[发明专利]投影仪光源系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种投影仪光源系统，尤其是一种具有复合曲面式聚焦透镜的投影仪光源系统。

背景技术

投影仪是一种放大显示图像的投影装置，是办公场合常用的放映设备，可以用于显示文稿、图像等。作为各种口头发言的辅助设备，其应用日益广泛，越来越多的商务活动以及内部交流、课堂、法庭等场合都需要使用投影仪进行文件放映，以达到更好的说明效果。

对于投影仪来说，投射光线的强弱对其成像质量有着很重要的影响，而投射光线的强弱除了取决于发光装置本身的功率外，还取决于光源系统对光线的利用率。如图1所示，图1是一种传统的投影仪光源系统。该光源系统100具有发光装置110、反射罩120、前置透镜130和导光管140。其中发光装置110位于反射罩120中，其发出的光线经反射罩反射后，沿该反射罩的开口方向传输。前置透镜130具有聚光作用，可将上述发光装置110发出的光汇聚至导光管140中，光能由此途径传导至后续的光学系统中。因此汇聚至导光管140中的光线的光能量越高，损失的光能越少，投影仪的投射光线就越亮。但是通常反射罩120为圆对称结构，其反射后的光线整体为圆形光束，如图2所示，该圆形光束透过前置透镜后仍就成圆形光束。而光导管140通常为方形导管，所以起入光截面为方形，再加上在生产过程中会出现一些制造公差，导致光束不能与光导管140完全耦合，因而会有部分光线没有进入光导管中，出现较大的能量损失。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提出一种投影仪光源装置。该光源装置具有特殊结构的前置透镜，该前置透镜可以将发光装置经反射罩反射后的圆形光束塑形成方形光束，同时使其汇聚成与光导管相匹配的尺寸，使光束与光导管的耦合度提高，增加光能的利用率。

根据本发明的目的提出的投影仪光源装置，包括发光装置、反射罩、导光管和透镜，所述发光装置位于该反射罩中，该发光装置发出的光线经该反射罩反射后沿该反射罩的开口方向形成圆形光束；所述导光管位于该圆形光束的行进方向上，该导光管的入光截面为方形；以及所述透镜位于该发光装置和该导光管之间，该透镜面对该发光装置的一侧具有第一曲面，该透镜的另一侧具有第二曲面，其中该第一曲面具有在第一平面内的第一曲率半径，该第二曲面具有在垂直该第一平面的第二平面内的第二曲率半径，该第一曲率半径和该第二曲率半径的大小不同，用以使该圆形光束经过该透镜后形成方形光束。

根据本发明的目的提出的投影仪光源装置，其中所述透镜的整体屈光度为正。

根据本发明的目的提出的投影仪光源装置，其中所述透镜还包括微结构，位于该第二曲面的两侧，该发光装置发出的离轴光经该微结构折射后汇聚至该导光管中。

根据本发明的目的提出的投影仪光源装置，其中所述微结构为菲涅尔棱镜、绕射元件、全像元件或非球面镜中的一种。

根据本发明的目的提出的投影仪光源装置，其中所述第一曲率半径的值的范围在100mm至300mm之间。

根据本发明的目的提出的投影仪光源装置，其中所述第二曲率半径的值的范围在200mm至400mm之间。

根据本发明的目的提出的投影仪光源装置，其中所述透镜为玻璃材质，其折射率小于1.6，色散值小于40.

根据本发明的目的提出的投影仪光源装置，其中所述透镜为红外或者紫外光的滤波片。

根据本发明的目的提出的投影仪光源装置，其中所述方形光束的尺寸和所述导光管的入光截面尺寸想匹配。

根据本发明的目的提出的投影仪光源装置，其中所述透镜的主光轴与圆形光束的行进方向成一夹角，该夹角的范围在0度至40度之间。

通过设计这种复合双曲面式的前置透镜，可以使圆形光束透射后塑形成方形光束，同时在该透镜的边缘设计微结构，使离轴光线能够汇聚至导光管上，从而不仅增加了光线与导光管的耦合程度，更减少了泄漏光，提高了整体的光能利用率。

下面将结合附图对本发明做详细说明。

附图说明

图1是一种传统的投影仪光源系统；

图2是传统的透镜光路效果图；

图3是本发明的第一实施方式的光源装置示意图；

图4是本发明的第一实施方式的前置透镜示意图；

图5是图4中前置透镜的光路效果图；

图6是本发明的第二实施方式的光源装置示意图；

图7是本发明的第二实施方式的前置透镜示意图；

图8是图7中前置透镜的光路效果图；

图9是图8中标识E部分的局部放大图。

具体实施方式