CN210090899U - 一种混合投影光源 - Google Patents

Abstract

一种混合投影光源，包括一激发光源，用于产生蓝色的激光光束；一第一LED光源，用于产生第一投射光束；一转轮，可转动地设置在激光光束和第一投射光束的路径上，转轮具有反射区和第一穿透区，反射区用于反射激光光束产生蓝色的第二投射光束并导向一投射方向，第一穿透区供第一投射光束穿透并导向投射方向，采用本申请的光路系统可以实现LED光束与激光光束同光路共用第一滤光片和第一准直镜，并且在转轮的共同焦点上聚焦，从而消除频谱干涉，并且简化光路系统、提高光路效率，减少滤光片数量、体积小、成本低。

Description

一种混合投影光源

技术领域

本实用新型涉及一种投影光源。

背景技术

投影机(Projector)是一种通过光源配合滤镜、荧光色轮(Phosphor Wheel,PW)及分光镜等光学元件组成的光路系统将不同颜色的色光投射至显示设备显示影像的装置。

而不同的光源或不同的光路系统设计除了会影响投影机的体积及成本之外。更直接地也会影响最后显示出影像的亮度及色彩表现。

在光源方面，激光二极管光源(Laser Diode)则具有亮度高、寿命长且发热量极小的优点。因此，在产品寿命、影像亮度及色彩表现来说为当前各种光源的首选。然而，为了得到广色域的光源架构，使用三原色(红色、绿色及蓝色)的激光二极管作为光源的投影机的成本极为高昂，市场上的接收度不高。由此可见，影像表现及成本问题的兼顾为一待改善缺失。

针对上述问题，中国专利文献CN103676434A公开了照明光源装置、投影装置以及控制所述投影装置的方法，具体通过反射-透射轮将一激光光源的激发光束分成两路，一路被导向投射方向，另一路去激发荧光体产生其他颜色的光并被导向投射方向，从而实现一个激光光源即可产生两种颜色的高强度光，从而降低成本，但是，上述光路系统结构复杂、体积较大、需要多个滤光片实现滤光、成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种体积小、成本低的混合投影光源。

本实用新型的目的通过如下技术方案来实现：

一种混合投影光源，其特征在于，包含：

一激发光源，用于产生蓝色的激光光束；

一第一LED光源，用于产生第一投射光束；

一转轮，可转动地设置在激光光束和第一投射光束的路径上，转轮具有反射区和第一穿透区，反射区用于反射激光光束产生蓝色的第二投射光束并导向一投射方向，第一穿透区供第一投射光束穿透并导向投射方向；

一导光组件，包括第一准直镜、第二准直镜、反射镜和第一滤光片，第一准直镜和第二准直镜分设在转轮的两侧，激光光束穿透第一滤光片后偏心穿透第一准直镜，被第一准直镜改变照射角度后射向转轮，转轮正对穿透第一准直镜之前的激光光束布置，第二投射光束偏心穿透第一准直镜后改变照射方向，使第二投射光束的照射方向与激光光束平行间隔布置，经过第一准直镜的第二投射光束穿透第一滤光片后被反射镜反射导向投射方向；第一投射光束依次穿透第二准直镜、穿透第一穿透区、穿透第一准直镜和被第一滤光片反射后导向投射方向。

所述转轮还包括第一波长转换区，该第一波长转换区设置有第一波长转换材料，第一波长转换区可被激光光束激发产生第三投射光束，第三投射光束穿透第一准直镜后被第一滤光片反射导向投射方向。

所述第三投射光束与所述第一投射光束的光色不同并在黄光、红光、绿光和蓝光中选择。

所述转轮还包括第二波长转换区，该第二波长转换区设置有第二波长转换材料，第二波长转换区可被激光光束激发产生第四投射光束，第四投射光束穿透第一准直镜后被第一滤光片反射导向投射方向。

所述第三投射光束、第一投射光束和第四投射光束的光色不同并在黄光、红光、绿光和蓝光中选择。

还包括第二LED光源和第二滤光片，第二滤光片设置在第一投射光束的路径上并被第一投射光束穿透，所述转轮还包括第二穿透区，所述激光光源依次穿透第一准直镜、第二穿透区后产生激发光束，该激发光束穿透第二准直镜后被第二滤光片反射导向第二LED光源，第二LED光源的荧光体被LED光束和激发光束共同激发产生绿色的第五投射光束，第五投射光束依次被第二滤光片反射、穿透第二准直镜、穿透第二穿透区、穿透第一准直镜、被第一滤光片反射导向投射方向。

所述第二LED光源的出光侧依次设置有第三准直镜和中继镜。

所述第一LED光源的出光侧依次设置有第三准直镜和中继镜。

本实用新型具有如下有益效果：

将第一准直镜和第二准直镜分设在转轮两侧，使激光光束经过第一准直镜后在转轮的一共同焦点上聚焦，转轮上设置不同区域用于将激光光束转换成投影需要的其他光束，其他光束经过第一准直镜后导向投射方向，使投影需要的LED光束经过第二准直镜后在转轮的共同焦点上聚焦,并且该LED光束穿透转轮，然后经过第一准直镜导向投射方向，这样可以实现LED光束与激光光束同光路共用第一滤光片和第一准直镜，并且在转轮的共同焦点上聚焦，消除频谱干涉，并且简化光路系统、提高光路效率，减少滤光片数量、体积小、成本低。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图。

图2为本实用新型实施例二的结构示意图。

图3为图1中转轮的结构示意图。

图4为图2中转轮的结构示意图。

具体实施方式

实施例一：参照图1和图3所示，一种混合投影光源，包含：激发光源1、红色LED光源5、转轮2、导光组件和第四准直镜6。

激发光源1用于产生蓝色的激光光束B1；红色LED光源5用于产生红色的第一投射光束R，红色LED光源5的出光侧依次设置有第三准直镜51和中继镜41。

转轮2可转动地设置在激光光束B1和第一投射光束R的路径上，转轮2具有反射区24、第一穿透区21、第二波长转换区22和第一波长转换区23，反射区24用于反射激光光束B1产生蓝色的第二投射光束B并导向一投射方向，第一穿透区21供第一投射光束R穿透并导向投射方向；第一波长转换区23设置有第一波长转换材料，第一波长转换区23可被激光光束B1激发产生绿色的第三投射光束G；第二波长转换区22设置有第二波长转换材料，第二波长转换区22可被激光光束B1激发产生黄色的第四投射光束Y。

导光组件，包括第一准直镜31、第二准直镜32、反射镜RJ和第一滤光片F1，第一准直镜31和第二准直镜32分设在转轮2的两侧，其中，第一滤光片F1、第一准直镜31、转轮2、第二准直镜32和红色LED光源5依次布置在同一光路上，激光光束B1穿透第一滤光片F1后偏心穿透第一准直镜31，被第一准直镜31改变照射角度后射向转轮2，转轮2正对穿透第一准直镜31之前的激光光束B1布置，第二投射光束B偏心穿透第一准直镜31后改变照射方向，使第二投射光束B的照射方向与激光光束B1平行间隔布置，经过第一准直镜31的第二投射光束B穿透第一滤光片F1后被反射镜RJ反射导向投射方向；第一投射光束R依次穿透第三准直镜51、穿透中继镜41、穿透第二准直镜32、穿透第一穿透区21、穿透第一准直镜31和被第一滤光片F1反射后导向投射方向，第一波长转换区23被激光光束B1激发产生绿色的第三投射光束G，第三投射光束G被第一波长转换区23反射后穿透第一准直镜31，然后被第一滤光片F1反射导向投射方向；第二波长转换区22被激光光束B1激发产生黄色的第四投射光束Y，第四投射光束Y被第二波长转换区22反射后穿透第一准直镜31，然后被第一滤光片F1反射导向投射方向；本实施例的核心在于：激光光束B1经过第一准直镜31后在转轮2的一共同焦点上聚焦,第一投射光束R经过第二准直镜32后在转轮2的该共同焦点上聚焦，并且第一投射光束R穿透转轮2的第一穿透区21，然后经过第一准直镜31导向投射方向，这样可以实现第一投射光束R与激光光束B1同光路共用第一滤光片和第一准直镜，消除频谱干涉，并且简化光路系统、提高光路效率，减少滤光片数量、体积小、成本低。上述共同焦点的空间位置不变，在转轮2转动时共同焦点会在转轮2的不同区域切换，并且共同焦点刚好位于反射区24、第二波长转换区22和第一波长转换区23的反射面上，从而使光效最大化。

第四准直镜6设置在投射方向的路径上，第一投射光束R、第二投射光束B、第三投射光束G和第四投射光束Y被第四准直镜6聚光后进入光学积分柱之后进入投影系统，当然也可根据需要去除第二波长转换区22，从而产生红、绿和蓝的光源。

实施例二：参照图2和图4所示，一种混合投影光源，包含：激发光源1、红色LED光源5、绿色LED光源7、第二滤光片F2、转轮2、导光组件和第四准直镜6。

激发光源1用于产生蓝色的激光光束B1；红色LED光源5用于产生红色的第一投射光束R，红色LED光源5的出光侧依次设置有第三准直镜51和中继镜41。

转轮2可转动地设置在激光光束B1和第一投射光束R的路径上，转轮2具有反射区24、第一穿透区21、第二波长转换区22和第二穿透区23，反射区24用于反射激光光束B1产生蓝色的第二投射光束B并导向一投射方向，第一穿透区21供第一投射光束R穿透并导向投射方向；第二波长转换区22设置有第二波长转换材料，第二波长转换区22可被激光光束B1激发产生黄色的第四投射光束Y。

导光组件，包括第一准直镜31、第二准直镜32、反射镜RJ和第一滤光片F1，第一准直镜31和第二准直镜32分设在转轮2的两侧，其中，第一滤光片F1、第一准直镜31、转轮2、第二准直镜32和红色LED光源5依次布置在同一光路上，激光光束B1穿透第一滤光片F1后偏心穿透第一准直镜31，被第一准直镜31改变照射角度后射向转轮2，转轮2正对穿透第一准直镜31之前的激光光束B1布置，第二投射光束B偏心穿透第一准直镜31后改变照射方向，使第二投射光束B的照射方向与激光光束B1平行间隔布置，经过第一准直镜31的第二投射光束B穿透第一滤光片F1后被反射镜RJ反射导向投射方向；第一投射光束R依次穿透第三准直镜51、穿透中继镜41、穿透第二准直镜32、穿透第一穿透区21、穿透第一准直镜31和被第一滤光片F1反射后导向投射方向；第二波长转换区22被激光光束B1激发产生黄色的第四投射光束Y，第四投射光束Y被第二波长转换区22反射后穿透第一准直镜31，然后被第一滤光片F1反射导向投射方向。

第二滤光片F2设置在第一投射光束R的路径上并被第一投射光束R穿透，激光光源B1依次穿透第一准直镜31、第二穿透区23后产生激发光束B2，该激发光束B2穿透第二准直镜32后被第二滤光片F1反射导向绿色LED光源7，绿色LED光源7的荧光体被LED光束和激发光束B2共同激发产生绿色的第三投射光束G，绿色LED光源7的出光侧依次设置有第三准直镜71和中继镜42，第三投射光束依次穿透第三准直镜71、穿透中继镜42、被第二滤光片F2反射、穿透第二准直镜32、穿透第二穿透区23、穿透第一准直镜31、被第一滤光片F1反射导向投射方向。本实施例的核心在于：激光光束B1经过第一准直镜31后在转轮2的一共同焦点上聚焦,第一投射光束R和第三投射光束G经过第二准直镜32后在转轮2的该共同焦点上聚焦，并且第一投射光束R和第三投射光束G穿透转轮2，然后经过第一准直镜31导向投射方向，这样可以实现第一投射光束R、第三投射光束G与激光光束B1同光路共用第一滤光片和第一准直镜，消除频谱干涉，并且简化光路系统、提高光路效率，减少滤光片数量、体积小、成本低。上述共同焦点的空间位置不变，在转轮2转动时共同焦点会在转轮2的不同区域切换，并且共同焦点刚好位于反射区24和第二波长转换区22的反射面上，从而使光效最大化。

第四准直镜6设置在投射方向的路径上，第一投射光束R、第二投射光束B、第三投射光束G和第四投射光束Y被第四准直镜6聚光后进入光学积分柱之后进入投影系统，当然也可根据需要去除第二波长转换区22，从而产生红、绿和蓝的光源。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，故不能以此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。

Claims (8)

1.一种混合投影光源，其特征在于，包含：

一激发光源，用于产生蓝色的激光光束；

一第一LED光源，用于产生第一投射光束；

一转轮，可转动地设置在激光光束和第一投射光束的路径上，转轮具有反射区和第一穿透区，反射区用于反射激光光束产生蓝色的第二投射光束并导向一投射方向，第一穿透区供第一投射光束穿透并导向投射方向；

一导光组件，包括第一准直镜、第二准直镜、反射镜和第一滤光片，第一准直镜和第二准直镜分设在转轮的两侧，激光光束穿透第一滤光片后偏心穿透第一准直镜，被第一准直镜改变照射角度后射向转轮，转轮正对穿透第一准直镜之前的激光光束布置，第二投射光束偏心穿透第一准直镜后改变照射方向，使第二投射光束的照射方向与激光光束平行间隔布置，经过第一准直镜的第二投射光束穿透第一滤光片后被反射镜反射导向投射方向；第一投射光束依次穿透第二准直镜、穿透第一穿透区、穿透第一准直镜和被第一滤光片反射后导向投射方向。

2.根据权利要求1所述的一种混合投影光源，其特征在于：所述转轮还包括第一波长转换区，该第一波长转换区设置有第一波长转换材料，第一波长转换区可被激光光束激发产生第三投射光束，第三投射光束穿透第一准直镜后被第一滤光片反射导向投射方向。

3.根据权利要求2所述的一种混合投影光源，其特征在于：所述第三投射光束与所述第一投射光束的光色不同并在黄光、红光、绿光和蓝光中选择。

4.根据权利要求2所述的一种混合投影光源，其特征在于：所述转轮还包括第二波长转换区，该第二波长转换区设置有第二波长转换材料，第二波长转换区可被激光光束激发产生第四投射光束，第四投射光束穿透第一准直镜后被第一滤光片反射导向投射方向。

5.根据权利要求4所述的一种混合投影光源，其特征在于：所述第三投射光束、第一投射光束和第四投射光束的光色不同并在黄光、红光、绿光和蓝光中选择。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种混合投影光源，其特征在于：还包括第二LED光源和第二滤光片，第二滤光片设置在第一投射光束的路径上并被第一投射光束穿透，所述转轮还包括第二穿透区，所述激光光束依次穿透第一准直镜、第二穿透区后产生激发光束，该激发光束穿透第二准直镜后被第二滤光片反射导向第二LED光源，第二LED光源的荧光体被LED光束和激发光束共同激发产生绿色的第五投射光束，第五投射光束依次被第二滤光片反射、穿透第二准直镜、穿透第二穿透区、穿透第一准直镜、被第一滤光片反射导向投射方向。

7.根据权利要求6所述的一种混合投影光源，其特征在于：所述第二

LED光源的出光侧依次设置有第三准直镜和中继镜。

8.根据权利要求1至5任一项所述的一种混合投影光源，其特征在于：所述第一LED光源的出光侧依次设置有第三准直镜和中继镜。

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