1.本技术涉及光源技术领域,具体涉及一种合光装置及发光装置。
背景技术:
2.如今的发光装置的光源通常包括led光源、rgb激光光源等,led光源具有成本低、无散斑等优点,但也有亮度有限、发热严重等缺点。rgb激光光源具有色域广、亮度高等优点,但带来成本的成倍增长。为满足用户对于高亮度和广色域以及低成本的光源需求,在相关技术中,可以利用激光器和led光源的合光装置实现色域和亮度的双重提升,同时相对降低成本。但目前,合光装置是由多个零件通过连接件组合在一起的,而连接件会造成对光线的遮挡,造成光线损耗。
技术实现要素:
3.本技术实施例提供一种合光装置及发光装置,以至少部分改善上述技术问题。
4.第一方面,本技术实施例提供一种合光装置,包括分光片、散射片以及固定件,分光片具有相背的第一表面和第二表面,分光片设置有安装孔,安装孔贯穿第一表面以及第二表面,散射片装设于安装孔内,并位于安装孔的一端,散射片的反射面朝向安装孔的另一端,固定件包括安装面和连接部,安装面贴设于散射片的表面,连接部连接于分光片。
5.在一种实施方式中,安装面设置有第一容胶槽,第一容胶槽内填充有胶液,散射片粘接于安装面。
6.在一种实施方式中,第一容胶槽为多个,多个第一容胶槽间隔设置。
7.在一种实施方式中,连接部包括设置于固定件的卡口,分光片嵌入卡口形成固定。
8.在一种实施方式中,连接部还设置有内腔,内腔连通卡口,内腔内填充有胶液,以使连接部与分光片粘接。
9.在一种实施方式中,连接部包括设置于固定件的连接面,连接面设置有第二容胶槽,连接面贴设于第一表面或第二表面。
10.在一种实施方式中,固定件为至少两个,至少两个固定件中的一部分连接于第一表面一侧,其余部分连接于第二表面。
11.在一种实施方式中,反射面与第一表面相互垂直。
12.在一种实施方式中,位于第二表面一侧的反射面在入射于反射面的光线的光轴平面的投影面积小于或等于安装孔在光轴平面的投影面积,以使被反射面反射的光线穿过安装孔。
13.第二方面,本技术实施例提供一种发光装置,多个光源和如上述第一方面的合光装置,多个光源出射不同波段的光线,合光装置用于将至少两个不同波段的出射光合光。
14.本技术实施例提供的合光装置及发光装置,将散射片贴设于安装面上,再通过连接部将固定件和分光片相连,实现利用固定件将散射片固定于分光片的安装孔中,散射片的入射光可以通过安装孔进入散射片的反射面上,避免分光片对光线形成遮挡,进而减少
光线的损耗。并且也可以保证散射片和分光片的相对位置的精度,进而保证散射片和分光片的出射光线的出射方向精度,实现多个光源的出射光之间的合光。
附图说明
15.为了更清楚地说明本技术实施方式中的技术方案,下面将对实施方式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技术的一些实施方式,对于本领域技术人员来讲,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。
16.图1为本技术实施例提出的一种发光装置的结构示意图;
17.图2为本技术实施例提出的一种合光装置的结构示意图;
18.图3为本技术实施例提出的另一视角下的合光装置的结构示意图;
19.图4为本技术实施例提出的一种固定件的结构示意图;
20.图5为本技术实施例提出的另一种固定件的结构示意图;
21.图6为本技术实施例提出的另一种合光装置的结构示意图。
具体实施方式
22.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案,下面将结合本技术实施方式中的附图,对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施方式仅仅是本技术一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式,本领域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方式,都属于本技术保护的范围。
23.在本技术中,除非另有明确的规定或限定,术语“安装”、“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,或一体连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接连接,也可以通过中间媒介间接相连,也可以是两个元件内部的连通,也可以是仅为表面接触,或者通过中间媒介的表面接触连接。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技术中的具体含义。
24.此外,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为特指或特殊结构。术语“一些实施方式”、“其他实施方式”等的描述意指结合该实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施方式或示例中。在本技术中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本技术中描述的不同实施方式或示例以及不同实施方式或示例的特征进行结合和组合。
25.实施例
26.本技术实施例提供一种发光装置1,请参阅图1,发光装置1包括多个光源90和合光装置10,光源90出射不同波段的光线,多个光源90包括第一led光源20、第二led光源30、第三led光源40、第四led光源50、至少一个激光光源60,第一led光源20用于出射第一波段的光(如图1细虚线所示),第二led光源30用于出射第二波段的光(如图1粗虚线所示),第三led光源40用于出射第三波段的光(如图1细实线所示),第四led光源50用于出射第四波段
的光(如图1粗实线所示),第二波段覆盖第四波段,激光光源60用于出射第五波段的激光(如图1浅色细实线所示)。led又名发光二极管,led光源分为两类,一是以单色的白光led作为光源;二是以红、绿、蓝三色led作为光源。在一种实施方式中,第一波段的光可以为绿色光,第二波段的光可以为蓝色光,第三波段的光可以为红色光,第四波段的光可以也为蓝色光,在此不做限定。
27.发光装置1还可以包括合光组件70,合光组件70位于第一led光源20的出射光、第二led光源30的出射光以及第四led光源50的出射光的交汇处,第四led光源50用于照射激发第一led光源20出射第一波段的光,合光组件70用于将第一led光源20的出射光与第二led光源30光源的出射光合光和反射第四led光源50至第一led光源20处。在一种实施方式中,第一波段的光可以为绿色光,第二波段的光可以为蓝色光,第四波段的光可以为蓝色光。第四波段和第二波段可以是同一波段,也可以是不同波段。合光组件70可以为透红绿反蓝的光学元件,可以反射第二led光源30出射的蓝色光和第四led光源50出射的蓝色光,将第四led光源50出射的蓝色光反射至第一led光源20上,并激发第一led光源20出射绿色光,绿色光可以透过合光组件70和第二led光源30出射的蓝色光合光。可以利用较小损失的方式实现不同波段光之间合光,减少发光装置1的功率。
28.合光装置10位于合光组件70的出射光、第三led光源40的出射光以及激光光源60的出射光的交汇处,合光装置10用于将至少两个不同波段的出射光合光。合光装置10包括分光片11、散射片12以及固定件13。分光片11用于将合光组件70的出射光与第三led光源40的出射光合光,散射片12用于将分光片11的出射光和激光光源60的出射光合光。在一种实施方式中,第一波段的光可以为绿色光,第二波段的光可以为蓝色光,第三波段的光可以为红色光,第四波段的光可以为蓝色光,合光组件70的出射光为蓝色光和绿色光的合光,第三led光源40的出射光为红色光,分光片11可以为透红反绿蓝的光学元件,合光组件70出射的蓝色 绿色的合光通过分光片11发生反射,第三led光源40出射的红色光可以直接透过分光片11与合光组件70出射的蓝色 绿色的合光进行再次合光。另一方面,激光光源60的出射光为第五波段的激光,第五波段可以和第一波段、第二波段、第三波段以及第四波段其中的一者是同一波段,也可以和四者是不同波段。散射片12可以将激光光源60的出射光反射至分光片11出射的合光中进行合光,并且散射片12可以使激光光源60的出射光发生漫反射,增加激光的光扩展量。实现激光光源60出射光和led光源出射光之间的合光,减少合光机构造成的光损,增加亮度。
29.在本实施例中,请参阅图2,分光片11是可以将光束分成几部分的光学元件,并且分光片11可以根据光束的波长、极化方向以及光强等参数进行比例分光。分光片11可以为反红透绿蓝和透红绿反蓝等不同类型的分光片11,具体而言,反红透绿蓝分光片11可以反射红色波段的光,透过绿色波段和蓝色波段的光;透红绿反蓝分光片11可以透过红光波段的光和绿光波段的光,反射蓝光波段的光。其中,红光波段可以是指波长为625nm-740nm的光线,绿光波段可以是指波长为492nm-577nm的光线,蓝光波段可以是指波长为440nm-475nm的光线。分光片11具有相背的第一表面111和第二表面112,分光片11设置有安装孔113,安装孔113贯穿第一表面111以及第二表面112。光线可能会从安装孔113出射造成光线能量的损失,并且安装孔113会减少分光片11的有效工作面积。例如,减少分光片11的反射面积,降低分光片11的光线反射效率。所以,为保证分光片11的透光性能和反射性能,安装
孔113的尺寸参数不宜设置过大,例如,安装孔113的面积大小可以设置为分光片11的面积大小的1/5。保证分光片11具有足够的面积用于反射和透光。
30.请继续参阅图2,散射片12装设于安装孔113内,并位于安装孔113的一端。散射片12用于使光线散射,散射片12可以是石英磨砂玻璃,可以通过磨砂面进行光线散射均匀化。并且通过给散射片12镀上反射层使其成为反射散射片,以实现光线发生漫反射,增加反射光线的扩展量。散射片12的形状可以为片状,为方便散射片12设置于安装孔113的一端,安装孔113可以对应设置为方形孔,方便散射片12设置。相比于其他形状,方形孔可以增加分光片11和散射片12之间的接触面积,可以使两者的连接更为稳定。请参阅图3,散射片12的反射面121朝向安装孔113的另一端,可以使部分出射光线(如图3中的l1所示)从安装孔113中穿过分光片11,避免分光片11对散射片12的部分反射面121造成干涉,从而减少散射片12的反射量。可以减少光线的损失,保证发光装置1的出射光线的亮度。较佳地,为避免光线从散射片12和分光片11之间的间隙泄露,可以设置散射片12的宽度大小和安装孔113的宽度大小相同,可以减少散射片12和分光片11之间的间隙大小,减少光线的损失。并且也可以设置散射片12的宽度大小略大于安装孔113的宽度大小,散射片12和安装孔113之间发生过盈配合,可以使两者之间安装更为牢固,进而保证散射片12的工作稳定性。
31.在一种实施方式中,需要将第一光源和第二光源两者的出射光进行合光,第一光源经由散射片12反射形成第一反射光线,第二光源经由分光片11反射形成第二反射光线。并且因为需要合光的原因,第一反射光线和第二反射光线的出射方向相同且均朝向目标方向。请参阅图4,第一光源和目标方向的夹角为α,第二光源和目标方向的夹角为β,并且满足0≤α≤180
°
,0≤β≤180
°
的条件。根据光的反射规律,在一定条件下,分光片11和散射片12之间的夹角θ满足如下关系:
[0032][0033]
在本实施例中,请继续参阅图3,位于第二表面112一侧的反射面123在入射于反射面123的光线的光轴平面的投影面积小于或等于安装孔113在光轴平面的投影面积,以使被反射面123反射的光线穿过安装孔。其中,光轴为光束(如图6的细虚线所示)的中心线,光轴平面是与光轴互相平行的平面。可以避免分光片11对入射反射面123的光线阻挡,增加反射面123上的反射面积,保证反射面121的反射效果。
[0034]
在一种实施方式中,散射片12两端分设于分光片11的两侧,散射片12靠近第一表面111的一端为第一散射片121,靠近第二表面112的一端为第二散射片122。散射片12的反射面总长度为d,第一散射片121的长度占整体长度的n倍,换算得知其长度为nd(0≤n≤1)。第一散射片121相对于光轴平面的投影面积d1满足如下关系:
[0035][0036]
进而,可以得出,如需第一散射片121的反射面刚好完全反射,安装孔113的长度l满足如下关系:
[0037][0038]
在不计分光片11厚度的影响下,第二散射片122的长度为(1-n)d。第二散射片122相对于光轴平面的投影面积d2满足如下关系:
[0039][0040]
进而,可以得出,如需第二散射片122的反射面刚好完全反射,安装孔113的长度l满足如下关系:
[0041][0042]
较佳地,为减少安装孔113面积大小,以保证分光片11具有足够的反射面积。在一定条件下,安装孔113的宽度大小由散射片12决定,安装孔113的长度大小由上述内容所示。所以,为满足第一散射片121和第二散射片122的反射面均发生发射,第一散射片121的长度占整体长度的1/2倍,以使安装孔113的长度为最小值,从而保证分光片11的反射面积足够大。
[0043]
请参阅图4,因为散射片12设置于分光片11上,所以散射片12和分光片11之间的连接的稳定性决定散射片12固定位置的稳定性,同样也决定散射片12工作的可靠性。散射片12相对于分光片11发生微弱的偏移或位移等情况,都可能造成发光装置1的光线出现异常现象。固定件13包括安装面131和连接部132,安装面131贴设于散射片12的表面。散射片12远离反射面121的一端贴设于散射片12上,安装面131的面积设置过大,会对光线造成遮挡;安装面131的面积设置过小,安装面131和散射片12之间的连接的面积大小过小,连接稳定不佳。例如,可以设置安装面131的面积大小和散射片12的面积大小相同。
[0044]
具体而言,为保证散射片12和固定件13之间的连接可靠性,避免散射片12从安装面131上脱落。请参阅图4,安装面131可以设置第一容胶槽1311,第一容胶槽1311内可以填充胶液,发光装置1在工作时可能会产生热量,热量会导致胶液失效。所以胶液可以使用耐热胶粘剂,适合于在高温条件下使用的胶粘剂。散射片12粘接于安装面131。通过粘接的方式将散射片12固定于安装面131上,保证两者之间不会发生位移或偏移等情况,保证发光装置1的工作可靠性。较佳地,第一容胶槽1311可以为多个(两个或两个以上),多个第一容胶槽1311间隔设置。间隔设置保证固定件13的强度,避免第一容胶槽1311过于集中造成固定件13强度不佳。并且间隔设置也可以避免胶液过于集中,导致胶液外溢。可以理解的是,第一容胶槽1311也可以只为一个。
[0045]
请继续参阅图4,连接部132连接于分光片11,通过固定件13可以增强将分光片11和散射片12之间的连接可靠性,提高散射片12的使用寿命。较佳地,固定件13位于多个光源之间,光源工作可能会产生热量。热量也会传递至固定件13处,固定件13的温度不断升高,固定件13工作温度可能会很高。固定件13应该采用热膨胀系数较低且强度良好的材质,例如,固定件13可以采用4j29金属,可以减少固定件13受热膨胀的体积,避免对散射片12和分
光片11造成损坏,保证分光片11和散射片12具有正常的使用寿命。在一种实施方式中,连接部132包括设置于固定件13的卡口1321,卡口1321位于连接部132远离安装面131的一端,分光片11嵌入卡口1321形成固定,分光片11靠近安装孔113的一端可以过盈嵌入卡口1321内。相对而言,卡口1321增加分光片11和固定件13之间的接触面积,可以加大连接可靠性。并且卡口1321的宽度可以和分光片11的厚度设置相同,减少分光片11和卡口1321之间的间隙大小,避免外界震动等造成两者连接松动。较佳地,当发光装置1发生震动等情况下,为避免分光片11和卡口1321发生相互脱离,连接部132还设置有内腔1322,内腔1322连通卡口1321,分光片11可以通过卡口1321进入内腔1322。内腔1322内可以填充有胶液,以使连接部132与分光片11粘接。其中,该胶液也可以采用耐热胶粘剂。当分光片11从卡口1321进入内腔1322中,分光片11靠近固定件13的一端在内腔1322中与胶液接触。待到胶液凝固时,固定件13和分光片11的连接趋于稳定。并且内腔1322的宽度应当大于卡口1321的宽度,可以在内腔1322中设置更多胶水以增强连接效果。
[0046]
在另一种实施方式中,请一并参阅图5和图6,连接部132包括设置于固定件13的连接面1323,连接面1323与安装面131相邻并连接。当连接面1323的面积过小时,会造成固定件13和分光片11之间的接触面积变小,进而降低分光片11和散射片12之间连接的稳定性。连接面1323的面积过大时,光线(如图6的虚线所示)出射至连接面1323会对分光片11上的部分光线造成遮挡,连接面1323的宽度大小可以和散射片12的宽度大小相同,既可以减少遮挡面积,又可以加强两者的接触面积,进而增强连接牢固性。并且,为避免固定件13从分光片11上脱落,连接面1323设置有第二容胶槽1324,第二容胶槽1324也可以设置有胶液,该胶液也可以采用耐热胶粘剂。连接面1323贴设于第一表面111或第二表面112,通过胶液将连接面1323和第一表面111或连接面1323和第二表面112粘接在一起,避免固定件13和分光片11之间发生脱落,同时也可以保证散射片12的位置精度,进而保证散射片12的光线出射的方向精度。
[0047]
固定件13仅贴设于第一表面111和第二表面112中的其中一个,在散射片12远离固定件13的一端在受到外力作用时,可能会形成以分光片11为支点、散射片12为杆体的杠杆,进而使用极小的力就可迫使散射片12的另一端脱落。因此,在一种实施方式中,请一并参阅图5和图6,固定件13为至少两个,至少两个固定件13中的一部分的连接面1323连接于第一表面111,其余部分的连接面1323连接于第二表面112。避免散射片12的其中一端单独受力迫使其脱落,增加固定件13和分光片11之间的接触面积。
[0048]
在本实施例中,发光装置1还包括匀光组件91和中继透镜92,匀光组件91、收集透镜92以及光调制装置93三者均设置于合光装置10的出射光的光路上。并且按照合光装置10出射光的方向,依次为匀光组件91、收集透镜92以及光调制装置93。匀光组件91可以使合光装置10出射的合光均匀分布。匀光组件91可以采用复眼和方棒等,本实施例中不进行限制。中继透镜92用于投射均匀的光轴向传输至另一位置上,中继透镜92可以将匀光组件91的出射光传输至而出。
[0049]
本技术实施例中提供合光装置10及发光装置1:将散射片12贴设于安装面131上,再通过连接部132将固定件13和分光片11相连,实现利用固定件13将散射片12固定于分光片11的安装孔113中,散射片12的入射光可以通过安装孔113进入散射片12的反射面上,避免分光片11对光线形成遮挡,进而减少光线的损耗。并且也可以保证散射片12和分光片11
的相对位置的精度,进而保证散射片12和分光片11的出射光线的出射方向精度,实现多个光源90的出射光之间的合光。
[0050]
以上实施方式仅用以说明本技术的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施方式对本技术进行了详细的说明,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方式所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分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技术各实施方式技术方案的精神和范围,均应包含在本技术的保护范围之内。