專(zhuān)利名稱(chēng)：光源系統(tǒng)及相關(guān)投影系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明及顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種光源系統(tǒng)及相關(guān)投影系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，在現(xiàn)有投影儀中通 常使用UHP燈(UltraHigh Power,超高壓汞燈)作為光源。其中，UHP燈利用超高壓汞蒸汽(IMpa以上)放電獲得可見(jiàn)光。但是，由于汞容易造成環(huán)境污染，因此業(yè)界正在尋找一種環(huán)境友好的光源來(lái)替代UHP燈。請(qǐng)參見(jiàn)圖I。圖I是一種現(xiàn)有技術(shù)的投影儀用的代替UHP光源的半導(dǎo)體光源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，該光源系統(tǒng)包括一個(gè)激光陣列101，激光陣列101里各顆固態(tài)發(fā)光器件103產(chǎn)生的激發(fā)光先經(jīng)準(zhǔn)直透鏡105準(zhǔn)直，然后經(jīng)透鏡107匯聚。經(jīng)匯聚的激發(fā)光再被透鏡109準(zhǔn)直，從而相比入射到透鏡107的準(zhǔn)直光束，透鏡109出射的準(zhǔn)直光束具有更小的尺寸，因而可以采用較小尺寸的復(fù)眼透鏡111和113進(jìn)行勻光和整形。從復(fù)眼透鏡113出射的激發(fā)光再經(jīng)透鏡115匯聚到熒光粉輪117上，對(duì)熒光粉輪117進(jìn)行激發(fā)進(jìn)而產(chǎn)生受激發(fā)光。在投影系統(tǒng)中，在對(duì)激光陣列的光束進(jìn)行壓縮時(shí)光路的長(zhǎng)度受限于透鏡的焦距，并且透鏡在沿光束傳播的方向上逐步對(duì)光束進(jìn)行壓縮，造成光源系統(tǒng)的光路較長(zhǎng)，進(jìn)而導(dǎo)致光源系統(tǒng)的體積較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能在較短的距離內(nèi)有效壓縮現(xiàn)有半導(dǎo)體光源的輸出光束的光源系統(tǒng)。本發(fā)明實(shí)施例提供一種光源系統(tǒng)，包括光源模組，包括三個(gè)固態(tài)發(fā)光器件，用于產(chǎn)生光束，所述三個(gè)固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束圍繞一個(gè)中心軸排布，并且出射方向平行于該中心軸或者往該中心軸匯聚；反射裝置組，包括三個(gè)反射裝置，該三個(gè)反射裝置與所述三個(gè)固態(tài)發(fā)光器件一一對(duì)應(yīng)，每個(gè)反射裝置位于與其對(duì)應(yīng)的固態(tài)發(fā)光器件的出射光路上，用于反射該固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束，使得每個(gè)固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束的傳播方向的彎折角度不小于30度，并且往所述中心軸匯聚；光收集裝置，包括三個(gè)反射面，該三個(gè)反射面與所述三個(gè)反射裝置一一對(duì)應(yīng)，該光收集裝置的反射面圍繞所述中心軸排布，每個(gè)反射面用于反射經(jīng)與其對(duì)應(yīng)的反射裝置反射的光束，以將所述光源模組產(chǎn)生的各束光束合成一束出射光束，該出射光束的傳播方向與所述中心軸一致或者往所述中心軸匯聚，并且該出射光束的出射面面積小于所述光源模組的出射光束的出射面面積。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種光源系統(tǒng)，包括光源模組，包括三個(gè)固態(tài)發(fā)光器件，用于產(chǎn)生光束，所述固態(tài)發(fā)光器件呈環(huán)狀排布，產(chǎn)生的光束圍繞一個(gè)中心軸排布，并往該中心軸上的同一處匯聚；
光收集裝置，包括三個(gè)反射面，該三個(gè)反射面與所述三個(gè)固態(tài)發(fā)光器件一一對(duì)應(yīng)，并圍繞所述中心軸排布，用于分別反射與其對(duì)應(yīng)的固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束，并使得每個(gè)固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束的傳播方向的彎折角度不小于30度，以將所述光源模組產(chǎn)生的各束光束合成一束出射光束，該出射光束的傳播方向與所述中心軸一致或者往所述中心軸匯聚，并且該出射光束的出射面面積小于所述光源模組的出射光束的出射面面積。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種投影系統(tǒng)，包括上述光源系統(tǒng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明包括如下有益效果本發(fā)明采用反射面代替透鏡對(duì)固態(tài)發(fā)光器件的光進(jìn)行收集。透鏡需沿光傳播方向逐步壓縮光束，光束的彎折角度較小，而反射面改變光的傳播方向的角度可以為任意角度，并且反射面改變光的傳播方向只需在反射面處即可完成。在本發(fā)明中，每個(gè)固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束在經(jīng)過(guò)反射裝置時(shí)其傳播方向的彎折角度不小于30度，使得光源模組中產(chǎn)生的各束光束在較短距離內(nèi)往中心軸匯聚；而光收集裝置中的每個(gè)反射面將經(jīng)與其對(duì)應(yīng)的反射裝置反射的光束的方向反射至同一方向或者向同一處匯聚，由于光收集裝置的出射光束 的出射面積小于光源模組的出射光束的出射面積，光收集裝置的輸出光束的尺寸比光源模組的的輸出光束的尺寸更小，而相比經(jīng)反射裝置組反射的各束光束往中心軸匯聚時(shí)形成的光束，光收集裝置的輸出光束的發(fā)散角度更小。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)中的光源系統(tǒng)的示意圖；圖2是本發(fā)明的光源系統(tǒng)的第一實(shí)施例的示意圖；圖3是本發(fā)明的光源系統(tǒng)的第一實(shí)施例中的另一示意圖；圖4是本發(fā)明的光源系統(tǒng)的第二實(shí)施例的示意圖；圖5是本發(fā)明的光源系統(tǒng)的第二實(shí)施例中各固態(tài)發(fā)光器件的示意圖；圖6是本發(fā)明的光源系統(tǒng)的第三實(shí)施例的示意圖；圖7是圖6的光源系統(tǒng)中的光收集裝置的主視圖和剖面圖；圖8是本發(fā)明的光源系統(tǒng)的第四實(shí)施例的示意圖；圖9是本發(fā)明的光源系統(tǒng)的第五實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例一請(qǐng)參閱圖2，圖2左側(cè)圖是本實(shí)施例中光源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，光源系統(tǒng)200主要包括光源模組201、反射裝置組203、光收集裝置205。圖2右側(cè)圖為圖2左側(cè)圖中所示光源系統(tǒng)的光源模組201和光收集裝置205的主視圖。光源模組201由三個(gè)固態(tài)發(fā)光器件201a圍繞一個(gè)中心軸排布組成，用于產(chǎn)生光束。優(yōu)選地，光源模組201中的各固態(tài)發(fā)光器件呈環(huán)狀排布。各固態(tài)發(fā)光器件的光束的出射方向一致，圍繞光源模組的中心軸排布，并平行于該中心軸。固態(tài)發(fā)光器件可以是LED (Light Emitting Diode,發(fā)光二極管)，或是激光二極管。反射裝置組203由三個(gè)反射鏡組成，各反射鏡與光源模組201中的固態(tài)發(fā)光器件對(duì)應(yīng)，并圍繞光源模組201的中心軸分布。優(yōu)選地，各反射鏡圍繞該中心軸呈環(huán)狀分布。每個(gè)反射鏡分別置于與其對(duì)應(yīng)的固態(tài)發(fā)光器件的出射光路上，用于將該固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束往中心軸匯聚，其中每束光束經(jīng)各反射裝置反射后傳播方向的彎折角度為30度。相較于現(xiàn)有技術(shù)中的利用透鏡的折射對(duì)各固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束進(jìn)行匯聚時(shí)對(duì)各束光束的傳播方向造成的彎折角度，本實(shí)施例中的彎折角度較大，以使各固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束在較短的光路內(nèi)往中心軸匯聚。光收集裝置205呈棱臺(tái)狀，該棱臺(tái)包括三個(gè)側(cè)面，該三個(gè)側(cè)面分別為各反射面205a。各反射面205a圍繞中心軸排布，并且與反射裝置組203中的各反射鏡一一對(duì)應(yīng)，每個(gè)反射面用于反射經(jīng)與其對(duì)應(yīng)的反射鏡反射過(guò)來(lái)的光束，以使經(jīng)光收集裝置205反射的各光束合成一束出射光束，并且該出射光束的出射方向與光收集裝置205的中心軸平行。其中光收集裝置205背向出射方向一側(cè)的底面面積小于光源模組201中各固態(tài)發(fā)光器件圍成 的圓形的面積，這使得光源系統(tǒng)200的輸出光束的尺寸小于光源模組201的輸出光束的尺寸，以達(dá)到壓縮光源模組201的輸出光束的目的。優(yōu)選地，反射裝置組203中的各反射鏡和與其對(duì)應(yīng)的光收集裝置205的反射面平行。本發(fā)明中，采用兩次反射來(lái)對(duì)光源模組201產(chǎn)生的各束光束進(jìn)行壓縮，其中第一次反射使得光源模組201的每個(gè)固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束的傳播方向的彎折角度不小于30度，由于反射對(duì)光束實(shí)現(xiàn)較大角度的偏折,而透鏡采用的折射方式對(duì)光束實(shí)現(xiàn)偏折的角度較小，因此相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明能夠在更短的光路上實(shí)現(xiàn)對(duì)光源模組201產(chǎn)生的光束壓縮。在第一次反射后，各固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束在光源模組的中心軸上匯聚，此時(shí)各光束的發(fā)散角度較大，因此通過(guò)第二次反射來(lái)使得各光束的傳播方向一致，由于實(shí)現(xiàn)第二次反射的光收集裝置205出射光束的出射面的輪廓面積，即光收集裝置205背向出射方向一側(cè)的底面面積，小于光源模組201輸出光束的輸出面的輪廓面積，即光源模組201中各固態(tài)發(fā)光器件圍成的圖形面積，所以各束光束經(jīng)光收集裝置反射后的發(fā)散角度較小，并且該光束的尺寸較光源模組輸出光束的尺寸小。在其它實(shí)施例中，光源模組中各固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束的傳播方向在各反射裝置反射前后改變的角度也可以是其它大于30度的角度，這可根據(jù)實(shí)際需要通過(guò)對(duì)各反射裝置和光收集裝置中的各反射面的擺放角度和位置來(lái)進(jìn)行調(diào)整。光源系統(tǒng)200的輸出光束也可以不是平行光而是匯聚光。例如，當(dāng)光源模組201中的各固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束往光源模組201的中心軸匯聚時(shí)，反射裝置組203中的各反射裝置和與其對(duì)應(yīng)的光收集裝置205中的各反射面相互平行，則光源系統(tǒng)200的輸出光束往光源模組201的中心軸匯聚。在其他實(shí)施例中，也可以通過(guò)改變光收集裝置205各反射面的擺放角度來(lái)使得光源系統(tǒng)的輸出光束往中心軸匯聚。如圖3所示，光源模組301的各固態(tài)發(fā)光器件301a產(chǎn)生的光束平行于光源模組301的中心軸，各光束經(jīng)反射裝置組303中的各反射裝置反射后往光收集裝置305匯聚，并經(jīng)光收集裝置305的各反射面305a反射后往光收集裝置305的中心軸匯聚。光收集裝置305的各反射面的具體擺放角度可根據(jù)實(shí)際需要來(lái)進(jìn)行調(diào)整。實(shí)施例二請(qǐng)參閱圖4，圖4左側(cè)是本實(shí)施例中光源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4左側(cè)所示，光源系統(tǒng)400主要包括光源模組401、準(zhǔn)直透鏡403、反射裝置組405、光收集裝置407、復(fù)眼透鏡對(duì)409和匯聚透鏡411。
與實(shí)施例一不同的是，在本實(shí)施例中，光源模組401中的各個(gè)固態(tài)發(fā)光器件401a產(chǎn)生的光束在進(jìn)入反射裝置組405前的光路上設(shè)置有準(zhǔn)直透鏡403，用于對(duì)各光束進(jìn)行準(zhǔn)直，以提高各光束的利用率。入射光入射于每個(gè)反射裝置的入射角均為45度，以使光的傳播方向在反射裝置反射前后改變90度。根據(jù)幾何知識(shí)可知，一個(gè)點(diǎn)與一條直線(xiàn)之間的距離中過(guò)該點(diǎn)到該直線(xiàn)的垂線(xiàn)段最短，因此這樣可以使各固態(tài)發(fā)光器件的光束在最短的光路內(nèi)往光源模組401的中心軸匯聚，以最大程度地對(duì)光源模組401的輸出光束進(jìn)行壓縮。在其他實(shí)施例中，入射光入射于每個(gè)反射裝置的入射角也可以為其他角度，只要使得每個(gè)固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束在經(jīng)與其對(duì)應(yīng)的反射裝置反射后傳播方向的彎折角度不小于30度即可。優(yōu)選地，入射光入射于每個(gè)反射裝置的入射角也可以小于45度，這樣，經(jīng)每個(gè)反射裝置反射前和反射后的各光束的光路在沿光源模組401的中心軸的方向上重疊，使得整個(gè)光源系統(tǒng)400的光路在沿光源模組401的中心軸的方向上較短，以使光源系統(tǒng)400的結(jié)構(gòu)更加緊湊。光收集裝置407呈棱錐狀，該棱錐的三個(gè)側(cè)面為光收集裝置407的反射面407a， 用于反射經(jīng)反射裝置組405反射的光源模組401的輸出光束，使得經(jīng)光收集裝置407反射的各束光束的出射方向一致并匯成一束光束，沿反射裝置組405的中心軸出射。光收集裝置407的輸出光束的傳播路徑上設(shè)置有復(fù)眼透鏡對(duì)409和匯聚透鏡411，用于對(duì)光收集裝置407的輸出光束進(jìn)行勻光和收集，以使得光源系統(tǒng)400的輸出光束尺寸更小、更均勻。圖4右側(cè)圖為本實(shí)施例中光收集裝置407由迎向光束出射方向看過(guò)去的主視圖。在本實(shí)施例中，由于光收集裝置407采用棱錐狀，該棱錐的各個(gè)側(cè)面在平行于光收集裝置的中心軸方向上的投影沒(méi)有縫隙，而實(shí)施例一中的光收集裝置407的各個(gè)側(cè)面在平行于光收集裝置的中心軸方向上的投影中間有一空處，因此，當(dāng)各束光束在光收集裝置的各反射面上形成的光斑均充滿(mǎn)整個(gè)反射面時(shí)，相比實(shí)施例一，本實(shí)施例中光收集裝置407中各個(gè)固態(tài)發(fā)光器件的不同光束無(wú)縫拼接，使得光功率密度提高。
在其它實(shí)施例中，也可以將準(zhǔn)直透鏡403替換成勻光透鏡或整形透鏡，如復(fù)眼透鏡或勻光棒等其他裝置，以對(duì)光源模組401中各固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束進(jìn)行勻光或整形。當(dāng)替換準(zhǔn)直透鏡403的透鏡具有勻光作用時(shí)，光收集裝置407的出射光路上的復(fù)眼透鏡對(duì)409可以省略不用。在對(duì)各束光束進(jìn)行整形時(shí)，將各束光束在垂直于其傳播方向上的截面整形成所需的形狀，例如圓形、方形、橢圓形或其它任意形狀。具體舉例來(lái)說(shuō)，經(jīng)匯聚透鏡411匯聚后的光束用于激發(fā)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，光源模組401中各固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束經(jīng)整形透鏡整形后形成矩形光錐，經(jīng)復(fù)眼透鏡對(duì)409勻光和匯聚透鏡411匯聚后在光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料上同一位置形成均勻的矩形光斑。為使各個(gè)固態(tài)發(fā)光器件在光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料形成的矩形光斑相互重合，各固態(tài)發(fā)光器件的放置的朝向應(yīng)該一致，如圖5左側(cè)圖所示。圖中各固態(tài)發(fā)光器件501的放置朝向均一致,使得任意兩個(gè)固態(tài)發(fā)光器件之間，一個(gè)固態(tài)發(fā)光器件平移至另一個(gè)固態(tài)發(fā)光器件的位置后兩者產(chǎn)生的光束重合。若需光源模組501產(chǎn)生的輸出光束在光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料上形成的光斑為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的，貝1J可以使光源模組501的各固態(tài)發(fā)光器件連同與其對(duì)應(yīng)的整形透鏡在各自的固定位置上關(guān)于光源模組501的中心軸對(duì)稱(chēng)旋轉(zhuǎn)，如圖5右側(cè)圖所示。光源模組中的各固態(tài)發(fā)光器件的放置方向并不局限上述兩種，還可根據(jù)實(shí)際需要對(duì)各固態(tài)發(fā)光器件的放置方向進(jìn)行設(shè)置。在其他實(shí)施例中，也可以將準(zhǔn)直透鏡403替換成同時(shí)具有勻光和整形作用的透鏡，或者替換成同時(shí)具有準(zhǔn)直和整形作用的透鏡，或者替換成同時(shí)具有勻光和準(zhǔn)直作用的透鏡，或者替換成同時(shí)具有準(zhǔn)直、勻光和整形作用的透鏡。實(shí)施例三 請(qǐng)參閱圖6，圖6是本實(shí)施例中光源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，光源系統(tǒng)600主要包括光源模組601、反射裝置組605、光收集裝置607。相比實(shí)施例二，在光源模組601具有更多固態(tài)發(fā)光器件601a，并且在光源模組601的中心上增添一個(gè)固態(tài)發(fā)光器件，該固態(tài)發(fā)光器件的產(chǎn)生的光束的出射方向與光源模組601的其他各固態(tài)發(fā)光器件的出射光的
方向一致。與實(shí)施例二不同的是，在本實(shí)施例中，光收集裝置607呈半足球狀。如圖7所示，圖7左側(cè)是圖6中光收集裝置607的主視圖，圖7右側(cè)是圖7左側(cè)圖中在A1-A2截面內(nèi)的剖面圖。光收集裝置607由多個(gè)正五邊形和多個(gè)正六邊形組成，一起構(gòu)成半足球面。其中每個(gè)正五邊形和正六邊形為光收集裝置607的各反射面。位于光收集裝置607的中心軸上的正五邊形上留空，未放置反射面，用于直接出射位于光收集裝置607的中心軸上的固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束；也可以在光收集裝置607的中心軸上的正五邊形上設(shè)置透光鏡，用于透射位于光收集裝置607的中心軸上的固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束，以使光源系統(tǒng)600的輸出光束的功率密度更大。光收集裝置607的反射面的數(shù)量和反射裝置組605中的反射裝置的數(shù)量一致，并且一一對(duì)應(yīng)。反射裝置組605中的各反射裝置的數(shù)量與光源模組601中的固態(tài)發(fā)光器件的數(shù)量一致，并且一一對(duì)應(yīng)。每個(gè)反射裝置用于將與其對(duì)應(yīng)的固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束反射到光收集裝置607的與其對(duì)應(yīng)的反射面上。反射裝置組605中的各反射裝置為反射曲面，該反射曲面帶有勻光和整形的作用。各反射曲面可以采用具有復(fù)眼形式的反射面，或者自由曲面反射器等其他反射曲面。因此，相比實(shí)施例二，本實(shí)施例中可以在光收集裝置607的出射光路上減少使用復(fù)眼透鏡。復(fù)眼透鏡會(huì)給光束帶來(lái)較大的光損耗。本實(shí)施例中，因?yàn)閺?fù)眼透鏡的減少使用，可以減少?gòu)?fù)眼透鏡給光束帶來(lái)的光損耗。而光收集裝置607中的多個(gè)反射面的緊密排布，能將較多的光束緊密地聚集在一起。實(shí)施例四請(qǐng)參閱圖8，圖8左側(cè)圖是本實(shí)施例中光源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，右側(cè)圖是本實(shí)施例中光源系統(tǒng)的側(cè)視圖。如圖8所示，光源系統(tǒng)800主要包括光源模組801、光收集裝置803。光源模組801包括三個(gè)固態(tài)發(fā)光器件801a,用于產(chǎn)生光束。該三個(gè)固態(tài)發(fā)光器件801a呈環(huán)狀排布,并且各固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束圍繞一個(gè)中心軸排布，并且往該中心軸上的同一處匯聚。光收集裝置803呈棱錐狀，并放置在光源模組801的中心軸上。該棱錐包括三個(gè)側(cè)面，每個(gè)側(cè)面為反射鏡，與光源模組801中的三個(gè)固態(tài)發(fā)光器件一一對(duì)應(yīng)，并且分別位于與其對(duì)應(yīng)的固態(tài)發(fā)光器件的出射光路上，用于直接反射該固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束，并使得每束光束的傳播方向的彎折角度為30度。以將光源模組801產(chǎn)生的光束合成一束出射光束，并且該出射光束的傳播方向與光源模組801的中心軸一致。其中光收集裝置803的底面面積小于光源模組801中各固態(tài)發(fā)光器件圍成的圓形的面積，這使得光源系統(tǒng)800的輸出光束的尺寸小于光源模組801的輸出光束的尺寸，以達(dá)到壓縮光源模組801的輸出光束的目的。也可以通過(guò)改變光收集裝置803各反射面的擺放角度，以使光收集裝置803反射的各光束的出射方向往光收集裝置803的中心軸匯聚，這可根據(jù)實(shí)際需要來(lái)進(jìn)行調(diào)整。在本實(shí)施例中，光源模組801的輸出光束不用經(jīng)反射裝置反射，直接由光收集裝置803的各反射面收集匯聚。相比以上實(shí)施例，本實(shí)施例中光路少一次折疊，光路更短，并且使用的光學(xué)元件更少，使得光源系統(tǒng)的尺寸更小。并且由于光在經(jīng)過(guò)光學(xué)元件時(shí)，在每個(gè)光學(xué)界面上都會(huì)有一定的光損耗，減少光學(xué)元件的使用，能減少光源模組801的輸出光束的光損耗。進(jìn)一步地，可以在每個(gè)固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束在進(jìn)入光收集裝置803前的光路上放置具有準(zhǔn)直、整形或勻光作用的透鏡，用于對(duì)每束光束進(jìn)行準(zhǔn)直、整形或勻光。以上提到的和以下實(shí)施例提到的具有準(zhǔn)直、整形或勻光作用的透鏡包括準(zhǔn)直透鏡、整形透鏡、勻光透鏡、同時(shí)具有勻光和整形作用的透鏡、同時(shí)具有準(zhǔn)直和整形作用的透鏡、同時(shí)具有勻光和準(zhǔn)直作用的透鏡和同時(shí)具有準(zhǔn)直、勻光和整形作用的透鏡。
實(shí)施例五請(qǐng)參閱圖9，圖9左側(cè)圖是本實(shí)施例中光源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，右側(cè)圖是本實(shí)施例中光源系統(tǒng)的側(cè)視圖。如圖9所示，光源系統(tǒng)900主要包括光源模組901、光收集裝置903。與實(shí)施例四不同的是，光收集裝置903位于光源模組901的中心軸上，并且光收集裝置903的各反射面為反射曲面。各反射曲面帶有準(zhǔn)直、整形或勻光作用，用于對(duì)各固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束進(jìn)行準(zhǔn)直、整形或勻光。各反射曲面可以采用具有復(fù)眼形式的反射面，或者自由曲面反射器等其他反射曲面。光源模組901位于光收集裝置903的出射光路一側(cè)，并且各固態(tài)發(fā)光器件的出射光束往光收集裝置903匯聚。每個(gè)反射曲面位于一個(gè)固態(tài)發(fā)光器件的出射光路上，用于將各固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束反射至沿平行于光源模組901的中心軸的方向傳播。在本實(shí)施例中，光收集裝置903的入射光路和出射光路位于其同一側(cè)，使得整個(gè)光源系統(tǒng)900的光路在沿光源模組901的中心軸的方向上較短，以使光源系統(tǒng)900的結(jié)構(gòu)更加緊湊，光源尺寸更小。在其他實(shí)施例中，每個(gè)固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束入射于光收集裝置的各反射面的入射角也可以為其他角度，這可通過(guò)調(diào)整光源模組901中的各固態(tài)發(fā)光器件出射光束的方向以及光收集裝置903中的每個(gè)反射面的擺放角度來(lái)調(diào)整，只要使得每束光束經(jīng)光收集裝置903的各反射面反射后傳播方向的彎折角度不小于30度即可。優(yōu)選地，在以上各實(shí)施例中，各固態(tài)發(fā)光器件、各反射裝置和光收集裝置的各反射面均圍繞同一個(gè)中心軸對(duì)稱(chēng)分布，這樣可以使得在設(shè)計(jì)和制造上更加簡(jiǎn)便。本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種投影系統(tǒng)，包括光源系統(tǒng)，該光源系統(tǒng)可以具有上述各實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)與功能。該投影系統(tǒng)可以采用各種投影技術(shù)，例如液晶顯示器(LCD，LiquidCrystal Display)投影技術(shù)、數(shù)碼光路處理器(DLP,Digital Light Processor)投影技術(shù)。此外，上述光源系統(tǒng)也可以應(yīng)用于照明系統(tǒng)，例如舞臺(tái)燈照明。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光源系統(tǒng)，其特征在于，包括光源模組，包括三個(gè)固態(tài)發(fā)光器件，用于產(chǎn)生光束，所述三個(gè)固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束圍繞一個(gè)中心軸排布，并且出射方向平行于該中心軸或者往該中心軸匯聚；反射裝置組，包括三個(gè)反射裝置，該三個(gè)反射裝置與所述三個(gè)固態(tài)發(fā)光器件一一對(duì)應(yīng)， 每個(gè)反射裝置位于與其對(duì)應(yīng)的固態(tài)發(fā)光器件的出射光路上，用于反射該固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束，使得每個(gè)固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束的傳播方向的彎折角度不小于30度，并且往所述中心軸匯聚；光收集裝置，包括三個(gè)反射面，該三個(gè)反射面與所述三個(gè)反射裝置一一對(duì)應(yīng)，該光收集裝置的反射面圍繞所述中心軸排布，每個(gè)反射面用于反射經(jīng)與其對(duì)應(yīng)的反射裝置反射的光束，以將所述光源模組產(chǎn)生的各束光束合成一束出射光束，該出射光束的傳播方向與所述中心軸一致或者往所述中心軸匯聚，并且該出射光束的出射面面積小于所述光源模組的出射光束的出射面面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，所述固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束在進(jìn)入所述反射裝置前的光路上設(shè)置有準(zhǔn)直、勻光或者整形裝置，用于對(duì)所述固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束進(jìn)行準(zhǔn)直、勻光或者整形。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，所述反射裝置或所述光收集裝置的反射面為反射曲面；該反射曲面帶有準(zhǔn)直、勻光或者整形作用。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，所述反射裝置的反射面為平面，并且所述反射裝置的入射光的入射角度小于或等于45度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，所述光源模組的各固態(tài)光源器件的排布、所述反射裝置組中的各反射裝置的排布和所述光收集裝置的各反射面的排布均圍繞所述中心軸對(duì)稱(chēng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，所述光收集裝置呈棱臺(tái)狀，該棱臺(tái)的各個(gè)側(cè)面為所述反射面；或者所述光收集裝置為棱錐狀，該棱錐的各個(gè)側(cè)面為所述反射面； 或者所述光收集裝置呈半足球狀，該半足球面上除位于所述光源模組的中心軸上的六邊形，其余的多邊形為所述反射面。
7.一種光源系統(tǒng)，其特征在于，包括光源模組，包括三個(gè)固態(tài)發(fā)光器件，用于產(chǎn)生光束，所述固態(tài)發(fā)光器件呈環(huán)狀排布，產(chǎn)生的光束圍繞一個(gè)中心軸排布，并往該中心軸上的同一處匯聚；光收集裝置，包括三個(gè)反射面，該三個(gè)反射面與所述三個(gè)固態(tài)發(fā)光器件一一對(duì)應(yīng)，并圍繞所述中心軸排布，用于分別反射與其對(duì)應(yīng)的固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束，并使得每個(gè)固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束的傳播方向的彎折角度不小于30度，以將所述光源模組產(chǎn)生的各束光束合成一束出射光束，該出射光束的傳播方向與所述中心軸一致或者往所述中心軸匯聚，并且該出射光束的出射面面積小于所述光源模組的出射光束的出射面面積。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，所述光源模組中的固態(tài)發(fā)光器件的排布和所述反射面的排布關(guān)于所述中心軸對(duì)稱(chēng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，所述光收集裝置的反射面的入射光的入射角度小于或等于45度。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，所述光收集裝置的反射面為反射曲面，所述反射曲面具有準(zhǔn)直、勻光或者整形作用。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，所述固態(tài)發(fā)光器件產(chǎn)生的光束在進(jìn)入該光收集裝置前的光路上設(shè)置有準(zhǔn)直、勻光或者整形裝置，用于對(duì)該各束光束進(jìn)行準(zhǔn)直、勻光或者整形。
12.一種投影系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求I至11中任一項(xiàng)所述的光源系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種光源系統(tǒng)及相關(guān)投影系統(tǒng)，該光源系統(tǒng)包括光源模組，包括三個(gè)固態(tài)發(fā)光器件并且產(chǎn)生的光束圍繞一個(gè)中心軸平行或匯聚排布；反射裝置組，包括三個(gè)與所述三個(gè)固態(tài)發(fā)光器件一一對(duì)應(yīng)的反射裝置，用于反射其產(chǎn)生的光束，使得各光束的傳播方向的彎折角度不小于30度并往所述中心軸匯聚；光收集裝置，包括三個(gè)與所述三個(gè)反射裝置一一對(duì)應(yīng)并圍繞所述中心軸排布的反射面，用于反射經(jīng)與其對(duì)應(yīng)的反射裝置反射的光束，使出射光束的傳播方向與所述中心軸一致或者往所述中心軸匯聚，并且該最終出射光束的出射面面積小于所述光源模組的出射光束的出射面面積。本發(fā)明能在較短的距離內(nèi)有效壓縮半導(dǎo)體光源的輸出光束。
文檔編號(hào)G03B21/20GK102722077SQ20121016366
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月24日
發(fā)明者曹亮亮, 胡飛 申請(qǐng)人:深圳市繹立銳光科技開(kāi)發(fā)有限公司