CN104656359A - 一种投影装置的光路处理装置及投影装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种投影装置的光路处理装置及投影装置，光路处理装置包括设于同一光路内的第一部分、反射镜装置、及第二部分；第一部分，将输入的光束处理后输出；第一部分位于反射镜装置一侧的第一区域内；反射镜装置限制第一部分的光束输出到达位于反射镜装置另一侧的第二区域，并通过反射将第一部分的输出送至位于第一区域内的第二部分，以供第二部分进行成像；其中，第一部分及第二部分间相对位置设置为：在第一部分中的光路段位于水平平面内时，第二部分中的光路段不在水平平面内；使得投影装置的光学引擎占用平面的面积大为减少，而且可以让承托光学镜片的金属件能够相互错开，使产品内部完全紧凑地靠在一起，进而将产品体积最小化。

Description

一种投影装置的光路处理装置及投影装置
技术领域
本发明涉及投影技术领域，特别是涉及一种投影装置的光路处理装置及投影装置。
背景技术
在现有投影装置中，目前现有技术多为将所有光学元器件置于同一水平面，及沿直线排布，以方便光路处理和生产，但是会导致同样要求的光路处理装置体积较大，需占用较大的面积。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种投影装置的光路处理装置及投影装置，通过调整光学元器件的位置解决现有技术中光路处理装置占用体积大的问题。
为实现上述目标及其他相关目标，本发明提供一种投影装置的光路处理装置，包括：设于同一光路内的第一部分、反射镜装置、及第二部分；所述第一部分，将输入的光束处理后输出；所述第一部分位于所述反射镜装置一侧的第一区域内；所述反射镜装置限制所述第一部分的光束输出到达位于所述反射镜装置另一侧的第二区域，并通过反射将所述第一部分的输出送至位于所述第一区域内的所述第二部分，以供所述第二部分进行成像；其中，所述第一部分及第二部分间相对位置设置为：在所述第一部分中的光路段位于一平面内时，所述第二部分中的光路段不在所述平面内，以使所述第一部分及第二部分在所述平面中的各方向上部分重叠或无重叠。
可选的，所述第二部分位于第一部分的斜上方。
可选的，所述第一部分中的光路段和第二部分中的光路段相互不平行。
可选的，所述第一部分，包括：接入所述光路的光积分柱、及至少一整形透镜。
可选的，所述整形透镜为多个；各所述整形透镜为凸透镜。
可选的，所述整形透镜为至少三个，包括：在所述光路中位于所述光积分柱之后的两个平凸透镜及一个双凸透镜。
可选的，所述反射镜装置包括至少一片反射镜。
可选的，所述第二部分，包括：TIR棱镜、及成像显示器件。
可选的，所述第二部分还包括：在所述光路中位于所述TIR棱镜之前的中继透镜。
为实现上述目标及其他相关目标，本发明提供一种投影装置，包括如权利要求1至9中任一项所述的光路处理装置。
如上所述，本发明提供一种投影装置的光路处理装置及投影装置，所述光路处理装置包括设于同一光路内的第一部分、反射镜装置、及第二部分；所述第一部分，将输入的光束处理后输出；所述第一部分位于所述反射镜装置一侧的第一区域内；所述反射镜装置限制所述第一部分的光束输出到达位于所述反射镜装置另一侧的第二区域，并通过反射将所述第一部分的输出送至位于所述第一区域内的所述第二部分，以供所述第二部分进行成像；其中，所述第一部分及第二部分间相对位置设置为：在所述第一部分中的光路段位于一平面内时，所述第二部分中的光路段不在所述平面内，以使所述第一部分及第二部分在所述平面中的各方向上部分重叠或无重叠；使得投影装置的光学引擎占用平面的面积大为减少，而且可以让承托光学镜片的金属件能够相互错开，使产品内部完全紧凑地靠在一起，进而将产品体积最小化。
附图说明
图1显示为本发明一实施例中光路处理装置的立体结构示意图。
图2显示为图1的主视示意图。
图3显示为图1的俯视示意图。
图4显示为图1所示光路处理装置的第二部分中的光路段示意图。
元件标号说明
1       光路处理装置
11      第一部分
111     光积分柱
112     整形透镜
12      第二部分
121     TIR棱镜
122     中继透镜
123     成像显示器件
13      反射镜装置
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1至图3所示，本发明提供一种投影装置的光路处理装置1，包括：设于同一光路内的第一部分11、反射镜装置13、及第二部分12。
所述第一部分11，将输入的光束L处理后输出；所述第一部分11位于所述反射镜装置13一侧的第一区域内(即图2中反射镜装置13右侧的区域)。在一实施例中，所述第一部分11，包括：接入所述光路的光积分柱111、及至少一整形透镜112；输入的光束经所述光积分柱111整形成方形光斑的光束出射，并经过整形透镜112以集中整形后的光束，保证其可被尽可能多地收集到，并且使光束形状保持原有形状。
在一实施例中，所述整形透镜112为多个；各所述整形透镜112为凸透镜；具体优选的，所述整形透镜112为至少三个，包括位于所述光积分柱111之后而接入所述光路的两个平凸透镜及一个双凸透镜，当然，在其他实施例中，亦可采用凹凸透镜等，并非以本实施例为限。
如图2所示，所述反射镜装置13限制所述第一部分11的光束输出到达位于所述反射镜装置13另一侧的第二区域(即图2中反射镜装置13左侧的区域)，并通过反射将所述第一部分11的输出送至位于所述第一区域(即图2中反射镜装置13右侧的区域)内的所述第二部分12，以供所述第二部分12进行成像。在现有技术中，光学装置的各个部分的器件一般是按直线排列，如此会大大增加占用投影装置内部空间，通过本发明的反射镜装置13，则可以将光路进行转折并往回伸展(即保持在第一区域内)，则使第二部分12同样可置于所述第一区域内，如此即相当于将第一部分11和第二部分12折叠起来以节省空间。
并且，为了能更加高效地利用投影装置的内部空间，所述第一部分11及第二部分12间相对位置设置为：在所述第一部分11中的光路段位于一平面(例如水平面)内时，所述第二部分12中的光路段不在所述平面(即例如水平面)内，以使所述第一部分11及第二部分12在该平面内各方向上部分重叠或无重叠，例如图示中垂直朝向纸面内或纸面外的方向。具体的，在一实施例中，所述第二部分12位于第一部分11的斜上方，在其他实施例中，第二部分12亦可位于第一部分11的斜下方；由于第一部分11及第二部分12中的镜片等均需要承载件(一般为金属，未图示)，若第一部分11和第二部分12紧密相靠且在同一水平方向上全部重叠则会造成承载件的厚度和大小需要特别加工，而本发明的设计是使第一部分11和第二部分12在水平方向上“错开”，从而降低了镜片承载件的加工要求，同时也避免因为金属材质承载件太过于接近而造成电气干扰的问题。
在本实施例中，所述第一部分11中的光路段和第二部分12中的光路段相互不平行，当然在其他实施例中，虽然两者在水平方向上部分重叠或没有重叠，但亦可相互平行设置，即例如第二部分12在第一部分11的斜上方，两者的光路段保持平行。
本发明的上述实施例中，通过反射镜装置13的作用，将光束原来方向改变，掉头转向后方倾斜向上，不单可以减少光学引擎的占地面积，还可以使得承托光学镜片的金属件能够相互错开。需说明的是，在图示实施例中，所述反射镜装置13包括两片反射镜，但亦可为一片或大于两片反射镜，仅需能完成第一部分11至第二部分12的光路送达即可，并非以图示实施例为限。
以下举例说明，在一实施例中，所述反射镜装置13包括至少一片反射镜亦可；在其他实施例中，也可以是大于两片，本领域技术人员应当可以根据本发明的教示加以实现。
在一实施例中，所述第二部分12，包括：依次设于所述光路的TIR棱镜121(Total InternalReflection prism，全部内反射棱镜)、及成像显示器件123(例如DLP中的DMD)；优选的，所述第二部分12还包括：位于所述TIR棱镜121之前接入所述光路的中继透镜122。
如图4所示，说明第二部分12处理光束的具体实施原理，光束经过所述中继透镜122(优选为非球面)的处理，进一步将光束整形成投影装置所需光斑，不单在光斑形状上得以处理，且可使得光斑均匀性处理都极佳；光束进入TIR棱镜121后，以θ1角度入射到TIR棱镜121内部的全反射面Rt，并发生全反射，使光线全部得以反射，行成光束L1，入射成像显示器件123，经过成像显示器件123反射回来的光束L2，以θ2的角度入射全反射面，由于θ2小于此处的全反射临界角，所以光束L3会全部由从Rt面透过，从而出射TIR棱镜121，进入镜头(未图示)。
可参考全反射原理：光由光密介质进入光疏介质时，要离开法线折射。当入射角增加到某种情形，折射线延表面进行，即折射角为90°，该入射角称为临界角。若入射角大于临界角，则无折射，全部光线均反回光密介质，此现象称为全反射。当光线由光疏介质射到光密介质时，因为光线靠近法线而折射，故这时不会发生全反射。
结合上述内容，本发明还可提供一种投影装置，包括所述的光路处理装置1。
综上所述，本发明提供一种投影装置的光路处理装置及投影装置，所述光路处理装置包括设于同一光路内的第一部分、反射镜装置、及第二部分；所述第一部分，将输入的光束处理后输出；所述第一部分位于所述反射镜装置一侧的第一区域内；所述反射镜装置限制所述第一部分的光束输出到达位于所述反射镜装置另一侧的第二区域，并通过反射将所述第一部分的输出送至位于所述第一区域内的所述第二部分，以供所述第二部分进行成像；其中，所述第一部分及第二部分间相对位置设置为：在所述第一部分中的光路段位于水平平面内时，所述第二部分中的光路段不在所述水平平面内；使得投影装置的光学引擎占用平面的面积大为减少，而且可以让承托光学镜片的金属件能够相互错开，使产品内部完全紧凑地靠在一起，进而将产品体积最小化。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种投影装置的光路处理装置，其特征在于，包括：设于同一光路内的第一部分、反射镜装置、及第二部分；
所述第一部分，将输入的光束处理后输出；
所述第一部分位于所述反射镜装置一侧的第一区域内；所述反射镜装置限制所述第一部分的光束输出到达位于所述反射镜装置另一侧的第二区域，并通过反射将所述第一部分的输出送至位于所述第一区域内的所述第二部分，以供所述第二部分进行成像；
其中，所述第一部分及第二部分间相对位置设置为：在所述第一部分中的光路段位于一平面内时，所述第二部分中的光路段不在所述平面内，以使所述第一部分及第二部分在所述平面中的各方向上部分重叠或无重叠。
2.根据权利要求1所述的光路处理装置，其特征在于，所述第二部分位于第一部分的斜上方。
3.根据权利要求1所述的光路处理装置，其特征在于，所述第一部分中的光路段和第二部分中的光路段相互不平行。
4.根据权利要求1所述的光路处理装置，其特征在于，所述第一部分，包括：接入所述光路的光积分柱、及至少一整形透镜。
5.根据权利要求4所述的光路处理装置，其特征在于，所述整形透镜为多个；各所述整形透镜为凸透镜。
6.根据权利要求5所述的光路处理装置，其特征在于，所述整形透镜为至少三个，包括：在所述光路中位于所述光积分柱之后的两个平凸透镜及一个双凸透镜。
7.根据权利要求1所述的光路处理装置，其特征在于，所述反射镜装置包括至少一片反射镜。
8.根据权利要求1所述的光路处理装置，其特征在于，所述第二部分，包括：TIR棱镜、及成像显示器件。
9.根据权利要求8所述的光路处理装置，其特征在于，所述第二部分还包括：在所述光路中位于所述TIR棱镜之前的中继透镜。
10.一种投影装置，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的光路处理装置。
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