一种光源装置及投影系统的制作方法

1.本实用新型涉及光学技术领域，具体而言，涉及一种光源装置及投影系统。


背景技术：

2.现有光源装置中，激发光源通常由两组激光光源组成，或者一个激光光源包括两部分结构，参见图1所示，图中标号1～4部分可以认为是一组光源，标号5～8部分可以认为是一组光源；使用这种包括两组光源结构的光源装置，工作过程中，激发光源发射的激发光包括两束光，且两束激发光之间的距离较大，造成整个系统中满足需求的透镜的直径较大，且因光束分布靠近边缘而导致光收集效率低。


技术实现要素：

3.本实用新型解决的问题是现有的激发光源发射的两束激发光之间的距离较大。
4.为解决上述问题，本实用新型提供一种光源装置，包括：
5.激发光源，用于发射激发光，所述激发光的数量至少为两束；
6.光转换单元，用于接收所述激发光源发射的至少两束所述激发光，并对部分所述激发光进行波长转换，得到受激发光；引导所述受激发光进入光机系统；
7.反射镜组，用于接收所述光转换单元中的部分激发光，并引导部分所述激发光与所述受激发光进行合光；
8.缩束单元，设置于所述激发光源与所述光转换单元之间，或所述光转换单元与所述反射镜组之间的光路上，或反射镜组中的光路上，且所述缩束单元设置于至少一束所述激发光的光路上；
9.所述缩束单元包括平板元件；所述缩束单元通过所述平板元件实现对至少一束所述激发光的平移。
10.可选地，所述激发光的数量为两束，所述缩束单元包括两个平行设置的第一反射镜。
11.可选地，两个所述第一反射镜的入射面相对设置，所述第一反射镜的入射面与所述激发光的光轴倾斜设置；且两个所述第一反射镜设置于同一束所述激发光上；两个所述第一反射镜于所述激发光的入射方向上，向靠近另一束所述激发光的方向设置。
12.可选地，两个所述第一反射镜的入射面同向且不共面设置，所述第一反射镜的入射面与所述激发光的光轴倾斜设置；且两个所述第一反射镜分别设置于两束所述激发光上。
13.可选地，所述缩束单元包括平板玻璃；所述平板玻璃的入射面与所述激发光的入射方向倾斜设置。
14.可选地，所述平板玻璃上靠近另一束所述激发光的方向进行切角处理。
15.可选地，所述平板玻璃的数量为两个，两个所述平板玻璃分别设置于两束所述激发光上。
16.可选地，两个所述平板玻璃相连。
17.可选地，所述激发光源与所述光转换单元之间还设置有匀光元件，所述缩束单元设置于所述激发光源与所述匀光元件之间。
18.本实用新型的另一目的在于提供一种投影系统，包括如上所述的光源装置。
19.与现有技术相比，本实用新型提供的光源装置具有如下优势：
20.本实用新型提供的光源装置，通过在至少一处包括两束激发光的光路中设置缩束单元，使得其中至少一束激发光向靠近另一束激发光的方向偏移，在不改变激发光原有光束形状的基础上，减小两束激发光之间的距离，实现缩束，从而使得系统中需要的透镜的直径减小，降低成本，同时，提高光源装置的光收集效率。
附图说明
21.图1为现有的激光光源的结构简图；
22.图2为本实用新型中光源装置的结构简图一；
23.图3为现有技术中光源装置的结构简图；
24.图4为本实用新型中光源装置的结构简图二；
25.图5为本实用新型中缩束单元的工作原理简图一；
26.图6为本实用新型中光源装置的结构简图三；
27.图7为本实用新型中缩束单元的工作原理简图二；
28.图8为本实用新型中缩束单元的工作原理简图三；
29.图9为本实用新型中光源装置的结构简图四；
30.图10为本实用新型中缩束单元的工作原理简图四；
31.图11为本实用新型中缩束单元的工作原理简图五；
32.图12为本实用新型中光源装置的结构简图五。
33.附图标记说明：
34.1-激发光源；2-光转换单元；21-分光元件；22-波长转换装置；3-反射镜组；31-第二反射镜；32-第三反射镜；33-第四反射镜；4-缩束单元；41-第一反射镜；42-平板玻璃；5-匀光元件。
具体实施方式
35.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中表示，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制，基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“周向”、“径向”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实用新型的限制。
37.此外，术语“第一”、“第二”仅用于简化描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性，或隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定为“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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
38.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第一特征之“上”或之“下”，可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征的正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
39.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
40.为解决现有的激发光源发射的两束激发光之间距离较大的问题，本实用新型提供一种光源装置，参见图2所示，该光源装置包括：
41.激发光源1，用于发射激发光，激发光的数量至少为两束，并优选两束激发光之间具有具有一定的间距；
42.光转换单元2，用于接收激发光源1发射的至少两束激发光，并对部分激发光进行波长转换，得到受激发光；进一步引导受激发光进入光机系统；该光转换单元2可以为现有技术中任意包括分光元件以及波长转换装置等适于对激发光进行波长转换产生受激发光，以及引导受激发光进入光机系统的光路结构；
43.反射镜组3，用于接收光转换单元2中的部分激发光，并引导部分激发光与受激发光进行合光；该反射镜组3中反射镜的数量以及各反射镜的布局均可根据光源装置的具体需求而定；本技术优选该反射镜组3包括依次相邻设置的第二反射镜31、第三反射镜32以及第四反射镜33，通过三个反射镜依次对激发光进行反射后，将未进行波长转换的激发光引导至与受激发光进行合光；
44.缩束单元4，设置于激发光源1与光转换单元2之间，或光转换单元2与反射镜组3之间的光路上，或反射镜组3中的光路上，且缩束单元4设置于至少一束激发光的光路上；
45.该缩束单元4包括平板元件；缩束单元4通过该平板元件实现对至少一束激发光的平移，从而使得平移后的两束激发光之间的距离减小，实现缩束。
46.本技术优选光转换单元2包括：
47.分光元件21，用于接收激发光，并对激发光进行反射；
48.波长转换装置22，用于接收反射后的激发光，并对部分激发光进行波长转换，得到受激发光；受激发光被反射至分光元件21，通过透射作用穿过分光元件21后，进入光机系统；
49.部分激发光穿过波长转换装置22后，入射至反射镜组3。
50.具体的，本技术以激发光源1发射两束激发光为例，对本技术提供的光源装置进行说明。
51.参见图3所示，不设置本技术提供的缩束单元4时，现有的光源装置如下：激发光源1发射的两束激发光，入射至光转换单元2，在光转换单元2中，对一部分激发光进行波长转
换后，得到受激发光；在该光转换单元2的引导下，受激发光入射至光机系统；同时，部分激发光未经光转换单元2进行波长转换，入射至反射镜组3中，这一部分激发光在反射镜组3中经各反射镜依次进行反射后，将该部分激发光引导至光转换单元2中，与受激发光进行合光后，进入光机系统。
52.通过上述光路结构可知，激发光源1与光转换单元2之间的光路上，光转换单元2与反射镜组3之间的光路上，以及反射镜组3中的光路上，均包括两束激发光，且两束激发光之间的距离均由激发光源1发射的两束激发光之间的距离而定；在激发光源1发射的两束激发光之间距离较大时，上述位置处两束激发光之间的距离也较大。
53.本技术通过在激发光源1与光转换单元2之间，或光转换单元2与反射镜组3之间，以及反射镜组3中至少一处的光路上设置缩束单元4，以便于通过该缩束单元4来对上述至少一处的两束激发光之间的距离减小，实现缩束；具体的，本技术提供的缩束单元4通过对至少一束激发光的位置进行平移，使得平移后的激发光更加靠近另一束激发光，从而减小两束激发光之间的距离，实现缩距。
54.本技术优选缩束单元4包括平板元件，从而在缩束过程中，通过该平板元件仅对光束的位置进行平移，而不会改变光束的形状，因此，能够在不影响光源装置其他性能的基础上，实现缩束。
55.本实用新型提供的光源装置，通过在至少一处包括两束激发光的光路中设置缩束单元4，使得其中至少一束激发光向靠近另一束激发光的方向偏移，在不改变激发光原有光束形状的基础上，减小两束激发光之间的距离，实现缩束，从而使得系统中需要的透镜的直径减小，降低成本，同时，提高光源装置的光收集效率。
56.参见图2、图4所示，本技术中光源装置的一种实施方式为，激发光的数量为两束，缩束单元4包括两个平行设置的第一反射镜41，通过两个平行设置的第一反射镜41对激发光进行反射后，实现两束激发光之间距离的减小。
57.其中一种实现方式为，参见图5所示，两个第一反射镜41的入射面相对设置，且两个第一反射镜41设置于同一束激发光上；第一反射镜41的入射面与激发光的光轴倾斜设置；本技术优选第一反射镜41的入射面与激发光的光轴之间夹角为45
°
；两个第一反射镜41的分布方向与激发光的光轴相垂直；且两个第一反射镜41于激发光的入射方向上，向靠近另一束激发光的方向设置，即，两个第一反射镜41中，激发光首先入射的第一个第一反射镜，位于该束激发光光束上，且入射面与该束激发光之间具有一定的夹角；一束激发光入射至第一个第一反射镜41的入射面上，经该第一反射镜41反射后，进入的第二个第一反射镜41，位于靠近另一束激发光的位置上，从而使得经两个第一反射镜41进行两次反射后，该束激发光在光束形状不变的基础上，向靠近另一束激发光的方向进行平移，减小两束激发光之间的距离，实现缩束。
58.两个第一反射镜41设置于同一束激发光中的缩束结构，缩束的距离由两个第一反射镜41之间的距离而定；两个第一反射镜41之间的距离越大，即第二个第一反射镜41越靠近另一束激发光，则缩束距离越大，缩束后的两束激发光之间的距离越小。
59.参见图4所示，缩束单元4通过反射镜来进行缩束时，另一种实现方式也可以为，两个第一反射镜41的入射面同向且不共面设置，第一反射镜41的入射面与激发光的光轴倾斜设置，本技术优选第一反射镜41的入射面与激发光的光轴之间夹角为45
°
；且两个第一反射
镜41分别设置于两束激发光上；两个第一反射镜41的相对分布方向与激发光的入射方向相适配，并根据光源装置的具体需求而定。
60.通过在两束激发光上分别设置一第一反射镜41，通过两个第一反射镜41分别对两束激发光进行反射，反射后的两束激发光之间的距离由两个第一反射镜41之间的距离而定，更具体的，反射后的两束激发光之间的距离由两个第一反射镜41之间沿激发光入射方向上的距离而定；在该方向上，两个第一反射镜41之间的距离越小，则缩束后的两束激发光之间的距离越小。
61.由于将两个第一反射镜41分别对两束激发光进行反射时，每一束激发光均仅被反射一次，因此，反射后的两束激发光光束形状未发生改变，但是两束激发光的距离在减小的同时，入射方向均发生了改变；譬如，当第一反射镜41的入射面与激发光的光轴之间夹角为45
°
时，经两个第一反射镜41分别对两束激发光进行反射后，两束激发光的入射方向均较之前相比，旋转了90
°
。
62.根据上述分析，将两个第一反射镜41分别用于对两束激发光进行反射时，若用于激发光源1与光转换单元2之间的光路上时，可设置激发光源1直接发射的激发光的入射方向，与入射至光转换单元2中的激发光的入射方向相垂直；若用于光转换单元2与反射镜组3之间的光路上，或者反射镜组3中的光路上时，为简化光源装置的结构，优选将该两个第一反射镜41替换第二反射镜31、第二反射镜32以及第三反射镜33中的任意一个反射镜。
63.参见图6所示，本技术中光源装置的另一种实施方式为，缩束单元4包括平板玻璃42，并优选该平板玻璃42为矩形；该平板玻璃42的入射面与激发光的入射方向倾斜设置。
64.参见图7所示，激发光入射至平板玻璃42上的入射面后，发生折射，使得激发光的入射方向发生改变后，进入平板玻璃42内；该激发光从平板玻璃42射出时，在折射作用下，入射方向进一步发生改变；根据折射原理可知，从该平板玻璃42射出的激发光的方向与入射至平板玻璃42入射面上的激发光的入射方向相平行，且光束的形状未发生改变，仅位置发生了平移。
65.本技术通过在至少一个激发光上设置平板玻璃42，通过该平板玻璃42，使得其中一束激发光在形状不变的前提下，向靠近另一束激发光的方向发生偏移，进而减小两束激发光之间的距离，实现缩束。
66.其中缩束的距离与平板玻璃42的厚度以及设置的角度有关；具体的，参见图10所示，将平板玻璃42的厚度记为d，缩束的距离记为d，平板玻璃42与激发光入射方向之间的夹角为θ，平板玻璃42的折射率为n，则缩束距离d的计算公式如下：
[0067][0068]
进一步的，参见图8所示，为了避免两束激发光发生干涉，本技术优选对平板玻璃42上靠近另一束所述激发光的方向进行切角处理。
[0069]
进一步的，参见图9所示，本技术中平板玻璃42的数量还可以为两个，两个平板玻璃42分别设置于两束激发光上。
[0070]
参见图11所示，通过两个平板玻璃42分别对两束激发光的入射方向进行平移，使得两束激发光的入射方向分别向靠近另一束激发光的方向平移，从而进一步提高缩束效
果。
[0071]
为提高结构的稳定性，参见图12所示，两个平板玻璃42还可以设置为相连的结构形式；该两个平板玻璃42可以通过粘接的方式相连，也可以是一整体结构，以方便实际的生产使用。
[0072]
进一步的，本技术提供的光源装置，激发光源1与光转换单元2之间还设置有匀光元件5，本技术优选缩束单元4设置于激发光源1与匀光元件5之间，以便于通过锁束单元4对两束激发光之间的距离减小后，再入射至匀光元件5中，以便于减小满足需求的匀光元件5的直径，从而降低成本。
[0073]
本实用新型的另一目的在于提供一种投影系统，该投影系统包括如上所述的光源装置。
[0074]
本实用新型提供的投影系统，通过在光源装置中至少一处包括两束激发光的光路中设置缩束单元4，使得其中至少一束激发光向靠近另一束激发光的方向偏移，在不改变激发光原有光束形状的基础上，减小两束激发光之间的距离，实现缩束，从而使得系统中需要的透镜的直径减小，降低成本，同时，提高光源装置的光收集效率。
[0075]
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。