投影光机制造技术

本实用新型专利技术提供了一种投影光机。投影光机包括：发光组件，发光组件包括光源和光准直透镜，光准直透镜设置在光源的出光侧，且光准直透镜的出光面积沿远离光源的方向逐渐增大；转折棱镜，转折棱镜呈楔形，楔形的转折棱镜设置在光准直透镜的出光侧，转折棱镜用于实现光线偏转；成像组件，成像组件设置在转折棱镜的出光侧，发光组件的光轴与成像组件的光轴非平行设置，成像组件用于将转折棱镜的光转化成线偏振光然后进行成像，成像组件的出光侧和发光组件位于投影光机的同一侧。本实用新型专利技术解决了现有技术中的投影光机存在光能利用率低、结构复杂和体积大的问题。杂和体积大的问题。杂和体积大的问题。

【技术实现步骤摘要】
投影光机


[0001]本技术涉投影显示设备
，具体而言，涉及一种投影光机。

技术介绍

[0002]目前的投影光机一般由光源、照明系统、显示芯片和投影镜头组成。所用光源主要有超高压汞灯、氙气灯、发光二极管LED、激光二极管LD等，而显示芯片分为CRT、LCD、DLP、LCOS等。照明系统是要把光源发出的光线进行会聚及匀化处理，使该光源的能量最大限度的被利用并且均匀地照射在显示芯片上。
[0003]在照明系统中，主流的匀光器件有积分棒和复眼透镜两种。积分棒的基本原理是光线在棒内经过多次反射后出射，从而形成多个光源镜像实现能量的角度重叠。复眼透镜是由一系列几何参数相近的微透镜单元组合而成，每个微透镜单元成像的分散光斑都在目标被照面上进行空间重叠。积分棒式的匀光系统还需要在显示芯片与积分棒出口之间设计一组光学透镜，将出口处的光斑成像到显示芯片上，从而实现均匀的矩形照明。复眼透镜式的匀光系统通常采用阵列间距等于微透镜焦距的双排复眼透镜阵列，搭配聚光透镜将多个细分子光束重叠会聚在像面上，实现均匀照明效果。尽管上述两种系统可以在目标被照面上取得良好的照明效果，但是这些光学器件增加了照明系统的结构复杂度，同时会增加整体体积；另外光线在积分棒内的多次反射以及通过复眼透镜时的能量损耗，也会降低系统的光能利用率。
[0004]也就是说，现有技术中的投影光机存在光能利用率低、结构复杂和体积大的问题。

技术实现思路

[0005]本技术的主要目的在于提供一种投影光机，以解决现有技术中的投影光机存在光能利用率低、结构复杂和体积大的问题。
[0006]为了实现上述目的，本技术的提供了一种投影光机，包括：发光组件，发光组件包括光源和光准直透镜，光准直透镜设置在光源的出光侧，且光准直透镜的出光面积沿远离光源的方向逐渐增大；转折棱镜，转折棱镜呈楔形，楔形的转折棱镜设置在光准直透镜的出光侧，转折棱镜用于实现光线偏转；成像组件，成像组件设置在转折棱镜的出光侧，发光组件的光轴与成像组件的光轴非平行设置，成像组件用于将转折棱镜的光转化成线偏振光然后进行成像，成像组件的出光侧和发光组件位于投影光机的同一侧。
[0007]进一步地，光准直透镜为全内反射透镜，全内反射透镜呈锥形，锥形的全内反射透镜包括入光曲面、侧壁曲面和出射平面，入光曲面朝向远离光源的一侧凹入设置。
[0008]进一步地，转折棱镜包括顺次连接地的入光面、出光面和反射面，入光面与发光组件平行，且入光面与出光面之间呈钝角设置，出光面与反射面之间呈锐角设置。
[0009]进一步地，入光面为平面，出光面为平面，反射面为自由曲面，且自由曲面凸出于转折棱镜的外侧设置。
[0010]进一步地，转折棱镜还包括过渡面和反射膜层，过渡面的两侧分别与入光面远离
出光面的一侧和反射面远离出光面的一侧连接，反射膜层设置在反射面上。
[0011]进一步地，发光组件还包括复眼元件，复眼元件设置在光准直透镜与转折棱镜之间，且复眼元件平行于光准直透镜设置，复眼元件的入光侧和出光侧均设置有微结构面。
[0012]进一步地，成像组件包括线偏振片、偏振分光棱镜、LCOS显示芯片，线偏振片设置在转折棱镜的出光侧且位于转折棱镜与偏振分光棱镜之间，偏振分光棱镜用于接收线偏振片的光并将光反射至LCOS显示芯片处，LCOS显示芯片接收偏振分光棱镜反射的光，并改变光的偏振方向然后由偏振分光棱镜透射出去。
[0013]进一步地，成像组件还包括聚焦透镜，聚焦透镜设置在偏振分光棱镜与LCOS显示芯片之间。
[0014]进一步地，成像组件还包括成像透镜组，成像透镜组和LCOS显示芯片分别位于偏振分光棱镜的一组相对的两侧，发光组件的光轴和成像透镜组的光轴之间的距离沿远离发光组件的方向逐渐增大，成像透镜组用于接收LCOS显示芯片透射偏振分光棱镜的光并进行成像。
[0015]进一步地，发光组件还包括复眼元件，成像组件包括线偏振片，复眼元件和线偏振片分别位于转折棱镜的入光侧和出光侧，且转折棱镜的入光面与复眼元件的中心轴线垂直，转折棱镜的出光面与线偏振片的中心轴线垂直。
[0016]应用本技术的技术方案，投影光机包括发光组件、转折棱镜和成像组件，发光组件包括光源和光准直透镜，光准直透镜设置在光源的出光侧，且光准直透镜的出光面积沿远离光源的方向逐渐增大；转折棱镜呈楔形，楔形的转折棱镜设置在光准直透镜的出光侧，转折棱镜用于实现光线偏转；成像组件设置在转折棱镜的出光侧，发光组件的光轴与成像组件的光轴非平行设置，成像组件用于将转折棱镜的光转化成线偏振光然后进行成像，成像组件的出光侧和发光组件位于投影光机的同一侧。
[0017]通过将光准直透镜设置在光源的出光侧，使得光准直透镜能够将光源发射的大角度光束进行聚焦准直，使得光源发射的大部分光线都能顺利进入光准直透镜中进而向后方传输以用于成像，大大提高了光能利用率；通过设置光准直透镜的出光面积沿远离光源的方向逐渐增大，使得光准直透镜沿出光方向呈敞口状，以保证光准直透镜的聚焦准直效果，进而能够保证光线在光准直透镜的侧壁能够实现全内反射，从而避免光能的损失，保证的光传输效率。转折棱镜呈楔形，楔形的转折棱镜设置在光准直透镜的出光侧，转折棱镜能够实现光线的偏转，通过规划光路传播方向，不同于正向光路中的光学元件需要占据较大的结构空间，转折棱镜实现了入射光束的光路转折，有助于投影光机的内部空间的合理分布，有利于压缩投影光机体积，实现小型化和紧凑化；同时在有限的投影光机的尺寸下，使用转折光路设计可延长入射光束的传输光程，增加光束匀化概率。成像组件设置在转折棱镜的出光侧，发光组件的光轴与成像组件的光轴非平行设置，成像组件的出光侧和发光组件位于投影光机的同一侧，这样设置合理规划了发光组件和成像组件的空间分布关系，有利于保证投影光机内部结构分布的合理性，进一步有利于调整发光组件和成像组件的位置以压缩投影光机的体积实现小型化，并降低内部复杂程度，有助于后续整机设计。
附图说明
[0018]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本实用
新型的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0019]图1示出了本技术的一个可选实施例的投影光机的结构示意图；
[0020]图2示出了图1中的投影光机的另一个角度的示意图；
[0021]图3示出了图1中的投影光机的部分的光路示意图；
[0022]图4示出了图1中投影光机的整体的光路示意图；
[0023]图5示出了图1中的复眼元件的结构示意图；
[0024]图6示出了图1中的转折棱镜的结构示意图；
[0025]图7示出了图1中的LCOS显示芯片的接收面的照度分布图；
[0026]图8示出了图1中的波导耦合窗口处的强度分布图。
[0027]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0028]10、光源；20、光准直透镜；21、入光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种投影光机，其特征在于，包括：发光组件，所述发光组件包括光源(10)和光准直透镜(20)，所述光准直透镜(20)设置在所述光源(10)的出光侧，且所述光准直透镜(20)的出光面积沿远离所述光源(10)的方向逐渐增大；转折棱镜(40)，所述转折棱镜(40)呈楔形，楔形的所述转折棱镜(40)设置在所述光准直透镜(20)的出光侧，所述转折棱镜(40)用于实现光线偏转；成像组件，所述成像组件设置在所述转折棱镜(40)的出光侧，所述发光组件的光轴与所述成像组件的光轴非平行设置，所述成像组件用于将所述转折棱镜(40)的光转化成线偏振光然后进行成像，所述成像组件的出光侧和所述发光组件位于所述投影光机的同一侧。2.根据权利要求1所述的投影光机，其特征在于，所述光准直透镜(20)为全内反射透镜，所述全内反射透镜呈锥形，锥形的所述全内反射透镜包括入光曲面(21)、侧壁曲面(22)和出射平面，所述入光曲面(21)朝向远离所述光源(10)的一侧凹入设置。3.根据权利要求1所述的投影光机，其特征在于，所述转折棱镜(40)包括顺次连接的入光面(41)、出光面(42)和反射面(43)，所述入光面(41)与所述发光组件平行，且所述入光面(41)与所述出光面(42)之间呈钝角设置，所述出光面(42)与所述反射面(43)之间呈锐角设置。4.根据权利要求3所述的投影光机，其特征在于，所述入光面(41)为平面，所述出光面(42)为平面，所述反射面(43)为自由曲面，且所述自由曲面凸出于所述转折棱镜(40)的外侧设置。5.根据权利要求3所述的投影光机，其特征在于，所述转折棱镜(40)还包括过渡面(44)和反射膜层，所述过渡面(44)的两侧分别与所述入光面(41)远离所述出光面(42)的一侧和所述反射面(43)远离所述出光面(42)的一侧连接，所述反射膜层设置在所述反射面(43)上。6.根据权利要求1所述的投影光机，其特征在于，所述发光...

【专利技术属性】
技术研发人员：王聪，贾敏，程治明，明玉生，陈远，
申请(专利权)人：宁波舜宇奥来技术有限公司，
类型：新型
国别省市：