一種分色轉輪式數碼投影機光機機構的製作方法
2023-05-24 22:12:51 1
專利名稱：一種分色轉輪式數碼投影機光機機構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種數碼投影機光機結構，尤其涉及一種用於單片捲簾式數碼投影機的光機機構。
背景技術：
單片數碼圖像投影有時序和捲簾兩種方式，其中捲簾式的光能利用優於時序。現有的單片捲簾式數碼投影光機有飛利浦公司的旋轉稜鏡式、色鼓式、美國TI公司的螺旋色輪式及公開號為CN 1503024A的發明專利申請採用的直紋分色轉輪等方式。直紋分色轉輪式光機機構的工作原理參見圖1高光效金滷燈11投射出的光線經光均化器12均勻地分布在光均化器的出口處，三色光線依次透過分色部件13的直紋分色轉輪131進入反光鏡132，反光鏡132將三色光線反射至放大鏡14，再經過偏振分光稜鏡15放大成像至矽基微晶成像晶片(Lcos)16平面上，形成紅、綠、藍三條光帶，矽基微晶成像晶片(Lcos)16的圖像透過偏振分光稜鏡15，由成像物鏡17投影至屏幕18。所述高光效金滷燈11、光均化器12、分色部件13在橫軸線上順序排列，所述放大鏡14、偏振分光稜鏡15設在分色部件13的下方，並按縱軸線順序排列，所述矽基微晶成像晶片(Lcos)16設在偏振分光稜鏡15右側，成像物鏡17設在偏振分光稜鏡15左側，在一條橫軸線上順序排列。
由於上述光機機構分色部件13的直紋分色轉輪131上有多組紅、綠、藍三色條紋，所以矽基微晶成像晶片(Lcos)的圖像頻率與直紋分色轉輪上的紅、綠、藍三色條紋組數成反比。為達到商業應用效果，直紋分色轉輪131的轉速必須是低速，而目前市場上出售的微型電機大多是高速的，高速電機低速運轉，電機的轉速時快時慢不易控制，此時紅、綠、藍三色條紋對應的矽基微晶成像晶片(Lcos)上的紅、綠、藍圖像刷新頻率不變，由此紅、綠、藍三色色條中會出現其它顏色的圖像，造成顏色混雜、圖像顏色不純、不鮮豔。所以低轉速影響了直紋分色轉輪的穩定性進而影響輸出圖像的穩定性，並導致衡量數碼投影機圖像質量的重要指標飽和度較低。
發明內容
本發明的目的就在於克服上述直紋分色轉輪式數碼投影機光機機構的缺點，從而提供一種數碼投影機光機機構，該數碼投影機光機機構以一組螺旋式紅、綠、藍三色條紋替代多組直紋紅、綠、藍三色條紋，從而可以增強分色轉輪的穩定性，提高數碼投影機光機的圖像色彩的飽和度。
本發明是這樣實現的一種分色轉輪式數碼投影機光機機構，包括高光效金滷燈、光均化器、分色部件、透鏡、偏振分光稜鏡、矽基微晶成像晶片、成像物鏡，所述高光效金滷燈、光均化器、分色部件在橫軸線上順序排列，所述透鏡、偏振分光稜鏡設在分色部件的下方，並按縱軸線順序排列，所述矽基微晶成像晶片設在偏振分光稜鏡右側，成像物鏡設在偏振分光稜鏡左側，在一條橫軸線上順序排列。所述分色轉輪壁上呈螺旋式分布有一條順序鍍紅、綠、藍濾光膜的色帶或者順序鍍紅、綠、藍濾光膜和不鍍膜的色帶，分色轉輪中軸線與高光效金滷燈、光均化器所在縱軸面相交並呈一定傾角，該分色轉輪上的螺旋線與光均化器出口的水平方向平行放置。
螺旋式分色轉輪旋轉一周，紅、綠、藍三條光帶在矽基微晶成像晶片上自上而下掃描一次，由於螺旋式分色轉輪旋轉速度與矽基微晶成像晶片的圖像刷新頻率同步，因而可以增強分色轉輪的穩定性，提高數碼投影機光機的圖像色彩的飽和度。
本發明的具體結構由以下實施例及附圖進一步給出圖1是現有直紋分色轉輪式數碼投影機光機機構的示意圖；圖2是本發明一種分色轉輪式數碼投影機光機機構的實施例示意圖；圖3是本發明一種分色轉輪式數碼投影機光機機構的分色轉輪上的色帶沿B向展開示意圖；圖4是本發明一種分色轉輪式數碼投影機光機機構的工作示意圖；圖5是本發明一種分色轉輪式數碼投影機光機機構另一實施例示意圖；圖6是本發明一種分色轉輪式數碼投影機光機機構第三實施例示意圖；圖7是本發明一種分色轉輪式數碼投影機光機機構的均光器出口與色帶的位置關係示意圖。
具體實施例方式
請參見圖2，本發明的分色轉輪式數碼投影機光機機構，包括高光效金滷燈1、光均化器2、分色部件3(包括分色轉輪31、反光鏡32)、放大鏡4、偏振分光稜鏡5、矽基微晶成像晶片(Lcos)6、成像物鏡7，所述的高光效金滷燈1、光均化器2、分色轉輪31、反光鏡32在同一條軸線上順序排列，反光鏡32與光軸傾斜45度，在反光鏡32處軸線旋轉90度，放大鏡4、偏振分光稜鏡5從反光鏡32處順序設在與高光效金滷燈1、光均化器2、分色轉輪31光軸垂直的軸線上，矽基微晶成像晶片(Lcos)6、成像物鏡7分列在偏振分光稜鏡5的兩側，光軸與放大鏡4、偏振分光稜鏡5所在光軸垂直。請參見圖3，所述分色轉輪壁上呈螺旋式分布有一條順序鍍紅331、綠332、藍333濾光膜的色帶33。分色轉輪31中軸線與高光效金滷燈1、光均化器2所在縱軸面相交並呈一定傾角。分色轉輪31上的螺旋線與光均化器出口的水平方向平行，請參見圖7。
如圖2所示，工作時，高光效金滷燈1投射出的光線經光均化器2均勻地分布在光均化器的出口處，三色光線透過螺旋式分色轉輪31進入反光鏡32，反光鏡32將三色光線反射至放大鏡4，再經過偏振分光稜鏡5放大成像至矽基微晶成像晶片(Lcos)6平面上，形成紅、綠、蘭三條光帶，螺旋式分色轉輪31旋轉一周，則紅、綠、藍三條光帶331、332、333在矽基微晶成像晶片(Lcos)上自上而下掃描一次，在晶片上形成如圖4所示的三色圖像刷新。矽基微晶成像晶片(Lcos)6的紅、綠、藍三色圖像與三條光帶一一對應，透過偏振分光稜鏡5，由成像物鏡7投影至屏幕8。螺旋式分色轉輪31旋轉一周，紅、綠、藍三條光帶在矽基微晶成像晶片(Lcos)6上自上而下掃描一次，螺旋式分色轉輪31旋轉速度與圖像刷新頻率同步。由於螺旋式分色轉輪31旋轉速度沒有降低，帶動螺旋式分色轉輪31的微型電機在其正常工作範圍內，因而電機工作穩定、轉速不變，且轉動速度與矽基微晶成像晶片(Lcos)6上的紅、綠、藍圖像刷新頻率同步，因此紅、綠、藍三色色條中沒有其它顏色的圖像，圖像顏色較純，合成的圖像鮮豔。
螺旋式分色轉輪壁上的色帶也可以是以螺旋式順序鍍紅、綠、藍濾光膜和不鍍膜的色帶構成，由於增加了一條不鍍膜的無色帶，系統亮度得以提高。
圖5是本發明的螺旋式分色轉輪數碼投影機光機機構的另一個實施例，光均化器2與反光鏡組成一體設置在螺旋式分色轉輪31中，光線由分色轉輪31向外射出，其它結構與上述實施例相同，工作時高光效金滷燈1投射出的光線經光均化器2均勻地分布在光均化器2的出口處並經光均化器上的反光鏡反射至螺旋式分色轉輪31，三色光線透過螺旋式分色轉輪31進入放大鏡4，再經過偏振分光稜鏡5放大成像至矽基微晶成像晶片(Lcos)6平面上，形成紅、綠、藍三條光帶，螺旋式分色轉輪旋轉一周，紅、綠、藍三條光帶在矽基微晶成像晶片(Lcos)6上自上而下掃描一次，矽基微晶成像晶片(Lcos)6的紅、綠、藍三色圖像與三條光帶一一對應，透過偏振分光稜鏡5，由成像物鏡7投影至屏幕8。本實施例中光均化器2與反光鏡32可以加工為一個部件，即一個具有反光面的光均化器。
本實施例將光均化器2與反光鏡組成一體使得數碼投影機光機機構更緊湊，可減小光機機構體積，工藝性更好。
圖6是本發明的螺旋式分色轉輪數碼投影機光機機構的第三個實施例。本實施例與第二個實施例不同處在於用微反射鏡陣列成像晶片(DMD)9替換了矽基微晶成像晶片(Lcos)6，用全反射稜鏡10替換了偏振分光稜鏡5。
工作時高光效金滷燈1投射出的光線經光均化器2均勻地分布在光均化器2的出口處，三色光線透過螺旋式分色轉輪31進入放大鏡4，再經過放大鏡4、全反射稜鏡10成像至微反射鏡陣列成像晶片(DMD)9平面上，形成紅、綠、藍三條光帶。螺旋式分色轉輪31旋轉一周，紅、綠、藍三條光帶在微反射鏡陣列成像晶片(DMD)9上自上而下掃描一次，微反射鏡陣列成像晶片(DMD)9的紅、綠、藍三色圖像與三條光帶一一對應，透過全反射稜鏡10，由成像物鏡7投影至屏幕8。
權利要求
1.一種分色轉輪式數碼投影機光機機構，包括高光效金滷燈、光均化器、分色轉輪、反光鏡、透鏡、偏振分光稜鏡、矽基微晶成像晶片、成像物鏡，所述的高光效金滷燈、光均化器、螺旋式分色轉輪、反光鏡在同一條光軸線上順序排列；反光鏡面向光軸傾斜45度，在反光鏡處軸線旋轉90度，透鏡、偏振分光稜鏡從反光鏡處順序設在與高光效金滷燈、光均化器、螺旋式分色轉輪光軸線垂直的軸線上；矽基微晶成像晶片、成像物鏡分列在偏振分光稜鏡的兩側，其光軸與透鏡、偏振分光稜鏡光軸垂直；其特徵在於所述分色轉輪壁上呈螺旋式分布有一條順序鍍紅、綠、藍濾光膜的色帶或者順序鍍紅、綠、藍濾光膜和不鍍膜的色帶，分色轉輪中軸線與高光效金滷燈、光均化器所在縱軸面相交並呈一定傾角，分色轉輪上的螺旋線與光均化器出口的水平方向平行放置。
2.如權利要求1所述的分色轉輪式數碼投影機光機機構，其特徵在於所述透鏡為放大鏡。
3.一種分色轉輪式數碼投影機光機機構，包括高光效金滷燈、光均化器、反光鏡、分色轉輪、透鏡、偏振分光稜鏡、矽基微晶成像晶片、成像物鏡，所述的高光效金滷燈、光均化器在同一條光軸線上順序排列；反光鏡面向上述光軸方向傾斜45度，在反光鏡處軸線旋轉90度，光線由分色轉輪向外射出，分色轉輪、透鏡、偏振分光稜鏡從反光鏡處順序設在與高光效金滷燈、光均化器所在光軸垂直的軸線上；矽基微晶成像晶片、成像物鏡分列在偏振分光稜鏡的兩側，其光軸與分色轉輪、透鏡、偏振分光稜鏡所在光軸垂直；其特徵在於所述光均化器與反光鏡組成一體設置在分色轉輪中，所述分色轉輪壁上呈螺旋式分布有一條順序鍍紅、綠、藍濾光膜的色帶或者順序鍍紅、綠、藍濾光膜和不鍍膜的色帶，分色轉輪中軸線與高光效金滷燈、光均化器所在縱軸面相交並呈一定傾角，分色轉輪上的螺旋線與光均化器出口的水平方向平行放置。
4.如權利要求3所述的分色轉輪式數碼投影機光機機構，其特徵在於所述透鏡為放大鏡。
5.如權利要求3或4所述的分色轉輪式數碼投影機光機機構，其特徵在於所述光均化器與反光鏡為一體加工成的部件，即一具有反光面的光均化器。
6.一種分色轉輪式數碼投影機光機機構，包括高光效金滷燈、光均化器、反光鏡、分色轉輪、透鏡、全反射稜鏡、微反射鏡陣列成像晶片、成像物鏡，所述的高光效金滷燈、光均化器、反光鏡在同一條光軸線上順序排列；反光鏡面向上述光軸方向傾斜45度，在反光鏡處軸線旋轉90度，光線由分色轉輪向外射出，分色轉輪、透鏡、全反射稜鏡從反光鏡處順序設在與高光效金滷燈、光均化器所在光軸垂直的軸線上；微反射鏡陣列成像晶片、成像物鏡分列在全反射稜鏡的兩側，其光軸與分色轉輪、透鏡、全反射稜鏡所在光軸垂直；其特徵在於所述光均化器與反光鏡組成一體設置在分色轉輪中，所述分色轉輪壁上呈螺旋式分布有一條順序鍍紅、綠、藍濾光膜的色帶或者順序鍍紅、綠、藍濾光膜和不鍍膜的色帶，分色轉輪中軸線與高光效金滷燈、光均化器所在縱軸面相交並呈一定傾角，分色轉輪上的螺旋線與光均化器出口的水平方向平行放置。
7.如權利要求5所述的分色轉輪式數碼投影機光機機構，其特徵在於所述透鏡為放大鏡。
8.如權利要求6或7所述的分色轉輪式數碼投影機光機機構，其特徵在於所述光均化器與反光鏡為一體加工成的部件，即一具有反光面的光均化器。
全文摘要
本發明公開了一種分色轉輪式數碼投影機光機機構，包括高光效金滷燈、光均化器、分色轉輪、反光鏡、透鏡、偏振分光稜鏡、矽基微晶成像晶片(Lcos)、成像物鏡。其特點是所述分色轉輪壁上呈螺旋式分布有一條順序鍍紅、綠、藍濾光膜的色帶或者順序鍍紅、綠、藍濾光膜和不鍍膜的色帶，螺旋線與光均化器出口的水平方向平行放置。本發明可以顯著增強分色轉輪的穩定性，提高數碼投影機光機的圖像色彩的飽和度。本發明可用於矽基微晶成像晶片(Lcos)、微反射鏡陣列成像晶片(DMD)為圖像源的投影機。
文檔編號G02B27/28GK1979252SQ20051011112
公開日2007年6月13日 申請日期2005年12月2日 優先權日2005年12月2日
發明者朱宗曦, 楊愛萍, 朱毅, 陳雲祥, 朱汝平, 朱宗升 申請人:上海力保科技有限公司