CN102809882B - 一种双灯照明装置及投影仪 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于投影领域，提供了一种双灯照明装置及投影仪，该装置包括两个并排设置的白光光源，在两个所述白光光源的出光方向设有一色轮，所述色轮包括多对滤光片，每对滤光片均关于所述色轮的中心对称且滤光波段相同，使两个所述白光光源发出的光经过任一对滤光片后输出的光颜色相同，在所述色轮的输出光路上设有一可直接接收任一对滤光片的输出光的均光***。本发明采用一个对称结构的色轮将两个光源发出的光在不同的空间中无叠加的耦合进均光***，提高了光能的利用率；并且，均光***的收光能力较强，因此该装置的光能利用率较高，投影亮度较高。另外，第一光源和第二光源的位置不必严格限制，进而有利于该装置的散热设计。
Description
技术领域
本发明属于投影技术领域，尤其涉及一种双灯照明装置及包括该装置的投影仪。
背景技术
目前的数字光处理（DLP）双灯投影照明***中，多采用光棒进行均光整形，光源发出的光通常经过反射镜等器件耦合进光棒。这种照明***由于耦合端的空间比较狭小，易发生干涉损耗，光耦合效率较低，另外，由于光棒入口面积的尺寸较小，通常小于入射光斑的大小，使得光线不能够充分进入光棒，因此这种***的光耦合效率较低，进而影响投影亮度；另外，光棒收光时，需要光线必须聚焦于光棒入口，这样，光源的位置便受到严格的限制，不利于散热设计。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双灯照明装置，旨在解决现有照明装置的光能利用率低及不便于散热设计的问题。
本发明是这样实现的，一种双灯照明装置，包括两个并排设置的白光光源，在两个所述白光光源的出光方向设有一色轮，所述色轮包括多对滤光片，每对滤光片均关于所述色轮的中心对称且滤光波段相同，使两个所述白光光源发出的光经过任一对滤光片后输出的光颜色相同，在所述色轮的输出光路上设有一可直接接收任一对滤光片的输出光的均光***。
本发明的另一目的在于提供一种投影仪，包括显示装置及为所述显示装置提供照明的照明装置，所述照明装置采用上述的双灯照明装置。
本发明采用一个对称结构的色轮将两个光源发出的光在不同的空间中无叠加的耦合进均光***，避免了传统结构中两束光在同一狭窄的空间中耦合而产生的干涉损耗，提高了光能的利用率；并且，均光***不同于传统光棒的入光口较小，其收光能力较强，解决了光线不能完全进入的问题，因此该装置的光能利用率较高，投影亮度较高。另外，经过色轮的光线不必严格聚焦于均光***的入光口，因此对第一光源和第二光源的位置不必严格限制，进而有利于该装置的散热设计。并且，该装置仅设置一个色轮即可实现双光路耦合，结构简单且成本较低。进而，使采用该照明装置的投影仪具有较佳的质量和性能。
附图说明
图1是本发明双灯照明装置实施例的结构示意图（一）；
图2是本发明双灯照明装置实施例的色轮结构示意图；
图3是本发明双灯照明装置实施例的结构示意图（二）；
图4是本发明双灯照明装置实施例中的复眼镜组的工作原理图；
图5是本发明双灯照明装置实施例中的复眼镜组的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了本发明提供的双灯照明装置实施例的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。
该双灯照明装置包括两个并排设置的白光光源，即第一光源1和第二光源2，在两个白光光源的输出光路上设有一色轮3，色轮3包括多对滤光片4，每对滤光片4的滤光波段相同，并且关于色轮3的中心对称，使得第一光源1和第二光源2发出的光可以同时经过任一对滤光片4。当然，色轮3的直径需要与第一光源1和第二光源2的间距相匹配，保证第一光源1和第二光源2输出的两束光恰好可以经过两个对称的滤光片4。在色轮3的输出光路上设有一均光***5，该均光***5的入光口较大，可直接接收第一色轮3和第二色轮4的输出光，而不必在前方设置聚焦透镜等器件。
该装置的工作原理为：第一光源1和第二光源2发出两束白光，色轮3处于转动状态，两束白光同时射入色轮3，并一一经过两个对称的滤光片4，由于两个对称的滤光片4的滤光波段相同，因此在任意时刻，穿过色轮3的两束光的波段均相同，即颜色相同，相同颜色的两束光同时进入均光***5进行均光整形。
该双灯照明装置采用一个对称结构的色轮3及均光***5，使两个光源发出的光在不同的空间中无叠加的耦合进均光***5，避免了传统结构中两束光在同一狭窄的空间中耦合而产生的干涉损耗，提高了光能的利用率，从而提高了投影亮度，并且，均光***5不同于传统光棒的入光口较小，其收光能力较强，解决了光线不能完全进入的问题，因此该装置的光能利用率较高。另外，经过色轮的光线不必严格聚焦于均光***的入光口，因此对第一光源和第二光源的位置不必严格限制，进而有利于该装置的散热设计。并且，色轮3放置于均光***5的输入端，经过不同滤光片4输出的光可以在均光***5中进行混色，进而避免了当色轮位于均光***之后时导致的投影画面色彩不均的问题。另外，该装置仅设置一个色轮即可实现双光路耦合，结构简单且成本较低。
如图2，在本实施例中，色轮3通常至少包括三对滤光片4，即第一对滤光片41、第二对滤光片42及第三对滤光片43，分别用于透射红光、绿光和蓝光。为了便于说明，也可分别称为红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片。优选的，红色滤光片41、绿色滤光片42、蓝色滤光片43均分一圆面，每对滤光片4对应的圆心角为120°。当然，滤光片4也可以设有更多对，具体的，可沿顺时针或逆时针方向依次均匀设置红—绿—蓝—红—绿—蓝—红……滤光片。以上仅为具体的实施例，滤光片的数目、颜色以及角度可以根据具体要求灵活设计。
在本实施例中，白光光源可以包括发光体101及反光罩102，反光罩具有一反射面，其形状可以为椭球形或其他所需形状。
如图3，在本实施例中，均光***5可以包括两个准直镜组和一个复眼镜组，两个准直镜组分别为第一准直镜组51和第二准直镜组52，其中，第一准直镜组51位于第一色轮3的输出光路上，第二准直镜组52位于第二色轮4的输出光路上。复眼镜组53则位于两个准直镜组的输出光路上，具有较高的均光特性。其中，经第一色轮3和第二色轮4输出的光具有一定的发散角，两光束经第一准直镜组51和第二准直镜组52后变为平行光，然后同时射入复眼镜组53，复眼镜组53对两束平行光进行均光处理并向投影***的显示面板6输出，如图4。该均光***中的准直镜组可以100%接收自色轮输出的光，并将这部分光完全投射到复眼镜组53，光能损失极少，并且由于复眼镜组53高效均光的特性，使得该均光***5较传统的光棒的光能利用率及出光的均匀性更高。
进一步的，第一准直镜组51和第二准直镜组51均包括两个透镜，即靠近色轮的入射透镜511和远离色轮的出射透镜512，入射透镜511将出自第一色轮3的光进行聚焦，其聚焦点恰好与出射透镜512靠近入射透镜511的焦点重合，使光束经出射透镜512为变为平行光并向复眼镜组53输出。
进一步的，如图5，复眼镜组53可以包括共轴设置的入射复眼透镜531和出射复眼透镜532。入射复眼透镜531和出射复眼透镜532均包括多个呈阵列式排布的微透镜单元5311。该微透镜单元5311的形状可以同投影***所需的照明光的形状相适应，入射复眼透镜531的微透镜单元和出射复眼透镜532的微透镜单元一一对应，两复眼透镜之间的距离根据实际需要合理设计。经过复眼透镜的每个微透镜单元5311输出的光均会投射到显示面板6上且覆盖整个显示面板6，这样，显示面板6上的光斑是众多个微透镜单元5311的出射光的叠加，使照明光斑更加均匀。
进一步参考图5，该复眼镜组53的入射复眼透镜531和出射复眼透镜532可以设置于一平板透镜533的两个相对的表面上，形成一整体，以便于安装。
进一步的，入射复眼透镜531和出射复眼透镜532还可以与该平板透镜533一体成型，即选取一块适合的透明板材，在该板材的两个相对的表面上加工出微透镜单元阵列，这样更便于制造，且更便于保证入射复眼透镜531和出射复眼透镜532的微透镜单元一一对应，避免单独装配入射、出射复眼透镜时产生误差。
本发明提供的双灯照明装置通过一个对称色轮将两光源发出的光在两条相互独立的路径中耦合至收光能力较强的均光***，避免了两束光在耦合的过程中及在进入均光器件时产生的损耗，提高了显示面板的受照亮度；并且，光源的位置不受限制，便于散热***的设计；同时由于色轮设置于均光***的输入端，保证了显示画面色彩的均匀性。该装置适用于投影***中，尤其是DLP投影***。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种双灯照明装置，其特征在于，包括两个并排设置的白光光源，在两个所述白光光源的出光方向设有一色轮，所述色轮包括多对滤光片，每对滤光片均关于所述色轮的中心对称且滤光波段相同，使两个所述白光光源发出的光经过任一对滤光片后输出的光颜色相同，在所述色轮的输出光路上设有一可直接接收任一对滤光片的输出光的均光***；
所述均光***包括两个准直镜组和一个用于将所述两个准直镜组输出的光进行均光处理的复眼镜组，所述两个准直镜组分别位于两个色轮的输出光路上，所述复眼镜组位于所述两个准直镜组的输出光路上，所述两个准直镜组的中心轴平行；
所述准直镜组包括靠近所述色轮的入射透镜，以及远离所述色轮并用于将出自所述入射透镜的光转换为平行光并向所述复眼镜组输出的出射透镜。
2.如权利要求1所述的双灯照明装置，其特征在于，所述色轮包括可透射红光的第一对滤光片、可透射绿光的第二对滤光片及可透射蓝光的第三对滤光片。
3.如权利要求2所述的双灯照明装置，其特征在于，所述第一对滤光片、第二对滤光片及第三对滤光片均分于同一圆面上。
4.如权利要求1所述的双灯照明装置，其特征在于，所述复眼镜组包括共轴设置的入射复眼透镜和出射复眼透镜，所述入射复眼透镜和出射复眼透镜均包括多个呈阵列式排布的微透镜单元，所述入射复眼透镜的微透镜单元和所述出射复眼透镜的微透镜单元一一对应。
5.如权利要求4所述的双灯照明装置，其特征在于，所述入射复眼透镜和出射复眼透镜设置于一平板透镜的两个相对的表面上。
6.如权利要求5所述的双灯照明装置，其特征在于，所述入射复眼透镜和出射复眼透镜与所述平板透镜一体成型。
7.一种投影仪，包括显示装置及为所述显示装置提供照明的照明装置，其特征在于，所述照明装置采用权利要求1至6任一项所述的双灯照明装置。
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