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1. (WO2019061823) LIGHT SOURCE SYSTEM AND PROJECTION DEVICE
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说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13  

附图

0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007  

说明书

发明名称 : 光源系统及投影装置

技术领域

[0001]
本发明涉及光学技术领域,尤其涉及一种光源系统及投影装置。

背景技术

[0002]
目前,空间光调制器在投影显示领域获得广泛应用,空间光调制器一般包括LCD、LCOS、DMD等,单片式空间光调制器投影系统基于时序切换的基色光来实现彩色投影显示,以其结构简单,成本较低等特点,在中低端市场广泛应用。由于激光激发荧光粉的受激光光谱带宽较宽,因此在光源中通常加入滤光片去截取需要的波段,如从黄光荧光中截取绿光或红光。
[0003]
在实际光源中,采用滤光片对荧光粉光谱进行滤光时,会加大光源的难度(1)在结构上,增大了光源的体积,光源很难做到小型、紧凑、超薄;(2)在光源的一致性上,由于滤光轮所使用的滤光片本身存在镀膜的公差(通常为+/-5~8nm),镀膜的公差对光源的亮度、颜色的影响相当敏感,采用滤光轮会降低光源的颜色、亮度一致性;(3)在控制上,采用荧光轮+滤光轮的双色轮系统,需色轮进行同步控制,增加了光源的复杂度。
[0004]
如果取消滤光轮同样会给光源带了一些问题:(1)荧光粉发射光谱带宽较宽,色纯度不高,特别在高功率密度下荧光粉存在饱和现象,光谱会发生飘逸。如果不进行滤光,光源的色域将会异常,通常可以通过与其他光源混光提高色纯度。(2) 激发光激发荧光粉的过程,荧光粉不能完全吸收激发光,没有被吸收的激发光由于没有滤光轮的过滤,将与荧光一起进入光机系统,进而造成光源基色颜色异常,使得光源基色的色彩纯度变差、色域异常,这是取消滤光轮所面对的最大难题。
[0005]
发明内容
[0006]
鉴于上述状况,有必要提供一种在避免使用滤光轮的基础上,保证光源基色的色纯度以及光源的均匀性的光源系统以及投影装置。
[0007]
本发明提供一种光源系统,包括:激发光源,用于产生激发光;波长转换装置,包括转换区与非转换区,所述转换区用于将所述激发光进行波长转换并沿第一光路出射第一光,所述非转换区用于将所述激发光进行散射并沿第二光路出射第二光,所述转换区还用于将未被转换的激发光沿第三光路出射第三光;调整装置,用于引导入射的第一光、第二光与第三光,并将所述第一光、第二光、第三光分别调整为第一发散角、第二发散角、第三发散角出射;及第一反射元件,用于引导所述第二光与第三光入射至所述调整装置。
[0008]
本发明还提供一种包括上述光源系统的投影装置。
[0009]
本发明提供的光源系统,所述第一光、第二光以及第三光以相互匹配的第一发散角、第二发散角以及第三发散角出射,能够实现较好的均匀性。又由于波长转换装置将入射的激发光与出射的第二光区分为不同的光路,并且第一反射元件能够使用较小的面积将第二光进行反射,因此仅少量的未被所述转换区转换的第三光由所述第一反射元件进行反射进入后续的光机,提高了光源基色的色纯度以及色域。另外,进入光机的第 三光与第一光相比,所占比例较少,是在允许的范围内,在不使用过滤元件对第三光进行过滤的情况下同样能达到要求的色纯度,因此可以避免使用过滤元件,从而减小了整个光源系统的体积。

附图说明

[0010]
图1为本发明第一实施例提供的光源系统的结构示意图。
[0011]
图2为图1所示的波长转换装置的俯视示意图。
[0012]
图3为本发明第一实施例中第三光的光路示意图。
[0013]
图4为本发明第二实施例提供的光源系统的结构示意图。
[0014]
图5为本发明第二实施例中第三光的光路示意图。
[0015]
图6为本发明第三实施例提供的光源系统的结构示意图。
[0016]
图7为本发明第三实施例中第三光的光路示意图。
[0017]
主要元件符号说明
[0018]
[表0001]
光源系统 100、200、300
激发光源 120、320
发光体 121
第二匀光器件 122、322
第三会聚透镜 323
收集透镜组 141、241、341
合光元件 143、343
第一会聚透镜 145
第二反射元件 147、247、347
平面 247a
球面 247b

[0019]
[表0002]
第二会聚透镜 149、349
第一反射元件 150、250、350
波长转换装置 160、260、360
转换区 161、261、361
红色段 162
绿色段 163
非转换区 164、264、364
驱动单元 166
缺口部 267
第一匀光器件 180、280、380

[0020]
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

[0021]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似应用,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0022]
请参阅图1,图1为本发明第一实施例提供的光源系统100的结构示意图。所述光源系统100应用于投影装置。所述光源系统100包括激发光源120、调整装置、第一反射元件150、波长转换装置160及第一匀光器件180。所述激发光源120用于产生至少一种颜色的激发光。所述波长转换装置160用于对部分时序的所述激发光进行波长转换,并时序出射第一光、第二光和第三光。所述调整装置用于引导沿重叠光路入射的第一光、第二光与第三光,并将所述第一光、第二光与第三光分别调整为第一发散角、第二发散角、第三发散角出射。其中,由 所述调整装置出射的第一光、第二光以及第三光具有相互匹配的角分布。所述重叠光路是指第一光的传输光路、第二光的传输光路和第三光的传输光路存在至少部分重叠。所述第一反射元件150用于引导所述第二光和部分第三光入射至所述调整装置。所述第一匀光器件180对以相应发散角出射的第一光、第二光和第三光进行匀光。
[0023]
具体地,所述激发光源120包括用于产生所述激发光的发光体121与对所述激发光进行匀光的第二匀光器件122。
[0024]
进一步地,所述激发光源120可以为蓝色光源,发出蓝色激发光。可以理解的是,所述激发光源120不限于蓝色光源,所述激发光源120也可以是紫色光源、红色光源或绿色光源等。本实施方式中,所述发光体121为蓝色激光器,用于发出蓝色激光作为所述激发光。可以理解,所述发光体121可以包括一个、两个或多个蓝色激光器,具体其激光器的数量可以依据实际需要选择。
[0025]
所述第二匀光器件122位于所述发光体121的出射光路上,用于将所述激发光进行匀光。本实施例中,所述第二匀光器件122为匀光棒,可以理解的是,在其他实施例中,所述第二匀光器件122可以包括复眼透镜、匀光棒、散光片或散射轮等,并不以此为限。
[0026]
请一并参阅图1及图2,图2为图1所示的所述波长转换装置160的俯视示意图。例如,波长转换装置160可以为圆形、方形等。图2中以圆形为例进行说明,所述波长转换装置160包括转换区161、非转换区164及设置于所述波长转换装置160底部的驱动单元166。其中,转换区161、非转换区164分别为位于同一圆环的部分区域。或者,所述转换区161与所述非 转换区164相互拼接后形成一中心带有通孔的圆环状。且所述转换区161的上下表面分别与所述非转换区164的上下表面位于同一平面,即所述转换区161的上下表面分别与所述非转换区164的上下表面相平齐。本实施例中,所述驱动单元166为电机,所述驱动单元166驱动所述波长转换装置160进行周期性运动,所述波长转换装置160以驱动单元166为轴心高速旋转。
[0027]
所述转换区161用于将所述激发光进行波长转换并沿第一光路出射第一光,所述第一光为受激光。所述转换区161还用于将未被转换的激发光进行散射并沿第三光路出射第三光,所述第三光为散射后的激发光。所述非转换区164用于将所述激发光进行反射并沿第二光路出射第二光,所述第二光为反射后的激发光。所述转换区161与所述非转换区164在所述驱动单元166的作用下交替位于所述激发光源120发出的激发光所在的光路上。所述转换区161与所述非转换区164交替位于所述激发光的光路上,使得所述波长转换装置160时序出射所述第一光和所述第二光。由于所述第一光以及所述第三光均由所述波长转换装置160的转换区161出射,因此所述第三光大致与所述第一光同时出射。
[0028]
具体地,所述转换区161设置有波长转换材料,以在所述激发光的激发下产生至少一种颜色的朗伯光形式的第一光。如图2所示,所述转换区161分为红色段162与绿色段163。所述红色段162设置红色荧光粉,以在所述激发光的激发下产生红色的第一光;所述绿色段163设置绿色荧光粉,以在所述激发光的激发下产生绿色的第一光;未被所述荧光粉吸收转化的激发光,例如蓝色激发光,在所述红色段162与绿色段163进 行散射形成以朗伯形式反射的蓝色第三光。可以理解的是,在其他实施例中,转换区161还可以设置红色及绿色之外的其他颜色的荧光粉以产生其他颜色的第一光。例如,可以在所述转换区161仅设置黄色荧光粉以产生黄色第一光。黄色第一光与蓝色激发光在第一匀光器件180中匀光后形成白光。
[0029]
本实施例中,所述波长转换装置160为反射式色轮,所述非转换区164设置有高斯散射片以扩散所述激发光,以使所述激发光的发散角变大。另外,所述高斯散射片可以同时实现消相干和匀光功能,以缓解激光散斑现象。本实施例中,所述高斯散射片为反射式高斯散射片,以对所述激发光进行散射后反射。
[0030]
所述调整装置包括收集透镜组141、合光元件143、第一会聚透镜145、第二反射元件147及第二会聚透镜149。所述第一光、第二光、第三光依次经过所述收集透镜组141、合光元件143、所述第一会聚透镜145、所述第二反射元件147及所述第二会聚透镜149后以相应的发散角从所述调整装置出射。
[0031]
为使经过所述第一匀光器件180的第一光、第二光以及第三光在所述第一匀光器件180的出口处获得均匀光斑,第一光、第二光以及第三光在所述第一匀光器件180的入口面处需具有相互匹配的角分布。例如,使入射至所述第一匀光器件180的入口面的第一光、第二光以及第三光的相应发散角的两两差值的绝对值不大于10度,从而使得第一光、第二光以及第三光在所述第一匀光器件180的入口面处具有相互匹配的角分布。可通过调节收集透镜组141、第一会聚透镜145以及第二会聚透镜149的焦距(曲率),调节收集透镜组141与波长转换装置160、第一反射元件150之间的距离,调节第二会 聚透镜149的位置等方式来调整第一光、第二光以及第三光的发散角。本实施例中,所述收集透镜组141、所述第一会聚透镜145及所述第二会聚透镜149的曲率相互配合,使得最终从第二会聚透镜149出射的第一光的第一发散角和第二光的第二发散角一致,从而使得从第一匀光器件180出射的光具有较好的均匀性。
[0032]
具体地,所述收集透镜组141邻近所述波长转换装置160设置,所述收集透镜组141包括层叠设置的若干光轴同线的透镜,所述若干光轴同线的透镜焦距不同,所述光轴垂直于所述波长转换装置160表面,所述收集透镜组141在与所述波长转换装置160距离越近的位置,设置的透镜的焦距越小。
[0033]
所述收集透镜组141的主光轴与所述激发光源120的主光轴相平行但不重合,使得入射至所述波长转换装置160的激发光的光路与从所述波长转换装置160出射的第二光的光路不重叠。所述激发光源120出射的激发光平行且偏离所述收集透镜组141的光轴入射至所述收集透镜组141,经过所述收集透镜组141的会聚后,以预设倾斜角度出射至所述波长转换装置160上的光斑较小。
[0034]
当所述转换区161位于所述激发光所在的光路上时,自所述波长转换装置160出射的朗伯形式的第一光经过所述收集透镜组141的准直后出射至所述合光元件143。所述波长转换装置160的入射激发光光路与出射的第一光路重叠。并且,未被所述转换区161吸收的激发光自所述波长转换装置160出射的郎伯形式的第三光经过所述收集透镜组141的准直后出射至所述合光元件143。所述波长转换装置160的入射激发光光路与出射的第三光路存在部分重叠。
[0035]
当所述非转换区164位于所述激发光所在的光路上时,反射式的高斯散射片对所述激发光进行散射后反射。根据反射定律可知,自所述波长转换装置160以预设倾斜角度沿所述第二光路出射的高斯形式分布的第二光经过所述收集透镜组141的准直后出射至所述合光元件143,并且所述波长转换装置160的入射激发光光路与出射的第二光路沿所述收集透镜组141的光轴对称分布并且不重叠。
[0036]
所述合光元件143可以采用波长分光的光学结构,即根据入射光的不同波长范围进行合光。作为波长分光的一种实施例,所述合光元件143用于透射所述激发光、所述第二光与所述第三光,反射所述第一光。其中,所述激发光、所述第二光以及所述第三光的波长范围相同。具体地,所述合光元件143包括相对设置的第一表面与第二表面,所述激发光源120出射的激发光由所述第一表面射入所述合光元件143并经由所述第二表面出射至所述收集透镜组141。
[0037]
所述第二反射元件147用于将由所述第一会聚透镜145出射的第一光、第二光以及第三光反射至所述第二会聚透镜149。本实施例中,所述第二反射元件147为平面反射镜。
[0038]
所述第一光经过所述合光元件143的反射后,以光学路径L1依次经过所述第一会聚透镜145会聚、所述第二反射元件147反射及所述第二会聚透镜149的会聚后以第一发散角出射至所述第一匀光器件180。
[0039]
所述第一反射元件150为反射式凸透镜、反射式散射片或单复眼。具体地,所述第一反射元件150邻近所述合光元件143的第一表面设置,且所述第一反射元件150位于所述第一会聚透镜145的光轴上。所述第一反射元件150用于反射所述 第二光与第三光。
[0040]
所述第二光经过所述第一反射元件150反射后,以光学路径L2依次经过所述第一会聚透镜145会聚、所述第二反射元件147反射及所述第二会聚透镜149的会聚后以第二发散角出射至所述第一匀光器件180,且出射至所述第一匀光器件180入口处的第一光与第二光具有相互匹配的角分布,使得所述第一匀光器件180对所述第一光与第二光的响应接近一致,进而使得所述第一光与所述第二光混合得更加均匀,提高光源的均匀性。
[0041]
本实施例中,所述第一光以及第二光均聚焦于所述第一匀光器件180的入口面处,且所述第一光以及所述第二光能够完全充满所述第一匀光器件180的横截面,使第一光和第二光能够在第一匀光器件180的内部进行尽可能多次数的反射,从而提高匀光效果。其中,所述第二光的第二发散角小于所述第一光的第一发散角。入射至所述第一匀光器件180的第一光以及第二光的光斑完全落入所述第一匀光器件180的入口并且能在第一匀光器件180内部进行多次反射,不仅减少了入射光线的损失,还提高了所述光源系统100的出光效率,同时,也能达到较好的匀光效果。
[0042]
请参阅图3,图3是本发明第一实施例中第三光的光路示意图。所述第三光经所述合光元件143透射后入射至所述第一反射元件150,并经过所述第一反射元件150反射后,以光学路径L3依次经过所述第一会聚透镜145会聚、所述第二反射元件147反射及所述第二会聚透镜149的会聚后以第三发散角出射至所述第一匀光器件180。本实施方式中,光学路径L3与光学路径L2相重合,所述第三发散角等于所述第二发散角, 且所述第二光与第三光沿同一光路从所述第二会聚透镜149出射。由于所述第三光为朗伯形式分布,并且第一反射元件150的反射面较小,因此在所述合光元件143处仅有少量的第三光会经所述合光元件143透射并由所述第一反射元件150反射后进入所述第一匀光器件180,对光源基色的色纯度以及色域的影响较小,可以忽略。
[0043]
本发明第一实施例中提供的光源系统100,未使用滤光元件进行滤光,且利用所述调整装置以及第一反射元件150配合引导第一光、第二光与第三光,有效地减小了所述光源系统100的体积,有利于所述光源系统100及所述投影装置的小型化设计。另外,未被所述波长转换装置160吸收的激发光(第三光),仅少量经过所述第一反射元件150反射后出射至所述第一匀光器件180,其对光源基色的色纯度以及色域的影响较小,几乎可以忽略,从而保证了光源基色的色纯度。
[0044]
请参阅图4,图4是本发明第二实施例的光源系统200的结构示意图。所述第二实施例的光源系统200与所述第一实施例的光源系统100的不同之处主要在于所述波长转换装置260以及第二反射元件247的结构的不同,且第一反射元件250位于第二光的孔径光阑处。
[0045]
所述第二反射元件247为一反射式凸透镜。所述第二反射元件247的外表面用于透射第二光与第三光,并反射第一光;所述第二反射元件247的一内表面设置有用于会聚并反射所述第二光与第三光的反射膜。本实施例中,所述激发光为蓝光,所述第一光包括红色第一光与绿色第一光;所述凸透镜为平凸透镜,所述平凸透镜的平面247a外侧设置透蓝反黄二向色膜,所述平凸透镜球面247b的内侧设置有镜面反射材料或反蓝透 黄二向色膜。可以理解的是,在其他实施例中,可以根据需要在凸透镜上设置具有其他中心波长的二向色膜。
[0046]
所述波长转换装置260的非转换区264低于转换区261预设距离,使得经收集透镜组241入射至所述非转换区264的激发光光斑离焦。具体地,所述波长转换装置260上形成有缺口部267,所述缺口部267与所述转换区261合围形成一中心带有通孔的圆环。所述非转换区264容置于所述缺口部267中,且所述非转换区264的上表面低于所述转换区261的上表面预设距离设置。本实施方式中,所述非转换区264的下表面低于所述转换区261的下表面。由于所述非转换区264的上表面低于所述转换区261的上表面预设距离设置,使得入射至所述非转换区264的激发光光斑(物面)远离所述收集透镜组241,则由所述非转换区264反射的激发光在所述收集透镜组241的作用下以较小的角度会聚于第一反射元件250(第二光的孔径光阑位置)处。本实施方式中,所述第一反射元件250位于第二光的聚焦位置处,从而使得离焦的激发光光斑以最小的角度会聚于第一反射元件250处,从而使得入射至所述第一反射元件250处的第二光的光斑最小,进而可减小所述第一反射元件250的面积。
[0047]
可以理解的是,在其他实施方式中,所述非转换区264的上表面可与所述转换区261的下表面相平齐,或者所述非转换区264的下表面可与所述转换区261的下表面相平齐。可以理解的是,在其他实施方式中,所述波长转换装置260还可以包括一穿透部以及一反射单元,所述穿透部容置于所述缺口部中,所述反射单元设置于所述穿透部的下表面,且所述穿透部与所述反射单元共同构成所述非转换区。
[0048]
本实施例中,所述第二光与所述第一光以相同的发散角出射至第一匀光器件280,且所述第二光与所述第一光沿同一光路从所述第二会聚透镜249出射。其中,所述第一光聚焦于所述第一匀光器件280的入口面处,且所述第一光能够完全充满所述第一匀光器件280的横截面。由于所述激发光光斑离焦,使得所述第二光的光程相对所述第一光较长,因此所述第二光聚焦于所述第一匀光器件280入口前的A处,且所述第二光发散后在所述第一匀光器件280的入口面处形成的光斑(处于离焦状态)面积与入口面的面积相等,使得所述第二光在入口面处能够完全充满所述第一匀光器件280的横截面。
[0049]
请一并参阅图5,图5是本发明第二实施例中第三光的光路示意图。所述第三光经所述第一反射元件250反射后,沿光学路径L3以第三发散角出射至所述第一匀光器件280。且所述第三光聚焦于所述第一匀光器件280的入口前。由于所述非转换区264的上表面低于所述转换区261的上表面,使得由所述转换区261出射至所述第一反射元件250的第三光的光程相较由所述非转换区264出射并聚焦于所述第一反射元件250处的第二光的光程短,进而使得所述第三光不能聚焦于所述第一反射元件250处。因此由所述第一反射元件250出射的未经过聚焦的第三光的第三发散角大于经过聚焦的第二光的第二发散角。因此,所述第三光在所述第一匀光器件280的入口面处形成的光斑的面积大于所述第二光在所述第一匀光器件280的入口面处形成的光斑的面积,即所述第三光在所述第一匀光器件280的入口面处形成的光斑的面积大于所述第一匀光器件280的入口面的面积。因此,经由所述第一反射元件250反射的第三光中,仅有少量的第三光会进入所述第一匀光器件 280,且剩余的第三光出射至所述第一匀光器件280外部,未进入所述第一匀光器件280。
[0050]
相较实施例一,本实施例通过设计所述波长转换装置260的结构,使得经过所述收集透镜组241的入射至所述非转换区264的激发光光斑离焦,且使所述第一反射元件250位于孔径光阑处,进而使得由所述非转换区264出射的激发光(第二光)能够以较小的角度会聚于所述第一反射元件250处,从而可减少所述第一反射元件250的尺寸。因为所述第一反射元件250的尺寸减少,因此相较实施例一仅有更少部分的激发光(第三光)能够经由所述第一反射元件250反射后入射至所述第一匀光器件280。另外由于所述第三光在所述第一匀光器件280入口面处形成的光斑的面积大于所述第一匀光器件280的入口面的面积,使得经由所述第一反射元件250反射的第三光中也仅有部分能够进入所述第一匀光器件280。因此,本发明实施例二提供的光源系统200中仅有更少量的第三光进入所述第一匀光器件280中,进一步提高了光源基色的色纯度以及色域。
[0051]
请参阅图6,图6是本发明第三实施例提供的光源系统300的结构示意图。所述第三实施例的光源系统300与所述第一实施例的光源系统100的不同之处主要在于所述波长转换装置360以及第二反射元件347的结构的不同,激发光源320还包括第三会聚透镜323,收集透镜组341与激发光源320共轴设置,且合光元件343位于所述第三会聚透镜323的焦点位置处,第一反射元件350位于第二光的孔径光阑处。
[0052]
所述第三反射元件347的结构与实施例二中的第二反射元件247的结构相同,此处不再赘述。
[0053]
所述第三会聚透镜323位于所述激发光源320的出射光路上,用于将所述激发光源320发出的激发光会聚于所述合光元件343处,其中所述合光元件343为所述激发光源320发出的激发光的孔径光阑。激发光会聚于所述合光元件343处后再发散,发散后的激发光再经过收集透镜组341会聚后在所述波长转换装置360的表面形成激发光光斑。
[0054]
所述非转换区364的上表面(激发光的入射面)相对所述转换区361的上表面倾斜设置,使得入射于所述非转换区364上的激发光的入射光路与反射光路不重合,从而将入射光束与反射光束分开。本实施例中,所述非转换区364的上表面由其内侧壁一侧朝向其外侧壁一侧向下倾斜设置,且所述非转换区364的上表面邻近。可以理解的是,在其他实施例中,所述非转换区364的上表面由其内侧壁一侧朝向其外侧壁一侧向上倾斜设置。
[0055]
以斜角度反射的激发光(第二光)依次经所述收集透镜组341准直以及所述合光元件343透射后会聚于所述第一反射元件350。其中,激发光从所述合光元件343处出射至所述非转换区364的光程与从所述非转换区364出射至所述第一反射元件350的光程相同,因此所述第一反射元件350为所述第二光的孔径光阑位置。因此,所述第二光在所述第一反射元件350处聚焦形成的激发光光斑很小,进而可减小所述第一反射元件350的面积。
[0056]
本实施例中,所述第二光与所述第一光以相同的发散角出射至第一匀光器件380,且所述第二光与第一光沿同一光路从所述第二会聚透镜349出射。其中,所述第一光聚焦于所述第一匀光器件380的入口面处,且所述第一光能够完全充满所述 第一匀光器件380的横截面。由于所述非转换区364的上表面倾斜设置,使得所述第二光的光程相对所述第一光较长,因此所述第二光聚焦于所述第一匀光器件380入口前的A处,且所述第二光发散后在所述第一匀光器件380的入口面处形成的光斑(处于离焦状态)面积与入口面的面积相等,使得所述第二光在入口面处能够完全充满所述第一匀光器件380的横截面。
[0057]
请一并参阅图7,图7是本发明第三实施例中第三光的光路示意图。所述第三光经所述第一反射元件350反射后,沿光学路径L3以第三发散角出射至所述第一匀光器件380。且所述第三光聚焦于所述第一匀光器件380的入口前。由于所述非转换区364的上表面倾斜设置,使得由所述转换区361出射至所述第一反射元件350的第三光的光程相较由所述非转换区364出射并聚焦于所述第一反射元件350处的第二光的光程短,进而使得所述第三光不能聚焦于所述第一反射元件350处。因此由所述第一反射元件350出射的未经过聚焦的第三光的第三发散角大于经过聚焦的第二光的第二发散角。因此,所述第三光在所述第一匀光器件380的入口面处形成的光斑的面积大于所述第二光在所述第一匀光器件380的入口面处形成的光斑的面积,即所述第三光在所述第一匀光器件380的入口面处形成的光斑的面积大于所述第一匀光器件280的入口面的面积。因此,经由所述第一反射元件350反射的第三光中,仅有少量的第三光会进入所述第一匀光器件380,且剩余的第三光出射至所述第一匀光器件380外部,未进入所述第一匀光器件380。
[0058]
需要说明的是,本实施例中,所述收集透镜组341与所述 第二反射元件347组成望远镜系统,因此所述第三光经过所述收集透镜组341后会聚于所述第一反射元件350的位置为所述收集透镜组341与所述第二反射元件347的焦点位置。
[0059]
相较实施例一,本实施例的激发光源320的光轴与所述收集透镜组341同轴设计,减小了光学设计的难度;且所述第一反射元件350位于孔径光阑处,使得所述第一反射元件350的尺寸能够减小,进而减少经由所述第一反射元件350反射的第三光,因此仅有更少部分的第三光能够经由所述第一反射元件350反射后入射至所述第一匀光器件380。另外由于所述第三光在所述第一匀光器件380入口面处形成的光斑的面积大于所述第一匀光器件380的入口面的面积,使得经由所述第一反射元件250反射的第三光中也仅有部分能够进入所述第一匀光器件380,从而进一步提高了光源基色的色纯度以及色域。
[0060]
可以理解的是,在其他实施方式中,可仅以实施例二中的波长转换装置260替代实施例一中的波长转换装置160,或仅以实施例二中的第二反射元件247替代实施例一中的第二反射元件147,或以实施例三中的波长转换装置360替代实施例二中的波长转换装置260等,换句话说,在不冲突的情况下,本领域技术人员可针对各个实施例中的不同特征进行互换组合,以得到新的实施例。
[0061]
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。

权利要求书

[权利要求 1]
一种光源系统,其特征在于,包括: 激发光源,用于产生激发光; 波长转换装置,包括转换区与非转换区,所述转换区用于将所述激发光进行波长转换并沿第一光路出射第一光,所述非转换区用于将所述激发光进行散射并沿第二光路出射第二光,所述转换区还用于将未被转换的激发光沿第三光路出射第三光; 调整装置,用于引导第一光、第二光与第三光,并将所述第一光、第二光、第三光分别调整为第一发散角、第二发散角、第三发散角出射;及 第一反射元件,用于引导所述第二光与部分第三光入射至所述调整装置。
[权利要求 2]
如权利要求1所述的光源系统,其特征在于:所述调整装置包括曲率相互配合的收集透镜组、第一会聚透镜及第二会聚透镜,所述第一光、第二光、第三光分别依次经过所述收集透镜组、所述第一会聚透镜及所述第二会聚透镜后以相应的发散角从所述第二会聚透镜出射。
[权利要求 3]
如权利要求2所述的光源系统,其特征在于:所述调整装置还包括合光元件以及第二反射元件,所述合光元件用于透射所述第二光与第三光并反射所述第一光,所述第二反射元件用于将由所述第一会聚透镜出射的第一光、第二光与第三光反射至所述第二会聚透镜。
[权利要求 4]
如权利要求3所述的光源系统,其特征在于:所述收集透镜组邻近所述波长转换装置设置,所述收集透镜组包括若干光轴同线的透镜,所述激发光源出射的激发光经所述合光元件平行且偏离所述光轴入射至所述收集透镜组,经过所述收集透镜组的会聚后,以 预设倾斜角度照射至所述波长转换装置,所述波长转换装置的入射激发光光路与出射第二光光路不重叠。
[权利要求 5]
如权利要求3所述的光源系统,其特征在于:所述第一反射元件为反射式凸透镜、反射式散射片或单复眼,所述第二反射元件为平面反射镜或反射式凸透镜。
[权利要求 6]
如权利要求3所述的光源系统,其特征在于:所述收集透镜组与所述激发光源共轴设置,所述激发光源包括发光体以及第三会聚透镜,所述发光体用于产生激发光,所述第三会聚透镜用于将所述发光体发出的激发光会聚至所述合光元件,所述合光元件位于所述第三会聚透镜的焦点处。
[权利要求 7]
如权利要求1所述的光源系统,其特征在于:所述非转换区的上表面与所述转换区的上表面相平齐,所述第三发散角等于所述第二发散角。
[权利要求 8]
如权利要求1所述的光源系统,其特征在于:所述非转换区的上表面低于所述转换区的上表面预设距离,所述第一反射元件位于由所述非转换区出射的第二光的孔径光阑处。
[权利要求 9]
如权利要求8所述的光源系统,其特征在于:所述波长转换装置上形成有缺口部,所述非转换区容置于所述缺口部中。
[权利要求 10]
如权利要求1所述的光源系统,其特征在于:所述非转换区的上表面相对所述转换区的上表面倾斜设置,所述第一反射元件位于由所述非转换区出射的第二光的孔径光阑处。
[权利要求 11]
如权利要求1所述的光源系统,其特征在于:所述光源系统还包括第一匀光器件,以相应发散角出射的第一光、第二光以及第三光经所述第一匀光器件匀光后出射。
[权利要求 12]
如权利要求11所述的光源系统,其特征在于:所述第一光、第二光以及第三光均在所述第一匀光器件的入口面处聚焦且完全 充满所述第一匀光器件;或者所述第一光在所述第一匀光器件的入口面处聚焦且充满所述第一匀光器件,所述第二光以及第三光在所述第一匀光器件的入口前端聚焦,且所述第二光在所述第一匀光器件的入口面处形成的光斑面积与所述入口面的面积相等,所述第三光在所述第一匀光器件的入口面处形成的光斑面积大于所述入口面的面积。
[权利要求 13]
一种投影装置,其包括权利要求1-12中任一项所述的光源系统。

附图

[ 图 0001]  
[ 图 0002]  
[ 图 0003]  
[ 图 0004]  
[ 图 0005]  
[ 图 0006]  
[ 图 0007]