專(zhuān)利名稱(chēng)：一種雙燈照明裝置及投影儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于投影技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種雙燈照明裝置及包括該裝置的投影儀。
背景技術(shù)：
目前的數(shù)字光處理(DLP)雙燈投影照明系統(tǒng)中，多采用光棒進(jìn)行均光整形，光源發(fā)出的光通常經(jīng)過(guò)反射鏡等器件耦合進(jìn)光棒。這種照明系統(tǒng)由于耦合端的空間比較狹小，易發(fā)生干涉損耗，光耦合效率較低，另外，由于光棒入口面積的尺寸較小，通常小于入射光斑的大小，使得光線(xiàn)不能夠充分進(jìn)入光棒，因此這種系統(tǒng)的光耦合效率較低，進(jìn)而影響投影亮度；另外，光棒收光時(shí)，需要光線(xiàn)必須聚焦于光棒入口，這樣，光源的位置便受到嚴(yán)格的限制，不利于散熱設(shè)計(jì)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種雙燈照明裝置，旨在解決現(xiàn)有照明裝置的光能利用率低及不便于散熱設(shè)計(jì)的問(wèn)題。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種雙燈照明裝置，包括兩個(gè)并排設(shè)置的白光光源，在兩個(gè)所述白光光源的出光方向設(shè)有一色輪，所述色輪包括多對(duì)濾光片，每對(duì)濾光片均關(guān)于所述色輪的中心對(duì)稱(chēng)且濾光波段相同，使兩個(gè)所述白光光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)任一對(duì)濾光片后輸出的光顏色相同，在所述色輪的輸出光路上設(shè)有一可直接接收任一對(duì)濾光片的輸出光的均光系統(tǒng)。本發(fā)明的另一目的在于提供一種投影儀，包括顯示裝置及為所述顯示裝置提供照明的照明裝置，所述照明裝置采用上述的雙燈照明裝置。本發(fā)明采用一個(gè)對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的色輪將兩個(gè)光源發(fā)出的光在不同的空間中無(wú)疊加的耦合進(jìn)均光系統(tǒng)，避免了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中兩束光在同一狹窄的空間中耦合而產(chǎn)生的干涉損耗，提高了光能的利用率；并且，均光系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)光棒的入光口較小，其收光能力較強(qiáng)，解決了光線(xiàn)不能完全進(jìn)入的問(wèn)題，因此該裝置的光能利用率較高，投影亮度較高。另外，經(jīng)過(guò)色輪的光線(xiàn)不必嚴(yán)格聚焦于均光系統(tǒng)的入光口，因此對(duì)第一光源和第二光源的位置不必嚴(yán)格限制，進(jìn)而有利于該裝置的散熱設(shè)計(jì)。并且，該裝置僅設(shè)置一個(gè)色輪即可實(shí)現(xiàn)雙光路耦合，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且成本較低。進(jìn)而，使采用該照明裝置的投影儀具有較佳的質(zhì)量和性能。


圖I是本發(fā)明雙燈照明裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖(一)；圖2是本發(fā)明雙燈照明裝置實(shí)施例的色輪結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明雙燈照明裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖(二)；圖4是本發(fā)明雙燈照明裝置實(shí)施例中的復(fù)眼鏡組的工作原理圖；圖5是本發(fā)明雙燈照明裝置實(shí)施例中的復(fù)眼鏡組的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。圖I示出了本發(fā)明提供的雙燈照明裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，為了便于說(shuō)明，僅不出了與本實(shí)施例相關(guān)的部分。該雙燈照明裝置包括兩個(gè)并排設(shè)置的白光光源，即第一光源I和第二光源2，在兩個(gè)白光光源的輸出光路上設(shè)有一色輪3，色輪3包括多對(duì)濾光片4，每對(duì)濾光片4的濾光波段相同，并且關(guān)于色輪3的中心對(duì)稱(chēng)，使得第一光源I和第二光源2發(fā)出的光可以同時(shí)經(jīng)過(guò)任一對(duì)濾光片4。當(dāng)然，色輪3的直徑需要與第一光源I和第二光源2的間距相匹配，保證第一光源I和第二光源2輸出的兩束光恰好可以經(jīng)過(guò)兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的濾光片4。在色輪3的輸出光路上設(shè)有一均光系統(tǒng)5，該均光系統(tǒng)5的入光口較大，可直接接收第一色輪3和第二色輪4的輸出光，而不必在前方設(shè)置聚焦透鏡等器件。 該裝置的工作原理為第一光源I和第二光源2發(fā)出兩束白光，色輪3處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，兩束白光同時(shí)射入色輪3，并一一經(jīng)過(guò)兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的濾光片4，由于兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的濾光片4的濾光波段相同，因此在任意時(shí)刻，穿過(guò)色輪3的兩束光的波段均相同，即顏色相同，相同顏色的兩束光同時(shí)進(jìn)入均光系統(tǒng)5進(jìn)行均光整形。該雙燈照明裝置采用一個(gè)對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的色輪3及均光系統(tǒng)5，使兩個(gè)光源發(fā)出的光在不同的空間中無(wú)疊加的耦合進(jìn)均光系統(tǒng)5，避免了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中兩束光在同一狹窄的空間中耦合而產(chǎn)生的干涉損耗，提高了光能的利用率，從而提高了投影亮度，并且，均光系統(tǒng)5不同于傳統(tǒng)光棒的入光口較小，其收光能力較強(qiáng)，解決了光線(xiàn)不能完全進(jìn)入的問(wèn)題，因此該裝置的光能利用率較高。另外，經(jīng)過(guò)色輪的光線(xiàn)不必嚴(yán)格聚焦于均光系統(tǒng)的入光口，因此對(duì)第一光源和第二光源的位置不必嚴(yán)格限制，進(jìn)而有利于該裝置的散熱設(shè)計(jì)。并且，色輪3放置于均光系統(tǒng)5的輸入端,經(jīng)過(guò)不同濾光片4輸出的光可以在均光系統(tǒng)5中進(jìn)行混色,進(jìn)而避免了當(dāng)色輪位于均光系統(tǒng)之后時(shí)導(dǎo)致的投影畫(huà)面色彩不均的問(wèn)題。另外，該裝置僅設(shè)置一個(gè)色輪即可實(shí)現(xiàn)雙光路耦合，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且成本較低。如圖2，在本實(shí)施例中，色輪3通常至少包括三對(duì)濾光片4，即第一對(duì)濾光片41、第二對(duì)濾光片42及第三對(duì)濾光片43，分別用于透射紅光、綠光和藍(lán)光。為了便于說(shuō)明，也可分別稱(chēng)為紅色濾光片、綠色濾光片、藍(lán)色濾光片。優(yōu)選的，紅色濾光片41、綠色濾光片42、藍(lán)色濾光片43均分一圓面，每對(duì)濾光片4對(duì)應(yīng)的圓心角為120°。當(dāng)然，濾光片4也可以設(shè)有更多對(duì)，具體的，可沿順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蛞来尉鶆蛟O(shè)置紅一綠一藍(lán)一紅一綠一藍(lán)一紅……濾光片。以上僅為具體的實(shí)施例，濾光片的數(shù)目、顏色以及角度可以根據(jù)具體要求靈活設(shè)計(jì)。在本實(shí)施例中，白光光源可以包括發(fā)光體101及反光罩102，反光罩具有一反射面，其形狀可以為橢球形或其他所需形狀。如圖3，在本實(shí)施例中，均光系統(tǒng)5可以包括兩個(gè)準(zhǔn)直鏡組和一個(gè)復(fù)眼鏡組，兩個(gè)準(zhǔn)直鏡組分別為第一準(zhǔn)直鏡組51和第二準(zhǔn)直鏡組52，其中，第一準(zhǔn)直鏡組51位于第一色輪3的輸出光路上,第二準(zhǔn)直鏡組52位于第二色輪4的輸出光路上。復(fù)眼鏡組53則位于兩個(gè)準(zhǔn)直鏡組的輸出光路上，具有較高的均光特性。其中，經(jīng)第一色輪3和第二色輪4輸出的光具有一定的發(fā)散角，兩光束經(jīng)第一準(zhǔn)直鏡組51和第二準(zhǔn)直鏡組52后變?yōu)槠叫泄?，然后同時(shí)射入復(fù)眼鏡組53，復(fù)眼鏡組53對(duì)兩束平行光進(jìn)行均光處理并向投影系統(tǒng)的顯示面板6輸出，如圖4。該均光系統(tǒng)中的準(zhǔn)直鏡組可以100%接收自色輪輸出的光，并將這部分光完全投射到復(fù)眼鏡組53，光能損失極少，并且由于復(fù)眼鏡組53高效均光的特性，使得該均光系統(tǒng)5較傳統(tǒng)的光棒的光能利用率及出光的均勻性更高。進(jìn)一步的，第一準(zhǔn)直鏡組51和第二準(zhǔn)直鏡組51均包括兩個(gè)透鏡，即靠近色輪的入射透鏡511和遠(yuǎn)離色輪的出射透鏡512，入射透鏡511將出自第一色輪3的光進(jìn)行聚焦，其聚焦點(diǎn)恰好與出射透鏡512靠近入射透鏡511的焦點(diǎn)重合，使光束經(jīng)出射透鏡512為變?yōu)槠叫泄獠⑾驈?fù)眼鏡組53輸出。進(jìn)一步的，如圖5，復(fù)眼鏡組53可以包括共軸設(shè)置的入射復(fù)眼透鏡531和出射復(fù)眼透鏡532。入射復(fù)眼透鏡531和出射復(fù)眼透鏡532均包括多個(gè)呈陣列式排布的微透鏡單元5311。該微透鏡單元5311的形狀可以同投影系統(tǒng)所需的照明光的形狀相適應(yīng)，入射復(fù)眼透鏡531的微透鏡單元和出射復(fù)眼透鏡532的微透鏡單元一一對(duì)應(yīng)，兩復(fù)眼透鏡之間的距離根據(jù)實(shí)際需要合理設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)復(fù)眼透鏡的每個(gè)微透鏡單元5311輸出的光均會(huì)投射到顯示 面板6上且覆蓋整個(gè)顯示面板6，這樣，顯示面板6上的光斑是眾多個(gè)微透鏡單元5311的出射光的疊加，使照明光斑更加均勻。進(jìn)一步參考圖5，該復(fù)眼鏡組53的入射復(fù)眼透鏡531和出射復(fù)眼透鏡532可以設(shè)置于一平板透鏡533的兩個(gè)相對(duì)的表面上，形成一整體，以便于安裝。進(jìn)一步的，入射復(fù)眼透鏡531和出射復(fù)眼透鏡532還可以與該平板透鏡533 —體成型，即選取一塊適合的透明板材，在該板材的兩個(gè)相對(duì)的表面上加工出微透鏡單元陣列，這樣更便于制造，且更便于保證入射復(fù)眼透鏡531和出射復(fù)眼透鏡532的微透鏡單元一一對(duì)應(yīng)，避免單獨(dú)裝配入射、出射復(fù)眼透鏡時(shí)產(chǎn)生誤差。本發(fā)明提供的雙燈照明裝置通過(guò)一個(gè)對(duì)稱(chēng)色輪將兩光源發(fā)出的光在兩條相互獨(dú)立的路徑中耦合至收光能力較強(qiáng)的均光系統(tǒng)，避免了兩束光在耦合的過(guò)程中及在進(jìn)入均光器件時(shí)產(chǎn)生的損耗，提高了顯示面板的受照亮度；并且，光源的位置不受限制，便于散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；同時(shí)由于色輪設(shè)置于均光系統(tǒng)的輸入端，保證了顯示畫(huà)面色彩的均勻性。該裝置適用于投影系統(tǒng)中，尤其是DLP投影系統(tǒng)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種雙燈照明裝置，其特征在于，包括兩個(gè)并排設(shè)置的白光光源，在兩個(gè)所述白光光源的出光方向設(shè)有一色輪，所述色輪包括多對(duì)濾光片，每對(duì)濾光片均關(guān)于所述色輪的中心對(duì)稱(chēng)且濾光波段相同，使兩個(gè)所述白光光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)任一對(duì)濾光片后輸出的光顏色相同，在所述色輪的輸出光路上設(shè)有一可直接接收任一對(duì)濾光片的輸出光的均光系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求I所述的雙燈照明裝置，其特征在于，所述色輪包括可透射紅光的第一對(duì)濾光片、可透射綠光的第二對(duì)濾光片及可透射藍(lán)光的第三對(duì)濾光片。
3.如權(quán)利要求2所述的雙燈照明裝置，其特征在于，所述第一對(duì)濾光片、第二對(duì)濾光片及第三對(duì)濾光片均分于同一圓面上。
4.如權(quán)利要求I所述的雙燈照明裝置，其特征在于，所述均光系統(tǒng)包括兩個(gè)準(zhǔn)直鏡組和一個(gè)用于將所述兩個(gè)準(zhǔn)直鏡組輸出的光進(jìn)行均光處理的復(fù)眼鏡組，所述兩個(gè)準(zhǔn)直鏡組分別位于兩個(gè)色輪的輸出光路上，所述復(fù)眼鏡組位于所述兩個(gè)準(zhǔn)直鏡組的輸出光路上。
5.如權(quán)利要求4所述的雙燈照明裝置，其特征在于，所述準(zhǔn)直鏡組包括靠近所述色輪的入射透鏡，以及遠(yuǎn)離所述色輪并用于將出自所述入射透鏡的光轉(zhuǎn)換為平行光并向所述復(fù)眼鏡組輸出的出射透鏡。
6.如權(quán)利要求4或5所述的雙燈照明裝置，其特征在于，所述復(fù)眼鏡組包括共軸設(shè)置的入射復(fù)眼透鏡和出射復(fù)眼透鏡，所述入射復(fù)眼透鏡和出射復(fù)眼透鏡均包括多個(gè)呈陣列式排布的微透鏡單元，所述入射復(fù)眼透鏡的微透鏡單元和所述出射復(fù)眼透鏡的微透鏡單元--對(duì)應(yīng)。
7.如權(quán)利要求6所述的雙燈照明裝置，其特征在于，所述入射復(fù)眼透鏡和出射復(fù)眼透鏡設(shè)置于一平板透鏡的兩個(gè)相對(duì)的表面上。
8.如權(quán)利要求7所述的雙燈照明裝置，其特征在于，所述入射復(fù)眼透鏡和出射復(fù)眼透鏡與所述平板透鏡一體成型。
9.一種投影儀，包括顯示裝置及為所述顯示裝置提供照明的照明裝置，其特征在于，所述照明裝置采用權(quán)利要求I至8任一項(xiàng)所述的雙燈照明裝置。
全文摘要
本發(fā)明適用于投影領(lǐng)域，提供了一種雙燈照明裝置及投影儀，該裝置包括兩個(gè)并排設(shè)置的白光光源，在兩個(gè)所述白光光源的出光方向設(shè)有一色輪，所述色輪包括多對(duì)濾光片，每對(duì)濾光片均關(guān)于所述色輪的中心對(duì)稱(chēng)且濾光波段相同，使兩個(gè)所述白光光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)任一對(duì)濾光片后輸出的光顏色相同，在所述色輪的輸出光路上設(shè)有一可直接接收任一對(duì)濾光片的輸出光的均光系統(tǒng)。本發(fā)明采用一個(gè)對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的色輪將兩個(gè)光源發(fā)出的光在不同的空間中無(wú)疊加的耦合進(jìn)均光系統(tǒng)，提高了光能的利用率；并且，均光系統(tǒng)的收光能力較強(qiáng)，因此該裝置的光能利用率較高，投影亮度較高。另外，第一光源和第二光源的位置不必嚴(yán)格限制，進(jìn)而有利于該裝置的散熱設(shè)計(jì)。
文檔編號(hào)G03B21/20GK102809882SQ201210241168
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者倪澤斌, 吳杰陽(yáng), 金建培 申請(qǐng)人:蕪湖雅圖數(shù)字視頻技術(shù)有限公司