CN205193364U - 一种合光系统及其投影照明光路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种合光系统及其投影照明光路，所述合光系统,包括：用于产生第一光束的第一光源装置，用于产生第二光束的第二光源装置；第一光束和第二光束入射方向不同但颜色相同；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；以及对第一光束和第二光束进行反射并使得经反射后的光束沿同一方向传播的合光装置；其中，所述合光装置包括：对第一光束进行反射的第一反射面，以及对第二光束进行反射的第二反射面；该合光系统及其投影照明光路，大大增强了光束的光照强度，进而在保证尺寸和重量满足条件的前提下，提高了投影装置的性能，可给用户带来更好的视觉享受。
Description
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，涉及一种光束合光系统及其投影光路。
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，使得用户对人机界面的显示器件的要求越来越向着微型、大屏幕以及高分辨率方向发展。在广大用户强烈需求的促使下，近年来投影机技术发展迅猛，DLP、LCOS等产品纷纷推出了性能高、尺寸小且重量轻的便携式的投影机。
投影机中的投影模组照明光路的功能在于尽可能多地将光束发出的大角度分布、形状不一、亮度不等的照明光线，转换为照射到显示芯片有效区域的均匀光斑，实现均匀、明亮的投影显示画面。投影模组要得到更好地应用，带给用户更好的视觉享受，就要在保持投影光路设计简洁高效的前提下，满足尺寸小、光损耗低并且增强光照强度使具有高的光输出，这也成为本领域技术人员有待解决的技术问题之一。
现有常规的投影机，通常是先将一组三基色光源进行合光会聚成平行光束后，再通过反射镜片等装置改变光束方向使光束入射到显示芯片；目前，为了增强光照强度，提高投影机的性能，研究采用两组三基色光源作为光源装置，如果还采用上述的反射镜片等装置来改变两组三基色光源光束方向使光束入射到显示芯片，则光程较大，不利于减小投影机的体积和重量。
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，利用合光装置对两束光束进行合光，增强光照强度的光束合光系统及其投影照明光路；利用该光学系统投影装置使投影性能得到大大的提高。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种合光系统,包括：用于产生第一光束的第一光源装置，用于产生第二光束的第二光源装置；第一光束和第二光束入射方向不同但颜色相同；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；以及对第一光束和第二光束进行反射并使得经反射后的光束沿同一方向传播的合光装置；其中，所述合光装置包括：对第一光束进行反射的第一反射面，以及对第二光束进行反射的第二反射面。
优选地，上述技术方案中，所述合光装置由两片夹角为30度到150度的反射镜片组成；所述第一反射面和第二反射面分别设置在两片反射镜片的反射面上。
优选地，上述技术方案中，所述第一反射面和第二反射面镀有金属的反射膜或者多层介质膜组成的高反射膜系。
优选地，上述技术方案中，所述第一光源装置和第二光源装置正交设置，可使照明光斑匹配。
优选地，上述技术方案中，所述第一光束和第二光束的入射方向相反。
为实现上述目的，本实用新型还提供了一种投影照明光路，包括：
用于产生第一光束的第一光源装置，用于产生第二光束的第二光源装置；用于产生第三光束的第三光源装置，用于产生第四光束的第四光源装置；用于产生第五光束的第五光源装置，以及用于产生第六光束的第六光源装置；其中，第一光束和第二光束入射方向不同但颜色相同，为第一色光束组；第三光束和第四光束入射方向不同但颜色相同，为第二色光束组；第五光束和第六光束入射方向不同但颜色相同，为第三色光束组；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、设置于所述第三光源光路上的第三准直透镜组、设置于所述第四光源光路上的第四准直透镜组、设置于所述第五光源光路上的第五准直透镜组以及设置于所述第六光源光路上的第六准直透镜组；对第一色光束组进行反射并使得经反射后的光束沿同一方向传播的第一合光装置；对第二色光束组进行反射并使得经反射后的光束沿同一方向传播的第二合光装置；以及对第三色光束组进行反射并使得经反射后的光束沿同一方向传播的第三合光装置；交叉型合光镜片组，其包括：第一分色镜和第二分色镜；第一分色镜对来自第一合光装置的光束进行反射，反射后的方向与来自第二合光装置的光束方向相同；第二分色镜对来自第三合光装置的光束进行反射，反射后的方向与来自第二合光装置的光束方向相同；第一分色镜和第二分色镜均透射来自第二合光装置的光束，使得来自第一合光装置、第二合光装置以及第三合光装置的光束经反射或透射后沿同一方向传播；以及中继透镜和复眼透镜。
优选地，上述技术方案中，所述第一分色镜和第二分色镜之间的夹角为90度；所述第一分色镜和/或第二分色镜可以由两片分色镜粘合而成；所述第一分色镜包括第一工作面和第二工作面；所述第二分色镜包括第三工作面和第四工作面；所述第一分色镜的第一工作面和第二分色镜的第三工作面镀有二向色分色膜；所述第一分色镜的第二工作面和第二分色镜的第四工作面镀有增透膜；所述第一工作面用于反射来自第一合光装置的光束，所述第二工作面用于透射来自第二合光装置和第三合光装置的光束；所述第三工作面用于反射来自第三合光装置的光束，所述第三合光装置的光束用于透射来自第一合光装置和第二合光装置的光束。
优选地，上述技术方案中，所述第一色光束组、第二色光束组以及第三色光束组均为LED光束；所述第一色光束组、第二色光束组以及第三色光束组，组成三基色光束。
优选地，上述技术方案中，所述第一光源装置和第二光源装置正交设置；所述第三光源装置和第四光源装置正交设置；并且所述第五光源装置和第六光源装置正交设置。
优选地，上述技术方案中，所述第一光束和第二光束的入射方向相反；所述第三光束和第四光束的入射方向相反；并且所述第五光束和第六光束的入射方向相反。
本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型提供了一种合光系统及其投影照明光路，所述合光系统,包括：用于产生第一光束的第一光源装置，用于产生第二光束的第二光源装置；第一光束和第二光束入射方向不同但颜色相同；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；以及对第一光束和第二光束进行反射并使得经反射后的光束沿同一方向传播的合光装置；其中，所述合光装置包括：对第一光束进行反射的第一反射面，以及对第二光束进行反射的第二反射面；该合光系统及其投影照明光路，大大增强了光束的光照强度，进而在保证尺寸和重量满足条件的前提下，提高了投影装置的性能，可给用户带来更好的视觉享受。
附图说明
图1为本实用新型优选的一种合光系统结构示意图；
图2为本实用新型优选的一种投影照明光路结构示意图。
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。
参阅图1和图2；图1是本发明光束合光系统的实施例的结构示意图；本实施例中，该合光装置为由两片夹角为30度到150度的反射镜片组成。如图1所示，根据本发明具体实施方式的一种光束合光系统，包括：用于产生第一光束41a的第一光源装置11a，用于产生第二光束42a的第二光源装置12a；第一光束41a和第二光束42a入射方向不同但颜色相同；设置于所述第一光源光路上的第一准直透镜组21a、设置于所述第二光源光路上的第二准直透镜组22a；以及对第一光束和第二光束进行反射并使得经反射后的光束沿同一方向传播的合光装置；其中，所述合光装置包括：对第一光束41a进行反射的第一反射面31a，以及对第二光束42a进行反射的第二反射面32a。经反射后第一光束41a和第二光束42a可合成一束沿同一方向传播的光束43a。
本实施例中合光装置由两片夹角为30度到150度的反射镜片组成，比如所述夹角可以设置成30度，设置成150度，或设置成90度，或其他在30-150度之间的任何角度，根据实际请况而定。所述第一反射面31a和第二反射面32a分别设置在两片反射镜片的反射面上。
第一反射面31a和第二反射面32a的夹角可以为30度到150度，可保证第一反射面31a和第二反射面32a更为有效地反射第一光束41a和第二光束42a；另外，所述第一反射面31a和第二反射面32a镀有金属的反射膜或者多层介质膜组成的高反射膜系；夹角设置为30度到150度也可使反射膜或反射涂层的加工过程更为简单均匀，进而保证了第一反射面31a和第二反射面32a的反射性能。
在本实施方式中，第一光源装置11a和第二光源装置12a正交设置(角度原因，图上未示出)，可使照明光斑匹配；第一光束41a和第二光束42a的入射方向相反，可以是两束入射方向相反的平行光；但是经合光装置合光后可汇成一束平行光束入射到其他装置，大大增强了光束的光照强度。
该光束合光系统采用合光装置对来自入射方向不同的两束光束进行合光，使两束光束会聚成同一方向的光束，大大增强了光束的光照强度，进而在保证尺寸和重量满足条件的前提下，提高了采用该合光系统的投影装置的性能，可给用户带来更好的视觉享受。
图2是本发明的投影照明光路第一实施例的结构示意图；如图2所示，根据本发明具体实施方式的投影照明光路的具体结构包括：用于产生第一光束的第一光源装置11a，用于产生第二光束的第二光源装置12a；用于产生第三光束的第三光源装置11b，用于产生第四光束的第四光源装置12b；用于产生第五光束的第五光源装置11c，用于产生第六光束的第六光源装置12c；其中，第一光束和第二光束入射方向不同但颜色相同，为第一色光束组3a；第三光束和第四光束入射方向不同但颜色相同，为第二色光束组3b；第五光束和第六光束入射方向不同但颜色相同，为第三色光束组3c；设置于所述第一光源11a光路上的第一准直透镜组21a、设置于所述第二光源12a光路上的第二准直透镜组22a、设置于所述第三光源11b光路上的第三准直透镜组21b、设置于所述第四光源12b光路上的第四准直透镜组22b、设置于所述第五光源11c光路上的第五准直透镜组21c以及设置于所述第六光源光12c路上的第六准直透镜组22c；对第一色光束组进行反射并使得经反射后的光束沿同一方向传播的第一合光装置3a；对第二色光束组进行反射并使得经反射后的光束沿同一方向传播的第二合光装置3b；对第三色光束组进行反射并使得经反射后的光束沿同一方向传播的第三合光装置3c；以及中继透镜7和复眼透镜8。
本实施例中第一合光装置3a，第二合光装置3b，以及第三合光装置3c均由两片夹角为30度到150度的反射镜片组成，比如，所述夹角可以设置成30度，设置成150度，或设置成90度，或其他在30-150度之间的任何角度，根据实际请况而定。
交叉型合光镜片组，可使来自第一合光装置3a、第二合光装置3b以及第三合光装置3c的光束沿同一方向传播，其包括：第一分色镜6和第二分色镜5；第一分色镜6对来自第一合光装置3a的光束进行反射，第二分色镜5对来自第三合光装置3c的光束进行反射，第一分色镜6和第二分色镜5均透射来自第二合光装置3b的光束；以及中继透镜7和复眼透镜8。
交叉型合光镜片组，对来自第一合光装置3a、第二合光装置3b以及第三合光装置3c的光束进行合光，其中：第一分色镜6和第二分色镜5之间的夹角为90度；其中，第一分色镜6反射来自第一合光装置3a的光束，透射来自第二合光装置3b和第三合光装置3c的光束；第二分色镜5反射来自第三合光装置3c的光束，透射来自第一合光装置3a和第二合光装置3b的光束；值得注意的是，第一分色镜6和/或第二分色镜5可以由两片分色镜粘合而成。
本实施例中所述第一分色镜6和/或第二分色镜5可以由两片分色镜粘合而成；所述第一分色镜6包括第一工作面6a和第二工作面6b；所述第二分色镜5包括第三工作面5a和第四工作面5b；所述第一工作面6a用于反射来自第一合光装置3a的光束，所述第二工作面6b用于透射来自第二合光装置3b和第三合光装置3c的光束；所述第三工作面5a用于反射来自第三合光装置3c的光束，所述第四工作面5b的光束用于透射来自第一合光装置3a和第二合光装置3b的光束。
所述第一分色镜6的第一工作面6a和第二分色镜5的第三工作面5a镀有二向色分色膜；所述第一分色镜6的第二工作面6b和第二分色镜5的第四工作面5b镀有增透膜，对光束有增透作用，减少该光束的光能量损失。
在本实施例中，优选地，所述来自第一合光装置3a的光束和所述来自第三合光装置3c的光束与第一分色镜6和/或第二分色镜5的夹角为45度。所述第一分色镜6和/或第二分色镜5可以一体成型，也可以由两片分色镜通过粘合，连接件等连接组成。
所述中继透镜7和复眼透镜8设置在交叉型合光镜片组出来的合光光束的光路上，在交叉型合光镜片组的作用下，来自第一合光装置3a、第二合光装置3b以及第三合光装置3c的三束光路合光后进入中继透镜7和复眼透镜8。合光光路与第一合光装置3a和/或第三合光装置3c的中心光轴垂直，与第二合光装置3b的中心光轴重合。
本实施例中，所述第一色光束组、第二色光束组以及第三色光束组均为LED光束；所述第一色光束组、第二色光束组以及第三色光束组，组成三基色光束。
本实施例中，所述第一光源装置11a和第二光源装置12a正交设置；所述第三光源装置11b和第四光源装置12b正交设置；所述第五光源装置11c和第六光源装置12c正交设置，可以使照明光斑匹配。
本实施例中，所述第一光束和第二光束的入射方向相反，可以平行设置；所述第三光束和第四光束的入射方向相反，可以平行设置；所述第五光束和第六光束的入射方向相反，可以平行设置。
由于合光系统的作用，投影光束的光照强度较大，大大挺高了投影装置的投影性能以及显示效果，可给用户带来更好的视觉享受。
在本实施方式中，所述显示芯片可以为DMD或者LCOS或者LCD。
前述对本发明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发明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发明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发明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。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (9)
1.一种合光系统,其特征在于，包括：
用于产生第一光束的第一光源装置，用于产生第二光束的第二光源装置；第一光束和第二光束入射方向不同但颜色相同；
设置于所述第一光源光路上的第一准直透镜组和设置于所述第二光源光路上的第二准直透镜组；
以及对第一光束和第二光束进行反射并使得经反射后的光束沿同一方向传播的合光装置；其中，所述合光装置包括：对第一光束进行反射的第一反射面，以及对第二光束进行反射的第二反射面。
2.根据权利要求1所述的合光系统，其特征在于，所述合光装置由两片夹角为30度到150度的反射镜片组成；所述第一反射面和第二反射面分别设置在两片反射镜片的反射面上。
3.根据权利要求1或2所述的合光系统，其特征在于，所述第一反射面和第二反射面镀有金属的反射膜或者多层介质膜组成的高反射膜系。
4.根据权利要求1或2所述的合光系统，其特征在于，所述第一光束和第二光束的入射方向相反。
5.一种投影照明光路，其特征在于，包括：
用于产生第一光束的第一光源装置，用于产生第二光束的第二光源装置；用于产生第三光束的第三光源装置，用于产生第四光束的第四光源装置；用于产生第五光束的第五光源装置，以及用于产生第六光束的第六光源装置；其中，第一光束和第二光束入射方向不同但颜色相同，为第一色光束组；第三光束和第四光束入射方向不同但颜色相同，为第二色光束组；第五光束和第六光束入射方向不同但颜色相同，为第三色光束组；
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、设置于所述第三光源光路上的第三准直透镜组、设置于所述第四光源光路上的第四准直透镜组、设置于所述第五光源光路上的第五准直透镜组以及设置于所述第六光源光路上的第六准直透镜组；
对第一色光束组进行反射并使得经反射后的光束沿同一方向传播的第一合光装置；对第二色光束组进行反射并使得经反射后的光束沿同一方向传播的第二合光装置；以及对第三色光束组进行反射并使得经反射后的光束沿同一方向传播的第三合光装置；
交叉型合光镜片组，其包括：第一分色镜和第二分色镜；第一分色镜对来自第一合光装置的光束进行反射，反射后的方向与来自第二合光装置的光束方向相同；第二分色镜对来自第三合光装置的光束进行反射，反射后的方向与来自第二合光装置的光束方向相同；第一分色镜和第二分色镜均透射来自第二合光装置的光束，使得来自第一合光装置、第二合光装置以及第三合光装置的光束经反射或透射后沿同一方向传播；
以及中继透镜和复眼透镜。
6.根据权利要求5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之间的夹角为90度；所述第一分色镜和/或第二分色镜可以由两片分色镜粘合而成；所述第一分色镜包括第一工作面和第二工作面；所述第二分色镜包括第三工作面和第四工作面；所述第一分色镜的第一工作面和第二分色镜的第三工作面镀有二向色分色膜；所述第一分色镜的第二工作面和第二分色镜的第四工作面镀有增透膜；所述第一工作面用于反射来自第一合光装置的光束，所述第二工作面用于透射来自第二合光装置和第三合光装置的光束；所述第三工作面用于反射来自第三合光装置的光束，所述第三合光装置的光束用于透射来自第一合光装置和第二合光装置的光束。
7.根据权利要求5所述的投影照明光路，其特征在于，所述第一色光束组、第二色光束组以及第三色光束组均为LED光束；所述第一色光束组、第二色光束组以及第三色光束组，组成三基色光束。
8.根据权利要求5所述的投影照明光路，其特征在于，所述第一光源装置和第二光源装置正交设置；所述第三光源装置和第四光源装置正交设置；并且所述第五光源装置和第六光源装置正交设置。
9.根据权利要求5所述的投影照明光路，其特征在于，所述第一光束和第二光束的入射方向相反；所述第三光束和第四光束的入射方向相反；并且所述第五光束和第六光束的入射方向相反。
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