CN108873582B - 一种结构紧凑的投影机光源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种结构紧凑的投影机光源，包括光源一、光源二、荧光轮以及分光组件，光源一、光源二为同色光源，所述的分光组件包括镜片一和镜片二，所述的镜片二反射光源二的颜色并透射其他颜色或者镜片二透射光源二的颜色并反射其他颜色，镜片一反射光源一的颜色，光源二发出的光斜射向镜片二后由其引导照射向荧光轮，荧光轮上的荧光粉区激发产生反向传输的辐射荧光射向镜片二，光源一发出的光斜射向镜片一后由其反射至与由镜片二引导出的辐射荧光同向后合光输出。本发明所述的结构紧凑的投影机光源结构简单、紧凑，镜片部件少，占用体积小，制作成本低，使用稳定性好。

Description

一种结构紧凑的投影机光源
技术领域
本发明涉及投影光源技术领域，尤其涉及一种结构紧凑的投影机光源。
背景技术
如今，越来越多的家电厂商开始向激光电视产品战线靠拢，随着一系列品牌的深入，也让激光投影逐渐得到了消费群体的重视，投影系统的发光源主要分为三类，分别是灯泡光源、LED光源以及激光光源。激光光源是近年最受关注的投影光源，激光光源具有波长可选择性大和光谱亮度高等特点，可以合成人眼所见自然界颜色90％以上的色域覆盖率，实现完美的色彩还原。同时，激光光源就有超高的亮度和较长的使用寿命，大大降低了后期的维护成本。
现有的投影机光源通常是采用激发光源发出的光照射荧光轮产生辐射荧光，并且荧光轮上设置了用于透射激发光源发出光的透射区，从透射区透过去的光需要经过多次的反射折转才能与辐射荧光进行合光，光路复杂、镜片部件多，占用体积大，成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种结构紧凑的投影机光源，解决目前技术中投影机光源光路复杂、镜片部件多，占用体积大，成本高的问题。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：
一种结构紧凑的投影机光源，其特征在于，包括光源一、光源二、荧光轮以及分光组件，光源一、光源二为同色光源，所述的分光组件包括镜片一和镜片二，所述的镜片二反射光源二的颜色并透射其他颜色或者镜片二透射光源二的颜色并反射其他颜色，镜片一反射光源一的颜色，光源二发出的光斜射向镜片二后由其引导照射向荧光轮，荧光轮上的荧光粉区激发产生反向传输的辐射荧光射向镜片二，光源一发出的光斜射向镜片一后由其反射至与由镜片二引导出的辐射荧光同向后合光输出。本发明所述的结构紧凑的投影机光源采用包括镜片一和镜片二的分光组件来分别对光源一和光源二发出的光进行引导，光源二发出的光用于照射荧光轮激发产生辐射荧光，光源一发出的光仅反射一次便与辐射荧光进行合光输出，取代传统的光源发出的光透过荧光轮后再通过多次反射直至至与辐射荧光同向后合光输出，本发明的整个光路精简，所需的镜片部件少，结构紧凑，占用体积小，使用成本低。
进一步的，所述的光源一为主波长为460nm的蓝激光器，对人眼的刺激相对较弱，光源二为主波长为445nm的蓝激光器，对人眼的刺激相对较大，但激发荧光的效率更高，本发明将主波长为460nm的蓝激光器发出的光经过反射后直接输出，而将主波长为445nm的蓝激光器只用于照射荧光轮产生辐射荧光，从而能在降低蓝光部分对人眼刺激的同时提高输出光的光通量。
进一步的，所述的光源一、光源二两者分时工作，当需要辐射荧光时光源二工作，而当需要光源一的颜色时光源一才工作，降低工作功耗。
进一步的，所述的光源一发出的光由镜片一反射至与由镜片二引导出的辐射荧光同向后依次经过光束整形组件、滤色色轮和光棒后输出，光束整形组件为聚焦镜片，对光进行聚焦整形，滤色色轮包括由透红反其他色的区域、透绿反其他色的区域、透蓝反其他色的区域，还可以设置透黄反其他色的区域或者全透射区域，可以使颜色更加鲜艳，提高投影显示效果。
进一步的，所述的光源一、光源二并排设置并且发出的光同向且平行，结构更加紧凑，占用空间小。
进一步的，所述的镜片一和镜片二相交成X形，结构紧凑。
进一步的，所述的镜片一与镜片二相互垂直。
进一步的，还包括与光源一、光源二为同色光源的光源三，分光组件包括镜片三，所述的镜片三反射光源三的颜色并透射其他颜色或者镜片三透射光源三的颜色并反射其他颜色，光源三发出的光斜射向镜片三后由其引导照射向荧光轮激发产生反向传输的辐射荧光射向镜片三，由镜片三引导出的辐射荧光与由镜片二引导出的辐射荧光同向传输，并且由镜片一反射的光处于由镜片二引导出的辐射荧光以及由镜片三引导出的辐射荧光之间的区域。由于由镜片一反射的光与由镜片二引导出的辐射荧光的光路平行但未重合，容易导致输出光截面的一部分无光源一的颜色，整体画面均匀性较差，因此采用三个光源的方式，并且由镜片一反射的光处于由镜片二引导出的辐射荧光以及由镜片三引导出的辐射荧光之间的区域，使得由镜片一反射的光居中，从而有效的提高投影显示均匀性。
进一步的，所述的光源二、光源三设置在光源一的两侧，光源三、光源一、光源二发出的光同向且平行，所述的镜片二、镜片三设置在镜片一两侧，并且镜片二、镜片三相互平行并垂直于镜片一，由镜片一反射的光居中，整个光路系统结构紧凑，投影显示均匀性好。
进一步的，所述的光源一、光源二、光源三呈三角排布，光源三、光源一、光源二发出的光同向且平行，所述的镜片一、镜片二、镜片三呈三角排布，并且镜片二、镜片三相互平行并垂直于镜片一，由镜片一反射的光居中，整个光路系统结构紧凑，投影显示均匀性好。
与现有技术相比，本发明优点在于：
本发明所述的结构紧凑的投影机光源结构简单、紧凑，结构新颖，光路折转少，光能损耗小，镜片部件少，占用体积小，制作成本低，使用稳定性好，满足小型化的需求；
采用两种主波长不同的光源，提高荧光激发效率从而提高整个光源的光转化效率，输出光通量高，满足高亮的需求，同时降低对人眼的刺激。
附图说明
图1为本发明实施例一的光路结构示意图；
图2为实施例一的光源一、光源二与镜片一、镜片二的配合结构示意图；
图3为实施例二的光源一、光源二与镜片一、镜片二的配合结构示意图；
图4为实施例三的光路结构示意图；
图5为实施例四的光源一、光源二、光源三与镜片一、镜片二、镜片三的配合结构示意图；
图6为实施例五的光源一、光源二、光源三与镜片一、镜片二、镜片三的配合结构示意图
图7为实施例六的光路结构示意图；
图8为实施例六的光源一、光源二与镜片一、镜片二的配合结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开的一种结构紧凑的投影机光源，光路简单，结构紧凑，使用部件少，占用体积小，制作成本低。
一种结构紧凑的投影机光源，主要包括光源一11、光源二12、荧光轮3以及分光组件2，光源一11、光源二12为同色光源，荧光轮3上仅沿圆周设置有荧光粉区，取消传统设置的透射区，所述的分光组件2包括镜片一21和镜片二22，所述的镜片二22反射光源二12的颜色并透射其他颜色或者镜片二22透射光源二12的颜色并反射其他颜色，镜片一21反射光源一11的颜色，光源二12发出的光斜射向镜片二22后由其引导照射向荧光轮3，荧光轮3上的荧光粉区激发产生反向传输的辐射荧光射向镜片二22，光源一11发出的光斜射向镜片一21后由其反射至与由镜片二22引导出的辐射荧光同向后合光输出，光源一11发出的光仅经过一次反射的光路折转，减小光能损耗，简化光路，避免采用多个反射镜片来折转光路，结构紧凑，占用空间小，降低制作成本。
其中，光源一11、光源二12可采用同颜色但主波长不同的光源，光源一11采用对人眼刺激小的光源，而光源二12采用对荧光激发效率高的光源，优选的是，光源一11采用主波长为460nm的蓝激光器，光源二12采用主波长为445nm的蓝激光器，光源一11发出的光仅反射后直接输出，光源二12发出的光仅用于照射荧光轮产生辐射荧光，从而在提高荧光激发效率的同时降低蓝光部分对人眼视力的刺激影响，提高光转化效率，提高输出光的光通量。
实施例一
如图1和图2所示，光源一11、光源二12都采用蓝激光器，优选光源一11为主波长为460nm的蓝激光器，光源二12为主波长为445nm的蓝激光器；为了提高结构紧凑性，光源一11、光源二12并排设置并且发出的光同向且平行，镜片一21和镜片二22分别位于光源一11、光源二12发出的光的光路上，镜片一21位于镜片二22的侧边，并且镜片一21和镜片二22相交成一定角度形成X形，在本实施例中，镜片一21和镜片二22相互垂直，镜片二22反射蓝色并透射其他颜色，光源一11、光源二12发出的光分别以45°角射向镜片一21和镜片二22；
光源一11、光源二12与分光组件2之间设置了聚焦整形组件一4，对光源一11、光源二12发出的光束进行整形聚焦，可采用聚焦镜片和扩散片，聚焦镜片将光斑进行整形和压缩，扩散片用于消除散斑，同时使光斑分布均匀，提升荧光轮上荧光激发效率，在压缩光斑时还可采用反射镜组，折转光路的同时进行光斑压缩；
分光组件2与荧光轮3之间设置有聚焦整形组件二5，聚焦整形组件二5采用聚焦镜片，可对激发产生的辐射荧光进行聚焦整形；
荧光轮3上的荧光粉区包括红色荧光粉区、绿色荧光粉区、黄色荧光粉区、橘色荧光粉区其中的若干种，在本实施例中，荧光轮3上设置了红色荧光粉区、绿色荧光粉区、黄色荧光粉区；
并且光源一11发出的光由镜片一21反射至与由镜片二22引导出的辐射荧光同向后依次经过光束整形组件6、滤色色轮7和光棒8后输出，光束整形组件6可采用聚焦镜片，滤色色轮7包括由透红反其他色的区域、透绿反其他色的区域、透蓝反其他色的区域、透黄反其他色的区域，过滤使得颜色更加鲜艳，光棒8对输出光束进行匀光，提高输出光的均匀性；
光源一11、光源二12两者可分时工作，当需要辐射荧光时光源二工作，而当需要蓝光时光源一才工作，降低工作功耗，此种方式可省去滤色色轮7；或者光源一11、光源二12同时工作，则滤色色轮7必须使用。
本实施例的投影机光源采用光源一11、光源二12分时工作的方式，在不同的时刻产生不同颜色的光输出，具体如下：
光源二12发出蓝色激光，经过聚焦整形组件一4后照射到镜片二22上由其反射向聚焦整形组件二5，蓝色激光穿过聚焦整形组件二5后照射到荧光轮3上，荧光轮3高速旋转，从而激发产生各种颜色的辐射荧光；
荧光轮3旋转至红色荧光粉区被光源二12发出的蓝色激光照射时，激发产生红色辐射荧光，红色辐射荧光从荧光轮3上反射而出进入聚焦整形组件二5由其聚焦整形后射向镜片二22，红色辐射荧光从镜片二22透过后依次经过光束整形组件6、滤色色轮7和光棒8后输出；
荧光轮3旋转至绿色荧光粉区被光源二12发出的蓝色激光照射时，激发产生绿色辐射荧光，绿色辐射荧光从荧光轮3上反射而出进入聚焦整形组件二5由其聚焦整形后射向镜片二22，绿色辐射荧光从镜片二22透过后依次经过光束整形组件6、滤色色轮7和光棒8后输出；
荧光轮3旋转至黄色荧光粉区被光源二12发出的蓝色激光照射时，激发产生黄色辐射荧光，黄色辐射荧光从荧光轮3上反射而出进入聚焦整形组件二5由其聚焦整形后射向镜片二22，黄色辐射荧光从镜片二22透过后依次经过光束整形组件6、滤色色轮7和光棒8后输出；
当需要蓝光输出时，光源一11开始工作，光源一11发出蓝色激光，经过聚焦整形组件一4后照射到镜片一21上由其反射向光束整形组件6，然后继续通过滤色色轮7和光棒8后输出；
红色辐射荧光、红色辐射荧光、红色辐射荧光和光源一11发出蓝色激光混合成白光进行投影照明。
实施例二
如图3所示，与实施例一的不同点在于，在光源二12的两侧对称设置了光源一11，根据白平衡，单侧光源一11的激光器数量为实施例一的光源一11一半，镜片二22的两侧对称设置有镜片一21，从而使得最终输出的光束中蓝色激光位于辐射荧光的两侧，解决实施例一中存在的在屏幕上显示时一部分区域无蓝光的问题，提高整体画面的均匀性。
实施例三
如图4所示，与实施例一的不同点在于，镜片二22透射蓝光并反射其他颜色；
输出光束中的蓝光部分产生过程与实施例一相同；
输出光束中的红光、绿光以及黄光部分与实施例一略有不同，光源二12发出蓝色激光，经过聚焦整形组件一4后照射到镜片二22上从其透射向聚焦整形组件二5，蓝色激光穿过聚焦整形组件二5后照射到荧光轮3上，荧光轮3高速旋转，从而激发产生各种颜色的辐射荧光；
荧光轮3旋转至红色荧光粉区被光源二12发出的蓝色激光照射时，激发产生红色辐射荧光，红色辐射荧光从荧光轮3上反射而出进入聚焦整形组件二5由其聚焦整形后射向镜片二22，红色辐射荧光由镜片二22反射后依次经过光束整形组件6、滤色色轮7和光棒8后输出；
荧光轮3旋转至绿色荧光粉区被光源二12发出的蓝色激光照射时，激发产生绿色辐射荧光，绿色辐射荧光从荧光轮3上反射而出进入聚焦整形组件二5由其聚焦整形后射向镜片二22，绿色辐射荧光由镜片二22反射后依次经过光束整形组件6、滤色色轮7和光棒8后输出；
荧光轮3旋转至黄色荧光粉区被光源二12发出的蓝色激光照射时，激发产生黄色辐射荧光，黄色辐射荧光从荧光轮3上反射而出进入聚焦整形组件二5由其聚焦整形后射向镜片二22，黄色辐射荧光由镜片二22反射后依次经过光束整形组件6、滤色色轮7和光棒8后输出。
实施例四
如图5所示，与实施例一的不同点在于，设置了与光源一11、光源二12为同色光源的光源三13，优选的是，光源一11为主波长为460nm的蓝激光器，光源二12为主波长为445nm的蓝激光器，光源三13为主波长为445nm的蓝激光器，光源二12、光源三13设置在光源一11的两侧，光源三13、光源一11、光源二12发出的光同向且平行，分光组件2还设置了镜片三23，镜片二22、镜片三23设置在镜片一21两侧，并且镜片二22、镜片三23相互平行并垂直于镜片一21，所述的镜片三23反射蓝光并透射其他颜色，光源三13发出的光斜射向镜片三23后由其反射经过聚焦整形组件二5后射向荧光轮3，光源三13发出的光在荧光轮3上形成的光斑与光源二12发出的光在荧光轮3上形成的光斑位于荧光轮3上不同的位置，避免荧光轮3上的荧光粉区局部温度过高，保障荧光激发效率，激发产生的反向传输的辐射荧光射向镜片三23并从其透过后依次经过光束整形组件6、滤色色轮7和光棒8后输出，由镜片一21反射的蓝激光处于由镜片二22引导出的辐射荧光以及由镜片三23引导出的辐射荧光之间的区域，在保障结构紧凑体积小的同时有效提高均匀性；
同理的，还可设置成镜片二22透射蓝色并反射其他颜色，镜片三23透射蓝光并反射其他颜色。
实施例五
如图6所示，与实施例一的不同点在于，设置了与光源一11、光源二12为同色光源的光源三13，优选的是，光源一11为主波长为460nm的蓝激光器，光源二12为主波长为445nm的蓝激光器，光源三13为主波长为445nm的蓝激光器，光源一11、光源二12、光源三13呈三角排布，光源三13、光源一11、光源二12发出的光同向且平行，分光组件2还设置了镜片三23，镜片一21、镜片二22、镜片三23呈三角排布，并且镜片二22、镜片三23相互平行并垂直于镜片一21，所述的镜片三23反射蓝光并透射其他颜色，光源三13发出的光斜射向镜片三23后由其反射经过聚焦整形组件二5后射向荧光轮3，光源三13发出的光在荧光轮3上形成的光斑与光源二12发出的光在荧光轮3上形成的光斑位于荧光轮3上不同的位置，避免荧光轮3上的荧光粉区局部温度过高，保障荧光激发效率，激发产生的反向传输的辐射荧光射向镜片三23并从其透过后依次经过光束整形组件6、滤色色轮7和光棒8后输出，由镜片一21反射的蓝激光处于由镜片二22引导出的辐射荧光以及由镜片三23引导出的辐射荧光之间的区域，在保障结构紧凑体积小的同时有效提高均匀性；
同理的，还可设置成镜片二22透射蓝色并反射其他颜色，镜片三23透射蓝光并反射其他颜色。
实施例六
如图7和图8所示，与实施例一的不同点在于，镜片一21与镜片二22的边缘相靠并构成L形的直角结构，并且镜片二22透射蓝色并反射其他颜色，光源一11、光源二12发出的光分别以45°角射向镜片一21和镜片二22；
光源一11发出的光由镜片一21反射向镜片二22并从镜片二22透射过去，然后依次通过光束整形组件6、滤色色轮7和光棒8后输出；
光源二12发出的光从镜片二22透射过去后正照射在荧光轮3上，激发产生的辐射荧光从荧光轮3上反射而出射向镜片二22，辐射荧光由镜片二22反射后依次通过光束整形组件6、滤色色轮7和光棒8后输出。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种结构紧凑的投影机光源，其特征在于，包括光源一(11)、光源二(12)、荧光轮(3)以及分光组件(2)，光源一(11)、光源二(12)为同色光源，所述的分光组件(2)包括镜片一(21)和镜片二(22)，所述的镜片二(22)反射光源二(12)的颜色并透射其他颜色或者镜片二(22)透射光源二(12)的颜色并反射其他颜色，镜片一(21)反射光源一(11)的颜色，光源二(12)发出的光斜射向镜片二(22)后由其引导照射向荧光轮(3)，荧光轮(3)上的荧光粉区激发产生反向传输的辐射荧光射向镜片二(22)，光源一(11)发出的光斜射向镜片一(21)后由其反射至与由镜片二(22)引导出的辐射荧光同向后合光输出。
2.根据权利要求1所述的结构紧凑的投影机光源，其特征在于，所述的光源一(11)为主波长为460nm的蓝激光器，光源二(12)为主波长为445nm的蓝激光器。
3.根据权利要求1所述的结构紧凑的投影机光源，其特征在于，所述的光源一(11)、光源二(12)两者分时工作。
4.根据权利要求1所述的结构紧凑的投影机光源，其特征在于，还包括光束整形组件(6)、滤色色轮(7)和光棒(8)，所述的光源一(11)发出的光由镜片一(21)反射至与由镜片二(22)引导出的辐射荧光同向后依次经过光束整形组件(6)、滤色色轮(7)和光棒(8)后输出。
5.根据权利要求1所述的结构紧凑的投影机光源，其特征在于，所述的光源一(11)、光源二(12)并排设置并且发出的光同向且平行。
6.根据权利要求1所述的结构紧凑的投影机光源，其特征在于，所述的镜片一(21)和镜片二(22)相交成X形。
7.根据权利要求6所述的结构紧凑的投影机光源，其特征在于，所述的镜片一(21)与镜片二(22)相互垂直。
8.根据权利要求1所述的结构紧凑的投影机光源，其特征在于，还包括与光源一(11)、光源二(12)为同色光源的光源三(13)，分光组件(2)包括镜片三(23)，所述的镜片三(23)反射光源三(13)的颜色并透射其他颜色或者镜片三(23)透射光源三(13)的颜色并反射其他颜色，光源三(13)发出的光斜射向镜片三(23)后由其引导照射向荧光轮(3)激发产生反向传输的辐射荧光射向镜片三(23)，由镜片三(23)引导出的辐射荧光与由镜片二(22)引导出的辐射荧光同向传输，并且由镜片一(21)反射的光处于由镜片二(22)引导出的辐射荧光以及由镜片三(23)引导出的辐射荧光之间的区域。
9.根据权利要求8所述的结构紧凑的投影机光源，其特征在于，所述的光源二(12)、光源三(13)设置在光源一(11)的两侧，光源三(13)、光源一(11)、光源二(12)发出的光同向且平行，所述的镜片二(22)、镜片三(23)设置在镜片一(21)两侧，并且镜片二(22)、镜片三(23)相互平行并垂直于镜片一(21)。
10.根据权利要求8所述的结构紧凑的投影机光源，其特征在于，所述的光源一(11)、光源二(12)、光源三(13)呈三角排布，光源三(13)、光源一(11)、光源二(12)发出的光同向且平行，所述的镜片一(21)、镜片二(22)、镜片三(23)呈三角排布，并且镜片二(22)、镜片三(23)相互平行并垂直于镜片一(21)。
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