CN205003434U - 一种投影照明光路及其投影模组 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种投影照明光路，包括：三基色光源；与三基色光源一一对应的三组准直透镜组；第一分色镜和第二分色镜；第一复眼透镜、第二复眼透镜以及第三复眼透镜，其中第一复眼透镜、第二复眼透镜以及第三复眼透镜的入光面均为相同的复眼透镜阵列，出光面均为平面或者曲面。该投影照明光路及其投影模组实现三路光源及其准直光路相互独立，采用具有单面复眼透镜阵列的三个复眼透镜对光束进行均匀化，结构简单合理，容易加工,且保证了每个光源的输出效率。

Description

一种投影照明光路及其投影模组
技术领域
本实用新型涉及数字投影显示技术领域，更具体地说，涉及一种投影照明光路及其投影模组。
背景技术
随着科学技术的发展，特别是半导体技术的推动，便携式的电子设备被不断的设计制造出来。便携式电子设备功能的提升，用户对人机界面的显示器件的要求越来越向着微型，大屏幕和高分辨率方向发展。在广大用户强烈需求的促使下，近年来微型投影机技术发展迅猛，DLP、LCOS等产品纷纷推出了便携式的手持微型投影机产品(PICO)，或内置于手机等手持移动设备中的投影机模组。
现有常规的投影机，通常是先将三路光源进行合光后，再通过复眼透镜或者光棒进行匀光，光程较大，不利于减小投影机的体积和提高投影机的性能。投影机要更好地应用在手持式电子设备中，就要在保持具有高的光输出的前提下，要求投影光路设计简洁高效，使投影机满足尺寸小、光损耗低等适合应用于手持式电子设备中的条件。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
实用新型内容
针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单合理，布局紧凑，提高投影性能，且大大降低生产成本的投影照明光路及其投影装置。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种投影照明光路，其特征在于，包括：
由第一光源、第二光源和第三光源组成的三基色光源；
分别设置于所述第一光源光路上的第一准直透镜组、设置于所述第二光源光路上的第二准直透镜组和设置于所述第三光源光路上的第三准直透镜组；
第一分色镜和第二分色镜；
第一复眼透镜、第二复眼透镜以及第三复眼透镜，其中第一复眼透镜、第二复眼透镜以及第三复眼透镜的相对三基色光源的入光面均为相同的复眼透镜阵列；
其中，所述来自第一光源的光束经第一准直透镜组准直后经由第一分色镜透射，来自第二光源的光束经第二准直透镜组准直后再经由第一分色镜反射，第一复眼透镜设置在第一分色镜光路前方，经由第一分色镜透射和反射的光束在所述第一复眼透镜的入光面前汇聚；所述第二复眼透镜设置在第三准直透镜的光路前方；来自第一复眼透镜的光束经由第二分色镜反射，来自第二复眼透镜的光束经由第二分色镜透射，第三复眼透镜设置在第二分色镜光路前方，汇聚经由第二分色镜透射和反射的光束后在所述第三复眼透镜入光面前汇聚。
优选地，上述技术方案中，所述第一分色镜和第二分色镜平行设置。
优选地，上述技术方案中，所述第二复眼透镜的中心光轴和第三复眼透镜的中心光轴平行，且均与与第一复眼透镜的中心光轴垂直。
优选地，上述技术方案中，所述第一复眼透镜或者第二复眼透镜或者第三复眼透镜相对三基色光源的入光面的对立面为出光面，所述出光面为平面或曲面。
优选地，上述技术方案中，所述第一准直透镜组的中心光轴和第二准直透镜组的中心光轴或者第三准直透镜组的中心光轴垂直方向。
优选地，上述技术方案中，所述三基色光源为LED光源或者激光光源。
优选地，上述技术方案中，所述三基色光源由红色光源、蓝色光源和绿色光源组成。
为实现上述目的，本实用新型还提供了一种投影模组，包括：上述的投影照明光路；直角棱镜；显示芯片；以及投影透镜组。
优选地，上述技术方案中，所述直角棱镜和第三复眼透镜之间还包括一中继透镜。
优选地，上述技术方案中，所述显示芯片为DMD或者LCOS或者LCD。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：该投影照明光路包括：三基色光源；与三基色光源一一对应的三组准直透镜组；第一分色镜和第二分色镜；第一复眼透镜、第二复眼透镜以及第三复眼透镜，其中第一复眼透镜、第二复眼透镜以及第三复眼透镜的入光面均为相同的复眼透镜阵列，出光面均为平面或者曲面。该投影照明光路及其投影模组实现三路光源及其准直光路相互独立，采用具有单面复眼透镜阵列的三个复眼透镜对光束进行均匀化，结构简单合理，容易加工，且保证了每个光源的输出效率。
附图说明
图1是本实用新型的投影照明光路最优实施例的结构示意图；
图2是本实用新型的投影模组最优实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
图1是本实用新型的投影照明光路最优实施例的结构示意图；如图1所示，根据本实用新型具体实施方式的一种投影照明光路，包括：
由第一光源101、第二光源102和第三光源103组成的三基色光源；
分别设置于所述第一光源101光路上的第一准直透镜组104、设置于所述第二光源102光路上的第二准直透镜组105和设置于所述第三光源103光路上的第三准直透镜组106；
用于改变光路进而使三基色光源合光的第一分色镜107和第二分色镜108；
用于匀光的第一复眼透镜109、第二复眼透镜110以及第三复眼透镜111；
所述来自第一光源101的光束经第一准直透镜组104准直后经由第一分色镜107透射，来自第二光源102的光束经第二准直透镜组105准直后再经由第一分色镜107反射，第一复眼透镜109设置在第一分色镜107光路前方，经由第一分色镜107透射和反射的光束在所述第一复眼透镜109的入光面109a前汇聚；所述来自第一光源101和第二光源102的光束分别经第一准直透镜组104和第二准直透镜组105准直后的经由第一分色镜107在所述第一复眼透镜109的入光面109a前重叠；所述第二复眼透镜110设置在第三准直透镜组106的光路正前方，对经第三准直透镜组106准直后的光束进行匀光；来自第一复眼透镜109的的光束经由第二分色镜108反射，来自第二复眼透镜110的光束经由第二分色镜108透射，第三复眼透镜111设置在第二分色镜108光路前方，经由第二分色镜108透射和反射的光束在所述第三复眼透镜111入光面111a前汇聚，并入射到第三复眼透镜111进行再一次匀光。
在本实施例中，所述三基色光源为LED光源或者激光光源；优选地，所述三基色光源由红色LED光源、蓝色LED光源和绿色LED光源组成。
在本实施例中，所述第一准直透镜组104设置在所述第一光源101的光路上、所述第二准直透镜组105设置在所述第二光源102的光路上、和所述第三准直透镜组106设置在所述第三光源103的光路上，用来接收来自所述第一光源101、所述第二光源102和所述第三光源103的自然光并将光线均匀化；第一准直透镜组104与第一光源101的中心光轴重合、第二准直透镜组105与第二光源102的中心光轴重合、第三准直透镜组106的中心光轴和第三光源103的中心光轴重合；优选地，在本实施例中，所述第二准直透镜组105的中心光轴和第三准直透镜组106的中心光轴平行，和/或所述第二准直透镜组105的中心光轴与第一准直透镜组104的中心光轴正交。
在本实施例中，所述第一分色镜107和第二分色镜108平行设置，用于对三基色光源进行合光；第一分色镜107相对于第一光源101的光束入射面可以对入射的光进行透射，同时第一分色镜107相对于第二光源102的光束入射面可以对入射的光进行反射；来自第一光源101的光束，经第一准直透镜组104均匀化之后，经第一分色镜107透射，来自第二光源102的光束，经第二准直透镜组105均匀化后，经第一分色镜107反射；在第一分色镜107的作用下，来自第一光源101的光束和来自第二光源102的光束合光入射到第一复眼透镜109，第一复眼透镜109对经第一分色镜107的合光光束进行匀光；第二分色镜108相对于第一复眼透镜109的光束入射面可以对入射的光进行反射，同时第二分色镜108相对于第二复眼透镜110的光束入射面可以对入射的光进行透射；第二分色镜108对来自第一复眼透镜109的光束进行反射，对来自第二复眼透镜110的光束进行透射，使光束在所述第三复眼透镜111的入光面111a前汇聚并入射到第三复眼透镜111进行再一次匀光。
在本实施例中，优选地，所述第一分色镜107与第一准直透镜组104的中心光轴夹角为45度，所述第一分色镜107与第二准直透镜组105的中心光轴夹角也为45度；所述第二分色镜108与第一准直透镜组104的中心光轴夹角为45度，所述第二分色镜108与第三准直透镜组106的中心光轴夹角也为45度。
在本实施例中，第一准直透镜组104、第二准直透镜组105和第三准直透镜组106可以设置为平面透镜或曲面透镜或者其他类型的透镜。
在本实施例中，第一分色镜107和第二分色镜108可以设置成平面透镜；第一分色镜107相对于第一光源101的光束入射面上可以镀有增透膜，第一分色镜107相对于第二光源102的光束入射面上可以镀有增反膜；第二分色镜108相对于第一复眼透镜109的光束入射面上可以镀有增反膜，同时第二分色镜108相对于第二复眼透镜110的光束入射面上可以镀有增透膜。
在本实施例中，所述第一复眼透镜109的入光面109a、第二复眼透镜110的入光面110a以及第三复眼透镜111的相对三基色光源的入光面111a的复眼透镜阵列完全相同，均为一系列小透镜组合而成复眼透镜阵列，小透镜的曲率或者个数等等均一致，可对光束进行均匀化；值得注意的是，所述第二复眼透镜110和第三复眼透镜111的中心光轴平行，而第一复眼透镜109与第二复眼透镜110或者第三复眼透镜111呈正交方向设置，第一复眼透镜109的中心光轴与第二复眼透镜110或者第三复眼透镜111的中心光轴垂直；所述第一复眼透镜109的出光面109b、第二复眼透镜110的出光面110b以及第三复眼透镜111的入光面111b可以为平面或者曲面，与它们各自的入光面相对设置。当所述第一复眼透镜109的出光面109b、第二复眼透镜110的出光面110b以及第三复眼透镜111的入光面111b为曲面的时候,该曲面可对光束进行均匀化和汇聚作用，省略了后继中继透镜的使用，进而减小投影机的尺寸和生产成本。
在本实施例中，第一复眼透镜109与第二复眼透镜110或者第三复眼透镜111相互之间也可以按照其他角度设置，同时，第一分色镜107和第二分色镜108与复眼透镜之间的角度也可以相应设置成其他角度，只要能够满足：第一分色镜107汇聚第一光源101的光束和来自第二光源102的光束；同时，第二分色镜108汇聚来自第一分色镜107汇聚的光线和第三光源103的光束即可。
图2是本实用新型的投影模组最优实施例的结构示意图；如图2所示，根据本实用新型最优实施例的一种投影模组，包括：上述的投影照明光路；中继透镜112；直角棱镜113；显示芯片114；以及投影透镜组115。
本实施例中，中继透镜112设置在第三复眼透镜111的光路前方，用于接收来自投影照明光路的均匀化的光束并对光束进行会聚；直角棱镜113设置在中继透镜112的光路前方，用于将中继透镜112出射的光导引至设置在直角棱镜113一侧的显示芯片114；从显示芯片114出来的投影光束再经直角棱镜组113的其中一侧面进行反射，导引至投影透镜组组115。
上述实施例中，所述透镜或镜片组的镜片材质可以为玻璃、塑胶或其他的透光材料。
综上所述，该投影照明光路及其投影模组实现三路光源及其准直光路相互独立，采用具有单面复眼透镜阵列的三个复眼透镜对光束进行均匀化，结构简单合理，容易加工,且且保证了每个光源的输出效率。
前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (9)

1.一种投影照明光路，其特征在于，包括：
由第一光源、第二光源和第三光源组成的三基色光源；
分别设置于所述第一光源光路上的第一准直透镜组、设置于所述第二光源光路上的第二准直透镜组和设置于所述第三光源光路上的第三准直透镜组；
第一分色镜和第二分色镜；
第一复眼透镜、第二复眼透镜以及第三复眼透镜，其中第一复眼透镜、第二复眼透镜以及第三复眼透镜的相对三基色光源的入光面均为相同的复眼透镜阵列；
其中，所述来自第一光源的光束经第一准直透镜组准直后经由第一分色镜透射，来自第二光源的光束经第二准直透镜组准直后再经由第一分色镜反射，第一复眼透镜设置在第一分色镜光路前方，经由第一分色镜透射和反射的光束在所述第一复眼透镜的入光面前汇聚；所述第二复眼透镜设置在第三准直透镜的光路前方；来自第一复眼透镜的光束经由第二分色镜反射，来自第二复眼透镜的光束经由第二分色镜透射，第三复眼透镜设置在第二分色镜光路前方，汇聚经由第二分色镜透射和反射的光束后在所述第三复眼透镜入光面前汇聚。
2.根据权利要求1所述的投影照明光路，其特征在于，所述第一分色镜和第二分色镜平行设置。
3.根据权利要求1所述的投影照明光路，其特征在于，所述第一复眼透镜或者第二复眼透镜或者第三复眼透镜相对三基色光源的入光面的对立面为出光面，所述出光面为平面或曲面。
4.根据权利要求1所述的投影照明光路，其特征在于，所述第二复眼透镜的中心光轴和第三复眼透镜的中心光轴平行，且均与第一复眼透镜的中心光轴垂直。
5.根据权利要求1所述的投影照明光路，其特征在于，所述第一准直透镜组的中心光轴和第二准直透镜组的中心光轴或者第三准直透镜组的中心光轴垂直。
6.根据权利要求1所述的投影照明光路，其特征在于，所述三基色光源为LED光源或者激光光源。
7.根据权利要求1所述的投影照明光路，其特征在于，所述三基色光源由红色光源、蓝色光源和绿色光源组成。
8.一种投影模组，其特征在于，包括：
权利要求1-7任一项所述的投影照明光路；
中继透镜及直角棱镜；
显示芯片；以及
投影透镜组。
9.根据权利要求8所述的投影模组，其特征在于，所述显示芯片为DMD或者LCOS或者LCD。
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