將多色光分為紅色、綠色和藍(lán)色成分的波段，并將每個(gè)波段引向相應(yīng)的空間光調(diào)制器20r、20g或20b。棱鏡組件14然后重新合成來自每個(gè)SLM20r、20g和20b的調(diào)制后的光，并將該光提供給投影透鏡30以投影到顯示屏或其它合適的表面上。盡管基于DLP的投影儀證明了為從桌面電腦到大型電影的大多數(shù)投影應(yīng)用提供需要的光吞吐量、對(duì)比率和色域的能力，但由于當(dāng)前設(shè)備僅提供2148X1080的像素，故存在固有分辨率限制。另外，部件和系統(tǒng)的高成本限制了 DLP設(shè)計(jì)對(duì)更高質(zhì)量數(shù)字電影投影的適合性。此外，飛利浦棱鏡或其它合適的棱鏡以及具有亮度所需的長(zhǎng)工作距離的快速投影透鏡的成本、尺寸、重量及復(fù)雜性是對(duì)這些設(shè)備的可接受性和可用性有負(fù)面影響的固有約束。用于數(shù)字投影的第二類型的空間光調(diào)制器是IXD (液晶設(shè)備)。IXD通過為每個(gè)相應(yīng)像素選擇性地調(diào)制入射光的偏振態(tài)來形成作為像素陣列的圖像。LCD作為用于高質(zhì)量數(shù)字電影投影系統(tǒng)的空間光調(diào)制器，顯示出具有多種優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)勢(shì)包括相對(duì)大的設(shè)備尺寸、 良好的設(shè)備產(chǎn)量以及制造更高分辨率設(shè)備(例如Sony和JVC公司的4096 X 2160分辨率設(shè)備)的能力。在利用IXD空間光調(diào)制器的電子投影裝置的示例中，有公開于5，808，795號(hào)美國(guó)專利(Shimomura等人)、5，798，819號(hào)美國(guó)專利(Hattori等人)、5，918，961號(hào)美國(guó)專利(Ueda)、6，010，121號(hào)美國(guó)專利(Maki等人)和6，062，694號(hào)美國(guó)專利(Oikawa等人) 中的那些示例。LCOS(LiquidCrystal On Silicon，硅基液晶)設(shè)備被認(rèn)為在大規(guī)模圖像投影方面是特別有前景的。然而，LCD部件難以維持?jǐn)?shù)字電影的、特別是有關(guān)于顏色和對(duì)比度的高質(zhì)量要求，這是因?yàn)楦吡炼韧队暗母邿嶝?fù)荷影響材料的偏振質(zhì)量。照明效率的持續(xù)問題涉及光展量(etendue)，或相類似地，涉及拉格朗日不變量。 如在光學(xué)領(lǐng)域所熟知的，光展量涉及可以由光學(xué)系統(tǒng)所處理的光量。潛在地，光展量越大， 圖像越明亮。數(shù)值上，光展量與兩種特性即圖像面積和數(shù)值孔徑的乘積成比例。就圖2中所表示的具有光源12、光學(xué)系統(tǒng)18和空間光調(diào)制器20的簡(jiǎn)化光學(xué)系統(tǒng)而論，光展量是光源 Al的面積與光源Al的輸出角θ 1的因子，并且等于調(diào)制器Α2的面積與調(diào)制器Α2的接收角 θ 2。為了增加的亮度，期望從光源12的區(qū)域提供盡可能多的光。作為普遍原理，當(dāng)在光源處的光展量與調(diào)制器處的光展量最大程度地緊密匹配時(shí)，將有利于光學(xué)設(shè)計(jì)。例如，增加數(shù)值孔徑使光展量增加，使得光學(xué)系統(tǒng)捕獲更多光。相似地，增加源圖像尺寸，使得光產(chǎn)生自更大區(qū)域，這增加光展量。為了在照明側(cè)利用增加的光展量，該光展量必須大于或等于照明源的光展量。然而，通常，圖像越大，光學(xué)元件和支撐部件成本更高且尺寸更大。這對(duì)于諸如LCOS和DLP部件的設(shè)備尤其如此，其中硅襯底和缺陷勢(shì)隨著尺寸增加。作為普遍規(guī)則，增加的光展量導(dǎo)致更復(fù)雜且成本更高的光學(xué)設(shè)計(jì)。使用諸如在 5，907，437號(hào)美國(guó)專利(Sprotbery等人)中概述的方法作為示例，必須針對(duì)大的光展量來設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)中的透鏡部件。必須通過系統(tǒng)光學(xué)元件來被會(huì)聚的光的源圖像區(qū)域是紅光路、綠光路和藍(lán)光路中的空間光調(diào)制器的合成區(qū)域的總和；顯著地，這是所形成的最終多色圖像面積的三倍。即，對(duì)于5，907，437號(hào)美國(guó)專利中公開的配置，光學(xué)部件處理了相當(dāng)大的圖像區(qū)域，由于紅色光路、綠色光路和藍(lán)色光路是分隔的并且必須被光學(xué)地會(huì)聚，因此有高光展量。此外，盡管諸如在5，907，437號(hào)美國(guó)專利中公開的配置中處理了來自所形成的最終多色圖像三倍面積的光，但這種配置并不能提供對(duì)所增加亮度的任何益處，這是因?yàn)槊總€(gè)顏色路徑僅包含總光能級(jí)的三分之一。當(dāng)光源的光展量與空間光調(diào)制器的光展量良好地匹配時(shí)，效率提高。較差匹配的光展量意味著光學(xué)系統(tǒng)是光饑餓的(不能為空間光調(diào)制器提供足夠的光)，或者光學(xué)系統(tǒng)是效率低的(實(shí)際上丟棄大部分所產(chǎn)生的用于調(diào)制的光)。到目前為止，已證明了以可接受的系統(tǒng)成本為數(shù)字電影應(yīng)用提供充足亮度的目的對(duì)于LCD系統(tǒng)和DLP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者是難以掌握的。基于LCD的系統(tǒng)被對(duì)偏振光的需求而連累，即使是在使用了偏振恢復(fù)技術(shù)的情況下，仍降低了效率并增加了光展量。已證明，不需要偏振光的DLP設(shè)備設(shè)計(jì)是稍微更有效的，但仍需要昂貴的、短壽命的燈和高成本的光學(xué)引擎，這使得其太昂貴而不能與傳統(tǒng)的電影投影裝置相競(jìng)爭(zhēng)。為了與傳統(tǒng)高端、基于膠片的投影系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)，并提供被稱為電子的或數(shù)字的電影的東西，數(shù)字投影儀必須能夠?qū)崿F(xiàn)比得上該較早設(shè)備的電影亮度等級(jí)。作為比例的一些概念，通常的劇院需要10，000流明量級(jí)被投影到對(duì)角線大約為40英尺量級(jí)的屏幕尺寸上。屏幕的范圍需要任何位置從5，000流明到40，000流明以上。除了這種苛刻的亮度要求，這些投影儀還必須遞送高分辨率O048X 1080像素)并提供約2000 1的對(duì)比度和廣色域。已證明，一些數(shù)字電影投影儀設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)這種性能等級(jí)。然而，高的設(shè)備和運(yùn)行成本已成為障礙。滿足這些要求的投影裝置通常每套花費(fèi)超過50，000美元，并利用每隔 500至2000小時(shí)需要替換的高瓦特氙弧燈，其替換成本通常超過1000美元。氙燈的大光展量對(duì)成本和復(fù)雜度有相當(dāng)大的影響，這是由于其需要相對(duì)快速的光學(xué)元件，以從這些源處采集光并投影光。DLP和LCOS IXD空間光調(diào)制器(SLM) 二者的一個(gè)共同缺點(diǎn)是其使用固態(tài)光源特別是激光源的有限能力。盡管對(duì)于相對(duì)光譜純度和潛在高亮度等級(jí)來說這些光源優(yōu)于其它類型的光源，但固態(tài)光源需要不同的方法，以便有效使用這些優(yōu)點(diǎn)。與較早的數(shù)字投影儀設(shè)計(jì)一起使用的、用于對(duì)來自顏色源的光進(jìn)行調(diào)節(jié)、重定向及結(jié)合的傳統(tǒng)方法和設(shè)備可能抑制使用激光器陣列光源的良好程度。固態(tài)激光器允諾在光展量、壽命、以及總光譜和亮度穩(wěn)定性上的改進(jìn)，但是，直到最近，也未能夠以足夠能級(jí)并在所需成本范圍內(nèi)遞送可見光以滿足數(shù)字電影要求。在更近期的發(fā)展中，VCSEL激光器陣列已被商業(yè)化，并顯示出一些作為潛在的光源的前途。然而， 需要來自9個(gè)之多的獨(dú)立陣列的合成光，以便為每個(gè)顏色提供需要的亮度。使用激光器陣列的投影裝置的示例包括如下Kappel 等人的題為“Laser Illuminated Image Projection System and Method Of Using Same”的5，704，700號(hào)美國(guó)專利，描述了微激光器陣列用于投影儀照明的使用。Kruschwitz ^A^I^Sih^H^ "Electronic Imaging System Using Organic Laser Array Illuminating an Area Light Valve，，的6，590，454號(hào)美國(guó)專利，描述了有機(jī)激光器用于向空間光調(diào)制器提供激光照明的使用。Mooradian ·入的H為 “Projection Display Apparatus, System, and Method" 的2006/0023173號(hào)美國(guó)專利公開，描述了延伸腔表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列用于照明的使用；Glenn 的題為“Displays Using Solid-State Light Sources” 的 7，052，145 號(hào)美國(guó)專利，描述了采用微激光器陣列用于投影儀照明的不同顯示器實(shí)施例。Lang等人的題為"Laser Diode Array Assemblies With Optimized Brightness Conservation"的6，240, 116號(hào)美國(guó)專利，討論了傳統(tǒng)激光棒發(fā)射二極管及激光邊緣發(fā)射二極管的具有高冷卻效率的封裝，并描述了使用結(jié)合有反射器的透鏡以通過除去或減少準(zhǔn)直光束間的間隔來減少二維陣列的發(fā)散-尺寸乘積(光展量)。這些類型的方案中的每個(gè)都具有難點(diǎn)。Kappel的700教導(dǎo)了相干激光器的單片陣列用作圖像投影中的光源的使用，由此對(duì)激光器的數(shù)量進(jìn)行選擇以對(duì)投影儀的流明輸出的功率需求進(jìn)行匹配。然而，在高流明投影儀中，這種方法顯示出大量困難。生產(chǎn)成品率隨著設(shè)備數(shù)量的增加而下降，并且更大規(guī)模的陣列的熱問題可能是顯著的。對(duì)于單片集成設(shè)計(jì)，相干性也可能產(chǎn)生問題。激光源的相干性通常引起假象，諸如光學(xué)干擾和光斑。因此， 優(yōu)選地使用相干性、空間和時(shí)間相干性弱或被破壞的激光器陣列。盡管從改進(jìn)色域的立場(chǎng)上講光譜相干性是被期望的，但是光譜的少量擴(kuò)展對(duì)于除去對(duì)光斑及干擾的靈敏度也是期望的，光譜的少量擴(kuò)展也減輕了單一光譜源的色位移效應(yīng)。例如，這種位移可能發(fā)生在三色投影系統(tǒng)中，該三色系統(tǒng)具有分隔的紅、綠和藍(lán)激光源。如果單一顏色陣列中的所有激光源結(jié)合在一起且具有狹窄波長(zhǎng)，并且在工作波長(zhǎng)中產(chǎn)生位移，則整個(gè)投影儀的白點(diǎn)和顏色將超出規(guī)格。另一方面，在用波長(zhǎng)的小變化來使陣列平均的情況下，總輸出中的單一色位移的靈敏度被大大降低。盡管如Kappel所討論的，可以將部件添加到系統(tǒng)以幫助打破這種相干性，但從成本和簡(jiǎn)單的立場(chǎng)來說，優(yōu)選的是利用與不同的制造組稍有不同的設(shè)備來形成基本上不相干的激光源。另外，優(yōu)選的是在源處減少空間的和時(shí)間的相干性，如減少在源之外的這種不相干的大多數(shù)裝置使用了諸如擴(kuò)散器的部件，擴(kuò)散器增加了源的有效廣度(光展量)，引起額外的光損耗，并增加了系統(tǒng)的費(fèi)用。維持激光器的小的光展量使得能夠簡(jiǎn)化光學(xué)系列，這是高度期望的。對(duì)于投影應(yīng)用有特別影響的激光器陣列是各種類型的VCSEL(Vertical Cavity Surface-Emitting Laser,垂直腔面發(fā)射激光器)陣列，包括加州森尼維耳市Novalux公司的 VECSEL (Vertical Extended Cavity Surface-Emitting Laser，垂直延伸腔面發(fā)射激光器)和 NECSEL(Novalux Extended Cavity Surface-Emitting Laser，Novalux 延伸腔面發(fā)射激光器)設(shè)備。然而，使用這些設(shè)備的傳統(tǒng)方案容易產(chǎn)生大量問題。一種限制涉及設(shè)備成品率。很大程度上地由于關(guān)鍵部件的熱問題和封裝問題，商業(yè)化的VECSEL陣列沿著長(zhǎng)度延伸，但在高度上受限；通常，VECSEL陣列僅具有兩行照明部件。超過兩行的使用趨向于顯著地增加成品率困難。這種實(shí)際限制將使得為投影裝置提供VECSEL照明系統(tǒng)變得困難，例如如7，052，145號(hào)美國(guó)專利中所描述的。當(dāng)使用在2006/0023173號(hào)美國(guó)專利公開中所提出的投影方案時(shí)，亮度將會(huì)受到限制。盡管Krusctwitz等人的6，950，454號(hào)美國(guó)專利及其它專利描述了使用有機(jī)VCSEL的激光器陣列的使用，但這些有機(jī)激光器并沒被有成功地商業(yè)化。除了這些問題，傳統(tǒng)的VECSEL設(shè)計(jì)易于產(chǎn)生功率連接和散熱的困難。這些激光器是高功率的，例如，頻率加倍到來自Novalux公司的兩行設(shè)備中的單行激光器設(shè)備產(chǎn)生超過 3W可用光。因此，可能具有重要的電流需求和來自未使用電流的熱負(fù)荷。壽命和束質(zhì)量高度依賴于穩(wěn)定的溫度維持。將激光源耦合到投影系統(tǒng)會(huì)呈現(xiàn)出使用傳統(tǒng)方法不能充分解決的其它困難。例如，使用Novalux的NECSEL激光器，每個(gè)顏色大約需要九個(gè)2行X M的激光器陣列，以便接近大多數(shù)劇院的大約10，000流明的要求。期望的是分離地裝配這些光源，以便提供足夠的熱耗散，以及用于運(yùn)行功率和控制信號(hào)并允許使維修及替換變得簡(jiǎn)化的模塊化設(shè)計(jì)。然而，同時(shí)，必須要合成來自多個(gè)光源的激光束，以便形成提供準(zhǔn)直光的單一光束。由于覆蓋單獨(dú)光束的方案在合成光束覆蓋層是無效的，因而會(huì)損失一部分生成光。引入到合成處理中的任意有角部件都會(huì)增加光展量并且通常是不期望的。期望的是對(duì)光束之間具有最小間隔的多個(gè)光束進(jìn)行重定向，但使用傳統(tǒng)的合成光束技術(shù)不易實(shí)現(xiàn)。因此，可以看出有對(duì)下述照明方案的需要該照明方案利用固態(tài)陣列光源的優(yōu)點(diǎn)并允許通過DLP和LCOS調(diào)制器來有效使用固態(tài)照明部件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提供沿長(zhǎng)度方向延伸的束對(duì)準(zhǔn)腔，解決了投影顯示對(duì)提高的亮度的需要，該束對(duì)準(zhǔn)腔包括基部，其具有前邊緣和兩個(gè)側(cè)邊緣；相對(duì)的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，該相對(duì)的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁連接到基部并且沿著基部的長(zhǎng)度延伸；前壁，該前壁位于基部的前邊緣處并且具有輸出開口 ；多個(gè)光源陣列，該多個(gè)光源陣列被設(shè)置為將光束指向?yàn)榇┻^第一側(cè)壁或第二側(cè)壁；以及多個(gè)反射器，該多個(gè)反射器被安裝在基部上，每個(gè)反射器具有獨(dú)立的偏轉(zhuǎn)和俯仰調(diào)節(jié)裝置，每個(gè)反射器與相應(yīng)的光源陣列相配對(duì)，安裝在基部上的反射器被設(shè)置為將光束指向?yàn)檠刂鴮?duì)準(zhǔn)腔的長(zhǎng)度方向通過輸出開口，形成對(duì)準(zhǔn)的二維平行光束陣列。本發(fā)明的特征是提供了一種用于下述激光束對(duì)準(zhǔn)的裝置和方法，該激光對(duì)準(zhǔn)提供來自多個(gè)光源陣列的二維平行輸出光束陣列。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是提供了一種用于對(duì)多個(gè)激光陣列緊湊封裝的、沿著輸出光路對(duì)平行陣列進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)的裝置。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)的描述時(shí)，本發(fā)明的這些及其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，在附圖中，示出并描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。


圖1是使用用于不同顏色光路的組合棱鏡的傳統(tǒng)投影裝置的示意框圖；圖2是示出光學(xué)系統(tǒng)的光展量的表示圖；圖3A是示出具有用于圖像投影的多個(gè)顏色通道和多組投影光學(xué)元件的投影裝置的總體布置的示意框圖；圖IBB是示出這樣的投影裝置的總體布置的示意框圖，該投影裝置使多個(gè)顏色通道結(jié)合起來以將單一組投影光學(xué)元件用于圖像投影；圖4示意性地示出使用反射表面的、具有固態(tài)激光器陣列的束對(duì)準(zhǔn)；圖5A是示出使用光重定向棱鏡以用于組合來自多個(gè)固態(tài)激光器陣列的照明的示意側(cè)視圖；圖5B是圖7A的光重定向棱鏡的透視圖；圖6是接受來自兩個(gè)不同側(cè)的光的光重定向棱鏡的示意側(cè)視圖；圖7是一個(gè)實(shí)施例中用于組合來自多個(gè)固態(tài)激光器陣列的光的束對(duì)準(zhǔn)腔的透視圖；圖8是束對(duì)準(zhǔn)腔的透視圖，其中頂蓋被移去并且示出兩側(cè)的激光器陣列源；圖9是束對(duì)準(zhǔn)腔的透視圖，其中，示出安裝在基部和蓋子上的反射器的相對(duì)位置；圖10是示出一種類型的獨(dú)立可調(diào)的反射鏡架的束對(duì)準(zhǔn)腔的透視圖，其中，看不到一側(cè)和頂蓋；圖11是示出束對(duì)準(zhǔn)腔的側(cè)壁的平面圖；圖12是示出來自多個(gè)對(duì)準(zhǔn)的激光器陣列的輸出束部分的平面圖；圖13是示出頂上安裝的反射器之一和基部上安裝的反射器之一的代表性光路的頂視圖；圖14是示出束對(duì)準(zhǔn)腔的一部分的均衡的光路長(zhǎng)度的俯視圖；圖15是示出均衡的光路長(zhǎng)度可以如何用于簡(jiǎn)化光學(xué)元件以調(diào)整輸出光束的透視圖；以及圖16是一個(gè)實(shí)施例中的具有獨(dú)立可調(diào)俯仰和偏轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)反射鏡架的透視圖。
具體實(shí)施例方式本說明書特別致力于下述元件，該元件形成了根據(jù)本發(fā)明的裝置的一部分，或更直接地與根據(jù)本發(fā)明的裝置相協(xié)作。要理解沒有具體示出或描述的元件可以采用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟知的各種形式。
此處所描述并示出的附圖用于說明根據(jù)本發(fā)明的工作原理，并且繪制該附圖并不打算示出實(shí)際尺寸或比例。由于本發(fā)明的激光器陣列的部件部分的相對(duì)尺寸，故一些放大是必需的，以便強(qiáng)調(diào)基本結(jié)構(gòu)、形狀和工作原理。本發(fā)明的實(shí)施例解決為電子圖像投影儀中的每個(gè)顏色通道提高光強(qiáng)度的需求。為了更好的理解本發(fā)明，對(duì)本發(fā)明的裝置和方法可以工作的全部背景的描述是有指導(dǎo)意義的。圖3A和圖;3B的示意圖示出了圖1中投影裝置10的兩種基本體系結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的實(shí)施例可以合適地用作這些基本體系結(jié)構(gòu)中任意一個(gè)的照明系統(tǒng)的一部分。首先轉(zhuǎn)向圖3A，示出了在本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例中所使用的投影裝置10的基本布置。示出了三個(gè)光調(diào)制通道40r、40g和40b，每個(gè)光調(diào)制通道對(duì)來自照明系統(tǒng)42的初級(jí)(primary)紅、綠或藍(lán)(RGB)顏色之一進(jìn)行調(diào)制。在各個(gè)光調(diào)制通道40r、40g和40b 中，可選透鏡50可以將光指向到可選偏振保持光導(dǎo)52中。在光導(dǎo)52的輸出，或者在以其它方式接收到來自透鏡50的光時(shí)，透鏡M然后將光線指向?yàn)橥ㄟ^積分器51，例如諸如復(fù)眼積分器或積分棒(integrating bar) 0該光去往空間光調(diào)制器60，空間光調(diào)制器 60是投影儀裝置10的成像系統(tǒng)的一部分?？臻g光調(diào)制器60通常是微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS， micro-electromechanical systems)設(shè)備，諸如DLP部件或其它類型的反射MEMS部件，包括任意類型的通過反射或者通過衍射對(duì)光進(jìn)行調(diào)制的MEMS調(diào)制器部件。這些設(shè)備可以被看作是“偏振態(tài)中性的(polarization state neutral) ”，這是因?yàn)檫@些設(shè)備不是通過調(diào)制像素的偏振態(tài)來調(diào)制每個(gè)像素處的光；對(duì)于任意像素，入射光的偏振態(tài)的任意改變——針對(duì)該像素的當(dāng)入射光從MEMS的表面反射時(shí)的入射角的函數(shù)——是不被注意的?？梢哉{(diào)整光對(duì)于MEMS空間光調(diào)制器的入射角，以將任意不理想的偏振影響最小化。由于其許多可能的實(shí)施例而在圖3A中總體上由虛線表示的投影光學(xué)元件70然后將調(diào)制后的光指向到顯示面80。接下來轉(zhuǎn)到圖;3B，顏色合成器76用于將來自每個(gè)顏色光調(diào)制通道40r、40g、40b的已調(diào)制光合成到共同輸出軸A上用于投影。顏色合成器76可以是棱鏡組件或二色性表面 (dichroic surface)組件，諸如電子成像領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所熟知的X-cube或其它合成設(shè)備。使用這兩種基本成像體系結(jié)構(gòu)中的任一種的情況下，照明系統(tǒng)42的功能都是相同的合成來自兩個(gè)或更多激光器陣列的光，沿著共同的照明路徑對(duì)準(zhǔn)(align)各個(gè)光束。 圖4示出一種用于結(jié)合多個(gè)光源陣列44和44’以形成具有對(duì)準(zhǔn)的準(zhǔn)直光束的更大陣列的方法。一個(gè)或更多散布反射鏡46可以用于使另外的光源陣列44’的光軸與固態(tài)光源陣列 44的相一致。然而，可以認(rèn)識(shí)到，熱和間隔要求可能會(huì)限制可以以這種方式堆疊的光源陣列 44的數(shù)量。另外，光束源之間的間隔也受到這種方案的約束。圖5A和圖5B中的側(cè)視圖和透視圖示出一種使用光重定向棱鏡48進(jìn)行光束合成的改進(jìn)方法。此處，照明系統(tǒng)42合成了來自四個(gè)固態(tài)光陣列44的激光，使其集中在甚至比圖4的陣列布置的區(qū)域更小的區(qū)域內(nèi)。光重定向棱鏡48具有入射面32，該入射面32接受從包括有激光器26的光源陣列44沿發(fā)射方向Dl發(fā)出的光。光被重定向成沿著基本上垂直于發(fā)射方向Dl的輸出方向D2來通過輸出面34。光重定向棱鏡48具有重定向表面36， 該重定向表面36具有光重定向小平面38。光重定向小平面38相對(duì)于發(fā)射方向Dl成斜角，并且光重定向小平面38為從激光器沈發(fā)出的光提供全內(nèi)反射(TIR，Total InternalReflection)。這些特征當(dāng)交錯(cuò)成如圖5A和圖5B所示的情況下會(huì)幫助使該照明的光路變窄，提供更窄的光束。如圖5B所示，光源陣列44各自具有沿長(zhǎng)度方向L延伸的多個(gè)激光器 26。重定向表面36上的光重定向小平面38和其它小平面同樣沿方向L延伸。圖6中的橫截面?zhèn)纫晥D示出照明系統(tǒng)42中光重定向棱鏡48的另一實(shí)施例，與圖 5A和圖5B中所示的用于使用光源陣列的實(shí)施例相比，本實(shí)施例提供了更加緊湊的照明布置。在該實(shí)施例中，光重定向棱鏡48具有兩個(gè)重定向表面36，以在相對(duì)的發(fā)射方向Dl和 D1’上接受來自相互面對(duì)的光源陣列44的光。每個(gè)重定向表面36具有兩種類型的小平面 光重定向小平面38和與來自相應(yīng)的光源陣列44的入射光垂直的入射小平面28。使用光重定向棱鏡48的總方法提供對(duì)用于形成準(zhǔn)直射線束的光束的傳統(tǒng)方法的改進(jìn)，但其存在一些限制。一個(gè)問題涉及到對(duì)準(zhǔn)困難。利用該光合成幾何學(xué)，必須非常準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)每個(gè)光源陣列44，以便適當(dāng)?shù)貙⒐馐闇?zhǔn)適當(dāng)?shù)姆较颉＿@需要將每個(gè)激光源準(zhǔn)確配準(zhǔn)(register)或定制對(duì)準(zhǔn)到棱鏡，這對(duì)激光器安裝機(jī)構(gòu)有很高的要求。由于高功率激光器產(chǎn)生明顯的熱，故要將這種熱移除的需要會(huì)進(jìn)一步使安裝和對(duì)準(zhǔn)變得復(fù)雜。雖然這種布置允許一些具有可伸縮性的尺寸，但這受到光源陣列44可以在一起放置得多近的限制。另外，光重定向棱鏡48可能會(huì)不易安裝，并且在工作情況下改變棱鏡材料的溫度可能會(huì)引起不想要的雙折射及其它問題。適當(dāng)屏蔽激光的需求增加了另外的復(fù)雜因素。本發(fā)明解決了對(duì)于這樣的改善的光源的需求，其中，本發(fā)明通過為每個(gè)顏色通道提供束對(duì)準(zhǔn)腔從來合成來自具有各個(gè)波長(zhǎng)的多個(gè)激光器的準(zhǔn)直光。對(duì)于圖3A和圖;3B，本發(fā)明的束對(duì)準(zhǔn)腔是每個(gè)相應(yīng)的光調(diào)制通道40r、40g、40b內(nèi)的照明系統(tǒng)42的一部分。圖7的透視圖示出束對(duì)準(zhǔn)腔100，該束對(duì)準(zhǔn)腔100合成并交替多個(gè)固態(tài)光源陣列 (諸如激光器陣列源)的輸出光束，以便產(chǎn)生由多個(gè)光束形成的復(fù)合光束，在本實(shí)施例中示出為準(zhǔn)直光束，所有這些光束與沿束對(duì)準(zhǔn)腔100的長(zhǎng)度方向延伸的照明軸Al平行。圖8、圖 9、圖10和圖11示出一個(gè)實(shí)施例中的束對(duì)準(zhǔn)腔100配置的各個(gè)細(xì)節(jié)。參照?qǐng)D7到圖11的不同視圖，束對(duì)準(zhǔn)腔100具有這樣的基部110 該基部110具有前邊緣112和后邊緣114、以及第一側(cè)邊緣116和第二側(cè)邊緣118。沿著第一側(cè)邊緣116 和第二側(cè)邊緣118分別有相對(duì)的第一側(cè)壁120和第二側(cè)壁122，并且第一側(cè)壁120和第二側(cè)壁122沿著束對(duì)準(zhǔn)腔100的長(zhǎng)度方向延伸；并且有前壁132。側(cè)開口 IM設(shè)置在側(cè)壁120 和122內(nèi)，用于使來自陣列光源140的光束進(jìn)入束對(duì)準(zhǔn)腔100。離開束對(duì)準(zhǔn)腔100的光穿過前壁132的輸出開口 128。多個(gè)反射器130以相對(duì)于側(cè)壁120和122 —定斜角被設(shè)置，以將來自相應(yīng)陣列光源140的光束指向?yàn)槭蛊渫ㄟ^輸出開口 1 離開束對(duì)準(zhǔn)腔100，形成對(duì)準(zhǔn)的二維平行光束陣列。反射器130安裝到基部110，并且可選地安裝到蓋子126。每個(gè)反射器 130具有其自己的用于俯仰和偏轉(zhuǎn)的獨(dú)立調(diào)節(jié)裝置，允許對(duì)來自每個(gè)陣列光源140的光束的準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)。圖7示出為此目的設(shè)置在蓋子126中的多個(gè)調(diào)節(jié)裝置接入孔154。一個(gè)或更多調(diào)節(jié)裝置接入孔巧4可以可替代地沿著基部110設(shè)置。在圖7的實(shí)施例中，可以從蓋子 126實(shí)現(xiàn)對(duì)蓋子上安裝的反射器和基部上安裝的反射器二者的所有俯仰和偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置。圖7到圖11種所示的束對(duì)準(zhǔn)腔100的實(shí)施例具有模塊化結(jié)構(gòu)以及正方柱體形狀， 其基部Iio的側(cè)邊緣116和118與第一側(cè)壁120和第二側(cè)壁122相交。這種布置對(duì)其緊湊性有利并且利于相對(duì)容易的安裝。然而，其它側(cè)壁120和側(cè)壁122的布置也是可能的。在本發(fā)明的可替代實(shí)施例中，基部110例如是其它形狀，諸如三角形，并且基部110僅具有前邊緣及第一側(cè)邊緣和第二側(cè)邊緣。在另一實(shí)施例中，基部110是更大的底盤結(jié)構(gòu)的一部分， 并且延伸出側(cè)壁120和側(cè)壁122。蓋子126的功能可以由底盤的某些其它部分或其它結(jié)構(gòu)可替代地提供。圖8的透視圖示出束對(duì)準(zhǔn)腔100，該束對(duì)準(zhǔn)腔100板上組裝(populate)有十二個(gè)陣列源140，沿著每一個(gè)側(cè)壁120和側(cè)壁122各有六個(gè)。這十二個(gè)陣列源140與安裝在基部110和蓋子1 二者上的十二個(gè)反射器130配對(duì)。然后，對(duì)準(zhǔn)的來自每個(gè)陣列源140的輸出光束提供這樣的輸出光束陣列150 在橫截面上考慮，該輸出光束陣列150形成對(duì)準(zhǔn)的二維光束陣列，其中，每個(gè)陣列源140的作用都集中在光束的特定部分上。在本發(fā)明的實(shí)施例中，從輸出開口 1 發(fā)出的作為輸出光束陣列150的輸出光具有利于提供照明束的模式 (pattern)，其尺寸適合于所使用的空間光調(diào)制器(例如圖3A和圖中的空間光調(diào)制器 160)的寬高比。圖9的透視圖示出用于圖8的板上組裝的束對(duì)準(zhǔn)腔100的蓋子上安裝的反射器和基部上安裝的反射器130的位置。圖10的透視圖示出使用反射鏡架200的實(shí)施例，隨后將對(duì)其進(jìn)行更詳細(xì)地描述。圖12的平面圖示出來自圖8中的束對(duì)準(zhǔn)腔的各個(gè)固態(tài)光陣列源140的對(duì)準(zhǔn)光束如何將輸出光束陣列150形成為對(duì)準(zhǔn)的具有矩形寬高比的二維平行光束陣列。對(duì)于圖7 到圖11中所示的束對(duì)準(zhǔn)腔100的實(shí)施例，與基部上安裝的反射器130相互配對(duì)的陣列光源140形成輸出光束陣列150的下部，該下部具有六個(gè)合成部——對(duì)準(zhǔn)的陣列光束142a、 142bU42cU42dU42e和142f。同樣地，與蓋上安裝的反射器130相互配對(duì)的陣列光源 140形成輸出光束陣列150的上部，該上部具有對(duì)準(zhǔn)的陣列束IMa、144b、lMc、144d、IMe 和144f。用于對(duì)輸出照明進(jìn)行定形的這種相同的關(guān)系在圖7和圖8中示出。(圖7中示出作為輸出光束陣列150的輸出僅表示由基部上安裝的反射器130所提供的那部分輸出。 注意六個(gè)陣列光源140中僅有三個(gè)在圖7中的適當(dāng)位置示出。)對(duì)準(zhǔn)陣列源142a-14&和 144a-144e中的每個(gè)均包括來自相應(yīng)陣列光源140的各個(gè)光束148的陣列。圖13是示出在一個(gè)實(shí)施例中每個(gè)陣列源140與其相應(yīng)的反射器130相互配對(duì)以用于形成輸出光束陣列150的束對(duì)準(zhǔn)腔100的頂視圖。陣列光源141a、141b、141c、141d、 141e和141f安裝在蓋子1 上，并分別形成圖12的相應(yīng)的對(duì)準(zhǔn)陣列束144a、144b、144c、 144d、144e 禾口 144f。類似地，陣列光源 140a、140b、140c、140d、140e 和 140f 安裝在基部 110 上，并分別形成圖12的相應(yīng)的對(duì)準(zhǔn)陣列束142a、l^b、142c、142d、142e和142f。圖13中描繪(trace) 了頂部安裝的陣列源141c和底部安裝的陣列源140d的光束路徑。陣列源140d 與基部上安裝的反射器130d相互配對(duì)。類似地，陣列源141c與蓋上安裝的反射器131c相互配對(duì)。盡管可以使陣列光源140中的激光源被準(zhǔn)直，但仍有一些具有明顯的光束發(fā)散的激光類型。通常，激光源處的光束發(fā)散沿正交方向有不同角度。通常，使用安裝在激光發(fā)射器自身的輸出處的或鄰近激光發(fā)射器自身的輸出處的圓柱形透鏡元件、或小透鏡陣列、或其它光學(xué)元件，以使光束發(fā)散在至少一個(gè)正交方向上被校正。盡管可以使用雙圓柱形透鏡 (串聯(lián)的各自具有正交曲率的兩個(gè)透鏡)來校正兩個(gè)光束發(fā)散方向，但這些透鏡是昂貴的并且難于適當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)。因此，相對(duì)于圖12中的一行激光發(fā)射器148，激光器陣列處的光束發(fā)散可能不能相對(duì)于兩條軸都被校正，而是通常僅在χ軸方向上被校正。沿著圖12中所示的y軸的正交方向上的光束發(fā)散也需要校正。用于校正y軸光束發(fā)散的傳統(tǒng)方案是在每個(gè)陣列的輸出處提供準(zhǔn)直的圓柱形透鏡。然而，這種方案是昂貴的，例如，為圖7到圖11中的束對(duì)準(zhǔn)腔100的部件增加十二個(gè)附加的透鏡?？蛇x地，反射器130可以形成為圓柱的形狀而不是平面的，以校正光束發(fā)散。然而，這些圓柱鏡中的每個(gè)基本上將會(huì)比圖8至圖11中所描繪的普通平面鏡更貴。此外，平面曲度會(huì)使俯仰和偏轉(zhuǎn)的調(diào)節(jié)裝置更復(fù)雜。與針對(duì)這個(gè)問題的傳統(tǒng)方法的成本及復(fù)雜性相比較，本發(fā)明的實(shí)施例通過使每個(gè)激光源的光程相等來提供對(duì)光束發(fā)散的校正，由此，由于每個(gè)光束的發(fā)散特性會(huì)一致，從而允許在輸出光束陣列中僅使用單一圓柱形透鏡。參照?qǐng)D14和圖15，分別示出了具有相等光程和單一校正圓柱形透鏡152的束對(duì)準(zhǔn)腔100的俯視圖和透視圖。在圖14和圖15所示的實(shí)施例中，光束路徑是交替的，例如，使用與圖13所示不相同的交錯(cuò)反射器的陣列布置而使光束路徑相互穿過。圖14示出了一部分陣列源的均衡光程。圖15示出了一組陣列光源141a、141b、141c、141d、141e和141f中的每個(gè)光源沿著發(fā)射器的線性陣列方向的光束發(fā)散。當(dāng)這些光發(fā)射器具有相等的光程時(shí)，從每個(gè)光源發(fā)出的入射到圓柱形透鏡152的光的角度基本相同。圓柱形透鏡152然后可以提供沿著發(fā)散軸的準(zhǔn)直。以此方式，每個(gè)單獨(dú)陣列光源不需要獨(dú)立的準(zhǔn)直光學(xué)元件。圓柱形透鏡152僅是一種代表性配置。通常，可以有多于一種光學(xué)元件在對(duì)準(zhǔn)光束的路徑中并為輸出光提供準(zhǔn)直。例如，交叉的圓柱形透鏡可以用于校正在兩個(gè)正交軸中的每條軸上的發(fā)散。在可替代實(shí)施例中，在每個(gè)陣列源140的路徑中設(shè)置有獨(dú)立的準(zhǔn)直透鏡(未示出)，使得從輸出開口 1 輸出的光在無需圖15中所示的圓柱形透鏡152或其它準(zhǔn)直光學(xué)元件的情況下被準(zhǔn)直。束對(duì)準(zhǔn)腔100使用了多個(gè)反射器130，可以對(duì)這些反射器130中的每個(gè)分別調(diào)整俯仰和偏轉(zhuǎn)。參照?qǐng)D16，示出了具有這種調(diào)節(jié)能力的底部安裝的反射鏡架200。反射元件202 具有可調(diào)節(jié)地偶接到基件210的支撐框架204。在使用圖16中所示的軸分配的情況下，俯仰調(diào)節(jié)裝置是繞著χ軸的。偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置是繞著y軸的。可以理解多個(gè)不同的反射鏡架實(shí)施例可以用于在束對(duì)準(zhǔn)腔100內(nèi)使用。本發(fā)明的束對(duì)準(zhǔn)腔100可以用作投影儀裝置的照明系統(tǒng)部件，該投影儀裝置諸如前面參照?qǐng)D3A和圖:3B中的投影儀裝置10所描述的具有基本體系結(jié)構(gòu)的裝置。從束對(duì)準(zhǔn)腔 100輸出的光可以進(jìn)一步被調(diào)節(jié)，諸如使用積分器棒或其它設(shè)備使其均勻化，從而為調(diào)制提供更均勻的照明光束。反射器130可以沿著單一平面安裝，諸如在圖7中所示的底部安裝的實(shí)施例中的情況下，或者反射器130可以安裝于兩個(gè)平面中，如在圖8所示的頂部安裝和底部安裝的實(shí)施例中。為了高的效率，反射器130可以是二色性表面。對(duì)本發(fā)明的束對(duì)準(zhǔn)腔的使用允許了下述緊湊的封裝布置，該布置用于將來自多個(gè)激光陣列的輸出光聚集起來，而不引入角度內(nèi)容，并因此有效地增加了用于投影儀裝置的照明系統(tǒng)的光展量。束對(duì)準(zhǔn)腔被高度模塊化，允許在無需對(duì)光路徑中的多個(gè)部件全部重對(duì)準(zhǔn)的情況下對(duì)單獨(dú)的激光器陣列進(jìn)行替換。在反射器處形成了對(duì)光束對(duì)準(zhǔn)的調(diào)節(jié)裝置，而不是通過對(duì)激光裝置自身的重新調(diào)節(jié)或以其它方式重新配置來產(chǎn)生對(duì)光束對(duì)準(zhǔn)的調(diào)節(jié)。例如如圖7所示，陣列光源140可以以模塊化方式被封裝并被安裝成直接對(duì)著側(cè)壁120和側(cè)壁122中的開口 124。這種布置可以有助于減少雜散光，并且在對(duì)于照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來說屏蔽激光是重要的情況下可能有特定的價(jià)值。特別參照了本發(fā)明的特定優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)描述，但是會(huì)理解的是在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可以實(shí)施各種變型和改進(jìn)。例如，在詳細(xì)的實(shí)施例中描述激光器陣列時(shí)，其它固態(tài)發(fā)射性部件可用作替代。支撐透鏡和其它光學(xué)部件也可以添加到每個(gè)光路徑。各種類型的傳感器可以配置在投影儀內(nèi)的一個(gè)或更多個(gè)位置處，以便感測(cè)每個(gè)顏色通道中光強(qiáng)度。因此，提供了一種用于對(duì)準(zhǔn)固態(tài)照明源的裝置和方法。部件列表10.投影儀裝置12.光源14.棱鏡組件18.光學(xué)元件20、20r、20g、20b.空間光調(diào)制器26.激光器28.入射小平面30.投影透鏡32.入射面34.出射面36.重定向表面38.光重定向小平面40r、40g、40b.光調(diào)制通道42.照明系統(tǒng)44、44，、44a、44b.光源陣列46.反射鏡48.光重定向棱鏡50.透鏡51.積分器52.光導(dǎo)54.透鏡60.空間光調(diào)制器70.投影光學(xué)元件76.顏色合成器80.顯示表面84. 二色性表面100.束對(duì)準(zhǔn)腔110.基部112.前邊緣114.后邊緣116.第一側(cè)邊緣118.第二側(cè)邊緣
120.第一側(cè)壁
122.第二側(cè)壁
124.側(cè)開口
126.蓋子
128.輸出開口
130.反射器
130d基部上安裝的反射器
131c蓋子上安裝的反射器
132.前壁
140、140a、140b、140c、140d、
141a、141b、141c、141d、141e
150.輸出光束陣列
142a、142b、142c、142d、142e
144a、144b、144c、144d、144e
148.光束
150.輸出光束陣列
152.圓柱形透鏡
154.調(diào)節(jié)裝置接入孔
200.反射鏡架
202.反射元件
204.框架
210.基件
A,Al.軸
DUDl' ·發(fā)射方向
D2.輸出方向
X、y.軸
對(duì)準(zhǔn)陣列束對(duì)準(zhǔn)陣列束
權(quán)利要求
1.一種沿長(zhǎng)度方向延伸的束對(duì)準(zhǔn)腔，包括基部，所述基部具有前邊緣和兩個(gè)側(cè)邊緣；相對(duì)的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，所述相對(duì)的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁連接到所述基部并且沿所述基部的長(zhǎng)度方向延伸；前壁，所述前壁位于所述基部的前邊緣處并且具有輸出開口 ；多個(gè)光源陣列，所述多個(gè)光源陣列被設(shè)置為將光束指向?yàn)榇┻^所述第一側(cè)壁或所述第二側(cè)壁；以及多個(gè)反射器，所述多個(gè)反射器安裝在所述基部上，每個(gè)反射器具有獨(dú)立的偏轉(zhuǎn)和俯仰調(diào)節(jié)裝置，每個(gè)反射器與相應(yīng)的光源陣列相配對(duì)，安裝在基部上的所述反射器被設(shè)置為將所述光束指向?yàn)檠刂鍪鴮?duì)準(zhǔn)腔的長(zhǎng)度方向通過所述輸出開口，形成對(duì)準(zhǔn)的二維平行光束陣列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的束對(duì)準(zhǔn)腔，其中，所述光源陣列被設(shè)置為將光指向?yàn)榇┻^所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁二者。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的束對(duì)準(zhǔn)腔，還包括與所述基部間隔開并連接到所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁的蓋子，以及安裝到所述蓋子上的多個(gè)反射器，每個(gè)反射器具有獨(dú)立的偏轉(zhuǎn)和俯仰調(diào)節(jié)裝置，每個(gè)反射器與相應(yīng)的一維光源陣列相配對(duì)，所述蓋子上安裝的反射器被設(shè)置為將所述光束指向?yàn)檠刂鍪鴮?duì)準(zhǔn)腔的長(zhǎng)度方向通過所述輸出開口，所述光束和與所述安裝在基部上的反射器相關(guān)聯(lián)的光束一起形成所述對(duì)準(zhǔn)的二維平行光束陣列。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的束對(duì)準(zhǔn)腔，其中，調(diào)節(jié)孔被設(shè)置在所述蓋子中，以通到安裝到蓋子上的反射器和安裝到基部上的反射器二者的所述獨(dú)立的偏轉(zhuǎn)和俯仰調(diào)節(jié)裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的束對(duì)準(zhǔn)腔，其中，對(duì)于所述光束中的每個(gè)光束，每個(gè)光源和所述輸出開口之間的光程基本相等。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的束對(duì)準(zhǔn)腔，其中，進(jìn)入束合成腔的每個(gè)光束關(guān)于至少一個(gè)軸沒有進(jìn)行發(fā)散校正，并且所述束對(duì)準(zhǔn)腔還包括位于所述對(duì)準(zhǔn)的二維光束陣列的光路中的一個(gè)或更多光學(xué)元件，所述一個(gè)或更多光學(xué)元件被設(shè)置為關(guān)于至少一個(gè)軸校正所述束發(fā)散。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的束對(duì)準(zhǔn)腔，其中，所校正的對(duì)準(zhǔn)的二維光束陣列被校準(zhǔn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的束對(duì)準(zhǔn)腔，其中，所述一個(gè)或更多光學(xué)元件包括圓柱形透鏡， 所述圓柱形透鏡提供關(guān)于一個(gè)軸對(duì)所述束發(fā)散的校正。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的束對(duì)準(zhǔn)腔，其中，所述一個(gè)或更多光學(xué)元件包括一對(duì)交叉圓柱形透鏡，所述一對(duì)交叉圓柱形透鏡提供關(guān)于兩個(gè)軸對(duì)所述束發(fā)散的校正。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的束對(duì)準(zhǔn)腔，其中，進(jìn)入所述束合成腔的每個(gè)光束關(guān)于至少一個(gè)軸沒有進(jìn)行發(fā)散校正，以及其中，所述反射器是關(guān)于一個(gè)軸校正所述束發(fā)散的圓柱形反射器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的束對(duì)準(zhǔn)腔，其中，所述光源是激光源。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的束對(duì)準(zhǔn)腔，其中，所述束對(duì)準(zhǔn)腔是激光源系統(tǒng)的部件，所述激光源系統(tǒng)提供二維平行激光束陣列以用于激光投影系統(tǒng)中，以及其中，所述激光投影系統(tǒng)還包括照明系統(tǒng)，被配置為使所述照明系統(tǒng)接收到的激光均勻化；成像系統(tǒng)，被配置為與由所述照明系統(tǒng)均勻化的激光交互作用；以及投影系統(tǒng)，被配置為將激光圖像投影到顯示屏上。
13.一種用于對(duì)準(zhǔn)多個(gè)光束的方法，包括形成在從基部伸出的相對(duì)的至少第一側(cè)壁和第二側(cè)壁之間并且具有輸出部的腔；沿著所述基部、在所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁之間相間隔地安裝多個(gè)反射器，其中， 每個(gè)反射器具有獨(dú)立的偏轉(zhuǎn)和俯仰調(diào)節(jié)裝置，并且每個(gè)反射器相對(duì)于所述側(cè)壁成斜角地設(shè)置；以及提供多個(gè)光源陣列，每個(gè)光源陣列產(chǎn)生光束陣列并與相應(yīng)的反射器相配對(duì)，所述反射器被設(shè)置為將來自所配對(duì)的光源陣列的光束陣列朝向所述腔的所述輸出部反射。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括為所述腔提供蓋子，并沿著所述蓋子、在所述第一側(cè)壁和所述第二側(cè)壁之間相間隔地安裝一個(gè)或更多個(gè)附加的反射器，以及提供多個(gè)附加的光源陣列，每個(gè)附加的光源陣列產(chǎn)生光束陣列并與相應(yīng)的附加反射器相配對(duì)，所述附加的反射器被設(shè)置為將來自配對(duì)的附加光源陣列的所述光束陣列朝向所述腔的所述輸出部反射。
全文摘要
一種沿長(zhǎng)度方向延伸的束對(duì)準(zhǔn)腔，包括基部，該基部具有前邊緣和兩個(gè)側(cè)邊緣；相對(duì)的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，該相對(duì)的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁連接到基部并且沿著基部的長(zhǎng)度方向延伸；前壁，該前壁位于基部的前邊緣處并且具有輸出開口。該束對(duì)準(zhǔn)腔還包括多個(gè)光源陣列，該多個(gè)光源陣列被設(shè)置為將光束指向?yàn)榇┻^第一側(cè)壁或第二側(cè)壁；以及多個(gè)反射器，該多個(gè)反射器被安裝在基部上，每個(gè)反射器具有獨(dú)立的偏轉(zhuǎn)和俯仰調(diào)節(jié)裝置，每個(gè)反射器與相應(yīng)的光源陣列相配對(duì)，安裝在基部上的反射器被設(shè)置為將光束指向?yàn)檠刂鴮?duì)準(zhǔn)腔的長(zhǎng)度方向通過輸出開口，形成對(duì)準(zhǔn)的二維平行光束陣列。
文檔編號(hào)G03B21/00GK102414583SQ201080018794
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者巴里·大衛(wèi)·西爾弗斯坦, 詹姆斯·羅伯特·基爾舍, 馬克·A·哈蘭 申請(qǐng)人:伊斯曼柯達(dá)公司