CN1924694A - 便携式投影仪 - Google Patents

Abstract

公开了一种便携式投影仪。该便携式投影仪包括：光透射部件，其具有第一和第二表面；多类型激光源，包括多个子激光源，用于基于外部图像信号发出光束到部件的第一表面上，从而允许光束被透射到部件中；一个或多个光学元件，其被支撑在部件的第一和第二表面的至少其中之一上，用于衍射和反射从多类型激光源入射的光束到部件中；和至少一个多类型扫描镜，其被支撑在部件的第一和第二表面之一上，用于基于外部控制信号扫描从光学元件衍射和反射的光束到位于部件外侧的外部屏幕上。

Description

便携式投影仪

本申请要求于2005年8月31日提交的韩国专利申请No.P2005-80896，2005年9月15日提交的No.P2005-86431和于2005年9月29日提交的P2005-91338的权益，将其在此完全包括并引入作为参考。

技术领域

本发明涉及投影仪，且更为具体地说涉及便携式投影仪。

背景技术

显示设备近来的趋势是提供大的屏幕尺寸以及亮度和细薄。在这种显示设备中，因为其能够实现100英寸或更大的大屏幕，投影仪成为焦点。

这种投影仪是投射从比如液晶显示(LCD)面板、反射性硅上液晶(LCoS)面板、或数字微镜设备(DMD)面板的微设备产生的图像到屏幕上，由此显示图像的显示设备。

通常，这种投影仪被根据用在投影仪中的微设备的数目分类为单一面板类型、双面板类型或三面板类型。

在单一面板类型投影仪中，以时分方式将白光分离为彩色光分量，且将分离的彩色光分量照射到单一微设备。在双面板类型投影仪中，将白光以空分和时分方式分离为彩色光分量，且将彩色光分量照射到两个微设备。在三面板类型投影仪中，以空分方式将白光分离为彩色光分量，且将彩色光分量照射到三个微设备。

图1是说明了通常的单一面板类型投影仪的布置的示意图。图2是说明了通常的三面板类型投影仪的布置的透视图。

如图1所示，单一面板类型投影仪包括光源2、色鼓3，杆透镜4，照明透镜5和6，微设备7，棱镜8和投射透镜单元1。

在说明的单一面板类型投影仪中，从光源2发出的光在通过色鼓3时，被分为红、绿和蓝光束。在通过杆透镜4时调制分离的光束以使其具有均匀的亮度。之后光束在通过照明透镜5和6以及棱镜8之后，入射在微设备7上。

入射光束在通过微设备7时具有图像信号，且在通过棱镜8和投射透镜单元1之后被投射在屏幕上。

而且，如图2所述，三面板类型投影仪包括分色镜9，其将从光源2发出的光分为红、绿和蓝光束。分离的红、绿和蓝光束分别入射在相应的LCD面板10上。之后编排入射的光束由此经投射透镜单元1投射在屏幕上。

但是，具有上述布置的现有投影仪具有的问题在于它们不仅需要大量光学元件，因为光学系统的三维布置还需要非常大的安装空间。

这种光学系统的布置使得其不可能减小投影仪的整个尺寸。

而且，因为从光源到投射透镜单元的光的传播路径很长，现有投影仪通常遇到光损耗的问题。因此，现有的投影仪在显示亮和生动的图像方面受限。

另外，因为光学系统的三个三维布置，现有的投影仪具有光学元件的布置不稳定的问题。

发明内容

因此，本发明涉及便携式投影仪，其基本上避免了因为现有技术的限制和缺点引起的一个或多个问题。

本发明的目的是提供一种便携式投影仪，其包括光学系统的新颖布置，能够最小化光学系统的空间，由此实现投影仪的尺寸的减小。

本发明的另一目的是提供一种便携式投影仪，其能够最小化光路径，由此实现光损耗的减少。

本发明的又一目的是提供一种便携式投影仪，其能够实现光学元件的稳定布置。

本发明的其它优点、目的和特征将在随后的说明中部分地描述，经过以下检验或从本发明的实践中学习，上述优点、目的和特征对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。本发明的目的和优点可以如所附说明书及其权利要求书和附图中所特别指出的来实现和获得。

为实现本发明的这些和其它的优点，以及根据本发明的目的，如这里具体地和广泛地描述的，一种便携式投影仪包括：光透射部件，其具有第一和第二表面；多类型激光源，其用于基于外部图像信号发出光束到部件的第一表面上，从而允许光束透射到部件中，该多类型激光源包括多个子激光源；一个或多个光学元件，其被支撑在部件的第一和第二表面的至少其中之一上，用于衍射和反射从多类型激光源入射的光束到部件中；和至少一个多类型扫描镜，其被支撑在部件的第一和第二表面之一上，用于基于外部控制信号扫描从光学元件衍射和反射的光束到位于部件外侧的外部屏幕上。

这里，光透射部件可以是玻璃部件，透明塑料部件，或内部具有大气或真空压力的空心部件。光透射部件可具有圆形、半圆形、三角形或多边形截面。

光透射部件可具有线形和平坦表面。在光透射部件的所有表面中，其上支撑光学元件的至少一个表面是凸起或凹陷的。

多类型激光源可包括发出红激光束的至少一个第一子激光源，发出绿激光束的至少一个第二子激光源，和发出蓝激光束的至少一个第三子激光源，平行布置第一、第二和第三子激光源。多类型扫描镜包括水平扫描入射光束的第一一维扫描镜和垂直扫描入射光束的第二一维扫描镜，或包括垂直和水平扫描入射光束的二维扫描镜。

根据本发明的另外的方面，提供了一种便携式投影仪，其包括：光透射部件，其具有第一和第二表面；多类型激光源，其用于基于外部图像信号发出激光束到部件的第一表面上，从而允许光束被透射到部件中，该多类型激光源包括多个子激光源；第一透镜组，其被支撑在部件的第一表面上，用于衍射从多类型激光源入射的光束，以发射光束到部件的第二表面，该第一透镜组包括多个子透镜；第二透镜组，其被支撑在部件的第二表面上，用于衍射从第一透镜组衍射的光束，该第二透镜组包括多个子透镜；第一多类型扫描镜，其被支撑在部件的第一表面上，用于基于外部控制信号扫描从第二透镜组衍射的光束；和第二多类型扫描镜，其被支撑在部件的第二表面上，用于基于外部控制信号扫描从第一多类型扫描镜扫描的光束。

优选地，该第一透镜组的子透镜的数目可等于多类型激光源的子激光源的数目，且平行布置第一透镜组的子透镜以对应于各个子激光源。

第一透镜组的每个子透镜是具有其上入射激光束的第一表面和从其发出激光束的第二表面的衍射光学元件，第一表面具有用于会聚激光束的光栅角，且第二表面具有用于改变激光束的路径的光栅角。

第二透镜组的子透镜可以是以条形式的衍射光学元件，包括衍射红激光束的第一子透镜，衍射绿激光束的第二子透镜和衍射蓝激光束的第三子透镜。

第一多类型扫描镜可包括扫描红激光束的第一子扫描镜，扫描绿激光束的第二子扫描镜，和扫描蓝激光束的第三子扫描镜，平行布置第一、第二和第三子扫描镜。第二多类型扫描镜可包括一个或多个子扫描镜，子扫描镜的数目等于多类型激光源的子激光源的数目。

根据本发明的另一方面，提供了一种便携式投影仪，其包括：光透射部件，其具有第一和第二表面；多类型激光源，其用于基于外部图像信号发出激光束到部件的第一表面上，从而允许光束被透射到部件中，该多类型激光源包括多个子激光源；第一透镜组，其被支撑在部件的第一表面上，用于衍射从多类型激光源入射的光束，以发射衍射的光束到部件的第二表面，该第一透镜组包括多个子透镜；第二透镜组，其被支撑在部件的第二表面上，用于衍射从第一透镜组衍射的光束，该第二透镜组包括多个子透镜；镜子，其被支撑在部件的第一表面上，用于反射从第二透镜组衍射的激光束；和多类型扫描镜，其被支撑在部件的第二表面上，用于基于外部控制信号扫描从镜子反射的光束。

根据本发明的又一方面，提供了一种便携式投影仪，其包括：光透射部件，其具有第一和第二表面；多类型激光源，其用于基于外部图像信号发出光束到部件的第一表面上，从而允许光束被透射到部件中，该多类型激光源包括一个或多个第一、第二和第三子激光源；第一透镜组，其被支撑在部件的第一表面上，用于衍射从第一子激光源入射的光束，以发射衍射的光束到部件的第二表面，该第一透镜组包括多个子透镜；第一镜子组，其被支撑在部件的第二表面上，用于反射从第一透镜组衍射的光束，该第一镜子组包括多个子镜子；第二透镜组，其被支撑在部件的第一表面上，用于不仅衍射从第二子激光源入射的光束，还衍射从第一镜子组反射的光束到部件的第二表面，该第二透镜组包括多个子透镜；第二镜子组，其被支撑在部件的第二表面上，用于反射从第二透镜组衍射的光束，该第二镜子组包括多个子镜子；第三透镜组，其被支撑在部件的第一表面上，用于不仅衍射从第三子激光源入射的光束，还衍射从第二镜子组反射的光束，以发射衍射的光束到部件的第二表面，该第三透镜组包括多个子透镜；多个衍射透镜，其被支撑在部件的第一和第二表面的至少其中之一上，以衍射从第三透镜组衍射的光束；和扫描镜，其被支撑在部件的第一表面上，用于基于外部控制信号扫描从衍射透镜衍射的光束。

第一子激光源可发射红激光束，第二子激光源可发射绿激光束，且第三子激光源可发射蓝激光束，平行布置第一、第二和第三子激光源以将其彼此均匀隔开。第一、第二或第三透镜组的子透镜的数目可等于第一、第二或第三子激光源的数目，且可平行布置第一、第二或第三透镜组的子透镜以对应于相关的第一、第二或第三子激光源。

第一、第二和第三透镜组的每个子透镜可以是具有其上入射激光束的第一表面和从其发出激光束的第二表面的衍射光学元件，第一表面具有用于会聚激光束的光栅角，且第二表面具有用于改变激光束的路径的光栅角。

在其上入射从第一镜子组反射的光束的表面提供第二透镜组的每个子透镜，其中分束器在执行红波长的全反射的同时透射绿波长。

投影仪可进一步包括：多个板，其位于第一、第二和第三透镜组的各个子透镜的一个表面上，该表面面对多类型激光源，每个板具有用于除去从多类型激光源发出的光束的斑点噪声的不规则表面图形；和驱动器，其用于和板一起以一个方向同时往复第一、第二和第三透镜组。

应该理解本发明的前述一般描述和下面的具体描述都是示例性和说明性的，并且意在提供本发明如权利要求所述的进一步解释。

附图说明

附图是为了能进一步了解本发明而包含的，并且被纳入本说明书中构成本说明书的一部分，这些附图示出了本发明的一个或多个实施例，并用于与本说明书一起对本发明的原理进行说明。在附图中：

图1是说明了通常的单一面板类型投影仪的布置的视图；

图2是说明了通常的三面板类型投影仪的布置的视图；

图3是说明了根据本发明第一实施例的便携式投影仪的透视图；

图4A和4B分别是说明了用于本发明第一实施例的第一透镜组的光栅角的透视图和截面图；

图5是说明了根据本发明第二实施例的便携式投影仪的透视图；

图6是说明了用于本发明的多类型扫描镜获得的图像扫描线的视图；

图7是说明了根据本发明第三实施例的便携式投影仪的透视图；

图8是说明了根据本发明第四实施例的便携式投影仪的透视图；

图9是说明了在图8的板产生的全息图形的视图；且

图10A和10B是说明了根据本发明的使用便携式投影仪的移动激光投影仪电话的示意图。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的优选实施例，在附图中示出了其实例。在任何可能的地方，在整个附图中使用相同的参考数字表示相同或相似的部分。

本发明的概念是提供一种便携式投影仪，其中在光透射部件的两个相对表面布置多个光学元件，用于实现光学元件的稳定布置，且经光透射部件透射光束以减少光路径长度。

根据本发明的便携式投影仪的设计的特征在于多类型激光源包括平行布置的多个子激光源，且光学元件位于光透射部件上以具有适于使用多类型激光源的布置。

本发明的光学系统基本上包括光透射部件，包括多个子激光源的多类型激光源，包括多个子扫描镜的多类型扫描镜和多个光学元件。

这里，光透射部件可以是玻璃部件、透明塑料部件、或在内部具有大气或真空压力的空心部件。当然，应该理解其它材料可用于形成光透射部件，至少它们具有高的光透射效率，且基于光学系统的设计确定光透射部件的尺寸。

当情况需要时，制造光透射部件具有圆形、半圆形、三角形或多边形截面。

在本发明的实施例中，制造光透射部件具有线形和平坦表面。

另外，根据光学系统的设计，在光透射部件的所有表面中，制造其上支撑光学元件的一个或多个确定表面为凸起或凹陷的。

设计多类型激光源以基于外部图像信号发射光束到光透射部件的第一表面上，从而允许光束被透射进部件中。

这里，多类型激光源包括发出红激光束的至少一个第一子激光源，发出绿激光束的至少一个第二子激光源，和发出蓝激光束的至少一个第三子激光源。平行布置第一、第二和第三子激光源。

可以以一卷的形式布置第一、第二和第三子激光源，或可以彼此均匀隔开。

可在光透射部件的第一表面上支撑多类型激光源，或可在另一部件上支撑且同时和第一表面隔开预定距离。

光透射部件进一步具有面对第一表面的第二表面，且可在光透射部件的第一和第二表面的至少一个上支撑光学元件，且该光学元件用于衍射和反射从多类型激光源入射到部件中的光束。

优选地，光学元件可包括衍射光学元件、全息光学元件、平面镜和微显示器等，且可分别以平板形式制造。

根据光学系统的设计可将本发明的光学元件制造为多种形式。

在本发明的光学系统中，沿着相同线彼此平行布置在光透射部件的第一表面和/或第二表面上支撑的光学元件。

可以预定角度交替放置在光透射部件的第一表面上支撑的光学元件和在光透射部件的第二表面上支撑的光学元件。

这种交替布置的原因是最小化光的透射路径。

为最优化根据本发明的光学系统的配置，优选地，在光透射部件的第一表面上布置具有驱动电路的光学元件，且在光透射部件的第二表面上布置不具有驱动电路的光学元件。

在一侧集成需要电路布置的光学元件的原因是最大化空间的使用，由此实现光学系统的尺寸的显著减小。

在光透射部件的第一和第二表面的至少一个上支撑多类型扫描镜。多类型扫描镜用于基于外部控制信号扫描从光学元件衍射和反射的光束到外部屏幕上。

多类型扫描镜可包括水平扫描入射光束的第一一维扫描镜和垂直扫描入射光束的第二一维扫描镜，或可包括垂直和水平扫描入射光束的二维扫描镜。

图3是说明了根据本发明第一实施例的便携式投影仪的透视图。

如图3所示，本发明的便携式投影仪包括光透射部件50、多类型激光源51、第一和第二透镜组52和53，和第一及第二多类型扫描镜54和55。

光透射部件50可以是玻璃部件、透明塑料部件、或在内部具有大气或真空压力的空心部件。当然，应该理解其它材料可用于形成光透射部件50，只要它们具有高的光透射效率，且基于光学系统的设计确定光透射部件50的尺寸。

当情况需要时，光透射部件50可具有圆形、半圆形、三角形或多边形截面。

在本发明的实施例中，制造光透射部件50具有线形和平坦表面。

根据光学系统的设计，在光透射部件50的所有表面中，制造其中支撑第一和第二透镜组52和53以及第一和第二多类型扫描镜54和55的确定表面区域为凸起或凹陷的。

设计多类型激光源51以基于外部图像信号发射光束到光透射部件50的第一表面上，从而允许光束被透射进部件50中。多类型激光源51包括多个子激光源。

特别的，多类型激光源51包括平行布置的第一、第二和第三子激光源51a、51b和51c。可在光透射部件50的第一表面上支撑多类型激光源51，或可在另一部件上支撑同时和第一表面隔开。

配置第一、第二和第三子激光源51a、51b和51c的每一个使得平行布置多个第一、第二或第三子激光源。

第一子激光源51a适于发出红激光束，第二子激光源51b适于发出绿激光束，且第三子激光源51c适于发出蓝激光束。

在部件50的第一表面上支撑第一透镜组52，且其用于衍射从多类型激光源51入射的光束到部件50的第二表面上。

这里，第一透镜组52可包括衍射光学元件(DOE)类型透镜。根据光学系统的设计，可使用多种DOE透镜。

第一透镜组52包括对应于多类型激光源51的第一子激光源51a的多个第一子透镜52a，对应于多类型激光源51的第二子激光源51b的多个第二子透镜52b，以及对应于多类型激光源51的第三子激光源51c的多个第三子透镜52c。平行布置第一、第二和第三子透镜52a、52b和52c。

优选地，第一透镜组52的第一、第二或第三子透镜52a、52b或52c的数目等于多类型激光源51的相关第一、第二或第三子激光源51a、51b和51c的数目。

第一透镜组52的每个子透镜具有其上入射激光束的上表面，和从其发出激光束的下表面，且透镜的上和下表面具有彼此不同的光栅状态。

如图4A和4B所示，透镜的激光束入射表面具有用于会聚激光束的光栅角，然而透镜的激光束发出表面具有用于改变激光束的路径的光栅角。

可根据光学系统的设计以多种方式改变这种子透镜的光栅结构。

在部件50的第二表面上支撑第二透镜组53，且其用于衍射从第一透镜组53衍射的光束。

第二透镜组53包括平行布置的第一、第二和第三子透镜53a、53b和53c。

第二透镜组53的第一子透镜53a适于衍射红激光束，第二透镜组53的第二子透镜53b适于衍射绿激光束，且第二透镜组53的第三子透镜53c适于衍射蓝激光束。

第二透镜组53的第一、第二和第三子透镜53a、53b和53c的每一个由条形形式的单一DOE类型透镜形成。

在部件50的第一表面上支撑第一多类型扫描镜54，且其用于基于外部控制信号扫描从第二透镜组53衍射的光束。

第一多类型扫描镜54可以是水平扫描入射光束的电流镜(galvanomirror)。

这里，第一多类型扫描镜54包括扫描红激光束的第一子扫描镜54a，扫描绿激光束的第二子扫描镜54b，和扫描蓝激光束的第三子扫描镜54c。平行布置第一、第二和第三子扫描镜54a、54b和54c。

在部件50的第二表面上支撑第二多类型扫描镜55，且其用于基于外部控制信号扫描从第一多类型扫描镜54扫描的光束。

这里，第二多类型扫描镜55可以是垂直扫描入射光束的电流镜。

第二多类型扫描镜55包括至少一个子扫描镜。第二多类型扫描镜55的子扫描镜的数目可等于多类型激光源51的子激光源51a、51b或51c的数目。

优选地，布置光透射部件50的第一和第二表面彼此面对，且分别以平板的形式制造第一和第二透镜组52和52以及第一和第二多类型扫描镜54和55。

在光透射部件50的第一表面上支撑第一透镜组52和第一多类型扫描镜54，同时沿着彼此平行的相同线布置第一透镜组52和第一多类型扫描镜54。而且，在光透射部件50的第二表面上支撑第二透镜组53和第二多类型扫描镜55，且沿着相同线彼此平行布置它们。

可以预定角度交替放置在光透射部件50的第一表面上支撑的第一透镜组52和第一多类型扫描镜54，以及在光透射部件50的第二表面上支撑的第二透镜组53和第二多类型扫描镜55。

这种交替布置的原因是最小化光的透射路径。

为最优化根据本发明的光学系统的配置，优选地，在光透射部件50的第一表面上布置具有驱动电路的光学元件，且在光透射部件50的第二表面上布置不具有驱动电路的光学元件。

在一侧集成需要电路布置的光学元件的原因是最大化空间使用，由此实现光学系统的尺寸的显著减小。

现在，将解释根据具有上述配置的本发明的便携式投影仪的工作方法。

如图3所示，首先，包括多个第一、第二和第三子激光源51a、51b和51c的多类型激光源51基于外部控制信号发出光束到光透射部件50的第一表面上。

从多类型激光源51发出的光束入射在在光透射部件50的第一表面上支撑的第一透镜组52的第一、第二和第三子透镜52a、52b和52c上。

接下来，第一透镜组52衍射入射的光束，以发射衍射的光束到位于光透射部件50的第二表面上的第二透镜组53。

之后，第二透镜组53再次衍射从第一透镜组52衍射的光束，以发射衍射的光束到位于光透射部件50的第一表面上的第一多类型扫描镜54。

特别的，第二透镜组53的第一子透镜53a衍射从第一透镜组52的第一子透镜52a发出的红激光束，第二透镜组53的第二子透镜53b衍射从第一透镜组52的第二子透镜52b发出的绿激光束，且第二透镜组53的第三子透镜53c衍射从第一透镜组52的第三子透镜52c发出的蓝激光束。

之后，第一多类型扫描镜54初级地水平扫描从第二透镜组53衍射的光束。

之后，如图6所示，第二多类型扫描镜55次级地垂直扫描从第一多类型扫描镜54初级地扫描的光束，以发出光束到外部屏幕上。

图5是说明了根据本发明第二实施例的便携式投影仪的透视图。

本发明的第二实施例和上述本发明第一实施例的不同在于第一实施例的多类型扫描镜之一由单一扫描镜替代。

如图5所示，根据本发明第二实施例的投影仪包括光透射部件60、多类型激光源61、第一和第二透镜组62和63、镜子64和多类型扫描镜65。

这里，多类型扫描镜65可使用以二维方式扫描入射光束的电流镜。

第二实施例的其它配置和操作和第一实施例的类似，且不给出其具体描述。

根据本发明的具有上述工作方法的便携式投影仪不仅能够实现光学元件的稳定布置，还能够减少光的路径长度，因为通过光透射部件透射光束。因此，本发明的便携式投影仪能够实现尺寸和重量的减小。

图7是说明了根据本发明第三实施例的便携式投影仪的透视图。

如图7所示，根据本发明第三实施例的投影仪包括光透射部件80，多类型激光源81，第一、第二和第三透镜组82、83和84，第一和第二镜子组85和86，第一、第二和第三衍射透镜87、88和89，以及扫描镜90。

这里，光透射部件80和上述本发明第一实施例的相同，且不给出其具体描述。

根据便携式投影仪的设计，在光透射部件80的所有表面中，其中支撑第一、第二和第三透镜组82、83和84，第一和第二镜子组85和86，第一、第二和第三衍射透镜87、88和89的确定表面区域可以是突起或凹陷的。

设计多类型激光源81以基于外部图像信号发射光束到光透射部件80的第一表面上，从而允许光束透射进部件80中。多类型激光源81包括多个子激光源。

特别的，多类型激光源81包括一个或多个红激光源81a，一个或多个绿激光源81b，和一个或多个蓝激光源81c。可在光透射部件80的第一表面上支撑多类型激光源81，或可在另一部件上支撑且同时和第一表面隔开预定距离。

在部件80的第一表面上支撑第一透镜组82，且其用于衍射从多类型激光源81的红激光源81a入射的光束到部件80的第二表面上。

这里，第一透镜组82可包括衍射光学元件(DOE)类型透镜。根据光学系统的设计，可使用多种DOE透镜。

第一透镜组82包括多个子透镜。平行布置子透镜使得每个子透镜对应于红激光源81a的相关的一个。

优选地，第一透镜组82的子透镜的数目等于红激光源81a的数目。

第一透镜组82的每个子透镜具有其上入射激光束的上表面，和从其发出激光束的下表面，且透镜的上和下表面具有彼此不同的光栅状态。

就是说，透镜的激光束入射表面具有用于会聚激光束的光栅角，然而透镜的激光束发出表面具有用于改变激光束的路径的光栅角。

可根据光学系统的设计以多种方式改变子透镜的光栅结构。

在部件80的第一表面上支撑第二透镜组83，且其不仅用于衍射多类型激光源81的绿激光源81b入射的光束，而且还衍射从第一镜子组85反射的光束，以发射光束到部件80的第二表面上。

第二透镜组83包括多个子透镜。平行布置子透镜使得每个子透镜对应于相关的一个绿激光源81b。

优选地，第二透镜组83的子透镜的数目等于绿激光源81b的数目。

虽然第二透镜组83的每个子透镜具有和第一透镜组82的子透镜相同的光栅结构，其具有的不同在于在其上入射从第一镜子组85反射的光束的子透镜的表面提供分束器，该分束器适于透射绿波长，同时执行红波长的全反射。

在部件80的第一表面上支撑第三透镜组84，且其用于不仅衍射从多类型激光源81的蓝激光源81c入射的光束，而且衍射从第二镜子组86反射的光束，以发射光束到部件80的第二表面上。

第三透镜组84包括多个子透镜。平行布置子透镜使得每个子透镜对应于相关的一个蓝激光源81c。

优选地，第三透镜组84的子透镜的数目等于蓝激光源81c的数目。

虽然第三透镜组84的每个子透镜具有和第一透镜组82的子透镜相同的光栅结构，其具有的不同在于在其上入射从第二镜子组86反射的光束的子透镜的表面提供分束器，该分束器适于透射蓝波长同时执行红和绿波长的全反射。

在部件80的第二表面上支撑第一镜子组85，且其用于反射从第一透镜组82衍射的光束。

第一镜子组85包括多个子镜子。平行布置子镜子使得每个子镜子对应于第一透镜组82的相关的一个子透镜。

优选地，第一镜子组85的子镜子的数目等于第一透镜组82的子透镜的数目。

在部件80的第二表面上支撑第二镜子组86，且其用于反射从第二透镜组83衍射的光束。

第二镜子组86包括多个子镜子。平行布置子镜子使得每个子镜子对应于第二透镜组83的相关的一个子透镜。

优选地，第二镜子组86的子镜子的数目等于第二透镜组83的子透镜的数目。

在部件80的第二表面上支撑第一衍射透镜87，且其用于衍射从第三透镜组84衍射的光束。

这里，第一衍射透镜87可由条形形式的DOE类型透镜形成。

在部件80的第一表面上支撑第二衍射透镜88，且其用于衍射从第一衍射透镜87衍射的光束。在部件80的第二表面上支撑第三衍射透镜80，且其用于衍射从第二衍射透镜88衍射的光束。

在部件80的第一表面上支撑扫描镜90，且其用于基于外部控制信号扫描从第三衍射透镜89衍射的光束。

这里，扫描镜90可使用以二维方式扫描入射光束的电流镜。

作为选择地，当情况需要时，扫描镜90可以由两个扫描镜替代。

在这种作为选择的实施例中，两个扫描镜包括水平扫描入射光束的电流镜和垂直扫描入射光束的电流镜。

优选地，布置光透射部件80的第一和第二表面面对彼此，且分别以平板形式制造第一、第二和第三透镜组82、83和84，第一和第二镜子组85和86，第一、第二和第三衍射透镜87、88和89，以及扫描镜90。

在光透射部件80的第一表面上支撑第一、第二和第三透镜组82、83和84，第二衍射透镜88和扫描镜90，同时沿相同线彼此平行布置。而且，在光透射部件的第二表面上支撑第一和第二镜子组85和86，以及第一和第三衍射透镜87和89，同时沿相同线彼此平行布置。

以预定角度交替放置在光透射部件80的第一表面上支撑的第一、第二和第三透镜组82、83和84，第二衍射透镜88和扫描镜90，以及在光透射部件的第二表面上支撑第一及第二镜子组85及86，和第一及第三衍射透镜87及89。

现在，将解释具有上述配置的根据本发明第三实施例的便携式投影仪的工作方法。

如图7所示，首先，包括多个红激光源81a、绿激光源81b和蓝激光源81c的多类型激光源81基于外部图像信号发射光束到光透射部件80的第一表面上。

从多类型激光源81的红激光源81a发出的光束分别入射到在光透射部件80的第一表面上支撑的第一透镜组82的多个子透镜上。

接下来，第一透镜组82衍射入射光束，以发射光束到位于光透射部件80的第二表面上的第一镜子组85。

之后，第一镜子组85再次衍射从第一透镜组82衍射的光束，以发射衍射的光束到位于光透射部件80的第一表面上的第二透镜组83。

同时，从多类型激光源81的绿激光源81b发出的光束分别入射到在光透射部件80的第一表面上支撑的第二透镜组83的多个子透镜上。

在具有用于透射绿色波长同时执行红色波长的全反射的分束器(没有示出)的下表面处提供第二透镜组83的每个子透镜。因此，第二透镜组83能够不仅衍射从绿激光源81b入射的绿光束，还能够衍射从第一镜子组85反射的红光束，以发射衍射的光束到在部件80的第二表面上形成的第二镜子组86。

接下来，第二镜子组86衍射从第二透镜组83衍射的光束，以反射光束到位于光透射部件80的第一表面上的第三透镜组84。

同时，从多类型激光源81的蓝激光源81c发出的光束分别入射到在光透射部件80的第一表面上支撑的第三透镜组84的多个子透镜上。

在具有用于透射蓝色波长同时执行红和绿波长的全反射的分束器(没有示出)的下表面处提供第三透镜组84的每个子透镜。因此，第三透镜组85能够不仅衍射从蓝激光源81c入射的蓝光束，还衍射从第二镜子组86反射的红和绿光束，以发射衍射的光束到位于部件80的第二表面上的第一衍射透镜87。

接下来，在从第一衍射透镜87衍射之后，红、绿和蓝光束通过第二和第三衍射透镜88和89的方式入射在扫描镜90上。最后，扫描镜90扫描入射光束以发射光束到外部屏幕。

图8是说明了根据本发明第四实施例的便携式投影仪的透视图。

如图8所示，在本发明的第四实施例中，提供斑点噪声去除器100以除去激光束的噪声。

斑点噪声去除器100位于光透射部件80的第一表面上。

斑点噪声去除器100包括至少一个分束器103，位于分束器103上的透镜102，和位于透镜102上的板101，分束器103，透镜102和板101彼此集成地形成。

分束器103位于部件80的第一表面上，且其用于透射从光源发射的光束的特定波长。

透镜102位于分束器103的表面上，该表面面对多类型激光源81。透镜102用于衍射从多类型激光源81发出的光束。

这里，透镜102可以是具有光栅结构的DOE透镜。

板101位于透镜102的表面上，该表面面对多类型激光源81。板101具有用于除去从多类型激光源81发出的光束的斑点噪声的不规则表面图形。

在本发明中，优选地，随机相位板(RPP)用作板101。

如图9所示，需要板101的图形是由计算机产生的全息图形。这种图形将激光束的相位改变π。

板101的面积优选地比分束器103或透镜102的大。

提供驱动器105以以一个方向同时往复分束器103、透镜102和板101。

这里，驱动器105适于引起斑点噪声去除器100的板101的精细振动，以除去光束的斑点噪声。

虽然能够引起具有短位移的振动的任意其它装置可用作驱动器105，优选地使用通过电场的电磁元件振动，或根据压电现象膨胀或收缩的压电元件振动。

现在，将解释根据具有上述配置的本发明第四实施例的光束的路径。

如图8所示，从多类型激光源81发出的激光束入射在部件80的第一表面上，使得它们通过斑点噪声去除器100。由此，从其去除斑点噪声的光束由位于部件80的第二表面上的镜子106、107和108反射。

接下来，反射的光束在通过DOE透镜109和110以及扫描镜111之后，被发射到外部屏幕上。

这里，扫描镜111可以是以二维方式扫描入射光束的电流镜。

作为选择地，情况需要时扫描镜111可以由两个扫描镜替代。

图10A和10B是说明了根据本发明使用便携式投影仪的移动激光投影仪电话的示意图。如图10A和10B所示，本发明的投影仪甚至可方便地应用于具有小的内部空间的应用，比如移动电话。

从上面描述中可以看出，以在光透射部件的两个相对表面布置多个光学元件的方式配置根据本发明的便携式投影仪，由此实现光学元件的稳定布置。另外，本发明允许通过光透射部件透射光束。这具有减小光路径的长度的效果。

因此，本发明能够实现投影仪的尺寸和重量的减小。因此，本发明可应用于所有种类的便携式应用，比如移动电话，且使得在情况需要时能够做出多种设计，满足很宽的应用范围。

对于本领域普通技术人员来说很明显，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明做出多种修改和变更。因此，本发明意在覆盖在所附权利要求及其等效物范围内提供的本发明的修改和变型。

Claims (36)

1.一种便携式投影仪，其包括：

光透射部件，其具有第一和第二表面；

多类型激光源，其用于基于外部图像信号发射光束到部件的第一表面上，从而允许光束被透射到部件中，该多类型激光源包括多个子激光源；

一个或多个光学元件，其被支撑在部件的第一和第二表面的至少其中之一上，用于衍射和反射从多类型激光源入射的光束到部件中；和

至少一个多类型扫描镜，其被支撑在部件的第一和第二表面之一上，用于基于外部控制信号扫描从光学元件衍射和反射的光束到位于部件外侧的外部屏幕上。

2.如权利要求1所述的投影仪，其中，该光透射部件是玻璃部件，透明塑料部件，或内部具有大气或真空压力的空心部件。

3.如权利要求1所述的投影仪，其中，该光透射部件具有圆形、半圆形、三角形或多边形截面。

4.如权利要求1所述的投影仪，其中，该光透射部件具有线形和平坦表面。

5.如权利要求1所述的投影仪，其中，在光透射部件的所有表面中，其上支撑光学元件的至少一个表面是凸起或凹陷的。

6.如权利要求1所述的投影仪，其中，该光透射部件的第一和第二表面面对彼此。

7.如权利要求1所述的投影仪，其中，该光学元件包括从衍射光学元件、全息光学元件和平面镜中选择的一个或多个元件。

8.如权利要求1所述的投影仪，其中，每个光学元件采用平板的形式。

9.如权利要求1所述的投影仪，其中，该被在光透射部件的彼此相同的表面上支撑的光学元件被沿着相同线彼此平行布置。

10.如权利要求1所述的投影仪，其中，以预定角度交替放置在光透射部件的第一表面上支撑的光学元件和在光透射部件的第二表面上支撑的光学元件。

11.如权利要求1所述的投影仪，其中，在光透射部件的第一和第二表面之一上布置具有驱动电路的光学元件，且在另一表面上布置不具有驱动电路的光学元件。

12.如权利要求1所述的投影仪，其中，该多类型激光源包括发出红激光束的至少一个第一子激光源，发出绿激光束的至少一个第二子激光源，和发出蓝激光束的至少一个第三子激光源，平行布置第一、第二和第三子激光源。

13.如权利要求1所述的投影仪，其中，该多类型扫描镜包括水平扫描入射光束的第一一维扫描镜和垂直扫描入射光束的第二一维扫描镜，或包括垂直和水平扫描入射光束的二维扫描镜。

14.一种便携式投影仪，其包括：

光透射部件，其具有第一和第二表面；

多类型激光源，其用于基于外部图像信号发出激光束到部件的第一表面上，从而允许光束被透射到部件中，该多类型激光源包括多个子激光源；

第一透镜组，其被支撑在部件的第一表面上，用于衍射从多类型激光源入射的光束，以发射衍射的光束到部件的第二表面，该第一透镜组包括多个子透镜；

第二透镜组，其被支撑在部件的第二表面上，用于衍射从第一透镜组衍射的光束，该第二透镜组包括多个子透镜；

第一多类型扫描镜，其被支撑在部件的第一表面上，用于基于外部控制信号扫描从第二透镜组衍射的光束；和

第二多类型扫描镜，其被支撑在部件的第二表面上，用于基于外部控制信号扫描从第一多类型扫描镜扫描的光束。

15.如权利要求14所述的投影仪，其中，该第一透镜组的子透镜的数目等于多类型激光源的子激光源的数目，且平行布置第一透镜组的子透镜以对应于各个子激光源。

16.如权利要求14所述的投影仪，其中，该第一透镜组的每个子透镜是具有其上入射激光束的第一表面和从其发出激光束的第二表面的衍射光学元件，该第一表面具有用于会聚激光束的光栅角，且第二表面具有用于改变激光束的路径的光栅角。

17.如权利要求14所述的投影仪，其中，该第二透镜组的子透镜是以条形形式的衍射光学元件，包括衍射红激光束的第一子透镜，衍射绿激光束的第二子透镜，和衍射蓝激光束的第三子透镜。

18.如权利要求14所述的投影仪，其中，该第二透镜组包括第一、第二和第三子透镜，沿着相同线彼此平行地布置它们。

19.如权利要求14所述的投影仪，其中，该第一多类型扫描镜是水平扫描入射光束的电流镜，且该第二多类型扫描镜是垂直扫描入射光束的电流镜。

20.如权利要求14所述的投影仪，其中，该第一多类型扫描镜包括扫描红激光束的第一子扫描镜，扫描绿激光束的第二子扫描镜，和扫描蓝激光束的第三子扫描镜，平行布置第一、第二和第三子扫描镜。

21.如权利要求14所述的投影仪，其中，该第二多类型扫描镜包括一个或多个子扫描镜，且子扫描镜的数目等于多类型激光源的子激光源的数目。

22.一种便携式投影仪，其包括：

光透射部件，其具有第一和第二表面；

多类型激光源，其用于基于外部图像信号发出激光束到部件的第一表面上，从而允许光束被透射到部件中，该多类型激光源包括多个子激光源；

第一透镜组，其被支撑在部件的第一表面上，用于衍射从多类型激光源入射的光束，以发射衍射的光束到部件的第二表面，该第一透镜组包括多个子透镜；

第二透镜组，其被支撑在部件的第二表面上，用于衍射从第一透镜组衍射的光束，该第二透镜组包括多个子透镜；

镜子，其被支撑在部件的第一表面上，用于反射从第二透镜组衍射的激光束；和

多类型扫描镜，其被支撑在部件的第二表面上，用于基于外部控制信号扫描从镜子反射的光束。

23.如权利要求22所述的投影仪，其中，该多类型扫描镜是以二维方式扫描入射光束的电流镜。

24.一种便携式投影仪，其包括：

光透射部件，其具有第一和第二表面；

多类型激光源，其用于基于外部图像信号发出光束到部件的第一表面上，从而允许光束被透射到部件中，该多类型激光源包括一个或多个第一、第二和第三子激光源；

第一透镜组，其被支撑在部件的第一表面上，用于衍射从第一子激光源入射的光束，以发射衍射的光束到部件的第二表面，该第一透镜组包括多个子透镜；

第一镜子组，其被支撑在部件的第二表面上，用于反射从第一透镜组衍射的光束，该第一镜子组包括多个子镜子；

第二透镜组，其被支撑在部件的第一表面上，用于不仅衍射从第二子激光源入射的光束，还衍射从第一镜子组反射的光束，以发射衍射的光束到部件的第二表面，该第二透镜组包括多个子透镜；

第二镜子组，其被支撑在部件的第二表面上，用于反射从第二透镜组衍射的光束，该第二镜子组包括多个子镜子；

第三透镜组，其被支撑在部件的第一表面上，用于不仅衍射从第三子激光源入射的光束，还衍射从第二镜子组反射的光束，以发射衍射的光束到部件的第二表面，该第三透镜组包括多个子透镜；

多个衍射透镜，其被支撑在部件的第一和第二表面的至少其中之一上，以衍射从第三透镜组衍射的光束；和

扫描镜，其被支撑在部件的第一表面上，用于基于外部控制信号扫描从衍射透镜衍射的光束。

25.如权利要求24所述的投影仪，其中，该第一子激光源发射红激光束，第二子激光源发射绿激光束，且第三子激光源发射蓝激光束，平行布置第一、第二和第三子激光源以将其彼此均匀隔开。

26.如权利要求24所述的投影仪，其中，该第一、第二或第三透镜组的子透镜的数目等于第一、第二或第三子激光源的数目，且平行布置第一、第二或第三透镜组的子透镜以对应于相关的第一、第二或第三子激光源。

27.如权利要求24所述的投影仪，其中，该第一、第二和第三透镜组的每个子透镜是具有其上入射激光束的第一表面和从其发出激光束的第二表面的衍射光学元件，第一表面具有用于会聚激光束的光栅角，且第二表面具有用于改变激光束的路径的光栅角。

28.如权利要求24所述的投影仪，其中，在其上入射从第一镜子组反射的光束的表面处，向第二透镜组的每个子透镜提供分束器，其中分束器在执行红波长的全反射的同时透射绿波长。

29.如权利要求24所述的投影仪，其中，在其上入射从第二镜子组反射的光束的表面处，向第三透镜组的每个子透镜提供分束器，其中分束器在执行红和绿波长的全反射的同时透射蓝波长。

30.如权利要求24所述的投影仪，其中，该扫描镜是以二维方式扫描入射光束的电流镜。

31.如权利要求24所述的投影仪，其中，该衍射透镜包括：

第一衍射透镜，其被支撑在部件的第二表面上，用于衍射从第三透镜组衍射的光束；

第二衍射透镜，其被支撑在部件的第一表面上，用于衍射从第一衍射透镜衍射的光束；和

第三衍射透镜，其被支撑在部件的第二表面上，用于衍射从第二衍射透镜衍射的光束。

32.如权利要求31所述的投影仪，其中，该第一衍射透镜是以条形形式的衍射光学元件。

33.如权利要求24所述的投影仪，其进一步包括：

多个板，其位于第一、第二和第三透镜组的各个子透镜的一个表面上，该表面面对多类型激光源，每个板具有用于去除从多类型激光源发出的光束的斑点噪声的不规则表面图形。

34.如权利要求33所述的投影仪，其中，每个板和第一、第二或第三透镜组的相关子透镜集成地形成。

35.如权利要求33所述的投影仪，其进一步包括：

驱动器，其用于和板一起以一个方向同时往复第一、第二和第三透镜组。

36.如权利要求35所述的投影仪，其中，该驱动器是电磁元件或压电元件。

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