一种投影照明系统及投影设备的制作方法

文档序号:24378302发布日期:2021-03-23 11:12阅读:60来源:国知局
一种投影照明系统及投影设备的制作方法
本实用新型涉及投影显示领域,具体而言,涉及一种投影照明系统及投影设备。
背景技术
:lcos(liquidcrystalonsilicon,液晶附硅或硅基液晶)显示装置是一种新型的反射式投影显示装置,其是采用半导体硅晶技术控制液晶进而“投射”彩色画面的液晶显示装置。与穿透式lcd(liquidcrystaldisplay)和dlp(digitallightprocession)显示装置相比,lcos显示装置具有光利用效率高、体积小、开口率高、制造技术成熟等优点,可以很容易实现高分辨率和充分的色彩表现。由于lcos显示装置具有上述优点,使得lcos显示装置在今后的大屏幕显示应用领域具有很大的优势。传统的基于lcos投影照明系统引入了偏振光,由于偏振不纯导致对光能的利用率不高,黑白对比度不佳,导致最后的成像效果不佳。技术实现要素:本实用新型的目的在于提供一种投影照明系统及投影设备,以改善传统的投影照明系统光能利用率低,对比度不高的问题。第一方面,本实用新型提供了一种投影照明系统,包括:多个光源装置、合光装置、振动消散斑装置、复眼匀光装置、中继装置、光束控制装置、反射成像装置、偏振补偿装置以及投影装置;所述合光装置用于将所述多个光源装置发出的光束合光得到主光束;所述振动消散斑装置用于消除激光的相干性以及减弱激光干涉产生的散斑;所述复眼匀光装置用于将激光光源发出的椭圆形光斑整形成为符合显示芯片尺寸比例的矩形光斑并具有极好的匀光效果;所述中继装置用于调节整个光束的照射面积;所述光束控制装置用于将所述光束传输给所述反射成像装置;所述反射成像装置对所述光束进行反射得到带有图像信息的反射光束;所述偏振补偿装置用于减少斜入射反射成像装置的光束偏振态变化所造成的影响;所述光束控制装置还用于将所述反射光束传输给所述投影装置对应投影。即所述的投影照明系统,包括:多个光源装置;用于将所述多个光源装置发出的光束合光得到主光束的合光装置;用于消除主光束激光的相干性并减弱激光干涉产生的散斑的振动消散斑装置;用于将所述多个光源装置发出的椭圆形光斑整形成为符合显示芯片尺寸比例的矩形光斑的复眼匀光装置;用于调节整个光束的照射面积的中继装置;用于接收所述中继装置发出的光束并将所述光束传输给所述反射成像装置的光束控制装置;对所述光束进行反射得到带有图像信息的反射光束的反射成像装置;用于将所述反射成像装置输出带有图像信息的反射光束经过所述光束控制装置传输后进行投影的投影装置。本实用新型通过在投影照明系统中设置多个光源装置和合光装置,可以将多个光束合光得到主光束,通过设置振动消散斑装置可以有效减弱激光干涉产生的散斑,通过设置复眼匀光装置可以实现光束的匀光以及整形,通过设置中继装置可以调节整个光束的照射面积,通过设置光束控制装置既可以将偏振光束传送给反射成像装置,使得反射成像装置可以利用所有的偏振光束,来进行反射成像,偏振补偿装置用于减少斜入射反射成像装置的光束偏振态变化所造成的影响,光束控制装置还可以将反射成像装置反射的反射光束传输给投影装置进行投影,由此可以使得投影照明系统的光能利用率以及对比度提升。进一步地,所述多个光源装置包括:用于发出第一光束的绿光光源装置、用于发出第二光束的蓝光光源装置和用于发出第三光束的红光光源装置;所述第一光束、所述第二光束和所述第三光束通过所述合光装置合光到所述主光束中。本实用新型设置多个光源装置都为激光光源,激光光源的偏振特性与lcos完美匹配,有利于提高整个系统光效以及对比度;通过设置合光装置,可以将红蓝绿三种光源装置发出的光束合光到主光束中,并将主光束传输到复眼匀光装置进行整形匀光,由此,使得主光束由红蓝绿三原色混合而成,方便后续可以根据需求调配主光束的色彩。进一步地,所述绿光光源装置发出的第一光束通过所述合光装置反射后合光到所述主光束中,所述蓝光光源装置发出的第二光束通过所述合光装置透射后合光到所述主光束中;所述红光光源装置发出的第三光束通过所述合光装置反射后合光到所述主光束中。本实用新型通过设置合光装置的特性,通过透射或反射来改变光源装置发出的光束的方向进行合光,同时,对光路进行折叠,增大了空间的利用率,减少了投影照明系统的占地空间。进一步地,所述合光装置还包括一个二分之一波片,所述蓝光光源装置和绿光光源装置发出的p偏振光束合光后,通过二分之一波片将p偏振光转换为s偏振光并与红光光源装置发出的s偏振光束合光到主光束中。即所述的合光装置4包括依次设置第一合光镜、二分之一波片以及第二合光镜,所述蓝光光源装置和绿光光源装置发出的p偏振光束通过所述第一合光镜合光后,通过所述二分之一波片将p偏振光束转换为s偏振光束并与所述红光光源装置发出的s偏振光束通过所述第二合光镜合光到主光束中。本实用新型通过设置二分之一波片,改变蓝光光束和绿光光束的偏振态,保证其与红光光束合光之后主光束的偏振态保持一致,为s偏振光。进一步地,所述振动消散斑装置包括高斯扩散片和vcm振动装置;所述高斯扩散片确定一个参考平面并对所述主光束进行扩散;所述vcm振动装置用于带动所述高斯扩散片在参考平面内做周期性运动。本实用新型通过设置振动消散斑装置,通过所述高斯扩散片对主光束进行扩散,并通过周期性的振动使不同时刻光被高斯扩散片扩散到不同的位置,从而使不同时刻激光产生的干涉图像(散斑)不稳定,减弱散斑影响;所述vcm振动装置用于带动所述高斯扩散片在参考平面内做周期性运动,其振动频率为60hz,振幅为±0.5mm。进一步地,所述系统还包括:复眼匀光装置;所述合光装置合光得到的主光束通过所述复眼匀光装置匀光整形之后传输给所述中继装置。本实用新型通过设置复眼匀光装置,可以将主光束进行匀光整形后再传输给中继装置,由此使得后续得到光斑更加均匀,并且整形后匹配所需要照明的芯片尺寸比例,以此来提高整个照明系统的光能利用率。进一步地,所述系统还包括:用于调节所述偏振光束的照射面积的中继装置;所述复眼匀光装置整形匀光后的主光束通过所述中继装置调节照射面积后传输给光束控制装置。本实用新型通过设置中继装置来调整偏振光束的照射面积,使得偏振光束在入射光束控制装置时,光束控制装置可以接收到所有的偏振光束,并保证偏振光束在到达像面时更加合理的匹配芯片的尺寸大小,由此可以提高投影照明系统对光能的利用率,减少不必要的光能浪费。进一步地,所述光束控制装置包括偏振分光棱镜;所述合光后的偏振光束通过所述偏振分光棱镜反射后传输给所述反射成像装置;所述反射成像装置对所述偏振光束进行反射得到的反射光束,通过偏振分光棱镜透射后传输给所述投影装置对应投影。本实用新型通过设置偏振分光棱镜,使得偏振光束可以通过偏振分光棱镜反射后传输到反射成像装置,同时反射光线还可以通过偏振分光棱镜透射后传输到投影装置进行投影,由此通过简单的偏振分光棱镜即可实现光束的控制,改变光束的光路,以避免发生投影装置与反射光束因微小的空间差异造成的像质恶化问题。进一步地,所述照明系统还包括偏振补偿装置和偏振片,所述偏振补偿装置主要是四分之一波片,四分之一波片的快轴方向与反射成像装置反射回来的光束偏振方向呈一定的夹角;所述偏振片的方向与反射成像装置反射回来的光束偏振方向保持一致。本实用新型通过设置偏振补偿装置和偏振片,通过偏振补偿装置减少斜入射于反射成像装置的光束偏振态变化所造成的影响,结合偏振片对进入投影镜头光束的筛选,即可实现高对比度投影。即所述偏振补偿装置包括可调整角度的四分之一波片,所述四分之一波片的快轴方向与所述反射成像装置反射回来的光束偏振方向呈一定的夹角。所述的偏振片设置在所述光束控制装置和投影装置之间。进一步地,所述光源装置包括:光源和准直平顶部件;所述准直平顶部件用于对所述光源发出的光进行准直平顶后传输给所述合光装置。本实用新型通过设置准直平顶部件来对光源发出的光进行准直平顶,由此来提高主光束的均匀性,提高后续投影质量品质。进一步地,所述准直平顶部件包括沿着所述光源的出射方向依次设置的第一透镜和第二透镜;所述第一透镜和第二透镜用于对所述光源发出的光进行准直和平顶。本实用新型通过设置第一透镜和第二透镜,实现准直和平顶的功能,保证光源发出的光束的在空间中,高斯光能量分布尽可能均匀分布。最优选的,所述的投影照明系统,包括:合光装置,包括透蓝反绿分光器件和透蓝绿反红分光器件;绿光光源装置,所述的绿光光源装置发出第一光束经过所述透蓝反绿分光器件反射并透射穿过所述透蓝绿反红分光器件后合光到主光束中;蓝光光源装置,所述的蓝光光源装置发出第二光束透射穿过所述透蓝反绿分光器件和透蓝绿反红分光器件后合光到主光束中;红光光源装置,所述的红光光源装置发出第三光束经过所述透蓝绿反红分光器件反射后合光到主光束中;振动消散斑装置,接收所述合光装置输出的主光束并经过消除激光的相干性和减弱激光干涉产生的散斑后输出;复眼匀光装置,用于接收所述振动消散斑装置输出的主光束并对所述主光束整形匀光;中继装置,用于接收所述复眼匀光装置输出的主光束并调节主光束的照射面积;光束控制装置,用于接收所述中继装置调节后的光束并将该偏振光束传输给反射成像装置;反射成像装置,接收所述光束控制装置输出的光束并对光束进行反射得到带有图像信息的反射光束;偏振补偿装置,用于减少斜入所述射反射成像装置的光束偏振态变化;投影装置,所述的带有图像信息的反射光束经所述光束控制装置传输给投影装置对应投影,并进一步提高了对比度。透蓝反绿分光器件和透蓝绿反红分光器件之间可设置二分之一波片,所述蓝光光源装置和绿光光源装置发出的p偏振光束通过所述透蓝反绿分光器件合光后,通过所述二分之一波片将p偏振光束转换为s偏振光束并与所述红光光源装置发出的s偏振光束通过所述透蓝绿反红分光器件合光到主光束中。第二方面,本实用新型提供了一种投影设备,包括上述的投影照明系统。本实用新型通过高斯扩散片的周期性振动,使不同时刻光被高斯扩散片扩散到不同的位置,从而使不同时刻激光产生的干涉图像(散斑)不稳定,有效减弱了由于激光相干性引起的散斑问题;利用激光光源的高偏振性,并通过复眼匀光系统以及中继系统控制到达像面的照射光斑,使反射成像装置可以利用几乎所有的偏振光束,来进行反射成像,由此可以使得投影照明系统的光能利用率提升;在投影系统中设置了四分之一波片以及偏振片,极大提高了投影画面的对比度,对比度可提升150%以上。本实用新型通过激光光源的偏振特性并合理控制照明光束的光斑尺寸,使反射成像装置可以利用所有的偏振光束,实现一种对光源的利用率较高的投影照明系统,并通过偏振补偿装置减少斜入射反射成像装置的光束偏振态变化所造成的影响,结合偏振片对进入投影装置光束的筛选,即可实现高对比度投影,整个系统对比度由原先的120:1提高到200:1,对比度可提升150%以上。本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本实用新型了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。图1为本实用新型实施例提供的一种投影照明系统的结构示意图;图2为本实用新型实施例提供的一种投影照明系统的光路示意图;图3为本实用新型实施例提供的一种振动消散斑装置的结构示意图;图4为本实用新型实施例提供的一种复眼匀光装置的结构示意图;图5为本实用新型实施例提供的一种投影偏振补偿装置的结构示意图;图6为本实用新型实施例提供的一种光源装置的结构示意图。图7为本实用新型实施例提供的一种在zemax软件中非序列模式建模优化后的照明系统光线示意图。图8为本实用新型实施例提供的一种在zemax中优化后lcos像面处的整形光斑示意图。图9为本实用新型实施例提供的一种在zemax中优化后lcos像面处的整形光斑的横切图和纵切图。图标:1-绿光光源装置;2-蓝光光源装置;3-红光光源装置;4-合光装置;5-振动消散斑装置;6-复眼匀光装置;7-中继装置;8-扩散片;9-反射成像装置;10-偏振补偿装置;11-光束控制装置;12-偏振片;13-投影物镜;101-光源;102-第一透镜;103-第二透镜;111-四分之一波片;112-波片角度角度调节机构。具体实施方式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。在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。图1为本实用新型实施例提供的一种投影照明系统的结构示意图,本实用新型实施例提供了一种投影照明系统,包括:绿光光源装置1、蓝光光源装置2、红光光源装置3、合光装置4、振动消散斑装置5、复眼匀光装置6、中继装置7、扩散片8、反射成像装置9、偏振补偿装置10、光束控制装置11、偏振片12、以及投影物镜13;所述合光装置4用于将多个光源装置(绿光光源装置1、蓝光光源装置2、红光光源装置3)发出的光束合光得到主光束;振动消散斑装置5用于消除主光束激光的相干性,减弱激光干涉产生的散斑;复眼匀光装置6用于将激光光源发出的椭圆形光斑整形成为符合显示芯片尺寸比例的矩形光斑,并具有极好的匀光效果;中继装置7用于调节整个光束的照射面积;扩散片8进一步对照明光束进行匀光;光束控制装置11用于将光束传输给反射成像装置9;反射成像装置9对光束进行反射得到带有图像信息的反射光束;光束控制装置11还用于将反射光束传输给投影镜头对应投影;偏振补偿装置10用于减少斜入射反射成像装置9的光束偏振态变化所造成的影响,结合偏振片12对进入投影镜头光束的筛选,即可实现高对比度投影。首先,考虑到传统的lcos投影照明系统中,入射到光束控制装置11的光束通常情况下均是非偏振光,而设置的光束控制装置11只能控制s偏振的光束进入反射成像装置9,由此非偏振光中一半的光能会被浪费,使得投影照明系统的光能利用率较低;此外由于斜入射于反射成像装置9的光束偏振态变化造成的影响,最终导致成像对比度不高、成像效果不佳。在本实用新型可选的实施过程中,在投影照明系统中设置:多个光源装置、合光装置4、振动消散斑装置5、复眼匀光装置6、中继装置7、扩散片8、反射成像装置9、偏振补偿装置10、光束控制装置11、偏振片12、以及投影装置13,通过激光光源的偏振特性并合理控制照明光束的光斑尺寸,可以使反射成像装置9利用所有的偏振光束,实现一种对光源的利用率较高的投影照明系统,并通过偏振补偿装置10减少斜入射于反射成像装置9的光束偏振态变化所造成的影响,结合偏振片12对进入投影镜头光束的筛选,即可实现高对比度投影。图2为本实用新型实施例提供的一种投影照明系统的光路示意图,如图2所示,多个光源装置(绿光光源装置1、蓝光光源装置2、红光光源装置3)分别发出光束,激光光源装置发出的光束通常为偏振光,其中蓝光与绿光光源发出的光束为p偏振光,红光光源发出的光束为s偏振光。其次,多个光源装置发出的光束通过合光装置4合光到主光束,并且合光装置4将主光束传输到振动消散斑装置5。合光装置4通过改变光束的传输方向,将多个光源发出的光束合光到一个方向,即合光到主光束,实现合光的目的。同时,由于合光装置4仅改变光束的传播方向,不改变光束的性质,为保证多个光源装置所发出的光束偏振态保持一致,在蓝光和绿光光束合光进入主光束之前增加了二分之一波片,最后由合光装置4出射的主光束为s偏振光。再者,在主光束入射通过振动消散斑装置5后,高斯扩散片对主光束进行扩散,并通过周期性的振动使不同时刻光被高斯扩散片扩散到不同的位置,从而使不同时刻激光产生的干涉图像(散斑)不稳定,减弱散斑影响。之后,主光束通过复眼匀光系统6整形匀光,再由中继装置7控制整个光束的照射面积,经扩散片8进一步匀光后,光束控制装置11可以将输入的偏振光束传输到反射成像装置9。最后,利用反射成像装置9反射出的反射光束承载图像信息,光束控制装置11还将反射光束传输到投影物镜13,其中偏振补偿装置10可以减少斜入射反射成像装置9的光束偏振态变化所造成的影响,结合偏振片12对进入投影镜头光束的筛选,反射光束最终通过投影物镜13可以在像面上形成高对比度的投影图像,进而使得投影图像显示图像信息。其中,投影物镜13主要用于将带有图像信息的反射光束进行投影。投影物镜13可以为投影镜头。投影物镜13的具体类型不限定,可以根据实际的投影需求进行调整。由此,通过本实用新型实施例提供的投影照明系统,通过激光光源的偏振特性并合理控制照明光束的光斑尺寸,可以使反射成像装置9可以利用所有的偏振光束,实现一种对光源的利用率较高的投影照明系统,并通过偏振补偿装置10减少斜入射反射成像装置9的光束偏振态变化所造成的影响,结合偏振片12对进入投影装置光束的筛选,即可实现高对比度投影。在上述实施例的基础上,多个光源装置包括:用于发出第一光束的绿光光源装置1、用于发出第二光束的蓝光光源装置2和用于发出第三光束的红光光源装置3;第一光束、第二光束和第三光束通过合光装置4合光到所述主光束中。在本实用新型可选的实施过程中,为了保证后续的投影图像的质量,光源装置可以采用三原色光模式来分别发出绿激光、蓝激光和红激光,即:设置绿光光源装置1、蓝光光源装置2和红光光源装置3。通过调整绿光光源装置1、蓝光光源装置2和红光光源装置3发出第一光束、第二光束和第三光束的比例,可以得到不同光色的主光束,以使主光束的光色符合后续投影照明的需求。值得说明的是,三原色光模式(rgbcolormodel),又称rgb颜色模型或红绿蓝颜色模型,是一种加色模型,将红(red)、绿(green)、蓝(blue)三原色的色光以不同的比例相加,以产生多种多样的色光。rgb颜色模型的主要目的是在电子系统中检测,表示和显示图像。采用三原色光模型,可以得到较为单纯的白光照明系统,使得本实用新型实施例提供的投影照明系统具有更广的色域,色彩呈现能力相较于传统的投影照明系统,色彩呈现能力更强。在本实用新型可选的一种实施方式中,绿光光源装置1发出的第一光束通过合光装置4反射后合光到主光束中,蓝光光源装置2发出的第二光束通过合光装置2透射后合光到主光束中;红光光源装置3发出的第三光束通过合光装置4反射后合光到主光束中。值得说明的是,如果不同光源装置的设置位置发生改变,则可以针对不同光源的位置设置不同性能的合光装置4,以此针对性的改变光束的光路以进行合光。为了实现将不同颜色的光束合光到主光束中,可以在合光装置4中设置不同性能的合光镜,通过合光镜对不同颜色的光束的透射或反射,来改变不同颜色的光束的光路,使得不同颜色的光束的光路与主光束的光路重合,实现合光。合光装置4可以包括第一合光镜(透蓝反绿分光器件)、二分之一波片以及第二合光镜(透蓝绿反红分光器件),通过调整第一合光镜与第二合光镜上镀膜的类型,则可以改变第一合光镜与第二合光镜的性能,二分之一波片用于保证合光后光束偏振态保持一致,若初始激光光源偏振态一致,不使用所述波片。由此,在本实用新型实施例中通过设置合光装置4,可以降低光束的光路折转次数,使得三光合光更容易,降低了校光轴难度,也同时避免了因光轴对不准造成的像面颜色不均匀的问题。在上述实施例的基础上,如图3所示,振动消散斑装置5包括高斯扩散片和vcm(voicecoilmotor,音圈电机)振动装置;高斯扩散片确定一个参考平面并对所述主光束进行扩散;vcm振动装置用于带动所述高斯扩散片在参考平面内做周期性运动,并通过周期性的振动使不同时刻光被高斯扩散片扩散到不同的位置,从而使不同时刻激光产生的干涉图像(散斑)不稳定,减弱散斑影响。在上述实施例的基础上,系统还包括:复眼匀光装置6;合光装置4合光得到的主光束通过振动消散斑装置5后,由复眼匀光装置6匀光之后传输给中继装置7。在本实用新型可选的实施过程中,为了保证后续成像的均匀性,可以在振动消散斑装置5和中继装置7之间设置复眼匀光装置6,主光束可以通过复眼匀光装置6整形匀光后传输给中继装置7,使得主光束可以更加均匀,保证后续进行投影时投影图像的亮度均匀。图4为复眼匀光装置的光路示意图,复眼匀光装置6可以是由一系列小透镜组合形成,将双排复眼透镜阵列应用于照明系统可以获得高的光能利用率和大面积的均匀照明。复眼匀光装置6要实现均匀照明可以通过将第一复眼透镜阵列和第二复眼透镜阵列平行排列,第一复眼透镜阵列中的各个小单元透镜的焦点与第二复眼透镜阵列中对应的小单元透镜的中心重合,两列复眼透镜的光轴互相平行。由此,主光束通过第一复眼透镜阵列的各个小单元透镜透射后聚焦在第二复眼透镜阵列对应的小单元透镜的中心处,相当于形成多个光源像进行照明。主光束在通过第一复眼透镜阵列透射后,还通过第二复眼透镜阵列透射后形成对应的多个光斑,并传输给中继装置进一步调整光束照射面积。值得说明的是,复眼匀光装置6把主光束照射到复眼透镜阵列上的光分散到整个需照明的像面,起到均匀照明的作用;同时在复眼透镜阵列中,每个小复眼的长宽又是按需照明的像面长宽比设计的,所以对主光束还起到整形的作用,使得后续的投影图像可以亮度均匀且长宽比符合需求;本实用新型中复眼透镜的材料为pmma,7×4阵列排布,厚度为2.406mm,单个复眼子眼尺寸0.756mm×0.42mm,曲率半径为0.8mm。在上述实施例的基础上,所述系统还包括:用于调节偏振光束的照射面积的中继装置7;复眼匀光装置6整形匀光后的偏振光束通过中继装置7调节照射面积后传输给光束控制装置11。在本实用新型可选的实施过程中,为了使偏振光束传输给光束控制装置11时偏振光束的照射面积可以最大,由此,可以通过设置中继装置7来调整偏振光束的照射面积。中继装置包括中继透镜701和中级透镜702,偏振光束通过中继系统7再传输给光束控制装置11,使得中继装置7整体可以对偏振光束起到放大和匀光的作用。所述中继透镜参数如表1所示:表1曲率半径r1曲率半径r2中继透镜701﹢∞-23.461中继透镜702﹢∞-21.539在上述实施例的基础上,光束控制装置11包括偏振分光棱镜;扩散片8进一步扩散匀光之后的偏振光束通过偏振分光棱镜反射后传输给反射成像装置9;反射成像装置9对偏振光束进行反射得到的反射光束,通过偏振分光棱镜透射后传输给投影物镜13对应投影。在本实用新型可选的实施过程中,通过设置偏振分光棱镜,可以通过偏振分光棱镜中偏振分光介质膜的性质,对p偏振光束和s偏振光束采用不同的处理方式,其中s偏振光束反射传输给反射成像装置9,经反射成像装置9反射回来的p偏振光束透射进入投影装置13进行投影,同时,还可以缩小投影照明系统的照射面积,减少光路的转折次数,以提高投影质量。图5为本实用新型实例提供的一种偏振补偿装置示意图,如图5所示,偏振补偿装置9包括:四分之一波片111和波片角度调节机构112;波片角度调节机构112可以绕轴调整四分之一波片111的角度。在本实用新型可选的实施过程中,四分之一波片111的快轴方向与反射成像装置9反射回来的光束偏振方向呈一定的夹角,通过波片角度调节机构112调整四分之一波片111的角度,可以减少斜入射于反射成像装置9的光束偏振态变化所造成的影响,结合偏振片12对进入投影镜头的偏振光束进行筛选,对比度提高明显。图6为本实用新型实施例提供的一种光源装置的结构示意图,如图6所示,光源装置包括:光源101和准直平顶部件;准直平顶部件用于对光源101发出的光进行准直平顶后传输给合光装置4。在本实用新型可选的实施过程中,光源101发出的光是发散的,可以通过设置准直平顶部件将光源101发出的光进行准直平顶处理后,再传输给合光装置4,由此,可以增大对光源101发出的光的光能利用率,同时提高主光束的均匀性,以提高后续的投影质量品质。值得说明的是,准直平顶部件包括沿着光源101的出射方向依次设置的第一透镜102和第二透镜103;第一透镜102和第二透镜103用于对光源101发出的光进行准直和平顶。还需要说明的是,准直平顶部件主要是对光源101发出的光进行准直平顶处理,则准直平顶部件可以包括第一透镜102和第二透镜103,第一透镜102可以为玻璃球面透镜,第二透镜103可以为塑料非球面透镜。考虑到激光光源的能量比较高,第一透镜102和第二透镜103均为玻璃透镜,第一透镜102和第二透镜103的参数如表2所示:表2曲率半径r1曲率半径r2第一透镜102-20-4.314第二透镜103-51.922-9.239由此,本实用新型实施例提供的准直平顶部件除了担负准直的功能外,还均衡考虑了均匀性,即对光源101发出的光进行平顶处理,使光束的空间高斯光能量分布尽可能变成均匀分布,以提高后续投影的质量。图7是在zemax软件中非序列模式建模优化后的照明系统光线示意图,整个照明系统的结构紧凑,光线的准直性较好,符合光学设计要求。图8、图9是在zemax中优化后lcos像面处的整形光斑图、光斑横切图和纵切图,横切图和纵切图中的曲线表示相应位置上的能量密度,结果显示,光斑形状呈现严格的长方形,长宽比例与反射成像装置9相近,且照射面积略大于反射成像装置9的有效域,最大程度的保证照明光源的光能利用率,在保证高均匀性的同时提高了照明亮度。综上所述,本实用新型实施例提供了一种投影照明系统及投影设备,所述系统包括:绿光光源装置1、蓝光光源装置2、红光光源装置3、合光装置4、振动消散斑装置5、复眼匀光装置6、中继装置7、扩散片8、反射成像装置9、偏振补偿装置10、光束控制装置11、偏振片12、以及投影物镜13;合光装置4用于将所述多个光源装置发出的光束合光得到主光束;振动消散斑装置5用于消除激光的相干性,减弱激光干涉产生的散斑;复眼匀光装置6用于将激光光源发出的椭圆形光斑整形成为符合显示芯片尺寸比例的矩形光斑,并具有极好的匀光效果;中继装置7用于调节整个光束的照射面积;扩散片8进一步对照明光束进行匀光;光束控制装置11用于将光束传输给反射成像装置9;反射成像装置9对光束进行反射得到带有图像信息的反射光束;光束控制装置11还用于将反射光束传输给投影镜头对应投影;偏振补偿装置10用于减少斜入射反射成像装置9的光束偏振态变化所造成的影响,结合偏振片12对进入投影镜头光束的筛选,即可实现高对比度投影,对比度可提升150%以上。以上所述仅为本实用新型的实施例而已,并不用于限制本实用新型的保护范围,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保护范围之内。当前第1页12
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