投影前端照明系统及投影设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光学投影领域，具体而言，涉及一种投影前端照明系统及投影设备。
【背景技术】
[0002]在光学投影设备中，现有投影设备的投影光源常采用白色光源或RGB三色单色光源。当采用RGB三色单色光源时，需要对RGB三色单色光进行混光。然而，现有投影设备前端大多采用合光片对红绿蓝三色光进行混合处理，采用合光片的方式通常会带来合光片成本极高、合光片的装配工艺要求极高、合光片的装配公差要求严格、成品的良品率低的问题，无法达到大批量生产的效果。如何提供一种品质优良、价格低廉的投影设备前端，对于本领域技术人员而言是一个急需解决的技术问题。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术中投影设备前端因采用合光片带来的成本高、合光片的装配工艺要求高、各光学元器件的装配公差要求严格、成品的良品率低的技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种能使投影设备的品质优良、价格低廉的系统。
[0004]与此相应，本发明另一个要解决的技术问题是提供品质优良、价格低廉的投影设备。
[0005]就实现使投影设备品质优良、价格低廉的系统而言，本发明提供一种投影前端照明系统，包括:用于产生三种单色光的RGB三色LED光源、用于对所述RGB三色LED光源产生的三种单色光进行第一次混光的反射器，用于对光路进行调整的第一中继透镜组、用于对所述RGB三色LED光源产生的三种单色光进行第二次混光的复眼场镜。所述反射器包括反射面，所述RGB三色LED光源发出的三种单色光经所述反射器的反射面反射后依次经过所述第一中继透镜组及所述复眼场镜。
[0006]进一步地，上述投影前端照明系统中所述反射器为空心四棱柱，所述反射器包括位于空心四棱柱顶部的入射矩形孔、位于空心四棱柱底部的出射矩形孔，连接所述入射矩形孔与出射矩形孔之间由四个梯形面形成的反射面，所述RGB三色LED光源发出的三种单色光经所述入射矩形孔入射到所述反射面后依次经过所述反射器的出射矩形孔、所述第一中继透镜组及所述复眼场镜。所述空心四棱柱采用四个具有高光发射性能的梯形面相互粘贴而成，所述空心四棱柱结构简单并价格低廉，粘贴容易且便于生产加工。
[0007]进一步地，上述投影前端照明系统中所述RGB三色LED光源放置于所述反射器的中轴线上，所述RGB三色LED光源的发光平面与反射器入射矩形孔的距离小于0.6mm，且所述空心四棱柱顶部向外延伸为一个空心四棱锥体时，所述RGB三色LED光源容纳于所述空心四棱锥体的锥体空心区域内。对所述RGB三色LED光源几何尺寸与距反射器入射矩形孔的距离进行上述设定，使所述RGB三色LED光源发出的单色光更多的进入反射器中，提高投影前端照明系统均光后的光强度。
[0008]进一步地，上述投影前端照明系统中所述RGB三色LED光源包括数量相等的R、G、B单色LED。可对三色光驱动不同的功率进而改变全体混合光的色温。此方式的光源排布可使投影出来的图像具有清晰的画面和鲜艳的色彩。
[0009]进一步地，上述投影前端照明系统中所述反射器轴向长度不大于12mm，在所述发射器的反射面上设有反光层。在所述反射器的反射面上设有反光层一方面可以增强反射效果。另一方面所述反射器材质可以用塑料替代只需在所述的反射面上涂上一层反光层即可，降低整个系统的成本。
[0010]进一步地，上述投影前端照明系统中从所述空心四棱锥出射矩形孔出射的光经过所述第一中继透镜组后形成均匀像面。
[0011]进一步地，上述投影前端照明系统中复眼场镜设置于从所述空心四棱锥出射矩形孔出射的光经过所述第一中继透镜组后形成均匀像面的位置处。
[0012]进一步地，上述投影前端照明系统中所述复眼场镜中包括有规则分布多个矩形球面阵列单元的入射面与出射面，所述入射面与出射面上规则分布的多个矩形球面阵列单元相对于所述入射面与出射面之间的中心截面呈对称分布，所述多个矩形球面阵列单元的长方向与所述RGB三色LED光源分布阵列中较长的行或者列所在方向一致。使所述多个矩形球面阵列单元的长方向与所述RGB三色LED光源分布阵列中较长的行或者列所在方向一致可以使经过所述复眼场镜混光后光的均光性更强，混光效果更好。
[0013]就使投影设备的品质优良、价格低廉的设备而言，本发明提供一种投影设备。包括:用于产生三种单色光的RGB三色LED光源、用于对所述RGB三色LED光源产生的三种单色光进行第一次混光的反射器，用于对光路进行调整的第一中继透镜组、用于对所述RGB三色LED光源产生的三种单色光进行第二次混光的复眼场镜、第二中继透镜组、反射镜、棱镜系统、DMD图像发生器及投影物镜组。所述反射器包括反射面，所述RGB三色LED光源发出的三种单色光经所述反射器的反射面反射后依次经过所述第一中继透镜组、复眼场镜、第二中继透镜组、反射镜、棱镜系统、DMD图像发生器及投影物镜组。在所述投影设备中设置反射面加所述复眼场镜的两次混光的结构可以使三色单色光混合更加均匀，同时结构简单，省去了合光片的光学元器件及对合光片的高标准的装配要求，便于对此投影设备批量生产。
[0014]进一步地，上述投影设备中所述反射器为空心四棱柱，所述反射器包括位于空心四棱柱顶部的入射矩形孔、位于空心四棱柱底部的出射矩形孔，连接所述入射矩形孔与出射矩形孔之间由四个梯形面形成的反射面，所述空心四棱柱的入射矩形孔尺寸大于LED总发光面的尺寸，出射矩形孔的尺寸大于入射矩形孔的尺寸，且出射矩形孔的尺寸不大于所述DMD图像发生器的有效反射面区域尺寸的1.6倍，入射矩形孔的尺寸小于所述DMD图像发生器的有效反射面区域的尺寸。
[0015]相对现有技术而言，本发明提供一种投影前端照明系统，包括:用于产生三种单色光的RGB三色LED光源、用于对所述RGB三色LED光源产生的三种单色光进行第一次混光的反射器，用于对光路进行调整的第一中继透镜组、用于对所述RGB三色LED光源产生的三种单色光进行第二次混光的复眼场镜。所述反射器包括反射面，所述RGB三色LED光源发出的三种单色光经所述反射器的反射面反射后依次经过所述第一中继透镜组及所述复眼场镜。上述提供的投影前端照明系统采用反射器反射面对RGB三色LED光源发出的单色光进行第一次混光，采用所述复眼场镜对RGB三色LED光源发出的单色光进行第二次混光。采用所述反射面加所述复眼场镜的两次混光的结构可以使三色单色光混合更加均匀，替代掉合光片、避免装配合光片过程中所要求的高标准装配要求，有利于产品的批量生产。解决了现有技术中采用合光片进行分光时，投影设备装配要求高、成本高、不利于生产的技术问题。
【附图说明】
[0016]为了更清楚的说明本发明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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
[0017]图1是本发明第一具体实施例提供的投影前端照明系统的结构示意图；
[0018]图2是本发明第一具体实施例提供的投影前端照明系统中反射器的结构示意图；
[0019]图3是本发明第一具体实施例提供的投影前端照明系统中RGB三色LED光源的排列序列图；
[0020]图4是本发明第一具体实施例提供的投影前端照明系统的光路示意图；
[0021]图5是本发明第二具体实施例提供的投影设备的结构示意图。
[0022]其中，附图标记汇总如下:
[0023]投影前端照明系统1