图像投影的振动反射镜制造技术

一种装置，包括衬底和反射镜。反射镜经由弹簧附着至衬底。机电驱动器可操作为导致反射镜以不同的第一和第二频率围绕第一和第二非共线轴旋转振动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请一般地涉及振动反射镜，以及使用这种振动反射镜的装置和方法。
技术介绍
本部分对有助于更好理解本专利技术的方面进行介绍。因此，据此阅读本部分的陈述， 并且不应将本部分理解为承认什么是现有技术或者什么不是现有技术。小的图像投影系统可以提供在诸如蜂窝电话和PDA等小的便携式电子设备中包 括投影能力的可能性。一些这样的设备可以使用激光来产生图像。但是来自于激光器的光 束的相干性会导致劣化图像质量的图像伪影。
技术实现思路
一个方面提供了一种包括衬底和反射镜在内的装置。反射镜经由弹簧附着至衬 底。机电驱动器可操作为导致反射镜以不同的第一和第二频率围绕第一和第二非共线轴旋 转振动。另一方面提供了一种方法。该方法包括利用入射光束照射反射镜。在执行照射步 骤的同时，以机械方式驱动反射镜，使得该反射镜以第一频率围绕第一轴旋转振动，并且以 不同的第二频率围绕第二非共线轴旋转振动。附图说明当结合附图阅读时，根据以下详细描述更好地理解本公开。不需要按比例绘制图 中的各个特征。为了讨论的清楚起见，可以增加或减小各个特征的尺寸。在一些附图中出 现的坐标轴为讨论提供参考。一个附图中的坐标轴不必与另一附图中的坐标轴对准。在所 有附图中，类似的附图标记表示类似的元件。现在参照结合附图的以下描述，在附图中图1示出了本公开的图像投影系统；图2示出了例如在图1的图像投影系统中可使用的反射器；图3A-3C示出了照射空间光调制器(SLM)(例如，图1系统的SLM)的光束；图4A-4C示出了例如在图1的图像投影系统中可使用的反射镜和致动器；图5A和5B示出了图4的反射镜围绕非共线轴的旋转；图6示出了振动反射镜(例如，图2的反射镜)的本征频率；图7A-7C示出了例如在图1的图像投影系统中可使用的反射器的备选实施例；图8A-8C示出了围绕两个轴旋转的反射镜(例如，图1的系统中图2的反射镜) 的振动激发；3图9A-9C示出了例如在图1的系统中可使用的反射器的实施例，其中，向安装到反 射镜上的致动器元件提供电源；图10示出了例如在图1的系统中可使用的反射器的实施例，其中，弹簧施加轴向 不对称恢复力；图11示出了例如在图1的系统中可使用的反射器的实施例，其中，使用压电元 件；图12A-12C示出了例如在图1的系统中可使用的反射器的实施例，其中，使用位于 与旋转轴偏离位置处的致动器；图13A和13B示出了例如在图1的系统中可使用的反射器(图13A)以及这种反 射器的阵列(图13B)的实施例。具体实施例方式通过激光束照射观察屏典型地导致其上某种程度的散斑。这里散斑是指小的图 像缺陷，例如，由相干光波的干涉所产生的伪随机空间强度图案。例如，这样的干涉可以发 生在在其上投影有图像的屏幕处产生图像的光束中，或者发生在从这样的屏幕漫反射的光 中。例如，散斑可以由分离的光波的干涉产生，分离的光波是观察表面的粗糙性的反射而产 生。在使用激光器来照射空间光调制器(SLM)的图像投影仪中，散斑可以在投影图像中引 入缺陷，对于观察者而言这种缺陷会降低图像的质量。在激光图像投影仪中，散斑减少可以包括在低于检测器(例如人眼)分辨率的空 间区域和/或时间段内对两个或更多个独立散斑配置进行平均。对于人眼，可以从被称作 闪光融合(flicker fusion)阈值或闪光融合率的生理参数中推导出平均时间。更具体地， 以低于闪光融合率的速率波动的光被人们感知为闪烁。相反，以高于闪光融合率的速率波 动的光被感知在时间上是恒定的。闪光融合率因人而异，并且还取决于个人的疲劳程度、光 源的亮度、以及视网膜中用于观察光源的区域。然而，极少人感知到高于大约75每秒(s—1) 的速率的闪光。实际上，在电影和电视中，帧传输速率在大约16s—1与60s—1之间，通常使用 24-30S—1。对于绝大多数人而言，这些帧传输速率高于它们的闪光融合率。专利技术人已经认识到，利用从被驱动以围绕两个轴振动旋转的平面、凸面或凹面反 射镜反射的光来照射SLM能够产生多个不相关的散斑图案。在一些实施例中，选择反射镜 的这种振动模式的本征频率，以相差大于典型人眼的闪光融合率。以下定义和描述本征频 率。图1示出了成像系统100的实施例。这里描述的成像系统的一些元件以及使用 所述元件来产生投影图像的方法在以下中的一个或多个中描述美国专利7440158 ；均在 2008 年 1 月 22 日提交的美国专利申请 12/017984、12/017440 (，440 申请)、12/009991、 以及12/009851 ；均在2007年3月2日提交的美国专利申请11/713155、11/681376、以及 11/713483 ；以及 Gang Chen 等人于 2009 年 1 月 22 日提交的题为 “A Light ModulatorforOptical Image Pro jection，，的美国专利申请 No._(代理案号 No.CHEN17-10-27)。以上所列美国专利和以上所列美国专利申请的全部内容通过引用合并于此。成像系统100包括光源110、漫射/散射光学透镜系统120、反射器130、偏振分束 器(PBS) 140以及SLM 150。在所示实施例中，光源110包括相干光源112a、112b、112c (共同被称作光源112)，例如分别可以是红、绿和蓝激光器。颜色组合器(也被称作“χ-立方 体”)114可以组合相干光源112a、112b、112c的输出以产生单个光束115。光束115通过 漫射/散射光学透镜系统120，以例如增加光束115的截面积，并且使所获得的光束准直。 光束115然后以反射光束135从反射器130反射。PBS 140引导反射光束135来照射SLM 150。SLM 150例如可以是液晶像素(例如，硅上液晶(LCoS))的平面阵列，或MEMS操作的 微反射镜阵列。例如，可以配置SLM 150作为空间幅度调制器。在所示实施例中，例如，反射光束135通过所使用的补偿波片155来增强投影图像 的对比度。当SLM 150是LCoS设备时，例如，可以对其各个单独像素进行激活或非激活，使 得光从分别具有相反或相同偏振态的像素反射，作为反射光束135。根据系统100的配置， 垂直或水平偏振光中的一个从像素反射，并且通过PBS 140至投影光学器件(未示出)，从 而提供投影图像的明视场像素。水平或垂直偏振光中的另一个沿着与投影光学器件正交的 方向通过PBS 140，从而提供图像的暗视场像素。被配置为形成图像像素的SLM 150的像素 共同产生输出光束160。空间滤波器(未示出)对输出光束160进一步操作，以形成产生投 影图像的光束。为了减少对由激光散斑所产生的图像伪影的感知，可以减小光束的离轴分量的空 间相位和/或强度相关性。在‘440申请中公开了用于减小这种相关性的一种技术。在该 技术中，在反射器130的位置处的反射器包括安装在轴上的平面、凸面、或凹面反射镜。相 对于反射镜的表面的法线，以较小角度将该轴固定至该表面。例如，该轴被配置为旋转使得 反射镜的表面经历摇摆运动，使得从反射镜反射的光的方向随时间略微变化，从而导致这 样的反射光变得时间较不相关。轴的旋转速率可以大于观察者的闪光融合率。尽管‘440申请中描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：衬底；机电驱动器；弹簧；以及反射镜，经由所述弹簧附着至所述衬底，所述驱动器可操作为导致所述反射镜以不同的第一和第二频率围绕第一和第二非共线轴旋转振动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2008-1-22 12/017,440一种装置，包括衬底；机电驱动器；弹簧；以及反射镜，经由所述弹簧附着至所述衬底，所述驱动器可操作为导致所述反射镜以不同的第一和第二频率围绕第一和第二非共线轴旋转振动。2.根据权利要求1所述的装置，其中，反射镜具有围绕所述第一轴的旋转的第一共振 振动频率，并且具有围绕所述第二轴的旋转的不同的第二共振振动频率。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述驱动器包括电磁体、压电元件或电容器。4.根据权利要求1所述的装置，还包括一个或多个交流源，连接为导致所述驱动器同 时以第一和第二频率旋转振动反射镜。5.根据权利要求1所述的装置，还包括空间光调制器和被配置为产生照射光束的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈刚，罗兰里夫，玛丽亚埃利娜西蒙，
申请(专利权)人：阿尔卡特朗讯美国公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]