直線型dlp微型投影機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及數(shù)字投影顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種直線型DLP微型投影機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] DLP (Digital Light Procession)投影機(jī)與 LCD (Liquid Crystal Display)投影 機(jī)相比，在流明亮度、視頻影像顯示及對比度方面都顯示出很大的優(yōu)越性。DLP投影機(jī)的核 心器件是DMD(Digital Micromirror Device)。DMD是美國TI公司開發(fā)的光線調(diào)制器件， 其通過控制反射率極高的微型反射鏡陣列，配合照明光學(xué)系統(tǒng)和投影光學(xué)系統(tǒng)能投射出由 三原色（RGB)構(gòu)成的畫面。
[0003] 目前，常規(guī)DLP微型投影機(jī)包括：供光裝置、光路轉(zhuǎn)換裝置、照明光學(xué)系統(tǒng)、DLP光 調(diào)制器和投影鏡頭裝置。如圖1所示，該DLP微型投影機(jī)在照明光學(xué)系統(tǒng)中采用的光學(xué)元 件包括：用于改變光路至需要方向的反射鏡11、用于將光束的方向調(diào)整至DMD芯片14工作 需要的方向的會(huì)聚透鏡12和膠合棱鏡13。
[0004] 上述DLP微型投影機(jī)照明光學(xué)系統(tǒng)包括反射鏡11、會(huì)聚透鏡12和膠合棱鏡13等 眾多元件，并且該眾多元件的光路必須布設(shè)成類似"U"字型走向，使得該現(xiàn)有DLP微型投影 機(jī)的照明光學(xué)系統(tǒng)重量較重和體積較大，不能滿足大眾對DLP微型投影機(jī)（尤其是手持式 DLP微型投影機(jī)）重量輕、尺寸小的要求。
[0005] 公開于該【背景技術(shù)】部分的信息僅僅旨在增加對本實(shí)用新型的總體背景的理解，而 不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有 技術(shù)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 針對上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理，布局緊湊，提 高投影性能，且大大降低生產(chǎn)成本的直線型DLP微型投影機(jī)。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了直線型DLP微型投影機(jī)，包括：供光裝置，包 括：第一 LED光源及與其對應(yīng)的豎直準(zhǔn)直透鏡組、第二LED光源及與其對應(yīng)的水平準(zhǔn)直透鏡 組和分光鏡片組；所述豎直準(zhǔn)直透鏡組包括：第一準(zhǔn)直透鏡和第二準(zhǔn)直透鏡，均設(shè)置在第 一 LED光源前方；所述水平準(zhǔn)直透鏡組包括：第三準(zhǔn)直透鏡和第四準(zhǔn)直透鏡，均設(shè)置在第二 LED光源的前方；所述分光鏡片組包括：第一分色鏡和第二分色鏡；照明光學(xué)系統(tǒng)，包括：光 束整形部件和光束導(dǎo)引部件；其中，光束整形部件包括：復(fù)眼透鏡與自由曲面光學(xué)部件或 中繼透鏡；光束導(dǎo)引部件包括：第一棱鏡和第二直角棱鏡；其中，第一棱鏡的第一面為可對 入射光束進(jìn)行全反射的光學(xué)平面，第二面為鍍有反射膜的自由曲面或平面，第三面為光學(xué) 平面或者自由曲面；DLP光調(diào)制器，該DLP光調(diào)制器的DMD芯片平面與所述第二直角棱鏡的 一個(gè)直角邊平行；以及投影透鏡組，該投影透鏡組的光軸與所述第二直角棱鏡的另一個(gè)直 角邊垂直。
[0008] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，光束整形部件中的自由曲面光學(xué)部件和復(fù)眼透鏡分開 設(shè)置在相鄰位置上，復(fù)眼透鏡的兩面為一系列小透鏡組合而成。
[0009] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，光束整形部件中的自由曲面光學(xué)部件可以設(shè)置在復(fù)眼 透鏡的第二平面，復(fù)眼透鏡的第二平面設(shè)置成自由曲面；復(fù)眼透鏡第一平面由一系列小透 鏡組合而成，形成單排復(fù)眼透鏡，復(fù)眼透鏡包括一對單排復(fù)眼透鏡。利用一對單排復(fù)眼透鏡 既可對光束進(jìn)行均勻化也可對光束進(jìn)行整合。
[0010] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，當(dāng)所述第一棱鏡的第三面為自由曲面時(shí)，所述光束整形 部件中的自由曲面光學(xué)部件或中繼透鏡即為所述第一棱鏡的第三面，復(fù)眼透鏡的兩面為一 系列小透鏡組合而成。所述第一棱鏡的第三面可代替光束整形部件中的自由曲面光學(xué)部件 或中繼透鏡對光束進(jìn)行整形。
[0011] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述第一棱鏡的材質(zhì)為玻璃或塑膠。
[0012] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，水平準(zhǔn)直透鏡組的透射光與豎直準(zhǔn)直透鏡組的投射光 垂直相交。
[0013] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，第二直角棱鏡設(shè)置在DLP光調(diào)制器的DMD芯片的正前 方。
[0014] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，第二LED光源及與其對應(yīng)的水平準(zhǔn)直透鏡組的中心光 軸重合。
[0015] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，第一 LED光源為雙色LED光源，由紅色LED光源和藍(lán)色 LED光源組成，第二LED光源為綠色LED光源組成；第一分色鏡反射藍(lán)色LED光源的光并 透射紅色LED光源和綠色LED光源的光，所述第二分色鏡反射紅色LED光源的光并透射藍(lán) 色LED光源和綠色LED光源的光，第一分色鏡和第二分色鏡按照一定的角度設(shè)置，使得三色 LED光源所發(fā)出的光平行排列沿水平方向透射到光束整形部件。
[0016] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，自由曲面光學(xué)部件的自由曲面由下式描述：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種直線型DLP微型投影機(jī)，其特征在于，包括： 供光裝置，包括：第一 LED光源及與其對應(yīng)的豎直準(zhǔn)直透鏡組、第二LED光源及與其對 應(yīng)的水平準(zhǔn)直透鏡組和分光鏡片組；所述豎直準(zhǔn)直透鏡組包括：第一準(zhǔn)直透鏡和第二準(zhǔn)直 透鏡，均設(shè)置在第一 LED光源前方；所述水平準(zhǔn)直透鏡組包括：第三準(zhǔn)直透鏡和第四準(zhǔn)直透 鏡，均設(shè)置在第二LED光源的前方；所述分光鏡片組包括：第一分色鏡和第二分色鏡； 照明光學(xué)系統(tǒng)，包括：光束整形部件和光束導(dǎo)引部件；其中，光束整形部件包括：復(fù)眼 透鏡與自由曲面光學(xué)部件或中繼透鏡；光束導(dǎo)引部件包括：第一棱鏡和第二直角棱鏡；其 中，第一棱鏡的第一面為可對入射光束進(jìn)行全反射的光學(xué)平面，第二面為鍍有反射膜的自 由曲面或平面，第三面為光學(xué)平面或者自由曲面； DLP光調(diào)制器，該DLP光調(diào)制器的DMD芯片平面與所述第二直角棱鏡的一個(gè)直角邊平 行；以及 投影透鏡組，該投影透鏡組的光軸與所述第二直角棱鏡的另一個(gè)直角邊垂直。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直線型DLP微型投影機(jī)，其特征在于，所述光束整形部件中的 自由曲面光學(xué)部件和復(fù)眼透鏡分開設(shè)置在相鄰位置上，復(fù)眼透鏡的兩面為一系列小透鏡組 合而成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直線型DLP微型投影機(jī)，其特征在于，所述光束整形部件中 的自由曲面光學(xué)部件可以設(shè)置于復(fù)眼透鏡的第二平面，復(fù)眼透鏡的第二平面設(shè)置成自由曲 面；復(fù)眼透鏡第一平面由一系列小透鏡組合而成，形成單排復(fù)眼透鏡，所述復(fù)眼透鏡包括一 對單排復(fù)眼透鏡。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直線型DLP微型投影機(jī)，其特征在于，當(dāng)所述第一棱鏡的第三 面為自由曲面時(shí)，所述光束整形部件中的自由曲面光學(xué)部件或中繼透鏡即為所述第一棱鏡 的第三面，復(fù)眼透鏡的兩面為一系列小透鏡組合而成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直線型DLP微型投影機(jī)，其特征在于，所述第一棱鏡材質(zhì)為玻 璃或塑膠。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直線型DLP微型投影機(jī)，其特征在于，所述水平準(zhǔn)直透鏡組的 透射光與豎直準(zhǔn)直透鏡組的投射光垂直相交。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直線型DLP微型投影機(jī)，其特征在于，所述第二LED光源及與 其對應(yīng)的水平準(zhǔn)直透鏡組的中心光軸重合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直線型DLP微型投影機(jī)，其特征在于，所述第二直角棱鏡設(shè)置 在DLP光調(diào)制器的DMD芯片的正前方。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直線型DLP微型投影機(jī)，其特征在于，所述第一 LED光源為雙 色LED光源，由紅色LED光源和藍(lán)色LED光源組成，第二LED光源為綠色LED光源組成；所 述第一分色鏡反射藍(lán)色LED光源的光并透射紅色LED光源和綠色LED光源的光，所述第二 分色鏡反射紅色LED光源的光并透射藍(lán)色LED光源和綠色LED光源的光。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直線型DLP微型投影機(jī)，其特征在于，所述自由曲面光學(xué)部 件的自由曲面由下式描述：
其中，Z為曲面高度，X、Y分別為曲面高度在光軸的投影坐標(biāo)，Al到A9為位置參數(shù)，C 和k為曲率參數(shù)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種直線型DLP微型投影機(jī)。該微型投影機(jī)包括：供光裝置，包括：第一LED光源及與其對應(yīng)的豎直準(zhǔn)直透鏡組、第二LED光源及與其對應(yīng)的水平準(zhǔn)直透鏡組和分光鏡片組；照明光學(xué)系統(tǒng)，包括：光束整形部件和光束導(dǎo)引部件；其中，光束整形部件包括：復(fù)眼透鏡與自由曲面光學(xué)部件或中繼透鏡；光束導(dǎo)引部件包括：第一棱鏡和第二直角棱鏡；DLP光調(diào)制器；以及投影透鏡組。該微型投影機(jī)簡化了光學(xué)元件且各元件基本呈直線型設(shè)置，使得布局緊湊合理，進(jìn)一步減小DLP微型投影機(jī)尺寸，提高了投影性能，且大大降低生產(chǎn)成本。
【IPC分類】G03B21-00, G03B21-20
【公開號】CN204270006
【申請?zhí)枴緾N201420804928
【發(fā)明人】高志強(qiáng), 趙遠(yuǎn), 楊偉樑, 林清云
【申請人】廣景科技有限公司
【公開日】2015年4月15日
【申請日】2014年12月17日