CN102262338A - 一种微型投影仪的光路结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种更加紧凑的微型投影仪的光路图。包括：用于产生绿、红、蓝三色光束的LED光源；紧靠光源设置的聚焦透镜；三色光路上分别设置的具有准直作用的菲涅尔透镜，该透镜的聚光效果可等效于一定厚度的凸透镜；对不同颜色的光具有不同透射反射特性的合色棱镜(X-cube)；LCoS显示面板，根据输入的图像信号分时对三种颜色的光进行调制；再经过成像光学系统投射图像。

Description

一种微型投影仪的光路结构

技术领域

本发明涉及一种微型投影仪的光路结构，相比于其它同类设备的光路设计，该光路更加紧凑，使得进一步缩小设备体积成为可能，同时也会在一定程度上降低产品价格。 

背景技术

近几年来，投影设备朝着微型化发展的趋势日益明显。微型投影仪的便携性、低功耗等特点具有巨大的市场潜力。同时，更加紧凑的投影设备与手机等大众化消费电子产品集成也成为可能，这极有可能将在消费电子领域掀起新一轮热潮。因此，在保证设备功能效果的前提下如何将投影仪的体积做到更小必将成为技术竞争的关键点。 

发明内容

本发明公开了一种更为紧凑的光路结构，依据该结构设计的产品体积可大大减小。 

本发明使用红、绿、蓝三种颜色光源，通过三种颜色光束的混合能实现更加饱满的色彩效果。 

本发明在聚焦透镜和合色棱镜(X-Cube)之间加入了菲涅尔透镜，此器件 能够将光源发出的发散光束汇聚成平行光进入合色棱镜(X-Cube)。其效果等效于一件具有相当厚度的凸透镜，而菲涅尔透镜本身的厚度却只有1mm左右，这就大大缩短了光路的结构，使得整个光路更加紧凑。 

本发明中没有使用匀光棒或复眼透镜等匀光器件。虽然匀光器件可以提高光源的一致性，但是经过实验测试，加上该器件后效果提升并不明显，却增加了体积。因此，综合考虑外形及成本等因素后，我们认为没有加匀光器的必要。 

统观本发明整个光路，光源位于菲涅尔透镜的等效焦平面上，LCoS显示板位于凸透镜的焦平面上。光源的点与显示板上的点存在几何上的对应关系。假设光源发光面尺寸A，显示板接受光面尺寸A’；菲涅尔透镜焦距为f，凸透镜焦距f’；则有如下关系式成立： 

$\frac{f}{f^{,}}=\frac{A}{A^{,}}$

附图说明

图1为光源尺寸与显示板尺寸的对应关系。 

图2为整体光路结构图。其中，1为6支单色LED组成的光源，该光源共有红、绿、蓝三路；2为聚光透镜，将光源发出的发散光束进行初次汇聚；3为菲涅尔透镜，其中元件2与3在三色光路中都有相同的布置；4为合色棱镜(X-cube)，将三色光都汇聚成平行光进入下一级凸透镜；5为凸透镜；6为投影镜头；7为偏振分光棱镜(PBS)；8为LCoS显示板。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的一种微型投影仪的光路结构作进 一步的描述。 

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。 

Claims (4)

1.一种更为紧凑的微型投影仪光路结构，其特征之一在于将三路单色光(红、绿、蓝)进行混合，能获得更加理想的色彩效果。

2.根据权利要求1所述的光路结构，其特征在于，在聚焦透镜和合色棱镜(X-Cube)之间加入菲涅尔透镜，该光学元件能够将光源发出的发散光束准直成平行光进入合色棱镜(X-Cube)。这一特征使得光路更加紧凑，从而大大降低了设备的体积。

3.根据权利要求1及权利要求2所述之光路结构，该结构没有使用匀光棒或复眼透镜等匀光器件。经过实验测试，加上匀光器后投影效果虽略微有所改善，但是区别不大，综合考虑设备体积和成本等因素，我们认为没有加匀光器的必要。

4.整个光路结构实现了“物”与“像”的对应转换。即，光源位于菲涅尔透镜的等效焦平面上，LCoS显示板位于凸透镜的焦平面上。光源的点与显示板上的点存在几何上的对应关系。

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