本實用新型涉及數(shù)字投影顯示技術領域,更具體地說,涉及一種投影照明光路。
背景技術:
隨著科學技術的發(fā)展,特別是半導體技術的推動,便攜式的電子設備被不斷的設計制造出來。便攜式電子設備功能的提升,使得用戶對人機界面的顯示器件的要求越來越向著微型、大屏幕以及高分辨率方向發(fā)展。在廣大用戶強烈需求的促使下,近年來投影機技術發(fā)展迅猛,DLP、LCOS等產(chǎn)品紛紛推出了性能高、尺寸小且重量輕的便攜式的投影機。
目前,隨著投影顯示技術的迅猛發(fā)展,投影顯示產(chǎn)品的體積不斷減小,亮度也要求不斷提高。在投影顯示產(chǎn)品中,投影顯示光源是十分重要的部件。投影照明光路的功能在于盡可能多地將光束發(fā)出的大角度分布、形狀不一、亮度不等的照明光線,轉(zhuǎn)換為照射到顯示芯片有效區(qū)域的均勻光斑,實現(xiàn)均勻、明亮的投影顯示畫面。投影模組要得到更好地應用,帶給用戶更好的視覺享受,就要在保持投影光路設計簡潔高效的前提下,滿足尺寸小、光損耗低并且增強光照強度使具有高的光輸出,這也成為本領域技術人員有待解決的技術問題之一。
公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本實用新型的總體背景的理解,而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現(xiàn)有技術。
技術實現(xiàn)要素:
針對上述技術問題,本實用新型的目的在于提供一種結構簡單合理,布局緊湊,亮度高,投影質(zhì)量好的投影照明光路。
為實現(xiàn)上述目的,本實用新型提供了一種投影照明光路,包括:
第一光源裝置,第二光源裝置以及用于產(chǎn)生綠色熒光光束的綠光光源裝置;
其中,所述第一光源裝置包括:用于產(chǎn)生第一色光束的第一色LED光源以及設置于第一色LED光源光路上的第一準直透鏡組;所述第二光源裝置包括:用于產(chǎn)生第二色光束的第二色LED光源以及設置于第二色LED光源光路上的第二準直透鏡組;所述綠光光源裝置包括:用于發(fā)出藍色激光光束的藍色激光光源以及設置于藍色激光光源光路上的第三準直透鏡組和可受藍色激光光束激發(fā)發(fā)出綠色熒光光束的熒光粉板;
所述投影照明光路還包括設置于第三準直透鏡組和熒光粉板之間的第一分色鏡以及設置于第二準直透鏡組正前方的第二分色鏡;其中,所述第一分色鏡包括設置在第一色LED光源入射面上的第一工作面,以及與第一工作面相對的第二工作面;所述第二分色鏡包括設置在第二色LED光源入射面上的第三工作面,以及與第三工作面相對的第四工作面;
所述第一色光束經(jīng)第一準直透鏡組準直后經(jīng)由第一分色鏡透射,再經(jīng)第二分色鏡的第四工作面反射;所述藍色激光光束經(jīng)第三準直透鏡組準直后經(jīng)第一分色鏡透射到熒光粉板,受藍色激光光束的激發(fā)發(fā)出的綠色熒光光束經(jīng)由第一分色鏡和第二分色鏡的透射和/或反射;所述第二色光束經(jīng)第二準直透鏡組準直后經(jīng)由第二分色鏡透射;經(jīng)由所述第一分色鏡和第二分色鏡透射和/或反射的第一色光束、第二色光束以及綠色熒光光束合成白光光束。
優(yōu)選地,上述技術方案中,所述投影照明光路還包括:設置于第二分色鏡光路正前方的第一復眼透鏡,對來自第二分色鏡的合成光束進行勻光并將其均勻?qū)蚝罄m(xù)光學部件;所述第一復眼透鏡的中心光軸與第二準直透鏡組的中心光軸平行或重合。
優(yōu)選地,上述技術方案中,所述投影照明光路還包括:設置于第一分色鏡和第二分色鏡之間的第二復眼透鏡以及設置于第二準直透鏡組光路正前方的第三復眼透鏡;所述第二復眼透鏡對來自第一分色鏡的第一色光束和綠色熒光光束進行勻光將其均勻?qū)虻诙稚R;所述第三復眼透鏡對來自第二準直透鏡組的第二色光束進行勻光將其均勻?qū)虻诙稚R;所述第二復眼透鏡的中心光軸與第一準直透鏡組的中心光軸平行或重合,所述第三復眼透鏡的中心光軸與第二準直透鏡組的中心光軸平行或重合。
優(yōu)選地,上述技術方案中,所述熒光粉板包括:熒光粉層、用于反射的反射膜層以及支撐基板,所述熒光粉層覆蓋于所述反射膜層,所述藍色激光光束經(jīng)第三準直透鏡組準直后經(jīng)第一分色鏡透射到熒光粉板的熒光粉層,通過激發(fā)熒光粉層發(fā)出綠色熒光光束,部分綠色熒光光束在熒光粉板的反射膜層發(fā)生第一次反射后與另一部分同向的綠色熒光光束合光,到達第一分色鏡的第二工作面發(fā)生第二次反射,然后到達第二分色鏡的第四工作面發(fā)生第三次反射。
優(yōu)選地,上述技術方案中,所述第一色LED光源為藍色LED光源,第二色LED光源為紅色LED光源;或者所述第一色LED光源為紅色LED光源,第二色LED光源為藍色LED光源。
優(yōu)選地,上述技術方案中,所述第一分色鏡和熒光粉板之間還設置一聚焦透鏡單元,用于聚焦所述藍色激光光束以及準直所述綠色熒光光束;所述熒光粉板放置在聚焦透鏡單元焦點的位置;所述聚焦透鏡單元包括聚焦透鏡或者聚焦透鏡組。
優(yōu)選地,上述技術方案中,所述藍色激光光源、第三準直透鏡組、熒光粉板以及聚焦透鏡單元的中心光軸均平行或重合。
優(yōu)選地,上述技術方案中,所述第二準直透鏡組的中心光軸和第三準直透鏡組的中心光軸平行;所述第一準直透鏡組的中心光軸與第二準直透鏡組的中心光軸和第三準直透鏡組的中心光軸垂直。
優(yōu)選地,上述技術方案中,所述第一分色鏡和第二分色鏡與第一準直透鏡組的中心光軸的夾角為45度;所述第一分色鏡和第二分色鏡之間的夾角為90度。
優(yōu)選地,上述技術方案中,所述第一分色鏡的第一工作面和第二分色鏡的第三工作面鍍有增透膜;所述第一分色鏡的第二工作面和第二分色鏡的第四工作面鍍有反射膜。
與現(xiàn)有技術相比,本實用新型具有如下有益效果:所述投影照明光路,包括:第一光源裝置、第二光源裝置以及用于產(chǎn)生綠色熒光光束的綠光光源裝置;其中,所述第一光源裝置,其包括:第一色LED光源以及第一準直透鏡組;所述第二光源裝置,其包括:第二色LED光源以及第二準直透鏡組;所述綠光光源裝置,其包括:藍色激光光源以及第三準直透鏡組和熒光粉板,可受激發(fā)發(fā)出綠色熒光光束的熒光粉層、用于反射的反射膜層以及支撐基板;設置于第三準直透鏡組和熒光粉板之間的第一分色鏡以及設置于第二準直透鏡組正前方的第二分色鏡。該投影照明光路結構簡單合理,布局緊湊,采用藍色激光激發(fā)熒光粉層產(chǎn)生綠色熒光,大大增強了綠光光源亮度,提高了投影質(zhì)量,解決了投影照明光路中LED光源亮度不足的難題。
附圖說明
圖1是本實用新型的投影照明光路實施例一的結構示意圖;
圖2是本實用新型的投影照明光路實施例二的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖,對本實用新型的具體實施方式進行詳細描述,但應當理解本實用新型的保護范圍并不受具體實施方式的限制。
除非另有其它明確表示,否則在整個說明書和權利要求書中,術語“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分,而并未排除其它元件或其它組成部分。
實施例一:
圖1是本實用新型的投影照明光路實施例一的結構示意圖;如圖1所示,根據(jù)本實用新型具體實施方式的投影照明光路,包括:第一光源裝置,第二光源裝置以及用于產(chǎn)生綠色熒光光束a4的綠光光源裝置;其中,所述第一光源裝置,包括:用于產(chǎn)生第一色光束a1的第一色LED光源101以及設置于第一色LED光源101光路上的第一準直透鏡組104;所述第二光源裝置,包括:用于產(chǎn)生第二色光束a2的第二色LED光源102以及設置于第二色LED光源102光路上的第二準直透鏡組105;所述綠光光源裝置,包括:用于發(fā)出藍色激光光束a3的藍色激光光源103,以及設置于藍色激光光源103光路上的第三準直透鏡組106和熒光粉板107,所述熒光粉板107包括:熒光粉層107a、反射膜層107b以及支撐基板(圖中不標示),所述反射膜層107b設置于支撐基板表面,所述熒光粉層107a覆蓋于反射膜層107b;根據(jù)需要,所述熒光粉層107a與所述反射膜層107b之間可透射光束的支撐基板可以是玻璃基底或者塑料基底。
所述投影照明光路還包括設置于第三準直透鏡組106和熒光粉板107之間的第一分色鏡109以及設置于第二準直透鏡組105正前方的第二分色鏡110,第一分色鏡109和第二分色鏡110用于改變光路;其中,所述第一分色鏡109包括設置在第一色LED光源入射面上的第一工作面S1,以及與第一工作面S1相對的第二工作面S2;所述第二分色鏡110包括設置在第二色LED光源入射面上的第三工作面S3,以及與第三工作面S3相對的第四工作面S4。
其中,所述第一分色鏡109和熒光粉板107之間還設置一聚焦透鏡單元108,用于聚焦所述藍色激光光束a3以及準直所述綠色熒光光束a4;所述熒光粉板107放置在聚焦透鏡單元108焦點的位置。所述聚焦透鏡單元包括聚焦透鏡或者聚焦透鏡組,可以根據(jù)實際需要選擇不同的聚焦透鏡或者聚焦透鏡組。當然,也可以根據(jù)需要不設置聚焦透鏡單元108。
其中,所述第一色光束a1經(jīng)第一準直透鏡組104準直后經(jīng)由第一分色鏡109透射,再經(jīng)第二分色鏡110的第四工作面S4反射進入后續(xù)光學部件;所述藍色激光光束a3經(jīng)第三準直透鏡組106準直后經(jīng)第一分色鏡109透射以及聚焦透鏡單元108聚焦到熒光粉板107的熒光粉層107a,激發(fā)熒光粉層107a發(fā)出綠色熒光光束a4;由于熒光粉發(fā)光為各向同性,所以綠色熒光光束一部分射向聚焦透鏡單元108,另一部分射向熒光粉板107的反射膜層107b;部分綠色熒光光束在熒光粉板107的反射膜層107b發(fā)生第一次反射后與射向聚焦透鏡單元108的另一部分綠色熒光光束共同射向聚焦透鏡單元108,聚焦透鏡單元108將兩部分熒光光束聚焦準直成平行光射向第一分色鏡109的第二工作面S2發(fā)生并發(fā)生反射,然后到達第二分色鏡110的第四工作面S4再次發(fā)生反射;所述第二色光束a2經(jīng)第二準直透鏡組105準直后經(jīng)由第二分色鏡110透射;
在所述第一分色鏡109和第二分色鏡110的透射和反射下,所述第一色光束a1、第二色光束a2以及綠色熒光光束a4合成白光光束;值得注意的是,圖1中藍色激光光束a3和綠色熒光光束a4完全重合或者部分重合,圖中只是為了清楚的表示光束走向?qū)⑺{色激光光束a3和綠色熒光光束a4分開表示。
為了提高光的均勻性,所述第二分色鏡110正前方設置一第一復眼透鏡111,對來自第二分色鏡110的合成光束進行勻光并將其均勻?qū)蚝罄m(xù)光學部件;當然,也可以根據(jù)實際需要,不設置第一復眼透鏡111,也不會影響使用。
所述第一復眼透鏡111的中心光軸與第二準直透鏡組105的中心光軸平行或重合。
在本實施例中,所述第一色LED光源101為藍色LED光源,第二色LED光源102為紅色LED光源;或者所述第一色LED光源101為紅色LED光源,第二色LED光源102為藍色LED光源;當然,也可以根據(jù)實際需要對不同的光源設置不同顏色和類型的光。
所述藍色激光光源、第三準直透鏡組、熒光粉板以及聚焦透鏡單元的中心光軸均平行或重合。
所述第二準直透鏡組105的中心光軸和第三準直透鏡組106的中心光軸平行;所述第一準直透鏡組104的中心光軸與第二準直透鏡組105的中心光軸和第三準直透鏡組106的中心光軸垂直;所述第一分色鏡109和第二分色鏡110與第一準直透鏡組104的中心光軸的夾角為45度;所述第一分色鏡109和第二分色鏡110之間的夾角為90度。
為了增大透射率,所述第一分色鏡109的第一工作面S1和第二分色鏡110的第三工作面S3可以鍍有增透膜;為了增加反射率,所述第一分色鏡109的第二工作面S2和第二分色鏡110的第四工作面S4可以鍍有反射膜。
在本實施例中,也可以根據(jù)需要選擇設置或者不設置第一準直透鏡組,第二準直透鏡組以及第三準直透鏡組;第一色LED光源產(chǎn)生的第一色光束,第二色LED光源產(chǎn)生的第二色光束,以及受熒光粉板的激發(fā)發(fā)出的綠色熒光光束可以不經(jīng)過準直透鏡組直接經(jīng)由第一分色鏡和第二分色鏡的透射和反射后合成白光光束。
在本實施例中,所述熒光粉板還可以包括支撐基板,反射膜層和熒光粉層。所述支撐基板設置于熒光粉層與反射膜層之間,用于反射膜層和熒光粉層的載體,可以是玻璃基底或者塑料基底。
在本實施例中,所述熒光粉板也可以根據(jù)需要選擇設置或不設置反射膜層,反射膜層可以提高光束的利用率。
實施例二:
圖2是本實用新型的投影照明光路實施例二的結構示意圖;如圖2所示,與實施例一不同的是,實施例二還采用了兩個復眼透鏡對光束進行勻光并將其均勻?qū)蚝罄m(xù)光學部件,其余光學部件的設置以及光路走向與實施例一相同。
在本實施例中,所述投影照明光路還包括:設置于第一分色鏡209和第二分色鏡210之間的第二復眼透鏡211以及設置于第二準直透鏡組205正前方的第三復眼透鏡212;所述第二復眼透鏡211對來自第一分色鏡209的第一色光束b1和綠色熒光光束b2進行勻光并將其均勻?qū)虻诙稚R210;所述第三復眼透鏡212對來自第二準直透鏡組205的第二色光束b3進行勻光將其均勻?qū)虻诙稚R210。
在本實施例中,所述第二復眼透鏡211的中心光軸和第一準直透鏡組204的中心光軸平行或重合;所述第三復眼透鏡212的中心光軸與第二準直透鏡組205的中心光軸平行或重合。
值得注意的是,上述實施例中,所述熒光粉板并不限制于本實用新型實施例的形式,熒光粉層可直接覆蓋于所述反射膜層;或者所述熒光粉層與所述反射膜層之間具有可透射光束的玻璃基底或者塑料基底;所述聚焦透鏡單元可以是聚焦透鏡或者聚焦透鏡組。
本實施新型的投影照明光路結構簡單合理,布局緊湊,在保證尺寸和重量滿足條件的前提下,采用藍色激光激發(fā)熒光粉層產(chǎn)生綠色熒光,大大增強了綠光光源亮度,提高了投影質(zhì)量,解決了投影照明光路中LED光源亮度不足的難題。
前述對本實用新型的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想將本實用新型限定為所公開的精確形式,并且很顯然,根據(jù)上述教導,可以進行很多改變和變化。對示例性實施例進行選擇和描述的目的在于解釋本實用新型的特定原理及其實際應用,從而使得本領域的技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本實用新型的各種不同的示例性實施方案以及各種不同的選擇和改變。本實用新型的范圍意在由權利要求書及其等同形式所限定。