本實用新型涉及投影技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種光源裝置及投影系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有投影技術(shù)領(lǐng)域中，采用半導(dǎo)體藍光激光器激發(fā)熒光粉產(chǎn)生紅光和綠光，并利用半導(dǎo)體藍光激光器本身發(fā)射的藍光與紅光和綠光形成三基色光以調(diào)制圖像，是常用的一種方法。

現(xiàn)有技術(shù)中，如圖1A所示，光源裝置10包括第一光源101，勻光器件102，區(qū)域分光片103，收集透鏡104，熒光粉色輪105，第一中繼透鏡106和第二中繼透鏡108，反射鏡107及方棒109。

如圖1B所示，其中區(qū)域分光片103包括透藍反黃區(qū)域1031和反藍反黃區(qū)域1032，透藍反黃區(qū)域1031位于區(qū)域分光片的中心區(qū)域。

第一光源101為藍光激光器，其發(fā)出的藍光(激發(fā)光)經(jīng)過勻光器件102的均勻化后，入射于區(qū)域分光片103，并經(jīng)區(qū)域分光片103的透藍反黃區(qū)域1031透射。該藍光沿收集透鏡104的中心軸入射于收集透鏡104，收集透鏡104用于對激發(fā)光進行匯聚；藍光經(jīng)過收集透鏡104收集后入射到熒光粉色輪105上。熒光粉色輪105包括涂覆有紅色熒光粉的第一區(qū)段、涂覆有綠色熒光粉的第二區(qū)段以及具有散射反射功能的第三區(qū)段。熒光粉色輪105周期性轉(zhuǎn)動，從而第一區(qū)段、第二區(qū)段和第三段分時位于藍光的光路上。藍光激發(fā)紅色熒光粉產(chǎn)生紅熒光(受激光)、藍光激發(fā)綠色熒光粉產(chǎn)生綠熒光(受激光)，紅熒光以及綠熒光以朗伯光的形式出射；以及藍光經(jīng)第三區(qū)段散射反射，也以朗伯光的形式出射，光學(xué)擴展量變大。紅熒光和綠熒光經(jīng)過收集透鏡104，由區(qū)域分光片103反射。而以朗伯光形式出射的藍光，只有反藍反黃區(qū)域1032才對其進行反射，入射到透藍反黃區(qū)域1031的藍光會因透射而損失掉；紅、綠、藍光經(jīng)過中繼透鏡106、反射鏡107和中繼透鏡108進入到方棒109，最終從方棒109的出口端出射。

由于入射到方棒109的光束中，中心部分缺少藍光，因此，在從方棒109出射后，其出口的光斑面分布存在顏色不均勻的現(xiàn)象，中心部分偏黃，這會導(dǎo)致最終投影出來的畫面顏色不均勻。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案既會損失部分激發(fā)光而降低光源亮度，又會導(dǎo)致顏色均勻性差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的光利用率不夠高、顏色均勻性差的缺陷，本實用新型提供一種光利用率高、光源顏色均勻性好的光源裝置。

本實用新型的基本構(gòu)思為：使激發(fā)光被波長轉(zhuǎn)換裝置反射后，不存在沿激發(fā)光的入射光路原路返回的光，從而避免這部分激發(fā)光損失；同時，由于受激光與反射后的激發(fā)光的光分布不同，通過光引導(dǎo)系統(tǒng)的作用，改變激發(fā)光光斑的成像位置，使得受激光與反射后的激發(fā)光在預(yù)定位置成像重合、具有相同的空間分布均勻性，從而實現(xiàn)總出射光的顏色均勻化。

具體地，本實用新型提供了一種光源裝置，其特征在于，包括第一光源、光引導(dǎo)系統(tǒng)和波長轉(zhuǎn)換裝置；所述第一光源用于發(fā)射第一激發(fā)光，所述第一激發(fā)光沿入射光通道入射至所述光引導(dǎo)系統(tǒng)；所述光引導(dǎo)系統(tǒng)用于將所述第一激發(fā)光引導(dǎo)至所述波長轉(zhuǎn)換裝置；所述波長轉(zhuǎn)換裝置包括波長轉(zhuǎn)換區(qū)段和反射區(qū)段，所述波長轉(zhuǎn)換裝置周期性運動以使得所述波長轉(zhuǎn)換區(qū)段和反射區(qū)段分時周期性地位于第一激發(fā)光的光路上，所述波長轉(zhuǎn)換區(qū)段吸收所述第一激發(fā)光并出射受激光，所述第一激發(fā)光斜入射至所述反射區(qū)段的表面，被反射后形成第二激發(fā)光；所述光引導(dǎo)系統(tǒng)還用于收集所述受激光和第二激發(fā)光，并引導(dǎo)所述受激光和第二激發(fā)光沿出射光通道出射；所述光引導(dǎo)系統(tǒng)包括光路校正組件，所述光路校正組件位于所述第二激發(fā)光的光路上，用于反射所述第二激發(fā)光，并使反射后的第二激發(fā)光的主光軸與所述受激光的主光軸重合，還用于改變第二激發(fā)光的光束角分布，使所述第二激發(fā)光會聚或發(fā)散，以使所述第二激發(fā)光與所述受激光在沿光束傳播方向上的成像位置重合。

在一個實施方式中，光源裝置還包括濾光輪，包括散射透射區(qū)段和修色透射區(qū)段，所述散射透射區(qū)段用于對所述第二激發(fā)光進行散射，所述修色透射區(qū)段用于對受激光進行修色，所述濾光輪周期性運動，以使濾光輪的各個區(qū)段與波長轉(zhuǎn)換裝置的各個區(qū)段一一對應(yīng)。

在一個實施方式中，所述濾光輪與所述波長轉(zhuǎn)換裝置同軸設(shè)置，在一個驅(qū)動裝置的驅(qū)動下繞同一軸轉(zhuǎn)動。

在一個實施方式中，散射透射區(qū)段設(shè)置Top-hat型散射片或者六邊形排列的單排復(fù)眼結(jié)構(gòu)。

在一個實施方式中，所述光路校正組件包括曲面反射面，用于同時改變所述第二激發(fā)光的方向和光束角分布；或者所述光路校正組件包括平面反射面與透鏡，所述平面反射面用于改變所述第二激發(fā)光的方向，所述透鏡用于改變所述第二激發(fā)光的角分布。

在一個實施方式中，所述光路校正組件包括凸面反射面或者包括平面反射面與凹透鏡的組合，從所述波長轉(zhuǎn)換裝置至所述第二激發(fā)光與所述受激光的重合位置，所述第二激發(fā)光的光程大于所述受激光的光程。

在一個實施方式中，所述光引導(dǎo)系統(tǒng)包括第一分光組件，所述第一分光組件包括不重疊的第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一激發(fā)光入射至所述第一區(qū)域，所述第二激發(fā)光入射至所述第二區(qū)域，所述第一區(qū)域?qū)λ龅谝患ぐl(fā)光的透射反射特性與所述第二區(qū)域?qū)λ龅诙ぐl(fā)光的透射反射特性相同；所述第二激發(fā)光經(jīng)過所述第二區(qū)域后傳輸至所述光路校正組件，所述第二激發(fā)光與所述受激光在所述第一分光組件的受激光出射位置光路重合。

在一個實施方式中，所述光引導(dǎo)系統(tǒng)還包括第一分光組件，所述第一分光組件包括不重疊的第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一激發(fā)光入射至所述第一區(qū)域，所述第二激發(fā)光入射至所述第二區(qū)域，所述第一區(qū)域?qū)λ龅谝患ぐl(fā)光的透射反射特性與所述第二區(qū)域?qū)λ龅诙ぐl(fā)光的透射反射特性相反；所述光引導(dǎo)系統(tǒng)還包括第二分光組件，所述第二激發(fā)光經(jīng)過所述第二分光組件后傳輸至所述光路校正組件，所述第二激發(fā)光與所述受激光在所述第二分光組件的受激光出射位置光路重合。

在一個實施方式中，所述光路校正組件包括凹面反射面或者包括平面反射面與凸透鏡的組合，從所述波長轉(zhuǎn)換裝置至所述第二激發(fā)光與所述受激光的重合位置，所述第二激發(fā)光的光程小于所述受激光的光程，所述光路校正組件透射所述受激光。

在一個實施方式中，所述光引導(dǎo)系統(tǒng)包括第一分光組件，所述第一分光組件包括第一區(qū)域，所述第一激發(fā)光入射至所述第一區(qū)域，所述第二激發(fā)光不經(jīng)過所述第一分光組件，所述第二激發(fā)光與所述受激光在所述光路校正組件的第二激發(fā)光出射位置光路重合。

在一個實施方式中，所述光引導(dǎo)系統(tǒng)包括第一分光組件，所述第一分光組件包括不重疊的第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一激發(fā)光入射至所述第一區(qū)域，所述第二激發(fā)光入射至所述第二區(qū)域，所述第一區(qū)域?qū)λ龅谝患ぐl(fā)光的透射反射特性與所述第二區(qū)域?qū)λ龅诙ぐl(fā)光的透射反射特性相反；所述光引導(dǎo)系統(tǒng)包括第二分光組件，所述第二激發(fā)光不經(jīng)過所述第二分光組件，所述受激光依次分別經(jīng)所述第一分光組件和第二分光組件引導(dǎo)后，透射過所述光路校正組件，并在所述光路校正組件的第二激發(fā)光出射位置與所述第二激發(fā)光光路重合。

在一個實施方式中，所述第一分光組件透射第一激發(fā)光并反射受激光。在另一個實施方式中，第一分光組件反射第一激發(fā)光并透射受激光。

在一個實施方式中，光引導(dǎo)系統(tǒng)包括收集透鏡，設(shè)置于所述波長轉(zhuǎn)換裝置與所述第一分光組件之間，用于將所述第一激發(fā)光會聚入射至所述波長轉(zhuǎn)換裝置表面，并收集所述受激光與所述第二激發(fā)光。

在一個實施方式中，還包括第二光源，用于當(dāng)所述波長轉(zhuǎn)換區(qū)段處于所述第一激發(fā)光的光路上時發(fā)射補償光，所述補償光與所述受激光具有交疊的波長范圍，所述第一分光組件包括補償光引導(dǎo)區(qū)域，用于將所述補償光引導(dǎo)至所述波長轉(zhuǎn)換裝置。

在一個實施方式中，還包括用于發(fā)射補償光的第二光源和補償光引導(dǎo)組件，所述補償光引導(dǎo)組件設(shè)置于所述受激光的出射光路上，所述補償光與所述受激光具有交疊的波長范圍，所述補償光與所述受激光通過所述補償光引導(dǎo)組件合光。該技術(shù)方案中，補償光不入射至波長轉(zhuǎn)換區(qū)段，避免了補償光被波長轉(zhuǎn)換裝置散射而造成的光損失，極大的提高了補償光的光利用率。

在一個實施方式中，入射至所述光路校正組件的第二激發(fā)光與被所述光路校正組件反射的第二激發(fā)光的夾角不等于90°。該技術(shù)方案能夠在光路略微偏離的狀態(tài)下仍能通過光路校正組件的擺放角度控制第二激發(fā)光與受激光的光路重合，提高了光源裝置設(shè)計的自由度。

在一個實施方式中，所述第一激發(fā)光在偏離所述收集透鏡中心的位置入射到收集透鏡。該技術(shù)方案通過收集透鏡改變了第一激發(fā)光的傳播方向，從而實現(xiàn)第一激發(fā)光以斜入射的方式入射到反射區(qū)段，避免了額外增加其他光學(xué)元件來改變第一激發(fā)光的方向，實現(xiàn)了光源裝置結(jié)構(gòu)簡化。

在一個實施方式中，入射至所述收集透鏡的第一激發(fā)光的主光軸不垂直于波長轉(zhuǎn)換裝置的表面。該技術(shù)方案使得收集透鏡遠離波長轉(zhuǎn)換裝置一側(cè)的第一激發(fā)光與第二激發(fā)光的夾角擴大，避免了兩束光之間產(chǎn)生影響。

本實用新型還提供了一種投影系統(tǒng)，包括上述任一項所述的光源裝置，還包括光調(diào)制裝置和鏡頭裝置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型包括如下有益效果：通過光引導(dǎo)系統(tǒng)的引導(dǎo)，第一激發(fā)光以斜入射的方式入射到波長轉(zhuǎn)換裝置的反射區(qū)段表面，波長轉(zhuǎn)換裝置上的反射區(qū)段反射而非散射第一激發(fā)光形成第二激發(fā)光，避免了第二激發(fā)光光學(xué)擴展量的擴大，使得反射后的第二激發(fā)光與第一激發(fā)光光路分離，不會沿第一激發(fā)光的光路原路返回，從而避免了第二激發(fā)光沿第一激發(fā)光的光路損失部分光，有效的提高了光利用率；通過光引導(dǎo)系統(tǒng)的光路校正組件的反射作用，對第二激發(fā)光的主光軸位置進行校正(改變第二激發(fā)光光斑垂直于其光路方向的成像位置)，并通過光路校正組件改變第二激發(fā)光的角分布(改變第二激發(fā)光光斑沿光束傳播方向的成像位置，使第二激發(fā)光與受激光在沿光束傳播方向上的成像位置重合)，對第二激發(fā)光的成像位置進行校正，從而使得第二激發(fā)光與受激光能夠在預(yù)定位置具有相同的空間分布均勻性。因此，本實用新型的技術(shù)方案提高了光的利用率，并保證了光源顏色的的空間分布均勻性。

附圖說明

圖1A為現(xiàn)有技術(shù)中的一種光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1B為圖1A的光源裝置中的區(qū)域分光片的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型實施例一的光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型實施例二的光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實用新型實施例三的光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4A為圖4中波長轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實用新型實施例四的光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5A為圖5中第一分光組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本實用新型實施例五的光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本實用新型實施例六的光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本實用新型實施例七的光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為本實用新型實施例八的光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9A為圖9中第一分光組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10為本實用新型實施例九的光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11為本實用新型實施例十的光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

在本實用新型中如涉及“第一”、“第二”、“第三”等的描述僅用于描述目的，以便于描述方便，而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。

本實用新型中，光束的主光軸可以理解為光束的中心軸，主光軸的方向為光束前進的方向。

下面結(jié)合附圖和實施方式對本實用新型實施例進行詳細說明。

實施例一

請參見圖2，圖2為本實用新型實施例一的光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。光源裝置包括第一光源201、光引導(dǎo)系統(tǒng)和波長轉(zhuǎn)換裝置206，其中，光引導(dǎo)系統(tǒng)包括第一分光組件204、收集透鏡205、中繼透鏡207和光路校正組件209，此外，光源裝置還包括勻光裝置202、濾光輪211和積分棒212。

在本實施例中，第一光源201發(fā)射第一激發(fā)光，第一激發(fā)光沿入射光通道入射至光引導(dǎo)系統(tǒng)，光引導(dǎo)系統(tǒng)將第一激發(fā)光引導(dǎo)至波長轉(zhuǎn)換裝置206。具體地，第一激發(fā)光經(jīng)勻光裝置202勻光后入射至第一分光組件204的第一區(qū)域，并透射過第一分光組件204，而后入射至收集透鏡205，經(jīng)收集透鏡205會聚后傳輸至波長轉(zhuǎn)換裝置206，并且第一激發(fā)光以主光軸斜入射(即非垂直入射)的方式入射至波長轉(zhuǎn)換裝置206的表面。

波長轉(zhuǎn)換裝置206包括波長轉(zhuǎn)換區(qū)段和反射區(qū)段。波長轉(zhuǎn)換裝置206周期性運動，以使得反射區(qū)段和波長轉(zhuǎn)換區(qū)段分時周期性地位于第一激發(fā)光的光路上。其中，波長轉(zhuǎn)換區(qū)段吸收第一激發(fā)光并出射受激光，反射區(qū)段反射第一激發(fā)光以形成第二激發(fā)光。波長轉(zhuǎn)換區(qū)段包括波長轉(zhuǎn)換材料或波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，能夠吸收激發(fā)光并出射波長不同于激發(fā)光的受激光。在波長轉(zhuǎn)換區(qū)段的作用下，受激光大致呈朗伯分布，且主光軸方向垂直于波長轉(zhuǎn)換區(qū)段，而反射區(qū)段則不改變激發(fā)光的角分布，第一激發(fā)光與第二激發(fā)光的角分布大致相同，且第二激發(fā)光相對于第一激發(fā)光對稱出射，出射方向不垂直于反射區(qū)段，因此受激光與第二激發(fā)光的主光軸不重合，兩者沿兩個不同光路傳播。

光引導(dǎo)系統(tǒng)還用于收集受激光和第二激發(fā)光，并引導(dǎo)受激光和第二激發(fā)光沿出射光通道出射，具體如下。

當(dāng)波長轉(zhuǎn)換裝置206的波長轉(zhuǎn)換區(qū)段處于第一激發(fā)光的光路上時，受激光由波長轉(zhuǎn)換區(qū)段出射后，經(jīng)收集透鏡205收集并傳輸至第一分光組件204，第一分光組件204對于第一激發(fā)光和受激光的透射反射特性相反，使得受激光被反射并被引導(dǎo)至沿出射光通道出射。

當(dāng)波長轉(zhuǎn)換裝置206的反射區(qū)段處于第一激發(fā)光的光路上時，第二激發(fā)光由反射區(qū)段出射后，經(jīng)收集透鏡205收集并傳輸至第一分光組件204的第二區(qū)域。第二激發(fā)光與第一激發(fā)光波長相同，第二激發(fā)光透射過第一分光組件204的第二區(qū)域，并傳輸至光路校正組件209。在本實施例中，第一激發(fā)光與第二激發(fā)光入射到第一分光組件204的區(qū)域不重疊(第一區(qū)域與第二區(qū)域不重疊)，因此第二激發(fā)光不會沿第一激發(fā)光的入射光路反向原路返回到第一光源201。光路校正組件209位于第二激發(fā)光的光路上，入射到光路校正組件209的第二激發(fā)光被光路校正組件209的反射面反射，使得反射后的第二激發(fā)光的主光軸與受激光的主光軸重合。反射后的第二激發(fā)光再次透射過第一分光組件204，在第一分光組件204的受激光出射位置與受激光合為一束(指兩者光路的重合，實際兩者在時間上是錯開的)，經(jīng)中繼透鏡207匯聚入射到濾光輪211，透射過濾光輪211的光從積分棒212的入口進入積分棒212。

本實用新型中，第二激發(fā)光的主光軸與受激光的主光軸“重合”，可以理解為不是絕對意義上的重合而是大致重合/精度誤差范圍內(nèi)的重合。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的，不限于本實施例，在本實用新型所提供的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，使得第二激發(fā)光的主光軸與受激光的主光軸平行且距離小于閾值的技術(shù)方案也屬于本實用新型保護的范圍，該技術(shù)方案也可以稱為“誤差范圍內(nèi)的重合”。

以上為本實用新型實施例一的基本技術(shù)方案，在此基礎(chǔ)上，本實用新型光源裝置的各個組件根據(jù)實際的應(yīng)用環(huán)境，可以衍生出多種特定的技術(shù)方案，各技術(shù)方案之間可以相互組合，以下進行舉例說明。

在一個實施方式中，第一光源201可以為藍色激光器或藍色激光陣列，第一激發(fā)光為藍色激光，激光發(fā)散角小、光束集中，大致呈高斯分布，使得反射后的第二激發(fā)光能夠與第一激發(fā)光很容易區(qū)分光路。在另一個實施例中，第一光源201可以為發(fā)藍光的LED，第一激發(fā)光為藍色LED光。本實用新型對此不進行限制，但以第一激發(fā)光為小發(fā)散角的光為優(yōu)。

在一個實施方式中，勻光裝置202包括積分棒或復(fù)眼透鏡對，用于對第一光源201發(fā)出的第一激發(fā)光進行勻光。在其他實施方式中，若第一光源201發(fā)出的第一激發(fā)光均勻性較好，也可以不設(shè)置勻光裝置，本實用新型對此不進行限制。當(dāng)然，在本實用新型的一實施方式中，也可以將實施例一中的第一光源201與勻光裝置202的組合看作一個第一光源。

在本實施例中，波長轉(zhuǎn)換裝置206為一輪盤結(jié)構(gòu)(熒光色輪)，波長轉(zhuǎn)換區(qū)段和反射區(qū)段在輪盤結(jié)構(gòu)上呈扇環(huán)形排布，通過一驅(qū)動裝置(如馬達)驅(qū)動而繞輪盤中軸轉(zhuǎn)動。在另一實施方式中，波長轉(zhuǎn)換裝置還可以為熒光色桶/色筒，包括沿桶/筒面環(huán)繞分布的波長轉(zhuǎn)換區(qū)段和反射區(qū)段，色桶/色筒繞其軸線方向旋轉(zhuǎn)，以使不同區(qū)段依時序周期性處于激發(fā)光的照射下；或者，波長轉(zhuǎn)換裝置還可以為熒光色板，包括沿一直線方向依次排布的波長轉(zhuǎn)換區(qū)段和反射區(qū)段，色板沿該直線方向線性振動，以使不同區(qū)段依時序周期性處于激發(fā)光的照射下，從而出射時序光。

在一個實施方式中，波長轉(zhuǎn)換裝置206的波長轉(zhuǎn)換區(qū)段包括熒光材料層，該熒光材料層既可以是熒光粉-有機粘接劑層(通過硅膠、環(huán)氧樹脂等有機粘接劑將分離的熒光粉粘結(jié)成層)，也可以是熒光粉-無機粘接劑層(通過玻璃等無機粘接劑將分離的熒光粉粘結(jié)成層)，還可以是熒光陶瓷(包括①以連續(xù)的陶瓷作為基質(zhì)且陶瓷內(nèi)分布著熒光粉顆粒的結(jié)構(gòu)；②純相陶瓷摻雜激活劑元素，如Ce摻雜的YAG陶瓷；③在純相陶瓷摻雜激活劑元素的基礎(chǔ)上，在陶瓷內(nèi)分散設(shè)置熒光粉顆粒)。在另一個實施方式中，波長轉(zhuǎn)換區(qū)段包括量子點層，通過量子點材料實現(xiàn)光致發(fā)光功能。波長轉(zhuǎn)換裝置206可以只有一個波長轉(zhuǎn)換區(qū)段(如黃色波長轉(zhuǎn)換區(qū)段)，也可以有兩個波長轉(zhuǎn)換區(qū)段(如綠色波長轉(zhuǎn)換區(qū)段和紅色波長轉(zhuǎn)換區(qū)段)，還可以包括兩個以上波長轉(zhuǎn)換區(qū)段。

在一個實施方式中，波長轉(zhuǎn)換裝置206的反射區(qū)段包括金屬反射面，對激發(fā)光進行鏡面反射。在另一個實施方式中，反射區(qū)段包括介質(zhì)反射膜(dielectricreflecting film)，對激發(fā)光進行鏡面反射。在本實用新型的其他實施方式中，反射區(qū)段也可以采用其他的反射結(jié)構(gòu)，對激發(fā)光進行反射。

在本實施例中，波長轉(zhuǎn)換裝置206的反射區(qū)段的反射面平行于波長轉(zhuǎn)換裝置206的運動平面，也即熒光色輪的轉(zhuǎn)動軸垂直于反射區(qū)段的反射面。為了實現(xiàn)第一激發(fā)光以斜入射的方式入射到波長轉(zhuǎn)換裝置表面(當(dāng)反射區(qū)段位于第一激發(fā)光光路上時，反射區(qū)段的反射面即為波長轉(zhuǎn)換裝置的表面)，第一激發(fā)光在偏離收集透鏡205中心的位置入射到收集透鏡205，使得第一激發(fā)光被收集透鏡205改變光傳輸方向，從而傾斜的入射到波長轉(zhuǎn)換裝置表面。隨后，從反射區(qū)段反射出的第二激發(fā)光入射到收集透鏡205。在收集透鏡205與波長轉(zhuǎn)換裝置206之間，第一激發(fā)光和第二激發(fā)光形成“V”字型光路。在另一個實施方式中，反射區(qū)段的反射面也可以不平行于波長轉(zhuǎn)換裝置的運動平面，而是相對于波長轉(zhuǎn)換裝置的運動平面有一個傾角，但是仍要保證第一激發(fā)光以斜入射的方式入射到反射區(qū)段的反射面，從而實現(xiàn)第一激發(fā)光與第二激發(fā)光的光路分離，該技術(shù)方案可以使得光路設(shè)計更加靈活多變。

在本實施例中，第一分光組件204為一透射激發(fā)光(包括第一激發(fā)光和第二激發(fā)光)且反射受激光的濾光片/濾光膜/二向色片，該第一分光組件204足夠大，以使來自收集透鏡205的光能夠被反射向中繼透鏡207，而且能夠使得有足夠大的相互分離的第一區(qū)域和第二區(qū)域分別供第一激發(fā)光和第二激發(fā)光透射。

在本實施例中，光路校正組件209包括一凸面反射面，該凸面反射面迎向第二激發(fā)光，將第二激發(fā)光反射，并改變光束角分布，對光束進行發(fā)散。該光路校正組件209設(shè)置在第一分光組件204遠離波長轉(zhuǎn)換裝置206的一側(cè)。

在本實用新型中，光路校正組件的作用除了通過反射使得第二激發(fā)光能夠與受激光主光軸重合外，另一作用在于通過改變第二激發(fā)光的光束角分布，對光束進行會聚或發(fā)散。光從波長轉(zhuǎn)換裝置206到積分棒212的入口的過程，實際是波長轉(zhuǎn)換裝置206表面的光斑成像到積分棒212入射面的過程(積分棒也可以替換為其它光學(xué)器件，同時波長轉(zhuǎn)換裝置表面的光斑成像到該替換后的光學(xué)器件的入射面)。由于第二激發(fā)光與受激光在主光軸重合前的光路不同，兩者光程不同，導(dǎo)致其光路重合后在通過相同的光學(xué)器件作用下成像位置不重合，從而導(dǎo)致兩者中的一種光的空間均勻性較差(由于作為“物”的波長轉(zhuǎn)換裝置上的光斑是均勻的，而成像位置偏離積分棒212的光斑在積分棒212的入射面處于離焦?fàn)顟B(tài)，那么該光斑的面分布必然是不均勻的)。通過加入曲面反射面，增加一次對第二激發(fā)光的會聚或發(fā)散，能夠使得第二激發(fā)光的成像位置能夠與受激光的成像位置重合。

在本實施例中，光路校正組件209設(shè)置在第一分光組件204遠離波長轉(zhuǎn)換裝置206的一側(cè)，來自光路校正組件209的第二激發(fā)光穿過第一分光組件204后與受激光主光軸重合。相對于受激光，第二激發(fā)光從波長轉(zhuǎn)換裝置206至兩光的重合位置(此處仍是指兩光的空間位置的重合，實際兩光在時間上是錯開的)的光程大于受激光的光程，第二激發(fā)光從波長轉(zhuǎn)換裝置206到積分棒212的入射面的光程大于受激光從波長轉(zhuǎn)換裝置206到積分棒212的入射面的光程。將波長轉(zhuǎn)換裝置至積分棒之間的光學(xué)元件看作一個成像裝置，則根據(jù)成像公式1/u+1/v＝1/f，若要使得第二激發(fā)光與受激光的成像位置相同，則需要增大第二激發(fā)光的成像裝置的焦距f，該功能可以通過在第二激發(fā)光的光路上增加一個凹透鏡或者凸面鏡實現(xiàn)。本實施例的光路校正組件209包括一凸面反射面，增大了第二激發(fā)光從波長轉(zhuǎn)換裝置到積分棒的成像焦距，使得第二激發(fā)光與受激光能夠在同一位置成像，從而保證了光源裝置出射光的空間分布均勻性。

在一個實施方式中，光路校正組件209的凸面反射面為在一凸面結(jié)構(gòu)上鍍制金屬反射膜的結(jié)構(gòu)。在其他實施方式中，也可以通過鍍制介質(zhì)反射膜等方式實現(xiàn)。

在一個實施方式中，收集透鏡205可以由多個透鏡組合而成。

在一個實施方式中，中繼透鏡207可以由多個透鏡組合而成，如凹透鏡與凸透鏡的組合等?？梢岳斫?，中繼透鏡并非本實用新型光源裝置的必需組件。

在本實施例中，濾光輪211包括散射透射區(qū)段和修色透射區(qū)段。其中，散射透射區(qū)段用于對第二激發(fā)光進行散射，使得第二激發(fā)光的發(fā)散角與受激光的發(fā)散角保持一致，散射透射區(qū)段可以通過設(shè)置散射片來實現(xiàn)；修色透射區(qū)段用于對受激光進行修色，使得透射過的受激光的色坐標(biāo)符合光源裝置的出射光要求，修色透射區(qū)段可以通過設(shè)置波長濾光片來實現(xiàn)。濾光輪211由一驅(qū)動裝置(如馬達)驅(qū)動而做周期性轉(zhuǎn)動，使得濾光輪211與波長轉(zhuǎn)換裝置206同步，以使濾光輪211的各個區(qū)段與波長轉(zhuǎn)換裝置206的各個區(qū)段一一對應(yīng)。具體地，當(dāng)波長轉(zhuǎn)換裝置206出射受激光時，濾光輪211的修色透射區(qū)段位于受激光的光路上；當(dāng)波長轉(zhuǎn)換裝置206出射第二激發(fā)光時，濾光輪211的散射透射區(qū)段位于第二激發(fā)光的光路上。由于一般的散射片對激發(fā)光散射后，激發(fā)光的角分布為高斯散射，與受激光的角分布不同，因此，為使得激發(fā)光散射后的角分布能夠與受激光一致，在一些實施方式中，散射透射區(qū)段設(shè)置Top-hat型散射片(即散射后的角分布大致呈“幾”字型，形狀像禮帽，所以稱為top-hat)或者六邊形排列的單排復(fù)眼結(jié)構(gòu)。

可以理解，濾光輪并非本實用新型光源裝置的必需組件，在對出射光的色坐標(biāo)或角分布要求較低的應(yīng)用場景，也可以省略濾光輪，本實用新型對此不進行限制。

本實施例中，濾光輪211的出射光進入積分棒212而被均勻化。在其他實施方式中，積分棒212也可以替換為其他勻光器件。在另一些實施方式中，積分棒212也可以省略，使得出射光直接進入后續(xù)的光學(xué)元件，本實用新型對此不進行限制。

實施例二

請參見圖3，圖3為本實用新型實施例二的光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。光源裝置包括第一光源201、光引導(dǎo)系統(tǒng)和波長轉(zhuǎn)換裝置206，其中，光引導(dǎo)系統(tǒng)包括第一分光組件204a、收集透鏡205、中繼透鏡207和光路校正組件209，此外，光源裝置還包括第二光源203、勻光裝置202、濾光輪211和積分棒212。

第一光源201、光引導(dǎo)系統(tǒng)、波長轉(zhuǎn)換裝置206、勻光裝置202、濾光輪211、積分棒212的描述可以參照上述實施例一中的描述。

與實施例一相比，實施例二的技術(shù)方案增加了第二光源203，用于當(dāng)波長轉(zhuǎn)換裝置206的波長轉(zhuǎn)換區(qū)段處于第一激發(fā)光的光路上時發(fā)射補償光。此外，與實施例一相比，第一分光組件204a進一步包括一補償光引導(dǎo)區(qū)域，能夠引導(dǎo)補償光至波長轉(zhuǎn)換裝置。

當(dāng)補償光入射到第一分光組件204a時，補償光透射過補償光引導(dǎo)區(qū)域并經(jīng)收集透鏡205會聚入射到波長轉(zhuǎn)換裝置206，該補償光不會被波長轉(zhuǎn)換裝置206吸收，而是在被散射反射(漫反射)后，成為大致呈朗伯分布的光，與受激光一同出射。其中，除少量補償光以及部分與補償光光譜交疊的受激光透射第一分光組件204a的補償光引導(dǎo)區(qū)域并損耗掉之外，其余被收集透鏡205收集的補償光與大部分受激光沿相同光路進入出射光通道出射。

在一個實施方式中，補償光與受激光具有交疊的波長范圍。例如，補償光的波長范圍區(qū)間是(a,b)，受激光的波長范圍區(qū)間為(c,d)，其中c<a<d。在一個實施方式中，補償光的顏色可以與受激光相同或相近。補償光可以用于補償受激光的色調(diào)和亮度等中至少的一種。例如，在一個具體的實施例中，第二光源203為紅色激光光源，波長轉(zhuǎn)換裝置206包括反射區(qū)段、綠色波長轉(zhuǎn)換區(qū)段和紅色波長轉(zhuǎn)換區(qū)段，當(dāng)紅色波長轉(zhuǎn)換區(qū)段處于第一激發(fā)光的光路上時，開啟第二光源203，使得紅色激光與紅色受激光一起發(fā)出，能夠使得光源裝置出射的紅光更接近所需要的紅色，而且能夠提高紅光的亮度。

在本實施方式中，雖然補償光會因補償光引導(dǎo)區(qū)域的光損失而造成光斑面分布顏色不均勻，但是由于受激光與補償光顏色交疊，補償光只占其色光的一部分，顏色均勻性能夠接受。而且，補償光引導(dǎo)區(qū)域的設(shè)置不會影響激發(fā)光的均勻性，本技術(shù)方案對激發(fā)光均勻性的改善不會產(chǎn)生不利影響。

在本實施方式中，補償光引導(dǎo)區(qū)域設(shè)置在受激光的主光軸路徑上，該補償光引導(dǎo)區(qū)域能夠透射激發(fā)光，使得第二激發(fā)光在經(jīng)光路校正組件209反射后能夠通過補償光引導(dǎo)區(qū)域與受激光主光軸重合。

在一個實施方式中，補償光引導(dǎo)區(qū)域偏離受激光的主光軸設(shè)置，也即補償光如同第一激發(fā)光一般，斜入射到波長轉(zhuǎn)換裝置的表面，但是由于補償光入射到波長轉(zhuǎn)換裝置的波長轉(zhuǎn)換區(qū)段，散射反射后的光變?yōu)榇笾鲁世什植嫉墓?，使其仍能夠與受激光重合，而非形成“V”字型光路。該技術(shù)方案中，經(jīng)光路校正組件反射后的第二激發(fā)光可以不經(jīng)過補償光引導(dǎo)區(qū)域而與受激光主光軸重合，因此補償光引導(dǎo)區(qū)域可以不必透射激發(fā)光。

在本實用新型其它實施例(包括但不限于下述各實施例)中，若不需要補償受激光，則用于發(fā)射補償光的第二光源203也可以省略，本實用新型對此不進行限制。若省略用于發(fā)射補償光的第二光源203，則第一分光組件可以不包含補償光引導(dǎo)區(qū)域。

實施例三

請參見圖4，圖4為本實用新型實施例三的光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。光源裝置包括第一光源201、光引導(dǎo)系統(tǒng)和波長轉(zhuǎn)換裝置206，其中，光引導(dǎo)系統(tǒng)包括第一分光組件204a、收集透鏡205、第一中繼透鏡207、反射片208、光路校正組件209和第二中繼透鏡210，此外，光源裝置還包括第二光源203、勻光裝置202、濾光輪211和積分棒212。

上述各實施例中，波長轉(zhuǎn)換裝置206與濾光輪211相對獨立設(shè)置，分別由兩個驅(qū)動裝置驅(qū)動而進行周期性運動。與之不同的是，本實施例中，波長轉(zhuǎn)換裝置206與濾光輪211同軸設(shè)置，在一個驅(qū)動裝置的驅(qū)動下繞同一軸轉(zhuǎn)動。

請參見圖4A，其中波長轉(zhuǎn)換裝置206包括扇環(huán)形的反射區(qū)段2061、紅色波長轉(zhuǎn)換區(qū)段2062和綠色波長轉(zhuǎn)換區(qū)段2063，濾光輪211包括扇環(huán)形的散射透射區(qū)段2111、紅色修色透射區(qū)段2112和綠色修色透射區(qū)段2113。其中，反射區(qū)段2061的扇環(huán)形角度與散射透射區(qū)段2111的扇環(huán)形角度相同，紅色波長轉(zhuǎn)換區(qū)段2062的扇環(huán)形角度與紅色修色透射區(qū)段2112的扇環(huán)形角度相同，綠色波長轉(zhuǎn)換區(qū)段2063的扇環(huán)形角度與綠色修色透射區(qū)段2113的扇環(huán)形角度相同。本實施例中，反射區(qū)域2061與散射透射區(qū)域2111呈180°相對設(shè)置，該技術(shù)方案使得反射區(qū)域2061與散射透射區(qū)域2111距離最遠，能夠有足夠的空間布置中間光路的光學(xué)元件。當(dāng)然，在其他實施方式中，也可以使反射區(qū)域與散射透射區(qū)域呈0～180°任意角度設(shè)置，本實用新型對此不進行限制。

隨著波長轉(zhuǎn)換裝置206與濾光輪211的結(jié)構(gòu)位置的變化，波長轉(zhuǎn)換裝置206至濾光輪211之間的光路也適當(dāng)調(diào)整。相對于上述實施例，本實施例增加了反射片208和第二中繼透鏡210，用于引導(dǎo)受激光、第二激發(fā)光和補償光。其中，反射元件208將來自第一中繼透鏡207的受激光、第二激發(fā)光和補償光反射至第二中繼透鏡210，第二中繼透鏡210收集受激光、第二激發(fā)光和補償光，并將其傳輸至濾光輪211。

在一個實施方式中，反射元件208為金屬反射鏡。在另一個實施方式中，反射元件208還可以是包括介質(zhì)反射膜的元件。在其他實施方式中，反射元件208還可以是其他類型的反射式光學(xué)器件，本實用新型對此不進行限制。

在本實用新型另一個實施方式中，在保留反射元件208和第二中繼透鏡210的情況下，也可以將波長轉(zhuǎn)換裝置206與濾光輪211拆分成兩個相對獨立設(shè)置的元件而不改變其位置，該技術(shù)方案也在本實用新型的保護范圍內(nèi)。

本實施例中的其他各組件可以參照實施例二及其變化實施例的描述，此處不再贅述。

本實施例基于實施例二的變化同樣可運用于實施例一，此處不再贅述。

實施例四

請參見圖5，圖5為本實用新型實施例四的光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。光源裝置包括第一光源201、光引導(dǎo)系統(tǒng)和波長轉(zhuǎn)換裝置206，其中，光引導(dǎo)系統(tǒng)包括第一分光組件204b、收集透鏡205、第一中繼透鏡207、第二分光組件208a、光路校正組件209和第二中繼透鏡210，此外，光源裝置還包括第二光源203、勻光裝置202、濾光輪211和積分棒212。

在上述各實施例中，第一分光組件204或第一分光組件204a的第一區(qū)域和第二區(qū)域?qū)Φ谝患ぐl(fā)光和第二激發(fā)光的透射反射特性相同。與之區(qū)別的是，本實施例中，第一區(qū)域?qū)Φ谝患ぐl(fā)光的透射反射特性與第二區(qū)域?qū)Φ诙ぐl(fā)光的透射反射特性相反。

如圖5A所示，第一分光組件204b包括第一區(qū)域204b1、第二區(qū)域204b2、補償光引導(dǎo)區(qū)域204b3以及第四區(qū)域204b4，第一區(qū)域與第二區(qū)域不重疊。其中，第一區(qū)域204b1透射第一激發(fā)光(進一步地，反射受激光和補償光)，第二區(qū)域204b2反射第二激發(fā)光(進一步地，反射受激光和補償光)，補償光引導(dǎo)區(qū)域204b3透射補償光(進一步地，反射與補充光光譜不同的光)，第四區(qū)域204b4反射受激光和補償光。在一個實施方式中，區(qū)域204b4透射激發(fā)光，第一區(qū)域204b1與區(qū)域204b4可以融合為一整個區(qū)域。在另一個實施方式中，區(qū)域204b4反射激發(fā)光，第二區(qū)域204b2與區(qū)域204b4可以融合為一整個區(qū)域。各個區(qū)域的透射反射特性可以通過鍍膜來實現(xiàn)，其中透射還可以通過鏤空來實現(xiàn)，反射還可以通過設(shè)置反射層來實現(xiàn)。

在本實施例中，第一光源201發(fā)射第一激發(fā)光，第一激發(fā)光經(jīng)勻光裝置202勻光后，入射至第一分光組件204b的第一區(qū)域204b1并透射，而后第一激發(fā)光經(jīng)收集透鏡205會聚后傳輸至波長轉(zhuǎn)換裝置206。當(dāng)波長轉(zhuǎn)換裝置206的波長轉(zhuǎn)換區(qū)段處于第一激發(fā)光的光路上時，波長轉(zhuǎn)換區(qū)段吸收第一激發(fā)光并出射大致呈朗伯分布的受激光，受激光經(jīng)收集透鏡205收集并傳輸至第一分光組件204b，該受激光覆蓋第一分光組件204的大部分區(qū)域，除少量與補償光存在光譜交疊的受激光透射過補償光引導(dǎo)區(qū)域204b3損失掉之外，其他受激光被反射至第一中繼透鏡207。當(dāng)波長轉(zhuǎn)換裝置206的反射區(qū)段處于第一激發(fā)光的光路上時，第一激發(fā)光斜入射至反射區(qū)段的表面，經(jīng)反射區(qū)段反射形成第二激發(fā)光，該第二激發(fā)光與第一激發(fā)光呈“V”字型光路，經(jīng)收集透鏡205收集并傳輸至第一分光組件204b的第二區(qū)域204b2，第二激發(fā)光被第二區(qū)域204b2反射，并被反射至第一中繼透鏡207。第二光源203發(fā)射補償光，該補償光透射過第一分光組件204b的補償光引導(dǎo)區(qū)域204b3，經(jīng)收集透鏡205會聚后傳輸至波長轉(zhuǎn)換裝置206的波長轉(zhuǎn)換區(qū)段，被波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換區(qū)段散射反射后成為大致呈朗伯分布的補償光，該補償光被收集透鏡205收集后，除其中少量再次透射第一分光組件204b的補償光引導(dǎo)區(qū)域204b3并損耗掉之外，其余部分與受激光沿相同光路出射。

到達第一中繼透鏡207的各光束中，一方面，第二激發(fā)光經(jīng)第一中繼透鏡207收集并傳輸至光路校正元件209，被光路校正元件209反射至第二中繼透鏡210，經(jīng)第二中繼透鏡210收集后傳輸至濾光輪211，該過程中，第二分光組件208a設(shè)置在第一中繼透鏡207與光路校正元件209之間的光路上，第二分光組件208a不影響第二激發(fā)光的傳輸，使第二激發(fā)光直接透射；另一方面，受激光和補償光經(jīng)第一中繼透鏡207收集并傳輸至第二分光組件208a，第二分光組件208a進一步將受激光和補償光反射至第二中繼透鏡210，第二中繼透鏡210將受激光和補償光收集和傳輸至濾光輪211。

光路校正元件209位于第二分光組件208a反射的受激光的光路的反向延長線上，光路校正元件209將第二激發(fā)光反射，使得反射后的第二激發(fā)光的主光軸與受激光的主光軸重合，從而能夠在積分棒212的入射面實現(xiàn)顏色空間分布均勻。

在本實施例中，第二激發(fā)光兩次穿過第二分光組件208a，與受激光在第二分光組件208a的受激光出射位置光路重合。相對于受激光，第二激發(fā)光從波長轉(zhuǎn)換裝置206至兩束光的重合位置的光程大于受激光的光程，因此光路校正組件209同樣包括一凸面反射面，以增大第二受激光的成像焦距。該技術(shù)特征與上述各實施例類似，都是選擇凸面反射面，以解決第二激發(fā)光的從波長轉(zhuǎn)換裝置到第二激發(fā)光與受激光的合光位置的光程大于受激光的光程帶來的顏色分布不均勻的問題。

在上述實施例一至三中，第一分光組件204或者204a既起到了區(qū)分第一激發(fā)光與受激光光路的作用，又起到了合并第二激發(fā)光與受激光光路的作用。而在本實施例中，第一分光組件204b實現(xiàn)了第一激發(fā)光與受激光的光路區(qū)分，第二分光組件208a實現(xiàn)了第二激發(fā)光與受激光的光路合并。

在一個實施方式中，若不需要補償受激光，則可以省略第二光源203，第一分光組件的補償光引導(dǎo)區(qū)域也可以省略。

本實施例中未描述的各光學(xué)元件對于光束的光學(xué)處理以及光束傳輸過程等，可參照上述實施例的描述，此處不再贅述。

實施例五

請參見圖6，圖6為本實用新型實施例五的光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。光源裝置包括第一光源201、光引導(dǎo)系統(tǒng)和波長轉(zhuǎn)換裝置206，其中，光引導(dǎo)系統(tǒng)包括第一分光組件204、收集透鏡205、中繼透鏡207和光路校正組件209a，此外，光源裝置還包括勻光裝置202、濾光輪211和積分棒212。

與實施例一的區(qū)別在于，本實施例中，光路校正組件209a為一包括凹面反射面的光學(xué)元件，設(shè)置在第一分光組件204靠近波長轉(zhuǎn)換裝置206的一側(cè)，而且波長轉(zhuǎn)換裝置206的反射區(qū)段出射的第二激發(fā)光不入射到第一分光組件204，而是直接被光路校正組件209a的凹面反射面反射。而且，光路校正組件209a能夠透射受激光，可以通過在透明介質(zhì)的凹面鍍制透射激發(fā)光并反射第二激發(fā)光的濾光膜實現(xiàn)。

具體地，第一光源201發(fā)射第一激發(fā)光，經(jīng)勻光裝置202勻光后入射至第一分光組件204的第一區(qū)域，并透射過第一分光組件204，而后入射至收集透鏡205，經(jīng)收集透鏡205會聚后傳輸至波長轉(zhuǎn)換裝置206。當(dāng)?shù)谝患ぐl(fā)光入射至波長轉(zhuǎn)換裝置206的波長轉(zhuǎn)換區(qū)段時，波長轉(zhuǎn)換區(qū)段吸收第一激發(fā)光并出射大致呈朗伯分布的受激光，受激光經(jīng)收集透鏡205收集并傳輸至第一分光組件204，并被第一分光組件204反射至第一中繼透鏡207。該過程中，光路校正元件209a具有透射受激光的特性，幾乎不對受激光產(chǎn)生影響，使其直接透射過光路校正元件209a。當(dāng)?shù)谝患ぐl(fā)光以斜入射的方式入射至波長轉(zhuǎn)換裝置206的反射區(qū)段時，反射區(qū)段將第一激發(fā)光轉(zhuǎn)換為第二激發(fā)光，該第二激發(fā)光與第一激發(fā)光呈“V”字型光路，經(jīng)收集透鏡205收集并傳輸至光路校正元件209a，第二激發(fā)光被光路校正元件209a反射后，主光軸與受激光的主光軸重合，傳輸向第一中繼透鏡207。

在本實施例中，第二激發(fā)光未到達第一分光組件204即被光路校正組件209a反射，并于反射后與受激光主光軸光路重合，使得相對于受激光，第二激發(fā)光從波長轉(zhuǎn)換裝置206至兩光的重合位置的光程小于受激光從波長轉(zhuǎn)換裝置206至兩光的重合位置的光程，因此，波長轉(zhuǎn)換裝置206的反射區(qū)段的光斑成像到積分棒212入射面的光程小于波長轉(zhuǎn)換裝置206的波長轉(zhuǎn)換區(qū)段的光斑成像到積分棒212入射面的光程。根據(jù)成像公式1/u+1/v＝1/f，若要使得第二激發(fā)光與受激光的成像位置相同，則需要減小第二激發(fā)光的成像焦距f。通過設(shè)置包括凹面反射面的光路校正組件209，減小了成像焦距，使得第二激發(fā)光與受激光能夠在同一位置成像，從而保證了光源裝置出射光的空間分布均勻性。

相對于上述各實施方式中光路校正組件包括凸面反射面的技術(shù)方案，本實施例的技術(shù)方案中部分受激光需要穿過光路校正組件，這使得受激光的均勻性不可避免的受到一些影響。但是由于第二激發(fā)光為小發(fā)散角的光，光路校正組件的面積較小，因此在一些要求相對較低的應(yīng)用場合，也可以接受本實施例的技術(shù)方案。

本實施例未描述的各光學(xué)元件對于光束的光學(xué)處理以及光束傳輸過程等，可參照上述實施例一的描述，此處不再贅述。

實施例六

請參見圖7，圖7為本實用新型實施例六的光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。光源裝置包括第一光源201、光引導(dǎo)系統(tǒng)和波長轉(zhuǎn)換裝置206，其中，光引導(dǎo)系統(tǒng)包括第一分光組件204a、收集透鏡205、第一中繼透鏡207、反射片208、光路校正組件209a和第二中繼透鏡210，此外，光源裝置還包括第二光源203、勻光裝置202、濾光輪211和積分棒212。

相對于實施例五，本實施例增加了第二光源203，用于當(dāng)波長轉(zhuǎn)換裝置206的波長轉(zhuǎn)換區(qū)段處于第一激發(fā)光的光路上時發(fā)射補償光。此外，與實施例五相比，第一分光組件204a進一步包括一補償光引導(dǎo)區(qū)域，能夠透射補償光。該區(qū)別變化具體可以參照實施例二相對于實施例一的變化，此處不再贅述。

相對于實施例五，本實施例中的波長轉(zhuǎn)換裝置206與濾光輪211同軸設(shè)置，在一個驅(qū)動裝置的驅(qū)動下繞同一軸轉(zhuǎn)動。而且隨著波長轉(zhuǎn)換裝置206與濾光輪211的結(jié)構(gòu)位置的變化，波長轉(zhuǎn)換裝置206至濾光輪211之間的光路也適當(dāng)調(diào)整，增加了反射片208和第二中繼透鏡210，用于引導(dǎo)受激光、第二激發(fā)光和補償光。其中，反射元件208將來自第一中繼透鏡207的受激光、第二激發(fā)光和補償光反射至第二中繼透鏡210，第二中繼透鏡210收集受激光、第二激發(fā)光和補償光，并將其傳輸至濾光輪211。該區(qū)別變化具體可以參照實施例三相對于實施例二的變化，此處不再贅述。

本實施例也可以看作將實施例三與實施例五結(jié)合，將實施例三中的包括凸面反射面的光路校正元件209替換為包括凹面反射面的光路校正元件209a，同時將光路校正元件209a的位置設(shè)置在波長轉(zhuǎn)換裝置206與第一分光組件204a之間的光路上。

本實施例未描述的各光學(xué)元件對于光束的光學(xué)處理以及光束傳輸過程等，可參照上述各實施例的描述，此處不再贅述。

實施例七

請參見圖8，圖8為本實用新型實施例七的光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。光源裝置包括第一光源201、光引導(dǎo)系統(tǒng)和波長轉(zhuǎn)換裝置206，其中，光引導(dǎo)系統(tǒng)包括第一分光組件204b、收集透鏡205、第一中繼透鏡207、第二分光組件208a、光路校正組件209a和第二中繼透鏡210，此外，光源裝置還包括第二光源203、勻光裝置202、濾光輪211和積分棒212。

實施例七相對于實施例六的區(qū)別類似于實施例四相對于實施例三的區(qū)別。在本實施例中，第一分光組件204b同樣可參照圖5A，包括第一區(qū)域204b1、第二區(qū)域204b2、補償光引導(dǎo)區(qū)域204b3和第四區(qū)域204b4，第一分光組件204b的第一區(qū)域204b1對第一激發(fā)光的透射反射特性與第一分光組件204b的第二區(qū)域204b2對第二激發(fā)光的透射反射特性相反。

具體地，第一光源201發(fā)出的第一激發(fā)光經(jīng)勻光裝置202勻光后，入射至第一分光組件204b的第一區(qū)域204b1并透射，而后第一激發(fā)光經(jīng)收集透鏡205會聚后傳輸至波長轉(zhuǎn)換裝置206。當(dāng)波長轉(zhuǎn)換裝置206的波長轉(zhuǎn)換區(qū)段處于第一激發(fā)光的光路上時，波長轉(zhuǎn)換區(qū)段吸收第一激發(fā)光并出射大致呈朗伯分布的受激光，受激光經(jīng)收集透鏡205收集并傳輸至第一分光組件204b，該受激光覆蓋第一分光組件204b的大部分區(qū)域，除少量與補償光存在光譜交疊的受激光透射過補償光引導(dǎo)區(qū)域204b3損失掉之外，其他受激光被反射至第一中繼透鏡207。當(dāng)波長轉(zhuǎn)換裝置206的反射區(qū)段處于第一激發(fā)光的光路上時，第一激發(fā)光斜入射至反射區(qū)段的表面，經(jīng)反射區(qū)段反射形成第二激發(fā)光，該第二激發(fā)光與第一激發(fā)光呈“V”字型光路，經(jīng)收集透鏡205收集并傳輸至第一分光組件204b的第二區(qū)域204b2，第二激發(fā)光被第二區(qū)域204b2反射，并被反射至第一中繼透鏡207。第二光源203發(fā)射補償光，該補償光透射過第一分光組件204b的補償光引導(dǎo)區(qū)域204b3，經(jīng)收集透鏡205會聚后傳輸至波長轉(zhuǎn)換裝置206的波長轉(zhuǎn)換區(qū)段，被波長轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換區(qū)段散射反射后成為大致呈朗伯分布的補償光，該補償光被收集透鏡205收集后，除其中少量再次透射第一分光組件204b的補償光引導(dǎo)區(qū)域204b3并損耗掉之外，其余部分與受激光沿相同光路出射。

到達第一中繼透鏡207的各光束中，一方面，第二激發(fā)光經(jīng)第一中繼透鏡207收集并傳輸至光路校正元件209a，被光路校正元件209a反射至第二中繼透鏡210，經(jīng)第二中繼透鏡210收集后傳輸至濾光輪211；另一方面，受激光和補償光經(jīng)第一中繼透鏡207收集并傳輸至第二分光組件208a，第二分光組件208a進一步將受激光和補償光反射至第二中繼透鏡210，第二中繼透鏡210將受激光和補償光收集和傳輸至濾光輪211。其中，第二激發(fā)光不經(jīng)過第二分光組件208a，直接入射到光路校正元件209。而部分受激光和補償光則透射過光路校正組件209a，這使得受激光的均勻性不可避免的受到一些影響。但是由于第二激發(fā)光為小發(fā)散角的光，光路校正組件209a的面積較小，因此在一些要求相對較低的應(yīng)用場合，也可以接受本實施例的技術(shù)方案。

在本實施例中，受激光依次分別經(jīng)第一分光組件204b和第二分光組件208a引導(dǎo)后，透射過光路校正組件209a，第二激發(fā)光經(jīng)光路校正組件209a反射，兩光在光路校正組件209a的第二激發(fā)光出射位置光路重合，使得相對于受激光，第二激發(fā)光從波長轉(zhuǎn)換裝置206至兩光的重合位置的光程小于受激光從波長轉(zhuǎn)換裝置206至兩光的重合位置的光程，因此，波長轉(zhuǎn)換裝置206的反射區(qū)段的光斑成像到積分棒212入射面的光程小于波長轉(zhuǎn)換裝置206的波長轉(zhuǎn)換區(qū)段的光斑成像到積分棒212入射面的光程。光路校正組件209a反射第二激發(fā)光的面為凹面反射面，使得第二激發(fā)光和受激光能夠在相同的位置成像，實現(xiàn)顏色空間分布均勻。

本實施例中，由于第二激發(fā)光不入射到第二分光組件208a，因此第二分光組件208a也可以為一反射片。

本實施例未詳細描述的各光學(xué)元件對于光束的光學(xué)處理以及光束傳輸過程等，可參照上述各實施例的描述，此處不再贅述。

實施例八

請參見圖9，圖9為本實用新型實施例八的光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。光源裝置包括第一光源201、光引導(dǎo)系統(tǒng)和波長轉(zhuǎn)換裝置206，其中，光引導(dǎo)系統(tǒng)包括第一分光組件204c、收集透鏡205、中繼透鏡207和光路校正組件209，此外，光源裝置還包括第二光源203、勻光裝置202、濾光輪211和積分棒212。

上述各實施方式中，第一激發(fā)光經(jīng)勻光裝置202勻光后，透射過第一分光組件204/204a/204b，然后入射到波長轉(zhuǎn)換裝置206。與之不同的是，在本實施例中，第一激發(fā)光被第一分光組件204c反射，然后經(jīng)收集透鏡205入射到波長轉(zhuǎn)換裝置206。

如圖9A所示，本實施例中，第一分光組件204c包括第一區(qū)域204c1、第二區(qū)域204c2、補償光引導(dǎo)區(qū)域204c3以及第四區(qū)域204c4。其中，第一區(qū)域204c1反射第一激發(fā)光并透射受激光和補償光，第二區(qū)域204c2反射第二激發(fā)光并透射受激光和補償光，補償光引導(dǎo)區(qū)域204c3反射補償光并透射第二激發(fā)光和至少部分受激光，第四區(qū)域204c4透射受激光和補償光。

具體地，第一光源201發(fā)射的第一激發(fā)光經(jīng)勻光裝置202勻光后，入射至第一分光組件204c的第一區(qū)域204c1，并在該區(qū)域被反射，而后入射至收集透鏡205，經(jīng)收集透鏡205會聚后入射至波長轉(zhuǎn)換裝置206。

當(dāng)波長轉(zhuǎn)換裝置206的反射區(qū)段位于第一激發(fā)光的光路上時，第一激發(fā)光以主光軸斜入射的方式入射至反射區(qū)段，反射后形成第二激發(fā)光，該第二激發(fā)光與第一激發(fā)光呈“V”字型光路，經(jīng)收集透鏡205收集并傳輸至第一分光組件204c的第二區(qū)域204c2，第二激發(fā)光被第二區(qū)域204c2反射，并被反射至光路校正元件209b，光路校正元件209b包括一凸面反射面，該凸面反射面反射第二激發(fā)光，使其進入出射光通道。當(dāng)波長轉(zhuǎn)換裝置206的波長轉(zhuǎn)換區(qū)段位于第一激發(fā)光的光路上時，波長轉(zhuǎn)換區(qū)段吸收第一激發(fā)光并發(fā)出受激光，該受激光大致呈朗伯分布，被收集透鏡205收集后，該受激光透射過第一分光組件204c，進入出射光通道。

本實施例中，第一分光組件204c對第一激發(fā)光和受激光的透射反射特性相反，起到了區(qū)分第一激發(fā)光與受激光光路的作用。在入射到第一分光組件204c之前，部分受激光入射到光路校正元件209b，該部分受激光直接透射過光路校正元件209b。

第二光源203發(fā)出的補償光經(jīng)第一分光組件204c的補償光引導(dǎo)區(qū)域204c3反射后，經(jīng)收集透鏡205收集并傳輸至波長轉(zhuǎn)換裝置206，被波長轉(zhuǎn)換裝置206的波長轉(zhuǎn)換區(qū)段散射反射為近似呈朗伯分布的光，而后被收集透鏡205收集并傳輸至第一分光組件204c。此時，補償光與受激光合為一束出射，除少量補償光及與補償光波長范圍重疊的受激光被補償光引導(dǎo)區(qū)域204c3反射后損失外，其余補償光和受激光經(jīng)過第一分光組件204c的除補償光引導(dǎo)區(qū)域204c3外的區(qū)域透射，進入出射光通道。

在本實施例中，光路校正元件209b設(shè)置在波長轉(zhuǎn)換裝置206與第一分光組件204c之間的光路上，通過光路校正元件209b，第二激發(fā)光、受激光和補償光的主光軸重合，成為一束光入射到第一分光組件204c上。其中，受激光和補償光為朗伯分布的光，覆蓋了第一分光組件204c的大部分區(qū)域，而第二激發(fā)光仍為近似高斯分布的小發(fā)散角的光，第二激發(fā)光入射至補償光引導(dǎo)區(qū)域204c3并透射。

本實施例中的第一分光組件204c為一個整體，其上的各個區(qū)域通過鍍膜或者開孔等方式實現(xiàn)。在另一個實施方式中，由于第一分光組件透射受激光，也可以將第一分光組件設(shè)置為相對獨立的幾個濾光片，例如設(shè)置彼此獨立的第一區(qū)域204c1濾光片、第二區(qū)域204c2濾光片、補償光引導(dǎo)區(qū)域204c3濾光片，也能夠?qū)崿F(xiàn)本實用新型的技術(shù)效果。

在本實施例的一個變形實施例中，第二區(qū)域204c2透射第二激發(fā)光，在第二激發(fā)光透射過第二區(qū)域后的光路上設(shè)置一反射片，用于改變第二激發(fā)光的方向，使其入射至光路校正元件209b(同樣包括凸面反射面)，第二激發(fā)光經(jīng)光路校正元件209b反射后，與透射過光路校正元件209b的受激光主光軸重合。在該實施方式中，光路校正元件209b設(shè)置在第一分光組件204c之后的光路上，即受激光先通過第一分光組件204c，然后通過光路校正元件209b。

在本實施例的一個變形實施例中，也可以不設(shè)置第二光源203，那么相應(yīng)的，補償光引導(dǎo)區(qū)域204c3也可以省略，但是原補償光引導(dǎo)區(qū)域204c3需要能夠透射第二激發(fā)光。

本實施例中，在光束到達207前，第二激發(fā)光、補償光和受激光已成為主光軸重合的一束合光，通過設(shè)置反射鏡可以任意改變?yōu)V光輪211和積分棒212的位置。例如可以通過兩個45°放置的反射鏡，將光束翻轉(zhuǎn)180°，將濾光輪211與波長轉(zhuǎn)換裝置206同軸一體設(shè)置，如同實施例三、四、六、七一般。

本實施例未詳細描述的各光學(xué)元件對于光束的光學(xué)處理以及光束傳輸過程等，可參照上述各實施例的描述，此處不再贅述。

實施例八相對于上述實施例一至七，對第一分光組件的特性進行了變換，在保持使第一分光組件對第一激發(fā)光和受激光透射反射特性相反的前提下，將第一激發(fā)光和受激光的透射反射特性進行了調(diào)換。該變換也可以應(yīng)用到實施例一至七中，相應(yīng)的對各反射鏡的透射反射特性進行改變，并在需要時增減反射片或波長濾光片即可，此處不再贅述。

實施例九

請參見圖10，圖10為本實用新型實施例九的光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。光源裝置包括第一光源201、光引導(dǎo)系統(tǒng)和波長轉(zhuǎn)換裝置206，其中，光引導(dǎo)系統(tǒng)包括第一分光組件204a、收集透鏡205、第一中繼透鏡207、反射片208、光路校正組件209和第二中繼透鏡210，此外，光源裝置還包括第二光源203、勻光裝置202、濾光輪211和積分棒212。

與實施例三相比，本實施例的區(qū)別在于，第一光源201發(fā)出的第一激發(fā)光在經(jīng)過勻光裝置202勻光后，以主光軸不垂直于波長轉(zhuǎn)換裝置206的表面的方向入射于收集透鏡205，因此，第一激發(fā)光在入射至收集透鏡205前，其主光軸方向與收集透鏡205的中心軸不平行。

由于反射對稱性，第二激發(fā)光經(jīng)收集透鏡205收集并出射后，第二激發(fā)光的主光軸也不垂直于波長轉(zhuǎn)換裝置206的表面，該實施例使得第一激發(fā)光能夠與第二激發(fā)光之間的夾角進一步擴大，從而避免兩束光之間產(chǎn)生影響。

在一個實施方式中，光路校正組件209與第一分光組件不平行設(shè)置，入射至光路校正組件209的第二激發(fā)光與被光路校正組件209反射的第二激發(fā)光的夾角不等于90°。由于第一激發(fā)光的入射方向角度偏移，使得第二激發(fā)光的方向也發(fā)生角度偏移，而受激光不受影響，因此，為使得第二激發(fā)光能夠與受激光的主光軸重合，需要通過修改光路校正組件的擺放角度來控制第二激發(fā)光的方向。在一個實施方式中，第二激發(fā)光經(jīng)光路校正組件反射后，角度改變90°±4°。該技術(shù)方案能夠在光路略微偏離的狀態(tài)下仍能通過光路校正組件的擺放角度控制第二激發(fā)光與受激光的光路重合，提高了光源裝置設(shè)計的自由度。

本實施例相對于實施例三的區(qū)別特征也可結(jié)合到其他各實施例中，本實施例未詳細描述的各光學(xué)元件對于光束的光學(xué)處理以及光束傳輸過程等，可參照上述各實施例的描述，此處不再贅述。

實施例十

請參見圖11，圖11為本實用新型實施例十的光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。光源裝置包括第一光源201、光引導(dǎo)系統(tǒng)和波長轉(zhuǎn)換裝置206，其中，光引導(dǎo)系統(tǒng)包括第一分光組件204a、收集透鏡205、第一中繼透鏡207、反射片208、光路校正組件209和第二中繼透鏡210，此外，光源裝置還包括第二光源203、勻光裝置202、濾光輪211、積分棒212和補償光引導(dǎo)組件213。

與上述包括第二光源203的實施例不同的是，上述各實施例中，第二光源203發(fā)出的補償光先入射到波長轉(zhuǎn)換區(qū)段，然后經(jīng)散射反射后形成朗伯分布的光并與受激光一同出射，即補償光與受激光在波長轉(zhuǎn)換區(qū)段的發(fā)光表面位置合光；而本實施例十的第二光源203發(fā)出的補償光不入射至波長轉(zhuǎn)換區(qū)段，而是在受激光產(chǎn)生后，通過補償光引導(dǎo)組件213與受激光合光。該技術(shù)方案避免了補償光被波長轉(zhuǎn)換裝置散射而造成的光損失，極大的提高了補償光的光利用率。

在本實施例中，補償光引導(dǎo)組件213設(shè)置于受激光的出射光路上，具體地，設(shè)置于積分棒212的出射光路上，受激光和補償光分別從兩個方向入射于補償光引導(dǎo)組件213，從而合為一束。補償光引導(dǎo)組件213可以如圖所示，在一個透明基板上設(shè)置小反射區(qū)來實現(xiàn)，其中補償光入射到小反射區(qū)，被小反射區(qū)反射，受激光覆蓋補償光引導(dǎo)組件213的大部分區(qū)域，入射到非小反射區(qū)的透明基板的受激光直接透射。進一步地，還可以通過鍍膜使得小反射區(qū)僅反射補償光波長范圍的光，透射其他波長范圍的光。在一個實施方式中，還可以將補償光引導(dǎo)組件213對受激光和補償光的透射反射特性調(diào)換，可以通過在反射片上設(shè)置補償光透射區(qū)域來實現(xiàn)該技術(shù)方案。

在本實施例中，補償光引導(dǎo)組件213設(shè)置在積分棒212的出射光路上，在其他實施方式中，補償光引導(dǎo)組件213也可以設(shè)置于其他位置，例如，可以設(shè)置于積分棒212的入射光的光路上，或者設(shè)置于波長轉(zhuǎn)換裝置與濾光輪之間的光路上?？傊?，本實施例部分的技術(shù)方案宗旨在于，避免補償光入射到波長轉(zhuǎn)換區(qū)段，從而避免補償光因波長轉(zhuǎn)換區(qū)段的散射而造成的光損失。

本實施例關(guān)于第二光源203發(fā)出的補償光與受激光合光的技術(shù)特征可以應(yīng)用到本實用新型其他實施方式中，本實施例未詳細描述的各光學(xué)元件對于光束的光學(xué)處理以及光束傳輸過程等，可參照上述各實施例的描述，此處不再贅述。

實施例十一

上述實施例一至十及各個變形實施例中，光路校正組件都是曲面反射面，其中，或者通過凸面反射面對光束進行發(fā)散，或者通過凹面反射面對光束進行會聚，光路校正組件都是通過一個器件同時實現(xiàn)改變第二激發(fā)光的傳播方向與改變光束角分布。

與之不同的是，在本實施例中，通過兩個光學(xué)器件的組合實現(xiàn)曲面反射面的功能，利用平面反射面改變第二激發(fā)光的方向，利用透鏡改變第二激發(fā)光的角分布。在一個實施方式中，通過平面反射面與凹透鏡的組合來替代凸面反射面，既可以使得第二激發(fā)光先穿過凹透鏡，然后入射到平面反射面，也可以使得第二激發(fā)光先被平面反射面反射，然后透射過凹透鏡。在另一個實施方式中，通過平面反射面與凸透鏡的組合來替代凹面反射面，既可以使得第二激發(fā)光先穿過凸透鏡，然后入射到平面反射面，也可以使得第二激發(fā)光先被平面反射面反射，然后透射過凸透鏡。

本實施例對光路校正組件進行了替換，對于用平面反射面與凹透鏡的組合來替代凸面反射面的實施方式，其他組件可以參照上述實施例中采用凸面反射面的光路校正組件的技術(shù)方案的具體描述；對于用平面反射面與凸透鏡的組合來替代凹面反射面的實施方式，其他組件可以參照上述實施例中采用凹面反射面的光路校正組件的技術(shù)方案的具體描述，但需滿足平面反射面對受激光的透射反射特性與原曲面反射面相同。

可以理解，在曲面反射面的基礎(chǔ)上，也可以進一步增加一個或多個平面反射面，與曲面反射面共同組成光路校正組件，只要使得最后一次反射后的第二激發(fā)光主光軸與受激光的主光軸重合即可。

本實用新型還要求公開了一種投影系統(tǒng)，該投影系統(tǒng)包括上述各實施例中的光源裝置，還包括光調(diào)制裝置和鏡頭裝置，通過將光源裝置的出射光投射到光調(diào)制裝置的光調(diào)制器上，并根據(jù)輸入的圖像信號對該光的空間分布進行調(diào)制，經(jīng)調(diào)制后的光經(jīng)鏡頭裝置出射形成圖像，從而實現(xiàn)投影顯示功能。

本實用新型的投影顯示系統(tǒng)既可以應(yīng)用于投影機如影院投影機、工程投影機、微型投影機、教育投影機、拼墻投影機、激光電視等，也可以應(yīng)用于圖像照明如圖像投影燈、交通工具(車船飛機)燈、探照燈、舞臺燈等場景。

本說明書中所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，由本申請任意兩個或兩個以上的實施例的部分或全部技術(shù)特征組成的可行的技術(shù)方案，都屬于本實用新型保護的范圍。

以上所述僅為本實用新型的實施方式，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。