TWI604259B

TWI604259B - 光源模組

Info

Publication number: TWI604259B
Application number: TW105140421A
Authority: TW
Inventors: 楊義紅; 李屹
Original assignee: 深圳市光峰光電技術有限公司
Priority date: 2015-12-11
Filing date: 2016-12-07
Publication date: 2017-11-01
Also published as: WO2017097248A1; CN106873291A; TW201721276A

Description

光源模組

本發明係關於光學技術領域，尤其涉及一種光源模組，且所述光源模組係主要應用於投影設備當中。

現有的一種投影設備，其光源模組如圖1所示，包括光源陣列11、與光源陣列11對應設置的透鏡陣列12、與透鏡陣列12對應設置並呈現階梯狀排列的反射鏡陣列13以及聚光透鏡14，並且，每一個透鏡與一個光源對應設置，每一個反射鏡與一個透鏡對應設置。其中，透鏡用於將對應光源發出的光線準直爲平行光束；反射鏡用於反射對應透鏡出射的光束，以縮小光束之間的距離；聚光透鏡用於聚焦匯聚準直後的平行光束，並將聚焦後的光線傳輸至後續的螢光輪等裝置上，以激發出不同顔色的光，進行投影畫面的顯示。

雖然反射鏡陣列能夠壓縮各光束之間的距離，但是，爲了將入射光轉向90度，必須保證各個反射鏡與對應的入射光的夾角爲45度，這就會對固定反射鏡的機械結構的尺寸精度要求較高，導致光源模組的加工難度較大。

有鑒於此，本發明提供了一種光源模組和投影設備，以解決現有技術中由於對固定反射鏡的機械結構的尺寸精度要求較高而導致的光源模組的加工難度較大的問題。

爲實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種光源模組，包括光源陣列和與所述光源陣列對應設置的光束轉向器陣列；所述光源陣列包括多個光源；所述光束轉向器陣列包括多個呈階梯狀排列的光束轉向器，所述光束轉向器與所述光源一一對應設置，所述光束轉向器用於將入射光束轉向特定角度後出射，其中，在所述光源出射的光束以任意角度入射至所述光束轉向器時，所述光束轉向器均將所述光束轉向特定的角度。

優選地，所述光源模組還包括位於所述光源陣列和所述光束轉向器陣列之間的透鏡陣列，所述透鏡陣列包括多個準直透鏡，所述準直透鏡與所述光源一一對應設置，所述準直透鏡用於將所述光源發射的光線匯聚準直成平行光束。

優選地，所述光源模組還包括聚光透鏡，所述聚光透鏡位於所述光束轉向器陣列的出射光路上，用於匯聚準直轉向後的平行光束。

優選地，所述光束轉向器爲至少具有第一反射面和第二反射面的稜鏡，所述第一反射面和第二反射面的夾角爲45度；且入射光束被所述第一反射面和第二反射面依次反射後轉向90度出射。

優選地，所述光束轉向器爲五角稜鏡，所述五角稜鏡包括依次鄰接的第一面、第二面、第三面、第四面和第五面，其中，第三面和第五面的夾角爲45度；並且，所述光源出射的光線從所述第一面進入所述五角稜鏡內部後，被所述第三面和第五面依次反射後從所述第二面出射，或者，被所述第三面、第四面和第五面依次反射後從所述第二面出射，其中，從所述第二面出射的光線與從所述第一面入射的光線之間的夾角爲90度。

優選地，所述五角稜鏡的第三面和第五面上具有反光條；或者，所述第三面、第四面和第五面上具有反光條；所述反光條與所述五角稜鏡膠合連接。

優選地，所述光束轉向器包括依次鄰接的第一面、第二面、第三面和第四面，其中，第二面和第四面的夾角爲45度；並且，所述光源出射的光線從所述第一面進入所述光束轉向器內部後，被所述第二面和第四面依次反射後從所述第一面出射，或者，被所述第二面、第三面和第四面依次反射後從所述第一面出射，其中，從所述第一面出射的光線與從所述第一面入射的光線之間的夾角爲90度。

優選地，所述第二面和第四面上具有反光條；或者，所述第二面、第三面和第四面上具有反光條；所述反光條與所述光束轉向器膠合連接。

優選地，所述光源模組係主要應用於投影系統當中。

與現有技術相比，本發明所提供的技術方案具有以下優點：

本發明所提供的光源模組和投影設備，通過光束轉向器將光源出射的光束轉向特定的角度，並且，由於光源出射的光束以任意角度入射至光束轉向器時，光束轉向器均能將光束轉向特定的角度，因此，該光束轉向器對機械結構的尺寸精度要求較低，從而可以減小光源模組的加工難度。

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

本發明的一個實施例提供了一種光源模組，如圖2所示，該光源模組包括光源陣列1和與光源陣列1對應設置的光束轉向器陣列2。

其中，光源陣列1包括多個光源10，光束轉向器陣列2包括多個呈階梯狀排列的光束轉向器20，且光束轉向器20與光源10一一對應設置，也就是說，每一光束轉向器20位於對應的一光源10的光路上。

本實施例中，光源10爲發射藍雷射的雷射器，進一步地，多個光源10排列成方形或圓形等，光源10發射的藍雷射可激發螢光粉發光，以合成投影用的白光。光束轉向器20爲將入射光線轉向特定角度的轉向器，其中，在光源10出射的光線以任意角度入射至對應的光束轉向器20時，對應的光束轉向器20均將該光線轉向特定的角度。

可選地，光束轉向器20爲至少具有第一反射面和第二反射面的稜鏡，所述第一反射面和第二反射面的夾角爲45度，垂直入射至第一反射面的入射光線被所述第一反射面和第二反射面依次反射後轉向90度後出射。

具體地，該光束轉向器20爲五角稜鏡，如圖3所示，圖3爲五角稜鏡的結構示意圖，該五角稜鏡包括依次鄰接的第一面a、第二面b、第三面c、第四面d和第五面e，其中，第三面c和第五面e的夾角爲45度，第二面b和第三面c的夾角爲112.5度，第五面e和第一面a的夾角爲112.5度，第一面a和第二面b的夾角爲90度。

光源10出射的光線從第一面a進入所述五角稜鏡內部後，被第三面c和第五面e依次反射後從第二面b出射，由於第三面c和第五面e的夾角爲45度，因此，從第二面b出射的光線與從第一面a入射的光線之間的夾角爲90度。也就是說，光源10出射的光線從光束轉向器20即五角稜鏡的第一面a進入其內部後轉向了90度並從第二面b出射。

在某些情况下，如圖3中虛線所示，光源10出射的光線從第一面a進入五角稜鏡內部後，會被第三面c、第四面d和第五面e依次反射後從第二面b出射，同樣，光源10出射的光線從五角稜鏡的第一面a進入其內部後轉向了90度並從第二面b出射。

本實施例中，五角稜鏡的第三面c和第五面e上具有反光條或鍍有反射膜，以提高第三面c和第五面e的反射特性，避免光線從第三面c和第五面e透射出去，或者，五角稜鏡第三面c、第四面d和第五面e上都具有反光條或反射膜。可選地，所述反光條以膠合的方式粘結在所述五角稜鏡上。

本實施例中，通過五角稜鏡將光源10出射的光線轉向90度，並且，無論光源10出射的光線以何種角度入射至五角稜鏡的第一面a，光束均能轉向90度出射，因此，不需對光源10出射的光線與第一面a的夾角做嚴格設定，即不需對固定五角稜鏡的機械結構的尺寸精度要求太高，從而可以減小光源模組的加工難度。並且，可通過調整階梯狀排列的各個五角稜鏡之間的高度差，來調節各個出射光束之間的間距，實現縮小光源模組尺寸的目的。

在本發明的另一實施例中，如圖4所示，圖4爲本實施例中的一種光束轉向器的剖面結構示意圖，該光束轉向器爲梯形稜鏡，該梯形稜鏡包括依次鄰接的第一面a1、第二面b1、第三面c1和第四面d1，其中，第二面b1和第四面d1的夾角爲45度。

光源10出射的光線從第一面a1進入圖4所示的光束轉向器內部後，被第二面b1和第四面d1依次反射後從第一面a1出射，或者，被第二面b1、第三面c1和第四面d1依次反射後從第一面a1出射，其中，從第一面a1出射的光線與從第一面a1入射的光線之間的夾角爲90度。

同樣地，梯形稜鏡不需對光源10出射的光線與第一面a1的夾角做嚴格設定，即不需對固定梯形稜鏡的機械結構的尺寸精度要求太高，從而可以減小光源模組的加工難度。

在上述任一實施例的基礎上，如圖5所示，本發明提供的光源模組還包括位於所述光源陣列1和所述光束轉向器陣列2之間的透鏡陣列3，所述透鏡陣列3包括多個準直透鏡30，所述準直透鏡30與所述光源10一一對應設置，即每一準直透鏡30位於對應光源10的光路上，且所述準直透鏡30用於將所述光源10發射的光線匯聚準直成平行光束。

在上述實施例的基礎上，如圖6所示，本發明提供的光源模組還包括聚光透鏡4，所述聚光透鏡4位於所述光束轉向器陣列2的出射光路上，用於匯聚準直轉向後的平行光束，以使所述平行光束激發不同顔色的光，進行投影畫面的顯示。

本實施例提供的光源模組，通過光束轉向器將光源經過透鏡出射的光束轉向特定的角度，並且，由於光源出射的光束以任意角度入射至光束轉向器時，光束轉向器均能將光束轉向特定的角度，因此，該光束轉向器對機械結構的尺寸精度要求較低，從而可以減小光源模組的加工難度。

本發明的另一個實施例提供了一種投影設備，該投影設備包括如上任一實施例提供的光源模組以及螢光色輪等，光源模組出射的光束激發螢光色輪上的螢光粉發光，例如，光源模組出射的光束爲藍雷射，螢光色輪上的螢光粉爲黃色螢光粉，則未被吸收的藍雷射和激發出的黃光合成投影所用的白光。

本實施例提供的投影設備，通過光束轉向器將光源經過透鏡出射的光束轉向特定的角度，並且，由於光源出射的光束以任意角度入射至光束轉向器時，光束轉向器均能將光束轉向特定的角度，因此，該光束轉向器對機械結構的尺寸精度要求較低，從而可以減小光源模組的加工難度。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情况下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。

11‧‧‧光源陣列
12‧‧‧透鏡陣列
13‧‧‧反射鏡陣列
14‧‧‧聚光透鏡
1‧‧‧光源陣列
2‧‧‧光束轉向器陣列
10‧‧‧光源
20‧‧‧光束轉向器
a‧‧‧第一面
b‧‧‧第二面
c‧‧‧第三面
d‧‧‧第四面
e‧‧‧第五面
a1‧‧‧第一面
b1‧‧‧第二面
c1‧‧‧第三面
d1‧‧‧第四面
3‧‧‧透鏡陣列
30‧‧‧準直透鏡
4‧‧‧聚光透鏡

圖1爲現有的一種光源模組的結構示意圖；圖2爲本發明的一個實施例提供的一種光源模組的結構示意圖；圖3爲本發明的一個實施例提供的五角稜鏡的結構示意圖；圖4爲本實施例中的一種光束轉向器的剖面結構示意圖；圖5爲本發明的一個實施例提供的另一種光源模組的結構示意圖；圖6爲本發明的一個實施例提供的又一種光源模組的結構示意圖。

1‧‧‧光源陣列

2‧‧‧光束轉向器陣列

10‧‧‧光源

20‧‧‧光束轉向器

3‧‧‧透鏡陣列

30‧‧‧準直透鏡

4‧‧‧聚光透鏡

Claims

一種光源模組，係包括有：光源陣列，係包括有多個光源；以及光束轉向器陣列，係與所述光源陣列對應設置；其中，所述光束轉向器陣列包括有多個呈階梯狀排列的光束轉向器，且所述光束轉向器與所述光源一一地對應設置，並且，所述光束轉向器用於將入射光線轉向特定角度後出射，其中，所述光源出射的光線以任意角度入射至所述光束轉向器時，所述光束轉向器均將所述光線轉向特定的角度。
如申請專利範圍第1項所述之光源模組，其中，所述光源模組還包括有位於所述光源陣列和所述光束轉向器陣列之間的透鏡陣列，所述透鏡陣列包括多個準直透鏡，所述準直透鏡與所述光源一一對應設置，所述準直透鏡用於將所述光源發射的光線匯聚準直成平行光束。
如申請專利範圍第2項所述之光源模組，其中，所述光源模組還包括聚光透鏡，所述聚光透鏡位於所述光束轉向器陣列的出射光路上，用於匯聚準直轉向後的平行光束。
如申請專利範圍第1項至第3項之中任意一項所述之光源模組，其中，所述光束轉向器爲至少具有第一反射面和第二反射面的稜鏡，所述第一反射面和第二反射面的夾角爲45度；並且，入射光線被所述第一反射面和第二反射面依次反射後轉向90度出射。
如申請專利範圍第4項所述之光源模組，其中，所述光束轉向器爲五角稜鏡，所述五角稜鏡包括依次鄰接的第一面、第二面、第三面、第四面和第五面，其中，第三面和第五面的夾角爲45度；並且，所述光源出射的光線從所述第一面進入所述五角稜鏡內部後，被所述第三面和第五面依次反射後從所述第二面出射，或者，被所述第三面、第四面和第五面依次反射後從所述第二面出射，其中，從所述第二面出射的光線與從所述第一面入射的光線之間的夾角爲90度。
如申請專利範圍第5項所述之光源模組，其中，所述五角稜鏡的第三面和第五面上具有反光條；或者，所述第三面、第四面和第五面上具有反光條；所述反光條與所述五角稜鏡膠合連接。
如申請專利範圍第4項所述之光源模組，其中，所述光束轉向器包括依次鄰接的第一面、第二面、第三面和第四面，其中，第二面和第四面的夾角爲45度；並且，所述光源出射的光線從所述第一面進入所述光束轉向器內部後，被所述第二面和第四面依次反射後從所述第一面出射，或者，被所述第二面、第三面和第四面依次反射後從所述第一面出射，其中，從所述第一面出射的光線與從所述第一面入射的光線之間的夾角爲90度。
如申請專利範圍第7項所述之光源模組，其中，所述第二面和第四面上具有反光條；或者，所述第二面、第三面和第四面上具有反光條；所述反光條與所述光束轉向器膠合連接。
如申請專利範圍第1項至第8項之中任意一項所述之光源模組，其中，所述光源模組係設置於投影系統當中。