CN218938759U - 匀光设备以及光源设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了匀光设备以及光源设备。匀光设备包括第一透明支撑件、第二透明支撑件、第一匀光件以及第二匀光件。第一透明支撑件具有沿厚度方向相对的第一表面和第二表面。第二透明支撑件，与第二透明支撑件相邻设置，具有沿厚度方向相对的第三表面和第四表面。第一匀光件设于第一表面和第二表面，用于对激光进行匀光。第二匀光件设于第三表面和第四表面，用于对荧光进行匀光。通过上述方式，本申请的匀光设备能够对激光混合匀光进行匀光，提高了光源设备出光的均匀性。

Description

匀光设备以及光源设备

技术领域

本申请涉及投影成像设备技术领域，特别是涉及匀光设备以及光源设备。

背景技术

在投影领域，光学引擎的性能是影响用户体验的主要因素，而最主要的性能——亮度、颜色则取决于采用的光源设备。

常用的光源设备一般有RGB激光光源设备、激光荧光光源设备、LED光源设备等。其中，激光荧光光源设备具有有高亮度、长寿命、高效率、无污染、无散斑、成本低的优点。而在用于投影的光源设备中，光源的出射光往往不够均匀，若光直接出射会影响投影的质量。并且目前对显示投影尺寸的需求越来越大，对输出图像的质量要求也越来越高。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种匀光设备以及光源设备，能够提升光源设备出光的均匀性。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种匀光设备，包括：

第一透明支撑件，具有沿厚度方向相对的第一表面和第二表面；

第二透明支撑件，与所述第二透明支撑件相邻设置，具有沿厚度方向相对的第三表面和第四表面；

第一匀光件，设于所述第一表面和所述第二表面，用于对激光进行匀光；

第二匀光件，设于所述第三表面和所述第四表面，用于对荧光进行匀光。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种光源设备，包括荧光光源、激光光源、合光件以及本申请提供的匀光设备，所述荧光光源向所述合光件出射荧光，所述激光光源向所述合光件出射激光，所述合光件形成合并光并出射至所述匀光设备。

本申请的有益效果是：本申请的匀光设备包括第一透明支撑件、第二透明支撑件、第一匀光件以及第二匀光件。第一透明支撑件具有沿厚度方向相对的第一表面和第二表面。第二透明支撑件，与第二透明支撑件相邻设置，具有沿厚度方向相对的第三表面和第四表面。第一匀光件设于第一表面和第二表面，用于对激光进行匀光。第二匀光件设于第三表面和第四表面，用于对荧光进行匀光。区别于现有技术的情况，本申请的匀光设备能够将激光和荧光的复合光起到匀光作用，提高投影的质量。

附图说明

图1是本申请光源设备一实施例中荧光光源的结构示意图；

图2是本申请光源设备一实施例中激光光源的结构示意图；

图3是本申请匀光设备一实施例的结构示意图；

图4是图3中A-A’截面的结构示意图；

图5是图3实施例中匀光设备的拆分结构示意图；

图6是本申请匀光设备另一实施例的结构示意图；

图7是本申请匀光设备又一实施例的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。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，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1和图2，图1是本申请光源设备一实施例中荧光光源的结构示意图，图2是本申请光源设备一实施例中激光光源的结构示意图。

在本实施例中，光源系统可以包括荧光光源100、激光光源200、匀光设备300以及合光件400。

其中，荧光光源100用于出射荧光，激光光源200用于出射激光，合光件400将荧光光源100出射的荧光以及激光光源200出射的激光混合后入射至匀光设备300。

可选地，合光件400可以是合光片，荧光光源100出射的荧光以45°角入射至合光片的一侧并透射合光片，激光光源200出射的激光以45°角入射至合光片的另一侧并被合光片反射，激光和荧光一同入射至匀光设备300。

本申请的匀光设备300用于对激光混合荧光进行匀光，提高光源设备出光的均匀性。

在本申请中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本申请的描述中，“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。

具体而言，荧光光源100可以包括第一光源组件110、第二光源组件120、第三光源组件130、第四光源组件140、第一二向色片150以及第二二向色片170。

第一光源组件110用于出射第一荧光，第二光源组件120用于出射第二荧光，第三光源组件130用于出射第三荧光，第四光源组件140用于出射第四荧光。

本实施例中，第一荧光、第三荧光以及第四荧光被混合后作为荧光光源100的出射荧光。可选地，第一荧光、第三荧光以及第四荧光可以是RGB三色光，也可以是其他颜色的光。

本实施例中，第一二向色片150设置在第一光源组件110出射的第一荧光的光路上，第一荧光以45°角入射至第一二向色片150一面，并透过第一二向色片150。

可选地，第一光源组件110可以包括第一LED灯111，第一收集透镜112以及第二收集透镜113，第一LED灯111、第一收集透镜112、第二收集透镜113依次排列设置，第一收集透镜112以及第二收集透镜113将第一LED灯111出射的光会聚形成第一荧光。

本实施例中第一荧光是绿荧光，则第一LED灯111是绿LED灯。

同时，第一二向色片150也设置在第二光源组件120出射的第二荧光的光路上，第二荧光以45°角入射至第一二向色片150的第一荧光入射面，并与第一荧光垂直。第二荧光被第一二向色片150反射，第二荧光被第一二向色片150的反射光并依次入射至第二收集透镜113、第一收集透镜112以及第一LED灯111内，用于提高第一LED灯111光路的高通量，使第一LED灯111形成双面激发。

可选地，第二光源组件120可以包括第二LED灯121，第三收集透镜122以及第四收集透镜123，第二LED灯121、第三收集透镜122、第四收集透镜123依次排列设置，第三收集透镜122以及第四收集透镜123将第二LED灯121出射的光会聚形成第二荧光。

本实施例中第二荧光是深蓝荧光，则第一LED灯111是深蓝LED灯。

进一步地，第一二向色片150也设置在第三光源组件130出射的第二荧光的光路上，第三荧光以45°角入射至第一二向色片150的另一面，并被第一二向色片150反射。第三荧光的反射面与第一荧光的入射面相反。第三荧光入射至第一二向色片150时垂直于第一荧光，被反射的第三荧光与第一荧光以相同方向传播。

可选地，第三光源组件130可以包括第三LED灯131，第五收集透镜132以及第六收集透镜133，第三LED灯131、第五收集透镜132、第六收集透镜133依次排列设置，第五收集透镜132以及第六收集透镜133将第三LED灯131出射的光会聚形成第三荧光。

本实施例中第三荧光是蓝荧光，则第一LED灯111是蓝LED灯。

第二二向色片170设置在第一荧光及第三荧光混合光的光路上，第一荧光和第三荧光混合光以45°角入射至第二二向色片170的一面，并透射第二二向色片170。

可选地，荧光光源100还可以包括第一中继透镜160，第一中继透镜160设于第二二向色片170与第一二向色片150之间，第一荧光和第三荧光混合光透过第一中继透镜160后入射至第二二向色片170。

第四光源组件140设置于第二二向色片170的另一面，第四光源组件140出射的第四荧光以45°角入射至第一荧光和第三荧光混合光在第二二向色片170入射面相反的一面，并被第二二向色片170反射后与第一荧光和第三荧光以相同方向传播。

可选地，第四光源组件140可以包括第四LED灯141，第七收集透镜142以及第八收集透镜143，第四LED灯141、第七收集透镜142、第八收集透镜143依次排列设置，第七收集透镜142以及第七收集透镜142将第四LED灯141出射的光会聚形成第四荧光。

本实施例中第四荧光是红荧光，则第四LED灯141是红LED灯。

最终，第一荧光、第三荧光和第四荧光的混合光作为本实施例中荧光光源100出射的荧光入射至合光件400中，与激光光源200出射的激光混合后入射至匀光设备300。

在其他的实施例中，荧光光源100还可以包括更多的光源组件，使得荧光光源100出射的荧光还可以包括更多其他颜色的荧光，在此不作限定，且。

进一步地，本实施例中的激光光源200包括第一激光件210、第二激光件220、第三激光件230以及散光件240。第一激光件210、第二激光件220和第三激光件230相邻设置，第一激光件210向散光件240出射第一激光，第二激光件220向散光件240出射第二激光，第三激光件230向散光件240出射第三激光。第一激光、第二激光、第三激光一同入射至散光件240。

可选地，散光件240可以是散光片或散光轮。

可选地，激光光源200还可以包括第二中继透镜250，第二中继透镜250设置在第一激光、第二激光、第三激光混合光的光路上，第一激光、第二激光、第三激光混合光从散光件240出射后入射至第二中继透镜250中，并从第二中继透镜250出射后入射至合光件400，与荧光光源100出射的荧光混合后入射至匀光设备300。

本实施例中匀光设备300用于对激光混合荧光进行匀光，提高光源设备出光束的均匀性。

均匀的激光混合荧光从匀光设备300后出射后，依次经过第一透镜500、第二透镜600以及棱镜700后入射至空间光调制器800，以形成投影系统的所需的图像。空间光调制器800可以是DMD空间光调制器。

关于本申请的匀光设备300，请继续参阅以下对匀光设备实施例的描述。

请参阅图3和图4，图3是本申请匀光设备一实施例的结构示意图，图4是图3中A-A’截面的结构示意图。

在本实施例中，匀光设备300包括第一透明支撑件310、第二透明支撑件320、第一匀光件330以及第二匀光件340。

第一透明支撑件310与第二透明支撑件320相邻设置。在厚度方向上，第一透明支撑件310具有相对的第一表面和第二表面，第二透明支撑件320具有相对的第三表面和第四表面。本实施例中第一透明支撑件310与第二透明支撑件320相邻设置的情况下，第一表面与第三表面的朝向相同，第三表面和第四表面的朝向相同。

第一透明支撑件310与第二透明支撑件320为透明材料，例如可选为玻璃。

第一匀光件330设置在第一透明支撑件310的第一表面和第二表面上，用于对激光进行匀光。激光从入射至匀光设备300后，依次经过第一表面的第一匀光件330、第一透明支撑件310、第二表面的第一匀光件330后形成均匀的激光。

第二匀光件340设置在第二透明支撑件320的第三表面和第四表面上，用于对荧光进行匀光。荧光从入射至匀光设备300后，依次经过第三表面的第二匀光件340、第二透明支撑件320、第四表面的第二匀光件340后形成均匀的激光。

因此，上述荧光光源100和激光光源200形成的激光混合荧光通过匀光设备300后产生角度一致的均匀光。

具体地，第一匀光件330包括由多个第一子单元331形成的第一复眼阵列，第二匀光件340包括由多个第二子单元341第二复眼阵列。第一子单元331和第二子单元341可以是凸起和/或凹陷透镜。

可选地，第一子单元331和/或第二子单元341可以是矩形单元，也可以是圆形、多边形单元。

在本实施例，经匀光设备300出射的激光混合荧光角度相同，因此能够保证激光和荧光在DMD空间光调制器空间上的光斑足够覆盖住DMD空间光调制器的有效阵列而又不会损失过多的能量。可选地，激光和荧光通过第一匀光件330和第二匀光件340的出光角度也可以根据激光和荧光在DMD空间光调制器上的成像情况做区别设计以提升系统效率，例如，激光在子单元上的光斑较小，对应打到DMD空间光调制器上的光锥角也较小，在DMD空间光调制器上的光斑成像会比荧光更锐利，因此激光过第一匀光件330的角分布可以稍小一些、减小在DMD空间光调制处的边缘过度充满(overfill)的损失、提高光机效率。而由于激光在DMD空间光调制上成像锐利，所以虽然overfill减小了，但是光斑的有效面积是足够的，不会导致“漏边”。

在本实施例中，第一匀光件330用于对激光进行匀光，第二匀光件340用于对荧光进行匀光。激光在第一匀光件330上产生的光斑小与荧光在第二匀光件340上产生的光斑，因而本实施例中第一子单元331的尺寸要小于第二子单元341的尺寸，可增加激光在第二匀光件340的切割次数，提高激光均匀性。

进一步地，由公式h＝f×tanθ(h是子单元尺寸的半宽，f是子单元透镜的焦距，θ是光的出射角度)可知，为了减小第二子单元341的尺寸，即减小第二子单元341的尺寸的半宽h，那么就要减小第二子单元341透镜的焦距f。因此，为了使激光以及荧光通过匀光设备300的出射角度一致，且第一子单元331的尺寸小于第二子单元341的尺寸，那么就要使第一透明支撑件310的厚度要小于第二透明支撑件320的厚度，即第一表面与第二表面之间的距离小于第三表面和第四表面之间的距离，以减小第二子单元341透镜的焦距f，故本实施例中第一透明支撑件310的厚度要小于第二透明支撑件320的厚度。

请一并参阅图3～图5，图5是图3实施例中匀光设备的拆分结构示意图。

本实施例中的第二透明支撑件320中设有镂空部321，第一透明支撑件310设置在镂空部321中，以形成第二匀光件340形成在第一匀光件330外围的结构。

在另外一些实施例中，例如图6所示，图6是本申请匀光设备另一实施例的结构示意图，其中，第一透明支撑件310与第二透明支撑件320连接，且并列设置。第一匀光件330设置在第一透明支撑件310上，第二匀光件340设置在第二透明支撑件320上，以形成匀光设备300中两个相邻的激光匀光区域和荧光匀光区域。

本领域技术人员可以基于本申请得到更多的实施例，本申请不限定第一透明支撑件310、第二透明支撑件320以及形成在第一透明支撑件310和第二透明支撑件320的匀光件的位置。

在更多的实施例中，请参阅图7，图7是本申请匀光设备又一实施例的结构示意图。

在此实施例中，匀光设备300还可以包括第三透明支撑件350(图未示出，与第三匀光件360重叠)和第三匀光件360，第三透明支撑件350与第二透明支撑件320相邻设置。第三透明支撑件350沿厚度方向具有两个相对的第五表面和第六表面，第三匀光件360设置在第五表面和第六表面，用于对激光进行匀光。

第三透明支撑件350与第一透明支撑件310结构类似，第三匀光件360与第一匀光件330结构类似。关于第三透明支撑件350和第三匀光件360的描述，可以参阅上述对第一透明支撑件310和第一匀光件330的描述，在此不作赘述。

当激光混合荧光入射至此实施例中的匀光设备300后，能够通过第二匀光件340对荧光进行匀光，通过第一匀光件330和第三匀光件360进行匀光，提高了光源设备出射光束的均匀性。

可选地，第一透明支撑件310、第二透明支撑件320以及第三透明支撑件350的形状不定，例如可以是此实施例下的矩形，也可以是圆形、多边形等。

在其他的实施例中，匀光设备300还可以包括更多是支撑件和匀光设备，在此不作限定。

综上，本申请提供的匀光设备和光源设备的实施例，本申请的匀光设备能够对激光混合荧光进行匀光，提升的光源设备出光的均匀性。在光源设备应用在投影设备时具有较高的成像质量。

在本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、机构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、机构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种匀光设备，其特征在于，包括：

第一透明支撑件，具有沿厚度方向相对的第一表面和第二表面；

第二透明支撑件，与所述第二透明支撑件相邻设置，具有沿厚度方向相对的第三表面和第四表面；

第一匀光件，设于所述第一表面和所述第二表面，用于对激光进行匀光；

第二匀光件，设于所述第三表面和所述第四表面，用于对荧光进行匀光。

2.根据权利要求1所述的匀光设备，其特征在于，

所述第一匀光件包括第一复眼阵列，所述第二匀光件包括第二复眼阵列，所述第一复眼阵列的子单元尺寸小于所述第二复眼阵列的子单元尺寸。

3.根据权利要求1所述的匀光设备，其特征在于，

所述第一透明支撑件的厚度小于所述第二透明支撑件的厚度。

4.根据权利要求1所述的匀光设备，其特征在于，

所述第二透明支撑件设有镂空部，所述第一透明支撑件填充于所述镂空部中。

5.根据权利要求1～4任一项所述的匀光设备，其特征在于，所述匀光设备还包括第三透明支撑件和第三匀光件，所述第三透明支撑件与所述第二透明支撑件相邻设置，具有沿厚度方向相对的第五表面和第六表面，所述第三匀光件设于所述第五表面和第六表面，用于对激光进行匀光。

6.一种光源设备，其特征在于，包括荧光光源、激光光源、合光件以及如权利要求1～5任一项所述的匀光设备，所述荧光光源向所述合光件出射荧光，所述激光光源向所述合光件出射激光，所述荧光和所述激光在所述合光件形成合并光并出射至所述匀光设备。

7.根据权利要求6所述的光源设备，其特征在于，所述荧光光源包括：

第一光源组件，出射第一荧光；

第一二向色片，设于所述第一荧光的光路上并透射所述第一荧光；

第二光源组件，向所述第一二向色片出射第二荧光，所述第二荧光被所述第一二向色片反射至第一光源组件；

第三光源组件，向所述第一二向色片出射第三荧光，所述第三荧光被所述第一二向色片反射至与所述第一荧光方向相同；

第二二向色片，设于所述第一荧光与所述第三荧光的光路上并透射所述第一荧光与所述第三荧光；

第四光源组件，向所述第二二向色片出射第四荧光，所述第四荧光被所述第一二向色片反射至与所述第一荧光及所述第三荧光方向相同，所述第一荧光、所述第三荧光以及所述第四荧光一同入射至所述合光件。

8.根据权利要求7所述的光源设备，其特征在于，

所述第一荧光是绿荧光，所述第二荧光是深蓝荧光，所述第三荧光是蓝荧光，所述第四荧光是红荧光。

9.根据权利要求6所述的光源设备，其特征在于，所述激光光源包括：

第一激光件，用于出射第一激光；

第二激光件，用于出射第二激光；

第三激光件，用于出射第三激光；

散光件，所述第一激光、所述第二激光以及所述第三激光入射至所述散光件内混合形成混合激光并入射至所述合光件。

10.根据权利要求9所述的光源设备，其特征在于，

所述第一激光是红激光，所述第二激光是绿激光，所述第三激光是蓝激光。

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