一種投影顯示系統的製作方法
2023-12-09 21:33:11 3
專利名稱：一種投影顯示系統的製作方法
技術領域：
一種投影顯示系統技術領域[0001]本實用新型涉及光學投影顯示領域，尤其涉及一種採用方棒照明的光學投影顯 示系統。
背景技術：
[0002]投影顯示照明系統通常採用複眼照明系統或者方棒照明系統，將光源發出的圓 形光斑整形成顯示器件所需的矩形光斑，同時還可以有效地提高系統的照明均勻性。[0003]複眼照明系統中，需要選擇合適的複眼透鏡結構參數，包括透鏡口徑、小透鏡 的焦距、數值孔徑以及複眼的行列數。透鏡口徑和數值孔徑由微顯示器件和光源共同決 定，直接影響系統的光能利用率。小透鏡的行列數對系統均勻性也有很大影響。如果小 透鏡的數量太少，不能將照明光束分為足夠細的光束，無法滿足系統對均勻性的要求， 透鏡陣列的行列數過多，不但會增加加工難度，也會限制部分光束的通過，使得系統光 能利用率降低。[0004]採用方棒的照明系統，結構簡單，加工方便，成本低，亦可以實現光束的整形 和均勻化。方棒均勻的工作原理是，進入方棒的光線由於空間角度不同，在方棒內發生 不同次數的反射。光線每發生一次反射，就可以將光源關於反射面對稱為一個新的虛擬 光源，經多次反射後，就可以將實際光源展開為二維光源陣列，從而實現方棒的出射端 面光強的均勻分布。[0005]方棒通常分為空心方棒和實心方棒兩類空心方棒需要在側面鍍金屬或介質等 高反射膜，而且一般四個側面需用膠合方式組裝，既增加成本又降低可靠性。已有技術 中的投影照明系統中所用的實心方棒在裝配過程中需採用膠粘，焊接或機械裝夾等側面 有接觸的方式進行固定，會破壞方棒內光線的全反射條件，因此，需要在方棒的側面鍍 金屬或介質等高反射膜，由此將增加方棒的加工難度和成本。實用新型內容[0006]因此，針對上述的不足，本實用新型提出一種採用架空裝配的方棒結構，不僅 避免了在方棒側面鍍金屬或介質膜，而且可將聚光透鏡及中繼透鏡設置在方棒的兩端， 從而減小照明系統的體積。其是一種結構簡單、易於實現的方棒照明的光學投影顯示系 統。[0007]本實用新型的技術方案是[0008]一種投影顯示照明系統，包括依次設置於光路中的一光源、一聚光透鏡、一方 棒、一中繼透鏡組和微顯示器件，中繼透鏡組包括第一中繼透鏡和第二中繼透鏡構成， 其中[0009]光源，產生投影所需的光束，可以是雷射光源，LED光源，或其它類型的單色 和多色光源；進一步的，所述的光源包括一紅光光源、綠光光源及藍光光源，並分別通 過分色鏡分色合成三色光光束輸出。[0010]聚光透鏡，設置在所述光源模塊與方棒之間，用於將光路中的光束聚焦。[0011]方棒對所述的光源進行多次反射，使照明光束均勻並且將光斑整形為微顯器件 所需的矩形照明光斑。[0012]中繼透鏡將方棒出射端成像在微顯示器件上。[0013]微顯示器件，對以上入射光束分別調製顯像，此微顯示器件是LCD(液晶顯 示)，或LCOS (矽基液晶顯示)，或DLP (數字光處理器)。[0014]其中主要的改進之處在於所述的方棒是由光學材料製成實心棒，且兩通光端 面粘結光學元件後，再將該方棒處於架空的裝配方式設置於光路中。而該方棒非通光的 四個側面無需鍍高反射的金屬膜或介質膜。[0015]進一步的，所述的方棒的兩通光端面與光學元件的粘結方式是其兩通光端面 均粘結透光平板；或者，其一通光端面粘結所述的聚光透鏡，另一端粘結一透光平板； 或者，其一通光端面粘結一透光平板，另一端粘結所述的第一中繼透鏡；或者，其一通 光端面粘結所述的聚光透鏡，另一端粘結所述的第一中繼透鏡。[0016]更進一步的，上述的粘結方式是膠水膠合或光膠膠合或者深化光膠膠合或一體 化方式粘結。[0017]進一步的，所述的方棒是長條形的方形棒體。或者，所述的方棒是錐形的方形 棒體。[0018]進一步的，所述的光學材料是玻璃或透明晶體或透明塑料。[0019]進一步的，所述的方棒的通光端面具有與所述的微顯示器件相同或接近的長寬 比。[0020]本實用新型採用如上技術方案，其優點在於採用架空結構的方棒，利於裝 配，相比傳統的膠粘，焊接或機械裝夾固定的方式，不需要在方棒側面鍍金屬或介質等 高反射膜，降低了加工難度和成本。另外，本實用新型採用光學元件和方棒膠合的架空 結構，使得光路更加緊湊，有效地減小的投影照明系統的光學總長。
[0021]圖1是本實用新型的優選實施例的結構示意圖；[0022]圖2是方棒的兩通光端面與光學元件的粘結方式的實施例[0023]圖3是方棒的兩通光端面與光學元件的粘結方式的實施例[0024]圖4是方棒的兩通光端面與光學元件的粘結方式的實施例[0025]圖5是方棒的兩通光端面與光學元件的粘結方式的實施例[0026]圖6是方棒的兩通光端面與光學元件的粘結方式的實施例[0027]圖7是方棒的兩通光端面與光學元件的粘結方式的實施例[0028]圖8是方棒的兩通光端面與光學元件的粘結方式的實施例[0029]圖9是方棒的兩通光端面與光學元件的粘結方式的實施例1的結構示意圖 2的結構示意圖 3的結構示意圖 4的結構示意圖 5的結構示意圖 6的結構示意圖 7的結構示意圖 8的結構示意圖<具體實施方式
[0030]現結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進一步說明。[0031]參閱圖1所示，其是本實用新型的優選實施例的結構。本實用新型的架空結構的方棒投影顯示照明系統包括一光源模塊101、一聚光透鏡102、一透光平板片103A和 103B(優選採用玻璃平板)、一方棒104、中繼透鏡組，由第一中繼透鏡105A及第二中繼 透鏡105B組成、一微顯示器件106。光源模塊101、聚光透鏡102、方棒104、中繼透鏡 105A和105B、微顯示器件106在光路中依次排列，聚光透鏡102設置在光源模塊101與 方棒104之間，方棒104設置在聚光透鏡102與中繼透鏡105A與105B之間，並且通過 透光平板片103A和103B將方棒103架空裝配。在本實施例中的方棒104採用長條形的 方形棒體，LCD液晶顯示器件作為微顯示器件106。[0032]光源模塊101包括一紅光光源、綠光光源及藍光光源，並分別通過分色鏡合成 三色光光束輸出，發出的紅、綠、藍三色光，經聚光透鏡102聚焦，射入到方棒104的入 射端面，經方棒104多次反射，整形勻光後入射到中繼透鏡105A與105B上，並且由中 繼透鏡將方棒出射端的像成像到微顯示器件106上。[0033]所述的方棒的兩通光端面與光學元件可以採用如下的粘結方式[0034]實施例1 [0035]參閱圖2所示，所述的方棒104是長條形的方形棒體，其兩通光端面粘結透光平 板片103A和103B。方棒104與透光平板片103A與透光平板片103B採用膠水膠合或光 膠膠合或者深化光膠膠合或一體化等方式粘結實現。[0036]實施例2 [0037]參閱圖3所示，所述的方棒104是錐形的方形棒體，其兩通光端面粘結透光平板 片103A和103B。方棒104與透光平板片103A與透光平板片103B採用膠水膠合或光膠 膠合或者深化光膠膠合或一體化等方式粘結實現。[0038]實施例3 [0039]參閱圖4所示，所述的方棒104是長條形的方形棒體，其一通光端面粘結所述的 聚光透鏡102，另一端粘結一透光平板片103B。方棒104與聚光透鏡102與透光平板片 103B採用膠水膠合或光膠膠合或者深化光膠膠合或一體化等方式粘結實現。[0040]實施例4 [0041]參閱圖5所示，所述的方棒104是錐形的方形棒體，其一通光端面粘結所述的 聚光透鏡102，另一端粘結一透光平板片103B。方棒104與聚光透鏡102與透光平板片 103B採用膠水膠合或光膠膠合或者深化光膠膠合或一體化等方式粘結實現。[0042]實施例5 [0043]參閱圖6所示，所述的方棒104是長條形的方形棒體，其一通光端面粘結一透光 平板片103A，另一端粘結所述的第一中繼透鏡105A。方棒104與透光平板片103A與第 一中繼透鏡105A採用膠水膠合或光膠膠合或者深化光膠膠合或一體化等方式粘結實現。[0044]實施例6 [0045]參閱圖7所示，所述的方棒104是錐形的方形棒體，其一通光端面粘結一透光平 板片103A，另一端粘結所述的第一中繼透鏡105A。方棒104與透光平板片103A與第一 中繼透鏡105A採用膠水膠合或光膠膠合或者深化光膠膠合或一體化等方式粘結實現。[0046]實施例7 [0047]參閱圖8所示，所述的方棒104是長條形的方形棒體，其一通光端面粘結所述的 聚光透鏡102，另一端粘結所述的第一中繼透鏡105A。方棒104與聚光透鏡102與第一中繼透鏡105A採用膠水膠合或光膠膠合或者深化光膠膠合或一體化等方式粘結實現。[0048]實施例8 [0049]參閱圖9所示，所述的方棒104是錐形的方形棒體，其一通光端面粘結所述的聚 光透鏡102，另一端粘結所述的第一中繼透鏡105A。方棒104與聚光透鏡102與第一中 繼透鏡105A採用膠水膠合或光膠膠合或者深化光膠膠合或一體化等方式粘結實現。[0050]本實用新型提供的架空結構的方棒更容易裝配，也不存在裝配中在方棒側面用 膠粘，焊接或機械裝夾等方式固定方棒，進而需要在方棒側面鍍金屬或介質等高反射膜 的問題。此外，如本實用新型的多種方棒的架空結構使得光路更加緊湊，容易裝配；並 且極大縮短了投影照明光路的光學總長。[0051]儘管結合優選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領域的技術人員 應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本實用新型的精神和範圍內，在形式上和 細節上可以對本實用新型做出各種變化，均為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種投影顯示照明系統，包括依次設置於光路中的一光源、一聚光透鏡、一方 棒、一中繼透鏡組和微顯示器件，其中，中繼透鏡組包括第一中繼透鏡和第二中繼透鏡 構成，其特徵在於所述的方棒是由光學材料製成實心棒，且兩通光端面粘結光學元件 後，再將該方棒處於架空的裝配方式設置於光路中。
2.根據權利要求1所述的投影顯示照明系統，其特徵在於所述的方棒的兩通光端 面與光學元件的粘結方式是其兩通光端面均粘結透光平板片。
3.根據權利要求1所述的投影顯示照明系統，其特徵在於所述的方棒的兩通光端 面與光學元件的粘結方式是其一通光端面粘結所述的聚光透鏡，另一端粘結一透光平 板。
4.根據權利要求1所述的投影顯示照明系統，其特徵在於所述的方棒的兩通光端 面與光學元件的粘結方式是其一通光端面粘結一透光平板片，另一端粘結所述的第一 中繼透鏡。
5.根據權利要求1所述的投影顯示照明系統，其特徵在於所述的方棒的兩通光端 面與光學元件的粘結方式是其一通光端面粘結所述的聚光透鏡，另一端粘結所述的第 一中繼透鏡。
6.根據1至5任一權利要求所述的投影顯示照明系統，其特徵在於所述的粘結方式 是膠水膠合或光膠膠合或者深化光膠膠合或一體化粘結。
7.根據權利要求1所述的投影顯示照明系統，其特徵在於所述的方棒是長條形的 方形棒體。
8.根據權利要求1所述的投影顯示照明系統，其特徵在於所述的方棒是錐形的方 形棒體。
9.根據權利要求1所述的投影顯示照明系統，其特徵在於所述的光學材料是玻璃 或透明晶體或透明塑料。
10.根據權利要求1所述的投影顯示照明系統，其特徵在於所述的方棒的通光端面 具有與所述的微顯示器件相同或接近的長寬比。
11.根據權利要求1所述的投影顯示照明系統，其特徵在於所述的光源包括一紅光 光源、綠光光源及藍光光源，並分別通過分色鏡分色合成三色光光束輸出。
12.根據權利要求1所述的投影顯示照明系統，其特徵在於所述的微顯示器件是液 晶顯示的微顯示器件，或矽基液晶顯示的微顯示器件，或數字光處理器的微顯示器件。
專利摘要本實用新型涉及光學投影顯示領域，尤其涉及一種採用方棒照明的光學投影顯示系統。本實用新型的投影顯示照明系統包括光源、聚光透鏡、方棒、中繼透鏡、微顯示器件。所述的方棒是由光學材料製成實心棒，且兩通光端面粘結光學元件後，再將該方棒處於架空的裝配方式設置於光路上。光源輸出的光束，經過聚光透鏡聚焦之後，投射到方棒上，光束經方棒多次反射後從另一端面射出。由於採用了方棒照明系統，光源輸出的圓形光斑轉化為微顯器件所需的矩形照明光斑，同時滿足系統光能利用率以及照明均勻性的要求。此方棒照明系統中方棒採用架空結構，這種結構避免裝配時，在方棒側面鍍金屬或介質等高反射膜，加工方便，並且降低了成本。
文檔編號G02B27/18GK201804203SQ201020286829
公開日2011年4月20日 申請日期2010年8月4日 優先權日2010年8月4日
發明者代會娜, 林磊, 黃富泉 申請人:福州高意通訊有限公司