专利名称：一种利用激光光源的微型投影机的制作方法
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。
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。
因而， 一直以来都在努力开发一种技术使这种躁点不为肉眼识 别，但是成果甚微。
目前业界去除躁点的方法大致上有三种。
第一，增加光线入射角的可变性，增加任意性(Randomness);
第二，增加激光位相的可变性，增加任意性；
第三，持续改变激光波长，将波长稍微有不同的多数激光合成在 同一光轴，增加任意性；
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。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用激光光源的微型投影机，它是通过 改良现有的动态散射片构造和驱动方法，使得肉眼无法识别银幕上所 成像的躁点，从而向世人展示一种新的利用激光光源的微型投影机。。 为了解决背景技术所存在的问题，本发明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、三个分色镜4、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10、散射马达11，动态散射片10设置在三个分 色镜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 IO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。
动态散射片10的扩散角在0. 5° -2°之间比较合适。
动态散射片10的振动频率在60Hz-360Hz之伺持续改变，增强任 意性。小马达和胶片构成的动态散射片10驱动到360Hz以上很难， 而且对于再高的频率增加结果也没有什么变化。驱动采用random函 数编程，以一秒为间隔，驱动频率就在60Hz-360Hz之间随意变化。
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光 学器件，使光向图案方向折射，改变入射角；透过光接触的图案不同， 折射方向也会随之改变，整体上会出现入射光散射的现象。散射片的 图案决定扩散角的大小。
本发明在动态散射片10的表面形成含有多个扩散角的多个区 域，可以显著减少成像的躁点。同时，在规定范围内，持续改变动态 散射片的驱动频率，与现有技术相比能大幅减少银幕成像上的躁点， 使肉眼无法识别。
图1是本发明的结构示意图，图2是动态散射片10的示意图，
图3是具体实施方式
二的结构示意图，图4是具体实施方式
三的结构 示意图。
具体实施例方式
具体实施方式
一，参看图1-2，本具体实施方式
采用以下技术方 案它由红色光源l、蓝色光源2、绿色光源3、三个分色镜4、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10、散射马达11组成，动态散射片10设置在三个分色镜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。
动态散射片10的扩散角在0.5° 70°范围之内，非常多样。动 态散射片10的扩散角太大的话，通过动态散射片10的激光损失太大， 光效率降低，因而扩散角定在0.5。 2°之间比较合适。
动态散射片10的振动频率在60Hz-360Hz之间持续改变，增强任 意性。小马达和胶片构成的动态散射片10驱动到360Hz以上很难， 而且对于再高的频率增加结果也没有什么变化。驱动采用random函 数编程，以一秒为间隔，驱动频率就在60Hz-360Hz之间随意变化。
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光 学器件，使光向图案方向折射，改变入射角；透过光接触的图案不同， 折射方向也会随之改变，整体上会出现入射光散射的现象。散射片的 图案决定扩散角的大小。
参看图2，确定散射片胶片表面的区域，各区域设置不同的扩散 角。因此，散射片表面区域内就有两个以上的扩散角。如图2 (a) 所示，散射片表面的区域可以形成垂直振动方向上的区分。如图2(b) 所示，多个圆形可以形成多重重叠形状。如图2 (c)所示，振动方
向按照射线方向来区分区域。关键是，区域区分必须使光通过领域的 扩散角在散射片振动或者回转运动的同时，根据散射片的运动能够随 时改变。
因此，让散射片作回转或者振动运动时，随着光的图案和扩散角
度可以改变，任意性(Randomness)增强，躁点能大幅度减少，直至 肉眼无法分辨。
本具体实施方式
改变动态散射片频率(Frequency)的方法如下 通过光调制器呈现的影像帧速率(Frame rate)—般在60Hz以上。因 为人类能连续辨别出的频率(freqnency)是60Hz以上。因而因应色序 显示(field sequential color display)的情况，将帧速率(Frame rate)定为60Hz,再次三等分，三个区间分别为红色/绿色/蓝色。所 以，考虑到3个sub-frame区间，实际上要驱动180Hz。但是，无论 是何种情况，输入的image数据为60Hz进行驱动。所以，散射片的 振动频率(frequency)也要驱动为60Hz以上。
现有技术上，虽定在180Hz左右振动，但是无法完全去除躁点。 本具体实施方式
中，使散射片的振动频率(Frequency)在60Hz_360Hz 之间持续改变，增强任意性(Randomness)。散射片马达11和胶片构 成的散射片驱动制360Hz以上很难，而且对于再高的频率(Frequency) 增加结果也没有什么变化。
驱动采用random函数编程，以一秒为间隔，驱动频率(frequency) 就在60Hz-360Hz之间随意变化。
本具体实施方式
的工作原理如下
三个激光光源红色光源1、蓝色光源2、绿色光源3，分别利用 三个分色镜4反射或直接透过，射进动态散射片10。
动态散射片10在光轴上垂直振动，通过散射片增加光的任意性 (Randomness)。
透过动态散射片10的光经过波束整形器光束5变形。之所以要 变形光束，是为了符合光调制器8的入射面，提高光效率。波束整形 器5的典型代表为复眼透镜，导光管。图1便是由板面上很多球面或 者非球面的微型透镜体组成的波束整形器5的典型代表复眼透镜示 意图。
复眼透镜即波束整形器5透明板上有很多微型透镜体构成的形 状。例如，四角凸起透镜、六角凸起透镜、圆形等等，但是应该采用 和光调制器一致的形状。例如，若光调制器8的有效画面形状是四角 形，也要把微型透镜调整成四角形，才能最大限度降低光损失。
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是采用Field Sequential的驱 动方法，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调节从光源发出光的光路，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显示器。然后是利用反射型光学系的偏光束 分离器7将光调制器8内的成像传输至投影透镜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。
具体实施方式
二，参看图3，本具体实施方式
与具体实施方式
一 的不同点在于绿色光源3和红色光源1采用激光，但是蓝色光源2采 用LED，因而蓝色光源2和蓝色分色镜4-1在两张场透镜6之间的位 置有所区别；绿色光源3和红色光源1利用两张分色镜4，调节在同 一光轴之上。在调节成同一光轴光的光路上，安装动态散射片10， 使其在光轴上垂直振动。随时调整激光通过的图案。接下来，光经过 波束整形器7，通过两张场透镜6聚焦。蓝色分色镜把蓝色光也调节 在同一光轴之上，经过偏光束分离器7射入光调制器8。其它组成、 连接关系、应用方案与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三，参看图4，本具体实施方式
与具体实施方式
一 的不同点在于光调制器8使用投射型液晶显示器，不经过偏光束分离 器7，通过场透镜6的光直接传输到光调制器8。其它组成、连接关 系、应用方案与具体实施方式
一相同。
权利要求
1、一种利用激光光源的微型投影机，它包含红色光源(1)、蓝色光源(2)、绿色光源(3)、三个分色镜(4)、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)，动态散射片(10)设置在三个分色镜(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；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。
2、 根据权利要求1所述的一种利用激光光源的微型投影机，其 特征在于动态散射片(10)的扩散角在0.5。 -2°之间比较合适。
3、 根据权利要求1所述的一种利用激光光源的微型投影机，其 特征在于动态散射片(IO)的振动频率在60Hz-360Hz之间持续改变， 增强任意性；驱动采用random函数编程，以一秒为间隔，驱动频率 在60Hz-360Hz之间随意变化。
4、 根据权利要求1所述的一种利用激光光源的微型投影机，其 特征在于所述动态散射片(IO)是在透明平整的投影胶片上由任意图 案构成的光学器件，使光向图案方向折射，改变入射角；透过光接触 的图案不同，折射方向也会随之改变，整体上会出现入射光散射的现 象。
5、 根据权利要求1所述的一种利用激光光源的微型投影机，其 特征在于绿色光源(3)和红色光源(1)采用激光，但是蓝色光源(2)采 用LED，因而蓝色光源(2)和蓝色分色镜(4-l)在两张场透镜(6)之间 的位置有所区别；绿色光源(3)和红色光源(1)利用两张分色镜(4)， 调节在同一光轴之上。在调节成同一光轴光的光路上，安装动态散射片(IO)，使其在光轴上垂直振动。
6、根据权利要求1所述的一种利用激光光源的微型投影机，其 特征在于光调制器(8)使用投射型液晶显示器，不经过偏光束分离器 (7)，通过场透镜(6)的光直接传输到光调制器(8)。
全文摘要
一种利用激光光源的微型投影机，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。它还包含动态散射片(10)、散射马达(11)，动态散射片设置在三个分色镜(4)的后方，散射马达设置在动态散射片的上方并与散射片相连接；动态散射片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的扩散角和振动频率，来增加其任意性。本发明在动态散射片表面形成含有多个扩散角的多个区域，可以显著减少成像的躁点。同时，在规定范围内，持续改变动态散射片的驱动频率，与现有技术相比能大幅减少银幕成像上的躁点，使肉眼无法识别。
文档编号G03B21/14GK101349813SQ20081014747
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