[实用新型]非球面反射式背投影仪

说明书

技术领域

本实用新型公开了一种非球面反射式背投影仪，属于投影仪的技术领域。

背景技术

传统的使用微型显示器的背投影仪，一般包括投射光源系统、三色光束分离系统、微型显示器、三色光束合成系统、投射光学系统和屏幕。投射光学系统包括广角镜头组合、中间反射镜、大反射镜和屏幕，一般从微型显示器对角线0.7英寸的图象，要放大到对角线70英寸的图象，光程超过1.2米，所制成的背投影仪的厚度约50-60厘米左右，体积大，使用、放置、搬运等不方便。

实用新型内容

为了克服上述缺点，本实用新型提供了一种光程短、背投影仪厚度薄的非球面反射式背投影仪。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种非球面反射式背投影仪，包括依次由下而上安装在机壳内的图形畸变光学系统、非球面反射镜、大平面反射镜，其中大平面反射镜的对面安装有投影屏。非球面反射镜与图形畸变光学系统的三维数学模型相匹配，以较短的光程使图形畸变光学系统中微型显示器的图象，按设计的要求得到放大和基本的校正。

作为上述方案的进一步设置，所述图形畸变光学系统的正上方安装有中间平面反射镜，且中间平面反射镜的位置与非球面反射镜相对。为保证图象放大的计算光程，同时又考虑到全部光学系统在投影仪垂直方向的最短距离，在图形畸变光学系统与非球面反射镜的光路中，安置了一个折射中间平面反射镜，中间平面反射镜按规定的三维数学模型，除了改变光路的45度折射角外，还有一个与数学模型匹配的倾斜角β。

所述非球面反射镜的图象汇聚焦点G位于非球面反射镜的上方；机壳内且位于大平面反射镜、投影屏与中间平面反射镜、非球面反射镜之间，安装有一带通孔的防尘隔板，且非球面反射镜的图象反射路径刚好通过通孔。防尘隔板的设置，使下部的图形发生系统(图形畸变光学系统、中间平面反射镜、非球面反射镜)与上部的成像系统(大平面反射镜、投影屏)之间，仅通过防尘隔板上的通孔相连通，有利于上、下光学系统的相对密封，从而达到上部的成像系统密封防尘的效果。

所述图形畸变光学系统为离轴光学系统，可用于LCOS或DMD等微型显示器的图象放大。

所述图形畸变光学系统上安装有三个反射型的微型显示器和一个投影镜头组。

所述投影屏选用半菲涅尔透镜制成。

本实用新型非球面反射式背投影仪，其图形畸变光学系统、非球面反射镜、大平面反射镜、投影屏，建立在同一个光学三维数学模型上，由图形畸变光学系统产生一个按三维数学模型畸变的图形，由非球面反射镜的反射，经过汇聚焦点G再投射到大平面反射镜，畸变的图象经过非球面反射镜的校正，投射到大平面反射镜，再由大平面反射镜将图象反射到投影屏.部分经过非球面反射镜光学校正的不完善形变，经电脑软件作校正处理，完成最终的图象.

本实用新型建立了光学图象畸变和非球面反射的三维数学模型，设计从微型显示器对角线0.7英寸的图象，要放大到70英寸的图象，光程约60厘米，所制成的背投影仪的厚度约30厘米，相对传统的背投影仪的厚度可以缩短一半，体积小，使用、放置、搬运等方便。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型非球面反射式背投影仪的结构示意图；

图2为图1中图形发生系统(图形畸变光学系统、中间平面反射镜、非球面反射镜)的结构示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，本实用新型非球面反射式背投影仪，包括依次由下而上安装在机壳7内的图形畸变光学系统1、非球面反射镜3、大平面反射镜4，其中大平面反射镜4的对面安装有投影屏5。图形畸变光学系统1的正上方安装有中间平面反射镜2，且中间平面反射镜2的位置与非球面反射镜3相对。中间平面反射镜2按规定的三维数学模型，除了改变光路的45度折射角外，还有一个与数学模型匹配的倾斜角β。非球面反射镜3的图象汇聚焦点G位于非球面反射镜3的上方。机壳7内且位于大平面反射镜4、投影屏5与中间平面反射镜2、非球面反射镜3之间，安装有一带通孔8的防尘隔板6，且非球面反射镜3的图象反射路径刚好通过通孔8。图形畸变光学系统1上安装有三个反射型的微型显示器1B和一个投影镜头组1A。图形畸变光学系统1为离轴光学系统。投影屏5选用半菲涅尔透镜制成。

本实用新型的工作原理如下：