一种大锥角的三色合光装置及其投影系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种大锥角的三色合光装置，包括出射第一光束的第一光源、出射第二光束的第二光源、出射第三光束的第三光源，设置于所述第一光源与第二光源的输出光路的交汇处、用于使所述第一光束透过、第二光束反射的第一二向色镜，设置于所述第一二向色镜的输出光路径上、用于使第三光束透射、所述第一二向色镜出射光束反射的第二二向色镜，其特征在于：所述第二光束、第一二向色镜出射的光束分别以对应于第一二向色镜、第二二向色镜的入射角大致为22.5°。由于本实用新型专利技术采用入射角为22.5°的二向色镜，该入射角的膜层既可以充分利用光能，又可以保证绿光LED高透过性，不仅其截止波长移动小，而且其亮度和颜色的均匀性好。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及投影显示领域，尤其涉及一种大锥角的三色合光装置及其投影系统。
技术介绍
近年来，液晶显影技术已经广泛应用在各种行业中，而随着科技的发展以及人们生活水平的日益提高，液晶投影技术也朝着微型化、轻量化以及高画质方向发展。通常的投影系统采用45度色镜将红光光束、绿光光束以及蓝光光束进行三色光合色，由于LED光源的发散角几乎是180度，经透镜层层压缩，会使合色系统体积很大，而且由于薄膜的偏振效应，使光源组件发出的自然光经过二色镜后，反射光束中P偏振光将损失掉；并且，P偏振光或者S偏振光在光路传输过程中，由于透过率或反射率的问题，本身还存在一部分的光损失，分光镜时截止波长是随着入射角变化而变化的，其单位变化量为 cU/de，该单位变化量是随着入角角的增加而急剧增加的；入射角越小，相同大小的锥角所引起截止波长变化就越小，此时，就需要提高合光效率，避免角度变化所产生的色彩不均勻问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供了一种光能利用率高、色彩均勻性和亮度均勻性好的三色合色装置。为了实现上述目的，本技术提供光能利用率高，显示质量好的三色合色装置， 包括出射第一光束的第一光源、出射第二光束的第二光源、出射第三光束的第三光源，设置于所述第一光源与第二光源的输出光路的交汇处、用于使所述第一光束透过、第二光束反射的第一二向色镜，设置于所述第一二向色镜的输出光路径上、用于使第三光束透射、所述第一二向色镜出射光束反射的第二二向色镜，其特征在于所述第二光束、第一二向色镜出射的光束分别对应于第一二向色镜、第二二向色镜以小于30°的入射角。其中，较佳方案为所述第二光束、第一二向色镜出射的光束分别对应于第一二向色镜、第二二向色镜的入射角大致相同。其中，较佳方案为所述第二光束、第一二向色镜出射的光束分别对应于第一二向色镜、第二二向色镜以22. 5°的入射角。本技术还包括一种2D投影系统，包括本技术的三色合光装置，一偏振转换器，设置于所述三个合光装置的输出光路上，用于把所接收到的光转换成单一偏振状态的偏振光；一偏振分光器，设置于所述偏振转换器后，分离某一偏振光，单片微显示面板，设置于偏振分光器输出的光路上，用于对所接收的偏振光进行调制，转换成与该偏振光垂直的另一偏振光，并使该另一偏振光携有图像信息；以及一投影透镜，用于接收并投影携有图像信息的另一偏振光。本技术还包括一种3D投影系统，包括本技术的三色合光装置，一偏振分光器，接收从三色合光装置出射的光束，分离S偏振光和P偏振光，第一单片微显示面板， 设置于S偏振光输出的光路上，用于对所接收的S偏振光进行调制，转换成携有图像信息的P偏振光；第二单片微显示面板，设置于P偏振光输出的光路上，用于对所接收的P偏振光进行调制，转换成携有图像信息的S偏振光；以及一投影透镜，用于接收并投影携有图像信息的P偏振光和S偏振光。这样本技术具有的优点由于本技术采用入射角为 22. 5°的二色镜，该入射角的膜层不仅可以充分利用光能的同时又保证绿光LED高透过， 不仅截止波长移动小，且亮度和颜色的均勻性好。本技术具有的优点由于本技术采用入射角为22. 5°的二色镜，该入射角的膜层不仅可以充分利用光能的同时又保证绿光LED高透过，不仅截止波长移动小，且亮度和颜色的均勻性好。以下结合附图和实施例对本技术的结构进一步说明。附图说明图1为本技术一种大锥角的三色合光装置的第一实施例的结构原理图。图2为本技术一种大锥角的三色合光装置的第二实施例的结构原理图。图3为现有技术通用的45°入射角入射至二向色镜时，产生的不同波长的透过率的曲线图。图4为本实施例的22. 5°入射角入射至二向色镜时，产生的不同波长的透过率的曲线图。图5为包括本技术三色合光装置的2D投影系统。图6为包括本技术三色合光装置的3D投影系统。具体实施方式以下结合附图对本技术三色合光装置以及显示系统的实施例进一步说明。图1为一种大锥角的三色合光装置的第一实施例的结构原理图。如图1所示该三色合光装置10包括第一光源11、第二光源12、第三光源13、第一二向色镜14以及第二二向色镜15。第一光源11输出第一光束Li，第二光源12输出第二光束L2，第三光源13输出第三光束L3，本技术实施方式中，第一光源11为绿光光源，输出第一光束Ll为绿光光束， 第二光源12为蓝光光源，输出第二光束L2为蓝光光束，第三光源13为蓝光光源，输出第三光束L3为红光光束，又，第一光源11包括第一半导体发光元件111，以及用于收集并整形所接受到的第一光束Ll的第一整形镜组112，第二光源12包括第二半导体发光元件121， 以及用于收集并整形所接受到的第二光束L2的第二整形镜组122，第三光源13包括第三半导体发光元件131，以及用于收集并整形所接受到的第三光束L3的第二整形镜组132，本技术实施方式中，第一半导体发光元件111、第二半导体发光元件121、第三半导体发光元件131均为发光二极管(LightEmitting Diode)芯片，用于发出180°的光。且，LED 芯片连接有控制器(图中未示出)，用于控制芯片的发光时序，各个芯片的工作频率按微显示面板所需光照参数进行设定，以达到先是最好的颜色视觉效果。又，该LED芯片的数量可以为一个，也可以为以阵列方式排列的多个。采用以阵列方式排列的LED芯片，有利于提高整个照明装置的流明数量，进而增加投影光束的光亮度，此外，第一整形镜组112、第二整形镜组122以及第三整形镜组132均包括单个顺序排列的正透镜。本技术实施方式中， 为两个弯月形的正透镜和一个双凸形的正透镜，器材材质为玻璃，顺序排列与第一半导体发光元件111、第二半导体发光元件121、第三半导体发光元件131与第一二向色镜14、第二二向色镜15之间。第一整形镜组112、第二整形镜组122以及第三整形镜组132中正透镜的数量可以根据第一二向色镜14、第二二向色镜15的尺寸进行设计，通常说，二色镜14、 15的尺寸越小，其所需的入射光束的发散角也越小，从LED芯片发出的光束就需要经过更多的正透镜汇聚，并逐步减小入射到二向色镜14、15的发射角，以提高光能的利用率。第一二向色镜14设置于第一光源11与第二光源12的输出光路的交汇处，用于使第一光束Li，即绿光光束透射，使第二光束L2，即蓝光光束反射。第二二向色镜15设置于第一二向色镜14的输出光路上，使得第三光束L3，即红光光束透射，使第一二向色镜14出射的光束，即，绿光光束、蓝光光束反射。本技术实施例中，第一二向色镜14、第二二向色镜1平行设置，而第二光源12以及第三光源13设置于第一二向色镜14、第二二向色镜 15的同侧，本技术中，第二光束L2以小于30°的入射角入射到第一二向色镜14上、第一二向色镜14输出的光束以小于30°的入射角入射到第二二向色镜15上，以提高光效。图2为利用本技术干涉腔的干涉仪的结构示意图，如图2所示该三色合光装置20包括第一光源21、第二光源22、第三光源23、以及包括有两个二色膜的多面棱镜24。其中，所述包括两个二色膜的多面棱镜M由长宽2 1的长方体切除一对对角 M1J42，且切面A、B相互平行，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种大锥角的三色合光装置，包括出射第一光束的第一光源、出射第二光束的第二光源、出射第三光束的第三光源，设置于所述第一光源与第二光源的输出光路的交汇处、用于使所述第一光束透过、第二光束反射的第一二向色镜，设置于所述第一二向色镜的输出光路径上、用于使第三光束透射、所述第一二向色镜出射光束反射的第二二向色镜，其特征在于：所述第二光束、第一二向色镜出射的光束分别以对应于第一二向色镜、第二二向色镜的入射角小于３０°。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：王仁贵，朱朝峰，马红虎，
申请(专利权)人：红蝶科技深圳有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94