光源模組和投影設備的製作方法

2023-08-03 04:32:31

本發明涉及光學技術領域，更具體地說，涉及一種光源模組和投影設備。

背景技術：

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對應設置的呈階梯狀排列的反射鏡陣列13以及聚光透鏡14，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為平行光束；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；聚光透鏡用於聚焦會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，以激發出不同顏色的光，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，為了將入射光轉向90度，必須保證各個反射鏡與對應的入射光的夾角為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。

技術實現要素：

有鑑於此，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。

為實現上述目的，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。

優選的，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會聚準直成平行光束。

優選的，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，用於會聚準直轉向後的平行光束。

優選的，所述光束轉向器為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為45度；

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。

優選的，所述光束轉向器為五角稜鏡，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為45度；

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為90度。

優選的，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。

優選的，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為45度；

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為90度。

優選的，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。

一種投影系統，包括如上任一項所述的光源模組。

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。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為現有的一種光源模組的結構示意圖；

圖2為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為本發明的一個實施例提供的五角稜鏡的結構示意圖；

圖4為本發明的一個實施例提供的另一種光束轉向器的結構示意圖；

圖5為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為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。

具體實施方式

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為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為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。

可選的，光束轉向器20為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為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為五角稜鏡，如圖3所示，圖3為五角稜鏡的截面示意圖，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的夾角為45度，第二面b和第三面c的夾角為112.5度，第五面e和第一面a的夾角為112.5度，第一面a和第二面b的夾角為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的夾角為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為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。

在某些情況下，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。可選的，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為本實施例中的一種光束轉向器的剖面結構示意圖，該光束轉向器為梯形稜鏡，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的夾角為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為90度。

同樣，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發射的光線會聚準直成平行光束。

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，用於會聚準直轉向後的平行光束，以使所述平行光束激發不同顏色的光，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，透鏡出射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為藍雷射，螢光色輪上的螢光粉為黃色螢光粉，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，透鏡出射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。

本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。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況下，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。