一种大功率照明光学系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种大功率照明光学系统，包括光源组、准直模块、收束镜、积分棒、场镜组、菲涅尔镜片及接受面，所述光源组、准直模块、收束镜、积分棒、场镜组、菲涅尔镜片、接受面顺次放置。本实用新型专利技术提供的一种大功率照明光学系统，匹配大功率大发光面光源使用，该系统结构精简、能量空间传递集中，系统结构体积随之压缩至最小且避免光源光能逸散导致效率损耗，实现全照明光学系统输出光束角度小且接受面上亮度高而均匀。面上亮度高而均匀。面上亮度高而均匀。

【技术实现步骤摘要】
一种大功率照明光学系统


[0001]本技术涉及投影照明光学系统领域，特别是涉及一种大功率照明光学系统。

技术介绍

[0002]随着技术水平的成熟，投影设备被越来越多的领域所使用，例如家庭影音、广告投影、工业投影检测等。其中小体积、高亮度、高分辨率的投影光机需求也愈加强烈。制造出尺寸更小、成像质量更好、投影均匀性更好、对比度更高、亮度更高的投影光机，是各大投影设备厂商的目标。
[0003]微型投影仪包括了光机电等交叉领域的技术做底层；投影的最终的成像效果除了与成像镜头有密切关系外，也与微型投仪的照明系统有密切关系。照明系统的设计组成会直接影响整个投影仪的成像质量、输出效率、均匀性等参数。
[0004]现有投影照明光学系统的亮度与系统采用的光源类型及型号有着强相关，一是受限于光源表面能量密度，二是受限于光源可承受输入电流大小。随着输入正向电流增大(即增加光源功耗)，光源的辐射通量也随之增大。但是，光源的相对辐射效率递增曲线斜率会随电流的增加而趋于平缓，即电流的持续增加无法无限制的提升光源辐射通量，反而光源会因为高电压高电流的输入状态而损坏。
[0005]为提升照明光学系统的亮度，会采用发光面积更大的光源，而大发光面积的光源具有相应大的光学拓展量，大幅增加光学系统的设计难度。同时，大发光面的光源能驱动至更大的功耗，光源将辐射大量的光能和热能，热胀冷缩的属性影响到光学系统中光学器件的光学性能，辐射能量过大也会对光学器件造成损坏。因此设计一种大功率照明光学系统是十分有必要的。

技术实现思路

[0006]本技术的目的是提供一种大功率照明光学系统，匹配大功率大发光面光源使用，该系统结构精简、能量空间传递集中，系统结构体积随之压缩至最小且避免光源光能逸散导致效率损耗，实现全照明光学系统输出光束角度小且接受面上亮度高而均匀。
[0007]为实现上述目的，本技术提供了如下方案：
[0008]一种大功率照明光学系统，包括：光源组、准直模块、收束镜、积分棒、场镜组、菲涅尔镜片及接受面，所述光源组、准直模块、收束镜、积分棒、场镜组、菲涅尔镜片、接受面顺次放置，所述光源组发出光线经准直模块调整为准直光线，准直光线经收束镜光束汇聚于光轴上一点，光束汇聚点设置于积分棒的内部，经积分棒多次反射后从积分棒的出口出射，经场镜组进行光能量分配，经菲涅尔镜片进行入射角调节，调节完毕后入射至接受面。
[0009]可选的，所述积分棒内表面为镜面反射膜系。
[0010]可选的，所述场镜组包括一号场镜、二号场镜、三号场镜，所述积分棒、一号场镜、二号场镜、三号场镜、菲涅尔镜片顺次放置。
[0011]可选的，所述准直模块、收束镜、积分棒、场镜组及菲涅尔镜片均为玻璃材质。
[0012]可选的，所述光源组设置有一个光源，所述准直模块设置有一组准直镜组，所述准直镜组包括第一准直镜、第二准直镜及第三准直镜，所述光源、第一准直镜、第二准直镜、第三准直镜、收束镜、积分棒、场镜组、菲涅尔镜片及接受面依次放置。
[0013]可选的，所述光源组设置有三个光源，所述准直模块设置有X反射镜及三组准直镜组，所述准直镜组包括第一准直镜、第二准直镜及第三准直镜，所述光源、第一准直镜、第二准直镜及第三准直镜依次放置，所述X反射镜的上侧、左侧及下侧分别设置三个所述第三准直镜，所述X反射镜的右侧设置所述收束镜。
[0014]根据本技术提供的具体实施例，本技术公开了以下技术效果：光源后设置三片准直镜，光源发出光线经准直镜调整为准直光线，主视场光线趋于平行，减缓光学拓展量随空间传递增大相关曲线的斜率，大幅压缩光学系统结构体积；准直镜组后设置有收束镜，准直光束经收束镜聚焦于光轴上，焦点设置在后方积分棒内，即所有光线汇聚于积分棒，减少光线逸散所导致的能量损失；积分棒出射光线后设置三片场镜，出射光线经场镜调整角度并经菲涅尔镜片矫正至接受面入射角度，最终各光线入射角度趋于0
°
，且各光线入射至接受面位置间隔接近等间距，从而实现接受面处光场能量的高均匀性；本照明光学系统出射光线角度，全视场半角小于10
°
，系统具有极强的空间能量传递能力；系统中所有光学器件均为玻璃材质，具备良好的结构及光学属性，大发光面积光源所辐射的高热能、高光能对系统的性能及物理属性冲击较小，保证光学系统的低灵敏度；准直镜片组与收束镜间设置X反射镜可实现三通道合光功能。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本技术实施例单色大功率照明光学系统；
[0017]图2为光源至积分棒光路示意图；
[0018]图3为积分棒至接受面光路示意图；
[0019]图4为接受面表面能量分布图；
[0020]图5为系统出光配光曲线图；
[0021]图6为三通道合光示意图。
[0022]附图标记：1、光源；2、一号准直镜；3、二号准直镜；4、三号准直镜；5、收束镜；6、积分棒；7、一号场镜；8、二号场镜；9、三号场镜；10、菲涅尔镜片；11、接受面；12、X反射镜。
具体实施方式
[0023]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0024]本技术的目的是提供一种大功率照明光学系统，匹配大功率大发光面光源使
用，该系统结构精简、能量空间传递集中，系统结构体积随之压缩至最小且避免光源光能逸散导致效率损耗，实现全照明光学系统输出光束角度小且接受面上亮度高而均匀。
[0025]为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
[0026]一种大功率照明光学系统，光源组、准直模块、收束镜5、积分棒6、场镜组、菲涅尔镜片10及接受面11，所述光源组、准直模块、收束镜5、积分棒6、场镜组、菲涅尔镜片10、接受面11顺次放置。
[0027]所述积分棒6内表面为镜面反射膜系，大角度光线在积分棒6多次反射后从积分棒6出口出射。
[0028]所述场镜组包括一号场镜7、二号场镜8、三号场镜9，所述积分棒6、一号场镜7、二号场镜8、三号场镜9、菲涅尔镜片10顺次放置。
[0029]所述一号准直镜2、二号准直镜3、三号准直镜4、收束镜5、积分棒6、一号场镜7、二号场镜8、三号场镜9、菲涅尔镜片10均为玻璃材质，具备良好的结构及光学属性，大发光面积光源1所辐射的高热能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大功率照明光学系统，其特征在于，包括：光源组、准直模块、收束镜、积分棒、场镜组、菲涅尔镜片及接受面，所述光源组、准直模块、收束镜、积分棒、场镜组、菲涅尔镜片、接受面顺次放置，所述光源组发出光线经准直模块调整为准直光线，准直光线经收束镜光束汇聚于光轴上一点，光束汇聚点设置于积分棒的内部，经积分棒多次反射后从积分棒的出口出射，经场镜组进行光能量分配，经菲涅尔镜片进行入射角调节，调节完毕后入射至接受面。2.根据权利要求1所述的大功率照明光学系统，其特征在于，所述积分棒内表面为镜面反射膜系。3.根据权利要求1所述的大功率照明光学系统，其特征在于，所述场镜组包括一号场镜、二号场镜、三号场镜，所述积分棒、一号场镜、二号场镜、三号场镜、菲涅尔镜片顺次放置。4.根据权利要求1所述的大功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：林丰，程四海，董俊，屈坤，易慧敏，贺银波，
申请(专利权)人：深圳市点睛创视技术有限公司，
类型：新型
国别省市：