直線型dlp微型投影機的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及數字投影顯示技術領域，特別涉及一種直線型DLP微型投影機。
【背景技術】
[0002] DLP (Digital Light Procession)投影機與 LCD (Liquid Crystal Display)投影 機相比，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越性。DLP投影機的核 心器件是DMD(Digital Micromirror Device)。DMD是美國TI公司開發的光線調制器件， 其通過控制反射率極高的微型反射鏡陣列，配合照明光學系統和投影光學系統能投射出由 三原色（RGB)構成的畫面。
[0003] 目前，常規DLP微型投影機包括：供光裝置、光路轉換裝置、照明光學系統、DLP光 調制器和投影鏡頭裝置。如圖1所示，該DLP微型投影機在照明光學系統中采用的光學元 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整至DMD芯片14工作 需要的方向的會聚透鏡12和膠合棱鏡13。
[0004] 上述DLP微型投影機照明光學系統包括反射鏡11、會聚透鏡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成類似"U"字型走向，使得該現有DLP微型投影 機的照明光學系統重量較重和體積較大，不能滿足大眾對DLP微型投影機（尤其是手持式 DLP微型投影機）重量輕、尺寸小的要求。
[0005] 公開于該【背景技術】部分的信息僅僅旨在增加對本實用新型的總體背景的理解，而 不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有 技術。 【實用新型內容】
[0006] 針對上述技術問題，本實用新型的目的在于提供一種結構簡單合理，布局緊湊，提 高投影性能，且大大降低生產成本的直線型DLP微型投影機。
[0007] 為實現上述目的，本實用新型提供了直線型DLP微型投影機，包括：供光裝置，包 括：第一 LED光源及與其對應的豎直準直透鏡組、第二LED光源及與其對應的水平準直透鏡 組和分光鏡片組；所述豎直準直透鏡組包括：第一準直透鏡和第二準直透鏡，均設置在第 一 LED光源前方；所述水平準直透鏡組包括：第三準直透鏡和第四準直透鏡，均設置在第二 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；照明光學系統，包括：光 束整形部件和光束導引部件；其中，光束整形部件包括：復眼透鏡與自由曲面光學部件或 中繼透鏡；光束導引部件包括：第一棱鏡和第二直角棱鏡；其中，第一棱鏡的第一面為可對 入射光束進行全反射的光學平面，第二面為鍍有反射膜的自由曲面或平面，第三面為光學 平面或者自由曲面；DLP光調制器，該DLP光調制器的DMD芯片平面與所述第二直角棱鏡的 一個直角邊平行；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直 角邊垂直。
[0008] 優選地，上述技術方案中，光束整形部件中的自由曲面光學部件和復眼透鏡分開 設置在相鄰位置上，復眼透鏡的兩面為一系列小透鏡組合而成。
[0009] 優選地，上述技術方案中，光束整形部件中的自由曲面光學部件可以設置在復眼 透鏡的第二平面，復眼透鏡的第二平面設置成自由曲面；復眼透鏡第一平面由一系列小透 鏡組合而成，形成單排復眼透鏡，復眼透鏡包括一對單排復眼透鏡。利用一對單排復眼透鏡 既可對光束進行均勻化也可對光束進行整合。
[0010] 優選地，上述技術方案中，當所述第一棱鏡的第三面為自由曲面時，所述光束整形 部件中的自由曲面光學部件或中繼透鏡即為所述第一棱鏡的第三面，復眼透鏡的兩面為一 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部件 或中繼透鏡對光束進行整形。
[0011] 優選地，上述技術方案中，所述第一棱鏡的材質為玻璃或塑膠。
[0012] 優選地，上述技術方案中，水平準直透鏡組的透射光與豎直準直透鏡組的投射光 垂直相交。
[0013] 優選地，上述技術方案中，第二直角棱鏡設置在DLP光調制器的DMD芯片的正前 方。
[0014] 優選地，上述技術方案中，第二LED光源及與其對應的水平準直透鏡組的中心光 軸重合。
[0015] 優選地，上述技術方案中，第一 LED光源為雙色LED光源，由紅色LED光源和藍色 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 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置，使得三色 LED光源所發出的光平行排列沿水平方向透射到光束整形部件。
[0016] 優選地，上述技術方案中，自由曲面光學部件的自由曲面由下式描述：
【主權項】
1. 一種直線型DLP微型投影機，其特征在于，包括： 供光裝置，包括：第一 LED光源及與其對應的豎直準直透鏡組、第二LED光源及與其對 應的水平準直透鏡組和分光鏡片組；所述豎直準直透鏡組包括：第一準直透鏡和第二準直 透鏡，均設置在第一 LED光源前方；所述水平準直透鏡組包括：第三準直透鏡和第四準直透 鏡，均設置在第二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； 照明光學系統，包括：光束整形部件和光束導引部件；其中，光束整形部件包括：復眼 透鏡與自由曲面光學部件或中繼透鏡；光束導引部件包括：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行全反射的光學平面，第二面為鍍有反射膜的自 由曲面或平面，第三面為光學平面或者自由曲面； DLP光調制器，該DLP光調制器的DMD芯片平面與所述第二直角棱鏡的一個直角邊平 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直角邊垂直。
2. 根據權利要求1所述的直線型DLP微型投影機，其特征在于，所述光束整形部件中的 自由曲面光學部件和復眼透鏡分開設置在相鄰位置上，復眼透鏡的兩面為一系列小透鏡組 合而成。
3. 根據權利要求1所述的直線型DLP微型投影機，其特征在于，所述光束整形部件中 的自由曲面光學部件可以設置于復眼透鏡的第二平面，復眼透鏡的第二平面設置成自由曲 面；復眼透鏡第一平面由一系列小透鏡組合而成，形成單排復眼透鏡，所述復眼透鏡包括一 對單排復眼透鏡。
4. 根據權利要求1所述的直線型DLP微型投影機，其特征在于，當所述第一棱鏡的第三 面為自由曲面時，所述光束整形部件中的自由曲面光學部件或中繼透鏡即為所述第一棱鏡 的第三面，復眼透鏡的兩面為一系列小透鏡組合而成。
5. 根據權利要求1所述的直線型DLP微型投影機，其特征在于，所述第一棱鏡材質為玻 璃或塑膠。
6. 根據權利要求1所述的直線型DLP微型投影機，其特征在于，所述水平準直透鏡組的 透射光與豎直準直透鏡組的投射光垂直相交。
7. 根據權利要求1所述的直線型DLP微型投影機，其特征在于，所述第二LED光源及與 其對應的水平準直透鏡組的中心光軸重合。
8. 根據權利要求1所述的直線型DLP微型投影機，其特征在于，所述第二直角棱鏡設置 在DLP光調制器的DMD芯片的正前方。
9. 根據權利要求1所述的直線型DLP微型投影機，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光源的光并透射藍色LED光源和綠色LED光源的光。
10. 根據權利要求1所述的直線型DLP微型投影機，其特征在于，所述自由曲面光學部 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，Al到A9為位置參數，C 和k為曲率參數。
【專利摘要】本實用新型公開了一種直線型DLP微型投影機。該微型投影機包括：供光裝置，包括：第一LED光源及與其對應的豎直準直透鏡組、第二LED光源及與其對應的水平準直透鏡組和分光鏡片組；照明光學系統，包括：光束整形部件和光束導引部件；其中，光束整形部件包括：復眼透鏡與自由曲面光學部件或中繼透鏡；光束導引部件包括：第一棱鏡和第二直角棱鏡；DLP光調制器；以及投影透鏡組。該微型投影機簡化了光學元件且各元件基本呈直線型設置，使得布局緊湊合理，進一步減小DLP微型投影機尺寸，提高了投影性能，且大大降低生產成本。
【IPC分類】G03B21-00, G03B21-20
【公開號】CN204270006
【申請號】CN201420804928
【發明人】高志強, 趙遠, 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