CN218567815U - 一种光源装置及投影系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种光源装置及投影系统，主要涉及投影技术领域，能够解决光源装置无法同时满足两个会聚光斑的位置要求的问题。其中，光源装置包括：光源、分光镜和波长转换装置，光源包括第一光源和第二光源。分光镜用于将第一光源发出的第一光束发射至波长转换装置，以及将第二光源发出的第二光束发射出光源装置。波长转换装置用于将接收到的第一光束转换为第三光束，并将第三光束发射出光源装置。光源装置还包括调光组件，调光组件设置在分光镜和光源之间，调光组件用于调节第一光束和/或第二光束的光束角度。

Description

一种光源装置及投影系统

技术领域

本实用新型涉及投影技术领域，尤其涉及一种光源装置及投影系统。

背景技术

现有的激光投影技术中光源装置一般包括光源、分光镜和波长转换装置，光源提供的激发光经过分光镜分光处理后，由波长装换装置转换为受激发光后入射至光机孔径中。

现有的光源装置中由于分光镜的设置位置以及组装会存在偏差，进而导致受激发光会聚在孔径中的光斑位置发生偏移，此时，可以通过调整分光镜的位置使得射出光束的光斑位置正常。然而，大多数的光源装置中通常设置有两个光源，如此，当两个光源都发生偏差时，只通过对单一一个分光镜调整的难度较大，且无法同时满足两个会聚光斑的位置要求，进而会影响到最终的投影效果。

实用新型内容

为解决上述问题，本申请提供一种光源装置及投影系统，能够解决射出光束的光斑位置发生偏移的问题。

第一方面，本申请提供一种光源装置，包括：光源、分光镜和波长转换装置，光源包括第一光源和第二光源。分光镜用于将第一光源发出的第一光束发射至波长转换装置，以及将第二光源发出的第二光束发射出光源装置。波长转换装置用于将接收到的第一光束转换为第三光束，并将第三光束发射出光源装置。光源装置还包括调光组件，调光组件设置在分光镜和光源之间，调光组件用于调节第一光束和/或第二光束的光束角度。

基于本申请提供的光源装置，通过调光组件可以对两个光源进行调节，同时了满足对两个会聚光斑的位置要求。调光组件中调光装置的体积较小，降低了生产成本，且不需要通过增加反射镜改变射出光束的光束途径即可实现对第一光束和/或第二光束的光束角度的调节，在调节时，只需要通过转动调光装置就可以使得第一光束和/或第二光束可以朝不同方向进行偏转，操作方便，保证了应用该光源装置的投影系统的投影效果。

在一种可能的设计方式中，调光组件包括第一调光装置，第一调光装置设置在第一光源和分光镜之间，第一调光装置用于调节第一光源射出的第一光束的光束角度。

在一种可能的设计方式中，调光组件包括第一调光装置和第二调光装置。第一调光装置设置在第一光源和分光镜之间，第一调光装置用于调节第一光源射出的第一光束的光束角度。第二调光装置设置在第二光源和分光镜之间，第二调光装置用于调节第二光源射出的第二光束的光束角度。

在一种可能的设计方式中，调光组件包括第二调光装置，第二调光装置设置在第二光源和分光镜之间，第二调光装置用于调节第二光源射出的第二光束的光束角度。

基于上述可选方式，通过第二调光装置就可以对第二光束的光束角度进行调节，使得最终射出光源装置的第二光束的光斑位置正常。

在一种可能的设计方式中，调光组件中的调光装置包括至少一个楔形镜片，当调光装置包括多个楔形镜片时，多个楔形镜片堆叠设置。

在一种可能的设计方式中，楔形镜片为圆形。

基于上述可选方式，转动该圆形楔形镜片，即可使得第一光束可以朝不同方向进行偏转，操作方便。多个圆形楔形镜片堆叠设置，可以通过转动多个圆形楔形镜片，提高了第一光束经过圆形楔形镜片后偏转的精确度。

在一种可能的设计方式中，光源装置还包括第一透镜组，第一透镜组包括两个透镜，第一透镜组设置在分光镜和波长转换装置之间，第一透镜组用于将第一光束聚焦并发射至波长转换装置。

在一种可能的设计方式中，透镜组还包括第二透镜组，第二透镜组包括至少一个透镜，第二透镜组设置在第三光束与第二光束合光后的光路上，第二透镜组用于将第三光束和第二光束聚焦并发射出光源装置。

第二方面，本申请提供一种投影系统，包括第一方面任一可选方式所述的光源装置。

在一种可能的设计方式中，投影系统还包括光机，光机上设置有光机孔径，第二光束和第三光束会聚成光斑后入射至光机孔径中。

本申请的构造以及它的其他目的及有益效果将会通过结合附图进行详细说明，以保证对优选实施例的描述更加明显易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中光源装置的结构示意图一；

图2是现有技术中光源装置的结构示意图二；

图3是现有技术中光源装置的结构示意图三；

图4是现有技术中光源装置的结构示意图四；

图5是现有技术中光源装置的结构示意图五；

图6是现有技术中光源装置的结构示意图六；

图7是现有技术中光源装置的结构示意图七；

图8是本申请实施例一提供的光源装置的结构示意图一；

图9是本申请实施例一提供的光源装置的结构示意图二；

图10是本申请实施例一提供的光源装置的结构示意图三；

图11是本申请实施例一提供的光源装置的结构示意图四；

图12是本申请实施例一提供的光源装置的结构示意图五；

图13是本申请实施例一提供的调光装置的正视图；

图14是本申请实施例一提供的调光装置的侧视图；

图15是本申请实施例一提供的光源装置的结构示意图六；

图16是本申请实施例一提供的光源装置的结构示意图七；

图17是本申请实施例二提供的投影系统的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1-光源；

101-第一光源；

102-第二光源；

2-分光镜；

3-波长转换装置；

4-调光组件；

401-第一调光装置；

402-第二调光装置；

5-第一透镜组；

6-第二透镜组；

7-光机；

701-光机孔径；

8-反射镜。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本申请一部分实施例，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作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。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“上”、“底”、“前”、“后”等指示的方位或者位置关系(若有的话)，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

现有的激光投影技术中光源装置一般包括第一光源101、分光镜2、波长转换装置3、第一透镜组5和第二透镜组6。第一光源101射出激发光，激发光经分光镜2发射至第一透镜组5，第一透镜组5将激发光聚焦并发射至波长转换装置3，由于波长转换装置3上通常设置有荧光粉，因此，波长转换装置3可以将激发光转换为受激发光并射出光源装置至光机7中。这里值得说明的是，由于三基色(红蓝绿)激光技术并不成熟，因此，现有的光源装置一般采用一个单色激光和其他转换装置(如荧光粉受激发光装置)以实现单色光源的投影。例如，假设激发光为蓝色激光，波长转换装置3上设置有绿色和红色荧光粉，当波长转换装置3接收到蓝色激光后，可以将蓝色激光转换为绿色受激发光和红色受激发光，再将蓝色激光、红色受激光和绿色受激发光通过第二透镜组6聚焦并发射至光机7中，此时射出光束的光斑位置如图1所示，如此，实现了单色激光到投影用白光的转换。这里，值得说明的是，本申请将最终射出光源装置的蓝色激光、红色受激光和绿色受激发光统称为射出光束。

而现有的光源装置中可能会存在射出光束的光斑位置发生偏移的问题，产生这种问题的原因一般有两种：一种情况是由于分光镜的设置位置以及组装可能会存在如图2所示的偏差，进而导致射出光束会聚在光源装置上的光斑位置如图2所示，与图1相比，光斑的位置产生了偏差，部分射出光束无法射出光源装置，对显示均匀度产生影响，进而影响到最终的投影效果。

另一种情况是由于第一光源101本身就存在一个发光的角度公差，导致第一光源101发出的激发光无法保证始终一致，如图3所示，第一光源101发出的激发光也存在位置偏差，也会导致最终射出光束会聚在光源装置上的光斑位置发生偏移，影响到最终的投影效果。

在存在上述一种光源(即第一光源101)的情况下，可以通过调整分光镜2的位置使得射出光束的光斑位置正常。然而，大多数的光源装置中通常设置有两个光源，如图4所示，光源1装置包括第一光源101、第二光源102、分光镜2、波长转换装置3、第一透镜组5和第二透镜组6，第二光源102发出的第二光束经过分光镜2与波长转换装置3射出的受激发光通过第二透镜组6聚焦并发射至光机7中，此时，射出光束的光斑位置如图4所示，如此，实现了双色光源的投影。

然而设置有双色光源的光源装置中第二光源102也会存在上述问题：分光镜2的设置位置以及组装存在偏差或是第二光源102本身存在的发光的角度公差，从而导致第二光源2发出的第二光束汇聚在光机7上的光斑位置会产生如图5或图6所示的偏差。此时，只通过对单一一个分光镜2调整的难度较大，且无法同时满足两个会聚光斑的位置要求。

对此，在存在上述两种光源(即第一光源101和第二光源102)的情况下，为了解决上述射出光束的光斑位置发生偏移的问题，现有技术通常在光源装置内加设一个反射镜8，一般将反射镜8设置在激发光到分光镜2之前的光路中，例如，如图7所示，反射镜8设置在第一光源101与分光镜2之间，第一光源101射出的激发光经反射镜8反射至分光镜2，通过调节反射镜8的位置和反射角度对受激发光会聚在光源装置上的光斑位置进行调节。同理可知，如果要对第二光源102发出的第二光束进行调节，可以在第二光源102和分光镜2之间增设一个反射镜8。这种调节方式虽然可以将射出光束会聚在光源装置上的光斑位置进行调整，但是增加反射镜8会改变射出光束的初始光束途径，如此，需要扩大光源装置的体积，增加了生产成本。同时，面对不同的偏差需要对反射镜8的设置位置和反射角度进行设计和调整，如此，调整起来费时费力。

为此，本申请提供一种光源装置及投影系统，能够解决光源装置无法同时满足两个会聚光斑的位置要求的问题。

下面结合附图对本申请提供的光源装置及投影系统进行示例性的介绍。

实施例一

如图8所示为本申请实施例一提供的光源装置，包括光源1、分光镜2、波长转换装置3。其中，光源1包括第一光源101和第二光源102，第一光源101用于射出第一光束(如图8所示1a)，第二光源102用于射出第二光束(如图8所示2a)。分光镜2将第一光源101发出的第一光束1a发射至波长转换装置3，以及将第二光源102发出的第二光束2a发射出光源装置，波长转换装置3将接收到的第一光束1a转换为第三光束(如图8所示3a)，并将第三光束发射出光源装置。

在一个示例中，波长转换装置3可以是荧光轮(phosphor wheel)，荧光轮上可以设置有对应的转换材料(即荧光材料，例如红、绿两种荧光粉等)。

可选的，第一光源101可以是激光二极管(Laser Diode，LD)和发光二极管(LightEmitting Diode，LED)中的任一种，射出的第一光束1a为455nm(纳米)以下的光。例如，第一光束1a可以是蓝色激光。第一光源101发出的蓝色激光经调光组件4调节后，通过分光镜2发射至波长转换装置3上，该示例下，波长转换装置3上可以设置有红、绿两种荧光粉，发射到波长转换装置3上的蓝色激光可以经波长转换装置3转换为第三光束(蓝色激发光+红色受激发光+绿色受激发光)并射出光源装置，值得说明的是，这里第三光束的输出方向是与蓝色激光相反的方向。

再例如，第一光束1a也可以是紫光或紫外光等，对此，本申请不作具体的限制。

可选的，第二光源102可以是LD、LED和有机发光二极管(Organic Light-EmittingDiode，OLED)中的任一种。

在一个示例中，由于从受激发光中过滤出满足要求的红光的效率比较低，使得最终射出光源装置的颜色不佳，因此，第二光源102射出的第二光束2a可以是红光，红光作为第三光束3a的补充光与第三光束3a一同射出光源装置，提升红光的颜色，进而保证了光源装置最终显示出的颜色。

在一个示例中，第二光源102射出的第二光束2a可以是绿光，绿光作为第三光束3a的补充光与第三光束3a一同射出光源装置，提升绿色受激光的颜色，进而保证了光源装置最终显示出的颜色。

当第一光源101和/或第二光源102发生偏移，可以通过调节分光镜2的位置对第一光束1a或第二光束2a的偏差进行调整，为了同时满足光源装置对两个会聚光斑的位置要求，本申请提供的光源装置还包括如图7所示的调光组件4，调光组件4设置在分光镜2和光源1(即第一光源101和/或第二光源102)之间，调光组件4可以调节第一光束和/或第二光束的光束角度。

在一个示例中，如图9所示，调光组件4可以包括第一调光装置401，第一调光装置401设置在第一光源101和分光镜2之间，第一调光装置401可以调节第一光源101射出的第一光束1a的光束角度。可以理解的是，此时若第二光源102射出的第二光束2a也发生偏差，则可以通过调节分光镜2的位置对第二光束2a的光束角度进行调节。第一调光装置401的体积较小，降低了生产成本，且不需要改变射出光束的光束途径即可实现对第一光束1a的光束角度的调节，如此，本申请提供的光源装置可以使第一光源101和/或第二光源102射出光束的光斑位置正常，且不需要调整第一调光装置401的位置，只需要通过转动第一调光装置401就可以使得第一光束1a可以朝不同方向进行偏转，操作方便。

值得说明的是，当第一光源101、第二光源102、第一调光装置401、分光镜2和波长转换装置3的设置位置如图11所示时，第一调光装置401依旧设置在第一光源101和分光镜2之间，可以通过第一调光装置401对第一光束1a的光束角度进行调节。

在另一个示例中，如图11所示，调光组件4可以包括第二调光装置402，第二调光装置402设置在第二光源102和分光镜2之间，第二调光装置402用于调节第二光源102射出的第二光束的光束角度。可以理解的是，此时若第一调光装置401射出的第一光束1a也发生偏差，则可以通过调节分光镜2的位置对第一光束1a的光束角度进行调节。第二调光装置402的体积较小，降低了生产成本，且不需要通过增加反射镜改变射出光束的光束途径即可实现对第二光束2a的光束角度的调节，如此，本申请提供的光源装置可以使第一光源101和/或第二光源102射出光束的光斑位置正常，且不需要调整第二调光装置402的位置，只需要通过转动第二调光装置402就可以使得第二光束2a可以朝不同方向进行偏转，操作方便。

为了进一步提高对光束角度的调整精确度，在一个示例中，调光组件4可以包括如图12所示的第一调光装置401和第二调光装置402，第一调光装置401和第二调光装置402的设置位置如上述所示，对此，本申请不再赘述。如此，本申请提供的光源装置可以对两个光源进行调节，同时满足了对两个会聚光斑的位置要求，且操作方便。

可选的，调光组件4中的调光装置(第一调光装置401和/或第二调光装置402)包括至少一个楔形镜片，当调光装置包括多个楔形镜片时，多个楔形镜片堆叠设置。

在一个示例中，楔形镜片可以是如图13所示的圆形，示例性的，第一光束1a穿过该圆形楔形镜片的光路如图14所示，当第一光源101发出的第一光束1a产生偏差时，可以转动该圆形楔形镜片，使得第一光束1a经过圆形楔形镜片后可以朝不同方向进行偏转。当调光装置包括多个圆形楔形镜片时，多个圆形楔形镜片堆叠设置，例如，假设第一调光装置401包括两个圆形楔形镜片，每个圆形楔形镜片斜面的角度为2°(度)，将两个圆形楔形镜片堆叠设置可以得出一个4°的调光装置，当第一光源101发出的第一光束1a产生偏差时，可以通过转动两个圆形楔形镜片进行调节，提高了第一光束1a经过圆形楔形镜片后偏转的精确度。

在一个示例中，光源装置还包括如图15所示的第一透镜组5，第一透镜组5设置在分光镜2和波长转换装置3之间，第一透镜组5用于将第一光束聚焦并发射至波长转换装置3。值得说明的是，第一透镜组5一般包括两个透镜。

可选的，第一透镜组5可以是由玻璃构成的。

在一个示例中，光源装置还可以包括如图16所示的第二透镜组6，第二透镜组6设置在第三光束3a与第二光束2a合光后的光路上，第二透镜组6用于将第三光束3a和第二光束2a聚焦并发射出光源装置至光机孔径701中。值得说明的是，第二透镜组6是将第三光束3a和第二光束2a聚焦在一起后射出光源装置，如此，最终射出光源装置的光束颜色较佳。

可选的，第二透镜组6可以包括至少一个透镜。

本申请实施例提供的光源装置通过调光组件4可以对两个光源进行调节，同时了满足对两个会聚光斑的位置要求，调光组件4中调光装置的体积较小，降低了生产成本，且不需要通过增加反射镜改变射出光束的光束途径即可实现对第一光束1a和/或第二光束2a的光束角度的调节，在调节时，只需要通过转动调光装置就可以使得第一光束1a和/或第二光束2a可以朝不同方向进行偏转，操作方便，保证了应用该光源装置的投影系统的投影效果。

实施例二

本申请实施例二提供一种投影系统，包括实施例一任一可选方式所述的光源装置，该投影系统用于将光源装置中的射出光束射出至投影幕布等投影装置上。

在一个示例中，投影系统还可以包括如图17所示的光机7，光机7上设置有光机孔径701，第二光束2a和第三光束3a会聚成光斑后入射至光机孔径701中。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例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例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部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例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种光源装置，其特征在于，所述光源装置包括：光源(1)、分光镜(2)和波长转换装置(3)，所述光源(1)包括第一光源(101)和第二光源(102)；

所述分光镜(2)用于将所述第一光源(101)发出的第一光束发射至所述波长转换装置(3)，以及将所述第二光源(102)发出的第二光束发射出所述光源装置；所述波长转换装置(3)用于将接收到的所述第一光束转换为第三光束，并将所述第三光束发射出所述光源装置；

所述光源装置还包括调光组件(4)，所述调光组件(4)设置在所述分光镜(2)和所述光源(1)之间，所述调光组件(4)用于调节所述第一光束和/或所述第二光束的光束角度。

2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述调光组件(4)包括第一调光装置(401)，所述第一调光装置(401)设置在所述第一光源(101)和所述分光镜(2)之间，所述第一调光装置(401)用于调节所述第一光源(101)射出的第一光束的光束角度。

3.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述调光组件(4)包括第一调光装置(401)和第二调光装置(402)；

所述第一调光装置(401)设置在所述第一光源(101)和所述分光镜(2)之间，所述第一调光装置(401)用于调节所述第一光源(101)射出的第一光束的光束角度；所述第二调光装置(402)设置在所述第二光源(102)和所述分光镜(2)之间，所述第二调光装置(402)用于调节所述第二光源(102)射出的第二光束的光束角度。

4.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述调光组件(4)包括第二调光装置(402)，所述第二调光装置(402)设置在所述第二光源(102)和所述分光镜(2)之间，所述第二调光装置(402)用于调节所述第二光源(102)射出的第二光束的光束角度。

5.根据权利要求2-4任一项所述的光源装置，其特征在于，所述调光组件中的调光装置包括至少一个楔形镜片，当所述调光装置包括多个所述楔形镜片时，多个所述楔形镜片堆叠设置。

6.根据权利要求5所述的光源装置，其特征在于，所述楔形镜片为圆形。

7.根据权利要求5所述的光源装置，其特征在于，所述光源装置还包括第一透镜组(5)，所述第一透镜组(5)包括两个透镜；

所述第一透镜组(5)设置在所述分光镜(2)和所述波长转换装置(3)之间，所述第一透镜组(5)用于将所述第一光束聚焦并发射至所述波长转换装置(3)。

8.根据权利要求7所述的光源装置，其特征在于，所述透镜组(5)还包括第二透镜组(6)，所述第二透镜组(6)包括至少一个透镜；

所述第二透镜组(6)设置在所述第三光束与所述第二光束合光后的光路上，所述第二透镜组(6)用于将所述第三光束和所述第二光束聚焦并发射出所述光源装置。

9.一种投影系统，其特征在于，所述投影系统包括如权利要求1-8任一项所述的光源装置。

10.根据权利要求9所述的投影系统，其特征在于，所述投影系统还包括光机(7)，所述光机(7)上设置有光机孔径(701)，所述第二光束和所述第三光束会聚成光斑后入射至所述光机孔径(701)中。

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