一种用于投影照明光路的中继透镜组件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于投影照明光路的中继透镜组件，包括导光棒、显示芯片、依次设于导光棒与显示芯片之间的中继透镜组和棱镜，其特征在于，所述中继透镜组包括依次设置的分别具有至少一个透镜的中继前组透镜和中继后组透镜，所述光源经导光棒形成光斑，所述光斑经过所述中继前组透镜与所述中继后组透镜形成会聚光束，再经过棱镜放大成像至显示芯片上。本实用新型专利技术通过对显示芯片以及中继透镜组进行优化，使得光路中的斜光束损失大大减少，提升了系统光的利用率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及中继透镜组件，尤其涉及一种用在投影照明光路中的中继透镜组件。
技术介绍
微投影发展已有多年了，现在已从教育和专业投影产品的领域，朝向个人消费、家庭娱乐及小型会务等应用领域的延伸，微投影在价廉、小尺寸、节能及功能集成等方面显现了极大的市场潜力。传统的投影系统采用高压汞灯以及金属卤化物灯为照明光源，由于光源发光面小，其发出的光束很容易做到平行或者会聚，若把光束做到平行的话，我们一般采用复眼镜来做光的整形和均匀化，而若把光束做到会聚的，就采用导光棒来实现光的整形和均匀化。但是，高压汞灯以及金属卤化物灯都不能满足现在环保节能的发展要求，因此，以发光二级管为光源的技术路线是微投影走向技术升级和占据市场规模的核心内容之一，与传统的照明装置相比，因微投影显示芯片的尺寸相对较小而光源发光面积又相对较大，在投影系统的照明光路的设计中，在光的利用率方面面临更大的挑战。无论是采用复眼镜还是采用导光棒作为照明匀光装置，当光源的发光面积相对显示芯片的尺寸较大时，系统的光效率和光学指标都较低，对采用复眼镜的平行光路而言，斜光束的成分很多，这样一来，在复眼镜的落在显示芯片上的会聚焦面的主光斑以外的地方会产生很多偏轴的次级光斑，这些次级光斑不能参与成像，同时又会形成杂光，降低系统的对比度；对采用导光棒的会聚光束来说，光源面积的增加，带来了会聚光斑尺寸的变大，而会聚光斑尺寸的变大势必会增加导光棒的口径，导光棒口径的增加会降低导光棒经过中继透镜后成像在芯片上的光斑尺寸的垂轴放大率，或者是在会聚到显示芯片上的光斑尺寸与显示芯片尺寸匹配的前提下，增加照明光束的孔径角，导致大量的斜光进入不了投影镜头而参与成像。因此，如何提供一种光利用率高的采用发光二级管为光源的中继透镜组件是业界亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本技术为了解决上述现有技术中存在的技术问题，提出一种用于投影照明光路的中继透镜组件，包括导光棒、显示芯片、依次设于导光棒与显示芯片之间的中继透镜组和棱镜，所述中继透镜组包括依次设置的包含至少一个透镜的中继前组透镜和包含至少一个透镜的中继后组透镜，所述中继前组透镜与中继后组透镜的中心间距大于中继后组透镜的平均直径，所述光源经导光棒形成光斑，所述光斑经过中继前组透镜与中继后组透镜后形成会聚光束，再经过棱镜后成像至显示芯片上。在一实施例中，所述显示芯片为0.45英寸的数字微镜显示器件；所述中继透镜组的近轴放大倍率为1.37倍；所述中继前组透镜采用玻璃材料制成，包括光焦度为0.041、阿贝数为64.1的平凸镜，和光焦度为0.033、阿贝数为64.1的第一双凸镜，所述平凸镜的平面朝向所述导光棒，所述第一双凸镜的凸面均为球面；所述中继后组透镜采用塑胶材料制成，包括一光焦度为0.056、阿贝数为56.1的第二双凸镜，所述第二双凸镜的凸面均为非球面。在另一实施例中，所述显示芯片为0.45英寸的数字微镜显示器件；所述中继透镜组的近轴放大倍率为1.41倍；所述中继前组透镜由两片透镜组成，均采用玻璃材料，其中包括光焦度为0.041、阿贝数为64.1的平凸镜，和光焦度为0.032、阿贝数为64.1的双凸镜，所述平凸镜的平面朝向所述导光棒，所述平凸镜和所述双凸镜的凸面均为球面；所述中继后组透镜也由两片透镜组成，均采用玻璃材料，其中包括一光焦度为0.022、阿贝数为64.1的第一平凸镜，和光焦度为0.029、阿贝数为64.1的第二平凸镜，所述第一平凸镜的平面朝向所述中继前组透镜，所述第二平凸镜的平面朝向棱镜，所述第一平凸镜和所述第二平凸镜的凸面均为球面。在其他实施例中，显示芯片为0.45英寸的数字微镜显示器件；所述中继透镜组的近轴放大倍率为1.46倍；所述中继前组透镜采用塑胶材料制成，包括光焦度为0.073、阿贝数为56.1的第一双凸镜，所述第一双凸镜的凸面均为非球面；所述中继后组透镜也采用塑胶材料制成，包括一光焦度为0.049、阿贝数为56.1的第二双凸镜，所述第二双凸镜的两个凸面为镜像对称的非球面。在上述实施例中，中继前组透镜与中继后组透镜之间还可以设置一可用于改变光束角度的反光镜。此外，当所述中继前组透镜和所述中继后组透镜分别采用一个透镜时，所述中继前组透镜与导光棒出光面的中心距离是中继后组透镜与棱镜沿光轴的中心距离的2倍。本技术在导光棒与显示芯片之间采用中继透镜组进行优化，来最大限度的减少斜光束的损失，提升系统光的利用率。本技术在照明光斑与显示芯片尺寸方面进行了很好的匹配，成像光斑的均匀性好，边沿变形小。本技术还为中继透镜组设计了适当的放大倍率，使照明光束孔径角与投影镜头数字孔径角相匹配。中继透镜组中的透镜可以采用塑胶材料和/或玻璃材料混合使用，提高量产工艺性和降低成本，中继透镜组采用中继前组透镜和中继后组透镜的两组分离结构，便于中间安放反光镜，压缩系统尺寸空间。相对全反射式棱镜截面垂直中心轴来说，全反射式棱镜的光线入射角与出射角是相等的，这种对称设计能实现最小偏转角。附图说明图1为本技术的第一实施例；图2为本技术的第二实施例；图3为本技术的第三实施例；图4为本技术的第四实施例；图5为本技术的第五实施例；图6为本技术的第六实施例。具体实施方式下面结合附图对本技术的各个实施例进行详细的说明。图1是本技术的第一实施例，该实施例中，用于投影照明光路的中继透镜组件包括导光棒、显示芯片、依次设于导光棒与显示芯片之间的中继透镜组和棱镜，中继透镜组包括依次设置的中继前组透镜和中继后组透镜，中继前组透镜和中继后组透镜中所包含的透镜数量不限，中继前组透镜或中继后组透镜可以包含1枚透镜，或者2枚，或者2枚以上等，光源会经过导光棒形成光斑，然后光斑经过中继前组透镜与中继后组透镜形成会聚光束，再经过棱镜放大成像至显示芯片上。在本实施例中，中继前组透镜与中继后组透镜的中心间距要大于中继后组透镜的平均直径，例如，当中继前组透镜与中继后组透镜分别只有1枚透镜时，中心间距指的是两枚透镜相对的弧面的中点之间的距离，也就是如图1所示的距离7e，当中继前组透镜与中继后组透镜分别包含了2枚或者2枚以上的透镜时，中心间距指的是中继前组透镜与中继后组透镜中相邻的那两枚透镜的中心间距，即中继前组透镜距离中继后组透镜最近的一枚透镜，与中继后组透镜离中继前组透镜最近的一枚透镜。本实施例中，中继前组透镜与中继后组透镜的中心间距要大于中继后组透镜的平均直径。图2是本技术的第二实施例，该实施例中，从导光棒5的出光口5a出射的光斑，经过中继透镜放大，透过棱镜3后成像在显示芯片4上。作为一个应用于采用0.45英寸的数字微镜显示器件为显示芯片的实施例，中继透镜组的近轴放大倍率为1.37倍，中继透镜组由三片透镜构成，其中中继前组透镜由两片透镜组成，包含采用玻璃材料制成的平凸镜1a，该平凸镜1a的光焦度0.041，阿贝数64.1, 且平凸镜1a的平面位于靠近导光棒5的一侧, 平凸镜1a的凸面为球面；中继前组透镜还包括采用玻璃材料制成的第一双凸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于投影照明光路的中继透镜组件，包括导光棒、显示芯片、依次设于导光棒与显示芯片之间的中继透镜组和棱镜，其特征在于，所述中继透镜组包括依次设置的分别具有至少一个透镜的中继前组透镜和中继后组透镜，所述光源经导光棒形成光斑，所述光斑经过所述中继前组透镜与所述中继后组透镜形成会聚光束，再经过棱镜放大成像至显示芯片上。

【技术特征摘要】
1.一种用于投影照明光路的中继透镜组件，包括导光棒、显示芯片、依次设于导光棒与显示芯片之间的中继透镜组和棱镜，其特征在于，所述中继透镜组包括依次设置的分别具有至少一个透镜的中继前组透镜和中继后组透镜，所述光源经导光棒形成光斑，所述光斑经过所述中继前组透镜与所述中继后组透镜形成会聚光束，再经过棱镜放大成像至显示芯片上。
2.如权利要求1所述的用于投影照明光路的中继透镜组件，其特征在于，所述中继前组透镜与所述中继后组透镜的中心间距大于所述中继后组透镜的平均直径。
3.如权利要求1所述的用于投影照明光路的中继透镜组件，其特征在于，所述显示芯片为0.45英寸的数字微镜显示器件；
所述中继透镜组的近轴放大倍率为1.37倍；
所述中继前组透镜采用玻璃为材料，包括光焦度为0.041、阿贝数为64.1的平凸镜和光焦度为0.033、阿贝数为64.1的第一双凸镜，所述平凸镜的平面朝向所述导光棒，所述第一双凸镜的凸面均为球面；
所述中继后组透镜采用塑胶为材料，包括光焦度为0.056、阿贝数为56.1的第二双凸镜，所述第二双凸镜的两个凸面均为非球面。
4.如权利要求1所述的用于投影照明光路的中继透镜组件，其特征在于，所述显示芯片为0.45英寸的数字微镜显示器件；
所述中继透镜组的近轴放大倍率为1.41倍；
所述中继前组透镜包括均采用玻璃材料制成的第一平凸镜和双凸镜，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建平，
申请(专利权)人：深圳市玛卡光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44