一種投影照明光路的製作方法
2023-07-20 05:24:16 1
一種投影照明光路的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種投影照明光路，所述投影照明光路，包括：由第一色LED光源和第一準直透鏡組組成的第一光源裝置、由第二色LED光源和第二準直透鏡組組成的第二光源裝置、由藍色雷射光源以及第三準直透鏡組和螢光粉板組成的綠光光源裝置、第一分色鏡以及第二分色鏡。該投影照明光路結構簡單合理，布局緊湊，採用藍色雷射激發螢光粉層產生綠色螢光，大大增強了綠光光源亮度，提高了投影質量，解決了投影顯示系統中LED光源亮度不足的難題。
【專利說明】
一種投影照明光路
技術領域
[0001]本實用新型涉及數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】
[0002]隨著科學技術的發展，特別是半導體技術的推動，可攜式的電子設備被不斷的設計製造出來。可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、大屏幕以及高解析度方向發展。在廣大用戶強烈需求的促使下，近年來投影機技術發展迅猛，DLP、LC0S等產品紛紛推出了性能高、尺寸小且重量輕的可攜式的投影機。
[0003]目前，隨著投影顯示技術的迅猛發展，投影顯示產品的體積不斷減小，亮度也要求不斷提高。在投影顯示產品中，投影顯示光源是十分重要的部件。投影照明光路的功能在於儘可能多地將光束髮出的大角度分布、形狀不一、亮度不等的照明光線，轉換為照射到顯示晶片有效區域的均勻光斑，實現均勻、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、光損耗低並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O
[0004]公開於該【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有技術。
【實用新型內容】
[0005]針對上述技術問題，本實用新型的目的在於提供一種結構簡單合理，布局緊湊，亮度高，投影質量好的投影照明光路。
[0006]為實現上述目的，本實用新型提供了一種投影照明光路，其特徵在於，包括:用於產生第一色光束的第一光源裝置，用於產生第二色光束的第二光源裝置以及用於產生綠色螢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光源以及設置於第一色LED光源光路上的第一準直透鏡組;所述第二光源裝置，其包括:第二色LED光源以及設置於第二色LED光源光路上的第二準直透鏡組;所述綠光光源裝置，其包括:用於發出藍色雷射光束的藍色雷射光源以及在藍色雷射光源光路上依次設置的聚光透鏡單元、螢光粉板以及第三準直透鏡組；以及第一分色鏡和第二分色鏡；
[0007]其中，所述第一色光束經由第一準直透鏡組準直後經由第一分色鏡和第二分色鏡透射和/或反射;所述第二色光束經由第二準直透鏡組準直後經由第一分色鏡和第二分色鏡透射和/或反射;所述藍色雷射光束經聚光透鏡單元聚光後入射到螢光粉板，受藍色雷射光束的激發發出的綠色螢光光束經由第三準直透鏡組準直，通過第一分色鏡和第二分色鏡的透射和/或反射後，與經由第一分色鏡和第二分色鏡透射和/或反射的第一色光束和第二色光束合成白光光束。
[0008]所述螢光粉板包括:高透明支撐基板、二向色膜層和螢光粉層;所述藍色雷射光束由聚光透鏡單元聚光後經螢光粉板的二向色膜層透射到螢光粉板的螢光粉層，激發螢光粉層發出綠色螢光光束，第一部分綠色螢光光束直接射向第三準直透鏡組;第二部分綠色螢光光束射向螢光粉板的二向色膜層反射後再射向第三準直透鏡組;在所述第一分色鏡和第二分色鏡的作用下，第一色光束、第二色光束以及綠色螢光光束合成白光光束。
[0009]根據優選實施例，所述第一分色鏡和第二分色鏡呈交叉型設置;所述第一分色鏡包括設置在第一色光束入射面上的第二工作面，以及與第二工作面相對的第一工作面;所述第二分色鏡包括設置在第二色光束入射面上的第四工作面，以及與第四工作面相對的第三工作面;所述第一色光束經第一準直透鏡組準直後經由第一分色鏡的第二工作面反射；所述第二色光束經第二準直透鏡組準直後經由第二分色鏡的第四工作面反射;綠色螢光光束經第一分色鏡和第二分色鏡透射。
[0010]根據優選實施例，所述第一分色鏡和第二分色鏡平行設置，所述第一分色鏡包括設置在第一色光束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光束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;所述第一色光束經第一準直透鏡組準直後經由第一分色鏡透射再經第二分色鏡的第四工作面反射;所述第二色光束經第二準直透鏡組準直後經第二分色鏡透射;綠色螢光光束先後經由第一分色鏡的第二工作面以及第二分色鏡的第四工作面反射。
[0011]根據優選實施例，所述投影照明光路還包括:用於接收由第一色光束、第二色光束以及綠色螢光光束合成的白光光束的第一複眼透鏡，對合成光束進行勻光並將其均勻導向後續光學部件。
[0012]根據優選實施例，所述投影照明光路還包括:設置於第一分色鏡和第二分色鏡之間的第二複眼透鏡以及設置於第二準直透鏡組光路正前方的第三複眼透鏡;所述第二複眼透鏡對來自第一分色鏡的第一色光束和綠色螢光光束進行勻光將其均勻導向第二分色鏡；所述第三複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導向第二分色鏡;所述第二複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，所述第三複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。
[0013]根據優選實施例，所述螢光粉層覆蓋於所述二向色膜層;所述二向色膜層透射波長小於或等於475nm的光束，反射波長大於475nm的光束。
[0014]根據優選實施例，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;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。
[0015]根據優選實施例，所述藍色雷射光源、聚焦透鏡、螢光粉板、以及第三準直透鏡組的中心光軸均平行或重合。
[0016]根據優選實施例，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。
[0017]根據優選實施例，所述第一分色鏡和第二分色鏡的夾角為45度;所述第一準直透鏡組的中心光軸和第二準直透鏡組的中心光軸平行或重合，均與第三準直透鏡組的中心光軸垂直。
[0018]與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果:所述投影照明光路，包括:由第一色LED光源和第一準直透鏡組組成的第一光源裝置、由第二色LED光源和第二準直透鏡組組成的第二光源裝置、由藍色雷射光源以及第三準直透鏡組和螢光粉板組成的綠光光源裝置、第一分色鏡以及第二分色鏡;所述螢光粉板包括:高透明支撐基板、二向色膜層以及螢光粉層，所述螢光粉層覆蓋於二向色膜層。該投影照明光路結構簡單合理，布局緊湊，採用藍色雷射激發螢光粉層產生綠色螢光，大大增強了綠光光源亮度，提高了投影質量，解決了投影照明光路中LED光源亮度不足的難題。
【附圖說明】
[0019]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；
[0020]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；
[0021]圖3是本實用新型的投影照明光路實施例三的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]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範圍並不受【具體實施方式】的限制。
[0023]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，而並未排除其它元件或其它組成部分。
[0024]實施例一:
[0025]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，用於產生綠色螢光光束a3的綠光光源裝置，以及對光束進行勻光並將其均勻導向後續光學部件的第一複眼透鏡112。
[0026]其中，所述第一光源裝置，其包括:用於產生第一色光束al的第一色LED光源101以及設置於第一色LED光源101光路上的第一準直透鏡組104;所述第二光源裝置，其包括:用於產生第二色光束a2的第二色LED光源102以及設置於第二色LED光源102光路上的第二準直透鏡組105;所述綠光光源裝置，其包括:用於發出藍色雷射光束的藍色雷射光源103以及設置於藍色雷射光源103光路上的聚光透鏡單元108、可受藍色雷射光束103激發發出綠色螢光光束的螢光粉板107、第三準直透鏡組106、以及用於透射和反射光線的呈交叉型設置的第一分色鏡110和第二分色鏡111。
[0027]其中，所述螢光粉板107包括:高透明支撐基板(圖中未標示)、二向色膜層107a和螢光粉層107b。。
[0028]其中，所述第一分色鏡110包括設置在第一色光束al入射面上的第二工作面S2，以及與第二工作面S2相對的第一工作面SI;所述第二分色鏡111包括設置在第二色光束a2入射面上的第四工作面S4，以及與第四工作面相對的第三工作面S3。
[0029]其中，其中，所述第一色光束al經第一準直透鏡組104準直後經由第一分色鏡110的第二工作面S2反射進入第一複眼透鏡112;所述第二色光束a2經第二準直透鏡組105準直後經由第二分色鏡111的第四工作面S4反射進入第一複眼透鏡112;所述藍色雷射光束經聚光透鏡單元108聚光後透過螢光粉板107的二向色膜層107a射向螢光粉板107的螢光粉層107b，激發螢光粉層107b發出綠色螢光光束；由於螢光粉發光為各向同性，所以第一部分綠色螢光光束射向二向色膜層107a，第二部分綠色螢光光束射向第三準直透鏡組106;第一部分綠色螢光光束在二向色膜層107a發生反射後射向第三準直透鏡組106，與第二部分綠色螢光光束合光經第三準直透鏡組106準直後形成綠色螢光光束a3，經由第一分色鏡110和第二分色鏡111透射後與第一色光束al和第二色光束a2合光形成白光光束進入第一複眼透鏡112。
[0030]在本實施例中，優選的，所述螢光粉板107放置在聚焦透鏡單元108焦點的位置;所述聚焦透鏡單元108可以是單一聚焦透鏡或者聚焦透鏡組。所述藍色雷射光源103、聚焦透鏡單元108、螢光粉板107以及第三準直透鏡組106的中心光軸均平行或重合。
[0031 ]在本實施例中，所述第一分色鏡110和第二分色鏡111的夾角為45度;所述第一.組104的中心光軸和第二準直透鏡組105的中心光軸平行或重合，均與第三準直透鏡組106的中心光軸垂直。
[0032]在本實施例中，當所述第一色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，也可以根據實際需要對不同的光源設置不同顏色和類型的光。
[0033]為了增大透射率，所述第一分色鏡110的第一工作面SI和第二分色鏡111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110的第二工作面S2和第二分色鏡111的第四工作面S4可以鍍有全反射膜。
[0034]在本實施例中，也可以根據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光源產生的第一色光束，第二色LED光源產生的第二色光束，以及受螢光粉板的激發發出的綠色螢光光束可以不經過準直透鏡組直接經由第一分色鏡和第二分色鏡的透射和反射後合成白光光束。
[0035]在本實施例中，所述螢光粉板還可以包括高透明支撐基板，二向色膜層和螢光粉層。所述高透明支撐基板設置於螢光粉層與二向色膜層之間，用於二向色膜和螢光粉層的載體，可以是玻璃基底或者塑料基底。
[0036]在本實施例中，所述螢光粉板也可以根據需要選擇設置或不設置二向色膜層，二向色膜層可以提高光束的利用率。
[0037]在本實施例中，所述投影照明光路可以根據需要選擇設置或不設置第一複眼透鏡，設置第一複眼透鏡用於對入射的光束進行勻光並使其均勻導向出射。
[0038]在本實施例中，所述綠光光源裝置可以根據需要在藍色雷射光源光路上選擇設置或不設置聚光透鏡單元。設置聚光透鏡單元可以用於對藍色雷射光源發出的光束進行聚光，提尚光線利用率。
[0039]實施例二:
[0040]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，實施例二的投影照明光路採用平行設置的第一分色鏡210和第二分色鏡211對三色光束進行合光;其餘光學部件的設置以及光路走向與實施例一相同。
[0041 ] 所述第一色光束al經第一準直透鏡組204準直後經由第一分色鏡210透射再經第二分色鏡211的第四工作面S4反射進入第一複眼透鏡212;所述第二色光束a2經第二準直透鏡組205準直後經第二分色鏡透射進入第一複眼透鏡212;綠色螢光光束a3先後經由第一分色鏡210的第二工作面S2以及第二分色鏡211的第四工作面S4反射進入第一複眼透鏡212。第一色光束al，第二色光束a2，以及綠色螢光光束a3經透射及反射後在第一複眼透鏡212前合光形成白光光束。
[0042]實施例三:
[0043]圖3是本實用新型的投影照明光路實施例三的結構示意圖；如圖3所示，與實施例二不同的是，實施例三的投影照明光路還包括兩個複眼透鏡:第二複眼透鏡312和第三複眼透鏡313，用於對光束進行勻光並將其均勻導向後續光學部件，其餘光學部件的設置以及光路走向與實施例二相同。
[0044]其中，所述第二複眼透鏡312設置於第一分色鏡310和第二分色鏡311之間，所述第三複眼透鏡313設置於第二準直透鏡組305光路正前方;所述第二複眼透鏡312對經第一分色鏡310透射和反射的的第一色光束al和綠色螢光光束a3進行勻光並將其均勻導向第二分色鏡312;所述第三複眼透鏡313對來自第二準直透鏡組305的第二色光束a2進行勻光將其均勻導向第二分色鏡311。
[0045]在本實施例中，所述第二複眼透鏡312的中心光軸和第一準直透鏡組304的中心光軸平行或重合;所述第三複眼透鏡313的中心光軸與第二準直透鏡組305的中心光軸平行或重合。
[0046]值得注意的是，所述螢光粉板並不限制於本實用新型實施例的形式，所述螢光粉層覆蓋於所述二向色膜層;或者所述高透明支撐基板設置於螢光粉層與二向色膜層之間；所述二向色膜層透射波長小於或等於475nm的光束，反射波長大於475nm的光束。
[0047]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，採用藍色雷射激發螢光粉層產生綠色螢光，大大增強了綠光光源亮度，提高了投影質量，解決了投影照明光路中LED光源亮度不足的難題。
[0048]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。這些描述並非想將本實用新型限定為所公開的精確形式，並且很顯然，根據上述教導，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於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實現並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。本實用新型的範圍意在由權利要求書及其等同形式所限定。
【主權項】
1.一種投影照明光路，其特徵在於，包括: 第一光源裝置，第二光源裝置以及用於產生綠色螢光光束的綠光光源裝置；以及用於透射和反射光線的第一分色鏡和第二分色鏡； 其中，所述第一光源裝置包括:用於產生第一色光束的第一色LED光源以及設置於第一色LED光源光路上的第一準直透鏡組;所述第二光源裝置包括:用於產生第二色光束的第二色LED光源以及設置於第二色LED光源光路上的第二準直透鏡組;所述綠光光源裝置包括:用於發出藍色雷射光束的藍色雷射光源，在藍色雷射光源光路上依次設置的聚光透鏡單元、可受藍色雷射光束激發發出綠色螢光光束的螢光粉板以及第三準直透鏡組； 其中，所述第一色光束經由第一準直透鏡組準直後經由第一分色鏡和第二分色鏡透射和/或反射;所述第二色光束經由第二準直透鏡組準直後經由第一分色鏡和第二分色鏡透射和/或反射;所述藍色雷射光束經聚光透鏡單元聚光後入射到螢光粉板，受藍色雷射光束的激發發出的綠色螢光光束經由第三準直透鏡組準直，通過第一分色鏡和第二分色鏡的透射和/或反射後，與經由第一分色鏡和第二分色鏡透射和/或反射的第一色光束和第二色光束合成白光光束。2.根據權利要求1所述的投影照明光路，其特徵在於，所述螢光粉板包括:高透明支撐基板、二向色膜層以及螢光粉層;所述藍色雷射光束由聚光透鏡單元聚光後經螢光粉板的二向色膜層入射到螢光粉板的螢光粉層，通過激發螢光粉層發出的綠色螢光光束的一部分直接射向第三準直透鏡組;綠色螢光光束的另一部分入射到螢光粉板的二向色膜層，經二向色膜層反射後再入射到第三準直透鏡組。3.根據權利要求1或2所述的投影照明光路，其特徵在於，所述第一分色鏡和第二分色鏡呈交叉型設置;所述第一分色鏡包括設置在第一色光束入射面上的第二工作面，以及與第二工作面相對的第一工作面;所述第二分色鏡包括設置在第二色光束入射面上的第四工作面，以及與第四工作面相對的第三工作面;所述第一色光束經第一準直透鏡組準直後經由第一分色鏡的第二工作面反射;所述第二色光束經第二準直透鏡組準直後經由第二分色鏡的第四工作面反射;綠色螢光光束經第一分色鏡和第二分色鏡透射。4.根據權利要求1或2所述的投影照明光路，其特徵在於，所述第一分色鏡和第二分色鏡平行設置，所述第一分色鏡包括設置在第一色光束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光束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;所述第一色光束經第一準直透鏡組準直後經由第一分色鏡透射再經第二分色鏡的第四工作面反射;所述第二色光束經第二準直透鏡組準直後經第二分色鏡透射;綠色螢光光束先後經由第一分色鏡的第二工作面以及第二分色鏡的第四工作面反射。5.根據權利要求1所述的投影照明光路，其特徵在於，所述投影照明光路還包括:用於接收由第一色光束、第二色光束以及綠色焚光光束合成的白光光束的第一複眼透鏡，用於對合成光束進行勻光並將其均勻導向後續光學部件。6.根據權利要求4所述的投影照明光路，其特徵在於，所述投影照明光路還包括:設置於第一分色鏡和第二分色鏡之間的第二複眼透鏡以及設置於第二準直透鏡組光路正前方的第三複眼透鏡;所述第二複眼透鏡對來自第一分色鏡的第一色光束和綠色螢光光束進行勻光將其均勻導向第二分色鏡;所述第三複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導向第二分色鏡;所述第二複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，所述第三複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入口 O7.根據權利要求2所述的投影照明光路，其特徵在於，所述螢光粉層覆蓋於所述二向色膜層;所述二向色膜層透射波長小於或等於475nm的光束，反射波長大於475nm的光束。8.根據權利要求1所述的投影照明光路，其特徵在於，所述藍色雷射光源、聚光透鏡單元、螢光粉板、以及第三準直透鏡組的中心光軸均平行或重合。9.根據權利要求4所述的投影照明光路，其特徵在於，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/或第三準直透鏡組的中心光軸垂直。10.根據權利要求3所述的投影照明光路，其特徵在於，所述第一分色鏡和第二分色鏡的夾角為45度;所述第一準直透鏡組的中心光軸和第二準直透鏡組的中心光軸平行或重合，均與第三準直透鏡組的中心光軸垂直。
【文檔編號】G03B21/20GK205691928SQ201620598003
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月17日 公開號201620598003.4, CN 201620598003, CN 205691928 U, CN 205691928U, CN-U-205691928, CN201620598003, CN201620598003.4, CN205691928 U, CN205691928U
【發明人】高志強, 楊偉樑, 林清雲
【申請人】廣景視睿科技（深圳）有限公司