CN202886723U - 发光装置及相关投影系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开了一种发光装置及相关投影系统，其特征在于，包括：发光光源阵列和用塑料制成的复眼透镜对，还包括用于将所述复眼透镜对密封固定的密封装置，该密封装置包括一光路入射面和一光路出射面，该两面分别位于所述复眼透镜对的两侧，使得光束从该密封装置的光路入射面透射进入该密封装置，并经所述复眼透镜对后从该光路出射面透射出射。本实用新型提供一种有效阻止复眼透镜对的损伤阈值减小的发光装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学器件技术领域，特别是涉及一种发光装置及相关投影系统。
背景技术
一些塑料，如聚甲基丙烯酸甲酯，因对可见光的吸收率较低，常被用来制造一些光学元件，如透光镜、复眼透镜、准直透镜等。光学元件在中继光束时，会吸收光束的部分能量，导致光学元件的温度升高。光束的光功率密度越大，则光学元件吸收的能量越多，导致光学元件的温度越高。塑料的熔点较低，当入射到用这些塑料制成的光学元件的光束的光功率密度大于某个值时，这些光学元件会软化和变形，这个值称为光学元件的损伤阈值。
在使用的过程中，灰尘容易粘附在这些光学元件上；灰尘是光能量良好的吸收体，因此灰尘的粘附使得光学元件吸收的光能量增大。灰尘越多，则光学元件吸收的光能量越大。因此当粘附的灰尘越多时，要保持光学元件的温度低于其软化变形时的温度，则须使得入射的光束的光功率密度越小，即光学元件的损伤阈值越小。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种有效阻止复眼透镜对的损伤阈值减小的发光装置。
本实用新型实施例提供一种发光装置，包括：
发光光源阵列，用于产生光束；
复眼透镜对，该复眼透镜对的制成材料为塑料，用于对所述发光光源阵列产生的光束进行匀光；
密封装置，为一个封闭的腔体，用于将所述复眼透镜对密封固定于该密封装置内，该密封装置包括一光路入射面和一光路出射面，该两面分别位于所述复眼透镜对的两侧，使得光束从该密封装置的光路入射面透射进入该密封装置，并经所述复眼透镜对后从该光路出射面透射出射。
本实用新型实施例还提供一种投影系统，包括上述发光装置。
与现有技术相比，本实用新型包括如下有益效果：
通过将复眼透镜对置于密闭装置内，有效防止灰尘在使用的过程中粘附到该复眼透镜对上，进而阻止复眼透镜对的损伤阈值减小。
附图说明
图1是本实用新型的发光装置的一个实施例的结构示意图；
图2是本实用新型的发光装置中的发光光源阵列的又一个实施例的示意图；
图3是本实用新型的发光装置中的发光光源阵列中的发光元件的又一个实施例的示意图。
图4A是本实用新型的发光装置中的密封装置的一个实施例的示意图。
图4B是图4A所示的密封装置沿垂直于复眼透镜对的方向的截面示意图；
图5是本实用新型的发光装置中的密封装置的另一个实施例的截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本实用新型实施例进行详细说明。
请参阅图1，图1是本实用新型的发光装置的一个实施例的结构示意图。如图1所示，发光装置100主要包括发光光源阵列101和复眼透镜对105。
在本实施例中，发光光源阵列101包括激光光源阵列101a，用于产生激光。在激光光源阵列101产生的光束的出射光路上，放置有复眼透镜对105，用于对激光光源阵列101a产生的光束进行匀光，该复眼透镜对105的制成材料为塑料。由于制作复眼透镜对中的两个镜片时需开模，而塑料相比玻璃比较容易开模，使用的成本较低。
发光装置100还包括密封装置103，该密封装置103为一个封闭的腔体，用于将复眼透镜对105密封固定于该密封装置103内。密封装置103包括光路入射面103a和光路出射面103b，该两面分别位于复眼透镜对105的两侧，使得光束从该密封装置103的光路入射面103a透射进入该密封装置103，并经复眼透镜对105匀光后从该光路出射面103b透射出射。
本实施例中，通过将复眼透镜对置于密闭装置内，有效防止灰尘在使用的过程中粘附到该复眼透镜对上，进而阻止复眼透镜对的损伤阈值减小。
在本实施例中，激光光源阵列101中可以包括蓝光LD（Laser Diode，激光二极管），或者紫外光LD。
优选地，发光装置100还包括准直透镜阵列。如图2所示，图2是本实用新型的发光装置中的发光光源阵列的又一个实施例的示意图。准直透镜阵列101b位于激光光源阵列101a的出射光路上，并且激光光源阵列101a中的各激光光源与准直透镜阵列101b中的准直透镜一一对应。激光光源阵列激光光源阵列的出射光经准直透镜阵列101b收集并准直后出射。经准直透镜阵列101b准直的光再进入复眼透镜对105中进行匀光。在本实施例中，激光光源阵列中的各激光光源101a也可以用其他元件代替。
请参阅图3，图3是本实用新型的发光装置中的发光光源阵列中的发光元件的又一个实施例的示意图。如图3所示，发光元件包括荧光粉层32a、LD芯片32b和基板32c。荧光粉层32a涂覆在LD芯片32b的上表面，该荧光粉层32a吸收LD芯片32b出射的激光并产生受激光。LD芯片32b的下表面固定在基板32c上。具体举例来说，LD芯片32b为紫外LD，荧光粉层32a为蓝光荧光粉并吸收LD芯片32b出射的紫外光产生蓝色受激光。实际上，在本实用新型其它实施方式中，LD芯片32b与荧光粉层32a可以设置其它种类，二者相匹配产生受激光，例如蓝光LD激发绿色荧光粉产生绿色激发光，其相对于绿光LD具有更高效率。这里，包括荧光粉层32a与LD芯片32b以及基板32c组成的发光元件可以组成一个阵列或者该结构与LD芯片组成混合阵列，并且设置准直透镜来对上述阵列进行准直，其整体可以作为一个光源应用于发光光源阵列101。
在本实施例中，各发光光源还可以是LED光源（Light EmittingDiode，发光二极管）。
在本实施例中，密封装置103呈长方体状，其光路入射面103a和光路出射面103b分别为该长方体的两个相对的侧面。如图4A和图4B所示，图4A是本实用新型的发光装置中的密封装置的一个实施例的示意图，图4B是图4A所示的密封装置沿垂直于复眼透镜对的方向的截面示意图。在密封装置103的相对的两个内壁13a和13b上，内壁13a上设置有凹槽41a和凹槽41b，内壁13b上设置有凹槽42a和凹槽42b，该四个凹槽均平行于光路入射面103a，且内壁13a上的两个凹槽之间的距离和内壁13b上的两个凹槽之间的距离均等于复眼透镜对105的两个镜片之间的距离。内壁13a上的凹槽41a与内壁13b上的凹槽42a对应，凹槽41b与凹槽42b对应，以将其中一个复眼透镜的两个对边分别固定在凹槽41a和凹槽42a中，并将另一个复眼透镜的两个对边分别固定在凹槽41b和凹槽42b中。
在本实施例中，可以通过粘胶将复眼透镜对中的一个镜片的两边分别固定在凹槽41a和凹槽41b内，另一个镜片也如此；或者还可以通过弹性压紧结构将复眼透镜对中的一个镜片分别固定在凹槽41a和凹槽41b内，另一个镜片也如此。具体说明如下。在凹槽41a的底部上设置有弹性压紧结构（图未示），在将复眼透镜105a的一边插入凹槽41a内时，凹槽41a内的弹性压紧结构将复眼透镜对105a沿着该复眼透镜105a往凹槽42a方向压紧。凹槽41a和凹槽42a内位于复眼透镜105a同一侧的侧面上还可以分别设置有弹性压紧结构，以将复眼透镜105a沿垂直于该镜片的方向往凹槽41a和凹槽42a的另一侧面压紧。凹槽41b和凹槽42b也分别采用与凹槽41a和凹槽42a同样的设置。通过弹性压紧结构对复眼透镜对的固定可以使复眼透镜对固定在凹槽内时更加可靠。在本实施例中，用于将一个复眼透镜固定的两个凹槽也可以替换成一个凹槽，使得复眼透镜对中的每个镜片分别只固定在一个凹槽内，这样也可以达到将复眼透镜对固定于密封装置内的目的，并且可以减少成本，但其固定的可靠程度不如以上实施例所示的密封装置对复眼透镜对的固定的可靠程度。
密封装置103除光路入射面103a和光路出射面103b的其他面可以用金属制成，以使该密封装置比较牢固。密封装置103除光路入射面103a和光路出射面103b的其他面也可以用塑料制成，以降低其制造成本。
密封装置103的光路入射面103a和光路出射面103b均采用普通的透光片制成。优选地，透光片的制成材料可以是多种无机透明材料，例如玻璃、蓝宝石片、透明陶瓷片、氮化镓片等，都可以实现对光线的高透过率和高可靠性。在实际运用中，光路入射面103a和光路出射面103b也可以采用晶体或者其他透光材料制成。优选地，密封装置103的光路入射面103a和光路出射面103b上均设置有增透膜，以提高光束的透过率，减少光束在经过该两个面时的损耗。优选地，在两个透光片与其他面之间分别放置一个密封圈，以提高密封装置103的密封性。
如图5所述，图5是本实用新型的发光装置中的密封装置的另一个实施例的截面示意图。在本实施例中，在密封装置103的相对的两个内壁13a和13b上也可以不设置两个凹槽，而是两个内壁13a和13b上分别设置有凸柱51和52，该两个凸柱均平行于光路入射面103a，且该两个凸柱的宽度均等于复眼透镜对105中两个镜片之间的距离。凸柱51的边缘51a和51b、凸柱52的边缘52a和52b均呈平面状，并且凸柱51的边缘51a和凸柱52的边缘52a相对应，凸柱51的边缘51b和凸柱52的边缘52b相对应，以使得复眼透镜对中的一个镜片的两端分别固定于凸柱边缘51a和凸柱边缘52a上，另一个镜片的两端分别固定于凸柱边缘51b和凸柱边缘52b上，以使该复眼透镜对固定于该密封装置103内。复眼透镜对中的两个镜片固定于凸柱的边缘上时可通过粘胶固定或者其他方式固定。
在本实施例中，用于将一个复眼透镜固定的两个凸柱也可以替换成一个凸柱，使得复眼透镜对中的每个镜片分别只固定在一个凸柱的一侧，这样也可以达到将复眼透镜对固定于密封装置内的目的，并且可以减少成本，但其固定的可靠程度不如图5所示的实施例中的密封装置对复眼透镜对的固定的可靠程度。
以上两个实施例中，均在密封装置内设置了如凹槽或凸柱这样的定位件，用于将复眼透镜对定位于该密封装置内。通过先采用定位件对复眼透镜对进行定位，再将复眼透镜对固定于密封装置内，可以使得复眼透镜对的固定更加可靠。此外，在以上两个实施例中，均在密封装置的内壁上直接形成凹槽与凸柱这样的定位件，即定位件与密封装置的内壁一体成型，可以理解的是，在其它实施例中，也可以在密封装置的内壁上另外安装定位件。在其它实施例中，还可以不设置定位件，直接将复眼透镜对通过粘接或其它方式固定于密封装置内。在本实施例的其他实施方式中，密封装置103也可以呈规则的或者不规则的任何形状，例如圆筒状，并不限定于长方体。优选地，密封装置103沿复眼透镜对中的两个镜片分别所在的两个平面的截面的形状与复眼透镜对中的两个镜片的形状相一致，以使该密封装置与复眼透镜对更易匹配，例如图4A中的密封装置中沿复眼透镜对中的两个镜片分别所在的两个平面S1和S2的截面与该两个镜片的形状均为长方形。
本实用新型实施例还提供一种投影系统，包括发光装置，该发光装置可以具有上述各实施例中的结构与功能。该投影系统可以采用各种投影技术，例如液晶显示器（LCD，Liquid Crystal Display）投影技术、数码光路处理器（DLP，Digital Light Processor）投影技术。此外，上述发光装置也可以应用于照明系统，例如舞台灯照明。
以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种发光装置，其特征在于，包括：
发光光源阵列，用于产生光束；
复眼透镜对，该复眼透镜对的制成材料为塑料，用于对所述发光光源阵列产生的光束进行匀光；
密封装置，为一个封闭的腔体，用于将所述复眼透镜对密封固定于该密封装置内，该密封装置包括一光路入射面和一光路出射面，该两面分别位于所述复眼透镜对的两侧，使得光束从该密封装置的光路入射面透射进入该密封装置，并经所述复眼透镜对后从该光路出射面透射出射。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述发光光源阵列包括激光光源阵列和准直透镜阵列，其中该激光光源阵列中的各激光光源与该准直透镜阵列中的各准直透镜一一对应，使得每个准直透镜位于与其对应的激光光源的出射光路上，用于对与其对应的激光光源产生的光束进行准直。
3.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述密封装置的光路入射面和光路出射面由无机透明材料制成。
4.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述密封装置的光路入射面和光路出射面上设置有增透膜。
5.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述密封装置除所述光路入射面和光路出射面的其他面的制成材料为金属或者塑料。
6.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述密封装置沿所述复眼透镜对中的两个镜片分别所在的两个平面的截面的形状均与所述复眼透镜对中的两个镜片的形状相一致。
7.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述密封装置内设置有定位件，用于将所述复眼透镜对定位于该密封装置内。
8.根据权利要求7所述的发光装置，其特征在于，所述定位件包括设置在所述密封装置的内壁上的两个凹槽，所述复眼透镜对中的两个复眼透镜分别固定在在该两个凹槽内。
9.根据权利要求7所述的发光装置，其特征在于，所述定位件包括设置在所述密封装置的内壁上的一个凸柱，所述复眼透镜对中的两个复眼透镜分别固定在该凸柱的两侧。
10.一种投影系统，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的发光装置。
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