[实用新型]一种用于投影照明光路的中继透镜组件

说明书

技术领域

本实用新型涉及中继透镜组件，尤其涉及一种用在投影照明光路中的中继透镜组件。

背景技术

微投影发展已有多年了，现在已从教育和专业投影产品的领域，朝向个人消费、家庭娱乐及小型会务等应用领域的延伸，微投影在价廉、小尺寸、节能及功能集成等方面显现了极大的市场潜力。

传统的投影系统采用高压汞灯以及金属卤化物灯为照明光源，由于光源发光面小，其发出的光束很容易做到平行或者会聚，若把光束做到平行的话，我们一般采用复眼镜来做光的整形和均匀化，而若把光束做到会聚的，就采用导光棒来实现光的整形和均匀化。但是，高压汞灯以及金属卤化物灯都不能满足现在环保节能的发展要求，因此，以发光二级管为光源的技术路线是微投影走向技术升级和占据市场规模的核心内容之一，与传统的照明装置相比，因微投影显示芯片的尺寸相对较小而光源发光面积又相对较大，在投影系统的照明光路的设计中，在光的利用率方面面临更大的挑战。

无论是采用复眼镜还是采用导光棒作为照明匀光装置，当光源的发光面积相对显示芯片的尺寸较大时，系统的光效率和光学指标都较低，对采用复眼镜的平行光路而言，斜光束的成分很多，这样一来，在复眼镜的落在显示芯片上的会聚焦面的主光斑以外的地方会产生很多偏轴的次级光斑，这些次级光斑不能参与成像，同时又会形成杂光，降低系统的对比度；对采用导光棒的会聚光束来说，光源面积的增加，带来了会聚光斑尺寸的变大，而会聚光斑尺寸的变大势必会增加导光棒的口径，导光棒口径的增加会降低导光棒经过中继透镜后成像在芯片上的光斑尺寸的垂轴放大率，或者是在会聚到显示芯片上的光斑尺寸与显示芯片尺寸匹配的前提下，增加照明光束的孔径角，导致大量的斜光进入不了投影镜头而参与成像。

因此，如何提供一种光利用率高的采用发光二级管为光源的中继透镜组件是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型为了解决上述现有技术中存在的技术问题，提出一种用于投影照明光路的中继透镜组件，包括导光棒、显示芯片、依次设于导光棒与显示芯片之间的中继透镜组和棱镜，所述中继透镜组包括依次设置的包含至少一个透镜的中继前组透镜和包含至少一个透镜的中继后组透镜，所述中继前组透镜与中继后组透镜的中心间距大于中继后组透镜的平均直径，所述光源经导光棒形成光斑，所述光斑经过中继前组透镜与中继后组透镜后形成会聚光束，再经过棱镜后成像至显示芯片上。

在一实施例中，所述显示芯片为0.45英寸的数字微镜显示器件；所述中继透镜组的近轴放大倍率为1.37倍；所述中继前组透镜采用玻璃材料制成，包括光焦度为0.041、阿贝数为64.1的平凸镜，和光焦度为0.033、阿贝数为64.1的第一双凸镜，所述平凸镜的平面朝向所述导光棒，所述第一双凸镜的凸面均为球面；所述中继后组透镜采用塑胶材料制成，包括一光焦度为0.056、阿贝数为56.1的第二双凸镜，所述第二双凸镜的凸面均为非球面。

在另一实施例中，所述显示芯片为0.45英寸的数字微镜显示器件；所述中继透镜组的近轴放大倍率为1.41倍；所述中继前组透镜由两片透镜组成，均采用玻璃材料，其中包括光焦度为0.041、阿贝数为64.1的平凸镜，和光焦度为0.032、阿贝数为64.1的双凸镜，所述平凸镜的平面朝向所述导光棒，所述平凸镜和所述双凸镜的凸面均为球面；所述中继后组透镜也由两片透镜组成，均采用玻璃材料，其中包括一光焦度为0.022、阿贝数为64.1的第一平凸镜，和光焦度为0.029、阿贝数为64.1的第二平凸镜，所述第一平凸镜的平面朝向所述中继前组透镜，所述第二平凸镜的平面朝向棱镜，所述第一平凸镜和所述第二平凸镜的凸面均为球面。

在其他实施例中，显示芯片为0.45英寸的数字微镜显示器件；所述中继透镜组的近轴放大倍率为1.46倍；所述中继前组透镜采用塑胶材料制成，包括光焦度为0.073、阿贝数为56.1的第一双凸镜，所述第一双凸镜的凸面均为非球面；所述中继后组透镜也采用塑胶材料制成，包括一光焦度为0.049、阿贝数为56.1的第二双凸镜，所述第二双凸镜的两个凸面为镜像对称的非球面。

在上述实施例中，中继前组透镜与中继后组透镜之间还可以设置一可用于改变光束角度的反光镜。此外，当所述中继前组透镜和所述中继后组透镜分别采用一个透镜时，所述中继前组透镜与导光棒出光面的中心距离是中继后组透镜与棱镜沿光轴的中心距离的2倍。