CN213457628U - 投影光路和投影设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种投影光路和投影设备，投影光路包括：主光路和辅助光路，主光路包括第一光源发出的第一波长光，辅助光路包括第二光源发出第二波长光、第三光源发出第三波长光以及第四光源发出第四波长光，第二波长光、第三波长光和第四波长光沿第一波长光的发射方向依次汇入第一波长光，第一波长光、第二波长光和第三波长光分别为红光、绿光和蓝光三者其中一种，第四波长光的波长范围为红光的波长范围内，定义第四波长光的波长为λ1，第一波长光、第二波长光、第三波长光之中设置为红光的波长为λ2，满足：λ1≠λ2。本实用新型的技术方案能够减少红光热效应的同时，还能够减少多路汇聚光的出现，使投影光路更加简洁。

Description

投影光路和投影设备

技术领域

本实用新型涉及光学显示技术领域，尤其涉及一种投影光路和投影设备。

背景技术

在光学投影显示中，采用红绿蓝三种颜色的光组合作为投影光源，为了提高投影画面的亮度，需要增加相应颜色的光线数量，即增加光通量。目前增加光通量的方式是提高相应电源的电流，由此三种颜色相应的光源能够产生更多的光线。但是红光的光源对温度较为敏感，当电流增大到一定程度时，红色光线数量增多，由此产生热效应，导致红光光源的发光效率骤降。为此，采用两种红光光源相互配合，减少红光光源产生的热效应。但是多种光源组合，需要相应光源发射的光线汇聚，光线在汇聚的过程中，经常出现多路汇聚光，导致整体结构复杂。

实用新型内容

基于此，针对现有投影光源中，采用两种红光光源相互配合，减少红光光源产生的热效应的同时，出现多路汇聚光，导致整体结构复杂的问题，有必要提供一种投影光路和投影设备，旨在能够减少红光热效应的同时，还能够减少多路汇聚光的出现，使投影光路更加简洁。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种投影光路，所述投影光路包括：

主光路，所述主光路包括第一光源，所述第一光源发出第一波长光；以及

辅助光路，所述辅助光路包括第二光源、第三光源和第四光源，所述第二光源发出第二波长光，所述第三光源发出第三波长光，所述第四光源发出第四波长光，所述第二波长光、所述第三波长光和所述第四波长光沿所述第一波长光的发射方向依次汇入所述第一波长光，所述第一波长光、所述第二波长光和所述第三波长光的颜色均不同，所述第一波长光、所述第二波长光和所述第三波长光分别为红光、绿光和蓝光三者其中一种，所述第四波长光的波长范围为红光的波长范围内，定义所述第四波长光的波长为λ1，所述第一波长光、所述第二波长光、所述第三波长光之中设置为红光的波长为λ2，满足：λ1≠λ2。

可选地，所述主光路还包括第一分光片，所述第二波长光的出射方向和所述第一波长光的出射方向正交，所述第一分光片设于所述第二波长光和所述第一波长光的交叉位置，所述第一分光片面向所述第一光源设置所述第一波长光的增透膜，所述第一分光片面向所述第二光源设置所述第二波长光的反射膜。

可选地，所述主光路还包括第二分光片，所述第三波长光的出射方向和所述第一波长光的出射方向正交，所述第二分光片设于所述第三波长光和所述第一波长光的交叉位置，所述第二分光片面向所述第一光源设置所述第一波长光和所述第二波长光的增透膜，所述第二分光片面向所述第三光源设置所述第三波长光的反射膜。

可选地，所述主光路还包括第三分光片，所述第四波长光的出射方向和所述第一波长光的出射方向正交，所述第三分光片设于所述第四波长光和所述第一波长光的交叉位置，所述主光路还包括第一出光端面，所述第一出光端面和所述第一波长光的出射方向垂直，所述第一波长光、所述第二波长光和所述第三波长光透射于所述第三分光片，所述第四波长光反射于所述第三分光片，所述第一波长光、所述第二波长光、所述第三波长光和所述第四波长光经所述第三分光片汇聚，汇聚的所述第一波长光、所述第二波长光、所述第三波长光和所述第四波长光于所述第一出光端面射出。

可选地，所述第一波长光为绿光，所述第二波长光为蓝光，所述第三波长光为红光，所述第三分光片面向第一光源设置所述第一波长光、所述第二波长光和所述第三波长光的增透膜，所述第三分光片面向第四光源设置所述第四波长光的反射膜，且λ1＞λ2。

可选地，所述主光路还包括第三分光片，所述第四波长光的出射方向和所述第一波长光的出射方向正交，所述第三分光片设于所述第四波长光和所述第一波长光的交叉位置，所述主光路还包括第二出光端面，所述第二出光端面和所述第一波长光的出射方向平行，所述第一波长光、所述第二波长光和所述第三波长光反射于所述第三分光片，所述第四波长光透射于所述第三分光片，所述第一波长光、所述第二波长光、所述第三波长光和所述第四波长光经所述第三分光片汇聚，汇聚的所述第一波长光、所述第二波长光、所述第三波长光和所述第四波长光于所述第二出光端面射出。

可选地，所述第二光源、所述第三光源和所述第四光源设于所述第一波长光出射光路的上侧。

可选地，所述第二光源和所述第四光源设于所述第一波长光出射光路的上侧，所述第三光源设于所述第一波长光出射光路的下侧。

可选地，所述第三光源和所述第四光源设于所述第一波长光出射光路的上侧，所述第二光源设于所述第一波长光出射光路的下侧。

可选地，所述第二光源和所述第三光源设于所述第一波长光出射光路的上侧，所述第四光源设于所述第一波长光出射光路的下侧。

此外，为了实现上述目的，本实用新型还提供一种投影设备，所述投影设备包括壳体和如上文所述的投影光路，所述投影光路设于所述壳体。

本实用新型提出的技术方案中，主光路的第一光源发出的第一波长光，辅助光路的第二光源发出的第二波长光、第三光源发出的第三波长光以及第四光源发出的第四波长光依次汇聚入主光路的第一波长光中。第一波长光、第二波长光和第三波长光分别为红光、绿光和蓝光其中一种，三种颜色光结合作为投影画面的光源。第四波长光也为红色，如此，在增加投影画面亮度时，投影光源的红色由两个光源提供，减少单个红光光源出现热效应的情况，减少发光效率骤降的问题，从而保证投影光源能够稳定工作。

此外，第四波长光的红色波长与第一光源、第二光源或第三光源中红光的波长不同。由此投影光路能够分成多路传递，减少第四光源的第四波长光和另外三种光源中红光的相互干扰，保证光线在同一个位置合光后出射。

另外，采用辅助光路的光源发出的光线，依次射向主光路的光线的方案，从而可以避免辅助光路中第二光源、第三光源和第四光源发射的光线相互汇聚的情况，从而减少汇聚光。辅助光路中的光源围绕主光路设置，从而简化设计光路，使投影光路更加简洁。再者本实施例中，投影光路长条形设置，从而可以减少主光路两侧占据的安装空间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型投影光路第一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型投影光路第二实施例的结构示意图；

图3为本实用新型投影光路第三实施例的结构示意图；

图4为本实用新型投影光路第四实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	主光路	620	第二准直透镜
2	辅助光路	710	第一分光片
				10	第一光源	720	第二分光片
20	第二光源	730	第三分光片
				30	第三光源	810	第一聚光镜
40	第四光源	820	第二聚光镜
				60	准直镜组	910	第一出光端面
610	第一准直透镜	920	第二出光端面

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

在光学投影显示中，采用红绿蓝三种颜色的光组合作为投影光源，为了提高投影画面的亮度，通常增加相应电源的电流，由此三种颜色相应的光源能够产生更多的光线。但是红光的光源对温度较为敏感，当电流增大到一定程度时，红色光线数量增多，由此产生热效应，导致红光光源的发光效率骤降。为此，采用两种红光光源相互配合，减少红光光源产生的热效应。但是多种光源组合，需要相应光源发射的光线汇聚，光线在汇聚的过程中，经常出现多路汇聚光，导致整体结构复杂。

为了解决上述问题，参阅图1所示，本实用新型提供一种投影光路，投影光路包括：主光路1和辅助光路2，主光路1包括第一光源10，第一光源10发出第一波长光，辅助光路2包括第二光源20、第三光源30和第四光源40，第二光源20发出第二波长光，第三光源30发出第三波长光，第四光源40发出第四波长光，第二波长光、第三波长光和第四波长光沿第一波长光的发射方向依次汇入第一波长光，第一波长光、第二波长光和第三波长光的颜色均不同，第一波长光、第二波长光和第三波长光分别为红光、绿光和蓝光三者其中一种。也就是说，第一波长光为绿光时、第二波长光可以为红光、第三波长光为蓝光，或者，第一波长光为绿光时、第二波长光可以为蓝光、第三波长光为红光。也可以是，第一波长光为红光时、第二波长光可以为绿光、第三波长光为蓝光，或者，第一波长光为红光时、第二波长光可以为蓝光、第三波长光为绿光。还可以是，第一波长光为蓝光时、第二波长光可以为绿光、第三波长光为红光，或者，第一波长光为蓝光时、第二波长光可以为红光、第三波长光为绿光。第一波长光、第二波长光和第三波长光三种光的颜色在红光、绿光和蓝光三者之中选择，且三种波长光的颜色各不相同。第四波长光的波长范围为红光的波长范围内，定义第四波长光的波长为λ1，第一波长光、第二波长光、第三波长光之中设置为红光的波长为λ2，满足：λ1≠λ2。例如，红光的波长范围在600nm～740nm之间，第一波长光为红光，第一波长光的波长λ2＝620nm，则第四波长光的波长λ1＝650nm。再例如，第一波长光的波长λ2＝625nm，则第四波长光的波长λ1＝660nm。

其中，第一光源1010、第二光源2020、第三光源3030和第四光源4040可以为发光二极管(LED，Light-emitting Diode)，也可以是半导体激光器(LD，Laser Diode)，还可以是超辐射半导体器件(SLD，Super Luminescent Diode)其中任意一种。

本实用新型提出的技术方案中，主光路1的第一光源10发出的第一波长光，辅助光路2的第二光源20发出的第二波长光、第三光源30发出的第三波长光以及第四光源40发出的第四波长光依次汇聚入主光路的第一波长光中。第一波长光、第二波长光和第三波长光分别为红光、绿光和蓝光其中一种，三种颜色光结合作为投影画面的光源。第四波长光也为红色，如此，在增加投影画面亮度时，投影光源的红色由两个光源提供，减少单个红光光源出现热效应的情况，减少发光效率骤降的问题，从而保证投影光源能够稳定工作。

此外，第四波长光的红色波长与第一光源10、第二光源20或第三光源30中红光的波长不同。由此投影光路能够分成多路传递，减少第四光源40的第四波长光和另外三种光源中红光的相互干扰，保证光线在同一个位置合光后出射。

另外，采用辅助光路2的光源发出的光线，依次射向主光路1的光线的方案，从而可以避免辅助光路2中第二光源20、第三光源30和第四光源40发射的光线相互汇聚的情况，从而减少汇聚光。辅助光路2中的光源围绕主光路1设置，从而简化设计光路，使投影光路更加简洁。再者本实施例中，投影光路长条形设置，从而可以减少主光路1两侧占据的安装空间。

在上述实施例中，为了使第一波长光和第二波长光有效汇聚，主光路1还包括第一分光片710，第二波长光的出射方向和第一波长光的出射方向正交，第一分光片710设于第二波长光和第一波长光的交叉位置，第一分光片710面向第一光源10设置第一波长光的增透膜，第一分光片710面向第二光源20设置第二波长光的反射膜。如此，第一波长光经过第一分光片710产生透射，第二波长光经过第二分光片720产生反射，第一波长光和第二波长光由第一分光片710的同一表面射出，从而完成第一波长光和第二波长光的汇聚。其中，第一波长光的增透膜和第二波长光的反射膜可以设置在第一分光片710的同一表面，也可分设在第一分光片710的两个表面。

在上述实施例中，为了使第三波长光和第一波长光有效汇聚，主光路1还包括第二分光片720，第三波长光的出射方向和第一波长光的出射方向正交，第二分光片720设于第三波长光和第一波长光的交叉位置，第二分光片720面向第一光源10设置第一波长光和第二波长光的增透膜，第二分光片720面向第三光源30设置第三波长光的反射膜。如此，第一波长光经过第二分光片720产生透射，第三波长光经过第二分光片720产生反射，第一波长光和第三波长光由第一分光片710的同一表面射出，从而完成第一波长光和第三波长光的汇聚。其中，第一波长光和第二波长光的增透膜，以及第三波长光的反射膜可以设置在第二分光片720的同一表面，也可分设在第二分光片720的两个表面。

在上述实施例中，为了使第四波长光和第一波长光有效汇聚，主光路1还包括第三分光片730，第四波长光的出射方向和第一波长光的出射方向正交，第三分光片730设于第四波长光和第一波长光的交叉位置，主光路1还包括第一出光端面910，第一出光端面910和第一波长光的出射方向垂直，第一波长光、第二波长光和第三波长光透射于第三分光片730，第四波长光反射于第三分光片730，第一波长光、第二波长光、第三波长光和第四波长光经第三分光片730汇聚，汇聚的第一波长光、第二波长光、第三波长光和第四波长光于第一出光端面910射出。使四种波长光汇聚，并使四种波长光由同一出光端面射出。

举例说明，第一波长光为绿光，第二波长光为蓝光，第三波长光为红光，第三分光片730面向第一光源10设置第一波长光、第二波长光和第三波长光的增透膜，第三分光片730面向第四光源40设置第四波长光的反射膜，且λ1＞λ2。绿光的第一波长光和蓝光的第二波长光波长范围接近，由此在通过第一分光片710时能够获得较高的透过率。绿光的第一波长光、蓝光的第二波长光以及红光的第三波长光通过第三分光片730，同时为了避免第四波长光也发生透射现象，第四波长光的波长范围要排除第一波长光、第二波长光和第三波长光的波长范围，因此，第四波长光的波长λ1大于第三波长光的波长λ2。其中，第一波长光、第二波长光和第三波长光的增透膜，以及第四波长光的反射膜可以设置在第三分光片730的同一表面，也可分设在第三分光片730的两个表面。

除此之外，本实用新型还提出另一实施例。主光路1还包括第三分光片730，第四波长光的出射方向和第一波长光的出射方向正交，第三分光片730设于第四波长光和第一波长光的交叉位置，主光路1还包括第二出光端面920，第二出光端面920和第一波长光的出射方向平行，第一波长光、第二波长光和第三波长光反射于第三分光片730，第四波长光透射于第三分光片730，第一波长光、第二波长光、第三波长光和第四波长光经第三分光片730汇聚，汇聚的第一波长光、第二波长光、第三波长光和第四波长光于第二出光端面920射出。同样能够使四种波长光汇聚，并使四种波长光由同一出光端面射出。

另外，为了减少第一波长光和第二波长光的发散，投影光路还包括第一聚光镜810，第一聚光镜810设于第一分光片710和第二分光片720之间的光路中。通过第一聚光镜810的聚光作用能够使第一波长光和第二波长光收拢会聚，在进一步混合第一波长光和第二汇聚光的同时，还能够减少第一波长光和第二波长光的发散。

进一步地，为了减少光线的发散，投影光路还包括第二聚光镜820，第二聚光镜820设于第二分光片720和第三分光片730之间的光路中，汇聚的第一波长光、第二波长光和第三波长光射向第二聚光镜820。通过第二聚光镜820的聚光作用能够进一步使第一波长光、第二波长光和第三波长光收拢会聚，从而减少光线的发散。

在上述实施例中，投影光路包括若干准直镜组60，准直镜组60至少设于第一光源10、第二光源20、第三光源30或第四光源40其中之一的出光方向中。准直镜组60用于将经过的光线转化为相互平行的形式。通过准直镜组60的准直作用，还能够调整相应光源出射光线的角度，从而使光线能够有效的汇聚。例如，准直镜组60包括第一准直透镜610和第二准直透镜620，准直镜组60设于第一光源10。第一准直透镜610面向相应的光源设置，第二准确透镜背向相应的光源设置，第一准直透镜610和第二准直透镜620为球面透镜、非球面透镜或自由曲面透镜的其中任意一种。准直镜组60还可以包括三个准直透镜，三个准直透镜也可以为球面透镜、非球面透镜或自由曲面透镜的其中任意一种。

再次参阅图1所示，为了依据安装空间，灵活的调整投影光路的安装位置，第二光源20、第三光源30和第四光源40设于第一波长光出射光路的上侧。本实施例中，只利用了第一波长光出射光路一侧的空间，可以节省第一波长光出射光路下侧的空间。

参阅图2所示，第二光源20和第四光源40设于第一波长光出射光路的上侧，第三光源30设于第一波长光出射光路的下侧。本实施例中，可以节省第一波长光出射光路相对第三光源30上的空间。

参阅图3所示，第三光源30和第四光源40设于第一波长光出射光路的上侧，第二光源20设于第一波长光出射光路的下侧。本实施例中，可以节省第一波长光出射光路相对第二光源20上的空间。

参阅图4所示，第二光源20和第三光源30设于第一波长光出射光路的上侧，第四光源40设于第一波长光出射光路的下侧。由此可知，本实施例中，可以节省第一波长光出射光路相对第四光源40上侧的空间。

本实用新型还提供一种投影设备，投影设备包括壳体和如上文的投影光路，投影光路设于壳体。壳体具有安装空间，投影光路设置在安装空间内，壳体能够对投影光路进行保护，减少投影光路中的光学元器件被损坏的几率。同时，壳体还能够防止灰尘落入到投影光路内，从而减少灰尘对投影光路的影响。另外，壳体还能够防水，减少雨水或者汗水等液体渗入到投影光路内，避免液体对投影光路内的光学元器件造成腐蚀。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种投影光路，其特征在于，所述投影光路包括：

主光路，所述主光路包括第一光源，所述第一光源发出第一波长光；以及

辅助光路，所述辅助光路包括第二光源、第三光源和第四光源，所述第二光源发出第二波长光，所述第三光源发出第三波长光，所述第四光源发出第四波长光，所述第二波长光、所述第三波长光和所述第四波长光沿所述第一波长光的发射方向依次汇入所述第一波长光，所述第一波长光、所述第二波长光和所述第三波长光的颜色均不同，所述第一波长光、所述第二波长光和所述第三波长光分别为红光、绿光和蓝光三者其中一种，所述第四波长光的波长范围为红光的波长范围内，定义所述第四波长光的波长为λ1，所述第一波长光、所述第二波长光、所述第三波长光之中设置为红光的波长为λ2，满足：λ1≠λ2。

2.如权利要求1所述的投影光路，其特征在于，所述主光路还包括第一分光片，所述第二波长光的出射方向和所述第一波长光的出射方向正交，所述第一分光片设于所述第二波长光和所述第一波长光的交叉位置，所述第一分光片面向所述第一光源设置所述第一波长光的增透膜，所述第一分光片面向所述第二光源设置所述第二波长光的反射膜。

3.如权利要求2所述的投影光路，其特征在于，所述主光路还包括第二分光片，所述第三波长光的出射方向和所述第一波长光的出射方向正交，所述第二分光片设于所述第三波长光和所述第一波长光的交叉位置，所述第二分光片面向所述第一光源设置所述第一波长光和所述第二波长光的增透膜，所述第二分光片面向所述第三光源设置所述第三波长光的反射膜。

4.如权利要求3所述的投影光路，其特征在于，所述主光路还包括第三分光片，所述第四波长光的出射方向和所述第一波长光的出射方向正交，所述第三分光片设于所述第四波长光和所述第一波长光的交叉位置，所述主光路还包括第一出光端面，所述第一出光端面和所述第一波长光的出射方向垂直，所述第一波长光、所述第二波长光和所述第三波长光透射于所述第三分光片，所述第四波长光反射于所述第三分光片，所述第一波长光、所述第二波长光、所述第三波长光和所述第四波长光经所述第三分光片汇聚，汇聚的所述第一波长光、所述第二波长光、所述第三波长光和所述第四波长光于所述第一出光端面射出。

5.如权利要求4所述的投影光路，其特征在于，所述第一波长光为绿光，所述第二波长光为蓝光，所述第三波长光为红光，所述第三分光片面向第一光源设置所述第一波长光、所述第二波长光和所述第三波长光的增透膜，所述第三分光片面向第四光源设置所述第四波长光的反射膜，且λ1＞λ2。

6.如权利要求3所述的投影光路，其特征在于，所述主光路还包括第三分光片，所述第四波长光的出射方向和所述第一波长光的出射方向正交，所述第三分光片设于所述第四波长光和所述第一波长光的交叉位置，所述主光路还包括第二出光端面，所述第二出光端面和所述第一波长光的出射方向平行，所述第一波长光、所述第二波长光和所述第三波长光反射于所述第三分光片，所述第四波长光透射于所述第三分光片，所述第一波长光、所述第二波长光、所述第三波长光和所述第四波长光经所述第三分光片汇聚，汇聚的所述第一波长光、所述第二波长光、所述第三波长光和所述第四波长光于所述第二出光端面射出。

7.如权利要求1至6中任一项所述的投影光路，其特征在于，所述第二光源、所述第三光源和所述第四光源设于所述第一波长光出射光路的上侧。

8.如权利要求1至6中任一项所述的投影光路，其特征在于，所述第二光源和所述第四光源设于所述第一波长光出射光路的上侧，所述第三光源设于所述第一波长光出射光路的下侧。

9.如权利要求1至6中任一项所述的投影光路，其特征在于，所述第三光源和所述第四光源设于所述第一波长光出射光路的上侧，所述第二光源设于所述第一波长光出射光路的下侧。

10.如权利要求1至6中任一项所述的投影光路，其特征在于，所述第二光源和所述第三光源设于所述第一波长光出射光路的上侧，所述第四光源设于所述第一波长光出射光路的下侧。

11.一种投影设备，其特征在于，所述投影设备包括壳体和如权利要求1至10中任一项所述的投影光路，所述投影光路设于所述壳体。

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