CN207008276U - 一种投影系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种投影系统，包括：光源，用于发出平行光；光束缩小模块，位于光源的出光方向，光束缩小模块包括第一凸透镜和第一凹透镜，用于缩小平行光的光斑大小；光束缩小模块位于光源和汇聚透镜组之间；调整模块，用于调整第一凸透镜和第一凹透镜之间的距离，以调整光束缩小模块对光斑的缩小程度；汇聚透镜组，用于对照射到汇聚透镜组的光线聚焦；荧光色轮，荧光色轮所在平面与汇聚透镜组的光轴方向垂直，且汇聚透镜组聚焦的光线照射在荧光色轮上；汇聚透镜组与荧光色轮的位置固定；多个光路转换元件，用于将荧光色轮的透射光和反射光汇集为同一个光束。实现了降低调节照射在荧光色轮上光斑大小的调节难度，提高了投影仪的使用可靠性。

Description

一种投影系统

技术领域

本实用新型实施例涉及投影技术，尤其涉及一种投影系统。

背景技术

由于在会议或教学时，投影仪有助于帮助众多的与会者及时了解内容，因此投影仪成为诸如会议或教学等人数较多场合下不可或缺的工具。

投影仪一般需要通过将蓝色波长的光照射在荧光粉上来激发出其他颜色的光，例如黄色光和绿色光，然后经过滤色模块的波长过滤转化为红绿蓝三色光并投影到DMD芯片上，从而形成人眼所看到的图像。

为了使投影仪获得足够的成像亮度，往往需要调节照射在荧光粉上光斑的大小，如果光斑太小导致单位面积内光子数过多使得荧光粉饱和，进而使投影仪成像亮度不足，如果光斑太大，单位面积上的能量太弱，导致光照方向上照射到荧光色轮上深层的荧光粉数目减弱，从而单位面积内光子数过少也会使得投影仪的成像亮度不足，所以在投影仪使用之前需要调节照射在荧光色轮上光斑的大小，以使投影仪具有足够的成像亮度，现有技术中往往通过调节荧光色轮的位置去调节照射在荧光色轮上光斑的大小，但是该方法存在使荧光色轮发生倾斜以及摇摆等缺点，影响投影仪的使用性能，且由于荧光色轮与邻近组件的位置较近，调节难度大。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种投影系统，以实现降低调节照射在荧光色轮上光斑的大小的调节难度，提高投影仪的使用可靠性。

本实用新型实施例提供了一种投影系统，包括：光源、光束缩小模块、调整模块、汇聚透镜组、荧光色轮和多个光路转换元件；

所述光源用于发出平行光；

所述光束缩小模块位于所述光源的出光方向，所述光束缩小模块包括第一凸透镜和第一凹透镜，用于缩小所述平行光的光斑大小；所述光束缩小模块位于所述光源和所述汇聚透镜组之间；

所述调整模块用于调整所述第一凸透镜和第一凹透镜之间的距离，以调整所述光束缩小模块对光斑的缩小程度；

所述汇聚透镜组用于对照射到汇聚透镜组的光线聚焦；

所述荧光色轮所在平面与所述汇聚透镜组的光轴方向垂直，且所述汇聚透镜组聚焦的光线照射在所述荧光色轮上；所述荧光色轮包括荧光反射区和透光区，所述荧光反射区用于接收经所述汇聚透镜组聚焦的光线激发荧光反射区中的荧光粉发光，并将所述荧光粉发出光线反射，所述透光区用于透过所述汇聚透镜组聚焦的光线；

所述多个光路转换元件用于将所述荧光色轮的透射光和反射光汇集为同一个光束。

可选地，所述光束缩小模块还包括扩散片，所述扩散片位于所述第一凹透镜远离所述第一凸透镜的一侧。

可选地，所述汇聚透镜组包括：第一汇聚透镜、第二汇聚透镜和第三汇聚透镜。

可选地，所述光源为激光光源。

可选地，所述多个光路转换元件包括二相色片、第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜；

所述二相色片位于所述光束缩小模块与所述汇聚透镜组之间；所述二相色片所在平面与所述光源出光方向成45°或58°；

所述第一反射镜、所述第三反射镜与所述二相色片平行设置，且均与所述第二反射镜垂直设置。

可选地，所述投影系统还包括第二凸透镜，所述第二凸透镜与所述汇聚透镜组共光轴设置，且所述第二凸透镜的焦点位于所述荧光色轮上。

可选地，所述投影系统还包括滤色模块，所述滤色模块位于所述二相色片远离所述汇聚透镜组一侧且与所述汇聚透镜组共光轴设置，所述滤色模块用于对经过所述荧光色轮反射和/或透射的光线进行波长过滤。

本实用新型实施例提供的投影系统包括光源、光束缩小模块、调整模块、汇聚透镜组荧光色轮和多个光路转换元件，汇聚透镜组用于对照射到汇聚透镜组的光线进行聚焦汇聚，并将汇聚的光线照射在荧光色轮上，本实用新型实施例中，汇聚透镜组与荧光色轮的位置固定，通过调整模块来调整光束缩小模块中第一凸透镜和第一凹透镜之间的距离，以调整光束缩小模块对光斑的缩小程度，进而调节照射在荧光色轮上光斑的大小，解决了现有技术中通过调节荧光色轮的位置去调节照射在荧光色轮上光斑的大小时调节难度大的缺点，实现了降低调节照射在荧光色轮上光斑的大小的调节难度，提高了投影仪的使用可靠性，且提高了投影仪的成像亮度。本申请实施例提供的投影系统中，荧光色轮和汇聚透镜组的位置是固定的，可以无需关闭光源的情况下实现对第一凸透镜和第一凹透镜之间距离的调节，以实现投影仪获得足够的成像亮度，简化了投影仪的生产调试工艺，节约了成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种投影系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的荧光色轮的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1为本实用新型实施例提供的一种投影系统的结构示意图，本实用新型实施例提供的投影系统可以应用于投影仪，如图1所示，本实用新型实施例提供的投影系统包括：光源10、光束缩小模块20、调整模块30、汇聚透镜组40、荧光色轮50和多个光路转换元件。其中，图1中所示虚线表示光线，光源10 用于发出平行光，光束缩小模块20位于光源10的出光方向，光束缩小模块20 可以包括第一凸透镜21和第一凹透镜22，光束缩小模块20用于缩小平行光的光斑大小，即光束缩小模块20入射端接收一束宽光束的平行光，经过光束缩小模块20后以窄光束出射，具体地光束缩小模块20的出射光束可以为平行光或近似为平行光,光束缩小模块20位于光源10和汇聚透镜40之间。调整模块30 用于调整第一凸透镜21和第一凹透镜22之间的距离，以调整光束缩小模块20 对光斑的缩小程度。汇聚透镜组40用于对照射到汇聚透镜组40的光线聚焦。荧光色轮50所在平面与汇聚透镜组40的光轴方向垂直，且汇聚透镜组40聚焦的光线照射在荧光色轮50上。图2为本实用新型实施例提供的荧光色轮的结构示意图，如图2所示，荧光色轮50包括荧光反射区51和透光区52，荧光反射区51用于接收经汇聚透镜组40聚焦的光线激发荧光反射区51中的荧光粉发光，并将荧光粉发出光线反射，透光区52用于透过汇聚透镜组40聚焦的光线，汇聚透镜组40与荧光色轮50的位置固定，多个光路转换元件用于将荧光色轮50 的透射光和反射光汇集为同一个光束。

具体地，荧光色轮50可以选择圆形，荧光反射区51形成在圆形荧光色轮 50的边缘，荧光反射区51所形成的扇形区域所对应的角度为300°，透光区 52所形成的扇形区域所对应的角度为60°。在其他实施方式中，还可以为其他角度，具体可以根据实际情况选择，例如，设置反射荧光区所形成的扇形区域所对应的角度为260°，透光区所形成的扇形区域所述对应的角度为100°。

本实用新型实施例提供的投影系统包括光源、光束缩小模块、调整模块、汇聚透镜组荧光色轮和多个光路转换元件，汇聚透镜组用于对照射到汇聚透镜组的光线进行聚焦汇聚，并将汇聚的光线照射在荧光色轮上，本实用新型实施例中，汇聚透镜组与荧光色轮的位置固定，通过调整模块来调整光束缩小模块中第一凸透镜和第一凹透镜之间的距离，以调整光束缩小模块对光斑的缩小程度，进而调节照射在荧光色轮上光斑的大小，解决了现有技术中通过调节荧光色轮的位置去调节照射在荧光色轮上光斑的大小时调节难度大的缺点，实现了降低调节照射在荧光色轮上光斑的大小的调节难度，且提高了投影仪的成像亮度，提高了投影仪的使用可靠性。使用现有技术中调节荧光色轮的方式，还存在使荧光色轮发生摇摆、使荧光色轮偏离汇聚透镜组光轴以及使荧光色轮与其周围光学元件等发生机械碰撞的缺陷，导致现场调试失败，或即使在出厂后，会影响投影仪的正常使用。

此外，由于现有技术中是通过调节荧光色轮的位置去调节照射在荧光色轮上光斑的大小，因此在调节荧光色轮的位置的过程中，光源是处于关闭状态的，整个调节过程需要多次关闭光源，然后调整荧光色轮位置，然后打开光源进行测试，周而复始的直至调整到最佳化。而本申请实施例提供的投影系统中，荧光色轮和汇聚透镜组的位置是固定的，可以无需关闭光源的情况下实现对第一凸透镜和第一凹透镜之间距离的调节，以实现投影仪获得足够的成像亮度，简化了投影仪的生产调试工艺，节约了成本。

可选地，参考图1，光线缩小模20还包括扩散片70，扩散片70位于第一凹透镜22远离第一凸透镜21的一侧，扩散片70具有发散光束的作用，同时扩散片70能将在迎着光束传播方向的截面上的光斑的光强大小均匀化，以实现提高荧光激发效率，提高投影仪的成像亮度。

可选地，参考图1，汇聚透镜组40包括：第一汇聚透镜41、第二汇聚透镜 42和第三汇聚透镜43。使用多个汇聚透镜相对于单个汇聚透镜来说，有更好的光线汇聚效果。需要说明的是，本实用新型实施例对汇聚透镜组中所包含的汇聚透镜组的数量不做限定，例如，汇聚透镜组也可以包含两个或四个汇聚透镜。

可选地，光源为激光光源，激光具有高方向性和高亮度等优点，所以使用激光光源可以使投影仪获得更高的成像亮度。

可选地，参考图1和图2，多个光路转换元件包括二相色片64、第一反射镜61、第二反射镜62和第三反射镜63。二相色片64位于光束缩小模块20与汇聚透镜组40之间，二相色片64所在平面与光源10出光方向成45°或58°，这样设置的好处是有利于对二相色片64进行镀膜。第一反射镜61、第三反射镜63与二相色片64平行设置，且均与第二反射镜62垂直设置。其中，二相色片64具有波长选择性。具体地，光源10发出蓝色波长的激发光束，激发光束通过二相色片64上表面反射后经过汇聚透镜组40聚焦后照射在荧光色轮50的荧光反射区51的荧光粉上，激发出黄色和绿色波长的被激发光束，被激发光束沿激光光束的反方向反射穿过二相色片64；光源10发出蓝色波长的激发光束，激发光束通过二相色片64反射后经过汇聚透镜组40聚焦后照射在荧光色轮50 的透光区52上，激发光束透过荧光色轮50的透光区52并经第一反射镜61、第二反射镜62和第三反射镜63的反射后照射在二相色片64上，经过二相色片 64的下表面反射后与透过二相色片64的被激发光束汇集为同一个光束。

可选地，参考图1，投影系统还包括第二凸透镜80，第二凸透镜80与汇聚透镜组40共光轴设置，且第二凸透镜80的焦点位于荧光色轮50上。第二凸透镜80的设置可以将透过荧光色轮50的激发光束收集后变为平行光，起到光束收集和光束准直的效果。

可选地，参考图1，投影系统还包括滤色模块90，滤色模块90位于二相色片64远离汇聚透镜组40一侧且与汇聚透镜组40共光轴设置，滤色模块90用于对经过荧光色轮50反射和/或透射的光线进行波长过滤，即对经过二相色片 64的下表面反射后与透过二相色片64的被激发光束汇集为同一个光束的汇聚光束进行波长过滤。滤色模块90可以包括第四汇聚透镜92和位于第四汇聚透镜92交点处的滤色轮91，汇聚光束经过滤色轮91后转化为红绿蓝三色光并透射在DMD芯片上，从而形成人眼所看到的图像。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种投影系统，其特征在于，包括：光源、光束缩小模块、调整模块、汇聚透镜组、荧光色轮和多个光路转换元件；

所述光源用于发出平行光；

所述光束缩小模块位于所述光源的出光方向，所述光束缩小模块包括第一凸透镜和第一凹透镜，用于缩小所述平行光的光斑大小；所述光束缩小模块位于所述光源和所述汇聚透镜组之间；

所述调整模块用于调整所述第一凸透镜和第一凹透镜之间的距离，以调整所述光束缩小模块对光斑的缩小程度；

所述汇聚透镜组用于对照射到汇聚透镜组的光线聚焦；

所述荧光色轮所在平面与所述汇聚透镜组的光轴方向垂直，且所述汇聚透镜组聚焦的光线照射在所述荧光色轮上；所述荧光色轮包括荧光反射区和透光区，所述荧光反射区用于接收经所述汇聚透镜组聚焦的光线激发荧光反射区中的荧光粉发光，并将所述荧光粉发出光线反射，所述透光区用于透过所述汇聚透镜组聚焦的光线；

所述多个光路转换元件用于将所述荧光色轮的透射光和反射光汇集为同一个光束。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光束缩小模块还包括扩散片，所述扩散片位于所述第一凹透镜远离所述第一凸透镜的一侧。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述汇聚透镜组包括：第一汇聚透镜、第二汇聚透镜和第三汇聚透镜。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光源为激光光源。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个光路转换元件包括二相色片、第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜；

所述二相色片位于所述光束缩小模块与所述汇聚透镜组之间；所述二相色片所在平面与所述光源出光方向成45°或58°；

所述第一反射镜、所述第三反射镜与所述二相色片平行设置，且均与所述第二反射镜垂直设置。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述投影系统还包括第二凸透镜，所述第二凸透镜与所述汇聚透镜组共光轴设置，且所述第二凸透镜的焦点位于所述荧光色轮上。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述投影系统还包括滤色模块，所述滤色模块位于所述二相色片远离所述汇聚透镜组一侧且与所述汇聚透镜组共光轴设置，所述滤色模块用于对经过所述荧光色轮反射和/或透射的光线进行波长过滤。