CN218122457U

CN218122457U - 光源装置

Info

Publication number: CN218122457U
Application number: CN202222437310.2U
Authority: CN
Inventors: 聂思永; 陈怡学; 尹蕾
Original assignee: Yibin Jimi Photoelectric Co Ltd
Current assignee: Yibin Jimi Photoelectric Co Ltd
Priority date: 2022-09-14
Filing date: 2022-09-14
Publication date: 2022-12-23
Anticipated expiration: 2032-09-14

Abstract

本申请公开了一种光源装置。该光源装置包括窄波光源组件、宽波光源组件、合光元件和匀光元件，窄波光源组件与宽波光源组件的光轴垂直；窄波光源组件射出的窄波光束和宽波光源组件射出的宽波光束经合光元件进行合光，合光后的光束经匀光元件进行匀光。本申请的光源装置中通过对窄波光源组件射出的窄波光束和宽波光源组件射出的宽波光束进行合光，得到混合光束，可以兼顾窄波光源和宽波光源的优势，并一定程度上平衡亮度、色域、成本、画面效果等综合光学性能。

Description

光源装置

技术领域

本申请涉及投影显示领域，尤其涉及一种光源装置。

背景技术

在投影显示产品中，光源装置是非常重要的部件，它的功能在于将不同颜色、不同角度分布、不同亮度和不同形状的光线，转换成照射到显示芯片有效区域的均匀光斑。

目前，投影显示产品中的主流光源有发光二极管(light-emitting diode，LED)、激光荧光粉和三色激光等新型光源，这些光源在亮度、色彩、寿命、能耗等方面都有较为优异的特性。但是，LED光源难以实现高亮度，而三色激光光源存在散斑困扰，无法得到理想的画质。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种光源装置，可以兼顾各种光源的优势，并一定程度上平衡亮度、色域、成本、画面效果等综合光学性能。

第一方面，本申请提供一种光源装置，光源装置包括窄波光源组件、宽波光源组件、合光元件和匀光元件，窄波光源组件与宽波光源组件的光轴垂直；

窄波光源组件射出的窄波光束和宽波光源组件射出的宽波光束经合光元件进行合光，合光后的光束经匀光元件进行匀光。

可选地，宽波光束中光束的颜色为红色、绿色和蓝色三种中的至少一种，窄波光束中光束的颜色为红色、绿色和蓝色三种中的至少一种，宽波光束中光束的颜色和窄波光束中光束的颜色中至少包括红色、绿色和蓝色三种颜色。

可选地，宽波光束中光束的颜色为蓝色，窄波光束中至少包括颜色为红色和绿色的光束，窄波光源组件中至少包括射出红色的光束的红色窄波光源和射出绿色的光束的绿色窄波光源；

宽波光束中光束的颜色为红色，窄波光束中至少包括颜色为蓝色和绿色的光束，窄波光源组件中至少包括射出蓝色的光束的蓝色窄波光源和绿色窄波光源；

宽波光束中光束的颜色为绿色，窄波光束中至少包括颜色为蓝色和红色的光束，窄波光源组件中至少包括红色窄波光源和蓝色窄波光源；

宽波光束中光束的颜色为蓝色和红色，窄波光束中至少包括颜色为绿色的光束，窄波光源组件中至少包括绿色窄波光源；

宽波光束中光束的颜色为蓝色和绿色，窄波光束中至少包括颜色为红色的光束，窄波光源组件中至少包括红色窄波光源；

宽波光束中光束的颜色为绿色和红色，窄波光束中至少包括颜色为蓝色的光束，窄波光源组件中至少包括蓝色窄波光源；

宽波光束中光束的颜色为蓝色、绿色和红色，窄波光源组件中包括蓝色窄波光源、红色窄波光源和绿色窄波光源中的任一种。

可选地，宽波光束中包括受激发光束，受激发光束的颜色为红色、绿色和蓝色三种中的任一种；

宽波光源组件中包括激发光源和被激发光源，受激发光束由激发光源射出的光束激发被激发光源得到。

可选地，宽波光源组件中包括至少一个宽波光源，宽波光源射出的光束的颜色为红色、绿色和蓝色三种中的任意一种。

可选地，窄波光束中包括颜色为目标颜色的光束，宽波光束中也包括颜色为目标颜色的光束时，目标颜色为红色、绿色和蓝色三种中的任意一种；

合光元件包括第一区域和第二区域，窄波光束中目标颜色的光束经第一区域，与经第二区域的宽波光束中目标颜色的光束合光。

可选地，第一区域的面积小于第二区域的面积。

可选地，窄波光源组件中还包括第一散斑抑制元件、扩束元件、准直元件和第二散斑抑制元件至少两种。

可选地，当窄波光源组件中包括蓝色窄波光源、红色窄波光源和绿色窄波光源中的至少两种时，窄波光源组件中还包括窄波合光元件；

蓝色窄波光源、红色窄波光源和绿色窄波光源中的至少两种射出的光束，经窄波合光元件进行合光，合光后再经第一散斑抑制元件、扩束元件、准直元件和第二散斑抑制元件；或者，

蓝色窄波光源、红色窄波光源和绿色窄波光源中的至少两种射出的光束，分别经对应的第一散斑抑制元件和扩束元件后，再通过窄波合光元件进行合光，合光后再经扩束元件、准直元件和第二散斑抑制元件。

可选地，第一散斑抑制元件和第二散斑抑制元件为扩散片或扩散轮。

本申请的光源装置包括窄波光源组件、宽波光源组件、合光元件和匀光元件，窄波光源组件与宽波光源组件的光轴垂直；窄波光源组件射出的窄波光束和宽波光源组件射出的宽波光束经合光元件进行合光，合光后的光束经匀光元件进行匀光。本申请的光源装置中通过对窄波光源组件射出的窄波光束和宽波光源组件射出的宽波光束进行合光，得到混合宽波和窄波光束的光束，可以兼顾窄波光源和宽波光源的优势，能一定程度上平衡亮度、色域、成本、画面效果等综合光学性能。

附图说明

通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件。其中：

图1为本申请提供的一种光源装置的结构示意图

图2为本申请提供的另一种光源装置的结构示意图；

图3为本申请提供的又一种光源装置的结构示意图；

图4为本申请提供的又一种光源装置的结构示意图；

图5为本申请提供的又一种光源装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，虽然本申请中公开内容按照示范性一个或几个实例来介绍，但应理解，可以就这些公开内容的各个方面也可以单独构成一个完整技术方案。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。本申请中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而是仅用于区分描述。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。需要理解的是，“上”、“下”、“内”、“外”、“正面”、“背面”等术语，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是具备暗示或指示意义，因此不能理解为对本申请的限制。

为了彻底理解本申请，将在下面提供详细的描述，以便阐释本申请的技术方案。本申请的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本申请还可以具有其他实施方式。

在一些实施例中，光源装置包括窄波光源组件、宽波光源组件、合光元件和匀光元件，窄波光源组件与宽波光源组件的光轴垂直；窄波光源组件射出的窄波光束和宽波光源组件射出的宽波光束经合光元件进行合光，合光后的光束经匀光元件进行匀光。其中：

合光元件可以是二向色镜等，匀光元件可以是复眼或菲涅尔透镜或微透镜阵列等。

可选地，宽波光源组件中包括至少一个宽波光源，宽波光源射出的光束的颜色为红色、绿色和蓝色三种中的任意一种。宽波光源可以是LED光源，如能射出红色的光束的LED(R-LED)，能射出蓝色的光束的LED(B-LED)。

可选地，宽波光源组件中可以包括激发光源和被激发光源，激发光源射出的光束射入被激发光源，被激发光源被激发射出受激发光束。宽波光束中包括受激发光束，受激发光束的颜色为红色、绿色和蓝色三种中的任一种，受激发光束由激发光源射出的光束激发被激发光源得到。例如，激发光源可以是能射出蓝色的光束的LED(Bp-LED)，被激发光源可以是被该蓝色的光束激发能射出绿色的光束的LED(CG-LED)。

可选地，窄波光源组件中包括蓝色窄波光源、红色窄波光源和绿色窄波光源中的至少一种。例如，蓝色窄波光源可以是能射出蓝色的光束的激光光源(B-LD)，红色窄波光源可以是能射出红色的光束的激光光源(R-LD)，绿色窄波光源可以是能射出绿色的光束的激光光源(G-LD)。

可选地，窄波光源组件中还包括第一散斑抑制元件、扩束元件、准直元件和第二散斑抑制元件至少两种。其中，扩束元件可以是能够改变窄波光束的直径和发散角的透镜组件。准直元件可以对窄波光束中的漫射光进行准直过滤，形成的法向的准直光或接近准直的光。可选地，第一散斑抑制元件和第二散斑抑制元件为扩散片或扩散轮，如第一散斑抑制元件为扩散片，第二散斑抑制元件为扩散轮，可以更好的匀化和消散窄波光源的光斑。该扩散片可以是一种微结构；该扩散片也可以含有散射粒子，散射粒子可以包括Al2O3、TiO2、AlN、MgO、BN、ZnO、ZrO2及BaSO4、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯、聚氨酯以及甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种。

可选地，宽波光束中光束的颜色为红色、绿色和蓝色三种中的至少一种，窄波光束中光束的颜色为红色、绿色和蓝色三种中的至少一种，宽波光束中光束的颜色和窄波光束中光束的颜色中至少包括红色、绿色和蓝色三种颜色。其中，可以包括但不限于以下优选的实施例：

作为一种优选的实施例，宽波光束中光束的颜色为蓝色，窄波光束中至少包括颜色为红色和绿色的光束，窄波光源组件中至少包括射出红色的光束的红色窄波光源和射出绿色的光束的绿色窄波光源。

作为一种优选的实施例，宽波光束中光束的颜色为红色，窄波光束中至少包括颜色为蓝色和绿色的光束，窄波光源组件中至少包括射出蓝色的光束的蓝色窄波光源和绿色窄波光源。

作为一种优选的实施例，宽波光束中光束的颜色为绿色，窄波光束中至少包括颜色为蓝色和红色的光束，窄波光源组件中至少包括红色窄波光源和蓝色窄波光源。

作为一种优选的实施例，宽波光束中光束的颜色为蓝色和红色，窄波光束中至少包括颜色为绿色的光束，窄波光源组件中至少包括绿色窄波光源。

作为一种优选的实施例，宽波光束中光束的颜色为蓝色、绿色和红色，窄波光源组件中包括蓝色窄波光源、红色窄波光源和绿色窄波光源中的任一种。

作为一种优选的实施例，宽波光束中光束的颜色为蓝色和绿色，窄波光束中至少包括颜色为红色的光束，窄波光源组件中至少包括红色窄波光源。

举例来说，图1是本申请提供的一种光源装置的示意图。如图1所示，该光源装置包括窄波光源组件、宽波光源组件、合光元件7和匀光元件8；其中，窄波光源组件中包括R-LD，窄波光束中红色的光束由R-LD射出；宽波光源组件中包括Bp-LED、CG-LED和B-LED，宽波光束中蓝色的光束由B-LED射出，绿色的光束由Bp-LED激发CG-LED得到。窄波光源组件中还第一散斑抑制元件43、扩束元件41、准直元件42和第二散斑抑制元件44。宽波光源组件中还包括B-LED对应的聚焦准直元件11和12，Bp-LED对应的聚焦准直元件21和22，CG-LED对应的聚焦准直元件31和32；以及宽波光束合光元件5、聚焦元件6。

Bp-LED射出的光束经聚焦准直元件21和22，以及透过宽波光束合光元件5后射入CG-LED，CG-LED被激发射出绿色的受激发光束，该受激发光束经聚焦准直元件31和32被宽波光束合光元件5反射，反射后与B-LED射出经聚焦准直元件11和12的蓝色光束合光。合光后经聚焦元件6与R-LD射出的红色的光束在合光元件7处合光；R-LD射出的红色的光束经第一散斑抑制元件43、扩束元件41、准直元件42和第二散斑抑制元件44射入合光元件7。

其中，图2是本申请提供的另一种光源装置的示意图。如图2所示，与图1所示的光源装置相比，还可以是CG-LED对应的聚焦准直元件11和12，B-LED对应的聚焦准直元件31和32。Bp-LED射出的光束经聚焦准直元件21和22，以及被宽波光束合光元件5反射后射入CG-LED，CG-LED被激发射出绿色的受激发光束；该受激发光束经聚焦准直元件11和12被宽波光束合光元件5透射后，与B-LED射出的蓝色光束合光，B-LED射出的蓝色光束经过聚焦准直元件31和32，被宽波光束合光元件5反射。

作为一种优选的实施例，宽波光束中光束的颜色为绿色和红色，窄波光束中至少包括颜色为蓝色的光束，窄波光源组件中至少包括蓝色窄波光源。

举例来说，图3是本申请提供的又一种光源装置的示意图。如图3所示，与图1所示的光源装置相比，窄波光源组件中包括的是B-LD，窄波光束中蓝色的光束由B-LD射出；宽波光源组件中包括的是Bp-LED、CG-LED和R-LED，宽波光束中红色的光束由R-LED射出，绿色的光束由Bp-LED激发CG-LED得到。

在一些实施例中，当窄波光源组件中包括蓝色窄波光源、红色窄波光源和绿色窄波光源中的至少两种时，窄波光源组件中还包括窄波合光元件；

蓝色窄波光源、红色窄波光源和绿色窄波光源中的至少两种射出的光束，经窄波合光元件进行合光，合光后再经第一散斑抑制元件、扩束元件、准直元件和第二散斑抑制元件。

举例来说，图4是本申请提供的又一种光源装置的示意图。如图4所示，与图3所示的光源装置相比，窄波光源组件中包括的是B-LD和R-LD；该窄波光源组件中还包括窄波合光元件45，窄波合光元件45上可以镀膜，例如，可以镀膜使窄波合光元件45反射B-LD射出的蓝色的光束，透射R-LD射出的绿色的光束；也可以透射蓝色的光束，反射绿色的光束。B-LD和R-LD的位置可以互换，改变窄波合光元件45镀膜即可。B-LD射出的光束和R-LD射出的光束经窄波合光元件45进行合光，合光后再经第一散斑抑制元件43、扩束元件41、准直元件42和第二散斑抑制元件44。

或者，蓝色窄波光源、红色窄波光源和绿色窄波光源中的至少两种射出的光束，分别经对应的第一散斑抑制元件和扩束元件后，再通过窄波合光元件进行合光，合光后再经准直元件和第二散斑抑制元件。通过先对光束进行扩束合光后准直，可以节省空间。

举例来说，图5是本申请提供的又一种光源装置的示意图。如图5所示，与图3所述的光源装置相比，窄波光源组件中包括的是B-LD和R-LD，该窄波光源组件中还包括窄波合光元件45，以及B-LD对应的第一散斑抑制元件43、扩束元件41和R-LD对应的第一散斑抑制元件43、扩束元件41。B-LD射出的光束对应的第一散斑抑制元件43、扩束元件41，与R-LD射出的光束经对应的第一散斑抑制元件43、扩束元件41在窄波合光元件45进行合光，合光后再经准直元件42和第二散斑抑制元件44。

在一些实施例中，窄波光束中包括颜色为目标颜色的光束，宽波光束中也包括颜色为目标颜色的光束时，目标颜色为红色、绿色和蓝色三种中的任意一种；合光元件包括第一区域和第二区域，窄波光束中目标颜色的光束经第一区域，与经第二区域的宽波光束中目标颜色的光束合光。可选地，第一区域的面积小于第二区域的面积，第一区域可以在合光元件的任意位置，例如中心、上边缘、下边缘等等。可以对合光元件进行开孔，孔对应的区域为第一区域，余下部分为第二区域；孔对应的区域也可以替换为透光区，透光区还可以设置扩散层或者半波片以消散斑；还可以对合光元件进行镀膜，第一区域和第二区域分别对应不同功能的膜。举例来说，目标颜色为绿色，如窄波光源组件中包括G-LD，宽波光源组件中包括绿色的受激发光，则合光元件的第一区域可以反射G-LD射出的绿色光束，第二区域可以透射绿色的受激发光。

本申请的光源装置包括窄波光源组件、宽波光源组件、合光元件和匀光元件，窄波光源组件与宽波光源组件的光轴垂直；窄波光源组件射出的窄波光束和宽波光源组件射出的宽波光束经合光元件进行合光，合光后的光束经匀光元件进行匀光。本申请的光源装置中通过对窄波光源组件射出的窄波光束和宽波光源组件射出的宽波光束进行合光，得到混合宽波和窄波光束的光束，兼顾了窄波光源和宽波光源的优势，在一定程度上平衡了亮度、色域、成本、画面效果等综合光学性能。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种光源装置，其特征在于，所述光源装置包括窄波光源组件、宽波光源组件、合光元件和匀光元件，所述窄波光源组件与所述宽波光源组件的光轴垂直；

所述窄波光源组件射出的窄波光束和所述宽波光源组件射出的宽波光束经所述合光元件进行合光，合光后的光束经所述匀光元件进行匀光。

2.根据权利要求1所述的一种光源装置，其特征在于，所述宽波光束中光束的颜色为红色、绿色和蓝色三种中的至少一种，所述窄波光束中光束的颜色为红色、绿色和蓝色三种中的至少一种，所述宽波光束中光束的颜色和所述窄波光束中光束的颜色中至少包括红色、绿色和蓝色三种颜色。

3.根据权利要求2所述的一种光源装置，其特征在于，

所述宽波光束中光束的颜色为蓝色，所述窄波光束中至少包括颜色为红色和绿色的光束，所述窄波光源组件中至少包括射出红色的光束的红色窄波光源和射出绿色的光束的绿色窄波光源；

所述宽波光束中光束的颜色为红色，所述窄波光束中至少包括颜色为蓝色和绿色的光束，所述窄波光源组件中至少包括射出蓝色的光束的蓝色窄波光源和所述绿色窄波光源；

所述宽波光束中光束的颜色为绿色，所述窄波光束中至少包括颜色为蓝色和红色的光束，所述窄波光源组件中至少包括所述红色窄波光源和所述蓝色窄波光源；

所述宽波光束中光束的颜色为蓝色和红色，所述窄波光束中至少包括颜色为绿色的光束，所述窄波光源组件中至少包括所述绿色窄波光源；

所述宽波光束中光束的颜色为蓝色和绿色，所述窄波光束中至少包括颜色为红色的光束，所述窄波光源组件中至少包括所述红色窄波光源；

所述宽波光束中光束的颜色为绿色和红色，所述窄波光束中至少包括颜色为蓝色的光束，所述窄波光源组件中至少包括所述蓝色窄波光源；

所述宽波光束中光束的颜色为蓝色、绿色和红色，所述窄波光源组件中包括所述蓝色窄波光源、所述红色窄波光源和所述绿色窄波光源中的任一种。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种光源装置，其特征在于，所述宽波光束中包括受激发光束，所述受激发光束的颜色为红色、绿色和蓝色三种中的任一种；

所述宽波光源组件中包括激发光源和被激发光源，所述受激发光束由所述激发光源射出的光束激发所述被激发光源得到。

5.根据权利要求4所述的一种光源装置，其特征在于，所述宽波光源组件中包括至少一个宽波光源，所述宽波光源射出的光束的颜色为红色、绿色和蓝色三种中的任意一种。

6.根据权利要求4所述的一种光源装置，其特征在于，所述窄波光束中包括颜色为目标颜色的光束，所述宽波光束中也包括颜色为目标颜色的光束时，所述目标颜色为红色、绿色和蓝色三种中的任意一种；

所述合光元件包括第一区域和第二区域，所述窄波光束中目标颜色的光束经所述第一区域，与经所述第二区域的所述宽波光束中目标颜色的光束合光。

7.根据权利要求6所述的一种光源装置，其特征在于，所述第一区域的面积小于所述第二区域的面积。

8.根据权利要求1所述的一种光源装置，其特征在于，所述窄波光源组件中还包括第一散斑抑制元件、扩束元件、准直元件和第二散斑抑制元件至少两种。

9.根据权利要求8所述的一种光源装置，其特征在于，当所述窄波光源组件中包括蓝色窄波光源、红色窄波光源和绿色窄波光源中的至少两种时，所述窄波光源组件中还包括窄波合光元件；

所述蓝色窄波光源、所述红色窄波光源和所述绿色窄波光源中的至少两种射出的光束，经所述窄波合光元件进行合光，合光后再经所述第一散斑抑制元件、所述扩束元件、所述准直元件和所述第二散斑抑制元件；或者，

所述蓝色窄波光源、所述红色窄波光源和所述绿色窄波光源中的至少两种射出的光束，分别经对应的第一散斑抑制元件和扩束元件后，再通过所述窄波合光元件进行合光，合光后再经所述扩束元件、所述准直元件和所述第二散斑抑制元件。

10.根据权利要求8所述的一种光源装置，其特征在于，所述第一散斑抑制元件和第二散斑抑制元件为扩散片或扩散轮。