CN102466957A - 紧凑的dlp微型投影机模组 - Google Patents

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Abstract

本发明了一种用DLP进行光调制的紧凑的微型投影机，包括：供光装置、光路调节装置，DLP光调制器和投影镜头系统。其中供光装置中红色、绿色光源平行放置且散热面共面，并与蓝色光源垂直放置。在绿光和蓝光光束之前安装有中继透镜。本发明的设置使得DLP投影机布局更加紧凑，且对于供光装置中的光路和散热结构也进行了详细的设计。有效减小了投影机的体积，并保障投影质量。

Description

紧凑的DLP微型投影机模组
技术领域
本发明属于数字微投影显示技术领域。特别是涉及一种DLP微型投影机模组。
背景技术
DLP(Digital Light Processing)是美国TI公司开发的光学驱动回路，其透过一块反射率极高的DMD(Digital Micromirror Device)晶片，能投射出由三原色(RGB)构成的画面，该技术比传统的LCD机在流明、解象及高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内存及信号处理功能来支持全数字方法。DLP投影机的其它元素包括一个光源、一个颜色滤波系统、一个冷却系统、照明及投影光学元件。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，为了实现紧凑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。
发明内容
为满足投影机在手持式电子设备中的应用，本发明的目的之一在于提供一种紧凑的DLP微型投影机模组，以便减小其尺寸大小。本发明另一目的在于提供一种紧凑的DLP微型投影机模组，在减小其尺寸的同时，解决因尺寸减小所可能带来的光传导效率降低的问题。本发明的再一目的在于提供一种紧凑的DLP微型投影机模组，在减小其尺寸的同时，解决其供光装置的散热问题，以提高DLP投影机的实用性。
本发明提供了一种DLP微型投影机模组，包括供光装置、光路转换装置，DLP光调制器和投影镜头系统，所述的供光装置，包括红色、绿色和蓝色这三色LED光源，其中红色LED发出的红光光路以及绿色LED发出的绿光光路平行设置，蓝色LED发出的蓝光光路分别垂直于红色LED发出的红光光路以及绿色LED发出的绿光光路。所述的红色、绿色和蓝色这三色LED光源优选设置在同一平面上。所述的绿光LED光源和红光LED光源的散热面共面。
所述供光装置还包括一个在绿和蓝光光束之前的中继透镜，被设置来用于保持绿光和蓝光的光效率在远距离传输时不降低。所述供光装置的光轴与投影镜头系统的光轴夹脚小于60度，优选的小于45度。
优选的所述投影镜头系统采用远心光路设计，以增大投影镜头的光学孔径。所述投影镜头系统中的三棱镜的一边优选采用倒角的方式减少DLP反射时产生的杂光。
所述供光装置还包括被设置来用于接收来自LED光源的自然光并将光线均匀化的准直透镜，使得光线准直成为发散度小于20度的近似平行光，优选的发散度小于15度。
所述的光路转换装置包括Flyeyes透镜系统和可微调的反射镜。所述反射镜用于接收来自供光装置的光线并将其反射经过透镜会聚至DLP。
本发明提供了一种投影机模组，包括：
(1)为投影机模组提供光源的供光装置；
(2)DLP光调制器；
(3)用于接受来自供光装置的光并将其引导到DLP光调制器上的光路转换装置；
(4)被设置用来接收经过DLP调制的光并投影成像的投影镜头系统；
其中所述的供光装置，包括设置在一个平面上的红色、绿色和蓝色这三色LED光源，并且蓝色LED发出的蓝光光路分别垂直于红色LED发出的红光光路以及绿色LED发出的绿光光路，沿着蓝色LED发出的光线的光路方向上依次设置有两个能透射蓝色光的二向色镜，其中第一个二向色镜被设置来将绿色LED发出的光线反射到与蓝光光路相同的方向上，第二个二向色镜被设置来透射绿光并将红色LED发出的光线反射至与蓝光光路相同的方向上，由此，蓝色LED发出的光线的光路方向即为供光装置的供光光路方向。
所述的投影机模组中，所述的光调制器为DLP器件。
本发明所提供的DLP微型投影机模组结构紧凑，有效地减少了其尺寸(有效地缩小了体积)。并且同时避免了因尺寸减小所可能带来的光传导效率降低的问题。另外，通过本发明的结构设计，有效地解决了DLP微型投影机模组供光装置的散热问题，提高了DLP投影机的实用性。
附图说明
图1所示为根据本发明一个具体实施方式的投影系统的示意图；
图2所示为根据本发明一个具体实施方式的投影系统的示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种紧凑的DLP微型投影机模组，包括：为投影机模组提供光源的供光装置；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7上的光路转换装置；被设置用来接受经过DLP调制的光并投影成像的投影物镜；其中所述的供光装置，使用红色LED光源1、绿色LED光源3和蓝色LED光源2，并把红色LED光源1和绿色LED光源3平行放置，把蓝色的LED2放置在与红色LED光源1和绿LED光源3相垂直的位置，以减小整体模组的尺寸并且减低供光装置中散热机构的设计复杂性。将绿光LED光源3和红光LED光源1的散热面共面，便于散热器的设计，而蓝光LED摆放在垂直的方向，既可以通过与红光LED光源、绿光LED光源共用的散热连接，也可以独立散热，因为蓝光发热量小且亮度对湿度不敏感。
被设置用来接受供光装置的光并将其引导到DLP光调制器7上的紧凑的光路转换装置包括用于接受来自供光装置的光并进行匀光的Flyeyes透镜系统、可微调反射镜9和一个透镜，所述可微调反射镜9接受透过Flyeyes透镜系统的光线并将其反射经过透镜会聚至DLP。该光路转换装置替换了常用的光棒设计，减小了模组的尺寸。
供光装置中还包括一个在绿和蓝光光束之前的中继透镜4，被设置来用于保持绿光和蓝光的光效率在远距离传输时不降低，同时保持狭长结构与镜头组合后整机布局比较紧凑。
所述供光装置的光轴与投影镜头系统的光轴夹角小于60度，优选的小于45度，使得光机的尺寸保持最小。并可以与投影镜头系统组合成一个长方体模块，减小投影机占用的体积。
所述的投影机模组的投影镜头系统，设计使用远心光路设计以增大投影镜头的光学孔径。
所述的投影机模组的投影镜头系统的三棱镜6的一边采用倒角5的方式减少DLP反射时产生的杂光。可以采用将棱边倒角后涂黑，避免OFF状态偏置光线照射到棱边后散射回DLP光调制器表面而造成黑屏显示时的杂光；另外也可以采用倒角后抛光，选择适当的角度，达到与上述相同的目的。
如图2所示，通过具有高导热性能的金属零件将三色LED光源连接起来，散热片8(图一中没有显示)可以放在红光LED外侧较大空间内，且保持整体的方正外形。
所述供光装置还包括被设置来用于接收来自LED光源的自然光并将光线均匀化的准直透镜，使得光线准直成为发散度小于20度的近似平行光，优选的发散度小于15度。
本发明所提供的DLP微型投影机模组结构紧凑，有效地减少了其尺寸。并且同时避免了因尺寸减小所可能带来的光传导效率降低的问题。另外，通过本发明的结构设计，有效地解决了DLP微型投影机模组供光装置的散热问题，提高了DLP投影机的实用性。

Claims (10)

1.一种DLP微型投影机模组，包括供光装置、光路转换装置，DLP光调制器和投影镜头系统，所述的供光装置，包括红色、绿色和蓝色这三色LED光源，其特征在于红色LED发出的红光光路以及绿色LED发出的绿光光路平行设置，蓝色LED发出的蓝光光路分别垂直于红色LED发出的红光光路以及绿色LED发出的绿光光路。
2.根据权利要求1所述的投影机模组，其特征在于所述的红色、绿色和蓝色这三色LED光源设置在同一平面上。
3.根据权利要求1所述的投影机模组，其特征在于所述的绿光LED光源和红光LED光源的散热面共面。
4.根据权利要求1所述的投影机模组，其特征在于所述供光装置还包括一个在绿光光束和蓝光光束之前的中继透镜，被设置来用于保持绿光和蓝光的光效率在远距离传输时不降低。
5.根据权利要求1所述的投影机模组，其特征在于所述供光装置的光轴与投影镜头系统的光轴夹角小于60度，优选的小于45度。
6.根据权利要求1所述的投影机模组，其特征在于所述投影镜头系统采用远心光路设计。
7.根据权利要求1所述的投影机模组，其特征在于所述投影镜头系统中具有三棱镜，且三棱镜的一边采用倒角的方式减少DLP反射时产生的杂光。
8.根据权利要求1所述的投影机模组，其特征在于所述供光装置还包括被设置来用于接收来自LED光源的自然光并将光线均匀化的准直透镜，使得光线准直成为发散度小于20度的近似平行光，优选的发散度小于15度。
9.根据权利要求1所述的投影机模组，其特征在于所述的光路转换装置包括Flyeyes透镜系统和可微调的反射镜。
10.根据前述任一权利要求所述的投影机模组，包括：
(1)为投影机模组提供光源的供光装置；
(2)DLP光调制器；
(3)用于接收来自供光装置的光并将其引导到DLP光调制器上的光路转换装置；
(4)被设置用来接收经过DLP调制的光并投影成像的投影镜头系统；
其特征在于：所述的供光装置，包括设置在一个平面上的红色、绿色和蓝色这三色LED光源，并且蓝色LED发出的蓝光光路分别垂直于红色LED发出的红光光路以及绿色LED发出的绿光光路，沿着蓝色LED发出的光线的光路方向上依次设置有两个能透射蓝色光的二向色镜，其中第一个二向色镜被设置来将绿色LED发出的光线反射到与蓝光光路相同的方向上，第二个二向色镜被设置来透射绿光并将红色LED发出的光线反射至与蓝光光路相同的方向上，由此，蓝色LED发出的光线的光路方向即为供光装置的供光光路方向。
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