一种投影照明系统的制作方法

专利名称：一种投影照明系统的制作方法
技术领域：
本发明属于光电技术领域，尤其涉及一种投影照明系统。
背景技术：
在投影显示技术中，亮度是考量投影光机性能的一个非常重要的参数，更高的画 面亮度可以获得更好的显示效果，具备高亮度的投影产品能更好的适用于一些环境复杂的 大型场所，同时能更好的提升光机的对比度，颜色性能。由于存在屏幕增益及灯泡寿命的限 制，现采用单个灯泡作为光机光源的投影显示系统很难做到高亮度，使用多个灯泡的照明 系统可提高投影显示系统的亮度。 目前的多灯照明系统技术中常采用折反射方式，如图1所示，由于存在反射损失 光，不能有效地提高亮度。

发明内容
本发明实施例提供一种投影照明系统，为解决现有技术不能有效提高画面亮度的
不足提出了一种高效低成本的解决方案。
本发明实施例提出了一种投影照明系统，包括 第一照明模块和第二照明模块，所述第一照明模块和所述第二照明模块分别各包 括一光源和反射灯罩，所述反射灯罩用于将所述光源发出的光束反射汇聚成近视平行光 束； 第一光学准直透镜组及第二光学准直透镜组，所述第一光学准直透镜组位于所述 第一照明模块的光束出射路径上，用于将所述第一照明模块发出的近视平行光束收束并准 直为第一路小口径理想平行光束，所述第二光学准直透镜组位于所述第二照明模块的光束 出射路径上，用于将所述第二照明模块发出的近视平行光束收束并准直为第二路小口径理 想平行光束； 光束合成单元，设置于所述第一光学准直透镜组及所述第二光学准直透镜组收束 并准直后的光束路径上，用于将所述第一光学准直透镜组收束并准直后的第一路小口径理 想平行光束及所述第二光学准直透镜组收束并准直后的第二路小口径理想平行光束合成 为同一路理想平行光束。 本发明实施例第一照明模块发射出的近似平行光束经第一光学准直透镜组收束 并准直为第一路小口径理想平行光束，第二照明模块发射出的近似平行光束经第二光学准 直透镜组收束并准直为第二路小口径理想平行光束，所述第一路小口径理想平行光束和第 二路小口径理想平行光束经过光束合成单元合成为同一路理想平行光束后射出，形成投影 显示系统的光源，提高了投影照明系统的光照亮度，改善了光照效果。


为了更清楚地说明本发明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 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术多灯照明系统中常采用的折反射方式光路图；
图2为本发明第一实施例投影照明系统结构示意图； 图3为本发明实施例投影照明系统中的第一光学准直透镜组光路原理图；
图4为本发明实施例投影照明系统中的第二光学准直透镜组光路原理图；
图5为本发明第二实施例投影照明系统结构示意图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例 作进一步的详细描述。 图2为本发明第一实施例投影照明系统结构示意图，所述投影照明系统包括第 一照明模块11和第二照明模块12，第一光学准直透镜组13和第二光学准直透镜组14及光 束合成单元15，其中 所述第一照明模块11和所述第二照明模块12分别各包括一光源和反射灯罩，所 述反射灯罩用于将所述光源发出的光束反射汇聚成近视平行光束；此处，第一照明模块11 和第二照明模块12中包括的光源及反射灯罩的具体结构不限，只要能将光源发出的光束 反射汇聚为近似平行光即可。 所述第一光学准直透镜组13位于所述第一照明模块11的光束出射路径上，用于 将所述第一照明模块11发出的近视平行光束收束并准直为第一路小口径理想平行光束， 所述第二光学准直透镜组14位于所述第二照明模块12的光束出射路径上，用于将所述第 二照明模块12发出的近视平行光束收束并准直为第二路小口径理想平行光束；本例中所 述收束为将照明模块发射出的近似平行光的光束口径变小，所述准直为将近似平行光转换 为理想平行光。 参见图3，为本发明实施例投影照明系统中的第一光学准直透镜组光路原理图； 所述第一光学准直透镜组13包括第一正透镜组131和第一负透镜组132，在所述第一照明 模块ll的光束出射路径方向上所述第一负透镜组132位于所述第一正透镜组131之后；所 述第一正透镜组131为一个正透镜或多个透镜组成的正透镜组；所述第一负透镜组132为 一个负透镜或多个透镜组成的负透镜组； 参见图4，为本发明实施例投影照明系统中的第二光学准直透镜组光路原理图； 所述第二光学准直透镜组14包括第二正透镜组141和第二负透镜组142，在所述第二照明 模块12的光束出射路径方向上所述第二负透镜组142位于所述第二正透镜组141之后。所 述第二正透镜组141为一个正透镜或多个透镜组成的正透镜组；所述第二负透镜组142为 一个负透镜或多个透镜组成的负透镜组； 具体实现时，所述第一正透镜组131和所述第二正透镜组141利用正透镜组具有 光束汇聚作用分别对第一照明模块和第二照明模块发出的近似平行光进行收束，将近似平 行光口径变小，而所述第一负透镜组132和所述第二负透镜组142利用负透镜光路原理，将 由所述第一正透镜组131和所述第二正透镜组141收束后的光束准直，形成小口径理想平行光，所述小口径理想平行光中的小口径是相对照明模块发出的近似平行光的光束口径而 言的。本发明实施例由于对第一照明模块和第二照明模块发射出的近似平行光进行了准直 收束，然后通过光束合成单元15合成为一束光后形成投影显得系统光源，提高了照明系统 发射光的亮度。 所述光束合成单元15设置于所述第一光学准直透镜组13及所述第二光学准直透 镜组14收束并准直后的光束路径上，用于将所述第一光学准直透镜组13收束并准直后的 第一路小口径理想平行光束及所述第二光学准直透镜组14收束并准直后的第二路小口径 理想平行光束合成为同一路理想平行光束。 具体的，所述光束合成单元15可以为一反射棱镜，所述反射棱镜包括第一反射面 及第二反射面，所述第一反射面位于所述第一光学准直透镜组13收束并准直后的光束路 径上，所述第二反射面位于所述第二光学准直透镜组14收束并准直后的光束路径上，所述 第一反射面反射所述第一光学准直透镜组13收束并准直后的第一路小口径理想平行光束 形成的反射光束与所述第二反射面反射所述第二光学准直透镜组14收束并准直后的第一 路小口径理想平行光束形成的反射光束合成为同一路理想平行光束。所述第一反射面和所 述第二反射面交叉形成一顶角，该顶角大于等于20度且小于等于100度；所述第一照明模 块11的出射光束和所述第二照明模块12的出射光束交叉形成一夹角，该夹角大于等于40 度且小于等于200度。 相应的，所述光束合成单元15还可以为由第一平面反射镜和第二平面反射镜组 成的光束合成单元，所述第一平面反射镜位于所述第一光学准直透镜组13收束并准直后 的光束路径上，所述第二平面反射镜位于所述第二光学准直透镜组14收束并准直后的光 束路径上，所述第一平面反射镜反射所述第一光学准直透镜组13收束并准直后的第一路 小口径理想平行光束形成的反射光束与所述第二反射面反射所述第二光学准直透镜组14 收束并准直后的第一路小口径理想平行光束形成的反射光束合成为同一路理想平行光束。 所述第一平面反射镜和所述第二平面反射镜交叉形成一顶角，该顶角大于等于20度且小 于等于100度；所述第一照明模块的出射光束和所述第二照明模块的出射光束交叉形成一 夹角，该夹角大于等于40度且小于等于200度。 由于图2中未展现出所述光束合成单元15的具体结构，下面结合图5对本发明实 施例作进一步描述。 图5为本发明第二实施例投影照明系统结构示意图，本实施例中假设第一照明模 块11为灯泡l，第二照明模块12为灯泡2，第一光学准直透镜组13由凸球面透镜3和凹球 面透镜5组成，第二光学准直透镜组14由凸球面透镜4和凹球面透镜6组成，光束合成单 元15为一反射棱镜7，所述反射棱镜7包括第一反射面8和第二反射面9，所述第一反射面 8和所述第二反射面9交叉形成的顶角为角A，灯泡1与灯泡2出射光束交叉形成的夹角为 角B。 具体的，所述灯泡1、2为能发射出近似平行光束的灯泡，灯泡1发出的近似平行光 束经过所述凸球面透镜3和凹球面透镜5组成的第一光学准直透镜组13收束并准直后形 成第一路小口径理想平行光束，灯泡2发出的近似平行光束经过所述凸球面透镜4和凹球 面透镜6组成的第二光学准直透镜组14收束并准直后形成第二路小口径理想平行光束；所 述反射棱镜7位于所述凸球面透镜3和凹球面透镜5组成的第一光学准直透镜组13及所
6述凸球面透镜4和凹球面透镜6组成的第二光学准直透镜组14收束并准直后的光束路径 上，所述第一路小口径理想平行光从所述凸球面透镜3和凹球面透镜5组成的第一光学准 直透镜组13射出后，出射到反射棱镜7的第一反射面8上，所述第二路小口径理想平行光 从所述凸球面透镜4和凹球面透镜6组成的第二光学准直透镜组14射出后，出射到反射棱 镜7的第二反射面9上，所述第一路小口径理想平行光束与所述第二路小口径理想平行光 束分别经反射棱镜7两反射面8、9反射后合成为同一路理想平行光射出，形成投影显示系 统的光源。所述反射棱镜7的两个反射面8、9组成的棱镜顶角A的角度可以在20度到100 度之间，于此相对的，所述两灯泡1、2的出射光束交叉形成的夹角B的角度可以在40度到 200度之间。所述反射棱镜7摆放的具体位置为能使由所述凸球面透镜3和凹球面透镜5 组成的第一光学准直透镜组13收束并准直后的第一路小口径理想平行光束和由所述凸球 面透镜4和凹球面透镜6组成的第二光学准直透镜组14收束并准直后的第二路小口径理 想平行光束合成为同一束理想平行光的位置；所述反射棱镜7的形状不限，只需有两个反 射面能将所述两个光学准直透镜组射出的平行光合成为一束平行光即可；实际应用中，所 述反射棱镜7可用两平面反射镜替代，只需将两平面反射镜固定在所述反射棱镜7的两反 射面8、9的位置即可。 利用本发明实施例所提供的投影照明系统，可以制造具有准直功能的投影设备， 所述投影设备包括光源，产生图像的光学引擎，电路部分，其中，所述投影设备的光源为本 发明实施例所揭示的投影照明系统。 本发明实施例第一照明模块发射出的近似平行光束经第一光学准直透镜组收束 并准直为第一路小口径理想平行光束，第二照明模块发射出的近似平行光束经第二光学准 直透镜组收束并准直为第二路小口径理想平行光束，所述第一路小口径理想平行光束和第 二路小口径理想平行光束经过光束合成单元合成为同一路理想平行光束后射出，形成投影 显示系统的光源，提高了投影照明系统的光照亮度，改善了光照效果。 以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权 利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
权利要求
一种投影照明系统，其特征在于，包括第一照明模块和第二照明模块，所述第一照明模块和所述第二照明模块分别各包括一光源和反射灯罩，所述反射灯罩用于将所述光源发出的光束反射汇聚成近视平行光束；第一光学准直透镜组和第二光学准直透镜组，所述第一光学准直透镜组位于所述第一照明模块的光束出射路径上，用于将所述第一照明模块发出的近视平行光束收束并准直为第一路小口径理想平行光束，所述第二光学准直透镜组位于所述第二照明模块的光束出射路径上，用于将所述第二照明模块发出的近视平行光束收束并准直为第二路小口径理想平行光束；光束合成单元，设置于所述第一光学准直透镜组及所述第二光学准直透镜组收束并准直后的光束路径上，用于将所述第一光学准直透镜组收束并准直后的第一路小口径理想平行光束及所述第二光学准直透镜组收束并准直后的第二路小口径理想平行光束合成为同一路理想平行光束。
2. 如权利要求l所述的投影照明系统，其特征在于所述第一光学准直透镜组包括第一正透镜组和第一负透镜组，在所述第一照明模块的 光束出射路径方向上所述第一负透镜组位于所述第一正透镜组之后。
3. 如权利要求2所述的投影照明系统，其特征在于 所述第一正透镜组为一个正透镜或多个透镜组成的正透镜组； 所述第一负透镜组为一个负透镜或多个透镜组成的负透镜组。
4. 如权利要求l所述的投影照明系统，其特征在于所述第二光学准直透镜组包括第二正透镜组和第二负透镜组，在所述第二照明模块的 光束出射路径方向上所述第二负透镜组位于所述第二正透镜组之后。
5. 如权利要求4所述的投影照明系统，其特征在于 所述第二正透镜组为一个正透镜或多个透镜组成的正透镜组； 所述第二负透镜组为一个负透镜或多个透镜组成的负透镜组。
6. 如权利要求l所述的投影照明系统，其特征在于所述光束合成单元为一反射棱镜，所述反射棱镜包括第一反射面及第二反射面，所述 第一反射面位于所述第一光学准直透镜组收束并准直后的光束路径上，所述第二反射面位 于所述第二光学准直透镜组收束并准直后的光束路径上，所述第一反射面反射所述第一光 学准直透镜组收束并准直后的第一路小口径理想平行光束形成的反射光束与所述第二反 射面反射所述第二光学准直透镜组收束并准直后的第一路小口径理想平行光束形成的反 射光束合成为同一路理想平行光束。
7. 如权利要求6所述的投影照明系统，其特征在于所述第一反射面和所述第二反射面交叉形成一顶角，该顶角大于等于20度且小于等 于100度;所述第一照明模块的出射光束和所述第二照明模块的出射光束交叉形成一夹角，该夹角大于等于40度且小于等于200度。
8. 如权利要求l所述的投影照明系统，其特征在于所述光束合成单元包括第一平面反射镜和第二平面反射镜，所述第一平面反射镜位于 所述第一光学准直透镜组收束并准直后的光束路径上，所述第二平面反射镜位于所述第二光学准直透镜组收束并准直后的光束路径上，所述第一平面反射镜反射所述第一光学准直 透镜组收束并准直后的第一路小口径理想平行光束形成的反射光束与所述第二反射面反 射所述第二光学准直透镜组收束并准直后的第一路小口径理想平行光束形成的反射光束 合成为同一路理想平行光束。
9.如权利要求8所述的投影照明系统，其特征在于所述第一平面反射镜和所述第二平面反射镜交叉形成一顶角，该顶角大于等于20度且小于等于100度；所述第一照明模块的出射光束和所述第二照明模块的出射光束交叉形成一夹角，该夹角大于等于40度且小于等于200度。
全文摘要
本发明提供了一种投影照明系统，本发明中第一照明模块发射出的近似平行光束经第一光学准直透镜组收束并准直为第一路小口径理想平行光束，第二照明模块发射出的近似平行光束经第二光学准直透镜组收束并准直为第二路小口径理想平行光束，所述第一路小口径理想平行光束和第二路小口径理想平行光束经过光束合成单元合成为同一路理想平行光束后射出，形成投影显示系统的光源，提高了投影照明系统的光照亮度，改善了光照效果。
文档编号G02B27/10GK101750862SQ20081024131
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月16日 优先权日2008年12月16日
发明者李岸, 王荣, 王进 申请人:康佳集团股份有限公司