[发明专利]一种基于菲涅尔透镜的投影仪系统

权利要求书

1.一种基于菲涅尔透镜的投影仪系统，其特征在于：包括合光模组，菲涅尔透镜，棱镜，光阀和成像系统；从所述合光模组出射的光线经过所述菲涅尔透镜后，控制光斑大小，调整光线角度，进入所述棱镜，所述光阀调制光线，最终进入所述成像系统；

所述合光模组包括光源G，聚焦透镜，光源B，光源R，第一分光滤光片，准直透镜，第二分光滤光片和积分器；光源R、光源G、光源B的前端均设置聚焦透镜，三种光源分别发射红光、绿光、蓝光通过对应的聚焦透镜；

光源G发出的绿光和光源B发出的蓝光到达第一分光滤光片，第一分光滤光片对绿光给予通过，对蓝光给予反射；通过的绿光与反射的蓝光一起通过所述准直透镜，到达第二分光滤光片；光源R发出的红光到达所述第二分光滤光片，所述第二分光滤光片对红光给予反射，对蓝光和绿光给予通过；反射的红光与通过的蓝光和绿光到达所述积分器，进行第一次光束处理；经过第一次光束处理后的光束到达所述菲涅尔透镜，经菲涅尔透镜整形后发出，菲涅尔透镜控制光束的形状大小以及光线角度；

所述菲涅尔透镜的曲面为非球面；所述菲涅尔透镜的厚度c为1mmc5mm,直径小于35mm；所述菲涅尔透镜由内向外包括第一环透镜，第二环透镜，第三环透镜和第四环透镜；第一环透镜，第二环透镜，第三环透镜和第四环透镜的非球面系数分别为2.69e-4,-1.43e-6,1.57e-8,-6.97e-10；

所述合光模组还包括光源BP，光源BP前端设置聚焦透镜；所述积分器和所述菲涅尔透镜之间设置二次聚焦透镜；

光源BP发出的蓝光到达第一分光滤光片，第一分光滤光片将光源BP发出的蓝光反射到光源G的荧光粉上，荧光粉激发绿光，激发绿光和光源G发出的绿光一起通过准直透镜，第二分光滤光片对红光反射，对蓝绿光通过对蓝光绿光通过；反射的红光和通过的蓝光绿光到达所述积分器后，三种不同波长的光合成在一起，通过二次聚焦透镜，对光束聚焦后，再经菲涅尔透镜进行整形后发出。

2.根据权利要求1所述的基于菲涅尔透镜的投影仪系统，其特征在于：所述积分器为复眼积分器或棒状积分器；复眼积分器前后设置微小凸透镜，两侧设置三维结构微小透镜。

3.根据权利要求1所述的基于菲涅尔透镜的投影仪系统，其特征在于：所述菲涅尔透镜在表面镀上折射率不同的环形膜层，镀膜为AR coating。

4.根据权利要求1所述的基于菲涅尔透镜的投影仪系统，其特征在于：第一环透镜，第二环透镜，第三环透镜和第四环透镜的曲率和厚度不同，曲率系数a的范围是-20a30；第一环透镜、第二环透镜、第三环透镜、第四环透镜采用阶跃型或者渐变型折射率材料，材料为玻璃，树脂，聚烯烃或聚碳酸酯。

5.根据权利要求1所述的基于菲涅尔透镜的投影仪系统，其特征在于：所述菲涅尔透镜前端或者后端添加若干个菲涅尔透镜。

6.根据权利要求1所述的基于菲涅尔透镜的投影仪系统，其特征在于：光源R、光源G、光源B、光源BP为氙灯，LED，激光光源中的一种或混合光源；所述光阀包括DLP芯片，LCOS芯片或LCD；所述棱镜为TIR棱镜或RTIR棱镜；所述棱镜为1片棱镜或者2片棱镜胶合。

7.根据权利要求2所述的基于菲涅尔透镜的投影仪系统，其特征在于：所述菲涅尔透镜位于所述合光模组和所述棱镜之间,共用同一光轴系统；所述合光模组中的匀光器件复眼积分器与所述棱镜的距离设置为b,其范围是b56.7mm，若有反射镜改变光轴，则其范围b41.9mm。

8.根据权利要求1所述的基于菲涅尔透镜的投影仪系统，其特征在于：所述二次聚焦透镜为正光曲率或平凸透镜。