CN111367135A - 一种dlp投影仪光源循环回收系统 - Google Patents

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卢芳志
张金南
林资程
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Abstract

本发明公开了一种DLP投影仪光源循环回收系统，包括发光单元、光源光学处理系统、DMD微镜片和镜头，所述发光单元、光源光学处理系统、DMD微镜片和镜头依次设置于出光光路上，其特征在于，所述DMD微镜片下部设置有第一棱镜片和第二棱镜片，所述第二棱镜片的反射光路上依次固定设置有两个反射镜。本发明将DMD微镜片没有作为显示的光源再重新反射引导到实心导光柱或空心内部表面为镜面的光棒,并且利用导光柱及光棒的特性,把回收的光源在导光柱或光棒里面与新的光源重新经过多次折射后把光源混合均匀化继续使用,再重新回到DMD微镜片反射到镜头,此方式可以增加光源输出到镜头的亮度进而增加画面亮度。

Description

一种DLP投影仪光源循环回收系统
技术领域
本发明属于投影显示技术领域，尤其涉及一种DLP投影仪光源循环回收系统。
背景技术
目前传统DLP投影仪所使用的光源为包含了各式灯泡及LED光源及激光灯类型的发光源,如图1为目前DLP投影光路图,光源由发光单元产生照明光之后到凸透镜或菲涅尔镜片,然后透过色轮上的荧光粉产生RGB三原色,然后通过凹透镜到DMD微镜片把画面所需要的光源反射投到镜头做焦距的调整及画面的输出。
目前DLP投影仪所使用的DMD微镜片,DMD微镜片为一种微型影像显示元件,由微型可倾斜镜片构成,一个镜片代表为一个画素,其工作方式为光源投射进来后由预定微镜片两个倾斜角度为ON跟OFF,ON 的时候为把要显示的画面反射光源到镜头,OFF的时候其光源会反射到吸光模块把多余的光吸收掉不能让这些光源折射到镜头里影响显示的效果,因此光源输出到DMD微镜片,透过每个画素的开关及控制灰阶的光通量来达到画面的显示,然而OFF的状态下这些光源都是浪费掉的,也影响到投影仪整体的亮度。因此，提高投影仪亮度是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种DLP投影仪光源循环回收系统,包括发光单元、光源光学处理系统、DMD微镜片和镜头，所述发光单元、光源光学处理系统、DMD微镜片和镜头依次设置于出光光路上，其特征在于，所述DMD微镜片下部设置有第一棱镜片和第二棱镜片，所述第二棱镜片的反射光路上依次固定设置有两个反射镜。
进一步的方案为，所述发光单元包括各式灯泡或LED光源或激光灯。
进一步的方案为，所述光源光学处理系统包括沿出光光路依次固定设置的集光镜、色轮、三角棱镜、反射镜、导光柱、集光镜和凹凸镜。
进一步的方案为，所述集光镜为凸透镜或菲涅尔镜片。
进一步的方案为，所述导光柱为实心导光柱结构或空心内部表面为镜面的光棒结构。
进一步的方案为，DMD微镜片由微型可倾斜镜片构成，所述倾斜镜片的倾斜角度分为ON和OFF。
进一步的方案为，出光光路流程为：
S1:发光单元产生光源；
S2：光路通过凸透镜或菲涅尔镜片；
S3：光路通过色轮产生RGB三原色；
S4：光路反射到导光柱，在导光柱内形成均匀化光源；
S5：光路通过凸透镜或菲涅尔镜片；
S6：DMD微镜片判断ON或OFF，倾斜角度为ON时，光源折射到镜头，倾斜角度为OFF时，通过反射镜将光路反射到导光柱，重复S4。
本发明的有益效果为：本发明用于DLP投影仪的DMD微镜片应用上,把DMD微镜片没有作为显示的光源再重新反射引导到实心导光柱或空心内部表面为镜面的光棒,并且利用导光柱及光棒的特性,把回收的光源在导光柱或光棒里面与新的光源重新经过多次折射后把光源混合均匀化继续使用,再重新回到DMD微镜片反射到镜头,此方式可以增加光源输出到镜头的亮度进而增加画面亮度。
附图说明
图1：光学系统流程示意图简图；
图2：使用玻璃或光学等级的塑料制作成的棱镜片把光源引导到 DMD架构示意图；
图3：整体架构光路示意图；
图4：光源循环回收系统出光光路流程图；
图5：DMD微镜片设定工作ON光路示意图；
图6：DMD微镜片设定工作OFF光路示意图；
图7：实心导光柱或空心内部表面微镜面的光棒光路示意图；
图8：反光镜及导光柱光路示意图；
图9：导光柱结构示意图；
附图标记说明：1发光单元、2集光镜、3色轮、4三角棱镜、5 反射镜、6导光柱、7凹透镜、8DMD微镜片、9第一棱镜片、10第二棱镜片、11镜头。
具体实施方式
下面将结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1和图2所示，本发明提供了一种DLP投影仪光源循环回收系统,包括发光单元1、光源光学处理系统、DMD微镜片8和镜头 11，其中发光单元1、光源光学处理系统、DMD微镜片8和镜头11依次设置于出光光路上，DMD微镜片8下部设置有第一棱镜片9和第二棱镜片10，第二棱镜片10的反射光路上依次固定设置有两个反射镜 5。
发光单元1所使用的光源为产生照明的光源包含了各式灯泡及 LED光源及激光灯类型的发光源,光源产生照明光后进入光学处理系统,光学处理系统会作一个光源均匀化及产生RGB照明光,然后再往 DMD微镜片8照射,DMD微镜片8接收画面讯号处理通过ON及OFF来控制每个画素微镜片倾斜角度,ON的时候会把光源折射到镜头 11,OFF的时候会再把光源折射到回光学处理系统重新回收再往DMD 微镜片8照射,以此方式达到原本没有用到的光源再次利用。
如图2所示，发光单元1产生照明的光源之后到集光镜2先作集光,然后光源会通过色轮3产生RGB三原色,之后经反射镜5把光源反射到导光柱6,照明光会在导光柱6里面经过多次的折射以此方式把光源形成为均匀化光源,之后再经过集光镜2再透过凹透镜7到第一棱镜片9里面,而在第一棱镜片9里面的内壁面构成全反射把光源折射出去,之后到DMD微镜片8,如图5和图6所示，DMD微镜片8接收画面讯号后会判断处理每个镜片为ON或OFF,ON的时候DMD微镜片8 折射光源光路会以垂直的方式进入第一棱镜然后再穿过第二菱镜片到镜头11做焦距的调整及画面的输出,而OFF的时候DMD微镜片8向左倾斜,此时没有作为显示的光源会穿过第一棱镜片9到第二棱镜片 10里面,并且于第二棱镜片10的内壁构成全反射折射出去,之后再透过反射镜5折射光源,会再把没有作为显示的光源折射到回收重新回到导光柱6,回收的光源会在导光柱6里面与新的光源重新经过多次折射后并且把光源均匀化继续使用。
DMD微镜片8设定工作ON光路示意图如图5所示,当DMD微镜片 8收到讯号为ON的时候,DMD微镜片8向入射光的方向倾斜,把光源折射于垂直Y轴方向,而DMD微镜片8设定工作OFF光路示意图如图6 所示,当DMD微镜片8收到讯号为OFF的时候,DMD微镜片8向入射光的反方向倾斜,把光源折射于另一个方向。
如图7所示，照明光源会在导光柱6里面形成多重折射方式把新的发光源产生的光源及DMD微镜片8OFF的无效光源透过折射回收再一起做均匀化利用,此方式可以增加光源的利用率。
如图8所示，导入导光柱6的反射方式可以用三角棱镜4和反射镜5组合的方式打把光源引导至导光柱6。
如图9所示，导光柱6的形状可以为圆柱形,圆锥形,四角柱形, 四角锥形,其功用都是使光源在内部折射,使光源均匀化。
实施例2
在实施例1的基础上，对光路构架做进一步调整，如图3所示，发光单元1产生照明的光源之后到集光镜2先作集光,然后光源会通过色轮3产生RGB三原色,之后经反射镜5把光源反射到导光柱6,照明光会在导光柱6里面经过多次的折射以此方式把光源形成为均匀化光源,之后再经过集光镜2再透过凹透镜7到DMD微镜片8,如图5 和图6所示，DMD微镜片8接收画面讯号后会判断处理每个镜片为ON 或OFF,ON的时候DMD微镜片8折射光源光路会以垂直的方式进入镜头11做焦距的调整及画面的输出,而OFF的时候DMD微镜片8向左倾斜,此时没有作为显示的光源会透过反射镜5进行两次反射光源,把没有作为显示的光源折射到回收重新回到导光柱6,回收的光源会在导光柱6里面与新的光源重新经过多次折射后并且把光源均匀化继续使用。
需要强调的是，在本实施例中，集光镜2为凸透镜或菲涅尔镜片，导光柱6为实心导光柱结构或空心内部表面为镜面的光棒结构。
如图4所示，在本实施例中，出光光路流程为：发光单元1产生光源，光路通过凸透镜或菲涅尔镜片，再通过色轮3产生RGB三原色；将光路反射到导光柱6，在导光柱6内形成均匀化光源；均匀的光源通过凸透镜或菲涅尔镜片投射到DMD微镜片8，DMD微镜片8判断ON 或OFF，当倾斜角度为ON时，光源折射到镜头11，倾斜角度为OFF 时，通过反射镜5将光路反射到导光柱6，回收的光源会在导光柱6 里面与新的光源重新经过多次折射后并且把光源均匀化继续使用，进而增加了光源输出到镜头11的亮度以达到增加画面亮度的目的。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种DLP投影仪光源循环回收系统，包括发光单元、光源光学处理系统、DMD微镜片和镜头，所述发光单元、光源光学处理系统、DMD微镜片和镜头依次设置于出光光路上，其特征在于，所述DMD微镜片下部设置有第一棱镜片和第二棱镜片，所述第二棱镜片的反射光路上依次固定设置有两个反射镜。
2.根据权利要求1所述的一种DLP投影仪光源循环回收系统，其特征在于，所述发光单元包括各式灯泡或LED光源或激光灯。
3.根据权利要求1所述的一种DLP投影仪光源循环回收系统，其特征在于，所述光源光学处理系统包括沿出光光路依次固定设置的集光镜、色轮、三角棱镜、反射镜、导光柱、集光镜和凹凸镜。
4.根据权利要求3所述的一种DLP投影仪光源循环回收系统，其特征在于，所述集光镜为凸透镜或菲涅尔镜片。
5.根据权利要求3所述的一种DLP投影仪光源循环回收系统，其特征在于，所述导光柱为实心导光柱结构或空心内部表面为镜面的光棒结构。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种DLP投影仪光源循环回收系统，其特征在于，DMD微镜片由微型可倾斜镜片构成，所述倾斜镜片的倾斜角度分为ON和OFF。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种DLP投影仪光源循环回收系统，其特征在于，出光光路流程为：
S1:发光单元产生光源；
S2：光路通过凸透镜或菲涅尔镜片；
S3：光路通过色轮产生RGB三原色；
S4：光路反射到导光柱，在导光柱内形成均匀化光源；
S5：光路通过凸透镜或菲涅尔镜片；
S6：DMD微镜片判断ON或OFF，倾斜角度为ON时，光源折射到镜头，倾斜角度为OFF时，通过反射镜将光路反射到导光柱，重复S4。
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CN114563899A (zh) * 2022-01-24 2022-05-31 中国计量大学 一种高对比度、高光能利用率的dlp投影系统
CN114690518A (zh) * 2020-12-25 2022-07-01 中强光电股份有限公司 照明系统及投影装置

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