一种投影照明光路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种投影照明光路，该投影照明光路采用双复眼透镜，基于三基色光源与单片式光阀，兼顾实现三路光源及其准直光路相互独立，并且设置某一个准直器件与复眼透镜之间不加二向色镀膜玻璃片，该技术方案成本低、避免了玻璃片交叉处的光能量损失以及提高了每个光源的输出功率。另外，任意两个准直器件与复眼透镜间距仅需要大于一倍通光孔径；而且，另一个准直器件与复眼透镜可以小于一倍通光孔径。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及投影照明光路领域，尤其涉及一种采用新型的复眼透镜方案的投 影照明光路。 一种投影照明光路
【背景技术】
[0002] 众所周知，投影照明光路的功能在于尽可能多地将光源发出的大角度分布、形状 不一、亮度不等的照明光线，转换为照射到光阀有效区域的矩形均匀光斑，为最终通过投影 镜头实现均匀、明亮的投影显示画面奠定基础。目前，典型的投影照明光路根据其采用的匀 光整形器件可以分为积分棒方案和复眼透镜方案两类，因为，本实用新型的方案是针对在 复眼透镜方案做出的改进，下面具体介绍现有技术中常用的四种复眼透镜方案，积分棒方 案在此不再赘述。
[0003] 如图1所示，该方案中，三光源及其准直光路相互独立，便于散热，可以应用于功 率较高的情况，其不足之处在于：三个准直光路中有两路的准直器件与复眼透镜的间距需 要大于两倍通光孔径，一方面造成准直器件尺寸的增加，另一方面也难以达到另一路同样 好的准直品质；为了使得拉开较远的两路准直光路准直品质更加接近另外一路，通常需要 在两个二向色镀膜玻璃片之间加一个辅助透镜。
[0004] 如图2所示，该方案与图1所示的方案一样，均采用独立的三个光源与准直光路， 可以应用于光源功率较高的情况，相对于图1所示的方案，其三基色的准直光路光程大致 相等，准直器件到复眼透镜间距只需要大于一倍通光孔径，可以实现较高的光利用效率以 及较小的准直器件尺寸。其不足之处在于：χ形二向色棱镜制作难度大，成本高。作为这种 方案的低成本化改进，可以采用X形放置的两片二向色玻璃片代替X形二向色棱镜，但由于 玻璃片的厚度导致中间交叉区域的光能量损失。
[0005] 如图3所示，该方案由于将两个光源集成到同一准直光路，准直器件到复眼透镜 间距只需要大于一倍的通光孔径，可以实现较高的光利用效率以及较小的准直器件尺寸， 其不足在于，在相同光利用效率情况下，集成到同一个准直光路的两个光源的光功率输出 减半，不利于较高的光源功率情况。
[0006] 如图4所示，该方案由于将三基色光源全部集成到同一准直光路中，在相同光利 用效率情况下，每一个光源的输出功率均降低，同样不利于应用在较高功率情况。 实用新型内容
[0007] 本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术成本高、光能量损失以及降低 了每个光源的输出功率的缺陷，提供一种采用新型的复眼透镜方案的投影照明光路，该技 术方案成本低、避免了玻璃片交叉处的光能量损失以及提高了每个光源的输出功率。
[0008] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种投影照明光路，其包 括第一复眼透镜，第二复眼透镜，由第一路光源、第二路光源和第三路光源组成的三基色光 源，分别与所述第一路光源、所述第二路光源和所述第三路光源对应的第一准直器件、第二 准直器件和第三准直器件，第一片二向色镀膜玻璃片，第二片二向色镀膜玻璃片、汇聚透镜 组以及单片式光阀；其中，所述第一准直器件和所述第二准直器件分别将第一路光源和第 二路光源经由第一片二向色镀膜玻璃片在所述第一复眼透镜的入口处重叠，所述第二复眼 透镜与所述第三准直器件依次匹配排列，将重叠后的第一路光源和第二路光源经由所述第 一复眼透镜之后以及将第三路光源经由所述第二复眼透镜之后分别依次通过第二片二向 色镀膜玻璃片和汇聚透镜组在所述单片式光阀上重叠。
[0009] 在本实用新型所述的投影照明光路中，所述第一准直器件与所述第二准直器件分 别与所述第一复眼透镜之间的间距大于一倍通光孔径。
[0010] 在本实用新型所述的投影照明光路中，所述第三准直器件与所述第二复眼透镜之 间的间距小于一倍通光孔径。
[0011] 在本实用新型所述的投影照明光路中，所述第一准直器件、所述第二准直器件和 所述第三准直器件均为透镜。
[0012] 在本实用新型所述的投影照明光路中，所述第一准直器件、所述第二准直器件和 所述第三准直器件均为凹面反光镜。
[0013] 在本实用新型所述的投影照明光路中，所述三基色光源由发光二极管和激光二极 管形成。
[0014] 在本实用新型所述的投影照明光路中，所述单片式光阀由数字微镜芯片、硅基液 晶以及液晶显示器构成。
[0015] 实施本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：该投影照明光路采用双复眼透 镜，基于三基色光源与单片式光阀，兼顾实现三路光源及其准直光路相互独立，并且设置某 一个准直器件与复眼透镜之间不加二向色镀膜玻璃片，该技术方案成本低、避免了玻璃片 交叉处的光能量损失以及提高了每个光源的输出功率。另外，任意两个准直器件与复眼透 镜间距仅需要大于一倍通光孔径；而且，另一个准直器件与复眼透镜可以小于一倍通光孔 径。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
[0017] 图1是本实用新型现有技术中第一种复眼透镜方案的结构示意图；
[0018] 图2是本实用新型现有技术中第二种复眼透镜方案的结构示意图；
[0019] 图3是本实用新型现有技术中第三种复眼透镜方案的结构示意图；
[0020] 图4是本实用新型现有技术中第四种复眼透镜方案的结构示意图；
[0021] 图5是本实用新型提供的一种新型的复眼透镜方案投影照明光路的结构示意图；
[0022] 图6是本实用新型提供的一种新型的复眼透镜方案投影照明光路优选实施例的 结构示意图；
[0023] 图7是本实用新型提供的一种新型的复眼透镜方案投影照明光路中单片式光阀 照明模拟效果图。
【具体实施方式】
[0024] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0025] 如图5所示，该投影照明光路包括第一复眼透镜，第二复眼透镜，由第一路光源、 第二路光源和第三路光源组成的三基色光源，分别与所述第一路光源、所述第二路光源和 所述第三路光源对应的第一准直器件、第二准直器件和第三准直器件，第一片二向色镀膜 玻璃片，第二片二向色镀膜玻璃片、汇聚透镜组以及单片式光阀；其中，所述第一准直器件 和所述第二准直器件分别将第一路光源和第二路光源经由第一片二向色镀膜玻璃片在所 述第一复眼透镜的入口处重叠，所述第一准直器件与所述第二准直器件分别与所述第一复 眼透镜之间的间距大于一倍通光孔径。
[0026] 所述第二复眼透镜与所述第三准直器件依次匹配排列，也就是说，第二复眼透镜 与第三准直器件之间不需要二向色镀膜玻璃片，其中，所述第三准直器件与所述第二复眼 透镜之间的间距小于一倍通光孔径。将重叠后的第一路光源和第二路光源经由所述第一 复眼透镜之后以及将第三路光源经由所述第二复眼透镜之后分别通过第二片二向色镀膜 玻璃片和汇聚透镜组在所述单片式光阀上重叠，即实现三路照明光路在单片式光阀上的重 叠。
[0027] 在本实施例中，所述三基色光源由发光二极管和激光二极管形成。所述单片式光 阀由数字微镜芯片、硅基液晶以及液晶显示器构成。
[0028] 值得一提的是，所述第一准直器件、所述第二准直器件和所述第三准直器件均为 透镜或凹面反光镜。
[0029] 如图6和7所示，在该实施例中，所述第一准直器件、所述第二准直器件和所述第 三准直器件均为凹面反光镜，具体参数定义如表1所示，应当说明的是，第一路光源为红光 面光源，第二路光源为绿光面光源，第三路光源为蓝光面光源，第一复眼透镜由阵列透镜 106和透镜组成，第二复眼透镜由阵列透镜106和透镜组成。
[0030] 表 1
[0031] ^^|名称 |材质 |光学参数 |备注 号_____ 101蓝光面光- 发光面尺寸2. 6X1.5 (mm2)朗博发光面 _Μ____ 102红光面光- 发光面尺寸2. 6X1. 5 (mm2)朗博发光面 _____ 103绿光面光二 发光面尺寸2. 6X1. 5 (mm2)朗博发光面~ _^____ 104 反光碗 硼硅玻璃 R=9. 2657mm，k=-0.9477 旋转椭球面 105 第二片二 D263T 透绿反红 向色镀膜 Nd=l. 524765 玻璃片 Vd=54. 0867___ 106 阵列透镜~"E48R Rl=l. 745mm, R2=-l. 745, 单元尺寸: Nd= 1.531160 T=4. 9mm, 0. 88X1. 38 Vd= (mm2)，单元 ___56. 043828___数：16X11 107 透镜 H-ZPK2 Rl=29.923mm，R2=INF， Nd= 1. 60300:】 T=3. l;5mm ___Vd二65. 545192___ 108 第一片二 D263T 透蓝反红绿~ 向色镀膜 Nd=l, 524765 玻璃片 Vd=54. 0867___ 109 汇聚透镜 H-LaK53A Rl=18, 723mm，R2=INF， __Μ___T=3. 6mm__ 110单片式光二 有效区域尺寸 阀__ 9. 855X6. 1614 (mm2) _
[0032] 相较于现有技术，该投影照明光路采用双复眼透镜，基于三基色光源与单片式光 阀，兼顾实现三路光源及其准直光路相互独立，并且设置某一个准直器件与复眼透镜之间 不加二向色镀膜玻璃片，该技术方案成本低、避免了玻璃片交叉处的光能量损失以及提高 了每个光源的输出功率。另外，任意两个准直器件与复眼透镜间距仅需要大于一倍通光孔 径；而且，另一个准直器件与复眼透镜可以小于一倍通光孔径。
[0033] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本 领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则 之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。
【权利要求】
1. 一种投影照明光路，其特征在于，其包括第一复眼透镜，第二复眼透镜，由第一路光 源、第二路光源和第三路光源组成的三基色光源，分别与所述第一路光源、所述第二路光源 和所述第三路光源对应的第一准直器件、第二准直器件和第三准直器件，第一片二向色镀 膜玻璃片，第二片二向色镀膜玻璃片、汇聚透镜组以及单片式光阀；其中，所述第一准直器 件和所述第二准直器件分别将第一路光源和第二路光源经由第一片二向色镀膜玻璃片在 所述第一复眼透镜的入口处重叠，所述第二复眼透镜与所述第三准直器件依次匹配排列， 将重叠后的第一路光源和第二路光源经由所述第一复眼透镜之后以及将第三路光源经由 所述第二复眼透镜之后分别依次通过第二片二向色镀膜玻璃片和汇聚透镜组在所述单片 式光阀上重叠。
2. 根据权利要求1所述的投影照明光路，其特征在于，所述第一准直器件与所述第二 准直器件分别与所述第一复眼透镜之间的间距大于一倍通光孔径。
3. 根据权利要求1或2所述的投影照明光路，其特征在于，所述第三准直器件与所述第 二复眼透镜之间的间距小于一倍通光孔径。
4. 根据权利要求1所述的投影照明光路，其特征在于，所述第一准直器件、所述第二准 直器件和所述第三准直器件均为透镜。
5. 根据权利要求1所述的投影照明光路，其特征在于，所述第一准直器件、所述第二准 直器件和所述第三准直器件均为凹面反光镜。
6. 根据权利要求1所述的投影照明光路，其特征在于，所述三基色光源由发光二极管 和激光二极管形成。
7. 根据权利要求1所述的投影照明光路，其特征在于，所述单片式光阀由数字微镜芯 片、娃基液晶以及液晶显不器构成。
【文档编号】G03B21/20GK203909463SQ201420348005
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月26日 优先权日:2014年6月26日
【发明者】程炎, 王凡, 朱青, 孙峰 申请人:深圳市安华光电技术有限公司