CN108681196A - 一种光源装置及投影设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种光源装置及投影设备，包含有，第一激发光源单元，其用于提供第一激发光；第二激发光源单元，其用于提供第二激发光；荧光轮，其具有反射部及透射部；复眼透镜，其用于在到达所述荧光轮之前对所述第一激发光进行匀光；第一二向色元件；第二二向色元件；以及，滤色轮；其中，所述第一激发光、所述第二激发光及所述第一荧光分别为不同颜色的光。本发明的有益效果在于：利用本装置产生的光具有高色域，高亮，色度均匀性高的特性。

Description

一种光源装置及投影设备
技术领域
本发明涉及一种光源装置及投影设备。
背景技术
中国发明专利申请CN105116675A公开的“一种激光光源和投影显示设备”，其包括激光器，荧光轮，以及滤色轮。荧光轮受激光激发出荧光，激光器发出的激光在到达所述荧光轮之前透射过第一扩散片，第一扩散片固定设置，激光和荧光合光后，经滤色轮滤色输出之前还透射过第二扩散片。缺点在于，匀光效果差。
中国发明专利申请CN106324958A公开的“一种荧光转换系统”，其包括激光激励光源，荧光轮，以及分别位于荧光轮正面和背面的第一透镜组件，第二透镜组件，激光激励光源经所述第一透镜组件入射至所述荧光轮，激发所述荧光轮发出荧光，所述荧光经所述荧光轮反射后透射过所述第一透镜组件出射；以及所述激光激励光源还透射过所述荧光轮经所述第二透镜组件出射；其中，第二透镜组件与所述第一透镜组件之间的距离大于所述第一透镜组件的等效焦距。缺点在于，匀光效果差。
中国发明专利申请CN105573037A公开的“一种激光光源”，其包括蓝色激光器和红色激光器，分别发出蓝色激光和红色激光；还包括荧光轮，所述荧光轮用于受激发出绿色荧光；其特征在于，在至少一种颜色的激光的传输光路中设置第一扩散部件，第二扩散部件，所述第一扩散部件和第二扩散部件分别受驱动进行运动，且所述第一扩散部件和第二扩散部件的运动轨迹不同。缺点在于，匀光效果差。
中国发明专利申请CN105116675A、CN106324958A、CN105573037A以引文的方式全部并入本申请中，可用于帮助理解本发明。
发明内容
本发明要克服现有技术中光源装置的匀光较差的问题，而提供一种新型的光源装置。
为了实现这一目的，本发明的技术方案如下：一种光源装置，包含有，
第一激发光源单元，其用于提供第一激发光，所述第一激发光至少分为第一部分及第二部分；
第二激发光源单元，其用于提供第二激发光；
荧光轮，其具有反射部及透射部，所述反射部用于接收所述第一激发光的所述第一部分并且根据所述第一部分产生第一荧光，所述透射部用于透射所述第一激发光的所述第二部分；
复眼透镜，其用于在到达所述荧光轮之前对所述第一激发光进行匀光，进一步地，所述复眼透镜还用于在到达所述荧光轮之前对所述第一激发光进行整形；
第一二向色元件，其用于合光来自所述荧光轮之后的所述第一激发光的所述第二部分及来自所述第二激发光源单元的所述第二激发光，形成中间合光；
第二二向色元件，其用于合光来自所述荧光轮的所述第一荧光及来自所述第一二向色元件的所述中间合光，形成最终合光；以及，
滤色轮，其用于接收来自所述第二二向色元件的所述最终合光；
其中，所述第一激发光、所述第二激发光及所述第一荧光分别为不同颜色的光；优选地，所述第一激发光为蓝光，所述第二激发光为红光，所述第一荧光为绿光。
作为一种光源装置的优选方案，所述第一激发光源单元，包含有，
第一光源模组，其产生第一方向的第一分支光；
第二光源模组，其产生第二方向的第二分支光，所述第二方向与所述第一方向形成第一夹角；以及，
合光部件，其用于合光所述第一分支光及所述第二分支光，以形成第一方向的所述第一激发光；
其中，所述第一分支光与所述第二分支光均为同种颜色的光。
作为一种光源装置的优选方案，所述合光部件形成于所述第一光源模组与所述第二光源模组界定的范围内，所述合光部件具有相对的第一面及第二面且所述第二面为反光镜面，所述合光部件由镂空部及非镂空部组成，其中，所述第一光源模组对应于所述合光部件的第一面，使得所述第一分支光能够穿过所述镂空部继续沿第一方向延伸，所述第二光源模组对应于所述合光部件的第二面，使得所述第二分支光能够经由所述非镂空部沿所述第一方向延伸，藉此实现所述第一分支光与所述第二分支光的合光。
作为一种光源装置的优选方案，所述第二激发光到达所述第一二向色元件之前透射过第一扩散片，所述荧光轮之后的所述第一激发光的所述第二部分在到达所述第一二向色元件之前透射过第二扩散片。
作为一种光源装置的优选方案，所述荧光轮的前后分别布置有第一凸透镜及第二凸透镜，且所述第一凸透镜与所述第二凸透镜的规格参数相同。
作为一种光源装置的优选方案，所述荧光轮的所述反射部上覆盖有磨玻璃层，进一步地，所述磨玻璃层上镀有增透膜。
作为一种光源装置的优选方案，所述磨玻璃片的粗糙面上涂覆有颜色转换的粉体，当所述第一激发光透射过所述透射部，使得所述第一激发光的波谱段幅度增大。
作为一种光源装置的优选方案，所述滤色轮前所布置的所有反光镜均为单色反光镜且正反两面镀反射膜，而所述滤色轮后布置的反光镜均为复合色反光镜且正反两面镀反射膜。
作为一种光源装置的优选方案，所述滤色轮后具有导光棒，所述导光棒双面镀复合色反射膜。
作为一种光源装置的优选方案，所述复眼透镜中各整列单元的形状是正方形、长方形、菱形、边数大于4的多边形或其他形状，进一步地，所述复眼透镜为一体式设计，采用模压工艺成型。
本发明还涉及一种投影设备，包含有，上述光源装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果至少在于：利用本装置产生的光具有高色域，高亮，色度均匀性高的特性。
除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果之外，本发明所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将结合附图作出进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参见图1，图中示出的是一种光源装置，可用于投影设备或其他相关光学设备中。所述光源装置主要由第一激发光源单元1、第二激发光源单元2、荧光轮3、复眼透镜4、第一二向色元件6、第二二向色元件5及滤色轮7等部件组成。
所述第一激发光源单元1用于提供第一激发光。本实施例中，所述第一激发光为蓝光。在其他实施例中，所述第一激发光可以是其他颜色光。
进一步地，所述第一激发光源主要由第一光源模组11、第二光源模组12及合光部件13组成。所述第一光源模组11能够产生第一方向的第一分支光。所述第二光源模组12能够产生第二方向的第二分支光。所述第二方向与所述第一方向形成第一夹角（比如，所述第一夹角为90°）。所述合光部件13形成于所述第一光源模组11与所述第二光源模组12界定的范围内（比如，所述合光部件13与所述第一光源模组11的夹角为45°）。所述合光部件13具有相对的第一面及第二面且所述第二面为反光镜面。所述合光部件13由镂空部及非镂空部组成（可以是在一玻璃板上开若干个条形开孔，开孔部分即镂空部，板体的实体部分为非镂空部）。其中，所述第一光源模组11对应于所述合光部件13的第一面，使得所述第一分支光能够穿过所述镂空部继续沿第一方向延伸。所述第二光源模组12对应于所述合光部件13的第二面，使得所述第二分支光能够经由所述非镂空部沿所述第一方向延伸。藉此，实现所述第一分支光与所述第二分支光的合光，形成所述第一激发光。其中，所述第一分支光与所述第二分支光均为蓝光。藉此，可实现所述第一激发光源单元1的高功率特征。且，所述镂空部的设计，使得所述第一光源模组11的所述第一分支光不经过所述合光部件13的吸收、散射、反射，能够有效的提高光效。此外，结构更稳定，不易损坏。
所述第二激发光源单元2用于提供第二激发光。本实施例中，所述第二激发光为红光。在其他实施例中，所述第二激发光可以是其他颜色光。
所述荧光轮3具有反射部及透射部。针对所述荧光轮3，所述第一激发光至少分为第一部分及第二部分。所述反射部用于接收所述第一激发光的所述第一部分并且根据所述第一部分产生第一荧光。所述透射部用于透射所述第一激发光的所述第二部分。本实施例中，所述反射部上仅有绿色荧光区。在其他实施例中，根据具体的设计要求，所述反射部可以是数量为一个或以上的荧光区，并且颜色也可不为绿色或全为绿色。
所述复眼透镜4用于在到达所述荧光轮3之前对所述第一激发光进行匀光，使得所述第一激发光均匀。均匀的所述第一激发光打在所述荧光轮3上能提高光能转化率，且实现系统输出的色度均匀性高。此外，所述复眼透镜4还用于在到达所述荧光轮3之前对所述第一激发光进行整形，把前端的光束整形为方形光斑。本实施例中，方形光斑的长宽比为16：9。而在其他实施例中，长宽比可以为其他值，如，16：10，4：3等。此种设计的好处在于，第一，所述滤色轮的位置成像实际是所述复眼透镜的光斑，这个地方的光斑是刚经过复眼透镜匀光的，能充分保证这个光斑的匀光性。第二，方形光斑的规律缩放成像，对应最终图像输出的光斑，有利于效率的提高。所述复眼透镜中各整列单元的形状是正方形、长方形、菱形、边数大于4的多边形或其他形状。所述复眼透镜为一体式设计，采用模压工艺成型，做到更高的亮度。
所述第一二向色元件6用于合光来自所述荧光轮3之后的所述第一激发光的所述第二部分及来自所述第二激发光源单元2的所述第二激发光，形成中间合光。
所述第二二向色元件5用于合光来自所述荧光轮3的所述第一荧光及来自所述第一二向色元件6的所述中间合光，形成最终合光。
所述滤色轮7用于接收来自所述第二二向色元件5的所述最终合光。功能是提纯颜色的作用，所述荧光轮3转换后的所述第一荧光色坐标区间较大，用所述滤色轮7滤出需要色域更广的所述第一荧光色坐标点区间。
所述第二激发光到达所述第一二向色元件6之前透射过第一扩散片831。所述荧光轮3之后的所述第一激发光的所述第二部分在到达所述第一二向色元件6之前透射过第二扩散片832。藉此，提高色度均匀性，从而实现系统输出的色度均匀性高。
所述荧光轮3的前后分别布置有第一凸透镜821及第二凸透镜822，且所述第一凸透镜821与所述第二凸透镜822的规格参数相同。藉此，具有设计兼容性，组装便捷性，对称式的结构，更有利于收光，提高光效。
所述荧光轮3上覆盖有磨玻璃片，其中，所述磨玻璃片的粗糙面朝向所述荧光轮3，所述磨玻璃片的光滑面朝向所述复眼透镜4，进一步地，所述磨玻璃层的光滑面上镀有增透膜。实现进一步的匀光，提高光转换能力。同时，保护所述荧光轮3的粉体不被划伤受损。
所述磨玻璃片的粗糙面上涂覆有颜色转换的粉体，当所述第一激发光透射过所述透射部，使得所述第一激发光的波谱段幅度增大，有利于实现最终系统高色域的效果输出。
所述滤色轮7前所布置的所有反光镜均为单色反光镜且正反两面镀反射膜，依据不同的角度，两层单反射膜增强反射效果，提高光效。而所述滤色轮7后布置的反光镜均为复合色反光镜且正反两面镀反射膜，依据不同的角度，两层复合色反射膜增强反射效果，提高光效。
所述滤色轮7后具有导光棒71，所述导光棒双面镀复合色反射膜。复合色反射膜增强反射效果，提高光效。
工作过程：
第一路（第一激发光）：所述第一光源模组11、所述第二光源模组12分别产生所述第一分支光与所述第二分支光→由所述合光部件13合光，形成所述第一激发光→透射过凸透镜→经第一反光镜811转向90°→透射过凹透镜→透射过所述复眼透镜4→透射过所述第二二向色元件5→透射过所述第一凸透镜821→所述第一激发光的所述第二部分透射过所述荧光轮3的所述透射部→透射过所述第二凸透镜822→经第二反光镜812转向90°→透射过整形透镜→经第三反光镜813转向90°→透射过整形透镜→透射过所述第二扩散片832→经所述第一二向色元件6转向90°→透射过整形透镜→透射过所述第二二向色元件5→透射过聚光透镜→到达所述滤色轮7。
第二路（第一荧光）：所述第一激发光的所述第一部分到达所述荧光轮3的所述反射部，转向180°，产生所述第一荧光→经所述第二二向色元件5转向90°→透射过聚光透镜→到达所述滤色轮7。
第三路（第二激发光）：所述第二激发光源单元2产生所述第二激发光→经过第四反光镜814转向90°→透射过凹透镜→透射过所述第一扩散片831→透射过所述第一二向色元件6→透射过整形透镜→透射过所述第二二向色元件5→透射过聚光透镜→到达所述滤色轮7。
以上仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但且不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种光源装置，其特征在于，包含有，
第一激发光源单元，其用于提供第一激发光，所述第一激发光至少分为第一部分及第二部分；
第二激发光源单元，其用于提供第二激发光；
荧光轮，其具有反射部及透射部，所述反射部用于接收所述第一激发光的所述第一部分并且根据所述第一部分产生第一荧光，所述透射部用于透射所述第一激发光的所述第二部分；
复眼透镜，其用于在到达所述荧光轮之前对所述第一激发光进行匀光，进一步地，所述复眼透镜还用于在到达所述荧光轮之前对所述第一激发光进行整形；
第一二向色元件，其用于合光来自所述荧光轮之后的所述第一激发光的所述第二部分及来自所述第二激发光源单元的所述第二激发光，形成中间合光；
第二二向色元件，其用于合光来自所述荧光轮的所述第一荧光及来自所述第一二向色元件的所述中间合光，形成最终合光；以及，
滤色轮，其用于接收来自所述第二二向色元件的所述最终合光；
其中，所述第一激发光、所述第二激发光及所述第一荧光分别为不同颜色的光；优选地，所述第一激发光为蓝光，所述第二激发光为红光，所述第一荧光为绿光。
2.根据权利要求1所述的一种光源装置，其特征在于，所述第一激发光源单元，包含有，
第一光源模组，其产生第一方向的第一分支光；
第二光源模组，其产生第二方向的第二分支光，所述第二方向与所述第一方向形成第一夹角；以及，
合光部件，其用于合光所述第一分支光及所述第二分支光，以形成第一方向的所述第一激发光；
其中，所述第一分支光与所述第二分支光均为同种颜色的光。
3.根据权利要求2所述的一种光源装置，其特征在于，所述合光部件形成于所述第一光源模组与所述第二光源模组界定的范围内，所述合光部件具有相对的第一面及第二面且所述第二面为反光镜面，所述合光部件由镂空部及非镂空部组成，其中，所述第一光源模组对应于所述合光部件的第一面，使得所述第一分支光能够穿过所述镂空部继续沿第一方向延伸，所述第二光源模组对应于所述合光部件的第二面，使得所述第二分支光能够经由所述非镂空部沿所述第一方向延伸，藉此实现所述第一分支光与所述第二分支光的合光。
4.根据权利要求1所述的一种光源装置，其特征在于，所述第二激发光到达所述第一二向色元件之前透射过第一扩散片，所述荧光轮之后的所述第一激发光的所述第二部分在到达所述第一二向色元件之前透射过第二扩散片。
5.根据权利要求1所述的一种光源装置，其特征在于，所述荧光轮的前后分别布置有第一凸透镜及第二凸透镜，且所述第一凸透镜与所述第二凸透镜的规格参数相同。
6.根据权利要求1所述的一种光源装置，其特征在于，所述荧光轮上覆盖有磨玻璃片，其中，所述磨玻璃片的粗糙面朝向所述荧光轮，所述磨玻璃片的光滑面朝向所述复眼透镜，进一步地，所述磨玻璃层的光滑面上镀有增透膜。
7.根据权利要求6所述的一种光源装置，其特征在于，所述磨玻璃片的粗糙面上涂覆有颜色转换的粉体，当所述第一激发光透射过所述透射部，使得所述第一激发光的波谱段幅度增大。
8.根据权利要求1所述的一种光源装置，其特征在于，所述滤色轮前所布置的所有反光镜均为单色反光镜且正反两面镀反射膜，而所述滤色轮后布置的反光镜均为复合色反光镜且正反两面镀反射膜。
9.根据权利要求1所述的一种光源装置，其特征在于，所述复眼透镜中各整列单元的形状是正方形、长方形、菱形、边数大于4的多边形或其他形状，进一步地，所述复眼透镜为一体式设计，采用模压工艺成型。
10.一种投影设备，其特征在于，包含有，
权利要求1至9中任意一项所述的光源装置。
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CN111812930A (zh) * 2019-04-10 2020-10-23 卡西欧计算机株式会社 投影装置、投影控制装置以及记录介质

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