專利名稱：Dlp微型投影機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及投影機領(lǐng)域，特別涉及ー種DLP微型投影機。
背景技術(shù)：
DMD (Digital Micromirror Device)是美國TI公司開發(fā)的光線調(diào)制器件,其透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,使用此器件的投影機一般稱為DLP (Digital Light Projector)投影機。該技術(shù)比使用液晶技術(shù)的投影機在流明亮度、視頻影像顯示及對比度方面都顯示出很大的優(yōu)越性。如


圖1所示，目前，以DLP為基礎(chǔ)的DLP微型投影機包括信號接收及處理系統(tǒng)和DLP投影光機模組，其中，DLP投影光機模組又包括光源11、照明光學(xué)系統(tǒng)、DMD光調(diào)制器
12及投影光學(xué)系統(tǒng)13。照明光學(xué)系統(tǒng)包括凸透鏡鏡頭14、楔形補償棱鏡15和直角棱鏡16，其中，凸透鏡鏡頭14和楔形補償棱鏡15共同構(gòu)成RTIR棱鏡系統(tǒng)。照明光線先經(jīng)過RTIR棱鏡的凸透鏡鏡頭14和楔形補償棱鏡15，然后進入45度的直角棱鏡16，斜入射到DMD光調(diào)制器12的反射鏡面上。在DMD光調(diào)制器12是開的狀態(tài)時，經(jīng)過DMD光調(diào)制器12的反射鏡面反射之后，光線正入射到直角棱鏡16靠近DMD的直角邊，到達斜邊時大于全反射臨界角，所以被反射到投影光學(xué)系統(tǒng)13的投影鏡頭中，實現(xiàn)亮點顯示。當(dāng)DMD光調(diào)制器12處于關(guān)吋，入射DMD光線經(jīng)反射后斜入射到直角棱鏡16的靠近DMD的直角邊，光線向另ー個直角邊傳播，當(dāng)?shù)竭_另ー個直角邊時，光線對這一直角邊的入射角大于全反射臨界角，不能入射到投影鏡頭中，從而實現(xiàn)暗點顯示。這樣就可以實現(xiàn)DLP的投影顯示。在使用這個DLP投影光學(xué)設(shè)計吋，RTIR棱鏡系統(tǒng)是ー個重要部件，楔形補償棱鏡15和直角棱鏡16相対的兩個面不僅需要互相靠近，而且需要相互平行。一般的實現(xiàn)RTIR棱鏡的方法是使用粘結(jié)劑把楔形補償棱鏡15和直角棱鏡16進行膠合，使得楔形補償棱鏡15和直角棱鏡16的相對面形成無效膠合面區(qū)域和光線傳播面區(qū)域，無效膠合面區(qū)域中楔形補償棱鏡15和直角棱鏡16的相對面之間緊密膠合，沒有空氣間隙，不能用于光線傳播；而光線傳播面區(qū)域中楔形補償棱鏡15和直角棱鏡16的相對面之間留有空氣間隙，為光線傳播區(qū)域。DLP微型投影機的手持形式需要在保持具有高的光輸出的條件下實現(xiàn)輕便小尺寸，為了實現(xiàn)合適的尺寸除了對投影光路的設(shè)計要簡潔高效外，對于照明光路中的光學(xué)部件也需要進行詳細(xì)設(shè)計，其中，DLP微型投影機照明光學(xué)系統(tǒng)的楔形補償棱鏡15和直角棱鏡16的相對面存在無效膠合面區(qū)域，這樣的設(shè)計變成了進ー步的減小DLP微型投影機的高度，減少占用空間，以便手機等便攜式設(shè)備形式應(yīng)用的障礙。

實用新型內(nèi)容本實用新型是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中缺陷，提供了ー種結(jié)構(gòu)簡單合理，體積小巧便攜，生產(chǎn)成本低，投影性能可靠的DLP微型投影機。為達到上述目的，根據(jù)本實用新型提供了ー種DLP微型投影機，包括沿光路順次設(shè)置的供光裝置、轉(zhuǎn)換與導(dǎo)向裝置、照明光學(xué)系統(tǒng)、DMD光調(diào)制器和投影鏡頭系統(tǒng)；供光裝置包括光源和光源準(zhǔn)直系統(tǒng)；轉(zhuǎn)換與導(dǎo)向裝置包括復(fù)眼透鏡或光棒；照明光學(xué)系統(tǒng)包括自由曲面透鏡和直角棱鏡，直角棱鏡的一直角邊與DMD光調(diào)制器的平面平行并相互靠近，另ー個直角邊與投影鏡頭系統(tǒng)的光軸垂直。上述技術(shù)方案中，自由曲面透鏡的兩個曲面可以由下式描述
權(quán)利要求1.一種DLP微型投影機，其特征在于，包括沿光路順次設(shè)置的供光裝置、轉(zhuǎn)換與導(dǎo)向裝置、照明光學(xué)系統(tǒng)、DMD光調(diào)制器和投影鏡頭系統(tǒng)；所述供光裝置包括光源和光源準(zhǔn)直系統(tǒng)；所述轉(zhuǎn)換與導(dǎo)向裝置包括復(fù)眼透鏡或光棒；所述照明光學(xué)系統(tǒng)包括自由曲面透鏡和直角棱鏡，所述直角棱鏡的一直角邊與所述DMD光調(diào)制器的平面平行并相互靠近，另一個直角邊與所述投影鏡頭系統(tǒng)的光軸垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DLP微型投影機，其特征在于所述自由曲面透鏡的兩個曲面可以由下式描述2CFz=^J......................................................................................+4Χ+ΑγI + V1-(I +k)czrz +AiX2 +A4XY+^2 +A6Xi +A1X2Y^AiXY2 +A9Y3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)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DLP微型投影機，其特征在于所述直角棱鏡與DMD光調(diào)制器的平面平行的直角邊的間距為0.01毫米-10毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DLP微型投影機，其特征在于所述光源包括藍色LED光源、 紅色LED光源和綠色LED光源，所述光源準(zhǔn)直系統(tǒng)包括收集及準(zhǔn)直透鏡系統(tǒng)和光束合成系統(tǒng)，其中，所述收集及準(zhǔn)直透鏡系統(tǒng)包括沿光路順次設(shè)置在所述光源后的收集透鏡和準(zhǔn)直透鏡；所述光束合成系統(tǒng)包括第一二向色鏡片和第二二向色鏡片，所述第一二向色鏡片透過藍色LED光源發(fā)出的光而反射紅色LED光源發(fā)出的光，所述第二二向色鏡片反射藍色 LED光源和紅色LED光源發(fā)出的光而透過綠色LED光源發(fā)出的光。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DLP微型投影機，其特征在于所述光源包括藍色LED光源和紅綠色LED光源；所述光源準(zhǔn)直系統(tǒng)包括收集及準(zhǔn)直透鏡系統(tǒng)和光束合成系統(tǒng)，其中， 所述收集及準(zhǔn)直透鏡系統(tǒng)包括沿光路順次設(shè)置在所述光源后的收集透鏡和準(zhǔn)直透鏡；所述光束合成系統(tǒng)包括第三二向色鏡片和第四二向色鏡片，所述第三二向色鏡片為紅光反射鏡；所述第四二向色鏡片為綠光反射鏡，所述第三二向色鏡片和第四二向色鏡片均能透射藍光。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DLP微型投影機，其特征在于所述光源為三基色封裝在一起的LED光源；所述光源準(zhǔn)直系統(tǒng)包括收集及準(zhǔn)直透鏡系統(tǒng)和光束合成系統(tǒng)，其中，收集及準(zhǔn)直透鏡系統(tǒng)包括沿光路順次設(shè)置在LED光源后的收集透鏡和準(zhǔn)直透鏡，所述光束合成系統(tǒng)包括第五二向色鏡片、第六二向色鏡片和第七二向色鏡片，分別為紅光反射鏡、綠光反射鏡和藍光反射鏡，所述第五二向色鏡片能夠透射綠光和藍光，所述第六二向色鏡片能夠透射紅光和藍光，所述第七二向色鏡片能夠透射紅光和綠光。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的DLP微型投影機，其特征在于所述轉(zhuǎn)換與導(dǎo)向裝置還包括匹配透鏡和/或反射鏡。
專利摘要本實用新型公開了一種DLP微型投影機。該DLP微型投影機包括沿光路順次設(shè)置的供光裝置、轉(zhuǎn)換與導(dǎo)向裝置、照明光學(xué)系統(tǒng)、DMD光調(diào)制器和投影鏡頭系統(tǒng)；供光裝置包括光源和光源準(zhǔn)直系統(tǒng)；轉(zhuǎn)換與導(dǎo)向裝置包括復(fù)眼透鏡或光棒；照明光學(xué)系統(tǒng)包括自由曲面透鏡和直角棱鏡，直角棱鏡的一直角邊與DMD光調(diào)制器的平面平行并相互靠近，另一個直角邊與投影鏡頭系統(tǒng)的光軸垂直。該DLP微型投影機結(jié)構(gòu)簡單合理，采用自由曲面鏡頭取代現(xiàn)有技術(shù)中的使用膠合棱鏡來對DMD照明光源進行補償?shù)姆椒?，解決了進一步減小DLP微型投影機高度受到膠合棱鏡的膠合尺寸限制的問題，使得DLP微型投影機體積小巧便攜。
文檔編號G02B3/02GK202837791SQ20122043751
公開日2013年3月27日 申請日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月30日
發(fā)明者趙遠(yuǎn), 高志強, 楊偉梁 申請人:廣景科技有限公司