一種投影照明光路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種投影照明光路，該投影照明光路采用雙復眼透鏡，基于三基色光源與單片式光閥，兼顧實現三路光源及其準直光路相互獨立，并且設置某一個準直器件與復眼透鏡之間不加二向色鍍膜玻璃片，該技術方案成本低、避免了玻璃片交叉處的光能量損失以及提高了每個光源的輸出功率。另外，任意兩個準直器件與復眼透鏡間距僅需要大于一倍通光孔徑；而且，另一個準直器件與復眼透鏡可以小于一倍通光孔徑。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及投影照明光路領域，尤其涉及一種采用新型的復眼透鏡方案的投 影照明光路。 一種投影照明光路
【背景技術】
[0002] 眾所周知，投影照明光路的功能在于盡可能多地將光源發出的大角度分布、形狀 不一、亮度不等的照明光線，轉換為照射到光閥有效區域的矩形均勻光斑，為最終通過投影 鏡頭實現均勻、明亮的投影顯示畫面奠定基礎。目前，典型的投影照明光路根據其采用的勻 光整形器件可以分為積分棒方案和復眼透鏡方案兩類，因為，本實用新型的方案是針對在 復眼透鏡方案做出的改進，下面具體介紹現有技術中常用的四種復眼透鏡方案，積分棒方 案在此不再贅述。
[0003] 如圖1所示，該方案中，三光源及其準直光路相互獨立，便于散熱，可以應用于功 率較高的情況，其不足之處在于：三個準直光路中有兩路的準直器件與復眼透鏡的間距需 要大于兩倍通光孔徑，一方面造成準直器件尺寸的增加，另一方面也難以達到另一路同樣 好的準直品質；為了使得拉開較遠的兩路準直光路準直品質更加接近另外一路，通常需要 在兩個二向色鍍膜玻璃片之間加一個輔助透鏡。
[0004] 如圖2所示，該方案與圖1所示的方案一樣，均采用獨立的三個光源與準直光路， 可以應用于光源功率較高的情況，相對于圖1所示的方案，其三基色的準直光路光程大致 相等，準直器件到復眼透鏡間距只需要大于一倍通光孔徑，可以實現較高的光利用效率以 及較小的準直器件尺寸。其不足之處在于：χ形二向色棱鏡制作難度大，成本高。作為這種 方案的低成本化改進，可以采用X形放置的兩片二向色玻璃片代替X形二向色棱鏡，但由于 玻璃片的厚度導致中間交叉區域的光能量損失。
[0005] 如圖3所示，該方案由于將兩個光源集成到同一準直光路，準直器件到復眼透鏡 間距只需要大于一倍的通光孔徑，可以實現較高的光利用效率以及較小的準直器件尺寸， 其不足在于，在相同光利用效率情況下，集成到同一個準直光路的兩個光源的光功率輸出 減半，不利于較高的光源功率情況。
[0006] 如圖4所示，該方案由于將三基色光源全部集成到同一準直光路中，在相同光利 用效率情況下，每一個光源的輸出功率均降低，同樣不利于應用在較高功率情況。 實用新型內容
[0007] 本實用新型要解決的技術問題在于，針對現有技術成本高、光能量損失以及降低 了每個光源的輸出功率的缺陷，提供一種采用新型的復眼透鏡方案的投影照明光路，該技 術方案成本低、避免了玻璃片交叉處的光能量損失以及提高了每個光源的輸出功率。
[0008] 本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種投影照明光路，其包 括第一復眼透鏡，第二復眼透鏡，由第一路光源、第二路光源和第三路光源組成的三基色光 源，分別與所述第一路光源、所述第二路光源和所述第三路光源對應的第一準直器件、第二 準直器件和第三準直器件，第一片二向色鍍膜玻璃片，第二片二向色鍍膜玻璃片、匯聚透鏡 組以及單片式光閥；其中，所述第一準直器件和所述第二準直器件分別將第一路光源和第 二路光源經由第一片二向色鍍膜玻璃片在所述第一復眼透鏡的入口處重疊，所述第二復眼 透鏡與所述第三準直器件依次匹配排列，將重疊后的第一路光源和第二路光源經由所述第 一復眼透鏡之后以及將第三路光源經由所述第二復眼透鏡之后分別依次通過第二片二向 色鍍膜玻璃片和匯聚透鏡組在所述單片式光閥上重疊。
[0009] 在本實用新型所述的投影照明光路中，所述第一準直器件與所述第二準直器件分 別與所述第一復眼透鏡之間的間距大于一倍通光孔徑。
[0010] 在本實用新型所述的投影照明光路中，所述第三準直器件與所述第二復眼透鏡之 間的間距小于一倍通光孔徑。
[0011] 在本實用新型所述的投影照明光路中，所述第一準直器件、所述第二準直器件和 所述第三準直器件均為透鏡。
[0012] 在本實用新型所述的投影照明光路中，所述第一準直器件、所述第二準直器件和 所述第三準直器件均為凹面反光鏡。
[0013] 在本實用新型所述的投影照明光路中，所述三基色光源由發光二極管和激光二極 管形成。
[0014] 在本實用新型所述的投影照明光路中，所述單片式光閥由數字微鏡芯片、硅基液 晶以及液晶顯示器構成。
[0015] 實施本實用新型的技術方案，具有以下有益效果：該投影照明光路采用雙復眼透 鏡，基于三基色光源與單片式光閥，兼顧實現三路光源及其準直光路相互獨立，并且設置某 一個準直器件與復眼透鏡之間不加二向色鍍膜玻璃片，該技術方案成本低、避免了玻璃片 交叉處的光能量損失以及提高了每個光源的輸出功率。另外，任意兩個準直器件與復眼透 鏡間距僅需要大于一倍通光孔徑；而且，另一個準直器件與復眼透鏡可以小于一倍通光孔 徑。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中：
[0017] 圖1是本實用新型現有技術中第一種復眼透鏡方案的結構示意圖；
[0018] 圖2是本實用新型現有技術中第二種復眼透鏡方案的結構示意圖；
[0019] 圖3是本實用新型現有技術中第三種復眼透鏡方案的結構示意圖；
[0020] 圖4是本實用新型現有技術中第四種復眼透鏡方案的結構示意圖；
[0021] 圖5是本實用新型提供的一種新型的復眼透鏡方案投影照明光路的結構示意圖；
[0022] 圖6是本實用新型提供的一種新型的復眼透鏡方案投影照明光路優選實施例的 結構示意圖；
[0023] 圖7是本實用新型提供的一種新型的復眼透鏡方案投影照明光路中單片式光閥 照明模擬效果圖。
【具體實施方式】
[0024] 為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施 例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋 本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0025] 如圖5所示，該投影照明光路包括第一復眼透鏡，第二復眼透鏡，由第一路光源、 第二路光源和第三路光源組成的三基色光源，分別與所述第一路光源、所述第二路光源和 所述第三路光源對應的第一準直器件、第二準直器件和第三準直器件，第一片二向色鍍膜 玻璃片，第二片二向色鍍膜玻璃片、匯聚透鏡組以及單片式光閥；其中，所述第一準直器件 和所述第二準直器件分別將第一路光源和第二路光源經由第一片二向色鍍膜玻璃片在所 述第一復眼透鏡的入口處重疊，所述第一準直器件與所述第二準直器件分別與所述第一復 眼透鏡之間的間距大于一倍通光孔徑。
[0026] 所述第二復眼透鏡與所述第三準直器件依次匹配排列，也就是說，第二復眼透鏡 與第三準直器件之間不需要二向色鍍膜玻璃片，其中，所述第三準直器件與所述第二復眼 透鏡之間的間距小于一倍通光孔徑。將重疊后的第一路光源和第二路光源經由所述第一 復眼透鏡之后以及將第三路光源經由所述第二復眼透鏡之后分別通過第二片二向色鍍膜 玻璃片和匯聚透鏡組在所述單片式光閥上重疊，即實現三路照明光路在單片式光閥上的重 疊。
[0027] 在本實施例中，所述三基色光源由發光二極管和激光二極管形成。所述單片式光 閥由數字微鏡芯片、硅基液晶以及液晶顯示器構成。
[0028] 值得一提的是，所述第一準直器件、所述第二準直器件和所述第三準直器件均為 透鏡或凹面反光鏡。
[0029] 如圖6和7所示，在該實施例中，所述第一準直器件、所述第二準直器件和所述第 三準直器件均為凹面反光鏡，具體參數定義如表1所示，應當說明的是，第一路光源為紅光 面光源，第二路光源為綠光面光源，第三路光源為藍光面光源，第一復眼透鏡由陣列透鏡 106和透鏡組成，第二復眼透鏡由陣列透鏡106和透鏡組成。
[0030] 表 1
[0031] ^^|名稱 |材質 |光學參數 |備注 號_____ 101藍光面光- 發光面尺寸2. 6X1.5 (mm2)朗博發光面 _Μ____ 102紅光面光- 發光面尺寸2. 6X1. 5 (mm2)朗博發光面 _____ 103綠光面光二 發光面尺寸2. 6X1. 5 (mm2)朗博發光面~ _^____ 104 反光碗 硼硅玻璃 R=9. 2657mm，k=-0.9477 旋轉橢球面 105 第二片二 D263T 透綠反紅 向色鍍膜 Nd=l. 524765 玻璃片 Vd=54. 0867___ 106 陣列透鏡~"E48R Rl=l. 745mm, R2=-l. 745, 單元尺寸: Nd= 1.531160 T=4. 9mm, 0. 88X1. 38 Vd= (mm2)，單元 ___56. 043828___數：16X11 107 透鏡 H-ZPK2 Rl=29.923mm，R2=INF， Nd= 1. 60300:】 T=3. l;5mm ___Vd二65. 545192___ 108 第一片二 D263T 透藍反紅綠~ 向色鍍膜 Nd=l, 524765 玻璃片 Vd=54. 0867___ 109 匯聚透鏡 H-LaK53A Rl=18, 723mm，R2=INF， __Μ___T=3. 6mm__ 110單片式光二 有效區域尺寸 閥__ 9. 855X6. 1614 (mm2) _
[0032] 相較于現有技術，該投影照明光路采用雙復眼透鏡，基于三基色光源與單片式光 閥，兼顧實現三路光源及其準直光路相互獨立，并且設置某一個準直器件與復眼透鏡之間 不加二向色鍍膜玻璃片，該技術方案成本低、避免了玻璃片交叉處的光能量損失以及提高 了每個光源的輸出功率。另外，任意兩個準直器件與復眼透鏡間距僅需要大于一倍通光孔 徑；而且，另一個準直器件與復眼透鏡可以小于一倍通光孔徑。
[0033] 以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本 領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則 之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的權利要求范圍之內。
【權利要求】
1. 一種投影照明光路，其特征在于，其包括第一復眼透鏡，第二復眼透鏡，由第一路光 源、第二路光源和第三路光源組成的三基色光源，分別與所述第一路光源、所述第二路光源 和所述第三路光源對應的第一準直器件、第二準直器件和第三準直器件，第一片二向色鍍 膜玻璃片，第二片二向色鍍膜玻璃片、匯聚透鏡組以及單片式光閥；其中，所述第一準直器 件和所述第二準直器件分別將第一路光源和第二路光源經由第一片二向色鍍膜玻璃片在 所述第一復眼透鏡的入口處重疊，所述第二復眼透鏡與所述第三準直器件依次匹配排列， 將重疊后的第一路光源和第二路光源經由所述第一復眼透鏡之后以及將第三路光源經由 所述第二復眼透鏡之后分別依次通過第二片二向色鍍膜玻璃片和匯聚透鏡組在所述單片 式光閥上重疊。
2. 根據權利要求1所述的投影照明光路，其特征在于，所述第一準直器件與所述第二 準直器件分別與所述第一復眼透鏡之間的間距大于一倍通光孔徑。
3. 根據權利要求1或2所述的投影照明光路，其特征在于，所述第三準直器件與所述第 二復眼透鏡之間的間距小于一倍通光孔徑。
4. 根據權利要求1所述的投影照明光路，其特征在于，所述第一準直器件、所述第二準 直器件和所述第三準直器件均為透鏡。
5. 根據權利要求1所述的投影照明光路，其特征在于，所述第一準直器件、所述第二準 直器件和所述第三準直器件均為凹面反光鏡。
6. 根據權利要求1所述的投影照明光路，其特征在于，所述三基色光源由發光二極管 和激光二極管形成。
7. 根據權利要求1所述的投影照明光路，其特征在于，所述單片式光閥由數字微鏡芯 片、娃基液晶以及液晶顯不器構成。
【文檔編號】G03B21/20GK203909463SQ201420348005
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月26日 優先權日:2014年6月26日
【發明者】程炎, 王凡, 朱青, 孫峰 申請人:深圳市安華光電技術有限公司