[发明专利]全息MEMS操作的光学投影仪

说明书

技术领域

本发明涉及用于将光图像投影到反射式观察屏上的装置和方法。

背景技术

该部分对有助于更好地理解本发明的相关方面进行了介绍。因此，应当根据这种理解来阅读本部分的陈述。不能将本部分的陈述理解为对哪些内容属于现有技术或者哪些内容不属于现有技术进行了说明。

一种类型的图像投影仪是基于俯仰镜(tiltable mirror)的二维(2D)阵列。通过不相干光源照射2D阵列。在阵列中，每个反射镜以取决于该反射镜取向的方式对照射光的一部分进行反射。每一反射镜的取向通过相应的微机电系统(MEMS)致动器进行控制。MEMS致动器使相应的反射镜倾斜，以将照射光或者反射到观察屏上或者不反射到观察屏上。即，每个MEMS致动器以开/关方式操作相应的反射镜。当使反射镜倾斜以将光点镜面反射到观察屏上时反射镜为开，而当使反射镜倾斜以不将光点镜面反射到观察屏上时反射镜为关。这种倾斜反射镜类型的图像投影仪可以产生各种镜面反射点图像。

发明内容

各个实施例提供了基于相干光源的图像投影仪。不同于互不相干光点的图像，新图像投影仪可通过构造相干光波前来形成图像。

在一个实施例中，一种装置包括光源以及反射镜和MEMS致动器的可重新配置阵列。光源包括多个相干光源。每个相干光源被配置为发出与其余相干光源不同颜色的光。每个反射镜受到相应一个MEMS致动器的控制，该MEMS致动器能够平移所控制的反射镜。光源被配置为利用时分颜色复用光束来照射反射镜。

在一些特定实施例中，所述装置如下：光源被配置为以大于20赫兹的频率在具有第一颜色和具有第二颜色的光束之间变动。所述装置可以包括处理器，所述处理器被配置为对MEMS致动器进行操作，以使得当光束具有第一颜色时阵列中的反射镜具有第一平移空间分布，并且当光束具有第二颜色时阵列中的反射镜具有不同的第二平移空间分布。

在一些特定实施例中，所述装置包括平面观察屏，并被配置为在观察屏上形成人类观察为在时间上持续并且具有相干光源颜色重叠的的图像。观察屏可以非镜面反射入射到其上的光。

在一些特定实施例中，所述装置包括：分束器，被定位为将来自光源的光束改变方向至可重新配置阵列；以及波片，位于分束器和可重新配置阵列之间。

在所述装置的一些特定实施例中，反射镜的直径小于光源产生的光的波长的20倍，并且所述装置包括处理器，所述处理器被配置为对MEMS致动器进行操作，以使得阵列在观察屏上形成第一颜色的第一图像并在观察屏上形成第二颜色的第二图像，以使第一和第二图像具有相同大小。

在另一实施例中，一种方法利用反射镜的可重新配置阵列来形成图像。所述方法包括：通过平移一些反射镜来配置所述阵列，使得阵列中的反射镜与参考平面的距离具有非均匀空间分布。该方法包括：利用相干光束对所配置的反射镜进行照射，使得光束的一部分从阵列反射并投影在平面观察屏上。照射可以使观察屏非镜面反射其上投影的光的一部分。

在一些特定实施例中，该方法还包括：通过平移一些反射镜来重新配置所述阵列，使得阵列中的反射镜与参考平面的距离具有新的非均匀空间分布；以及利用具有不同颜色的相干光束来再照射重新配置的阵列，使得将不同颜色的光束中的一部分投影到平面观察屏上。该方法还可以包括：在一系列连续时间段中的每一个时间段期间，重复配置、照射、重新配置和再照射的动作。每个时间段可以短于1/20秒。

在所述方法的一些实施例中，反射镜的最大直径小于光束的光波长的20倍。

附图说明

图1示意性示出了在观察屏上重建二维(2D)图像的方式；

图2是例如根据图1的方法对相干光束进行反射以将图像投影在观察屏上的装置的框图；

图3是例如根据图1的方法对相干光束进行反射以产生投影图像的装置的框图；

图4A是例如可以在图2和3的装置中使用的示例微机电系统(MEMS)致动的微反射镜的斜视图；

图4B是例如可以在图2和3的装置中使用的可选MEMS致动微反射镜的斜视图；

图5是示出了例如利用图2或3的装置在观察屏上形成相干光的投影图像的方法的流程图；

图6是示出了可以在图2和3的装置的一些实施例中使用的多色光源的框图；

图7示出了使用反射镜阵列的单一配置来形成多色投影图像的问题；

图8是示出了例如使用图2或3的装置的实施例形成相干光的多色投影图像的方法的流程图；