专利名称：利用改良动态散射片的激光投影机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种投影设备，具体涉及一种应用激光光源的微型投 影设备的改进。
背景技术：
为了开发比手掌还要小的便携式微型投影机，或者直接可以嵌入 笔记本电脑中投影机，需要研制出体积小且低功耗的投影机，而光效 率很高的激光光源无疑是低功耗光源的首选。不过，激光虽然光效率 很高，而且又是最适合的微型投影用光源，但是却因激光原来的光相 干特性，而容易使投影带有躁点。
因为激光固有的相干特性，在成像一面上会出现或亮或暗的区 域，这种区域反复出现的干涉模式就成为躁点。这种干涉模式降低了 成像效果，成为使用微型投影机投影成像质量下降的主要原因。
目前常用的技术，使动态散射片(Moving diffuser)在光轴上周 期性的垂直往返振动，增加任意性(Randomness),可以减少躁点， 但是不能完全去除，使人看起来很不舒服。
而且因为新安装的散射片，光学引擎体积自然会增加，难以符合 便携式的要求。 实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种利用改良动态散射片的激光投影 机，它能大幅减小光学引擎的体积，提高光效率。采用双分色镜组装 置，显著减少光学引擎的体积，使其便于携带。为了解决背景技术所 存在的问题，本实用新型是采用以下技术方案
它包含红色光源l、蓝色光源2、绿色光源3、波束整形器5、场
透镜6、偏光束分离器7、光调制器8、投影透镜9，它还包含动态散 射片IO、散射马达ll、双分色镜组装置4，动态散射片10设置在双 分色镜组装置4的后方，散射马达11设置在动态散射片10的上方并 于散射片10相连接。
本发明中使用动态散射片IO增加光线入射角的可变性，增加任 意性的方法，通过改变动态散射片10的扩散角和振动频率，来增加 其任意性，从而达到消除躁点的目的。
双分色镜组装置4是将光源射出的光合成在同一光路上的光学 器件；由两个分色镜平面交叉组成，红色光入射至四面中的一面，入 射的红色光在第一个分色镜平面上反射，入射至散射片10，和红色 光入射面相对的是蓝色光入射面，入射蓝色光在第二个分色镜平面上 反射，入射至散射片10，蓝色光和红色光入射面之间还有一个为绿 色光入射面，入射绿色光不经过上述两分色镜平面，直接透过，入射 至光散射器l。上述第一分色镜平面只反射赤色光反射，而对其他可 视光线波长区域的光直接予以透过，上述第二分色镜平面只反射蓝色 光，而对其他可视光线波长区域的光直接予以透过。该双分色镜组装 置4既可以縮减光源部位的体积，又可使各光源到光散射器10的距 离相等。
图1是本发明的结构示意图，图2是双分色镜组装置4的安装应 用结构示意图。
具体实施例方式
参看图1-2，本具体实施方式
采用以下技术方案它由红色光源 1、蓝色光源2、绿色光源3、波束整形器5、场透镜6、偏光束分离 器7、光调制器8、投影透镜9、动态散射片IO、散射马达ll、双分 色镜组装置4组成，动态散射片10设置在双分色镜组装置4的后方,
散射马达11设置在动态散射片10的上方并于散射片10相连接；本
发明中使用动态散射片io增加光线入射角的可变性，增加任意性的
方法，通过改变动态散射片10的扩散角和振动频率，来增加其任意 性，从而达到消除躁点的目的。
双分色镜组装置4是将光源射出的光合成在同一光路上的光学 器件；由两个分色镜平面交叉组成，红色光入射至四面中的一面，入 射的红色光在第一个分色镜平面上反射，入射至散射片10，和红色 光入射面相对的是蓝色光入射面，入射蓝色光在第二个分色镜平面上 反射，入射至散射片10，蓝色光和红色光入射面之间还有一个为绿 色光入射面，入射绿色光不经过上述两分色镜平面，直接透过，入射 至光散射器1-。上述第一分色镜平面只反射赤色光反射，而对其他 可视光线波长区域的光直接予以透过，上述第二分色镜平面只反射蓝 色光，而对其他可视光线波长区域的光直接予以透过。该双分色镜组 装置既可以縮减光源部位的体积，又可使各光源到光散射器10的距 离相等。
动态散射片10是在透明平整的投影胶片上由任意图案构成的的
器件，使光向图案方向折射，改变入射角。透光的图案不同，方向也
会随之改变，整体上会出现入射光散射的现象，所以才称为动态散射
片10。但是，若调整散射片的表面图案，便可以调整横轴的光扩散
角和纵轴的光扩散角。即使圆形光入射的话，也会变为四角形射出。
经过此种散射片之后的激光呈四角形光源射出。设经过散射片之后光
的角度(angle)为"z "，入射角(angle)为"X "，散射片的扩散角为"y "，
那通过光散射器之后出射角(angle) Z按照下述公式计算。 <formula>formula see original document page 5</formula>公式D
所以，利用此原理的话，可以调节散射片扩散角的横轴角和纵轴 角，从而得到所需影像的四角形面光源。
激光横轴和纵轴的扩散角互不相同。激光生产厂家不同，扩散角
也略有不同。其中一种，横轴扩散角为16° ，纵轴扩散角为5° 。所 以或者采用将其改变为四角形面光源的光散射器，或者在激光前进光 路上，安装准直透镜，将其变为5。扩散角的圆形光，之后安装符合 此条件的散射片。这可以根据激光光源和光调制器之间需要的距离来 决定。没有准直透镜或者聚光透镜的话，激光会根据规定扩散角，沿 前进光路，持续散射下去，所以，根据引擎内光路之间的距离选择性 的安装聚光镜或者准直透镜。同时上述光散射器可以整形成四角形面 光源，因而可以称其为波束成形器，本身又是散射片，在光轴上成垂
直方向运动，减少躁点。
偏光束分离器7是将通过动态散射片10的光传输至光调制器的 光学器件。玻璃制的六面体之内，偏光分离膜形成对角线，是反射型 光学引擎必备的光学器件。
通过散射片的光在遇到偏光束分离器7的偏光分离膜时，S偏光
通过，P偏光反射至投影透镜的相反方向，成为无用光。所以，必须 把从光源射出的光在光路上的某个位置转换(Conversion)为线平光
状态才能保持光效率。但若是激光光源，出射光本身的偏光比为数百 比一，没有必要为形成线平光而单独增加光学器件，与像LED—样的 其他光源相比，光学引擎构造会更加简单，光效率更高。
通过偏光分离膜的S偏光在通过S偏光反射型光调制器成像时， 转换成P偏光。转换为P偏光之后，再次入射偏光分离器7，与偏光 分离膜相遇。此时，成像光都是P偏光，在偏光分离膜反射之后，经 过聚光透镜4，入射投影透镜9。
投影透镜9由多个透镜组成，将光调制器8产生的影像扩大投射在银幕上。
光调制器8是将入射的光选择性透过，阻挡或者变更光路形成影 像的光学器件。DMD (Digital Micromirror Device)、液晶显示器 (LCD) 、 LC0S等是其典型代表。DMD这种用于DLP投影机上的光学器 件，利用的是状如矩形，数量和像素一样多的Digital Mirror,是 一种采用Field Sequential的驱动方法。DLP是通过Digital Mirror 调节光路，反射到银幕上来成像的投影机。液晶显示器(LCD)通过选 择性的打开或者关闭液晶来成像。利用液晶显示器(LCD)的投影机有 直视型、投射型和反射型。直视型投影机是直接观察液晶显示器后面 的后向光通过液晶板时产生影像的方式。投射型投影机是利用投影透 镜把通过液晶显示器时的成像扩大之后投射在银幕上，我们看见的从 银幕反射回来的影像。反射型和投射型结构基本相同只不过是利用在 下端的板上形成反射膜，将反射的光扩大投射在银幕上。LCOS (Liquid Crystal on Silicon)是反射型液晶显示器的一种，将现有的液晶显 示器下面那块透明玻璃板换成硅基板，从而变成反射型光学器件。
所述的动态散射片10设置在光源和光调制器8之间，它既可以 去除躁点，又要有波束整形功能。
所述的动态散射片10的横轴和纵轴扩散角互不相同。
所述的既可以减少躁点，同时又可将激光变形为面光源。
权利要求
1、利用改良动态散射片的激光投影机，它包含红色光源(1)、蓝色光源(2)、绿色光源(3)、波束整形器(5)、场透镜(6)、偏光束分离器(7)、光调制器(8)、投影透镜(9)，其特征在于它还包含动态散射片(10、散射马达(11)、双分色镜组装置(4)，动态散射片(10)设置在双分色镜组装置(4)的后方，散射马达(11)设置在动态散射片(10)的上方并于散射片(10)相连接。
2、 根据权利要求1所述的利用改良动态散射片的激光投影机， 其特征在于本发明中使用动态散射片(10)增加光线入射角的可变性， 增加任意性的方法，通过改变动态散射片(10)的扩散角和振动频率， 来增加其任意性。
3、 根据权利要求1所述的利用改良动态散射片的激光投影机， 其特征在于双分色镜组装置(4)是将光源射出的光合成在同一光路上 的光学器件；由两个分色镜平面交叉组成，红色光入射至四面中的一 面，入射的红色光在第一 个分色镜平面上反射，入射至散射片(io)， 和红色光入射面相对的是蓝色光入射面，入射蓝色光在第二个分色镜 平面上反射，入射至散射片(IO)，蓝色光和红色光入射面之间还有一 个为绿色光入射面，入射绿色光不经过上述两分色镜平面，直接透过， 入射至光散射片。
4、 根据权利要求1所述的利用改良动态散射片的激光投影机， 其特征在于所述的动态散射片(10)设置在光源和光调制器(8)之间， 它既可以去除躁点，又要有波束整形功能。
5、 根据权利要求1所述的利用改良动态散射片的激光投影机， 其特征在于所述的动态散射片(10)的横轴和纵轴扩散角互不相同。
6、 根据权利要求1所述的利用改良动态散射片的激光投影机， 其特征在于所述的既可以减少躁点，同时又可将激光变形为面光源。
全文摘要
利用改良动态散射片的激光投影机，它涉及一种投影设备，具体涉及一种应用激光光源的微型投影设备的改进。它还包含动态散射片(10)、散射马达(11)、双分色镜组装置(4)，动态散射片(10)设置在双分色镜组装置(4)的后方，散射马达(11)设置在动态散射片(10)的上方并与散射片(10)相连接。本发明双分色镜组装置(4)既可以缩减光源部位的体积，又可使各光源到光散射器(10)的距离相等。
文档编号G03B21/14GK101349812SQ20081014747
公开日2009年1月21日 申请日期2008年8月19日 优先权日2008年8月19日
发明者孙顺庆 申请人:上海上软投资有限公司