激光投影设备制造技术

本发明专利技术提供了一种激光投影设备。激光投影设备的照明系统包括球面透镜、棱镜及芯片。球面透镜的光束经球面透镜折射，球面透镜用于多光束进行校正光型。棱镜设于球面透镜的一侧，棱镜包括三个呈三角形分布的第一侧面、第二侧面及第三侧面，光束经球面透镜折射后经第一侧面入射到棱镜内，并从第二侧面出射。芯片与棱镜的第二侧面相对设置，光束经第二侧面出射至芯片的表面，经芯片反射后进入棱镜内，经第一侧面全反射至第三侧面，从第三侧面出射。在上述激光投影设备通过球面透镜、棱镜设置，减少棱镜的使用数量，有利于激光投影设备的微型化发展。

【技术实现步骤摘要】
激光投影设备
本专利技术涉及激光投影领域，特别是一种激光投影设备。
技术介绍
目前，激光投影系统构成均是由光源系统和光机系统构成，光机系统又分为照明系统与成像系统。大部分光源系统均是由蓝光激光器发出的蓝光激发荧光轮产生荧光，蓝光经过光学系统后，打在荧光轮上，通过激发荧光轮上的荧光粉后荧光粉受到激发后，向外辐射荧光，荧光光路系统是通过光路可逆原则使荧光按着原有路径返回至后续光学系统中，而蓝光则需要透过荧光轮上的透明区域，经过后续的光学系统整合至荧光光路中。该光源系统较为复杂，光源体积较大。并且，通常照明系统均采用轴对称TIR照明光学光路系统，该照明系统包括两块楔形棱镜，两块楔形棱镜胶合，在两个棱镜的相交面上发生全反射。并经芯片反射至屏幕上。因此，上述照明系统使用较多个棱镜，其结构复杂度上升，光学效率降低，体积较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结构简单、体积较小的激光投影设备。一种激光投影设备，包括壳体及照明系统，所述照明系统固定收容于所述壳体内，所述照明系统包括：球面透镜，光束经所述球面透镜折射，所述球面透镜用于多光束进行校正光型；棱镜，设于所述球面透镜的一侧，所述棱镜包括三个呈三角形分布的第一侧面、第二侧面及第三侧面，所述光束经所述球面透镜折射后经所述第一侧面入射到所述棱镜内，并从所述第二侧面出射；芯片，与所述棱镜的第二侧面相对设置，所述光束经所述第二侧面出射至所述芯片的表面，经所述芯片反射后进入所述棱镜内，经所述第一侧面全反射至所述第三侧面，从所述第三侧面出射。在上述激光投影设备中，通过球面透镜的设置，只使用一个棱镜，经棱镜发生全反射后照射到芯片表面，再经由芯片表面的阵列小镜片将光反射，并垂直通过棱镜照射到镜头中。上述照明系统通过减少楔形棱镜的使用个数，减少使用光学器件的个数，缩短光路的长度，使照明系统的结构简单，降低成本。附图说明图1为本实施方式的激光投影设备的结构示意图；图2为本实施方式的激光投影设备的结构示意图；图3为图1所示的激光投影设备的照明系统的结构示意图；图4为另一实施方式的照明系统的结构示意图；图5为另一实施方式的照明系统的结构示意图；图6为另一实施方式的照明系统的结构示意图；图7为传统的激光投影设备的照明系统的结构示意图。附图标记说明如下：11、壳体；12、成像系统；100、照明系统；13、合光元件；14、透光孔；110、对称光学系统；111、匀光件；112、负透镜；113、正透镜；120、非对称光学系统；121、球面透镜；122、棱镜；1221、第一侧面；1222、第二侧面；1223、第三侧面；123、芯片；124、平板振镜；125、反射镜；15、镜头；21、透镜组件；211、凹凸透镜；212、双凸透镜；213、平凸透镜；22、TIR组件；221、第一楔形棱镜；222、第二楔形棱镜；23、DMD；24、矩形光导管；21、镜组件；25、光源系统；26、成像系统。具体实施方式体现本专利技术特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本专利技术能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本专利技术。本专利技术提供一种激光投影设备。请同时参阅图1及图2，激光投影设备包括壳体11、成像系统12及光机。光机包括照明系统100。照明系统100固定收容于壳体11内激光投影设备还包括光源。光源用于发出激发光束。光源设于壳体11的一侧。壳体11与光源的相对位置处开设有透光孔14。透光孔14可以使光源光束照射进入照明系统100内。具体在本实施方式中，光源为蓝色激光器。多个蓝色激光器呈阵列排布，形成蓝色激光器阵列。蓝色激光器发射出蓝色激光光束。荧光轮为反射式荧光轮或透射式荧光轮。可以理解，光源为激光器、LED灯或气体灯。激发光束投射到荧光轮上，产生具有时序的三基色光。三基色光通过合光元件进行合束，形成白光光束。本实施方式的激光投影设备还包括合光元件13。合光元件13可以为X合光镜或者二向色镜。X合光镜具有合光功能。二向色镜用于反射蓝色激光光束，透射红、绿色光束。则蓝色激光光束经该二向色镜反射至荧光轮。需要说明的是，在本申请中，对于三基色光的产生方式并不做限定，只需要能够产生具有一定时序的三基色光即可。并且，上述技术方案同样适用于双色激光光源，只要可以产生形成三基色光，相互合束成白光光束即可。本实施方式的照明系统100包括对称光学系统110及非对称光学系统120。对称光学系统的光轴与非对称光学系统的光轴之间存在夹角。其中，对称光学系统110包括位于同一光轴上的匀光件111、光束平行放大系统。根据图3所示，为方便说明，垂直于纸面方向为Z轴方向，沿纸面向上为X轴方向，垂直于X\Z方向的为Y方向。对称光学系统的光轴与Y轴方向之间存在一定的夹角。白光入射到匀光件上，匀光件111对光束进行匀光。匀光件111可以为光导管和复眼透镜。光导管为矩形光导管及锥形光导管。矩形光导管可以圆形光斑的入射光束整合为一定比例的矩形光斑。请参阅图4，在其他实施方式中，复眼透镜同样可以对光束进行匀化，整形。光束平行放大系统包括负透镜112及正透镜113。光束平行放大系统用于将光束放大后汇聚为平行光束，或是具有一定角度的会聚光出射至非对称光学系统120。负透镜112为凹凸透镜。正透镜113为双凸透镜12。负透镜设于匀光件的一侧。负透镜用于将光束发散。负透镜将经过匀光件匀化后的光束进行发散。可以理解，负透镜可以为球面透镜或非球面透镜。正透镜用于将光束会聚成平行光束出射。正透镜为正透镜。正透镜将发散的光束进行收束。可以理解，正透镜可以为球面透镜或非球面透镜。正透镜与负透镜配合以从光导管出射光斑进行放大并确保通过正透镜的出射光线的主光线为平行光束出射。非对称光学系统120包括球面透镜121、棱镜122及芯片123。光束经球面透镜121折射。球面透镜121的光轴与对称光学系统110的光轴之间存在夹角。球面透镜121的光轴与在Y方向上存在一定的夹角，并且在X方向上有一定的偏移量。球面透镜121光轴的夹角与偏移量设置，均是为了保证入射到球面透镜121的光束的有效光程满足设计要求。通过加入夹角与偏移量的操作可以降低光学元件数量，降低光学系统复杂性，减低成本。则经对称光学系统出射的光束经过球面透镜121的折射，使光束的主光轴方向改变。并且，球面透镜121用于多光束进行校正光型。校正后的光束光型与芯片123的形状相近似，以使光束能够尽量均匀地投射到芯片123上，则提高了芯片123的光效。球面透镜121为平凸透镜。棱镜122设于所述球面透镜121的一侧。棱镜122包括三个呈三角形分布的第一侧面1221、第二侧面1222及第三侧面1223。光束经所述球面透镜121折射后经所述第一侧面1221入射到棱镜122内，并从第二侧面1222出射。第一侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光投影设备，其特征在于，包括壳体及照明系统，所述照明系统固定收容于所述壳体内，所述照明系统包括：/n球面透镜，光束经所述球面透镜折射，所述球面透镜用于多光束进行校正光型；/n棱镜，设于所述球面透镜的一侧，所述棱镜包括三个呈三角形分布的第一侧面、第二侧面及第三侧面，所述光束经所述球面透镜折射后经所述第一侧面入射到所述棱镜内，并从所述第二侧面出射；/n芯片，与所述棱镜的第二侧面相对设置，所述光束经所述第二侧面出射至所述芯片的表面，经所述芯片反射后进入所述棱镜内，经所述第一侧面全反射至所述第三侧面，从所述第三侧面出射。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光投影设备，其特征在于，包括壳体及照明系统，所述照明系统固定收容于所述壳体内，所述照明系统包括：
球面透镜，光束经所述球面透镜折射，所述球面透镜用于多光束进行校正光型；
棱镜，设于所述球面透镜的一侧，所述棱镜包括三个呈三角形分布的第一侧面、第二侧面及第三侧面，所述光束经所述球面透镜折射后经所述第一侧面入射到所述棱镜内，并从所述第二侧面出射；
芯片，与所述棱镜的第二侧面相对设置，所述光束经所述第二侧面出射至所述芯片的表面，经所述芯片反射后进入所述棱镜内，经所述第一侧面全反射至所述第三侧面，从所述第三侧面出射。


2.根据权利要求1所述的激光投影设备，其特征在于，所述球面透镜将光束的光型与所述芯片的反射面的形状相同。


3.根据权利要求1所述的激光投影设备，其特征在于，所述球面透镜与所述棱镜之间存在间隙。


4.根据权利要求1所述的激光投影设备，其特征在于，还包括平板振镜，所述平板振镜设于所述棱镜的第三侧面的外侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈陆，田勇，阴亮，曹秀燕，
申请(专利权)人：青岛海信激光显示股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37