一种棱镜系统及具有该棱镜系统的投影仪技术方案

本发明专利技术提供了一种棱镜系统及投影仪，所述棱镜系统包括与菱形DMD芯片耦合且具有三个竖直平面的等腰棱镜；所述等腰棱镜，用于将接收到的入射光进行全反射后输出至所述菱形DMD芯片，并根据菱形DMD芯片的控制，将菱形DMD芯片输出的反射光输出不同角度的光束。还提供一种棱镜系统，所述棱镜系统包括与菱形DMD芯片耦合且具有三个竖直平面的等腰直角棱镜；所述等腰直角棱镜，用于将接收到的入射光输出至所述菱形DMD芯片，并根据菱形DMD芯片的控制，对菱形DMD芯片的反射光进行全反射后输出不同角度的光束。该棱镜系统及投影仪能与菱形DMD芯片匹配以实现投影。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种棱镜系统及具有该棱镜系统的投影仪。
技术介绍
LED (Light Emitting Diode，发光二极管)微型投影机具有效率高、对比度好、寿命长等优点，在微投市场中具有很重要的地位。目前LED微型投影机主要采用传统的DMD(Digital Micro mirror Device,数字微镜元件)芯片(正交DMD芯片)结合棱镜系统来实现投影的，在传统的DMD芯片中采用正交像素阵列来产生1280 X 720的图像，每ー个微反射镜单元的旋转轴与芯片的长边形成的夹角为45°，即微反射镜单元被专用于显示器件上的一个图形像素，但是为了实现更高的分辨率且同步降低系统成本，新型的DMD芯 片采用菱形像素排列方式，为菱形DMD芯片，即微反射镜单元相对于传统的DMD芯片而言被旋转了45°，使得每ー个微反射镜单元的旋转轴与芯片的长边形成的夹角为90°，使得现有的棱镜系统就无法与新型的菱形DMD芯片匹配，从而无法实现投影。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中存在的棱镜系统就无法与新型的菱形DMD芯片匹配而无法实现投影的问题，提供一种能与菱形DMD芯片匹配以实现投影且结构简单的棱镜系统以及具有该棱镜系统的投影仪。本专利技术提供ー种棱镜系统，所述棱镜系统包括与菱形DMD芯片耦合且具有三个竖直平面的等腰棱镜； 所述等腰棱镜，用于将接收到的入射光进行全反射后输出至所述菱形DMD芯片，井根据菱形DMD芯片的控制,将菱形DMD芯片反射光输出不同角度的光束。本专利技术还提供ー种投影仪，包括光源，光处理单元，菱形DMD芯片、投影透镜以及上述的棱镜系统； 光源，用于产生和输出光束； 光处理单元，用于对从光源输出的光束进行处理并输出入射光； 棱镜系统，用于接收光处理单元输出的入射光并进行全反射后输出； 菱形DMD芯片，与棱镜系统耦合，用于接收棱镜系统输出的入射光，并对该入射光进行反射，以及控制该反射光在棱镜系统内的输出方向； 投影透镜，用于接收棱镜系统输出的反射光，并将该反射光输出至屏幕。本专利技术还提供第二种棱镜系统，所述棱镜系统包括与菱形DMD芯片I耦合且具有三个竖直平面的等腰直角棱镜； 所述等腰直角棱镜，用于将接收到的入射光输出至所述菱形DMD芯片，井根据菱形DMD芯片的控制，对菱形DMD芯片的反射光进行全反射后输出不同角度的光束。本专利技术还提供另ー种投影仪，包括光源，光处理单元，菱形DMD芯片，投影透镜以及上述第二种棱镜系统；光源，用于产生和输出光束； 光处理单元，用于对从光源输出的光束进行处理并输出入射光； 棱镜系统，用于接收光处理单元输出的入射光并进行全反射后输出； 菱形DMD芯片，与棱镜系统耦合，用于接收棱镜系统输出的入射光，并对该入射光进行反射，以及控制该反射光在棱镜系统内的输出方向； 投影透镜，用于接收棱镜系统输出的反射光，并将该反射光输出至屏幕。本专利技术的棱镜系统与现有技术相比，棱镜系统仅包括単一棱镜，入射光通过该棱镜系统后输出至菱形DMD芯片，当菱形DMD芯片接收到该入射光后，会对其接收的入射光进行反射，由于菱形DMD芯片具有开和关的两种状态，当菱形DMD芯片处于两种不同的状态时，菱形DMD芯片输出的反射光的角度也会不同,菱形DMD芯片输出的反射光经过该棱镜系统，该棱镜系统会根据接收的反射光的角度而输出不同角度的光束，同时该棱镜系统具有三个竖直平面，使得该棱镜系统的平面与入射光的角度是一定的，因此当入射光以一定的角度进入该棱镜系统时，该棱镜系统根据菱形DMD芯片的两种状态只会输出两种不同角度的反射光，使得菱形DMD芯片能与该棱镜系统匹配。使用単一棱镜便可以实现菱形DMD芯片的匹配，因此该棱镜系统结构简单，且光路也更加简单，折射或者反射的次数都減少，从而减小光能的损失，进ー步提高光能的利用率。那么具有该棱镜系统的投影仪，当接收到其中一角度的反射光，必然接收不到另ー个角度的反射光，因此能实现两种对比度的投影。附图说明图I为本专利技术棱镜系统的菱形DMD芯片处于开状态的第一种实施例结构示意图。图2为本专利技术棱镜系统的菱形DMD芯片处于关状态的第一种实施例结构示意图。图3为本专利技术投影仪第一种实施例的结构示意图。图4为本专利技术投影仪第二种实施例的结构示意图。图5为本专利技术投影仪第三种实施例的结构示意图。图6为本专利技术棱镜系统的菱形DMD芯片处于开状态的第二种实施例结构示意图。图7为本专利技术棱镜系统的菱形DMD芯片处于关状态的第二种实施例结构示意图。图8为本专利技术投影仪第四种实施例的结构示意图。具体实施例方式如图I和图2所示，本专利技术提供第一种实施例的棱镜系统，所述棱镜系统包括与菱形DMD芯片I耦合且具有三个竖直平面的等腰棱镜2 ； 所述等腰棱镜2，用于将接收到的入射光进行全反射后输出至所述菱形DMD芯片1，并根据菱形DMD芯片I的控制,将菱形DMD芯片I的反射光输出不同角度的光束。在具体实施中，具有三个竖直平面的等腰棱镜2即为直三棱镜，所述竖直平面具体为如图I所示垂直于纸面的平面。根据光学原理，如果在光学介质表面的光束以大于全反射临界角度入射到该分界面，则该光束被全反射。当两种具有不同折射率的介质彼此接触时，从ー种光密介质传播到另ー种光疏介质的光束将会根据其入射角度来决定其是否发生全反射。例如，常用的K9玻 璃，其折射率n为I. 5164，当其处于空气中(折射率n'为1)，其中n以及n'分别代表分界面两边玻璃和空气的折射率。假设光束以入射角a从玻璃入射到空气时，而且发生全反射的临界状态时，其从空气中出射的角度为a' =90°。则由Snell’Law求得的全反射临界角度为arcsinQi' sin(a/ )/ sin (a) ] =41. 3° ,即当从玻璃进入空气的光束的入射角大于41.3°时,该入射光便会发生全反射。在本实施例中，该棱镜系统仅具有单ー棱镜，该单ー棱镜为等腰棱镜2入射光通过等腰棱镜2后输出至菱形DMD芯片1，当菱形DMD芯片I接收到该入射光后，会对其接收的入射光进行反射，由于菱形DMD芯片I的数字微镜单元可以在+12°到-12°的角度范围内反射入射光，因此菱形DMD芯片I具有开和关的两种状态，当菱形DMD芯片处于两种不同的状态时，菱形DMD芯片输出的反射光的角度也会不同,菱形DMD芯片输出的反射光会经过等腰棱镜2，该等腰棱镜2会根据接收到的反射光的角度而输出不同角度的光束，即以两种不同的角度输出光束，同时等腰棱镜2具有三个竖直平面，使得该等腰棱镜2的平面与入射光的角度是一定的，因此当入射光以一定的角度进入等腰棱镜2时，等腰棱镜2根据菱形DMD芯片I的两种状态只会输出两种不同角度的反射光，即当菱形DMD芯片I处于两种不同的状态时，该等腰棱镜2便输出两种对比度的光束，使得菱形DMD芯片I能与该等腰棱镜2 匹配，而且使用单一等腰棱镜2便便可以实现菱形DMD芯片I的匹配，那么该棱镜系统结构简单，且光路也更加简单，折射或者反射的次数減少，从而减小光能的损失，进ー步提高光能的利用率。那么具有该棱镜系统的投影仪，当接收到其中一角度的反射光，必然接收不到另ー个角度的反射光，因此能实现两种对比度的投影。为了实现投影，如图3所示，本专利技术还提供第一种实施例的投影仪，包括光源4，光处理单元，菱形DMD芯片I、投影透镜6以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种棱镜系统，其特征在干，所述棱镜系统包括与菱形DMD芯片耦合且具有三个竖直平面的等腰棱镜； 所述等腰棱镜，用于将接收到的入射光进行全反射后输出至所述菱形DMD芯片，井根据菱形DMD芯片的控制,将菱形DMD芯片的反射光输出不同角度的光束。2.如权利要求I所述的棱镜系统，其特征在于，所述三个竖直平面包括第一平面、第二平面以及第三平面，其中第二平面和第三平面为等腰棱镜的两个等腰平面； 所述第二平面，用于接收经过第一平面后的入射光并进行全反射后输出； 所述第三平面，与菱形DMD芯片平行，用于将第二平面的输出光进行折射后输出至菱形DMD芯片，并对菱形DMD芯片的反射光进行折射后输出不同方向的光线至第一平面；所述第一平面，用于根据第三平面输出光的方向，进行全反射后经第二平面输出或者进行折射后输出。3.如权利要求2所述的棱镜系统，其特征在干，入射光与第一平面形成的夹角为60。 120。。4.如权利要求2所述的棱镜系统，其特征在干，所述第一平面与第二平面形成的夹角为 60. 1° 85。。5.ー种投影仪，其特征在于，包括光源，光处理单元，菱形DMD芯片、投影透镜以及如权利要求1-4任意ー项所述的棱镜系统； 光源，用于产生和输出光束； 光处理单元，用于对从光源输出的光束进行处理并输出入射光； 棱镜系统，用于接收光处理单元输出的入射光并进行全反射后输出； 菱形DMD芯片，与棱镜系统耦合，用于接收棱镜系统输出的入射光，并对该入射光进行反射，以及控制该反射光在棱镜系统内的输出方向； 投影透镜，用于接收棱镜系统输出的反射光，并将该反射光输出至屏幕。6.如权利要求5所述的投影仪，其特征在于，所述光源为用于产生和输出R、G、B三色光的LED三色光源，所述光处理单元包括准直透镜组件，三色合光镜，复眼透镜组件以及积分透镜； 准直透镜组件，用于接收从LED三色光源输出的光束，并输出R、G、B三色平行光； 三色合光镜，用于将准直透镜组件输出的R、G、B三色平行光合成混合平行光并输出；复眼透镜组件，用于接收三色合光镜输出的平行光，并输出具有与菱形DMD芯片匹配的光斑的平行光； 积分透镜，用于将复眼透镜组件输出的平行光汇聚输出至棱镜系统。7.如权利要求6所述的投影仪，其特征在于，所述积分透镜的光轴与所述投影物镜的光轴形成的夹角为95° 120°。8.如权利要求6所述的投影仪，其特征在于，所述光处理单元还包括用于将复眼透镜组件输出的平行光进行反射后输出至积分透镜的反光镜。9.如权利要求8所述的投影仪，其特征在干，复眼透镜组件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜莉莉，祁高进，孟庆涛，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：