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CN202306119U - Dlp微型投影机 - Google Patents

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赵远
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Abstract

本实用新型公开了一种DLP微型投影机，将投影机供光装置的光源设为水平状态和竖直装置，再分别对应设置一个水平准直透镜组和竖直准直透镜组，然后沿竖直准直镜头组的光路依序设置两个反射不同色光的分光镜片，使由光源发出的三种色光可以相互平行的入射到后续的光学部件中。本实用新型所述的DLP微型投影机不仅可以减小投影机的尺寸，还能解决解决因投影机尺寸减小所可能带来的光传导效率降低的问题。

Description

DLP微型投影机
技术领域
本实用新型涉及数字投影显示技术领域，更具体的说是涉及一种DLP微型投影机。
背景技术
DMD(Digital Micromirror Device)是美国TI公司开发的光线调制器件，其透过控制反射率极高的微型反射镜阵列，配合投影光学系统能投射出由三原色(RGB)构成的画面，使用此器件的投影机一般称为DLP(Digital Light Projector)投影机。该技术比传统的LCD投影机在流明亮度、视频影像显示及对比度方面都显示出很大的优越性。一个DLP为基础的投影系统包括信号接收及处理功能、DLP投影光机模组并支持全数字方法。DLP投影光机模组的元素包括一个光源、一个冷却系统、信号调制DMD器件及投影光学元件。一个DMD可被简单描述成为一个半导体光开关。成千上万个微小的方形镜片，被建造在静态随机存取内存上方的铰链结构上而组成DMD。每一个镜片可以通断一个象素的光。铰链结构允许镜片在两个状态之间倾斜，+10度为“开”。-10度为“关”，当镜片不工作时，它们处于0度“停泊”状态。
目前的DLP投影机模组要应用在手持式电子设备中，就要在保持具有高的光输出的条件下实现小尺寸，为了实现合适的尺寸除了对投影光路的设计要简洁高效外，对于供光装置中的光路和散热结构也需要进行详细设计，同时也要考虑整体光机的生产成本，以满足手提式电子设备的应用。
实用新型内容
为满足投影机在手持式电子设备中的应用，本实用新型的目的之一在于提供一种基于DMD器件的DLP微型投影机，以便减小其尺寸大小。
本实用新型另一目的在于提供一种基于DMD器件的DLP微型投影机，以解决因投影机尺寸减小所可能带来的光传导效率降低的问题。
本实用新型是采用如下技术方案来实现上述目的：一种DLP微型投影机，包括供光装置、光路转换装置、DLP光调制器和投影镜头装置，该供光装置包括有LED光源、竖直准直透镜组、水平准直透镜组和分光镜片组；
该LED光源包括第一色LED芯片、第二色LED芯片和第三色LED芯片，该第一色LED芯片、第二色LED芯片呈水平排列且其中心光轴为竖直状，该第三色LED芯片的中心光轴为水平状且与光路装换装置的中心光轴重合；
该竖直准直透镜组的中心光轴为竖直状，且该竖直透镜组设置在第一色LED芯片与第二色LED芯片上方，用以接收来自第一色LED芯片与第二色LED芯片的自然光并将光线均匀化；
该水平准直透镜组的中心光轴为水平状且与第三色LED芯片的中心光轴重合，用以接收来自第三色LED芯片的自然光并将光线均匀化，该水平透镜组的透射光与该竖直透镜组的投射光垂直相交；
该分光镜片组包括依序设置的第一分色镜和第二分色镜，该第一分色镜反射第一色LED芯片的光并透射第二LED芯片和第三色LED芯片的光，该第二分色镜反射第二色LED芯片的光并透射第一LED芯片和第三色LED芯片的光，用以实现将第一色LED芯片和第二色LED芯片所发出的光以水平状反射到光路转换装置中，将第三色LED芯片所发出的光以水平状透射到光路转换装置中。
作为上述方案的进一步说明：
优选地，所述竖直准直透镜组的中心光轴和第一色LED芯片的中心光轴、第二色LED芯片的中心光轴或第一色LED芯片与第二色LED芯片连线的中点处的竖直光轴重合。
优选地，所述竖直准直透镜组的中心光轴和第一色LED芯片与第二色LED芯片连线的中点处的竖直光轴重合。
优选地，所述水平准直透镜组和竖直准直透镜组接受LED光源发出的自然光后发出的光线均为发散度小于20°的近似平行光。
优选地，所述水平准直透镜组和竖直准直透镜组接受LED光源发出的自然光后发出的光线均为发散度小于15°的近似平行光。
优选地，所述光路转换装置包括沿光路依序设置的复眼透镜组、反射镜、会聚透镜及棱镜，用于接受来自供光装置的光并将其均匀引导到DLP光调制器上，该反射镜设有角度调节装置。
优选地，所述投影镜头装置包括沿光路依序设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，该第二透镜和第三透镜为非球面塑料透镜，该第一透镜为塑料透镜。
优选地，所述光路转换装置中复眼透镜组的中心光轴与投影镜头组的中心光轴的夹角小于60°。
优选地，所述光路转换装置中复眼透镜组的中心光轴与投影镜头组的中心光轴的夹角小于45°。
优选地，所述DLP光调制器为DMD。
本实用新型采用以上技术方案所能达到的有益效果是：
1.本实用新型所述的DLP微型投影机，因其供光装置的特有结构，可大大减小供光装置的尺寸，若再将复眼透镜组的中心光轴与投影镜头组的中心光轴设置成平行状态，则可大大减小DLP微型投影机的整体尺寸。
2.本实用新型所述DLP微型投影机的投影镜头组因采用塑料镜片，且其中两个透镜为非球面镜片，不仅减小了投影镜头的长度，大大降低了镜头的成本，也减轻了投影镜头的重量。
3.本实用新型所述的DLP微型投影机，将光源分别设为水平状态部分和竖直状态部分，因此散热效果较好。
附图说明
图1是本实用新型所述的DLP微型投影机的结构示意图。
附图标记说明：
1-水平LED光源，2-第一准直透镜，3-第二准直透镜，4-第三准直透镜，5-第四准直透镜，6-竖直LED光源，7-第一分色镜，8-第二分色镜，9-复眼阵列透镜，10-第四透镜，11-反射镜，12-会聚透镜，13-棱镜，14-DMD，15-第一透镜，16-第二透镜，17-第三透镜。
具体实施方式
为进一步阐述本实用新型的结构和功能，以下结合附图和优选的实施例对本实用新型作详细说明，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
图1是本实用新型所述的DLP微型投影机的结构示意图，如图中所示，该DLP微型投影机包括供光装置、光路转换装置、DMD14和投影镜头装置。
供光装置包括有水平LED光源1、竖直准直透镜组、竖直LED光源6、水平准直透镜组和分光镜片组，该水平LED光源1为设置在水平面上且其中心光轴为竖直状的红光LED芯片和蓝光LED芯片，该竖直LED光源6为中心光轴呈水平状且与光路装换装置的中心光轴重合的绿光LED芯片。
竖直准直透镜组设置在水平LED光源1上方，包括由下至上排列且中心光轴重合的第一准直透镜2和第二准直透镜3，该竖直准直透镜组的中心光轴与红光LED芯片和蓝光LED芯片连线的中点处的竖直光轴重合，且要求该竖直准直透镜组透射光的发散度小于15°，用以接收来自水平LED光源1的自然光并将光线均匀化为近似平行光，该竖直准直透镜组的具体参数可由本领域技术人员更具设计要求计算得出。
水平准直透镜组设置在竖直LED光源6右方，包括由左至右排列且中心光轴重合的第四准直透镜5和第三准直透镜4，该水平准直透镜组的中心光轴与绿光LED芯片的光轴重合，该水平准直透镜组的透射光与该竖直准直透镜组的投射光垂直相交，且要求该水平准直透镜组透射光的发散度小于15°，用以接收来自竖直LED光源6的自然光并将光线均匀化为近似平行光，该水平准直透镜组的具体参数可由本领域技术人员更具设计要求计算得出，也可与竖直准直透镜组的参数相同。
分光镜片组设置在竖直准直透镜组和水平准直透镜组的透射光相交处，包括由上至下依序设置的第一分色镜7和第二分色镜8，其中，第二分色镜8反射红光而透射绿光和蓝光，第一分色镜7反射蓝光而透射红光和绿光，这样，竖直LED光源6发出的绿光可以沿水平方向穿透第一分色镜7和第二分色镜8而入射到光路转换装置中，本领域技术人员再根据准直透镜组的参数进行相应的计算，即可得到第一分色镜7和第二分色镜8的设置角度，以使第一分色镜7反射的蓝光和第二分色镜8反射的红光沿水平方向反射到光路转换装置中。
光路转换装置包括沿光路依序设置的复眼透镜组、反射镜11、会聚透镜12及棱镜13，用于接受来自供光装置的光并将其均匀引导到DLP光调制器上，该复眼透镜组包括中心光轴重合的复眼阵列透镜9和第四透镜10，且该复眼透镜组的中心光轴与分光镜片组的反射光平行，该反射镜11设有角度调节装置，用以微调反射光的角度，该会聚透镜12和棱镜13接受反射镜11的反射光并将其引导到DMD14上。本实用新型所述的光路转换装置替换了常用的光棒设计，减小了光路转换装置的尺寸。
投影镜头装置用以接受经过DMD14调制的光并投影成像，它使用远心光路设计以增大投影镜头装置的光学孔径。该投影镜头装置包括沿光路依序设置的第一透镜15、第二透镜16和第三透镜17，其中该第二透镜16和第三透镜17为非球面塑料透镜，这样可以减小镜头长度，而且该第一透镜15、第二透镜16和第三透镜17均为塑料材质的透镜，采用注塑工艺成型，这样既能大大降低成本也能减轻镜头重量。为进一步减小投影机的尺寸，可将投影镜头装置的中心光轴设为与复眼透镜组的中心光轴平行。
本实用新型上述实施例和附图所示仅为本实用新型较佳实施例之一，并不能以此局限本实用新型，在不脱离本实用新型精髓的条件下，本领域技术人员所做的任何变动，都属本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种DLP微型投影机，包括供光装置、光路转换装置、DLP光调制器和投影镜头装置，该供光装置包括有LED光源、竖直准直透镜组、水平准直透镜组和分光镜片组；
该LED光源包括第一色LED芯片、第二色LED芯片和第三色LED芯片，该第一色LED芯片、第二色LED芯片呈水平排列且其中心光轴为竖直状，该第三色LED芯片的中心光轴为水平状且与光路装换装置的中心光轴重合；
该竖直准直透镜组的中心光轴为竖直状，且该竖直透镜组设置在第一色LED芯片与第二色LED芯片上方，用以接收来自第一色LED芯片与第二色LED芯片的自然光并将光线均匀化；
该水平准直透镜组的中心光轴为水平状且与第三色LED芯片的中心光轴重合，用以接收来自第三色LED芯片的自然光并将光线均匀化，该水平透镜组的透射光与该竖直透镜组的投射光垂直相交；
该分光镜片组包括依序设置的第一分色镜和第二分色镜，该第一分色镜反射第一色LED芯片的光并透射第二LED芯片和第三色LED芯片的光，该第二分色镜反射第二色LED芯片的光并透射第一LED芯片和第三色LED芯片的光，用以实现将第一色LED芯片和第二色LED芯片所发出的光以水平状反射到光路转换装置中，将第三色LED芯片所发出的光以水平状透射到光路转换装置中。
2.根据权利要求1所述的DLP微型投影机，其特征在于，所述竖直准直透镜组的中心光轴和第一色LED芯片的中心光轴、第二色LED芯片的中心光轴或第一色LED芯片与第二色LED芯片连线的中点处的竖直光轴重合。
3.根据权利要求1或2所述的DLP微型投影机，其特征在于，所述竖直准直透镜组的中心光轴和第一色LED芯片与第二色LED芯片连线的中点处的竖直光轴重合。
4.根据权利要求1所述的DLP微型投影机，其特征在于，所述水平准直透镜组和竖直准直透镜组接受LED光源发出的自然光后发出的光线均为发散度小于20°的近似平行光。
5.根据权利要求4所述的DLP微型投影机，其特征在于，所述水平准直透镜组和竖直准直透镜组接受LED光源发出的自然光后发出的光线均为发散度小于15°的近似平行光。
6.根据权利要求3所述的DLP微型投影机，其特征在于，所述光路转换装置包括沿光路依序设置的复眼透镜组、反射镜、会聚透镜及棱镜，用于接受来自供光装置的光并将其均匀引导到DLP光调制器上，该反射镜设有角度调节装置。
7.根据权利要求6所述的DLP微型投影机，其特征在于，所述投影镜头装置包括沿光路依序设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，该第二透镜和第三透镜为非球面塑料透镜，该第一透镜为塑料透镜。
8.根据权利要求1或5所述的DLP微型投影机，其特征在于，所述光路转换装置中复眼透镜组的中心光轴与投影镜头组的中心光轴的夹角小于60°。
9.根据权利要求8所述的DLP微型投影机，其特征在于，所述光路转换装置中复眼透镜组的中心光轴与投影镜头组的中心光轴的夹角小于45°。
10.根据权利要求1所述的DLP微型投影机，其特征在于，所述DLP光调制器为DMD。
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