一种DLP投影机光学引擎系统技术方案

本实用新型专利技术涉及投影机技术领域，尤其涉及一种DLP投影机光学引擎系统。该系统采用平行于DMD光阀的棱镜出射面成45°角处放置平面反射镜，使光束在经过TIR棱镜后在45°角放置的平面反射镜上发生一次反射，使光路折转，降低了光学引擎的高度。本实用新型专利技术利用平面反射镜的反射原理改变光束传播方向，并未对原有光路产生任何影响，却可以有效改善DLP投影机光学引擎高度限制整机小型化的难题，对产品的外观美观和市场竞争力都有很大提升。

An optical engine system for DLP projector

The utility model relates to the technical field of projectors, in particular to an optical engine system of a DLP projector. In this system, a plane reflector is placed at the 45 degree angle of the prism plane parallel to the DMD light valve, which makes a reflection on the plane reflector placed at the angle of 45 degrees after the TIR prism, making the optical path turning and reducing the height of the optical engine. The utility model uses the reflection principle of the plane reflector to change the direction of the beam propagation, and does not have any influence on the original optical path, but it can effectively improve the difficulty of the optical engine height of the DLP projector to restrict the miniaturization of the whole machine, and greatly improve the appearance of the product and the market competitiveness.

【技术实现步骤摘要】
一种DLP投影机光学引擎系统
本技术涉及投影机
，尤其涉及一种DLP投影机光学引擎系统。
技术介绍
目前DLP投影机的照明与成像方案主要有两种，第一种是不采用棱镜的非远心镜头方案，此种方案的优点是结构简单，所需元件少，并且对比度高，但是投射出的画面亮度分布不均匀，光能利用率低，并且投影镜头与光学引擎之间的装配精度要求严格,目前此种方案大多数只应用于低端廉价投影机。第二种方案是使用TIR棱镜和物方远心镜头组成投影机照明与成像系统，此种方案必须搭配TIR棱镜使用，系统的成本和体积相应的增加，但是画面均匀性高，光能利用率高，光学引擎和投影镜头之间的位置匹配要求宽松，二者可以单独设计，简化了系统设计难度并提高了部品选择的自由度。在中高端DLP投影机中，主要应用第二种照明与成像方案，这种方案的DLP投影机光学原理如图1所示：光源1发出的光束经过光学引擎壳体2中的匀光棒3，匀光后依次通过第一透镜4和第二透镜5，到达平面反射镜6，被平面反射镜6反射后透过第一TIR棱镜7的表面a，之后到达第一TIR棱镜7的表面b，第一TIR棱镜7结构如图2所示，第二TIR棱镜8结构如图3所示，由于第一TIR棱镜7的表面b与第二TIR棱镜8的表面d之间存在很薄的空气层，而且从第一TIR棱镜7表面a入射到第一TIR棱镜7表面b的光束角度大于全反射临界角，第一TIR棱镜7的玻璃材料折射率大于空气，因此经过第一TIR棱镜7表面a的光束在第一TIR棱镜7表面b上发生全反射,后透过第一TIR棱镜7表面c到达DMD光阀9，DMD光阀9上的微反射镜有ON和OFF两种工作状态，对于ON的工作状态，DMD光阀9上的微反射镜将透过第一TIR棱镜7表面c的光束反射，由于入射角度小于全反射临界角，光束依次透过第一TIR棱镜7表面c、第一TIR棱镜7表面b、第二TIR棱镜8表面d、第二TIR棱镜8表面e后到达物方远心投影镜头11，后将光束投射到屏幕上；对于OFF的工作状态，DMD光阀9的微反射镜通过另一个角度将透过第一TIR棱镜7表面c的光束反射，由于入射角度也小于全反射临界角，光束依次透过第一TIR棱镜7表面c、第一TIR棱镜7表面b、第二TIR棱镜8表面d、第二TIR棱镜8表面e后到达光学引擎壳体2的表面，被壳体表面所吸收。DLP投影机现在在人们的工作与娱乐生活中越来越普及，但是现有的中高端DLP投影机大多体积笨重，重量较大，不仅运输与移动性能较差，更重要的是庞大的机身使整个产品的美观性大打折扣。
技术实现思路
由于某些中高端DMD光阀的照明光束只能以斜下方一个固定的角度入射，因此对棱镜和平面反射镜的位置有特殊的要求，造成了现有DLP投影机光学引擎高度过高从而导致体积过大的问题。为解决上述问题，本技术的技术方案是：一种DLP投影机光学引擎系统，包括光学引擎壳体2，以及其内部依次顺次排列设置的匀光棒3、第一透镜4、第二透镜5、第一平面反射镜6、第一TIR棱镜7、第二TIR棱镜8、DMD光阀9；其中第一TIR棱镜7包括表面a、表面b和表面c，第二TIR棱镜8包括表面d、表面e和表面f，第一TIR棱镜7的表面b与第二TIR棱镜8的表面d的四边贴合，且设置于DMD光阀9上方，其特征在于，第一棱镜7的表面c、第二棱镜8的表面e和DMD光阀9三者保持水平方向平行放置，与第二TIR棱镜8的e表面成45°夹角设置第二平面反射镜10。所述的第一TIR棱镜7的表面b与第二TIR棱镜8的表面d的四边贴合，采用光学胶将第一TIR棱镜7的表面b与第二TIR棱镜8的表面d的四边粘合在一起，两个表面中间有很薄的一层空气层。本技术的原理是：光源1发出的光束经过光学引擎壳体2中的匀光棒3匀光后依次通过第一透镜4和第二透镜5，到达平面反射镜6，被平面反射镜6反射后透过第一TIR棱镜7的表面a，之后到达第一TIR棱镜7的表面b，由于第一TIR棱镜7的表面b与第二TIR棱镜8的表面d之间存在很薄的空气层，而且从第一TIR棱镜7表面a入射到第一TIR棱镜7表面b的光束角度大于全反射临界角，第一TIR棱镜7的玻璃材料折射率大于空气，因此经过第一TIR棱镜7表面a的光束在第一TIR棱镜7表面b上发生全反射，然后透过第一TIR棱镜7表面c到达DMD光阀9，DMD光阀9上的微反射镜有ON和OFF两种工作状态，对于ON的工作状态，DMD光阀9上的微反射镜将透过第一TIR棱镜7表面c的光束反射，由于入射角度小于全反射临界角，光束依次透过第一TIR棱镜7表面c、第一TIR棱镜7表面b、第二TIR棱镜8表面d后垂直到达第二TIR棱镜8表面e，透过第二TIR棱镜8表面e后被第二平面反射镜10反射至水平方向传播到物方远心镜头11，后将光束投射到屏幕上。对于OFF的工作状态，DMD光阀9的微反射镜通过另一个角度将透过第一TIR棱镜7表面c的光束反射，由于入射角度也小于全反射临界角，光束依次透过第一TIR棱镜7表面c、第一TIR棱镜7表面b、第二TIR棱镜8表面d、第二TIR棱镜8表面e后到达光学引擎壳体2的表面，被壳体表面所吸收。本技术系统通过设置一块与第二TIR棱镜8的表面e成45°夹角的平面反射镜，对由DMD光阀9工作状态ON反射来的光束进行反射，达到折转光路，压缩光学引擎高度的目的。与现有技术相比，本技术的有益效果是：采用平行于DMD光阀的棱镜出射面成45°角处放置平面反射镜，使光束在经过TIR棱镜和DMD光阀后，在45°角放置的平面反射镜上发生一次反射，使光路折转，降低了光学引擎的高度。本技术利用平面反射镜的反射原理改变光束传播方向，并未对原有光路产生任何影响，却可以有效改善DLP投影机光学引擎高度限制整机小型化的难题，对产品的外观美观和市场竞争力都有很大提升。附图说明为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1、为
技术介绍
DLP投影机照明与成像系统光学原理的示意图；图2为图1中第一TIR棱镜结构示意图；图3为图1中第二TIR棱镜结构示意图；图4为本技术实施例DLP投影机小型化光学引擎的结构示意图；图5为图4中第一TIR棱镜结构示意图；图6图4中第二TIR棱镜结构示意图；图7为
技术介绍
和本技术中光学引擎高度对比示意图。图中：1、光源，2、光学引擎壳体，3、匀光棒，4第一透镜，5、第二透镜，6、第一平面反射镜，7、第一TIR棱镜，8、第二TIR棱镜，9、DMD光阀，10、第二平面反射镜，11、物方远心投影镜头。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术做进一步详细的说明。实施例1如图4所示，一种DLP投影机光学引擎系统，包括光学引擎壳体2，以及其内部依次顺次排列设置的匀光棒3、第一透镜4、第二透镜5、第一平面反射镜6、第一TIR棱镜7、第二TIR棱镜8、DMD光阀9和第二平面反射镜10。其中，如图5所示，第一TIR棱镜7包括表面a、表面b和表面c，如图6所示，第二TIR棱镜8包括表面d、表面e和表面f；第一TIR棱镜7的表面b与第二TIR棱镜8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种DLP投影机光学引擎系统，该系统包括光学引擎壳体，以及其内部依次顺次排列设置的匀光棒、第一透镜、第二透镜、第一平面反射镜、第一TIR棱镜、第二TIR棱镜和DMD光阀；其中第一TIR棱镜包括表面a、表面b和表面c，第二TIR棱镜包括表面d、表面e和表面f，第一TIR棱镜的表面b与第二TIR棱镜的表面d的四边贴合，且设置于DMD光阀上方，其特征在于，第一棱镜的表面c、第二棱镜的表面e和DMD光阀三者保持水平方向平行放置，与第二TIR棱镜的e表面成45°夹角设置第二平面反射镜。

【技术特征摘要】
1.一种DLP投影机光学引擎系统，该系统包括光学引擎壳体，以及其内部依次顺次排列设置的匀光棒、第一透镜、第二透镜、第一平面反射镜、第一TIR棱镜、第二TIR棱镜和DMD光阀；其中第一TIR棱镜包括表面a、表面b和表面c，第二TIR棱镜包括表面d、表面e和表面f，第一TIR棱镜的表面b与第二TIR棱镜的表面d的四边贴合，且设置于DMD光阀上方，其特征在于，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨思文，孔维成，孙阳，付瑶，陈易，廖明慧，马常伟，
申请(专利权)人：中国华录集团有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁,21