[发明专利]一种投影照明系统及其应用的投影机

权利要求书

1.一种投影照明系统，其特征在于，包括：

基板；

光源阵列，设置在所述基板上，所述光源阵列包括多个光源；

透镜阵列，对准设置在所述光源阵列上方，所述透镜阵列包括多个透镜，所述透镜和所述光源的中心处于同一直线上；

衍射光学元件，设置在所述光源阵列的轴线方向上，所述衍射光学元件和所述光源阵列的中心处于同一直线上，所述衍射光学元件包括第一衍射光学元件及第二衍射光学元件；

偏振分光棱镜，设置在所述光源阵列的轴线方向上，所述偏振分光棱镜和所述光源阵列的中心处于同一直线上；

显示单元，设置在所述偏振分光棱镜的出射面一侧，所述显示单元的中心线与所述第二衍射光学元件的中心线垂直相交在所述偏振分光棱镜的中心点；

其中，所述衍射光学元件的设计方法包括：

1、设定所述显示单元的尺寸为W_LCoS×L_LcoS，其中，W_LcoS表示所述显示单元的宽度，L_LcoS表示所述显示单元的长度；

2、设定所述第一衍射光学元件尺寸为W_DOE1×L_DOE1，设定所述第二衍射光学元件尺寸为W_DOE2×L_DOE2，

其中，W_DOE1＝W_total，L_DOE1＝L_total，W_DOE2＝W_LCoS，L_DOE2＝L_LcoS，W_LED-total×L_LED-total表示所述光源阵列形成的照明面积，W_DOE1表示所述第一衍射光学元件的宽度，L_DOE1表示所述第一衍射光学元件的长度，W_DOE2表示所述第二衍射光学元件的宽度，L_DOE2表示所述第二衍射光学元件的长度，W_LED-total表示所述照明面积的宽度，L_LED-total表示所述照明面积的长度；

3、设定所述第一衍射光学元件与所述第二衍射光学元件的距离为D_DOE1-DOE2，计算光束水平衍射角α和垂直衍射角β，

其中，

4、计算所述衍射光学元件的水平采样间距Δx和垂直采样间距Δy，其中

其中，λ为所述光源所发出光的波长；

5、对于所述第一衍射光学元件，计算每个采样点的的相位φ_DOE1(x_i，y_j)，其中，

x_i＝i×Δx，i＝1～W_DOE1/Δx，y_j＝j×Δy，j＝1～L_DOE1/Δy，

6、对于所述第二衍射光学元件，计算每个采样点的的相位φ_DOE2(x_k，y_l)，其中，

x_k＝k×Δx，k＝1～W_DOE2/Δx，y_l＝l×Δy，l＝1～L_DOE2/Δy，

2.根据权利要求1所述的投影照明系统，其特征在于：所述透镜包括第一曲面，第二曲面，所述第一曲面的曲率和所述第二曲面的曲率不同。

3.根据权利要求1所述的投影照明系统，其特征在于：所述透镜阵列用于准直所述光源阵列发射的光线。

4.根据权利要求1所述的投影照明系统，其特征在于：所述光源的数量等于所述透镜的数量。

5.根据权利要求1所述的投影照明系统，其特征在于：所述第一衍射光学元件的尺寸等于所述透镜阵列形成的光斑的尺寸，所述第一衍射光学元件将所述透镜阵列形成的光斑汇聚成较小尺寸的光斑。