CN218446355U - 一种光源系统及投影设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及显示技术领域，公开了一种光源系统及投影设备，光源系统包括：第一目标光源组件，用于产生目标激发光；分光合光组件，用于使入射至分光合光组件的目标激发光经分光合光组件出射第一激发光，并引导第一激发光入射至波长转换组件，第一激发光为紫光或蓝光；波长转换组件中的第一波长转换材料层，用于被第一激发光和波长转换组件中的第一光源产生的激发光激发产生第一受激发光，并将第一受激发光引导至分光合光组件；分光合光组件，还用于引导第一受激发光从第一激发光的光路中分离为出射光。本申请采用两路光路激发得到受激发光，能够提升光源系统的亮度，且光路简单，结构紧凑。

Description

一种光源系统及投影设备

技术领域

本申请涉及投影显示技术领域，尤其涉及一种光源系统及投影设备。

背景技术

在投影显示产品中，光源系统是非常重要的部件，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。

在投影显示领域，传统的灯泡由于其自身的缺陷已越来越不被采用，而LED、荧光粉和激光等新型光源在亮度、色彩、寿命、能耗等方面表现出优异的特性，逐渐成为投影显示用光源的主流。在这些新型光源技术中，LED光源难以实现高亮度，而激光光源存在散斑困扰。因此如何实现高亮度的优质画质是亟需解决的问题。

发明内容

本申请提供一种光源系统，可以用于投影设备，能够提升光源系统的亮度，且光路简单，结构紧凑。

第一方面，本申请提供一种光源系统，包括：

第一目标光源组件，用于产生目标激发光；

分光合光组件，用于使入射至分光合光组件的目标激发光经分光合光组件出射第一激发光，并引导第一激发光入射至波长转换组件，第一激发光为紫光或蓝光；

波长转换组件中的第一波长转换材料层，用于被第一激发光和波长转换组件中的第一光源产生的激发光激发产生第一受激发光，并将第一受激发光引导至分光合光组件；

分光合光组件，还用于引导第一受激发光从第一激发光的光路中分离为出射光。

在一些实施例中，第一光源产生的激发光从第一波长转换材料层的非第一激发光的投射方向侧入射或第一激发光的投射方向的相反方向侧垂直入射；和/或，

第一光源中产生激发光的发光面与第一波长转换材料层紧贴设置；和/或，

第一光源产生的激发光和第一激发光的波长范围包括320nm～430nm；和/或，

第一受激发光的波长范围包括420～470nm。

在一些实施例中，波长转换组件中还包括第二波长转换材料层和第二光源；

分光合光组件，还用于使入射至分光合光组件的目标激发光经分光合光组件分离出第二激发光，并引导第二激发光入射至波长转换组件，第二激发光为紫光或蓝光；

第二波长转换材料层，用于被第二激发光和第二光源产生的激发光激发产生第二受激发光；

分光合光组件，还用于引导第二受激发光从第二激发光的光路中分离为出射光。

在一些实施例中，第二光源产生的激发光从第二波长转换材料层的非第二激发光的投射方向侧或第二激发光的投射方向的相反方向侧垂直入射；和/或，

第二光源中产生激发光的发光面与第二波长转换材料层的紧贴设置；和/或，

第二激发光和第二光源产生的激发光的波长范围包括320～470nm；和/或，

第二受激光的波长范围包括520～580nm。

在一些实施例中，分光合光组件中包括第一分光合光元件，第一激发光和第二激发光的波长范围不同，第一分光合光元件用于透射第二激发光和第一受激光，反射第一激发光和第二受激光，或者第一分光合光元件用于反射第二激发光和第一受激光，透射第一激发光和第二受激光。

在一些实施例中，第一激发光和第二激发光的波长范围相同，分光合光组件中包括第一分光合光元件，第一分光合光元件用于按照预设光量比例，反射或透射部分目标激发光作为第一激发光，透射或反射另一部分目标激发光作为第二激发光；第一分光合光元件还用于透射或反射第一受激光，反射或透射第二受激光。

在一些实施例中，第一目标光源组件中的目标光源、第一光源和/或第二光源为LED光源或激光光源或LED光源和激光光源的混合光源。

在一些实施例中，光源系统还包括第二目标光源组件，第二目标光源组件用于产生目标光，出射光中包括目标光，出射光中至少包括红光、绿光和蓝光三种。

在一些实施例中，第一目标光源组件包括第一目标光源和第二目标光源，第一目标光源产生的光和第二目标光源产生的光经第二分光合光元件合光为目标激发光。

第二方面，本申请提供一种投影设备，包括第一方面及第一方面可能的实现方式中任一项所述的光源系统。

本申请可以采用两路激发光激发波长转换材料得到受激发光，可以增强受激发光的亮度，从而能够提升光源系统的整体亮度，且光路简单，结构紧凑，成本低。

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或步骤。其中：

图1为本申请的一实施例中的光源系统的结构示意图；

图2为本申请的另一实施例中的光源系统的结构示意图；

图3为本申请的另一实施例中的光源系统的结构示意图。

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，“示例地”、“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用示例的一词旨在以具体方式呈现概念。

除非另外定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。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。

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。

本申请提供的光源系统包括第一目标光源组件、分光合光组件和波长转换组件，其中：

(1)第一目标光源组件中的目标光源可以是LED光源或激光光源(LD)，或LED光源和激光光源的混合光源。

可选地，第一目标光源组件中的目标光源可以是一个光源，产生的目标激发光可以横跨两种颜色的波段。例如，假设目标激发光的主波长为400nm，光谱宽度20～40nm，目标激发光的波长范围包括380～420nm。

可选地，第一目标光源组件中的目标光源可以是一个光源，产生的目标激发光可以为紫光或蓝光。

可选地，第一目标光源组件可以包括第一目标光源和第二目标光源，第一目标光源产生的光和第二目标光源产生的光经第二分光合光元件合光为目标激发光。其中，第一目标光源产生的光可以是紫光，第二目标光源产生的光可以是蓝光。

可选地，第一目标光源组件可以包括第一目标光源和第二目标光源，第一目标光源产生的光可以是紫光，第二目标光源产生的光可以是蓝光。

可选地，第一目标光源组件中的目标光源可以是由多个光源集成得到，多个光源中每个光源都可以是LED或LD，多个光源中每个光源产生的光都可以是紫光或蓝光，得到的目标激发光可以是蓝光和紫光或仅有蓝光或仅有紫光。

(2)分光合光组件中包括至少一个可以以偏振态、波长等方式进行分光的元件；例如可以包括第一分光合光元件，第一分光合光元件可以根据波长进行分光。

(3)波长转换组件可以包括至少一个具有波长转换材料层的元件，波长转换材料层中的波长转换材料可以为荧光粉、纳米粒子等。

可选地，波长转换组件中包括第一光源和第一波长转换材料层。可选地，可以第一波长转换材料层和第一光源形成一个元件，如第一波长转换材料层可均匀涂抹在第一光源上；例如，第一光源为产生紫色光的LED，第一波长转换材料层为蓝色荧光粉层，该LED与蓝色荧光粉层紧贴设置形成CB-LED。

可选地，波长转换组件中包括第二光源和第二波长转换材料层。可选地，可以第二波长转换材料层和第二光源与第一波长转换材料层和第一光源形成一个元件，如该元件的一个区域为第一波长转换材料层和第一光源，另一区域为第二波长转换材料层和第二光源。也可以第二波长转换材料层和第二光源单独形成一个元件；第二波长转换材料层可均匀涂抹在第二光源上。例如，第二光源为产生蓝色光的LED，第二波长转换材料层为绿色荧光粉层，该LED与绿色荧光粉层紧贴设置形成CG-LED。

可选地，第一光源和/或第二光源为LED光源或激光光源或LED光源和激光光源的混合光源。

在一些实施例中，第一目标光源组件，用于产生目标激发光；分光合光组件，用于使入射至分光合光组件的目标激发光经分光合光组件出射第一激发光，并引导第一激发光入射至波长转换组件，第一激发光为紫光或蓝光；波长转换组件中的第一波长转换材料层，用于被第一激发光和波长转换组件中的第一光源产生的激发光激发产生第一受激发光，并将第一受激发光引导至分光合光组件；分光合光组件，还用于引导第一受激发光从第一激发光的光路中分离为出射光。

可选地，第一光源产生的激发光从第一波长转换材料层的非第一激发光的投射方向侧入射或第一激发光的投射方向的相反方向侧垂直入射。

第一光源中产生激发光的发光面与第一波长转换材料层紧贴设置。例如，第一波长转换材料层可均匀涂抹在第一光源上，第一光源产生的激发光与第一激发光的光束分别从第一波长转换材料层的相对的两侧对其进行照射。

第一光源产生的激发光和第一激发光的波长范围包括320nm～430nm。

第一受激发光的波长范围包括420～470nm，第一受激发光可以是蓝光。

在一些实施例中，波长转换组件中还包括第二波长转换材料层和第二光源；分光合光组件，还用于使入射至分光合光组件的目标激发光经分光合光组件分离出第二激发光，并引导第二激发光入射至波长转换组件，第二激发光为紫光或蓝光；第二波长转换材料层，用于被第二激发光和第二光源产生的激发光激发产生第二受激发光；分光合光组件，还用于引导第二受激发光从第二激发光的光路中分离为出射光。

可选地，第二光源产生的激发光从第二波长转换材料层的非第二激发光的投射方向侧或第二激发光的投射方向的相反方向侧垂直入射。

第二光源中产生激发光的发光面与第二波长转换材料层的紧贴设置；例如，第二波长转换材料层可均匀涂抹在第二光源上，第二光源产生的第二光源产生的激发光与第二激发光的光束分别从第二波长转换材料层的相对的两侧对其进行照射。

第二激发光和第二光源产生的激发光的波长范围包括320～470nm。

第二受激光的波长范围包括520～580nm，第二受激发光可以是绿光。

在一些实施例中，分光合光组件中包括第一分光合光元件，第一分光合光元件可以包括透明基底，透明基底上形成有分光合光膜。在一些实施例中，入射至第一分光合光元件的目标激发光，经分光合光膜可以反射或透射出第一激发光，透射或反射出第二激发光。入射至第一分光合光元件的第一受激发光，可以被透射或反射为出射光；入射至第一分光合光元件的第二受激发光，可以被反射或透射为出射光。

可选地，第一激发光和第二激发光的波长范围不同；例如，第一激发光的波长在第一波长范围内，第二激发光的波长在第二波长范围内。第一波长范围和第二波长范围不做限制，可以从是蓝光、绿光、紫光和红光等任一颜色的波段截取的任意段波长范围，第一波长范围和第二波长范围可以不属于同一种颜色。例如，假设目标激发光的主波长为400nm，光谱宽度20～40nm，第一激发光的波长在380～400nm(第一波长范围)内，即第一激发光为紫光；第二激发光的波长在400～420nm(第二波长范围)内，即第二激发光为短波蓝光。分光合光组件用于透射第二激发光和第一受激光，反射第一激发光和第二受激光，或者分光合光组件用于反射第二激发光和第一受激光，透射第一激发光和第二受激光。

可选地，第一激发光和第二激发光的波长范围相同，例如第一激发光和第二激发光都为紫光或蓝光。分光合光组件用于按照预设光量比例，反射或透射部分目标激发光作为第一激发光，透射或反射另一部分目标激发光作为第二激发光；分光合光组件还用于透射或反射第一受激光，反射或透射第二受激光。其中，预设光量比例可以根据实际应用情况自定义设置，例如，预设光量比例可以为1:1，即可以是第一激发光与第二激发光的光量比例为1:1。

在一些实施例中，第一目标光源组件中包括第一目标光源和第二目标光源，分光合光组件中包括第一分光合光元件和第三分光合光元件。第一目标光源产生的光经第一分光合光元件射入第一波长转换材料层，第一波长转换材料层被第一光源产生的激发光和第一分光合光元件引导的第一目标光源产生的光激发产生第一受激发光，经第一分光合光元件射入第三分光合光元件。第二目标光源产生的光经第三分光合光元件射入第二波长转换材料层，第二波长转换材料层被第二光源产生的激发光和第三分光合光元件引导的第二目标光源产生的光激发产生第二受激发光，并反射至第三分光合光与第一受激发光合光形成出射光。

在一些实施例中，光源系统还包括第二目标光源组件，第二目标光源组件用于产生目标光，出射光中包括目标光，出射光中至少包括红光、绿光和蓝光三种。例如，出射光中包括目标光、第一受激发光和第二受激发光，第一受激发光为蓝光，第二受激发光为绿光时，第二目标光源组件产生的目标光可以为红光。再如，出射光中包括目标光和第一受激发光，第一受激发光为蓝光，目标光中包括绿光和红光，等等。第二目标组件中包括至少一个光源，该光源可以是LED光源或激光光源；例如，第二目标组件中包括可以包括产生红光的LED(R-LED)；再如，第二目标组件中包括可以包括产生红光的LED(R-LED)和产生深红光的LED(DR-LED)。

举例来说，如图1所示，是本申请提供的一种光源系统的结构示意图。该光源系统包括第一目标光源组件、分光合光组件20和波长转换组件。其中，第一目标光源组件包括目标光源(如LED)、聚焦准直透镜11和12；该LED产生的目标激发光可以横跨两种颜色的波段。波长转换组件包括第一光源(如CB-LED)及对应的聚焦准直透镜31和32、第二光源(如CG-LED)及对应的聚焦准直透镜41和42。其中CB-LED包括产生紫色光的LED和紧贴该LED的蓝色荧光粉层；CG-LED包括产生蓝色光的LED和紧贴该LED的绿色荧光粉层。

LED产生的目标激发光经聚焦准直透镜11和12，入射至分光合光组件20；分光合光组件20用于使目标激发光分离为第一激发光(紫光)和第二激发光(蓝光)。被反射的第一激发光经聚焦准直透镜31和32入射至CB-LED，CB-LED被激发产生第一受激发光(蓝光)，该第一受激发光经聚焦准直透镜31和32，被分光合光组件20透射。被透射的第二激发光经聚焦准直透镜41和42入射至CG-LED，CG-LED被激发产生第二受激发光(绿光)，该第二受激发光经聚焦准直透镜41和42，被分光合光组件20反射，与第一受激发光合光为出射光。

举例来说，如图2所示，是本申请提供的一种光源系统的结构示意图。相对于如图1所示的光源系统，本实施例中的光源系统还包括第二光源组件，该第二目标组件中包括可以包括产生红光的LED(R-LED)。R-LED产生的红光入射至分光合光元件80，与第一受激发光和第二受激发光的合光再次进行合光。

举例来说，如图3所示，是本申请提供的一种光源系统的结构示意图。相对于如图1所示的光源系统，本实施例中的光源系统还包括第二光源组件，该第二目标组件中包括可以包括产生红光的LED(R-LED)，产生深红光的LED(DR-LED)。R-LED产生的红光与DR-LED产生的深红光经分光合光元件70合光后，入射至分光合光元件80，与第一受激发光和第二受激发光的合光再次进行合光。

本申请的光源系统可以应用于任何需要合成光的应用场景中，包括但不限于应用于投影仪，如单DLP投影仪、三DLP投影仪。

本申请实施例还提供一种投影设备，包括上述实施例涉及的光源系统，投影设备中还包括其他组件，如投影镜头等，这些组件的设置可参见相关技术，在此不再赘述。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

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 (10)

1.一种光源系统，其特征在于，包括：

第一目标光源组件，用于产生目标激发光；

分光合光组件，用于使入射至所述分光合光组件的目标激发光经所述分光合光组件出射第一激发光，并引导所述第一激发光入射至波长转换组件，所述第一激发光为紫光或蓝光；

所述波长转换组件中的第一波长转换材料层，用于被第一激发光和所述波长转换组件中的第一光源产生的激发光激发产生第一受激发光，并将所述第一受激发光引导至所述分光合光组件；

所述分光合光组件，还用于引导所述第一受激发光从所述第一激发光的光路中分离为出射光。

2.根据权利要求1所述的一种光源系统，其特征在于，所述第一光源产生的激发光从所述第一波长转换材料层的非第一激发光的投射方向侧入射或所述第一激发光的投射方向的相反方向侧垂直入射；和/或，

所述第一光源中产生激发光的发光面与所述第一波长转换材料层紧贴设置；和/或，

所述第一光源产生的激发光和所述第一激发光的波长范围包括320nm～430nm；和/或，

所述第一受激发光的波长范围包括420～470nm。

3.根据权利要求1所述的一种光源系统，其特征在于，所述波长转换组件中还包括第二波长转换材料层和第二光源；

所述分光合光组件，还用于使入射至所述分光合光组件的目标激发光经所述分光合光组件分离出第二激发光，并引导所述第二激发光入射至波长转换组件，所述第二激发光为紫光或蓝光；

所述第二波长转换材料层，用于被第二激发光和第二光源产生的激发光激发产生第二受激发光；

所述分光合光组件，还用于引导所述第二受激发光从所述第二激发光的光路中分离为出射光。

4.根据权利要求3所述的一种光源系统，其特征在于，所述第二光源产生的激发光从所述第二波长转换材料层的非第二激发光的投射方向侧或所述第二激发光的投射方向的相反方向侧垂直入射；和/或，

所述第二光源中产生激发光的发光面与第二波长转换材料层的紧贴设置；和/或，

所述第二激发光和第二光源产生的激发光的波长范围包括320～470nm；和/或，

所述第二受激光的波长范围包括520～580nm。

5.根据权利要求3所述的一种光源系统，其特征在于，所述分光合光组件中包括第一分光合光元件，所述第一激发光和所述第二激发光的波长范围不同，所述第一分光合光元件用于透射所述第二激发光和所述第一受激光，反射所述第一激发光和所述第二受激光，或者所述第一分光合光元件用于反射所述第二激发光和所述第一受激光，透射所述第一激发光和所述第二受激光。

6.根据权利要求3所述的一种光源系统，其特征在于，所述分光合光组件中包括第一分光合光元件，所述第一激发光和所述第二激发光的波长范围相同，所述第一分光合光元件用于按照预设光量比例，反射或透射部分目标激发光作为所述第一激发光，透射或反射另一部分目标激发光作为所述第二激发光；所述第一分光合光元件还用于透射或反射所述第一受激光，反射或透射所述第二受激光。

7.根据权利要求3所述的一种光源系统，其特征在于，所述第一目标光源组件中的目标光源、第一光源和/或第二光源为LED光源或激光光源或LED光源和激光光源的混合光源。

8.根据权利要求1所述的一种光源系统，其特征在于，所述光源系统还包括第二目标光源组件，所述第二目标光源组件用于产生目标光，所述出射光中包括所述目标光，所述出射光中至少包括红光、绿光和蓝光三种。

9.根据权利要求1所述的一种光源系统，其特征在于，所述第一目标光源组件包括第一目标光源和第二目标光源，所述第一目标光源产生的光和所述第二目标光源产生的光经第二分光合光元件合光为目标激发光。

10.一种投影设备，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的光源系统。

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