一种激光电视的光源模块及激光投影电视的制作方法

文档序号:15586664发布日期:2018-10-02 18:27阅读:485来源:国知局

本发明涉及激光电视技术领域,尤其涉及一种激光电视的光源模块及激光投影电视。



背景技术:

目前,激光电视主要由光学引擎、散热系统、电路控制系统组成;其核心部件为光学引擎部分。光学引擎部分由光源部分和光机部分组成,光源部分的作用是为光机提供照明,光机部分的作用是对光源提供的照明光束进行调制,最后通过镜头出射形成投影画面。

上述光源部分具体包括壳体、激光器组件以及光学镜片组件,激光器组件出射的光束通过光学镜片组件进行整形合光,从而为光机提供照明。其中,激光器组件包括发光芯片,准直透镜,导线等多种器件,但通常为已封装好的组件,作为组件进行使用时,相比于光学镜片也作为精密部件,光学镜片对环境的洁净度要求会更高,因为如果镜片表面积灰,一方面会影响镜片对光的处理效果,导致出射的光亮度衰减,最终影响激光电视通过镜头投出图像的效果,另一方面,灰尘会吸收高能的激光光束形成热,极易使镜片发生损坏。

因此,现有技术中通常对上述光源模块整体采用密封等级较高的整体密封方式,例如气密等级密封,以防止镜片表面积灰,从而避免了上述问题,但因光源模块整体采用气密等级密封,而气密等级密封无论从材料,结构模具精确度,以及测试方面,都使得密封成本过高。



技术实现要素:

本发明的实施例提供一种激光电视的光源模块及激光投影电视,可解决现有光源模块因整体采用气密等级密封而导致密封成本过高的问题。

为达到上述目的,本发明的实施例采用如下技术方案:

本发明实施例提供了一种激光电视的光源模块,包括内部设有空腔的壳体,所述空腔内设有分隔结构,所述分隔结构将所述空腔分为互不连通的第一腔室和第二腔室,所述光源模块还包括激光器组件和光学镜片组件,所述光学镜片组件包括第一透光光学镜片和设置于所述第一透光光学镜片输出光路中的第二光学镜片组件;所述分隔结构包括所述第一透光光学镜片和用于支撑所述第一透光光学镜片的支撑部,所述第一腔室安装有所述激光器组件,所述第二腔室安装有所述第二光学镜片组件。

本发明实施例还提供了一种激光投影电视,包括激光光源,光机,镜头,所述激光光源为所述光机提供照明,所述光机对光源光束进行调制,并输出至所述镜头进行成像,投射至投影介质形成投影画面,所述激光光源为上述光源模块。

本发明实施例提供的激光电视的光源模块及激光投影电视,由于光源模块包括内部设有空腔的壳体,所述空腔内设有分隔结构,所述分隔结构将所述空腔分为互不连通的第一腔室和第二腔室,所述光源模块还包括激光器组件和光学镜片组件,所述光学镜片组件包括第一透光光学镜片和设置于所述第一透光光学镜片输出光路中的第二光学镜片组件;所述分隔结构包括所述第一透光光学镜片和用于支撑所述第一透光光学镜片的支撑部,所述第一腔室安装有所述激光器组件,所述第二腔室安装有所述第二光学镜片组件,因此在实际应用中,激光器组件和光学镜片组件安装好后,激光器组件发出的光束可透过所述第一透光光学镜片到达第二腔室中的第二光学镜片组件,进而为光机提供照明。上述技术方案中,通过将壳体分为第一腔室和第二腔室,且互不连通,从而第一腔室和第二腔室可各自独立的进行密封,例如,对安装第二光学镜片组件(对环境的洁净度要求较高)的第二腔室采用气密等级密封,而对安装激光器组件的第一腔室采用密封等级较低的防尘等级密封,从而相比现有技术中整体采用气密等级密封的方式降低了密封成本;

在实现第一腔室和第二腔室的分隔时,利用光学镜片组件中的第一透光光学镜片,在实现第一透光光学镜片固定安装的同时,还作为分隔结构起到分隔作用,无需额外设置专门的分隔结构,减少了结构件的使用,同时也使得光源架构紧凑、简化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例激光电视的光源模块的剖视图;

图2为本发明实施例激光电视的光源模块中第二部分和分隔结构的爆炸图;

图3为图1的局部放大图;

图4为本发明实施例激光电视的光源模块中凸透镜与第一限位件的组装示意图;

图5为图2中安装窗口的放大图;

图6为本发明实施例激光电视的光源模块中第一部分的爆炸图;

图7为本发明实施例激光电视的光源模块的整体示意图;

图8为本发明实施例激光电视的光源模块中第一部分和第二部分的爆炸图;

图9为一种光路架构;

图10为本发明实施例激光投影电视的框图示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一段分实施例,而不是全段的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或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发明的限制。

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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

图1和图2为本发明实施例激光电视的光源模块的一个具体实施例,本实施例中的激光电视的光源模块,包括内部设有空腔1的壳体2,空腔1内设有分隔结构3,分隔结构3将空腔1分为互不连通的第一腔室11和第二腔室12,光源模块还包括激光器组件4和光学镜片组件,光学镜片组件包括第一透光光学镜片31和设置于第一透光光学镜片31输出光路中的第二光学镜片组件5;分隔结构3包括第一透光光学镜片31和用于支撑第一透光光学镜片31的支撑部32,第一腔室11安装有激光器组件4,第二腔室12安装有第二光学镜片组件5。

其中,激光器组件4可以为一种颜色的激光器,也可以为两种或三种颜色的激光器。对应地,第一腔室11可以具体为一个大的腔室,也可以根据激光器颜色的不同设置多个小的腔室,多个小的腔室可以连通,以便不同颜色的光束通过合光器件进行合光输出。

在本示例中,图1所示的第一腔室11具有两个子腔室,可以容纳多组激光器组件4,本领域技术人员能够理解,根据光源结构,第一腔室11也可以为一个。

光学镜片组件至少包括凸透镜,其中凸透镜为望远镜系统的组成部分,望远镜系统通常由一片凸透镜和一片凹透镜组成,用于较大面积的激光光束进行缩束,形成较小面积的激光光束。凸透镜通常面型较大,通常设置于靠近激光器出光处,可以接收大面积的激光光束,也便于作为大的窗口进行光束的透过,减小光损。

光学镜片组件还可以包括凹透镜,合光镜,匀光部件,或者消散斑部件等,用于对激光光束进行再次整形合光,满足照明系统需求。

在单色或者双色光源系统中,光学镜片组件还可以包括荧光轮(未示出),荧光轮作为荧光转换部件,通常用于产生三基色中除了激光颜色以外的基色光。

本发明实施例提供的激光电视的光源模块,由于包括内部设有空腔1的壳体2,空腔1内设有分隔结构3,分隔结构3将空腔1分为互不连通的第一腔室11和第二腔室12,光源模块还包括激光器组件4和光学镜片组件,光学镜片组件包括第一透光光学镜片31和设置于第一透光光学镜片31输出光路中的第二光学镜片组件5;分隔结构3包括第一透光光学镜片31和用于支撑第一透光光学镜片31的支撑部32,第一腔室11安装有激光器组件4,第二腔室12安装有第二光学镜片组件5,因此在实际应用中,激光器组件4和光学镜片组件安装好后,激光器组件4发出的光束可透过第一透光光学镜片31到达第二腔室12中的第二光学镜片组件5,进而为光机提供照明。上述技术方案中,通过将壳体2分为第一腔室11和第二腔室12,且互不连通,从而第一腔室11和第二腔室12可各自独立的进行密封,例如,对安装第二光学镜片组件5(对环境的洁净度要求较高)的第二腔室12采用气密等级密封,而对安装激光器组件4的第一腔室11采用密封等级较低的防尘等级密封,从而相比现有技术中整体采用气密等级密封的方式降低了密封成本;

在实现第一腔室11和第二腔室12的分隔时,利用光学镜片组件中的第一透光光学镜片31,在实现第一透光光学镜片31固定安装的同时,还作为分隔结构起到分隔作用,无需额外设置专门的分隔结构,减少了结构件的使用,同时也使得光源架构紧凑、简化。

进一步的,参照图3,本实施例中支撑部32与壳体2一体成型,当然,支撑部32也可与壳体2密封连接,相比密封连接,本实施例使得支撑部32与壳体2的加工更方便。

具体的,支撑部32围合形成安装窗口322,第一透光光学镜片31为凸透镜,凸透镜设置于安装窗口322内,保证安装窗口322与凸透镜密封连接,从而将空腔1分为互不连通的第一腔室11和第二腔室12。

参照图3,安装窗口322设有围绕凸透镜外周的点胶槽321,点胶槽321内配合设置有密封胶(图中未示出),密封胶与凸透镜的外周粘接,这样可使凸透镜与安装窗口322的密封连接更稳定。

具体的,参照图2至图5,安装窗口322设有环形台阶面33,凸透镜一侧表面的边缘位置与环形台阶面33抵接,凸透镜的另一侧设有带中心孔的固定部331和设于固定部331上的多个挡片332,固定部331围绕凸透镜设置且固定于支撑部32上,多个挡片332围绕凸透镜设置,且均与凸透镜的边缘位置抵接,以将凸透镜抵靠于环形台阶面33上。本实施例多个挡片332通过固定部331连为一个整体,相比多个挡片332各自分离,本实施例可提升多个挡片332的结构整体性,同时方便与支撑部32进行组装。

挡片332为弹片结构,多个挡片332结构与固定部331一体成型,均为金属材质。

挡片332压接于凸透镜的边缘位置,当第一限位件固定于支撑部32上时,挡片332与凸透镜边缘位置为弹性接触,在一具体实施中,挡片332发生0.2mm左右的形变量,形变量的大小与挡片332的材质,所需的固定压力的大小相关。

挡片332与凸透镜点接触、线接触、面接触均可,由于面接触时挡片332与凸透镜的接触面需要刚好配合,因此对接触面的精度要求较高,加工难度较大;为了降低加工难度,本实施例优选挡片332与凸透镜点接触或线接触。

安装凸透镜时,首先将凸透镜放置于支撑部32上的安装窗口322内,然后沿点胶槽321注入液体胶,之后放入烤箱进行烘干,最后再通过第一限位件33进行限位,至此,凸透镜安装完毕。

因设计需要,参照图6,在壳体2上设有多个用于安装光学元件的安装口21,每个安装口21处均设有密封结构22,以实现第一腔室11的防尘等级密封、第二腔室12的气密等级密封。

为了保证第二腔室12的气密性,参照图7,本实施例中壳体2上设有将壳体内外连通的过滤器6,为气密级别的过滤阀,在保证第二腔室12内部温度上升时可以进行气体交换,实现气压平衡,保证镜片的可靠性,同时还能够在气体交换时阻挡外界极小颗粒的粉尘进入腔室内部,保证第二腔室12的气密性。

参照图8,分隔结构3将壳体2分为第一部分2a和第二部分2b,分隔结构3与第一部分2a围成第一腔室11,分隔结构3与第二部分2b围成第二腔室12,第一部分2a与第二部分2b可拆卸的密封连接,由此可简化壳体2的结构,从而简化了壳体2的加工工艺,进而降低了光源模块的成本。

在一种实施中,凸透镜靠近设置于激光器组件4的出光面处,即凸透镜和激光器组件4之间不设置其他光学组件,也不设置密封部件,比如密封玻璃,在另一实施中,凸透镜设置于多组激光器组件4的合光输出出光面处,此时合光输出的光束直接入射凸透镜,也不需要设置其他光学组件,从而激光器组件4和凸透镜可以设置的比较靠近,提高凸透镜的收光效率,便于实现光源架构的紧凑小型化。

实施例二

下面将以三色激光光源为例进行说明。激光器组件4包括蓝色激光器,红色激光器,绿色激光器;第一腔室11包括一个或多个子腔室,每个子腔室出射一束激光光束,分隔结构3中的第一透光光学镜片31的数目与所述激光光束的数目相同;当第一透光光学镜片31为多片时,第二腔室12的第二光学镜片组件5至少包括合光镜片。

在本发明的一个具体实施例中,参照图1、图6及图7:

激光器组件4包括红色激光器模组41(包含多个激光器)、绿色激光器模组42、蓝色激光器模组43、第一合光镜44(二向色镜或间隔设置的反射镜组)以及第二合光镜45(x合光镜);第一部分2a包括左半部分和右半部分(这两部分一体成型),左半部分的顶面和侧面分别设有绿色激光器模组42,底面设有蓝色激光器模组43,左半部分的内部设有第二合光镜45,右半部分的侧面和底面分别设有红色激光器模组41,内部设有第一合光镜44,各个激光器模组均通过螺钉固定于第一部分2a的相应位置,左半部分和右半部分上对应各个激光器模组的位置均设有安装口21,以使各个激光器模组发出的光束可射入第一腔室11,各个激光器模组与相应安装口21均通过密封圈(采用氟橡胶或其他密封材料皆可)防尘密封,左半部分和右半部分上还设有用于安装第一合光镜44和第二合光镜45的安装口21,该安装口21也通过密封结构防尘密封;

第二光学镜片组件5包括与凸透镜组成缩束镜组(望远镜镜组)的凹透镜51、反射镜52、第三合光镜53(二向色镜)等,光路架构如图9所示;第二部分2b上设有用于安装反射镜52、第三合光镜53的安装口,该安装口通过密封盖22a实现气密密封,第二部分2b上对应反射镜52的位置设有可调螺钉7,可调螺钉7外侧采用密封圈和压盖22b实现气密密封;

第一部分2a和第二部分2b通过螺钉连接,并通过密封圈密封,从第一合光镜44和第二合光镜45出射的光束可射向相应的凸透镜(两个),如图1所示。

其中,第一腔室11内的蓝色激光器模组43、红色激光器模组41、绿色激光器模组42发出的激光分别通过第一合光镜44,第二合光镜45合光后形成两束光出射,如图1和图9所示,两路光束是平行出射,对应地,第二腔室12设置有两个分隔结构3,即图示的两片凸透镜及对应的支撑部32,凸透镜作为望远镜系统的一片镜片,接收两束激光后进行缩束整形。

为使得两路平行的光束合为一路,第二光学镜片组件5中还包括图9缩束的反射镜52,将其中一路光束转折90度后,与另一路光束通过第三合光镜53,比如二向色镜,进行合光,最终形成一路光束。合光后的激光光束为了进入匀光部件匀光,还可以根据需要进行再次会聚,以保证尽可能多的光被收集入匀光部件,比如光棒中,最终出射为光机提供高质量的照明。

上述实施例提供的三色激光光源示例,第一腔室内包括蓝色、红色、绿色激光器,以及对应的合光镜片,第二腔室内包括凸透镜,凹透镜,反射镜,二向色镜等光学镜片,其中凸透镜即作为光学镜片组件中的一种,又作为两个腔室的分隔结构,通过对凸透镜的密封固定安装,即实现了凸透镜本身结构的安装,更实现了第二腔室和第一腔室的隔离,实现不同等级的密封。

可以理解,上述仅以三色激光光源进行了说明,当激光光源为双色或者单色时,可以对上述结构进行适应性的改进,比如仅设置一个第一腔室和一个第二腔室,凸透镜也仅为一片,也可以实现本发明实施例的效果,能够以简洁紧凑的结构实现光源模块的不同等级的密封效果。

实施例三、

参照图10,本发明实施例还提供了一种激光投影电视,包括激光光源10,光机20,镜头30,激光光源10为光机20提供照明,光机20对光源光束进行调制,并输出至镜头30进行成像,投射至投影介质40形成投影画面,激光光源10为上述任一技术方案所述的光源模块。

本发明实施例提供的激光投影电视,由于光源模块包括内部设有空腔1的壳体2,空腔1内设有分隔结构3,分隔结构3将空腔1分为互不连通的第一腔室11和第二腔室12,光源模块还包括激光器组件4和光学镜片组件,光学镜片组件包括第一透光光学镜片31和设置于第一透光光学镜片31输出光路中的第二光学镜片组件5;分隔结构3包括第一透光光学镜片31和用于支撑第一透光光学镜片31的支撑部32,第一腔室11安装有激光器组件4,第二腔室12安装有第二光学镜片组件5,因此在实际应用中,激光器组件4和光学镜片组件安装好后,激光器组件4发出的光束可透过第一透光光学镜片31到达第二腔室12中的第二光学镜片组件5,进而为光机提供照明。上述技术方案中,通过将壳体2分为第一腔室11和第二腔室12,且互不连通,从而第一腔室11和第二腔室12可各自独立的进行密封,例如,对安装第二光学镜片组件5(对环境的洁净度要求较高)的第二腔室12采用气密等级密封,而对安装激光器组件4的第一腔室11采用密封等级较低的防尘等级密封,从而相比现有技术中整体采用气密等级密封的方式降低了密封成本;

在实现第一腔室11和第二腔室12的分隔时,利用光学镜片组件中的第一透光光学镜片31,在实现第一透光光学镜片31固定安装的同时,还作为分隔结构起到分隔作用,无需额外设置专门的分隔结构,减少了结构件的使用,同时也使得光源架构紧凑、简化。

关于本发明实施例激光投影电视的其他构成等已为本领域的技术人员所熟知,在此不再详细说明。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明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发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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