CN105404009A - 用于光学投影装置的光引擎和光学投影装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于光学投影装置的光引擎和光学投影装置，该光引擎包括至少一个第一发光单元和至少一个反射体，其中，第一发光单元的光线经过反射体的第一反射面反射后朝向第一方向出射，其中光引擎还包括至少一个第二发光单元，并且反射体还包括第二反射面，其中，第二发光单元的光线经过第二反射面反射后朝向第二方向出射。

Description

用于光学投影装置的光引擎和光学投影装置

技术领域

本发明涉及一种用于光学投影装置的光引擎和光学投影装置。

背景技术

投影机的发展和普及为各种大中型会议或者展览提供了极大的便利。适于单个人或者二至三个人的会议、数码相机照片显示、个人掌上电脑多媒体信息显示等的投影机需要设计的更加轻巧并便于随身携带，还要求投影机能够快速开启和关闭，同时还要具有更低的功耗、更长的使用寿命和相对低廉的成本。然而，现在广泛使用的弧光灯光源的投影机，它不仅功耗大而且还体积大，限制了其在个人投影领域的应用。随着激光技术的发展以及激光装置的小型化，激光投影装置被越来越广泛的应用。为了产生一束或多束光源光线，现有的激光投影装置由于使用了复杂的光源结构，因此其光引擎的体积较大，使得激光投影装置的体积也较大。

发明内容

为了解决以上所述的技术问题，本发明提供了一种结构简单的用于光学投影装置的光引擎和包括该光引擎的光学投影装置。该光引擎具有紧凑的结构，能够产生双倍的光输出，并且同时能够产生两个分开的光通道，由此可利用该两个通道实现向例如3D成像提供光源。

本发明的一个目的通过这样一种光引擎来实现，即该光引擎包括至少一个第一发光单元和至少一个反射体，其中，第一发光单元的光线经过反射体的第一反射面反射后朝向第一方向出射，其中，光引擎还包括至少一个第二发光单元，并且反射体还包括第二反射面，其中，第二发光单元的光线经过第二反射面反射后朝向第二方向出射。

根据本发明的光引擎通过同一个反射体就能够产生出朝向不同方向出射的出射光，而无需为了产生朝向不同于第一方向的第二方向出射的光线而设置额外的反射体。这在根本上减少或避免了为了形成不同方向出射光而所需要的额外数量的反射体或布置，从而提供了减小光引擎甚至光学投影装置的体积的可能性。

根据本发明优选的方案，至少一个反射体配置为使得在第一方向上反射体与分配的第一发光单元之间具有逐渐增大或减小的间距，并且在第二方向上反射体与分配的第二发光单元之间也具有逐渐增大或减小的间距。反射体优选地设置为使得其表面与光线的入射方向成一预定角度，这样对应于第一发光单元的反射体的反射面和对应于第二发光单元的反射体的反射面都能够将入射光反射至同一方向。

根据本发明优选的是，反射体设计为由多个子反射体构成的反射体阵列。在例如第一和第二发光单元设置为包括经过准直校正的激光光源时，每个子反射体能够有针对性地分配至特定的单个或多个发光单元以接收发光单元的光线，并将其反射。

对于本发明有利的是，每个子反射体分别对应多个第一发光单元和多个第二发光单元。在例如子反射体设计为竖直放置的矩形反射体时，在长度方向上可以反射同样在长度方向上堆叠布置的多个发光单元的光线。

对于本发明有利的是，子反射体以表面互相平行的方式排列。互相平行布置的子反射体能够将入射光朝向同样方向反射，使得出射光为平行光。

优选的是，子反射体设计为在第一发光单元或第二发光单元的光线的发射方向上至少部分重叠。根据这样的设计，子反射体的反射面能够尽可能的覆盖所有发光单元的光线，以增大光反射和光输出效率。

根据本发明的优选方案，反射体设计为单一反射体。在反射体设计为单个时，避免了分别布置多个子反射体并使得各子反射体的位置相互对齐。

优选的是，第一发光单元和第二发光单元分别设置在反射体的相对的两侧。位于不同侧的第一发光单元和第二发光单元的光线能够借助同一反射体的不同反射面进行反射。

优选的是，第一方向和第二方向相反。根据这样的设置，位于光引擎下游的其他光学部件能够方便地处理从光引擎出射的光线，并有利地进一步处理该光线，例如将从光引擎的相反方向出射的光线进行合并。

优选的是，第一反射面和第二反射面为反射体的彼此背离的两个反射面。该反射体由此设计为只需两个反射面，并且该两个反射面可以是同一反射体的两个相互平行的表面。

优选的是，反射体设计为双面反射镜。

优选的是，反射体设计为具有双面镀膜的反射镜。

优选的是，第一发光单元和第二发光单元设计为包括激光光源。该激光光源有利的是经过准直校正的，从而经过反射体反射的光能更容易地形成平行光。

本发明的另一个目的通过这样一种光学投影装置来实现，该光学投影装置包括根据以上所述的光引擎。该光学投影装置具有结构紧凑的光引擎，从光引擎可形成两个分开的光通道，并且具有与单光通道相比更大的光输出。

根据本发明优选的是，光学投影装置包括用于将以第一方向从光引擎出射的光线和以第二方向从光引擎出射的光线在具有不同的波长或者偏振态的情况下合并的滤镜。

根据本发明优选的是，光学投影装置包括用于将在以第一方向从光引擎出射的光线和以第二方向从光引擎出射的光线在具有相同的波长或者偏振态的情况下合并的透镜、反射镜或者棱镜。

附图说明

附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出：

图1示出根据本发明的实施例的光引擎的内部结构布置示意图；

图2示出根据本发明的实施例的包括光引擎的光学投影装置的部分透视图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的实施例的光引擎100的内部结构布置示意图。如图1所示的，光引擎100包括第一发光单元1和第二发光单元2，以及反射体3，该反射体3优选的设计为反射体阵列，并且反射体阵列优选地设计为由多个子反射体31构成。多个子反射体31构成了阶梯式的反射阵列。子反射体31可设计为双面反射镜，或是具有双面反射涂层的反射镜。此外，反射体3也可优选地设计单个反射体，图1中并未示出。

第一发光单元1和第二发光单元2可优选地设计为包括经过准直校正的激光光源。经过准直校正的激光光源可有利的出射平行光。此外，第一发光单元1和第二发光单元2分别设置在反射体3的两侧，即如图1所示出的第一发光单元1位于反射体3的上方，第二发光单元2位于反射体3的下方，其中第一发光单元1和第二发光单元2的位置是可互换的。

在反射体3设计为图1示出的具有由多个子反射体31构成的阵列形式时，每个子反射体31优选的是表面相互平行。多个第一发光单元1和多个第二发光单元2可设置成如图1所示的直线型，并且第一发光单元1和第二发光单元2的发光方向相互面对。在第一发光单元1或第二发光单元2的光线的发射方向上，相邻的子反射体31可设计为具有重叠的部分，这样在该方向上，由多个子反射体31构成的反射体3能够覆盖第一发光单元1或第二发光单元2的所有光线。

此外，如图1示出，反射体3与第一发光单元1之间的间距在第一方向D1上是逐渐增大的，并且反射体3与第二发光单元1之间的间距在第二方向D2上也是逐渐增大的。换而言之，由多个子反射体31的中心连成的线相对于由第一发光单元1或者第二发光单元2所分别形成的连线是具有角度的。

由于反射体3的每个子反射体31的两个表面是背离彼此设计并且相互平行，因此在每个子反射体31的同一侧的第一反射面相互平行时，那么与该第一反射面相对设置的第二反射面也是相互平行的。由此，每个子反射体31在每个反射面的一侧分别设置有对应的发光单元，并且由每个子反射体31的同一侧的反射面反射的光线出射时是平行的。例如，来自第一发光单元1的激光经过各子反射体31的朝向第一发光单元1的反射面的反射后出射，由此形成在第一方向D1上的出射光。来自第二发光单元2的激光经过各子反射体31的朝向第二发光单元2的反射面的反射后出射，由此形成在第二方向D2上的出射光。由同一个子反射体31的两个反射面反射的光线在出射后具有相反的方向，即第一方向D1和第二方向D2是相反的。

图2示出根据本发明的实施例的包括光引擎100的光学投影装置的部分透视图。根据本发明的光引擎100能够在两个分开的方向上同时产生不同的光通道。当这两个不同的光通道的光线具有不同的波长或者偏正态时，可通过滤镜将它们组合。当这个不同的光通道的光线具有相同的波长或者偏正态时，可通过透镜、反光镜或棱镜将它们组合。此外，这样的两个不同光通道的光线还可以直接应用于3D成像应用中。

如图2所示的，每个子反射体31可设计为竖直布置的具有矩形反射面的双面反射镜。每个子反射体31在其长度方向上对应多个第一发光单元1或者第二发光单元2，例如图2示出在每个子反射体31的长度方向上，两个反射面分别对应两个第一发光单元1和两个第二发光单元2。此外，在光引擎100的出射光的两个不同出射方向上还分别设置有光学透镜4和其他反射体5，以对出射光进行二次光学处理。为了对从光引擎100的出射光进行波长的转换，还可在光引擎100的光路径的下游设置波长转换装置，例如荧光体色轮6。用于波长转换装置进行波长转换的材料可以是荧光体、量子点或其他对于本领域技术人员已知的材料，并且该波长转换装置可以是静态的或者相对于输入光线是可移动的。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

参考标号

1第一发光单元

2第二发光单元

3反射体

31子反射体

4光学透镜

5其他反射体

6荧光体色轮

D1第一方向

D2第二方向。

Claims (16)

1.一种用于光学投影装置的光引擎(100)，包括至少一个第一发光单元(1)和至少一个反射体(3)，其中，所述第一发光单元(1)的光线经过所述反射体(3)的第一反射面反射后朝向第一方向(D1)出射，其特征在于，所述光引擎(100)还包括至少一个第二发光单元(2)，并且所述反射体(3)还包括第二反射面，其中，所述第二发光单元(2)的光线经过所述第二反射面反射后朝向第二方向(D2)出射。

2.根据权利要求1所述的光引擎(100)，其特征在于，至少一个所述反射体(3)配置为使得在所述第一方向(D1)上所述反射体(3)与分配的所述第一发光单元(1)之间具有逐渐增大或减小的间距，并且在所述第二方向(D2)上所述反射体(3)与分配的所述第二发光单元(2)之间也具有逐渐增大或减小的间距。

3.根据权利要求1所述的光引擎(100)，其特征在于，所述反射体(3)设计为由多个子反射体(31)构成的反射体阵列。

4.根据权利要求3所述的光引擎(100)，其特征在于，每个所述子反射体(31)分别对应多个所述第一发光单元(1)和多个所述第二发光单元(2)。

5.根据权利要求3所述的光引擎(100)，其特征在于，所述子反射体(31)以表面互相平行的方式排列。

6.根据权利要求3所述的光引擎(100)，其特征在于，所述子反射体(31)设计为在所述第一发光单元(1)或第二发光单元(2)的光线的发射方向上至少部分重叠。

7.根据权利要求1所述的光引擎(100)，其特征在于，所述反射体(3)设计为单一反射体(3)。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的光引擎(100)，其特征在于，所述第一发光单元(1)和所述第二发光单元(2)分别设置在所述反射体(3)的相对的两侧。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的光引擎(100)，其特征在于，所述第一方向(D1)和所述第二方向(D2)相反。

10.根据权利要求1-7中任一项所述的光引擎(100)，其特征在于，所述第一反射面和所述第二反射面为所述反射体(3)的彼此背离的两个反射面。

11.根据权利要求10所述的光引擎(100)，其特征在于，所述反射体(3)设计为双面反射镜。

12.根据权利要求10所述的光引擎(100)，其特征在于，所述反射体(3)设计为具有双面镀膜的反射镜。

13.根据权利要求1-7中任一项所述的光引擎(100)，其特征在于，所述第一发光单元(1)和所述第二发光单元(2)设计为包括激光光源。

14.一种光学投影装置，其特征在于，包括根据权利要求1-13中任一项所述的光引擎(100)。

15.根据权利要求14所述的光学投影装置，其特征在于，包括用于将以所述第一方向(D1)从所述光引擎(100)出射的光线和以所述第二方向(D2)从所述光引擎(100)出射的光线在具有不同的波长或者偏振态的情况下合并的滤镜。

16.根据权利要求14所述的光学投影装置，其特征在于，包括用于将以所述第一方向(D1)从所述光引擎(100)出射的光线和以所述第二方向(D2)从所述光引擎(100)出射的光线在具有相同的波长或者偏振态的情况下合并的透镜、反射镜或者棱镜。