[实用新型]光学系统和投影设备

说明书

本实用新型公开了一种光学系统和投影设备。所述光学系统包括红光光源模块、绿光光源模块、蓝光光源模块、合光装置和光调制器，所述红光光源模块、所述绿光光源模块和所述蓝光光源模块中的至少一者包括激光光源、LED光源和引导元件，所述引导元件用于将所述激光光源发出的激光和所述LED光源发出的光引导至所述合光装置，且所述激光光源和所述LED光源满足预设条件。本实用新型混合了激光和LED光源，兼容了这两种光源的优点，可无需动态消散元件；同时，本实用新型采用小面积的LED光源组合激光，在满足投影统的光学扩展量的情况下，通过几何光路合光，在提升色域和亮度的同时，没有合光损失，且性价比高。

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，尤其涉及一种光学系统和投影设备。

背景技术

随着投影技术的发展，投影仪已经广泛应用于家用、教育、办公等领域，其中LED投影仪的长寿、发热少、高可靠性、色域广且更方便携带更得到广泛的应用。投影仪整体亮度是由光源亮度、光路的几何效率、光学元件的透过率及反射率和点亮时间(duty)所决定的。现有投影技术中，为提升亮度和色域，有多种将激光(LD)和LED光源进行混合或补充的方式，但大部分是通过波长合光、偏振合光等方式，存在较多的能量损失。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种光学系统和投影设备，提升色域和亮度的同时，没有合光损失。

第一方面，本实用新型提供一种光学系统，包括红光光源模块、绿光光源模块、蓝光光源模块、合光装置和光调制器，所述红光光源模块用于产生红光，所述绿光光源模块用于产生绿光，所述蓝光光源模块用于产生蓝光，所述合光装置用于引导所述红光、所述绿光和所述蓝光从相同的方向出射，所述光调制器用于将所述合光装置出射的光处理成图像光；

所述红光光源模块、所述绿光光源模块和所述蓝光光源模块中的至少一者包括激光光源、LED光源和引导元件，所述引导元件用于将所述激光光源发出的激光和所述LED光源发出的光引导至所述合光装置，且所述激光光源和所述LED光源满足以下条件：

E_LD+E_LED≤π*S*sin²(θ)，

其中，E_LD是所述激光光源的光学扩展量，E_LED是所述LED光源的光学扩展量，S是所述光调制器的表面面积，θ是光束入射到所述光调制器的表面的锥角。

一种可能的实现方式中，所述激光光源发出的激光从所述引导元件的至少一侧入射至所述引导元件，所述LED光源发出的光从所述引导元件的另一侧入射至所述引导元件。

一种可能的实现方式中，所述激光光源发出的激光从所述引导元件的两侧对称入射至所述引导元件。

一种可能的实现方式中，所述激光光源包括多个激光器。

一种可能的实现方式中，所述LED光源包括一个或多个LED芯片，所述激光光源包含一个或多个激光器，所述引导元件上激光器的光斑大小小于等于所述LED光源的光斑大小。

一种可能的实现方式中，经所述合光装置出射的所有LED光源发出的光共轴，且经所述合光装置出射的所有激光光源发出的激光共轴，而经所述合光装置出射的LED光源发出的光的光轴与激光光源发出的激光的光轴平行。

一种可能的实现方式中，所述激光光源包括第一激光光源，所述LED光源包括第一LED光源，所述引导元件包括第一引导元件；

所述绿光光源模块包括第一激光光源、第一LED光源、激发光源和第一引导元件，所述第一激光光源用于发出绿色激光；所述第一LED光源的表面设置有绿色荧光粉层；所述激发光源用于发出蓝色激发光；