專利名稱：一種微投影儀的勻光裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于照明技術領域，具體涉及一種微投影及微顯示的勻光裝置的設計。
背景技術：
近年來，新型技術的發展使得投影技術有了突飛猛進的進步和應用，也為微投影和微顯示技術的實際應用提供了前提條件。均勻光源作為微投影和微顯示的關鍵技術，使之成為研究的熱點。關于微投影和微顯示的照明系統和光學引擎已有很多發明。主要有:
1.采用二次型反射聚光器和勻光棒進行勻光；2.采用反射型復眼或透射型蠅眼進行勻光。以上兩類技術方案都存在一些缺陷:1.光源輸出面的形狀不是矩形，而現實芯片面板需要矩形，這樣造成光能的大量損失，導致光能利用率很低。2.單管LED不足以提供顯示亮度，造成顯示亮度不夠，從而限制了微投影和微顯示的使用范圍。3.光棒長度不夠時，勻光效果不好。4.裝置的原件較多，結構較復雜，防震性能較差，精細度要求較高。
發明內容
本發明的目的是為了解決現有微投影及微顯示系統中的照明系統中，存在照明系統過大、原件過多、結構較復雜、光效過低而較難設計和使用的問題，提出了一種微投影儀的勻光裝置。本發明的技術方案為:一種微投影儀的勻光裝置，具體包括:光棒和復眼勻光透鏡系統，其中，所述光棒包括聚光器、勻光棒和出光喇機，所述聚光器、勻光棒和出光喇衣次連接作為一個整體，所述聚光器的光入射端口作為所述光棒的光入射端口，所述出光喇機的光出射端口作為所述光棒的光出射端口；所述復眼勻光透鏡系統包括第一列復眼透鏡、第二列復眼透鏡、凸透鏡和顯示單元，所述第一列復眼透鏡的前焦面與所述光棒的光出射端面重合，所述第二列復眼透鏡的前焦面與第一列復眼透鏡的后焦面重合，所述第二列復眼透鏡通過凸透鏡與顯示單元之間形成物象關系。進一步的，所述光棒的外表面鍍有反射膜。本發明的有益效果:本發明的微投影儀的勻光裝置將從出光喇叭出射的光經過復眼勻光透鏡系統再次勻光并把光線投射到顯示單元上，能將光束勻光并直接整形為各種形狀，方便顯示芯片及后部光學系統使用，并具有照射面的光均勻度好、色彩鮮艷、壽命長、結構簡單、容易設計制造及抗震性能好的優點，能對微投影及微顯示系統中的DLP、LCD、LCOS顯示芯片提供照明。
圖1是本發明的微投影儀的勻光裝置的結構示意圖。圖2是圖1中聚光器(I)的右視圖。
圖3是勻光棒的右視圖和卷曲狀勻光棒示意圖。圖4是出光喇叭的主視圖和右視圖。圖5是LED光源的分布俯視圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步的說明。本發明提供的微投影儀的勻光裝置的結構示意圖如圖1所示，具體包括:光棒和復眼勻光透鏡系統，其中，光棒包括聚光器1、勻光棒2和出光喇機3,所述聚光器1、勻光棒2和出光喇叭3依次連接作為一個整體，所述聚光器I的光入射端口作為所述光棒的光入射端口，所述出光喇機3的光出射端口作為所述光棒的光出射端口 ；所述復眼勻光透鏡系統4包括第一列復眼透鏡、第二列復眼透鏡、凸透鏡和顯示單元5，所述第一列復眼透鏡的前焦面與所述光棒的光出射端面重合，第二列復眼透鏡的前焦面與第一列復眼透鏡的后焦面重合，所述第二列復眼透鏡通過凸透鏡與顯示單元之間形成物象關系。這里，第一部分的光棒和第二部分的復眼勻光透鏡系統中的各光學元件的光軸中心線都重合。本實施例中的顯示單元具體采用的是顯示芯片，在這里顯示芯片選用DLP(Digital Light Procession),由于DLP要求光斑為矩形,所以前面各個元件的光入射端口和出射端口都為矩形。聚光器I采用矩形反射聚光器，如圖2中的1-1所示，四個曲面的組成規則為:將拋物線沿著對稱軸或者平行于對稱軸的直線切開，其中較短的那段沿著垂直于拋物線所在的平面進行拉伸，形成曲面，這樣形成四個曲面，組成矩形的透明腔體，兩個端面都是矩形。聚光器I的入射端口和出射端口可以為正方形、矩形、橢圓、圓形，曲面可以是各種二次曲面或者任意曲面，當入射端口和出射端口為矩形或者正方形時，由四個曲面構成聚光器的外形。勻光棒2采用長方體，其的右視圖和卷曲狀勻光棒示意圖如圖3所示，底面是與聚光器I的出射端面相同，勻光棒2入射端口根據聚光器的出射端口形狀可以是正方形、矩形、橢圓、圓形的條形棒，出射端口形狀相應的是正方形、矩形、橢圓、圓形的卷曲狀光導。出光喇叭3的兩個端面也都是矩形，其主視圖和右視圖如圖4所示，它的入射端面與聚光器I的出射端面和長方體勻光棒的底面都相同，它的出射端面比入射端面擴大了一些。出光喇叭3入射端口根據勻光棒的出射端口形狀可以是正方形、矩形、橢圓、圓形，出射端口也相應地是正方形、矩形、橢圓、圓形；曲面可以是錐面，也可以是由二次曲線或者任意曲線旋轉而成。聚光器1、勻光棒2和出光喇叭3為一個整體部件，采用光學級PMMA (俗稱有機玻璃)一體化成型，成型后表面鍍反射膜，除去光入射端口和光出射端口，外表面都鍍有反射膜，反射膜的部件材質可以為光學玻璃、光學樹脂或光學塑料。復眼勻光透鏡系統4中的兩列復眼透鏡采用矩形透鏡緊密排列成一個矩形端面，矩形端面與出光喇叭3的出射端面相同。光源6可以采用一個白光LED或者RGB三個LED或者RGBW四個LED或者其他光源提供光源，在本實施例中光源6采用四管LED照明，一只紅色，一只藍色和兩只綠色，如圖5中的6-2所示。聚光器1、勻光棒2、出光喇叭3、復眼勻光透鏡系統4的光軸中心線都相互重合，光源6的光通過后，由復眼透鏡4進行勻光，然后均勻地投射到顯示芯片5上，即通過透鏡出射的光斑恰好成像在DLP顯示芯片DMD (Digital Micromirror Device)上。本發明的勻光裝置能將光束勻光并直接整形為各種形狀，方便顯示芯片及后部光學系統使用，通過將聚光器1、勻光棒2和出光喇叭3做成一個整體，使得結構簡單、容易設計制造。本領域的普通技術人員將會意識到，這里所述的實施例是為了幫助讀者理解本發明的原理，應被理解為本發明的保護范圍并不局限于這樣的特別陳述和實施例。本領域的普通技術人員可以根據本發明公開的這些技術啟示做出各種不脫離本發明實質的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種微投影儀的勻光裝置，具體包括:光棒和復眼勻光透鏡系統，其中， 所述光棒包括聚光器、勻光棒和出光喇叭，所述聚光器、勻光棒和出光喇叭依次連接作為一個整體，所述聚光器的光入射端口作為所述光棒的光入射端口，所述出光喇機的光出射端口作為所述光棒的光出射端口； 所述復眼勻光透鏡系統包括第一列復眼透鏡、第二列復眼透鏡、凸透鏡和顯示單元，所述第一列復眼透鏡的前焦面與所述光棒的光出射端面重合，所述第二列復眼透鏡的前焦面與第一列復眼透鏡的后焦面重合，所述第二列復眼透鏡通過凸透鏡與顯示單元之間形成物象關系。
2.根據權利要求1所述的微投影儀的勻光裝置，其特征在于，所述光棒的外表面鍍有反射膜。
3.根據權利要求1所述的微投影儀的勻光裝置，其特征在于，所述反射膜的部件材質具體為光學玻璃、光學樹脂或光學塑料。
4.根據權利要求1至3任一項權利要求所述的微投影儀的勻光裝置，其特征在于，所述的聚光器具體為矩形反射聚光器。
5.根據權利要求1至3任一項權利要求所述的微投影儀的勻光裝置，其特征在于，所述的聚光器的四個曲面的組成規則為:將拋物線沿著對稱軸或者平行于對稱軸的直線切開，其中較短的那段沿著垂直于拋物線所在的平面進行拉伸，形成曲面，這樣形成四個曲面，組成矩形的透明腔體，兩個端面都是矩形。
6.根據權利要求1至3任一項權利要求所述的微投影儀的勻光裝置，其特征在于，所述復眼勻光透鏡系統中的兩列復眼透鏡采用矩形透鏡排列成一個矩形端面，所述矩形端面與出光喇叭的出射端面相同。
全文摘要
本發明公開了一種微投影儀的勻光裝置，包括光棒和復眼勻光透鏡系統，其中，光棒包括聚光器、勻光棒和出光喇叭，聚光器的光入射端口作為所述光棒的光入射端口，出光喇叭的光出射端口作為光棒的光出射端口；復眼勻光透鏡系統包括第一列復眼透鏡、第二列復眼透鏡、凸透鏡和顯示單元，第一列復眼透鏡的前焦面光棒的光出射端口，第二列復眼透鏡的前焦面與第一列復眼透鏡的后焦面重合，第二列復眼透鏡通過凸透鏡與顯示單元之間形成物象關系。本發明的勻光裝置將從出光喇叭出射的光經過復眼勻光透鏡系統再次勻光并把光線投射到顯示單元上，能將光束勻光并直接整形為各種形狀，方便顯示芯片及后部光學系統使用。
文檔編號G03B21/20GK103186027SQ20131011005
公開日2013年7月3日 申請日期2013年4月1日 優先權日2013年4月1日
發明者祁康成, 毛劍, 林祖倫 申請人:電子科技大學