CN107894685B - 具有用于斑点抑制的像平面模态振动的投影仪 - Google Patents
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Abstract
提供一种具有用于斑点抑制的像平面模态振动的投影仪。该投影仪包括:激光光源;光调制器;光学器件,该光学器件将光从激光器传送至调制器并且从调制器投射经调制的光,该光学器件包括像平面。该投影仪进一步包括:面板,该面板包括位于像平面处的至少第一区域,该第一区域与在像平面处形成的图像至少一样大,该第一区域被配置为对图像进行透射和反射中的一个或多个;以及至少三个致动器,该致动器与面板的相互作用的位置相对于面板不对称,该致动器被配置为在第一区域中以相应频率生成相应运动表面波,该相应频率包括彼此的非整数倍的频率。
Description
技术领域
本说明书总体涉及投影仪,并且具体地,涉及具有用于斑点抑制(specklereduction,相干斑抑制)的像平面模态振动(image plane modal vibration)的投影仪。
背景技术
使用激光光源的投影仪和/或激光投影系统通常遭受斑点。减轻该投影仪中的斑点的一个方案是振动投影屏幕。然而,往往非常大且通常为曲面的投影屏幕的振动需要复杂的系统以及电影院的定制,这是昂贵的。用于减轻该投影仪中的斑点的另一方案是以刚体运动模式振动投影仪内的沿照明路径的光学元件(透镜、积分柱、漫射器、反射镜等)。然而,这种振动不能总是将斑点抑制至它不为观众可见的水平。
发明内容
总体上,本公开涉及一种激光投影仪,包括:面板(surface),该面板包括位于投影仪中的像平面处的至少第一区域,该第一区域与在像平面处形成的图像至少一样大,该第一区域被配置为对在像平面处形成的图像进行透射和反射中的一个或多个;以及至少三个致动器,该至少三个致动器相对于面板不对称设置,该至少三个致动器被配置为在第一区域中以相应频率生成相应运动表面波,该相应频率包括彼此的非整数倍的频率。因此,致动器在至少第一区域中产生无节点的表面波,并且在像平面处形成的图像的点经历可减轻斑点的不同光路。通常,面板可位于投影仪的积分器与光调制器之间的像平面处,使得第一区域的像平面中的图像仅是积分器的输出端的图像;然而,像平面也可位于投影仪的图像调制器与投影透镜之间,例如位于投影光学器件处。
在本说明书中,元件可被描述为“被配置为”执行一个或多个功能或“被配置为用于”这些功能。通常,被配置为执行或被配置为用于执行功能的元件能够执行该功能,或者适于执行该功能,或者被适配陪为执行该功能,或者可操作为执行该功能,或者以另外方式能够执行该功能。
应理解,为了本说明书的目的,“X、Y和Z中的至少一个”以及“X、Y和Z中的一个或多个”的语言可解释为仅X、仅Y、仅Z或者两项以上X、Y和Z的任意组合(例如,XYZ、XY、YZ、XZ等)。在“至少一个…”和“一个或多个…”语言的任意出现中,类似逻辑可应用于两项或更多项。
本说明书的一方面提供一种投影仪,该投影仪包括:激光光源;光调制器;光学器件,该光学器件被配置为将光从激光光源传送至光调制器并且从光调制器中投射经调制的光,该光学器件包括像平面,在该像平面处,由光学器件通过来自激光光源的光形成图像;面板,该面板包括位于像平面处的至少第一区域,该第一区域与在像平面处形成的图像至少一样大,该第一区域被配置为对在像平面处形成的图像进行透射和反射中的一个或多个;以及至少三个致动器,该至少三个致动器与面板的相互作用的位置相对于面板不对称,该至少三个致动器被配置为在第一区域中以相应频率生成相应运动表面波,该相应频率包括彼此成非整数倍的频率。
相应频率可进一步包括彼此成非谐波的频率。
至少三个致动器与面板的相互作用的位置可被选择成消除通过相应运动表面波在至少第一区域中形成的驻波节点(standing node)。
至少三个致动器中的每一个可被配置为将相应运动表面波的相应频率从第一相应频率改变为一个或多个相应谐波频率。至少三个致动器中的每一个可被配置为将相应运动表面波的相应频率从第一相应频率改变为一个或多个相应谐波频率并且按顺序返回至第一相应频率。
至少三个致动器中的每一个可被设置为在第一区域外部与面板相互作用。
至少三个致动器中的每一个可包括偏心安装的旋转电机。
第一区域可被配置为透射在像平面处形成的图像,并且面板可进一步包括连接至第一区域的第二区域,并且至少三个致动器与面板的相互作用的位置位于第二区域中。
面板可包括位于像平面处的前侧、以及后侧,并且第一区域可位于前侧上并且可被配置为反射在像平面处形成的图像,至少三个致动器与面板的相互作用的位置位于后侧。
面板可包括位于像平面处的前侧、后侧以及连接至第一区域的第二区域,并且第一区域可位于前侧上并且可被配置为反射在像平面处形成的图像,至少三个致动器与面板的相互作用的位置可位于后侧和第二区域中的一个或多个。
投影仪可进一步包括安装装置,并且面板可在一个或多个安装点处附接至安装装置。一个或多个安装点中的每一个可包括阻尼装置,该阻尼装置被配置为阻尼第一区域中的相应运动表面波中的一个或多个。一个或多个安装点中的每一个可定位在第一区域的外部。
光学器件可包括位于激光光源与光调制器之间的积分柱,并且像平面可设置为从积分柱的输出面接收图像,使得面板的第一区域改变图像中的来自激光光源的光的相对光路。
面板可包括玻璃、高温玻璃、塑料和高温塑料中的一个或多个。
投影仪可进一步包括刚体振动设备,该刚体振动设备被配置为引起面板的刚体振动。
附图说明
为了更好地理解本文描述的各种实现方式并且更清晰地示出它们可如何付诸实施,现在参考附图,但仅是实施例的方式,其中:
图1描绘根据非限制性实现方式的具有用于斑点抑制的像平面模态振动的投影仪的示意图。
图2描绘根据非限制性实现方式的位于图1的投影仪的像平面处的、从与积分器侧相对一侧来看时的面板的示意图。
图3描绘根据非限制性实现方式的图2的处于操作中的面板。
图4描绘根据替代非限制性实现方式的图2的处于操作中的面板。
图5描绘根据替代非限制性实现方式的具有用于斑点抑制的像平面模态振动的投影仪的示意图。
图6描绘根据非限制性实现方式的位于图5的投影仪的像平面处的反射型面板的示意图。
图7描绘根据替代非限制性实现方式的位于图5的投影仪的像平面处的反射型面板的示意图。
具体实施方式
注意力转向图1,其描绘具有用于斑点抑制的像平面模态振动的投影仪100的示意图。投影仪100包括:激光光源101;光调制器103;光学器件(由积分柱104、透镜105-1、105-2、105-3和棱镜107示意性表示),该光学器件被配置为将光109从激光光源101传送至光调制器103并且从光调制器103投射经调制的光111,该光学器件包括像平面113,在该像平面处,由光学器件通过来自激光光源101的光109形成图像;面板115,该面板至少包括位于像平面113处的第一区域(如以下相对于图2描述的),该第一区域至少与在像平面113处形成的图像一样大,该第一区域被配置为将在像平面113处形成的图像进行透射和反射中的一个或多个;以及至少三个致动器117-1、117-2、117-3,该至少三个致动器117-1、117-2、117-3与面板115的相互作用的位置相对于面板115不对称,该至少三个致动器117-1、117-2、117-3被配置为以各自频率在第一区域中生成各自的运动表面波,该各自频率包括彼此成非整数倍的频率。
透镜105-1、105-2、105-3将在此后被统称为透镜105,并且总称为透镜105;类似地,致动器117-1、117-2、117-3将在此后被统称为致动器117,并且总称为致动器117。
此外,尽管描绘出三个透镜105,但是应理解的是,投影仪100可包括超过三个透镜105或少于三个透镜105;实际上,投影仪100的光学器件可包括将光109从激光光源101传送至光调制器103并且从光调制器103中投射经调制的光111的任意数量的光学部件,包括但不限于:棱镜、反射镜、任意合适类型的透镜、另外的积分柱等。因此,应理解的是,投影仪100的光学器件仅被示意性绘出。
类似地,光109、111也被示意性绘出,仅表明通过投影仪100的光路。例如,尽管一般不绘出,但是应理解的是,在积分柱104处接收的来自激光光源101的光109由积分柱104积分和/或均化(homogenized),并且从积分柱104出射的光109形成与积分柱104的输出面的尺寸相对应的图像(例如,图像包括矩形等,具有与光调制器103的纵横比类似的纵横比),该图像由透镜105-1投射在像平面113上;通过光109在像平面113处形成的图像由透镜105-2和棱镜107传送至光调制器103。换言之,光调制器103被从像平面113传送至其的图像照射,并且光调制器103调制图像中的光109以形成调制光111;因此,投影仪100包括位于光调制器103的面板处的至少一个第二像平面123。调制光111通常包括待投射的图像,由棱镜107和透镜105-3将其传送出投影仪100。
在一些实现方式中,激光光源101可包括单色激光光源,并且投影仪100可包括另外的其他颜色的光源以及另外的光调制器等,并且投影仪100的光学器件可将来自另外的光源的图像与所描绘的调制光111中的图像相组合以投射全彩图像。可替代地,激光光源101可被配置为利用不同颜色依次照射光调制器103,该光调制器可由此调制每种颜色,并且不同颜色的图像可被依次投射,由此投射全彩图像。应进一步理解,至少光调制器103可由控制器(例如,未绘出的计算设备等)控制以调制光109来生成调制光111。
因此,应理解,预期用于投影仪100的各种配置。例如,尽管未描绘,但是应进一步理解,投影仪100可包括壳体等和/或光学部件安装到的内部机械部件以及用于投影仪100的操作的任意其他部件,包括但不限于,冷却部件等。
另外在图1中描绘的是安装装置130(截面中),该安装装置可包括但不限于框架等,该框架被配置为允许光109,包括像平面113处的图像,穿过其而透射;因此,安装装置130包括至少与像平面113一样大的光圈。具体地,面板115被描述为在一个或多个安装点131处(如描绘的,两个安装点131)附接至安装装置130。通常,安装装置130以及一个或多个安装点131被配置为将面板115定位在像平面113处;然而,在一些实现方式中,一个或多个安装点131中的每一个可包括阻尼装置,该阻尼装置被配置为衰减第一区域中的各运动表面波中的一个或多个。此外,安装装置130可包括投影仪100的壳体的部件和/或部,和/或安装装置130可包括进而安装至投影仪100的壳体的一个或多个单独机械部件。
尽管未描述,但是致动器117也可安装至安装装置130。
此外,尽管致动器117、安装装置130和安装点131描述为定位为与面板115的积分器侧相对,但是在其他实现方式中,致动器117、安装装置130和安装点131可位于面板115的积分器侧上;在又一实现方式中,安装装置130可位于面板115的两侧和/或面板115的一侧或多侧上;类似地,致动器117和安装点131可位于面板115的两侧和/或面板115的一侧或多侧上。
在图1中,面板115、致动器117和安装点131在侧视图中示意性描绘出。因此,接下来,注意力转向图2,其描绘从面向透镜105-2一侧(例如,与面板115的积分器侧相对的一侧)的面板115、致动器117和安装点131的示意性透视图。具体地,图2描绘位于像平面113处的第一区域201,该第一区域201至少与在像平面113处形成的图像一样大,如绘出的,第一区域201被配置为透射在像平面113处形成的图像。
换言之,在所描述的实现方式中,第一区域201被配置为透射在像平面113处形成的图像;因此,至少第一区域201对光109以及由此形成的图像通常(generally)是透明的。实际上,第一区域201的纵横比和尺寸可类似于和/或大于在像平面113处生成的图像,使得图像透过第一区域201;例如,第一区域201的尺寸可大于像平面113处的图像,使得从积分柱104出射的光109穿过面板115的透射效率最大化。
因此,面板115,并且具体地,第一区域201,可包括大体透明的材料,包括但不限于,玻璃、高温玻璃、塑料、高温塑料等;具体地,第一区域201和面板115的材料被选择为与在激光投影仪中出现的温度相适应。
此外,至少第一区域201的材料的厚度与由致动器117生成的表面波相适应。例如,如下所述,致动器117中的每一个振动,这至少在第一区域201中引起表面波,并且至少第一区域201的材料的厚度将使这些表面波能够穿过第一区域201。例如,在一些实现方式中,至少第一区域201可包括大约1mm厚或更小的玻璃板。
然而,第一区域201和像平面113不必完全一致;例如,简要参考图1,像平面113位于面板115内部并且因此与第一区域201相邻设置。
此外,如描述的,面板115进一步包括连接至第一区域201的第二区域202,并且至少三个致动器117与面板115的相互作用的位置位于第二区域202中,安装点131的附接的位置也位于第二区域中,以便在光109穿过第一区域201时不阻挡光。
如描述的,第二区域202围绕第一区域201,并且实际上,第二区域202和第一区域201可彼此一体形成。可替代地,第二区域202可包括支撑第一区域201的框架和/或其他设备(可替代地,第二区域可与安装装置130一体形成)。在又一替代实现方式中,第二区域202可包括从第一区域201延伸至致动器117和/或安装点131的相互作用的位置的一个或多个突出部等。不论第二区域202的实现方式如何,至少三个致动器117中的每一个设置为与第一区域201外部的面板115交互,并且一个或多个安装点131中的每一个定位在第一区域201的外部。
此外,尽管第二区域202可以是透明的,但是第二区域202不需要是透明的并且因此可以是不透明的和/或半透明的等。
实际上,应理解,预期针对面板115、第一区域201和第二区域202的各种配置,只要由源自第二区域202中的致动器117生成的表面波和/或振动转换为第一区域201中的表面波即可。例如,在一些实现方式中,第一区域201和第二区域202可包括大约1mm厚或更小的玻璃板;在这些实现方式中,除了定位在第一区域201的外部的致动器117和安装点131以外,不需要物理区分第二区域202与第一区域201的任何东西。
现在将相对于与图2基本类似的图3来描述面板115和致动器117的操作,其中,相同元件具有相同标号。在图3中,致动器117中的每一个已被开启,并且正振动第二区域202以生成运动表面波317-1、317-2、317-3。例如,致动器117可由控制器控制,该控制器可类似于或不同于控制光调制器103的控制器;可替代地,致动器117可被配置为在投影仪100是可操作的时开启,并且致动器117可以以另外方式独立于光调制器103操作。
如图3描述的,运动表面波317-1由致动器117-1生成,运动表面波317-2由致动器117-2生成,并且运动表面波317-3由致动器117-3生成。运动表面波317-1、317-2、317-3将在下文中可互换地被统称为表面波317,并且总称为表面波317。例如,至少三个致动器117中的每一个可包括以与由此生成的各运动表面波317的期望频率类似的频率操作的偏心安装的旋转电机;每个偏心安装的旋转电机可抵靠和/或垂直于面板115振动,由此生成对应表面波317。然而,可生成表面波317的任意合适致动器117在本实现方式的范围内。
此外,在图3中,表面波317中的每一个被描绘为一系列圆弧,其表明例如各表面波317的峰值(peak)。此外,每一系列的圆弧以不同线粗描绘以将运动表面波317-1、317-2、317-3彼此区分。此外,每一系列的圆弧整体被描绘为仅在第一区域201的一部分上,应理解,运动表面波317跨至少第一区域201的全部运动,尽管运动表面波317可选地可在安装点131处(和/或在用于与生成给定表面波317的致动器117不同的致动器117的附接点处和/或相互作用点处和/或接触点处)被衰减。
此外,尽管表面波317被描述为仅位于面板115的一侧上,但是在一些实现方式中,表面波317可转移至面板115的两侧。
具体地,表面波317包括面板115中的垂直于第一区域201的法线穿过至少第一区域201且不同于面板115的任意刚体运动的波和/或纹波;换言之,当在一些实现方式中,面板115可作为刚体而振动时,除了生成表面波317以外,在光109穿过像平面113时,表面波317生成光109的路径差。换句话说,表面波317在像平面113处生成振型(mode shape),以生成这些路径差,而路径差可引起光109中的斑点抑制。
然而,表面波317以使得在第一区域201中,面板115包括随机振动和/或伪随机振动的这种方式生成;此外,表面波317被生成为最小化第一区域201中的驻波和/或(波)节点的可能性。这些随机振动和/或伪随机振动的生成可通过如下出现:使用至少三个致动器117;将至少三个致动器117相对面板115不对称放置;放置至少三个致动器117以与面板115不对称交互;以及控制致动器117以生成具有作为彼此的非整数倍的频率的表面波317。
例如,如描述的,三个致动器117的相互作用的位置相对于面板115不对称设置。换言之,致动器117在面板115处放置成避免它们与面板115的相互作用点之间的对称;因此,例如,任意两个致动器117之间的直线将不会将面板115和/或第一区域201等分为两个相等区域。换句话说,至少三个致动器117相对于面板115的位置被选择为消除和/或最小化由各个运动表面波317在至少第一区域201中形成的驻波节点(standing node)。
此外,操作致动器117以确保由每个致动器生成的各表面波317不是彼此的谐波。例如,致动器117-1生成具有频率f1的运动表面波317-1,致动器117-2生成具有频率f2的运动表面波317-2,并且致动器117-3生成具有频率f3的运动表面波317-3。而且,频率f1、f2、f3中的每一个被选择为使得:f1≠n×f2,f1≠n×f3,并且f2≠n×f3,其中,n是整数。换言之,运动表面波317-1、317-2、317-3的相应频率f1、f2和f3彼此是非整数倍关系,以降低和/或最小化和/或消除在第一区域201中生成驻波和/或节点的可能性。换句话说,各频率f1、f2和f3包括彼此的非谐波。
因此,至少在第一区域201中,表面波317可引起光109穿过面板115的路径差,以便在表面波317运动时从点到点不断变化,并且由于表面波317的运动的总和随机和/或伪随机,并且由于节点和/或驻波降低和/或消除,这可降低和/或消除斑点。换句话说,在图1描述的实现方式中,投影仪100的光学器件包括位于激光光源101与光调制器103之间的积分柱104,并且像平面113定位为从积分柱104的输出面接收图像,使得面板115的第一区域201改变图像中的来自激光光源101的光109的相对光路。
再换句话说,表面波317的运动的总和可导致至少第一区域201中的任意给定点的运动是随机和/或伪随机的。
在又一实现方式中,为了进一步辅助表面波317的运动的总和引起至少第一区域201中的任意给定点的运动是随机和/或伪随机的,至少三个致动器117中的每一个中的一个或多个可被配置为将相应运动表面波317的相应频率从第一相应频率改变为一个或多个相应谐波频率。例如,致动器117-1可被配置为将驻波317-1的频率从频率f1改变为频率2×f1、频率3×f1,并且然后返回至频率f1;类似地,致动器117-2可被配置为将驻波317-2的频率从频率f2改变为频率2×f2、频率3×f2,并且然后返回至频率f2;并且类似地,致动器117-2可被配置为将驻波317-2的频率从频率f3改变为频率2×f3、频率3×f3,并且然后返回至频率f3。
然而,当致动器117和/或对应运动表面波317改变频率时,它们不需要改变第一谐波频率、第二谐波频率、第三谐波频率等的顺序。实际上,致动器117和/或对应运动表面波317改变频率的顺序可以是随机的、伪随机的和/或任意给定顺序。
此外,尽管每个致动器117被描述为将相应运动表面波317的相应频率从第一相应频率改变为前三个相应谐波频率中的一个或多个,但是致动器117中的每一个可被配置为从相应频率改变为任意相应谐波频率。
此外,在致动器117可改变为相应谐波频率的实现方式中,给定致动器117改变为相应谐波频率的时间可相同或不同于其他致动器117改变为相应谐波频率的时间;实际上,每个致动器117改变为相应谐波频率的时间可以是随机的和/或伪随机的。
因此,接下来注意力转向与图3基本类似的图4,其中,相同元件具有相同标号,然而,运动表面波317-1、317-3的相应频率已改变为独立于任意其他运动表面波317的频率的相应谐波频率。因此,运动表面波317-1具有3×f1的频率,并且运动表面波317-3具有2×f3的频率,同时运动表面波317-2具有f2的频率。在每个实例中,运动表面波317的相应频率可先已改变为任意其他谐波频率并且然后改变为所绘出的频率;因此,图4仅表示面板115在一个给定时间时的快照。
在致动器117中的一个或多个在相应谐波频率之间改变的一些实现方式中,在相应谐波频率之间改变的致动器117可被配置为在相应谐波频率之间连续改变和/或在相应谐波频率之间扫频(sweep)和/或在相应谐波频率之间步进,使得相应表面波317的频率将大致连续改变。在这些实现方式中,致动器117被配置为在将频率改变为一系列相应驱动频率,使得致动器117在任意给定时间以相应频率在第一区域201中生成相应运动表面波317,相应频率包括彼此成非整数倍的频率。换言之,尽管图4描述的实现方式示出致动器117生成作为第一相应频率的整数倍的相应表面波317,但是在其他实现方式中,致动器117可在一系列相应频率之间连续扫频,只要在任意给定时间,第一区域201中的相应运动表面波317的频率是彼此的非整数倍即可。在这些实现方式中的一些中,给定致动器117可被配置为在扫频过程中从第一频率非连续跳跃至第二频率,以避免生成的表面波317为由另一致动器117生成的运动表面波317的谐波。
在图3和图4中,运动表面波317中的每一个被描绘为在给定方向上基于例如每个致动器117的位置移动,并且此外,每个运动表面波317被描绘为具有给定形状和/或给定轮廓。然而,运动表面波317的移动的给定方向和/或给定形状和/或给定轮廓可替换地可取决于面板115和/或第一区域201的形状和/或构造,并且因此,运动表面波317的其他的移动方向和/或形状和/或轮廓在本实现方式的范围内。
本领域技术人员将理解,可能存在更多替代实现方式和变型。例如,面板115可被适配为包括与面板115的面向积分器侧相互作用的一个或多个致动器117,其可引起更多表面波形成在面向积分器侧处。
此外,另外如图1描绘的,可选地,投影仪100可包括至少一个刚体振动设备199,例如,振动电机等,其引起面板115的刚体振动;尽管可选设备199被描绘为附接至面板115,但是可选设备199可替换地可附接至安装装置130,其中,其刚体振动经由安装点131转移至面板115。
简要返回图1,尽管面板115描述为在像平面113处,但是可替换地,面板115可位于投影仪100中的像平面123处或任意其他像平面中,其中,相应地适配面板115和第一区域201的尺寸;实际上,可相应地适配与面板115的操作和/或定位相关联的任意或所有部件。
在又一实现方式中,除了位于像平面113处的面板115以外,投影仪100可包括类似于第一面板115的第二面板,该第二面板可位于像平面123处,其中,相应地适配第二面板和相关联第一区域的尺寸;实际上,可相应地适配与该第二面板的操作和/或定位相关联的任意或所有部件。
此外,尽管面板115被描述为基本平坦和/或平面,但是在其他实现方式中,面板115和/或其部分不需要基本平坦和/或平面;例如,第二区域202可弯曲和/或垂直于第一区域201延伸;实际上,面板115的任意形状和/或构造在本实现方式的范围内,如上所述,只要按照以下设置即可:面板115包括位于像平面113处的至少第一区域201,该第一区域201至少与形成在像平面113处的图像一样大,该第一区域201被配置为进行在像平面113处形成的图像的透射和反射中的一个或多个,并且至少三个致动器117被不对称地定位为与面板115相互租用,该至少三个致动器117被配置为在第一区域201中以相应频率生成相应运动表面波,该相应频率包括彼此成非整数倍的关系。
另外,参考图1和图2,尽管第一区域201被描绘为可透射光109(并且因此,第一区域201可透射形成在像平面113处的图像,并且投影仪100及其光学器件被配置为使得光109穿过第一区域201),但是在其他实现方式中,第一区域201可被配置为反射光109,并且因此第一区域201可反射形成在像平面113处的图像,然而,投影仪100及其光学器件相应地适配。
因此,注意力转向图5,其描绘具有用于斑点抑制的像平面模态振动的投影仪500的示意图。投影仪500类似于投影仪100,其中,相同元件具有相同标号,然而以“500”系列而不是“100”系列的标号。
因此,投影仪500包括:激光光源501;光调制器503;光学器件(由积分柱504、透镜505-1、505-2、505-3和棱镜507示意性表示),该光学器件被配置为将光509从激光光源501传送至光调制器503并且从光调制器503投射经调制的光511,该光学器件包括像平面513,在该像平面处,由光学器件通过来自激光光源501的光509形成图像;面板515,该面板包括位于像平面513处的至少第一区域(类似于第一区域201),该第一区域至少与在像平面513处形成的图像一样大,该第一区域被配置为进行在像平面513处形成的图像的透射和反射一个或多个;以及至少三个致动器517-1、517-2、517-3,该至少三个致动器517-1、517-2、517-3与面板515的相互作用的位置相对于面板515不对称,该至少三个致动器517-1、517-2、517-3被配置为以相应频率在第一区域中生成相应运动表面波,该相应频率包括彼此的非整数倍关系。
透镜505-1、505-2、505-3将在此后被统称为透镜505,并且总称为透镜505;类似地,致动器517-1、517-2、517-3将在此后被统称为致动器517,并且总称为致动器517。
此外,与投影仪100一样,投影仪500可包括位于光调制器103的面板处的至少第二像平面523以及安装装置530以及将面板515安装至安装装置的安装点531。
因此,投影仪500与投影仪100基本类似,然而投影仪500进一步包括:反射镜551,该反射镜朝向面板515反射从积分柱504出射的光509,该面板的第一区域是反射的而不是如在投影仪100中的透射;以及反射镜552,该反射镜将从面板515接收的光509反射至光调制器503。换言之,在投影仪500中,面板515的第一区域是反射的而不是透射的,并且投影仪500的光学器件相应地进行适配。实际上,尽管投影仪500的光学器件被描述为包括反射镜551、552,但是投影仪500的光学器件可以以任意方式适配为将光引导至面板515的反射型第一区域。
接下来注意力转向图6,其描绘面板515的前侧,该面板包括位于像平面513处的前侧以及与前侧相对的后侧,并且第一区域601(类似于第一区域201)位于前侧上并且被配置为反射形成在像平面515处的图像,至少三个致动器517中的一个或多个在面板515处的位置位于后侧和/或位于第二区域602(类似于第二区域202)中。例如,致动器517-1、517-2以及安装点531的位置以轮廓线绘出,表示致动器517-1、517-2位于面板515的后侧与第一区域601对应的区域中,而致动器517-3的位置在与第一区域601同侧的第二区域602中。
因此,面板515可类似于图2描述的面板115,然而面板515的对应第一区域601是反射的而不是透射的。
此外,尽管面板515可包括类似于第二区域202的第二区域602,但是该第二区域602是可选的,因为致动器517和安装点531能够设置在面板515的与设置反射型第一区域的一侧相对的后侧上。
例如,注意力转向图7,其描绘可取代投影仪500中的面板515的替代面板515a,面板515a仅包括第一区域601而不包括第二区域602;换言之,在描述的实现方式中,面板515a与反射型第一区域601大致重合和/或具有相同尺寸,并且致动器517和安装点531可位于面板515a的后侧上,如通过图7的以轮廓线描绘出的致动器517和安装点531表示的。
此外,假设在致动器517位于面板515和/或面板515a的后侧处时,源自面板515的后侧的运动表面波(类似于运动表面波317)转移至反射型第一区域601所位于的相对侧。
此外,本文描述的反射型面板的实现方式可与本文描述的透射型面板结合;例如,投影仪500可被适配为除了像平面513处的面板515外,还包括像平面523处的类似于面板115的面板。
本文描述的投影仪具有激光光源以及位于像平面处的面板,以及与面板交互以便以随机和/或伪随机方式生成面板波的致动器,以改变像平面处的图像中的光点的光路,从而减轻投影仪中的斑点。
本领域技术人员将理解,还可存在更多替代实现方式和变型,并且以上实例仅是一个或多个实现方式的说明。因此,范围仅由所附权利要求限制。
Claims (18)
1.一种投影仪,包括:
激光光源;光调制器;光学器件,所述光学器件被配置为将光从所述激光光源传送至所述光调制器并且将经调制的光从所述光调制器投射出,所述光学器件包括像平面,由所述光学器件通过来自所述激光光源的光在所述像平面处形成图像;
面板,所述面板包括位于所述像平面处的至少第一区域,所述第一区域与在所述像平面处形成的所述图像至少一样大,所述第一区域被配置为对在所述像平面处形成的所述图像进行透射和反射中的一种或多种;以及
至少三个致动器,所述至少三个致动器与所述面板相互作用的位置相对于所述面板不对称,所述至少三个致动器被配置为以相应频率在所述第一区域中生成相应运动表面波,所述相应频率包括彼此成非整数倍的频率以最小化在所述第一区域中产生驻波节点的可能性。
2.根据权利要求1所述的投影仪,其中,所述相应频率进一步包括彼此不是谐波的频率。
3.根据权利要求1所述的投影仪,其中,所述至少三个致动器与所述面板相互作用的位置被选择成消除由所述相应运动表面波在至少所述第一区域中形成的驻波节点。
4.根据权利要求1所述的投影仪,其中,所述至少三个致动器中的每一个致动器被配置为将所述相应运动表面波的相应频率从第一相应频率改变为一个或多个相应谐波频率。
5.根据权利要求4所述的投影仪,其中,所述至少三个致动器中的每一个致动器被配置为按顺序将所述相应运动表面波的所述相应频率从所述第一相应频率改变为所述一个或多个相应谐波频率并且返回至所述第一相应频率。
6.根据权利要求1所述的投影仪,其中,所述至少三个致动器中的每一个致动器设置成在所述第一区域外部与所述面板相互作用。
7.根据权利要求1所述的投影仪,其中,所述至少三个致动器中的每一个致动器包括偏心安装的旋转电机。
8.根据权利要求1所述的投影仪,其中,所述第一区域被配置为透射在所述像平面处形成的所述图像,所述面板进一步包括连接至所述第一区域的第二区域,并且所述至少三个致动器与所述面板相互作用的位置位于所述第二区域中。
9.根据权利要求1所述的投影仪,其中,所述面板包括前侧以及后侧,所述前侧位于所述像平面处,所述第一区域位于所述前侧上并且被配置为反射在所述像平面处形成的所述图像,所述至少三个致动器与所述面板相互作用的位置位于所述后侧。
10.根据权利要求1所述的投影仪,其中,所述面板包括前侧、后侧以及连接至所述第一区域的第二区域,所述前侧位于所述像平面处,所述第一区域位于所述前侧上并且被配置为反射在所述像平面处形成的所述图像,所述至少三个致动器与所述面板相互作用的位置位于所述后侧和所述第二区域中的一者或多者上。
11.根据权利要求1所述的投影仪,进一步包括安装装置,所述面板在一个或多个安装点处附接至所述安装装置。
12.根据权利要求11所述的投影仪,其中,所述一个或多个安装点中的每一个安装点包括阻尼装置,所述阻尼装置被配置为阻尼所述第一区域中的所述相应运动表面波中的一个或多个。
13.根据权利要求11所述的投影仪,其中,所述一个或多个安装点中的每一个安装点位于所述第一区域的外部。
14.根据权利要求1所述的投影仪,其中,所述光学器件包括位于所述激光光源与所述光调制器之间的积分柱,并且所述像平面设置成从所述积分柱的输出面接收图像,使得所述面板的所述第一区域改变所述图像的来自所述激光光源的光的相对光路。
15.根据权利要求1所述的投影仪,其中,所述面板包括玻璃和/或塑料。
16.根据权利要求1所述的投影仪,进一步包括刚体振动设备,所述刚体振动设备被配置为引起所述面板的刚体振动。
17.根据权利要求15所述的投影仪,其中,所述玻璃包括高温玻璃。
18.根据权利要求15所述的投影仪,其中,所述塑料包括高温塑料。
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