一种光学系统及显示设备的制作方法

1.本发明涉及光学系统技术领域，特别是涉及一种光学系统。本发明还涉及一种显示设备。


背景技术：

2.显示设备在各个领域的应用越来越广泛，其中亮度指标是显示设备的重要指标之一，为使得显示设备具有更优的显示性能，提高显示设备的亮度，是本领域技术人员一直探索和不断改进的技术课题。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种光学系统，能够提高输出光亮度。本发明还提供一种显示设备。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一种光学系统，包括波长转换材料和透镜组，第一激发光和第二激发光分别从所述波长转换材料的两侧照射到所述波长转换材料，所述波长转换材料用于在激发光的照射下产生被激发光；
6.所述透镜组用于将第二激发光引导而照射到所述波长转换材料，以及将所述波长转换材料产生的、向着本侧传播的被激发光引导而发射出，使得向着本侧传播的被激发光与第二激发光分离。
7.优选的，所述透镜组具体用于将所述波长转换材料产生的、向着本侧传播的被激发光引导传播而以平行光发射出，或者，所述透镜组具体用于将所述波长转换材料产生的、向着本侧传播的被激发光引导传播而以汇聚形式发射出。
8.优选的，第二激发光以自身光轴与所述透镜组的光轴具有预设角度的夹角入射到所述透镜组，所述预设角度大于0度。
9.优选的，所述预设角度的范围为20度～60度，包括端点值。
10.优选的，所述预设角度由设置在第二激发光光路上的其它光学器件的口径大小、该其它光学器件到所述透镜组的距离、所述透镜组包括透镜的曲率半径、所述透镜组包括透镜的折射率或者所述透镜组的焦距决定。
11.优选的，所述透镜组包括透镜的焦距的计算公式为：f＝-nr1r2/{(n-1)[n(r
2-r1) (n-1)d]}，其中，f表示所述透镜组包括透镜的有效焦距，n表示透镜材料的折射率，d表示透镜的中心厚度，r1、r2分别表示透镜两个表面的曲率半径。
[0012]
优选的，所述透镜组还用于调整第二激发光，使得照射到所述波长转换材料的光斑满足预设要求。
[0013]
优选的，所述透镜组具体用于将激发光汇聚入射到所述波长转换材料，并使得照射到所述波长转换材料的光斑光强度均匀。
[0014]
优选的，所述透镜组包括正透镜、负透镜、凸透镜、凹透镜或者平凸透镜中的任意
一个或者任意多个的组合。
[0015]
一种显示设备，包括以上所述的光学系统。
[0016]
由上述技术方案可知，本发明所提供的一种光学系统包括波长转换材料和透镜组，第一激发光和第二激发光分别从波长转换材料的两侧照射到波长转换材料，波长转换材料在激发光的照射下产生被激发光，其中，通过透镜组将第二激发光引导而照射到波长转换材料，以及将波长转换材料产生的、向着本侧传播的被激发光引导而发射出，使得向着本侧传播的被激发光与第二激发光分离。本发明的光学系统由从不同方向入射的多路激发光一同照射到波长转换材料，使波长转换材料产生被激发光，能够使波长转换材料产生更多光，从而提高输出光亮度。
[0017]
本发明还提供一种显示设备，能够达到上述有益效果。
附图说明
[0018]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
[0019]
图1为本发明实施例提供的一种光学系统的示意图；
[0020]
图2为本发明又一实施例提供的一种光学系统的示意图。
具体实施方式
[0021]
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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例，都应当属于本发明保护的范围。
[0022]
本发明实施例提供一种光学系统，包括波长转换材料和透镜组，第一激发光和第二激发光分别从所述波长转换材料的两侧照射到所述波长转换材料，所述波长转换材料用于在激发光的照射下产生被激发光；
[0023]
所述透镜组用于将第二激发光引导而照射到所述波长转换材料，以及将所述波长转换材料产生的、向着本侧传播的被激发光引导而发射出，使得向着本侧传播的被激发光与第二激发光分离。
[0024]
波长转换材料是指在激发光照射下会发射出预设波长光的材料。优选的，波长转换材料以层状分布，一方面可以降低材料被激发产生的光在其内部横向传播而导致发光功率密度下降的情况，另一方面有助于使光更容易透射过波长转换材料。
[0025]
透镜组是指由一个透射元件或者多个透射元件形成的光学组件，透镜组能够使光透射过从而引导光传播。第二激发光通过透镜组引导传播而照射到波长转换材料，而波长转换材料产生的、向着透镜组所处一侧传播的被激发光反向地通过透镜组，通过透镜组引导传播而发射出，使得被激发光与第二激发光分离。
[0026]
本实施例的光学系统由从不同方向入射的多路激发光一同照射到波长转换材料，
使波长转换材料产生被激发光，能够使波长转换材料产生更多光，从而提高输出光亮度。
[0027]
请参考图1，图1为本发明实施例提供的一种光学系统的示意图，由图可知，所述光学系统包括波长转换材料100和透镜组101，其中，第一激发光1从波长转换材料100一侧照射到波长转换材料100，第二激发光2通过透镜组101而照射到波长转换材料100，波长转换材料100在激发光的照射下产生了向着透镜组101所处一侧传播的被激发光3。被激发光3被透镜组101收集，通过透镜组101传播而发射出，使得出射的被激发光3和第二激发光2分离，被激发光3形成出射光。
[0028]
可选的，可以将第二激发光以自身光轴与透镜组的光轴具有预设角度的夹角入射到透镜组，预设角度大于0度。请参考图1，在图1所示光学系统中，第二激发光2的光轴与透镜组101的光轴具有大于0度的夹角θ，这样入射到透镜组101的第二激发光2，以自身光轴与透镜组101光轴偏离的方式入射到透镜组101，而波长转换材料100产生的被激发光3通过透镜组101后发射出，形成的出射光沿透镜组101的光轴方向传播，从而使得被激发光3对应形成的出射光偏离第二激发光2，实现将被激发光与第二激发光分离。
[0029]
可选的，在实际应用中，可以根据系统的具体结构要求设置和确定预设角度θ的大小，具体的预设角度θ可根据设置在第二激发光光路上的其它光学器件的口径大小、该其它光学器件到所述透镜组的距离、所述透镜组包括透镜的曲率半径、所述透镜组包括透镜的折射率或者所述透镜组的焦距决定，可以结合设置在第二激发光光路上的其它光学器件的口径大小、该其它光学器件到透镜组的距离、透镜组的焦距以及该预设角度大小来布置光学系统的光路结构，以保证入射的第二激发光2通过透镜组101后照射到波长转换材料100上，而被激发光3通过透镜组101发射出后能够与激发光2分离。
[0030]
具体的，透镜组包括透镜的焦距的计算公式为：f＝-nr1r2/{(n-1)[n(r
2-r1) (n-1)d]}，其中，f表示所述透镜组包括透镜的有效焦距，n表示透镜材料的折射率，d表示透镜的中心厚度，r1、r2分别表示透镜两个表面的曲率半径。
[0031]
在实际应用中预设角度不便于太大。优选预设角度θ的范围可以是20度～60度，包括端点值。
[0032]
波长转换材料100产生的被激发光3被透镜组101收集，通过透镜组101引导传播而形成出射光，可选的，透镜组101可具体用于将波长转换材料100产生的、向着本侧传播的被激发光引导传播而以平行光发射出。如图1所示的光学系统中，被激发光3通过透镜组101后以平行光发射出。
[0033]
可选的，透镜组可具体用于将波长转换材料产生的、向着本侧传播的被激发光引导传播而以汇聚形式发射出。请参考图2，图2为又一实施例提供的一种光学系统的示意图，波长转换材料100被激发产生的向着透镜组102所处一侧传播的被激发光3，通过透镜组102后以汇聚形式发射出。
[0034]
在实际应用中，光学系统采用的透镜组不限于以上所述的将被激发光以平行光发射出或者以汇聚形式发射出，透镜组还可以是将被激发光以其它形式发射出形成出射光，也都在本发明保护范围内。可以根据光学系统的具体应用需求设置透镜组对出射光的出射形式。
[0035]
第二激发光2通过透镜组101而照射到波长转换材料100，进一步优选的，透镜组101还用于调整第二激发光2，使得照射到波长转换材料100的光斑满足预设要求。在实际应
用中，可以根据实际对波长转换材料100的激发要求设计透镜组，可选的，透镜组101可以是调整激发光的光斑形状、光斑大小或者激发光发散角，或者也可以是根据需要优化激发光光斑的亮度均匀性。
[0036]
可选的，透镜组101可具体用于将激发光汇聚入射到波长转换材料100，并使得照射到波长转换材料100的光斑光强度均匀。这样通过透镜组101能够将光源发出光汇聚而将尽量多的光有效利用，并且避免了照射到波长转换材料的光斑存在能量尖峰会导致损伤波长转换材料，从而可以在提高激发效率的同时延长波长转换材料的寿命。
[0037]
可选的，在具体实施时，透镜组101可包括正透镜、负透镜、凸透镜、凹透镜或者平凸透镜中的任意一个或者任意多个的组合，但不限于此，透镜组101也可采用其它结构。
[0038]
相应的，本发明实施例还提供一种显示设备，包括以上所述的光学系统。
[0039]
本实施例的显示设备，采用的光学系统包括波长转换材料和透镜组，第一激发光和第二激发光分别从波长转换材料的两侧照射到波长转换材料，波长转换材料在激发光的照射下产生被激发光，其中，通过透镜组将第二激发光引导而照射到波长转换材料，以及将波长转换材料产生的、向着本侧传播的被激发光引导而发射出，使得向着本侧传播的被激发光与第二激发光分离，该光学系统由从不同方向入射的多路激发光一同照射到波长转换材料，能够使波长转换材料产生更多光，从而提高输出光亮度，从而提高了显示设备的亮度。
[0040]
以上对本发明所提供的一种光学系统及显示设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。