CN219105334U - 一种光源装置以及照明系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种光源装置，包括：壳体，第一激光器，第一透镜组以及光纤，壳体设置有安装腔；第一激光器包括多个激光二极管和光传导件，激光二极管具有正交的快轴方向和慢轴方向，多个激光二极管的快轴方向同向，且激光二极管沿快轴方向并排设置，光传导件包括多个光传导单元，多个光传导单元设置于安装腔内，并用于一一对应的引导一个激光二极管出射的光线，且相邻的两个光传导单元在快轴方向具有错位；第一透镜组用于接收从光传导单元引导的光线，并汇聚后耦入光纤。本申请提出的光源装置，光传导件的安装精度较高，同时生产过程也较为快捷。本申请还提出了一种光机系统。

Description

一种光源装置以及照明系统

技术领域

本申请涉及投影技术领域，具体涉及一种光源装置及照明系统。

背景技术

在现代投影光机或照明系统中，常使用光纤作为激光传输介质，将光源光机拆分，从而缩小工作端体积。在光源位置常使用MCP多光芯片封装激光器作为发光源，MCP激光器光芯片常以慢轴方向排列，使该方向扩展量远大于快轴；受限于成本与制作工艺，光纤扩展量较小，需要将激光器快慢轴转化后耦入光纤；转化涉及镜片尺寸小，精度要求较高，目前的激光器封装工艺，受限于工艺和结构，其对内部各镜片安装精度较差。

实用新型内容

本申请提出了一种光源装置以及照明系统，以改善上述技术问题。

第一方面，本申请提出了一种光源装置，包括：壳体，壳体设置有安装腔；第一激光器，第一激光器包括多个激光二极管，多个第一激光二极管沿慢轴方向并排设置；设置在激光器出射光路上的与激光二极管一一对应的多个光传导件，每一光传导单元用于引导与其对应的激光二极管出射的光线，以使多个激光二极管发出的沿第一激光器慢轴方向排列的光线转换为沿第一激光器的快轴方向排列；第一透镜组以及光纤，第一透镜组用于接收从光传导单元引导的光线，并汇聚后耦入光纤。

在一些实施方式中，光传导件包括与激光二极管一一对应的慢轴光引导膜片，沿第一激光器的快轴方向依次层叠设置，且沿第一激光器的慢轴方向依次错位分布，用于将多个激光二极管发出的呈沿第一激光器慢轴方向依次排列的光线转换为呈沿第一激光器的快轴方向排列并沿慢轴方向依次错位分布的光线。

在一些实施方式中，壳体包括第一板体、第二板体以及第三板体，第一板体和第二板体相对，第三板体连接于第一板体和第二板体之间并形成安装腔，第二板体设置有窗口，第一膜片与第二膜片安装于第一板体和第二板体，光源装置还可以包括第一反射镜，第一反射镜安装于第三板体并朝向窗口。

在一些实施方式中，第一激光器还包括散热板，散热板连接于第一板体以及第二板体，多个激光二极管设置于散热板的朝向安装腔的一侧表面。

在一些实施方式中，第一板体以及第二板体设置有固定柱，散热板设置设置有固定孔，固定柱穿设于固定孔内。

在一些实施方式中，第一透镜组包括第一正压缩透镜、第一负压缩透镜与汇聚透镜，第一正压缩透镜对应于窗口设置，第一正压缩透镜、第一负压缩透镜以及汇聚透镜同轴，第一负压缩透镜位于第一正压缩透镜以及汇聚透镜之间，汇聚透镜用于将光线耦入光纤。

在一些实施方式中，第一激光器用于出射多束第一激光，光源装置还包括第二激光器，第二激光器包括多个激光二极管，并用于出射第二激光，光源装置还包括第二透镜组，第二透镜组包括第二副压缩透镜与第二正压缩透镜，第二副压缩透镜位于第二正压缩透镜与第二激光器之间，第二激光依次穿过第二副压缩透镜与第二正压缩透镜，并与多道第一激光中的一道重合。

在一些实施方式中，光源装置还包括第二反射镜，第二反射镜朝向第二膜片设置，第二激光透过第二正压缩透镜后，由第二反射镜反射并与并与第一激光合光。

在一些实施方式中，光源装置还包括透镜支架，透镜支架连接第一板体与第二板体，并与第三板体相对，第二副压缩透镜与第二正压缩透镜间隔设置于透镜支架。

第二方面，本申请还提出了一种照明系统，包括：上述的光源装置。

本申请提出的照明系统，通过错位设置的多个光传导件，由于多个光传导单元设置于安装腔内，并用于一一对应的引导一个激光二极管出射的光线，所以激光二极管可以设置有多个，光线可以被引导至第一透镜组中并耦入光纤。由于多个光传导件固定设置于壳体内，在安装的过程中可以使用专用治具，同时不易发生晃动，光传导件的安装精度较高，同时生产过程也较为快捷。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式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申请的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提出的照明系统中的一种光源装置的结构示意图；

图2为本申请实施例一提出的照明系统中的一种光源装置的结构爆炸示意图；

图3为本申请实施例一提出的照明系统中的一种光源装置的部分结构及光路示意图；

图4为本申请实施例二提出的照明系统中的一种光源装置的结构爆炸示意图；

图5为本申请实施例二提出的照明系统中的一种光源装置的部分结构及光路示意图。

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方案，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域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方式，都属于本申请保护的范围。

在本申请中，除非另有明确的规定或限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通，也可以是仅为表面接触，或者通过中间媒介的表面接触连接。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申请中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为特指或特殊结构。术语“一些实施方式”、“其他实施方式”等的描述意指结合该实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本申请中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施方式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申请中描述的不同实施方式或示例以及不同实施方式或示例的特征进行结合和组合。

第一实施例

本申请提出了一种照明系统1000，包括光源装置1。

照明系统1000可以是车载投影系统，家庭式投影系统，在此不做限定。示例性的，照明系统1000还可以包括有幕布，光源装置1用于生成投影光线，并通过光纤传输等方式耦出并投射或显示于幕布上。关于照明系统1000的具体设置方式在此不做限定。

请参阅图1，光源装置1包括壳体10、第一激光器20、第一透镜组30以及光纤40。

壳体10设置有安装腔11，安装腔11可以用于容纳光源装置1中除光纤40以外的其他零部件。壳体10可以是金属制成的，也可以是塑料制成的壳体10，在此不做限定。壳体10内的安装腔11可以形成封闭的空间，如此可以避免外界空气中的灰尘等杂质对安装腔11内部造成污染。在一些实施方式中，还可以通过向安装腔11内充入如氮气等惰性气体来保护内部元件。

作为一种实施方式，请参阅图2，壳体10可以包括有第一板体12、第二板体13以及第三板体14。具体的，第一板体12和第二板体13相对，第三板体14连接于第一板体12和第二板体13之间并形成安装腔11。第一板体12、第二板体13以及第三板体14可以是一体成型的，也可以是独立的零件，并通过粘接或其他方式固定为一体的，在此不做限定。

第一激光器20作为产生光线的元件，在工作时会产生热量，热量若是堆积于安装腔11内可能导致零部件的损坏。所以在一些实施方式中，第一激光器20可以包括有散热板21，散热板21可以是导热效果较为良好的金属材质制成的，如铜或铝板。具体的，散热板21可以连接于第一板体12以及第二板体13，并封闭安装腔11。在一些实施方式中，在散热板21与安装腔11相背离的一侧，还可以设置有如散热鳍片或是如水冷板等可以加强散热板21散热效果的结构，散热板21的具体结构在此不做限定。

散热板21与第一板体12以及第二板体13需要精确的配合关系，以避免散热板21出现便宜导致第一激光器20出光发生偏移。所以在一些实施方式中，第一板体12以及第二板体13在靠近散热板21的一侧，设置有固定柱15。相对应的，在散热板21上还设置有固定孔211，固定柱15可以与固定孔211的数量可以设置大于2个，如此，在装配的过程中，固定柱15穿设于固定孔211中，可以避免散热板21的安装过程发生偏移。

第一激光器20是用于出射激光的元件，在本实施例中以红色的激光器为例。在本实施例中，请一并参阅图3，第一激光器20包括多个激光二极管21和光传导件22。

激光二极管21具有正交的快轴方向(如图3中Y方向所示)和慢轴方向(如图3中X方向所示)，激光二极管21沿快轴方向并排设置。激光二极管21可以选字单异质结(SH)、双异质结(DH)和量子阱(QW)激光二极管21之中的一种。在本实施例中，激光二极管21为一种量子阱激光二极管21，在其他实施例中还可以根据不同的需求选用其他类型的二极管，在此对二极管的类型不做限定。在一些实施方式中，多个激光二极管21设置于散热板21的朝向所述安装腔11的一侧表面，以实现通过散热板21对第一激光器20进行散热的功能。

由于激光二极管21的特性，沿快轴方向并排设置的激光二极管21，出射光线的形成的光斑，光斑的长度方向沿慢轴方向排列。因此，需要光传导件22对多个激光二极管21的所发出的光线进行引导，设置在第一激光器20出射光路上的与激光二极管21一一对应的多个光传导件22，每一光传导件22用于引导与其对应的激光二极管21出射的光线，以使多个激光二极管21发出的沿第一激光器20慢轴方向排列的光线转换为沿第一激光器20的快轴方向排列，提高出射的光线与光纤40或其它设备之间的耦合效率。

在本实施例中，光传导件22可以包括多个慢轴光引导膜片221，多个慢轴光引导膜片221可以间隔设置。多个慢轴光引导膜片221之间的间隔可以根据第一激光器20生产过程中的生产条件，在一定的范围内增加或减少，具体范围在此不做限定。慢轴光引导膜片221与激光二极管21一一对应，并沿第一激光器20的快轴方向依次层叠设置，且沿第一激光器20的慢轴方向依次错位分布，用于将多个激光二极管21发出的呈沿激光二极管21慢轴方向依次排列的光线转换为呈沿激光二极管21的快轴方向排列并沿慢轴方向依次错位分布的光线。示例性的，慢轴光引导膜片221的部分区域设置有反射区223，激光二极管21发出的光线，在出射到反射区223时发生反射，并改变出射的方向。有利于与投影设备或是其他设备耦合。同时由于多个光传导单元设置于安装腔11内，在安装腔11内被固定，较非固定连接可以有较高的精度，便于生产过程的进行。

具体的，慢轴光引导膜片221可以固定设置于第一板体12与第二板体13之间，具体的，在第一板体12与第二板体13朝向安装腔11的一侧，设置有多个安装槽16。多个安装槽16呈阶梯状排列，慢轴光引导膜片221，分别卡接于位于第一板体12与第二板体13的安装槽16中并固定。通过如此设计可以实现对慢轴光引导膜片221安装过程的精准定位。

在一些实施方式中，第二板体13可以设置有窗口131，第一膜片221可以安装于第一板体12和第二板体13，光源装置1还可以包括快轴光引导膜片50，快轴光引导膜片50安装于第三板体14并朝向窗口131。第一反射镜50可以是一个，或是多个单独的个体组成的，并与慢轴光引导膜片221对应设置。在另外一些实施方式中，膜片还可以采用另外一些安装方式，在此不做限定。

激光二极管21所发出的光线需要耦入光纤40来进行传递。因此，在本实施例中，第一透镜组30用于接收从光传导单元引导的光线，并汇聚后耦入光纤40。

具体的，作为一种实施方式，第一透镜组30包括第一正压缩透镜31、第一负压缩透镜32与汇聚透镜33，第一正压缩透镜31对应于窗口131设置，第一正压缩透镜31、第一负压缩透镜32以及汇聚透镜33同轴，第一负压缩透镜32位于第一正压缩透镜31以及汇聚透镜33之间，汇聚透镜33用于将光线耦入光纤40。通过第一副压缩透镜与第一正压缩透镜31的折射作用，可以使多束由激光二极管21发出的光线中，两束间隔最远的光线的距离，也在汇聚透镜33的可聚焦直径以内。如此，光线在从快轴光引导膜片50反射后，依次从第一正压缩透镜31、第一负压缩透镜32以及汇聚透镜33中穿过。光纤40可以与汇聚透镜33耦接，如此，光线便能够进入至光纤40中并进行传递。

本实施例提出的照明系统1000具有以下使用原理：

本实施例提出的照明系统1000，通过错位设置的多个光传导件22，由于多个光传导单元设置于安装腔11内，并用于一一对应的引导一个激光二极管21出射的光线，所以激光二极管21可以设置有多个，光线可以被引导至第一透镜组30中并耦入光纤40。由于多个光传导件22固定设置于壳体10内，在安装的过程中可以使用专用治具，同时不易发生晃动，光传导件22的安装精度较高，同时生产过程也较为快捷。

实施例二

请一并参阅图4及图5，本实施例与第一实施例不同之处在于，本申请光源装置1还包括第二激光器60。其中第一激光器20用于出射多道第一激光L1，第二激光器60用于出射多道第二激光L2。

示例性的，第一激光L1可以是红色激光，第二激光L2可以是蓝色与绿色混合的激光。第一激光器20的结构可以与实施例一中的激光器的结构大致相同，具体结构在此不再赘述。第二激光器60可以包括多个用于出射蓝光的激光二极管21'以及多个用于出射绿光的激光二极管21'。出射蓝光的激光二极管21'与绿光的激光二极管21'可以交错排布，或是沿其他方式排布，在此不做限定。如此第二激光器60可以用于出射蓝绿光。

由于光线波长等因素，红光的在传导时的拓展量，也即是在快轴方向上形成的光斑的长度，远远大于蓝光和绿光，而通常R，G，B激光器会组成三色MCP激光器，所以为了将第二激光L2合入至第一激光L1中，在一些实施方式中，光源装置1还可以包括第二透镜组70。

具体的，第二透镜组70包括第二副压缩透镜71与第二正压缩透镜72，第二副压缩透镜71位于第二正压缩透镜72与第二激光器60之间，第二激光L2依次穿过第二副压缩透镜71与第二正压缩透镜72，使其被压缩，之后并与多道第一激光L1中的一道重合。为了安装方面，在一些实施方式中，光源装置1还包括第二反射镜80，第二反射镜80朝向第二膜片222设置，第二激光L2透过第二正压缩透镜72后，由第二反射镜80反射并与并与多道第一激光L1中的一道合光。如此可以更为合理的利用空间。

为了保证第二透镜组70在安装过程中的精度，在一些实施方式中还可以通过设置透镜支架90还提高安装精度。具体的，光源装置1还包括透镜支架90，透镜支架90连接第一板体12与第二板体13，并与第三板体14相对，第二副压缩透镜71与第二正压缩透镜72间隔设置于透镜支架90。通过设置透镜支架90，可以对第二副压缩透镜71与第二正压缩透镜72起到定位的作用，提高其安装精度。

本实施例提出的照明系统1000，通过错位设置的多个光传导件22，由于多个光传导单元设置于安装腔11内，并用于一一对应的引导一个激光二极管21出射的光线，所以激光二极管21可以设置有多个，光线可以被引导至第一透镜组30中并耦入光纤40。由于多个光传导件22固定设置于壳体10内，在安装的过程中可以使用专用治具，同时不易发生晃动，光传导件22的安装精度较高，同时生产过程也较为快捷。

以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施方式技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光源装置，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体设置有安装腔；

第一激光器，所述第一激光器包括多个激光二极管，所述多个激光二极管沿慢轴方向并排设置；

设置在所述第一激光器出射光路上的与所述激光二极管一一对应的多个光传导件，每一光传导件用于引导与其对应的所述激光二极管出射的光线，以使所述多个激光二极管发出的沿所述第一激光器慢轴方向排列的光线转换为沿所述第一激光器的快轴方向排列；第一透镜组以及光纤，所述第一透镜组用于接收从光传导单元引导的光线，并汇聚后耦入所述光纤。

2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述光传导件包括与所述激光二极管一一对应的慢轴光引导膜片，沿所述第一激光器的快轴方向依次层叠设置，且沿所述第一激光器的慢轴方向依次错位分布，用于将所述多个激光二极管发出的呈沿所述第一激光器慢轴方向依次排列的光线转换为呈沿所述第一激光器的快轴方向排列并沿慢轴方向依次错位分布的光线。

3.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，所述壳体包括第一板体、第二板体以及第三板体，所述第一板体和所述第二板体相对，所述第三板体连接于所述第一板体和第二板体之间并形成所述安装腔，所述第二板体设置有窗口，所述慢轴光引导膜片安装于所述第一板体和第二板体，所述光源装置还可以包括第一反射镜，所述第一反射镜安装于所述第三板体并朝向所述窗口。

4.根据权利要求3所述的光源装置，其特征在于，所述第一激光器还包括散热板，所述散热板连接于所述第一板体以及所述第二板体，所述多个激光二极管设置于所述散热板的朝向所述安装腔的一侧表面。

5.根据权利要求4所述的光源装置，其特征在于，所述第一板体以及所述第二板体设置有固定柱，所述散热板设置设置有固定孔，所述固定柱穿设于所述固定孔内。

6.根据权利要求3所述的光源装置，其特征在于，所述第一透镜组包括第一正压缩透镜、第一负压缩透镜与汇聚透镜，所述第一正压缩透镜对应于所述窗口设置，所述第一正压缩透镜、所述第一负压缩透镜以及所述汇聚透镜同轴，所述第一负压缩透镜位于所述第一正压缩透镜以及所述汇聚透镜之间，所述汇聚透镜用于将光线耦入所述光纤。

7.根据权利要求3所述的光源装置，其特征在于，所述第一激光器用于出射多束第一激光，所述光源装置还包括第二激光器，所述第二激光器包括多个激光二极管，并用于出射第二激光，所述光源装置还包括第二透镜组，所述第二透镜组包括第二副压缩透镜与第二正压缩透镜，所述第二副压缩透镜位于所述第二正压缩透镜与所述第二激光器之间，所述第二激光依次穿过所述第二副压缩透镜与所述第二正压缩透镜，并与多道所述第一激光中的一道重合。

8.根据权利要求7所述的光源装置，其特征在于，所述光源装置还包括第二反射镜，所述第二反射镜朝向所述慢轴光引导膜片设置，所述第二激光透过所述第二正压缩透镜后，由所述第二反射镜反射并与并与所述第一激光合光。

9.根据权利要求7所述的光源装置，其特征在于，所述光源装置还包括透镜支架，所述透镜支架连接所述第一板体与第二板体，并与所述第三板体相对，所述第二副压缩透镜与第二正压缩透镜间隔设置于所述透镜支架。

10.一种照明系统，其特征在于，包括：

如权利要求1～9任一项所述的光源装置。

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