一种投影照明光路的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种投影照明光路，所述投影照明光路，包括：由第一色LED光源和第一准直透镜组组成的第一光源装置、由第二色LED光源和第二准直透镜组组成的第二光源装置、由蓝色激光光源以及第三准直透镜组和荧光粉板组成的绿光光源装置、第一分色镜以及第二分色镜。该投影照明光路结构简单合理，布局紧凑，采用蓝色激光激发荧光粉层产生绿色荧光，大大增强了绿光光源亮度，提高了投影质量，解决了投影显示系统中LED光源亮度不足的难题。
【专利说明】
一种投影照明光路
技术领域
[0001]本实用新型涉及数字投影显示技术领域，更具体地说，涉及一种投影照明光路。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的发展，特别是半导体技术的推动，便携式的电子设备被不断的设计制造出来。便携式电子设备功能的提升，使得用户对人机界面的显示器件的要求越来越向着微型、大屏幕以及高分辨率方向发展。在广大用户强烈需求的促使下，近年来投影机技术发展迅猛，DLP、LC0S等产品纷纷推出了性能高、尺寸小且重量轻的便携式的投影机。
[0003]目前，随着投影显示技术的迅猛发展，投影显示产品的体积不断减小，亮度也要求不断提高。在投影显示产品中，投影显示光源是十分重要的部件。投影照明光路的功能在于尽可能多地将光束发出的大角度分布、形状不一、亮度不等的照明光线，转换为照射到显示芯片有效区域的均匀光斑，实现均匀、明亮的投影显示画面。投影模组要得到更好地应用，带给用户更好的视觉享受，就要在保持投影光路设计简洁高效的前提下，满足尺寸小、光损耗低并且增强光照强度使具有高的光输出，这也成为本领域技术人员有待解决的技术问题之一O
[0004]公开于该【背景技术】部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
【实用新型内容】
[0005]针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单合理，布局紧凑，亮度高，投影质量好的投影照明光路。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供了一种投影照明光路，其特征在于，包括:用于产生第一色光束的第一光源装置，用于产生第二色光束的第二光源装置以及用于产生绿色荧光光束的绿光光源装置;其中，所述第一光源装置，其包括:第一色LED光源以及设置于第一色LED光源光路上的第一准直透镜组;所述第二光源装置，其包括:第二色LED光源以及设置于第二色LED光源光路上的第二准直透镜组;所述绿光光源装置，其包括:用于发出蓝色激光光束的蓝色激光光源以及在蓝色激光光源光路上依次设置的聚光透镜单元、荧光粉板以及第三准直透镜组；以及第一分色镜和第二分色镜；
[0007]其中，所述第一色光束经由第一准直透镜组准直后经由第一分色镜和第二分色镜透射和/或反射;所述第二色光束经由第二准直透镜组准直后经由第一分色镜和第二分色镜透射和/或反射;所述蓝色激光光束经聚光透镜单元聚光后入射到荧光粉板，受蓝色激光光束的激发发出的绿色荧光光束经由第三准直透镜组准直，通过第一分色镜和第二分色镜的透射和/或反射后，与经由第一分色镜和第二分色镜透射和/或反射的第一色光束和第二色光束合成白光光束。
[0008]所述荧光粉板包括:高透明支撑基板、二向色膜层和荧光粉层;所述蓝色激光光束由聚光透镜单元聚光后经荧光粉板的二向色膜层透射到荧光粉板的荧光粉层，激发荧光粉层发出绿色荧光光束，第一部分绿色荧光光束直接射向第三准直透镜组;第二部分绿色荧光光束射向荧光粉板的二向色膜层反射后再射向第三准直透镜组;在所述第一分色镜和第二分色镜的作用下，第一色光束、第二色光束以及绿色荧光光束合成白光光束。
[0009]根据优选实施例，所述第一分色镜和第二分色镜呈交叉型设置;所述第一分色镜包括设置在第一色光束入射面上的第二工作面，以及与第二工作面相对的第一工作面;所述第二分色镜包括设置在第二色光束入射面上的第四工作面，以及与第四工作面相对的第三工作面;所述第一色光束经第一准直透镜组准直后经由第一分色镜的第二工作面反射；所述第二色光束经第二准直透镜组准直后经由第二分色镜的第四工作面反射;绿色荧光光束经第一分色镜和第二分色镜透射。
[0010]根据优选实施例，所述第一分色镜和第二分色镜平行设置，所述第一分色镜包括设置在第一色光束入射面上的第一工作面，以及与第一工作面相对的第二工作面;所述第二分色镜包括设置在第二色光束入射面上的第三工作面，以及与第三工作面相对的第四工作面;所述第一色光束经第一准直透镜组准直后经由第一分色镜透射再经第二分色镜的第四工作面反射;所述第二色光束经第二准直透镜组准直后经第二分色镜透射;绿色荧光光束先后经由第一分色镜的第二工作面以及第二分色镜的第四工作面反射。
[0011]根据优选实施例，所述投影照明光路还包括:用于接收由第一色光束、第二色光束以及绿色荧光光束合成的白光光束的第一复眼透镜，对合成光束进行匀光并将其均匀导向后续光学部件。
[0012]根据优选实施例，所述投影照明光路还包括:设置于第一分色镜和第二分色镜之间的第二复眼透镜以及设置于第二准直透镜组光路正前方的第三复眼透镜;所述第二复眼透镜对来自第一分色镜的第一色光束和绿色荧光光束进行匀光将其均匀导向第二分色镜；所述第三复眼透镜对来自第二准直透镜组的第二色光束进行匀光将其均匀导向第二分色镜;所述第二复眼透镜的中心光轴与第一准直透镜组的中心光轴平行或重合，所述第三复眼透镜的中心光轴与第二准直透镜组的中心光轴平行或重合。
[0013]根据优选实施例，所述荧光粉层覆盖于所述二向色膜层;所述二向色膜层透射波长小于或等于475nm的光束，反射波长大于475nm的光束。
[0014]根据优选实施例，所述第一色LED光源为蓝色LED光源，第二色LED光源为红色LED光源;或者所述第一色LED光源为红色LED光源，第二色LED光源为蓝色LED光源;所述第一分色镜的第一工作面和第二分色镜的第三工作面镀有增透膜;所述第一分色镜的第二工作面和第二分色镜的第四工作面镀有反射膜。
[0015]根据优选实施例，所述蓝色激光光源、聚焦透镜、荧光粉板、以及第三准直透镜组的中心光轴均平行或重合。
[0016]根据优选实施例，所述第二准直透镜组的中心光轴和第三准直透镜组的中心光轴平行;所述第一准直透镜组的中心光轴与第二准直透镜组的中心光轴和第三准直透镜组的中心光轴垂直。
[0017]根据优选实施例，所述第一分色镜和第二分色镜的夹角为45度;所述第一准直透镜组的中心光轴和第二准直透镜组的中心光轴平行或重合，均与第三准直透镜组的中心光轴垂直。
[0018]与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果:所述投影照明光路，包括:由第一色LED光源和第一准直透镜组组成的第一光源装置、由第二色LED光源和第二准直透镜组组成的第二光源装置、由蓝色激光光源以及第三准直透镜组和荧光粉板组成的绿光光源装置、第一分色镜以及第二分色镜;所述荧光粉板包括:高透明支撑基板、二向色膜层以及荧光粉层，所述荧光粉层覆盖于二向色膜层。该投影照明光路结构简单合理，布局紧凑，采用蓝色激光激发荧光粉层产生绿色荧光，大大增强了绿光光源亮度，提高了投影质量，解决了投影照明光路中LED光源亮度不足的难题。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型的投影照明光路实施例一的结构示意图；
[0020]图2是本实用新型的投影照明光路实施例二的结构示意图；
[0021]图3是本实用新型的投影照明光路实施例三的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图，对本实用新型的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0023]除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0024]实施例一:
[0025]图1是本实用新型的投影照明光路实施例一的结构示意图；如图1所示，根据本实用新型【具体实施方式】的投影照明光路，包括:第一光源装置，第二光源装置，用于产生绿色荧光光束a3的绿光光源装置，以及对光束进行匀光并将其均匀导向后续光学部件的第一复眼透镜112。
[0026]其中，所述第一光源装置，其包括:用于产生第一色光束al的第一色LED光源101以及设置于第一色LED光源101光路上的第一准直透镜组104;所述第二光源装置，其包括:用于产生第二色光束a2的第二色LED光源102以及设置于第二色LED光源102光路上的第二准直透镜组105;所述绿光光源装置，其包括:用于发出蓝色激光光束的蓝色激光光源103以及设置于蓝色激光光源103光路上的聚光透镜单元108、可受蓝色激光光束103激发发出绿色荧光光束的荧光粉板107、第三准直透镜组106、以及用于透射和反射光线的呈交叉型设置的第一分色镜110和第二分色镜111。
[0027]其中，所述荧光粉板107包括:高透明支撑基板(图中未标示)、二向色膜层107a和荧光粉层107b。。
[0028]其中，所述第一分色镜110包括设置在第一色光束al入射面上的第二工作面S2，以及与第二工作面S2相对的第一工作面SI;所述第二分色镜111包括设置在第二色光束a2入射面上的第四工作面S4，以及与第四工作面相对的第三工作面S3。
[0029]其中，其中，所述第一色光束al经第一准直透镜组104准直后经由第一分色镜110的第二工作面S2反射进入第一复眼透镜112;所述第二色光束a2经第二准直透镜组105准直后经由第二分色镜111的第四工作面S4反射进入第一复眼透镜112;所述蓝色激光光束经聚光透镜单元108聚光后透过荧光粉板107的二向色膜层107a射向荧光粉板107的荧光粉层107b，激发荧光粉层107b发出绿色荧光光束；由于荧光粉发光为各向同性，所以第一部分绿色荧光光束射向二向色膜层107a，第二部分绿色荧光光束射向第三准直透镜组106;第一部分绿色荧光光束在二向色膜层107a发生反射后射向第三准直透镜组106，与第二部分绿色荧光光束合光经第三准直透镜组106准直后形成绿色荧光光束a3，经由第一分色镜110和第二分色镜111透射后与第一色光束al和第二色光束a2合光形成白光光束进入第一复眼透镜112。
[0030]在本实施例中，优选的，所述荧光粉板107放置在聚焦透镜单元108焦点的位置;所述聚焦透镜单元108可以是单一聚焦透镜或者聚焦透镜组。所述蓝色激光光源103、聚焦透镜单元108、荧光粉板107以及第三准直透镜组106的中心光轴均平行或重合。
[0031 ]在本实施例中，所述第一分色镜110和第二分色镜111的夹角为45度;所述第一.组104的中心光轴和第二准直透镜组105的中心光轴平行或重合，均与第三准直透镜组106的中心光轴垂直。
[0032]在本实施例中，当所述第一色LED光源101为蓝色LED光源，第二色LED光源102为红色LED光源；或者所述第一色LED光源101为红色LED光源，第二色LED光源102为蓝色LED光源；当然，也可以根据实际需要对不同的光源设置不同颜色和类型的光。
[0033]为了增大透射率，所述第一分色镜110的第一工作面SI和第二分色镜111的第三工作面S3可以镀有增透膜;为了增加反射率，所述第一分色镜110的第二工作面S2和第二分色镜111的第四工作面S4可以镀有全反射膜。
[0034]在本实施例中，也可以根据需要选择设置或者不设置第一准直透镜组，第二准直透镜组以及第三准直透镜组;第一色LED光源产生的第一色光束，第二色LED光源产生的第二色光束，以及受荧光粉板的激发发出的绿色荧光光束可以不经过准直透镜组直接经由第一分色镜和第二分色镜的透射和反射后合成白光光束。
[0035]在本实施例中，所述荧光粉板还可以包括高透明支撑基板，二向色膜层和荧光粉层。所述高透明支撑基板设置于荧光粉层与二向色膜层之间，用于二向色膜和荧光粉层的载体，可以是玻璃基底或者塑料基底。
[0036]在本实施例中，所述荧光粉板也可以根据需要选择设置或不设置二向色膜层，二向色膜层可以提高光束的利用率。
[0037]在本实施例中，所述投影照明光路可以根据需要选择设置或不设置第一复眼透镜，设置第一复眼透镜用于对入射的光束进行匀光并使其均匀导向出射。
[0038]在本实施例中，所述绿光光源装置可以根据需要在蓝色激光光源光路上选择设置或不设置聚光透镜单元。设置聚光透镜单元可以用于对蓝色激光光源发出的光束进行聚光，提尚光线利用率。
[0039]实施例二:
[0040]图2是本实用新型的投影照明光路实施例二的结构示意图；如图2所示，与实施例一不同的是，实施例二的投影照明光路采用平行设置的第一分色镜210和第二分色镜211对三色光束进行合光;其余光学部件的设置以及光路走向与实施例一相同。
[0041 ] 所述第一色光束al经第一准直透镜组204准直后经由第一分色镜210透射再经第二分色镜211的第四工作面S4反射进入第一复眼透镜212;所述第二色光束a2经第二准直透镜组205准直后经第二分色镜透射进入第一复眼透镜212;绿色荧光光束a3先后经由第一分色镜210的第二工作面S2以及第二分色镜211的第四工作面S4反射进入第一复眼透镜212。第一色光束al，第二色光束a2，以及绿色荧光光束a3经透射及反射后在第一复眼透镜212前合光形成白光光束。
[0042]实施例三:
[0043]图3是本实用新型的投影照明光路实施例三的结构示意图；如图3所示，与实施例二不同的是，实施例三的投影照明光路还包括两个复眼透镜:第二复眼透镜312和第三复眼透镜313，用于对光束进行匀光并将其均匀导向后续光学部件，其余光学部件的设置以及光路走向与实施例二相同。
[0044]其中，所述第二复眼透镜312设置于第一分色镜310和第二分色镜311之间，所述第三复眼透镜313设置于第二准直透镜组305光路正前方;所述第二复眼透镜312对经第一分色镜310透射和反射的的第一色光束al和绿色荧光光束a3进行匀光并将其均匀导向第二分色镜312;所述第三复眼透镜313对来自第二准直透镜组305的第二色光束a2进行匀光将其均匀导向第二分色镜311。
[0045]在本实施例中，所述第二复眼透镜312的中心光轴和第一准直透镜组304的中心光轴平行或重合;所述第三复眼透镜313的中心光轴与第二准直透镜组305的中心光轴平行或重合。
[0046]值得注意的是，所述荧光粉板并不限制于本实用新型实施例的形式，所述荧光粉层覆盖于所述二向色膜层;或者所述高透明支撑基板设置于荧光粉层与二向色膜层之间；所述二向色膜层透射波长小于或等于475nm的光束，反射波长大于475nm的光束。
[0047]本实施新型的投影照明光路结构简单合理，布局紧凑，在保证尺寸和重量满足条件的前提下，采用蓝色激光激发荧光粉层产生绿色荧光，大大增强了绿光光源亮度，提高了投影质量，解决了投影照明光路中LED光源亮度不足的难题。
[0048]前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
【主权项】
1.一种投影照明光路，其特征在于，包括: 第一光源装置，第二光源装置以及用于产生绿色荧光光束的绿光光源装置；以及用于透射和反射光线的第一分色镜和第二分色镜； 其中，所述第一光源装置包括:用于产生第一色光束的第一色LED光源以及设置于第一色LED光源光路上的第一准直透镜组;所述第二光源装置包括:用于产生第二色光束的第二色LED光源以及设置于第二色LED光源光路上的第二准直透镜组;所述绿光光源装置包括:用于发出蓝色激光光束的蓝色激光光源，在蓝色激光光源光路上依次设置的聚光透镜单元、可受蓝色激光光束激发发出绿色荧光光束的荧光粉板以及第三准直透镜组； 其中，所述第一色光束经由第一准直透镜组准直后经由第一分色镜和第二分色镜透射和/或反射;所述第二色光束经由第二准直透镜组准直后经由第一分色镜和第二分色镜透射和/或反射;所述蓝色激光光束经聚光透镜单元聚光后入射到荧光粉板，受蓝色激光光束的激发发出的绿色荧光光束经由第三准直透镜组准直，通过第一分色镜和第二分色镜的透射和/或反射后，与经由第一分色镜和第二分色镜透射和/或反射的第一色光束和第二色光束合成白光光束。2.根据权利要求1所述的投影照明光路，其特征在于，所述荧光粉板包括:高透明支撑基板、二向色膜层以及荧光粉层;所述蓝色激光光束由聚光透镜单元聚光后经荧光粉板的二向色膜层入射到荧光粉板的荧光粉层，通过激发荧光粉层发出的绿色荧光光束的一部分直接射向第三准直透镜组;绿色荧光光束的另一部分入射到荧光粉板的二向色膜层，经二向色膜层反射后再入射到第三准直透镜组。3.根据权利要求1或2所述的投影照明光路，其特征在于，所述第一分色镜和第二分色镜呈交叉型设置;所述第一分色镜包括设置在第一色光束入射面上的第二工作面，以及与第二工作面相对的第一工作面;所述第二分色镜包括设置在第二色光束入射面上的第四工作面，以及与第四工作面相对的第三工作面;所述第一色光束经第一准直透镜组准直后经由第一分色镜的第二工作面反射;所述第二色光束经第二准直透镜组准直后经由第二分色镜的第四工作面反射;绿色荧光光束经第一分色镜和第二分色镜透射。4.根据权利要求1或2所述的投影照明光路，其特征在于，所述第一分色镜和第二分色镜平行设置，所述第一分色镜包括设置在第一色光束入射面上的第一工作面，以及与第一工作面相对的第二工作面;所述第二分色镜包括设置在第二色光束入射面上的第三工作面，以及与第三工作面相对的第四工作面;所述第一色光束经第一准直透镜组准直后经由第一分色镜透射再经第二分色镜的第四工作面反射;所述第二色光束经第二准直透镜组准直后经第二分色镜透射;绿色荧光光束先后经由第一分色镜的第二工作面以及第二分色镜的第四工作面反射。5.根据权利要求1所述的投影照明光路，其特征在于，所述投影照明光路还包括:用于接收由第一色光束、第二色光束以及绿色焚光光束合成的白光光束的第一复眼透镜，用于对合成光束进行匀光并将其均匀导向后续光学部件。6.根据权利要求4所述的投影照明光路，其特征在于，所述投影照明光路还包括:设置于第一分色镜和第二分色镜之间的第二复眼透镜以及设置于第二准直透镜组光路正前方的第三复眼透镜;所述第二复眼透镜对来自第一分色镜的第一色光束和绿色荧光光束进行匀光将其均匀导向第二分色镜;所述第三复眼透镜对来自第二准直透镜组的第二色光束进行匀光将其均匀导向第二分色镜;所述第二复眼透镜的中心光轴与第一准直透镜组的中心光轴平行或重合，所述第三复眼透镜的中心光轴与第二准直透镜组的中心光轴平行或重入口 O7.根据权利要求2所述的投影照明光路，其特征在于，所述荧光粉层覆盖于所述二向色膜层;所述二向色膜层透射波长小于或等于475nm的光束，反射波长大于475nm的光束。8.根据权利要求1所述的投影照明光路，其特征在于，所述蓝色激光光源、聚光透镜单元、荧光粉板、以及第三准直透镜组的中心光轴均平行或重合。9.根据权利要求4所述的投影照明光路，其特征在于，所述第二准直透镜组的中心光轴和第三准直透镜组的中心光轴平行;所述第一准直透镜组的中心光轴与第二准直透镜组的中心光轴和/或第三准直透镜组的中心光轴垂直。10.根据权利要求3所述的投影照明光路，其特征在于，所述第一分色镜和第二分色镜的夹角为45度;所述第一准直透镜组的中心光轴和第二准直透镜组的中心光轴平行或重合，均与第三准直透镜组的中心光轴垂直。
【文档编号】G03B21/20GK205691928SQ201620598003
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月17日 公开号201620598003.4, CN 201620598003, CN 205691928 U, CN 205691928U, CN-U-205691928, CN201620598003, CN201620598003.4, CN205691928 U, CN205691928U
【发明人】高志强, 杨伟樑, 林清云
【申请人】广景视睿科技（深圳）有限公司