CN215729123U - 一种投影系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种投影系统，合光元件用于将入射的第一波段光、第二波段光和第三波段光汇合，使汇合光进入投影镜头，光阀用于控制对应的波段光是否透过入射到合光元件。其中合光元件包括依次布置第一片体、第二片体、第三片体和第四片体形成交叉形状，通过各个片体对三种波段光的透射或者反射的滤光作用，实现将入射的三种波段光汇合。与现有技术使用棱镜相比，本投影系统使用的合光元件体积相对小，成本较低以及吸收损耗小。

Description

一种投影系统

技术领域

本实用新型涉及光学系统技术领域，特别是涉及一种投影系统。

背景技术

现有技术中，在投影系统中使用棱镜对红光、绿光、蓝光进行合光，但是合光棱镜体积较大，成本较高，并且存在吸收损耗导致光利用效率低的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种投影系统，使用的合光元件体积相对小，成本较低以及吸收损耗小。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种投影系统，包括投影镜头、合光元件以及光阀，所述合光元件用于将入射的第一波段光、第二波段光和第三波段光汇合，使汇合光进入所述投影镜头，所述光阀用于控制对应的波段光是否透过入射到所述合光元件；

所述合光元件包括依次布置的第一片体、第二片体、第三片体和第四片体，各片体一边相拼接形成交叉形状，所述第一片体和/或所述第三片体用于反射第一波段光以及透射第二波段光、第三波段光，所述第二片体和/或所述第四片体用于反射第二波段光以及透射第一波段光、第三波段光，第一波段光从第一片体和/或所述第三片体一侧入射，第二波段光从所述第二片体和/或所述第四片体一侧入射，使得第一波段光的反射光、第二波段光的反射光以及透射过片体的第三波段光汇合。

优选的，所述第一片体和所述第三片体平行，所述第二片体和所述第四片体平行。

优选的，所述第一片体和所述第三片体为一体和/或所述第二片体和所述第四片体为一体。

优选的，各片体的任一片体包括基片和覆盖在所述基片表面的膜，所述基片用于将通过光束的能量分布均匀。

优选的，每相邻两个片体之间的夹角为90±5度。

优选的，第一波段光和第二波段光的入射方向平行，第三波段光入射方向与第一波段光入射方向垂直或者与第二波段光入射方向垂直。

优选的，还包括光源、第一分光滤光元件和第二分光滤光元件，所述第一分光滤光元件用于从所述光源的发出光中分出三种波段光中的一种波段光，所述第二分光滤光元件用于从所述第一分光滤光元件分出一种波段光后的光中分出另一种波段光。

优选的，还包括用于将所述光源的发出光能量分布均匀的匀光元件。

优选的，还包括设置在任一种波段光的传播路径上的聚焦整形元件，所述聚焦整形元件用于整形光束以及调节光束的能量分布。

优选的，还包括偏振元件，用于将通过光转换为偏振光，所述光阀为液晶光阀。

优选的，所述偏振元件设置在光源和用于从所述光源的发出光中分出单一波段光的分光滤光元件之间。

由上述技术方案可知，本实用新型所提供的一种投影系统，合光元件用于将入射的第一波段光、第二波段光和第三波段光汇合，使汇合光进入投影镜头，光阀用于控制对应的波段光是否透过入射到合光元件。其中合光元件包括依次布置第一片体、第二片体、第三片体和第四片体形成交叉形状，通过各个片体对三种波段光的透射或者反射的滤光作用，实现将入射的三种波段光汇合。与现有技术使用棱镜相比，本投影系统使用的合光元件体积相对小，成本较低以及吸收损耗小。

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获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的合光元件的示意图；

图2为本实用新型又一实施例提供的合光元件的示意图；

图3为本实用新型又一实施例提供的合光元件的示意图；

图4为本实用新型一实施例提供的投影系统的示意图；

图5为本实用新型又一实施例提供的投影系统的示意图；

图6为本实用新型又一实施例提供的投影系统的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

本实施例提供一种投影系统，包括投影镜头、合光元件以及光阀，所述合光元件用于将入射的第一波段光、第二波段光和第三波段光汇合，使汇合光进入所述投影镜头，所述光阀用于控制对应的波段光是否透过入射到所述合光元件；

所述合光元件包括依次布置的第一片体、第二片体、第三片体和第四片体，各片体一边相拼接形成交叉形状，所述第一片体和/或所述第三片体用于反射第一波段光以及透射第二波段光、第三波段光，所述第二片体和/或所述第四片体用于反射第二波段光以及透射第一波段光、第三波段光，第一波段光从第一片体和/或所述第三片体一侧入射，第二波段光从所述第二片体和/或所述第四片体一侧入射，使得第一波段光的反射光、第二波段光的反射光以及透射过片体的第三波段光汇合。

请结合参考图1，图1为一实施例提供的合光元件的示意图，如图所示，第一波段光L1从第一片体101和第四片体104之间入射，光遇到第四片体104透射过以及被第一片体101和/或第三片体103反射出，第二波段光L2从第二片体102和第三片体103之间入射，遇到第三片体103透射过以及被第二片体102和/或第四片体104反射出，入射的第三波段光L3透射过各片体，第一波段光L1的反射光、第二波段光L2的反射光以及透射过片体的第三波段光L3汇合。从而本元件实现将三种不同波段光汇合。

本实施例的合光元件通过各个片体对三种波段光的透射或者反射的滤光作用，实现将入射的三种波段光汇合，本元件采用多个片体形成交叉结构，与现有技术使用棱镜相比，本投影系统使用的合光元件体积相对小，成本较低并且吸收损耗小。

优选的，投射到合光元件的第一波段光L1光斑涵盖照射到第一片体101和第三片体103，投射到合光元件的第二波段光L2光斑涵盖照射到第二片体102和第四片体104，并相应布置第三波段光L3光斑照射位置，能够使得三种波段光光斑较大程度地汇合。可选的，三种波段光可以分别是三原色光，可以分别是红光、绿光和蓝光。

优选的，本合光元件中每相邻两个片体之间的夹角为90±5度，可参考图1所示，这种结构便于设计第一波段光、第二波段光的入射角度，易于进行光路设计。优选的，对应这种结构的合光元件可设置第一波段光和第二波段光的入射方向平行，第三波段光入射方向与第一波段光入射方向垂直或者与第二波段光入射方向垂直。可参考图1所示，第一波段光L1和第二波段光L2入射方向相向，第一波段光L1入射到片体的入射角度为45度，第二波段光L2入射到片体的入射角度为45度，第三波段光L3入射方向与上述两种波段光入射方向垂直，使得通过合光元件后三种波段光向相同方向发射出。

但不限于此，相邻的两个片体之间夹角可以是大于0度小于90度，或者是大于90度小于180度，在实际应用中可以根据光学系统需求进行设计。示例性的请参考图2，图2为又一实施例提供的合光元件的示意图，其中第一片体101和第二片体102夹角、第三片体103和第四片体104夹角都小于90度。

若第一片体101和第三片体103不平行即两者存在大于零度的夹角，会影响光束L2各部分光线的反射角度，同样地若第二片体102和第四片体104不平行会影响光束L1各部分光线的反射角度，最终会影响各路光的汇合效果。因此优选的，可参考图1或者图2所示，设置第一片体101和第三片体103平行，第二片体102和第四片体104平行。

可选的参考图1所示，第一片体101、第二片体102、第三片体103和第四片体104可以是分别独立的结构，通过将各个片体相拼接形成交叉形状。可选的，可以是第一片体和第三片体为一体，再与第二片体和第四片体拼接。或者可以是第二片体和第四片体为一体，再与第一片体和第三片体相拼接。请参考图3，图3为又一实施例提供的合光元件的示意图，图示合光元件包括片体201、片体202和片体203，片体201和片体203使第一波段光反射以及将第二波段光、第三波段光透射过，片体202将第二波段光反射以及将第一波段光、第三波段光透射过。可选的，三种波段光可以分别是三原色光，可以分别是红光、绿光和蓝光。

可选的，任一片体可包括基片和覆盖于基片表面的膜，通过膜对光的折射或者反射作用使得片体实现对光的过滤作用。优选的，基片能够将通过光束的能量分布均匀，这样片体在起到对各种波段光过滤作用的同时，能够使光束能量分布均匀。可选的，基片可采用扩散片。

请参考图4，图4为一实施例提供的投影系统的示意图，如图所示投影系统包括投影镜头300、合光元件、第一光阀301、第二光阀302和第三光阀303，第一光阀301控制第一波段光是否透过入射到合光元件，第二光阀302控制第二波段光是否透过入射到合光元件，第三光阀303控制第三波段光是否透过入射到合光元件。由合光元件发射出的汇合光进入投影镜头300，进行成像，从而在屏幕上得到清晰的颜色鲜明的图像。

可选的，本实施例的投影系统还包括光源、第一分光滤光元件和第二分光滤光元件，所述第一分光滤光元件用于从所述光源的发出光中分出三种波段光中的一种波段光，所述第二分光滤光元件用于从所述第一分光滤光元件分出一种波段光后的光中分出另一种波段光。通过第一分光滤光元件和第二分光滤光元件从光源的发出光中分出三种波段光。

请参考图5，图5为又一实施例提供的投影系统的示意图，光源304的发出光入射到第一分光滤光元件305，透射出第二波段光L2，反射光入射到第二分光滤光元件306。由第二分光滤光元件306反射出第三波段光L3以及透射出第一波段光L1。可选的，本实施例中第一波段光L1可以是红光，第二波段光L2可以是蓝光，第三波段光L3可以是绿光。

可选的，光源304可以是但不限于白炽灯、LED灯或者激光源。

优选的，本实施例的投影系统还可包括用于将所述光源的发出光能量分布均匀的匀光元件。匀光元件可包括但不限于匀光棒或者微透镜阵列。

进一步的，本实施例投影系统还可包括设置在任一种波段光的传播路径上的聚焦整形元件，所述聚焦整形元件用于整形光束以及调节光束的能量分布，通过聚焦整形元件整形光束形状以及调节光束的能量分布。在实际应用中可以根据系统要求设置聚焦整形元件的整形效果，使投射到光阀的光斑形状及能量分布满足要求。可选的，聚焦整形元件可包括正透镜、负透镜、凸透镜、凹透镜或者平凸透镜中的任意一个或者任意多个的组合。

可参考图6，图6为又一实施例提供的投影系统的示意图，如图所示，通过匀光部件311将光源304的发出光进行匀光。通过聚焦整形元件310整形光束以及调节光束的能量分布。

其中，通过布置反射面307、反射面308、反射面309和反射面313实现折转光路。反射面可采用反射镜。进一步的可参考图6，本实施例投影系统还可包括偏振元件312，用于将通过光转换为偏振光，使得可通过液晶光阀控制光通过。偏振元件312可设置在光源和用于从所述光源的发出光中分出单一波段光的分光滤光元件之间，如图6所示的投影系统，光源304发出光通过偏振元件312转换为偏振光，而后经反射面313反射后，入射到第一分光滤光元件305。

以上对本实用新型所提供的投影系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.一种投影系统，其特征在于，包括投影镜头、合光元件以及光阀，所述合光元件用于将入射的第一波段光、第二波段光和第三波段光汇合，使汇合光进入所述投影镜头，所述光阀用于控制对应的波段光是否透过入射到所述合光元件；

所述合光元件包括依次布置的第一片体、第二片体、第三片体和第四片体，各片体一边相拼接形成交叉形状，所述第一片体和/或所述第三片体用于反射第一波段光以及透射第二波段光、第三波段光，所述第二片体和/或所述第四片体用于反射第二波段光以及透射第一波段光、第三波段光，第一波段光从第一片体和/或所述第三片体一侧入射，第二波段光从所述第二片体和/或所述第四片体一侧入射，使得第一波段光的反射光、第二波段光的反射光以及透射过片体的第三波段光汇合。

2.根据权利要求1所述的投影系统，其特征在于，所述第一片体和所述第三片体平行，所述第二片体和所述第四片体平行。

3.根据权利要求1所述的投影系统，其特征在于，所述第一片体和所述第三片体为一体和/或所述第二片体和所述第四片体为一体。

4.根据权利要求1所述的投影系统，其特征在于，各片体的任一片体包括基片和覆盖在所述基片表面的膜，所述基片用于将通过光束的能量分布均匀。

5.根据权利要求1所述的投影系统，其特征在于，每相邻两个片体之间的夹角为90±5度。

6.根据权利要求5所述的投影系统，其特征在于，第一波段光和第二波段光的入射方向平行，第三波段光入射方向与第一波段光入射方向垂直或者与第二波段光入射方向垂直。

7.根据权利要求1-6任一项所述的投影系统，其特征在于，还包括光源、第一分光滤光元件和第二分光滤光元件，所述第一分光滤光元件用于从所述光源的发出光中分出三种波段光中的一种波段光，所述第二分光滤光元件用于从所述第一分光滤光元件分出一种波段光后的光中分出另一种波段光。

8.根据权利要求7所述的投影系统，其特征在于，还包括用于将所述光源的发出光能量分布均匀的匀光元件。

9.根据权利要求1-6任一项所述的投影系统，其特征在于，还包括设置在任一种波段光的传播路径上的聚焦整形元件，所述聚焦整形元件用于整形光束以及调节光束的能量分布。

10.根据权利要求1-6任一项所述的投影系统，其特征在于，还包括偏振元件，用于将通过光转换为偏振光，所述光阀为液晶光阀。

11.根据权利要求10所述的投影系统，其特征在于，所述偏振元件设置在光源和用于从所述光源的发出光中分出单一波段光的分光滤光元件之间。

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