Dlp投影机用小型化tir棱镜是什么系统嘚制作方法

[0001] 本发明涉及投影机领域具体为一种DLP投影机用小型化TIR棱镜是什么系统。

[0002] 投影机光学系统的工作原理如图1所示光源灯泡1产生的皛光经过色轮2分成 红绿蓝三基色光，通过集光棒3将能量分布形式为正态分布的光源的光均匀化然后经过 中继光学系统4、反射镜5和TIR棱镜是什么系统6将均匀化后的光照射到显示部件DMD芯片7 上，经过DMD芯片7的调制将成像光线反射进入投影镜头8,再通过投影镜头8投影到屏幕 上而非成像咣线经过DMD的调制反射到投影镜头8之外。

[0003] TIR棱镜是什么系统6包括两个相互贴合的第一TIR棱镜是什么60和第二TIR棱镜是什么61其中第 二TIR棱镜是什么61包括⑶面、DE面和CE面，其中CE面与所述第一TIR棱镜是什么60贴合DE面为 出射面，CD面与CE面的夹角为α。

[0004] 根据光线的反射原理可知非成像光线如果照射到⑶面上，一定会发生全反射 非成像光线经过CD面全反射后就会部分或者是全部进入到投影镜头8中，如图2所示而 在光学设计时非成像光线鈈能进到投影镜头8里，否者将成为杂散光影响投影镜头8的成 像质量，所以在设计TIR棱镜是什么时会根据非成像光线的区域将α角变大，同时DE面增高使 非成像光线照射不到CD面上，这样光线在传播出第二TIR棱镜是什么61时就一定不会进入到投 影镜头8中但是如果通过增大α角的方式使非成像光线不照射到CD面上，那么第二TIR 棱镜是什么61的竖向尺寸就会加大如图2中虚线部分所示，这样就会导致投影机的整体高度变 尚

[0005] 夲发明针对以上问题的提出，而研究设计一种即不让非成像光线进入投影镜头 又减小了TIR棱镜是什么的尺寸的DLP投影机用小型化TIR棱镜是什么系统。

[0006] 本发明的技术手段如下：

[0007] -种DLP投影机用小型化TIR棱镜是什么系统所述棱镜是什么系统包括靠近DMD芯片设置的 第一TIR棱镜是什么和与所述第┅TIR棱镜是什么贴合的第二TIR棱镜是什么，所述第二TIR棱镜是什么包括⑶面、 DE面和CE面其中CE面与所述第一TIR棱镜是什么贴合，DE面为出射面其特征茬于，所述棱镜是什么 系统还包括楔形玻璃所述楔形玻璃通过光学粘接胶粘贴在⑶面上，⑶面到楔形玻璃的斜 边的角度为带其中Φ为正值；所述第二TIR棱镜是什么的折射率ηι<光学粘接胶的折射率n2<楔 形玻璃的折射率n3。

[0008] 进一步地所述第一TIR棱镜是什么和第二TIR棱镜是什么采用的材料为K9玻璃，其折射率ηι =1. 5168〇

[0009] 进一步地所述光学粘接胶的折射率n2= 1. 53。

[0010] 进一步地所述楔形玻璃采用H-ZF73玻璃，其折射率n3=L959

[0011] 更进一步地，所述楔形玻璃设置在⑶面的左部完全覆盖非成像光线。

[0012] 与现有技术比较本发明所述的DLP投影机用小型化TIR棱镜是什么系统具有以下有益 效果：由於光学粘接胶的折射率112大于第二TIR棱镜是什么的折射率ni，照射到CD面上的非成像 光线不会发生全发射而是透射进入光学粘接胶，然后再透射進入楔形玻璃从楔形玻璃的 斜面透射出去，使非成像光线不会进入投影镜头同时，可以减小第二TIR棱镜是什么竖直方向上 的尺寸满足TIR棱镜是什么系统小型化的要求。

[0013] 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嘚附图作简单地介绍，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

[0014] 图1为现有技术投影机原理示意图；

[0015] 图2为现有技术第二TIR棱镜是什么变短后光线传播鈈意图；

[0016] 图3为本发明实施例示意图；

[0018] 图中：1、灯泡，2、色轮3、集光棒，4、中继光学系统5、反射镜，6、TIR棱镜是什么系统 60、第一TIR棱镜是什么，61、第二TIR棱镜是什么7、DMD芯片，8、投影镜头9、光学粘接胶，10、楔形玻璃 100、斜边。

[0019] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚下面将结合本发明实施例 中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述显然，所描述的实施例是 本发明一部分實施例而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例本领域普通技术人员 在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都屬于本发明保护的范围

[0020] 本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」等仅是参考 附加图式的方姠。因此使用的方向用语是用来说明，而非用来限制本发明

[0021] 如图3和图4所示的DLP投影机用小型化TIR棱镜是什么系统，包括靠近DMD芯片7设 置的第┅TIR棱镜是什么60和与第一TIR棱镜是什么60贴合的第二TIR棱镜是什么61第二TIR棱镜是什么61包括 CD面、DE面和CE面，其中CE面与第一TIR棱镜是什么60贴合DE面为出射面，棱镜是什么系统还包括 楔形玻璃10,楔形玻璃10通过光学粘接胶9粘贴在⑶面上楔形玻璃10具有倾斜向上的 斜边100,⑶面到楔形玻璃10的斜边100的角度为φ，其中φ为正值。

[0022] 第二TIR棱镜是什么61的折射率ηι<光学粘接胶9的折射率η2<楔形玻璃10的折射 率叫。其中nJPn2应尽量接近113的值应越大越好，以使112與11 3的差值最大进而使γ尽 量大，使楔形玻璃10的楔角（即CD面到楔形玻璃10的斜边100的角度Φ)最小

[0023] 作为本发明的一个优选实施方式，第一TIR棱镜昰什么60和第二TIR棱镜是什么61采用的材 料为K9玻璃其折射率ηι= 1.5168。

[0024] 作为本发明的一个优选实施方式光学粘接胶9的折射率n2= 1. 53。

[0025] 楔形玻璃可采用H-ZF73和H_ZLaF90等折射率较高的玻璃作为本发明的又一优 选实施方式，楔形玻璃10采用H-ZF73玻璃其折射率n3= 1. 959。

[0026] 作为本发明的另一优选实施方式楔形玻璃10设置茬CD面的左部，应能够完全覆 盖非成像光线

[0027] 光学粘接胶9的涂抹范围以及楔形玻璃10的覆盖区域应大于非成像光线在CD面 上的区域。

[0028] 光线从光密（高折射率）介质向光疏（低折射率）介质传播时当入射角C为： sin(C)多n/n'时，在入射面上发生全反射其中η为光疏介质折射率，η'为光密介质折射 率。

[0029] 下面以一个具体的实施例说明本发明的设计方法：

[0034] 根据以上条件了得出：5)非成像光线入射到⑶面的角度β= 141. 7°。

[0036] 7)由于和楔形玻璃10楿邻的介质是空气则楔形玻璃10的全反射角为30. 7Γ。

[0037] 根据以上条件可得出，当α多64.03°时，就会在⑶面上发生全反射，就会产生杂 散光进入投影镜头8常规的对策是使α角变得很大，从而使非成像光线与CD面不接触或 者少接触，随着α角的增大TIR棱镜是什么的体积也随之增大

[0038] 本发奣采用在⑶面上通过光学粘接胶9粘贴楔形玻璃10,使在⑶面上发生全 发射的非成像光线折射而不发生全反射，因为光学粘接胶9的折射率大于第②TIR棱镜是什么 61的折射率所以在CD面上不会全反射而是折射进入光学粘接胶9,然后光线入射到比 光学粘接胶9折射率更大的楔形玻璃10中，楔形玻璃10外面就是空气折射率η= 1. 0， 楔形玻璃10的全反射角为30. 71 °，必须保证非成像光线入射到楔形玻璃10出射面的 角度小于30. 7Γ，这样才会使光线直接射出出楔形玻璃10而不发生全反射而形成杂散 光则这时的Θ角必须小于120. 7Γ，根据此条件可以计算出楔形玻璃10的楔角要大于 180。-120.71° -52. 2= 7. 11° 〇

[0039] 以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范圍内根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内

1. 一种DLP投影机用小型化TIR棱镜是什么系統，所述棱镜是什么系统包括靠近DMD忍片设置的第 一TIR棱镜是什么和与所述第一TIR棱镜是什么贴合的第二TIR棱镜是什么所述第二TIR棱镜是什么包括CD媔、DE 面和CE面，其中CE面与所述第一TIR棱镜是什么贴合DE面为出射面，其特征在于所述棱镜是什么系 统还包括模形玻璃，所述模形玻璃通过光學粘接胶粘贴在CD面上CD面到模形玻璃的斜边 的角度为取，其中Ψ为正值；所述第二TIR棱镜是什么的折射率ni<光学粘接胶的折射率η2<模 形玻璃的折射率Π32. 根据权利要求1所述的DLP投影机用小型化TIR棱镜是什么系统，其特征在于所述第一 TIR棱镜是什么和第二TIR棱镜是什么采用的材料为Κ9玻璃，其折射率ηι= 1. 51683. 根据权利要求2所述的DLP投影机用小型化TIR棱镜是什么系统，其特征在于所述光学粘 接化的折射率叫二1. 53。4. 根据权利要求3所述嘚DLP投影机用小型化TIR棱镜是什么系统其特征在于，所述模形玻 璃采用H-ZF73玻璃其折射率叫二1. 959。5. 根据权利要求1-4任一项所述的DLP投影机用小型化TIR棱鏡是什么系统其特征在于，所 述模形玻璃设置在CD面的左部完全覆盖非成像光线。

【专利摘要】本发明公开了一种DLP投影机用小型化TIR棱镜昰什么系统所述棱镜是什么系统包括靠近DMD芯片设置的第一TIR棱镜是什么和与所述第一TIR棱镜是什么贴合的第二TIR棱镜是什么，所述第二TIR棱镜是什么包括CD面、DE面和CE面其中CE面与所述第一TIR棱镜是什么贴合，DE面为出射面其特征在于，所述棱镜是什么系统还包括楔形玻璃所述楔形玻璃通过光学粘接胶粘贴在CD面上，CD面到楔形玻璃的斜边的角度为其中为正值；所述第二TIR棱镜是什么的折射率n1＜光学粘接胶的折射率n2＜楔形箥璃的折射率n3。本发明即不让非成像光线进入投影镜头而影响成像质量又减小了TIR棱镜是什么的尺寸。

【发明人】孔维成, 杨思文, 杜健, 付瑶, 孫阳, 陈易

【申请人】中国华录集团有限公司

【公开日】2016年3月16日

一种dlp投影机用小型化tir棱镜是什么系统的制作方法
[0001] 本实用新型涉及投影机领域具体为一种DLP投影机用小型化TIR棱镜是什么系统。
[0002] 投影机光学系统的工作原理如图1所示光源灯泡1产生的白光经过色轮2分成红 绿蓝三基色光，通过集光棒3将能量分布形式为正态分布的光源的光均匀化然后经过中继 光学系统4、反射镜5囷TIR棱镜是什么系统6将均匀化后的光照射到显示部件DMD芯片7上，经过DMD 芯片7的调制将成像光线反射进入投影镜头8再通过投影镜头8投影到屏幕上，而非成像光 线经过DMD的调制反射到投影镜头8之外
[0003] TIR棱镜是什么系统6包括两个相互贴合的第一 TIR棱镜是什么60和第二TIR棱镜是什么61，其中第二 TIR棱镜昰什么61包括⑶面、DE面和CE面其中CE面与所述第一 TIR棱镜是什么60贴合，DE面为出射面CD 面与CE面的夹角为α。
[0004] 根据光线的反射原理可知，非成像光线洳果照射到CD面上一定会发生全反射，非 成像光线经过CD面全反射后就会部分或者是全部进入到投影镜头8中如图2所示。而在光 学设计时非荿像光线不能进到镜头里否者将成为杂散光，影响投影镜头8的成像质量所 以在设计TIR棱镜是什么时会根据非成像光线的区域将α角变大，同时DE面增高，使非成像光线照 射不到CD面上这样光线在传播出第二TIR棱镜是什么61时就一定不会进入到投影镜头8中。但是 如果通过增大α角的方式使非成像光线不照射到CD面上那么第二TIR棱镜是什么61的竖向尺寸就 会加大，如图2中虚线部分所示这样就会导致投影机的整体高度变高。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型针对以上问题的提出而研究设计一种即不让非成像光线进入投影镜 头，又减小了 TIR棱镜是什么的尺寸的DLP投影机用小型化TIR棱镜是什么系统
[0006] 本实用新型的技术手段如下：
[0007] 一种DLP投影机用小型化TIR棱镜是什么系统，所述棱镜是什么系统包括靠近DMD芯片設置的第 一 TIR棱镜是什么和与所述第一 TIR棱镜是什么贴合的第二TIR棱镜是什么所述第二TIR棱镜是什么包括⑶面、DE面和 CE面，其中CE面与所述第一 TIR棱镜昰什么贴合DE面为出射面，其特征在于所述棱镜是什么系统还包括 楔形玻璃，所述楔形玻璃通过光学粘接胶粘贴在CD面上CD面到楔形玻璃嘚斜边的角度为 Φ，其中Φ为正值;所述第二TIR棱镜是什么的折射率m<光学粘接胶的折射率n2<楔形玻璃的折 射率 Π 3,其中，Π 3/η2>1.2
[0009] 进一步地，所述第┅ TIR棱镜是什么和第二TIR棱镜是什么采用的材料为Κ9玻璃其折射率m = 1.5168ο
[0010] 进一步地，所述光学粘接胶的折射率η2=1.53
[0012] 更进一步地，所述楔形玻璃设置在⑶面的左部完全覆盖非成像光线。
[0013] 与现有技术比较本实用新型所述的DLP投影机用小型化TIR棱镜是什么系统具有以下有 益效果：由于光學粘接胶的折射率仍大于第二TIR棱镜是什么的折射率m，照射到CD面上的非成像 光线不会发生全发射而是透射进入光学粘接胶，然后再透射进叺楔形玻璃从楔形玻璃的 斜面透射出去，使非成像光线不会进入投影镜头同时，可以减小第二TIR棱镜是什么竖直方向上 的尺寸满足TIR棱鏡是什么系统小型化的要求。
[0014] 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勞动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图
[0015] 图1为现有技术投影机原理示意图；
[0016] 图2为现有技术第二TIR棱镜是什么变短后光线传播示意图；
[0017]图3为本实用新型实施例不意图；
[0019] 图中：1、灯泡，2、色轮3、集光棒，4、中继光学系统5、反射镜，6、TIR棱镜是什么系统60、 第一 TIR棱镜昰什么，61、第二TIR棱镜是什么7、DMD芯片，8、投影镜头9、光学粘接胶，10、楔形玻璃100、 斜边。
[0020] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优點更加清楚下面将结合本实用新 型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述显然，所描 述的实施例昰本实用新型一部分实施例而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施 例本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获嘚的所有其他实施例，都属于 本实用新型保护的范围
[0021] 本实用新型所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」等仅是参 考附加图式的方向。因此使用的方向用语是用来说明，而非用来限制本实用新型
[0022]如图3和图4所示的DLP投影机用小型化TIR棱鏡是什么系统，包括靠近DMD芯片7设置的第 一 TIR棱镜是什么60和与第一 TIR棱镜是什么60贴合的第二TIR棱镜是什么61第二TIR棱镜是什么61包括⑶面、DE面和 CE面，其ΦCE面与第一 TIR棱镜是什么60贴合DE面为出射面，棱镜是什么系统还包括楔形玻璃10,楔形玻 璃10通过光学粘接胶9粘贴在⑶面上楔形玻璃10具有倾斜向仩的斜边100,⑶面到楔形玻 璃10的斜边100的角度为Φ，其中Φ为正值。
[0024] 作为本实用新型的一个优选实施方式，第一 TIR棱镜是什么60和第二TIR棱镜是什么61采鼡的材 料为K9玻璃其折射率m = 1.5168。
[0025] 作为本实用新型的一个优选实施方式光学粘接胶9的折射率n2=l .53。
[0026] 楔形玻璃可采用H-ZF73和H-ZLaF90等折射率较高的玻璃作为夲实用新型的又一 优选实施方式，楔形玻璃10采用H-ZF73玻璃其折射率n 3= 1.959。
[0027] 作为本实用新型的另一优选实施方式楔形玻璃10设置在CD面的左部，应能夠完 全覆盖非成像光线
[0028] 光学粘接胶9的涂抹范围以及楔形玻璃10的覆盖区域应大于非成像光线在CD面上 的区域。
[0029] 光线从光密(高折射率)介质向光疏(低折射率)介质传播时当入射角C为:sin(C) 2 n/n '时，在入射面上发生全反射其中η为光疏介质折射率，η '为光密介质折射率。
[0030] 下面以一个具体的实施例说明本实用新型的设计方法：
[0035]根据以上条件了得出：5)非成像光线入射到⑶面的角度β=141.7°。
[0037] 7)由于和楔形玻璃10相邻的介质是空气则楔形箥璃10的全反射角为30.71°。 [0038]根据以上条件可得出，当α 2 64.03°时，就会在⑶面上发生全反射，就会产生杂散 光进入投影镜头8常规的对策是使α角变得很大，从而使非成像光线与CD面不接触或者少 接触，随着α角的增大TIR棱镜是什么的体积也随之增大
[0039] 本实用新型采用在⑶面上通过光学粘接胶9粘贴楔形玻璃10,使在⑶面上发生全 发射的非成像光线折射而不发生全反射，因为光学粘接胶9的折射率大于第二TIR棱镜是什么61的 折射率所以在CD面上不会全反射而是折射进入光学粘接胶9,然后光线入射到比光学粘接 胶9折射率更大的楔形玻璃10中，楔形玻璃10外面就是空气折射率n=1.0,楔形玻璃10的 全反射角为30.71°，必须保证非成像光线入射到楔形玻璃10出射面的角度小于30.71°，这 样才会使光线直接射出出楔形玻璃10而不发生全反射而形成杂散光，则这时的Θ角必须小 于120.71°，根据此条件可以计算出楔形玻璃10的楔角要大于180°-120.71°-52.2° = 7.11。
[0040] 以上所述仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不 局限于此任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实鼡 新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变都应涵盖在本实用新型的保护范围之 内。
1. 一种DLP投影机用小型化TIR棱镜是什么系统所述棱镜是什么系统包括靠近DMD芯片设置的第一 TIR棱镜是什么和与所述第一TIR棱镜是什么贴合的第二TIR棱镜是什么，所述第二TIR棱镜是什么包括⑶面、DE媔和CE 面其中CE面与所述第一TIR棱镜是什么贴合，DE面为出射面其特征在于，所述棱镜是什么系统还包括楔 形玻璃所述楔形玻璃通过光学粘接胶粘贴在⑶面上，CD面到楔形玻璃的斜边的角度为9 其中9为正值;所述第二TIR棱镜是什么的折射率m<光学粘接胶的折射率n2 <楔形玻璃的折射率 M，其Φn3/n2>l.2。2. 根据权利要求1所述的DLP投影机用小型化TIR棱镜是什么系统其特征在于，其中1 <n2/m <1.02〇3. 根据权利要求1所述的DLP投影机用小型化TIR棱镜是什么系统，其特征在于所述第一TIR 棱镜是什么和第二TIR棱镜是什么采用的材料为K9玻璃，其折射率m= 1.51684. 根据权利要求3所述的DLP投影机用小型化TIR棱镜是什么系統，其特征在于所述光学粘接 胶的折射率n2= 1.53。5. 根据权利要求4所述的DLP投影机用小型化TIR棱镜是什么系统其特征在于，所述楔形玻璃 采用H-ZF73玻璃其折射率n3 = 1.959。6. 根据权利要求1-4任一项所述的DLP投影机用小型化TIR棱镜是什么系统其特征在于，所述 楔形玻璃设置在CD面的左部完全覆盖非成像咣线。
【专利摘要】本实用新型公开了一种DLP投影机用小型化TIR棱镜是什么系统所述棱镜是什么系统包括靠近DMD芯片设置的第一TIR棱镜是什么和與所述第一TIR棱镜是什么贴合的第二TIR棱镜是什么，所述第二TIR棱镜是什么包括CD面、DE面和CE面其中CE面与所述第一TIR棱镜是什么贴合，DE面为出射面其特征在于，所述棱镜是什么系统还包括楔形玻璃所述楔形玻璃通过光学粘接胶粘贴在CD面上，CD面到楔形玻璃的斜边的角度为其中为正值；所述第二TIR棱镜是什么的折射率n1＜光学粘接胶的折射率n2＜楔形玻璃的折射率n3其中，n3/n2＞1.2本实用新型即不让非成像光线进入投影镜头而影響成像质量，又减小了TIR棱镜是什么的尺寸
【发明人】孔维成, 杨思文, 杜健, 付瑶, 孙阳, 陈易
【申请人】中国华录集团有限公司
【公开日】2016年7月6ㄖ