CN111123627A - 投影装置及放映机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种投影装置及放映机，属于放映设备领域，包括光源组、预处理组件、棱镜组件、主数字微反射镜、辅助数字微反射镜和投影镜头，光源组包括主光源和辅助光源，主光源和辅助光源发出的光波长不同；预处理组件与光源组一一对应，用于接收主光源和辅助光源发出的光线；棱镜组件用于接收预处理组件发出的光线；主数字微反射镜与主光源一一对应，用于接收并反射棱镜组件反射光线；辅助数字微反射镜与辅助光源一一对应，用于接收并反射棱镜组件反射的光线，棱镜组件还用于接收并透过主数字微反射镜和辅助数字微反射镜反射的光线。本发明提供的投影装置及放映机可同时投影出图像和字幕，结构紧凑，占用空间小，且使用成本较低。

Description

投影装置及放映机

技术领域

本发明属于放映设备技术领域，更具体地说，是涉及一种投影装置及包含该投影装置的放映机。

背景技术

放映机是把影片上记录的影像和声音，配合银幕和扩音机等还原出来的机械设备，主要应用于影院中。现有的影院放映机在放映影片时需要两个放映设备共同工作，其中一个用于放映图像，另一个用于放映字幕，不仅占用空间大，放映前操作人员需要进行比较繁琐的调试工作，使用成本也比较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种投影装置，以解决现有技术中存在的图像和字母通过不同的放映设备放映，占用空间大且成本较高的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种投影装置，包括：

光源组，所述光源组包括一个主光源和一个辅助光源，所述主光源和所述辅助光源发出的光波长不同；

预处理组件，与所述光源组一一对应，用于接收所述主光源和所述辅助光源发出的光线，并进行预处理；

棱镜组件，用于接收所述预处理组件发出的光线，并对光线进行反射；

主数字微反射镜，与所述主光源一一对应，用于接收并反射所述棱镜组件反射的由所述主光源发出的光线；

辅助数字微反射镜，与所述辅助光源一一对应，用于接收并反射所述棱镜组件反射的由所述辅助光源发出的光线，所述棱镜组件还用于接收并透过所述主数字微反射镜和所述辅助数字微反射镜反射的光线；以及

投影镜头，用于接收所述棱镜组件出射的光线，并进行投影。

在一个实施例中，所述主光源设有多个，且均为单色光源；所述辅助光源设有多个，且均为单色光源。

在一个实施例中，所述棱镜组件包括：

全内反射棱镜组，与所述光源组一一对应，所述全内反射棱镜组用于接收所述预处理组件发出的光线，并对光线进行反射，所述全内反射棱镜组还用于接收并透过所述主数字微反射镜和所述辅助数字微反射镜反射的光线；以及

合光元件，用于接收所述全内反射棱镜组出射的光线，并进行混光处理。

在一个实施例中，所述全内反射棱镜组包括：

第一棱镜；以及

第二棱镜，所述第一棱镜的斜面和所述第二棱镜的斜面相对设置，且两个斜面之间相互间隔。

在一个实施例中，所述第一棱镜和所述第二棱镜均为直角棱镜。

在一个实施例中，所述合光元件为一个X棱镜，所述全内反射棱镜组的出光面与所述X棱镜的直角面对应。

在一个实施例中，所述X棱镜包括四个相同的合光直角棱镜，相邻的所述合光直角棱镜的斜面相互胶合。

在一个实施例中，所述光源组设有至少三个，所述全内反射棱镜组沿预设路径分布，所述合光元件包括：

分色镜，设有多个，多个所述分色镜依次设于相邻的所述全内反射棱镜组的出光侧，所述全内反射棱镜组与所述分色镜的数量之差为一；以及

反射镜，设于位于所述预设路径另一端的所述全内反射棱镜组的出光侧，并用于反射对应的所述全内反射棱镜组出射的光线；

位于所述预设路径一端的所述分色镜用于透过对应的所述全内反射棱镜组出射的光线；其余所述分色镜用于反射对应的所述全内反射棱镜组出射的光线，并用于透过由所述反射镜反射的或由所述全内反射棱镜组反射的光线；位于所述预设路径一端的所述分色镜还用于反射透过相邻所述分色镜的光线。

在一个实施例中，与同一个所述光源组对应的所述主数字微反射镜的尺寸大于所述辅助数字微反射镜的尺寸。

本发明提供的投影装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明投影装置中的光源组包括主光源和辅助光源，主光源可作为用于图像投影的图像光源，辅助光源可作为用于字幕投影的字幕光源，主光源和辅助光源发出的光线经预处理组件处理后被传输至棱镜组件，由于主光源的光线和辅助光源的光线波长有差异，经过棱镜组件的折射、反射等作用后从棱镜组件出射时会产生方向上的差异，进而使主光源的光线入射至主数字微反射镜，且辅助光源的光线入射至辅助数字微反射镜，主数字微反射镜根据接收到的图像信号使主光源发出的光线形成图像，并将图像光线反射至棱镜组件，辅助数字微反射镜根据接收到的字幕信号使辅助光源发出的光线形成字幕，并将字幕光线反射至棱镜组件，光线透过棱镜组件传输至投影镜头，形成同时具有图像和字幕的投影画面。本发明的投影装置无需使用两台放映设备就可同时投影出图像和字幕，结构紧凑，占用空间小，放映前调试比两台设备的调试操作方便，且使用成本较低。

本发明还提供一种放映机，包括上述的投影装置。

本发明提供的放映机的有益效果在于：与现有技术相比，本发明放映机通过采用上述结构紧凑且操作方便的投影装置，使得一台放映机能同时放映出字幕和图像，节约了放映设备占用的空间，也降低了使用成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的投影装置的工作原理示意图；

图2为本发明实施例一采用的棱镜组件、主数字微反射镜和辅助数字微反射镜的工作原理示意图；

图3为本发明实施例一采用的全内反射棱镜组的工作原理示意图；

图4为本发明实施例二采用的全内反射棱镜组的工作原理示意图；

图5为本发明实施例三采用的棱镜组件、主数字微反射镜和辅助数字微反射镜的工作原理示意图。

其中，图中各附图标记：

1-预处理组件；2-棱镜组件；3-主数字微反射镜；4-辅助数字微反射镜；5-投影镜头；6-主光源；7-辅助光源；8-全内反射棱镜组；801-第一棱镜；802-第二棱镜；9-合光元件；901-合光直角棱镜；902-分色镜；903-反射镜

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

请一并参阅图1，现对本发明提供的投影装置进行说明。所述投影装置，包括光源组、预处理组件1、棱镜组件2、主数字微反射镜3、辅助数字微反射镜4和投影镜头5，光源组包括主光源6和辅助光源7。主光源6和辅助光源7发出的光波长不同；预处理组件1与光源组一一对应，用于接收主光源6和辅助光源7发出的光线，并进行预处理；棱镜组件2用于接收预处理组件1发出的光线，并对光线进行反射；主数字微反射镜3与主光源6一一对应，用于接收并反射棱镜组件2反射的由主光源6发出的光线；辅助数字微反射镜4与辅助光源7一一对应，用于接收并反射棱镜组件2反射的由辅助光源7发出的光线，棱镜组件2还用于接收并透过主数字微反射镜3和辅助数字微反射镜4反射的光线；投影镜头5用于接收棱镜组件2出射的光线，并进行投影。

其中，主数字微反射镜3和辅助数字微反射镜4位置不同，具体位置设置根据实际需求设置。

图1中，左侧的虚线箭头标示主数字微反射镜3反射的光线，右侧虚线箭头标示辅助数字微反射镜4反射的光线。

与现有技术相比，本发明投影装置中的光源组包括主光源6和辅助光源7，主光源6可作为用于图像投影的图像光源，辅助光源7可作为用于字幕投影的字幕光源，主光源6和辅助光源7发出的光线经预处理组件1处理后被传输至棱镜组件2，由于主光源6的光线和辅助光源7的光线波长有差异，经过棱镜组件2的折射、反射等作用后从棱镜组件2出射时会产生方向上的差异，进而使主光源6的光线入射至主数字微反射镜3，且辅助光源7的光线入射至辅助数字微反射镜4，主数字微反射镜3根据接收到的图像信号使主光源6发出的光线形成图像，并将图像光线反射至棱镜组件2，辅助数字微反射镜4根据接收到的字幕信号使辅助光源7发出的光线形成字幕，并将字幕光线反射至棱镜组件2，光线透过棱镜组件2传输至投影镜头5，形成同时具有图像和字幕的投影画面。本发明的投影装置无需使用两台放映设备就可同时投影出图像和字幕，结构紧凑，占用空间小，放映前调试比两台设备的调试操作方便，且使用成本较低。

需要注意的是，主光源3和辅助光源4分别发出的光线经预处理组件1预处理过后，可以合并为一束光线，也可仍然是两束光线，以下附图中均以经预处理过后的光线为一束光线的实施例进行示意。

具体地，作为本发明提供的投影装置的一种具体实施方式，预处理组件1用于对光线进行光束汇聚、整形等预处理，其中的光学元件包括但不限于凸透镜、凹透镜、积分棒等，可以是一个光学元件，也可以是多个光学元件的组合。

请一并参阅图2及图5，作为本发明提供的投影装置的一种具体实施方式，主光源6设有多个，且均为单色光源；辅助光源7设有多个，且均为单色光源(即一个光源组只能发出单色光线)。通过设置单色光源，可以对单色光源发出的光线直接进行合色处理，无需像使用白光光源时进行的先分色再合色的处理，能够简化光路结构，使投影装置结构更加紧凑。

例如，图2中，左侧光路对应的光源为红光光源(R)，中间光路对应的光源为蓝光光源(B)，右侧光路对应的光源为绿光光源(G)；图5中，光路从左至右依次为红光光源(R)、蓝光光源(B)和绿光光源(G)。虽然一个光源组只能发出单色光线，但是同一光源组中主光源6发出的红光波长与辅助光源7发出的红光波长不同，蓝光光源(B)和绿光光源(G)的设置也类似。

请参阅图2至图5，作为本发明提供的投影装置的一种具体实施方式，棱镜组件2包括全内反射棱镜组8和合光元件9；全内反射棱镜组8与光源组一一对应，全内反射棱镜组8用于接收预处理组件1发出的光线，并对光线进行反射，全内反射棱镜组8还用于接收并透过主数字微反射镜3和辅助数字微反射镜4反射的光线；合光元件9用于接收全内反射棱镜组8出射的光线，并进行混光处理。

由于主光源6和辅助光源7均为单色光源，全内反射棱镜组8配合主数字微反射镜3和辅助数字微反射镜4，最终将形成预定图案的光线射出，射出的光线经合光元件9进行混光后就能传输至投影镜头5进行投影，在很大程度上简化了光路结构，减少了光学元件的数量，避免光线通过棱镜数量过多造成光损失的情况发生，同时，还可针对每一路光设置暗场(吸光的黑体结构)，提高对比度。

数字微反射镜(DMD)是一种由多个高速数字式光反射开光组成的阵列，由许多小型铝制反射镜面构成的，镜片的多少由显示分辨率决定，一个小镜片对应一个像素。通过全内反射棱镜组8和数字微反射镜配合，能有效提法成像画面的均匀性。

参阅图3及图4，作为本发明提供的投影装置的一种具体实施方式，全内反射棱镜组8包括第一棱镜801和第二棱镜802，第一棱镜801的斜面和第二棱镜802的斜面相对设置，且两个斜面之间相互间隔。第一棱镜801和第二棱镜802的斜面间具有空气间隙，所以光线在空间间隙出发生折射，光线角度发生轻微变化，达到调整光线角度的目的。

请参阅图3，作为本发明提供的投影装置的一种具体实施方式，第一棱镜801和第二棱镜802均为直角棱镜。或者，如图4所示，第一棱镜801和第二棱镜802分别为其他形状的棱镜。第一棱镜801和第二棱镜802的折射率、形状和设置的相对位置根据实际需要进行设计。

请参阅图2，作为本发明提供的投影装置的一种具体实施方式，合光元件9为一个X棱镜，全内反射棱镜组8的出光面与X棱镜的直角面对应。

由于X棱镜内部具有呈“X”型分布的胶合面，使得不同的单色光线能在X棱镜的出光面上合色，即X棱镜能将经光处理组件出射的三路光束混合，因此RGB三色光路可以独立配置，入射数字微反射镜之前不需要再进行混光处理。

参阅图2，作为本发明提供的投影装置的一种具体实施方式，X棱镜包括四个相同的合光直角棱镜901，相邻的合光直角棱镜901的斜面相互胶合。合光直角棱镜901的斜面处设有分光膜，对红绿蓝三色光进行反射或透射，在X棱镜的出射面上合色，X棱镜结构简单，能达到理想的混光效果，同时使光学元件数量减少，光损失减少，可针对每一路光设置暗场(吸光的黑体结构)，提高对比度。

请参阅图5，作为本发明提供的投影装置的一种具体实施方式，光源组设有至少三个，全内反射棱镜组8沿预设路径分布，合光元件9包括分色镜902和反射镜903；分色镜902设有多个，多个分色镜902依次设于相邻的全内反射棱镜组8的出光侧，全内反射棱镜组8与分色镜902的数量之差为一；反射镜903设于位于预设路径另一端的全内反射棱镜组8的出光侧，并用于反射对应的全内反射棱镜组8出射的光线。

位于预设路径一端的分色镜902用于透过对应的全内反射棱镜组8出射的光线；其余分色镜902用于反射对应的全内反射棱镜组8出射的光线，并用于透过由反射镜903反射的或由全内反射棱镜组8反射的光线；位于预设路径一端的分色镜902还用于反射透过相邻分色镜902的光线。

分色镜能够透过特定颜色的光线并反射其他颜色的光线，主光源6和辅助光源7的数量和光源颜色可根据实际使用需求进行设置，不同颜色的光线最终均到达了位于预设路径一端的分色镜902，与该分色镜902对应的全内反射棱镜组8出射的光线透过了该分色镜902，其余颜色的光线被该分色镜902反射，在此过程中达到了混光的效果。分色镜902和反射镜903设置的结构简单，合光元件9不包含棱镜，光线在传播过程中光损失少。

作为本发明提供的投影装置的一种具体实施方式，主光源6和辅助光源7分别设有两个，合光元件9包括分色镜902和反射镜903。分色镜902设有一个，分色镜902设于其中一个全内反射棱镜组8的出光侧，用于透过对应全内反射棱镜组8出射的光线；反射镜903设有一个，且与另一个全内反射棱镜组8的出光侧对应，反射镜903用于反射光全内反射棱镜组8出射的光线，分色镜902还用于反射经反射镜903反射的光线。

与上述结构类似的，不同颜色的光线最终均到达了分色镜902，与该分色镜902对应的全内反射棱镜组8出射的光线透过了该分色镜902，其余颜色的光线被该分色镜92反射，在此过程中达到了混光的效果。分色镜902和反射镜903设置的结构简单，合光元件9不包含棱镜，光线在传播过程中光损失少。

请参阅图2至图5，作为本发明提供的投影装置的一种具体实施方式，与同一个光源组对应的主数字微反射镜3的尺寸大于辅助数字微反射镜4的尺寸。能够满足投影需求，同时节约设备空间。

请参阅图2至图5，作为本发明提供的投影装置的一种具体实施方式，与同一个光源组对应的主数字微反射镜3和辅助数字微反射镜4可并排设置。

本发明还提供一种放映机，所述放映机包括上述的投影装置。

本发明提供的放映机，通过采用上述结构紧凑且操作方便的投影装置，使得一台放映机能同时放映出字幕和图像，节约了放映设备占用的空间，也降低了使用成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.投影装置，其特征在于，包括：

光源组，所述光源组包括一个主光源和一个辅助光源，所述主光源和所述辅助光源发出的光波长不同；

预处理组件，与所述光源组一一对应，用于接收所述主光源和所述辅助光源发出的光线，并进行预处理；

棱镜组件，用于接收所述预处理组件发出的光线，并对光线进行反射；

主数字微反射镜，与所述主光源一一对应，用于接收并反射所述棱镜组件反射的由所述主光源发出的光线；

辅助数字微反射镜，与所述辅助光源一一对应，用于接收并反射所述棱镜组件反射的由所述辅助光源发出的光线，所述棱镜组件还用于接收并透过所述主数字微反射镜和所述辅助数字微反射镜反射的光线；以及

投影镜头，用于接收所述棱镜组件出射的光线，并进行投影。

2.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述主光源设有多个，且均为单色光源；所述辅助光源设有多个，且均为单色光源。

3.如权利要求2所述的投影装置，其特征在于，所述棱镜组件包括：

全内反射棱镜组，与所述光源组一一对应，所述全内反射棱镜组用于接收所述预处理组件发出的光线，并对光线进行反射，所述全内反射棱镜组还用于接收并透过所述主数字微反射镜和所述辅助数字微反射镜反射的光线；以及

合光元件，用于接收所述全内反射棱镜组出射的光线，并进行混光处理。

4.如权利要求3所述的投影装置，其特征在于，所述全内反射棱镜组包括：

第一棱镜；以及

第二棱镜，所述第一棱镜的斜面和所述第二棱镜的斜面相对设置，且两个斜面之间相互间隔。

5.如权利要求4所述的投影装置，其特征在于，所述第一棱镜和所述第二棱镜均为直角棱镜。

6.如权利要求3所述的投影装置，其特征在于，所述合光元件为一个X棱镜，所述全内反射棱镜组的出光面与所述X棱镜的直角面对应。

7.如权利要求6所述的投影装置，其特征在于，所述X棱镜包括四个相同的合光直角棱镜，相邻的所述合光直角棱镜的斜面相互胶合。

8.如权利要求3所述的投影装置，其特征在于，所述光源组设有至少三个，所述全内反射棱镜组沿预设路径分布，所述合光元件包括：

分色镜，设有多个，多个所述分色镜依次设于相邻的所述全内反射棱镜组的出光侧，所述全内反射棱镜组与所述分色镜的数量之差为一；以及

反射镜，设于位于所述预设路径另一端的所述全内反射棱镜组的出光侧，并用于反射对应的所述全内反射棱镜组出射的光线；

位于所述预设路径一端的所述分色镜用于透过对应的所述全内反射棱镜组出射的光线；其余所述分色镜用于反射对应的所述全内反射棱镜组出射的光线，并用于透过由所述反射镜反射的或由所述全内反射棱镜组反射的光线；位于所述预设路径一端的所述分色镜还用于反射透过相邻所述分色镜的光线。

9.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，与同一个所述光源组对应的所述主数字微反射镜的尺寸大于所述辅助数字微反射镜的尺寸。

10.放映机，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一项所述的投影装置。

Images