CN114280882A - 一种照明系统及投影光机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种照明系统，其中，第一光源组件发出混色光，使混色光入射到合光装置，混色光可被分离为两基色光，第二光源组件、第三光源组件和第四光源组件用于发出三基色光，使各基色光分别入射到合光装置，合光装置将混色光和三基色光汇合并输出。本发明的照明系统在产生的混色光的基础上补充三基色光，将混色光与三基色光汇合形成输出的照明光，能够提高照明光亮度以及扩大色域。本发明还公开一种投影光机。

Description

一种照明系统及投影光机

技术领域

本发明涉及光学系统领域，特别是涉及一种照明系统。本发明还涉及一种投影光机。

背景技术

近年来，投影技术迅速发展。现有的投影光机，通常会设置单独的照明系统以提供照明光，照明光通过成像芯片后携带图像信息，进而通过投影镜头进行放大成像。投影光机所呈现画面的亮度、均匀度、对比度等重要参数往往与照明系统息息相关，因此，照明系统的设计愈来愈受到行业的关注。

现有技术中，使用的照明系统采用蓝光激发荧光粉来产生黄光，再通过分光合光棱镜将黄光分成红光和绿光，从而构成投影所需要的红绿蓝三基色光。但是，由于红光和绿光是由黄光分出的，红光和绿光亮度不足且色纯度较低，使得输出的照明光亮度低、色域小。

发明内容

本发明的目的是提供一种照明系统，应用于投影光机，能够提高照明光亮度以及扩大色域。本发明还提供一种投影光机。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种照明系统，其特征在于，包括第一光源组件、第二光源组件、第三光源组件、第四光源组件和合光装置，所述第一光源组件用于发出混色光，使所述混色光入射到所述合光装置，所述混色光可被分离为两基色光，所述第二光源组件、所述第三光源组件和所述第四光源组件用于发出三基色光，使各基色光分别入射到所述合光装置，所述合光装置用于将所述混色光和三基色光汇合并输出。

优选的，所述第一光源组件包括第一激发光源和波长转换材料，所述第一激发光源用于发出第一激发光，所述波长转换材料用于在所述第一激发光的照射下产生所述混色光。

优选的，所述第一激发光为基色光。

优选的，所述第一光源组件还包括第二激发光源，用于发出第二激发光，所述第一激发光、所述第二激发光分别照射到所述波长转换材料的两侧，使所述波长转换材料产生所述混色光。

优选的，所述合光装置包括第一光学元件，所述混色光、第一基色光分别入射到所述第一光学元件，所述第一光学元件用于使所述混色光、所述第一基色光汇合并发射出，以与第二基色光、第三基色光汇合。

优选的，所述第一光源组件包括第一激发光源和波长转换材料，所述第一激发光源用于发出第一激发光，所述波长转换材料用于在所述第一激发光的照射下产生所述混色光；

所述第一激发光源设置于所述波长转换材料远离所述第一光学元件的一侧，或者，所述第一激发光源和所述波长转换材料分别设置于所述第一光学元件的两侧，所述第一光学元件还用于透射所述第一激发光，使所述第一激发光入射到所述波长转换材料。

优选的，所述合光装置包括第二光学元件，所述混色光和第一基色光的汇合光、第二基色光、第三基色光分别从不同的方向入射到所述第二光学元件，所述第二光学元件用于使所述混色光和所述第一基色光的汇合光、所述第二基色光、所述第三基色光汇合并发射出。

优选的，所述第二光学元件为“X”形状，将空间分割出四个区域，所述混色光和所述第一基色光的汇合光从第一区域入射到所述第二光学元件，所述第二基色光、所述第三基色光分别从第二区域、第三区域入射到所述第二光学元件，汇合光从第四区域发射出。

优选的，所述合光装置包括第三光学元件和第四光学元件，所述混色光和第一基色光的汇合光、第二基色光分别入射到所述第三光学元件，所述第三光学元件用于使所述混色光和所述第一基色光的汇合光、所述第二基色光汇合并发射出；

所述第三光学元件的出射光、第三基色光分别入射到所述第四光学元件，所述第四光学元件用于使所述第三光学元件的出射光、所述第三基色光汇合并发射出。

一种投影光机，包括照明系统和成像芯片，所述照明系统用于发出照明光，使所述照明光入射到所述成像芯片，所述照明系统采用以上所述的照明系统。

由上述技术方案可知，本发明所提供的一种照明系统，其中，第一光源组件发出混色光，使混色光入射到合光装置，混色光可被分离为两基色光，第二光源组件、第三光源组件和第四光源组件用于发出三基色光，使各基色光分别入射到合光装置，合光装置将混色光和三基色光汇合并输出。本发明的照明系统在产生的混色光的基础上补充三基色光，将混色光与三基色光汇合形成输出的照明光，能够提高照明光亮度以及扩大色域。

本发明还提供一种投影光机，能够达到上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的一种第一光源组件的示意图；

图2为本发明又一实施例提供的一种第一光源组件的示意图；

图3为本发明一实施例提供的一种照明系统的示意图；

图4为本发明又一实施例提供的一种照明系统的示意图；

图5为本发明又一实施例提供的一种照明系统的示意图；

图6为本发明又一实施例提供的一种照明系统的示意图；

图7为本发明又一实施例提供的一种照明系统的示意图；

图8为本发明又一实施例提供的一种照明系统的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，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，都应当属于本发明保护的范围。

本实施例提供一种照明系统，包括第一光源组件、第二光源组件、第三光源组件、第四光源组件和合光装置，所述第一光源组件用于发出混色光，使所述混色光入射到所述合光装置，所述混色光可被分离为两基色光；

所述第二光源组件、所述第三光源组件和所述第四光源组件用于发出三基色光，使各基色光分别入射到所述合光装置，所述合光装置用于将所述混色光和三基色光汇合并输出。

第二光源组件、第三光源组件和第四光源组件分别发出一种基色光，使各自发出的基色光入射到合光装置。通过合光装置将混色光和三基色光汇合。本实施例的照明系统在混色光的基础上补充三基色光，将混色光与三基色光汇合形成输出的照明光，能够提高照明光亮度以及扩大色域。

本实施例中，对第一光源组件发出的混色光的波段不做限定。在实际应用中，可以根据对照明光的色域要求确定和选择。本实施例中，对第一光源组件产生混色光的具体方式不做限定，可以采用但不限于第一光源组件采用可发出混色光的发光体，由发光体直接发出混色光，或者第一光源组件采用波长转换材料，通过激发波长转换材料产生混色光。

可选的，第一光源组件可包括第一激发光源和波长转换材料，所述第一激发光源用于发出第一激发光，所述波长转换材料用于在所述第一激发光的照射下产生所述混色光。波长转换材料是指在激发光照射下会发射出预设波长光的材料，本实施例中对波长转换材料的类型、结构不做限定，比如可以是由荧光粉形成的层状结构。可参考图1，图1为一实施例提供的一种第一光源组件的示意图，如图所示，第一激发光源101设置于波长转换材料100的一侧，第一激发光源101发出的第一激发光照射到波长转换材料100，使波长转换材料100发出混色光。

优选的，在上述实施方式的基础上，第一光源组件还可包括第二激发光源，用于发出第二激发光，所述第一激发光、所述第二激发光分别照射到所述波长转换材料的两侧，使所述波长转换材料产生所述混色光。通过第一激发光、第二激发光同时照射波长转换材料，以有效地激发波长转换材料产生混合光，可以提高第一光源组件发出混色光的亮度。第一激发光、第二激发光的波段可以相同或者第一激发光、第二激发光的波段可以不同。第一激发光可以是基色光，或/和第二激发光是基色光，通过基色光激发波长转换材料100与通过非基色光激发相比，若激发光进入照明系统的主光路，使用基色光可以避免影响照明系统输出的照明光的色域。

可参考图2，图2为又一实施例提供的一种第一光源组件的示意图，如图所示，第一激发光源101、第二激发光源102分别位于波长转换材料100的两侧，第一激发光源101发出第一激发光，照射到波长转换材料100的一侧，第二激发光源102发出第二激发光，照射到波长转换材料100的另一侧。其中通过第一光学元件103使波长转换材料100发出的混色光与第二激发光分离，使混色光发射出。

可选的作为一种实施方式，合光装置可包括第一光学元件，所述混色光、第一基色光分别入射到所述第一光学元件，所述第一光学元件用于使所述混色光、所述第一基色光汇合并发射出，以与第二基色光、第三基色光汇合。

可选的，第一光学元件可以透射第一基色光以及反射混色光，或者第一光学元件可以反射第一基色光以及透射混色光，从而使混色光、第一基色光汇合。在实际应用中，可以根据第一光学元件对混色光、第一基色光的反射/透射的情况进行布置光路。

可选的，第一光源组件可包括第一激发光源和波长转换材料，第一激发光源用于发出第一激发光，波长转换材料用于在所述第一激发光的照射下产生所述混色光。第一激发光源设置于波长转换材料远离第一光学元件的一侧，波长转换材料被激发产生混色光而入射到第一光学元件。示例性的，可参考图3和图6所示，图3为一实施例提供的一种照明系统的示意图，图6为又一实施例提供的一种照明系统的示意图。如图所示，第一激发光源101设置于波长转换材料100的一侧，波长转换材料100被激发发出的混色光以及第二光源组件104发出的第一基色光分别入射到第一光学元件103，第一光学元件103反射混色光以及透射第一基色光，使得混色光和第一基色光汇合并发射出。

可选的，第一激发光源和波长转换材料可分别设置于第一光学元件的两侧，第一光学元件还用于透射所述第一激发光，使所述第一激发光入射到所述波长转换材料，使波长转换材料被激发产生混色光而入射到第一光学元件。示例性的，可参考图4和图7，图4为又一实施例提供的一种照明系统的示意图，图7为又一实施例提供的一种照明系统的示意图。如图所示，第一激发光源101和波长转换材料100分别位于第一光学元件103的两侧，第一激发光源101发出的第一激发光透射过第一光学元件103后照射到波长转换材料100，波长转换材料100被激发发出的混色光以及第二光源组件104发出的第一基色光分别入射到第一光学元件103，第一光学元件103反射混色光以及透射第一基色光，使得混色光和第一基色光汇合并发射出。

可选的，第一光源组件可包括第一激发光源、第二激发光源和波长转换材料，第一激发光源用于发出第一激发光，第二激发光源用于发出第二激发光，波长转换材料用于在第一激发光、第二激发光的照射下产生混色光。示例性的，可参考图5和图8，图5为又一实施例提供的一种照明系统的示意图，图8为又一实施例提供的一种照明系统的示意图。如图所示，第一激发光源101和波长转换材料100位于第一光学元件103的一侧，第二激发光源102位于第一光学元件103的另一侧，第二激发光源102发出的第二激发光透射过第一光学元件103后照射到波长转换材料100。在第一激发光和第二激发光的照射下，波长转换材料100发出混色光，混色光以及第二光源组件104发出的第一基色光分别入射到第一光学元件103，第一光学元件103反射混色光以及透射第一基色光，使得混色光和第一基色光汇合并发射出。

在以上各图所示的照明系统中，是以第一光学元件103反射混色光以及透射第一基色光实现将两部分光汇合为例说明的，在其它实施方式中，也可以是第一光学元件103透射混色光以及反射第一基色光实现将两部分光汇合，也在本发明保护范围内。

可选的作为一种实施方式，合光装置可包括第二光学元件，所述混色光和第一基色光的汇合光、第二基色光、第三基色光分别从不同的方向入射到所述第二光学元件，所述第二光学元件用于使所述混色光和所述第一基色光的汇合光、所述第二基色光、所述第三基色光汇合并发射出。本实施例中，对第二光学元件的具体结构、光路布置不做限定，能够实现使混色光和第一基色光的汇合光、第二基色光、第三基色光汇合并发射出即可。在实际应用中，可以根据第二光学元件对混色光、三基色光的反射/透射情况进行布置光路。

可选的，第二光学元件为“X”形状，将空间分割出四个区域，所述混色光和所述第一基色光的汇合光从第一区域入射到所述第二光学元件，所述第二基色光、所述第三基色光分别从第二区域、第三区域入射到所述第二光学元件，汇合光从第四区域发射出。示例性的可参考图3、图4和图5，第二光学元件107为“X”形状，由第一光学元件103发射出的混色光和第一基色光的汇合光、由第三光源组件105发射出的第二基色光、由第四光源组件106发射出的第三基色光分别入射到第二光学元件107，第二光学元件107将混色光和第一基色光的汇合光、第二基色光、第三基色光汇合并发射出。

可选的，第二光学元件107可采用滤光元件形成“X”形状，通过各个滤光元件对混色光以及各基色光的反射/透射作用，实现将各路光汇合。

可选的作为一种实施方式，合光装置可包括第三光学元件和第四光学元件，所述混色光和第一基色光的汇合光、第二基色光分别入射到所述第三光学元件，所述第三光学元件用于使所述混色光和所述第一基色光的汇合光、所述第二基色光汇合并发射出；所述第三光学元件的出射光、第三基色光分别入射到所述第四光学元件，所述第四光学元件用于使所述第三光学元件的出射光、所述第三基色光汇合并发射出。

可通过第三光学元件对混色光、第一基色光、第二基色光的反射/透射作用，实现将混色光和第一基色光、第二基色光汇合。可通过第四光学元件对混色光、各基色光的反射/透射作用，实现将混色光和三基色光汇合。在实际应用中，可以根据第三光学元件、第四光学元件对混色光和三基色光的反射/透射情况进行布置光路。

示例性的可参考图6、图7和图8，由第一光学元件103发射出的混色光和第一基色光的汇合光、由第三光源组件105发射出的第二基色光分别入射到第三光学元件108，第三光学元件108透射混色光和第一基色光的汇合光以及反射第二基色光，使混色光和第一基色光的汇合光以及第二基色光汇合并发射出。

由第三光学元件108发射出的混色光、第一基色光和第二基色光的汇合光、由第四光源组件106发射出的第三基色光分别入射到第四光学元件109，第四光学元件109透射混色光、第一基色光、第二基色光以及反射第三基色光，使混色光和三基色光汇合并发射出。

在以上图6、图7和图8所示的照明系统中，是以第三光学元件108透射混色光和第一基色光的汇合光以及反射第二基色光为例说明的，在其它实施例中，第三光学元件108可以反射混色光和第一基色光的汇合光以及透射第二基色光实现将两部分光汇合，也在本发明保护范围内。

在以上图6、图7和图8所示的照明系统中，是以第四光学元件109透射混色光、第一基色光、第二基色光的汇合光以及反射第三基色光为例说明的，在其它实施例中，第四光学元件109可以反射混色光、第一基色光、第二基色光的汇合光以及透射第三基色光实现将两部分光汇合，也在本发明保护范围内。

可选的，在以上各实施方式中，混色光可以是黄光，第一激发光和第二激发光可以是蓝光。第一基色光为绿光，第二基色光为蓝光，第三基色光为红光。

本实施例的照明系统，在混色光的基础上补充三基色光，将混色光与三基色光汇合形成输出的照明光，通过补充三基色光不仅可以提高照明光的亮度，并且能够扩大色域。应用于投影光机，使投影光机投射出的图像亮度、色彩效果能够满足要求。

相应的，本实施例还提供一种投影光机，包括照明系统和成像芯片，所述照明系统用于发出照明光，使所述照明光入射到所述成像芯片，所述照明系统采用以上所述的照明系统。

本实施例的投影光机，使用的照明系统在混色光的基础上补充三基色光，将混色光与三基色光汇合形成输出的照明光，能够提高照明光亮度以及扩大色域，能够提高投影光机投射出图像的亮度以及扩大图像色域。

以上对本发明所提供的一种照明系统及投影光机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种照明系统，其特征在于，包括第一光源组件、第二光源组件、第三光源组件、第四光源组件和合光装置，所述第一光源组件用于发出混色光，使所述混色光入射到所述合光装置，所述混色光可被分离为两基色光，所述第二光源组件、所述第三光源组件和所述第四光源组件用于发出三基色光，使各基色光分别入射到所述合光装置，所述合光装置用于将所述混色光和三基色光汇合并输出。

2.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述第一光源组件包括第一激发光源和波长转换材料，所述第一激发光源用于发出第一激发光，所述波长转换材料用于在所述第一激发光的照射下产生所述混色光。

3.根据权利要求2所述的照明系统，其特征在于，所述第一激发光为基色光。

4.根据权利要求2所述的照明系统，其特征在于，所述第一光源组件还包括第二激发光源，用于发出第二激发光，所述第一激发光、所述第二激发光分别照射到所述波长转换材料的两侧，使所述波长转换材料产生所述混色光。

5.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述合光装置包括第一光学元件，所述混色光、第一基色光分别入射到所述第一光学元件，所述第一光学元件用于使所述混色光、所述第一基色光汇合并发射出，以与第二基色光、第三基色光汇合。

6.根据权利要求5所述的照明系统，其特征在于，所述第一光源组件包括第一激发光源和波长转换材料，所述第一激发光源用于发出第一激发光，所述波长转换材料用于在所述第一激发光的照射下产生所述混色光；

所述第一激发光源设置于所述波长转换材料远离所述第一光学元件的一侧，或者，所述第一激发光源和所述波长转换材料分别设置于所述第一光学元件的两侧，所述第一光学元件还用于透射所述第一激发光，使所述第一激发光入射到所述波长转换材料。

7.根据权利要求1-6任一项所述的照明系统，其特征在于，所述合光装置包括第二光学元件，所述混色光和第一基色光的汇合光、第二基色光、第三基色光分别从不同的方向入射到所述第二光学元件，所述第二光学元件用于使所述混色光和所述第一基色光的汇合光、所述第二基色光、所述第三基色光汇合并发射出。

8.根据权利要求7所述的照明系统，其特征在于，所述第二光学元件为“X”形状，将空间分割出四个区域，所述混色光和所述第一基色光的汇合光从第一区域入射到所述第二光学元件，所述第二基色光、所述第三基色光分别从第二区域、第三区域入射到所述第二光学元件，汇合光从第四区域发射出。

9.根据权利要求1-6任一项所述的照明系统，其特征在于，所述合光装置包括第三光学元件和第四光学元件，所述混色光和第一基色光的汇合光、第二基色光分别入射到所述第三光学元件，所述第三光学元件用于使所述混色光和所述第一基色光的汇合光、所述第二基色光汇合并发射出；

所述第三光学元件的出射光、第三基色光分别入射到所述第四光学元件，所述第四光学元件用于使所述第三光学元件的出射光、所述第三基色光汇合并发射出。

10.一种投影光机，其特征在于，包括照明系统和成像芯片，所述照明系统用于发出照明光，使所述照明光入射到所述成像芯片，所述照明系统采用权利要求1-9任一项所述的照明系统。

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