專利名稱：一種雙燈照明裝置及投影儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于投影技術領域，尤其涉及一種雙燈照明裝置及包括該裝置的投影儀。
背景技術：
目前的數(shù)字光處理(DLP)雙燈投影照明系統(tǒng)中，多采用光棒進行均光整形，光源發(fā)出的光通常經(jīng)過反射鏡等器件耦合進光棒。這種照明系統(tǒng)由于耦合端的空間比較狹小，易發(fā)生干涉損耗，光耦合效率較低，另外，由于光棒入口面積的尺寸較小，通常小于入射光斑的大小，使得光線不能夠充分進入光棒，因此這種系統(tǒng)的光耦合效率較低，進而影響投影亮度；另外，光棒收光時，需要光線必須聚焦于光棒入口，這樣，光源的位置便受到嚴格的限制，不利于散熱設計
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種雙燈照明裝置，旨在解決現(xiàn)有照明裝置的光能利用率低及不便于散熱設計的問題。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種雙燈照明裝置，包括兩個并排設置的白光光源，在兩個所述白光光源的出光方向設有一色輪，所述色輪包括多對濾光片，每對濾光片均關于所述色輪的中心對稱且濾光波段相同，使兩個所述白光光源發(fā)出的光經(jīng)過任一對濾光片后輸出的光顏色相同，在所述色輪的輸出光路上設有一可直接接收任一對濾光片的輸出光的均光系統(tǒng)。本發(fā)明的另一目的在于提供一種投影儀，包括顯示裝置及為所述顯示裝置提供照明的照明裝置，所述照明裝置采用上述的雙燈照明裝置。本發(fā)明采用一個對稱結構的色輪將兩個光源發(fā)出的光在不同的空間中無疊加的耦合進均光系統(tǒng)，避免了傳統(tǒng)結構中兩束光在同一狹窄的空間中耦合而產(chǎn)生的干涉損耗，提高了光能的利用率；并且，均光系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)光棒的入光口較小，其收光能力較強，解決了光線不能完全進入的問題，因此該裝置的光能利用率較高，投影亮度較高。另外，經(jīng)過色輪的光線不必嚴格聚焦于均光系統(tǒng)的入光口，因此對第一光源和第二光源的位置不必嚴格限制，進而有利于該裝置的散熱設計。并且，該裝置僅設置一個色輪即可實現(xiàn)雙光路耦合，結構簡單且成本較低。進而，使采用該照明裝置的投影儀具有較佳的質(zhì)量和性能。


圖I是本發(fā)明雙燈照明裝置實施例的結構示意圖(一)；圖2是本發(fā)明雙燈照明裝置實施例的色輪結構示意圖；圖3是本發(fā)明雙燈照明裝置實施例的結構示意圖(二)；圖4是本發(fā)明雙燈照明裝置實施例中的復眼鏡組的工作原理圖；圖5是本發(fā)明雙燈照明裝置實施例中的復眼鏡組的結構示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。圖I示出了本發(fā)明提供的雙燈照明裝置實施例的結構示意圖，為了便于說明，僅不出了與本實施例相關的部分。該雙燈照明裝置包括兩個并排設置的白光光源，即第一光源I和第二光源2，在兩個白光光源的輸出光路上設有一色輪3，色輪3包括多對濾光片4，每對濾光片4的濾光波段相同，并且關于色輪3的中心對稱，使得第一光源I和第二光源2發(fā)出的光可以同時經(jīng)過任一對濾光片4。當然，色輪3的直徑需要與第一光源I和第二光源2的間距相匹配，保證第一光源I和第二光源2輸出的兩束光恰好可以經(jīng)過兩個對稱的濾光片4。在色輪3的輸出光路上設有一均光系統(tǒng)5，該均光系統(tǒng)5的入光口較大，可直接接收第一色輪3和第二色輪4的輸出光，而不必在前方設置聚焦透鏡等器件。 該裝置的工作原理為第一光源I和第二光源2發(fā)出兩束白光，色輪3處于轉動狀態(tài)，兩束白光同時射入色輪3，并一一經(jīng)過兩個對稱的濾光片4，由于兩個對稱的濾光片4的濾光波段相同，因此在任意時刻，穿過色輪3的兩束光的波段均相同，即顏色相同，相同顏色的兩束光同時進入均光系統(tǒng)5進行均光整形。該雙燈照明裝置采用一個對稱結構的色輪3及均光系統(tǒng)5，使兩個光源發(fā)出的光在不同的空間中無疊加的耦合進均光系統(tǒng)5，避免了傳統(tǒng)結構中兩束光在同一狹窄的空間中耦合而產(chǎn)生的干涉損耗，提高了光能的利用率，從而提高了投影亮度，并且，均光系統(tǒng)5不同于傳統(tǒng)光棒的入光口較小，其收光能力較強，解決了光線不能完全進入的問題，因此該裝置的光能利用率較高。另外，經(jīng)過色輪的光線不必嚴格聚焦于均光系統(tǒng)的入光口，因此對第一光源和第二光源的位置不必嚴格限制，進而有利于該裝置的散熱設計。并且，色輪3放置于均光系統(tǒng)5的輸入端,經(jīng)過不同濾光片4輸出的光可以在均光系統(tǒng)5中進行混色,進而避免了當色輪位于均光系統(tǒng)之后時導致的投影畫面色彩不均的問題。另外，該裝置僅設置一個色輪即可實現(xiàn)雙光路耦合，結構簡單且成本較低。如圖2，在本實施例中，色輪3通常至少包括三對濾光片4，即第一對濾光片41、第二對濾光片42及第三對濾光片43，分別用于透射紅光、綠光和藍光。為了便于說明，也可分別稱為紅色濾光片、綠色濾光片、藍色濾光片。優(yōu)選的，紅色濾光片41、綠色濾光片42、藍色濾光片43均分一圓面，每對濾光片4對應的圓心角為120°。當然，濾光片4也可以設有更多對，具體的，可沿順時針或逆時針方向依次均勻設置紅一綠一藍一紅一綠一藍一紅……濾光片。以上僅為具體的實施例，濾光片的數(shù)目、顏色以及角度可以根據(jù)具體要求靈活設計。在本實施例中，白光光源可以包括發(fā)光體101及反光罩102，反光罩具有一反射面，其形狀可以為橢球形或其他所需形狀。如圖3，在本實施例中，均光系統(tǒng)5可以包括兩個準直鏡組和一個復眼鏡組，兩個準直鏡組分別為第一準直鏡組51和第二準直鏡組52，其中，第一準直鏡組51位于第一色輪3的輸出光路上,第二準直鏡組52位于第二色輪4的輸出光路上。復眼鏡組53則位于兩個準直鏡組的輸出光路上，具有較高的均光特性。其中，經(jīng)第一色輪3和第二色輪4輸出的光具有一定的發(fā)散角，兩光束經(jīng)第一準直鏡組51和第二準直鏡組52后變?yōu)槠叫泄?，然后同時射入復眼鏡組53，復眼鏡組53對兩束平行光進行均光處理并向投影系統(tǒng)的顯示面板6輸出，如圖4。該均光系統(tǒng)中的準直鏡組可以100%接收自色輪輸出的光，并將這部分光完全投射到復眼鏡組53，光能損失極少，并且由于復眼鏡組53高效均光的特性，使得該均光系統(tǒng)5較傳統(tǒng)的光棒的光能利用率及出光的均勻性更高。進一步的，第一準直鏡組51和第二準直鏡組51均包括兩個透鏡，即靠近色輪的入射透鏡511和遠離色輪的出射透鏡512，入射透鏡511將出自第一色輪3的光進行聚焦，其聚焦點恰好與出射透鏡512靠近入射透鏡511的焦點重合，使光束經(jīng)出射透鏡512為變?yōu)槠叫泄獠⑾驈脱坨R組53輸出。進一步的，如圖5，復眼鏡組53可以包括共軸設置的入射復眼透鏡531和出射復眼透鏡532。入射復眼透鏡531和出射復眼透鏡532均包括多個呈陣列式排布的微透鏡單元5311。該微透鏡單元5311的形狀可以同投影系統(tǒng)所需的照明光的形狀相適應，入射復眼透鏡531的微透鏡單元和出射復眼透鏡532的微透鏡單元一一對應，兩復眼透鏡之間的距離根據(jù)實際需要合理設計。經(jīng)過復眼透鏡的每個微透鏡單元5311輸出的光均會投射到顯示 面板6上且覆蓋整個顯示面板6，這樣，顯示面板6上的光斑是眾多個微透鏡單元5311的出射光的疊加，使照明光斑更加均勻。進一步參考圖5，該復眼鏡組53的入射復眼透鏡531和出射復眼透鏡532可以設置于一平板透鏡533的兩個相對的表面上，形成一整體，以便于安裝。進一步的，入射復眼透鏡531和出射復眼透鏡532還可以與該平板透鏡533 —體成型，即選取一塊適合的透明板材，在該板材的兩個相對的表面上加工出微透鏡單元陣列，這樣更便于制造，且更便于保證入射復眼透鏡531和出射復眼透鏡532的微透鏡單元一一對應，避免單獨裝配入射、出射復眼透鏡時產(chǎn)生誤差。本發(fā)明提供的雙燈照明裝置通過一個對稱色輪將兩光源發(fā)出的光在兩條相互獨立的路徑中耦合至收光能力較強的均光系統(tǒng)，避免了兩束光在耦合的過程中及在進入均光器件時產(chǎn)生的損耗，提高了顯示面板的受照亮度；并且，光源的位置不受限制，便于散熱系統(tǒng)的設計；同時由于色輪設置于均光系統(tǒng)的輸入端，保證了顯示畫面色彩的均勻性。該裝置適用于投影系統(tǒng)中，尤其是DLP投影系統(tǒng)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種雙燈照明裝置，其特征在于，包括兩個并排設置的白光光源，在兩個所述白光光源的出光方向設有一色輪，所述色輪包括多對濾光片，每對濾光片均關于所述色輪的中心對稱且濾光波段相同，使兩個所述白光光源發(fā)出的光經(jīng)過任一對濾光片后輸出的光顏色相同，在所述色輪的輸出光路上設有一可直接接收任一對濾光片的輸出光的均光系統(tǒng)。
2.如權利要求I所述的雙燈照明裝置，其特征在于，所述色輪包括可透射紅光的第一對濾光片、可透射綠光的第二對濾光片及可透射藍光的第三對濾光片。
3.如權利要求2所述的雙燈照明裝置，其特征在于，所述第一對濾光片、第二對濾光片及第三對濾光片均分于同一圓面上。
4.如權利要求I所述的雙燈照明裝置，其特征在于，所述均光系統(tǒng)包括兩個準直鏡組和一個用于將所述兩個準直鏡組輸出的光進行均光處理的復眼鏡組，所述兩個準直鏡組分別位于兩個色輪的輸出光路上，所述復眼鏡組位于所述兩個準直鏡組的輸出光路上。
5.如權利要求4所述的雙燈照明裝置，其特征在于，所述準直鏡組包括靠近所述色輪的入射透鏡，以及遠離所述色輪并用于將出自所述入射透鏡的光轉換為平行光并向所述復眼鏡組輸出的出射透鏡。
6.如權利要求4或5所述的雙燈照明裝置，其特征在于，所述復眼鏡組包括共軸設置的入射復眼透鏡和出射復眼透鏡，所述入射復眼透鏡和出射復眼透鏡均包括多個呈陣列式排布的微透鏡單元，所述入射復眼透鏡的微透鏡單元和所述出射復眼透鏡的微透鏡單元--對應。
7.如權利要求6所述的雙燈照明裝置，其特征在于，所述入射復眼透鏡和出射復眼透鏡設置于一平板透鏡的兩個相對的表面上。
8.如權利要求7所述的雙燈照明裝置，其特征在于，所述入射復眼透鏡和出射復眼透鏡與所述平板透鏡一體成型。
9.一種投影儀，包括顯示裝置及為所述顯示裝置提供照明的照明裝置，其特征在于，所述照明裝置采用權利要求I至8任一項所述的雙燈照明裝置。
全文摘要
本發(fā)明適用于投影領域，提供了一種雙燈照明裝置及投影儀，該裝置包括兩個并排設置的白光光源，在兩個所述白光光源的出光方向設有一色輪，所述色輪包括多對濾光片，每對濾光片均關于所述色輪的中心對稱且濾光波段相同，使兩個所述白光光源發(fā)出的光經(jīng)過任一對濾光片后輸出的光顏色相同，在所述色輪的輸出光路上設有一可直接接收任一對濾光片的輸出光的均光系統(tǒng)。本發(fā)明采用一個對稱結構的色輪將兩個光源發(fā)出的光在不同的空間中無疊加的耦合進均光系統(tǒng)，提高了光能的利用率；并且，均光系統(tǒng)的收光能力較強，因此該裝置的光能利用率較高，投影亮度較高。另外，第一光源和第二光源的位置不必嚴格限制，進而有利于該裝置的散熱設計。
文檔編號G03B21/20GK102809882SQ201210241168
公開日2012年12月5日 申請日期2012年7月12日 優(yōu)先權日2012年7月12日
發(fā)明者倪澤斌, 吳杰陽, 金建培 申請人:蕪湖雅圖數(shù)字視頻技術有限公司