CN105182456A - 棱镜和投影仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种棱镜和投影仪，棱镜应用于投影仪，棱镜具有朝向投影仪的照明单元且呈外凸曲面设置的聚光面、朝向投影仪的成像棱镜且呈倾斜设置的第一全反射面、背离第一全反射面的且呈外凸曲面设置的第二反射面。聚光面用以将照明单元发射的光线聚集至第一全反射面，第一全反射面用以将经过聚光面的光全反射至第二反射面，第二反射面用以接收第一全反射面的反射的光线并使光线经由成像棱镜折射至显示器件。如此，不需要设置聚光镜和反射镜，就可以完成光线的传播成像的整个过程，进而节省了投影仪的成本，同时也便于装配。

Description

棱镜和投影仪
技术领域
本发明涉及投影装置领域，特别涉及一种棱镜和投影仪。
背景技术
当前的投影仪，一般设置有照明单元、匀光器、两个棱镜、一个聚光镜、一个反射镜以及显示器件，当光从照明单元发出后，经过匀光器将光线均匀处理，再经过聚光镜将光聚集到第一个棱镜的全反射面上，光在全反射面进行全反射后到反射镜上，反射镜将光再次进行反射，反射至第二个棱镜，光经由第二个棱镜至显示器件上进行照明，再经由第二个棱镜反射到外部屏幕，如此完成投影成像的过程。然而，如此会存在以下问题：光需要经过多个元器件，制造成本上升，不利于装配。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种投影仪，旨在使当前的投影仪能够将聚光镜和反射镜与棱镜统一制成一个棱镜，进而降低制造成本，便与装配。
为到达上述之技术目的，本发明提供一种棱镜，应用于投影仪，所述棱镜具有朝向所述投影仪的照明单元且呈外凸曲面设置的聚光面、朝向所述投影仪的成像棱镜且呈倾斜设置的第一全反射面、背离所述第一全反射面的且呈外凸曲面设置的第二反射面；所述聚光面用以将所述照明单元发射的光线聚集至所述第一全反射面，所述第一全反射面用以将经过所述聚光面的光全反射至所述第二反射面，所述第二反射面用以接收所述第一全反射面的反射的光线并使光线经由所述成像棱镜折射至所述显示器件。
优选地，所述聚光面具有预定的曲率，以使所述照明单元发射的光线聚集到所述第一全反射面。
优选地，所述第二反射面涂设有反射层。
优选地，所述棱镜包括聚光部和折光部，所述聚光部包括连接所述聚光面与所述反射面的第一平面、连接所述聚光面与所述第一全反射面的第二平面，所述第一平面、所述第二平面及所述聚光面围设成供所述照明单元发射的光线聚集的所述聚光部。
本发明还提供一种投影仪，包括依次设置的照明单元、棱镜、成像棱镜、以及设于所述成像棱镜一侧的显示器件，所述棱镜为如上中任一项所述的棱镜；
所述照明单元，用于发射光线；
所述成像棱镜，用于供所述棱镜反射的光线通过且将所述显示器件的形成的图像全反射至所述投影仪的镜头；
所述显示器件，用于接收所述第二反射面发射的光线并形成图像反射至所述成像棱镜。
优选地，所述成像棱镜具有与所述第一全反射面相对设置的第三全反射面，所述第三全反射面用以将所述显示器件形成的图像全反射至所述投影仪的镜头。
优选地，所述第一全反射面与所述第三全反射面之间设有透光件。
优选地，所述透光件与第一全反射面和第三全反射面之间有间隙。
优选地，所述透光件为板状设置，可以是楔形板，也可是平行平板。
优选地，所述投影仪还包括匀光器，设于所述照明单元与所述棱镜之间。
本发明提供一种棱镜及投影仪，棱镜应用于投影仪，所述棱镜具有朝向所述投影仪的照明单元且呈外凸曲面设置的聚光面、朝向所述投影仪的成像棱镜且呈倾斜设置的第一全反射面、背离所述第一全反射面的且呈外凸曲面设置的第二反射面；所述聚光面用以将所述照明单元发射的光线聚集至所述第一全反射面，所述第一全反射面用以将经过所述聚光面的光全反射至所述第二反射面，所述第二反射面用以接收所述第一全反射面的反射的光线并使光线经由所述成像棱镜折射至所述显示器件。
如此，当光从照明单元发出后，在经过棱镜的聚光面将光聚集到棱镜的第一全反射面上，光在第一全反射面上进行全反射，反射到第二反射面上，第二反射面上将光在进行反射，反射至成像棱镜，光经由成像棱镜至显示器件上进行照明，再经由成像棱镜全反射到外部屏幕。因而，不需要设置聚光镜和反射镜，就可以完成光线的传播成像的整个过程，进而节省了投影仪的成本，同时也便于装配。
附图说明
图1为本发明提供的投影仪的一实施例的结构图；
图2为图1所示的投影仪的光线原理图。
附图标号说明：
名称 标号 名称 标号
投影仪 100 第二反射面 23
照明单元 1 成像棱镜 3
棱镜 2 第三全反射面 31
聚光面 21 显示器件 4
第一全反射面 22 匀光器 5
第一平面 24 第二平面 25
透光件 6
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本发明的技术方案。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。
本发明提出一种棱镜2，应用于投影仪100。
参照图1至2，图1为本发明提供的投影仪的一实施例的结构图；图2为图1所示的投影仪的光线原理图。
在本发明的实施例中，请参阅图1及图2，新型提出的一种棱镜2，棱镜2具有朝向照明单元1且呈外凸曲面设置的聚光面21、朝向成像棱镜3且呈倾斜设置的第一全反射面22、背离显示器件4的且呈外凸曲面设置的第二反射面23。
聚光面21用以将照明单元1发射的光线聚集至第一全反射面22，第一全反射面22用以将经过聚光面21的光全反射至第二反射面23，第二反射面23用以接收第一全反射面22的反射的光线并使光线经由成像棱镜3反射至显示器件4。
如此，当光从照明单元1发出后，光线经过棱镜2的聚光面21将光聚集到棱镜2的第一全反射面22上，光在第一全反射面22上进行全反射，反射到第二反射面23上，第二反射面23上将光在进行反射，后经折射至成像棱镜3，光经由成像棱镜3至显示器件4上进行照明，再经由成像棱镜3全反射到投影仪100的镜头(未图示)。因而，不需要设置聚光镜和反射镜，就可以完成光线的传播成像的整个过程，进而节省了投影仪100的成本，同时也便于装配。
应当注意的是，第一全反射面22上要实现全反射，须符合斯涅尔定律，n1sinθ1＝n2sinθ2，其中，n1和n2分别是两个介质的折射率，θ1和θ2分别是入射光(或折射光)与界面法线的夹角，叫做入射角和折射角。也即原理如下：如果入射角θ1等于某一个角θc时，折射光线会沿折射界面的切线进行，即折射角为90°，此时会有sinθ2＝1，则可推得sinθc＝sinθ1＝n2/n1。但如果入射角θ1大于这一个值θc时，入射角的正弦sinθ1>n2/n1，会推得sinθ2>1。这在数学上是没有意义的，所以此时，不存在折射光，而只存在反射光，于是便发生全反射。参照图2，棱镜2的折射率n1和成像棱镜3的折射率n2已知，只需控制入射角θ1大于定值θc的角度即可，如此即可完成第一全反射面22的全反射。
于本实施例中，聚光面21具有预定的曲率，以使照明单元1发射的光线聚集到第一全反射面22。预定的曲率的设定根据斯涅尔定律，即由棱镜2的折射率n1和空气的折射率n3来确定聚光面21的曲率，当然，该曲率设定的目的是为了使照明单元1发射的光线全部聚集到第一全反射面22，凡是满足该条件的曲率均在本发明的保护范围。
于本实施例中，第二反射面23涂设有反射层。如此，第二反射面23可将第一全反射面22反射过来的光线经过成像棱镜3反射到显示器件4中。其中反射层的材料可以为金属铝、银或者其他介质膜。
于本实施例中，棱镜2包括聚光部(未标示)和折光部(未标示，即第一全反射面22和第二反射面23围设的棱镜2的部位)，所述聚光部包括连接所述聚光面21与第二反射面23的第一平面24、连接聚光面21与第一全反射面22的第二平面25，第一平面24、第二平面25及聚光面21围设成供照明单元1发射的光线聚集的聚光部。如此，第一平面24和第二平面25的设置延长光线经过聚光面21到第一全反射面22之间的距离，从而降低聚光面21的曲率，制造和加工棱镜2时更为方便。
本发明还提供一种投影仪100，包括依次设置的照明单元1、棱镜2、成像棱镜3、以及设于成像棱镜3一侧显示器件4(显示器件4优选为数字微镜器件面板，也即DMD面板(DigitalMicromirrorDevice))，棱镜2为上述的棱镜2，在此不做赘述，
照明单元1，用于发射光线；
成像棱镜3，用于供棱镜2反射的光线通过且将显示器件4的形成的图像全反射至投影仪100的镜头；
显示器件4，用于接收第二反射面23发射的光线并形成图像发射至成像棱镜3；因该投影仪100具有上述的棱镜2，因此该投影仪100也可省略聚光镜和反射镜，节省了投影仪100的成本，同时便于安装。
于本实施例中，成像棱镜3具有与第一全反射面22相对设置的第三全反射面31，第三全反射面31用以将显示器件4形成的图像全反射至投影仪100的镜头。
如此，可增强成像的效果，当然，此处的全反射的角度同样要满足斯涅尔定律，由于上文进行详细推导，本处不进行详述，应当注意的是棱镜2和成像棱镜3的材质可采用相同的材质，也可采用不同的材质，本实施例中采用相同的材质，那么，全反射的临界角α与θc相同。
于本实施例中，第一全反射面22与第三全反射面31之间设有透光件6。透光件6的设置可以防止在安装时显示器件4与棱镜2的第一全反射面22接触，解决显示器件4在尺寸过大时无法安装的问题。
优选地，透光件6与第一全反射面22和第三全反射面31之间有间隙。间隙的设置是可方便第一全反射面22和第三全反射面31产生全反射。在安装时，透光件6的两表面(未标示)的边缘可分别通过点胶的方式固定在投影仪100内，也可直接固定在结构件上。
进一步的，透光件6为板状设置，可以是楔形板，也可是平行平板。呈板状设置便于加工。当然，也可以称其他形状设置，只要满足光线的传播，并便与装配的均在本发明的保护范围。
于本实施例中，投影仪100还包括匀光器5，设于照明单元1与棱镜2之间。采用匀光器5可提高照明单元1发射至棱镜2中的光的均匀性。
优选地，匀光器5为复眼透镜。采用复眼透镜可获得高的光能利用率和大面积的均匀照明。
应当说明的是，本发明的各个实施例的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域的技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制其专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种棱镜，应用于投影仪，其特征在于，所述棱镜具有朝向所述投影仪的照明单元且呈外凸曲面设置的聚光面、朝向所述投影仪的成像棱镜且呈倾斜设置的第一全反射面、背离所述第一全反射面的且呈外凸曲面设置的第二反射面；
所述聚光面用以将所述照明单元发射的光线聚集至所述第一全反射面，所述第一全反射面用以将经过所述聚光面的光全反射至所述第二反射面，所述第二反射面用以接收所述第一全反射面的折射的光线并使光线经由所述成像棱镜反射至所述显示器件。
2.如权利要求1所述的棱镜，其特征在于，所述聚光面具有预定的曲率，以使所述照明单元发射的光线聚集到所述第一全反射面。
3.如权利要求1所述的棱镜，其特征在于，所述第二反射面涂设有反射层。
4.如权利要求1所述的棱镜，其特征在于，所述棱镜包括聚光部和折光部，所述聚光部包括连接所述聚光面与所述第二反射面的第一平面、连接所述聚光面与所述第一全反射面的第二平面，所述第一平面、所述第二平面及所述聚光面围设成供所述照明单元发射的光线聚集的所述聚光部。
5.一种投影仪，其特征在于，包括依次设置的照明单元、棱镜、成像棱镜以及设于所述成像棱镜一侧的显示器件，所述棱镜为权利要求1至4中任一项所述的棱镜；
所述照明单元，用于发射光线；
所述成像棱镜，用于供所述棱镜反射的光线通过且将所述显示器件的形成的图像全反射所述投影仪的镜头；
所述显示器件，用于接收所述第二反射面发射的光线并形成图像反射至所述成像棱镜。
6.如权利要求5所述的投影仪，其特征在于，所述成像棱镜具有与所述第一全反射面相对设置的第三全反射面，所述第三全反射面用以将所述显示器件形成的图像全反射至所述投影仪的镜头。
7.如权利要求6所述的投影仪，其特征在于，所述第一全反射面与所述第三全反射面之间设有透光件。
8.如权利要求7所述的投影仪，其特征在于，所述透光件为板状设置，可以是楔形板，也可是平行平板。
9.如板利要求8所述的投影仪，其特征在于，所述透光件与所述第一全反射面和所述第三全反射面之间有间隙。
10.如权利要求5所述的投影仪，其特征在于，还包括匀光器，设于所述照明单元与所述棱镜之间。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105937141A (zh) * 2016-06-27 2016-09-14 无锡小天鹅股份有限公司 用于洗衣机的控制面板组件及具有其的洗衣机
CN106707450A (zh) * 2017-01-23 2017-05-24 中山市光大光学仪器有限公司 棱镜组合
WO2018171042A1 (zh) * 2017-03-24 2018-09-27 广景视睿科技（深圳）有限公司 一种投影机
CN108873584A (zh) * 2018-09-05 2018-11-23 成都迅达光电有限公司 投影仪的光学引擎以及投影仪
CN109946907A (zh) * 2017-12-20 2019-06-28 中强光电股份有限公司 投影装置
CN110174813A (zh) * 2019-06-17 2019-08-27 成都晶华光电科技股份有限公司 光学引擎以及投影仪
CN110579928A (zh) * 2018-06-08 2019-12-17 中强光电股份有限公司 投影装置及头戴式显示装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6310736B1 (en) * 1998-08-21 2001-10-30 Olympus Optical Co., Ltd. Image-forming optical system and viewing optical system
CN101311816A (zh) * 2007-05-22 2008-11-26 中强光电股份有限公司 投影装置
CN102645832A (zh) * 2011-02-17 2012-08-22 株式会社尼康 投射型显示装置、便携型电子设备及数字拍摄机
CN203838464U (zh) * 2014-05-15 2014-09-17 广景科技有限公司 直线型dlp 微型投影机
CN205157822U (zh) * 2015-09-11 2016-04-13 成都迅达光电有限公司 棱镜和投影仪

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6310736B1 (en) * 1998-08-21 2001-10-30 Olympus Optical Co., Ltd. Image-forming optical system and viewing optical system
CN101311816A (zh) * 2007-05-22 2008-11-26 中强光电股份有限公司 投影装置
CN102645832A (zh) * 2011-02-17 2012-08-22 株式会社尼康 投射型显示装置、便携型电子设备及数字拍摄机
CN203838464U (zh) * 2014-05-15 2014-09-17 广景科技有限公司 直线型dlp 微型投影机
CN205157822U (zh) * 2015-09-11 2016-04-13 成都迅达光电有限公司 棱镜和投影仪

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105937141A (zh) * 2016-06-27 2016-09-14 无锡小天鹅股份有限公司 用于洗衣机的控制面板组件及具有其的洗衣机
CN105937141B (zh) * 2016-06-27 2018-11-06 无锡小天鹅股份有限公司 用于洗衣机的控制面板组件及具有其的洗衣机
CN106707450A (zh) * 2017-01-23 2017-05-24 中山市光大光学仪器有限公司 棱镜组合
WO2018171042A1 (zh) * 2017-03-24 2018-09-27 广景视睿科技（深圳）有限公司 一种投影机
CN109946907A (zh) * 2017-12-20 2019-06-28 中强光电股份有限公司 投影装置
CN110579928A (zh) * 2018-06-08 2019-12-17 中强光电股份有限公司 投影装置及头戴式显示装置
CN108873584A (zh) * 2018-09-05 2018-11-23 成都迅达光电有限公司 投影仪的光学引擎以及投影仪
CN110174813A (zh) * 2019-06-17 2019-08-27 成都晶华光电科技股份有限公司 光学引擎以及投影仪

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