專利名稱：一種棱鏡系統(tǒng)及具有該棱鏡系統(tǒng)的投影儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種棱鏡系統(tǒng)及具有該棱鏡系統(tǒng)的投影儀。
背景技術(shù)：
LED (Light Emitting Diode，發(fā)光二極管)微型投影機具有效率高、對比度好、壽命長等優(yōu)點，在微投市場中具有很重要的地位。目前LED微型投影機主要采用傳統(tǒng)的DMD (Digital Micro mirror Device，數(shù)字微鏡元件)芯片(正交DMD芯片)結(jié)合棱鏡系統(tǒng)來實現(xiàn)投影的，在傳統(tǒng)的DMD芯片中采用正交像素陣列來產(chǎn)生1280X720的圖像，每一個微反射鏡單元的旋轉(zhuǎn)軸與芯片的長邊形成的夾角為45°，即微反射鏡單元被專用于顯示器件上的一個圖形像素，但是為了實現(xiàn)更高的分辨率且同步降低系統(tǒng)成本，新型的DMD芯片采用菱形像素排列方式，為菱形DMD芯片，即微反射鏡單元相對于傳統(tǒng)的DMD芯片而言被旋轉(zhuǎn)了 45°，使得每一個微反射鏡單元的旋轉(zhuǎn)軸與芯片的長邊形成的夾角為90°，使得現(xiàn)有的棱鏡系統(tǒng)就無法與新型的菱形DMD芯片匹配，從而無法實現(xiàn)投影。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的棱鏡系統(tǒng)就無法與新型的菱形DMD芯片匹配而無法實現(xiàn)投影的問題，提供一種能與菱形DMD芯片匹配以實現(xiàn)投影的棱鏡系統(tǒng)以及具有該棱鏡系統(tǒng)的投影儀。本發(fā)明提供一種棱鏡系統(tǒng)，所述棱鏡系統(tǒng)包括光楔，以及與菱形DMD芯片耦合且具有三個豎直平面的等腰直角棱鏡；
光楔，用于接收入射光，并折射后輸出，其中所述光楔的入射面和輸出面均為豎直平
等腰直角棱鏡，用于對光楔輸出的入射光進行折射后輸出至菱形DMD芯片，并根據(jù)菱形DMD芯片的控制，對菱形DMD芯片輸出的反射光進行全反射后輸出不同角度的光束。本發(fā)明還提供一種投影儀，包括光源，光處理單元，棱鏡系統(tǒng)，菱形DMD芯片以及投影物鏡；
光源，用于產(chǎn)生和輸出光束；
光處理單元，用于對從光源輸出的光束進行處理并輸出入射光； 棱鏡系統(tǒng)，用于接收光處理單元輸出的入射光并進行全反射后輸出； 菱形DMD芯片，與棱鏡系統(tǒng)耦合，用于接收棱鏡系統(tǒng)輸出的入射光，并對該入射光進行反射，以及控制該反射光在棱鏡系統(tǒng)內(nèi)的輸出方向；
投影物鏡，用于接收棱鏡系統(tǒng)輸出的反射光，并將該反射光輸出至屏幕； 其中所述棱鏡系統(tǒng)包括上述的棱鏡系統(tǒng)。本發(fā)明的棱鏡系統(tǒng)和投影儀與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過光楔使入射光的角度發(fā)生小角度的偏轉(zhuǎn)后進入等腰直角棱鏡，經(jīng)等腰直角棱鏡折射后輸出至菱形DMD芯片，當菱形DMD芯片接收到入射光后，會對其接收的入射光進行反射，由于具有菱形DMD芯片開和關(guān)的兩種狀態(tài)，當菱形DMD芯片處于兩種不同的狀態(tài)時，菱形DMD芯片輸出反射光的角度也會不同， 菱形DMD芯片輸出的反射光經(jīng)過等腰直角棱鏡后輸出，此時等腰直角棱鏡會根據(jù)接收到的反射光角度不同而輸出不同角度的反射光，即以兩種不同的角度輸出該反射光，同時光楔具有兩個豎直平面，等腰直角棱鏡具有三個豎直平面，使得光楔和等腰直角棱鏡的平面與入射光的角度是一定的，因此當入射光以一定的角度進入該棱鏡系統(tǒng)時，棱鏡系統(tǒng)根據(jù)菱形DMD芯片的兩種狀態(tài)只會輸出兩種不同角度的反射光，即當菱形DMD芯片處于兩種不同的狀態(tài)時，棱鏡系統(tǒng)輸出的反射光形成兩種對比，使得菱形DMD芯片能與該棱鏡系統(tǒng)匹配， 而且該棱鏡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，且通過該棱鏡系統(tǒng)的光路較為簡單，使得折射或者反射的次數(shù)減少，從而減小光能的損失，提高光能的利用率。那么具有該棱鏡系統(tǒng)的投影儀，該棱鏡系統(tǒng)輸出兩種角度的反射光，其中一種角度的反射光會輸出至投影儀的投影物鏡，投影物鏡便將該反射光輸出至屏幕，從而實現(xiàn)投影，而另一角度的反射光無法被投影物鏡投射出去， 因此能實現(xiàn)兩種對比度的投影。
圖1為本發(fā)明投影儀一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明棱鏡系統(tǒng)的菱形DMD芯片處于開狀態(tài)的第一種實施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明棱鏡系統(tǒng)的菱形DMD芯片處于關(guān)狀態(tài)的第一種實施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明棱鏡系統(tǒng)的菱形DMD芯片處于開狀態(tài)的第二種實施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明棱鏡系統(tǒng)的菱形DMD芯片處于關(guān)狀態(tài)的第二種實施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明棱鏡系統(tǒng)的菱形DMD芯片處于開狀態(tài)的第三種實施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本發(fā)明棱鏡系統(tǒng)的菱形DMD芯片處于關(guān)狀態(tài)的第三種實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖2和圖3所示，本發(fā)明提供第一實施例的棱鏡系統(tǒng)，所述棱鏡系統(tǒng)包括光楔2， 以及與菱形DMD芯片1耦合且具有三個豎直平面的等腰直角棱鏡3 ；
光楔2，用于接收入射光，并折射后輸出，其中所述光楔2的入射面21和輸出面22均為豎直平面；
等腰直角棱鏡3，用于對光楔2輸出的入射光進行折射后輸出至菱形DMD芯片1，并根據(jù)菱形DMD芯片1的控制，對菱形DMD芯片1輸出的反射光進行全反射后輸出不同角度的光束。在具體實施中，所述光楔2指折射角很小的棱鏡，即入射光經(jīng)過光楔2后發(fā)生較小角度的偏轉(zhuǎn)。而具有三個豎直平面的等腰直角棱鏡3即等腰直角棱鏡3為直三棱鏡。根據(jù)光學(xué)原理，如果在光學(xué)介質(zhì)表面的光束以大于全反射臨界角度入射到該分界面，則該光束被全反射。當兩種具有不同折射率的介質(zhì)彼此接觸時，從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)的光束將會根據(jù)其入射角度來決定其是否能夠進入到另一種介質(zhì)，或者會給全部反射后返回到原來的介質(zhì)中去。例如，常用的K9玻璃，其折射率η為1. 5164，當其處于空氣中(折射率η'為1)，其中η以及η'分別代表分界面兩邊玻璃和空氣的折射率。假設(shè)光束以入射角a從玻璃入射到空氣時，而且發(fā)生全反射的臨界狀態(tài)時，其從空氣中出射的角度為a' =90°。則由Snell’ Law求得的全反射臨界角度為arcsinfc' sin(a' )/ sin(a)]=41.3°，即當從玻璃進入空氣的光束的入射角大于41. 3°時，該入射光便會發(fā)生全反射。通過光楔2使入射光的角度發(fā)生小角度的偏轉(zhuǎn)后進入等腰直角棱鏡3，經(jīng)等腰直角棱鏡3折射后輸出至菱形DMD芯片1，當菱形DMD芯片1接收到入射光后，會對其接收的入射光進行反射，由于菱形DMD芯片1的數(shù)字微鏡單元可以在+12°到-12°的角度范圍內(nèi)反射入射光，因此菱形DMD芯片1具有開和關(guān)的兩種狀態(tài)，當菱形DMD芯片1處于兩種不同的狀態(tài)時，菱形DMD芯片1輸出的反射光的角度也會不同，菱形DMD芯片1輸出的反射光經(jīng)過等腰直角棱鏡3輸出，等腰直角棱鏡3根據(jù)接收的反射光的角度不同而輸出不同角度的反射光，即以兩種不同的角度輸出該反射光，同時光楔2具有兩個豎直平面，等腰直角棱鏡 3具有三個豎直平面，所述豎直平面具體為如圖1所示垂直于紙面的平面，使得光楔2和等腰直角棱鏡3的平面與入射光的角度是一定的，因此當入射光以一定的角度進入該棱鏡系統(tǒng)時，棱鏡系統(tǒng)根據(jù)菱形DMD芯片1的兩種狀態(tài)只會輸出兩種不同角度的反射光，即當菱形 DMD芯片1處于兩種不同的狀態(tài)時，棱鏡系統(tǒng)輸出的反射光形成兩種對比，使得菱形DMD芯片1能與該棱鏡系統(tǒng)匹配，而且該棱鏡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，且通過該棱鏡系統(tǒng)的光路較為簡單， 使得折射或者反射的次數(shù)減少，從而減小光能的損失，提高光能的利用率。為了實現(xiàn)投影，如圖1所示，本發(fā)明還提供一種實施例的投影儀，包括光源4，光處理單元，棱鏡系統(tǒng)，菱形DMD芯片1以及投影物鏡6 ；
光源4，用于產(chǎn)生和輸出光束；
光處理單元，用于對從光源輸出的光束進行處理并輸出入射光； 棱鏡系統(tǒng)，用于接收光處理單元輸出的入射光并進行全反射后輸出； 菱形DMD芯片1，與棱鏡系統(tǒng)耦合，用于接收棱鏡系統(tǒng)輸出的入射光，并對該入射光進行反射，以及控制該反射光在棱鏡系統(tǒng)內(nèi)的輸出方向；
投影物鏡6，用于接收棱鏡系統(tǒng)輸出的反射光，并將該反射光輸出至屏幕； 其中所述棱鏡系統(tǒng)包括具有光楔2，以及與菱形DMD芯片1耦合且具有三個豎直平面的等腰直角棱鏡3 ；
光楔2，用于接收入射光，并折射后輸出，其中所述光楔2的入射面21和輸出面22均為豎直平面；
等腰直角棱鏡3，用于對光楔2輸出的入射光進行折射后輸出至菱形DMD芯片1，并根據(jù)菱形DMD芯片1的控制，對菱形DMD芯片1輸出的反射光進行全反射后輸出不同角度的光束。由于菱形DMD芯片1具有開和關(guān)的兩種狀態(tài)，當菱形DMD芯片1處于開的狀態(tài)時， 即數(shù)字微鏡單元與菱形DMD芯片1所在平面形成夾角為+12°，那么菱形DMD芯片1接收光楔2輸出的入射光，經(jīng)菱形DMD芯片1反射后輸出沿軸向設(shè)置的反射光，再經(jīng)過等腰直角棱鏡3的反射輸出一角度的反射光至投影物鏡6，而當數(shù)字微鏡單元與菱形DMD芯片1所在平面形成夾角為-12°時，再經(jīng)過第二棱鏡的折射輸出另一個角度反射光不輸出至投影物鏡6，即與菱形DMD芯片1耦合的上述棱鏡系統(tǒng)根據(jù)菱形DMD芯片1的狀態(tài)輸出兩個角度的反射光，那么當其中一角度的反射光輸出至投影物鏡6時，投影物鏡6將該反射光輸出至屏幕，從而實現(xiàn)投影，另一個角度的反射光必然無法輸出至投影物鏡6，因此能實現(xiàn)兩種對比度的投影，即上述棱鏡系統(tǒng)能與菱形DMD芯片1匹配。在具體實施中，所述光源4具體為LED (Light Emitting Diode，發(fā)光二極管)三色光源，用于產(chǎn)生和輸出R、G、B三色光，即輸出紅、綠、藍的三色光。進一步，所述光處理單元包括準直透鏡組件51，三色合成透鏡52，復(fù)眼透鏡組53 以及積分透鏡M ；
準直透鏡組件51，用于接收從LED三色光源輸出的光束，并輸出R、G、B三色平行光； 三色合成透鏡52，用于將準直透鏡組件輸出的R、G、B三色平行光合成混合平行光并輸
出；
復(fù)眼透鏡組件53，用于接收三色合成透鏡輸出的平行光，并輸出具有與菱形DMD芯片1 匹配的光斑的平行光；
積分透鏡M，用于將所述復(fù)眼透鏡組件53輸出的平行光匯聚輸出至棱鏡系統(tǒng)。在具體實施中，每種顏色的光源前方設(shè)置一組準直透鏡組件51，將每種顏色的發(fā)散光變成平行光，可以提高LED光源的利用率，再將三種顏色的平行光通過三色合成透鏡 52混合形成混合平行光輸出，可以在空間上有效地縮小投影儀的結(jié)構(gòu)，同時能提高投影儀的光利用率。而通過復(fù)眼透鏡組件53可以對混合平行光的光斑進行整形，如果輸出到菱形 DMD芯片1的光斑比菱形DMD芯片1大，那么只有輸出至菱形DMD芯片1上的光能被反射利用，其余的光能都會損失，優(yōu)選情況下，將光斑整形成與菱形DMD芯片1的形狀匹配的狀態(tài)， 如果輸出至菱形DMD芯片1上的光斑不均勻，最終投影出來的光也是不均勻的，會影響投影效果，圖像就會出現(xiàn)一邊亮，一邊暗的效果。為了提高光能利用率以及投影畫面均勻性，因此通過復(fù)眼透鏡組件53可以將混合平行光的光斑變成均勻的光斑且該光斑能與菱形DMD 芯片1匹配。然后再將復(fù)眼透鏡組件53輸出的光束通過積分透鏡M匯聚輸出至棱鏡系統(tǒng)， 即輸出至光楔2。進一步，在第一種實施例的棱鏡系統(tǒng)中，所述等腰直角棱鏡3的三個豎直平面包括第一平面31、第二平面32以及第三平面33 ；
第一平面31，用于對光楔2輸出的入射光進行折射后輸出；
第二平面32，與菱形DMD芯片平行，用于將第一平面31輸出的入射光折射后輸出至菱形DMD芯片1，并對菱形DMD芯片1輸出的反射光進行折射后輸出至第一平面31 ； 第一平面31，還用于對第二平面32輸出的反射光進行全反射； 第三平面33，與所述第二平面32相互垂直，用于輸出第一平面31輸出的反射光。從上述的方案可以看出，第一平面31為圖2上所示的直角等腰三角形的斜邊，而第二平面32和第三平面33為直角等腰三角形的直角邊，因此第一平面31與第二平面32 形成的夾角為45°，第一平面31與第三平面33形成的夾角為45°。當菱形DMD芯片1處于開狀態(tài)，如圖2所示，第一平面31對光楔2輸出的入射光進行折射后輸出，經(jīng)第二平面32 將第一平面31輸出的入射光折射后輸出至菱形DMD芯片1，由于數(shù)字微鏡單元與菱形DMD 芯片1所在平面形成夾角為+12°，此時菱形DMD芯片1輸出反射光以幾乎垂直第二平面 32的角度經(jīng)過第二平面32后，輸出至第一平面31上，那么在該等腰直角棱鏡中，該反射光與第一平面31形成的夾角大約在45°，該角度大于全反射臨界角，因此該反射光在第一平面31上內(nèi)部全反射后輸出至第三平面33，經(jīng)過第三平面33輸出豎直的反射光，投影物鏡6 將該反射光輸出至屏幕，從而實現(xiàn)投影。當菱形DMD芯片1處于關(guān)狀態(tài)時，如圖3所示，第一平面31對光楔2輸出的入射光進行折射后輸出，經(jīng)第二平面32將第一平面31輸出的入射光折射后輸出至菱形DMD芯片1，由于數(shù)字微鏡單元與菱形DMD芯片1所在平面形成夾角為-12°，此時菱形DMD芯片 1輸出的反射光以幾乎36°的角度輸出至第二平面32，所述第二平面32對菱形DMD芯片1 輸出的反射光進行折射后輸出至第三平面33，接著第三平面33對第二平面32輸出的反射光進行反射后輸出另一角度的反射光，不會被投影物鏡6進行投射，因此該投影儀可以達到較高的對比度。進一步，入射面21，用于接收入射光，并折射后輸出； 輸出面22，用于將入射面21輸出的入射光折射后輸出。通過入射面21進行折射后，由于所述光楔2的入射面21與所述輸出面22形成較小的角度，入射面21輸出的入射光經(jīng)輸出面22折射后的入射光也只會發(fā)生較小角度的偏轉(zhuǎn)。在本實施例中，所述入射面21和輸出面22形成的夾角為6-8°，使得入射光經(jīng)過該光楔2折射后入射光，再經(jīng)過等腰直角棱鏡3的第一平面31和第二平面32折射后輸出的入射光能與菱形DMD芯片1所在平面形成的夾角幾乎為，那么當菱形DMD芯片1處于開狀態(tài)時，其輸出與其所在平面垂直的反射光，而當菱形DMD芯片1處于開狀態(tài)時，其輸出的反射光與第二平面形成的夾角幾乎為36°。進一步，為了提高投影儀的成像效果，光楔2和等腰直角棱鏡3均應(yīng)采用低折射率，高色散值的玻璃材質(zhì)，折射率和色散范圍可在η<1. 55，v>50，本實施例中，光楔2和等腰直角棱鏡3均采用BK7或K9型號的玻璃材質(zhì)，其材料折射率和色散分別為n=l. 5164、 v=64. 1333，從而進一步提高投影儀的成像效果。進一步，為了減少從空氣到光楔2的光能損失，所述入射面21與所述入射光相互垂直，那么入射光與入射面21形成90°的夾角，便會沿著入射面21的法線直接透射進入光楔2中，光能的損失較小且不會發(fā)生角度的偏轉(zhuǎn)，如果，所述入射面21與所述入射光不垂直，從而入射光有可能反射或經(jīng)入射面21發(fā)生角度偏轉(zhuǎn)，使得從空氣到光楔2的光能損失增加且使得入射光發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)，因此所述入射面21與所述入射光相互垂直。使得從空氣到光楔2的光能損失減少且能與所述菱形DMD芯片1配合。在具體實施中，本發(fā)明還提供第二種實施例的棱鏡系統(tǒng)，如圖4和圖5所示，為了使光楔2中入射光與等腰直角棱鏡3中的入射光角度不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，所述輸出面22與所述第一平面31耦合且平行設(shè)置。在具體實施中，輸出面22與所述第一平面31的耦合通過空氣間隙層進行耦合，便于輸出面22與所述第一平面31之間的安裝和拆卸。在本實施例中， 所述入射面21和輸出面22形成的夾角為2-5°，使得該光楔2能與所述菱形DMD芯片1配
I=I ο進一步，為了提高投影儀的成像效果，光楔2和等腰直角棱鏡3均應(yīng)采用低折射率，高色散值的玻璃材質(zhì)，折射率和色散范圍可在η<1. 55，v>50，本實施例中，光楔2和等腰直角棱鏡3均采用BK7或K9型號的玻璃材質(zhì)，其材料折射率和色散分別為n=l. 5164、 v=64. 1333，從而進一步提高投影儀的成像效果。在具體實施中，本發(fā)明還提供第三種實施例的棱鏡系統(tǒng)，如圖6和圖7所示，所述
8用于匯聚光束的積分透鏡討包括弧形面541和直平面M2， 弧形面M1，用于接收入射光并匯聚所述入射光；
直平面M2，與所述光楔2的入射面21耦合，用于接收弧形面541輸出的入射光并輸出至所述入射面21。由于入射面21為豎直平面，通過所述直平面M2，便于和所述光楔2 配合，而且積分透鏡M與所述光楔2耦合，使得積分透鏡M與所述光楔2可以形成一個整體，從而提高棱鏡系統(tǒng)的可靠性，以及簡化棱鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。進一步，所述直平面542與所述光楔2的入射面21貼合粘接，由于積分透鏡M與所述光楔2耦合，即通過空氣間隙層進行耦合，但是直平面542與所述光楔2的入射面21 之間通過空氣間隙層進行的耦合，積分透鏡M與所述光楔2便很容易分開，優(yōu)選情況下，所述直平面542與所述入射面21通過光學(xué)膠進行貼合粘接，使得積分透鏡M與所述光楔2 完全形成一個整體，進一步提高棱鏡系統(tǒng)的可靠性，以及簡化棱鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。為了使所述菱形DMD芯片1能與該棱鏡系統(tǒng)配合，在具體實施中，所述菱形DMD芯片1位于積分透鏡M 的光束匯聚點附近即可。進一步，在本實施例中，所述入射面21和輸出面22形成的夾角為6-8 °，使得該光楔2能與所述菱形DMD芯片1配合。進一步，為了提高投影儀的成像效果，光楔2和等腰直角棱鏡3均應(yīng)采用低折射率，高色散值的玻璃材質(zhì)，折射率和色散范圍可在η<1. 55，v>50，本實施例中，光楔2和等腰直角棱鏡3均采用BK7或K9型號的玻璃材質(zhì)，其材料折射率和色散分別為n=l. 5164、 v=64. 1333，從而進一步提高投影儀的成像效果。進一步，為了使得實現(xiàn)棱鏡系統(tǒng)的工藝更加簡單，所述積分透鏡M還可以與所述光楔2 —體成型，那么此時光楔2的材料與積分透鏡M的材料一樣，采用低折射率，高色散值的塑料材質(zhì)，其折射率和色散范圍可在η<1. 55，v>50優(yōu)選情況下，采用PMMA型號的塑料材質(zhì)，其折射率和色散分別為n=l. 4918、v=57. 3274，而等腰直角棱鏡3還是采用BK7或K9 型號的玻璃材質(zhì)。進一步，當所述積分透鏡M與所述光楔2 —體成型時，為了使得該光楔2能與所述菱形DMD芯片1配合，所述入射面21和輸出面22形成的夾角為9-14°。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種棱鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述棱鏡系統(tǒng)包括光楔，以及與菱形DMD芯片耦合且具有三個豎直平面的等腰直角棱鏡；光楔，用于接收入射光，并折射后輸出，其中所述光楔的入射面和輸出面均為豎直平等腰直角棱鏡，用于對光楔輸出的入射光進行折射后輸出至菱形DMD芯片，并根據(jù)菱形DMD芯片的控制，對菱形DMD芯片輸出的反射光進行全反射后輸出不同角度的光束。
2.如權(quán)利要求1所述的棱鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述三個豎直平面包括第一平面、第二平面以及第三平面；第一平面，用于對光楔輸出的入射光進行折射后輸出；第二平面，與菱形DMD芯片平行，用于將第一平面輸出的入射光折射后輸出至菱形DMD 芯片，并對菱形DMD芯片輸出的反射光進行折射后輸出至第一平面； 第一平面，還用于對第二平面輸出的反射光進行全反射； 第三平面，與所述第二平面相互垂直，用于輸出第一平面輸出的反射光。
3.如權(quán)利要求1所述的棱鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述光楔的入射面和輸出面形成的夾角為6-8°。
4.如權(quán)利要求1所述的棱鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述光楔的入射面與所述入射光相互垂直。
5.如權(quán)利要求1所述的棱鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述光楔的輸出面與所述第一平面耦合且平行設(shè)置。
6.如權(quán)利要求5所述的棱鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述入射面和輸出面形成的夾角為 2-5°。
7.一種投影儀，其特征在于，包括光源，光處理單元，棱鏡系統(tǒng)，菱形DMD芯片以及投影物鏡；光源，用于產(chǎn)生和輸出光束；光處理單元，用于對從光源輸出的光束進行處理并輸出入射光； 棱鏡系統(tǒng)，用于接收光處理單元輸出的入射光并進行全反射后輸出； 菱形DMD芯片，與棱鏡系統(tǒng)耦合，用于接收棱鏡系統(tǒng)輸出的入射光，并對該入射光進行反射，以及控制該反射光在棱鏡系統(tǒng)內(nèi)的輸出方向；投影物鏡，用于接收棱鏡系統(tǒng)輸出的反射光，并將該反射光輸出至屏幕； 其中所述棱鏡系統(tǒng)為如權(quán)利要求1-7任意一項所述的棱鏡系統(tǒng)。
8.如權(quán)利要求7所述的投影儀，其特征在于，光源為LED三色光源，用于產(chǎn)生和輸出R、 G、B三色光。
9.如權(quán)利要求8所述的投影儀，其特征在于，所述光處理單元包括準直透鏡組件，三色合成透鏡，復(fù)眼透鏡組件以及積分透鏡；準直透鏡組件，用于接收從LED三色光源輸出的光束，并輸出R、G、B三色平行光； 三色合成透鏡，用于將準直透鏡組件輸出的R、G、B三色平行光合成混合平行光并輸出；復(fù)眼透鏡組件，用于接收三色合成透鏡輸出的平行光，并輸出具有矩形光斑的平行光；積分透鏡，用于將所述復(fù)眼透鏡組件輸出的平行光匯聚輸出至棱鏡系統(tǒng)。
10.如權(quán)利要求9所述的投影儀，其特征在于，積分透鏡包括弧形面和直平面； 弧形面，用于接收入射光并匯聚所述入射光；直平面，與所述入射面耦合，用于接收弧形面輸出的入射光并折射后輸出至所述光楔的入射面。
11.如權(quán)利要求10所述的投影儀，其特征在于，所述直平面與所述光楔的入射面貼合粘接。
12.如權(quán)利要求10所述的投影儀，其特征在于，所述積分透鏡與所述光楔一體成型。
13.如權(quán)利要求12所述的投影儀，其特征在于，所述入射面和輸出面形成的夾角為 9-14° 。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種棱鏡系統(tǒng)及投影儀，所述棱鏡系統(tǒng)包括光楔和與菱形DMD芯片耦合且具有三個豎直平面的等腰直角棱鏡；光楔，用于接收入射光，并折射后輸出，其中所述光楔的兩個通光面為豎直平面；等腰直角棱鏡，用于對光楔輸出的入射光進行折射后輸出至菱形DMD芯片，并根據(jù)菱形DMD芯片的控制，對菱形DMD芯片輸出的反射光進行反射后輸出。該棱鏡系統(tǒng)及投影儀能與菱形DMD芯片匹配以實現(xiàn)投影。
文檔編號G02B5/04GK102565896SQ20101061430
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者姜莉莉, 孟慶濤, 祁高進 申請人:比亞迪股份有限公司