光學(xué)器件的制作方法
【專利摘要】根據(jù)本發(fā)明，提供一種光學(xué)器件，該光學(xué)器件包括：多個(gè)光源，每個(gè)光源可操作以提供光束；至少一個(gè)光束組合器，光束組合器可操作以將來自多個(gè)光源的光束組合以提供組合光束；光束分光器，光束分光器布置成接收組合光束并且將組合光束分成主光束和輔助光束，其中輔助光束的一個(gè)或多個(gè)特性表征主光束的一個(gè)或多個(gè)特性，其中光束分光器包括第一表面和第二表面，主光束穿過第一表面從光束分光器發(fā)出，輔助光束穿過第二表面從光束分光器發(fā)出；反射鏡部件，反射鏡部件包括反射鏡，其中反射鏡部件布置成使得反射鏡可以反射穿過光束分光器的第一表面發(fā)出的主光束，并且其中反射鏡可以圍繞至少一個(gè)振蕩軸振蕩以掃描主光束；其中，光學(xué)器件還包括光電二極管，光電二極管構(gòu)造成接收輔助光束并且檢測(cè)輔助光束的一個(gè)或多個(gè)特性，其中光電二極管構(gòu)造成從與光束分光器的第一表面或第二表面中的至少一個(gè)平行偏離，以減少被引導(dǎo)至反射鏡的雜散光的量。還提供一種投射圖像的相應(yīng)方法。
【專利說明】光學(xué)器件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)器件，具體地涉及但也不僅限于包括布置用來減少雜散光作用的光電二極管的光學(xué)器件。
【背景技術(shù)】
[0002]控制由投影裝置投射出的光是很關(guān)鍵的。這種控制對(duì)于確保投影圖像色彩平衡不受到環(huán)境和系統(tǒng)溫度漂移的影響以及確保由投影裝置投射出清晰銳利圖像來說是必要的。
[0003]通常不執(zhí)行對(duì)由投影裝置投射的光的直接測(cè)量，由于構(gòu)造成直接測(cè)量由投影裝置投射的光的光學(xué)傳感器會(huì)干擾投射光并因此會(huì)損害投射的圖像的質(zhì)量。因此，通常，光學(xué)傳感器定位在投影裝置內(nèi)并且布置成使得這些光學(xué)傳感器在光被投射之前在投影裝置內(nèi)對(duì)光進(jìn)行測(cè)量。由光學(xué)傳感器測(cè)量的光的特性假定為與由投影裝置投射的光的特性相同；基于由光學(xué)傳感器測(cè)量的光來執(zhí)行對(duì)投影裝置的控制，以使得投影裝置投射出具有預(yù)定特性的光。但是，在現(xiàn)有投影裝置中，在光被光學(xué)傳感器感測(cè)之后，光在被投射之前穿過一個(gè)或多個(gè)其他光學(xué)元件。在光通過這些其他光學(xué)元件時(shí)產(chǎn)生光學(xué)損失；因此由光學(xué)傳感器測(cè)量的光的特性將非常不同于由投影裝置投射的光的特性。因此，不能實(shí)現(xiàn)精確控制投影裝置以使得投影裝置投射出具有預(yù)定特性的光。
[0004]投影裝置內(nèi)的光學(xué)部件(例如光學(xué)傳感器)將產(chǎn)生雜散光。將光學(xué)部件定位在投影裝置內(nèi)對(duì)于使由投影裝置投射出雜散光最小化來說很關(guān)鍵。由投影裝置投射的雜散光會(huì)損害投射的圖像的質(zhì)量。在現(xiàn)有投影裝置中，光學(xué)部件(例如光學(xué)傳感器)不是最優(yōu)地定位成使投影裝置的投射最小化。
[0005]此外，如果例如投影裝置被包含在移動(dòng)電話或攝像機(jī)中，則使投影裝置的尺寸最小化很關(guān)鍵。更小的投影裝置通常使用MEMS微鏡裝置來投射光。對(duì)于現(xiàn)有投影裝置，這些MEMS微鏡裝置被容納在外殼內(nèi)。不利地，外殼增大投影裝置的尺寸，由于外殼必需至少足夠大以容納MEMS微鏡。具有這種外殼的投影裝置對(duì)于某些應(yīng)用來說太大了。
[0006]本發(fā)明的目的是消除或減少至少某些上述缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本發(fā)明，提供一種光學(xué)器件，該光學(xué)器件包括:多個(gè)光源，每個(gè)光源可操作以提供光束；至少一個(gè)光束組合器，光束組合器可操作以將來自多個(gè)光源的光束組合以提供組合光束；光束分光器，光束分光器布置成接收組合光束并且將組合光束分成主光束和輔助光束，其中輔助光束的一個(gè)或多個(gè)特性表征主光束的一個(gè)或多個(gè)特性，其中光束分光器包括第一表面和第二表面，主光束穿過第一表面從光束分光器發(fā)出，輔助光束穿過第二表面從光束分光器發(fā)出；反射鏡部件，反射鏡部件包括反射鏡，其中反射鏡部件布置成使得反射鏡可以反射被發(fā)出穿過光束分光器的第一表面或者由光束分光器的第一表面反射的主光束，并且其中反射鏡可以圍繞至少一個(gè)振蕩軸振蕩以掃描主光束；其中，光學(xué)器件還包括光電二極管，光電二極管構(gòu)造成接收輔助光束并且檢測(cè)輔助光束的一個(gè)或多個(gè)特性，其中光電二極管構(gòu)造成從與光束分光器的第一表面或第二表面中的至少一個(gè)平行偏離，以減少被引導(dǎo)至反射鏡的雜散光的量。
[0008]光學(xué)器件可以包括電荷耦合器件(CXD)(例如CXD傳感器)、CMOS傳感器、光電二極管陣列或單個(gè)光電二極管。
[0009]可選地，除光束分光器之外或代替光束分光器，可以提供半反射或半透射元件。
[0010]通常，由反射鏡反射的主光束用于將圖像投射在顯示屏上。
[0011]通過將光電二極管布置成從與光束分光器的第一表面或第二表面中的至少一個(gè)平行偏離，在光電二極管處產(chǎn)生的雜散光將被引導(dǎo)遠(yuǎn)離光束分光器；因此雜散光將不會(huì)被光束分光器透射到反射鏡。到達(dá)光束分光器的任意雜散光將會(huì)被光束分光器偏轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離反射鏡的方向。因此，在光電二極管處產(chǎn)生的雜散光將不會(huì)由反射鏡接收。通常，主光束當(dāng)由反射鏡反射和掃描時(shí)限定圖像；所以通常反射鏡將圖像投射在顯示屏上。由于反射鏡將接收較少的雜散光，將提高被投射的圖像的質(zhì)量。
[0012]由于輔助光束的一個(gè)或多個(gè)特性表征主光束的一個(gè)或多個(gè)特性，被檢測(cè)的輔助光束的一個(gè)或多個(gè)特性可以用于監(jiān)測(cè)被提供到反射鏡以進(jìn)行掃描的主光束的特性。
[0013]一個(gè)或多個(gè)特性可以包括下列至少一項(xiàng):光強(qiáng)度、光波長(zhǎng)、光調(diào)制速度、(一個(gè)或多個(gè)光束之間的)光束對(duì)準(zhǔn)、在光電二極管表面上的光束尺寸/形狀、斑點(diǎn)級(jí)別、激光模式、激光發(fā)散、像散、激光束均勻性、激光器老化。
[0014]反射鏡部件優(yōu)選是MEMS反射鏡裝置。MEMS反射鏡裝置是包含光學(xué)MEMS (微機(jī)電系統(tǒng))的裝置。光學(xué)MEMS可以包括適合于隨著時(shí)間變化移動(dòng)和偏轉(zhuǎn)光的圓柱形、矩形或方形微鏡。微鏡通常由扭轉(zhuǎn)臂連接到固定部分并且可以沿著一個(gè)或兩個(gè)軸傾斜和振蕩。可以使用不同的致動(dòng)原理，包括靜電、熱、電磁或壓電。已知MEMS微鏡裝置的面積約幾mm2。MEMS微鏡裝置可以包括單個(gè)微鏡，微鏡構(gòu)造成沿著兩個(gè)振蕩軸振蕩以沿著水平和豎直方向兩者掃描光?？商鎿Q地，MEMS微鏡裝置可以包括第一 MEMS微鏡和第二 MEMS微鏡，第一 MEMS微鏡構(gòu)造成沿著第一振蕩軸振蕩以沿著水平方向掃描光，第二 MEMS微鏡構(gòu)造成沿著第二振蕩軸振蕩以沿著豎直方向掃描光。優(yōu)選地，第一和第二MEMS微鏡將被精確定位成使得振蕩軸正交。
[0015]組合光束還可以通過第一表面被接收到光束分光器中。
[0016]一個(gè)或多個(gè)光源可以包括一個(gè)或多個(gè)激光器。
[0017]光電二極管還可以構(gòu)造成從與光束分光器的第一表面和第二表面兩者平行偏離。
[0018]光電二極管可以是雪崩光電二極管。應(yīng)當(dāng)理解，可以使用具有光電二極管作用的任意其他部件，代替光電二極管。
[0019]光束分光器的第一表面還可以包括抗反射涂層。光束分光器的第二表面還可以包括抗反射涂層?？狗瓷渫繉涌梢园▎螌踊蚨鄬与娊橘|(zhì)材料或金屬氧化物，例如Si0x、SixNy > MgO> MgFx> Tix0y。
[0020]光學(xué)器件還可以包括控制器，控制器可與光電二極管可操作地通信以接收與表征主光束的一個(gè)或多個(gè)特性的輔助光束的一個(gè)或多個(gè)特性有關(guān)的數(shù)據(jù)，并且控制多個(gè)光源中的每一個(gè)以使得主光束的一個(gè)或多個(gè)特性保持在一個(gè)或多個(gè)預(yù)定特性。
[0021 ] 光學(xué)器件還可以包括檢測(cè)裝置，檢測(cè)裝置用于檢測(cè)檢測(cè)輔助光束入射在光電二極管上的位置。這將能夠檢測(cè)出光源(例如激光器)的未對(duì)準(zhǔn)。例如，如果輔助光被檢測(cè)出在光電二極管上的位置是光電二極管上預(yù)定區(qū)域外側(cè)，則可以確定一個(gè)或多個(gè)光源未對(duì)準(zhǔn)。這在制造階段特別有用；在這些階段中，在將微鏡部件結(jié)合到光學(xué)器件中之前，可以根據(jù)需要使用檢測(cè)裝置執(zhí)行測(cè)試以檢測(cè)光源是否對(duì)準(zhǔn)。如果發(fā)現(xiàn)光源正確對(duì)準(zhǔn)(例如，用于檢測(cè)輔助光束入射在光電二極管上的位置的檢測(cè)裝置，檢測(cè)到輔助光束在光電二極管上預(yù)定區(qū)域內(nèi)側(cè)的位置上入射)，則可以通過結(jié)合微鏡部件來完成光學(xué)器件。但是，在很多情況下，例如由于制造缺陷或者誤操作，光源將會(huì)未對(duì)準(zhǔn)。具有未對(duì)準(zhǔn)的光源的光學(xué)器件不能適當(dāng)?shù)仄鹱饔?，并且這些有缺陷的光學(xué)器件必須被棄用。如果檢測(cè)裝置顯示光源未對(duì)準(zhǔn)(例如，用于檢測(cè)輔助光束入射在光電二極管上的位置的檢測(cè)裝置，檢測(cè)出輔助光束在光電二極管上預(yù)定區(qū)域外側(cè)的位置上入射)，則可以在將微鏡部件結(jié)合到光學(xué)器件中之前棄用該光學(xué)器件。因此，檢測(cè)裝置使得微鏡部件能夠僅被結(jié)合到光源正確對(duì)準(zhǔn)的那些光學(xué)器件中。
[0022]光學(xué)器件可以構(gòu)造成使得光束分光器直接與反射鏡光學(xué)通信。在這種情況下，在光束分光器和反射鏡之間沒有布置光學(xué)兀件；由于反射鏡接收直接來自光束分光器而不需要穿過任意其他光學(xué)元件的主光束，因此在主光束從光束分光器傳到反射鏡時(shí)將有很少或者沒有光學(xué)損失。因此，在光束分光器上的主光束的特性和最終到達(dá)反射鏡的主光束的特性之間有很少或者沒有差異。因此，由光電二極管在光束分光器處獲得的對(duì)輔助光束的特性的測(cè)量將提供在反射鏡處接收的主光束的特性的精確代表。結(jié)果，因此到達(dá)反射鏡的主光束的更精確控制能夠被實(shí)施，因此可以實(shí)現(xiàn)更精確控制由反射鏡反射和掃描的主光束。如果由反射鏡反射和掃描的主光束用于將圖像投射在顯示屏上，則由本發(fā)明提供的對(duì)到達(dá)反射鏡的主光束的改進(jìn)且更精確的控制，將能夠改進(jìn)對(duì)投射圖像的特性的控制。
[0023]光學(xué)器件還可以包括具有窗口的外殼，由反射鏡反射的主光束可以穿過窗口，其中光學(xué)器件還包括反射表面，反射表面布置成接收來自光束分光器的主光束并且將主光束反射至反射鏡，其中反射表面構(gòu)造成與窗口形成一體。反射表面與窗口成一體提供更緊湊的光學(xué)器件。
[0024]光束組合器、光束分光器和反射鏡布置成使得由反射鏡反射的主光束穿過組合光束，以減少在由反射鏡反射的主光束中的斑點(diǎn)。組合光束可以從光束組合器傳到光束分光器。由反射鏡反射的主光束與組合光束的相互作用，減少在由反射鏡反射的主光束中的斑點(diǎn)，即提供抗斑點(diǎn)效果。斑點(diǎn)減少使得更銳利的圖像能夠通過光學(xué)器件投射在顯示屏上。
[0025]光學(xué)器件還可以包括窗口，由反射鏡反射的主光束可以穿過窗口，其中窗口構(gòu)造成調(diào)節(jié)穿過窗口的主光束的光學(xué)特性。窗口可以構(gòu)造成對(duì)穿過窗口的主光束進(jìn)行聚焦。窗口可以構(gòu)造成對(duì)穿過窗口的主光束進(jìn)行發(fā)散。窗口可以構(gòu)造成改變穿過窗口的主光束的方向。例如，窗口可以構(gòu)造成改變沿著水平法向行進(jìn)的主光束的方向，以使得主光束以與水平法向成45°角被投射。
[0026]窗口可以構(gòu)造成減少斑點(diǎn)效應(yīng)。例如，窗口可以構(gòu)造成振動(dòng)以減少斑點(diǎn)效應(yīng)。窗口還可以包括斑點(diǎn)減少層。斑點(diǎn)減少層可以構(gòu)造成振動(dòng)以進(jìn)一步減少斑點(diǎn)效應(yīng)。斑點(diǎn)減少層可以包括可以漫射光的材料。斑點(diǎn)減少層可以包括構(gòu)造成從穿過斑點(diǎn)減少層的光束產(chǎn)生多個(gè)輸出光角度的材料。多個(gè)輸出光角度可以較小，以不損失光束準(zhǔn)直或聚焦，但仍然減少斑點(diǎn)。斑點(diǎn)減少層可以包括構(gòu)造成產(chǎn)生穿過斑點(diǎn)減少層的光束的多種偏振的材料。斑點(diǎn)減少層可以包括構(gòu)造成從穿過斑點(diǎn)減少層的光束產(chǎn)生多個(gè)波長(zhǎng)的材料。斑點(diǎn)減少層可以是抗斑點(diǎn)層。[0027]可以用在斑點(diǎn)減少層中的材料或者可以用于從輸入光束產(chǎn)生多個(gè)輸出光角度的材料，可以是通常衍射、漫射的材料或者可以在半透明介質(zhì)中生成全息圖案的材料(如聚合物或PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯))或由具有漫射或衍射光能力的納米材料組成的材料。通過具有默認(rèn)改變光偏振的LCD透射面板可以完成生成光束的多種偏振。窗口可以構(gòu)造成使光暗淡。窗口可以包括構(gòu)造成使穿過窗口的光暗淡的層。窗口優(yōu)選包括可以調(diào)節(jié)偏振的LCD透射面板。通過改變LCD透射面板的偏振性，穿過LCD透射面板的光的特性(例如強(qiáng)度)會(huì)改變；因此從窗口輸出的光的強(qiáng)度會(huì)因此減小從而實(shí)現(xiàn)使光暗淡。
[0028]窗口還可以包括功能部分。功能部分可以與窗口形成一體或結(jié)合到窗口中。功能部分優(yōu)選地在窗口的整個(gè)表面的一部分上延伸。功能部分可以包括構(gòu)造成測(cè)量穿過窗口的光的一個(gè)或多個(gè)特性的光電二極管。例如，光電二極管可以構(gòu)造成測(cè)量穿過窗口的光的光強(qiáng)度和/或?qū)?zhǔn)性。功能部分可以附加地或可替換地包括反射表面。反射表面可以布置成將穿過窗口的至少某些光反射至感測(cè)裝置，感測(cè)裝置構(gòu)造成感測(cè)光的一個(gè)或多個(gè)特性。感測(cè)裝置可以是光電二極管。功能部分可以包括光吸收層。光吸收層可以包括高吸收材料。光吸收層可以布置成減少光從窗口的雜散反射。光吸收層可以布置成減少雜散光從窗口的反射。例如，光吸收層可以防止雜散光被窗口反射到光學(xué)器件內(nèi)部。
[0029]光學(xué)器件還可以包括第二光束分光器。第二光束分光器優(yōu)選地布置成使組合光束的一部分偏轉(zhuǎn)。第二光束分光器可以布置成將組合光束的一部分偏轉(zhuǎn)到光學(xué)器件中的反射鏡。將光偏轉(zhuǎn)到反射鏡，使得反射鏡的特性能夠被檢測(cè)到，例如可以檢測(cè)反射鏡的振蕩速度和反射鏡的位置。第二光束分光器可以布置成將組合光束的一部分偏轉(zhuǎn)到可操作檢測(cè)光的一個(gè)或多個(gè)特性的裝置。將光偏轉(zhuǎn)到可操作檢測(cè)光的一個(gè)或多個(gè)特性的裝置，使得組合光束的特性能夠被檢測(cè)到，例如，亮度、波長(zhǎng)等。第二光束分光器可以布置成將組合光束的一部分偏轉(zhuǎn)到光學(xué)器件中的反射鏡和/或偏轉(zhuǎn)到可操作檢測(cè)光的一個(gè)或多個(gè)特性的裝置。
[0030]如上所述，光學(xué)器件可以包括第二光束分光器。光學(xué)器件還可以包括一個(gè)或多個(gè)附加光電二極管。優(yōu)選的，光學(xué)器件包括第二和第三光電二極管。第二光束分光器可以布置在光束組合器和光束分光器之間的光路中。第二光束分光器可以布置成接收來自光束組合器的光并將一部分光偏轉(zhuǎn)到反射鏡。第二光束分光器構(gòu)造成使得沒有被偏轉(zhuǎn)到反射鏡的一部分光傳到光束分光器。
[0031]一個(gè)或多個(gè)附加光電二極管優(yōu)選地布置成使得它們可以接收已經(jīng)在反射鏡處從第二光束分光器接收并且從反射鏡被偏轉(zhuǎn)的光。第二和第三光電二極管優(yōu)選地布置成使得它們可以接收已經(jīng)在反射鏡處從第二光束分光器接收并且從反射鏡被偏轉(zhuǎn)的光。反射鏡可以布置成將其從第二光束分光器接收的光偏轉(zhuǎn)到第二和第三光電二極管。
[0032]一個(gè)或多個(gè)附加光電二極管可以構(gòu)造成感測(cè)它們從反射鏡接收的光的一個(gè)或多個(gè)特性。第二和第三光電二極管可以構(gòu)造成感測(cè)它們從反射鏡接收的光的一個(gè)或多個(gè)特性。第二和第三光電二極管可以構(gòu)造成感測(cè)它們從反射鏡接收的光束的位置。光束的位置與反射鏡的掃描角相關(guān)。優(yōu)選地，第二和第三光電二極管構(gòu)造成感測(cè)它們從反射鏡接收的光束的位置變化速率。光束的位置變化速率與反射鏡的振蕩速度相關(guān)。因此，檢測(cè)從反射鏡偏轉(zhuǎn)的光的特性能夠間接地確定反射鏡的參數(shù)；例如，根據(jù)光束的位置變化速率可以確定諸如反射鏡振蕩頻率的參數(shù)，當(dāng)由反射鏡偏轉(zhuǎn)的光束的位置與致動(dòng)信號(hào)相比較時(shí)還可以感測(cè)運(yùn)動(dòng)相位，并且根據(jù)光束的位置可以確定反射鏡掃描角。[0033]第二光束分光器可以布置成接收來自光束組合器的光并且將一部分光偏轉(zhuǎn)到構(gòu)造成檢測(cè)光的一個(gè)或多個(gè)特性的裝置。該裝置可以是光電二極管、分光計(jì)、或可操作以檢測(cè)光的一個(gè)或多個(gè)特性的任意其他裝置。第二光束分光器可以布置在光束組合器和光束分光器之間的光路中。第二光束分光器優(yōu)選地構(gòu)造成使得沒有被偏轉(zhuǎn)到該裝置的一部分光傳到其他光束分光器。
[0034]光學(xué)器件還可以包括外殼，其中反射鏡部件限定外殼的表面的至少一部分。外殼可以至少容納多個(gè)光源、光束組合器、光束分光器和光電二極管。
[0035]反射鏡部件可以限定外殼的上表面和下表面的至少一部分。因此，由于外殼不需要延伸遍布反射鏡部件的上表面和下表面，所以外殼的整體厚度可以減小。
[0036]反射鏡部件還可以限定外殼的四個(gè)表面的至少一部分。例如，反射鏡部件可以限定外殼的上表面、下表面、第一側(cè)表面和第二側(cè)表面的至少一部分。
[0037]光學(xué)器件可以包括單個(gè)導(dǎo)電構(gòu)件，單個(gè)導(dǎo)電構(gòu)件構(gòu)造成電連接光源、光電二極管和反射鏡部件中的每一個(gè)。單個(gè)導(dǎo)電構(gòu)件可以包括柔性材料。單個(gè)導(dǎo)電構(gòu)件可以包括單體柔性回路。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種包括根據(jù)任一權(quán)利要求所述的光學(xué)器件的投影
裝直。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種投射圖像的方法，該方法包括如下步驟:操作多個(gè)光源以使得每個(gè)光源提供光束；將光束組合以提供組合光束；使用光束分光器將組合光束分成主光束和輔助光束，其中輔助光束的特性表征主光束的特性，其中光束分光器包括第一表面和第二表面，主光束穿過第一表面從光束分光器發(fā)出，輔助光束穿過第二表面被發(fā)出；在光電二極管處接收輔助光束，光電二極管構(gòu)造成從與光束分光器的第一表面或第二表面中的至少一個(gè)平行偏離；使用光電二極管檢測(cè)輔助光束的一個(gè)或多個(gè)特性；處理輔助光束的檢測(cè)的一個(gè)或多個(gè)特性以確定主光束的特性；掃描主光束以將圖像投射在顯示屏上。
[0040]光學(xué)器件可以包括電荷耦合器件(CXD)(例如CXD傳感器)、CMOS傳感器、光電二極管陣列或單個(gè)光電二極管。
[0041 ] 可選地，代替光束分光器，可以提供半反射或半透射元件。
[0042]該方法還包括如下步驟:調(diào)節(jié)多個(gè)光源中的一個(gè)或多個(gè)光源，以使得主光束的一個(gè)或多個(gè)特性匹配一個(gè)或多個(gè)預(yù)定特性。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種光學(xué)器件，該光學(xué)器件包括反射鏡，反射鏡可以反射光并且圍繞一個(gè)或多個(gè)振蕩軸振蕩以掃描反射的光；多個(gè)光學(xué)元件，其中多個(gè)光學(xué)元件布置成使得這些光學(xué)元件向反射鏡提供光，以使得反射鏡可以反射光并且可以圍繞反射鏡的一個(gè)或多個(gè)振蕩軸振蕩以掃描反射的光，其中光學(xué)器件還包括光電二極管，光電二極管與光學(xué)元件光學(xué)連通，光學(xué)元件與反射鏡直接光學(xué)連通，以使得光電二極管可以檢測(cè)由所述光學(xué)元件發(fā)送到反射鏡的光的一個(gè)或多個(gè)特性。
[0044]由于光在到達(dá)反射鏡之前不與其他光學(xué)元件相互作用，當(dāng)光從與反射鏡直接光學(xué)連通的光學(xué)元件行進(jìn)至反射鏡時(shí)，沒有光學(xué)損失或者至少很少有光學(xué)損失。因此，在與反射鏡直接光學(xué)連通的光學(xué)元件處測(cè)量的光的特性，將與到達(dá)反射鏡的光的特性相同或者至少基本相同。因此，通過提供與光學(xué)元件光學(xué)連通的光電二極管，其中光學(xué)元件與反射鏡直接光學(xué)連通，則可以精確地測(cè)量由反射鏡反射并掃描的光的特性。因此，可以更精確地控制由反射鏡反射并掃描的光。如果反射鏡用于投射圖像，則由于可以實(shí)現(xiàn)由反射鏡投射的光的更準(zhǔn)確的特性，所以本發(fā)明能夠改進(jìn)對(duì)投射圖像的特性的控制。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種適合于容納一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件的外殼模塊，其中外殼模塊構(gòu)造成使得外殼模塊可以與反射鏡部件合作以形成外殼，其中反射鏡部件限定外殼的表面的至少一部分。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種包括容納一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件的外殼的光學(xué)器件，其中光學(xué)器件包括反射鏡部件，其中反射鏡部件構(gòu)造成限定外殼的表面的至少一部分。
[0047]在上述方面中的每一個(gè)中，反射鏡部件可以限定外殼的上表面和下表面的至少一部分。
[0048]在上述方面中的每一個(gè)中，反射鏡部件可以限定外殼的四個(gè)表面的至少一部分。例如，反射鏡部件可以限定外殼的上表面、下表面、第一側(cè)表面和第二側(cè)表面的至少一部分。
[0049]在上述方面/實(shí)施例中的每一個(gè)中，反射鏡部件優(yōu)選為MEMS微鏡裝置。
[0050]多個(gè)光源可以包括激光器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0051]借助于對(duì)實(shí)施例的描述將更好地理解本發(fā)明，實(shí)施例僅作為示例給出并且由附圖示出，其中:
圖1提供根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)器件的俯瞰圖；
圖2a-圖2c提供用于圖1所示的光學(xué)器件I中的光束分光器11和光電二極管29的不同可能構(gòu)造的側(cè)視圖；
圖3提供用在圖1的器件中的單個(gè)導(dǎo)電構(gòu)件的透視圖；
圖4a-圖4d提供用在圖1的器件中的窗口的透視圖，圖4e和圖4f提供棱鏡的側(cè)視圖，圖4g提供反射板的側(cè)視圖，該反射板可以在窗口之外或替換窗口設(shè)置，且圖4f示出在圖1的器件中使用的窗口的另一可能構(gòu)造；
圖5提供根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的光學(xué)器件的俯瞰圖；
圖6提供根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的光學(xué)器件的俯瞰圖；
圖7提供根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的光學(xué)器件的俯瞰圖；
圖8a和圖Sb分別提供根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)器件的外殼的俯瞰圖和側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0052]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光學(xué)器件I的俯瞰圖。
[0053]光學(xué)器件I包括各自可操作以發(fā)出光束5a、5b、5c的三個(gè)光源3a、3b、3c。優(yōu)選地，光源3a、3b、3c是激光器形式。在本具體示例中，光源3a發(fā)出紅色光束5a ;光源3b發(fā)出綠色光束；光源3c發(fā)出藍(lán)色光束5c。應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不限于具有這種特定顏色順序；光源3a、3b、3c可以具有任意其他顏色順序；例如，光源3a可以發(fā)出綠色光束；光源3b可以發(fā)出藍(lán)色光束；光源3c可以發(fā)出紅色光束。
[0054]發(fā)出的光束5a、5b、5c被引導(dǎo)至光束組合器7，在光束組合器7中這些光束被組合以提供組合光束9。光束組合器可以可選地由單個(gè)部件限定或者可以由多個(gè)部件限定；例如,如圖1所不的光學(xué)器件I中一樣，光束組合器7可以由三個(gè)半反射窗7a、7b、7c限定。
[0055]光學(xué)器件I還包括光束分光器11。光束分光器11布置成接收組合光束9并將組合光束9分成主光束13和輔助光束15。主光束13構(gòu)造成限定圖像的一系列像素，以使得當(dāng)主光束13投射在顯示屏上時(shí)，投射圖像將顯示在顯示屏上。輔助光束15的一個(gè)或多個(gè)特性表征主光束13的一個(gè)或多個(gè)特性。例如，輔助光束15的亮度或強(qiáng)度與主光束13的亮度或強(qiáng)度成比例；或者輔助光束15中紅色、綠色和藍(lán)色光的比例與主光束13中紅色、綠色和藍(lán)色光的比例相同。
[0056]光束分光器11包括第一表面17,光束分光器11通過第一表面17接收組合光束9并且通過該第一表面17主光束13從光束分光器11發(fā)出。光束分光器11還包括第二表面19 ;通過該第二表面19，輔助光束15從光束分光器11發(fā)出。光束分光器11的第一表面17和第二表面19各自具有抗反射涂層33?？狗瓷渫繉?3包括單層或多層電介質(zhì)材料或金屬氧化物，例如 SiOx、SixNy、Mg。、MgFx、TixOy0
[0057]光學(xué)器件I還包括MEMS微鏡裝置21形式的反射鏡部件。MEMS微鏡裝置21包括MEMS微鏡23，MEMS微鏡23布置成使得MEMS微鏡23可以將從光束分光器11接收的主光束13反射到顯示屏27。MEMS微鏡23還可以圍繞至少一個(gè)振蕩軸振蕩以掃描主光束13 ;在具體示例中，MEMS微鏡23構(gòu)造成使得MEMS微鏡23可以圍繞兩個(gè)正交的振蕩軸振蕩以使得MEMS微鏡23可以沿著顯示屏27在水平方向和豎直方向兩者上對(duì)光進(jìn)行掃描。被MEMS微鏡23反射和掃描的主光束13在顯示屏27上限定出圖像25，即，投射圖像25。
[0058]光學(xué)器件I包括光電二極管29。光電二極管29構(gòu)造成接收來自光束分光器11的輔助光束15。光電二極管29構(gòu)造成檢測(cè)輔助光束15的一個(gè)或多個(gè)特性；例如，光電二極管29構(gòu)造成檢測(cè)輔助光束15的亮度或強(qiáng)度和/或輔助光束15中紅色、綠色和藍(lán)色光的比例。由于輔助光束15的特性表征或成比例于主光束13的一個(gè)或多個(gè)特性，輔助光束15的檢測(cè)特性可以用于監(jiān)測(cè)由MEMS微鏡23投射的主光束13的特性。通過控制主光束13的特性可以控制投射圖像25的光學(xué)特性。
[0059]光電二極管29布置成使得光電二極管29從與光束分光器11的第二表面19平行偏離。通過將光電二極管29布置成從與光束分光器11的第二表面19平行偏離，在光電二極管29處產(chǎn)生的雜散光31a —般將被引導(dǎo)遠(yuǎn)離光束分光器11 ;因此，雜散光31a將不會(huì)被光束分光器11透射到MEMS微鏡23。確實(shí)到達(dá)光束分光器11的任意雜散光31b將會(huì)被光束分光器11偏轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離MEMS微鏡23 ;由于光電二極管29布置成從與第二表面19平行偏離，雜散光31b因此將具有確保雜散光31b將被偏轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離MEMS微鏡23的入射角。光束分光器11上的抗反射涂層33將進(jìn)一步增強(qiáng)光束分光器將雜散光31偏轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離MEMS微鏡23的能力。因此，在光電二極管29處產(chǎn)生的雜散光將不會(huì)由MEMS微鏡23接收。由于MEMS微鏡23將接收較少的雜散光，將提高被投射在顯示屏27上的圖像25的質(zhì)量。在圖1所示的具體不例中，光電二極管29布置成使得光電二極管29還從與光束分光器11的第一表面17平行偏離。
[0060]如圖1所示，光束組合器7 (在本示例中由三個(gè)半反射窗7a、7b、7c限定)、光束分光器IUMEMS微鏡裝置21布置成使得由MEMS微鏡23反射的主光束15穿過從光束組合器7傳到光束分光器11的組合光束9。這具有減少由MEMS微鏡23反射的主光束15中的斑點(diǎn)的效果。減少斑點(diǎn)提供更清晰更銳利的投射圖像25。
[0061]光學(xué)器件I還包括控制器32，控制器32可與光電二極管29操作上連通以接收與由光電二極管29測(cè)量的輔助光束的一個(gè)或多個(gè)特性有關(guān)的數(shù)據(jù)?？刂破?2可以處理與輔助光束的一個(gè)或多個(gè)特性有關(guān)的數(shù)據(jù)以獲得與主光束13的一個(gè)或多個(gè)特性有關(guān)的數(shù)據(jù)?？刂破?2還可與每個(gè)光源3a、3b、3c操作上連通并且可以控制每個(gè)光源3a、3b、3c，以使得主光束13的一個(gè)或多個(gè)特性可以保持在一個(gè)或多個(gè)預(yù)定特性。通過控制主光束13，投射圖像25的光學(xué)特性受到控制。因此，通過控制主光束13的特性以使得這些特性保持在一個(gè)或多個(gè)預(yù)定特性，投射圖像25的光學(xué)特性可以保持在預(yù)定光學(xué)特性。應(yīng)當(dāng)注意，控制器32可以是微控制器；控制器32可以構(gòu)造成還與另一數(shù)字處理單元(微控制器、FPGA等)通信以共享信息或計(jì)算或執(zhí)行算法。
[0062]光學(xué)器件I可以操作以將圖像25投射在顯示屏27上。在操作期間，光源3a、3b、3c操作以分別發(fā)出紅色光束5a ;綠色光束5b ;和藍(lán)色光束5c。光束5a、5b、5c在光束組合器7中組合以提供組合光束9。光束分光器11然后將組合光束9分成主光束13和輔助光束15，其中輔助光束15的特性表征主光束13的特性。主光束13被從光束分光器11穿過光束分光器11的第一表面17發(fā)出，輔助光束被從光束分光器11穿過光束分光器11的第二表面19發(fā)出。輔助光束15在光電二極管29處被接收，光電二極管29構(gòu)造成從與光束分光器11的第二表面19平行偏離。使用光電二極管29檢測(cè)輔助光束15的一個(gè)或多個(gè)特性。由光電二極管29檢測(cè)的輔助光束15的一個(gè)或多個(gè)特性經(jīng)處理以確定主光束13的特性。光源3a、3b、3c可以由控制器32調(diào)節(jié)以使得主光束13的被確定的特性匹配預(yù)定特性。MEMS微鏡裝置21的MEMS微鏡23朝向顯示屏27反射主光束13，并且圍繞MEMS微鏡23的振蕩軸振蕩以沿著顯示屏掃描主光束13，以在顯示屏27上顯示出投射圖像25。通過控制光源3a、3b、3c以使得主光束13的被確定的特性匹配預(yù)定特性，顯示屏27的光學(xué)特性可以保持在預(yù)定光學(xué)特性。
[0063]光學(xué)器件I還包括用于檢測(cè)輔助光束15入射在光電二極管29上的位置的檢測(cè)裝置35。檢測(cè)裝置35可以構(gòu)造成與光電二極管29形成一體。這將能夠檢測(cè)出光源3a、3b、3c的未對(duì)準(zhǔn)。例如，如果輔助光15被檢測(cè)出在光電二極管29上的位置是光電二極管29上預(yù)定區(qū)域外側(cè)，則可以確定光源3a、3b、3c中的一個(gè)或多個(gè)未對(duì)準(zhǔn)。這在制造階段特別有用；在這些階段中，在將MEMS微鏡裝置21結(jié)合到光學(xué)器件中之前，可以根據(jù)需要使用檢測(cè)裝置35執(zhí)行測(cè)試以檢測(cè)光源3a、3b、3c是否對(duì)準(zhǔn)。如果發(fā)現(xiàn)光源3a、3b、3c正確對(duì)準(zhǔn)(例如，用于檢測(cè)輔助光束15入射在光電二極管29上的位置的檢測(cè)裝置35，檢測(cè)到輔助光束15在光電二極管29上預(yù)定區(qū)域內(nèi)側(cè)的位置上入射)，則可以通過結(jié)合MEMS微鏡裝置21來完成光學(xué)器件I。但是，在很多情況下，例如由于制造缺陷或者誤操作，光源3a、3b、3c將會(huì)未正確對(duì)準(zhǔn)。具有未對(duì)準(zhǔn)的光源3a、3b、3c的光學(xué)器件I不能適當(dāng)?shù)仄鹱饔?，并且這些有缺陷的光學(xué)器件必須被棄用。如果檢測(cè)裝置35顯示光源3a、3b、3c未對(duì)準(zhǔn)(例如，檢測(cè)裝置35檢測(cè)出輔助光束15在光電二極管29上預(yù)定區(qū)域外側(cè)的位置上入射)，則可以在將MEMS微鏡裝置21結(jié)合到光學(xué)器件I中之前棄用該光學(xué)器件I。因此，檢測(cè)裝置35使得MEMS微鏡裝置21能夠僅被結(jié)合到光源3a、3b、3c正確對(duì)準(zhǔn)的那些光學(xué)器件I中。
[0064]在圖1所示的實(shí)施例中，光學(xué)器件I構(gòu)造成使得光束分光器11直接與MEMS微鏡裝置21的MEMS微鏡23光學(xué)連通。因此，在光束分光器11和MEMS微鏡23之間沒有布置光學(xué)兀件。由于MEMS微鏡23接收直接來自光束分光器11而不需要穿過任意其他光學(xué)兀件的主光束13，因此在主光束13從光束分光器11傳到MEMS微鏡23時(shí)將有很少或者沒有光學(xué)損失。因此，在入射到光束分光器11上的主光束15的特性和最終到達(dá)MEMS微鏡23并被檢測(cè)到的主光束15的特性之間有很少或者沒有差異。因此，由光電二極管29在光束分光器11處獲得的輔助光束15的特性將精確表現(xiàn)由MEMS微鏡23接收并反射的主光束15的特性。結(jié)果，因此可以實(shí)施對(duì)到達(dá)MEMS微鏡23的主光束15的更精確控制，因此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)由MEMS微鏡23反射和掃描的主光束15的更精確控制。這使得投射圖像25的光學(xué)特性能夠被更精確控制。
[0065]圖2a_圖2c提供用于圖1所示的光學(xué)器件I中的光束分光器11和光電二極管29的不同可能構(gòu)造的側(cè)視圖。圖2a示出標(biāo)準(zhǔn)光束分光器11，其中光束分光器的第一表面17和第二表面19平行。光電二極管29布置成使得光電二極管29從與光束分光器11的第一表面17和第二表面19都平行偏離。在圖1所示的光學(xué)器件中，光束分光器11和光電二極管29布置成如圖2a所示。但是，應(yīng)當(dāng)理解，為使本發(fā)明起作用，光電二極管29僅需要從與第一表面17或第二表面19中至少一個(gè)平行偏離。因此，為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果，光電二極管29僅需要布置成使得光電二極管29從與光束分光器29的第一表面17或第二表面19平行偏離。圖2b和圖2c示出光束分光器11和光電二極管29的可能構(gòu)造，其中光電二極管29從與光束分光器29的第一表面17或第二表面19中一者平行偏離。
[0066]圖2b不出光束分光器Ilb ;與圖2a中所不的光束分光器11不同，光束分光器Ilb的第一表面17b和第二表面19b不平行；而是光束分光器Ilb為楔形。光束分光器Ilb構(gòu)造成使得光束分光器Ilb的第一表面17b豎直，光束分光器Ilb的第二表面19b從豎直法向偏離。光電二極管29布置成與光束分光器Ilb的第二表面19b平行。由于光束分光器Ilb的第一表面17b和第二表面19b不平行,通過將光電二極管29布置成使得光電二極管29與第二表面19b平行,光電二極管29將被布置成使得光電二極管29從與光束分光器I Ib的第一表面17b平行偏離。在圖2b所不的具體不例中，光電二極管29被固定到光束分光器Ilb的第二表面19b。可以使用任意適合固定裝置將光電二極管29固定到光束分光器Ilb的第二表面19b。
[0067]圖2c示出用于圖1所示的光學(xué)器件I中的光束分光器11和光電二極管29的另一可能構(gòu)造。圖2c所示的構(gòu)造類似于圖2b所示的構(gòu)造；光束分光器Ilc的第一表面17c和第二表面19c不平行；而是光束分光器為楔形。與圖2b所示構(gòu)造不同，光束分光器Ilc的第二表面19c豎直,光束分光器Ilc的第一表面17c從豎直法向偏離。光電二極管29布置成與光束分光器Ilc的第二表面19c平行。由于光束分光器Ilc的第一表面17c和第二表面19c不平行，通過將光電二極管29布置成使得光電二極管29與第二表面19c平行，光電二極管29將被布置成使得光電二極管29從與光束分光器Ilc的第一表面17c平行偏離。在圖2c所示的具體示例中，光電二極管29被固定到光束分光器Ilc的第二表面19c?？梢允褂萌我膺m合固定裝置將光電二極管29固定到光束分光器Ilc的第二表面19c。光學(xué)器件I的另一特征是光學(xué)器件I包括單個(gè)導(dǎo)電構(gòu)件，單個(gè)導(dǎo)電構(gòu)件構(gòu)造成電連接光源3a、3b、3c、光電二極管29、和MEMS微鏡裝置21中的每一個(gè)。單個(gè)導(dǎo)電構(gòu)件可以電連接光源3a、3b、3c、光電二極管29和MEMS微鏡裝置21、檢測(cè)裝置35和控制器32中的每一個(gè)。圖3提供用在圖1的光學(xué)器件中的單個(gè)導(dǎo)電構(gòu)件40的透視圖；圖3示出與光學(xué)器件I絕緣的單個(gè)導(dǎo)電構(gòu)件40。單個(gè)導(dǎo)電構(gòu)件40包括柔性材料，柔性材料使得單個(gè)導(dǎo)電構(gòu)件40能夠根據(jù)需要彎曲。
[0068]如圖3所示，單個(gè)導(dǎo)電構(gòu)件40包括五個(gè)電觸頭41a_41e ;電觸頭41a_41c分別用于建立與每個(gè)光源3a、3b、3c的電連接；電觸頭41d用于建立與光電二極管29的電連接；電觸頭41e用于建立與MEMS微鏡裝置21的電連接。單個(gè)導(dǎo)電構(gòu)件40包括主導(dǎo)電平臺(tái)43，主導(dǎo)電平臺(tái)43電連接五個(gè)電觸頭41a-41e中的每一個(gè)。應(yīng)當(dāng)理解，導(dǎo)電構(gòu)件40可以具有任意數(shù)量的電觸頭。設(shè)置在導(dǎo)電構(gòu)件40中的電觸頭的數(shù)量可以取決于導(dǎo)電構(gòu)件將電連接的部件的數(shù)量。
[0069]圖1所不的光學(xué)器件I還包括外殼37。外殼37容納光源3a、3b、3c、光束組合器
7、光束分光器11和光電二極管29。外殼37還可以構(gòu)造成容納MEMS微鏡裝置21，或者可替換地，如之后將討論的，MEMS微鏡裝置21可以限定外殼37的一部分。
[0070]窗口 39設(shè)置在外殼37中。由MEMS微鏡23反射的光可以從外殼37穿過窗口 39發(fā)出，以使得光可以入射在顯示屏27以在顯示屏27上投射出投射圖像25。窗口 39可以具有任意適合構(gòu)造。窗口 39可以構(gòu)造成調(diào)節(jié)穿過窗口 39的光的光學(xué)特性。窗口 39可以采取要求根據(jù)需要調(diào)節(jié)穿過窗口 39的光的光學(xué)特性的任意適合構(gòu)造。窗口 39構(gòu)造成振動(dòng)以減少斑點(diǎn)效應(yīng)；光學(xué)器件I包括可操作以振動(dòng)窗口 39的振動(dòng)裝置(未示出)。
[0071]圖4a_圖4e提供如何將窗口 39構(gòu)造成使得窗口 39將調(diào)節(jié)穿過窗口 39的光45的光學(xué)特性的示例的透視圖。圖4a示出如何將窗口 39構(gòu)造成改變穿過窗口 39的光45的方向，即，將光45的方向向上改變；可選地，圖4a所不的窗口 39可以構(gòu)造成改變光45的方向以使得光45被垂直地引導(dǎo)，即，光45從入射在窗口 39上的水平方向改變方向90度到達(dá)在光45離開窗口 39時(shí)的豎直方向。圖4b示出如何將窗口 39構(gòu)造成發(fā)散穿過窗口 39的光45。使光45發(fā)散將增大投射圖像25的尺寸。圖4c示出如何將窗口 39構(gòu)造成聚焦穿過窗口 39的光45。使光聚焦將減小投射圖像的尺寸并且將增強(qiáng)圖像亮度。圖4d示出窗口 39當(dāng)然可以構(gòu)造成使得光45的方向保持不改變。圖4e示出用于窗口 39的另一可能構(gòu)造。圖4e示出窗口 39可以由棱鏡46限定。圖4e所示的棱鏡46具有五個(gè)側(cè)面。應(yīng)當(dāng)理解，棱鏡46可以具有任意數(shù)量的側(cè)面，并且不限于具有五個(gè)側(cè)面。具有五個(gè)側(cè)面的棱鏡46將被稱作五棱鏡46。如圖4e所不，五棱鏡46可以將光45的方向從水平方向改變成豎直方向。窗口 39還可以包括抗斑點(diǎn)層44，抗斑點(diǎn)層44設(shè)置在窗口 39的一個(gè)或多個(gè)表面上?？拱唿c(diǎn)層44將減少在光45穿過窗口 39被投射在投影屏上時(shí)產(chǎn)生斑點(diǎn)效應(yīng)。
[0072]除了窗口 39之外或者替換窗口 39，由MEMS微鏡23反射的光可以從外殼37內(nèi)部發(fā)出到棱鏡47或反射板48。圖4f和圖4g分別示出棱鏡47和反射板48。棱鏡47具有表面49，表面49布置成與水平法向成45° ;但是應(yīng)當(dāng)理解，棱鏡47可以可替換地構(gòu)造成具有布置成與水平法向成任意其他角度的表面49。板48也被示出與水平法向成45°取向。棱鏡47和反射板48定位成使得它們可以將光45的方向從水平方向改變至豎直方向。但是應(yīng)當(dāng)理解，棱鏡47和反射板48可以定向成任意其他特點(diǎn)取向以將光45的方向改變成任意其他方向。與窗口 39不同，光45不穿過棱鏡47或反射板48。
[0073]如果除窗口 39之外還使用棱鏡47或反射板48，則棱鏡47或反射板48布置在光學(xué)器件I中以使得棱鏡47或反射板48將接收穿過窗口 39的光45。如果使用棱鏡47或反射板48替代窗口 39，則棱鏡47或反射板48布置在光學(xué)器件I中以使得棱鏡47或反射板48直接接收由MEMS微鏡23反射的光。[0074]棱鏡47和/或反射板48還可以在棱鏡47和/或反射板48的一個(gè)或多個(gè)表面上具有抗斑點(diǎn)層(未示出)?？拱唿c(diǎn)層將減少在光45被投射在投影屏上時(shí)產(chǎn)生的斑點(diǎn)效應(yīng)。
[0075]抗斑點(diǎn)層44可以構(gòu)造成振動(dòng)以進(jìn)一步減少斑點(diǎn)效應(yīng)?？拱唿c(diǎn)層44可以包括可以漫射光的材料。抗斑點(diǎn)層44可以包括構(gòu)造成從穿過抗斑點(diǎn)層44的光束產(chǎn)生多個(gè)輸出光角度的材料；多個(gè)輸出光角度可以較小?？拱唿c(diǎn)層44可以包括構(gòu)造成產(chǎn)生穿過抗斑點(diǎn)層44的光束的多種偏振的材料。抗斑點(diǎn)層44可以包括構(gòu)造成從穿過抗斑點(diǎn)層44的光束產(chǎn)生多個(gè)波長(zhǎng)的材料。
[0076]可以用在抗斑點(diǎn)層中的材料可以是通常衍射、漫射的材料或者可以在半透明介質(zhì)中生成全息圖案的材料(如聚合物或PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯))或由具有漫射或衍射光能力的納米材料組成的材料。通過具有默認(rèn)改變光偏振的LCD透射面板可以完成光束的多種偏振的產(chǎn)生。
[0077]窗口 39可以構(gòu)造成使光暗淡；例如，窗口可以包括構(gòu)造成使穿過窗口 39的光暗淡的層。窗口優(yōu)選包括可以調(diào)節(jié)偏振的LCD透射面板。通過改變LCD透射面板的偏振性，穿過LCD透射面板的光的特性(例如強(qiáng)度)會(huì)改變；因此從窗口輸出的光的強(qiáng)度會(huì)因此減小從而實(shí)現(xiàn)使光暗淡。
[0078]圖4h示出如何構(gòu)造圖1的光學(xué)器件I中的窗口 39的另一可能示例。如圖4h所示，窗口 39還可以包括功能部分101。功能部分101可以與窗口 39形成一體。功能部分101優(yōu)選地在窗口 39的整個(gè)表面103的一部分上延伸。功能部分101可以包括構(gòu)造成測(cè)量穿過窗口 39的光的一個(gè)或多個(gè)特性的光電二極管。例如，光電二極管可以構(gòu)造成測(cè)量穿過窗口 39的光的光強(qiáng)度和/或角度或?qū)?zhǔn)性。功能部分101可以附加地或可替換地包括反射表面。反射表面可以布置成將穿過窗口 39的至少某些光反射至感測(cè)裝置(未示出)，感測(cè)裝置構(gòu)造成感測(cè)光的一個(gè)或多個(gè)特性。感測(cè)裝置可以是光電二極管。功能部分101可以包括光吸收層，光吸收層布置成減少?gòu)拇翱?39反射到光學(xué)器件I內(nèi)部的雜散光。
[0079]圖5提供根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的光學(xué)器件500的俯瞰圖。光學(xué)器件500具有很多與圖1所示的光學(xué)器件I相同的特征，相同的特征被賦予相同的附圖標(biāo)記。
[0080]光學(xué)器件500包括第二光束分光器501。第二光束分光器501布置在光束組合器(7、7a、7b、7c)和光束分光器11之間的光路中，以使得組合光束9由第二光束分光器501接收。第二光束分光器501布置成將其接收的組合光束9偏轉(zhuǎn)到MEMS微鏡23。未被偏轉(zhuǎn)到MEMS微鏡23的一部分光(即，光9c)穿過第二光束分光器501到達(dá)光束分光器11。
[0081]光學(xué)器件500還包括第二和第三光電二極管505a、505b。MEMS微鏡23還布置成將其從第二光束分光器501接收的光束9a偏轉(zhuǎn)到第二和第三光電二極管505a、505b。由MEMS微鏡23偏轉(zhuǎn)的光(B卩，偏轉(zhuǎn)光束9b)由第二和第三光電二極管505a、505b接收。第二和第三光電二極管505a、505b構(gòu)造成感測(cè)它們從MEMS微鏡23接收的偏轉(zhuǎn)光束9b的一個(gè)或多個(gè)特性。第二和第三光電二極管505a、505b構(gòu)造成感測(cè)偏轉(zhuǎn)光束9b的位置；偏轉(zhuǎn)光束9b的位置與MEMS微鏡23的掃描角相關(guān)，因此從偏轉(zhuǎn)光束9b的感測(cè)位置可以確定MEMS微鏡23的掃描角。第二和第三光電二極管505a、505b還構(gòu)造成感測(cè)它們從MEMS微鏡23接收的偏轉(zhuǎn)光束9b的位置變化速率；偏轉(zhuǎn)光束9b的位置變化速率與MEMS微鏡23的振蕩速度相關(guān)，因此從偏轉(zhuǎn)光束9b的感測(cè)的位置變化速率可以確定MEMS微鏡23的振蕩頻率。
[0082]圖6提供根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的光學(xué)器件600的俯瞰圖。光學(xué)器件600具有很多與圖1所示的光學(xué)器件I相同的特征，相同的特征被賦予相同的附圖標(biāo)記。
[0083]光學(xué)器件600還包括第二光束分光器601。第二光束分光器601布置在光束組合器(7、7a、7b、7c)和光束分光器11之間的光路中，以使得組合光束9由第二光束分光器601接收。第二光束分光器601布置成將其接收的組合光束9的一部分9a偏轉(zhuǎn)到裝置603。未被偏轉(zhuǎn)到裝置603的一部分光(即,光9c)穿過第二光束分光器601到達(dá)光束分光器11。
[0084]裝置603構(gòu)造成檢測(cè)光的一個(gè)或多個(gè)特性。裝置603可以是光電二極管、分光計(jì)、或可操作以檢測(cè)光的一個(gè)或多個(gè)特性的任意其他裝置。當(dāng)裝置603接收從第二光束分光器601偏轉(zhuǎn)的光9a時(shí)，裝置603操作以檢測(cè)光9a的一個(gè)或多個(gè)特性。
[0085]圖7提供根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的光學(xué)器件50的俯瞰圖。光學(xué)器件50具有很多與圖1所示的光學(xué)器件I相同的特征，相同的特征被賦予相同的附圖標(biāo)記。與圖1所示的光學(xué)器件I不同，光束分光器11和光電二極管定位成使得由MEMS微鏡23反射的主光束13不穿過組合光束9。
[0086]光學(xué)器件50還包括反射表面51形式的反射裝置，反射表面51與窗口 39形成一體。反射表面51布置成接收來自光束分光器11的主光束13并且將主光束13反射到MEMS微鏡裝置21的MEMS微鏡23。通常，在現(xiàn)有技術(shù)器件中，反射裝置設(shè)置成單獨(dú)的反射鏡部件；但是，本發(fā)明通過將反射表面51結(jié)合到窗口 39中有利地實(shí)現(xiàn)更緊湊的光學(xué)器件50。光學(xué)器件50與現(xiàn)有技術(shù)光學(xué)器件相比具有更少的單獨(dú)光學(xué)部件。
[0087]圖8a提供用在上述光學(xué)器件1、50中的每一個(gè)中的外殼37的可能構(gòu)造的俯瞰圖。圖8b提供圖8a所不的外殼37的后視圖。
[0088]從圖8a可以看出，外殼37構(gòu)造成使得MEMS微鏡裝置21能夠限定外殼37的至少一部分表面61、63、65、67。圖8a示出MEMS微鏡裝置21的上表面69限定外殼37的上表面61的一部分。MEMS微鏡裝置21的側(cè)表面73、75還分別限定外殼37的側(cè)表面63、65的一部分。從圖6b可以更清楚地看出，MEMS微鏡裝置21的下表面71還限定外殼37的下表面67的一部分。因此，MEMS微鏡裝置21限定外殼37的表面61、63、65、67中每一個(gè)的一部分。應(yīng)當(dāng)理解，外殼37可以可替換地構(gòu)造成使得MEMS微鏡裝置21限定外殼37的表面61、63、65、67中僅某一些表面的一部分；例如，外殼37可以構(gòu)造成使得僅MEMS微鏡裝置21的上表面69和MEMS微鏡裝置21的下表面71能夠分別限定外殼37的上表面61和下表面67的一部分。
[0089]有利地，由于MEMS微鏡裝置21限定外殼37的表面61、63、65、67的至少一部分，光學(xué)器件1、50變得更緊湊。例如，如果MEMS微鏡裝置21的上表面69和下表面71各自分別限定外殼37的上表面61和下表面67的一部分，則由于外殼37不會(huì)延伸超過MEMS微鏡裝置21的上表面69和下表面71，所以光學(xué)器件1、50的整體厚度可以減小。在這種情況下，光學(xué)器件1、50的厚度“t”將不會(huì)多出MEMS微鏡裝置21的厚度“T”。由于光學(xué)器件1、50的整體厚度“t”減小，可以實(shí)現(xiàn)更緊湊的光學(xué)器件1、50。
[0090]在不脫離所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的范圍的情況下，本發(fā)明的所述實(shí)施例的各種修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。盡管結(jié)合具體優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解要求保護(hù)的本發(fā)明不應(yīng)過度限制于這種具體實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)器件，包括: 多個(gè)光源，每個(gè)光源可操作以提供光束； 至少一個(gè)光束組合器，所述光束組合器可操作以將來自所述多個(gè)光源的光束組合以提供組合光束； 光束分光器，所述光束分光器布置成接收所述組合光束并且將所述組合光束分成主光束和輔助光束，其中所述輔助光束的一個(gè)或多個(gè)特性表征所述主光束的一個(gè)或多個(gè)特性，其中所述光束分光器包括第一表面和第二表面，所述主光束穿過所述第一表面從所述光束分光器發(fā)出，所述輔助光束穿過所述第二表面從所述光束分光器發(fā)出； 反射鏡部件，所述反射鏡部件包括反射鏡，其中所述反射鏡部件布置成使得所述反射鏡能夠反射穿過所述光束分光器的所述第一表面發(fā)出的所述主光束，并且其中所述反射鏡能夠圍繞至少一個(gè)振蕩軸振蕩以掃描所述主光束； 其中，所述光學(xué)器件還包括光電二極管，所述光電二極管構(gòu)造成接收所述輔助光束并且檢測(cè)所述輔助光束的一個(gè)或多個(gè)特性，其中所述光電二極管構(gòu)造成從與所述光束分光器的所述第一表面或所述第二表面中的至少一個(gè)平行偏離，以減少被引導(dǎo)至所述反射鏡的雜散光的量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)器件，其中，所述光電二極管還構(gòu)造成從與所述光束分光器的所述第一表面和所述第二表面兩者平行偏離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)器件，還包括控制器，所述控制器可與所述光電二極管可操作地連通以接收與表征所述主光束的一個(gè)或多個(gè)特性的所述輔助光束的一個(gè)或多個(gè)特性有關(guān)的數(shù)據(jù)，并且控制多個(gè)激光器中的每一個(gè)以使得所述主光束的一個(gè)或多個(gè)特性保持在一個(gè)或多個(gè)預(yù)定特性。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光學(xué)器件，還包括檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置用于檢測(cè)所述輔助光束入射在所述光電二極管上的位置。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光學(xué)器件，其中，所述光束分光器布置成直接與所述反射鏡光學(xué)連通。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光學(xué)器件，還包括具有窗口的外殼，由所述反射鏡反射的所述主光束能夠穿過所述窗口，其中所述光學(xué)器件還包括反射表面，所述反射表面布置成接收來自所述光束分光器的所述主光束并且將所述主光束反射至所述反射鏡，其中所述反射表面構(gòu)造成與所述窗口形成一體。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光學(xué)器件，其中，所述光束組合器、所述光束分光器和所述反射鏡布置成使得由所述反射鏡反射的所述主光束穿過所述組合光束，以減少在由所述反射鏡反射的所述主光束中的斑點(diǎn)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光學(xué)器件，還包括窗口，由所述反射鏡反射的所述主光束能夠穿過所述窗口，其中所述窗口構(gòu)造成調(diào)節(jié)穿過所述窗口的所述主光束的光學(xué)特性。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)器件，其中，所述窗口構(gòu)造成減少斑點(diǎn)效應(yīng)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光學(xué)器件，還包括外殼，其中所述反射鏡部件限定所述外殼的表面的至少一部分。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光學(xué)器件，還包括第二光束分光器，其中所述第二光束分光器布置成使所述組合光束的一部分偏轉(zhuǎn)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光學(xué)器件，其中，所述光學(xué)器件包括單個(gè)導(dǎo)電構(gòu)件，所述單個(gè)導(dǎo)電構(gòu)件構(gòu)造成電連接所述光源、所述投影裝置和所述反射鏡部件中的每一個(gè)。
13.—種包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光學(xué)器件的投影裝置。
14.一種投射圖像的方法，所述方法包括如下步驟: 操作多個(gè)光源以使得每個(gè)光源提供光束； 將所述光束組合以提供組合光束； 使用光束分光器將所述組合光束分成主光束和輔助光束，其中所述輔助光束的特性表征所述主光束的特性，其中所述光束分光器包括第一表面和第二表面，所述主光束穿過所述第一表面從所述光束分光器發(fā)出，所述輔助光束穿過所述第二表面被發(fā)出； 在光電二極管處接收所述輔助光束，所述光電二極管構(gòu)造成從與所述光束分光器的所述第一表面或所述第二表面中的至少一個(gè)平行偏離； 使用所述光電二極管檢測(cè)所述輔助光束的一個(gè)或多個(gè)特性； 處理所述輔助光束的被檢測(cè)的一個(gè)或多個(gè)特性以確定所述主光束的特性； 掃描所述主光束以將圖像投射在顯示屏上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括如下步驟:調(diào)節(jié)所述多個(gè)光源中的一個(gè)或多個(gè)光源，以使得所述主光束的一 個(gè)或多個(gè)特性匹配一個(gè)或多個(gè)預(yù)定特性。
【文檔編號(hào)】H04N9/31GK103563362SQ201280026121
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2012年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月31日
【發(fā)明者】N.阿貝勒, L.基徹爾 申請(qǐng)人:雷模特斯有限公司