CN103105719A - 一种投影仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种投影仪，包括光源、光处理单元、反射镜系统、菱形DMD芯片和投影透镜；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后输出；反射镜系统，用于接收光处理单元输出的光束并进行反射后输出；菱形DMD芯片，与反射镜系统耦合，用于接收反射镜系统输出的光束，并对该光束进行反射，并控制该反射光在反射镜系统上的输出方向；投影透镜，用于接收反射镜系统从菱形DMD芯片输出的反射光，并将该反射光输出至屏幕。本发明提供的投影仪，根据菱形DMD芯片具有的开和关两种状态，输出角度不同的两种反射光，从而决定经菱形DMD芯片输出的反射光是否经反射镜系统输出，由此使得菱形DMD芯片与该反射镜系统匹配。
Description
技术领域
本发明属于显示领域，尤其涉及一种投影仪。
背景技术
LED（Light Emitting Diode，发光二极管）微型投影机由于具有效率高、对比度好、寿命长等优点，在微投影机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芯片结合棱镜系统来实现投影的，在传统的DMD芯片中采用直角像素阵列来产生1280×720的图像，每一个微反射镜单元的旋转轴与芯片的长边所成的夹角为45度，即每一个微反射镜单元被专用于显示器件上的一个图形像素。进一步，为了实现更高的分辨率且同步降低系统成本，新型的DMD芯片采用菱形像素阵列方式，即每一个微反射镜单元相对于直角像素阵列DMD中的而言被旋转了45度，使得每一个微反射镜单元的旋转轴与芯片的长边所成的夹角为90度。但是，新型的菱形DMD芯片要求的光线入射角度就会与传统的DMD芯片完全不一样，因此会使得传统投影仪中包括有棱镜系统的光学系统无法与新型的菱形DMD芯片匹配，从而无法实现投影。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中包括有棱镜系统的光学系统无法与新型的菱形DMD芯片匹配，从而无法实现投影的技术问题，提供一种新型的投影仪。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种投影仪，包括光源、光处理单元、反射镜系统、菱形DMD芯片和投影透镜；
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后输出；
反射镜系统，用于接收光处理单元输出的光束并进行反射后输出；
菱形DMD芯片，与反射镜系统耦合，用于接收反射镜系统输出的光束，并对该光束进行反射，并控制该反射光在反射镜系统上的输出方向；
投影透镜，用于接收反射镜系统从菱形DMD芯片输出的反射光，并将该反射光输出至屏幕。
本发明提供的投影仪，通过反射镜系统将光处理单元输入的光束输出至菱形DMD芯片，当菱形DMD芯片接收到输出的光束以后，会对其接收到的光束进行反射，同时根据菱形DMD芯片具有的开和关两种状态，输出角度不同的两种反射光，从而决定经菱形DMD芯片输出的反射光是否经反射镜系统输出。因此，当菱形DMD芯片处于两种不同的状态时，反射镜系统输出的反射光能形成两种对比，即具有该反射镜系统的投影仪接收到其中一种角度的反射光时，必然接收不到另一种角度的反射光，由此能实现两种对比度的投影，使得菱形DMD芯片与该反射镜系统匹配。
附图说明
图1是本发明提供的投影仪结构示意图。
图2是本发明提供的投影仪中菱形DMD芯片处于开状态的实施例示意图。
图3是图2中A处的放大示意图。
图4是本发明提供的投影仪中菱形DMD芯片处于关状态的实施例示意图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参考图1所示，一种投影仪，包括光源1、光处理单元、反射镜系统、菱形DMD芯片6和投影透镜7；
光源1，用于产生和输出光束；
光处理单元，用于对从光源1输出的光束进行处理后输出；
反射镜系统，用于接收光处理单元输出的光束并进行反射后输出；
菱形DMD芯片6，与反射镜系统耦合，用于接收反射镜系统输出的光束，并对该光束进行反射，并控制该反射光在反射镜系统上的输出方向；
投影透镜7，用于接收反射镜系统从菱形DMD芯片6输出的反射光，并将该反射光输出至屏幕。
本发明提供的投影仪，通过反射镜系统将光处理单元输入的光束输出至菱形DMD芯片，当菱形DMD芯片接收到输出的光束以后，会对其接收到的光束进行反射，同时根据菱形DMD芯片具有的开和关两种状态，输出角度不同的两种反射光，从而决定经菱形DMD芯片输出的反射光是否经反射镜系统输出；如果经过反射镜系统反射，则进入投影透镜输出，如果不经反射镜系统反射，则光不能从投影透镜输出。因此，当光束进入到反射镜系统后反射到菱形DMD芯片时，根据菱形DMD芯片的两种状态只会输出两种角度不同的反射光，即当菱形DMD芯片处于两种不同的状态时，反射镜系统输出的反射光能形成两种对比使得菱形DMD芯片与该反射镜系统匹配。那么具有该反射镜系统的投影仪接收到其中一种角度的反射光时，必然接收不到另一种角度的反射光，由此能实现两种对比度的投影。
同时，本发明提供的投影仪中，所述反射镜系统与原有的棱镜系统相比较，还具有以下优点：
第一、反射镜重量轻，棱镜重量大，因而可进一步降低微型投影仪的整体重量。
第二、光束经过反射镜系统后反射光的利用效率高，因为其反射次数为两次；而光束经过棱镜系统各个棱面进行多次反射，其反射次数一般都不少于5次，在每个棱面的损失较大，因此使用反射镜系统可以大幅提高整体的光学效率。
第三、反射镜加工容易，加工工艺成熟，成本较低；而棱镜在加工工艺方面复杂，成本较高。
第四、使用该反射镜系统组成的投影仪结构简单、紧凑，适用于微型投影仪的要求。
作为具体的实施方式，所述光源1具体为LED三色光源，利用时序的方式产生和输出R、G、B三色光，即输出红、绿、蓝三色光。
作为具体的实施方式，所述光处理单元包括准直透镜组件2、复眼透镜组件3和积分透镜4；
准直透镜组件2，用于接收从光源输出的光束，并输出平行光；
复眼透镜组件3，用于接收从准直透镜组件2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4；用于将所述复眼透镜组件3输出的平行光汇聚，并输出至反射镜系统。
在具体的实施例中，光源1前方设置一组准直透镜组件2，可以将光源1产生的发散光变成平行光，提高LED光源的利用率，再将平行光输出；所述复眼透镜组件3可以对准直透镜组件2输出的平行光的光斑进行整形，如果输出到菱形DMD芯片的光斑比菱形DMD芯片大，那么只有输出至菱形DMD芯片上的光能才被反射利用，其余的光能都会损失；因而，优选情况下，将平行光的光斑整形成与菱形DMD芯片的形状匹配的状态；如果输出至菱形DMD芯片上的光斑不均匀，最终投影出来的光也是不均匀的，会影响投影效果，具体为图像会出现一边亮，一边暗的效果；所以，为了提高光能利用率以及投影画面均匀性，通过复眼透镜组件3可以将平行光的光斑变成均匀的光斑且该光斑能与菱形DMD芯片匹配。然后，再将复眼透镜组件3输出的光束通过积分透镜4进行汇聚后输出至反射镜系统。
作为具体的实施方式，所述反射镜系统为具有单个平面51的反射镜5，反射镜5的平面51设有反射率为95-100%的反射膜，由此可在反射镜5的表面形成高反射率；所述平面51用于对积分透镜4输出的光束进行反射后输出，同时用于对菱形DMD芯片处于开状态时输出的反射光进行反射，输出至投影透镜7。
具体地，请参考图2-3所示，当菱形DMD芯片处于开状态时，数字微反射镜单元61与菱形DMD芯片所在的平面62形成的夹角为+12度，当平面51对积分透镜4输出的光束进行反射后输出至菱形DMD芯片后，菱形DMD芯片输出的反射光几乎以垂直于菱形DMD芯片表面的方向，再次经过平面51后，以平行于投影透镜7光轴的方向输出至投影透镜7，从而实现投影。
请参考图4所示，当菱形DMD芯片处于关状态时，数字微反射镜单元61与菱形DMD芯片所在的平面62形成的夹角为-12度，当平面51对积分透镜4输出的光束进行反射后输出至菱形DMD芯片后，菱形DMD芯片输出偏离轴向位置较大角度的反射光，从而偏离反射镜5，即不经过反射镜5，因而该角度的反射光必然无法输出至投影透镜7，因此能实现两种对比度的投影，即所述反射镜系统能够与菱形DMD芯片匹配。
作为具体的实施方式，所述反射膜的材料为氧化硅和氧化钛组合物、银或铝中的任意一种，形成的具体方式可以采用蒸镀或溅镀等方法。
作为具体的实施方式，所述反射镜5的基体材料采用光学性能、机械性能、加工性能好的玻璃材质；作为具体的实施例，所述反射镜5采用型号为BK7或H-K9L的玻璃材质。进一步，所述玻璃的磨耗度为60-140，由此可以进一步提高反射镜的加工性，降低生产成本。
作为具体的实施方式，经过反射镜5的平面51反射后输出的光束，为了能够与菱形DMD芯片所在的平面形成24-26度的夹角，并且为了使得菱形DMD芯片在开状态与关状态时输出的两种方向的反射光更好的分离，进一步，所述反射镜5的平面51与光处理单元输出的光束方向所成的夹角为30-50度，而光处理单元中最后输出光束的部件是积分透镜4，因此即是反射镜5的平面51与积分透镜4的光轴方向所成的夹角为30-50度；同时，所述反射镜5的平面51与菱形DMD芯片6所在的平面所成的夹角为20-40度，投影透镜7的光轴方向平行于反射镜5第二次反射回来的光束方向。优选地，所述反射镜的平面与投影透镜的光轴所成的夹角为50-70度。
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。
Claims (10)
1.一种投影仪，其特征在于，包括光源、光处理单元、反射镜系统、菱形DMD芯片和投影透镜；
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后输出；
反射镜系统，用于接收光处理单元输出的光束并进行反射后输出；
菱形DMD芯片，与反射镜系统耦合，用于接收反射镜系统输出的光束，并对该光束进行反射，并控制该反射光在反射镜系统上的输出方向；
投影透镜，用于接收反射镜系统从菱形DMD芯片输出的反射光，并将该反射光输出至屏幕。
2.根据权利要求1所述的投影仪，其特征在于，所述光源为产生和输出R、G、B三色光的LED三色光源。
3.根据权利要求1所述的投影仪，其特征在于，所述光处理单元包括准直透镜组件、复眼透镜组件和积分透镜；
准直透镜组件，用于接收从光源输出的光束，并输出平行光；
复眼透镜组件，用于接收从准直透镜组件输出的平行光，并输出具有与菱形DMD芯片匹配的光斑的平行光；
积分透镜；用于将所述复眼透镜组件输出的平行光汇聚，并输出至反射镜系统。
4.根据权利要求1所述的投影仪，其特征在于，所述反射镜系统为具有单个平面的反射镜，反射镜的平面设有反射率为95-100%的反射膜。
5.根据权利要求4所述的投影仪，其特征在于，所述反射膜的材料为氧化硅和氧化钛组合物、银或铝。
6.根据权利要求4所述的投影仪，其特征在于，所述反射镜的基体材料为玻璃。
7.根据权利要求6所述的投影仪，其特征在于，所述玻璃的磨耗度为60-140。
8.根据权利要求4所述的投影仪，其特征在于，所述反射镜的平面与光处理单元输出的光束方向所成的夹角为30-50度。
9.根据权利要求4所述的投影仪，其特征在于，所述反射镜的平面与菱形DMD芯片所在的平面所成的夹角为20-40度。
10.根据权利要求4所述的投影仪，其特征在于，所述反射镜的平面与投影透镜的光轴所成的夹角为50-70度。
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