專(zhuān)利名稱(chēng)：一種投影顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種投影顯示系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及光學(xué)投影顯示領(lǐng)域，尤其涉及一種采用方棒照明的光學(xué)投影顯 示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]投影顯示照明系統(tǒng)通常采用復(fù)眼照明系統(tǒng)或者方棒照明系統(tǒng)，將光源發(fā)出的圓 形光斑整形成顯示器件所需的矩形光斑，同時(shí)還可以有效地提高系統(tǒng)的照明均勻性。[0003]復(fù)眼照明系統(tǒng)中，需要選擇合適的復(fù)眼透鏡結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括透鏡口徑、小透鏡 的焦距、數(shù)值孔徑以及復(fù)眼的行列數(shù)。透鏡口徑和數(shù)值孔徑由微顯示器件和光源共同決 定，直接影響系統(tǒng)的光能利用率。小透鏡的行列數(shù)對(duì)系統(tǒng)均勻性也有很大影響。如果小 透鏡的數(shù)量太少，不能將照明光束分為足夠細(xì)的光束，無(wú)法滿足系統(tǒng)對(duì)均勻性的要求， 透鏡陣列的行列數(shù)過(guò)多，不但會(huì)增加加工難度，也會(huì)限制部分光束的通過(guò)，使得系統(tǒng)光 能利用率降低。[0004]采用方棒的照明系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，成本低，亦可以實(shí)現(xiàn)光束的整形 和均勻化。方棒均勻的工作原理是，進(jìn)入方棒的光線由于空間角度不同，在方棒內(nèi)發(fā)生 不同次數(shù)的反射。光線每發(fā)生一次反射，就可以將光源關(guān)于反射面對(duì)稱(chēng)為一個(gè)新的虛擬 光源，經(jīng)多次反射后，就可以將實(shí)際光源展開(kāi)為二維光源陣列，從而實(shí)現(xiàn)方棒的出射端 面光強(qiáng)的均勻分布。[0005]方棒通常分為空心方棒和實(shí)心方棒兩類(lèi)空心方棒需要在側(cè)面鍍金屬或介質(zhì)等 高反射膜，而且一般四個(gè)側(cè)面需用膠合方式組裝，既增加成本又降低可靠性。已有技術(shù) 中的投影照明系統(tǒng)中所用的實(shí)心方棒在裝配過(guò)程中需采用膠粘，焊接或機(jī)械裝夾等側(cè)面 有接觸的方式進(jìn)行固定，會(huì)破壞方棒內(nèi)光線的全反射條件，因此，需要在方棒的側(cè)面鍍 金屬或介質(zhì)等高反射膜，由此將增加方棒的加工難度和成本。實(shí)用新型內(nèi)容[0006]因此，針對(duì)上述的不足，本實(shí)用新型提出一種采用架空裝配的方棒結(jié)構(gòu)，不僅 避免了在方棒側(cè)面鍍金屬或介質(zhì)膜，而且可將聚光透鏡及中繼透鏡設(shè)置在方棒的兩端， 從而減小照明系統(tǒng)的體積。其是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)的方棒照明的光學(xué)投影顯示系 統(tǒng)。[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是[0008]一種投影顯示照明系統(tǒng)，包括依次設(shè)置于光路中的一光源、一聚光透鏡、一方 棒、一中繼透鏡組和微顯示器件，中繼透鏡組包括第一中繼透鏡和第二中繼透鏡構(gòu)成， 其中[0009]光源，產(chǎn)生投影所需的光束，可以是激光光源，LED光源，或其它類(lèi)型的單色 和多色光源；進(jìn)一步的，所述的光源包括一紅光光源、綠光光源及藍(lán)光光源，并分別通 過(guò)分色鏡分色合成三色光光束輸出。[0010]聚光透鏡，設(shè)置在所述光源模塊與方棒之間，用于將光路中的光束聚焦。[0011]方棒對(duì)所述的光源進(jìn)行多次反射，使照明光束均勻并且將光斑整形為微顯器件 所需的矩形照明光斑。[0012]中繼透鏡將方棒出射端成像在微顯示器件上。[0013]微顯示器件，對(duì)以上入射光束分別調(diào)制顯像，此微顯示器件是LCD(液晶顯 示)，或LCOS (硅基液晶顯示)，或DLP (數(shù)字光處理器)。[0014]其中主要的改進(jìn)之處在于所述的方棒是由光學(xué)材料制成實(shí)心棒，且兩通光端 面粘結(jié)光學(xué)元件后，再將該方棒處于架空的裝配方式設(shè)置于光路中。而該方棒非通光的 四個(gè)側(cè)面無(wú)需鍍高反射的金屬膜或介質(zhì)膜。[0015]進(jìn)一步的，所述的方棒的兩通光端面與光學(xué)元件的粘結(jié)方式是其兩通光端面 均粘結(jié)透光平板；或者，其一通光端面粘結(jié)所述的聚光透鏡，另一端粘結(jié)一透光平板； 或者，其一通光端面粘結(jié)一透光平板，另一端粘結(jié)所述的第一中繼透鏡；或者，其一通 光端面粘結(jié)所述的聚光透鏡，另一端粘結(jié)所述的第一中繼透鏡。[0016]更進(jìn)一步的，上述的粘結(jié)方式是膠水膠合或光膠膠合或者深化光膠膠合或一體 化方式粘結(jié)。[0017]進(jìn)一步的，所述的方棒是長(zhǎng)條形的方形棒體?；蛘?，所述的方棒是錐形的方形 棒體。[0018]進(jìn)一步的，所述的光學(xué)材料是玻璃或透明晶體或透明塑料。[0019]進(jìn)一步的，所述的方棒的通光端面具有與所述的微顯示器件相同或接近的長(zhǎng)寬 比。[0020]本實(shí)用新型采用如上技術(shù)方案，其優(yōu)點(diǎn)在于采用架空結(jié)構(gòu)的方棒，利于裝 配，相比傳統(tǒng)的膠粘，焊接或機(jī)械裝夾固定的方式，不需要在方棒側(cè)面鍍金屬或介質(zhì)等 高反射膜，降低了加工難度和成本。另外，本實(shí)用新型采用光學(xué)元件和方棒膠合的架空 結(jié)構(gòu)，使得光路更加緊湊，有效地減小的投影照明系統(tǒng)的光學(xué)總長(zhǎng)。


[0021]圖1是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；[0022]圖2是方棒的兩通光端面與光學(xué)元件的粘結(jié)方式的實(shí)施例[0023]圖3是方棒的兩通光端面與光學(xué)元件的粘結(jié)方式的實(shí)施例[0024]圖4是方棒的兩通光端面與光學(xué)元件的粘結(jié)方式的實(shí)施例[0025]圖5是方棒的兩通光端面與光學(xué)元件的粘結(jié)方式的實(shí)施例[0026]圖6是方棒的兩通光端面與光學(xué)元件的粘結(jié)方式的實(shí)施例[0027]圖7是方棒的兩通光端面與光學(xué)元件的粘結(jié)方式的實(shí)施例[0028]圖8是方棒的兩通光端面與光學(xué)元件的粘結(jié)方式的實(shí)施例[0029]圖9是方棒的兩通光端面與光學(xué)元件的粘結(jié)方式的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖 2的結(jié)構(gòu)示意圖 3的結(jié)構(gòu)示意圖 4的結(jié)構(gòu)示意圖 5的結(jié)構(gòu)示意圖 6的結(jié)構(gòu)示意圖 7的結(jié)構(gòu)示意圖 8的結(jié)構(gòu)示意圖<具體實(shí)施方式
[0030]現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。[0031]參閱圖1所示，其是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的架空結(jié)構(gòu)的方棒投影顯示照明系統(tǒng)包括一光源模塊101、一聚光透鏡102、一透光平板片103A和 103B(優(yōu)選采用玻璃平板)、一方棒104、中繼透鏡組，由第一中繼透鏡105A及第二中繼 透鏡105B組成、一微顯示器件106。光源模塊101、聚光透鏡102、方棒104、中繼透鏡 105A和105B、微顯示器件106在光路中依次排列，聚光透鏡102設(shè)置在光源模塊101與 方棒104之間，方棒104設(shè)置在聚光透鏡102與中繼透鏡105A與105B之間，并且通過(guò) 透光平板片103A和103B將方棒103架空裝配。在本實(shí)施例中的方棒104采用長(zhǎng)條形的 方形棒體，LCD液晶顯示器件作為微顯示器件106。[0032]光源模塊101包括一紅光光源、綠光光源及藍(lán)光光源，并分別通過(guò)分色鏡合成 三色光光束輸出，發(fā)出的紅、綠、藍(lán)三色光，經(jīng)聚光透鏡102聚焦，射入到方棒104的入 射端面，經(jīng)方棒104多次反射，整形勻光后入射到中繼透鏡105A與105B上，并且由中 繼透鏡將方棒出射端的像成像到微顯示器件106上。[0033]所述的方棒的兩通光端面與光學(xué)元件可以采用如下的粘結(jié)方式[0034]實(shí)施例1 [0035]參閱圖2所示，所述的方棒104是長(zhǎng)條形的方形棒體，其兩通光端面粘結(jié)透光平 板片103A和103B。方棒104與透光平板片103A與透光平板片103B采用膠水膠合或光 膠膠合或者深化光膠膠合或一體化等方式粘結(jié)實(shí)現(xiàn)。[0036]實(shí)施例2 [0037]參閱圖3所示，所述的方棒104是錐形的方形棒體，其兩通光端面粘結(jié)透光平板 片103A和103B。方棒104與透光平板片103A與透光平板片103B采用膠水膠合或光膠 膠合或者深化光膠膠合或一體化等方式粘結(jié)實(shí)現(xiàn)。[0038]實(shí)施例3 [0039]參閱圖4所示，所述的方棒104是長(zhǎng)條形的方形棒體，其一通光端面粘結(jié)所述的 聚光透鏡102，另一端粘結(jié)一透光平板片103B。方棒104與聚光透鏡102與透光平板片 103B采用膠水膠合或光膠膠合或者深化光膠膠合或一體化等方式粘結(jié)實(shí)現(xiàn)。[0040]實(shí)施例4 [0041]參閱圖5所示，所述的方棒104是錐形的方形棒體，其一通光端面粘結(jié)所述的 聚光透鏡102，另一端粘結(jié)一透光平板片103B。方棒104與聚光透鏡102與透光平板片 103B采用膠水膠合或光膠膠合或者深化光膠膠合或一體化等方式粘結(jié)實(shí)現(xiàn)。[0042]實(shí)施例5 [0043]參閱圖6所示，所述的方棒104是長(zhǎng)條形的方形棒體，其一通光端面粘結(jié)一透光 平板片103A，另一端粘結(jié)所述的第一中繼透鏡105A。方棒104與透光平板片103A與第 一中繼透鏡105A采用膠水膠合或光膠膠合或者深化光膠膠合或一體化等方式粘結(jié)實(shí)現(xiàn)。[0044]實(shí)施例6 [0045]參閱圖7所示，所述的方棒104是錐形的方形棒體，其一通光端面粘結(jié)一透光平 板片103A，另一端粘結(jié)所述的第一中繼透鏡105A。方棒104與透光平板片103A與第一 中繼透鏡105A采用膠水膠合或光膠膠合或者深化光膠膠合或一體化等方式粘結(jié)實(shí)現(xiàn)。[0046]實(shí)施例7 [0047]參閱圖8所示，所述的方棒104是長(zhǎng)條形的方形棒體，其一通光端面粘結(jié)所述的 聚光透鏡102，另一端粘結(jié)所述的第一中繼透鏡105A。方棒104與聚光透鏡102與第一中繼透鏡105A采用膠水膠合或光膠膠合或者深化光膠膠合或一體化等方式粘結(jié)實(shí)現(xiàn)。[0048]實(shí)施例8 [0049]參閱圖9所示，所述的方棒104是錐形的方形棒體，其一通光端面粘結(jié)所述的聚 光透鏡102，另一端粘結(jié)所述的第一中繼透鏡105A。方棒104與聚光透鏡102與第一中 繼透鏡105A采用膠水膠合或光膠膠合或者深化光膠膠合或一體化等方式粘結(jié)實(shí)現(xiàn)。[0050]本實(shí)用新型提供的架空結(jié)構(gòu)的方棒更容易裝配，也不存在裝配中在方棒側(cè)面用 膠粘，焊接或機(jī)械裝夾等方式固定方棒，進(jìn)而需要在方棒側(cè)面鍍金屬或介質(zhì)等高反射膜 的問(wèn)題。此外，如本實(shí)用新型的多種方棒的架空結(jié)構(gòu)使得光路更加緊湊，容易裝配；并 且極大縮短了投影照明光路的光學(xué)總長(zhǎng)。[0051]盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員 應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書(shū)所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和 細(xì)節(jié)上可以對(duì)本實(shí)用新型做出各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種投影顯示照明系統(tǒng)，包括依次設(shè)置于光路中的一光源、一聚光透鏡、一方 棒、一中繼透鏡組和微顯示器件，其中，中繼透鏡組包括第一中繼透鏡和第二中繼透鏡 構(gòu)成，其特征在于所述的方棒是由光學(xué)材料制成實(shí)心棒，且兩通光端面粘結(jié)光學(xué)元件 后，再將該方棒處于架空的裝配方式設(shè)置于光路中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影顯示照明系統(tǒng)，其特征在于所述的方棒的兩通光端 面與光學(xué)元件的粘結(jié)方式是其兩通光端面均粘結(jié)透光平板片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影顯示照明系統(tǒng)，其特征在于所述的方棒的兩通光端 面與光學(xué)元件的粘結(jié)方式是其一通光端面粘結(jié)所述的聚光透鏡，另一端粘結(jié)一透光平 板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影顯示照明系統(tǒng)，其特征在于所述的方棒的兩通光端 面與光學(xué)元件的粘結(jié)方式是其一通光端面粘結(jié)一透光平板片，另一端粘結(jié)所述的第一 中繼透鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影顯示照明系統(tǒng)，其特征在于所述的方棒的兩通光端 面與光學(xué)元件的粘結(jié)方式是其一通光端面粘結(jié)所述的聚光透鏡，另一端粘結(jié)所述的第 一中繼透鏡。
6.根據(jù)1至5任一權(quán)利要求所述的投影顯示照明系統(tǒng)，其特征在于所述的粘結(jié)方式 是膠水膠合或光膠膠合或者深化光膠膠合或一體化粘結(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影顯示照明系統(tǒng)，其特征在于所述的方棒是長(zhǎng)條形的 方形棒體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影顯示照明系統(tǒng)，其特征在于所述的方棒是錐形的方 形棒體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影顯示照明系統(tǒng)，其特征在于所述的光學(xué)材料是玻璃 或透明晶體或透明塑料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影顯示照明系統(tǒng)，其特征在于所述的方棒的通光端面 具有與所述的微顯示器件相同或接近的長(zhǎng)寬比。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影顯示照明系統(tǒng)，其特征在于所述的光源包括一紅光 光源、綠光光源及藍(lán)光光源，并分別通過(guò)分色鏡分色合成三色光光束輸出。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影顯示照明系統(tǒng)，其特征在于所述的微顯示器件是液 晶顯示的微顯示器件，或硅基液晶顯示的微顯示器件，或數(shù)字光處理器的微顯示器件。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及光學(xué)投影顯示領(lǐng)域，尤其涉及一種采用方棒照明的光學(xué)投影顯示系統(tǒng)。本實(shí)用新型的投影顯示照明系統(tǒng)包括光源、聚光透鏡、方棒、中繼透鏡、微顯示器件。所述的方棒是由光學(xué)材料制成實(shí)心棒，且兩通光端面粘結(jié)光學(xué)元件后，再將該方棒處于架空的裝配方式設(shè)置于光路上。光源輸出的光束，經(jīng)過(guò)聚光透鏡聚焦之后，投射到方棒上，光束經(jīng)方棒多次反射后從另一端面射出。由于采用了方棒照明系統(tǒng)，光源輸出的圓形光斑轉(zhuǎn)化為微顯器件所需的矩形照明光斑，同時(shí)滿足系統(tǒng)光能利用率以及照明均勻性的要求。此方棒照明系統(tǒng)中方棒采用架空結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)避免裝配時(shí)，在方棒側(cè)面鍍金屬或介質(zhì)等高反射膜，加工方便，并且降低了成本。
文檔編號(hào)G02B27/18GK201804203SQ201020286829
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月4日
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