具有消除雷射散斑投影組件的可攜式計算機的製作方法

2023-10-06 04:22:09 2

專利名稱：具有消除雷射散斑投影組件的可攜式計算機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可攜式投影計算機，特別涉及一種利用雷射光 源作為微投影顯示的可攜式計算機。
背景技術：
現有技術的可攜式小型投影計算機，如中國專利第CN1862443號所 公開的具有小型顯示組件的可攜式投影計算機，其利用具有曲面反射罩 的反射鏡投射出平行光的光源的光會聚成一點並且將光源的平行光用透 鏡匯聚成一點，以便提供微型投影光機照明。該專利將微型投影光機與 電子計算機組合，從而構成具投影功能的可攜式計算機。另外，美國專 利第US2007177115號和韓國專利第KR1020080024302號都公開了將微 型投影光機組合到可攜式計算機的結構，同時還攜帶LED屏。
其中，由中國專利第CN1862443號公開的多功能組合式投影計算機， 所述平行光光源除雷射外其餘都需光學系統轉換，其中LED管(即發光 二極體)光利用率低下，不利於在明亮的場合使用。UHP (即放電燈) 等體積太大不易集成到微型投影光機中。而雷射光源必須消除雷射散斑 才能得到好的圖像。

實用新型內容
本實用新型要解決的技術問題是，提供一種可消除雷射散斑的雷射微顯 投影機和將該雷射微顯示投影機與計算機組合成一體的可攜式計算機。
為解決上述技術問題，本實用新型的具有消除雷射散斑投影組件的便攜
式計算機包括計算機主機以及設置於所述計算機主機上並與其電連接和信號連接的可消除雷射散斑的投影組件。
作為本實用新型的一種優選方案，本實用新型的可消除雷射散斑的投影 組件包括雷射光源，所述雷射光源取自於紅雷射器、綠雷射器和蘭雷射器， 具有至少一個用於發出雷射光束的雷射器，用於將雷射光源發出的雷射束會
聚；聚焦光學單元，具有至少一個用於聚焦光束的會聚透鏡；積分棒單元， 具有至少一個第一積分棒和一個第二積分棒，其中第一積分棒連續不斷地上 下移動；光斑放大透鏡組，具有至少一個用於放大光斑的光學元件；成像芯 片，其取自於lcos成像晶片用於對光學系統成像，用於對光學系統成像；偏 振分光稜鏡；投影物鏡組，具有至少一個用於將合成圖像成像於屏幕的投影 物鏡；部分反射部分透射光學元件組，位於所述雷射光源與所述聚焦光學單 元之間，所述紅雷射器、綠雷射器和蘭雷射器依次輪流發出雷射光束；所述 雷射光源、部分反射部分透射光學元件組、聚焦光學單元、積分棒單元、光 斑放大透鏡組、偏振分光稜鏡、成像晶片和投影物鏡組依次排列。
作為本實用新型的一種優選方案，所述第一積分棒的移動頻率為20Hz 以上。
作為本實用新型的一種優選方案，所述紅雷射器、綠雷射器、蘭雷射器 分別與所述聚焦光學單元、積分棒單元、光斑放大透鏡組、成像晶片組成紅 光光路、綠光光路、蘭光光路；所述各光路經所述投影物鏡組成像於屏幕。
作為本實用新型的一種優選方案，所述部分反射部分透射光學元件組是 反紅透蘭綠二向色鏡和反蘭透紅綠二向色鏡，其分別成45°角設置，所述綠 雷射器位於所述反紅透蘭綠二向色鏡和所述反蘭透紅綠二向色鏡的左側，所 述紅雷射器位於所述反紅透蘭綠二向色鏡的下方，所述蘭雷射器位於所述反 蘭透紅綠二向色鏡的下方。
自左到右依次綠光雷射器、反紅透藍綠二向色鏡，反蘭透紅綠二向色鏡， 會聚透鏡、小積分棒、大積分棒、光斑放大透鏡組、偏振分光稜鏡、成像芯 片(lcos)，紅光雷射器設置在45°的反紅透藍綠二向色鏡 方，蘭光雷射 器設置在45°的反蘭透紅綠二向色鏡下方，投影物鏡在偏振分光稜鏡的上方。
工作原理成像晶片(lcos)顯示綠色圖案時，綠雷射光源發出的平行
光透過反紅透藍綠二向色鏡，反蘭透紅綠二向色鏡，被會聚透鏡聚焦在小積 分棒的入口，光束在小積分棒內多次反射，小積分棒出口雷射光束勻化且位 相比進入前雜亂，這些光線進入大積分棒，光線在大積分棒內再經過多次反 射，進一步勻化，光束的相干性更弱。系統中小積分棒出口處的面光源，相 當於無數的光點組合，光線射出大積分棒後形成無數散斑均勻地散布在整個 照明光斑上，小積分棒連續不斷地上下移動，相當於無數小光點不斷改變位
置，相應照明光斑上的散斑也就不斷移動，當移動的頻率達到20Hz以上， 人眼將小光斑合成一幅均勻的光斑，光斑放大透鏡組將大積分棒出口的均勻 光斑通過偏振分光稜鏡放大成像於成像晶片(lcos)上，像晶片(lcos)改變入 射光線的偏振態片，成像晶片(lcos)將光線反射回偏振分光稜鏡，偏振分光稜 鏡的分光面將光線反射出偏振分光稜鏡，投影物鏡將圖像成像於屏幕。成像 晶片(lcos)顯示紅色圖案時，紅雷射器發出的平行光由反紅透藍綠二向色 鏡反射，透過反蘭透紅綠二向色鏡，到達會聚透鏡。當成像晶片(lcos)顯 示蘭色圖案時，蘭雷射器發出的平行光由反蘭透紅綠二向色鏡反射，到達會 聚透鏡，與綠光相同蘭色、紅色圖像最後由投影物鏡投影到屏幕。人眼的將 時序顯示的三幅紅、綠、蘭圖像合成一幅彩色的圖像。
作為本實用新型的一種優選方案，本實用新型的具有消除雷射散斑投影 組件的可攜式計算機還包括一播放器按鈕，其設置於所述計算機主機的上表 面並與其信號連接； 一與所述計算機主機相聯的鍵盤，所述鍵盤與所述計算
機主機間為可摺疊式連接；所述可消除雷射散斑的投影組件安裝在所述計算 機主機外側的前端。
作為本實用新型的一種優選方案，本實用新型的具有消除雷射散斑投影
組件的可攜式計算機還包括一摺疊式投影屏、其設置在計算機主機的外部， 並覆蓋所述計算機主機的上表面、下表面以及上下表面^1間的連接部，所述 摺疊式投影屏與計算機主機鉸接並與其信號連接；以及一觸控螢幕組件，其螺接在所述摺疊式投影屏的四周，並與所述計算機主機信號連接；所述可消除 雷射散斑的投影組件安裝在計算機主機的前側面的上方，並與所述計算機主 機電連接和信號連接。
作為本實用新型的一種優選方案，本實用新型的具有消除雷射散斑投 影組件的可攜式計算機還包括一用於安裝可消除雷射散斑的投影組件的旋 轉式投影組件，其螺接在計算機主機的上方，所述可消除雷射散斑的投影 組件即設置在其底面； 一螺接在計算機主機的前側面的摺疊式投影屏；以 及一薄膜式摺疊鍵盤，其設置於所述摺疊式投影屏前端，並與所述計算機 主機信號連接；所述可消除雷射散斑的投影組件與所述計算機主機電連接 和信號連接。
作為本實用新型的一種優選方案，本實用新型的具有消除雷射散斑投 影組件的可攜式計算機還包括一摺疊式投影屏，其螺接在計算機主機的前 側面； 一用於安裝所述可消除雷射散斑的投影組件的旋轉式投影組件，其 螺接在計算機主機的上方，所述可消除雷射散斑的投影組件即設置在其底 面； 一紅外探測傳感器或CMOS影像傳感器，其設置於旋轉式投影組件合 的底面，且位於所述可消除雷射散斑的投影組件的上端，其與所述計算機 主機信號連接；以及
一虛擬鍵盤顯示組件，其設置於旋轉式投影組件的底面，且位於所述紅外 探測傳感器或CMOS影像傳感器的上端，其與所述計算機主機信號連接； 所述可消除雷射散斑的投影組件與所述計算機主機電連接和信號連接。 採用以上結構後，本實用新型與現有技術相比，具有以下優點
1、 本實用新型的具有消除雷射散斑投影組件的可攜式計算機採用了重 量輕、體積小、耗能低的消雷射散斑微微顯示投影組件，所述消雷射散斑微
顯示投影組件可設置在便於顯示的任意地方；
2、 採用了消雷射散斑微顯示投影組件的計算機省去了原有的液晶屏幕， 計算機的桌面可投影於任何能被眼鏡分辨的場所；
3、 由於採用微顯示投影組件的計算機的投影光源是雷射且消除了雷射散斑，與現有技術的計算機相比省電節能，更為環保；
4、觸控螢幕組件和虛擬鍵盤省去了實物鍵盤，減小了計算機的體積。
以下結合附圖
和較佳實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。
圖la和圖lb是本實用新型的具有消除雷射散斑投影機的可攜式計算機
的第一較佳實施例的示意圖2a和圖2b是本實用新型的具有消除雷射散斑投影機的可攜式計算機
的第二較佳實施例的示意圖3a和圖3b是本實用新型的具有消除雷射散斑投影機的可攜式計算機 的第三較佳實施例的示意圖4a和圖4b是本實用新型的具有消除雷射散斑投影機的可攜式計算機 的第四較佳實施例的示意圖；以及
圖5是本實用新型的消除雷射散斑投影機的較佳實施例的示意圖。
1、計算機主機， 2、微顯示投影組件，
3、鍵盤， 4、摺疊式投影屏，
5、播放器按鈕， 6、觸控螢幕組件，
7、薄膜式摺疊鍵盤， 8、旋轉式投影組件，
9、 紅外探測傳感器或CMOS影像傳感器
10、 虛擬鍵盤顯示組件
具體實施方式
如圖5所示，本實用新型的消除雷射散斑投影機包括綠雷射光源11、紅 雷射光源12、蘭雷射光源13、反紅透蘭綠二向色鏡81、反蘭透紅綠二向色 鏡82、會聚透鏡20、第一積分棒31、第二積分棒32、光斑放大透鏡組40、 偏振分光稜鏡50、成像晶片60、投影物鏡70。其中，光斑放大透鏡組40
10由兩個依次排列的凸透鏡41、 42組成。其中，反紅透蘭綠二向色鏡81、反 蘭透紅綠二向色鏡82分別成45°角設置。
當LCOS成像晶片60顯示綠色圖案時，綠雷射光源11發出的平行光透 過反紅透藍綠二向色鏡81及反蘭透紅綠二向色鏡82被會聚透鏡20聚焦在 小積分棒31的入口，所述平行光光束在小積分棒31內多次反射，小積分棒 出口雷射光束勻化且位相比進入前雜亂，這些光線進入大積分棒32，光線在 大積分棒32內再經過多次反射而進一步勻化，光束的相干性更弱。系統中 小積分棒出口處的面光源，相當於無數的光點組合，光線射出大積分棒32 後形成無數散斑均勻地散布在整個照明光斑上，小積分棒31連續不斷地上 下移動，相當於無數小光點不斷改變位置，相應照明光斑上的散斑也就不斷 移動，當移動的頻率達到20Hz以上，人眼將小光斑合成一幅均勻的光斑， 光斑放大透鏡組40將大積分棒32出口的均勻光斑通過偏振分光稜鏡50放 大成像於LCOS成像晶片60上，LCOS成像晶片60改變入射光線的偏振態， 將光線反射回偏振分光稜鏡50，偏振分光稜鏡50的分光面將光線反射出偏 振分光稜鏡50，於是，投影物鏡70將圖像成像於屏幕。當LCOS成像晶片 60顯示紅色圖案時，紅光光路成像原理與綠光光路基本相同，其區別在於 紅雷射器12位於45。的反紅透藍綠二向色鏡81下方。當LCOS成像晶片60 顯示蘭色圖案時，蘭光光路成像原理與綠光光路基本相同，其區別在於蘭 雷射器13位於45°的反蘭透紅綠二向色鏡82下方。其中，反紅透蘭綠二向 色鏡81、反蘭透紅綠二向色鏡82，也可以調換位置，相應的紅雷射器12位 於45。的反紅透藍綠二向色鏡81下方，蘭雷射器13位於45。的反蘭透紅綠二 向色鏡82下方。同理反紅透蘭綠二向色鏡81、反蘭透紅綠二向色鏡82 也可以分別成135。角設置，紅雷射器12位於135。的反紅透藍綠二向色鏡81 上方，蘭雷射器13位於135。的反蘭透紅綠二向色鏡82上方。當與綠光相同 蘭色、紅色圖像最後由投影物鏡投影到屏幕。按時序將顯示的三幅紅、綠、 蘭圖像合成一幅彩色的圖像。如圖la和圖lb所示，本實用新型的消雷射散斑可攜式計算機包括計算 主機l、微顯示投影組件2、鍵盤3。它還包括播放器按鈕5。微顯示投影組 件2安裝在計算機主機1前端的側面，鍵盤3設置在計算機主機1的下方， 計算機主機1與鍵盤3鉸接，計算機主機1的上表面設置有播放器按鈕5。
本解決方案的工作原理是播放碟片時按計算機主機1上方的播放器按 鈕5，碟片內容通過微顯示投影組件2向前投影到牆上、車內、衣服上、紙 上，前投影屏幕等。使用計算機時，計算機主機l向上翻開，鍵盤3和計算 機主機1在一個平面上，計算機桌面通過微顯示投影組件2向後投影。
如圖2a和圖2b所示，本實用新型的消雷射散斑可攜式計算機包括計算 主機l、微顯示投影組件2、摺疊式投影屏4、觸控螢幕組件6。微顯示投影組 件2安裝在計算機主機1內的前側面的上方，摺疊式投影屏4覆蓋至計算機 主機1的三個相連的側面，摺疊式投影屏4與計算機主機1鉸接，觸控螢幕組 件6螺接在摺疊式投影屏4的四周。
上述解決方案的工作原理是摺疊式投影屏4於左、右兩邊展開並向下 水平放置，計算機桌面通過微顯示投影組件2投影在摺疊式投影屏4，當手 觸摸投影屏4時，觸控螢幕組件6感應手的位置和動作，完成指令。
如圖3a和圖3b所示，本實用新型的消雷射散斑可攜式計算機包括計算 主機l、摺疊式投影屏4、薄膜式摺疊鍵盤7、旋轉式投影組件8。旋轉式投 影組件8包括微顯示投影組件2。摺疊式投影屏4螺接在計算機主機1的前 側面，旋轉式投影組件8螺接在計算機主機1的上方，微顯示投影組件2設 置於旋轉式投影組件8的底面。薄膜式摺疊鍵盤7設置於摺疊式投影屏4前。
第三種解決方案的工作原理是左右展開摺疊式投影屏4和薄膜式摺疊 鍵盤7，薄膜式摺疊鍵盤7向下翻轉並水平放置，旋轉式投影組件8將有微 顯示投影組件2的一邊轉到摺疊式投影屏4前，微顯示投影組件2將計算機 桌面投影到摺疊式投影屏4上。
如圖4a和圖4b所示，本實用新型的消雷射散斑可攜式計算機包括計算 主機1、摺疊式投影屏4、旋轉式投影組件8。旋轉式投影組件8包括微顯示投影組件2、虛擬鍵盤顯示組件10、紅外探測傳感器或CMOS影像傳感器9。 摺疊式投影屏6螺接在計算機主機1的前側面，旋轉式投影組件8螺接在計 算機主機l的上方，微顯示投影組件2、紅外探測傳感器或CMOS影像傳感 器9、虛擬鍵盤顯示組件10依次由外向裡設置於旋轉式投影組件8的底面。 與第三種解決方案的工作原理相同，首先展開摺疊式投影屏4，旋轉式 投影組件8，將有微顯示投影組件2的一邊轉到摺疊式投影屏4前，微顯示 投影組件2將計算機桌面投影到摺疊式投影屏4上，旋轉式投影組件8內的 虛擬鍵盤顯示組件IO將鍵盤投影到放置計算機主機1的平面上，當手在鍵 盤投影上按動時，紅外探測傳感器或CMOS影像傳感器9感應手的位置， 完成指令。
上述解決方案中，含有計算主機l、微投影顯示組件2、鍵盤3、播放器 按鈕5的第一解決方案為優先方案。上述方案的典型特徵是採用微顯示投影 組件2，上述所提到的微顯示投影組件2可以是光源為雷射或發光二極體 (LED)、顯示晶片為反射式多晶矽(LCOS)、液晶顯示(LCD、 TFT)或微反 射鏡顯示(DLP)。上述摺疊式投影屏4為平整的白色反光板材，包括紙板， 木板，塑料板，鋁板，鐵板，銅板等，也可為正投影屏幕。
以上已對本實用新型的較佳實施例進行了具體說明，但本實用新型並不 限於所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明創造精神的前提下 還可作出種種的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請 權利要求所限定的範圍內。
1權利要求1.一種具有消除雷射散斑投影組件的可攜式計算機，其特徵在於，包括計算機主機以及設置於所述計算機主機上並與其電連接和信號連接的可消除雷射散斑的投影組件。
2. 根據權利要求1所述的具有消除雷射散斑投影組件的可攜式計算 機，其特徵在於還包括播放器按鈕，其設置於所述計算機主機的上表面並與其信號連接； 與所述計算機主機相聯的鍵盤，所述鍵盤與所述計算機主機間為可折 疊式連接；所述可消除雷射散斑的投影組件安裝在所述計算機主機外側的前端。
3. 根據權利要求1所述的具有消除雷射散斑投影組件的可攜式計算 機，其特徵在於還包括摺疊式投影屏、其設置在計算機主機的外部，並覆蓋所述計算機主機 的上表面、下表面以及上下表面之間的連接部，所述摺疊式投影屏與計算 機主機鉸接並與其信號連接；以及觸控螢幕組件，其螺接在所述摺疊式投影屏的四周，並與所述計算機主 機信號連接；所述可消除雷射散斑的投影組件安裝在計算機主機的前側面的上方， 並與所述計算機主機電連接和信號連接。
4. 根據權利要求1所述的具有消除雷射散斑投影組件的可攜式計算 機，其特徵在於還包括用於安裝可消除雷射散斑的投影組件的旋轉式投影組件，其螺接在 計算機主機的上方，所述可消除雷射散斑的投影組件即設置在其底面； 螺接在計算機主機的前側面的摺疊式投影屏；以及 薄膜式摺疊鍵盤，其設置於所述摺疊式投影屏前端，並與所述計算機主機信號連接；所述可消除雷射散斑的投影組件與所述計算機主機電連接和信號連接。
5. 根據權利要求1所述的具有消除雷射散斑投影組件的可攜式計算 機，其特徵在於還包括摺疊式投影屏，其螺接在計算機主機的前側面；用於安裝所述可消除雷射散斑的投影組件的旋轉式投影組件，其螺 接在計算機主機的上方，所述可消除雷射散斑的投影組件即設置在其底 面；紅外探測傳感器或CMOS影像傳感器，其設置於旋轉式投影組件合 的底面，且位於所述可消除雷射散斑的投影組件的上端，其與所述計算 機主機信號連接；以及虛擬鍵盤顯示組件，其設置於旋轉式投影組件的底面，且位於所述 紅外探測傳感器或CMOS影像傳感器的上端，其與所述計算機主機信號 連接；所述可消除雷射散斑的投影組件與所述計算機主機電連接和信號連接。
6. 根據權利要求3、 4或5所述的具有消除雷射散斑投影組件的便攜 式計算機，其特徵在於所述的摺疊式投影屏是平整的白色反光板材或正 投影屏幕。
7. 根據權利要求1、 2、 3、 4或5所述的具有消除雷射散斑投影組件 的可攜式計算機，其特徵在於所述可消除雷射散斑的投影組件包括雷射光源，所述雷射光源取自於紅雷射器、綠雷射器和蘭雷射器； 聚焦光學單元，具有至少一個用於聚焦光束的會聚透鏡，用於將雷射光源發出的雷射束會聚；積分棒單元，具有至少一個第一積分棒和一個第二積分棒，其中第一積分棒連續不斷地上下移動；光斑放大透鏡組，具有至少一個用於放大光斑的光學元件； 成像晶片，其取自於1C0S成像晶片用於對光學系統成像； 投影物鏡組，具有至少一個用於將圖像成像於屏幕的投影物鏡； 偏振分光稜鏡；部分反射部分透射光學元件組，位於所述雷射光源與所述聚焦光學單 元之間，所述紅雷射器、綠雷射器和蘭雷射器依次輪流發出雷射光束；所述雷射光源、部分反射部分透射光學元件組、聚焦光學單元、積分 棒單元、光斑放大透鏡組、偏振分光稜鏡、成像晶片和投影物鏡組依次排 列。
8. 根據權利要求7所述的具有消除雷射散斑投影組件的可攜式計算 機，其特徵在於所述紅雷射器、綠雷射器、蘭雷射器分別與所述聚焦光 學單元、積分棒單元、光斑放大透鏡組、成像晶片組成紅光光路、綠光光 路、蘭光光路；所述各光路經所述投影物鏡組成像於屏幕。
9. 根據權利要求8所述的具有消除雷射散斑投影組件的可攜式計算 機，其特徵在於所述部分反射部分透射光學元件組是反紅透蘭綠二向色 鏡和反蘭透紅綠二向色鏡，其分別成45。角設置，所述綠雷射器位於所述反紅透蘭綠二向色鏡和所述反蘭透紅綠二向色鏡的左側，所述紅雷射器位 於所述反紅透蘭綠二向色鏡的下方，所述蘭雷射器位於所述反蘭透紅綠二 向色鏡的下方。
10. 根據權利要求7所述的具有消除雷射散斑投影組件的可攜式計 算機，其特徵在於所述第一積分棒的移動頻率為20Hz以上。
11. 根據權利要求10所述的具有消除雷射散斑投影組件的可攜式計 算機，其特徵在於所述紅雷射器、綠雷射器、蘭雷射器分別與所述聚焦 光學單元、積分棒單元、光斑放大透鏡組、成像晶片組成紅光光路、綠光 光路、蘭光光路；所述各光路經所述投影物鏡組成像於屏幕。
12. 根據權利要求11所述的具有消除雷射散斑投影組件的可攜式計算機，其特徵在於所述部分反射部分透射光學元件組是反紅透蘭綠二向色鏡和反蘭透紅綠二向色鏡，其分別成45。角設置，所述綠雷射器位於所 述反紅透蘭綠二向色鏡和所述反蘭透紅綠二向色鏡的左側，所述紅雷射器 位於所述反紅透蘭綠二向色鏡的下方，所述蘭雷射器位於所述反蘭透紅綠 二向色鏡的下方。
專利摘要本實用新型提供了一種具有消除雷射散斑投影組件的可攜式計算機，其包括計算機主機以及可消除雷射散斑的投影組件，所述可消除雷射散斑的投影組件依次包括雷射光源、聚焦光學單元、積分棒單元、光斑放大透鏡組、成像晶片以及投影物鏡組；還包括設置於所述計算機主機的上表面並與其信號連接的播放器按鈕，與所述計算機主機相聯的鍵盤，該所述鍵盤與所述計算機主機間為可摺疊式連接；所述可消除雷射散斑的投影組件安裝在所述計算機主機外側的前端。本實用新型的可消除光散斑微顯示投影組件重量輕、體積小、耗能低且可設置在便於顯示的任意地方使得計算機的桌面可投影於任何能被眼鏡分辨的場所；另外，與現有技術的計算機相比省電節能，更為環保。
文檔編號G03B21/14GK201421568SQ200820208718
公開日2010年3月10日 申請日期2008年12月31日 優先權日2008年12月31日
發明者毅 朱, 朱宗曦, 楊愛萍 申請人:上海麗寶數碼技術有限公司;上海力保科技有限公司