[发明专利]真有新透镜系统的光学投影系统

说明书

本发明涉及一个光学投影系统；更特殊地，涉及一个具有缩短了光程并由此减小了尺寸的光学投影系统。

在从现有技术中可以获得的多种视频显示系统中，光学投影系统被认为能在大范围上提供高质量的显示。

如图1所示的一个现有技术光学投影系统100包括一个非点光源1，一个设置有多个反射表面及相应数目狭缝的光学反射器2，一个由M×N个带驱动反射镜4组成的阵列3，一个聚焦、一个投影和一个准直透镜6、7、8，以及一个投影屏9。这样一个光学投影系统在一个未决共有申请U.S.Ser.No.08/220,799中被更完整地描述，其题目为“光学反射器件”，在此引入作为参考。在这样一个系统中，从非点光源1发射的光沿着一个第一光路10被会聚透镜6会聚到光学反射器2的反射表面上。光学反射器2的反射表面与会聚透镜6和准直透镜8有面对应关系。从每一个反射表面反射的光束沿着一个第二光路11发散并被准直透镜8准一准直，从而均匀照射到由M×N个带驱动反射镜4组成的阵列3上，每一个带驱动反射镜4对应于拟显示的每个像素。从每个带驱动反射镜4反射的光的光路由其偏转量来确定。从每个未偏转带驱动反射镜4反射的光束沿第二光路11被准直透镜8会聚后回到光学反射器2并被其反射表面阻挡，而从每个偏转后的带驱动反射镜4反射的光束沿第三光路被准直透镜8会聚并且会聚后的光束中的一部分通过反射器上的狭缝。来自每个带驱动反射镜4并透过狭缝的光束被传输给投影透镜7并由其将来自带驱动反射镜4的传播光束会聚到投影屏9，从而显示相应的每一个像素。

上述光学投影系统的主要不足之一为其尺寸和可应用性。该光学投影系统和尺寸取决于光束的光路长度。如此，从光源发出的光束由准直透镜8准直从而使其能均匀照射到由M×N个带驱动反射镜4组成的阵列3上，而用于此目的的准直透镜，一般而言具有一个长的焦距。焦距越长，光束的光路将越长，从而，系统的尺寸将会越大。

再有，上述光学投影系统仅可用于投影类的显示。因此限制了它的全面可应用性。

因此，本发明的一个基本目的是提供一个具有缩短了光路并由此减小了尺寸的光学投影系统。

根据本发明，提供了一种能显示M×N个像素的光学投影系统，其中M和N是整数，包括：一个用来发光的非点光源；一个M×N个带驱动反射镜阵列；每个带驱动反射镜包括一个驱动器和一个反射镜；一个投影屏；一个投影透镜；以及一个包括一个第一透镜单元、一个第二透镜单元和一个位于二者之间的光学反射器的透镜系统，光学反射器具有多个光孔和光吸收区域，其中光吸收区域的总面积等于或大于光孔的总面积，每个透镜单元具有一对平行侧面并在其中一个侧面上形成了M×N个微型透镜阵列每个透镜单元中没有设置M×N个微型透镜的侧面面对面相对设置，M×N个微型透镜中的每一个具有一个焦距和一个焦点，焦点落在光学反射器的每个光孔的位置，并且M×N个带驱动反射镜阵列中的每一个反射镜都与光学反射器中的每个光孔光学对准，其中第一透镜单元中的M×N个微型透镜中的每一个被用来光源发出的光会聚到位于其焦点上的光学反射器的每个光孔上，第二透镜单元中的M×N个微型透镜中的每一个用来将透过光学反射器上每个光孔的光准直并使其均匀照射到M×N个带驱动反射镜阵列中的每个反射镜上，M×N个带驱动反射镜阵列中的每个反射镜被用来反射来自第二透镜单元中每个微型透镜的光束并使来自第二透镜单元中每个微型透镜的光束产生一个光路变化，这种变化是通过将一个电信号加到相应的驱动器上从而改变反射镜与来自第二透镜单元每个微型透镜的光束的相对位置来实现的，第二透镜单元中每个微型透镜被用来将从M×N个带驱动反射镜阵列中的每一个反射镜反射后的光束重新会聚到光学反射器的每个光孔上，从而使光学反射器调制光束的强度，而第一透镜单元的M×N个微型透镜中的每一个被用来将来自光学反射器的反射后光束准直并传递到投影透镜上，并由其再将光束会聚到投影屏上，从而在上面显示图像。

从下面结合附图对优选实施例所作的描述中，本发明连同上述和其它目的和优点将变得明显，其中：

图1表示一个现有技术光学投影系统的一个简图；

图2所示为与本发明的一个优选实施例相一致的一个光学投影系统的简图；

图3给出了在该有创造性的光学投影系统中使用的一个光学反射器的平面图。