CN217639785U - 一种多光源激光光源装置及投影系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多光源激光光源装置及投影系统，多光源激光光源装置中的第一光源发射的激发光，经所述第一分光元件引导至所述波长转换装置，产生受激发光；所述受激发光经所述第一分光元件引导至所述第一匀光结构，穿过所述第一匀光结构后，再经所述第二分光元件引导至所述光机系统；所述第二光源发射的补充光，穿过所述第二匀光结构后，入射至所述第二分光元件，经所述第二分光元件引导至所述光机系统。本实用新型提供的多光源激光光源装置，通过设置分别适用于第一光源和第二光源的两个匀光结构，改变受激发光和补充光的合光位置，使得受激发光与补充光均能以最佳的利用率进入光机系统。

Description

一种多光源激光光源装置及投影系统

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，具体而言，涉及一种多光源激光光源装置及投影系统。

背景技术

现有的多光源激光光源装置，光源的数量为两个时，用于合光的受激发光以及补充光源发出的补充光，在进入光机系统之前，通常共用匀光结构，导致两个光源的各自优势无法发挥最大。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是现有的多光源激光光源装置中两个光源的各自优势无法同时发挥最大。

为解决上述问题，本实用新型提供一种多光源激光光源装置，包括设置于光路中的第一光源、第一分光元件、波长转换装置、第一匀光结构、第二光源、第二匀光结构、第二分光元件以及光机系统；其中，

所述第一光源发射的激发光，经所述第一分光元件引导至所述波长转换装置，产生受激发光；

所述受激发光经所述第一分光元件引导至所述第一匀光结构，穿过所述第一匀光结构后，再经所述第二分光元件引导至所述光机系统；

所述第二光源发射的补充光，穿过所述第二匀光结构后，入射至所述第二分光元件，经所述第二分光元件引导至所述光机系统。

可选地，所述第一匀光结构包括依次设置于光路中的第一会聚透镜与第一光通道。

可选地，所述第二匀光结构包括依次设置于光路中的第二会聚透镜与第二光通道。

可选地，所述第二匀光结构包括设置于光路中的锥形光通道，所述锥形光通道入光口的面积小于出光口的面积，所述锥形光通道的入光口贴近所述第二光源的出光口。

可选地，所述第一匀光结构还包括第一透镜单元，所述第一透镜单元设置于所述第一光通道与所述第二分光元件之间；所述第二匀光结构还包括第二透镜单元，所述第二透镜单元设置于所述锥形光通道与所述第二分光元件之间。

可选地，所述第二光源为红色的LED光源。

可选地，所述第一分光元件以及所述第二分光元件均为镀有选择性透过膜的平板玻璃。

可选地，所述第一分光元件用于对所述激发光进行反射，对所述受激发光进行透射。

可选地，所述第二分光元件用于对所述补充光进行反射，对所述激发光以及所述受激发光进行透射。

本实用新型的另一目的在于提供一种投影系统，包括如上所述的多光源激光光源装置。

与现有技术相比，本实用新型提供的多光源激光光源装置具有如下优势：

本实用新型提供的多光源激光光源装置，通过设置分别适用于第一光源和第二光源的两个匀光结构，改变受激发光和补充光的合光位置，使得受激发光与补充光均能以最佳的利用率进入光机系统；同时，使得两个光源以不同的出光角入射至光机系统，实现最佳的投影效果。

附图说明

图1为现有的多光源激光光源装置的结构简图；

图2为本实用新型中多光源激光光源装置的结构简图一；

图3为本实用新型中多光源激光光源装置的结构简图二；

图4为本实用新型中多光源激光光源装置的结构简图三。

附图标记说明：

1-第一光源；2-第一分光元件；3-波长转换装置；4-第一匀光元件；41-第一会聚透镜；42-第一光通道；43-第一透镜单元；5-第二光源；6-第二匀光元件；61-第二会聚透镜；62-第二光通道；63-锥形光通道；64-第二透镜单元；7-第二分光元件；8-光机系统；101-激发光；102-受激发光；103-补充光。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中表示，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制，基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于简化描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性，或隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定为“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

现有的多光源激光光源装置，参见图1所示，包括设置于光路中的第一光源1、第一分光元件2、波长转换装置3、第一匀光结构4、第二光源5以及光机系统8；第一光源1发射激发光101，经过相应的光整形元件以及匀光元件后，入射至第一分光元件2上；第一分光元件2与波长转换装置3之间设置有会聚透镜，在第一分光元件2的引导下，激发光101经会聚透镜后入射至波长转换装置3；波长转换装置3上设置有波长转换材料，入射至波长转换装置3上的激发光101对波长转换材料进行激发，产生受激发光102，并对受激发光102进行反射，使得反射后的受激发光102经会聚透镜后，入射至第一分光元件2上，经第一分光元件2引导至第一匀光结构4，经第一匀光结构4后，入射至光机系统8；第二光源5发射的补充光103经过相应的准直透镜后，入射至第一分光元件2，在第一分光元件2引导下，与受激发光102合光后，经第一匀光结构4，入射至光机系统8。

上述光源装置中，受激发光102与补充光103在进入光机系统8前，共用一个匀光结构，使得后面的光机系统8无法兼顾两个光源，无法使得两个光源的利用效率同时达到最佳，导致第一光源1与第二光源5中其中一个或是两个的利用效率不高。

为解决现有的多光源激光光源装置中两个光源的各自效率无法同时发挥最佳的问题，本实用新型提供一种多光源激光光源装置，参见图2所示，该多光源激光光源装置包括设置于光路中的第一光源1、第一分光元件2、波长转换装置3、第一匀光结构4、第二光源5、第二匀光结构6、第二分光元件7以及光机系统8；其中，第一光源1发射的激发光101，经第一分光元件2引导至波长转换装置3，产生受激发光102；受激发光102经第一分光元件2引导至第一匀光结构4，穿过第一匀光结构4后，再经第二分光元件7引导至光机系统8；第二光源5发射的补充光103，穿过第二匀光结构6后，入射至第二分光元件7，经第二分光元件7引导至光机系统8。

该多光源激光光源装置工作过程中，第一光源1发射的激发光101，经设置于光路中的光整形元件以及匀光元件后，入射至第一分光元件2；本申请优选该匀光元件为复眼透镜或是扩散片；第一分光元件2呈45°设置；第一分光元件2与波长转换装置3之间设置有会聚透镜，入射至第一分光元件2上的激发光101，被第一分光元件2引导至会聚透镜，经过会聚透镜后，入射至波长转换装置3，激发波长转换装置3上的波长转换材料，产生受激发光102，并对受激发光102进反射，使得反射后的受激发光102经会聚透镜后，入射至第一分光元件2，再被第一分光元件2引导经过第一匀光结构4后，入射至第二分光元件7，再被第二分光元件7引导至光机系统8。

第二光源5发射的补充光103经准直透镜后，经第二匀光结构6，入射至第二分光元件7，在第二分光元件7引导下，与受激发光102合光后，入射至光机系统8。

本实用新型提供的多光源激光光源装置，通过设置分别适用于第一光源1和第二光源5的两个匀光结构，改变受激发光102和补充光103的合光位置，使得受激发光102与补充光103以不同的出光角入射至光机系统8，同时实现两个光源最佳的利用效率。

具体的，本申请中第一匀光结构4包括依次设置于光路中的第一会聚透镜41与第一光通道42，使得受激发光102在第一分光元件2的引导下，先经第一会聚透镜41进行会聚后，入射至第一光通道42。

本申请由于分别通过两个匀光结构来对受激发光102和补充光103进行匀光，使得第一匀光结构4中第一会聚透镜41与第一光通道42可根据受激发光102的需求进行最佳设计，从而有利于第一光源1发挥其最大优势；具体的，受激发光102在第一光通道42入口处光斑的大小以及角度与激发光101在波长转换装置3上光斑的大小以及第一会聚透镜41的焦距有关，本申请通过调整第一会聚透镜41的焦距可实现受激发光102到第一光通道42的最佳效率。

本申请中第二匀光结构6可以包括依次设置于光路中的第二会聚透镜61与第二光通道62，补充光103先经第二会聚透镜61进行会聚后，入射至第二光通道62；该第二会聚透镜61与第二匀光结构62可根据补充光103的需求进行调节，从而有利于第二光源5发挥其最大优势；与第一匀光结构4相同，本申请通过调整第二会聚透镜61的焦距可实现补充光103到第二光通道62的最佳效率。第二会聚透镜61为一个或多个透镜组成的透镜组。

为简化光路结构，参见图3所示，本申请优选第二匀光结构6包括设置于光路中的锥形光通道63，该锥形光通道63入光口的面积小于出光口的面积，具体的，锥形光通道63的入光口大小与第二光源5发光区域的大小相匹配，即锥形光通道63入口的大小满足让尽可能多的光能够入射至锥形光通道63中，同时锥形光通道63入光口尽可能近的贴近第二光源5的出光口；本申请优选锥形光通道63出光口的大小与第一光通道42出光口的大小相同或接近。

本申请将传统采用透镜方式将LED耦合光通道的结构改为直接通过锥形光通道63耦合，在增加耦合效率的同时，简化了光路结构，降低了光源成本。

进一步的，参见图4所示，本申请中第一匀光结构4还包括第一透镜单元43，第一透镜单元43设置于第一光通道42与第二分光元件7之间；第二匀光结构6还包括第二透镜单元64，第二透镜单元64设置于锥形光通道63与第二分光元件7之间；其中第一透镜单元43以及第二透镜单元64均为一片透镜，或两片透镜的组合。

本申请通过增加两个透镜单元，使得受激发光102与补充光103分别通过透镜单元后再利用第二分光元件7进行合光，可以解决因合光前光通道出光角度过大导致的第二分光元件7空间位置不足与透过率不高的问题。

本申请中的第二光源5可以为红色LED光源，也可以为蓝色LED光源；当第二光源5为蓝色LED光源时，合光时不需要激发光101参与即可；本申请优选第二光源5为红色的LED光源；本申请对用于合光的激发光101的光路不进行限制，激发光101可通过反射镜组等元件引导至第二分光元件7处进行合光，也可以通过在波长转换装置3上设置散射反射区实现与受激发光102同光路的合光。

本申请中的第一分光元件2以及第二分光元件7均为镀有选择性透过膜的平板玻璃。

具体的，本申请优选第一分光元件2用于对激发光101进行反射，对受激发光102进行透射；优选第二分光元件7用于对补充光103进行反射，对激发光101以及受激发光102进行透射。

该多光源激光光源装置工作过程中，第一光源1发射的激发光101入射至第一分光元件2后，被第一分光元件2反射至波长转换装置3，在波长转换装置3处产生受激发光102，并对受激发光102进反射，使得反射后的受激发光102入射至第一分光元件2，通过透射作用，穿过第一分光元件2以及第一匀光结构4后，入射至第二分光元件7，再经透射作用穿过第二分光元件7入射至光机系统8；同时，在波长转换装置3处，通过相应的反射镜组将一部分激发光101引导至第一分光元件2或第二分光元件7处进行合光；本申请优选通过反射镜组将激发光101引导至第一分光元件2的出光侧，再经该第一分光元件2对激发光101进行反射，使得激发光101穿过第一匀光结构4后，入射至第二分光元件7，再经透射作用穿过第二分光元件7入射至光机系统8。

第二光源5发射的补充光103经第二匀光结构6，入射至第二分光元件7，在第二分光元件7反射作用下，与受激发光102合光后，入射至光机系统8。

本实用新型的另一目的在于提供一种投影系统，该投影系统包括如上所述的多光源激光光源装置。

本实用新型提供的投影系统，通过在多光源激光光源装置中设置分别适用于第一光源1和第二光源5的两个匀光结构，改变受激发光102和补充光103的合光位置，使得受激发光102与补充光103均能以最佳的利用率进入光机系统8；同时，使得两个光源以不同的出光角入射至光机系统8，在确保投影系统亮度最高的情况下保持较好的对比度，实现最佳的投影效果。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种多光源激光光源装置，其特征在于，包括设置于光路中的第一光源(1)、第一分光元件(2)、波长转换装置(3)、第一匀光结构(4)、第二光源(5)、第二匀光结构(6)、第二分光元件(7)以及光机系统(8)；其中，

所述第一光源(1)发射的激发光(101)，经所述第一分光元件(2)引导至所述波长转换装置(3)，产生受激发光(101)；

所述受激发光(102)经所述第一分光元件(2)引导至所述第一匀光结构(4)，穿过所述第一匀光结构(4)后，再经所述第二分光元件(7)引导至所述光机系统(8)；

所述第二光源(5)发射的补充光(103)，穿过所述第二匀光结构(6)后，入射至所述第二分光元件(7)，经所述第二分光元件(7)引导至所述光机系统(8)。

2.如权利要求1所述的多光源激光光源装置，其特征在于，所述第一匀光结构(4)包括依次设置于光路中的第一会聚透镜(41)与第一光通道(42)。

3.如权利要求2所述的多光源激光光源装置，其特征在于，所述第二匀光结构(6)包括依次设置于光路中的第二会聚透镜(61)与第二光通道(62)。

4.如权利要求2所述的多光源激光光源装置，其特征在于，所述第二匀光结构(6)包括设置于光路中的锥形光通道(63)，所述锥形光通道(63)入光口的面积小于出光口的面积，所述锥形光通道(63)的入光口贴近所述第二光源(5)的出光口。

5.如权利要求4所述的多光源激光光源装置，其特征在于，所述第一匀光结构(4)还包括第一透镜单元(43)，所述第一透镜单元(43)设置于所述第一光通道(42)与所述第二分光元件(7)之间；所述第二匀光结构(6)还包括第二透镜单元(64)，所述第二透镜单元(64)设置于所述锥形光通道(63)与所述第二分光元件(7)之间。

6.如权利要求1～5任一项所述的多光源激光光源装置，其特征在于，所述第二光源(5)为红色的LED光源。

7.如权利要求6所述的多光源激光光源装置，其特征在于，所述第一分光元件(2)以及所述第二分光元件(7)均为镀有选择性透过膜的平板玻璃。

8.如权利要求7所述的多光源激光光源装置，其特征在于，所述第一分光元件(2)用于对所述激发光(101)进行反射，对所述受激发光(102)进行透射。

9.如权利要求8所述的多光源激光光源装置，其特征在于，所述第二分光元件(7)用于对所述补充光(103)进行反射，对所述激发光(101)以及所述受激发光(102)进行透射。

10.一种投影系统，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的多光源激光光源装置。

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