发光装置、受激发光装置和投影显示装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出一种发光装置、受激发光装置和投影显示装置，包括用于发射第一光的第一发光源和用于发射第二光的第二发光源；还包括波长合光装置，该波长合光装置包括分光滤光膜，第一光和第二光分别以不同的第一入射角和第二入射角入射于该分光滤光膜；其中，分光滤光膜的光谱特性与入射角有关：对以第一入射角入射的光线分光滤光膜的光谱特性为透射第一光的至少部分光谱能量，对以第二入射角入射的光线分光滤光膜的光谱特性为反射第二光的至少部分光谱能量。利用分光滤光膜的对不同入射角的光的响应不同的特点再配合适当的膜系设计，分光滤光膜仍然能够透射第一光同时反射第二光来实现波长合光，并因此而提升了发光装置出射光的亮度。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提出一种发光装置、受激发光装置和投影显示装置，包括用于发射第一光的第一发光源和用于发射第二光的第二发光源；还包括波长合光装置，该波长合光装置包括分光滤光膜，第一光和第二光分别以不同的第一入射角和第二入射角入射于该分光滤光膜；其中，分光滤光膜的光谱特性与入射角有关：对以第一入射角入射的光线分光滤光膜的光谱特性为透射第一光的至少部分光谱能量，对以第二入射角入射的光线分光滤光膜的光谱特性为反射第二光的至少部分光谱能量。利用分光滤光膜的对不同入射角的光的响应不同的特点再配合适当的膜系设计，分光滤光膜仍然能够透射第一光同时反射第二光来实现波长合光，并因此而提升了发光装置出射光的亮度。【专利说明】发光装置、受激发光装置和投影显示装置
本技术涉及显示
，特别是涉及一种发光装置、受激发光装置和投影显示装置。
技术介绍
投影显示技术目前发展迅速，其中发光二极管(LED)光源作为一种新型的光源已经在投影显示技术中得到了广泛的应用。然而目前的主要问题在于LED光源的亮度不足。例如对于一定尺寸的光阀来说，其光学扩展量已经确定了，即LED的数量被限定了，而单颗LED的亮度不足就直接导致了入射于光阀的光通量不足。要在不增加光学扩展量的前提下增加LED光源的亮度，可以使用波长合光的方法。然而，同一种颜色的LED的波长几乎相同，波长合光不能发挥作用。
技术实现思路
针对上述的问题，本技术提出一种发光装置，包括用于发射第一光的第一发光源和用于发射第二光的第二发光源，第一光和第二光的光谱有交叠；还包括波长合光装置，该波长合光装置包括分光滤光膜，第一光和第二光分别以不同的第一入射角和第二入射角入射于该分光滤光膜，该分光滤光膜透射至少部分第一光且反射至少部分第二光使得被透射的第一光和被反射的第二光在波长合光装置的光路后端合为一束；其中，分光滤光膜的光谱特性与入射角有关:对以第一入射角入射的光线分光滤光膜的光谱特性为透射第一光的至少部分光谱能量，对以第二入射角入射的光线分光滤光膜的光谱特性为反射第二光的至少部分光谱能量。本技术还提出一种受激发光装置，包括波长转换装置，还包括上述的发光装置，该发光装置发射的激发光激发波长转换装置发光。本技术还提出一种投影显示装置，包括上述的发光装置，还包括光阀和投影镜头，该发光装置发出的光入射于光阀并被其调制得到图像光，该图像光被投影镜头投射出来形成图像。本技术还提出一种投影显示装置，包括上述的受激发光装置，还包括光阀和投影镜头，受激发光装置发出的光入射于光阀并被其调制得到图像光，该图像光被投影镜头投射出来形成图像。第一发光源和第二发光源发出的第一光和第二光分别以不同的第一入射角和第二入射角入射于分光滤光膜，利用分光滤光膜的对不同入射角的光的响应不同的特点再配合适当的膜系设计，使得虽然第一光和第二光的光谱有交叠，分光滤光膜仍然能够透射第一光同时反射第二光来实现波长合光，并因此而提升了发光装置出射光的亮度。【专利附图】【附图说明】图1a是LED光源在使用中的工作原理；图1b是图1a中的光源的发光角分布；图2a是本技术第一实施例的发光装置的光学结构示意图；图2b是图2a实施例中发光装置的发光角分布示意图；图2c是图2a实施例中发光装置的发光角分布的另一种可能的示意图；图3是图2a实施例中的光谱和分光滤光膜的滤光曲线示意图；图4是图2a实施例中的光谱和分光滤光膜的滤光曲线的另一种可能的示意图；图5是图2a实施例中的光谱和分光滤光膜的滤光曲线的另一种可能的示意图；图6是本技术另一个实施例中的发光装置的光学结构示意图；图7是本技术另一个实施例中的发光装置的光学结构示意图；图8是图7所示的实施例中的光谱和分光滤光膜的滤光曲线示意图。【具体实施方式】在描述本技术第一实施例之前，首先解释一下LED光源在使用中的工作原理。LED光源在使用中的光学结构一般如图1a所示，LED光源101发出的光需要经过一个收集透镜111收集并准直形成出射光束。LED光源与透镜111是共轴的，也就是LED光源的光轴与透镜111的光轴为同一条，该光轴在图1a中表不为点划线A。从光学的角度来说，由于LED光源不是理想的点光源，因此从透镜111出射的光束也不可能是理想的平行光束，它必然有一个发散角。具体来说，取LED光源发光面上IOla和IOlb两个边缘点，其中IOla点上发出的光线经过透镜111后形成近似平行的光束131，而IOlb点上发出的光线经过透镜111后形成近似平行的光束132，这两束光的出射角度就是从透镜出射的光束的最大角度，也就是说这两束光束决定了从透镜111出射的光束的发散角的范围。该光束的角分布如图1b所示。图1b中的横坐标为从透镜111出射的光束的出射角，纵坐标为光强，横坐标的零点代表了出射角为零即光线沿着光轴出射。可见，由于LED光源101与透镜111是共轴的，LED光源101被光轴分割的上下两部分发射的光束经过透镜111后分别向下和向上偏，使得出射光束具有对称的角分布。当然可以理解，这种结构并不限于LED光源，也可以应用于其它光源。本技术的第一实施例的结构示意图如图2a所示。本技术提出一种发光装置，包括用于发射第一光的第一发光源201和用于发射第二光的第二发光源202,在本实施例中第一光和第二光的光谱相同。简单来说，第一发光源201和第二发光源202是相同的光源，例如都是红色LED光源。本实施例中的发光装置还包括第一光收集元件211和第二光收集元件212，具体来说在本实施例中第一光收集元件211是收集透镜211，用于收集和准直从第一发光源201发出的第一光，而第二光收集元件212是收集透镜212，用于收集和准直从第二发光源202发出的第二光。收集透镜211的光轴在图2a中表示为点划线A。在本实施例中，与图1a所示的发光装置不同的是，第一发光源201与收集透镜211不是共轴的，即第一发光源201的中心不在收集透镜211的光轴上，而是第二发光源201紧靠收集透镜211的光轴为位于该光轴的一侧(上侧)。根据几何光学的原理可知这会使得从收集透镜211出射的光不再具有对称的角分布，而是向收集透镜的光轴的另一个方向(下侧)偏斜。下面结合图2a以第一发光源201和收集透镜211做具体的说明。考察第一发光源201上的边缘的两个点201a和201b发出的光，其中点201b在光轴上，其发出的所有光经过收集透镜211的收集和准直后形成沿着光轴出射的平行光束232，而点201a在光轴外，其发出的所有光经过收集透镜211的收集和准直后形成向下偏斜出射的平行光束231。平行光束231和232决定了从收集透镜211出射的光束的发散角的范围。在下文中，以光束231和232来代表第一光。同样的道理，第二发光源202位于收集透镜212的光轴的左侧，从收集透镜212出射的光束的发散角的范围由平行光束233和234决定。在下文中，以光束233和234来代表第二光。发光装置还包括波长合光装置213，在本实施例中，波长合光装置213是分光滤光片213，分光滤光片213包括分光滤光膜。第一光中的平行光束232以45度的入射角入射于分光滤光膜，而平行光束231的入射角小于45度，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光装置，其特征在于：包括用于发射第一光的第一发光源和用于发射第二光的第二发光源，第一光和第二光的光谱有交叠；还包括波长合光装置，该波长合光装置包括分光滤光膜，第一光和第二光分别以不同的第一入射角和第二入射角入射于该分光滤光膜，该分光滤光膜透射至少部分第一光且反射至少部分第二光使得被透射的第一光和被反射的第二光在波长合光装置的光路后端合为一束；其中，分光滤光膜的光谱特性与入射角有关：对以第一入射角入射的光线分光滤光膜的光谱特性为透射第一光的至少部分光谱能量，对以第二入射角入射的光线分光滤光膜的光谱特性为反射第二光的至少部分光谱能量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴震，
申请(专利权)人：吴震，
类型：新型
国别省市：海南;66