專利名稱：真有新透鏡系統(tǒng)的光學(xué)投影系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個光學(xué)投影系統(tǒng)；更特殊地，涉及一個具有縮短了光程并由此減小了尺寸的光學(xué)投影系統(tǒng)。
在從現(xiàn)有技術(shù)中可以獲得的多種視頻顯示系統(tǒng)中，光學(xué)投影系統(tǒng)被認(rèn)為能在大范圍上提供高質(zhì)量的顯示。
如

圖1所示的一個現(xiàn)有技術(shù)光學(xué)投影系統(tǒng)100包括一個非點(diǎn)光源1，一個設(shè)置有多個反射表面及相應(yīng)數(shù)目狹縫的光學(xué)反射器2，一個由M×N個帶驅(qū)動反射鏡4組成的陣列3，一個聚焦、一個投影和一個準(zhǔn)直透鏡6、7、8，以及一個投影屏9。這樣一個光學(xué)投影系統(tǒng)在一個未次共有申請U.S.Ser.No.08/220,799中被更完整地描述，其題目為“光學(xué)反射器件”，在此引入作為參考。在這樣一個系統(tǒng)中，從非點(diǎn)光源1發(fā)射的光沿著一個第一光路10被會聚透鏡6會聚到光學(xué)反射器2的反射表面上。光學(xué)反射器2的反射表面與會聚透鏡6和準(zhǔn)直透鏡8有面對應(yīng)關(guān)系。從每一個反射表面反射的光束沿著一個第二光路11發(fā)散并被準(zhǔn)直透鏡8準(zhǔn)-準(zhǔn)直，從而均勻照射到由M×N個帶驅(qū)動反射鏡4組成的陣列3上，每一個帶驅(qū)動反射鏡4對應(yīng)于擬顯示的每個像素。從每個帶驅(qū)動反射鏡4反射的光的光路由其偏轉(zhuǎn)量來確定。從每個未偏轉(zhuǎn)帶驅(qū)動反射鏡4反射的光束沿第二光路11被準(zhǔn)直透鏡8會聚后回到光學(xué)反射器2并被其反射表面阻擋，而從每個偏轉(zhuǎn)后的帶驅(qū)動反射鏡4反射的光束沿第三光路被準(zhǔn)直透鏡8會聚并且會聚后的光束中的一部分通過反射器上的狹縫。來自每個帶驅(qū)動反射鏡4并透過狹縫的光束被傳輸給投影透鏡7并由其將來自帶驅(qū)動反射鏡4的傳播光束會聚到投影屏9，從而顯示相應(yīng)的每一個像素。
上述光學(xué)投影系統(tǒng)的主要不足之一為其尺寸和可應(yīng)用性。該光原投影系統(tǒng)和尺寸取決于光束的光路長度。如此，從光源發(fā)出的光束由準(zhǔn)直透鏡8準(zhǔn)直從而使其能均勻照射到由M×N個帶驅(qū)動反射鏡4組成的陣列3上，而用于此目的的準(zhǔn)直透鏡，一般而言具有一個長的焦距。焦距越長，光束的光路將越長，從而，系統(tǒng)的尺寸將會越大。
再有，上述光學(xué)投影系統(tǒng)僅可用于投影類的顯示，因此限制了它的全面可應(yīng)用性。
因此，本發(fā)明的一個基本目的是提供一個具有縮短了光路并由此減小了尺寸的光學(xué)投影系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種能顯示M×N個像素的光學(xué)投影系統(tǒng)，其中M和N是整數(shù)，包括一個用來發(fā)光的非點(diǎn)光源；一個M×N個帶驅(qū)動反射鏡陣列；每個帶驅(qū)動反射鏡包括一個驅(qū)動器和一個反射鏡；一個投影屏；一個投影透鏡；以及一個包括一個第一透鏡單元、一個第二透鏡單元和一個位于二者之間的光學(xué)反射器的透鏡系統(tǒng)，光學(xué)反射器具有多個光孔和光吸收區(qū)域，每個透鏡單元具有一對平行側(cè)面并在其中一個側(cè)面上形成了M×N個微型透鏡陣列，每個透鏡單元中沒有設(shè)置M×N個微型透鏡的側(cè)面面對面相對設(shè)置，M×N個微型透鏡中的每一個具有一個焦距和一個焦點(diǎn)，焦點(diǎn)落在光學(xué)反射器的每個光孔的位置，并且M×N個帶驅(qū)動反射鏡陣列中的每一個反射鏡都與光學(xué)反射器中的每個光孔光學(xué)對準(zhǔn)，其中第一透鏡單元中的M×N個微型透鏡中的每一個被用來光源發(fā)出的光會聚到位于其焦點(diǎn)上的光學(xué)反射器的每個光孔上，第二透鏡單元中的M×N個微型透鏡中的每一個用來將透過光學(xué)反射器上每個光孔的光準(zhǔn)直并使其均勻照射到M×N個帶驅(qū)動反射鏡陣列中的每個反射鏡上，M×N個帶驅(qū)動反射鏡陣列中的每個反射鏡被用來反射來自第二透鏡單元中每個微型透鏡的光束并使來自第二透鏡單元中每個微型透鏡的光束產(chǎn)生一個光路變化，這種變是通過將一個電信號加到相應(yīng)的驅(qū)動器上從而改變反射鏡與來自第二透鏡單元每個微型透鏡的光束的相對位置來實(shí)現(xiàn)的，第二透鏡單元中每個微型透鏡被用來將從M×N個帶驅(qū)動反射鏡陣列中的每一個反射鏡反射后的光束重新會聚到光學(xué)反射器的每個光孔上，從而使光學(xué)反射器調(diào)制光束的強(qiáng)度，而第一透鏡單元的M×N個微型透鏡中的每一個被用來將來自光學(xué)反射器的反射后光束準(zhǔn)直并傳遞到投影透鏡上，并由其再將光束會聚到投影屏上，從而在上面顯示圖像。
從下面結(jié)合附圖對優(yōu)選實(shí)施例所作的描述中，本發(fā)明連同上述和其它目的和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，其中圖1表示一個現(xiàn)有技術(shù)光學(xué)投影系統(tǒng)的一個簡圖；圖2所示為與本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例相一致的一個光學(xué)投影系統(tǒng)的簡圖；圖3給出了在該有創(chuàng)造性的光學(xué)投影系統(tǒng)中使用的一個光學(xué)反射器的平面圖。
圖2所示為與本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例相一致的一個光學(xué)投影系統(tǒng)200的一個簡圖，該系統(tǒng)包括一個非點(diǎn)光源21、一個M×N個帶驅(qū)動透鏡23組成的陣列22，每個帶驅(qū)動反射鏡23具有一個驅(qū)動器24和一個反射鏡39，一個投影屏27，一個投影透鏡25和一個包括一個第一透鏡單元29、一個第二透鏡單元30和一個介于二者之間的一個光學(xué)反射器33的透鏡系統(tǒng)28。第一和第二透鏡單元29、30中的每一個進(jìn)而都設(shè)置有一對側(cè)面31，32，二者與設(shè)置在這對平行側(cè)面之一上的M×N個微型透鏡35陣列34保持平行，而透鏡單元29，30中沒有設(shè)置M×N個微型透鏡35的陣列34的側(cè)面面對面設(shè)置，在第一和第二透鏡單元29，30上的陣列的每個微型透鏡35具有焦距40和一個焦點(diǎn)38。
如圖3所示，光學(xué)反射器33由多個光孔36和光吸收區(qū)域37組成，其中光學(xué)反射器33置于二個透鏡單元29、30之間，并使光孔36與第一透鏡單元29的陣列34中的M×N個微型透鏡35中的每一個的焦點(diǎn)38相對應(yīng)，光孔36的總面積等于或小于光吸收區(qū)域37的面積。從非點(diǎn)光源21發(fā)出的光被第一透鏡單元29上由M×N個微型透鏡35組成的陣列34會聚到光學(xué)反射器33上。然后，來自光學(xué)反射器33的光被第二透鏡單元30上M×N個微型透鏡35組成的陣列34準(zhǔn)直并照射到M×N個帶驅(qū)動反射鏡23組成的陣列22上。驅(qū)動器24由一種電致位移材料，如壓電晶體，或者由一種根據(jù)加到它上面的電信號產(chǎn)生變形的電致伸縮材料制成。來自陣列22中帶驅(qū)動反射鏡23的反射光束由第二透鏡單元30上M×N個微型透鏡35組成的陣列34會聚到光學(xué)反射器33上。帶驅(qū)動反射鏡23組成的陣列22中的反射鏡39與光學(xué)反射器33的光孔36光學(xué)對準(zhǔn)。通過將一個電信號加到每個驅(qū)動器24上，每個反射鏡39與入射光束之間的相對位置被改變了，從而使從每個反射鏡39反射的光束的光路有了一個變化。由于在光學(xué)反射器33的光吸收區(qū)域37和光孔36上每一束反射光束的光路都被改變了，從每個反射鏡39反射并通過光學(xué)反射器33的光孔36的光量被改變了，從而調(diào)制了光束的強(qiáng)度。通過光孔36的調(diào)制光束被第一透鏡單元29中的M×N個微型透鏡35組成的陣列34準(zhǔn)直，并通過一個合適的器件，如一個投影透鏡25被傳送到投影屏27上，從而在上面顯示一個圖像。
在這樣一個光學(xué)投影系統(tǒng)中，投影屏27上的像斑亮度取決于通過光學(xué)反射器33的光孔36的光量，而光量又是受每個驅(qū)動器24變形控制的。
該光學(xué)投影系統(tǒng)的尺寸與光束的光路長度成正比。具有創(chuàng)造性的光學(xué)投影系統(tǒng)200，如上所述，采用了一對M×N個微型透鏡35組成的陣列34來把光源21發(fā)出的光會聚到光學(xué)反射器33上，然后將來自光學(xué)反射器33的光束準(zhǔn)直后傳輸?shù)組×N個帶驅(qū)動反射鏡23組成的陣列22上。由于每個微型透鏡35所使用的焦距比現(xiàn)有技術(shù)光學(xué)投影系統(tǒng)100中所使用的準(zhǔn)直透鏡8的焦距要小得多，這將導(dǎo)致光束光路長度的縮短，從而減小系統(tǒng)的整體尺寸。
已經(jīng)僅根據(jù)某個優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明作了描述，在不偏離所附的權(quán)利要求中所提出的本發(fā)明之范圍的情況下，可以進(jìn)行其它修改和變化。
權(quán)利要求
1.一個能夠顯示M×N個像素的光學(xué)投影系統(tǒng)，其中M和N是整數(shù)，包括一個用于發(fā)出光束的非點(diǎn)光源；一個由M×N個帶驅(qū)動反射鏡組成的陣列，每個帶驅(qū)動反射鏡包括一個驅(qū)動器和一個反射鏡；一個投影屏；一個投影透鏡；以及一個包括一個第一透鏡單元，一個第二透鏡單元和一個置于二者之間的光學(xué)反射器的透鏡系統(tǒng)，光學(xué)反射器上設(shè)置了多個光孔和光吸收區(qū)域，每個透鏡單元都有一對側(cè)面，并且都與設(shè)置在這兩個平行側(cè)面中的一個上的M×N個微型透鏡陣列相平行，每個透鏡單元中沒有設(shè)置M×N個微型透鏡陣列的側(cè)面面對面設(shè)置，M×N個微型透鏡中的每一個具有一個焦距和一個相應(yīng)的焦點(diǎn)，焦點(diǎn)的位置落在光學(xué)反射器中每個光孔的位置，在M×N個帶驅(qū)動反射鏡組成的陣列中的每一個反射鏡都與光學(xué)反射器的每個光孔光學(xué)對準(zhǔn)，其中第一透鏡單元中的M×N個微型透鏡中的每一個被用來將從光源發(fā)出的光會聚到位于其焦點(diǎn)上的光學(xué)反射器的每一個光孔上，第二透鏡單元M×N個微型透鏡中的每一個被用來將從光學(xué)反射器的每個光孔通過后的光束準(zhǔn)直并將其均勻地照射到M×N個帶驅(qū)動反射鏡組成的陣列上的每一個反射鏡上，每個反射鏡被用來反射來自第二透鏡單元的每一個微型透鏡的光束，并且使來自第二透鏡單元的每個微型透鏡的光束的光路在反射后產(chǎn)生一個偏差，這是通過響應(yīng)一個加到相應(yīng)的驅(qū)動器上的電信號改變每個反射鏡與來自第二透鏡單元的每個微型透鏡的光束的相對位置來實(shí)現(xiàn)的，第二透鏡單元中M×N個微型透鏡中的每一個被用來將來自M×N個帶驅(qū)動反射鏡陣列中的每一個反射鏡的反射后的光束重新會聚到光學(xué)反射器的每個光孔上，從而使其對光束的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制，而第一透鏡單元中M×N個微型透鏡中的每一個被用來將來自光學(xué)反射器的反射后的光束準(zhǔn)直到投影透鏡上，而投影透鏡又將該光束會聚到投影屏上，從而在上面顯示一個圖像。
2.如權(quán)利要求1的光學(xué)投影系統(tǒng)，其中光學(xué)反射器中的每一個光孔都由在其兩側(cè)的一對光吸收區(qū)域來隔開。
3.如權(quán)利要求2的光學(xué)投影系統(tǒng)，其中光吸收區(qū)域的總面積等于或大于光孔的總面積。
全文摘要
一個光學(xué)投影系統(tǒng)，能夠顯示M×N個像素并且具有縮短了的光路和由此獲得一個減小了的尺寸，其中M和N是整數(shù)。該系統(tǒng)包括一個非點(diǎn)光源，一個由M×N個帶驅(qū)動反射鏡組成的陣列，一個投影屏，一個投影透鏡和一個包括一個第一透鏡單元，一個第二透鏡單元和一個置于兩者之間的光學(xué)反射器的透鏡系統(tǒng)，其中光學(xué)反射器上設(shè)置了多個光孔和光吸收區(qū)域，每個透鏡單元包括一個由M×N個微型透鏡組成的陣列。
文檔編號G03B21/60GK1120181SQ9510125
公開日1996年4月10日 申請日期1995年1月18日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月18日
發(fā)明者林大榮 申請人:大宇電子株式會社