CN214252741U - 一种基于双dmd的光路系统及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于双DMD的光路系统及电子设备，该光路系统采用两个DMD器件进行图像拼接，也就是说，使得两片DMD器件调制的图像通过调节，在成像面进行拼接对齐，进而形成一幅完整的图像。由于采用两个DMD器件，因此输出功率可以达到单个DMD的两倍，从而使得该系统能够适用于需要大功率的场合。

Description

一种基于双DMD的光路系统及电子设备

技术领域

本实用新型涉及光学显微技术领域，更具体地说，涉及一种基于双DMD的光路系统及电子设备。

背景技术

DMD(Digital Micro-Mirror Device，数字微镜器件)是一种由多个高速数字式光反射开光组成的阵列。具体的，DMD是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。将物体成像于DMD器件上，通过DMD器件的像素级可控特性及其高速的翻转频率，再将每个像点依次扫描到探测器上，实现白天对可见光条件下物体的高速被动式点扫描成像。或，加入适当光源还可实现主动式扫描成像。

通俗点讲，DMD是光开关的一种，其利用旋转反射镜实现光开关的开合。近年来，DMD的应用越来越广泛，已经广泛应用于投影显示、数字曝光和数字3D打印等领域。

但是，现有的光路系统大多采用单个DMD器件进行光调制，由于单个DMD器件可承受的光功率有限，因此，导致单DMD器件的光路系统无法实现更高亮度、更高功率的输出，那么在需要大功率和/或高亮度的场合下严重受限。

实用新型内容

有鉴于此，为解决上述问题，本实用新型提供一种基于双DMD的光路系统及电子设备，技术方案如下：

一种基于双DMD的光路系统，所述光路系统包括：第一TIR棱镜、第二TIR棱镜、第一DMD器件以及第二DMD器件；

其中，所述第一TIR棱镜用于对入射光束中的第一部分光束进行处理，以入射至所述第一DMD器件；

所述第一DMD器件用于对所述第一部分光束进行调制，并通过所述第一TIR棱镜入射至所述第二TIR棱镜；

所述第一TIR棱镜还用于对所述入射光束中的第二部分光束进行处理，入射至所述第二TIR棱镜；

所述第二TIR棱镜用于对所述第二部分光束进行处理，以入射至所述第二DMD器件；

所述第二DMD器件用于对所述第二部分光束进行调制，并通过所述第二TIR棱镜输出；

所述第二TIR棱镜还用于将调制后的第一部分光束进行处理，与调制后的第二部分光束共同输出。

优选的，在上述光路系统中，所述光路系统还包括：光源；

所述光源用于输出所述入射光束。

优选的，在上述光路系统中，所述光路系统还包括：第一调整单元；

所述第一调整单元用于对所述入射光束进行整形，以调整入射至所述第一TIR棱镜的入射角度。

优选的，在上述光路系统中，所述第一调整单元包括：光棒以及第一中继透镜组；

所述光棒用于对所述入射光束进行匀化处理；

所述第一中继透镜组用于对匀化处理后的光束进行整形，以调整入射至所述第一TIR棱镜的入射角度。

优选的，在上述光路系统中，所述光路系统还包括：第二调制单元；

所述第二调制单元用于对所述第一TIR棱镜输出的光束进行整形，以调整入射至所述第二TIR棱镜的入射角度。

优选的，在上述光路系统中，所述第二调制单元至少包括：第二中继透镜组。

优选的，在上述光路系统中，所述光源为激光光源、LED光源或汞灯光源。

优选的，在上述光路系统中，所述光路系统还包括：镜头：

所述镜头用于将所述第二TIR棱镜输出的光信息入射至成像面上。

一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括上述任一项所述的光路系统。

优选的，在上述电子设备中，所述电子设备包括激光直写设备或投影设备。

相较于现有技术，本实用新型实现的有益效果为：

本实用新型提供的一种基于双DMD的光路系统，包括：第一TIR棱镜、第二TIR棱镜、第一DMD器件以及第二DMD器件；所述第一TIR棱镜用于对入射光束中的第一部分光束进行处理，以入射至所述第一DMD器件；所述第一DMD器件用于对所述第一部分光束进行调制，并通过所述第一TIR棱镜入射至所述第二TIR棱镜；所述第一TIR棱镜还用于对所述入射光束中的第二部分光束进行处理，入射至所述第二TIR棱镜；所述第二TIR棱镜用于对所述第二部分光束进行处理，以入射至所述第二DMD器件；所述第二DMD器件用于对所述第二部分光束进行调制，并通过所述第二TIR棱镜输出；所述第二TIR棱镜还用于将调制后的第一部分光束进行处理，与调制后的第二部分光束共同输出。

即本实用新型采用两个DMD器件进行图像拼接，也就是说，使得两片DMD器件调制的图像通过调节，在成像面进行拼接对齐，进而形成一幅完整的图像。由于采用两个DMD器件，因此输出功率可以达到单个DMD的两倍，从而使得该系统能够适用于需要大功率的场合。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种基于双DMD的光路系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种基于双DMD的光路系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的又一种基于双DMD的光路系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的又一种基于双DMD的光路系统的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的又一种基于双DMD的光路系统的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的又一种基于双DMD的光路系统的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的又一种基于双DMD的光路系统的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的一种双DMD器件位置调整的原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参考图1，图1为本实用新型实施例提供的一种基于双DMD的光路系统的结构示意图。

所述光路系统包括：第一TIR棱镜11、第二TIR棱镜15、第一DMD器件14以及第二DMD器件16；

其中，所述第一TIR棱镜11用于对入射光束中的第一部分光束12进行处理，以入射至所述第一DMD器件14；

所述第一DMD器件14用于对所述第一部分光束12进行调制，并通过所述第一TIR棱镜11入射至所述第二TIR棱镜15；

所述第一TIR棱镜11还用于对所述入射光束中的第二部分光束13进行处理，入射至所述第二TIR棱镜15；

所述第二TIR棱镜15用于对所述第二部分光束13进行处理，以入射至所述第二DMD器件16；

所述第二DMD器件16用于对所述第二部分光束13进行调制，并通过所述第二TIR棱镜15输出；

所述第二TIR棱镜15还用于将调制后的第一部分光束12进行处理，与调制后的第二部分光束13共同输出。

在该实施例中，如图1所示，将所述入射光束划分为两路光束为例进行说明。所述第一部分光束12和所述第二部分光束13首先通过所述第一TIR棱镜11的一个透射区域入射到一个反射区域内，经过该反射区域对这两部分光束进行反射处理，将第一部分光束12反射至另一个透射区域，进而将第一部分光束12入射至第一DMD器件14，该第一部分光束12通过所述第一DMD器件14进行调制。

所述第二部分光束13被反射至另一反射区域，再次反射，入射至所述第二TIR棱镜15。

被所述第一DMD器件14调制后的第一部分光束12也入射至所述第二TIR棱镜15。

调制后的第一部分光束12和所述第二部分光束13首先通过所述第二TIR棱镜15的一个透射区域入射到一个反射区域内，经过该反射区域对这两部分光束进行反射处理，将所述第二部分光束13反射至另一个透射区域，进而将所述第二部分光束13入射至第二DMD器件15，该第二部分光束13通过所述第二DMD器件15进行调制。

被所述第一DMD器件14调制后的第一部分光束12，以及被所述第二DMD器件16调制后的第二部分光束13，最终被输出。

也就是说，入射光束中的第一部分光束12只通过第一DMD器件14进行调制，第二部分光束13不会入射至第一DMD器件13的有效区域；同理，入射光束中的第二部分光束13只通过第二DMD器件16进行调制，第一部分光束12不会入射至第二DMD器件16的有效区域。

即，在图像处理阶段，需要将图像切分成2份进行拼接，需要精确到每个像素。

需要说明的是，所述第一部分光束12需要全部覆盖所述第一DMD器件14的区域，所述第二部分光束13需要全部覆盖所述第二DMD器件16的区域，避免出现对应像素点没有光的现象，进而提高图像的显示效果。

进一步的，基于本实用新型上述实施例，参考图2，图2为本实用新型实施例提供的另一种基于双DMD的光路系统的结构示意图。

所述光路系统还包括：光源17；

所述光源17用于输出所述入射光束。

在该实施例中，所述光源17包括但不限定为激光光源、LED光源或汞灯光源。

进一步的，基于本实用新型上述实施例，参考图3，图3为本实用新型实施例提供的又一种基于双DMD的光路系统的结构示意图。

所述光路系统还包括：第一调整单元18；

所述第一调整单元18用于对所述入射光束进行整形，以调整入射至所述第一TIR棱镜11的入射角度。

在该实施例中，由于光线入射到DMD器件上的角度，决定了最终图像成像的景深，那么为了增大景深，通过第一调整单元18对所述入射光束进行整形，以调整入射至所述第一TIR棱镜11的入射角度，尽可能的减小入射角，以达到所需的效果。

进一步的，基于本实用新型上述实施例，参考图4，图4为本实用新型实施例提供的又一种基于双DMD的光路系统的结构示意图。

所述第一调整单元18包括：光棒181以及第一中继透镜组182；

所述光棒181用于对所述入射光束进行匀化处理；

所述第一中继透镜组182用于对匀化处理后的光束进行整形，以调整入射至所述第一TIR棱镜11的入射角度。

在该实施例中，所述光源17输出的光束经过耦合之后，全部进入所述光棒181内，光线在光棒181内不断发射反射进而匀化光线，之后进入所述第一中继透镜组182，对光线进行整形，控制输出角度，即调整入射至所述第一TIR棱镜11的入射角度。

进一步的，基于本实用新型上述实施例，参考图5，图5为本实用新型实施例提供的又一种基于双DMD的光路系统的结构示意图。

所述光路系统还包括：第二调制单元19；

所述第二调制单元19用于对所述第一TIR棱镜11输出的光束进行整形，以调整入射至所述第二TIR棱镜15的入射角度。

在该实施例中，可选的，参考图6，图6为本实用新型实施例提供的又一种基于双DMD的光路系统的结构示意图。所述第二调制单元19至少包括：第二中继透镜组191。

进一步的，基于本实用新型上述实施例，参考图7，图7为本实用新型实施例提供的又一种基于双DMD的光路系统的结构示意图。

所述光路系统还包括：镜头20：

所述镜头20用于将所述第二TIR棱镜15输出的光信息入射至成像面上。

在该实施例中，经过所述第一DMD器件14调制后的光信息，以及经过所述第二DMD器件16调制后的光信息，通过所述镜头20进行输出。

参考图8，图8为本实用新型实施例提供的一种双DMD器件位置调整的原理示意图。

为了使得经过镜头20成像后的两个图像完全拼接在一起，需要对其中一个DMD器件的位置进行二维方向的调整，包括但不限定于通过机械固定装置实现。

进一步的，基于图7所示的一种基于双DMD的光路系统，可以根据光波长针对性的在相对应的光学元件上设置增透膜、反射膜等辅助膜层。

进一步的，基于本实用新型上述全部实施例，在本实用新型另一实施例中还提供了一种电子设备。

在该实施例中，所述电子设备包括但不限定于激光直写设备或投影设备。

以上对本实用新型所提供的一种基于双DMD的光路系统及电子设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素，或者是还包括为这些过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于双DMD的光路系统，其特征在于，所述光路系统包括：第一TIR棱镜、第二TIR棱镜、第一DMD器件以及第二DMD器件；

其中，所述第一TIR棱镜用于对入射光束中的第一部分光束进行处理，以入射至所述第一DMD器件；

所述第一DMD器件用于对所述第一部分光束进行调制，并通过所述第一TIR棱镜入射至所述第二TIR棱镜；

所述第一TIR棱镜还用于对所述入射光束中的第二部分光束进行处理，入射至所述第二TIR棱镜；

所述第二TIR棱镜用于对所述第二部分光束进行处理，以入射至所述第二DMD器件；

所述第二DMD器件用于对所述第二部分光束进行调制，并通过所述第二TIR棱镜输出；

所述第二TIR棱镜还用于将调制后的第一部分光束进行处理，与调制后的第二部分光束共同输出。

2.根据权利要求1所述的光路系统，其特征在于，所述光路系统还包括：光源；

所述光源用于输出所述入射光束。

3.根据权利要求1所述的光路系统，其特征在于，所述光路系统还包括：第一调整单元；

所述第一调整单元用于对所述入射光束进行整形，以调整入射至所述第一TIR棱镜的入射角度。

4.根据权利要求3所述的光路系统，其特征在于，所述第一调整单元包括：光棒以及第一中继透镜组；

所述光棒用于对所述入射光束进行匀化处理；

所述第一中继透镜组用于对匀化处理后的光束进行整形，以调整入射至所述第一TIR棱镜的入射角度。

5.根据权利要求1所述的光路系统，其特征在于，所述光路系统还包括：第二调制单元；

所述第二调制单元用于对所述第一TIR棱镜输出的光束进行整形，以调整入射至所述第二TIR棱镜的入射角度。

6.根据权利要求5所述的光路系统，其特征在于，所述第二调制单元至少包括：第二中继透镜组。

7.根据权利要求2所述的光路系统，其特征在于，所述光源为激光光源、LED光源或汞灯光源。

8.根据权利要求1所述的光路系统，其特征在于，所述光路系统还包括：镜头：

所述镜头用于将所述第二TIR棱镜输出的光信息入射至成像面上。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1-8任一项所述的光路系统。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括激光直写设备或投影设备。

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