CN209911746U

CN209911746U - 投影用组合光源系统及包含其的投影装置

Info

Publication number: CN209911746U
Application number: CN201920499695.0U
Authority: CN
Inventors: 黄镇; 孙旭涛
Original assignee: Enyixi Video Equipment Trade Shenzhen Co Ltd
Current assignee: Sharp Enyixi Video Technology China Co ltd
Priority date: 2019-04-12
Filing date: 2019-04-12
Publication date: 2020-01-07
Anticipated expiration: 2029-04-12

Abstract

一种投影用组合光源系统及包含其的投影装置，该光源系统包括：第一光源，为HLD光源，产生第一光束；第二光源，为HLD光源或LED光源，产生第二光束；第一准直透镜组，对第一光束进行准直；第二准直透镜组，对第二光束进行准直；分色镜，对准直后的第一光束进行反射或透射后形成第一反射光束或第一透射光束；以及对准直后的第二光束进行透射或反射后形成第二透射光束或第二反射光束；其中，第一反射光束和第二透射光束能够合成白光光束输出，或者第一透射光束和第二反射光束能够合成白光光束输出。本实用新型具有光源构造简单、寿命长、环境友好、成本低以及色彩表面好的优点。

Description

投影用组合光源系统及包含其的投影装置

技术领域

本实用新型涉及投影技术领域，尤其涉及一种投影用组合光源系统及包含其的投影装置。

背景技术

目前投影机使用的光源主要有：超高压汞灯光源、LED(Light Emitting Diode)光源、激光光源。

其中，投影使用的超高压汞灯光源电极的间距短，近似于点光源，光学扩展量小，发出的光线经过反光杯后，大部分能通过光学引擎被投射到屏幕上，因此超高压汞灯具有光线利用效率高，亮度高的特点，被广泛使用；但超高压汞灯的发光球泡内含有汞，对环境有污染，不环保；且寿命短、易碎。

LED光源具有寿命长、可靠性高、色彩饱和度高、色域广、环保的优点，在亮度要求不高的场合，被广泛采用。但LED相比于近似于点光源的超高压汞灯，LED发光芯片的发光面积大，发光角度立体角大，接近180°，即LED的光学扩展量大，而显示芯片LCD(LiquidCrystal Display)或DMD(Digital Micromirror Device)是光学扩展量受限器件，当LED的光学扩展量大于显示芯片的扩展量时，将会导致部分光束不能到达显示芯片，或者不能从投影到屏幕上。因此在，LED发光效率一定的情况下，不能靠增加LED的数量来实现高亮度，所以目前采用LED光源的投影机，亮度提升困难。

采用激光光源的投影机，具有亮度高、寿命长、光束利用率高的特点。但激光波长单一，有高相干性，会引起激光散斑，影响显示效果，需要专门的光学部品来减轻或消除激光散斑，使得光源系统的光路更复杂；相比于超高压汞灯和LED光源，激光光源成本高，光源系统的构成复杂，对各光学部品的公差要求、装配要求也更严格。

因此，目前亟需提供一种对环境友好、具有较高的亮度及色彩饱和度、和较广色域的光源系统来供投影装置使用。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种投影用组合光源系统及包含其的投影装置，以期至少部分地解决以上技术问题中的至少之一。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

作为本实用新型的一个方面，提供了一种投影用组合光源系统，包括第一光源、第二光源、第一准直透镜组、第二准直透镜组以及分色镜，其中：第一光源，其为HLD光源，产生第一光束；第二光源，其为HLD光源或LED光源，产生第二光束；第一准直透镜组，对所述第一光束进行准直；第二准直透镜组，对所述第二光束进行准直；分色镜，对准直后的所述第一光束进行反射后形成第一反射光束，或者透射后形成第一透射光束；以及对准直后的所述第二光束进行透射后形成第二透射光束，或者反射后形成第二反射光束；其中，所述第一反射光束和第二透射光束能够合成白光光束输出，或者所述第一透射光束和第二反射光束能够合成白光光束输出。

其中，所述第一光源为黄色；所述第二光源为蓝色。

其中，所述第一光源包括多个蓝色LED和导光棒，其中：多个蓝色LED封装在一起，发出蓝色光束；导光棒的内部涂有荧光粉，所述荧光粉在蓝色光束照射下激发产生黄色光束，通过所述导光棒导出至同一出射端进行出射。

其中，所述第二光源是蓝色HLD光源时，其包括多个蓝色LED和导光棒，其中，所述多个蓝色LED封装在一起，发出的蓝色光束通过导光棒导出至同一出射端进行出射。

其中，所述第一光源的出射端位于第一准直透镜组的焦点上；所述第二光源的出射端位于第二准直透镜组的焦点上。

其中，所述投影用组合光源系统还包括散热器，设置于HLD光源的两侧或者设置于LED光源的背面。

其中，所述投影用组合光源系统还包括电源供电模块和光源驱动模块，其中：电源供电模块，分别与外部电源和所述光源驱动模块连接，向所述光源驱动模块供电；光源驱动模块，分别连接第一光源和第二光源，对所述第一光源和第二光源进行供电和控制。

其中，所述分色镜为二向分色镜。

作为本实用新型的另一个方面，提供了一种投影装置，其特征在于，所述投影装置包含如上所述的投影用组合光源系统。

其中，所述投影装置采用DMD或LCD作为显示芯片的光学引擎。

基于上述技术方案，本实用新型的有益效果在于：

(1)采用低成本的两个HLD光源或者HLD光源和LED光源的搭配，实现组合光源投影，系统组件中仅包含光学透镜和分色镜，相较于激光光源投影，具有成本较低、构造简单和体积较小的优点；

(2)采用的HLD光源或LED光源，相较于超高压汞灯光源具有更长的寿命且不含汞，无环境污染，且具有更高的色彩饱和度和更广的色域；

(3)使用HLD光源后，具有更小的光学扩展量和更高的亮度，光线利用效率更高，解决了纯LED光源亮度不足的缺点；

(4)该投影用组合光源系统可用于采用DMD作为显示芯片的光学引擎；也可以用于采用LCD作为显示芯片的光学引擎。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例的投影用组合光源系统的结构示意图；

图2是本实用新型第一实施例黄色HLD光源1的结构示意图；

图3是本实用新型第二实施例的投影用组合光源系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明。

本实用新型提供了一种投影用组合光源系统，包括第一光源、第二光源、第一准直透镜组、第二准直透镜组以及分色镜，其中：第一光源，其为HLD(High Lumen Density)光源，产生第一光束；第二光源，其为HLD光源或LED光源，产生第二光束；第一准直透镜组，对所述第一光束进行准直；第二准直透镜组，对所述第二光束进行准直；分色镜，对准直后的所述第一光束进行反射后形成第一反射光束，或者透射后形成第一透射光束；以及对准直后的所述第二光束进行透射后形成第二透射光束，或者反射后形成第二反射光束；其中，所述第一反射光束和第二透射光束能够合成白光光束输出，或者所述第一透射光束和第二反射光束能够合成白光光束输出。

以下对该投影用组合光源系统的各个组成部分作详细说明：

在本实用新型的第一实施例中，如图1所示，采用黄色HLD光源1作为第一光源，搭配蓝色LED光源4作为第二光源，实现组合光源投影。HLD光源拥有LED光源固有的色彩好、寿命长及耗能低的特点同时又具有更小的光学扩展量以及更高的亮度。

第一准直透镜组包含准直透镜2，黄色HLD光源1产生黄色的第一光束，经过准直透镜2准直后，能有效地收缩光束，提高了光线利用效率。由于LED光源的光学扩展量较大，因此第二准直透镜组包含两个准直透镜5、6，以便蓝色LED光源4产生蓝色的第二光束经过准直透镜5、6准直后，能够有效地收缩光束。

本实施例中，分色镜3为二向分色镜，如图1所示，黄色HLD光源1发出的第一光束经过准直透镜2后，通过分色镜3后形成第一透射光束；蓝色LED光源4发出的第二光束经过准直透镜透镜5、6后，由分色镜反射形成第二反射光束，该第二反射光束与第一透射光束合成白光光束后，进入后面的光学系统。

在本实施例中，黄色HLD光源1可采用现有结构，如图2所示，具体地，其包括封装在一起的多个蓝色LED 11、以及导光棒12，其中蓝色LED 11的光激发内部涂有荧光粉的导光棒，产生黄色光束，通过导光棒12再把激发出的黄色光束导出到同一个出射端进行出射。黄色HLD光源的出射端位置在准直透镜2的焦点上，蓝色LED光源的发光面位置在准直透镜5、6的组合焦点上。

当然在其他实施例中，第二光源还可以是蓝色HLD光源，同样能够实现组合光源投影，与黄色HLD光源1类似，蓝色HLD光源包括多个蓝色LED和导光棒，其中，该多个蓝色LED封装在一起，发出的蓝色光束通过导光棒导出至同一出射端进行出射。

在本实施例中，该投影用组合光源系统还包括LED散热器7，设置于蓝色LED光源4的背面，能将蓝色LED光源4的热辐射能量散发出去；以及HLD散热器8，设置于黄色HLD光源1的两侧，将HLD的热辐射能量散发出去。

在本实施例中，该投影用组合光源系统还包括常规的电源供电模块9和常规的光源驱动模块10，其中，电源供电模块9与外部电源110～220V连接，并与光源驱动模块10连接，光源驱动模块10连接黄色HLD光源1和蓝色LED光源4，来给黄色HLD光源1和蓝色LED光源4供电，并控制其开关，调节其电流大小。

在本实用新型的第二实施例中，如图3所示，将第一光源和第一准直透镜组与第二光源和第二准直透镜组交换位置，此时，黄色HLD光源1发出的第一光束经过准直透镜2后，由分色镜3反射形成第一反射光束；蓝色LED光源4发出的第二光束通过准直透镜5、6后形成第二透射光束，该第二透射光束与第一反射光束合成白光光束后，进入后面的光学系统。

本实用新型还提供了一种投影装置，其包含上述的投影用组合光源系统。该投影装置可采用DMD或LCD作为显示芯片的光学引擎。

此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如：第一光源并不局限于黄色HLD光源，第二光源也并不局限于蓝色LED光源或蓝色HLD光源，还可以是其他颜色的配合，只要形成的第一光束和第二光束在分色镜处能合成白光光束输出即可。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种投影用组合光源系统，其特征在于，所述投影用组合光源系统包括第一光源、第二光源、第一准直透镜组、第二准直透镜组以及分色镜，其中：

第一光源，其为HLD光源，产生第一光束；

第二光源，其为HLD光源或LED光源，产生第二光束；

第一准直透镜组，对所述第一光束进行准直；

第二准直透镜组，对所述第二光束进行准直；

分色镜，对准直后的所述第一光束进行反射后形成第一反射光束，或者透射后形成第一透射光束；以及对准直后的所述第二光束进行透射后形成第二透射光束，或者反射后形成第二反射光束；

其中，所述第一反射光束和第二透射光束能够合成白光光束输出，或者所述第一透射光束和第二反射光束能够合成白光光束输出。

2.根据权利要求1所述的投影用组合光源系统，其特征在于，所述第一光源为黄色；所述第二光源为蓝色。

3.根据权利要求2所述的投影用组合光源系统，其特征在于，所述第一光源包括多个蓝色LED和导光棒，其中：

多个蓝色LED封装在一起，发出蓝色光束；

导光棒的内部分别涂有荧光粉，所述荧光粉在蓝色光束照射下激发产生黄色光束，通过所述导光棒导出至同一出射端进行出射。

4.根据权利要求2所述的投影用组合光源系统，其特征在于，当所述第二光源是蓝色HLD光源时，其包括多个蓝色LED和导光棒，其中，所述多个蓝色LED封装在一起，发出的蓝色光束通过导光棒导出至同一出射端进行出射。

5.根据权利要求1所述的投影用组合光源系统，其特征在于，所述第一光源的出射端位于第一准直透镜组的焦点上；所述第二光源的出射端位于第二准直透镜组的焦点上。

6.根据权利要求1所述的投影用组合光源系统，其特征在于，所述投影用组合光源系统还包括散热器，设置于所述HLD光源的两侧或者设置于所述LED光源的背面。

7.根据权利要求1所述的投影用组合光源系统，其特征在于，所述投影用组合光源系统还包括电源供电模块和光源驱动模块，其中：

电源供电模块，分别与外部电源和所述光源驱动模块连接，向所述光源驱动模块供电；

光源驱动模块，分别连接第一光源和第二光源，对所述第一光源和第二光源进行供电和控制。

8.根据权利要求1所述的投影用组合光源系统，其特征在于，所述分色镜为二向分色镜。

9.一种投影装置，其特征在于，所述投影装置包含如权利要求1至8任意一项所述的投影用组合光源系统。

10.根据权利要求9所述的投影装置，其特征在于，所述投影装置采用DMD或LCD作为显示芯片的光学引擎。