CN113225544A - 照明***和投影设备 - Google Patents

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CN113225544A
CN113225544A CN202110534532.3A CN202110534532A CN113225544A CN 113225544 A CN113225544 A CN 113225544A CN 202110534532 A CN202110534532 A CN 202110534532A CN 113225544 A CN113225544 A CN 113225544A
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light
prism
lens
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light beam
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杜玉楠
田勇
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Qingdao Hisense Laser Display Co Ltd
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Qingdao Hisense Laser Display Co Ltd
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Abstract

本申请公开了一种照明***和投影设备，属于激光技术领域。该照明***包括沿照明***的光路方向依次设置的数字微镜器件、棱镜组件、挡光板以及投影镜头，挡光板包括开口区域以及遮挡区域，数字微镜器件将接收到的照明光束进行处理后反射输出，并将数字微镜器件的反射镜处于开启状态时输出的成像光束导向棱镜组件且成像光束能够经由棱镜组件以及挡光板的开口区域射向投影镜头，挡光板的遮挡区域可以阻挡棱镜组件未能阻挡的数字微镜器件的反射镜处于关闭状态时输出的非成像光束射向投影镜头，即挡光板可以减少射向投影镜头的非成像光束，进而可以提高投影显示画面对比度，解决了相关技术中投影显示画面的质量较差的问题，提升了投影显示画面质量。

Description

照明***和投影设备
技术领域
本申请涉及激光技术领域，特别涉及一种照明***和激光投影设备。
背景技术
激光投影显示技术是目前市场上的一种新型的投影显示技术，相对于LED投影产品，激光投影显示技术具有成像清晰，色彩鲜艳，亮度更高的特点，这些显著的特点逐渐使得激光投影显示技术成为市场上的又一主流的发展方向。数字微镜器件(英文：digitalmicromirror device，简称：DMD)DMD包括多个能够在两个位置之间转动的反射镜，这两个位置可以为开启位置以及关闭位置，通过转动的反射镜即可以控制DMD出射的光束。DMD的尺寸大小关系着激光投影设备的显示画面效果，DMD的尺寸越大，像元尺寸越多，显示画面也就越细腻，同时反射的光线也就越多，亮度更高。
一种照明***，该照明***包括DMD以及棱镜，棱镜需要使得DMD的成像光束以及非成像光束完全入射棱镜，以将成像光束导出至投影镜头，同时避免非成像光束入射至投影镜头。
上述照明***的投影显示画面的质量较差。
发明内容
本申请实施例提供了一种照明***和投影设备。所述照明***包括：沿所述照明***的光路方向依次设置的数字微镜器件、棱镜组件挡光板以及投影镜头；
所述棱镜组件包括第一入光面以及第一出光面，所述数字微镜器件位于所述第一入光面外，所述挡光板位于所述第一出光面外，所述数字微镜器件用于将接收到的光束处理后导向所述棱镜组件的第一入光面，所述挡光板包括开口区域以及遮挡区域，所述开口区域的尺寸大于或等于所述数字微镜器件中的反射镜处于开启状态时输出的成像光束照射到所述挡光板所在平面的光斑的最大尺寸，用于使所述成像光束能够穿过所述开口区域以射向所述投影镜头，所述挡光板的遮挡区域用于阻挡所述数字微镜器件中的反射镜处于关闭状态时输出的非成像光束射向所述投影镜头。
可选地，所述棱镜组件包括第一棱镜，所述第一棱镜由所述第一入光面、所述第一出光面以及底面围成，所述第一入光面和所述第一出光面互相垂直；
所述非成像光束包括射向所述棱镜组件的第一入光面，并经所述第一棱镜的底面射出的第一光束，以及从所述数字微镜射向所述入光口的第二光束，所述挡光板的遮挡区域包括用于遮挡所述第一光束的第一遮挡区域以及用于遮挡所述第二光束的第二遮挡区域。
可选地，所述第一棱镜用于通过所述第一入光面接收所述成像光束，并将所述成像光束导向所述底面，由所述底面将所述成像光束反射向所述第一出光面以输出所述第一棱镜，所述第一入光面的尺寸大于或等于所述成像光束照射到所述底面所在平面上的光斑的尺寸。
可选地，所述数字微镜器件呈长方形，且所述数字微镜器件的短边与所述第一入光面平行，且垂直于所述第一出光面。
可选地，所述第一入光面满足公式：
P≥2*L*tanθ+WDMD；
其中，P为所述第一入光面的边长，L为所述数字微镜器件的镜面到所述第一棱镜的距离；θ为所述照明***数值孔径角，WDMD为所述数字微镜器件的短边宽度；
所述照明***数值孔径角满足公式：θ＝arcsin(1/2*F)；其中，F为所述照明***的F数。
可选地，所述棱镜组件还包括第二棱镜和平板玻璃，所述第二棱镜由第二入光面、第二出光面以及曲面围成，所述第二出光面与所述平板玻璃的一面相对，所述第一棱镜的底面与所述平板玻璃的另一面相对，所述第二入光面用于接收光束并将光束导向所述曲面，所述曲面用于将光束反射向所述第二出光面。
可选地，所述照明***还包括振镜组件，所述振镜组件位于所述数字微镜器件和所述棱镜组件之间。
可选地，所述照明***还包括匀光组件和光束准直放大镜组，所述匀光组件用于将接收到的光束处理后导向所述光束准直放大镜组，所述光束准直放大镜组用于将光束导向所述棱镜组件。
可选地，所述光束准直放大镜组包括沿光路方向依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜的主光轴沿逆时针方向从与所述匀光组件的主光轴平行的状态旋转了第一夹角，所述第一夹角满足公式：
θ1<arcsin(2*L1/D1)；
其中，θ1为所述第一夹角，L1为所述匀光组件的出光口到所述第一透镜轴心的距离；D1为所述第一透镜的直径。
所述投影设备包括上述的照明***。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
提供了一种包括数字微镜器件、棱镜组件、挡光板以及投影镜头的照明***，其中，挡光板包括开口区域以及遮挡区域，数字微镜器件将接收到的光束进行处理后反射输出，并将数字微镜器件的反射镜处于开状态时输出的成像光束导向棱镜组件且成像光束能够经由棱镜组件以及挡光板的开口区域射向投影镜头，挡光板的遮挡区域可以阻挡棱镜组件未能阻挡的数字微镜器件的反射镜处于关闭状态时输出的非成像光束射向投影镜头，即挡光板可以减少射向投影镜头的非成像光束，进而可以提高投影显示画面对比度，解决了相关技术中投影显示画面的质量较差的问题，达到了提升了投影显示画面质量的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是一种照明***的结构示意图；
图2是一另种照明***的结构示意图；
图3是本申请实施例示出的一种照明***的结构示意图；
图4是本申请实施例示出的一种挡光板的结构示意图；
图5是本申请实施例示出的一种照明***的光路示意图；
图6是图2所示的照明***中数字微镜器件和第一棱镜的结构示意图；
图7是本申请实施例示出的一种后工作距离的结构示意图；
图8是本申请实施例提供的另一种照明***的结构示意图；
图9是本申请实施例提供的一种投影设备的结构示意图。
通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
数字微镜器件可以看做是由许多微反射镜构成的一种光开关，即利用旋转微反射镜实现光开关的开合，镜片的多少由显示分辨率决定，一个小镜片对应一个像素，微反射镜是其最小的工作单位，也是影响其性能的关键。微反射镜的体积非常小，但是依然拥有不同于液晶的复杂机械结构——每块微反射镜都有独立的支撑架，并围绕铰接斜轴进行正或者负n度(n＞0)进行的偏转。在微反射镜的两角布置了两个电极，可以通过电压控制微反射镜的偏转。
微反射镜是依靠反射光线工作的，在微反射镜开启状态时(英文：On State，即指微反射镜偏转+n度)，即入射光线(光源)的入射角达到n度，反射角亦达n度(两者相加即是2n度)，此时镜头可以接收到的光线的能量最大；若微反射镜偏向关闭状态时(英文：OffState，即指微反射镜偏转-n度)，此时镜头接收到的光线的能量最小，亮度最低。
图1是相关技术中的一种照明***的结构示意图。该照明***包括照明镜组111、反向全反射棱镜112和数字微镜器件113。
当光束S1从照明镜组111射出后，经过反向全反射棱镜112，入射至数字微镜器件113。数字微镜器件113的长边入射模式是指数字微镜器件113中在厚度方向上较长的边接受光的入射。数字微镜器件113处理后的成像光束S11射入反向全反射棱镜112，再从反向全反射棱镜112射出至投影镜头114，数字微镜器件113处理后的非成像光束S12也射向反向全反射棱镜112，从反向全反射棱镜112射出光机照明***。
但是由于数字微镜器件113不能使得全部的非成像光束入射反向全反射棱镜112，进而部分的非成像光束S12入射投影镜头114，又由于不同颜色的光束折射率不同，导致部分经反向全反射棱镜112射出的非成像光束S12入射投影镜头，进而导致投影画面的对比度低。
图2是相关技术中的另一种照明***的结构示意图，该照明***包括照明镜组121、反向全反射棱镜122和数字微镜器件123。当光束S1从照明镜组121射出后，经过反向全反射棱镜122，入射至数字微镜器件123。相较于上述相关技术中的照明***，该照明***中的反向全反射棱镜122的尺寸较大，非成像光束S12可以在反向全反射棱镜122的第一出光面上发生全发射，从底面出射，进而减少数字微镜器件123输出的非成像光束S12入射投影镜头114。
但是，该照明***中反向全反射棱镜的体积较大，导致投影镜头后工作距离增大，镜头体积增大，进而照明装置整体体积较大，从而使整个投影设备的体积较大。
本申请实施例提供了一种照明装置和激光投影设备，可以解决上述相关技术中的问题。
如图3所示，图3是本申请实施例示出的沿平行于数字微镜器件所在平面看向数字微镜器件的一种照明***，照明***包括：沿照明***的光路方向依次设置的数字微镜器件21、棱镜组件22、挡光板23以及投影镜头。投影镜头可以包括镜头上的入光镜片24。
棱镜组件22包括第一入光面B1以及第一出光面B2，数字微镜器件21位于第一入光面B1外，挡光板23位于第一出光面B2外，数字微镜器件21用于将接收到的光束处理后导向棱镜组件的第一入光面B1。
如图4所示，图4是本申请实施例示出的一种挡光板的结构示意图，挡光板23包括开口区域231以及遮挡区域232，开口区域231的尺寸大于或等于数字微镜器件中的反射镜处于开启状态时输出的成像光束照射到挡光板23所在平面的光斑的最大尺寸，用于使成像光束能够穿过开口区域231以射向投影镜头，挡光板23的遮挡区域232用于阻挡数字微镜器件中的反射镜处于关闭状态时输出的非成像光束射向投影镜头，即挡光板可以减少投影镜头处的非成像光束，进而可以降低数字微镜器件射出的非成像光束对投影显示画面对比度造成影响。
示例性的，如图5所示，图5是本申请实施例示出的一种照明***的光路示意图，数字微镜器件21中的反射镜处于开启状态时输出的成像光束S3，可以穿过开口区域射向镜头上的入光镜片24，数字微镜器件21中的反射镜处于关闭状态时输出的非成像光束S4，可以出射到挡光板23的遮挡区域，可以减少入射至入光镜片24的非成像光束S4，进而可以提高投影显示画面的对比度。
综上所述，本申请实施例提供了一种包括数字微镜器件、棱镜组件、挡光板以及投影镜头的照明***，其中，挡光板包括开口区域以及遮挡区域，数字微镜器件将接收到的光束进行处理后反射输出，并将数字微镜器件的反射镜处于开启状态时输出的成像光束导向棱镜组件，且成像光束能够经由棱镜组件以及挡光板的开口区域射向投影镜头，挡光板的遮挡区域可以阻挡棱镜组件未能阻挡的数字微镜器件的反射镜处于关闭状态时输出的非成像光束射向投影镜头，即挡光板可以减少射向投影镜头的非成像光束，进而可以在满足体积小型化的同时提高投影显示画面的对比度，解决了相关技术中投影显示画面的质量较差的问题，达到了提升投影显示画面质量的效果。
可选地，如图3所示，棱镜组件22包括第一棱镜221，第一棱镜221由第一入光面B1、第一出光面B2以及底面B3围成，第一入光面B1和第一出光面B2互相垂直，示例性的，第一棱镜221可以为反向全反射棱镜(英文：Reverse Total Internal Reflection，简写：RTIR)，反向全反射棱镜是一种等腰直角三棱镜。
如图5所示，非成像光束S4包括射向棱镜组件22的第一入光面B1，并经第一棱镜221的底面B3射出的第一光束S41，以及从数字微镜21射向投影镜头的第二光束S42，挡光板的遮挡区域232包括用于遮挡第一光束S41的第一遮挡区域2321以及用于遮挡第二光束S42的第二遮挡区域2322。挡光板的挡光板23的第一遮挡区域2321可以用于避免第一光束S41入射入光镜片24，挡光板的挡光板23的第二遮挡区域2322可以用于避免第二光束S42入射入光镜片24。如此，即可以减少投影镜头处的非成像光束，进而可以降低数字微镜器件射出的非成像光束对投影显示画面对比度的影响。
挡光板可以位于棱镜组件与镜头之间，挡光板还可以连接散热片，在数字微镜器件出射的非成像光束射至挡光板时，散热片可以降低挡光板及镜头周边的温度，进而可以减少温漂问题。
可选地，如图5所示，第一棱镜221用于通过第一入光面B1接收成像光束S3，并将成像光束S3导向底面B3，由底面B3将成像光束S3反射向第一出光面B2以输出第一棱镜221，第一入光面B1的尺寸大于或等于成像光束S3照射到第一入光面B1所在平面上的光斑的尺寸。如此可以使得数字微镜器件21射出的成像光束S3完整地入射至投影镜头。
可选地，如图6所示，图6是图2所示的照明***中数字微镜器件21和第一棱镜221的结构示意图，数字微镜器件21呈长方形，且数字微镜器件21的短边211与第一入光面B1平行，且垂直于第一出光面B2。
可选地，如图6所示，第一入光面B1满足公式：
P≥2*L*tanθ+WDMD；
其中，P为第一入光面B1的边长(该边长是指第一棱镜221上与数字微镜器件21的短边平行的边的边长)，L为数字微镜器件21的镜面到第一棱镜221的距离；θ为照明***数值孔径角，WDMD为数字微镜器件的短边宽度。
照明***数值孔径角满足公式：θ＝arcsin(1/2*F)；其中，F为照明***的F数。
需要说明的是，本申请实施例中的第一棱镜的尺寸仅需根据数字微镜器件射出的成像光束的尺寸进行设计，以满足数字微镜器件的成像光束可以完全出射第一棱镜，相较于相关技术中，反向全反射棱镜的尺寸需要同时根据数字微镜器件射出的成像光束和非成像光束的尺寸进行设计，以满足数字微镜器件的成像光束可以完全出射第一棱镜，同时要满足数字微镜器件的非成像光束完全入射反向全反射棱镜且不进入投影镜头，该申请实施例可以减小第一棱镜的尺寸，进而可以减小照明***的尺寸。
可选地，如图3所示，照明***还包括振镜组件25，振镜组件25位于数字微镜器件21和棱镜组件22之间。棱镜组件22导向数字微镜器件21的照明光束透过振镜组件25后，射向数字微镜器件21，数字微镜器件21将接收到的光束调制后导向振镜组件25，振镜组件25将数字微镜器件21射出的光束处理后导向棱镜组件22，并经棱镜组件22导向镜头。振镜组件25可以包括平片玻璃，通过高频振动，实现光束的错位透射。振镜组件25位于距离数字微镜器件较近的位置，此处的光束由于要在DMD表面汇聚，因此光斑较小，可以选取尺寸更小的振镜组件，进而可以缩小照明***的体积。
本申请实施例中的照明***可以适配较大尺寸数字微镜器件阀(例如0.66英寸～0.98英寸的DMD)，进而可以使得投影画面的尺寸达到100英寸～150英寸，基于振镜组件的配合，画面可实现4K～8K较高分辨率的投影成像质量。
相关技术中的激光投影仪中，通常将振镜组件放置在反向全反射棱镜和投影镜头之间，振镜组件还可以包括振镜结构件，振镜组件设置在照明***中时，通过振镜结构件为平片玻璃提供动力，使平片玻璃可以振动从而提高投影设备的分辨率，振镜结构件中包括电路板等较多部件，因此振镜结构件的体积较平片玻璃的体积更大，若将振镜组件设置在棱镜组件和投影镜头之间，振镜结构件与数字微镜器件的电路板相互干涉，因此为避免结构上的干涉，势必会拉长结构上的空间距离，导致镜头后工作距离增大，镜头体积增大。而本申请实施例中如图3所示，将振镜组件25设置在数字微镜器件21和棱镜组件22之间，光束从棱镜组件22射向数字微镜器件21时由于为照明光束，因此经过振镜组件25时不受振镜组件25振动的影响，当光束进入数字微镜器件21后重新经过振镜组件25到达投影镜头的入光镜片24时，光束为成像光束，此时振镜组件25的振动可以提高成像分辨率。
如图7所示，图7是本申请实施例示出的一种后工作距离的结构示意图。镜头的后工作距离(LBF)是指镜头接收照明***光束的镜片到像面的距离，也即是投影镜头接收照明***提供的光束的入光镜片24到数字微镜器件21之间的距离，也即是图7中H1、H2、H3与H4的长度之和。当第一棱镜(RTIR)221的尺寸减小时，H3的长度随之减小，H1、H2、H3与H4的长度之和减小，从而减小了投影镜头的后工作距离。其中，H1为数字微镜器件21到振镜组件25的距离；H2为振镜组件25到第一棱镜221的距离；H3为第一棱镜的光学截面的直角边的边长，该光学截面为三角形且垂直于数字微镜器件21所在平面，该直角边是指第一棱镜的出光面上与数字微镜器件的短边垂直的边；H4为RTIR到镜头最后的镜片的距离。
其中，镜头的后工作距离LBF可以满足下列公式：
LBF＝H1+H2+H3+H4。
且由于第一棱镜221的尺寸减小，同时减小了照明***沿光轴方向f2的整体长度，缩小了照明***的体积。另外，由于后工作距离减小，入光镜片24的尺寸可以随之减小，进而镜头的尺寸可以减小，也即是减小了整个投影设备的体积。其中，镜头的后工作距离与镜头最后的镜片(即入光镜片24)的尺寸可以满足下列公式：
D1ens＝2*LBF*tanθ2+Dcircle。
其中，D1ens为镜头中接收照明***提供的光束的镜片的尺寸，θ2为投影镜头***数值孔径角，Dcircle为像圈的尺寸。像圈(英文：image circle)是指入射光线通过投影镜头后，在焦平面上呈现出的圆形的明亮清晰的影像幅面，也称像面大小。投影镜头像圈由投影镜头的光学结构决定，一旦设计完成，其对应的像圈就确定了。
可选地，如图3所示，棱镜组件22还包括第二棱镜222和平板玻璃223，第二棱镜222由第二入光面B4、第二出光面B5以及曲面B6围成，第二出光面B5与平板玻璃223的一面相对，第一棱镜221的底面B3与平板玻璃的另一面相对，第二入光面B4用于接收光束S2并将光束S2导向曲面B6，曲面B6用于将光束S2反射向第二出光面B5。
棱镜组件可以用于分离光路中的照明光束和成像光束，第二棱镜可以使得照明光束的入射方向和镜头的光轴处于同一方向，有利于降低照明***的厚度。
第二棱镜222可以用于调整照明光束的方向，减少照明***厚度，同时，第二棱镜222的曲面B6可以缩小照明光束的光斑，进而可以进一步缩小振镜组件的尺寸。
平板玻璃223可以用于增大第二棱镜222与第一棱镜221的距离，避免第二棱镜222的结构与振镜组件25及数字微镜器件21发生结构上的干涉。
可选地，如图8所示，图8是本申请实施例提供的沿垂直于数字微镜器件所在平面看向数字微镜器件的另一种照明***的结构示意图，照明***还包括匀光组件26和光束准直放大镜组27，匀光组件26用于将接收到的光处理后导向光束准直放大镜组27，光束准直放大镜组27用于将光束导向棱镜组件。
匀光组件可以为光导管或者复眼透镜，可以用于对光源入射的激光光斑进行整形匀化。光束匀化是指将强度分布不均匀的光束通过光束变换，整形成横截面分布均匀的光束。激光光斑是指当激光光源用来照亮例如屏幕的粗糙表面或产生漫反射或漫射透光的任何其它物体时，这些光束干涉形成亮点或者暗点，产生随机的粒状强度图案。
光导管是一种由四片平面反射片拼接而成的管状器件，也即为空心光导管，光线在光导管内部多次反射，达到匀光的效果，光导管也可以采用实心光导管，光导管的入光口和出光口为形状面积均一致的矩形，光束从光导管的入光口进入，再从光导管的出光***出，在经过光导管的过程中完成光束匀化以及激光光斑优化。复眼透镜通常由一系列小透镜组合形成，将两列复眼透镜阵列平行排列，以对输入的激光光束的光斑分割，在通过后续聚焦透镜将分割的光斑累加，从而得到对光束的匀化以及光斑优化。
可选地，如图8所示，光束准直放大镜组27包括沿光路方向f1依次设置的第一透镜271、第二透镜272和第三透镜273，第一透镜271可以为球面透镜，也可以为非球面透镜；第二透镜272可以为球面透镜，也可以为非球面透镜；第三透镜273可以为球面透镜，也可以为非球面透镜。具体透镜规格选择本申请实施例在此不做限定。
其中，第一透镜271的主光轴C2沿逆时针方向从与匀光组件26的主光轴C1平行的状态旋转了第一夹角θ1，第一夹角θ1满足公式：
θ1<arcsin(2*L1/D1)；
其中，θ1为第一夹角，L1为匀光组件的出光口到第一透镜轴心的距离；D1为第一透镜的直径。
第一透镜271相对于主光轴C1倾斜放置，可以用于补偿光程；第二透镜272和第三透镜273的光轴与主光轴C1平行可以用于汇聚光束以及准直光线。
可选地，如图3所示，光束准直放大镜组27还可以包括的平面反射镜274，平面反射镜274用于接收第三透镜273出射的光束，并将光束导向棱镜组件22，平面反射镜274所在的平面与主光轴C1的夹角可以为45度，如此，平面反射镜可以使得第三透镜273出射的光线的方向90度折转，以缩短照明***沿主光轴C1方向的长度，可以减小照明***的体积。
综上所述，本申请实施例提供了一种包括数字微镜器件、棱镜组件、挡光板以及投影镜头的照明***，其中，挡光板包括开口区域以及遮挡区域，数字微镜器件将接收到的光束进行处理后反射输出，并将数字微镜器件的反射镜处于开启状态时输出的成像光束导向棱镜组件，且成像光束能够经由棱镜组件以及挡光板的开口区域射向投影镜头，挡光板的遮挡区域可以阻挡棱镜组件未能阻挡的数字微镜器件的反射镜处于关闭状态时输出的非成像光束射向投影镜头，即挡光板可以减少射向投影镜头的非成像光束，进而可以在满足体积小型化的同时提高投影显示画面的对比度，解决了相关技术中投影显示画面的质量较差的问题，达到了提升投影显示画面质量的效果。
此外，较小的棱镜组件可以减小照明***的体积。
如图9所示，图9是本申请实施例提供的一种投影设备的结构示意图。该投影设备包括照明***31、光源组件33和扩散组件34等。
照明***31可以参照上述任一实施例中的照明***，该照明***31中的棱镜组件的体积较小，进而照明***31的体积较小，照明***的光学高度可低达32毫米～45毫米，可以使得投影设备的体积较小，此外，投影***31中具有数字微镜器件、挡光板和投影镜头311，该挡光板可以减少射向投影镜头311的非成像光束，进而可以降低数字微镜器件射出的非成像光束对投影显示画面对比度的影响，可以提高投影设备的投影显示画面质量。
扩散组件34可以包括扩散轮或扩散片，扩散轮或者扩散片可以用于对光源入射的光束进行消散斑，并将消散斑后的光束导向匀光组件。
光源组件33可以包括蓝色激光发射器331、绿色激光发射器332、红色激光发射器333、以及光路组件334，光路组件334可以包括第一二向色片3341、第二二向色片3342以及透镜组件3343，二向色片是指可以对一定波长的光几乎完全透过，而对另一些波长的光几乎完全反射的滤光片。
第一二向色片3341可以用于透过蓝色激光，反射绿色激光，第二二向色片3342可以用于透过红色激光光束，反射蓝色和绿色激光光束，透镜组件3343可以用于汇聚光束，并将汇聚后的光束导向扩散组件34。
综上所述，本申请实施例提供了一种包括照明***、光源组件和扩散组件的投影设备，其中，照明***包括数字微镜器件、棱镜组件、挡光板以及投影镜头。挡光板包括开口区域以及遮挡区域，数字微镜器件将接收到的光束进行处理后反射输出，并将数字微镜器件的反射镜处于开启状态时输出的成像光束导向棱镜组件，且成像光束能够经由棱镜组件以及挡光板的开口区域射向投影镜头，挡光板的遮挡区域可以阻挡棱镜组件未能阻挡的数字微镜器件的反射镜处于关闭状态时输出的非成像光束射向投影镜头，即挡光板可以减少射向投影镜头的非成像光束，进而可以在满足体积小型化的同时提高投影显示画面的对比度，解决了相关技术中投影显示画面的质量较差的问题，达到了提升投影显示画面质量的效果。
此外，较小的棱镜组件可以减小照明***的体积，进而使得投影设备的体积较小。
在本申请中，术语“第一”、“第二”和“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种照明***，其特征在于，所述照明***包括沿所述照明***的光路方向依次设置的数字微镜器件、棱镜组件、挡光板以及投影镜头；
所述棱镜组件包括第一入光面以及第一出光面，所述数字微镜器件位于所述第一入光面外，所述挡光板位于所述第一出光面外，所述数字微镜器件用于将接收到的光束处理后导向所述棱镜组件的第一入光面，所述挡光板包括开口区域以及遮挡区域，所述开口区域的尺寸大于或等于所述数字微镜器件中的反射镜处于开启状态时输出的成像光束照射到所述挡光板所在平面的光斑的最大尺寸，用于使所述成像光束能够穿过所述开口区域以射向所述投影镜头，所述挡光板的遮挡区域用于阻挡所述数字微镜器件中的反射镜处于关闭状态时输出的非成像光束射向所述投影镜头。
2.根据权利要求1所述的照明***，其特征在于，所述棱镜组件包括第一棱镜，所述第一棱镜由所述第一入光面、所述第一出光面以及底面围成，所述第一入光面和所述第一出光面互相垂直；
所述非成像光束包括射向所述棱镜组件的第一入光面，并经所述第一棱镜的底面射出的第一光束，以及从所述数字微镜射向所述入光口的第二光束，所述挡光板的遮挡区域包括用于遮挡所述第一光束的第一遮挡区域以及用于遮挡所述第二光束的第二遮挡区域。
3.根据权利要求2所述的照明***，其特征在于，所述第一棱镜用于通过所述第一入光面接收所述成像光束，并将所述成像光束导向所述底面，由所述底面将所述成像光束反射向所述第一出光面以输出所述第一棱镜，所述第一入光面的尺寸大于或等于所述成像光束照射到所述第一入光面所在平面上的光斑的尺寸。
4.根据权利要求3所述的照明***，其特征在于，所述数字微镜器件呈长方形，且所述数字微镜器件的短边与所述第一入光面平行，且垂直于所述第一出光面。
5.根据权利要求3所述的照明***，其特征在于，所述第一入光面满足公式：
P≥2*L*tanθ+WDMD；
其中，P为所述第一入光面的边长，L为所述数字微镜器件的镜面到所述第一棱镜的距离；θ为所述照明***数值孔径角，WDMD为所述数字微镜器件的短边宽度；
所述照明***数值孔径角满足公式：θ＝arcsin(1/2*F)；其中，F为所述照明***的F数。
6.根据权利要求2所述的照明***，其特征在于，所述棱镜组件还包括第二棱镜和平板玻璃，所述第二棱镜由第二入光面、第二出光面以及曲面围成，所述第二出光面与所述平板玻璃的一面相对，所述第一棱镜的底面与所述平板玻璃的另一面相对，所述第二入光面用于接收光束并将光束导向所述曲面，所述曲面用于将光束反射向所述第二出光面。
7.根据权利要求1-6任一所述的照明***，其特征在于，所述照明***还包括振镜组件，所述振镜组件位于所述数字微镜器件和所述棱镜组件之间。
8.根据权利要求1-6任一所述的照明***，其特征在于，所述照明***还包括匀光组件和光束准直放大镜组，所述匀光组件用于将接收到的光束处理后导向所述光束准直放大镜组，所述光束准直放大镜组用于将光束导向所述棱镜组件。
9.根据权利要求8所述的照明***，其特征在于，所述光束准直放大镜组包括沿光路方向依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜的主光轴沿逆时针方向从与所述匀光组件的主光轴平行的状态旋转了第一夹角，所述第一夹角满足公式：
θ1＜arcsin(2*L1/D1)；
其中，θ1为所述第一夹角，L1为所述匀光组件出光口到所述第一透镜轴心的距离；D1为所述第一透镜的直径。
10.一种投影设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一所述的照明***。
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CN113219769A (zh) * 2021-05-24 2021-08-06 青岛海信激光显示股份有限公司 光机模组和投影设备
WO2023098049A1 (zh) * 2021-12-01 2023-06-08 成都极米科技股份有限公司 一种图像调整方法、遮挡装置及计算机存储介质

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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