直线型dlp微型投影机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及数字投影显示技术领域，特别涉及一种直线型DLP微型投影机。
【背景技术】
[0002] DLP (Digital Light Procession)投影机与 LCD (Liquid Crystal Display)投影 机相比，在流明亮度、视频影像显示及对比度方面都显示出很大的优越性。DLP投影机的核 心器件是DMD(Digital Micromirror Device)。DMD是美国TI公司开发的光线调制器件， 其通过控制反射率极高的微型反射镜阵列，配合照明光学系统和投影光学系统能投射出由 三原色（RGB)构成的画面。
[0003] 目前，常规DLP微型投影机包括：供光装置、光路转换装置、照明光学系统、DLP光 调制器和投影镜头装置。如图1所示，该DLP微型投影机在照明光学系统中采用的光学元 件包括：用于改变光路至需要方向的反射镜11、用于将光束的方向调整至DMD芯片14工作 需要的方向的会聚透镜12和胶合棱镜13。
[0004] 上述DLP微型投影机照明光学系统包括反射镜11、会聚透镜12和胶合棱镜13等 众多元件，并且该众多元件的光路必须布设成类似"U"字型走向，使得该现有DLP微型投影 机的照明光学系统重量较重和体积较大，不能满足大众对DLP微型投影机（尤其是手持式 DLP微型投影机）重量轻、尺寸小的要求。
[0005] 公开于该【背景技术】部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而 不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有 技术。 【实用新型内容】
[0006] 针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单合理，布局紧凑，提 高投影性能，且大大降低生产成本的直线型DLP微型投影机。
[0007] 为实现上述目的，本实用新型提供了直线型DLP微型投影机，包括：供光装置，包 括：第一 LED光源及与其对应的竖直准直透镜组、第二LED光源及与其对应的水平准直透镜 组和分光镜片组；所述竖直准直透镜组包括：第一准直透镜和第二准直透镜，均设置在第 一 LED光源前方；所述水平准直透镜组包括：第三准直透镜和第四准直透镜，均设置在第二 LED光源的前方；所述分光镜片组包括：第一分色镜和第二分色镜；照明光学系统，包括：光 束整形部件和光束导引部件；其中，光束整形部件包括：复眼透镜与自由曲面光学部件或 中继透镜；光束导引部件包括：第一棱镜和第二直角棱镜；其中，第一棱镜的第一面为可对 入射光束进行全反射的光学平面，第二面为镀有反射膜的自由曲面或平面，第三面为光学 平面或者自由曲面；DLP光调制器，该DLP光调制器的DMD芯片平面与所述第二直角棱镜的 一个直角边平行；以及投影透镜组，该投影透镜组的光轴与所述第二直角棱镜的另一个直 角边垂直。
[0008] 优选地，上述技术方案中，光束整形部件中的自由曲面光学部件和复眼透镜分开 设置在相邻位置上，复眼透镜的两面为一系列小透镜组合而成。
[0009] 优选地，上述技术方案中，光束整形部件中的自由曲面光学部件可以设置在复眼 透镜的第二平面，复眼透镜的第二平面设置成自由曲面；复眼透镜第一平面由一系列小透 镜组合而成，形成单排复眼透镜，复眼透镜包括一对单排复眼透镜。利用一对单排复眼透镜 既可对光束进行均匀化也可对光束进行整合。
[0010] 优选地，上述技术方案中，当所述第一棱镜的第三面为自由曲面时，所述光束整形 部件中的自由曲面光学部件或中继透镜即为所述第一棱镜的第三面，复眼透镜的两面为一 系列小透镜组合而成。所述第一棱镜的第三面可代替光束整形部件中的自由曲面光学部件 或中继透镜对光束进行整形。
[0011] 优选地，上述技术方案中，所述第一棱镜的材质为玻璃或塑胶。
[0012] 优选地，上述技术方案中，水平准直透镜组的透射光与竖直准直透镜组的投射光 垂直相交。
[0013] 优选地，上述技术方案中，第二直角棱镜设置在DLP光调制器的DMD芯片的正前 方。
[0014] 优选地，上述技术方案中，第二LED光源及与其对应的水平准直透镜组的中心光 轴重合。
[0015] 优选地，上述技术方案中，第一 LED光源为双色LED光源，由红色LED光源和蓝色 LED光源组成，第二LED光源为绿色LED光源组成；第一分色镜反射蓝色LED光源的光并 透射红色LED光源和绿色LED光源的光，所述第二分色镜反射红色LED光源的光并透射蓝 色LED光源和绿色LED光源的光，第一分色镜和第二分色镜按照一定的角度设置，使得三色 LED光源所发出的光平行排列沿水平方向透射到光束整形部件。
[0016] 优选地，上述技术方案中，自由曲面光学部件的自由曲面由下式描述：
【主权项】
1. 一种直线型DLP微型投影机，其特征在于，包括： 供光装置，包括：第一 LED光源及与其对应的竖直准直透镜组、第二LED光源及与其对 应的水平准直透镜组和分光镜片组；所述竖直准直透镜组包括：第一准直透镜和第二准直 透镜，均设置在第一 LED光源前方；所述水平准直透镜组包括：第三准直透镜和第四准直透 镜，均设置在第二LED光源的前方；所述分光镜片组包括：第一分色镜和第二分色镜； 照明光学系统，包括：光束整形部件和光束导引部件；其中，光束整形部件包括：复眼 透镜与自由曲面光学部件或中继透镜；光束导引部件包括：第一棱镜和第二直角棱镜；其 中，第一棱镜的第一面为可对入射光束进行全反射的光学平面，第二面为镀有反射膜的自 由曲面或平面，第三面为光学平面或者自由曲面； DLP光调制器，该DLP光调制器的DMD芯片平面与所述第二直角棱镜的一个直角边平 行；以及 投影透镜组，该投影透镜组的光轴与所述第二直角棱镜的另一个直角边垂直。
2. 根据权利要求1所述的直线型DLP微型投影机，其特征在于，所述光束整形部件中的 自由曲面光学部件和复眼透镜分开设置在相邻位置上，复眼透镜的两面为一系列小透镜组 合而成。
3. 根据权利要求1所述的直线型DLP微型投影机，其特征在于，所述光束整形部件中 的自由曲面光学部件可以设置于复眼透镜的第二平面，复眼透镜的第二平面设置成自由曲 面；复眼透镜第一平面由一系列小透镜组合而成，形成单排复眼透镜，所述复眼透镜包括一 对单排复眼透镜。
4. 根据权利要求1所述的直线型DLP微型投影机，其特征在于，当所述第一棱镜的第三 面为自由曲面时，所述光束整形部件中的自由曲面光学部件或中继透镜即为所述第一棱镜 的第三面，复眼透镜的两面为一系列小透镜组合而成。
5. 根据权利要求1所述的直线型DLP微型投影机，其特征在于，所述第一棱镜材质为玻 璃或塑胶。
6. 根据权利要求1所述的直线型DLP微型投影机，其特征在于，所述水平准直透镜组的 透射光与竖直准直透镜组的投射光垂直相交。
7. 根据权利要求1所述的直线型DLP微型投影机，其特征在于，所述第二LED光源及与 其对应的水平准直透镜组的中心光轴重合。
8. 根据权利要求1所述的直线型DLP微型投影机，其特征在于，所述第二直角棱镜设置 在DLP光调制器的DMD芯片的正前方。
9. 根据权利要求1所述的直线型DLP微型投影机，其特征在于，所述第一 LED光源为双 色LED光源，由红色LED光源和蓝色LED光源组成，第二LED光源为绿色LED光源组成；所 述第一分色镜反射蓝色LED光源的光并透射红色LED光源和绿色LED光源的光，所述第二 分色镜反射红色LED光源的光并透射蓝色LED光源和绿色LED光源的光。
10. 根据权利要求1所述的直线型DLP微型投影机，其特征在于，所述自由曲面光学部 件的自由曲面由下式描述：
其中，Z为曲面高度，X、Y分别为曲面高度在光轴的投影坐标，Al到A9为位置参数，C 和k为曲率参数。
【专利摘要】本实用新型公开了一种直线型DLP微型投影机。该微型投影机包括：供光装置，包括：第一LED光源及与其对应的竖直准直透镜组、第二LED光源及与其对应的水平准直透镜组和分光镜片组；照明光学系统，包括：光束整形部件和光束导引部件；其中，光束整形部件包括：复眼透镜与自由曲面光学部件或中继透镜；光束导引部件包括：第一棱镜和第二直角棱镜；DLP光调制器；以及投影透镜组。该微型投影机简化了光学元件且各元件基本呈直线型设置，使得布局紧凑合理，进一步减小DLP微型投影机尺寸，提高了投影性能，且大大降低生产成本。
【IPC分类】G03B21-00, G03B21-20
【公开号】CN204270006
【申请号】CN201420804928
【发明人】高志强, 赵远, 杨伟樑, 林清云
【申请人】广景科技有限公司
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2014年12月17日