聚光模组及具有该聚光模组的DLP微投影机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种聚光模组及具有该聚光模组的DLP微投影机，该聚光模组包括光积分转换组件、第一聚光透镜、RTIR组合棱镜和DMD光调制器；其中，第一聚光透镜设置于标准光束的光路上，用于聚合标准光束，第一聚光透镜的中心轴线与标准光束的主光轴之间的夹角为预设角度α，第一聚光透镜包括偏心设置的第一自由曲面和第二自由曲面，第一自由曲面的法线和第二自由曲面的法线之间的偏心位移为预设长度L。该第一聚光透镜的第一自由曲面和第二自由曲面的法线之间存在偏心位移，从而使得DMD光调制器上形成的光斑边沿更清晰，不易出现彩色色边，并且提升了照射到DMD光调制器两侧的光线的对称性和光线重合度的一致性。

【技术实现步骤摘要】
聚光模组及具有该聚光模组的DLP微投影机
本技术涉及光学投影装置
，尤其涉及一种聚光模组及具有该聚光模组的DLP微投影机。
技术介绍
目前的微型投影光学引擎大多采用的是美国德州仪器(TI)公司的DLP技术，其主要图像和光线控制器件一般称为DMD光调制器。它是一种反射率极高的微型反射镜阵列，需要配合照明光学系统和投影光学系统将通常使用的R、G、B三原色构成的画面转换成我们人眼易见的投影画面。而考虑到微型投影需要做到结构小巧，光效最佳，业内通常使用阵列透镜和一具有透镜表面的RTIR组合棱镜(通常称为RTIR组合棱镜)配合尺寸小巧的R、G、B三原色LED来完成对DMD光调制器的照明配光。但是，现有技术中使用阵列透镜和一具有透镜表面的RTIR组合棱镜配合尺寸小巧的R、G、B三原色LED来完成DMD光调制器照明配光的照明系统存在有如下几种技术问题或者技术缺点：其一，不能很好地控制大角度光线的入射，造成照明系统入射到DMD光调制器的光线角度与镜头可以接收的光线角度难以完全匹配；其二，由于该系统存在着非对称的RTIR组合棱镜，采用如上提到的两种照明系统构架难以完全保证照射到DMD光调制器两侧的光线的对称性，也即影响到整个投影画面两侧的光照度均匀性；其三，由于该系统存在着非对称的RTIR组合棱镜，现有的照明系统构架难以完全保证照射到DMD光调制器两侧的不同颜色(指R、G、B三原色)的光线的重合度一致，从而导致整个投影画面两侧容易出现彩色色边。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种聚光模组及具有该聚光模组的DLP微投影机，以解决现有的DLP微投影机中，RTIR组合棱镜存在着不对称性，倒导致DMD光调制器两侧的照明强度不对称，出现色边的问题为了解决上述问题，本技术提供了一种聚光模组，其包括：光积分转换组件，用于接收照明准直光束，并将所述照明准直光束转换为标准光束后再发出；第一聚光透镜，设置于所述标准光束的光路上，用于聚合所述标准光束，所述第一聚光透镜的中心轴线与所述标准光束的主光轴之间的夹角为预设角度α，所述第一聚光透镜包括偏心设置的第一自由曲面和第二自由曲面，所述第一自由曲面的法线和第二自由曲面的法线之间的偏心位移为预设长度L；RTIR组合棱镜，设置于所述标准光束的光路上，所述标准光束穿过所述第一聚光透镜后照射至所述RTIR组合棱镜，所述RTIR组合棱镜用于调整所述标准光束的光路形状；DMD光调制器，邻近所述RTIR组合棱镜设置，接收穿过所述RTIR组合棱镜的标准光束，并将所述标准光束转换为影像光束后，发射至所述RTIR组合棱镜，所述RTIR组合棱镜还用于耦合所述标准光束的光路和所述影像光束的光路，并将所述影像光束反射至外部。作为本技术的进一步改进，所述光积分转换组件包括依次设置的阵列透镜、第二聚光透镜和反射镜，所述照明准直光束照射至所述阵列透镜，经所述阵列透镜转换为标准光束，所述标准光束经所述第二聚光透镜聚合后，照射至所述反射镜上，所述反射镜用于调整所述标准光束的光路方向。作为本技术的进一步改进，所述第一聚光透镜为模压注塑成型的塑料一体成型的非球面透镜。作为本技术的进一步改进，以所述主光轴为轴线，所述预设角度α的取值范围为：-45°≤α≤45°。作为本技术的进一步改进，所述预设长度L的取值范围为：0mm<L≤20mm。作为本技术的进一步改进，所述RTIR组合棱镜包括补偿棱镜和等腰直角棱镜，所述补偿棱镜的斜边和所述等腰直角棱镜的斜边胶合，且胶合面设有一薄的空气间隙，所述影像光束照射至所述等腰直角棱角的斜边，在所述空气间隙的作用下实现全反射。为了解决上述问题，本技术还提供了一种DLP微投影仪，其包括照明准直与合光模组、镜头和上述任一项所述的聚光模组，所述照明准直与合光模组发出的照明准直光束照射至所述聚光模组，所述聚光模组接收所述照明准直光束并将其转换为影像光束并发射至所述镜头，所述镜头用于将所述影像光束投射至外部。作为本技术的进一步改进，所述照明准直与合光模组包括第一二向色镜片、第二二向色镜片、第一光源、第二光源、第三光源，以及分别与所述第一光源、所述第二光源、所述第三光源对应设置的第一准直透镜组、第二准直透镜组、第三准直透镜组，所述第一二向色镜片和所述第二二向色镜片呈“八”字型设置，所述第一光源发出的光平行于所述镜头且穿过所述第一二向色镜片照射至所述聚光模组，所述第二光源发出的光垂直于所述镜头且穿过所述第二二向色镜片照射至所述第一二向色镜片，经所述第一二向色镜片反射至所述聚光模组，所述第三光源发出的光照射至所述第二二向色镜片，经所述第二二向色镜片反射至所述第一二向色镜片，再经所述第一二向色镜片反射至所述聚光模组。作为本技术的进一步改进，所述照明准直与合光模组还包括中继透镜，所述中继透镜设置于所述第一二向色镜片和所述第二二向色镜片之间，且位于所述第二光源和所述第三光源发出的光的光路上。作为本技术的进一步改进，所述第一光源、所述第二光源和所述第三光源分别发出红光、绿光和蓝光中的一种。相比于现有技术，本技术公开的聚光模组通过RTIR组合棱镜配合包括第一自由曲面和第二自由曲面，且第一自由曲面和第二自由曲面存在偏心位移的第一聚光透镜正向补偿和调制光束，从而提高照射至DMD光调制器上的光束的对称性，并调整光束的入射角度，进一步提升光效，还降低了DMD光调制器两侧不同颜色的光线的重合度不一致性，避免了投影画面两侧出现彩色色边，提升了用户体验。附图说明图1为本技术聚光模组一种实施例的结构示意图。图2为本技术聚光模组的第一聚光透镜的参数示意图。图3为本技术第一聚光透镜存在偏心位移时的光路对比图。图4为本技术第一聚光透镜存在偏心位移时的局部光斑形状对比图。图5为本技术DLP微投影机一种实施例的结构示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术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技术，并不用来限定本技术。图1展示了本技术聚光模组的从而一种实施例。该聚光模组用于DLP微投影机，在本实施例中，如图1所示，该聚光模组包括光积分转换组件1、第一聚光透镜2、RTIR组合棱镜3和DMD光调制器4。光积分转换组件1用于接收照明准直光束，并将照明准直光束转换为标准光束后再发出。第一聚光透镜2设置于标准光束的光路上，用于聚合标准光束。其中，如图2所示，第一聚光透镜2的中心轴线与标准光束的主光轴之间的夹角为预设角度α，第一聚光透镜包括偏心设置的第一自由曲面21和第二自由曲面22，第一自由曲面21的法线和第二自由曲面22的法线之间的偏心位移为预设长度L。RTIR组合棱镜3设置于标准光束的光路上，标准光束穿过第一聚光透镜2后照射至RTIR组合棱镜3，该RTIR组合棱镜3用于调整标准光束的形状。DMD光调制器4邻近RTIR组合棱镜3设置，接收穿过RTIR组合棱镜3的标准光束，并将标准光束转换为影像光束后，发射至RTIR组合棱镜3，RTIR组合棱镜3还用于耦合标准光束的光路和影像光束的光路，并将影像光束反射至外部。本实施例中，第一自由曲面21和第二自由曲面22可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚光模组，其特征在于，其包括：光积分转换组件，用于接收照明准直光束，并将所述照明准直光束转换为标准光束后再发出；第一聚光透镜，设置于所述标准光束的光路上，用于聚合所述标准光束，所述第一聚光透镜的中心轴线与所述标准光束的主光轴之间的夹角为预设角度α，所述第一聚光透镜包括偏心设置的第一自由曲面和第二自由曲面，所述第一自由曲面的法线和第二自由曲面的法线之间的偏心位移为预设长度L；RTIR组合棱镜，设置于所述标准光束的光路上，所述标准光束穿过所述第一聚光透镜后照射至所述RTIR组合棱镜，所述RTIR组合棱镜用于调整所述标准光束的形状；DMD光调制器，邻近所述RTIR组合棱镜设置，接收穿过所述RTIR组合棱镜的标准光束，并将所述标准光束转换为影像光束后，发射至所述RTIR组合棱镜，所述RTIR组合棱镜还用于耦合所述标准光束的光路和所述影像光束的光路，并将所述影像光束反射至外部。

【技术特征摘要】
1.一种聚光模组，其特征在于，其包括：光积分转换组件，用于接收照明准直光束，并将所述照明准直光束转换为标准光束后再发出；第一聚光透镜，设置于所述标准光束的光路上，用于聚合所述标准光束，所述第一聚光透镜的中心轴线与所述标准光束的主光轴之间的夹角为预设角度α，所述第一聚光透镜包括偏心设置的第一自由曲面和第二自由曲面，所述第一自由曲面的法线和第二自由曲面的法线之间的偏心位移为预设长度L；RTIR组合棱镜，设置于所述标准光束的光路上，所述标准光束穿过所述第一聚光透镜后照射至所述RTIR组合棱镜，所述RTIR组合棱镜用于调整所述标准光束的形状；DMD光调制器，邻近所述RTIR组合棱镜设置，接收穿过所述RTIR组合棱镜的标准光束，并将所述标准光束转换为影像光束后，发射至所述RTIR组合棱镜，所述RTIR组合棱镜还用于耦合所述标准光束的光路和所述影像光束的光路，并将所述影像光束反射至外部。2.根据权利要求1所述的聚光模组，其特征在于，所述光积分转换组件包括依次设置的阵列透镜、第二聚光透镜和反射镜，所述照明准直光束照射至所述阵列透镜，经所述阵列透镜转换为标准光束，所述标准光束经所述第二聚光透镜聚合后，照射至所述反射镜上，所述反射镜用于调整所述标准光束的光路方向。3.根据权利要求1所述的聚光模组，其特征在于，所述第一聚光透镜为一体成型的非球面透镜。4.根据权利要求1所述的聚光模组，其特征在于，以所述主光轴为轴线，所述预设角度α的取值范围为：-45°≤α≤45°。5.根据权利要求1所述的聚光模组，其特征在于，所述预设长度L的取值范围为：0mm<L≤20mm。6.根据权利要求1所述的聚光模组，其特征在于，所述RTI...

【专利技术属性】
技术研发人员：张芬，刘海朋，
申请(专利权)人：深圳市大象投影显示技术有限责任公司，
类型：新型
国别省市：广东,44