一种照明系统技术方案

本申请公开了一种照明系统，该照明系统包括：光源组件、分光组件、调制组件以及投影镜头，光源组件用于产生照明光；分光组件设置于光源组件的出射光路上，用于对照明光进行分光，分光组件包括多个分光棱镜，分光棱镜的折射率在照明光的传输方向上递增，以使得从分光组件出射的照明光的光斑均匀；调制组件设置于分光组件的出射光路上，用于对从分光组件出射的照明光进行调制，生成图像光；投影镜头设置于调制组件的出射光路上，用于对图像光进行投影。通过上述方式，本申请能够消除彩虹效应，且系统结构简单，整体体积较小。整体体积较小。整体体积较小。

【技术实现步骤摘要】
一种照明系统


[0001]本申请涉及投影显示
，具体涉及一种照明系统。

技术介绍

[0002]目前在进行投影显示时，可以采用基于单个空间光调制器(Spatial LightModulator，SLM)以及三个SLM的方案，但是基于单个SLM的方案存在光学效率低以及产生彩虹效应的问题，基于三个SLM的方案存在光路系统复杂、硬件成本高以及系统体积较大等问题。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种照明系统，能够消除彩虹效应，且系统结构简单，整体体积较小。
[0004]为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：提供一种照明系统，该照明系统包括：光源组件、分光组件、调制组件以及投影镜头，光源组件用于产生照明光；分光组件设置于光源组件的出射光路上，用于对照明光进行分光，分光组件包括多个分光棱镜，分光棱镜的折射率在照明光的传输方向上递增，以使得从分光组件出射的照明光的光斑均匀；调制组件设置于分光组件的出射光路上，用于对从分光组件出射的照明光进行调制，生成图像光；投影镜头设置于调制组件的出射光路上，用于对图像光进行投影。
[0005]通过上述方案，本申请的有益效果是：从光源组件出射的照明光射入分光组件，分光组件对照明光进行分光，该分光组件中多个分光棱镜的折射率在照明光的传输方向上递增，以使得从分光组件出射的照明光的光斑均匀；从分光组件出射的照明光射入调制组件，经由分光组件的调制得到图像光，该图像光射入投影镜头，经过投影镜头投影到屏幕或投影墙上，实现投影显示；由于分光组件中多个分光棱镜的折射率逐渐增加，能够使得从分光组件出射的照明光的光斑均匀，进而使得经由调制组件与投影镜头处理后，出射的光束的均匀性较好，能够解决在光斑交叠处产生亮暗条纹的问题，防止出现彩虹效应，可提升投影显示的质量；而且系统结构简单，整体体积较小。
附图说明
[0006]为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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。其中：
[0007]图1(a)是本申请提供的阵列式分光组件对应的光斑示意图；
[0008]图1(b)是图1(a)所示的光斑在Y方向上的亮度分布图；
[0009]图1(c)是图1(a)所示的光斑在X方向上的亮度分布图；
[0010]图2是本申请提供的照明系统一实施例的结构示意图；
[0011]图3是本申请提供的照明系统另一实施例的结构示意图；
[0012]图4是本申请提供的照明系统又一实施例的结构示意图；
[0013]图5是本申请提供的递进折射率式分光组件对应的光斑示意图。
具体实施方式
[0014]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0015]电子照明系统主要包括照明系统、光机系统、投影镜头或投影屏幕等主要部分，光机系统中SLM是至关重要的器件，SLM通常是像素化的平面设备，其每个像素可以通过透射或者反射的方式对入射的照明光进行独立地调控，进而调控每个像素的光通量，形成显示图像。
[0016]典型的SLM有三种类型：基于微机电系统(Micro
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Electro
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MechanicalSystem，MEMS)技术的反射型数字微镜器件(Digital Mirror Device，DMD)、反射型硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCoS)以及透射型液晶显示器 (Liquid Crystal Display，LCD)。基于DMD的投影系统和基于LCoS的投影系统为采用反射型光路的系统，光路较为复杂，难以缩小体积，且成本较高，因此常使用基于LCD的投影系统。
[0017]基于LCD的投影系统包括三片式LCD的投影系统与单片式LCD的投影系统，三片式LCD的投影系统的体积较大，而且由于要通过对三个单色图像的合光处理进行彩色图像的显示，对三片LCD各自的亮度均匀性以及之间的装配工精度要求很高，提高了生产成本。单片式LCD的投影系统，存在以下问题：(1)LCD面板通常采用的是低温多晶硅(Low TemperaturePoly
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Silicon，LTPS)工艺，但LTPS
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LCD面板的尺寸较大，使得后续的镜头尺寸较大，最终导致整个投影系统的尺寸较大；(2)LCD面板上的彩色像素是相互分离的，导致彩色像素分离的现象更加明显，影响观看效果。
[0018]目前相关技术中也有对基于LTPS
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LCD的投影系统进行改进的方法，例如：加入微透镜阵列或者做3LTPS
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LCD的结构，3LTPS
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LCD投影系统能够以小体积的光学系统照明大面板，但是为了有较均匀的照明光斑，单光路长度至少要大于60mm，因此很难满足需要体积小的应用。因此，无论采用哪种方式，整体系统体积都会被SLM的尺寸限制，若采用阵列式分光组件或衍射式分光组件的方式照明面板，则会有严重的均匀性问题。另外还有一种小体积的超薄背光照明方案，其思路是利用阵列式分光组件配合不同透射/反射属性的膜层，实现照明；但由于有些膜层的出射光会被其他膜层透射/反射，在膜层交叠带产生挡光的问题，因此会导致照明光斑在交叠带出现亮暗条纹，严重影响照明均匀性，如图1(a)
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1(c)所示。
[0019]基于现有方案存在的问题，本申请提出使用递进折射率材料的分光组件，以实现准直的超薄大面板背光照明，在避免彩虹效应的同时，兼顾整体体积，整体体积较小。
[0020]请参阅图2，图2是本申请提供的照明系统一实施例的结构示意图，该照明系统包括：光源组件21、分光组件22、调制组件23以及投影镜头 24。
[0021]光源组件21用于产生照明光，该照明光可以为准直的白光，例如，可以采用红(R)光激光光源、绿(G)光激光光源以及蓝(B)光激光光源分别出射R光、G光以及B光，经过合光元件的合光以及匀光元件的匀光后，出射准直的白光，或者采用白光发光二极管(light
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emitting diode，LED) 产生白光，或者采用激光与荧光合光(比如：采蓝激光激发黄色荧光以产生黄荧光，该黄荧光与蓝激光合成白光)的方式。
[0022]可以理解地，为了使得从分光组件22出射的照明光的光斑有较好的均匀性，在光源组件21的出射端，照明光的光斑就需要有较好的均匀性，光源组件21中可设置一些具有匀光功能的器件，比如：光棒(积分器)、复眼阵列或者散射片等，来出射具备较优均匀性的照明光斑。
[0023]分光组件22设置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种照明系统，其特征在于，包括：光源组件，用于产生照明光；分光组件，设置于所述光源组件的出射光路上，用于对所述照明光进行分光，所述分光组件包括多个分光棱镜，所述分光棱镜的折射率在所述照明光的传输方向上递增，以使得从所述分光组件出射的照明光的光斑均匀；调制组件，设置于所述分光组件的出射光路上，用于对从所述分光组件出射的照明光进行调制，生成图像光；投影镜头，设置于所述调制组件的出射光路上，用于对所述图像光进行投影。2.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述调制组件为LTPS
‑
LCD。3.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述多个分光棱镜中相邻两个分光棱镜之间的折射率满足第一预设条件，所述第一预设条件与入射至所述分光棱镜的照明光的角度相关。4.根据权利要求3所述的照明系统，其特征在于，所述预设条件为第i个入射角的正弦值大于预设值，所述入射角为入射至第i个分光棱镜的照明光的角度，所述预设值为所述第i个分光棱镜的折射率与第(i+1)个分光棱镜的折射率的比值，1≤i<n，n为所述分光棱镜的总数量。5.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，第i个分光棱镜的反射率满足第二预设条件，以使得每个所述分光棱镜输出的照明光的光功率相同。6.根据权利要求5所述的照明系统，其特征在于，所述第i个分光棱镜的反射率为：r＝1/[n
‑
(i
‑
1)]其中，n为所述分光棱镜的总数量。7.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，入射至所述分光组件的照明光...

【专利技术属性】
技术研发人员：方元戎，胡飞，蒲栋，张翠萍，李屹，
申请(专利权)人：深圳光峰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：