專利名稱：投影器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于圖像再現(xiàn)的投影器，尤其涉及包括空間光調(diào)制器(spatial optical modulation )的投影器。
背景技術(shù)：
移動終端技術(shù)提供了諸如數(shù)字相機、MP3、 DMB、 PC、健康護理之類的 各種各樣功能和服務(wù)。另外，移動終端還演變成具有與之連接的其它移動終
端、個人計算機、或家用電器的共享信息和功能。
但是，移動終端存在限制提供給用戶的圖像信息的有限屏幕大小。為了 改進這個問題，前觸摸面板型終端已經(jīng)出現(xiàn)在市場上。但是，這種類型的終 端仍然只有基于移動終端的外殼大小的有限視圖。
于是，需要一種能夠提供較大圖像投影的移動終端。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明通過提供可以在小體積內(nèi)實現(xiàn)和可以容易地進行光軸對準
依照本發(fā)明的一個方面，投影器包括多個光源，用于生成具有不同顏 色的光；空間光調(diào)制器，用于對光進行線調(diào)制和發(fā)光；設(shè)置在各光源和空間 光調(diào)制器之間的多個波長選擇濾波器，用于按照光的波長透射或反射光；掃 描器，用于以線掃描方式投影從空間光調(diào)制器入射的光；和設(shè)置在掃描器和
的衍射階次。


通過結(jié)合附圖對本發(fā)明的示范性實施例進行詳細描述，本發(fā)明的上面和 其它方面、特征和優(yōu)點將更加顯而易見，在附圖中 圖1是例示按照本發(fā)明一個實施例的投影器的視圖；圖2是例示在圖1中所示的會聚透鏡系統(tǒng)的透視圖3是例示按照在圖1中所示的第二波長選擇濾波器的波段的透射和反 射特性的測量結(jié)果的圖形；和
圖4A和4B是將傳統(tǒng)投影器投影的光的線寬與按照本發(fā)明的投影器投影 的光的線寬相比較的圖形。
具體實施例方式
現(xiàn)在參照附圖描述本發(fā)明的實施例。為了清楚和簡潔起見，省略合并到 本文中的已知功能或配置的詳細描述，以免使本發(fā)明的主題不突出。
圖1例示了按照本發(fā)明一個實施例的投影器的詳細結(jié)構(gòu)。圖2例示了例 示在圖1中的會聚透鏡系統(tǒng)的透視圖。
參照圖1和2，按照本發(fā)明實施例的投影器100包括生成具有不同波長 的光的第一、第二和第三光源111到113;改變?nèi)肷涔獾穆窂降牡谝?、第二?第三反射濾波器101到103;第一到第九透鏡171到176和180;第一和第二 波長選擇濾波器141和]42;通過反射式衍射調(diào)制入射光的空間光調(diào)制器120; 限制入射光的衍射階次的衍射光圈160;和通過從衍射光圈160入射的光的 線掃描在屏幕150上形成圖像的掃描器130。由于投影器100依次將紅色圖 像、綠色圖像和藍色圖像投影在屏幕150上，所以紅色圖像、綠色圖像和藍 色圖像當中的至少兩種顏色不同時沿著相同路徑運動。
第一光源111發(fā)出綠光。從第一光源111發(fā)出的綠光從第一反射濾波器 101反射并穿過第一透鏡171。部分反射濾波器102將穿過第一透鏡171的一 部分綠光部分反射到第二透鏡172。第二透鏡172和第一波長選擇濾波器141 使綠光透射到第二波長選擇濾波器142。第二波長選擇濾波器142將穿過第 一波長選擇濾波器141的光反射到第五、第六和第七透鏡181、 182和183。 第五、第六和第七透鏡181、 182和183將第二波長選擇濾波器142反射的綠 光透射到空間光調(diào)制器120。從空間光調(diào)制器120反射到第八透鏡175的綠 光穿過第八透鏡175并被第三反射濾波器103反射到第九透鏡176。反射到 第九透鏡176的綠光穿過衍射光圏160并被掃描器130反射到屏幕150。
從第二光源112發(fā)出的紅光穿過第三透鏡173并被第一波長選擇濾波器 141反射到第二波長選擇濾波器142。第二波長選擇濾波器142將紅光反射到 第五、第六和第七透鏡181、 182和183。第五、第六和第七透鏡181、 182和183將紅光透射到空間光調(diào)制器120?？臻g光調(diào)制器120將紅光反射到第 八透鏡175和反射到第三反射濾波器103 —側(cè)。第三反射濾波器103將紅光 反射到第九透鏡176。反射到第九透鏡176的紅光穿過第九透鏡并穿過衍射 光圏160入射到掃描器130。紅光被掃描器130反射到屏幕側(cè)。
的方式生成二次諧波的方法生成綠光。例如，能夠輸出具有532土5nm(納米) 波長的綠光的二極管泵浦固體(DPSS)激光器可以用作第一光源111。
第一反射濾波器101通過將從第一光源111發(fā)出的綠光到達第一透鏡171 的路徑轉(zhuǎn)動900，可縮小投影器100的體積。
也就是說，如果從第一光源111發(fā)出的光以將光與第一透鏡171對準的 方式設(shè)置，投影器的體積可以極大地減小，因為第一光源111具有較大的體 積。于是，使第一光源111位于投影器100的中心并使其它構(gòu)成元件排列在 第一光源111的周圍，以便可以縮減投影器100的體積。
第一透鏡171擴大從第一反射濾波器101反射的綠光的斑點尺寸和將綠 光發(fā)送到部分反射濾波器102。部分反射濾波器102使從第一透鏡171入射 的一部分綠光透射到光檢測器105，并且將其余綠光反射到第二透鏡172。
部分反射濾波器102通過將從第一透鏡171到第二透鏡172的光路轉(zhuǎn)動 90()，可以縮小投影器100的體積。涂上光學(xué)涂料的面鏡可以用作第一反射濾 波器101和用作部分反射濾波器102。 一部分入射光可以被上述面鏡反射或 可以穿過上述面鏡。
尤其，部分反射濾波器102可以由多層光學(xué)涂料形成。最好是使部分反 射濾波器102具有5 %到15 %的透射率(或85 %到95 %的反射率)，以便入 射到光檢測器105的那一部分綠光可以從中穿過。
于是，光檢測器105可以檢測穿過部分反射濾波器02的綠光的功率， 并且可以利用^^測的功率控制第一光源lll保持一定輸出。普通的光電二極 管可以用作光檢測器105。第二透鏡172準直從部分反射濾波器102入射的 綠光，并且將綠光輸出到第一波長選擇濾波器141。
例如，第二光源112輸出具有640±0 nm波長的紅光。普通的激光二極 管可以用作第二光源112。第三透鏡173準直從第二光源112入射的紅光，并 且將紅光發(fā)送到第一波長選擇濾波器141。
第一波長選擇濾波器141將從第三透鏡173入射的紅光反射到第二波長選擇濾波器142，并且使從第二透鏡172入射的綠光透射到第二波長選擇濾 波器142。
例如，能夠輸出具有440±10 nm波長的藍光的普通激光二極管可以用作 第三光源113。第四透鏡174準直從第三光源113入射的藍光，并且將藍光發(fā) 送到第二波長選擇濾波器142。
第一到第三光源111到113生成具有不同顏色的光。這些光在相同光學(xué) 系統(tǒng)中具有基于它們每一種波長的相互不同會聚點(即，焦距)。也就是說， 會聚在空間光調(diào)制器120上的光(即，紅光、藍光、和綠光)的焦點隨它們 每一種波長而不同，從而可能引起諸如在屏幕150上形成的圖像上的色散之 類的現(xiàn)象。
因此，在按照本發(fā)明的投影器100中，根據(jù)第一光源11生成的綠光調(diào) 節(jié)會聚透鏡系統(tǒng)180與空間光調(diào)制器120之間的距離，和利用有效對準分別 調(diào)節(jié)第二光源112與第三透鏡173之間、和第三光源113與第四透鏡174之 間的距離，以便可以使光波長差引起的會聚點之差最小。也就是說，在本發(fā) 明中，以按照光源111到113生成的每種光的波長使第一光源111與空間光 調(diào)制器120之間、第二光源112與空間光調(diào)制器120之間、和第三光源113 與空間光調(diào)制器120之間的每個距離對應(yīng)于每個會聚點(即，焦距)的方式 配置光源和空間光調(diào)制器，因此，沒有必要進一步包括用于色差補償?shù)念~外 透鏡。于是，通過本發(fā)明可以容易地對準光軸和降低成本。
圖3例示了基于例示在圖1中的第二波長選擇濾波器的波段的透射和反 射特性的測量結(jié)果。參照圖3,第二波長選擇濾波器142將從第一波長選擇 濾波器141入射的紅光或綠光反射到第五透鏡181,或使從第四透鏡174入 射的藍光透射到第五透鏡181。第二波長選擇濾波器142通過將從第一波長 選擇濾波器141到第五透鏡181的光路轉(zhuǎn)動90(),可以縮小投影器100的體積。
也就是說，可以注意到，第二波長選擇濾波器142在藍光波段210中具 有大于90%的透射率，和在綠光波段220和紅光波段230中具有小于10%的 透射率。于是，第二波長選擇濾波器142可以透射藍光而反射紅光和綠光。
圖2例示了例示在圖1中的會聚透鏡系統(tǒng)180的透視圖。會聚透鏡系統(tǒng) 180配有第五到第七透鏡181到183。會聚透鏡系統(tǒng)180將從第二波長選擇濾 波器142入射的光(即，紅光、綠光或藍光)會聚到空間光調(diào)制器120的輸?shù)谖逋哥R181對應(yīng)于擴散透鏡和擴散入射光。第五透鏡181擴散的光由 第六透鏡182準直。第七透鏡183將準直光會聚到空間光調(diào)制器120上。
空間光調(diào)制器120通過含有有關(guān)外部提供的投影圖像的一個一定像素列 的信息的圖像數(shù)據(jù)操作，利用反射式衍射對來自會聚透鏡系統(tǒng)180的光進行 線調(diào)制，并且將光發(fā)送到第八透鏡175。
在空間光調(diào)制器120的光入射并被發(fā)射的表面上配有多個衍射元件。衍 射元件的數(shù)量可以通過打算在屏幕150上形成的圖像的質(zhì)量程度而確定。每 個衍射元件都衍射和反射入射光。衍射光的功率按照相應(yīng)像素信息設(shè)置。
第八透鏡175將從空間光調(diào)制器120入射的光發(fā)射到第三反射濾波器 103。第三反射濾波器103將從第八透鏡175入射的光反射到第九透鏡176。
第九透鏡176以在掃描器130的反射表面上形成焦點的方式會聚從第三 反射濾波器103入射的光。從掃描器130反射的光以線掃描的方式照射在屏 幕150上，以便形成圖像。
衍射光圈160被設(shè)置在第九透鏡176與掃描器130之間，并具有限制入 射到掃描器130的光的斑點尺寸的功能。也就是說，衍射光圈160攔截從第 九透鏡176入射的一部分光(即，具有第一或更高階模式的衍射光)，并且讓 其余光(即，具有零階模式的衍射光)穿過掃描器130,以便消除投影圖像 的噪聲成分。
掃描器130以線掃描的方式將從空間光調(diào)制器120入射的光投影在屏幕 上。掃描器130包括按照一定周期順時針或逆時針地圍繞轉(zhuǎn)軸132擺動和旋 轉(zhuǎn)的掃描鏡131。在一定時刻投影在屏幕上的圖像以與一個像素列相對應(yīng)的 直線的形式示出。線狀圖像沿著像素行的方向按照掃描鏡131的旋轉(zhuǎn)從一側(cè) 移動到另一側(cè)，以便形成圖像幀。
圖4A和4B畫出了傳統(tǒng)投影器投影的光的線寬與由根據(jù)本發(fā)明的投影器 投影的光的線寬之間的比較。更具體地說，圖4A是示出傳統(tǒng)投影器投影在 屏幕的某個點上的光的線寬的測量結(jié)果的圖形。圖4B是示出由根據(jù)本發(fā)明的 投影器投影在屏幕的某個點上的光的線寬的測量結(jié)果的圖形。
在圖4A和4B中，示出了水平軸(即，投影在屏幕上的掃描線的長度和 線寬)，和包括在0 )am (微米)到5000 |am中的每兩個相鄰大刻度之間的每 個間隔對應(yīng)于500 pm。另外，在圖4A和4B中，示出了包括在2500 )im附 近的2000 (im到3 000 (im中的小刻度，其中，每兩個相鄰小刻度之間的間隔對應(yīng)于100 um。對于一種一定強度的光(即，如圖4A和4B所示的箭頭)， 在將圖4A中的投影光的線寬與圖4B中的投影光的線寬相比較的情況下，圖 4A中的光的線寬對應(yīng)于大約200 )im的線寬，而圖4B中的光的線寬對應(yīng)于 大于100)im并小于200(im的線寬。于是，與圖4A中的光相比，圖4B中的 光具有窄的線寬。也就是說，雖然按照本發(fā)明的投影器具有薄的結(jié)構(gòu)，但也 可以提供與傳統(tǒng)投影器相比分辨率提高了的圖像質(zhì)量。
在按照本發(fā)明的投影器中，考慮到由根據(jù)每個光源生成的每種光的波長 的每個會聚點，通過有效對準來調(diào)節(jié)第一光源與空間光調(diào)制器之間、第二光 源與空間光調(diào)制器之間、和第三光源與空間光調(diào)制器之間的每個距離，從而 沒有必要進一步包括用于色差補償?shù)念~外透鏡。
在本發(fā)明中，由于可以容易地對準光軸，因此本發(fā)明可以容易地應(yīng)用于 小型化投影器，并且不需要進一步包括用于色差補償?shù)念~外透鏡，從而可以 防止出現(xiàn)對準色差補償透鏡的光軸時由可能誤差引起的圖像質(zhì)量變劣。
描述在本發(fā)明中的投影器不受上述的實施例和附圖限制，本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式和細節(jié)上對其作各種各樣的替代、修改和改 變，而不偏離如所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種投影器，包含多個光源，用于生成具有不同顏色的光；設(shè)置成與多個光源之一相鄰的空間光調(diào)制器，用于對光進行線調(diào)制；設(shè)置在各光源之間的多個波長選擇濾波器，用于按照光的波長透射或反射光；和掃描器，用于按照線掃描方式投影從空間光調(diào)制器入射的光。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影器，進一步包含設(shè)置在掃描器和空間光調(diào) 制器之間的衍射光圈，用于選擇在空間光調(diào)制器中經(jīng)過線調(diào)制的光的衍射階 次。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的投影器，其中，衍射光圈透射從空間光調(diào)制器 入射的光的衍射的零階。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影器，其中，空間光調(diào)制器衍射和反射每種 入射光，和在它的輸入/輸出級，包含以直線形式排列的多個衍射元件。 '
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影器，其中，多個光源之一對應(yīng)于生成二次 諧波的綠光光源。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的投影器，其中，綠光光源由脈沖驅(qū)動信號驅(qū)動 并用于通過RGB序列方式形成綠色子幀。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影器，其中，第一光源被設(shè)置在投影器的中心c
8. —種投影器，包含 第一光源，用于生成綠光；在與第一光源的發(fā)射方向垂直的方向，以分別發(fā)出紅光和藍光的方式排 列的第二和第三光源；空間光調(diào)制器，用于對光進行線調(diào)制；第一波長選擇濾波器，用于在與紅光的發(fā)射方向垂直的方向上反射第二 光源發(fā)出的紅光和透射綠光；第二波長選擇濾波器，用于將從第一波長選擇濾波器入射的綠光和紅光 反射到空間光調(diào)制器，和用于使從第三光源發(fā)出的藍光透射到空間光調(diào)制器；式投影從空間光調(diào)制器入射的光。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的投影器，進一步包含 第一反射濾波器，用于與光的發(fā)射方向垂直地反射第一光源發(fā)出的光； 部分反射濾波器，用于將第一反射濾波器反射的光反射到第一波長選擇濾波器；第二反射濾波器，用于將從空間光調(diào)制器入射的光反射到掃描器；和 設(shè)置在掃描器與空間光調(diào)制器之間的衍射光圈，用于選擇在空間光調(diào)制 器中經(jīng)過線調(diào)制的光的衍射階次和使光透射到掃描器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的投影器，其中，衍射光圈透射從空間光調(diào)制 器入射的光的衍射的零階。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的投影器，進一步包含設(shè)置在空間光調(diào)制器與 第二波長選擇濾波器之間的會聚透鏡系統(tǒng)，用于將從第二波長選擇濾波器入 射的光會聚在空間光調(diào)制器上。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的投影器，其中，光源和空間光調(diào)制器以第一 光源與空間光調(diào)制器之間、第二光源與空間光調(diào)制器之間、和第三光源與空配置。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的投影器，其中，第一光源被設(shè)置在投影器的中心。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的投影器，其中，第二和第三光源、空間光調(diào) 制器、第一和第二波長選擇濾波器、和掃描器被配置在第一光源的周圍。
15. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的投影器，其中，第一光源通過以將具有相對光:，,、、'…、、、,，'、-;
全文摘要
投影器包括多個光源，用于生成具有不同顏色的光；空間光調(diào)制器，用于對光進行線調(diào)制；設(shè)置在光源和空間光調(diào)制器之間的波長選擇濾波器，用于按照光波長透射或反射光；和掃描器，用于以線掃描方式投影從空間光調(diào)制器入射的光。
文檔編號G03B29/00GK101315465SQ20081010876
公開日2008年12月3日 申請日期2008年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月29日
發(fā)明者樸文圭, 金容官 申請人:三星電子株式會社