專利名稱：光反射系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種投影系統(tǒng)及方法，本發(fā)明具體涉及一種用于便攜式投影系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
投影系統(tǒng)可以應(yīng)用于現(xiàn)代生活的很多方面并為用戶提供廣泛的功能。投影系統(tǒng)可以應(yīng)用于能夠在屏幕上顯示圖像的投影機(jī)或其它顯示裝置內(nèi)。投影系統(tǒng)也可以應(yīng)用于背投電視或者家庭影院中。
投影系統(tǒng)(例如數(shù)字投影機(jī))可能在投影機(jī)的照射和成像系統(tǒng)中設(shè)有折射玻璃光學(xué)元件。玻璃光學(xué)元件很重，由比較貴重的材料制成，并且制作成本較高。另外，由于折射光學(xué)材料的色散性質(zhì)，折射光學(xué)元件容易引起色差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有光反射系統(tǒng)的便攜式投影系統(tǒng)。
本發(fā)明解決該問題的方法是提供一個投影系統(tǒng)，其中包括用以提供照射的光源；用以接收圖像輸入信號和照射以產(chǎn)生被照射圖像輸出輻射的成像裝置；以及可以從搬運(yùn)位置轉(zhuǎn)換到工作位置的光反射系統(tǒng)，所述光反射系統(tǒng)還可利用光反射元件反射被照射圖像輸出輻射，以導(dǎo)引所述被照射圖像輸出輻射來進(jìn)行顯示。
本發(fā)明的投影系統(tǒng)中的光反射元件包括由覆蓋在塑料或聚合物基板上的反射材料形成的光反射元件。
本發(fā)明的投影系統(tǒng)還包括對光反射元件進(jìn)行位置固定并可將光反射元件從工作位置轉(zhuǎn)換到搬運(yùn)位置的可折疊支撐結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的投影系統(tǒng)還包括用以對光源、成像裝置和光反射元件進(jìn)行位置固定的可折疊支撐結(jié)構(gòu)，可折疊支撐結(jié)構(gòu)還用來將光源、所述圖像形成裝置和光反射元件從工作位置轉(zhuǎn)換到搬運(yùn)位置。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于具有光反射系統(tǒng)的便攜式投影的方法。
本發(fā)明的方法中包括一些步驟將光反射系統(tǒng)的光反射元件從搬運(yùn)位置轉(zhuǎn)換到工作位置；接收輸入信號而產(chǎn)生圖像；利用光源照射圖像而產(chǎn)生被照射圖像輸出輻射；利用光反射系統(tǒng)的光反射元件反射被照射圖像輸出輻射，以導(dǎo)引被照射圖像輸出輻射來進(jìn)行顯示。
由于本發(fā)明在投影光路(例如光反射系統(tǒng))中沒有使用透鏡，不存在使用玻璃透鏡時的折射率和明顯的色差，對于所有的波長來說反射圖像的焦距相同。
由于本發(fā)明的光反射元件和照射分部分別由折疊式支持件支撐。該折疊式支持件允許該光反射元件和該照射分部進(jìn)行折疊以使投影裝置可折疊、緊湊、輕便、便攜。


所有附圖中相同的標(biāo)號用于表示同一特征和元件圖1表示一個能夠?qū)崿F(xiàn)光反射系統(tǒng)實(shí)施例的示范性投影系統(tǒng)。
圖2表示一個包括光反射系統(tǒng)實(shí)施例的示范性投影系統(tǒng)。
圖3表示圖2所示的示范性投影系統(tǒng)的便攜配置的實(shí)施例。
圖4表示圖2所示的示范性投影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。
圖5表示包括光反射系統(tǒng)實(shí)施例的示范性投影系統(tǒng)。
圖6是表示用于光反射系統(tǒng)的方法的實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面描述的是光反射系統(tǒng)的實(shí)施例。所描述的投影裝置的實(shí)施例是一個包括照射分部和由光反射系統(tǒng)作為投影光路的成像裝置。該照射分部包括一個光源和多個形成用于投影的被照射圖像的各種元件。該光反射系統(tǒng)由反射并輸出供觀看的被照射圖像的光反射元件組成。在一個實(shí)施例中，該光反射系統(tǒng)和該照射分部可以通過一個對該反射元件和該照射分部進(jìn)行位置固定的可折疊支撐結(jié)構(gòu)從工作位置轉(zhuǎn)換到搬運(yùn)位置。
這里，一般地參考一個投影裝置示范性環(huán)境中的光反射系統(tǒng)的各種實(shí)施例。盡管光反射系統(tǒng)的一些特定的例子可以指特定的實(shí)現(xiàn)方式，但光反射系統(tǒng)的一些形態(tài)可以在采用投影系統(tǒng)的任何環(huán)境中實(shí)現(xiàn)，例如家庭影院中用于顯示電影或電視節(jié)目的正向投影機(jī)、在會議室和教室內(nèi)用于演示幻燈片的便攜式投影機(jī)、在電影院中用于放映電影的電影投影機(jī)、背投電視等等。此外，這些例子并不用來限制權(quán)利要求或說明書的范圍，而是用以對這里所描述的光反射系統(tǒng)的實(shí)施例提供特定的理解。
圖1描述了一個實(shí)現(xiàn)光反射系統(tǒng)實(shí)施例的示范性投影系統(tǒng)100。該投影系統(tǒng)100包括一個投影裝置102，該投影裝置產(chǎn)生用以在顯示裝置104(例如投影屏幕)上進(jìn)行顯示的照射輸出。該投影裝置102包括一個提供光的光源106，用來提供投影裝置的照射輸出。該光源106可以為多種形式，例如鹵化物弧光放電燈(arc halogen dischargelamp)，該鹵化物弧光放電燈通過兩個電極間的高能電弧放電使氣態(tài)蒸氣離子化。該光源106也使用其它光源，例如白熾燈、熒光裝置、白光發(fā)光二極管等等。
光源106發(fā)出的光被導(dǎo)引到利用該光產(chǎn)生圖像的成像裝置108。該成像裝置108可以包括多個用于形成圖像的不同元件。在一個實(shí)施例中，該成像裝置108可以通過使用數(shù)字微鏡裝置進(jìn)行數(shù)字光處理，該數(shù)字微鏡裝置包括大量固定在基板上的反射鏡。該數(shù)字微鏡裝置的反射鏡各自能夠轉(zhuǎn)動，使各反射鏡反射或者不反射光源106發(fā)出的光。
如果使用單個數(shù)字微鏡裝置，則通過依次顯示圖像的紅、綠、藍(lán)(RGB)部分來提供彩色圖像。例如可以利用具有紅、綠、藍(lán)(RGB)分割部分(segment)的色輪(color wheel)提供各種顏色。該色輪設(shè)置在該光源106和該數(shù)字微鏡裝置之間并進(jìn)行轉(zhuǎn)動，依靠設(shè)置在從該光源106到該數(shù)字微鏡裝置的光路內(nèi)的色輪的分割部分提供紅、綠、藍(lán)光。反射鏡的設(shè)置與光路中色輪分割部分的位置同步以提供連續(xù)的紅、綠、藍(lán)圖像。通過快速地提供順序圖像，人眼就可以觀看到全色圖像。在另一實(shí)施例中，使用多個數(shù)字微鏡裝置形成圖像。例如，利用獨(dú)立的數(shù)字微鏡裝置分別提供紅、綠、藍(lán)輸出。各個分開的數(shù)字微鏡裝置反射的光被混合以顯示全色圖像。
數(shù)字微鏡裝置的反射鏡可配置成對經(jīng)投影機(jī)接口110接收的輸入作出響應(yīng)?？捎扇魏螖?shù)量的不同投影機(jī)輸入裝置112來產(chǎn)生對該接口110的輸入。例如計(jì)算機(jī)114、DVD放像機(jī)116、機(jī)頂盒118等等。例如，計(jì)算機(jī)114可以提供使成像裝置108在顯示裝置104上顯示幻燈片的輸入信號。
在另一實(shí)施例中，成像裝置108設(shè)置成包括含有固定反射鏡的LCD(液晶顯示裝置)。光源106發(fā)出的光透過該LCD并由該固定反射鏡反射而產(chǎn)生圖像。該LCD通過控制每一個LCD像素的紅、綠和/或藍(lán)光的傳輸來控制該固定反射鏡的反射光。和數(shù)字微鏡裝置一樣，LCD的每一個像素可配置成對經(jīng)投影機(jī)接口110接收的輸入作出響應(yīng)。另外，該成像裝置108可采用GLV(grating light valve光柵光閥)或LCOS(liquid crystal on silicon硅基液晶)。
盡管投影裝置102被描述成其光源106和投影裝置108都是獨(dú)立部件，但在各實(shí)施例中也可以添加、結(jié)合、和/或刪除許多不同元件來實(shí)現(xiàn)光源106或成像裝置108。例如，成像裝置108可以包括CRT(cathode-ray tube陰極射線管)，該CRT包括一個陰極、兩個或更多個陽極以及覆蓋有熒光材料的屏，光由該屏輸出。另外，該成像裝置可以包括色輪、照射棒、透鏡和/或光閥。光源106和成像裝置108也可稱為投影裝置102的照射分部。
在一實(shí)施例中，光由成像裝置108導(dǎo)引(例如，透射、發(fā)射和/或反射)到光反射系統(tǒng)120，該系統(tǒng)將形成的圖像反射到顯示裝置104上，作為被照射的圖像輸出供觀看。該光反射系統(tǒng)120可以被稱作投影裝置102的“投影光路”。該投影裝置102僅是能夠在許多投影系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的許多投影裝置結(jié)構(gòu)和部件中的一種，該投影系統(tǒng)能夠在顯示裝置104上顯示被照射圖像輸出輻射。
圖2表示一個實(shí)現(xiàn)光反射系統(tǒng)實(shí)施例202的示范性投影系統(tǒng)200。該光反射系統(tǒng)202是如圖1所示的投影裝置204的投影光路內(nèi)的光反射系統(tǒng)的一個例子。該示范性投影系統(tǒng)200包括投影裝置204和顯示裝置206。
投影裝置204包括光反射系統(tǒng)202和一個具有光源210和各種成像裝置的照射分部208。在這個例子中，成像裝置包括一個色輪212、照射棒214、一個或多個透鏡216和一個光閥218。如上面對投影裝置102的成像裝置108(圖1)的描述，該照射分部208的成像裝置在各種實(shí)施例中可由各種不同元件實(shí)現(xiàn)。
該照射分部208形成圖像，該圖像由該光反射系統(tǒng)202反射到顯示裝置206上，成為供觀看的被照射圖像輸出輻射。該光反射系統(tǒng)202包括光反射元件220(1-3)，這些光反射元件220(1-3)分別設(shè)計(jì)并布置成使得被照射分部208照射的物218在顯示裝置206上成像。此外，光反射系統(tǒng)202不使用透鏡將被照射分部208照射的物218成像于顯示裝置206。由于在投影光路(例如光反射系統(tǒng)202)中沒有使用透鏡，不存在使用玻璃透鏡時的折射率和明顯的色差，對所有波長而言被反射圖像的焦距均相同。
例如，光反射元件220(1-3)可以分別制造成反射鏡，該反射鏡不會引起明顯的色差，比用于光傳輸?shù)牟ＡШ驼凵涔鈱W(xué)材料效率更高。該光反射元件220(1-3)可以由覆蓋在塑料或聚合物基板上的反射材料形成，該塑料或聚合物基板比玻璃或金屬更輕，更便宜。在一個實(shí)施例中，光反射元件220(1)和220(2)可以使用反射鏡，光反射元件220(3)可以使用微鏡陣列(micro-mirror array)。
在該投影裝置204內(nèi)，每一個光反射元件220(1-3)和照射分部208分別由折疊式支持件222(1-4)支撐。該折疊式支持件222(1-4)使該光反射元件220(1-3)和該照射分部208能夠折疊，以使投影裝置204可折疊、緊湊、輕便、便攜。例如，投影裝置204可設(shè)計(jì)成一個薄的、2到3磅重的便攜裝置，可供需要在車內(nèi)、飛機(jī)上、會議中攜帶投影裝置的旅行商務(wù)人員使用。
圖3顯示了一個設(shè)置為便攜狀態(tài)的投影裝置204的例子。照射分部208以及光反射系統(tǒng)202的光反射元件220(1-3)可以折疊以使投影裝置緊湊和便攜。例如，投影裝置204可以折疊到高度上只有幾英寸高且結(jié)構(gòu)緊湊以便于運(yùn)輸，例如和膝上電腦一起運(yùn)輸。
圖3中投影裝置204的描述僅顯示處于便攜配置狀態(tài)的投影裝置204的部件。實(shí)際上，投影裝置204可包括任意形式的一體化的可折疊支撐結(jié)構(gòu)，用以安裝或定位該投影裝置204的部件，以易于搬運(yùn)。此外，該光反射系統(tǒng)的光反射元件220(1-3)可以從如圖3所示的搬運(yùn)位置轉(zhuǎn)換到如圖2所示的工作位置。
圖4描述投影裝置204的另一示范性結(jié)構(gòu)400(在這個例子中以透明方式顯示)。在投影裝置中，每一個光反射元件220(1-3)和照射分部208分別由鉸鏈?zhǔn)街С旨?02(1-4)支撐。該鉸鏈?zhǔn)街С旨?02(1-4)允許該光反射元件220(1-3)和照射分部208分別折疊或收縮到該投影裝置的底部以使該投影裝置可折疊、緊湊、輕便、便攜。圖4中投影裝置204的描述僅表示處于工作狀態(tài)的投影裝置204的部件，并描述一個用于投影裝置204便攜配置的支撐結(jié)構(gòu)。實(shí)際上，投影裝置204可包括任意形式的一體化的可折疊支撐結(jié)構(gòu)，用以安裝和定位該投影裝置204的部件，以便于搬運(yùn)。
圖5描述另一個實(shí)現(xiàn)光反射系統(tǒng)502的實(shí)施例的示范性投影系統(tǒng)500。該光反射系統(tǒng)502是如圖1所示的投影裝置102的投影光路中的光反射系統(tǒng)的一個例子。該示范性投影系統(tǒng)500包括投影裝置504。
該投影裝置504包括該光反射系統(tǒng)502和一個具有光源508和各種成像裝置510(例如一個或多個透鏡和一個光閥)的照射分部506。如上面對投影裝置102的成像裝置108(圖1)的描述，該照射分部506的成像裝置可以在不同實(shí)施例中由多個不同元件實(shí)現(xiàn)。
該照射分部506形成圖像，該圖像由該光反射系統(tǒng)502反射，成為能夠在顯示裝置上顯示而供觀看的被照射圖像輸出輻射。該光反射系統(tǒng)502包括光反射元件514(1-4)，光反射元件514(1-4)各自設(shè)計(jì)并布置成用來反射由照射分部形成的圖像，形成被照射圖像輸出輻射512。此外，該光反射系統(tǒng)502反射照射分部506所形成的圖像時沒有使用透鏡。由于在投影光路(例如光反射系統(tǒng)502)中沒有透鏡，因此不存在使用玻璃透鏡時的折射率和明顯的色差，對于所有的波長來說反射圖像的焦距基本相同。
光反射元件514(1-3)可各自作為反射鏡制造，例如用覆蓋在塑料或聚合物基板上的反射材料制造，塑料或聚合物基板輕便而且便宜。在一個實(shí)施例中，光反射元件514(1-3)采用驅(qū)動式反射鏡(powered mirror)，光反射元件514(4)可采用將被照射的圖像反射的平面鏡。
如上面對投影裝置204(圖2-4)的描述，投影裝置504中的每一個光反射元件514(1-4)和照射分部506可用鉸鏈?zhǔn)降闹С旨?或與任意形式的一體化可折疊式支撐結(jié)構(gòu)結(jié)合來進(jìn)行固定或定位，以方便攜帶。該投影裝置504的設(shè)計(jì)可使該投影裝置504可折疊、緊湊、輕便、便攜。另外，該投影裝置可以設(shè)計(jì)成很小的裝置，例如PDA、掌上游戲機(jī)的顯示器等等。
圖6描述一個用于光反射系統(tǒng)的方法600的實(shí)施例。該方法中描述的順序不能理解為限定，該方法可通過以任意順序組合所描述方法的步驟框來實(shí)現(xiàn)。
在方框602中，光反射系統(tǒng)的光反射元件從搬運(yùn)位置轉(zhuǎn)換到工作位置。例如，光反射系統(tǒng)202的光反射元件220(1-3)可以從如圖3所示的搬運(yùn)位置轉(zhuǎn)換到如圖2所示的工作位置。光反射元件220(1-3)可通過在投影裝置204內(nèi)對光反射元件220(1-3)進(jìn)行位置固定的折疊支撐結(jié)構(gòu)222(1-4)(圖2)和/或的402(1-4)(圖4)重新定位。
在步驟框604中，接收用以產(chǎn)生圖像的輸入信號。例如，投影裝置102(圖1)能夠通過投影裝置接口110接收許多不同投影輸入裝置112的輸入信號，例如計(jì)算機(jī)114、DVD放像機(jī)116、機(jī)頂盒118等等。在步驟框606中，用光源照射該圖像以產(chǎn)生被照射圖像輸出輻射。例如，照射分部208的光源210提供照射以產(chǎn)生該照射分部208的被照射圖像輸出輻射。
在步驟框608中，利用光反射系統(tǒng)的光反射元件反射該被照射圖像輸出輻射，以導(dǎo)引該被照射圖像輸出輻射而進(jìn)行顯示。例如，該光反射系統(tǒng)(202)的光反射元件220(1-3)反射該照射分部208的被照射圖像輸出輻射以在顯示裝置206上進(jìn)行顯示。第一光反射元件220(1)反射來自成像裝置208的被照射圖像輸出輻射。第二光反射元件220(2)反射被照射圖像輸出輻射的第一光反射元件的反向輻射，第三光反射元件220(3)反射被照射圖像輸出輻射的第二光反射元件220(2)的反向輻射，從而導(dǎo)引該被照射圖像輸出輻射而進(jìn)行顯示。
盡管光反射系統(tǒng)的實(shí)施例以針對結(jié)構(gòu)特征和/或方法的語言進(jìn)行描述，但可以理解所附權(quán)利要求的主題不必限定于所描述的特定特征或方法。這里公開的特定特征和方法只是作為光反射系統(tǒng)的示范性實(shí)現(xiàn)方式。
權(quán)利要求
1.一種投影系統(tǒng)(200)，包括配置成用來提供照射的光源(210)；配置成用來接收圖像的輸入信號(112)及所述照射以產(chǎn)生被照射圖像輸出輻射的成像裝置(208)；以及配置成可從搬運(yùn)位置轉(zhuǎn)換到工作位置的光反射系統(tǒng)(202)，所述光反射系統(tǒng)(202)還配置成用光反射元件(220)反射所述被照射圖像輸出輻射，以導(dǎo)引所述被照射圖像輸出輻射來進(jìn)行顯示(206)。
2.如權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)(200)，其中，所述光反射系統(tǒng)(202)包括由覆蓋在塑料基板上的反射材料形成的所述光反射元件(220)，所述反射材料配置成用來反射所述被照射圖像輸出輻射。
3.如權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)(200)，其中，所述光反射系統(tǒng)(202)包括由覆蓋在聚合物基板上的反射材料形成的所述光反射元件(220)，所述反射材料配置成用來反射所述被照射圖像輸出輻射。
4.如權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)(200)，還包括配置成對所述光反射元件(220)進(jìn)行位置固定并將所述光反射元件(220)從工作位置轉(zhuǎn)換到搬運(yùn)位置的可折疊支撐結(jié)構(gòu)(222)。
5.如權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)(200)，還包括配置成對所述光源(210)、所述圖像形成裝置(208)和所述光反射元件(220)進(jìn)行位置固定的可折疊支撐結(jié)構(gòu)(222)，所述可折疊支撐結(jié)構(gòu)(222)還配置成將所述光源(210)、所述圖像形成裝置(208)和所述光反射元件(220)從工作位置轉(zhuǎn)換到搬運(yùn)位置。
6.如權(quán)利要求1所述的投影系統(tǒng)(200)，其中，所述光反射系統(tǒng)(202)包括配置成用來反射來自所述圖像形成裝置(208)的被照射圖像輸出輻射而得到第一反向輻射的第一光反射元件(220(1))；配置成用來反射所述被照射圖像輸出輻射的所述第一反向輻射而得到第二反向輻射的第二光反射元件(220(2))；以及配置成用來反射所述被照射圖像輸出輻射的所述第二反向輻射并導(dǎo)引所述被照射圖像輸出輻射來進(jìn)行顯示(206)的第三光反射元件(220(3))。
7.一種方法(600)，包括以下步驟將光反射系統(tǒng)(202)的光反射元件(220)從搬運(yùn)位置轉(zhuǎn)換到工作位置；接收輸入信號(112)以產(chǎn)生圖像；用光源(210)照射所述圖像以產(chǎn)生被照射圖像輸出輻射；以及用所述光反射系統(tǒng)(202)的光反射元件(220)反射所述被照射圖像輸出輻射，以導(dǎo)引所述被照射圖像輸出輻射來進(jìn)行顯示(206)。
8.一種如權(quán)利要求7所述的方法(600)，其中，用對所述光反射元件(220)進(jìn)行位置固定的可折疊支撐結(jié)構(gòu)(222)將所述光反射元件(220)從搬運(yùn)位置轉(zhuǎn)換到工作位置。
9.一種如權(quán)利要求7所述的方法(600)，其中，反射所述被照射圖像輸出輻射的步驟中包括用第一光反射元件(220(1))反射來自圖像形成裝置(208)的被照射圖像輸出輻射而得到第一反向輻射；用第二光反射元件(220(2))反射所述被照射圖像輸出輻射的所述第一反向輻射而得到第二反向輻射；以及用第三光反射元件(220(3))反射所述被照射圖像輸出輻射的所述第二反向輻射，以導(dǎo)引所述被照射圖像輸出輻射來進(jìn)行顯示(206)。
10.一種如權(quán)利要求7所述的方法(600)，其中，反射所述被照射圖像輸出輻射的步驟中包括用第一反向輻射鏡(220(1))反射來自圖像形成裝置(208)的被照射圖像輸出輻射而得到第一反向輻射；用第二反向輻射鏡(220(2))反射所述被照射圖像輸出輻射的所述第一反向輻射而得到第二反向輻射；用第三反射鏡(220(3))反射所述被照射圖像輸出輻射的所述第二反向輻射，以導(dǎo)引所述被照射圖像輸出輻射來進(jìn)行顯示(206)。
全文摘要
在一實(shí)現(xiàn)方式中，光反射系統(tǒng)(202)配置成可從搬運(yùn)位置轉(zhuǎn)換到工作位置。成像裝置(208)配置成可接收圖像輸入信號(112)和由光源(210)提供的輸入照射而產(chǎn)生被照射圖像輸出輻射。用所述光反射系統(tǒng)(202)反射該被照射圖像輸出輻射，以導(dǎo)引該被照射圖像輸出輻射來進(jìn)行顯示(206)。
文檔編號G02B17/06GK1693985SQ200510071260
公開日2005年11月9日 申請日期2005年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月29日
發(fā)明者M·A·帕特, G·霍華德 申請人:惠普開發(fā)有限公司