CN110068906B - 多轴线万向节扩展像素分辨率致动器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及多轴线万向节扩展像素分辨率致动器，并公开一种多轴线万向节致动器(300)，其包括可倾斜地耦接到第二倾斜框架(312)的第一倾斜框架(311)。第二框架被可倾斜地耦接到参考框架(313)。第一倾斜框架从第二倾斜框架偏移并且在处于中立位置时大致平行于第二倾斜框架。光学元件(310)被安装在第一倾斜框架上。

Description

多轴线万向节扩展像素分辨率致动器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年1月23日提交的名称为“Monolithic 2-Axis Gimbal XPRActuator Design”的美国临时申请No.62/620,802的优先权，该美国临时申请的全部内容通过引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及可以在数字投影仪中使用的多轴线万向节扩展像素分辨率致动器。

背景技术

数字光处理(DLP)技术是用于各种投影系统的光操纵技术。DLP投影系统为包括聚焦在可控多镜元件上的光源的图像投影系统，其具有聚焦由多镜元件反射的光并且将反射的光投影到图像屏幕上的透镜组件。

微型投影仪为设计用于将来自智能手机、相机、平板电脑、笔记本电脑或存储装置的内容投影到墙壁或其它平坦表面上的小型硬件装置。微型投影仪也被称为口袋式、手持式或移动投影仪，并且它们采用了以各种方式工作的若干图像格式。

现在许多电影院使用数字技术来分布或投影电影，与电影胶片(诸如35mm胶片)胶卷的历史使用完全不同。数字电影可以通过以下若干方式分布到电影院：通过互联网或专用卫星链路，或通过发送硬盘驱动器或光盘(诸如蓝光光盘)。使用数字视频投影仪代替胶片投影仪来投影数字电影。在数字影院中，分辨率由水平像素数表示，诸如2K(2048×1080或2.2百万像素)或4K(4096×2160或8.8百万像素)。

数字投影仪也用于高清电视、开会与会议图像以及视频演示等。各种数字投影仪应用程序可以使用传统电视或其它传统高清视频标准、各种宽高比、各种帧速率等。

DLP技术随着数字微镜装置(DMD)芯片的出现而成为可能，导致重要的新型投影显示技术的出现。除了在高清电视、影院投影系统、商业和个人投影系统方面取得商业成功外，DLP技术还应用于以下领域：自适应照明、医学成像、相片处理、生物技术应用、光刻、光谱学、科学仪器以及其它应用。

发明内容

在所描述的示例中，多轴线万向节致动器包括可倾斜地耦接到第二倾斜框架的第一倾斜框架。第二框架可倾斜地耦接到参考框架。第一倾斜框架从第二倾斜框架偏移并且在处于中立位置时大致平行于第二倾斜框架。光学元件安装在第一倾斜框架内。每个倾斜轴线通过用于两个轴线中的每一个轴线的铰链定位在不同平面上，该铰链放置在每个倾斜平面后方以减小致动器的整体尺寸。

附图说明

图1A、图1B、图1C、图1D示出了扩展像素分辨率(XPR)致动器的操作。

图2为具有共面铰链的XPR致动器的等轴投影。

图3为具有两个偏移倾斜平面的示例XPR致动器的等轴投影，其中偏移铰链安装在倾斜平面的后方。

图4A、图4B、图4C为图3的示例XPR致动器的正视图、侧视图和仰视图。

图5A、图5B示出了以两个轴线进行的倾斜运动。

图6为包括图3的示例XPR致动器的示例投影仪的俯视图。

图7为用于图6的投影仪的示例控制系统的框图。

图8为示出示例XPR致动器的操作的流程图。

图9为包括微型投影仪的示例移动电话。

具体实施方式

在附图中，为了一致性，相同的元件由相同的附图标记表示。

DLP投影系统为包括聚焦在可控多镜元件上的光源的图像投影系统，其具有聚焦由多镜元件反射的光并且将反射的光投影到图像屏幕上的透镜组件。每个镜对应于图像像素，并且该镜被数字地控制以打开或关闭每个图像像素。多镜元件可以称为“数字微镜装置”(DMD)。DMD是基于半导体的“光开关”阵列，其包括大量(数千或数百万)可单独寻址的可倾斜镜。DMD的每个镜被附接到一个或更多个铰链，镜可以在该一个或更多个铰链上倾斜。与每个镜相关联的寻址电路产生可以选择性地倾斜镜的静电力。DMD为空间光调制器，并且为光转向应用提供了许多优势。

对于显示应用，DMD由图像数据控制。响应于图像数据，从每个镜选择性地反射光以进行投影。当各个镜将光引导通过成像透镜时，选择性地照射成像表面(诸如屏幕)。当镜将光反射离开成像透镜时，反射光被收集在丢弃区域中。调制技术用于提供灰度图像。观察者将快速连续的帧视为全动态显示。

存在使用DMD来生成彩色显示的各种技术。一种途径是利用多个空间光调制器(SLM)来生成多个图像。例如，一个SLM可以用于红色、绿色和蓝色中的每一个。每个图像具有期望的强度，并且该图像被组合以产生正确着色的显示。第二种途径是使用单个SLM并且按顺序针对每种颜色(红色、绿色和蓝色)生成图像。可以通过旋转色轮过滤白色光源以形成多个原色。可替代地，可以使用不同的色源(诸如发光二极管(LED)、激光器等)来产生多个原色。然后，每种颜色可以由SLM顺序地反射，以在投影图像中产生所期望的颜色。生成不同颜色的图像的速度非常快，以至于人眼可以将图像整合成正确着色的帧。

相对于竞争图像生成技术，DMD空间光调制器提供了若干优点。基于DMD的投影装置可以比基于其它技术的投影系统更小并且成本更低。然而，基于DMD的投影系统并非没有限制。在一些应用中，投影系统的像素分辨率可能受到由DMD提供的镜数量的限制。为了提供超过DMD上的镜数量的像素分辨率，一些投影系统在投影路径中提供了用于将由DMD生成的图像移位的致动器。例如，由DMD生成的两个连续图像可以彼此偏移且交错以生成更高分辨率的图像。

以下更详细描述的扩展像素分辨率(XPR)双轴线致动器包含投影路径中的光学元件(窗口)，该光学元件用于使图像在竖直方向上移位半个像素并且在水平方向上移位半个像素，从而利用每个DMD镜生成四个屏幕上像素。致动器放置在投影透镜的前方。窗口通过方波形或正弦波形上下且前后倾斜，以折射或移位像素。每个倾斜轴线通过用于两个轴线中的每一个轴线的铰链定位在不同平面上，该铰链在每个倾斜平面后方偏移，以减小XPR致动器的整体尺寸。

图1A至图1D示出了示例扩展像素分辨率(XPR)致动器的操作。在该示例中，光学元件100为光学透明的一片扁平材料。在该示例中，光学元件100为透明塑料。在其它示例中，其可以为玻璃或其它光学透明材料。如103所示，光学元件100可以在第一轴线上倾斜，并且如104所示，光学元件100可以在与第一轴线正交的第二轴线上倾斜。

示出了代表从DMD(未示出)朝向光学元件100反射的图像的一个像素的光线101。应当理解，用于大量图像像素的多个光线可以以相同的方式通过光学元件100。当光学元件100垂直于光线101时，则光线101遵循路径105穿过光学元件100。然而，当光学元件101倾斜角度106(θ)时，则光线101在进入时在光学元件100的第一表面处折射，并且在离开时再次在第二表面处折射以遵循路径107。以这种方式，光线101的路径被衍射了由表达式(1)表示的量(Δy)。

选择光学元件的厚度(t)、光学元件的折射率(n)和角度106(θ)，使得Δy等于像素尺寸的约四分之一。以这种方式，光学元件100可以向下和向左倾斜以形成像素111、向上和向左倾斜以形成像素112、向上和向右倾斜以形成像素113以及向下和向右倾斜以形成像素114。在该示例中，该序列以约60Hz的速率重复，这对于典型的人眼是不可察觉的。以这种方式，DMD的一个镜(未示出)可以形成四个不同的像素，从而将所得图像的分辨率提高至原来的4倍。

图2为具有共面铰链的XPR致动器200的等轴投影。在该示例中，存在两个运动轴线：水平轴线201和竖直轴线202，它们两者都位于同一平面上。框架211持有光学元件210，诸如光学元件100(图1A)。铰链203、铰链204允许框架211和光学元件210在水平轴线201上移动。铰链205、铰链206允许框架212移动，从而允许框架211和光学元件210相对于框架213在竖直轴线202上移动。以这种方式，可以增加像素分辨率，如参考图1A至图1D所述。

在该示例中，铰链203-206都与框架211-213共面。因此，XPR致动器200的高度H2明显大于框架211的高度H1。类似地，宽度W2明显大于框架211的宽度W1。

图3为具有两个偏移倾斜平面的示例XPR致动器300的等轴投影，其中偏移铰链安装在倾斜平面的后方。在该示例中，存在两个运动轴线：水平轴线301和竖直轴线302，它们位于不同的平面。倾斜框架311安装在倾斜框架312的前方。在该示例中，“在…的前方”是指远离投影透镜，参见图6中的透镜608。倾斜框架311持有光学元件310，如光学元件100(图1A)。在该示例中，光学元件310为安装在倾斜框架311中的开口内的一块透明材料。倾斜框架312和参考框架313包括尺寸与倾斜框架311中的开口大致相等的开口。在至少一些示例实施例中，术语“其尺寸与…大致相等”意指尺寸精确相等或在5％以内精确相等。

铰链303、铰链304提供枢转点并且允许倾斜框架311和光学元件310在水平轴线301上移动。铰链305、铰链306提供枢转点并且允许倾斜框架312移动，从而允许倾斜框架311和光学元件310相对于参考框架313在竖直轴线302上移动。以这种方式，可以增加像素分辨率，如参考图1A至图1D所述。

在该示例中，铰链303、铰链304从轴线301偏移，使得倾斜框架311从倾斜框架312偏移并且定位在倾斜框架312的前方，并且当处于中立位置时大致平行于倾斜框架312。铰链303、铰链304定位在由宽度W2和高度31限定的倾斜框架311的周界内。类似地，铰链305、铰链306从轴线302偏移，使得倾斜框架312定位在参考框架313的前方并且在处于中立位置时大致平行于参考框架313。铰链305、铰链306定位在由宽度W4和高度H4限定的倾斜框架312的周界内。以这种方式，倾斜框架312的高度H4可以维持与倾斜框架311的高度H3相同或仅略大于倾斜框架311的高度H3。类似地，倾斜框架312的宽度W4可以维持与倾斜框架311的宽度W3相同或仅略大于倾斜框架311的宽度W3。在至少一些示例实施例中，术语“大致平行”意指精确地或在5％以内精确地。例如，在至少一些示例实施例中，术语“大致平行”意指精确平行或在4.5度以内精确平行。

以这种方式，XPR致动器300的总高度和宽度明显小于XPR致动器200(图2)的总高度和宽度，而光学元件310的尺寸与光学元件210(图2)的尺寸大致相同。

在该示例中，倾斜框架312相对于参考框架313的运动由音圈马达325、音圈马达326控制。类似地，倾斜框架311相对于倾斜框架312的运动由音圈马达323、音圈马达324控制。每个音圈马达323-326包括永磁体柱体和线圈，该线圈在通电时对附近的永磁体产生磁引力。因此，通过线圈的受控激励，移动倾斜框架311和倾斜框架312以重新定位像素以增加图像分辨率，如上所描述。

每个铰链303-306由柔性材料制成，并且用作弹簧以将每个框架维持在中立位置，直至被音圈马达偏转，如上所述。

图4A至图4C为图3的示例XPR致动器300的正视图、侧视图和仰视图。图4B更详细地示出了铰链305以及类似的铰链306如何从倾斜平面412偏移。倾斜平面412表示倾斜框架312围绕倾斜轴线302倾斜的平面。

类似地，图4C更详细地示出了铰链304以及类似的铰链303如何从倾斜平面411偏移。倾斜平面411表示倾斜框架311围绕轴线301倾斜的平面。

以这种方式，铰链303、铰链304在倾斜平面411与倾斜平面412之间偏移并且定位在倾斜平面411与倾斜平面412之间。类似地，铰链305、铰链306在倾斜平面412与参考框架313之间偏移并且定位在倾斜平面412与参考框架313之间。这允许XPR致动器300的总高度和宽度被限制为与持有光学元件310的倾斜框架311大致相同的尺寸。

图5A至图5B示出了XPR致动器300以两个轴线进行的倾斜运动。图5A示出了围绕竖直轴线302(图3)的倾斜。在该示例中，通过激励位于邻近音圈马达323中的永磁体的线圈而产生的以541示出的磁力吸引音圈马达323中的永磁体并且使倾斜框架312围绕铰链305、铰链306(图3)倾斜。通过激励邻近音圈马达324中的永磁体(图3)的线圈也产生相反的倾斜。

图5B示出了围绕水平轴线301(图3)的倾斜。在该示例中，通过激励位于邻近音圈马达325中的永磁体的线圈而产生的以542示出的磁力吸引音圈马达325中的永磁体并且使倾斜框架311围绕铰链304、铰链303(图3)倾斜。通过激励邻近音圈马达326中的永磁体(图3)的线圈也产生相反的倾斜。

在该示例中，倾斜框架311、倾斜框架312被设计成在倾斜位置“悬停”而不是与邻近框架物理接触，使得倾斜操作不产生音频噪声。

图6为包括图3的示例XPR致动器300的示例投影系统600的俯视图。投影系统600包括DMD 602、双轴线可倾斜的XPR致动器300、反向全内反射(RTIR)棱镜606、投影透镜608、楔形棱镜610和透镜612。DMD 602可以安装在基板(诸如印刷电路板620)上。为清楚起见，省略了投影系统600的各种部件。例如，投影系统600还可以包括生成由DMD 602反射的光束614的光源、将图像数据传输到DMD 602并且使XPR致动器300的倾斜操作与DMD 602中的图像生成同步的控制系统、电源、冷却系统、音频系统、附加光学元件、机壳和其它部件。

在投影系统600中，透镜612将光束614引导到楔形棱镜610中。光束614表示总光束中落在DMD 602的一个镜上的部分，从而形成总图像的一个像素。用于图像的所有像素的光束遵循类似的路径。楔形棱镜610的几何形状允许光束614沿基本上直的线穿过楔形棱镜610和RTIR棱镜606。设置DMD 602的镜以使光束614朝向或远离投影透镜608反射。经由投影透镜608投影的光被反射到RTIR棱镜606中，并且在RTIR棱镜606中反射通过XPR致动器300到达投影透镜608。

如上文更详细地描述的，通过在来自给定DMD镜的每个光束通过XPR致动器300时连续设置DMD镜，XPR致动器向左、向右、向上或向下倾斜并且顺序地产生四个图像像素。例如，光束614的路径可以向左并且向上或向下倾斜以遵循路径616或者向右并且向上或向下倾斜以遵循路径618。

在投影系统600中，可以通过将不同颜色的光束连续地引导到DMD 602并且针对每种颜色连续地设置DMD 602的镜来形成彩色图像。例如，如果使用红色、绿色和蓝色来产生彩色图像，则对于每个图像帧，红光可以在第一时间间隔内被引导到DMD 602，绿光可以在第二时间间隔内被引导到DMD602，以及蓝光可以在第三时间间隔内被引导到DMD 602。DMD602的镜图案以及每个镜将光反射到投影透镜608的持续时间可以针对每种光颜色而改变。最终，观察者的视觉系统混合投影的颜色以产生最终的图像颜色。可以通过使白色光束通过旋转色轮的滤光器、通过激活彩色光源或通过其它已知或以后开发的彩色光生成技术来生成引导到DMD 602的不同光束颜色。

投影系统600可以被包括在移动“智能”电话内，并且被用于将图像投影到观察表面上以提供比可以在智能电话的观察屏幕上提供的图像更大的图像。在另一示例中，例如，基于本文描述的原理的投影仪可以通过使用更大的透镜和更亮的光而被放大到更大的尺寸，以形成用于商务会议的便携式投影仪。在另一示例中，基于本文描述的原理的投影仪可以通过使用更大的透镜和更亮的光而被放大到更大的尺寸，以形成用于在电影院中投影到影院尺寸屏幕上的固定的投影仪。

取决于最终产品的热要求，可以使用已知的或以后开发的塑料或金属模制工艺来制造XPR致动器300的倾斜框架311、倾斜框架312和参考平面313。在一些示例中，倾斜框架311、倾斜框架312和参考框架313可以被模制为具有弹簧铰链的单个整体部件。在另一示例中，每个框架可以为单独的部件并且框架可以与各种类型的铰链结构可倾斜地接合。例如，使用高功率光源的大型电影院投影仪可以由金属制成，而用于手机内的小型投影仪可以由塑料制成。

图7示出了根据本文公开的原理的投影系统600(图6)的控制系统700的框图。控制系统700包括控制器702和存储装置704。控制器702被耦接到DMD 602和XPR致动器300。为清楚起见，省略了控制系统700的各种部件。例如，控制系统700可以包括输入/输出接口、网络适配器等，输入/输出接口有助于将图像数据从耦接到投影系统600的源传输到控制系统700。

控制器702可以包括通用微处理器、数字信号处理器、微控制器或能够执行从计算机可读存储介质检索的指令的其它装置。处理器架构通常包括执行单元(诸如：定点、浮点、整数或其它执行单元)、存储装置(诸如寄存器或存储器)、指令解码、外围设备(诸如中断控制器、定时器和/或直接存储器存取控制器)、输入/输出系统(诸如串行端口、并行端口等)以及各种其它部件和子系统。控制器702也可以包括用于XPR致动器300的音圈马达控制和驱动电路、专用视频/图形处理系统等。

存储装置704为非暂时性计算机可读存储介质，其适于存储可由控制器702执行的指令，并且用于存储定义待由投影系统600显示的图像的图像数据706。存储装置704可以包括易失性存储装置(诸如随机存取存储器)、非易失性存储装置(诸如硬盘驱动器、光学存储装置(诸如CD或DVD驱动器)、FLASH存储装置、只读存储器)或它们的组合。

存储装置704包括致动器/DMD控制模块708，致动器/DMD控制模块708包括用于控制DMD 602和XPR致动器300的操作的指令。例如，控制器702可以执行致动器/DMD控制模块708的指令，用以：从图像数据706导出镜图案，将镜图案数据传输到DMD 602，使XPR致动器300的倾斜与由DMD 602生成的待交错图像同步，使引导到DMD 602的彩色光束的生成与镜图案数据传输到DMD 602同步和/或使XPR致动器300的倾斜与彩色光束的生成同步。

控制系统700的一些示例包括执行至少一些上述功能的专用控制电路。一些示例可以经由专用控制电路和存储装置704中提供的指令的执行的组合来控制XPR致动器300、DMD 602以及投影系统600的其它部件。

图8为示出示例XPR致动器(诸如XPR致动器300(图3))的操作的流程图。在802处，光束通过光学元件投影到观察表面上。如上文更详细描述的，DMD空间光调制器可以用于反射来自每个镜元件的光束，该光束表示在观察表面上显示的图像的像素。光源(诸如灯、发光二极管、激光器等)可以用于照射DMD空间光调制器。观察表面可以为墙壁、反射屏幕、桌子或台面等。

在804处，使用包括在第一倾斜框架的周界内的第一铰链使光学元件在第一轴线上倾斜，以沿第一组路径折射光束。如上文更详细地描述的，可以使用各种技术(诸如音圈马达、螺线管或其它类型的线性致动器、马达驱动的偏心机构等)来倾斜光学元件。

在806处，使用包括在第二倾斜框架的周界内的第二铰链使光学元件在第二轴线上倾斜，以沿第二组路径折射光束，其中第一轴线从第二轴线偏移。每个倾斜轴线通过用于两个轴线中的每个轴线的铰链定位在不同的平面上，该铰链放置在每个倾斜平面后方，以减小XPR致动器的整体尺寸。

以这种方式，光学元件向下和向左倾斜以形成第一像素、向上和向左倾斜以形成第二像素、向上和向右倾斜以形成第三像素、向下和向右倾斜以形成第四像素。在该示例中，该序列以约60Hz的速率重复，这对于典型的人眼是不可察觉的。以这种方式，可以连续地设置DMD的一个镜以形成四个不同的像素，从而将所得的图像的分辨率提高至原来的4倍。

图9为包括微型投影仪901的示例移动电话900。移动电话正变得无处不在，并且可以被配置有各种应用程序以向用户提供广泛的服务。可以称为微型投影仪的小型投影仪901(其包括如上文更详细描述的示例XPR致动器300(图3))可以被小型化以允许其被包括在移动电话900内。投影透镜902将图像904投影到表面905上。移动电话的电路910内的收发器电路可以与蜂窝网络通信以下载提供到投影仪901并且从而投影到表面905上的图片和视频数据。类似地，由车载相机(未示出)拍摄并且存储在电路910中的图像或视频也可以被提供到投影仪901，并且从而被投影到表面905上。

光源(诸如发光二极管、激光器等)可以用于照射包括在投影仪901内的DMD空间光调制器。观察表面905可以为墙壁、反射屏幕、桌子或台面等。

其它实施例

在所描述的示例中，XPR致动器可以被包括在用于智能电话的投影仪内。其它示例可以被包括在商业投影仪、电影院投影仪、工业控制系统、虚拟现实系统、自适应照明、医学成像、照片加工、生物技术应用、光刻、光谱学、科学仪器和其它应用中。

虽然在上文中描述了双轴线致动器，但是在另一示例中，可以设计单轴线致动器，其中像素图案被对角地移位以增加分辨率。

在另一示例中，可以使用三个或更多个轴线以提供附加的扩展像素分辨率。

在另一示例中，可以实现附加的倾斜位置，诸如左中右和上中下以产生3×3扩展像素分辨率。

在所描述的示例中，示出了柔性弹簧(诸如弹簧303-306)。在另一示例中，可以使用不同的已知或以后开发的倾斜机构。例如，可以使用在轴上旋转的轴承，尤其是对于较大的示例。

在所描述的示例中，音圈马达用于使每个倾斜框架移动。在其它示例中，可以使用另一种类型的已知或以后开发的技术来使每个倾斜框架移动。例如，可以使用螺线管或其它类型的线性致动器。在另一示例中，可以使用马达驱动的偏心机构。

在所描述的示例中，示出了具有矩形轮廓的光学元件。在其它示例中，光学元件可以具有不同的形状，诸如正方形或甚至圆形。

在所描述的示例中，示出了侧照式投影系统配置。在其它示例中，可以使用不同的配置，诸如俯照示或仰照式配置。

在所描述的示例中，XPR致动器被放置在棱镜与投影透镜之间。在其它示例中，可以使用不同的配置。例如，XPR致动器可以被放置在DMD与棱镜之间。

在本说明书中，术语“耦接”及其衍生词意指间接电连接、直接电连接、光学电连接和/或无线电连接。因此，如果第一装置耦接到第二装置，则该连接可以通过直接电连接、通过经由其它装置和连接的间接电连接、通过光学电连接和/或通过无线电连接。

在所描述的实施例中可以进行修改，并且在权利要求的范围内其它实施例也是可能的。

Claims (22)

1.一种装置，其包括：

致动器，所述致动器包括：

第一倾斜框架；

第二倾斜框架，所述第一倾斜框架可倾斜地耦接到所述第二倾斜框架；

参考框架，所述第二倾斜框架可倾斜地耦接到所述参考框架；

第一铰链，所述第一铰链在所述第一倾斜框架和所述第二倾斜框架之间，所述第一铰链在所述第一倾斜框架后面；

第二铰链，所述第二铰链在所述第二倾斜框架和所述参考框架之间，所述第二铰链在所述第二倾斜框架后面；

第一马达，所述第一马达在所述第一倾斜框架和所述第二倾斜框架之间，所述马达被配置为使所述第一倾斜框架倾斜，所述第一马达在所述第一倾斜框架后面，并且所述第二铰链在所述第一马达后面；

第二马达，所述第二马达在所述第二倾斜框架和所述参考框架之间，所述第二马达在所述第二倾斜框架后面，所述第一铰链在所述第二马达和所述第一倾斜框架之间，并且所述第二马达在所述第一铰链后面；以及

光学元件，所述光学元件被安装在所述第一倾斜框架内。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一倾斜框架通过定位在所述第一倾斜框架的第一倾斜平面与所述第二倾斜框架的第二倾斜平面之间的枢轴点可倾斜地耦接到所述第二倾斜框架。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述第一倾斜框架通过位于所述第一倾斜框架的相对侧上的铰链可倾斜地耦接到所述第二倾斜框架，其中所述第一铰链垂直于所述第一倾斜平面。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述第一倾斜框架具有周界，并且其中所述第一铰链被定位在所述第一倾斜框架的所述周界内。

5.根据权利要求3所述的装置，其中所述第一铰链为弹簧铰链。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二倾斜框架从所述参考框架偏移并且在处于中立位置时在4.5度内平行于所述参考框架；以及

其中所述第二倾斜框架通过定位在所述第二倾斜框架的第二倾斜平面与所述参考框架之间的枢轴点可倾斜地耦接到所述参考框架。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述第二倾斜框架通过位于所述第二倾斜框架的相对侧上的第二铰链可倾斜地耦接到所述参考框架，其中所述第二铰链垂直于所述第二倾斜平面。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述第二倾斜框架具有周界，并且其中所述第二铰链被定位在所述第二倾斜框架的所述周界内。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述光学元件为适配在所述第一倾斜框架中的开口内的一块透明材料，并且其中所述第二倾斜框架和所述参考框架包括开口，所述第二倾斜框架和所述参考框架的所述开口的尺寸在所述第一倾斜框架中的所述开口的尺寸的5％以内。

10.根据权利要求1所述的装置，所述装置为投影仪，进一步包括：

数字镜装置空间光调制器即DMD空间光调制器；以及

反向全内反射棱镜即RTIR棱镜，所述RTIR棱镜被定位成接收由DMD空间光调制器反射的光并且引导所述光通过所述光学元件。

11.根据权利要求10所述的装置，所述装置为移动电话，进一步包括：

电路，所述电路从蜂窝网络接收视频数据，所述电路被耦接以将所述视频数据提供到所述DMD空间光调制器。

12.一种投影仪，其包括：

扩展像素分辨率致动器即XPR致动器，所述XPR致动器包括：

第一倾斜框架；

第二倾斜框架，所述第一倾斜框架可倾斜地耦接到所述第二倾斜框架；

参考框架，所述第二倾斜框架可倾斜地耦接到所述参考框架；

在第一倾斜框架内的光学元件；

第一铰链，所述第一铰链在所述第一倾斜框架和所述第二倾斜框架之间，所述第一铰链在所述第一倾斜框架后面；

第二铰链，所述第二铰链在所述第二倾斜框架和所述参考框架之间，所述第二铰链在所述第二倾斜框架后面；

第一马达，所述第一马达在所述第一倾斜框架后面，所述第一马达在所述第二铰链和所述第一倾斜框架之间，所述第一马达被配置为使所述第一倾斜框架倾斜，并且所述第二铰链在所述第一马达后面；以及

第二马达，所述第二马达在所述第二倾斜框架和所述参考框架之间，所述第一铰链在所述第二马达和所述第一倾斜框架之间，所述第二马达在所述第二倾斜框架后面，并且所述第二马达在所述第一铰链后面；

空间光调制器；以及

反向全内反射棱镜即RTIR棱镜，所述RTIR棱镜光学地耦接在所述空间光调制器和所述光学元件之间。

13.根据权利要求12所述的投影仪，其中所述第一倾斜框架通过定位在所述第一倾斜框架的第一倾斜平面与所述第二倾斜框架的第二倾斜平面之间的枢轴点可倾斜地耦接到所述第二倾斜框架。

14.根据权利要求13所述的投影仪，其中所述第一倾斜框架通过位于所述第一倾斜框架的相对侧上的第一铰链可倾斜地耦接到所述第二倾斜框架，其中所述铰链垂直于所述第一倾斜平面。

15.根据权利要求14所述的投影仪，其中所述第一倾斜框架具有周界，并且其中所述第一铰链被定位在所述第一倾斜框架的所述周界内。

16.根据权利要求14所述的投影仪，其中所述第一铰链为弹簧铰链。

17.根据权利要求12所述的投影仪，其中所述第二倾斜框架从所述参考框架偏移并且在处于中立位置时在4.5度内平行于所述参考框架；以及

其中所述第二倾斜框架通过定位在所述第二倾斜框架的第二倾斜平面与所述参考框架之间的枢轴点可倾斜地耦接到所述参考框架。

18.根据权利要求17所述的投影仪，其中所述第二倾斜框架通过位于所述第二倾斜框架的相对侧上的第二铰链可倾斜地耦接到所述参考框架，其中所述第二铰链垂直于所述第二倾斜平面；以及

其中所述第二倾斜框架具有周界，并且其中所述第二铰链定位在所述第二倾斜框架的所述周界内。

19.根据权利要求12所述的投影仪，其中所述光学元件为适配在所述第一倾斜框架中的开口内的一块透明材料，并且其中所述第二倾斜框架和所述参考框架包括开口，所述第二倾斜框架和所述参考框架的所述开口的尺寸在所述第一倾斜框架中的所述开口的尺寸的5％以内。

20.一种方法，所述方法包括：

通过光学元件将光束投影；

使用在第一倾斜框架的周界内的第一铰链，使用所述第一倾斜框架和第二倾斜框架之间的第一马达，使所述光学元件在第一轴线上倾斜，以沿第一组路径折射所述光束，所述第一铰链在所述第一倾斜框架和所述第二倾斜框架之间，所述第一铰链在所述第一倾斜框架后面，并且所述第一马达在所述第一倾斜框架后面；以及

使用在第二倾斜框架的周界内的第二铰链，使用所述第二倾斜框架后面的第二马达，使所述光学元件在第二轴线上倾斜，以沿第二组路径折射所述光束，所述第一马达在所述第二铰链和所述第一倾斜框架之间，并且所述第一铰链在所述第二马达和所述第一倾斜框架之间，所述第二铰链在所述第一倾斜框架和所述第二倾斜框架之间，所述第二马达在所述第二倾斜框架和参考框架之间，所述第二铰链在所述第二倾斜框架后面，所述第二铰链在所述第一铰链后面，并且所述第二马达在所述第一铰链后面。

21.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一倾斜框架从所述第二倾斜框架偏移并且在处于中立位置时在4.5度内平行于所述第二倾斜框架。

22.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一马达在所述第一倾斜框架的周界内。

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