專(zhuān)利名稱(chēng):微型投影光學(xué)模組及移動(dòng)設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】為克服現(xiàn)有技術(shù)中DLP投影機(jī)結(jié)構(gòu)不夠緊湊的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種微型投影光學(xué)模組及使用該光學(xué)模組的移動(dòng)設(shè)備。一種微型投影光學(xué)模組，包括光源系統(tǒng)、光路折返組件、勻光組件、匯聚組件、DMD光調(diào)制器及投影系統(tǒng)；其中，所述光路折返組件設(shè)置在所述光源系統(tǒng)與DMD光調(diào)制器之間的光路上。采用本實(shí)用新型實(shí)施例提供的微型投影光學(xué)模組，在其光路中設(shè)置光路折返組件、勻光組件和匯聚組件，可有效精簡(jiǎn)其光學(xué)模組的體積，使其結(jié)構(gòu)更加緊湊。
【專(zhuān)利說(shuō)明】微型投影光學(xué)模組及移動(dòng)設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型投影顯示領(lǐng)域，尤其指微型投影光學(xué)模組及使用該光學(xué)模組的移動(dòng)設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]DMD (英文全稱(chēng):Digital Micromirror Device，中文全稱(chēng):數(shù)字微鏡裝置)是美國(guó)德州儀器公司開(kāi)發(fā)的光線(xiàn)調(diào)制器件，其通過(guò)控制反射率極高的微型反射鏡陣列，配合光源系統(tǒng)和投影系統(tǒng)能投射出由三原色(RGB)構(gòu)成的畫(huà)面，使用此器件的投影機(jī)一般稱(chēng)為DLP(英文全稱(chēng):Digital Light Processing，中文全稱(chēng):數(shù)字光處理技術(shù))投影機(jī)。該技術(shù)比使用液晶技術(shù)的投影機(jī)在流明亮度，視頻影像顯示及對(duì)比度方面都顯示出很大的優(yōu)越性。
[0003]一般DLP投影機(jī)的光源系統(tǒng)一般采用三光源合光形成三色光，比如如圖1所示公開(kāi)的一種現(xiàn)有光源系統(tǒng)，其包括綠光源組件lg、紅光源組件Ir和藍(lán)光源組件lb，三者呈L形分布，藍(lán)光源組件Ib出射的藍(lán)光光路分別垂直于紅光源組件Ir出射的紅光光路以及綠光源組件Ig發(fā)出的綠光光路。并通過(guò)兩片濾光片a來(lái)實(shí)現(xiàn)合光的功能，同時(shí)，由于三路光的光程不同，存在光程較長(zhǎng)的光路光能利用效率較低的問(wèn)題，因此一般在綠光和藍(lán)光光束之前的中繼透鏡b，被用來(lái)保持綠光和藍(lán)光的光效率在遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)不降低。也有三色光源呈品字形分布的方式。
[0004]現(xiàn)有的DLP投影機(jī)相對(duì)于液晶型投影機(jī)來(lái)說(shuō)，其尺寸已經(jīng)顯著減小，然而，相對(duì)而言，現(xiàn)有DLP投影機(jī)結(jié)構(gòu)仍然不夠緊湊，還可以進(jìn)一步精簡(jiǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為克服現(xiàn)有技術(shù)中DLP投影機(jī)結(jié)構(gòu)仍然不夠緊湊的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種微型投影光學(xué)模組及使用該光學(xué)模組的移動(dòng)設(shè)備。
[0006]本實(shí)用新型一方面提供了一種微型投影光學(xué)模組，包括光源系統(tǒng)、光路折返組件、勻光組件、匯聚組件、DMD光調(diào)制器及投影系統(tǒng)；
[0007]所述勻光組件設(shè)置在所述光源系統(tǒng)的出射光路上；
[0008]所述匯聚組件設(shè)置在所述勻光組件的出射光路上；
[0009]所述DMD光調(diào)制器設(shè)置在所述匯聚組件的出射光路上；
[0010]所述投影系統(tǒng)設(shè)置在所述DMD光調(diào)制器的出射光路上，將經(jīng)所述DMD光調(diào)制器調(diào)制后的圖像信號(hào)放大出射；
[0011]其中，所述光路折返組件設(shè)置在所述光源系統(tǒng)與DMD光調(diào)制器之間的光路上。
[0012]采用本實(shí)用新型提供的微型投影光學(xué)模組，在其光路中設(shè)置光路折返組件、勻光組件和匯聚組件，可有效精簡(jiǎn)其光學(xué)模組的體積，使其結(jié)構(gòu)更加緊湊。
[0013]優(yōu)選地，所述光源系統(tǒng)包括綠光源組件、紅光源組件、藍(lán)光源組件及合光組件；
[0014]所述綠光源組件、所述紅光源組件及所述藍(lán)光源組件呈品字形分布在所述合光組件外側(cè)；所述綠光源組件發(fā)出的綠光、所述紅光源組件發(fā)出的紅光及所述藍(lán)光源組件發(fā)出的藍(lán)光經(jīng)合光組件合成為三色光出射。其綠光源組件、紅光源組件和藍(lán)光源組件至合光組件的光路光程相同，無(wú)需再增加中繼透鏡，其結(jié)構(gòu)更加緊湊，可以實(shí)現(xiàn)較高光通量的輸出，提高了微型投影光學(xué)模組光能利用效率。
[0015]優(yōu)選地，所述綠光源組件、所述紅光源組件及所述藍(lán)光源組件各自均包含發(fā)光芯片及準(zhǔn)直鏡組；所述發(fā)光芯片安裝在PCB板上；所述準(zhǔn)直鏡組設(shè)置在所述發(fā)光芯片的出射光路上。
[0016]優(yōu)選地，所述合光組件為呈“X”形交叉設(shè)置的二片二向色濾光片。
[0017]優(yōu)選地，所述光路折返組件為一個(gè)以上的反射鏡或者反射棱鏡。
[0018]優(yōu)選地，所述勻光組件為復(fù)眼透鏡系統(tǒng)。
[0019]優(yōu)選地，所述匯聚系統(tǒng)包括若干匯聚透鏡。
[0020]優(yōu)選地，所述DMD光調(diào)制器包括微顯示面板及TIR棱鏡。
[0021]優(yōu)選地，所述光源系統(tǒng)安裝于金屬散熱框中。其散熱效果更好。
[0022]本實(shí)用新型實(shí)施例第二方面提供了一種移動(dòng)設(shè)備，其上包括有所述的微型投影光學(xué)模組。
[0023]采用本實(shí)用新型實(shí)施例提供的移動(dòng)設(shè)備，其上設(shè)置有所述的微型投影光學(xué)模組，由于微型投影光學(xué)模組在其光路中設(shè)置光路折返組件、勻光組件和匯聚組件，可有效精簡(jiǎn)其光學(xué)模組的體積，使其結(jié)構(gòu)更加緊湊。

【附圖說(shuō)明】

[0024]圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的光源組件；
[0025]圖2是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中提供的微型投影光學(xué)模組原理框圖；
[0026]圖3是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中提供的光源系統(tǒng)原理框圖；
[0027]圖4是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中提供的微型投影光學(xué)模組示意圖；
[0028]圖5是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中提供的微型投影光學(xué)模組結(jié)構(gòu)安裝于金屬散熱框架中結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]其中，1、光源系統(tǒng)；2、光路折返組件；3、勻光組件；4、匯聚組件；5、DMD光調(diào)制器；6、投影系統(tǒng)；7、框架；10、合光組件；11、發(fā)光芯片；12、PCB板；13、準(zhǔn)直鏡組；21、第一反射鏡；22、第二反射鏡；lb、藍(lán)光源組件；lg、綠光源組件；lr、紅光源組件；41、第一匯聚透鏡；42、第二匯聚透鏡；50、TIR棱鏡(或全反射棱鏡)；51、微顯不面板；a、濾光片；b、中繼透鏡；61、正光焦度透鏡組；62、負(fù)光焦度透鏡組。

【具體實(shí)施方式】
[0030]為了使本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0031]實(shí)施例1
[0032]本例提供了一種微型投影光學(xué)模組，如圖2所示，包括光源系統(tǒng)1、光路折返組件2、勻光組件3、匯聚組件4、DMD光調(diào)制器5及投影系統(tǒng)6 ;
[0033]所述勻光組件3設(shè)置在所述光學(xué)系統(tǒng)的出射光路上；
[0034]所述匯聚組件4設(shè)置在所述勻光組件3的出射光路上；
[0035]所述DMD光調(diào)制器5設(shè)置在所述匯聚組件4的出射光路上；
[0036]所述投影系統(tǒng)6設(shè)置在所述DMD光調(diào)制器5的出射光路上，將經(jīng)所述DMD光調(diào)制器5調(diào)制后的圖像信號(hào)放大出射；
[0037]其中，所述光路折返組件2設(shè)置在所述光源系統(tǒng)I與DMD光調(diào)制器5之間的光路上。
[0038]具體地，如圖3、圖4所示，本例所說(shuō)的光源系統(tǒng)I包括綠光源組件lg、紅光源組件Ir、藍(lán)光源組件Ib及合光組件10 ；
[0039]所述綠光源組件lg、所述紅光源組件Ir及所述藍(lán)光源組件Ib呈品字形分布在所述合光組件10外側(cè)；所述綠光源組件Ig發(fā)出的綠光、所述紅光源組件Ir發(fā)出的紅光及所述藍(lán)光源組件Ib發(fā)出的藍(lán)光經(jīng)合光組件10合成為三色光出射。其綠光源組件lg、紅光源組件Ir和藍(lán)光源組件Ib至合光組件10的光路光程相同，無(wú)需再增加中繼透鏡，其結(jié)構(gòu)更加緊湊，可以實(shí)現(xiàn)較高光通量的輸出，提高了微型投影光學(xué)模組光能利用效率。
[0040]具體的，如圖4所示，所述綠光源組件lg、所述紅光源組件Ir及所述藍(lán)光源組件Ib各自均包含發(fā)光芯片11及準(zhǔn)直鏡組13 ;只是不同的發(fā)光芯片11設(shè)有不同顏色的發(fā)光二極管(英文簡(jiǎn)稱(chēng):LED)上發(fā)出的光顏色不同。所述發(fā)光芯片11安裝在PCB板12上；所述準(zhǔn)直鏡組13設(shè)置在所述發(fā)光芯片11的出射光路上，用于來(lái)接收LED光源近朗伯體光源并將光線(xiàn)均勻化，使得光線(xiàn)被準(zhǔn)直為發(fā)散角小于15度以下近似平行光。本例中的準(zhǔn)直鏡組13可以為兩個(gè)彎月形的正透鏡，也可以采用平凸透鏡或者雙凸透鏡組成。其數(shù)量也可以為兩個(gè)以上。
[0041]其中，如圖4所示，所述合光組件10為呈“X”形交叉設(shè)置的二片二向色濾光片a。優(yōu)選其中一片反射紅光，通過(guò)藍(lán)綠光，另一片反射藍(lán)光，通過(guò)紅綠光，其中一片需要分成兩個(gè)部分進(jìn)行粘接。這樣，可以將紅、綠、藍(lán)合成為一束光。
[0042]關(guān)于其所述光路折返組件2，其所起作用是將光路反射，可以通過(guò)光路多次折返，起到將光路縮小在較小體積內(nèi)的作用，其可以為一個(gè)以上的反射鏡或者反射棱鏡。關(guān)于反射鏡或者反射棱鏡的具體位置，并不特別限定，只要設(shè)置在光源系統(tǒng)I和DMD光調(diào)制器5之間的光路上即可，所述光路折返組件2反射的反射面與光源系統(tǒng)I的主光軸的角度，并不特另幌定，優(yōu)選的選擇45度，比如可以為圖4中所示的第一反射鏡21，還可以進(jìn)一步設(shè)置第二反射鏡22。當(dāng)然，并不局限于上述反射鏡或反射棱鏡的具體位置和個(gè)數(shù)，可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。
[0043]其中，所述勻光組件3為復(fù)眼透鏡系統(tǒng)。用來(lái)對(duì)光路進(jìn)行均勻化處理，其一般可以包括一個(gè)以上的微透鏡陣列，比如兩塊在光路上順序平行防止的微透鏡陣列，兩微透鏡陣列之間可以通過(guò)透明實(shí)體(如平板玻璃)整合為一體，也可以分立。
[0044]其中，所述匯聚系統(tǒng)包括所述匯聚系統(tǒng)包括若干匯聚透鏡。具體的，本例中包括兩片匯聚透鏡:第一匯聚透鏡41和第二匯聚透鏡42。其中，圖中所示的，第二反射鏡22設(shè)置在該兩片匯聚透鏡之間。作為另一種理解方式，也可以將該第二反射鏡22理解成匯聚系統(tǒng)的一部分。其中，該第二反射鏡22介于2片聚光透鏡中間，擺放角度(指反射鏡與入射光光軸之間的夾角)介于45度?60度之間，優(yōu)選的在50度?55度之間。
[0045]其中，所述DMD光調(diào)制器5包括微顯示面板51及TIR棱鏡50 (又稱(chēng)全反射棱鏡)。本例中的TIR棱鏡50包括梯形棱鏡和三角形棱鏡，其中梯形棱鏡的斜邊和三角形棱鏡的斜邊相貼合。微顯示面板51設(shè)置于該三角形棱鏡的出射光路上，將該TIR棱鏡50的出射光路的光調(diào)制出攜帶圖像信號(hào)的圖像光，然后輸出給投影系統(tǒng)6，其為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，不再贅述。
[0046]其中，如圖5所示，上述光源系統(tǒng)1、光路折返組件2、勻光組件3、匯聚組件4、DMD光調(diào)制器5及投影系統(tǒng)6均被安裝于框架7中，上述框架7可以為一體式，也可以為分體式，其優(yōu)選為金屬框架，金屬框架的散熱性更好，具體地，本例采用分體式的框架7，包括一金屬散熱框和一塑膠框，所述光源系統(tǒng)I安裝于該金屬散熱框中，而其余部分則安裝在塑膠框中，通過(guò)具有高導(dǎo)熱性能的金屬散熱框?qū)⒓t綠藍(lán)三色光源組件連接起來(lái)，形成方形的外形，金屬散熱框中內(nèi)表面和安裝發(fā)光芯片11的PCB板12可采用導(dǎo)熱硅脂材料連接。如此，一方面可以起到理想的散熱效果，同時(shí)，其成本也相對(duì)較低。
[0047]其中，如圖4所示，所述投影系統(tǒng)6為反遠(yuǎn)距結(jié)構(gòu)形式的物鏡；其包括正光焦度透鏡組61和負(fù)光焦度透鏡組62，前后兩組分開(kāi)，可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)的后工作距離和大視場(chǎng)角的特征。該投影系統(tǒng)6可采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的技術(shù)，不再贅述。
[0048]采用本例提供的微型投影光學(xué)模組，在其光路中設(shè)置光路折返組件2、勻光組件3和匯聚組件4，可有效精簡(jiǎn)其光學(xué)模組的體積，使其結(jié)構(gòu)更加緊湊。
[0049]實(shí)施例2
[0050]本提供了一種移動(dòng)設(shè)備，其上包括有實(shí)施例1中所述的微型投影光學(xué)模組。由于微型投影光學(xué)模組在實(shí)施例1中已經(jīng)做了具體解釋說(shuō)明，而移動(dòng)設(shè)備的其余部分，本申請(qǐng)并不對(duì)其做出改進(jìn)，只是利用本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的技術(shù)。因此不再贅述。關(guān)于該移動(dòng)設(shè)備，可以是筆記本電腦、平板電腦、手機(jī)、播放器、游戲機(jī)、移動(dòng)硬盤(pán)等。
[0051]采用本例提供的移動(dòng)設(shè)備，其上設(shè)置有所述的微型投影光學(xué)模組，由于微型投影光學(xué)模組在其光路中設(shè)置光路折返組件2、勻光組件3和匯聚組件4，可有效精簡(jiǎn)其光學(xué)模組的體積，使其結(jié)構(gòu)更加緊湊。
[0052]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種微型投影光學(xué)模組，其特征在于，包括光源系統(tǒng)、光路折返組件、勻光組件、匯聚組件、DMD光調(diào)制器及投影系統(tǒng)； 所述勻光組件設(shè)置在所述光源系統(tǒng)的出射光路上； 所述匯聚組件設(shè)置在所述勻光組件的出射光路上； 所述DMD光調(diào)制器設(shè)置在所述匯聚組件的出射光路上； 所述投影系統(tǒng)設(shè)置在所述DMD光調(diào)制器的出射光路上，將經(jīng)所述DMD光調(diào)制器調(diào)制后的圖像信號(hào)放大出射； 其中，所述光路折返組件設(shè)置在所述光源系統(tǒng)與DMD光調(diào)制器之間的光路上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型投影光學(xué)模組，其特征在于，所述光源系統(tǒng)包括綠光源組件、紅光源組件、藍(lán)光源組件及合光組件； 所述綠光源組件、所述紅光源組件及所述藍(lán)光源組件呈品字形分布在所述合光組件外側(cè)；所述綠光源組件發(fā)出的綠光、所述紅光源組件發(fā)出的紅光及所述藍(lán)光源組件發(fā)出的藍(lán)光經(jīng)合光組件合成為三色光出射。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微型投影光學(xué)模組，其特征在于，所述綠光源組件、所述紅光源組件及所述藍(lán)光源組件各自均包含發(fā)光芯片及準(zhǔn)直鏡組；所述發(fā)光芯片安裝在PCB板上；所述準(zhǔn)直鏡組設(shè)置在所述發(fā)光芯片的出射光路上。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微型投影光學(xué)模組，其特征在于，所述合光組件為呈“X”形交叉設(shè)置的二片二向色濾光片。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微型投影光學(xué)模組，其特征在于，所述光路折返組件為一個(gè)以上反射鏡或者反射棱鏡。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微型投影光學(xué)模組，其特征在于，所述勻光組件為復(fù)眼透鏡系統(tǒng)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微型投影光學(xué)模組，其特征在于，所述匯聚系統(tǒng)包括若干匯聚透鏡。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微型投影光學(xué)模組，其特征在于，所述DMD光調(diào)制器包括微顯示面板及TIR棱鏡。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的微型投影光學(xué)模組，其特征在于，所述光源系統(tǒng)被安裝于金屬散熱框中。10.一種移動(dòng)設(shè)備，其特征在于，其上包括有如權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的微型投影光學(xué)模組。
【文檔編號(hào)】G02B17-08GK204287715SQ201420706883
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