投影装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种投影装置。一种投影装置通过移动全反射棱镜，使全反射棱镜能够进出投影装置的图像光束。全反射棱镜对光线进行反射，从而可以使光线能够分成两束光，并分别投射到第一镜头及第二镜头上。投影装置可以通过第一镜头与第二镜头成180度投射，给用户增加了使用方式，投影面可以为两个，扩大了投影范围。用户可以在不同角度进行观看。并且，上述投影装置，还可以将全反射棱镜移出图像光束，光线可以直接投影到第三镜头上。因此，上述投影装置可以在三个相互垂直的投影面上投影，扩大了投影范围，方便观看。
【专利说明】投影装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种成像设备，特别是涉及一种投影装置。
【背景技术】
[0002] 目前投影技术日新月异，随着科技的发展，投影显示技术不断进步，投影机被广泛 应用于商务、教育、家庭影院等各个领域。目前，投影机通常具有一个投影镜头，因此只能在 一个投影面上成像，投影范围较小，不方便观看。
【发明内容】
[0003] 基于此，有必要提供一种能够扩大投影范围的投影装置。
[0004] 一种投影装置，包括：
[0005] 光源；
[0006] 第一准直镜，设于所述光源的一侧，用于将所述光源发出的光转化成平行光；
[0007] 复眼镜组，设于所述第一准直镜远离所述光源的一侧，所述复眼镜组用于对所述 平行光进行均光，所述复眼镜组的光轴与所述第一准直镜的光轴重合；
[0008] 转换部，设于所述复眼镜组远离所述第一准直镜的一侧，所述转换部用于将平行 光转换为S偏振光，所述复眼镜组的光轴与所述转换部的光轴重合；
[0009] 偏光片，设于所述转换部远离所述复眼镜组的一侧，所述偏光片用于对所述S偏 振光的角度变换的，所述偏光片的光轴与所述转换部的光轴重合；
[0010] 显示屏，设于所述偏光片远离所述转换部的一侧，所述显示屏用于显示图像，经过 所述偏光片的所述S偏振光照射到所述显示屏上，在所述显示屏的另一侧形成图像光束， 所述图像光束的传播方向与所述偏振片的光轴平行；
[0011] 偏振分光棱镜，设于所述显示屏远离所述转换部的一侧，所述偏振分光棱镜用于 反射非s偏振光，所述图像光束通过所述偏振分光棱镜，所述偏振分光棱镜的光轴与所述 偏光片的光轴重合；
[0012] 全反射棱镜，设于所述偏振分光棱镜远离所述偏光片的一侧，所述全反射棱镜的 顶角与所述显示屏相对，所述偏振分光棱镜的光轴通过所述全反射棱镜的顶点；
[0013] 镜头组，包括第一镜头、第二镜头及第三镜头，所述第一镜头及第二镜头分别与所 述全反射棱镜的两个直角边相对设置，所述第三镜头与所述全反射棱镜的底面相对设置， 所述第一镜头的光轴与所述第二镜头的光轴重合，所述第三镜头的光轴与所述第一镜头的 光轴垂直，所述第一镜头与所述第二镜头用于将所述图像垂直于所述图像光束投影出去；
[0014] 驱动件，与所述全反射棱镜驱动连接，所述驱动件带动所述全反射棱镜移出所述 图像光束上，所述第三镜头用于将所述图像平行于所述图像光束投影出去。
[0015] 在其中一个实施例中，所述光源包括第一光源及第二光源，所述第一光源的光轴 与所述第一准直镜的光轴之间的夹角为锐角，所述第二光源的光轴与所述第一准直镜的光 轴垂直。
[0016] 在其中一个实施例中，还包括全内反射棱镜，所述全内反射棱镜设于所述第一光 源的光轴与所述第一准直镜的光轴的交点处，所述全内反射棱镜用于将所述第一光源与所 述第二光源发出的光合成一束光。
[0017] 在其中一个实施例中，还包括第二准直镜及第三准直镜，所述第二准直镜及第三 准直镜设于所述转换部与所述偏光片之间，所述第二准直镜靠近所述转换部，所述第三准 直镜靠近所述偏光片。
[0018] 在其中一个实施例中，所述转换部为偏振分光镜。
[0019] 在其中一个实施例中，所述复眼镜组包括用于入射的第一复眼和用于出射的第二 复眼，所述第一复眼靠近所述第一准直镜设置，所述第二复眼靠近所述转换部设置。
[0020] 在其中一个实施例中，所述偏光片包括用于入射的第一偏光片及用于出射的第二 偏光片，所述第一偏光片设于所述显示屏靠近所述转换部的一侧，所述第二偏光片设于所 述显示屏远离所述转换部的一侧。
[0021] 在其中一个实施例中，所述显示屏为液晶显示器面板。
[0022] 在其中一个实施例中，还包括固定架，所述驱动件包括电机、蜗轮蜗杆及螺杆，所 述螺杆可移动设于所述固定架上，所述螺杆与所述固定架螺纹连接，所述全反射棱镜与所 述螺杆的一端固定连接，所述螺杆的另一端与所述蜗轮传动连接，所述电机的驱动轴与所 述蜗杆传动连接，所述蜗轮传动所述螺杆在所述固定架上移动，所述螺杆带动所述全反射 棱镜沿所述螺杆的轴向往复运动。
[0023] 在其中一个实施例中，还包括控制系统，所述控制系统包括：
[0024] 用于发送工作模式信号的发送模块；
[0025] 用于接收所述工作模式信号的接收模块，所述接收模块与所述发送模块通讯连 接；
[0026] 用于控制所述驱动件工作状态的驱动模块，所述驱动模块驱动所述驱动件往返移 动，以使所述全反射棱镜进出所述图像光束；及
[0027] 用于根据接收的工作模式信号进行控制所述驱动模块的控制模块，所述控制模块 与所述接收模块通讯连接，所述驱动模块与所述控制模块通讯连接。
[0028] 上述投影装置，通过移动全反射棱镜，全反射棱镜能够进出投影装置的图像光束， 全反射棱镜对光线进行反射，从而可以使光线能够分成两束光，并分别投射到第一镜头及 第二镜头上。因此，投影装置可以通过第一镜头与第二镜头成180度投射，给用户增加了使 用方式，投影面可以为两个，扩大了投影范围。用户可以在不同角度进行观看。并且，上述 投影装置，还可以将全反射棱镜移出图像光束，光线可以直接投影到第三镜头上。因此，上 述投影装置可以在三个相互垂直的投影面上投影，扩大了投影范围，方便观看。
【专利附图】
【附图说明】
[0029] 图1为本实施方式的投影装置的一使用状态的结构示意图；
[0030] 图2为图1所示的投影装置另一使用状态的结构示意图；
[0031] 图3为图1所示的投影装置的驱动件的结构示意图；
[0032] 图4为图1所示的投影装置的控制系统的结构图。
【具体实施方式】
[0033] 为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中 给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文 所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更 加透彻全面。
[0034] 需要说明的是，当元件被称为"固定于"另一个元件，它可以直接在另一个元件上 或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是"连接"另一个元件，它可以是直接连接 到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语"垂直的"、"水平的"、"左"、 "右"以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0035] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的【技术领域】的 技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具 体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语"及/或"包括一个或多 个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0036] 请参阅图1和图2, 一实施方式的投影装置100包括光源110、全内反射棱镜120、 准直透镜组（图未标）、复眼镜组130、转换部140、偏光片150、显示屏160、偏振分光棱镜 169、全反射棱镜170、镜头组180、固定架190、驱动件191、控制系统199。
[0037] 光源110可以为灯泡，但不限于是灯泡，还可以为LED灯。具体在本实施方式中， 光源110包括第一光源111及第二光源112。第一光源111的光轴与第准直透镜组的光轴 之间的夹角为锐角。第二光源112的光轴与准直透镜组的光轴垂直。第一光源111与第二 光源112可同时工作，也可以单独工作。第一光源111与第二光源112同时开启，提高上述 投影装置100的投影成像的亮度。
[0038] 全内反射棱镜 120 (Reverse Total Interface Ref lection，简称 RTIR 棱镜）。全 反射棱镜120将第一光源111及第二光源112发出的光合成为一路光。全内反射棱镜120 设于第一光源111的光轴与准直透镜组的光轴的交点处，全内反射棱镜120用于将第一光 源111与第二光源112发出的光合成一束光。
[0039] 准直透镜组包括第一准直镜121。第一准直镜121用于将光源发出的光转化成平 行光。第一准直镜121设于光源的一侧。
[0040] 复眼镜组130用于对平行光进行均光。复眼镜组130设于第一准直镜121远离光 源120的一侧，复眼镜组130的光轴与第一准直镜121的光轴重合。复眼镜组130包括用 于入射的第一复眼131和用于出射的第二复眼132,第一复眼131靠近第一准直镜121设 置。第二复眼132靠近转换部140设置。
[0041] 转换部140用于将平行光转换为S偏振光。转换部140设于复眼镜组130远离第 一准直镜121的一侧，复眼镜组130的光轴与转换部140的光轴重合。转换部140设于第 二复眼132远离第一复眼131的一侧。
[0042] 转换部140为偏振分光镜（polarized beam splitter,简称PBS镜）。偏振分光 镜用于反射非S偏振光。
[0043] 具体在本实施方式中，准直透镜组120还包括第二准直镜122及第三准直镜123。 准直透镜组的光轴为第一准直镜121的光轴、第二准直镜122的光轴及第三准直镜123的 光轴。
[0044] 偏光片150用于对S偏振光的角度变换。偏光片150设于转换部140远离复眼镜 组130的一侧，偏光片150的光轴与转换部140的光轴重合。具体在本实施方式中，偏光片 150包括用于入射的第一偏光片151及用于出射的第二偏光片152,第一偏光片151设于显 不屏160靠近转换部140的一侧，第二偏光片152设于显不屏160远离转换部140的一侧。
[0045] 第二准直镜122及第三准直镜123设于转换部140与偏光片150之间，第二准直镜 122靠近转换部140,第三准直镜123靠近偏光片150。第二准直镜122及第三准直镜123 对经过的光线进行整形。显示屏160设于偏光片远离转换部140的一侧。显示屏160用于 显示图像，经过偏光片的S偏振光照射到显示屏160上，在显示屏160的另一侧形成带有图 像信息的图像光束。图像光束的传播方向与偏振片150的光轴平行。显示屏160为液晶显 不器面板。
[0046] 偏振分光棱镜169用于反射非S偏振光。偏振分光棱镜169设于显不屏160远离 转换部140的一侧。S偏振光通过偏振分光棱镜169,偏振分光棱镜169的光轴与偏光片的 光轴重合。
[0047] 具体在本实施方式中，偏振分光棱镜169用于反射非S偏振光。偏振分光棱镜169 设于第二偏光片152远离显不屏160的一侧。S偏振光通过偏振分光棱镜169偏振分光棱 镜169,偏振分光棱镜169偏振分光棱镜169的光轴与第二偏光片152的光轴重合。光线 到达第一偏光片151上，进行角度变换，再通过显示屏160将光线打出。再经过第二偏光片 152射出。通过偏振分光棱镜169偏振分光棱镜169对光线进行角度微调。
[0048] 全反射棱镜170设于显不屏160远离偏光片的一侧，全反射棱镜170的顶角与显 示屏160相对，转换部140的光轴通过全反射棱镜170的顶点。
[0049] 镜头组180包括二个镜头，分别为弟一镜头181、弟_镜头182及弟二镜头183。弟 一镜头181及第二镜头182分别与全反射棱镜170的两个直角边相对设置。第三镜头183 与全反射棱镜170的底面相对设置。第一镜头181的光轴与第二镜头182的光轴重合，第 三镜头183的光轴与第一镜头181的光轴垂直，第一镜头181与第二镜头182用于将图像 垂直于图像光束投影出去。第三镜头183用于将图像平行于图像光束投影出去。
[0050] 固定架190固定设于投影装置100的外壳上。
[0051] 驱动件191与全反射棱镜170驱动连接。驱动件191带动全反射棱镜170移出图 像光束上，第三镜头183用于平行图像光束投影图像。
[0052] 请参阅图3,驱动件191包括电机192、蜗轮蜗杆193及螺杆194。螺杆194可移动 设于固定架190上，螺杆194与固定架190螺纹连接。全反射棱镜170与螺杆194的一端 固定连接，螺杆194的另一端与蜗轮传动连接。电机192的驱动轴与蜗杆传动连接，蜗轮传 动螺杆194在固定架190上移动。螺杆194带动全反射棱镜170沿螺杆194的轴向往复运 动。
[0053] 可以理解，驱动件191还可以为伸缩气缸或直线电机等。
[0054] 请参阅图4,控制系统199包括发送模块1991、接收模块1992、控制模块1993及驱 动模块1994。
[0055] 发送模块1991用于发送工作模式信号。
[0056] 接收模块1992用于接收工作模式信号。接收模块1992与发送模块1991通讯连 接。
[0057] 驱动模块1994用于驱使驱动件191工作。驱动模块1994驱使驱动件191往返移 动，以使全反射棱镜170进出图像光束。
[0058] 控制模块1993用于根据接收的工作模式信号进行控制驱动模块1994。控制模块 1993与接收模块1992通讯连接。驱动模块1994与控制模块1993通讯连接。
[0059] 工作模式包括第一镜头181及第二镜头182同时工作的第一工作模式。第一工作 模式如图1所示，需要第一镜头181及第二镜头182同时工作。投影装置点亮工作第一光源 111及/或第二光源112。接收模块1992接收发送模块1991发送的第一工作模式的信号， 并将此信号转换成电信号，将此电信号指令传输到控制模块1993,然后控制模块1993发出 指令给驱动模块1994,驱动模块1994控制驱动件191，从而将全反射棱镜170移到图像光 束中，这样光线就通过全反射棱镜170反射到第一镜头181及第二镜头182中，然后再投射 出去。
[0060] 第三镜头183单独工作为第二工作模式。
[0061] 第二工作模式如图2所示，需要第三镜头183单独工作。当投影装置点亮工作第 一光源111及/或第二光源112,第二工作模式选择第三镜头183工作。接收模块1992接 收发送模块1991发送的第二工作模式的信号，并将此信号转换成电信号，将此电信号指令 传输到控制模块1993,然后控制模块1993发出指令给驱动模块1994,驱动模块1994控制 驱动件191，从而将全反射棱镜170移出图像光束中，这样光线直接照射到第三镜头183中， 然后再投射出去。
[0062] 上述投影装置100通过移动全反射棱镜170,全反射棱镜170能够进出投影装置的 图像光束，全反射棱镜170对光线进行反射，从而可以使光线能够分成两束光，并分别投射 到第一镜头181及第二镜头182上。因此，投影装置100可以通过第一镜头181与第二镜 头182呈180度投射，给用户增加了使用方式，投影面可以为两个，扩大了投影范围。用户 可以在不同角度进行观看。并且，上述投影装置，还可以将全反射棱镜170移出图像光束， 光线可以直接投影到第三镜头183上。因此，上述投影装置100可以在三个相互垂直的投 影面上投影，扩大了投影范围，方便观看。
[0063] 并且，上述投影装置100设有两个光源进行投影，通过全内反射棱镜120将两束光 合成一束，提高了投影成像的亮度，投影效果较好。
[0064] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保 护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1. 一种投影装置，其特征在于，包括： 光源； 第一准直镜，设于所述光源的一侧，用于将所述光源发出的光转化成平行光； 复眼镜组，设于所述第一准直镜远离所述光源的一侧，所述复眼镜组用于对所述平行 光进行均光，所述复眼镜组的光轴与所述第一准直镜的光轴重合； 转换部，设于所述复眼镜组远离所述第一准直镜的一侧，所述转换部用于将平行光转 换为S偏振光，所述复眼镜组的光轴与所述转换部的光轴重合； 偏光片，设于所述转换部远离所述复眼镜组的一侧，所述偏光片用于对所述S偏振光 的角度变换的，所述偏光片的光轴与所述转换部的光轴重合； 显示屏，设于所述偏光片远离所述转换部的一侧，所述显示屏用于显示图像，经过所述 偏光片的所述S偏振光照射到所述显示屏上，在所述显示屏的另一侧形成图像光束，所述 图像光束的传播方向与所述偏振片的光轴平行； 偏振分光棱镜，设于所述显不屏远离所述转换部的一侧，所述偏振分光棱镜用于反射 非S偏振光，所述图像光束通过所述偏振分光棱镜，所述偏振分光棱镜的光轴与所述偏光 片的光轴重合； 全反射棱镜，设于所述偏振分光棱镜远离所述偏光片的一侧，所述全反射棱镜的顶角 与所述显示屏相对，所述偏振分光棱镜的光轴通过所述全反射棱镜的顶点； 镜头组，包括第一镜头、第二镜头及第三镜头，所述第一镜头及第二镜头分别与所述全 反射棱镜的两个直角边相对设置，所述第三镜头与所述全反射棱镜的底面相对设置，所述 第一镜头的光轴与所述第二镜头的光轴重合，所述第三镜头的光轴与所述第一镜头的光轴 垂直，所述第一镜头与所述第二镜头用于将所述图像垂直于所述图像光束投影出去； 驱动件，与所述全反射棱镜驱动连接，所述驱动件带动所述全反射棱镜移出所述图像 光束上，所述第三镜头用于将所述图像平行于所述图像光束投影出去。
2. 根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述光源包括第一光源及第二光源， 所述第一光源的光轴与所述第一准直镜的光轴之间的夹角为锐角，所述第二光源的光轴与 所述第一准直镜的光轴垂直。
3. 根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，还包括全内反射棱镜，所述全内反射 棱镜设于所述第一光源的光轴与所述第一准直镜的光轴的交点处，所述全内反射棱镜用于 将所述第一光源与所述第二光源发出的光合成一束光。
4. 根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，还包括第二准直镜及第三准直镜，所 述第二准直镜及第三准直镜设于所述转换部与所述偏光片之间，所述第二准直镜靠近所述 转换部，所述第三准直镜靠近所述偏光片。
5. 根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述转换部为偏振分光镜。
6. 根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述复眼镜组包括用于入射的第一 复眼和用于出射的第二复眼，所述第一复眼靠近所述第一准直镜设置，所述第二复眼靠近 所述转换部设置。
7. 根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述偏光片包括用于入射的第一偏 光片及用于出射的第二偏光片，所述第一偏光片设于所述显示屏靠近所述转换部的一侧， 所述第二偏光片设于所述显示屏远离所述转换部的一侧。
8. 根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述显示屏为液晶显示器面板。
9. 根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，还包括固定架，所述驱动件包括电 机、蜗轮蜗杆及螺杆，所述螺杆可移动设于所述固定架上，所述螺杆与所述固定架螺纹连 接，所述全反射棱镜与所述螺杆的一端固定连接，所述螺杆的另一端与所述蜗轮传动连接， 所述电机的驱动轴与所述蜗杆传动连接，所述蜗轮传动所述螺杆在所述固定架上移动，所 述螺杆带动所述全反射棱镜沿所述螺杆的轴向往复运动。
10. 根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统包 括： 用于发送工作模式信号的发送模块； 用于接收所述工作模式信号的接收模块，所述接收模块与所述发送模块通讯连接； 用于控制所述驱动件工作状态的驱动模块，所述驱动模块驱动所述驱动件往返移动， 以使所述全反射棱镜进出所述图像光束；及 用于根据接收的工作模式信号进行控制所述驱动模块的控制模块，所述控制模块与所 述接收模块通讯连接，所述驱动模块与所述控制模块通讯连接。
【文档编号】G03B21/28GK104142605SQ201410334860
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】金建培 申请人:深圳雅图数字视频技术有限公司