光机照明系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光机照明系统，属于激光投影领域。所述光机照明系统包括：空间反射镜、前段子系统和后段子系统，所述前段子系统用于将光源发射的第一平行光束汇聚到所述后段子系统的物方焦平面上，所述后段子系统用于将所述物方焦平面上的汇聚光束转化为第二平行光束，并将所述第二平行光束按照预设入光角度发射至数字微镜装置DMD的光阀面；所述空间反射镜位于所述前段子系统和所述后段子系统之间，用于转折所述前段子系统和所述后段子系统之间的光路。本发明专利技术易于实现DMD光阀对光束的入射要求，同时压缩了光机照明系统光路体积，本发明专利技术可以简化光机照明系统结构，且减少占用空间。本发明专利技术用于进行光源与DMD之间的光传输。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光投影领域，特别涉及一种光机照明系统。
技术介绍
数字光学处理(英文：DigitalLightProcessing；简称：DLP)投影机是一种高精度投影机，可以包括：光源、光机照明系统、数字微镜装置(英文：DigitalMicromirrorDevice；简称：DMD)和镜头等。其中，DMD是DLP投影机的核心元器件，包括控制部件、矩形基片和在该基片上阵列排布的多个光阀(也称微镜片)，该控制部件可以根据投影图像信号内容控制多个光阀发生正负方向的旋转。如图1所示，目前的DLP投影机中，光源10提供的时序性的三基色光经由光机照明系统(图1中未画出(照射在DMD20的基片201上阵列的微镜片上，其中，照射在正方向旋转的光阀202上的光束会被反射到镜头30上，照射在负方向旋转的光阀203上的光束会被发射到光吸收单元40上，由光吸收单元40吸收，不会投射入镜头中，从而形成整个投影图像色彩明暗不同的显示效果。光机照明系统用于将光棒或光匀化部件出口位置的物面成像于DMD光阀面上。DMD作为光调制部件，是光机部分的核心部件，其将光束投射入投影镜头中进行投射成像，因此光机照明系统的设计需要根据DMD的需求而定。在实际应用中，DMD因为型号的不同，对光的入射要求也不同，从而对光机照明系统的能力要求也不同。由于光机照明系统是一个比较精密的光学系统，需要较多镜片高精度的配合来实现，会造成整个光机照明系统光路较长，因而光机照明系统的体积较大且不易调试，无法满足DMD苛刻的入射要求。
技术实现思路
为了解决现有技术光机照明系统的体积较大且不易调试，无法满足DMD苛刻的入射要求的问题，本专利技术实施例提供了一种光机照明系统。所述技术方案如下：一方面，提供了一种光机照明系统，所述光机照明系统包括：空间反射镜、前段子系统和后段子系统；前段子系统和后段子系统，所述前段子系统用于将光源发射的第一平行光束汇聚到所述后段子系统的焦平面上，所述后段子系统用于将所述焦平面上的汇聚光束转化为第二平行光束，并将所述第二平行光束按照预设入光角度发射至数字微镜装置DMD的光阀面；所述空间反射镜位于所述前段子系统和所述后段子系统之间，用于转折所述前段子系统和所述后段子系统之间的光路。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术实施例提供的光机照明系统，由于该体系采用远心系统架构，包括前段子系统、后段子系统和空间反射镜，前段子系统和后段子系统之间传输的是平行光束，空间反射镜设置于前后段子系统之间，将光束进行转折，从而改变光束进入后段子系统的传输角度和方向，易于实现DMD光阀对光束的入射要求，同时压缩了光机照明系统光路体积。以及，根据上述的前后两段式架构，可根据前后子系统需求，分别设计其简单的内部结构，而两个子系统相互之间受到的影响较小，容差性和可扩展性强。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是一种传统的DLP投影机的结构示意图。图2是本专利技术一示意性实施例提供的一种光机照明系统的结构示意图。图3是本专利技术一示意性实施例提供的另一种光机照明系统的结构示意图。图4是本专利技术一示意性实施例提供的又一种光机照明系统的结构示意图。图5是本专利技术一示意性实施例提供的一种TIR棱镜的结构示意图。图6是本专利技术一示意性实施例提供的又一种光机照明系统的结构示意图。图7是本专利技术一示意性实施例提供的一种TIR棱镜上涂有消光漆的结构示意图。图8是本专利技术一示意性实施例提供的挡光片C的放大结构示意图。图9是本专利技术一示意性实施例提供的再一种光机照明系统的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。本专利技术实施例提供一种光机照明系统，如图2所示，该光机照明系统可以为远心光学系统，光机照明系统包括：前段子系统01、后段子系统02和空间反射镜03。前段子系统01和后段子系统02，前段子系统01用于将光源发射的第一平行光束汇聚到后段子系统02的物方焦平面上，后段子系统02用于将物方焦平面上的汇聚光束转化为第二平行光束，并将第二平行光束按照预设入光角度发射至数字微镜装置DMD的光阀面。空间反射镜03位于前段子系统01和后段子系统02之间，用于转折前段子系统01和后段子系统02之间的光路。其中，物方焦平面指的是过物方焦点且垂直于系统主光轴的平面，后段子系统的物方焦平面指的是过该后段子系统的物方焦点且垂直于系统主光轴的平面。由于光机照明系统为远心光学系统，且前段子系统用于将光源发射的第一平行光束通过空间反射镜的转折，汇聚到后段子系统的物方焦平面上，因此前段子系统和后段子系统之间传输的是平行光束，该平行光束指的是同一像点发出的光线为平行光。可选的，从光阀面反射的光束可以正投于DLP投影机的镜头，也即是光束的入射方向与镜头的入光面垂直，这样可以避免光能散失。综上所述，本专利技术实施例提供的光机照明系统，由于该体系采用远心系统架构，包括前段子系统、后段子系统和空间反射镜，前段子系统和后段子系统之间传输的是平行光束，空间反射镜设置于前后段子系统之间，将光束进行转折，从而改变光束进入后段子系统的传输角度和方向，易于实现DMD光阀对光束的入射要求，同时压缩了光机照明系统光路体积。以及，根据上述的前后两段式架构，可根据前后子系统需求，分别设计其简单的内部结构，而两个子系统相互之间受到的影响较小，容差性和可扩展性强。进一步的，本专利技术实施例提供的光机照明系统，由于采用远心系统架构，且为两段式系统架构设计，前段子系统和后段子系统之间传输的是平行光束，两个子系统相对独立，可根据前后子系统各自的需求，分别设计其内部结构，而两个子系统相互之间受到的影响较小，在实际应用中，每个子系统中的系统参数，如镜片的个数，镜片的面型，镜片的间距等可以根据具体情况调节，例如，前段子系统包括2片球面镜，后段子系统包括2片球面镜；或者，前段子系统包括2片球面镜，后段子系统包括1片非球面镜。只要保证前段子系统和后段子系统之间传输的是平行光束，就可以依据实际情况来调整光机照明系统中的系统参数，从而增大该光机照明系统的扩展空间。通过分别设计两个子系统，可以便于实现最佳匹配，对于光机照明系统的公差(如各种镜片加工、组装累计公差)便于通过两段式系统架构的分别调试来实现误差的消除，也可以通过在每段中进行增减镜片数量来调节光机照明系统的整体容差能力，从而提高该光机照明系统容差性，整体来说，该光机照明系统结构的简洁。并且前段子系统和后段子系统的光焦度范围(焦距的倒数)，均可根据系统需求确定，无限制，其中，光焦度是表征光学系统偏折光线的能力。实际应用中，如图2所示，光机照明系统还可以包括：匀化装置04，该匀化装置04可以为光导管或光棒，图2中以光导管为例进行说明，匀化装置04位于光源与前段子系统01之间，用于将光源发射的光束匀化后得到匀化光束，并将匀化光束发射至前段子系统01。通常，光源为激光光源，发射的是平行光束，该平行光束经过匀化装置，出射的是具有发散角度的光束。在本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光机照明系统，其特征在于，所述光机照明系统包括：空间反射镜、前段子系统和后段子系统；前段子系统和后段子系统，所述前段子系统用于将光源发射的第一平行光束汇聚到所述后段子系统的物方焦平面上，所述后段子系统用于将所述物方焦平面上的汇聚光束转化为第二平行光束，并将所述第二平行光束按照预设入光角度发射至数字微镜装置DMD的光阀面；所述空间反射镜位于所述前段子系统和所述后段子系统之间，用于转折所述前段子系统和所述后段子系统之间的光路。

【技术特征摘要】
1.一种光机照明系统，其特征在于，所述光机照明系统包括：空间反射镜、前段子系统和后段子系统；前段子系统和后段子系统，所述前段子系统用于将光源发射的第一平行光束汇聚到所述后段子系统的物方焦平面上，所述后段子系统用于将所述物方焦平面上的汇聚光束转化为第二平行光束，并将所述第二平行光束按照预设入光角度发射至数字微镜装置DMD的光阀面；所述空间反射镜位于所述前段子系统和所述后段子系统之间，用于转折所述前段子系统和所述后段子系统之间的光路。2.根据权利要求1所述的光机照明系统，其特征在于，光机照明系统还包括：匀化装置，所述匀化装置为光导管或光棒，所述匀化装置位于所述光源与所述前段子系统之间，用于将所述光源发射的光束匀化后得到匀化光束，并将所述匀化光束发射至所述前段子系统；所述匀化装置的长度方向平行于所述DMD的基片的长度方向。3.根据权利要求2所述的光机照明系统，其特征在于，在预设坐标系中，光线从所述匀化装置出射的方向为Z轴，位于垂直所述Z轴的平面内，且分别垂直的两个轴为X轴和Y轴；所述空间反射镜包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜与所述X轴的夹角为45度，所述第二反射镜与所述Y轴的夹角为25～60度；或者，所述空间反射镜包括第三反射镜，第三反射镜与X轴夹角45度。4.根据权利要求3所述的光机照明系统，其特征在于，所述前段子系统包括第一镜片和第二镜片，所述后段子系统包括第三镜片；所述第一镜片、所述第二镜片、所述空间反射镜和所述第三镜片在所述匀化装置与所述DLP投影机的镜头之间依次排布；或者，所述前段子系统包括第一镜片和第二镜片，所述后段子系统包括第三镜片和第四镜片；所述第一镜片、所述第二镜片、所述空间反射镜、所述第三镜片和所述第四镜片在所述匀化装置与所述DLP投影机的镜头之间依次排布。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓平，
申请(专利权)人：海信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37