[发明专利]准直光源装置及采用该装置投影系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种光源装置及该装置的应用，更具体地说，涉及一种输出光 为准直光的准直光源装置及采用该光源装置的投影系统。

背景技术

在现有的投影系统中，有些投影系统采用准直光源，这种投影系统对光线 的平行度有较高要求。为了提高输出光的平行度，这种投影系统的准直光源在 发光装置的输出口处安装一个光线准直装置，通过光线准直装置将输出光的发 射角减小。目前的光线准直装置通常为角锥形导光构件，该导光构件具有导光 入口与导光出口，导光构件的侧面为镜面反射面并围合成导光通道，导光入口 的尺寸小于导光出口尺寸，导光入口与发光装置的出光口相对接。

目前采用这种结构的准直光源中，光线准直装置通常有两种安装模式，第 一种安装模式是导光构件的导光入口尺寸与发光装置的出光口尺寸匹配，导光 出口的尺寸大于发光装置出光口尺寸。采用该种模式设计安装光线准直装置， 必然导致经过光线准直后整个光源装置的出光面的面积扩大。第二种模式是不 扩大导光出口的尺寸，但缩小导光入口的尺寸，使导光入口尺寸小于发光装置 出光口尺寸。采用该种模式设计安装光线准直装置虽然可使整个光源装置出光 面积不增大，但必然由于发光装置的出光口尺寸与光线准直装置的入光口尺寸 失配而致使发光装置的光线导出率大幅降低，从而降低整个光源装置的光效率 和产光量。因此，目前这种采用角锥形导光构件作光线准直装置不能同时做到 不增大光源出光面面积和不降低光导出率。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种准直光源装置，该光源装置结构 简单、制造成本低，并且准直装置同时满足不增大出光面面积和不降低光导出 率的条件。

本发明要解决的技术问题在于提供一种应用上述准直光源装置的投影系 统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提出一种准直光源装置，包 括中空的六面体光学构件、发光组件，所述光学构件的前端面上设置有出光口， 所述光学构件内设有第一折光棱镜，所述第一折光棱镜为楔形棱镜，其底面朝 向光学构件上的出光口，在光学构件与第一折光棱镜斜面相对的侧面上设置有 入光口，所述发光组件设置在入光口处，除出光口、入光口外的光学构件的内 壁面上设有反射件。在本发明中，安装在入光口的发光组件所发出的光从第一 折光棱镜的第一个斜面进入到第一折光棱镜中，进入第一折光棱镜中的光线中 大部分照射在第一折光棱镜的第二个斜面上并发生全反射，使光线从第一折光 棱镜的底面射出，或者在第一个斜面和第二个斜面之间反复全反射后从第一折 光棱镜的底面射出，再从光学构件的出光口输出，由于每经过第一折光棱镜的 斜面全反射一次，都会使光线更偏向光学构件的出光口法线方向，使从出光口 输出的光线得到的准直。通过在光学构件内部设置第一折光棱镜对光线进行准 直，不会导致光学构件出光口面积的增大，从而以不增加光输出面积实现光线 的准直，另外，从发光组件发出的光的大部分都能进入第一折光棱镜，经由第 一折光棱镜进行光线准直后从出光口输出，可使光线准直装置具有较高的光导 出率。

在本发明中，第一折光棱镜可以是对称型楔形棱镜，也可以是非对称型楔 形棱镜，在光学构件上，可以在与第一折光棱镜两个斜面相对的侧面上分别设 置入光口和设置发光组件，也可以仅在与第一折光棱镜的一个斜面相对的侧面 上设置入光口和设置发光组件。

在本发明所述的准直光源装置中，所述光学构件内还设置有第二折光棱 镜，所述第二折光棱镜为楔形棱镜且底面与第一折光棱镜的底面相匹配对接。 第二折光棱镜的设置可进一步提高准直效果。当光线从第二棱镜的底面进入 后，光线在第二折光棱镜的一侧面发生全反射而照射到另一侧面上，光线从第 二折光棱镜的一侧面反射到另一侧面上时，每经历一次全反射，其入射角相应 地减小第二折光棱镜两斜面所成的夹角所对应的值，向在第二折光棱镜侧面发 生全反射时的临界角靠近，当光线在第二折光棱镜侧面的入射角小于临界角 时，则在第二折光棱镜的侧面发生折射而“逃”出，折射出的光线与出光口法 线的方向的夹角较小，从而起到更好的准直效果。第二折光棱镜两侧面所成夹 角越小，准直的效果就越好，因为光线在第二折光棱镜侧面进行全反射时入射 角是以第二折光棱镜两侧面所成的夹角所对应的值递减，光线在第二折光棱镜 侧面发生折射时，入射角越接近临界角，则折射角越大，即折射光线与出光口 法线方向上的夹角就越小，准直效果越好。