發(fā)光裝置及相關(guān)光源系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開了一種發(fā)光裝置及相關(guān)光源系統(tǒng)，該發(fā)光裝置包括激光光源，包括第一激光陣列和第二激光陣列，分別用于產(chǎn)生波長范圍不同的第一光和第二光；光收集系統(tǒng)，用于對(duì)來自所述激光光源陣列所發(fā)光進(jìn)行收集，使得經(jīng)收集后的第二光的發(fā)散角度與第一光的發(fā)散角度的比值小于或等于預(yù)定值，其中該預(yù)定值為0.7。本發(fā)明能提供一種產(chǎn)生具有不同光學(xué)擴(kuò)展量的兩種光束的發(fā)光裝置。
【專利說明】發(fā)光裝置及相關(guān)光源系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及照明及顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種發(fā)光裝置及相關(guān)光源系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 利用藍(lán)光激發(fā)黃光突光粉以產(chǎn)生黃光，再將該黃光與未被吸收的藍(lán)光混合而成 白光，是現(xiàn)有技術(shù)的投影顯示等領(lǐng)域中常用的白光光源方案。在該種光源方案中，由于 445nm的藍(lán)色激光激發(fā)熒光粉的效率較高，因此常采用445nm的藍(lán)光激光作為激發(fā)光源。但 是445nm的藍(lán)光的顏色偏紫，不適合直接用于直接投影顯示。因此，一種改進(jìn)方案為采用 445nm的藍(lán)光激光來激發(fā)黃光熒光粉以產(chǎn)生黃色受激光，再采用462nm的藍(lán)光激光來和該 黃色受激光進(jìn)行合光以產(chǎn)生白光。
[0003] 如圖1所不，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種光源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不意圖。光源系統(tǒng)包括第一 發(fā)光裝置10、第二發(fā)光裝置20、波長轉(zhuǎn)換裝置30和光收集系統(tǒng)40。第一發(fā)光裝置10包括 第一激光陣列101和匯聚透鏡102。第一激光陣列101包括多個(gè)激光元件，用于產(chǎn)生445nm 的藍(lán)色激光。第一激光陣列101所發(fā)光經(jīng)匯聚透鏡102收集后出射。第二發(fā)光裝置2包括 第二激光陣列201和匯聚透鏡202。該第二激光陣列201所發(fā)光經(jīng)匯聚透鏡202收集后出 射。
[0004] 光收集系統(tǒng)40包括濾光片401和收集透鏡402,其中該濾光片401用于透射藍(lán)光 并反射黃光。第一發(fā)光裝置10和第二發(fā)光裝置20所發(fā)光分別從該濾光片401的兩側(cè)入射， 其中第一發(fā)光裝置10所發(fā)光依次透射濾光片401和收集透鏡402后至波長轉(zhuǎn)換裝置30。 波長轉(zhuǎn)換裝置30包括波長轉(zhuǎn)換層，該波長轉(zhuǎn)換層包括黃色熒光粉，用于吸收來自第一發(fā)光 裝置10的藍(lán)色激光并產(chǎn)生黃色受激光。該黃色受激光經(jīng)收集透鏡402收集后入射至濾光 片401，并被濾光片401反射至和經(jīng)濾光片401透射的第二發(fā)光裝置20所發(fā)光合為一束光 出射。
[0005] 由于激光呈高斯分布，受激光呈朗伯分布，為使第二發(fā)光裝置20所發(fā)光和黃色受 激光合光均勻，因此第二發(fā)光裝置20還包括勻光棒203,位于匯聚透鏡202的出射光路上， 用于對(duì)經(jīng)匯聚透鏡202出射的藍(lán)光激光進(jìn)行勻光。同時(shí)，為使第一發(fā)光裝置10所發(fā)光在波 長轉(zhuǎn)換裝置30上形成的光斑的光功率密度均勻，提高激發(fā)效率，第一發(fā)光裝置10還包括勻 光棒103,位于匯聚透鏡102的出射后光路上，用于對(duì)經(jīng)匯聚透鏡102出射的藍(lán)光激光進(jìn)行 勻光。
[0006] 但由于該光源系統(tǒng)中包括的光學(xué)元件較多，導(dǎo)致光源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)很龐大。一種解 決方案為將第一激光陣列和第二激光陣列合為同一激光陣列，并采用一個(gè)匯聚透鏡以及勻 光棒來對(duì)該激光陣列進(jìn)行收集和勻光。但是，在后續(xù)的光路中若采用波長分光的方法將 445nm的藍(lán)光和462nm的藍(lán)光進(jìn)行分光，由于該兩中藍(lán)光的波長距離較近，這對(duì)濾光片的濾 光曲線的陡度要求很高，導(dǎo)致成本增加。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種產(chǎn)生具有不同光學(xué)擴(kuò)展量的兩種光束的 發(fā)光裝置。
[0008] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種發(fā)光裝置，包括：
[0009] 激光光源，包括第一激光陣列和第二激光陣列，分別用于產(chǎn)生波長范圍不同的第 一光和第二光；
[0010] 光收集系統(tǒng)，用于對(duì)來自所述激光光源陣列所發(fā)光進(jìn)行收集，使得經(jīng)收集后的第 二光的發(fā)散角度與第一光的發(fā)散角度的比值小于或等于預(yù)定值，其中該預(yù)定值為〇. 7。 [0011] 優(yōu)選地，所述光收集系統(tǒng)包括收集裝置和準(zhǔn)直透鏡，其中收集裝置包括至少一匯 聚透鏡，用于對(duì)來自激光光源的光束進(jìn)行匯聚，該準(zhǔn)直透鏡用于對(duì)來自該收集裝置的光束 進(jìn)行準(zhǔn)直；
[0012] 所述收集裝置包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，該第一區(qū)域?yàn)榈谝还馑?jīng)過的區(qū)域，第 二區(qū)域?yàn)榈诙馑?jīng)過的區(qū)域；其中第一區(qū)域的組合焦距大于第二區(qū)域的組合焦距，且所 述激光光源的出射中，第一光的發(fā)散角大于第二光的發(fā)散角，使得經(jīng)所述光收集系統(tǒng)收集 后的第二光的發(fā)散角度與第一光的發(fā)散角度的比值小于或等于所述預(yù)定值。
[0013] 優(yōu)選地，所述激光光源的出射光中，第一光和第二光的發(fā)散角相同；
[0014] 所述光收集系統(tǒng)包括收集裝置和準(zhǔn)直透鏡，其中收集裝置包括至少一匯聚透鏡， 用于對(duì)來自激光光源的光束進(jìn)行匯聚，該準(zhǔn)直透鏡用于對(duì)來自該收集裝置的光束進(jìn)行準(zhǔn) 直；
[0015] 所述收集裝置包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，該第一區(qū)域?yàn)榈谝还馑?jīng)過的區(qū)域，第 二區(qū)域?yàn)榈诙馑?jīng)過的區(qū)域，其中第二區(qū)域的組合焦距與第一區(qū)域的組合焦距的比值小 于或等于所述預(yù)定值。
[0016] 優(yōu)選地，所述收集裝置的第一區(qū)域包括第一收集透鏡，位于所述激光光源的出射 光路上，其中部分第一收集透鏡用于對(duì)第一光進(jìn)行匯聚；所述收集透鏡的第二區(qū)域包括第 二收集透鏡，位于經(jīng)過第一收集透鏡的第二光的出射光路上，用于對(duì)該第二光進(jìn)行匯聚。
[0017] 優(yōu)選地，所述收集裝置包括匯聚透鏡和具有通孔的反射罩，該匯聚透鏡包括面對(duì) 所述激光光源的第一面和與第一面相對(duì)的第二面，其中第二面上設(shè)有透射第二光并反射第 一光的濾光膜；該反射罩位于所述激光光源的出射光路上，其反射面面向該匯聚透鏡的第 二面；
[0018] 來自所述激光光源的第一光直接入射至所述反射罩，并被反射至所述匯聚透鏡的 第一面上，并再次被反射至所述準(zhǔn)直透鏡；
[0019] 來自所述激光光源的第二光直接入射至所述匯聚透鏡，并被收集至所述準(zhǔn)直透 鏡；
[0020] 所述準(zhǔn)直透鏡的出射光從該反射罩的通孔出射。
[0021] 優(yōu)選地，所述發(fā)光裝置包括勻光棒，所述收集透鏡包括第一匯聚透鏡和第二匯聚 透鏡，第二匯聚透鏡位于第一匯聚透鏡和第一匯聚透鏡的焦點(diǎn)之間，第二匯聚透鏡包括面 向第一匯聚透鏡的第一面和與第一面相對(duì)的第二面，其中第二面上設(shè)有透射第二光并反射 第一光的濾光膜；
[0022] 第一激光陣列設(shè)于第一匯聚透鏡背向第二匯聚透鏡的一側(cè)，第二激光陣列設(shè)有第 二匯聚透鏡背向第一匯聚透鏡的一側(cè)，且第一激光陣列和第一匯聚透鏡分別對(duì)應(yīng)所述準(zhǔn)直 透鏡的光軸處均設(shè)有通孔，該勻光棒位于所述準(zhǔn)直透鏡的出射光路上，并依次穿過第一匯 聚透鏡和第一激光陣列的通孔；
[0023] 來自第一激光陣列的第一光經(jīng)第一匯聚透鏡收集至第二匯聚透鏡的第一面上，并 被反射至所述準(zhǔn)直透鏡，然后入射至所述勻光棒；
[0024] 來自第二激光陣列的第二光經(jīng)第二匯聚透鏡收集至所述準(zhǔn)直透鏡，經(jīng)準(zhǔn)直后入射 至所述勻光棒。
[0025] 優(yōu)選地，所述激光光源的出射光中第一光和第二光分別經(jīng)過的所述光收集系統(tǒng)的 不同區(qū)域具有相同的焦距；
[0026] 所述激光光源出射的光束中，第二光的發(fā)散角度與第一光的發(fā)散角度的比值小于 或等于所述預(yù)定值。
[0027] 優(yōu)選地，所述激光光源還包括第一準(zhǔn)直透鏡陣列和第二準(zhǔn)直透鏡陣列，其中第一、 二準(zhǔn)直透鏡陣列中各準(zhǔn)直透鏡分別與第一、二激光陣列中各激光光源一一對(duì)應(yīng)，用于對(duì)與 其對(duì)應(yīng)的激光光源所發(fā)光進(jìn)行準(zhǔn)直；
[0028] 第二準(zhǔn)直透鏡陣列中各準(zhǔn)直透鏡的焦距大于第一準(zhǔn)直透鏡陣列中各準(zhǔn)直透鏡的 焦距，使得經(jīng)準(zhǔn)直后的第二光的發(fā)散角度與經(jīng)準(zhǔn)直后的第一光的發(fā)散角度的比值小于或等 于所述預(yù)定值；或者，
[0029] 第一激光陣列中各激光元件和與其對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直透鏡的離焦程度大于第二激光陣 列中各激光元件和與其對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直透鏡的離焦程度，使得經(jīng)準(zhǔn)直后的第二光的發(fā)散角度與 經(jīng)準(zhǔn)直后的第一光的發(fā)散角度的比值小于或等于所述預(yù)定值；或者，
[0030] 第一激光陣列中各激光元件所發(fā)光的發(fā)散角大于第二激光陣列中各激光元件所 發(fā)光的發(fā)散角，使得經(jīng)準(zhǔn)直后的第二光的發(fā)散角度與經(jīng)準(zhǔn)直后的第一光的發(fā)散角度的比值 小于或等于所述預(yù)定值。
[0031] 優(yōu)選地，第一光在所述激光光源內(nèi)的傳播路徑上設(shè)有散光片或者復(fù)眼透鏡對(duì)，且 該散光片或者復(fù)眼透鏡對(duì)避開第二光的傳播路徑。
[0032] 優(yōu)選地，所述發(fā)光裝置包括勻光棒，用于對(duì)來自所述光收集系統(tǒng)的光束進(jìn)行勻光， 其中該勻光棒在沿垂直于該勻光棒的走向上的任意一個(gè)截面均一致；
[0033] 所述激光光源包括發(fā)光區(qū)域和非發(fā)光區(qū)域，其中第一、二激光陣列均位于該發(fā)光 區(qū)域上；
[0034] 所述光收集系統(tǒng)包括反射聚光裝置和準(zhǔn)直透鏡，該反射聚光裝置包括聚光區(qū)域和 非聚光區(qū)域，該聚光區(qū)域?qū)碜运黾す夤庠吹某錾涔饩劢共⒎瓷渲猎摐?zhǔn)直透鏡，該準(zhǔn)直 透鏡用于將來自該反射聚光裝置的光束準(zhǔn)直并出射至該勻光棒；
[0035] 所述激光光源的非發(fā)光區(qū)域以及非聚光區(qū)域位于平行于所述激光光源出射光光 軸的同一直線上，且所述勻光棒經(jīng)過所述非發(fā)光區(qū)域和/或所述非聚光區(qū)域。
[0036] 優(yōu)選地，所述反射聚光裝置包括具有通孔的匯聚透鏡和反射元件，所述匯聚透鏡 的通孔為非聚光區(qū)域，所述匯聚透鏡除通孔以外的其他區(qū)域和該反射元件為所述聚光區(qū) 域；
[0037] 所述匯聚透鏡除通孔以外的其他區(qū)域用于對(duì)所述激光光源的出射光進(jìn)行匯聚，該 反射元件用于將來自所述匯聚透鏡的光束反射至所述準(zhǔn)直透鏡；
[0038] 所述勻光棒經(jīng)過所述匯聚透鏡的通孔和所述激光光源的非發(fā)光區(qū)域。
[0039] 優(yōu)選地，所述反射聚光裝置為反射罩，該反射罩的中間區(qū)域?yàn)榉蔷酃鈪^(qū)域，該中間 區(qū)域以外的區(qū)域?yàn)榫酃鈪^(qū)域，所述勻光棒經(jīng)過所述激光光源的非發(fā)光區(qū)域。
[0040] 優(yōu)選地，所述反射聚光裝置包括反射元件和具有通孔的反射罩，該反射罩的通孔 為非聚光區(qū)域，該反射罩除通孔以外的其他區(qū)域和該反射元件為聚光區(qū)域；
[0041] 所述勻光棒經(jīng)過所述反射罩的通孔。
[0042] 優(yōu)選地，第三反射元件固定在所述激光光源的非發(fā)光區(qū)域。
[0043] 優(yōu)選地，所述發(fā)光裝置還包括勻光棒，用于對(duì)來自所述光收集系統(tǒng)的光束進(jìn)行勻 光，其中該勻光棒在沿垂直于該勻光棒的走向上的任意一個(gè)截面均一致。
[0044] 優(yōu)選地，所述預(yù)定值為0· 3。
[0045] 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種光源系統(tǒng)，包括：
[0046] 上述發(fā)光裝置；
[0047] 波長轉(zhuǎn)換裝置，包括用于吸收來自所述發(fā)光裝置的第一光以產(chǎn)生受激光的波長轉(zhuǎn) 換層；該波長轉(zhuǎn)換層的一側(cè)接收所述激發(fā)光和第一光，并于同一側(cè)出射至少部分第一光，以 及至少部分受激光或者受激光和未被吸收的激發(fā)光的至少部分混合光；
[0048] 散射裝置，包括用于對(duì)來自所述發(fā)光裝置的第二光進(jìn)行散射的散射層；該散射層 的一側(cè)接收第二光，并于同一側(cè)出射至少部分第二光；
[0049] 導(dǎo)光裝置，包括第一區(qū)域，來自所述發(fā)光裝置的第二光和第一光從第一光通道入 射至該導(dǎo)光裝置，其中至少部分第二光入射第一區(qū)域，至少部分第一光入射該導(dǎo)光裝置除 第一區(qū)域以外的其他區(qū)域；入射于該導(dǎo)光裝置除第一區(qū)域以外的其他區(qū)域的光被引導(dǎo)至所 述波長轉(zhuǎn)換裝置，入射于該導(dǎo)光裝置的第一區(qū)域的光被引導(dǎo)至所述散射裝置；該導(dǎo)光裝置 除第一區(qū)域以外的區(qū)域還用于將來自所述波長轉(zhuǎn)換裝置的受激光和來自所述散射裝置的 第二光引導(dǎo)至第二光通道出射。
[0050] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明包括如下有益效果：
[0051] 本發(fā)明中，由于發(fā)光裝置中的光收集系統(tǒng)出射的第一光與第二光的發(fā)散角度的比 值小于等于〇. 7,該兩束光的光學(xué)擴(kuò)展量差異較大，因此能夠在發(fā)光裝置的后續(xù)光路上利用 該兩束光束的光學(xué)擴(kuò)展量的差異來對(duì)該兩束光進(jìn)行分光。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0052] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種光源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053] 圖2A是本發(fā)明的光源系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054] 圖2B為圖2A所示光源系統(tǒng)中第一收集透鏡的右視圖；
[0055] 圖3為圖2A所示光源系統(tǒng)中發(fā)光裝置的又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0056] 圖4A為本發(fā)明的發(fā)光裝置的又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0057] 圖4B為本發(fā)明的發(fā)光裝置的又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0058] 圖5為本發(fā)明的發(fā)光裝置的又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0059] 圖6為本發(fā)明的發(fā)光裝置的又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0060] 圖7為本發(fā)明的發(fā)光裝置的又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0061] 圖8為本發(fā)明的發(fā)光裝置的又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0062] 圖9為本發(fā)明的發(fā)光裝置的又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0063] 為描述清楚，下文中所描述的"組合焦距"指的是各光學(xué)元件組成的光學(xué)系統(tǒng)的等 效焦距。
[0064] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0065] 實(shí)施例一
[0066] 請(qǐng)參閱圖2A，圖2A是本發(fā)明的光源系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。光源系統(tǒng)包 括發(fā)光裝置1、導(dǎo)光裝置2、散射裝置3和波長轉(zhuǎn)換裝置4。
[0067] 發(fā)光裝置1包括激光光源11、光收集系統(tǒng)12和勻光棒13。激光光源11包括發(fā)光 方向一致的第一激光陣列111和第二激光陣列112,分別用于產(chǎn)生波長范圍不同的第一光 和第二光。本實(shí)施中，第一光為波長位于范圍440nm至460nm內(nèi)的藍(lán)色激光，第二光為波長 位于范圍460nm至480nm的藍(lán)色激光。第一激光陣列111和第二激光陣列112位于同一平 面上排布，其中第一激光陣列111環(huán)繞第二激光陣列112,且該兩個(gè)激光陣列中各激光元件 所發(fā)光的發(fā)散角一致。當(dāng)然，在實(shí)際運(yùn)用中，第一、二激光陣列也可以不是位于同一平面上 排布。
[0068] 由于激光元件所發(fā)光是具有一定發(fā)散角的，因此，激光光源11還包括第一準(zhǔn)直透 鏡陣列113和第二準(zhǔn)直透鏡陣列114,其中第一、二準(zhǔn)直透鏡陣列中各準(zhǔn)直透鏡分別與第 一、二激光陣列中各激光光源一一對(duì)應(yīng)，用于對(duì)與其對(duì)應(yīng)的激光光源所發(fā)光進(jìn)行準(zhǔn)直。在實(shí) 際運(yùn)用中，經(jīng)準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直的激光光束并不是嚴(yán)格的平行光束，而是具有一定發(fā)散角的光 束，當(dāng)然，該發(fā)散角要小于激光元件所發(fā)光的發(fā)散角。但是當(dāng)對(duì)光斑的亮度要求不是特別高 的時(shí)候可以不設(shè)置準(zhǔn)直透鏡陣列。
[0069] 光收集系統(tǒng)12包括收集裝置和準(zhǔn)直透鏡123,其中該收集裝置包括第一區(qū)域和第 二區(qū)域，該第一區(qū)域?yàn)榈谝还馑?jīng)過的區(qū)域，第二區(qū)域?yàn)榈诙馑?jīng)過的區(qū)域。
[0070] 本實(shí)施中，收集裝置包括第一收集透鏡121和第二收集透鏡122,分別為第一區(qū)域 和第二區(qū)域。該兩個(gè)透鏡均為凸透鏡。如圖2B所示，圖2B為圖2A所示光源系統(tǒng)中第一收 集透鏡的右視圖。第一收集透鏡121位于激光光源11的出射光路上，且第一收集透鏡121 對(duì)應(yīng)第二光的傳播路徑處設(shè)有通孔121a，激光光源11所發(fā)光中第一光經(jīng)第一收集透鏡121 匯聚，而第二光直接穿過第一收集透鏡121上的通孔121a。第二收集透鏡122的焦距(記 為f2,也即第二區(qū)域的組合焦距）小于第一收集透鏡121的焦距（記為Π，也即第一區(qū)域的 組合焦距)。本實(shí)施中，f2/fl小于或等于0. 3。第二收集透鏡122位于穿過第一收集透鏡 121的第二光的傳播路徑上，用于對(duì)第二光進(jìn)行匯聚，且第一、二收集透鏡的焦點(diǎn)重合。
[0071] 準(zhǔn)直透鏡123位于第二收集透鏡122的出射光路上，用于對(duì)分別經(jīng)第一、二收集透 鏡匯聚的第一、二光進(jìn)行準(zhǔn)直，其中該準(zhǔn)直透鏡123的焦距記為f3。經(jīng)準(zhǔn)直透鏡123準(zhǔn)直的 光束入射至勻光棒13進(jìn)行勻光，其中該勻光棒13在沿垂直于該勻光棒13的走向上的任意 一個(gè)截面均一致。
[0072] 激光光源11的出射光由多個(gè)小光束組成，其中每個(gè)小光束為一個(gè)激光元件所發(fā) 光，各小光束相互平行，每個(gè)小光束內(nèi)部具有一定的發(fā)散角。該出射光中第一光和第二光 分別經(jīng)不同的收集透鏡和同一準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后，每個(gè)小光束的發(fā)光面被壓縮。根據(jù)光學(xué)擴(kuò) 展量守恒可知，每個(gè)小光束的發(fā)散角增大，而第一光中各小光束的發(fā)散角的增大倍數(shù)為Π/ f3,第二光中各小光束的發(fā)散角的增大倍數(shù)為f2/f3。由于第一光和第二光入射勻光棒13 時(shí)均為準(zhǔn)直光束，因此該兩束光各自的發(fā)散角分別等于該兩束光內(nèi)的小光束的發(fā)散角。本 實(shí)施例中，由于f2/fl小于或等于0. 3,因此光收集系統(tǒng)12出射的光中第二光與第一光的發(fā) 散角的比值小于或等于0.3。
[0073] 由于勻光棒13在沿垂直于該勻光棒13的走向上的任意一個(gè)截面均一致，光束經(jīng) 勻光棒13勻光后只有面分布改變，角分布并未改變，因此第二光與第一光經(jīng)勻光棒13勻光 后的發(fā)散角的比值仍小于或等于0.3。而該兩束光的發(fā)散角的差異如此大，使得后續(xù)光路上 可以利用該兩束光的光學(xué)擴(kuò)展量的差異來對(duì)該兩束光進(jìn)行分光。
[0074] 經(jīng)過光收集系統(tǒng)12中的第一、二收集透鏡后，各小光束只是向一點(diǎn)聚焦，各小光 束組成的大光束的發(fā)散角很大，而各小光束內(nèi)部的發(fā)散角依然很小。若第一、二收集透鏡所 出射光直接入射至勻光棒13內(nèi)進(jìn)行勻光，各小光束在勻光棒13內(nèi)多次反射后出射時(shí)的內(nèi) 部發(fā)散角依然很小，而各小光束組合成的大光束的發(fā)散角依然很大。這樣，勻光棒13的出 光口所在面上形成的光斑依然是多個(gè)相互獨(dú)立的小光斑，而不是一個(gè)均勻的完整大光斑。 而且該大光束的發(fā)散角較大，不利于后續(xù)的收集。
[0075] 因此，光收集系統(tǒng)12中優(yōu)選還包括準(zhǔn)直透鏡123。第一、二收集透鏡的出射光經(jīng)準(zhǔn) 直透鏡123準(zhǔn)直后，不同的小光束之間變準(zhǔn)直了，而小光束內(nèi)的發(fā)散角反而會(huì)變大。這樣， 經(jīng)勻光棒13勻光后的大光束的發(fā)散角較小，而該大光束中各小光束的發(fā)散角較大，使得勻 光棒13的出光口所在面上形成的光斑是個(gè)照度均勻的完整大光斑。而勻光棒13出射的第 一光和第二光的發(fā)散角相比沒有準(zhǔn)直透鏡123時(shí)更小，進(jìn)而有利于后續(xù)光路上的利用。
[0076] 導(dǎo)光裝置2包括第一濾光片21與第一反射兀件22,其中第一濾光片21用于透射 第一光和第二光并反射受激光，第一反射元件22用于反射第二光。本實(shí)施例中，第一反射 元件22具體為小濾光片，用于透射第一光并反射第二光。第一反射元件22設(shè)在導(dǎo)光裝置 2的第一區(qū)域上，本實(shí)施例中，該第一區(qū)域?yàn)榈谝粸V光片21的中心區(qū)域上。
[0077] 勻光棒13的出射光從第一光通道入射至導(dǎo)光裝置2。為了方便和提高該兩束光在 后續(xù)光路上的利用率，勻光棒13的出射光路上優(yōu)選還設(shè)有準(zhǔn)直透鏡14,用于對(duì)勻光棒13的 出射光進(jìn)行準(zhǔn)直。由于第一光和第二光從勻光棒13出射時(shí)，該兩束光的發(fā)光面均等于勻光 棒13的出光口的面積，且第二光的發(fā)散角與第一光的發(fā)散角的比值小于或等于0.3,因此， 勻光棒13的出射光經(jīng)準(zhǔn)直透鏡14準(zhǔn)直后的準(zhǔn)直光束中，該準(zhǔn)直光束沿垂直于其光軸的任 意一個(gè)截面上，第一光和第二光形成的光斑均以該光軸為中心，且第二光形成的光斑的口 徑小于第一光形成的光斑的口徑。當(dāng)勻光棒13的出射光中第二光與第一光的發(fā)散角的比 值越小，第二光形成的光斑相對(duì)第一光形成的光斑也就越小。
[0078] 經(jīng)準(zhǔn)直透鏡14準(zhǔn)直的光束入射至導(dǎo)光裝置4,其中該準(zhǔn)直光束的中間部分光束 (包括第一光和第二光）入射至第一濾光片21的中間區(qū)域上，也即入射至第一反射元件22 上，并被反射至散射裝置3 ;而其余光束(也即第一光）入射至第一濾光片21上除第一反射 元件22以外的其他區(qū)域上，被透射至波長轉(zhuǎn)換裝置4。容易看出，當(dāng)勻光棒13的出射光中 第二光與第一光的發(fā)散角的比值越小時(shí)，第一反射元件22相比第一濾光片21的面積就可 以越小。
[0079] 在實(shí)際運(yùn)用中，第一反射元件22也可以為反射鏡或者偏振片，只要能夠?qū)⒌诙?反射至散射裝置3即可。可在第一濾光片21的第一位置上設(shè)有一通孔，然后將第一反射元 件22固定于該通孔內(nèi)。為加工方便，優(yōu)選直接將第一反射元件22層疊固定在第一濾光片 21的第一區(qū)域上。第一反射兀件22可以固定于第一濾光片21背向或者面向激光光源11 的一側(cè)，優(yōu)選為后者，這樣可以避免第二光在經(jīng)第一反射元件22反射前后都需經(jīng)過第一濾 光片21而造成的光損失。
[0080] 散射裝置3包括層疊設(shè)置的散射層31和反射基底32。散射層31包括相對(duì)的第一 表面和第二表面，其中第二表面與反射基底32相接觸，第一表面用于接收來自導(dǎo)光裝置2 的光束并于同一側(cè)出射經(jīng)散射裝置3散射后的光束。當(dāng)然，在散射層31足夠厚的情況下， 不需要反射基底32也可以使得大部分光束從第一表面出射。
[0081] 波長轉(zhuǎn)換裝置4包括層疊設(shè)置的波長轉(zhuǎn)換層41和反射基底42。波長轉(zhuǎn)換層41包 括相對(duì)的第一表面和第二表面，其中第一表面背向反射基底42,用于接收第一光。波長轉(zhuǎn)換 層41設(shè)有波長轉(zhuǎn)換材料，用于吸收來自導(dǎo)光裝置2的第一光并從第一表面出射受激光或者 受激光和未被吸收的激發(fā)光的混合光。當(dāng)然，在波長轉(zhuǎn)換層41足夠厚的情況下，不需要反 射基底42也可以使得大部分受激光或者受激光和未被吸收的激發(fā)光的混合光從第一表面 出射。本實(shí)施例中，波長轉(zhuǎn)換材料具體為黃光波長轉(zhuǎn)換材料，用于接收激發(fā)光并將其轉(zhuǎn)化為 黃色受激光出射，其中該受激光呈朗伯分布。在實(shí)際運(yùn)用中，波長轉(zhuǎn)換材料可以是熒光粉、 量子點(diǎn)或熒光染料等具有波長轉(zhuǎn)換能力的材料；該波長轉(zhuǎn)換材料也可以是其他顏色的波長 轉(zhuǎn)換材料。
[0082] 散射裝置3和波長轉(zhuǎn)換裝置4出射的光分別經(jīng)收集透鏡23和24收集后分別從導(dǎo) 光裝置2的兩側(cè)入射，其中受激光被第一濾光片21反射從第二光通道出射，未被波長轉(zhuǎn)換 裝置4吸收的第一光則透射第一濾光片21而損失掉。散射裝置3出射的經(jīng)散射的光束中， 入射于第一反射元件22上的光被反射而損失掉，入射于第一濾光片21上除第一反射元件 22以外的其他區(qū)域上的光束透射導(dǎo)光裝置4并和受激光合為一束合光從第二光通道出射。 為使散射裝置3出射的光束中被第一反射元件22反射而損失掉的光盡量小，第一反射元件 22的面積優(yōu)選小于第一濾光片21的面積的10%。
[0083] 本實(shí)施例中，勻光棒13出射的光中第一光和第二光的光學(xué)擴(kuò)展量的差異較大，因 此導(dǎo)光裝置4可以利用該兩者的光學(xué)擴(kuò)展量的差異來進(jìn)行分光，這樣，導(dǎo)光裝置4上的第一 反射元件22相對(duì)第一濾光片21很小，進(jìn)而可以利用經(jīng)散射裝置散射前的第二光和散射后 的第二光的光學(xué)擴(kuò)展量的差異來將該兩束光的光路區(qū)分開來。同時(shí)，導(dǎo)光裝置4還利用第 二光和受激光的波長不同來對(duì)該兩束光進(jìn)行合光，使得整個(gè)光源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)緊湊，體積較 小。
[0084] 本實(shí)施例中，為使散射裝置3的出射光在入射導(dǎo)光裝置2時(shí)被第一反射元件22反 射而損失掉的光束盡量小，第一反射兀件22的面積優(yōu)選盡量小。這樣，為保證勻光棒13的 出射光中第二光能夠全部入射于第二反射元件22,該出射光中第二光和第一光的發(fā)散角的 比例優(yōu)選小于或等于〇. 3。然而，在實(shí)際運(yùn)用中，在對(duì)激發(fā)光的激發(fā)效率要求不是很高的場(chǎng) 合中，部分第二光也可以入射至第一濾光片21上除第一反射元件22以外的其他區(qū)域上并 透射至波長轉(zhuǎn)換裝置4用于激發(fā)波長轉(zhuǎn)換材料。在這種情況下，從勻光棒13出射的第二光 和第一光的發(fā)散角的比值也可以不用控制在很小范圍內(nèi)，該比值也可以大于〇. 3。為能實(shí)現(xiàn) 利用該兩束光的光學(xué)擴(kuò)展量的差異來進(jìn)行分光，從勻光棒13出射時(shí)第二光和第一光的發(fā) 散角的比值小于或等于0.7。
[0085] 本實(shí)施例中，第一光和第二光先經(jīng)過勻光棒的勻光再分別入射到波長轉(zhuǎn)換裝置和 散射裝置，這使得第一光在波長轉(zhuǎn)換層上形成的光斑更加均勻，提高了第一光的激發(fā)效率， 而第二光則經(jīng)勻光棒進(jìn)行消相干和勻光，使得散射裝置對(duì)其進(jìn)行散射的效果更好。然而，在 對(duì)發(fā)光裝置出射后的第一光和第二光的均勻度要求不是很高的場(chǎng)合中，也可以省略掉勻光 棒13,那么，發(fā)光裝置1中經(jīng)準(zhǔn)直透鏡123出射的光束直接入射至導(dǎo)光裝置2上。
[0086] 或者，發(fā)光裝置中的勻光棒也可以替換為復(fù)眼透鏡對(duì)。同時(shí)，為使光束經(jīng)該復(fù)眼透 鏡對(duì)勻光后出射時(shí)第一光和第二光的光學(xué)擴(kuò)展量差異較大，激光光源11中第二激光陣列 的發(fā)光面積與第一激光陣列的發(fā)光面積的比值小于或等于0. 3,以使得第二光和第一光分 別在該復(fù)眼透鏡對(duì)上形成的光斑面積的比值小于或等于〇. 3,進(jìn)而該復(fù)眼透鏡對(duì)分別出射 該第二光和第一光的出射光斑面積的比值小于或等于〇. 3。由于該復(fù)眼透鏡對(duì)出射的第一 光和第二光的發(fā)散角一致，但發(fā)光面差異較大，因此也可以利用該兩束光的光學(xué)擴(kuò)展量的 差異來對(duì)該兩束光進(jìn)行分光。
[0087] 本實(shí)施例中，光收集系統(tǒng)12中的準(zhǔn)直透鏡123也可以是凹透鏡。準(zhǔn)直透鏡123采 用凸透鏡時(shí)，光收集系統(tǒng)12中第一收集透鏡121和準(zhǔn)直透鏡123之間的距離為這兩個(gè)透鏡 的焦距之和。而準(zhǔn)直透鏡123采用凹透鏡時(shí)，第一收集透鏡121和準(zhǔn)直透鏡123之間的距 離為這兩個(gè)透鏡的焦距之差，因此能夠使得光收集系統(tǒng)12中光路更短。
[0088] 本實(shí)施例中，第一收集透鏡121上也可以不設(shè)有通孔。這樣，激光光源11所發(fā)光 中的第二光依次經(jīng)第一收集透鏡121和第二收集透鏡122收集后再經(jīng)準(zhǔn)直透鏡123進(jìn)行準(zhǔn) 直，也即光收集系統(tǒng)中的收集裝置的第二區(qū)域包括第一收集透鏡121和第二收集透鏡122。 那么第二光經(jīng)光收集系統(tǒng)12后發(fā)散角增大的倍數(shù)為第二區(qū)域的組合焦距與準(zhǔn)直透鏡123 的焦距的比值，也即第一收集透鏡121和第二收集透鏡122的組合焦距與準(zhǔn)直透鏡123的 焦距的比值。
[0089] 因此，可通過設(shè)計(jì)第一收集透鏡121和第二收集透鏡122各自的焦距以及組合焦 距來改變經(jīng)光收集系統(tǒng)12后的第二光與第一光的發(fā)散角比值。在第一收集透鏡121和第 二收集透鏡122的組合焦距大于第一收集透鏡121的焦距的情況下，激光光源11中則是第 二激光陣列環(huán)繞第一激光陣列，且第一激光陣列所發(fā)光依次經(jīng)第一收集透鏡和第二收集透 鏡匯聚，第二激光陣列所發(fā)光只經(jīng)過第一收集透鏡121。
[0090] 本實(shí)施例中，第一激光陣列111和第二激光陣列112的位置關(guān)系也可以不是前者 環(huán)繞后者，而是并列排布。如圖3所示，圖3為圖2A所示光源系統(tǒng)中發(fā)光裝置的又一實(shí)施 例的結(jié)構(gòu)示意圖。與圖2A所示實(shí)施例中的發(fā)光裝置不同的是，本實(shí)施例中，第一激光陣列 111和第二激光陣列113并列排布。光收集系統(tǒng)12中的第一收集透鏡124和第二收集透 鏡125分別位于第一激光陣列111和第二激光陣列112的出射光路上，用于將與其對(duì)應(yīng)的 激光陣列所發(fā)光匯聚至準(zhǔn)直透鏡123。
[0091] 本實(shí)施例中，第一收集透鏡124和第二收集透鏡125的焦點(diǎn)與準(zhǔn)直透鏡123的焦 點(diǎn)的位置均一樣。由上述描述可知，經(jīng)光收集系統(tǒng)12后的第二光和第一光的發(fā)散角的比值 等于第二收集透鏡125的焦距與第一收集透鏡124的焦距的比值，因此，本實(shí)施例中第二收 集透鏡與第一收集透鏡的焦距的比值仍為小于或等于〇. 7。
[0092] 在圖3所示的發(fā)光裝置中，光收集系統(tǒng)中的第一收集透鏡124和第二收集透鏡125 以及準(zhǔn)直透鏡123均共焦。在實(shí)際運(yùn)用中，第一和/或第二收集透鏡也可以不和準(zhǔn)直透鏡 共焦。由于收集透鏡和準(zhǔn)直透鏡離焦時(shí)會(huì)導(dǎo)致準(zhǔn)直透鏡出射的光束的發(fā)散角變大，因此，光 收集系統(tǒng)中的第一和第二收集透鏡也可以采用焦距一致的透鏡，其中第二收集透鏡125與 準(zhǔn)直透鏡123共焦，而第一收集透鏡124的焦點(diǎn)偏離準(zhǔn)直透鏡123的焦點(diǎn)，其中具體偏離的 程度決定于經(jīng)準(zhǔn)直透鏡123后的第一光的發(fā)散角的具體大小，只要保證經(jīng)準(zhǔn)直透鏡123后 第二光的發(fā)散角與第一光的發(fā)散角的比值小于或等于〇. 7即可?；蛘?，也可以同時(shí)結(jié)合第 一、二收集透鏡的焦距不同以及第一收集透鏡與準(zhǔn)直透鏡離焦來使得經(jīng)準(zhǔn)直透鏡后第二光 和第一光的發(fā)散角的差異變大。
[0093] 在一些場(chǎng)合中，第一激光陣列和第二激光陣列所需要的激光元件數(shù)量差異較大， 因此第一和第二收集透鏡的口徑的差異也較大，而第一收集透鏡和第二收集透鏡需共焦， 且該焦點(diǎn)位于第一、二收集透鏡之間的光軸上，這使得第一光在經(jīng)第一收集透鏡折射時(shí)偏 折角度很大，進(jìn)而光損失較大，而且第一激光陣列的數(shù)量較多時(shí)，第一收集透鏡的口徑相對(duì) 很大，進(jìn)而焦距很大，導(dǎo)致光路很長。針對(duì)這個(gè)問題，圖4A和圖4B所示實(shí)施例分別提供了 一種解決方案。
[0094] 如圖4A所示，圖4A為本發(fā)明的發(fā)光裝置的又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。發(fā)光裝置 包括激光光源11、光收集系統(tǒng)和勻光棒13。本實(shí)施例與圖3所不實(shí)施例的區(qū)別在于： [0095] 光收集系統(tǒng)包括收集裝置和準(zhǔn)直透鏡123。本實(shí)施例中，收集裝置包括反射罩126 和匯聚透鏡127。第一激光陣列111環(huán)繞第二激光陣列112排布。匯聚透鏡127位于激光 光源11所發(fā)光中第二光的出射光路上，并避開第一光的出射光路，用于對(duì)該第二光進(jìn)行匯 聚。匯聚透鏡127包括相對(duì)的第一面127a和第二面127b，其中第一面127a面向激光光源 11，且第二面127b上還鍍有透射第二光并反射第一光的濾光膜。準(zhǔn)直透鏡123位于該匯聚 透鏡127的出射光路上，用于對(duì)經(jīng)匯聚透鏡127出射的光束進(jìn)行準(zhǔn)直。
[0096] 反射罩126位于激光光源11的出射光路上，且位于面向匯聚透鏡127的第二面 127b-側(cè)。本實(shí)施例中，該反射罩126可以是錯(cuò)反射板，或者是鍍有反射膜的凹面鏡。反射 罩126的反射面面向激光光源11，對(duì)應(yīng)匯聚透鏡127的出射光軸處設(shè)有通孔126a。激光光 源11所發(fā)光中第一光直接入射至反射罩126,被反射并匯聚至匯聚透鏡127的第二面127b 上，然后被第二面127b反射至準(zhǔn)直透鏡123進(jìn)行準(zhǔn)直。勻光棒13位于準(zhǔn)直透鏡123的出 射光路上，并穿過反射罩126上的通孔126a，用于接收來自準(zhǔn)直透鏡123的準(zhǔn)直光束并進(jìn)行 勻光。
[0097] 從以上描述可知，第二光依次經(jīng)過收集裝置的第二區(qū)域(也即匯聚透鏡127的第 一面127a和第二面127b)和準(zhǔn)直透鏡123 ;第一光依次經(jīng)過收集裝置的第一區(qū)域(也即反 射罩126、匯聚透鏡127的第二面127b)和準(zhǔn)直透鏡123。其中，反射罩和匯聚透鏡127的 第二面127b的組合焦距為f5,匯聚透鏡127的焦距為f6,準(zhǔn)直透鏡123的焦距為f3,則第 一光的發(fā)散角經(jīng)光收集系統(tǒng)12后增大的倍數(shù)為f5/f3,第二光的發(fā)散角經(jīng)光收集系統(tǒng)12后 增大的倍數(shù)為f6/f3,為保證第二光和第一光在入射勻光棒13時(shí)的發(fā)散角比值小于或等于 0. 7,則f6/f5小于或等于0. 7。
[0098] 本實(shí)施例中，激光光源所發(fā)光中第一光由兩個(gè)反射面進(jìn)行收集，而第二光由一個(gè) 收集透鏡進(jìn)行收集，在激光光源的第一激光陣列和第二激光陣列的數(shù)量差異較大的情況 下，本實(shí)施例中能通過改變反射罩的焦距來調(diào)整該兩束光經(jīng)收集系統(tǒng)后的發(fā)散角的比值， 而且通過反射罩和收集透鏡的第二面的配合，第一光的聚焦過程被分成兩端光程，且這兩 段光程之間有重疊，使得光路變短進(jìn)而減小發(fā)光裝置的體積。
[0099] 當(dāng)然，在實(shí)際運(yùn)用中，勻光棒13并不一定穿過反射罩126上的通孔126a，這決定于 勻光棒13的長度以及反射罩126的焦距。優(yōu)選勻光棒13穿過反射罩126或者勻光棒13 的出光口位于反射罩126的通孔處，以使得反射罩126的通孔126a在較小的情況下勻光棒 13的出射光也不會(huì)被反射罩126阻擋。
[0100] 如圖4B所示，圖4B為本發(fā)明的發(fā)光裝置的又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。發(fā)光裝置 包括激光光源、光收集系統(tǒng)和勻光棒13。光收集系統(tǒng)包括收集裝置和準(zhǔn)直透鏡123。本實(shí) 施例與以上實(shí)施例的區(qū)別在于：
[0101] 本實(shí)施例中，激光光源中的第一激光陣列111和第二激光陣列112并不位于同一 平面上。收集裝置包括第一匯聚透鏡128和第二匯聚透鏡129。
[0102] 第一匯聚透鏡128具體為具有通孔128a的凸透鏡，通孔128a以外的非通孔區(qū)域 128b為聚光區(qū)域，該聚光區(qū)域128b可以對(duì)光束進(jìn)行聚焦，從而縮小激光光束截面積。第一 激光陣列111的出射光經(jīng)第一準(zhǔn)直透鏡陣列113準(zhǔn)直后直接入射至第一匯聚透鏡128的聚 光區(qū)域128b上。
[0103] 第二匯聚透鏡129的焦距（記為F2)小于第一匯聚透鏡128焦距。第二匯聚透鏡 129包括相對(duì)的第一面129a和第二面129b，位于第一匯聚透鏡128和該第一匯聚透鏡128 的焦點(diǎn)之間，其中第一面129a面向第一匯聚透鏡128,且第一面129a上鍍有反射第一光并 透射第二光的濾光膜。準(zhǔn)直透鏡123位于第一匯聚透鏡128和第二匯聚透鏡129之間。第 一匯聚透鏡128的出射光直接入射至第二匯聚透鏡129的第一面129a上，被反射并依然保 持聚焦，入射至準(zhǔn)直透鏡123上進(jìn)行準(zhǔn)直。
[0104] 勻光棒13位于準(zhǔn)直透鏡123的出射光路上。第一激光陣列111和第一準(zhǔn)直透鏡 陣列113對(duì)應(yīng)準(zhǔn)直透鏡123的光軸處分別設(shè)有通孔111a和113a。勻光棒13依次穿過第一 匯聚透鏡128上的通孔128a、第一準(zhǔn)直透鏡陣列113的通孔113a和第一激光陣列111的通 孔111a。經(jīng)準(zhǔn)直透鏡123準(zhǔn)直的第一光入射勻光棒13,經(jīng)勻光后出射。
[0105] 激光光源中的第二激光陣列112和與其一一對(duì)應(yīng)的第二準(zhǔn)直透鏡陣列114位于第 二匯聚透鏡129背向第一匯聚透鏡128的一側(cè)，經(jīng)第二準(zhǔn)直透鏡陣列114準(zhǔn)直的第二光直 接入射至第二匯聚透鏡129的第二面129b，并被匯聚至準(zhǔn)直透鏡123,然后經(jīng)準(zhǔn)直出射至勻 光棒13進(jìn)行勻光。
[0106] 從以上描述可知，第二光依次經(jīng)過收集裝置的第二區(qū)域（也即第二匯聚透鏡129 的第二面129b和第一面129a)和準(zhǔn)直透鏡123 ;第一光依次經(jīng)過收集裝置的第一區(qū)域(也 即第一匯聚透鏡128的兩個(gè)面、第二匯聚透鏡129的第一面129a)和準(zhǔn)直透鏡123。其中， 第一匯聚透鏡128和第二匯聚透鏡的第一面129a的組合焦距為F1，準(zhǔn)直透鏡的焦距為F3， 則第一光的發(fā)散角經(jīng)光收集系統(tǒng)后增大的倍數(shù)為F1/F3,第二光的發(fā)散角經(jīng)光收集系統(tǒng)后 增大的倍數(shù)為F2/F3。為保證第二光和第一光在入射勻光棒13時(shí)的發(fā)散角比值小于或等于 0. 7,則F2/F1小于或等于0. 7。
[0107] 本實(shí)施例中，由于第一激光陣列和第二激光陣列沒有位于同一平面上，這樣可以 減小激光光源和第一匯聚透鏡的寬度。而在圖4A所示實(shí)施例中，第一激光光源陣列和第二 激光陣列位于同一平面上，有利于統(tǒng)一散熱，且勻光棒沒有穿過激光光源，有利于激光光源 的散熱裝置的設(shè)置。
[0108] 在實(shí)際運(yùn)用中，光收集系統(tǒng)所包括的元件并不限于圖3、4A、4B所示實(shí)施例中的舉 例，還可以是其他元件，只要能夠使得激光光源所發(fā)光中第二光和第一光分別經(jīng)過光收集 系統(tǒng)中的光學(xué)元件后發(fā)散角增大的倍數(shù)的比值小于或等于〇. 7即可。
[0109] 實(shí)施例二
[0110] 在實(shí)施例一中，發(fā)光裝置的激光光源所發(fā)光中第一光和第二光的發(fā)散角一致，并 通過該兩束光分別經(jīng)過的光收集系統(tǒng)中的光學(xué)元件的不同，來改變?cè)搩墒庠谌肷鋭蚬獍?時(shí)的發(fā)散角，使得該第二光和第一光在入射勻光棒時(shí)的發(fā)散角的比值小于或等于0.7。而在 本實(shí)施例中，使得第二光和第一光在從激光光源出射時(shí)的發(fā)散角比值已經(jīng)小于或等于〇. 7。 由于激光光源所出射光的準(zhǔn)直性較好，即使第二光和第一光的發(fā)散角有差異，但該差異仍 然很小，因此通過后續(xù)光路上的光收集系統(tǒng)使得該兩束光的發(fā)散角得到同等比例的放大。 以下具體解釋。
[0111] 請(qǐng)參閱圖5,圖5為本發(fā)明的發(fā)光裝置的又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。發(fā)光裝置包括 激光光源21、光收集系統(tǒng)22和勻光棒23。
[0112] 本實(shí)施例與圖4所示實(shí)施例中發(fā)光裝置的區(qū)別在于：
[0113] 激光光源21包括第一激光陣列211和第二激光陣列212,以及分別與第一、二激光 陣列相對(duì)應(yīng)的第一準(zhǔn)直透鏡陣列213和第二準(zhǔn)直透鏡陣列214,其中該兩個(gè)激光陣列中各 激光元件所發(fā)光的發(fā)散角一致，而第二準(zhǔn)直透鏡陣列214中各準(zhǔn)直透鏡的焦距大于第一準(zhǔn) 直透鏡陣列213中各準(zhǔn)直透鏡的焦距，使得經(jīng)第二準(zhǔn)直透鏡陣列214出射的第二光的發(fā)散 角與經(jīng)第一準(zhǔn)直透鏡陣列213出射的第一光的發(fā)散角的比值小于或等于0. 7。
[0114] 光收集系統(tǒng)22包括依次位于激光光源21出射光路上的匯聚透鏡221和準(zhǔn)直透鏡 222,其中該兩個(gè)透鏡共焦。激光光源21所出射光經(jīng)匯聚透鏡221收集后再經(jīng)準(zhǔn)直透鏡222 準(zhǔn)直，然后入射至勻光棒23。從以上描述可知，第一光和第二光經(jīng)光收集系統(tǒng)22后發(fā)散角 均增大，其中增大的倍數(shù)均為匯聚透鏡221和準(zhǔn)直透鏡222的焦距的比值。當(dāng)然，在實(shí)際運(yùn) 用中，匯聚透鏡221和準(zhǔn)直透鏡222的焦點(diǎn)也可以相互錯(cuò)開一些，這會(huì)使得第一光和第二光 的發(fā)散角增大的倍數(shù)更大。
[0115] 本實(shí)施例中，由于無需控制光收集系統(tǒng)中各透鏡或反射罩的焦點(diǎn)與焦距，只是對(duì) 激光光源中各準(zhǔn)直透鏡進(jìn)行設(shè)計(jì)，相比實(shí)施例一在設(shè)計(jì)上更為簡便。
[0116] 本實(shí)施例中，激光光源21中第一準(zhǔn)直透鏡陣列213和第二準(zhǔn)直透鏡214也可以采 用相同的準(zhǔn)直透鏡。同時(shí)，設(shè)置第一激光陣列與第一準(zhǔn)直透鏡陣列中的透鏡離焦，即第一激 光陣列中各激光元件位于與其對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直透鏡陣列中準(zhǔn)直透鏡的光軸上且偏離該準(zhǔn)直透 鏡的焦點(diǎn)的預(yù)定位置，使得第一激光陣列中各激光元件所發(fā)光具有較第二激光陣列中各激 光元件的發(fā)散角更大的預(yù)定發(fā)散角。或者，還可以是第一、二準(zhǔn)直透鏡陣列均采用一樣的準(zhǔn) 直透鏡，且均沒有離焦的現(xiàn)象，但第一激光陣列中各激光元件所發(fā)光的發(fā)散角大于第二激 光陣列中各激光元件所發(fā)光的發(fā)散角，使得經(jīng)準(zhǔn)直后的第二光的發(fā)散角與經(jīng)準(zhǔn)直后的第一 光的發(fā)散角的比值小于或等于0.7。當(dāng)然，也可以同時(shí)采用不同發(fā)散角的激光元件、離焦設(shè) 置、不同焦距的準(zhǔn)直透鏡該三種方法中的至少兩種，來加大激光光源所發(fā)光中第一光和第 二光的發(fā)散角的差異。
[0117] 或者，本實(shí)施例中，激光光源21中第一準(zhǔn)直透鏡陣列213和第二準(zhǔn)直透鏡214也 可以采用相同的準(zhǔn)直透鏡。同時(shí)，在激光光源內(nèi)第一光的傳播路徑上設(shè)置散光片或者復(fù)眼 透鏡對(duì)，且該散光片或者復(fù)眼透鏡對(duì)避開第二光的傳播路徑，這樣，該兩者能夠增大第一光 的發(fā)散角。
[0118] 在激光光源21的出光面較大的情況下，匯聚透鏡221的口徑也要足夠大以對(duì)激光 光源21的出射光全部進(jìn)行收集。而匯聚透鏡221的焦距與口徑有關(guān)，其口徑越大，焦距越 長，而發(fā)光裝置中的光路也就越長。針對(duì)這個(gè)問題，圖6所示實(shí)施例提供了一種解決方案。 如圖6所示，圖6為本發(fā)明的發(fā)光裝置的又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。發(fā)光裝置包括激光光 源21、光收集系統(tǒng)22和勻光棒23。
[0119] 本實(shí)施例與圖5所示實(shí)施例中的發(fā)光裝置的區(qū)別在于：
[0120] 本實(shí)施例中，光收集系統(tǒng)22包括匯聚透鏡221、第二反射元件223和準(zhǔn)直透鏡 222。匯聚透鏡221具體為包括通孔221a的凸透鏡，通孔221a以外的非通孔區(qū)域221b為 聚光區(qū)域。聚光區(qū)域221b可以對(duì)激光光源21的出射光進(jìn)行聚焦，從而縮小激光光束截面 積。
[0121] 本實(shí)施例中，第二反射元件223具體為包括一凸反射面的凸透鏡(例如在凸透鏡 的表面鍍反射膜)。該凸透鏡223位于匯聚透鏡221和該匯聚透鏡221的焦點(diǎn)0之間，且其 凸反射面用于將匯聚透鏡221的出射光反射，并使得反射光依然保持聚焦。而準(zhǔn)直透鏡222 位于凸透鏡223的出射光路上，用于對(duì)光束進(jìn)行準(zhǔn)直。
[0122] 同時(shí)，激光光源21中對(duì)應(yīng)匯聚透鏡221的通孔221a處也設(shè)有一通孔21a，該通孔 21a處未設(shè)有激光元件和準(zhǔn)直透鏡。勻光棒23的設(shè)置使得其依次穿過匯聚透鏡221的通 孔22la、激光光源21的通孔21a，且勻光棒23的入光口與準(zhǔn)直透鏡222相鄰，使得經(jīng)準(zhǔn)直 透鏡222準(zhǔn)直的光束入射至勻光棒23進(jìn)行勻光。
[0123] 這樣，通過匯聚透鏡221和凸透鏡223的配合，光束的聚焦過程被分成了兩段光 程，并且這兩段光程之間是有重疊的，因此本實(shí)施例中的光收集系統(tǒng)使得激光光源21的出 射光的聚焦所需要的距離變短了，從而減小了發(fā)光裝置的體積。
[0124] 在圖5所示的實(shí)施例中，光收集系統(tǒng)22中的匯聚透鏡221還可以采用反射曲面來 替代。如圖7所示，圖7為本發(fā)明的發(fā)光裝置的又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。發(fā)光裝置包括 激光光源21、光收集系統(tǒng)22和勻光棒23。
[0125] 與圖5所示實(shí)施例中發(fā)光裝置不同的是，光收集系統(tǒng)22包括反射聚光裝置224和 準(zhǔn)直透鏡222。本實(shí)施例中，反射聚光裝置224具體為反射罩，該反射罩可以是鋁反射板，或 者是鍍有反射膜的凹面鏡。反射罩224位于激光光源21的出射光路上，用于對(duì)激光光源21 所發(fā)光進(jìn)行反射和匯聚。準(zhǔn)直透鏡222位于激光光源21和反射罩224之間，用于對(duì)來自反 射罩224的光束進(jìn)行準(zhǔn)直。
[0126] 同時(shí)，激光光源21在對(duì)應(yīng)準(zhǔn)直透鏡222的出射光光軸上設(shè)有通孔21a，該通孔21a 處未設(shè)有激光元件和準(zhǔn)直透鏡。勻光棒23位于準(zhǔn)直透鏡222的出射光路上，并穿過激光光 源21的通孔21a。經(jīng)準(zhǔn)直透鏡222準(zhǔn)直的光束入射至勻光棒23進(jìn)行勻光并出射。
[0127] 本實(shí)施例中，通過采用反射罩使得光收集系統(tǒng)22中的光路進(jìn)行折疊以使得光路 變短，而且勻光棒23穿過激光光源21，使得勻光棒23中的部分光路與激光光源21重疊，進(jìn) 一步縮短了發(fā)光裝置中的光路，使得發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)更加緊湊，體積更小。
[0128] 在圖7所示的實(shí)施例中，在激光光源21的出光面很大的情況下，反射罩224的面 積也要足夠大以對(duì)激光光源21的出射光全部進(jìn)行收集，這使得反射罩224的焦距會(huì)較長而 使得發(fā)光裝置的體積較大。針對(duì)這個(gè)問題，圖8所示實(shí)施例提供了一種解決方案。如圖8 所示，圖8為本發(fā)明的發(fā)光裝置的又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。發(fā)光裝置包括激光光源21、光 收集系統(tǒng)22和勻光棒23。
[0129] 本實(shí)施與圖7所示實(shí)施例的區(qū)別在于：
[0130] 本實(shí)施例中，激光光源21上未設(shè)有通孔。反射聚光裝置224包括反射罩225和第 三反射元件226。反射罩225的中心區(qū)域上設(shè)有通孔225a，該通孔225a為非聚光區(qū)域，通 孔225a以外的區(qū)域?yàn)榫酃鈪^(qū)域225b。反射罩225位于激光光源21的出射光路上，用于反 射激光光源21的出射光并聚焦。
[0131] 本實(shí)施例中，第三反射兀件226具體為反射鏡。該反射鏡226位于反射罩225和 激光光源21之間，且位于反射罩225和該反射罩225的聚光焦點(diǎn)之間，并垂直于反射罩225 的出射光光軸設(shè)置，以將反射罩225的出射光反射，并使得反射光依然保持聚焦。
[0132] 準(zhǔn)直透鏡222位于反射鏡226和反射罩225之間，用于接收來自反射鏡226的光束 并進(jìn)行準(zhǔn)直。為了使準(zhǔn)直透鏡222出射的準(zhǔn)直光束能夠出射，勻光棒23位于準(zhǔn)直透鏡226 的出射光路上，并穿過反射罩225的通孔225a，用于接收來自準(zhǔn)直透鏡222的光束并進(jìn)行勻 光然后出射。
[0133] 這樣，通過反射罩225和反射鏡226的配合，光束的聚焦過程被分成了兩段光程， 并且這兩段光程之間是有重疊的，因此使得激光光源21出射光的聚焦所需要的距離變短 了，從而減小了發(fā)光裝置的體積。反射鏡的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡單，成本很低。
[0134] 另外，由于反射鏡226與激光光源21的距離比較近，如圖8所示，可以在激光光源 21與反射罩225的出射光光軸交點(diǎn)處附近未設(shè)有激光元件和準(zhǔn)直透鏡，而是將反射鏡226 固定在激光光源21該未設(shè)有激光元件的區(qū)域上，以解決反射鏡226懸空難以固定的問題。
[0135] 本實(shí)施例中，在反射鏡226的位置保持不變的情況下，自身反射光的聚焦點(diǎn)的位 置也是固定的。在實(shí)際運(yùn)用中，第三反射元件226還可以用凹透鏡或者凸透鏡代替，該凹透 鏡或者凸透鏡包括一個(gè)反射面(例如在表面鍍有反射膜)。相對(duì)于反射鏡，凸透鏡反射后的 光可以在更近的距離聚焦，凹透鏡反射后的光可以在更遠(yuǎn)的距離聚焦，并且凹透鏡和凸透 鏡可以根據(jù)需要來設(shè)計(jì)自身曲面以控制自身反射光的聚焦點(diǎn)位置的遠(yuǎn)近。這樣，通過選擇 反射鏡、凹透鏡或者凸透鏡，可以控制反射光聚焦點(diǎn)的位置，進(jìn)而控制激光光源所出射光經(jīng) 光收集系統(tǒng)后發(fā)散角的方法倍數(shù)。
[0136] 另外，由于反射罩225的尺寸很大，其反射光會(huì)產(chǎn)生明顯的像差，其無法通過單獨(dú) 設(shè)計(jì)反射罩225的曲面消除，而利用反射罩225和凹透鏡或者凸透鏡的反射面可以配合消 除像差。因此，在對(duì)成本不是非常敏感的情況下，第三反射元件優(yōu)選為帶有凹反射面的凹透 鏡或者帶有凸反射面的凸透鏡。值得說明的是，帶有凹反射面的凹透鏡還可以用帶有凹反 射面的反射鋁板等代替，其凹反射面也可以達(dá)到同樣的效果；同樣，帶有凸反射面的凸透鏡 還可以用帶有凸反射面的反射鋁板等代替。
[0137] 另外，值得說明的是，本實(shí)施例中勻光棒23的出光面超出了反射罩225的通孔 225a，這樣有利于勻光棒23的夾持固定。而在本發(fā)明其它實(shí)施方式中，可以通過調(diào)整反射 聚光裝置224和勻光棒23使得勻光棒23的出光面剛好位于反射罩225的通孔225a處，這 樣可以使得發(fā)光裝置的整體結(jié)構(gòu)比較緊湊。此時(shí)還可以用透明玻璃片封住勻光棒23的出 光面，這樣就可以形成一個(gè)封閉的空間，防止灰塵進(jìn)入內(nèi)部。當(dāng)然，還可以通過調(diào)整反射聚 光裝置224和勻光棒23使得勻光棒23的出光面位于反射罩225和激光光源21之間，此時(shí) 光收集系統(tǒng)22還可以包括一個(gè)透鏡，該透鏡用于對(duì)勻光棒23的出射光進(jìn)行準(zhǔn)直或者聚焦 以供后續(xù)光學(xué)元件使用，并且該透鏡可以固定在反射罩225的通孔225a處，這樣就可以使 得發(fā)光裝置的整體結(jié)構(gòu)比較緊湊。
[0138] 在實(shí)施例一中，第二光和第一光在激光光源的出射光中具有相同的發(fā)散角，然后 分別經(jīng)過光收集系統(tǒng)中的不同元件，使得該兩束光的發(fā)散角得到不同程度的放大，進(jìn)而實(shí) 現(xiàn)光收集系統(tǒng)所出射的第二光與第一光的發(fā)散角的比例小于或等于0.7。在實(shí)施例二中，第 二光和第一光在激光光源的出射光中的發(fā)散角比值已經(jīng)小于或等于0.7,然后經(jīng)過光收集 系統(tǒng)得到等比例的放大，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)光收集系統(tǒng)所出射的第二光與第一光的發(fā)散角的比例小 于或等于0. 7。在實(shí)際運(yùn)用中，也可以將實(shí)施例一和實(shí)施例二中分別采用的方法結(jié)合起來， 即第二光和第一光在激光光源的出射光中前者的發(fā)散角小于后者的發(fā)散角，然后經(jīng)過光收 集系統(tǒng)時(shí)得到不同比例的放大，其中后者放大的倍數(shù)大于前者放大的倍數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)光收 集系統(tǒng)所出射的第二光與第一光的發(fā)散角的比例小于或等于〇. 7。
[0139] 實(shí)施例三
[0140] 在實(shí)施例一和實(shí)施例二中，激光光源所發(fā)光經(jīng)光收集系統(tǒng)中的收集元件收集后均 入射準(zhǔn)直透鏡進(jìn)行準(zhǔn)直。這樣，準(zhǔn)直透鏡的出射光中，第一光和第二光中各小光束均相互平 行，因此第一光和第二光的發(fā)散角分別為各自內(nèi)部的小光束的發(fā)散角。然而，在實(shí)際運(yùn)用 中，當(dāng)對(duì)發(fā)光裝置所出射的第一光和第二光的均勻度要求不是很高的場(chǎng)合中，光收集系統(tǒng) 中也可以不設(shè)置準(zhǔn)直透鏡，激光光源所發(fā)光經(jīng)匯聚后直接入射勻光棒。下面具體進(jìn)行解釋。
[0141] 請(qǐng)參閱圖9,圖9為本發(fā)明的發(fā)光裝置的又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。發(fā)光裝置包括 激光光源31、光收集系統(tǒng)和勻光棒33。
[0142] 本實(shí)施例與圖5所示實(shí)施例的區(qū)別在于：
[0143] 激光光源31包括第一激光陣列311、第二激光陣列312、第一準(zhǔn)直透鏡陣列313和 第二準(zhǔn)直透鏡陣列314,其中第一激光陣列311環(huán)繞第二激光陣列312排布，第二激光陣列 312環(huán)繞光軸Μ排布，第一、二準(zhǔn)直透鏡陣列中各準(zhǔn)直透鏡分別與第一、二激光陣列中各激 光元件一一對(duì)應(yīng)，用于對(duì)與其對(duì)應(yīng)的激光元件所發(fā)光進(jìn)行準(zhǔn)直。
[0144] 光收集系統(tǒng)包括匯聚透鏡32,用于將激光光源31所發(fā)光匯聚至勻光棒33內(nèi)進(jìn)行 勻光，其中匯聚透鏡31的光軸和光軸Μ重合。由于激光光源所發(fā)光經(jīng)匯聚透鏡31匯聚后 直接入射勻光棒33,那么在勻光棒的入光口處，第一光的發(fā)散角為Θ。激光光源31所發(fā)光 中距離光軸Μ最遠(yuǎn)的第一光與光軸Μ的距離為L1，匯聚透鏡31的焦距為F，則tan Θ =L1/ F。而第二光的發(fā)散角為α，激光光源31所發(fā)光中距離光軸Μ最遠(yuǎn)的第二光與光軸Μ的距 離為 L2,貝U tan a =L2/F。
[0145] 因此，本實(shí)施例中，要控制發(fā)光裝置的出射光中第二光和第一光的發(fā)散角的不同， 是通過分別控制入射于匯聚透鏡31上的第二光和第一光的口徑。本實(shí)施例中，要使α/θ 小于或等于〇. 7,則arctan(L2/F)與arctan(Ll/F)的比值小于或等于0. 7。
[0146] 在以上的舉例中，第一光和第二光分別為波長范圍不同的藍(lán)光。當(dāng)然，實(shí)際運(yùn)用中 第一光和第二光也可以是其他顏色光，并不限于以上舉例。
[0147] 在以上實(shí)施例的描寫中，各發(fā)光裝置均運(yùn)用在圖2A所示的光源系統(tǒng)中。然而，在 實(shí)際運(yùn)用中，各發(fā)光裝置也可以運(yùn)用在其他場(chǎng)合中。例如，第一光是藍(lán)色激光，第二光是紅 色激光。在發(fā)光裝置的后續(xù)光路上，利用一個(gè)小反射鏡用于反射發(fā)光裝置所出射光中的第 二光來將該兩束光分光；或者利用一個(gè)帶通孔的反射鏡來接來自發(fā)光裝置的出射光，其中 第二光從該反射鏡的通孔透射出射，第一光被該反射鏡除通孔以外的區(qū)域反射，以將該兩 種光分光。當(dāng)然，也可以是第一光是紅色激光，第二光是藍(lán)色激光，這決定于實(shí)際需要。
[0148] 本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他 實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0149] 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種投影系統(tǒng)，包括光源系統(tǒng)，該光源系統(tǒng)可以具有上述各 實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)與功能。該投影系統(tǒng)可以采用各種投影技術(shù)，例如液晶顯示器（LCD，Liquid Crystal Display)投影技術(shù)、數(shù)碼光路處理器（DLP，Digital Light Processor)投影技術(shù)。 此外，上述發(fā)光裝置也可以應(yīng)用于照明系統(tǒng)，例如舞臺(tái)燈照明。
[0150] 以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本 發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的 【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種發(fā)光裝置，其特征在于，包括： 激光光源，包括第一激光陣列和第二激光陣列，分別用于產(chǎn)生波長范圍不同的第一光 和第二光； 光收集系統(tǒng)，用于對(duì)來自所述激光光源陣列所發(fā)光進(jìn)行收集，使得經(jīng)收集后的第二光 的發(fā)散角度與第一光的發(fā)散角度的比值小于或等于預(yù)定值，其中該預(yù)定值為0. 7。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于， 所述光收集系統(tǒng)包括收集裝置和準(zhǔn)直透鏡，其中收集裝置包括至少一匯聚透鏡，用于 對(duì)來自激光光源的光束進(jìn)行匯聚，該準(zhǔn)直透鏡用于對(duì)來自該收集裝置的光束進(jìn)行準(zhǔn)直； 所述收集裝置包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，該第一區(qū)域?yàn)榈谝还馑?jīng)過的區(qū)域，第二區(qū) 域?yàn)榈诙馑?jīng)過的區(qū)域；其中第一區(qū)域的組合焦距大于第二區(qū)域的組合焦距，且所述激 光光源的出射中，第一光的發(fā)散角大于第二光的發(fā)散角，使得經(jīng)所述光收集系統(tǒng)收集后的 第二光的發(fā)散角度與第一光的發(fā)散角度的比值小于或等于所述預(yù)定值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于， 所述激光光源的出射光中，第一光和第二光的發(fā)散角相同； 所述光收集系統(tǒng)包括收集裝置和準(zhǔn)直透鏡，其中收集裝置包括至少一匯聚透鏡，用于 對(duì)來自激光光源的光束進(jìn)行匯聚，該準(zhǔn)直透鏡用于對(duì)來自該收集裝置的光束進(jìn)行準(zhǔn)直； 所述收集裝置包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，該第一區(qū)域?yàn)榈谝还馑?jīng)過的區(qū)域，第二區(qū) 域?yàn)榈诙馑?jīng)過的區(qū)域，其中第二區(qū)域的組合焦距與第一區(qū)域的組合焦距的比值小于或 等于所述預(yù)定值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述收集裝置的第一區(qū)域包括第 一收集透鏡，位于所述激光光源的出射光路上，其中部分第一收集透鏡用于對(duì)第一光進(jìn)行 匯聚；所述收集透鏡的第二區(qū)域包括第二收集透鏡，位于經(jīng)過第一收集透鏡的第二光的出 射光路上，用于對(duì)該第二光進(jìn)行匯聚。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述收集裝置包括匯聚透鏡和具 有通孔的反射罩，該匯聚透鏡包括面對(duì)所述激光光源的第一面和與第一面相對(duì)的第二面， 其中第二面上設(shè)有透射第二光并反射第一光的濾光膜；該反射罩位于所述激光光源的出射 光路上，其反射面面向該匯聚透鏡的第二面； 來自所述激光光源的第一光直接入射至所述反射罩，并被反射至所述匯聚透鏡的第一 面上，并再次被反射至所述準(zhǔn)直透鏡； 來自所述激光光源的第二光直接入射至所述匯聚透鏡，并被收集至所述準(zhǔn)直透鏡； 所述準(zhǔn)直透鏡的出射光從該反射罩的通孔出射。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述發(fā)光裝置包括勻光棒，所 述收集透鏡包括第一匯聚透鏡和第二匯聚透鏡，第二匯聚透鏡位于第一匯聚透鏡和第一匯 聚透鏡的焦點(diǎn)之間，第二匯聚透鏡包括面向第一匯聚透鏡的第一面和與第一面相對(duì)的第二 面，其中第二面上設(shè)有透射第二光并反射第一光的濾光膜； 第一激光陣列設(shè)于第一匯聚透鏡背向第二匯聚透鏡的一側(cè)，第二激光陣列設(shè)有第二匯 聚透鏡背向第一匯聚透鏡的一側(cè)，且第一激光陣列和第一匯聚透鏡分別對(duì)應(yīng)所述準(zhǔn)直透鏡 的光軸處均設(shè)有通孔，該勻光棒位于所述準(zhǔn)直透鏡的出射光路上，并依次穿過第一匯聚透 鏡和第一激光陣列的通孔； 來自第一激光陣列的第一光經(jīng)第一匯聚透鏡收集至第二匯聚透鏡的第一面上，并被反 射至所述準(zhǔn)直透鏡，然后入射至所述勻光棒； 來自第二激光陣列的第二光經(jīng)第二匯聚透鏡收集至所述準(zhǔn)直透鏡，經(jīng)準(zhǔn)直后入射至所 述勻光棒。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于， 所述激光光源的出射光中第一光和第二光分別經(jīng)過的所述光收集系統(tǒng)的不同區(qū)域具 有相同的焦距； 所述激光光源出射的光束中，第二光的發(fā)散角度與第一光的發(fā)散角度的比值小于或等 于所述預(yù)定值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2或7所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述激光光源還包括第一準(zhǔn)直透 鏡陣列和第二準(zhǔn)直透鏡陣列，其中第一、二準(zhǔn)直透鏡陣列中各準(zhǔn)直透鏡分別與第一、二激光 陣列中各激光光源一一對(duì)應(yīng)，用于對(duì)與其對(duì)應(yīng)的激光光源所發(fā)光進(jìn)行準(zhǔn)直； 第二準(zhǔn)直透鏡陣列中各準(zhǔn)直透鏡的焦距大于第一準(zhǔn)直透鏡陣列中各準(zhǔn)直透鏡的焦距， 使得經(jīng)準(zhǔn)直后的第二光的發(fā)散角度與經(jīng)準(zhǔn)直后的第一光的發(fā)散角度的比值小于或等于所 述預(yù)定值；或者， 第一激光陣列中各激光元件和與其對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直透鏡的離焦程度大于第二激光陣列中 各激光元件和與其對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直透鏡的離焦程度，使得經(jīng)準(zhǔn)直后的第二光的發(fā)散角度與經(jīng)準(zhǔn) 直后的第一光的發(fā)散角度的比值小于或等于所述預(yù)定值；或者， 第一激光陣列中各激光元件所發(fā)光的發(fā)散角大于第二激光陣列中各激光元件所發(fā)光 的發(fā)散角，使得經(jīng)準(zhǔn)直后的第二光的發(fā)散角度與經(jīng)準(zhǔn)直后的第一光的發(fā)散角度的比值小于 或等于所述預(yù)定值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2或7所述的發(fā)光裝置，其特征在于，第一光在所述激光光源內(nèi)的傳播 路徑上設(shè)有散光片或者復(fù)眼透鏡對(duì)，且該散光片或者復(fù)眼透鏡對(duì)避開第二光的傳播路徑。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2或7所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述發(fā)光裝置包括勻光棒，用于 對(duì)來自所述光收集系統(tǒng)的光束進(jìn)行勻光，其中該勻光棒在沿垂直于該勻光棒的走向上的任 意一個(gè)截面均一致； 所述激光光源包括發(fā)光區(qū)域和非發(fā)光區(qū)域，其中第一、二激光陣列均位于該發(fā)光區(qū)域 上； 所述光收集系統(tǒng)包括反射聚光裝置和準(zhǔn)直透鏡，該反射聚光裝置包括聚光區(qū)域和非聚 光區(qū)域，該聚光區(qū)域?qū)碜运黾す夤庠吹某錾涔饩劢共⒎瓷渲猎摐?zhǔn)直透鏡，該準(zhǔn)直透鏡 用于將來自該反射聚光裝置的光束準(zhǔn)直并出射至該勻光棒； 所述激光光源的非發(fā)光區(qū)域以及非聚光區(qū)域位于平行于所述激光光源出射光光軸的 同一直線上，且所述勻光棒經(jīng)過所述非發(fā)光區(qū)域和/或所述非聚光區(qū)域。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述反射聚光裝置包括具有通孔 的匯聚透鏡和反射元件，所述匯聚透鏡的通孔為非聚光區(qū)域，所述匯聚透鏡除通孔以外的 其他區(qū)域和該反射元件為所述聚光區(qū)域； 所述匯聚透鏡除通孔以外的其他區(qū)域用于對(duì)所述激光光源的出射光進(jìn)行匯聚，該反射 元件用于將來自所述匯聚透鏡的光束反射至所述準(zhǔn)直透鏡； 所述勻光棒經(jīng)過所述匯聚透鏡的通孔和所述激光光源的非發(fā)光區(qū)域。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述反射聚光裝置為反射罩，該反 射罩的中間區(qū)域?yàn)榉蔷酃鈪^(qū)域，該中間區(qū)域以外的區(qū)域?yàn)榫酃鈪^(qū)域，所述勻光棒經(jīng)過所述 激光光源的非發(fā)光區(qū)域。
13. 根據(jù)權(quán)力要求10所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述反射聚光裝置包括反射元件 和具有通孔的反射罩，該反射罩的通孔為非聚光區(qū)域，該反射罩除通孔以外的其他區(qū)域和 該反射元件為聚光區(qū)域； 所述勻光棒經(jīng)過所述反射罩的通孔。
14. 根據(jù)權(quán)力要求13所述的發(fā)光裝置，其特征在于，第三反射元件固定在所述激光光 源的非發(fā)光區(qū)域。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或7所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述發(fā)光裝置還包括勻光 棒，用于對(duì)來自所述光收集系統(tǒng)的光束進(jìn)行勻光，其中該勻光棒在沿垂直于該勻光棒的走 向上的任意一個(gè)截面均一致。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或7所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述預(yù)定值為0. 3。
17. -種光源系統(tǒng)，其特征在于，包括： 如權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置； 波長轉(zhuǎn)換裝置，包括用于吸收來自所述發(fā)光裝置的第一光以產(chǎn)生受激光的波長轉(zhuǎn)換 層；該波長轉(zhuǎn)換層的一側(cè)接收所述激發(fā)光和第一光，并于同一側(cè)出射至少部分第一光，以及 至少部分受激光或者受激光和未被吸收的激發(fā)光的至少部分混合光； 散射裝置，包括用于對(duì)來自所述發(fā)光裝置的第二光進(jìn)行散射的散射層；該散射層的一 側(cè)接收第二光，并于同一側(cè)出射至少部分第二光； 導(dǎo)光裝置，包括第一區(qū)域，來自所述發(fā)光裝置的第二光和第一光從第一光通道入射至 該導(dǎo)光裝置，其中至少部分第二光入射第一區(qū)域，至少部分第一光入射該導(dǎo)光裝置除第一 區(qū)域以外的其他區(qū)域；入射于該導(dǎo)光裝置除第一區(qū)域以外的其他區(qū)域的光被引導(dǎo)至所述波 長轉(zhuǎn)換裝置，入射于該導(dǎo)光裝置的第一區(qū)域的光被引導(dǎo)至所述散射裝置；該導(dǎo)光裝置除第 一區(qū)域以外的區(qū)域還用于將來自所述波長轉(zhuǎn)換裝置的受激光和來自所述散射裝置的第二 光引導(dǎo)至第二光通道出射。
【文檔編號(hào)】G02B27/10GK104111532SQ201310138613
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2013年4月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月20日
【發(fā)明者】胡飛, 侯海雄 申請(qǐng)人:深圳市繹立銳光科技開發(fā)有限公司