CN111025836A - 光路系统及放映机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光路系统及放映机，属于放映设备领域，包括单色光源、光处理组件以及合光元件。单色光源设有多个，多个所述单色光源发出至少两种颜色的光线；光处理组件设有多个，与多个单色光源一一对应，光处理组件用于使单色光源的光线形成图像；合光元件与光处理组件一一对应，合光元件用于接收光处理组件出射的光线，并进行混光处理。本发明提供的光路系统及放映机，无需传统光路系统中先分色再合色的复杂光路结构，减少了光学元件的数量，在很大程度上简化了光路系统的结构，避免了光线损失过多的情况发生，同时，还可针对每一路光设置暗场，提高对比度。

Description

光路系统及放映机
技术领域
本发明属于放映设备技术领域，更具体地说，是涉及一种光路系统及包含该光路系统的放映机。
背景技术
放映机是把影片上记录的影像和声音，配合银幕和扩音机等还原出来的机械设备。但是，传统放映机的光学系统中存在较多的光学元件，在光线传输过程中造成较多的光损失，因此需要简化放映机的光学系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光路系统，以解决现有技术中存在的光路系统光学元件较多，导致光线传输过程光损失较多的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种光路系统，包括：
单色光源，设有多个，不同的单色光源发出不同颜色的光束；
光处理组件，设有多个，与多个所述单色光源一一对应，所述光处理组件用于使所述单色光源的光线形成图像；以及
合光元件，所述合光元件用于接收所述光处理组件出射的光线，并进行混光处理。
在一个实施例中，所述光处理组件包括：
全内反射棱镜组，与所述单色光源一一对应，所述全内反射棱镜组用于接收所述单色光源发出的光线，并进行反射；以及
数字微反射镜，与所述全内反射棱镜组一一对应，所述数字微反射镜用于接收所述全内反射棱镜组反射的光线，并将所述全内反射棱镜组反射的光线再次反射至所述全内反射棱镜组，所述全内反射棱镜组接收所述数字微反射镜反射的光线，并使所述数字微反射镜反射的光线透出所述全内反射棱镜组。
在一个实施例中，所述全内反射棱镜组包括：
第一直角棱镜；以及
第二直角棱镜，所述第一直角棱镜的斜面和所述第二直角棱镜的斜面相对设置，且两个斜面之间相互间隔；
所述数字微反射镜与所述第一直角棱镜的一直角面对应。
在一个实施例中，所述合光元件为一个X棱镜，所述光处理组件的出光面与所述X棱镜的直角面对应。
在一个实施例中，所述X棱镜包括四个相同的直角棱镜，相邻的所述直角棱镜的斜面相互胶合。
在一个实施例中，所述单色光源设有至少三个，所述光处理组件沿预设路径分布，所述合光元件包括：
分色镜，设有多个，多个所述分色镜依次设于相邻的所述光处理组件的出光侧，所述光处理组件与所述分色镜的数量之差为一；以及
第一反射镜，设于位于所述预设路径另一端的所述光处理组件的出光侧，并用于反射对应的所述光处理组件出射的光线；
位于所述预设路径一端的所述分色镜用于透过对应的所述光处理组件出射的光线；其余所述分色镜用于反射对应的所述光处理组件出射的光线，并用于透过由所述第一反射镜反射的或由所述光处理组件反射的光线；位于所述预设路径一端的所述分色镜还用于反射透过相邻所述分色镜的光线。
在一个实施例中，所述单色光源设有两个，所述合光元件包括：
分色镜，设有一个，所述分色镜设于其中一个所述光处理组件的出光侧，用于透过对应所述光处理组件出射的光线；以及
第一反射镜，设有一个，且与另一个所述光处理组件的出光侧对应，所述第一反射镜用于反射所述光处理组件出射的光线，所述分色镜还用于反射经所述第一反射镜反射的光线。
在一个实施例中，所述单色光源设有六个，每个所述单色光源出射的光线均具有第一偏振方或者第二偏振方向，所述合光元件用于接收所述光处理组件出射的光线，并进行混光处理，使得具有第一偏振方向的光线经混光处理后以第一方向出射，具有第二偏振方向的光线经混光处理后以第二方向出射。
在一个实施例中，所述数字微反射镜用于与控制单元通讯连接，所述控制单元获取图像信息并根据所述图像信息生成控制信号，所述数字微反射镜根据所述控制信号使反射的光线在透出所述全内反射棱镜组后形成图像。
本发明提供的光路系统的有益效果在于：与现有技术相比，本发明光路系统采用多个单色光源，光源出射的单色光线经光处理组件形成图像后均入射至均入射至合光元件，合光元件能将经光处理组件出射的三路光束混合，使得不同的单色光线能在合光元件的出光面上合色，无需传统光路系统中先分色再合色的复杂光路结构，减少了光学元件的数量，在很大程度上简化了光路系统的结构，避免了光线损失过多的情况发生，同时，还可针对每一路光设置暗场(吸光的黑体结构)，提高对比度。
本发明还提供一种放映机，包括上述的光路系统。
本发明提供的放映机的有益效果在于：与现有技术相比，本发明放映机通过采用上述光路结构简单，且光线损失较少的光路系统，提高放映机的亮度，使得放映画质得到显著提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为传统放映机的光路系统的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的光路系统的结构示意图；
图3为本发明实施例一采用的光处理组件的结构示意图；
图4为本发明实施例二提供的光路系统的结构示意图；
图5为本发明实施例三提供的光路系统的结构示意图；
图6为本发明实施例四提供的光路系统的结构示意图。
其中，图中各附图标记：
1-单色光源；2-光处理组件；201-全内反射棱镜组；2011-第一直角棱镜；2012-第二直角棱镜；202-数字微反射镜；3-合光元件；301-直角棱镜；302-分色镜；303-第一反射镜；4-白光光源；5-数字微反射镜；6-投影镜头
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。
图1所示的是一种传统放映机的光学系统，图1所示的光学系统中，首先对白光光源4发出的白光进行分光处理，光学系统包括多块棱镜，白光光束经过图1中的光学系统后，被分为不同方向的红、绿、蓝三色光束，分光后，每束光别分别传输至一个数字微反射镜(DMD)5，三个DMD将光束反射回光学系统，经光学系统混合后，传输至投影镜头6。可见，图1所示的传统放映机的光学系统是先将白光分为不同颜色的光束，再将分出的光束用于成像、投影。
请一并参阅图2、图4及图5，现对本发明提供的区别于传统的光路系统进行说明。所述光路系统，包括单色光源1、光处理组件2以及合光元件3。单色光源1设有多个，不同的单色光源1发出不同颜色的光束；光处理组件2设有多个，与多个单色光源1一一对应，光处理组件2用于使单色光源1的光线形成图像；合光元件3用于接收光处理组件2出射的光线，并进行混光处理。
与现有技术相比，本发明提供的光路系统采用多个单色光源1，光源出射的单色光线经光处理组件2形成图像后均入射至均入射至合光元件3，合光元件3能将经光处理组件2出射的三路光束混合，使得不同的单色光线能在合光元件3的出光面上合色，经混光后传输至投影镜头，无需传统光路系统中先分色再合色的复杂光路结构，减少了光学元件的数量，在很大程度上简化了光路系统的结构，避免了光线损失过多的情况发生，同时，还可针对每一路光设置暗场(吸光的黑体结构)，提高对比度。
需要注意的是，单色光源1与光处理组件2之间还可设有其他光学元件，用于在光线进入光处理组件2之间进行光线的预处理，如光束的整形等。
请一并参阅图2至图5，作为本发明提供的光路系统的一种具体实施方式，光处理组件2包括全内反射棱镜组201和数字微反射镜202。全内反射棱镜组201与单色光源1一一对应，全内反射棱镜组201用于接收单色光源1发出的光线，并进行反射；数字微反射镜202与全内反射棱镜组201一一对应，数字微反射镜202用于接收全内反射棱镜组201反射的光线，并将全内反射棱镜组201反射的光线再次反射至全内反射棱镜组201，全内反射棱镜组201接收第一反射202反射的光线，并使数字微反射镜202反射的光线透出全内反射棱镜组201。
数字微反射镜(DMD)是一种由多个高速数字式光反射开光组成的阵列，由许多小型铝制反射镜面构成的，镜片的多少由显示分辨率决定，一个小镜片对应一个像素。通过全内反射棱镜组201和数字微反射镜202配合，能有效提法成像画面的均匀性。
作为本发明提供的光路系统的一种具体实施方式，数字微反射镜202用于与外部的控制单元通讯连接，控制单元获取图像信息并根据图像信息生成控制信号，数字微反射镜202根据控制信号使反射的光线在透出全内反射棱镜组201后形成图像。
具体地，外部的控制单元可以根据实际需要进行选择，只要能够根据图像信息生成控制信号即可，例如，外部的控制单元可以是负责图像传输的服务器，也可以带有处理器的设备(电脑、平板等)，或者是卫星通讯设备等。
参阅图3，作为本发明提供的光路系统的一种具体实施方式，全内反射棱镜组201包括第一直角棱镜2011和第二直角棱镜2012，第一直角棱镜2011的斜面和第二直角棱镜2012的斜面相对设置，且两个斜面之间相互间隔；数字微反射镜202与第一直角棱镜2011的一直角面对应。
入射光线经过第一直角棱镜2011的全反射，反射至数字微反射镜202，再经数字微反射镜202反射后穿过第一直角棱镜2011和第二直角棱镜2012，第一直角棱镜2011和第二直角棱镜2012的斜面间具有空气间隙，所以光线在空间间隙出发生折射，光线角度发生轻微变化，达到调整光线角度的目的。
请参阅图1，作为本发明提供的光路系统的一种具体实施方式，合光元件3为一个X棱镜，光处理组件2的出光面与X棱镜的直角面对应。
由于X棱镜内部具有呈“X”型分布的胶合面，使得不同的单色光线能在X棱镜的出光面上合色，即X棱镜能将经光处理组件出射的三路光束混合，因此RGB三色光路可以独立配置，入射数字微反射镜202之前不需要再进行混光处理。
请参阅图1，作为本发明提供的光路系统的一种具体实施方式，X棱镜包括四个相同的直角棱镜301，相邻的直角棱镜301的斜面相互胶合。直角棱镜301的斜面处设有分光膜，对红绿蓝三色光进行反射或透射，在X棱镜的出射面上合色，X棱镜结构简单，能达到理想的混光效果，同时使光学元件数量减少，光损失减少，可针对每一路光设置暗场(吸光的黑体结构)，提高对比度。
参阅图2及图4，作为本发明提供的光路系统的一种具体实施方式，单色光源1设有至少三个，光处理组件2沿预设路径分布，合光元件3包括分色镜302和第一反射镜303。分色镜302设有多个，多个分色镜302依次设于相邻的光处理组件2的出光侧，光处理组件2与分色镜302的数量之差为一；第一反射镜303设于位于预设路径另一端的光处理组件2的出光侧，并用于反射对应的光处理组件2出射的光线。
位于预设路径一端的分色镜302用于透过对应的光处理组件2出射的光线；其余分色镜302用于反射对应的光处理组件2出射的光线，并用于透过由第一反射镜303反射的或由光处理组件2反射的光线；位于预设路径一端的分色镜302还用于反射透过相邻分色镜302的光线。
分色镜能够透过特定颜色的光线并反射其他颜色的光线，单色光源1的数量和光源颜色可根据实际使用需求进行设置，不同颜色的光线最终均到达了位于预设路径一端的分色镜302，与该分色镜302对应的光处理组件2出射的光线透过了该分色镜302，其余颜色的光线被该分色镜302反射，在此过程中达到了混光的效果。分色镜302和第一反射镜303设置的结构简单，避免设置过多的棱镜，光线在分色镜内传播距离很短，光线在传播过程中光损失少。
具体地，参阅图4，单色光源1设有三个，分别为红光光源(R)、蓝光光源(B)和绿光光源(G)，合光元件3包括两个分色镜302和一个第一反射镜303。第一反射镜303用于反射位于预设路径另一端的光处理组件2出射的光线，位于预设路径一端的分色镜302用于透过对应的光处理组件2出射的光线；位于中部的分色镜302用于反射对应的光处理组件2出射的光线，并用于透过由第一反射镜303反射的光线，位于预设路径一端的分色镜302还用于反射透过位于中部的分色镜302的光线。
请参阅图5，作为本发明提供的光路系统的一种具体实施方式，单色光源1设有两个，合光元件3包括分色镜302和第一反射镜303。分色镜302设有一个，分色镜302设于其中一个光处理组件2的出光侧，用于透过对应光处理组件2出射的光线；第一反射镜303设有一个，且与另一个光处理组件2的出光侧对应，第一反射镜303用于反射光处理组件2出射的光线，分色镜302还用于反射经第一反射镜303反射的光线。
与上述结构类似的，不同颜色的光线最终均到达了分色镜302，与该分色镜302对应的光处理组件2出射的光线透过了该分色镜302，其余颜色的光线被该分色镜302反射，在此过程中达到了混光的效果。分色镜302和第一反射镜303设置的结构简单，合光元件不包含棱镜，光线在传播过程中光损失少。
请参阅图6，作为本发明提供的光路系统的一种具体实施方式，单色光源1设有六个，每个单色光源1出射的光线具有第一偏振方向(图6中虚线表示的光束)或者第二偏振方向(图6中实线表示的光束)。
图6中的单色光源1出射的单色光线经光处理组件2形成图像后均入射至均入射至合光元件3，合光元件3能将经光处理组件2出射的三路光束混合(混光处理)，使得不同的单色光线能在合光元件3的出光面上合色，并将具有第一偏振方向的光线混合后以第一方向出射，将具有第二偏振方向的光线混合后以第二方向出射，最后传输至投影镜头。
通过此种方式，第一偏振方向的光线可以用于左眼图像投影，第二偏振方向的光线可以用于右眼图像投影，进而可以在主动式偏振眼镜或被动式偏振眼镜的配合下，实现三维观看效果。
具体地，第一偏振方向与第二偏振方向相互垂直。
具体地，每个单色光源1均配有与之对应的偏振装置，例如偏振片、偏振膜等。
具体地，合光元件3的结构与上述的单色光源1设有至少三个时的合光元件3的结构类似，对两个偏振方向的光束分别设置对应的第一反射镜303和分色镜302，两个偏振方向的光束各自经过合光元件3的原理也与上述的单色光源1设有至少三个时的合光元件3的原理类似，在此不再赘述。
本发明还提供一种放映机，所述放映机包括上述的光路系统。
本发明提供的放映机，通过采用上述光路结构简单，且光线损失较少的光路系统，提高放映机的亮度，使得放映画质得到显著提高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.光路系统，其特征在于，包括：
单色光源，设有多个，多个所述单色光源发出至少两种颜色的光线；
光处理组件，设有多个，与多个所述单色光源一一对应，所述光处理组件用于使所述单色光源的光线形成图像；以及
合光元件，所述合光元件用于接收所述光处理组件出射的光线，并进行混光处理。
2.如权利要求1所述的光路系统，其特征在于，所述光处理组件包括：
全内反射棱镜组，与所述单色光源一一对应，所述全内反射棱镜组用于接收所述单色光源发出的光线，并进行反射；以及
数字微反射镜，与所述全内反射棱镜组一一对应，所述数字微反射镜用于接收所述全内反射棱镜组反射的光线，并将所述全内反射棱镜组反射的光线再次反射至所述全内反射棱镜组，所述全内反射棱镜组接收所述数字微反射镜反射的光线，并使所述数字微反射镜反射的光线透出所述全内反射棱镜组。
3.如权利要求2所述的光路系统，其特征在于，所述全内反射棱镜组包括：
第一直角棱镜；以及
第二直角棱镜，所述第一直角棱镜的斜面和所述第二直角棱镜的斜面相对设置，且两个斜面之间相互间隔；
所述数字微反射镜与所述第一直角棱镜的一直角面对应。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的光路系统，其特征在于，所述合光元件为一个X棱镜，所述光处理组件的出光面与所述X棱镜的直角面对应。
5.如权利要求4所述的光路系统，其特征在于，所述X棱镜包括四个相同的直角棱镜，相邻的所述直角棱镜的斜面相互胶合。
6.如权利要求1-3中任意一项所述的光路系统，其特征在于，所述单色光源设有至少三个，所述光处理组件沿预设路径分布，所述合光元件包括：
分色镜，设有多个，多个所述分色镜依次设于相邻的所述光处理组件的出光侧，所述光处理组件与所述分色镜的数量之差为一；以及
第一反射镜，设于位于所述预设路径另一端的所述光处理组件的出光侧，并用于反射对应的所述光处理组件出射的光线；
位于所述预设路径一端的所述分色镜用于透过对应的所述光处理组件出射的光线；其余所述分色镜用于反射对应的所述光处理组件出射的光线，并用于透过由所述第一反射镜反射的或由所述光处理组件反射的光线；位于所述预设路径一端的所述分色镜还用于反射透过相邻所述分色镜的光线。
7.如权利要求1-3中任意一项所述的光路系统，其特征在于，所述单色光源设有两个，所述合光元件包括：
分色镜，设有一个，所述分色镜设于其中一个所述光处理组件的出光侧，用于透过对应所述光处理组件出射的光线；以及
第一反射镜，设有一个，且与另一个所述光处理组件的出光侧对应，所述第一反射镜用于反射所述光处理组件出射的光线，所述分色镜还用于反射经所述第一反射镜反射的光线。
8.如权利要求1-3中任意一项所述的光路系统，其特征在于，所述单色光源设有六个，每个所述单色光源出射的光线均具有第一偏振方或者第二偏振方向，所述合光元件用于接收所述光处理组件出射的光线，并进行混光处理，使得具有第一偏振方向的光线经混光处理后以第一方向出射，具有第二偏振方向的光线经混光处理后以第二方向出射。
9.如权利要求2或3所述的光路系统，其特征在于，所述数字微反射镜用于与控制单元通讯连接，所述控制单元获取图像信息并根据所述图像信息生成控制信号，所述数字微反射镜根据所述控制信号使反射的光线在透出所述全内反射棱镜组后形成图像。
10.放映机，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一项所述的光路系统。
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CN112628679A (zh) * 2020-12-11 2021-04-09 杭州新湖电子有限公司 一种组合式发光的电影摄影灯

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112628679A (zh) * 2020-12-11 2021-04-09 杭州新湖电子有限公司 一种组合式发光的电影摄影灯

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