专利名称：一种棱镜系统及具有该棱镜系统的投影仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种棱镜系统及具有该棱镜系统的投影仪。
背景技术：
LED (Light Emitting Diode，发光二极管)微型投影机具有效率高、对比度好、寿命长等优点，在微投市场中具有很重要的地位。目前LED微型投影机主要采用传统的DMD(Digital Micro mirror Device,数字微镜元件)芯片(正交DMD芯片)结合棱镜系统来实现投影的，在传统的DMD芯片中采用正交像素阵列来产生1280 X 720的图像，每ー个微反射镜单元的旋转轴与芯片的长边形成的夹角为45°，即微反射镜单元被专用于显示器件上的一个图形像素，但是为了实现更高的分辨率且同步降低系统成本，新型的DMD芯 片采用菱形像素排列方式，为菱形DMD芯片，即微反射镜单元相对于传统的DMD芯片而言被旋转了45°，使得每ー个微反射镜单元的旋转轴与芯片的长边形成的夹角为90°，使得现有的棱镜系统就无法与新型的菱形DMD芯片匹配，从而无法实现投影。
发明内容
本发明为解决现有技术中存在的棱镜系统就无法与新型的菱形DMD芯片匹配而无法实现投影的问题，提供一种能与菱形DMD芯片匹配以实现投影且结构简单的棱镜系统以及具有该棱镜系统的投影仪。本发明提供ー种棱镜系统，所述棱镜系统包括与菱形DMD芯片耦合且具有三个竖直平面的等腰棱镜；
所述等腰棱镜，用于将接收到的入射光进行全反射后输出至所述菱形DMD芯片，井根据菱形DMD芯片的控制,将菱形DMD芯片反射光输出不同角度的光束。本发明还提供ー种投影仪，包括光源，光处理单元，菱形DMD芯片、投影透镜以及上述的棱镜系统；
光源，用于产生和输出光束；
光处理单元，用于对从光源输出的光束进行处理并输出入射光；
棱镜系统，用于接收光处理单元输出的入射光并进行全反射后输出；
菱形DMD芯片，与棱镜系统耦合，用于接收棱镜系统输出的入射光，并对该入射光进行反射，以及控制该反射光在棱镜系统内的输出方向；
投影透镜，用于接收棱镜系统输出的反射光，并将该反射光输出至屏幕。本发明还提供第二种棱镜系统，所述棱镜系统包括与菱形DMD芯片I耦合且具有三个竖直平面的等腰直角棱镜；
所述等腰直角棱镜，用于将接收到的入射光输出至所述菱形DMD芯片，井根据菱形DMD芯片的控制，对菱形DMD芯片的反射光进行全反射后输出不同角度的光束。本发明还提供另ー种投影仪，包括光源，光处理单元，菱形DMD芯片，投影透镜以及上述第二种棱镜系统；光源，用于产生和输出光束；
光处理单元，用于对从光源输出的光束进行处理并输出入射光；
棱镜系统，用于接收光处理单元输出的入射光并进行全反射后输出；
菱形DMD芯片，与棱镜系统耦合，用于接收棱镜系统输出的入射光，并对该入射光进行反射，以及控制该反射光在棱镜系统内的输出方向；
投影透镜，用于接收棱镜系统输出的反射光，并将该反射光输出至屏幕。本发明的棱镜系统与现有技术相比，棱镜系统仅包括単一棱镜，入射光通过该棱镜系统后输出至菱形DMD芯片，当菱形DMD芯片接收到该入射光后，会对其接收的入射光进行反射，由于菱形DMD芯片具有开和关的两种状态，当菱形DMD芯片处于两种不同的状态时，菱形DMD芯片输出的反射光的角度也会不同,菱形DMD芯片输出的反射光经过该棱镜系统，该棱镜系统会根据接收的反射光的角度而输出不同角度的光束，同时该棱镜系统具有三个竖直平面，使得该棱镜系统的平面与入射光的角度是一定的，因此当入射光以一定的角度进入该棱镜系统时，该棱镜系统根据菱形DMD芯片的两种状态只会输出两种不同角度的反射光，使得菱形DMD芯片能与该棱镜系统匹配。使用単一棱镜便可以实现菱形DMD芯片的匹配，因此该棱镜系统结构简单，且光路也更加简单，折射或者反射的次数都減少，从而减小光能的损失，进ー步提高光能的利用率。那么具有该棱镜系统的投影仪，当接收到其中一角度的反射光，必然接收不到另ー个角度的反射光，因此能实现两种对比度的投影。
图I为本发明棱镜系统的菱形DMD芯片处于开状态的第一种实施例结构示意图。图2为本发明棱镜系统的菱形DMD芯片处于关状态的第一种实施例结构示意图。图3为本发明投影仪第一种实施例的结构示意图。图4为本发明投影仪第二种实施例的结构示意图。图5为本发明投影仪第三种实施例的结构示意图。图6为本发明棱镜系统的菱形DMD芯片处于开状态的第二种实施例结构示意图。图7为本发明棱镜系统的菱形DMD芯片处于关状态的第二种实施例结构示意图。图8为本发明投影仪第四种实施例的结构示意图。
具体实施例方式如图I和图2所示，本发明提供第一种实施例的棱镜系统，所述棱镜系统包括与菱形DMD芯片I耦合且具有三个竖直平面的等腰棱镜2 ；
所述等腰棱镜2，用于将接收到的入射光进行全反射后输出至所述菱形DMD芯片1，并根据菱形DMD芯片I的控制,将菱形DMD芯片I的反射光输出不同角度的光束。在具体实施中，具有三个竖直平面的等腰棱镜2即为直三棱镜，所述竖直平面具体为如图I所示垂直于纸面的平面。根据光学原理，如果在光学介质表面的光束以大于全反射临界角度入射到该分界面，则该光束被全反射。当两种具有不同折射率的介质彼此接触时，从ー种光密介质传播到另ー种光疏介质的光束将会根据其入射角度来决定其是否发生全反射。例如，常用的K9玻 璃，其折射率n为I. 5164，当其处于空气中(折射率n'为1)，其中n以及n'分别代表分界面两边玻璃和空气的折射率。假设光束以入射角a从玻璃入射到空气时，而且发生全反射的临界状态时，其从空气中出射的角度为a' =90°。则由Snell’Law求得的全反射临界角度为arcsinQi' sin(a/ )/ sin (a) ] =41. 3° ,即当从玻璃进入空气的光束的入射角大于41.3°时,该入射光便会发生全反射。在本实施例中，该棱镜系统仅具有单ー棱镜，该单ー棱镜为等腰棱镜2入射光通过等腰棱镜2后输出至菱形DMD芯片1，当菱形DMD芯片I接收到该入射光后，会对其接收的入射光进行反射，由于菱形DMD芯片I的数字微镜单元可以在+12°到-12°的角度范围内反射入射光，因此菱形DMD芯片I具有开和关的两种状态，当菱形DMD芯片处于两种不同的状态时，菱形DMD芯片输出的反射光的角度也会不同,菱形DMD芯片输出的反射光会经过等腰棱镜2，该等腰棱镜2会根据接收到的反射光的角度而输出不同角度的光束，即以两种不同的角度输出光束，同时等腰棱镜2具有三个竖直平面，使得该等腰棱镜2的平面与入射光的角度是一定的，因此当入射光以一定的角度进入等腰棱镜2时，等腰棱镜2根据菱形DMD芯片I的两种状态只会输出两种不同角度的反射光，即当菱形DMD芯片I处于两种不同的状态时，该等腰棱镜2便输出两种对比度的光束，使得菱形DMD芯片I能与该等腰棱镜2 匹配，而且使用单一等腰棱镜2便便可以实现菱形DMD芯片I的匹配，那么该棱镜系统结构简单，且光路也更加简单，折射或者反射的次数減少，从而减小光能的损失，进ー步提高光能的利用率。那么具有该棱镜系统的投影仪，当接收到其中一角度的反射光，必然接收不到另ー个角度的反射光，因此能实现两种对比度的投影。为了实现投影，如图3所示，本发明还提供第一种实施例的投影仪，包括光源4，光处理单元，菱形DMD芯片I、投影透镜6以及上述第一种实施例的棱镜系统；
光源4,用于产生和输出光束；
光处理单元，用于对从光源输出的光束进行处理并输出入射光；
棱镜系统，用于接收光处理单元输出的入射光并进行全反射后输出；
菱形DMD芯片I,与棱镜系统稱合,用于接收棱镜系统输出的入射光,并对该入射光进行反射，以及控制该反射光在棱镜系统内的输出方向；
投影透镜6，用于接收棱镜系统输出的反射光，并将该反射光输出至屏幕。由于菱形DMD芯片I具有开和关的两种状态，当菱形DMD芯片I处于开的状态时，即数字微镜单元与菱形DMD芯片I所在平面形成夹角为+12°，那么菱形DMD芯片I接收等腰棱镜2输出的入射光，经菱形DMD芯片I反射后输出的反射光，再经过等腰棱镜2的全反射输出一角度的反射光至投影物镜6，而当数字微镜单元与菱形DMD芯片I所在平面形成夹角为-12°时，再经过等腰棱镜2的折射输出另ー个角度的光束而无法输出至投影物镜6，即与菱形DMD芯片I耦合的上述棱镜系统根据菱形DMD芯片I的状态输出两个角度的光束，那么当其中一角度的反射光输出至投影物镜6时，投影物镜6将该反射光输出至屏幕，从而实现投影，另ー个角度的反射光必然无法输出至投影物镜6，因此能实现两种对比度的投影，使得上述棱镜系统能与菱形DMD芯片I匹配。在具体实施中，所述光源4具体为LED (Light Emitting Diode,发光二极管)三色光源，用于产生和输出R、G、B三色光，即输出红、绿、蓝的三色光。进ー步，所述光处理单元包括准直透镜组件51，三色合光镜52，复眼透镜组53以及积分透镜54 ；准直透镜组件51，用于接收从LED三色光源输出的光束，并输出R、G、B三色平行光； 三色合光镜52，用于将准直透镜组件输出的R、G、B三色平行光合成混合平行光并输
出；
复眼透镜组件53，用于接收三色合光镜输出的平行光，并输出具有与菱形DMD芯片I匹配的光斑的平行光；
积分透镜54，用于将所述复眼透镜组件输出的平行光汇聚输出至棱镜系统。进ー步，所述积分透镜54的光轴与所述投影物镜6的光轴形成的夹角为95° 120°，优选情况下，该夹角为117.4°，以实现积分透镜54输出给等腰棱镜2的入射光，能符合等腰棱镜2的要求。如图3所示，复眼透镜组53的光轴与所述积分透镜54的光轴是重合的，即在本实施例中，所述复眼透镜组5的光轴与所述投影物镜6的光轴形成的夹 角等于所述积分透镜54的光轴与所述投影物镜6的光轴形成的夹角。在具体实施中，每种颜色的光源前方设置ー组准直透镜组件51，将每种顔色的发散光变成平行光，可以提高LED光源的利用率，再将三种顔色的平行光通过三色合光镜52混合形成混合平行光输出，可以在空间上有效地缩小投影仪的结构同时又能提高投影仪的光利用率。而通过复眼透镜组件53可以对混合平行光的光斑进行整形，如果输出到菱形DMD芯片I的光斑比菱形DMD芯片I大，那么只有输出至菱形DMD芯片I上的光能被反射利用，其余的光能都会损失，优选情况下，将光斑整形成与菱形DMD芯片I的形状匹配的状态，如果输出至菱形DMD芯片I上的光斑不均匀，最終投影出来的光也是不均匀的，会影响投影效果，图像就会出现ー边亮，一边暗的效果。为了提高光能利用率以及投影画面均匀性，因此通过复眼透镜组件53可以将混合平行光的光斑变成均匀的光斑且该光斑能与菱形DMD芯片I匹配，然后再将复眼透镜组件53输出的光束通过积分透镜54汇聚输出至棱镜系统，即输出至等腰棱镜2。为了使投影仪的结构更紧凑，如图4所示，本发明还提供第二种实施例的投影仪，其中所述光处理单元还包括用于将复眼透镜组件53输出的平行光进行反射后输出至积分透镜54的反光镜8，或者如图5所示的第三种实施例的投影仪中，反光镜8用于将三色合光镜52输出的平行光进行反射后输出至复眼透镜组件53。通过在复眼透镜组件53和积分透镜54之间或在三色合光镜52和复眼透镜组件53之间设置反光镜8，能充分利用空间以减小投影仪的体积。在具体实施中，所述反光镜8与所述第一平面21形成的夹角为10° 10°，优选情况下，该夹角为31. 3°，使得位于反光镜8之前且输出光束到反光镜8的组件的光轴均能与所述投影物镜6的光轴平行，且和所述投影物镜8位于所述第二平面21的同一侧，那么位于反光镜8之前的组件位于投影物镜6与积分透镜54所形成的空间中，从而能充分利用投影物镜6与积分透镜54所形成的空间，进ー步减小投影仪的体积以及使得投影仪的结构更加紧凑。如图4所示，复眼透镜组件53的输出光经过反射镜6的反射进入积分透镜54中，再经过积分透镜54输出至等腰棱镜2，可以看出投影仪的结构比较紧凑，没有占用多余的空间。而如图5所示，三色合光镜52的输出光经过反射镜6的反射进入复眼透镜组件53中，复眼透镜组件53与积分透镜54的光轴重合，该输出光再经过复眼透镜组件53和积分透镜54输出至等腰棱镜2，可以看出投影仪的结构比较紧凑，没有占用多余的空间。进一步,在第一种实施例的棱镜系统,如图I和图2所不,所述三个竖直平面包括第一平面21、第二平面22以及第三平面23，其中第二平面22和第三平面23为等腰棱镜2的两个等腰平面；
所述第二平面22，用于接收经过第一平面21后的入射光并进行全反射后输出；
所述第三平面23，与菱形DMD芯片I平行，用于将第二平面22的输出光进行折射后输出至菱形DMD芯片I，并对菱形DMD芯片I输出的反射光进行折射后输出不同方向的光线至第一平面21 ； 所述第一平面21，用于根据第三平面23输出光的方向，进行全反射后经第二平面22输出或者进行折射后输出。在本实施例中，所述第三平面23与所述菱形DMD芯片I平行且耦合，所述菱形DMD芯片I位于所述第三平面23的ー侧。进ー步，入射光与第一平面21形成的夹角为60° 120°。本实施例中，入射光与第一平面21形成的夹角为90°，使得第一平面21对入射光的反射进ー步减小，提高光能的利用率。进ー步，所述第一平面21与第二平面22形成的夹角为60. 1° 85°，由于第二平面和第三平面为等腰棱镜2的两个等腰平面，因此第三平面23与第一平面所形成的夹角与所述第一平面21与第二平面22形成的夹角相等。为了提高投影仪的成像效果，等腰棱镜2应采用低折射率，高色散值的玻璃材质，折射率和色散范围可在n〈l. 55，v>50，本实施例中，等腰棱镜2均采用BK7或K9型号的玻璃材质，其材料折射率和色散分别为n=l. 5164、v=64. 1333，从而进一步提高投影仪的成像效果，而所述第一平面21与第二平面22形成的夹角的大小与等腰棱镜2的材料有夫，当等腰棱镜2采用K9型号的玻璃材质时所述第一平面21与第二平面22形成的夹角所述夹角为62. 6°，K9型号的玻璃材质成本低，加工方便，从而进一歩降低投影仪的制作成本。从上述的方案可以看出，在本实施例中，如图I所示，当菱形DMD芯片I处于开状态时，第二平面22将第一平面21输出的入射光进行全反射后输出至菱形DMD芯片1，由于数字微镜单元与菱形DMD芯片I所在平面形成夹角为+12°，此时菱形DMD芯片I输出的反射光以几乎垂直第三平面23的角度经过第三平面23输出至第一平面21上，那么在该等腰棱镜2中，由于所述第一平面21与第二平面22形成的夹角为62. 6°，那么第一平面21与第三平面23形成的夹角也是为62. 6°，因此该反射光与第一平面21的法线形成的夹角也是62.6°，该角度大于全反射临界角41. 3°，该反射光在第一平面21上进行全反射后，输出与第二平面22垂直的光束至投影物镜6中，所述投影物镜6再将该反射光输出至屏幕，从而实现投影。另外从菱形DMD芯片I输出反射光角度来看，光束以垂直于菱形DMD芯片I的状态通过等腰棱镜2，再进入投影物镜6的过程中，由于菱形DMD芯片I输出的反射光在通过两个等腰面吋，即分别经过第二平面22和第三平面23时，输入的反射光与第二平面22垂直，输出的反射光与第三平面23垂直，所以等腰棱镜2起到了ー个平行玻璃板的作用，有利于投影仪的设计和像差校正，并且能达到很好的投影效果。当菱形DMD芯片I处于关状态时，如图2所示，第二平面22将第一平面21输出的入射光进行全反射后输出至菱形DMD芯片1，由于数字微镜单元与菱形DMD芯片I所在平面形成夹角为-12°，此时菱形DMD芯片I输出的反射光以几乎36°的角度输出至第三平面23，所述第三平面23对菱形DMD芯片I输出的反射光进行折射后输出至第一平面21，接着第一平面21对该反射光进行折射后，从第一平面21输出棱镜系统即输出到空气中，不会被位于第二平面22旁的投影物镜6进行投射，因此该投影仪可以达到较高的对比度。在具体实施中，本发明还提供第二种实施例的棱镜系统，如图6和图7所示，所述棱镜系统包括与菱形DMD芯片I耦合且具有三个竖直平面的等腰直角棱镜7 ；
所述等腰直角棱镜7，用于将接收到的入射光输出至所述菱形DMD芯片1，并根据菱形DMD芯片I的控制,对菱形DMD芯片I的反射光进行全反射后输出不同角度的光束。在具体实施中，具有三个竖直平面的等腰棱镜直角7即为直三棱镜，所述竖直平面具体为如图6所示垂直于纸面的平面。通过与菱形DMD芯片I耦合的等腰直角棱镜7，在菱形DMD芯片I处于开和关两种状态时，等腰直角棱镜7能输出两种不同角度的光束，因此该等腰直角棱镜7能与菱形DMD芯片I匹配，而该棱镜系统也只具有単一的等腰直角棱镜7，通过该棱镜系统便可以实现菱 形DMD芯片I的匹配，那么该棱镜系统结构简单，且棱镜系统的光路更加简单，折射或者反射的次数减少，从而减小光能的损失，进一步提闻光能的利用率。为了实现投影，如图8所示，本发明还提供第四种实施例的投影仪，包括光源4，光处理单元，菱形DMD芯片1，投影透镜6以及上述的第二种实施例的棱镜系统；
光源4,用于产生和输出光束；
光处理单元，用于对从光源4输出的光束进行处理并输出入射光；
棱镜系统，用于接收光处理单元输出的入射光并进行全反射后输出；
菱形DMD芯片I,与棱镜系统稱合,用于接收棱镜系统输出的入射光,并对该入射光进行反射，以及控制该反射光在棱镜系统内的输出方向；
投影透镜6，用于接收棱镜系统输出的反射光，并将该反射光输出至屏幕。同样该棱镜系统也是仅具有単一的等腰直角棱镜7，通过该棱镜系统便能与菱形DMD芯片I匹配，实现两种对比度的投影，因此该投影仪结构简单。在具体实施中，所述光源4具体为LED (Light Emitting Diode,发光二极管)三色光源，用于产生和输出R、G、B三色光，即输出红、绿、蓝的三色光。进ー步，所述光处理单元包括准直透镜组件51，三色合光镜52，复眼透镜组53以及积分透镜54 ；
准直透镜组件51，用于接收从LED三色光源输出的光束，并输出R、G、B三色平行光； 三色合光镜52，用于将准直透镜组件输出的R、G、B三色平行光合成混合平行光并输
出；
复眼透镜组件53，用于接收三色合光镜输出的平行光，并输出具有与菱形DMD芯片I匹配的光斑的平行光；
积分透镜54，用于将所述复眼透镜组件输出的平行光汇聚输出至棱镜系统。为了使光处理单元输出的光束能被等腰直角棱镜系统进行折射和反射后，实现两种对比度的投影，光处理单元的光轴与所述投影物镜6的光轴垂直，本实施例中，复眼透镜组53以及积分透镜54的光轴重合，且与所述投影物镜6的光轴垂直。进ー步，在第二种实施例的棱镜系统中，所述等腰直角棱镜7的三个竖直平面包括第四平面71、第五平面72以及第六平面73 ；
第五平面72，与菱形DMD芯片I平行，用于将经过第四平面71的入射光进行折射后输出至所述菱形DMD芯片1，并对菱形DMD芯片I的反射光进行折射后输出至第四平面71 ； 第四平面71，对第五平面72的输出光进行全反射后输出；
第六平面73，与所述第五平面72相互垂直，用于输出第四平面72的输出光。在本实施例中，所述第五平面72与所述菱形DMD芯片I平行且耦合，所述菱形DMD芯片I位于所述第五平面72的ー侧。进ー步，所述入射光与所述第四平面71形成的夹角为32°飞2°，优选情况下，所述入射光与所述第四平面71形成的夹角为41. 5°，此时光机效率最佳，并且投影仪的结构更加紧凑。从上述的方案可以看出，第四平面71为图6和图7上所示的直角等腰三角形的斜边，而第五平面72和第六平面73为直角等腰三角形的直角边，因此第四平面71与第五平面72形成的夹角为45°，第四平面71与第六平面73形成的夹角为45°。当菱形DMD芯片I处于开状态，如图6所示，第五平面72将经过第四平面71的入射光进行折射后输出至菱形DMD芯片1，由于数字微镜单元与菱形DMD芯片I所在平面形成夹角为+12°，此时菱形DMD芯片I输出反射光以几乎垂直第五平面72的角度经过第五平面72后，输出至第四平面71上，在该等腰直角棱镜7中，该反射光与第四平面71的法线所形成的夹角大约在45°，该角度大于全反射临界角41. 3°，因此该反射光在第四平面71上进行内部全反射后输出至第六平面73，经过第六平面73输出竖直的反射光，投影物镜6将该反射光输出至屏幕，从而实现投影。当菱形DMD芯片I处于关状态时，如图7所示，第五平面72将经过第四平面71的入射光进行折射后输出至菱形DMD芯片1，由于数字微镜单元与菱形DMD芯片I所在平面形成夹角为-12°，此时菱形DMD芯片I输出的反射光以几乎36°的角度输出至第五平面72，所述第五平面72对菱形DMD芯片I输出的反射光进行折射后输出至第六平面73，由于该反射光与第六平面73的法线夹角为54°，该角度大于全反射临界角41.3°，因此该反射光在第六平面73上进行内部全反射后输出至第四平面71，从第四平面71输出到空气中，而投影物镜6位于第六平面73的下方，此时第四平面71输出的反射光不会被投影物镜6进行投射，因此该投影仪可以达到较高的对比度。进一歩，为了提高投影仪的成像效果，等腰直角棱镜7应采用低折射率，高色散值的玻璃材质，折射率和色散范围可在n〈I. 55，v>50，本实施例中，等腰直角棱镜7采用BK7或K9型号的玻璃材质，其材料折射率和色散分别为n=l. 5164、v=64. 1333，从而进一歩提高投影仪的成像效果。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。权利要求
1.一种棱镜系统，其特征在干，所述棱镜系统包括与菱形DMD芯片耦合且具有三个竖直平面的等腰棱镜； 所述等腰棱镜，用于将接收到的入射光进行全反射后输出至所述菱形DMD芯片，井根据菱形DMD芯片的控制,将菱形DMD芯片的反射光输出不同角度的光束。
2.如权利要求I所述的棱镜系统，其特征在于，所述三个竖直平面包括第一平面、第二平面以及第三平面，其中第二平面和第三平面为等腰棱镜的两个等腰平面； 所述第二平面，用于接收经过第一平面后的入射光并进行全反射后输出； 所述第三平面，与菱形DMD芯片平行，用于将第二平面的输出光进行折射后输出至菱形DMD芯片，并对菱形DMD芯片的反射光进行折射后输出不同方向的光线至第一平面；所述第一平面，用于根据第三平面输出光的方向，进行全反射后经第二平面输出或者进行折射后输出。
3.如权利要求2所述的棱镜系统，其特征在干，入射光与第一平面形成的夹角为60。 120。。
4.如权利要求2所述的棱镜系统，其特征在干，所述第一平面与第二平面形成的夹角为 60. 1° 85。。
5.ー种投影仪，其特征在于，包括光源，光处理单元，菱形DMD芯片、投影透镜以及如权利要求1-4任意ー项所述的棱镜系统； 光源，用于产生和输出光束； 光处理单元，用于对从光源输出的光束进行处理并输出入射光； 棱镜系统，用于接收光处理单元输出的入射光并进行全反射后输出； 菱形DMD芯片，与棱镜系统耦合，用于接收棱镜系统输出的入射光，并对该入射光进行反射，以及控制该反射光在棱镜系统内的输出方向； 投影透镜，用于接收棱镜系统输出的反射光，并将该反射光输出至屏幕。
6.如权利要求5所述的投影仪，其特征在于，所述光源为用于产生和输出R、G、B三色光的LED三色光源，所述光处理单元包括准直透镜组件，三色合光镜，复眼透镜组件以及积分透镜； 准直透镜组件，用于接收从LED三色光源输出的光束，并输出R、G、B三色平行光； 三色合光镜，用于将准直透镜组件输出的R、G、B三色平行光合成混合平行光并输出；复眼透镜组件，用于接收三色合光镜输出的平行光，并输出具有与菱形DMD芯片匹配的光斑的平行光； 积分透镜，用于将复眼透镜组件输出的平行光汇聚输出至棱镜系统。
7.如权利要求6所述的投影仪，其特征在于，所述积分透镜的光轴与所述投影物镜的光轴形成的夹角为95° 120°。
8.如权利要求6所述的投影仪，其特征在于，所述光处理单元还包括用于将复眼透镜组件输出的平行光进行反射后输出至积分透镜的反光镜。
9.如权利要求8所述的投影仪，其特征在干，复眼透镜组件的光轴与所述投影物镜的光轴平行，且所述复眼透镜组件和所述投影物镜位于所述第二平面的同一侧。
10.如权利要求6所述的投影仪，其特征在于，所述光处理单元还包括用于将三色合光镜输出的平行光进行反射后输出至复眼透镜组件的反光镜。
11.如权利要求10所述的投影仪，其特征在于，三色合光镜的光轴与所述投影物镜的光轴平行，且所述三色合光镜和所述投影物镜位于所述第二平面的同一侧。
12.如权利要求8-11任意一项所述的投影仪，其特征在于，所述反光镜与所述第一平面形成的夹角为10° 10°。
13.ー种棱镜系统，其特征在于，所述棱镜系统包括与菱形DMD芯片耦合且具有三个竖直平面的等腰直角棱镜； 所述等腰直角棱镜，用于将接收到的入射光输出至所述菱形DMD芯片，井根据菱形DMD芯片的控制，对菱形DMD芯片的反射光进行全反射后输出不同角度的光束。
14.如权利要求13所述的棱镜系统，其特征在于，所述三个竖直平面包括第四平面、第五平面以及第六平面； 第五平面，与菱形DMD芯片平行，用于将经过第四平面的入射光进行折射后输出至所述菱形DMD芯片，并对菱形DMD芯片的反射光进行折射后输出至第四平面； 第四平面，对第五平面的输出光进行全反射后输出； 第六平面，与所述第五平面相互垂直，用于输出第四平面的输出光。
15.如权利要求14所述的棱镜系统，其特征在于，所述入射光与所述第四平面形成的夹角为32° 52°。
16.ー种投影仪，其特征在干，包括光源，光处理单元，菱形DMD芯片，投影透镜以及如权利要求14-16的任意ー项所述的棱镜系统； 光源，用于产生和输出光束； 光处理单元，用于对从光源输出的光束进行处理并输出入射光； 棱镜系统，用于接收光处理单元输出的入射光并进行全反射后输出； 菱形DMD芯片，与棱镜系统耦合，用于接收棱镜系统输出的入射光，并对该入射光进行反射，以及控制该反射光在棱镜系统内的输出方向； 投影透镜，用于接收棱镜系统输出的反射光，并将该反射光输出至屏幕。
17.如权利要求16所述的投影仪，其特征在于，光源为用于产生和输出R、G、B三色光的LED三色光源，所述光处理单元包括准直透镜组件，三色合光镜，复眼透镜组件以及积分透镜； 准直透镜组件，用于接收从LED三色光源输出的光束，并输出R、G、B三色平行光；三色合光镜，用于将准直透镜组件输出的R、G、B三色平行光合成混合平行光并输出；复眼透镜组件，用于接收三色合光镜输出的平行光，并输出具有与菱形DMD芯片匹配的光斑的平行光； 积分透镜，用于将复眼透镜组件输出的平行光汇聚输出至棱镜系统。
全文摘要
本发明提供了一种棱镜系统及投影仪，所述棱镜系统包括与菱形DMD芯片耦合且具有三个竖直平面的等腰棱镜；所述等腰棱镜，用于将接收到的入射光进行全反射后输出至所述菱形DMD芯片，并根据菱形DMD芯片的控制，将菱形DMD芯片输出的反射光输出不同角度的光束。还提供一种棱镜系统，所述棱镜系统包括与菱形DMD芯片耦合且具有三个竖直平面的等腰直角棱镜；所述等腰直角棱镜，用于将接收到的入射光输出至所述菱形DMD芯片，并根据菱形DMD芯片的控制，对菱形DMD芯片的反射光进行全反射后输出不同角度的光束。该棱镜系统及投影仪能与菱形DMD芯片匹配以实现投影。
文档编号G03B21/20GK102650730SQ20111004580
公开日2012年8月29日 申请日期2011年2月25日 优先权日2011年2月25日
发明者姜莉莉, 孟庆涛, 祁高进 申请人:比亚迪股份有限公司