CN216979566U - 照明系统和投影设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种照明系统和投影设备，照明系统包括光源封装体，光源封装体至少包括第一光源和第二光源，第一光源发出第一波长光，第二光源发出第二波长光；激发光源，激发光源发出激发光线，激发光线射向第一光源。本实用新型的技术方案能够明显提高照明系统的空间利用率。

Description

照明系统和投影设备

技术领域

本实用新型涉及光学显示技术领域，尤其涉及一种照明系统和投影设备。

背景技术

随着投影技术迅速发展，以发光二极管(light-emitting diode,LED)及激光二极管(laser diode)等固态照明为主的投影装置逐渐受到市场的青睐。现有的大部分投影光机，通常都会设置单独的照明系统以提供照明光线，进而通过显示芯片，最后经镜头进行放大投影成像。投影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的设计息息相关，因此照明系统的设计愈来愈受到行业的关注。

在一般的投影光机的照明系统中，通常设置红绿蓝(RGB)三色光作为照明系统的三基色光源，而一些照明系统会设置额外的光源作为补充光源，从而提高照明亮度。随着技术的提高，照明光源快速发展，现有技术中照明系统的体积普遍偏大，照明系统中各个元件的空间利用率不佳，这会导致投影装置过于庞大。

发明内容

本实用新型旨在设计一种空间利用率较大的投影光机照明系统。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种照明系统，所述照明系统包括：

光源封装体，所述光源封装体至少包括第一光源和第二光源，所述第一光源发出第一波长光，所述第二光源发出第二波长光；

激发光源，所述激发光源发出激发光线，所述激发光线射向所述第一光源。

可选地，所述照明系统还包括第三光源，所述第三光源发出第三波长光。

可选地，所述照明系统还包括第一分光片，所述第一分光片设于所述第一波长光和所述激发光线的交叉位置，且具有面向所述光源封装体和所述激发光源的第一表面，所述第三光源设于所述第一分光片的第二表面的一侧。

可选地，所述第一表面或所述第二表面设置有增透所述第一波长光和第二波长光的增透膜，所述第一表面或所述第二表面设置有反射所述第三波长光的反射膜。

可选地，所述照明系统还包括若干准直镜组，所述准直镜组至少设于所述第三光源、所述光源封装体或所述激发光源其中之一的出光方向中。

可选地，所述准直镜组包括第一准直透镜和第二准直透镜，所述第一准直透镜面向相应的光源设置，所述第二准直透镜背向相应的光源设置；

所述第一准直透镜和所述第二准直透镜为球面透镜、非球面透镜或自由曲面透镜的其中任意一种。

可选地，所述照明系统还包括第二分光片和第三分光片，所述第二分光片和所述第三分光片至少设于所述第一波长光和所述第二波长光的传播路径上，且所述第二分光片和所述第三分光片相互不平行也不交叉。

可选地，所述第二分光片具有面向所述光源封装体的第五表面，所述第五表面设置有反射所述第二波长光的反射膜，所述第三分光片具有面向所述光源封装体的第六表面，所述第六表面设置有增透所述第二波长光的增透膜和反射所述第一波长光的反射膜。

可选地，所述光源封装体还包括第四光源，所述第四光源发出第四波长光，其中，所述第二光源及所述第四光源为波长600纳米到波长740纳米的红色光源，且两者的波长峰值差介于10纳米至60纳米之间。

此外，为了实现上述目的，本实用新型还提供一种投影设备，所述投影设备包括壳体和如上文所述的照明系统，所述照明系统设于所述壳体。

本实用新型提出的技术方案中，光源封装体中至少包括第一光源和第二光源，第一光源发出的第一波长光以及第二光源发出的第二波长光经过第一分光片透射，此外激发光源发射激发光线，激发光源射向第一光源，提高了光源封装体中第一光源的发光效率，从而提高光线的出射数量，进而提高投影画面的亮度。第三光源发出的第三波长光经第一分光片反射，与第一波长光、第二波长光一同汇聚。第一波长光、第二波长光和第三波长光分别为红光、绿光和蓝光其中一种，三种颜色光结合作为投影画面的光源。此外，光源封装体中的第一光源发出的第一波长光和第二光源发出的第二波长光通过准直镜组或两个相互不平行也不交叉的分光片实现准直同束出射，通过此种封装方式，可以明显减小照明系统的体积，提高空间利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型照明系统第一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型照明系统第二实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	光源封装体	40	准直镜组
110	第一光源	410	第一准直透镜
				120	第二光源	420	第二准直透镜
20	第三光源	510	第一分光片
				30	激发光源	60	出光端面

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

在光学投影显示中，采用红绿蓝三种颜色的光组合作为投影光源，随着技术的提高，照明光源快速发展，旨在提供一种空间利用率较高的投影光机照明系统。

为了解决上述问题，参阅图1所示，本实用新型提供一种照明系统，照明系统包括：光源封装体10、激发光源30。其中，光源封装体10至少包括第一光源110和第二光源120。第一光源110和第二光源120可以为发光二极管(LED， Light-emitting Diode)，也可以是半导体激光器(LD，Laser Diode)，还可以是超辐射半导体器件(SLD，Super LuminescentDiode)其中任意一种。

为了能够进一步提高照明系统的出光效率，照明系统还包括激发光源30，激发光源30发射激发光线，激发光线射向光源封装体10中的第一光源110，从而激发相应光源的荧光物质，继而提高相应光源的出光效率。激发光源30为红光、绿光和蓝光其中一种，如此，激发光源发射激发光线能够激发第一光源110的发光效率，从而提高光线的出射数量，进而提高投影画面的亮度。

本实施例提出的技术方案中，照明系统还包括第三光源20，第三光源20 发出第三波长光，第一光源110发出的第一波长光、第二光源120发出的第二波长光和第三光源20发出的第三波长光经过第一分光片510汇聚。第一波长光、第一波长光和第二波长光分别为红光、绿光和蓝光其中一种，三种颜色光结合作为投影画面的光源。

第一光源110发出第一波长光，第二光源120发出第二波长光，第三光源 20发出第三波长光，第一波长光、第二波长光和第三波长光相汇聚。第一波长光、第二波长光和第三波长光的颜色均不同，第一波长光、第二波长光和第三波长光分别为红光、绿光和蓝光三者其中一种；当第一波长光为绿光时、第二波长光可以为红光、第三波长光为蓝光，或者，第一波长光为绿光时、第二波长光可以为蓝光、第三波长光为红光。也可以是，第一波长光为红光时、第二波长光可以为绿光、第三波长光为蓝光，或者，第一波长光为红光时、第二波长光可以为蓝光、第三波长光为绿光。还可以是，第一波长光为蓝光时、第二波长光可以为绿光、第三波长光为红光，或者，第一波长光为蓝光时、第二波长光可以为红光、第三波长光为绿光。第一波长光、第二波长光和第三波长光三种光的颜色在红光、绿光和蓝光三者之中选择，且三种波长光的颜色各不相同。此外，红光波长范围在600nm～740nm之间，绿光波长范围在490nm～590nm之间，蓝光波长范围在400nm～460nm之间。

在上述实施例中，照明系统包括若干准直镜组40，准直镜组40至少设于光源封装体10、第三光源20或激发光源30其中之一的出光方向中。准直镜组 40用于将经过的光线转化为相互平行的形式。通过准直镜组40的准直作用，还能够调整相应光源出射光线的角度，从而使光线能够有效的汇聚。

进一步地，准直镜组40包括第一准直透镜410和第二准直透镜420，第一准直透镜410面向相应的光源设置，第二准直透镜420背向相应的光源设置；第一准直透镜410和第二准直透镜420为球面透镜、非球面透镜或自由曲面透镜的其中任意一种。值得说明的是，准直镜组中准直透镜的数量不限于两个，也可以是三个或者多个，例如，准直镜组40还可以包括三个准直透镜，同样地，三个准直透镜的透镜也可以是球面透镜、非球面透镜或自由曲面透镜其中的任一一种选择，多个准直透镜的相互搭配，能够获得更好的准直效果。此外，准直透镜的面型可以为双凸、平凸、双凹、平凹、凸凹等的其中任意一种，在此不做限定。

在上述实施例中，照明系统包括第一分光片510，第一分光片510设于第一波长光和激发光线的交叉位置，且具有面向光源封装体10和激发光源30的第一表面，第三光源20设于第一分光片510的第二表面的一侧。第一表面或第二表面设置有增透第一波长光和第二波长光的增透膜，第一表面或第二表面设置有反射第三波长光的反射膜。例如，第一表面设置有增透第一波长光和第二波长光的增透膜，第二表面设置有反射第三波长光的反射膜，也可以是第一波长光和第二波长光的增透膜、第三波长光的反射膜均设置在第一表面，还可以是第一波长光和第二波长光的增透膜、第三波长光的反射膜均设置在第二表面。其中，第一波长光和第二波长光的增透膜靠近光源封装体10和激发光源30，第三波长光的反射膜靠近第三光源20。通过第一分光片510对第一波长光和第二波长光的透射作用和对第三波长光的反射作用，使得第一波长光、第二波长光和第三波长光相汇聚。其中，第一分光片510面向光源封装体 10的表面和第一波长光的夹角在0°～90°之间。例如，夹角为45°，如此，第一分光片510面向第三光源20的表面和第三波长光的夹角也为45°，从而能够保证来自第三光源20的光线和来自光源封装体10的光线有效的汇聚。

此外，光源封装体10中的第一光源110和第二光源120左右水平排列，第一光源110发出的第一波长光和第二光源120发出的第二波长光通过准直镜组 40或两个相互不平行也不交叉的分光片实现准直同束出射，通过此种封装方式，可以明显减小照明系统的体积，提高空间利用率。照明系统中光源封装体10有如下两种结构。一种结构为：光源封装体10包括第一光源110和第二光源120，第一光源110发出的第一波长光和第二光源120发出的第二波长光通过准直镜组40实现准直同束出射。值得说明的是，准直镜组40包括不限于第一准直透镜410和第二准直透镜420，通过光学设计优化可以为三个准直透镜或多个准直透镜，其中准直透镜也可以是球面透镜、非球面透镜或自由曲面透镜其中的任一一种选择，准直透镜的面型可以为双凸、平凸、双凹、平凹、凸凹等其中任意一种，在此不做限定。另外，值得说明的是，光源封装体10 中的准直镜组40和其他光源中的准直镜组40不一定完全相同。另一种结构为：光源封装体10包括第一光源110和第二光源120，第一光源110发出的第一波长光和第二光源120发出的第二波长光通过准直镜组40及两个相互不平行也不交叉的第二分光片和第三分光片实现准直同束出射，其中，第二分光片和第三分光片设于第一波长光和第二波长光的传播路径上，且第二分光片和第三分光片相互不平行也不交叉，第二分光片具有面向光源封装体20的第五表面，第五表面设置有反射第二波长光的反射膜，第三分光片具有面向光源封装体 10的第六表面，第六表面设置有增透第二波长光的增透膜和反射第一波长光的反射膜，通过第二分光片对第二波长光的反射作用、第三分光片对第二波长光的增透作用和对第一波长光的反射作用，使得第一波长光和第二波长光实现准直同束出射。值得说明的是，准直镜组40可以通过光学设计优化可以为两个准直透镜或多个准直透镜，其中准直透镜也可以是球面透镜、非球面透镜或自由曲面透镜其中的任一一种选择，准直透镜的面型可以为双凸、平凸、双凹、平凹、凸凹等其中任意一种，在此不做限定。

在上述实施例中，照明系统还包括出光端面60，出光端面60与第一波长光的出射方向平行。以图1中提供的照明系统为例，值得注意的是，此处仅作为一个例子来说明。第一光源110发出绿光，第二光源120发出红光，第三光源20发出蓝光，激发光源30发出蓝光，其中，第三光源20发出的蓝光经第一分光片510反射，激发光源30发出蓝光，经第一分光片510反射后射向第一光源110，进而激发第一光源110中发光芯片一侧的受激发物质，受激发后发出绿光，与第一光源10发出的蓝光、第一光源110发出的绿光和第二光源120发出的红光相汇聚，共同从出光端面60射出。

参阅图2所示，本实用新型还提供了第二实施例，光源封装体10还包括第四光源130，第四光源130发出第四波长光，其中，第二光源120及第四光源130 为波长600纳米到波长740纳米的红色光源，且两者的波长峰值差介于10纳米至60纳米之间。如此，在增加投影画面亮度时，投影光源的红色由两个光源提供，减少单个红光光源出现热效应以及发光效率骤降的问题，从而保证投影光源能够稳定工作。

具体地，以图2中提供的照明系统为例，值得注意的是，此处仅作为一个例子来说明。第一光源210发出绿光，第二光源220发出红光，第四光源230发出深红光，第三光源20发出蓝光，激发光源30发出蓝光，其中，第三光源20 发出的蓝光经第一分光片510反射，激发光源30发出蓝光，经第一分光片510 反射后射向第一光源110，进而激发第一光源110中发光芯片一侧的受激发物质，受激发后发出绿光，与第三光源20发出的蓝光、第一光源110发出的绿光、第二光源120发出的红光和第四光源230发出的深红光一同汇聚，共同从出光端面60射出。

本实用新型提供的照明系统，光源封装体10中至少包括第一光源110和第二光源120，第一光源110发出的第一波长光以及第二光源120发出的第二波长光经过第一分光片510透射，此外激发光源30发射激发光线，激发光源30射向第一光源110，提高了光源封装体10中第一光源110的发光效率，从而提高光线的出射数量，进而提高投影画面的亮度。第三光源20发出的第三波长光经第一分光片510反射，与第一波长光、第二波长光一同汇聚。第一波长光、第二波长光和第三波长光分别为红光、绿光和蓝光其中一种，三种颜色光结合作为投影画面的光源。此外，光源封装体10中的第一光源110发出的第一波长光和第二光源120发出的第二波长光通过准直镜组或两个相互不平行也不交叉的分光片实现准直同束出射，通过此种封装方式，可以明显减小照明系统的体积，提高空间利用率。

本实用新型还提供一种投影设备，投影设备包括壳体和如上文的照明系统，照明系统设于壳体。壳体具有安装空间，照明系统设置在安装空间内，壳体能够对照明系统进行保护，减少照明系统中的光学元器件被损坏的几率。同时，壳体还能够防止灰尘落入到照明系统内，从而减少灰尘对照明系统的影响。另外，壳体还能够防水，减少雨水或者汗水等液体渗入到照明系统内，避免液体对照明系统内的光学元器件造成腐蚀。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种照明系统，其特征在于，所述照明系统包括：

光源封装体，所述光源封装体至少包括第一光源和第二光源，所述第一光源发出第一波长光，所述第二光源发出第二波长光；

激发光源，所述激发光源发出激发光线，所述激发光线射向所述第一光源。

2.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述照明系统还包括第三光源，所述第三光源发出第三波长光。

3.如权利要求2所述的照明系统，其特征在于，所述照明系统还包括第一分光片，所述第一分光片设于所述第一波长光和所述激发光线的交叉位置，且具有面向所述光源封装体和所述激发光源的第一表面，所述第三光源设于所述第一分光片的第二表面的一侧。

4.如权利要求3所述的照明系统，其特征在于，所述第一表面或所述第二表面设置有增透所述第一波长光和第二波长光的增透膜，所述第一表面或所述第二表面设置有反射所述第三波长光的反射膜。

5.如权利要求2所述的照明系统，其特征在于，所述照明系统还包括若干准直镜组，所述准直镜组至少设于所述第三光源、所述光源封装体或所述激发光源其中之一的出光方向中。

6.如权利要求5所述的照明系统，其特征在于，所述准直镜组包括第一准直透镜和第二准直透镜，所述第一准直透镜面向相应的光源设置，所述第二准直透镜背向相应的光源设置；

所述第一准直透镜和所述第二准直透镜为球面透镜、非球面透镜或自由曲面透镜的其中任意一种。

7.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述照明系统还包括第二分光片和第三分光片，所述第二分光片和所述第三分光片至少设于所述第一波长光和所述第二波长光的传播路径上，且所述第二分光片和所述第三分光片相互不平行也不交叉。

8.如权利要求7所述的照明系统，其特征在于，所述第二分光片具有面向所述光源封装体的第五表面，所述第五表面设置有反射所述第二波长光的反射膜，所述第三分光片具有面向所述光源封装体的第六表面，所述第六表面设置有增透所述第二波长光的增透膜和反射所述第一波长光的反射膜。

9.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述光源封装体还包括第四光源，所述第四光源发出第四波长光，其中，所述第二光源及所述第四光源为波长600纳米到波长740纳米的红色光源，且两者的波长峰值差介于10纳米至60纳米之间。

10.一种投影设备，其特征在于，所述投影设备包括壳体和如权利要求1至9中任一项所述的照明系统，所述照明系统设于所述壳体。

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