反射型光学引擎制造技术

本实用新型专利技术涉及便携式微型投影机，公开了一种反射型光学引擎。本实用新型专利技术中，在两个物镜所必须保持的间隔距离中放置偏振分光镜，以共用空间，既维持了两个物镜之间所需的间隔距离，同时也节约了空间，从而减少了光学引擎的体积。还可以将物镜中的一个或多个透镜与偏振分光镜进行一体化成型，以提高光学引擎组装的精度。通过将偏振分光镜与光调制器之间的光学元件与偏振分光镜进行一体化成型，能够将液晶光阀布置得更加接近偏振分光镜。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及便携式微型投影机，特别涉及便携式微型投影机的微型 化技术。
技术介绍
为了将相对于手掌还要小的便携式微型投影机或者对笔记本等设备进 行嵌入式设计的投影仪进行实用化，就需要开发出体积小的投影机用光学引 擎。传统的反射型光学引擎的结构如图1所示，其中10R为红光源，10G 为绿光源，10B为蓝光源，20为漫射体，30为光束整形器，40为物镜，50R、 50G和50B为红、绿和蓝的分色镜，60为光调制器，70为投射透镜，80 为偏振分光镜(Polarizing Beam Splitter,简称"PBS")。为了减少反射 型光学引擎的体积，就要将光学引擎系统的结构进行简化。但是将光源射出的光入射到形成图象的光调制器之前，必须要将光束的 形状进行转换，以适应光调制器有效区域的形状。起到这种作用的元件，就 叫做光束整形器(Beamshaper)。为了将通过光束整形器的有效图象的面 光源大小调整到比有效区域略微大一点的面积，就需要两张物镜。到达光调 制器的面光源面积，是由光束整形器和这两张物镜之间的距离来决定的。如何将到达光调制器的面光源面积有效地调整到所需的面积，是影响光 学引擎效率高低的重要因素。但是，为了达到以上效果，需要三种光学元件 (光束整形器和两张物镜)按照一定的间隔距离排位，这就造成了光学引 体积的增加。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种反射型光学引擎，能够减少光学引擎的 体积。为解决上述技术问题，本技术的实施方式提供了一种反射型光学引擎，包括至少一个光源；光调制器，利用光源发出的光生成图象； 投射透镜，对光调制器所生成的图象进行放大投射； 偏振分光镜，位于光调制器和投射投镜之间；物镜，包括至少两个透镜，用于对要进入光调制器的光线进行集束，物 镜中至少有一个透镜安装在偏振分光镜的光源一侧，并且至少有一个透镜安 装在偏振分光镜的光调制器一侧。本技术实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于在两个物镜所必须保持的间隔距离中放置偏振分光镜，以共用空间，既 维持了两个物镜之间所需的间隔距离，同时也节约了空间，从而减少了光学 引擎的体积。此外，安装在偏振分光镜的光调制器一侧的透镜同时可以起到 投射透镜的第一块透镜的作用，这样可以从必须由多个透镜组成的投射透镜 中省掉一个透镜，达到了缩小投射透镜体积的作用，从而进一步减少了光学引擎的体积。进一步地，通过将物镜中的一个或多个透镜与偏振分光镜进行一体化成 型，可以提高光学引擎组装的精度。进一步地，通过将偏振分光镜与光调制器之间的光学元件与偏振分光镜 进行一体化成型，能够将液晶光阀更加接近偏振分光镜来布置，从而进一步减少了光学引擎的体积，此外，组装光学引擎时的对准会变得简单，因为只 需将光调制器对偏振分光镜进行对准，操作更容易。进一步地，通过在光源和光调制器之间引入光束整形器，可以将光源射 出的光束整形成适应光调制器的入射面形状，从而提高光效率。进一步地，光束整形器的两面都构成了复眼透镜，从而以有限的体积提 高了光束整形的效果。附图说明图1是传统的反射型光学引擎的简略示意图； 图2是本技术第一实施方式中反射型光学引擎的概略图； 图3是本技术第二实施方式中反射型光学引擎的概略图； 图4是本技术第三实施方式中反射型光学引擎的概略图； 图5是本技术第四实施方式中反射型光学引擎的概略图。具体实施方式在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细 节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于 以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保 护的技术方案。为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对 本技术的实施方式作进一步地详细描述。本技术第一实施方式涉及一种反射型光学引擎，其结构如图2所示。该反射型光学引擎包括R光源(10R), G光源(10G)， B光源(10B),分色镜50R、 40G、 50B，漫射体(20 ),光束整形器(30 )，物镜(40-1, 40-2),光调制器(60),投射透镜(70),偏振分光镜(80),其中R 代表红色，G代表绿色，B代表蓝色。R/G/B光源依次照射R/G/B光，具体地说，4巴照射一个帧的时间设为T, T/3的时间照射R光源，接着的T/3的时间照射G光源，再接着的T/3时间 照射B光源。可以理解，光源也可以按照其它顺序依次照射，如B/G/R等。虽然本实施方式中使用了三个激光光源，但本技术并不限于激光光 源，光源的数目也不限于三个。例如，在本技术的其它一些实施方式中， 可以使用发光二级管(Light Emitting Diode,简称"LED")光源，或者激 光与LED的混合光源。光源也可以是一个，或者其它的数目。三个光源(10R， 10G, 10B)被各自的分色镜50R， 50G， 50B反射或 是透射到漫射体(20)。分色镜50G起到反射G光源(从10G照射出的绿色激光)并让剩余光 线透过的作用，分色镜50G也可以使用能够将普通可视光线全部予以反射的 一般镜子。分色镜50R起到反射R光源(从10R照射出的红色激光)、通 过剩余波长范围的光线的作用，分色镜50B起到反射R光源(从10B照射 出的蓝色激光)通过剩余波长范围光线的作用。漫射体(20)垂直于光轴振动，因此通过漫射体(20)的时候，光的随 机性(Randomness)会得到增加。这种漫射体，是为了消除激光特有的激 光散斑(Speckle)而设置的装置，用以减少激光光线的连贯性(Coherence)特征来达到减少激光散斑的目的。通过漫射体(20)的光会通过光束整形器(BeamShaper)以转变光束 形状。本实施方式中，光束整形器(30)是复眼透镜，该复眼透镜的表面有多 个小型透镜体以矩阵形式排列，光束整形器(30)的作用是将光源射出的光束整形成适应光调制器的入射面形状，从而提高光效率。在使用激光光源的本实施方式中，光束整形器由多个小透镜体组成，直径80-500um，从而使光束更容易整形。这是因为小型透镜的直径小于80um 的话会因为激光的连贯性在光束里产生格子紋路，并且在现有技术下很难制 做出比80um还小的光滑面的透镜构造。直径变大的话光束整形器的效果会 减弱，得不到超小型光学引擎所需的均匀光源，所以用500um以下为好。各小透镜体由多种不同大小的小透镜混合组成，从而使激光散斑得以减少。小透镜体形状与光调制器有效区域的形状一致，从而使光损失降到最低。在本技术的其它实施方式中，光束整形器也可以不由复眼透镜构 成，而是只由一个或两个小透镜构成。本实施方式中，光束整形器(30)在两面都构成了复眼透镜，在两面成 型的多个小型透镜体分别一~"~对应，从而以有限的体积提高了光束整形的效 果。在本技术的其它实施方式中，也可以使用2枚单面复眼透镜。物镜(40-1， 40-2)是将经过光束整形器整形的光线进行集束的透镜， 一般由两个透镜组成，通过调节两个透镜之间的距离可以达到更加准确的聚 焦。光调制器(60)是指将入射的光线进行选择性通过、阻断或改变光径来 形成影像图片的元件。光调制器(60)的典型实例有数字微镜器件(Digital Mic本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反射型光学引擎，包括：　至少一个光源；　光调制器，利用所述光源发出的光生成图象；　投射透镜，对所述光调制器所生成的图象进行放大投射；　偏振分光镜，位于所述光调制器和投射投镜之间；　物镜，包括至少两个透镜，用 于对要进入所述光调制器的光线进行集束；　其特征在于，所述物镜中至少有一个透镜安装在所述偏振分光镜的光源一侧，并且至少有一个透镜安装在所述偏振分光镜的光调制器一侧。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林伦辰，李东珍，金城守，
申请(专利权)人：上海三鑫科技发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[]