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Title:
LIGHT SOURCE SYSTEM AND PROJECTION DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/091453
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed are a light source system and a projection device. The light source system comprises: an excitation light source (301) for producing an exciting light (3011); a wavelength conversion device (306) for converting the wavelength of the exciting light into an excited light (3012); a first supplementary light source (302) for producing a first supplementary light (3021); a first light guide device for guiding the first supplementary light produced by the first supplementary light source to the wavelength conversion device which scatters and partially reflects the first supplementary light; and a first light collecting device for collecting the first supplementary light scattered and reflected by the wavelength conversion device. The first light guide device and the first light collecting device are sized so that the first supplementary light scattered and reflected by the wavelength conversion device has a light flux escaping through the first light guide device less than or equal to 1/4 of the light flux collected by the first light collecting device. Thus the first supplementary light reflected by the wavelength conversion device can be effectively collected and the extraction efficiency of the light source system is improved.

Inventors:
HU, Fei (LIN Weimin, Room01 4/ F, SZICC, NO.1089, Chaguang Road,Xili Town, Nanshan Distric, shenzhen Guangdong 5, 518055, CN)
胡飞 (中国广东省深圳市南山区西丽镇茶光路1089号深圳集成电路设计应用产业园401林慰敏, Guangdong 5, 518055, CN)
LI, Yi (LIN Weimin, Room01 4/ F, SZICC, NO.1089, Chaguang Road,Xili Town, Nanshan Distric, shenzhen Guangdong 5, 518055, CN)
Application Number:
CN2012/084921
Publication Date:
June 27, 2013
Filing Date:
November 20, 2012
Export Citation:
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Assignee:
APPOTRONICS CORPORATION LIMITED (LIN Weimin, Room01 4/ F, SZICC, NO.1089, Chaguang Road,Xili Town, Nanshan Distric, shenzhen Guangdong 5, 518055, CN)
深圳市光峰光电技术有限公司 (中国广东省深圳市南山区西丽镇茶光路1089号深圳集成电路设计应用产业园401林慰敏, Guangdong 5, 518055, CN)
HU, Fei (LIN Weimin, Room01 4/ F, SZICC, NO.1089, Chaguang Road,Xili Town, Nanshan Distric, shenzhen Guangdong 5, 518055, CN)
胡飞 (中国广东省深圳市南山区西丽镇茶光路1089号深圳集成电路设计应用产业园401林慰敏, Guangdong 5, 518055, CN)
International Classes:
G03B21/20; F21V13/00; G03B21/14
Domestic Patent References:
WO2009092041A22009-07-23
WO2011092842A12011-08-04
WO2011118536A12011-09-29
Foreign References:
CN102722073A2012-10-10
CN101581410A2009-11-18
CN101836160A2010-09-15
JP2005347263A2005-12-15
JP2011248272A2011-12-08
US20110205502A12011-08-25
Other References:
See also references of EP 2793079A4
None
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Claims:
权 利 要 求 书

1.一种光源系统, 其特征在于, 所述光源系统包括:

激发光光源, 用于产生一激发光;

波长转换装置, 用于将所述激发光波长转换成受激光;

第一补充光源, 用于产生第一补充光;

第一光导引装置, 用于导引所述第一补充光源产生的所述第一补充光 到所述波长转换装置, 所述波长转换装置散射且部分反射所述第一补充光; 第一光收集装置, 用于收集经所述波长转换装置散射且反射的所述第 一补充光, 其中所述第一光导引装置和所述第一光收集装置的尺寸设置成 使得所述波长转换装置散射且反射的所述第一补充光经所述第一光导引装 置逃逸的光通量小于或等于经所述第一光收集装置收集的光通量的 1/4。

2. 根据权利要求 1所述的光源系统, 其特征在于, 所述第一补充光的 光傳范围与所述受激光的光傳范围至少部分重叠。

3. 根据权利要求 1所述的光源系统, 其特征在于, 所述激发光光源产 生的所述激发光与所述第一补充光源产生的所述第一补充光在所述波长转 换装置上形成的入射位置至少部分重叠。

4. 根据权利要求 1所述的光源系统, 其特征在于, 所述受激光与所述 第一补充光的主波长之差小于 20纳米。

5. 根据权利要求 1所述的光源系统, 其特征在于, 所述第一补充光的 光傳范围窄于所述受激光的光傳范围, 以提高所述受激光和所述第一补充 光的混合光的色饱和度。

6. 根据权利要求 1所述的光源系统, 其特征在于, 所述第一光导引装 置进一步导引所述激发光光源产生的所述激发光到所述波长转换装置, 所 述第一光收集装置进一步收集经所述波长转换装置进行波长转换产生的所 述受激光。

7. 根据权利要求 6所述的光源系统, 其特征在于, 所述第一补充光的 光傳范围不同于所述激发光, 所述光源系统进一步包括合光装置, 用于在 所述第一补充光和所述激发光入射到所述第一光导引装置之前对所述第一 补充光和所述激发光进行合光。

8. 根据权利要求 1所述的光源系统, 其特征在于, 所述光源系统进一 步包括设置于所述波长转换装置的远离所述第一补充光源一侧的反射衬底 , 所述反射衬底反射所述第一补充光。

9. 根据权利要求 8所述的光源系统, 其特征在于, 所述反射衬底为分 光滤光片, 所述激发光光源产生的所述激发光从远离所述波长转换装置的 一侧入射到所述分光滤光片并经所述分光滤光片透射到所述波长转换装置。

10. 根据权利要求 1所述的光源系统,其特征在于, 所述波长转换装置 部分透射所述第一补充光, 所述光源系统进一步包括第二光收集装置, 所 述第二光收集装置收集经所述波长转换装置透射的所述第一补充光, 所述 第一光收集装置将经所述波长转换装置散射且反射的所述第一补充光收集 且反射回所述波长转换装置。

11. 根据权利要求 1-10任意一项所述的光源系统, 其特征在于, 所述 第一光收集装置设置有一反射面, 所述第一光导引装置为设置于所述反射 面上的开口, 所述开口设置成透射所述第一补充光源产生的所述第一补充 光, 所述反射面设置成反射所述波长转换装置散射且反射的所述第一补充 光, 所述开口的面积小于或等于所述反射面的面积的 1/4

12. 根据权利要求 11所述的光源系统, 其特征在于, 所述反射面为平 面反射面或曲面反射面。

13. 根据权利要求 12所述的光源系统, 其特征在于, 所述曲面反射面 为球形反射面或椭球形反射面。

14. 根据权利要求 13所述的光源系统, 其特征在于, 所述开口为设置 于所述反射面上的通孔或透光区。

15. 根据权利要求 1-10任意一项所述的光源系统, 其特征在于, 所述 第一光导引装置为一反射装置, 所述反射装置设置成反射所述第一补充光 源产生的所述第一补充光到所述波长转换装置, 所述反射装置在所述第一 光收集装置上的投影面积小于所述第一光收集装置的面积的 1/4

16. 根据权利要求 15所述的光源系统, 其特征在于, 所述第一光收集 装置为透镜或反射面。

17. 根据权利要求 1所述的光源系统,其特征在于, 所述光源系统进一 步包括第二补充光源, 所述第二补充光源用于产生第二补充光, 所述第一 光导引装置导引所述第二补充光到所述波长转换装置, 所述第一光收集装 置进一步收集经所述波长转换装置散射且反射的所述第二补充光。

18. 根据权利要求 1所述的光源系统,其特征在于, 所述光源系统进一 步包括第二补充光源和第二光导引装置, 所述第二补充光源用于产生第二 补充光, 所述第二光导引装置导引所述第二补充光到所述波长转换装置, 所述第一光收集装置进一步收集经所述波长转换装置散射且反射的所述第 二补充光, 所述第二光导引装置和所述第一光收集装置的尺寸设置成使得 所述波长转换装置散射且反射的所述第二补充光经所述第二光导引装置逃 逸的光通量小于或等于经所述第一光收集装置收集的光通量的 1/4。

19. 根据权利要求 17或 18所述的光源系统,其特征在于, 所述第二补 充光的光傳范围不同于所述第一补充光的光傳范围且与所述受激光的光傳 范围重叠。

20.一种投影装置, 其特征在于, 所述投影装置包括权利要求 1-19任 意一项所述的光源系统。

Description:
说 明 书 光源系统及投影装置 技术领域

本发明涉及光学技术领域, 特别是涉及一种光源系统及投影装置。 背景技术

目前, 许多应用场合需要用到高亮度的彩色光源, 如舞台灯光、 投影 显示器以及 RGB (红绿蓝三基色)背光等。 其中, 气体放电灯(例如, 超 高压汞灯)是一种应用于特殊照明及显示领域 的传统高亮度光源。 然而, 由于汞容易造成环境污染, 因此业界正在寻求一种环保型光源来代替超高 压汞灯。

请参见图 1 , 图 1是一种现有技术的光源系统的结构示意图。 图 1所 示,该光源系统包括激发光光源 101、透镜 102、色轮 103和驱动装置 104 激发光光源 101用于产生一激发光 106。透镜 102用于将该激发光 106收集 且中继到色轮 103上。 色轮 103的不同区段设置有不同的荧光粉。 因此, 在色轮 103在驱动装置 104的驱动下绕旋转轴 105进行转动的过程中, 激 发光 106依次激发这些荧光粉, 进而产生彩色光序列 107。 例如, 荧光粉可 以包括红光荧光粉、 绿光荧光粉和黄光荧光粉。 当色轮 103 的红光荧光粉 区转动到激发光 106的传播路径上时, 红光荧光粉受到激发光 106的激发 而产生高亮度的红光。 绿光和黄光的产生过程与红光的产生过程相同 。

然而,在现有的荧光粉中,红光荧光粉的转换 效率远低于其他荧光粉, 因此一般需要通过外加光源对红光进行亮度补 充。

请参见图 2, 图 2是另一种现有技术的光源系统的结构示意图 如图 2 所示, 该光源系统包括激发光光源 201、 补充光源 202、 红光转换装置 203 以及分光滤光片 204。补充光源 202产生的红光 207与激发光光源 201产生 的激发光 205 (例如, 蓝光)经分光滤光片 204进行合光后入射到红光转换 装置 203 , 并经红光转换装置 203透射, 以对激发光 205经红光转换装置 203波长转换产生的红光 206进行补充。 然而, 红光转换装置 203对红光 207具有较大的反射率,通常为 50%左右,被红光转换装置 203反射的红光 207会沿原路返回到补充光源 202, 从而导致出光效率较低。 此外, 红光转 换装置 203以波长转换方式产生的红光 206 , 除一部分正向输出外, 另一部 分反向入射到分光滤光片 204, 并被分光滤光片 204透射到 ;IL&光光源 201 或反射到补充光源 202 , 同样导致出光效率较低。

综上, 需要提供一种光源系统及投影装置, 以解决现有技术的光源系 统普遍存在的上述技术问题。 发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种光源系 统及投影装置, 以提高 光源系统的效率。

为解决上述技术问题, 本发明采用的一个技术方案是: 提供一种光源 系统, 包括激发光光源、 波长转换装置、 第一补充光源、 第一光导引装置 以及第一光收集装置。 激发光光源用于产生一激发光。 波长转换装置用于 将激发光波长转换成受激光。 第一补充光源用于产生第一补充光, 第一补 充光的光 ΐ鲁范围与受激光的光 ΐ鲁范围重叠。 第一光导引装置用于导引第一 补充光源产生的第一补充光到波长转换装置。 波长转换装置散射且部分反 射第一补充光。 第一光收集装置用于收集经波长转换装置散射 且反射的第 一补充光。 其中, 第一光导引装置和第一光收集装置的尺寸设置 成使得波 长转换装置散射且反射的第一补充光经第一光 导引装置逃逸的光通量小于 或等于经第一光收集装置收集的光通量的 1/4。

其中, 激发光光源产生的激发光与第一补充光源产生 的第一补充光在 波长转换装置上形成的入射位置至少部分重叠 。

其中, 受激光与第一补充光的主波长之差小于 20纳米。

其中, 第一补充光的光傳范围窄于受激光的光傳范围 , 以提高受激光 和第一补充光的混合光的色饱和度。

其中, 第一光导引装置进一步导引激发光光源产生的 ; 光到波长转 换装置, 第一光收集装置进一步收集经波长转换装置进 行波长转换产生的 受激光。

其中, 第一补充光的光 ΐ#·范围不同于激发光, 光源系统进一步包括合 光装置, 用于在第一补充光和激发光入射到第一光导引 装置之前对第一补 充光和激发光进行合光。 其中 , 光源系统进一步包括设置于波长转换装置的远 离第一补充光源 一侧的反射衬底, 反射衬底反射第一补充光。

其中, 反射衬底为分光滤光片, 激发光光源产生的; 光从远离波长 转换装置的一侧入射到分光滤光片并经分光滤 光片透射到波长转换装置。

其中, 波长转换装置部分透射第一补充光, 光源系统进一步包括第二 光收集装置, 第二光收集装置收集经波长转换装置透射的第 一补充光, 第 一光收集装置将经波长转换装置散射且反射的 第一补充光收集且反射回波 长转换装置。

其中, 第一光收集装置设置有一反射面, 第一光导引装置为设置于反 射面上的开口, 开口设置成透射第一补充光源产生的第一补充 光, 反射面 设置成反射波长转换装置散射且反射的第一补 充光, 开口的面积小于或等 于反射面的面积的 1/4

其中, 反射面为平面反射面或曲面反射面。

其中, 曲面反射面为球形反射面或椭球形反射面。

其中, 开口为设置于反射面上的通孔或透光区。

其中, 第一光导引装置为一反射装置, 反射装置设置成反射第一补充 光源产生的第一补充光到波长转换装置, 反射装置在第一光收集装置上的 投影面积小于第一光收集装置的面积的 1/4

其中, 第一光收集装置为透镜或反射面。

其中, 光源系统进一步包括第二补充光源, 第二补充光源用于产生第 二补充光, 第一光导引装置导引第二补充光到波长转换装 置, 第一光收集 装置进一步收集经波长转换装置散射且反射的 第二补充光。

其中, 光源系统进一步包括第二补充光源和第二光导 引装置, 第二补 充光源用于产生第二补充光, 第二光导引装置导引第二补充光到波长转换 装置, 第一光收集装置进一步收集经波长转换装置散 射且反射的第二补充 光, 第二光导引装置和第一光收集装置的尺寸设置 成使得波长转换装置散 射且反射的第二补充光经第二光导引装置逃逸 的光通量小于或等于经第一 光收集装置收集的光通量的 1/4

其中, 第二补充光的光 ΐ#·范围不同于第一补充光的光 ΐ#·范围且与受激 光的光 ΐ#·范围重叠。 为解决上述技术问题, 本发明采用的一个技术方案是: 提供一种包括 上述任意一种光源系统的投影装置。

本发明的有益效果是: 区别于现有技术的情况, 通过上述方式, 本发 明的光源系统及投影装置利用光导引装置将补 充光导引到波长转换装置, 利用光收集装置对波长转换装置散射且反射的 补充光进行收集, 并通过适 当的设置光导引装置与光收集装置的尺寸, 使得补充光经光导引装置逃逸 的光通量小于或等于经光收集装置收集的光通 量的 1/4, 避免了因波长转换 装置反射而导致的补充光的损失, 进而提高了光源系统的效率。 附图说明

图 1是现有技术一种光源系统的结构示意图;

图 2是现有技术另一种光源系统的结构示意图;

图 3是本发明光源系统的第一实施例的结构示意 ;

图 4是本发明光源系统的第二实施例的结构示意 ;

图 5是本发明光源系统的第三实施例的结构示意 ;

图 6是本发明光源系统的第四实施例的结构示意 ;

图 7是本发明光源系统的第五实施例的结构示意 ;

图 8是本发明光源系统的第六实施例的结构示意 ;

图 9是本发明光源系统的第七实施例的结构示意 。 具体实施方式

请参见图 3 , 图 3是本发明光源系统的第一实施例的结构示意 。如图 3所示, 本实施例的光源系统主要包括激发光光源 301、 补充光源 302、 合 光装置 303、 光收集装置 304、 反射装置 305、 波长转换装置 306、 反射衬 底 307以及匀光装置 308。其中,反射装置 305包括一曲面反射面 3051 (例 如,球形反射面或椭球形反射面)以及设置在 曲面反射面 3051上的开口 3052。 开口 3052可以是通孔或透光区。

激发光光源 301产生一激发光 3011。补充光源 302产生一补充光 3021。 激发光光源 301产生的激发光 3011与补充光源 302产生的补充光 3021经 合光装置 303进行合光后入射到光收集装置 304,再经光收集装置 304进行 收集且中继后经开口 3052入射到波长转换装置 306。 波长转换装置 306对 入射的激发光 3011进行吸收且波长转换成受激光 3012。其中, 波长转换装 置 306产生的受激光 3012为各向同性, 其中部分受激光 3012相对于 ;|L& 光 3011 的入射方向反向输出, 另一部分相对于; 光 3011 的入射方向正 向输出。正向输出的部分 ¾^光 3011经设置于波长转换装置 306的远离激 发光光源 301和补充光源 302—侧的反射衬底 307反射回波长转换装置 306, 并经波长转换装置 306透射后反向输出。 波长转换装置 306进一步对入射 的补充光 3021进行散射,其中散射的部分补充光 3021经波长转换装置 306 反射, 且相对于补充光 3021的入射方向反向输出, 散射的另一部分补充光 3021经波长转换装置 306透射。透射的部分补充光 3021经反射衬底 307反 射回波长转换装置 306,并由波长转换装置 306透射后反向输出。 曲面反射 面 3051将波长转换装置 306反向输出的受激光 3012以及补充光 3021中的 大部分收集到匀光装置 308进行勾光处理。

在本实施例中, 曲面反射面 3051呈椭球形时, 曲面反射面 3051能够 将来自一个焦点附近的光线反射到另一个焦点 附近, 此时需要将激发光光 源 301产生的激发光 3011和补充光源 302产生的补充光 3021在波长转换 装置 306上的入射位置设置于上述的一个焦点附近, 而将勾光装置 308的 入光口设置于上述的另一个焦点附近。 当曲面反射面 3051呈球形时, 在临 近球心的位置设置关于该球心对称的两对称点 , 曲面反射面 3051可以将来 自其中一对称点的光线反射到另一对称点, 此时需要将激发光光源 301产 生的激发光 3011和补充光源 302产生的补充光 3021在波长转换装置 306 上的入射位置设置于上述的一个对称点附近, 而将匀光装置 308的入光口 设置于上述的另一个对称点附近。

由于经波长转换装置 306反向输出的受激光 3012以及补充光 3021的 光学扩展量( Etendue )远大于经开口 3052输入的激发光 3011和补充光 3021 的光学扩展量, 例如是 4倍或 4倍以上, 因此在本实施例中, 通过适当地 设置开口 3052和曲面反射面 3051的尺寸, 可以将波长转换装置 306反向 输出的受激光 3012以及补充光 3021经开口 3052逃逸的光通量设置成小于 或等于经曲面反射面 3051收集的光通量的 1/4, 由此可以有效地收集经波 长转换装置 306反向输出的受激光 3012以及补充光 3021 , 避免其经开口 3052过度逃逸。 具体来说, 在本实施例中, 开口 3052的面积可设置成小于 或等于曲面反射面 3051的面积的 1/4

在本实施例中,激发光光源 301和补充光源 302可以是 LED或激光管。 补充光 3021的光 ΐ#·范围不同于; 光 3011的光 ΐ#·范围, 且与受激光 3012 的光 ΐ#·范围至少部分重叠, 进而对受激光 3012进行亮度补充。 其中, 受激 光 3012与补充光 3021的主波长之差优选小于 20纳米。进一步,补充光 3021 的光 ΐ#·范围优选窄于受激光 3012的光 ΐ#·范围, 以提高受激光 3012和补充 光 3021 的混合光的色饱和度。 此外, 激发光光源 301产生的激发光 3011 与补充光源 302产生的补充光 3021在波长转换装置 306上形成的入射位置 至少部分重叠, 由此可以实现补充光 3021与受激光 3012的充分混合。

容易理解, 补充光与受激光的光 ΐ#·范围也可以不重叠, 例如波长转换 装置受激产生绿色受激光, 补充光源是红色 LED, 此时绿色受激光与红色 补充光同样可以被光收集装置 304所收集。

在本实施例中, 波长转换装置 306可以包括透明基板以及掺杂在透明 基板内部的波长转换材料, 或者是直接涂布在反射衬底 307上的波长转换 材料层。 波长转换材料可以采用本领域公知的荧光粉或 量子点材料。 进一 步, 在透明基板或波长转换材料层内部或表面可以 进一步设置散射粒子或 散射结构, 以提高波长转换装置 306的散射效果。 合光装置 303可以采用 本领域公知的分光滤光片或偏振分束器。 光收集装置 304 可以采用本领域 公知的透镜或透镜组。 匀光装置 308则可以采用本领域公知的积分棒。 但 如本领域技术人员所理解的,合光装置 303、光收集装置 304、反射衬底 307 以及匀光装置 308并非实现本发明目的必要元件, 因此可根据实际情况进 行省略。 例如, 当激发光光源 301产生的激发光 3011和补充光源 302产生 的补充光 3021并排或者以不同角度经开口 3052入射时, 合光装置 303则 可省略。

通过上述方式, 利用开口 3052将激发光光源 301产生的激发光 3011 和补充光源 302产生的补充光 3021导引到波长转换装置 306, 利用曲面反 射面 3051对波长转换装置 306反向输出的受激光 3012以及补充光 3021的 大部分进行收集,并通过适当地设置开口 3052和曲面反射面 3051的尺寸, 使得受激光 3012以及补充光 3021经开口 3052逃逸的光通量小于或等于经 曲面反射面 3051收集的光通量的 1/4, 避免了受激光 3012和补充光 3021 的损失, 进而提高了光源系统的效率。

请参见图 4, 图 4是本发明光源系统的第二实施例的结构示意 。如图 4所示,本实施例的光源系统主要包括激发光 源 401、第一补充光源 402 合光装置 403、 光收集装置 404、 反射装置 405、 波长转换装置 406、 反射 衬底 407、 勾光装置 408以及第二补充光源 409。 其中, 反射装置 405包括 一曲面反射面 4051以及设置在曲面反射面 4051上的第一开口 4052和第二 开口 4053。激发光光源 401产生的激发光 4011和第一补充光源 402产生的 第一补充光 4021采用与图 3所示的光源系统相同的方式经第一开口 4052 入射到波长转换装置 406,并由波长转换装置 406反向输出受激光和第一补 充光(未图示)。 曲面反射面 4051将波长转换装置 406反向输出的受激光 和第一补充光的大部分收集到勾光装置 408。本实施例的光源系统与图 3所 示的光源系统的不同之处在于, 本实施例的光源系统进一步包括第二补充 光源 409, 且曲面反射面 4051上进一步设置有第二开口 4053。 第二补充光 源 409产生的第二补充光 4091经第二开口 4053入射到波长转换装置 406 波长转换装置 406对入射的第二补充光 4091进行散射, 其中散射的部分第 二补充光 4091经波长转换装置 406反射, 且相对于第二补充光 4091的入 射方向反向输出,散射的另一部分第二补充光 4091经波长转换装置 406透 射。透射的部分第二补充光 4091经反射衬底 407反射回波长转换装置 406, 并由波长转换装置 406透射后反向输出。 曲面反射面 4051将波长转换装置 406反向输出的第二补充光 4091的大部分收集到勾光装置 408, 进而与受 激光和第一补充进行勾光处理。

在本实施例中, 通过适当的设置第二开口 4053和曲面反射面 4051的 尺寸, 可使得波长转换装置 406散射且反射的第二补充光 4091经第二开口 4053逃逸的光通量小于或等于经曲面反射面 4051收集的光通量的 1/4。 具 体来说, 第二开口 4053的面积可设置成小于或等于曲面反射面 4051的面 积的 1/4。 进一步, 第二补充光 4091的光 ΐ#·范围与第一补充光 4021的光 ΐ#· 范围可以是相同的, 或者是不同的但均与受激光的光傳范围至少部 分重叠。 例如,受激光可以是黄光荧光,第一补充光 4021可以是红光激光或红光 LED 光,而第二补充光 4091可以是绿光激光或绿光 LED光。在其他实施例中, 第二补充光源 409产生的第二补充光 4091可以经第一开口 4052入射到波 长转换装置 406,或者可对应地增加其他补充光源以及开口 对波长转换装 置 406产生的受激光进行进一步的亮度补充。

通过上述方式, 利用第一补充光源 402和第二补充光源 409同时对波 长转换装置 406产生的受激光进行亮度补充, 且通过曲面反射面 4051有效 地收集波长转换装置 406反向输出的受激光、 第一补充光 4021和第二补充 光 4091 , 进而提高光源系统的出光效率。

请参见图 5, 图 5是本发明光源系统的第三实施例的结构示意 。如图 5所示, 本实施例的光源系统主要包括激发光光源 501、 补充光源 502、 合 光装置 503、 光收集装置 504、 反射装置 505、 波长转换装置 506以及光收 集装置 507。 其中, 反射装置 505包括一曲面反射面 5051以及设置在曲面 反射面 5051上的开口 5052。 激发光光源 501产生的激发光 5011和补充光 源 502产生的补充光 5021采用与图 3所示的光源系统相同的方式经开口 5052入射到波长转换装置 506,并由波长转换装置 506反向输出受激光 5012 和补充光 5021

本实施例的光源系统与图 3所示的光源系统的不同之处在于, 在本实 施例的波长转换装置 506的远离激发光光源 501和补充光源 502的一侧未 设置反射衬底。 此时, 经波长转换装置 506对激发光 5011进行波长转换产 生的正向传输的受激光 5012以及经波长转换装置 506散射且透射的受激光 5021直接入射到光收集装置 507 (例如, 透镜), 并由光收集装置 507进行 收集。 经波长转换装置 506对激发光 5011进行波长转换产生的反向传输的 受激光 5012以及经波长转换装置 506散射且反射的受激光 5021的大部分 入射到曲面反射面 5051 ,并经曲面反射面 5051收集后反射回波长转换装置 506, 再经波长转换装置 506透射后由光收集装置 507进行收集。 在本实施 例中, 当曲面反射面 5051呈球状时, 激发光 5011和补充光 5021在波长转 换装置 506上的入射位置可以设置于曲面反射面 5051的球心附近。

请参见图 6, 图 6是本发明光源系统的第四实施例的结构示意 。如图 6所示, 本实施例的光源系统主要包括激发光光源 601、 补充光源 602、 反 射装置 605、 波长转换装置 606、 反射衬底 607以及勾光装置 608。 其中, 反射装置 605包括曲面反射面 6051 以及设置于曲面反射面 6051上的开口 6052 本实施例的光源系统与图 3所示的光源系统的不同之处在于, 在本实 施例中的激发光光源 601和补充光源 602分别位于波长转换装置 606和反 射衬底 607的两侧, 且反射衬底 607位于波长转换装置 606的远离补充光 源 602的一侧。 反射衬底 607为分光滤光片, 其透射激发光光源 601产生 的激发光 6011 , 且反射补充光源 602产生的补充光 6021和波长转换装置 606对激发光 6011进行波长转换的受激光 6012。 此时, 激发光光源 601产 生的 光 6011从分光滤光片 607的远离波长转换装置 606的一侧入射到 分光滤光片 607, 并经分光滤光片 607透射后入射到波长转换装置 606。 经 波长转换装置 606对激发光 6011 进行波长转换产生的正向传输的受激光 6012的大部分直接入射到曲面反射面 6051上,而经波长转换装置 606对激 发光 6011进行波长转换产生的反向传输的受激光 6012经分光滤光片 607 反射后再经波长转换装置 606透射后大部分入射到曲面反射面 6051上, 二 者经曲面反射面 6051收集到勾光装置 608。补充光源 602产生的补充光 6021 经开口 6052入射到波长转换装置。 经波长转换装置 606散射且反射的补充 光 6021的大部分直接入射到曲面反射面 6051上, 经波长转换装置 606散 射且透射的补充光 6021经分光滤光片 607反射后再经波长转换装置 606透 射后大部分入射到曲面反射面 6051上, 二者经曲面反射面 6051收集到匀 光装置 608

在其他实施例中, 分光滤光片 607可以由设置有开口的反射衬底所代 替。 此时, 激发光光源 601产生的激发光 6011经开口入射到波长转换装置 606, 而波长转换装置 606透射的补充光 6021以及反向传输的受激光 6012 的大部分 * SJ†衬底反射。

分光滤光片 607还可以由与波长转换装置分离的设置有开口 的球形反 射装置所代替。 此时, 激发光光源 601产生的激发光 6011经反射装置的开 口入射到波长转换装置, 并且波长转换装置 606产生的受激光 6012部分透 射波长转换装置 606,部分出射至反射装置并被反射装置反射回 长转换装 置 606

请参见图 7, 图 7是本发明光源系统的第五实施例的结构示意 。如图 7所示, 本实施例的光源系统主要包括激发光光源 701、 补充光源 702、 合 光装置 703、 光收集装置 704、 反射装置 705、 波长转换装置 706以及反射 衬底 707。本实施例的光源系统与图 3所示的光源系统的不同之处在于, 利 用反射装置 705代替反射装置 305 ,其中反射装置 705包括平面反射面 7051 以及设置于平面反射面 7051上的开口 7052。此时,激发光光源 701产生的 激发光 7011和补充光源 702产生的补充光 7021经开口 7052入射到光收集 装置 704, 随后经光收集装置 704 (例如,透镜)中继到波长转换装置 706, 并通过与图 3所示的光源系统相同的方式形成反向输出的 激光 7012和补 充光 7021。 波长转换装置 706反向输出的受激光 7012和补充光 7021的大 部分经光收集装置 704 收集且中继到平面反射面 7051 , 并由平面反射面 7051进行收集。 在本实施例中, 通过适当开口 7052和平面反射面 7051的 尺寸, 可以使得波长转换装置 706反向输出的受激光 7012和补充光 7021 经开口 7052逃逸的光通量小于或等于经平面反射面 7051收集的光通量的 具体来说, 可将开口 7052的面积小于或等于平面反射面 7051的面积 的 i/ 4 。 在其他实施例中, 当平面反射面 7051 的面积足够大, 能够充分收 集波长转换装置 706反向输出的受激光 7012和补充光 7021时, 光收集装 置 704可以省略。

请参见图 8, 图 8是本发明光源系统的第六实施例的结构示意 。如图 8所示, 本实施例的光源系统主要包括激发光光源 801、 补充光源 802、 合 光装置 803、 反射装置 804、 光收集装置 805、 波长转换装置 806以及反射 衬底 807

本实施例的光源系统与图 3所示的光源系统的不同之处在于, 本实施 例利用反射装置 804和光收集装置 805代替图 3中的反射装置 305。 此时, 激发光光源 801产生的激发光 8011和补充光源 802产生的补充光 8021经 合光装置 803进行合光后, 由反射装置 804反射并导引到光收集装置 805 (例如, 透镜), 并经光收集装置 805中继后入射到波长转换装置 806, 并 通过与图 3所示的光源系统相同的方式形成反向输出的 激光 8012和补充 光 8021。 波长转换装置 806反向输出的受激光 8012和补充光 8021经光收 集装置 805进行收集, 并大部分从反射装置 804的外侧输出。

在本实施例中, 反射装置 804和光收集装置 805的尺寸设置成使得波 长转换装置 806反向输出的受激光 8012和补充光 8021经反射装置 804逃 逸的光通量小于或等于经光收集装置 805的光通量的 1/4。 具体来说, 反射 装置 804在光收集装置 805上的投影面积小于光收集装置 805的面积的 1/4 在其他实施例中, 光收集装置 805也可以是设置在反射装置 804的背向波 长转换装置的一侧的反射面(例如, 平面反射面或弧面反射面)。 此时, 反 射装置 804在反射面上的投影面积小于反射面的面积的 1/4。 此外, 反射衬 底 807也可以省略, 并利用图 5描述的方式对波长转换装置 806透射和反 射的补充光进行收集。

请参见图 9, 图 9是本发明光源系统的第七实施例的结构示意 。如图 9所示, 本实施例的光源系统主要包括激发光光源 901、 补充光源 902、 合 光装置 903、 光收集装置 904、 反射装置 905、 波长转换装置 906、 反射衬 底 907以及匀光装置 908。本实施例的光源系统与图 3所示的光源系统的不 同之处在于, 反射装置 905的反射面由两组同心设置但不同直径的球形 反 射面 9051和 9052嵌套组合而成, 反射装置 905的作用与上述实施例的球 形反射面的作用相同。 在其他实施例中, 反射装置 905 可以由其他数量的 多组球形反射面或至少两组椭球形反射面嵌套 组合而成。

在上述实施例中, 波长转换装置可以设置于背景技术中描述的色 轮或 者其他传统的色带或色筒等元件上, 并由适当的驱动装置进行驱动。

本发明进一步提供了一种投影装置, 该投影装置包括上述实施例的光 源系统中的任意一种。

本发明的光源系统及投影装置利用光导引装置 将补充光导引到波长转 换装置, 利用光收集装置对波长转换装置散射且反射的 补充光进行收集, 并通过适当的设置光导引装置与光收集装置的 尺寸, 使得补充光经光导引 装置逃逸的光通量小于或等于经光收集装置收 集的光通量的 1/4, 避免了因 波长转换装置反射而导致的第一补充光的损失 , 进而提高了光源系统的效 率。 此外, 光导引装置还可以导引; 光到波长转换装置, 并由光收集装 置对波长转换装置反向传输的受激光进行收集 , 避免了受激光损失, 进一 步提高了光源系统的效率。

以上所述仅为本发明的实施例, 并非因此限制本发明的专利范围, 凡 是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结 构或等效流程变换, 或直接 或间接运用在其他相关的技术领域, 均同理包括在本发明的专利保护范围 内。