[發(fā)明專利]用于光束投影儀的照明光學系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310520978.6
• 申請日: 2013-10-29
• 公開（公告）號: CN103869590B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金容官;樸成夏;桂溶燦;李重基;樸重完
• 申請（專利權(quán)）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20;F21V9/10;G02B26/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11286
• 代理人: 魯恭誠,李云霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及一種光學設(shè)備，更具體地說，涉及一種用于光束投影儀的光學系統(tǒng)，所述光學系統(tǒng)對從顯示面板輸出的圖像進行放大，并將已放大的圖像投射到屏幕上。

背景技術(shù)

光束投影儀是利用光學系統(tǒng)和顯示面板來實現(xiàn)放大圖像的光學儀器。圖像的大小可以根據(jù)光束投影儀與屏幕之間的距離被調(diào)節(jié)。如果能確保光束投影儀與屏幕之間有足夠距離，則易于實現(xiàn)具有高清晰度的大的圖像，而與顯示裝置的大小無關(guān)。

光束投影儀結(jié)構(gòu)中的光學系統(tǒng)可以分為照明光學系統(tǒng)和透射光學系統(tǒng)。所述照明光學系統(tǒng)表示由布置在從光源到顯示面板的光路上的光學元件形成的光學系統(tǒng)，所述透射光學系統(tǒng)表示由布置在從顯示面板到被構(gòu)造為投射圖像的投影透鏡的光路上的光學組件形成的光學系統(tǒng)。在操作中，所述光源產(chǎn)生的光行進穿過照明光學系統(tǒng)，以入射到顯示面板上，在顯示面板上實現(xiàn)的圖像行進穿過透射光學系統(tǒng)，并穿過透射透鏡而最后投射到光束投影儀的外部。

通常，投影光學系統(tǒng)對在顯示面板上實現(xiàn)的圖像進行放大，并將圖像投射到屏幕上。圖像的清晰度可通過聚焦而被選擇性地調(diào)整。照明光學系統(tǒng)使紅光、綠光和藍光分別入射到顯示面板上。使用發(fā)光二極管以提供構(gòu)成照明光學系統(tǒng)的光源，從而顯著地提高光束投影儀的顏色再現(xiàn)。此外，使用激光二極管作為光源的產(chǎn)品已經(jīng)被提出。第8167440美國專利(于2012年5月1日登記)公開了一種結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，將發(fā)光二極管和激光二極管組合起來作為照明光學系統(tǒng)的光源。在所述美國專利中公開的照明光學系統(tǒng)使用發(fā)射藍色激光的激光二極管與發(fā)射紅光的發(fā)光二極管的組合作為光源，并且紅光、綠光和藍光分別沿不同的路徑行進，以到達顯示面板。

最近，已經(jīng)做出了使這樣的光束投影儀小型化的技術(shù)開發(fā)，以將光束投影儀配備在便攜式終端(諸如移動通信終端、便攜式計算機、多媒體播放器以及緊湊型數(shù)碼相機)中。通過這樣的實現(xiàn)方式，可投射存儲在配備有光束投影儀的便攜式終端中的數(shù)據(jù)或運動圖像。

為了構(gòu)造小型化的光束投影儀，必須將顯示面板和光學系統(tǒng)小型化。諸如DMD(數(shù)字微鏡器件)和LCoS(硅基液晶)的緊湊型平板裝置已經(jīng)被開發(fā)作為顯示面板，并應用于光束投影儀。然而，如上所述，盡管通過使用多個發(fā)光二極管和/或激光二極管來在顏色再現(xiàn)方面改善照明光學系統(tǒng)，但是根據(jù)將入射到顯示面板上的光的顏色，光在照明光學系統(tǒng)中沿不同的路徑行進，這需要諸如透鏡和反射鏡的多個光學組件。當在便攜式終端中實現(xiàn)將多個光源以及所述透鏡和反射鏡布置在不同的光路上時，難以實現(xiàn)小型化。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的一方面提供一種光束投影儀的照明光學系統(tǒng)，即使光具有不同的顏色，所述照明光學系統(tǒng)也能夠使所述光的光路彼此一致。

本發(fā)明的另一方面是提供一種光束投影儀的照明光學系統(tǒng)，所述照明光學系統(tǒng)用于使光的光路彼此一致，以共用光學組件，從而利于小型化。

本發(fā)明的另一方面是提供一種照明光學系統(tǒng)和一種使用所述照明光學系統(tǒng)的光束投影儀，在所述照明光學系統(tǒng)中，在不用發(fā)光二極管作為光源的情況下，僅使用激光二極管便可實現(xiàn)紅、綠、黃和藍的顏色，使得這樣的照明光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可被簡化，從而簡化了其結(jié)構(gòu)，降低了制造成本，并且使照明光學系統(tǒng)小型化。

本發(fā)明的又一方面是提供一種照明光學系統(tǒng)和一種包括所述照明光學系統(tǒng)的光束投影儀，在所述照明光學系統(tǒng)中，通過使用全反射棱鏡，不管激光二極管的數(shù)量如何，所述照明光學系統(tǒng)都能夠保持光學效率。

本發(fā)明的又一方面提供一種照明光學系統(tǒng)和一種包括所述照明光學系統(tǒng)的光束投影儀，在所述照明光學系統(tǒng)中，所述照明光學系統(tǒng)利用采用單個藍色激光二極管的光源、多個棱鏡和在預定區(qū)域內(nèi)設(shè)置有反射區(qū)域的旋轉(zhuǎn)輪來尋求結(jié)構(gòu)簡化。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種用于光束投影儀的照明光學系統(tǒng)包括：光源；顏色轉(zhuǎn)換單元，具有至少一個熒光物質(zhì)層，所述至少一個熒光物質(zhì)層反射從光源發(fā)射的光或轉(zhuǎn)換光源發(fā)射的光的波長以形成波長被轉(zhuǎn)換的光；二向色鏡，以預定角度設(shè)置，用于偏轉(zhuǎn)從所述光源發(fā)射的光，以使所述光入射到顏色轉(zhuǎn)換單元上。由顏色轉(zhuǎn)換單元反射的光或發(fā)射的具有不同波長的波長被轉(zhuǎn)換的光通過相同的路徑入射到顯示面板上。