CN105204279B - 光源系统及投影设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了光源系统及投影设备，光源系统包括至少两个光源，波长转换装置，第一光引导部件和第二光引导部件，所述至少两个光源包括激发光光源和第一补充光源，激发光光源用于发出激发光；第一光引导部件用于将激发光引导至所述波长转换装置，并将波长转换装置出射的受激光引导至匀光装置；波长转换装置用于将激发光转换成受激光，并将受激光出射至所述第一光引导部件；第一补充光源发出第一补充光，第一补充光的光学扩展量小于所述受激光；第二光引导部件用于将第一补充光引导至匀光装置，其中第二光引导部件的尺寸小于第一光引导部件的尺寸。本发明可以极大的提高第一补充光的光利用率。

Description

光源系统及投影设备

技术领域

本发明涉及光学技术领域，更具体地说，涉及光源系统及投影设备。

背景技术

目前，固态光源由于其寿命长、环保等特点，已经在通用照明、特种照明和投影显示中得到了广泛的应用。其中，白光固态光源在照明领域更是有着巨大的发展潜力。

现有技术提供了一种利用激光激发荧光粉来实现超高亮度的白光光源，该白光光源采用440nm-455nm波长的蓝紫色激光激发YAG：Ce材料的黄色荧光粉，生成高效率的黄色荧光，再采用波长在440nm-470nm的蓝色激光形成与黄色荧光互补的蓝光激光，黄色荧光和蓝色激光合光后形成白色光源。

这种白色光源可以用于需要高亮度光源的投影显示领域。例如3DLP，3LCD，或者3LCOS投影仪等。这种白光光源发出的白光在光谱上被分为红光，绿光和蓝光三种基色光，分别入射到一个或者多个光调制器件，比如DMD，LCD芯片，或者LCOS芯片上。被光调制器件调制后的红绿蓝三种基色光在光谱上再被合并起来通过一个投影镜头输出到屏幕上形成彩色图像。由于蓝紫色激光的效率比较高，热稳定性和长期可靠性好。YAG：Ce材料的荧光粉的发光量子效率高，热稳定性好，所以蓝紫色激光和YAG：Ce荧光粉的结合形成了一个高效率，高可靠性，和高亮度的白光光源。

然而，在采用蓝紫色激光激发YAG：Ce材料的荧光粉形成白光的白光光源中，由于YYAG：Ce材料的荧光粉受激发射的黄光光谱强度在红色段是减弱的，所以使得该种白光光源存在白平衡问题，即白光平衡点偏离普朗克黑体曲线，呈现一种偏绿的白色。

为了避免白平衡问题，现有技术提供了一种过滤合成的白光中过剩的绿光成分，使得白平衡点恢复到普朗克黑体曲线上，以解决白平衡问题。但这种方法由于过滤了绿光成分，从而降低了该白光光源的出光效率。

现有技术提供了另一种在黄色荧光中增加红色激光的方法来解决白光光源的白平衡问题，如在黄色荧光中补充光谱范围在638nm或者650nm附近的激光，以增加合光中的红色成分，从而解决白色平衡问题。

如图1所示，为现有技术提供的在黄色荧光中增加红色激光的光源系统的结构。该光源系统包括蓝色激发光源11，红色补充光源12，具有中心区域和边缘区域的分光滤光片13，色轮14，聚光透镜15以及匀光装置16。其中分光滤光片13的中心区域透射蓝光和红光，反射绿光，边缘区域反射红光、绿光和蓝光。这样，蓝色激光光源11发出的蓝色激发光以及红色补充光源12发出的红光经分光滤光片13的中心区域透射至色轮14，色轮14上的黄色荧光粉吸收蓝色激发光同时对红光进行散射，出射黄色荧光和散射后的红光，黄色荧光和散射后的红光经聚光透镜15入射至分光滤光片13，入射至分光滤光片13的中心区域的黄色荧光中的绿光被反射至匀光装置16，入射至分光滤光片13的边缘区域的黄色荧光和红光也被反射至匀光装置16，而入射至分光滤光片13的中心区域的黄色荧光中的红光以及散射后的红光被透射而损失。

在上述现有的白光光源中，由于红色补充光源发出的红光被荧光材料散射造成损失，大致损失5％-10％。形成朗伯光分布后被聚光透镜收集造成损失，大致损失10％，再被分光滤光片的中心区域透射而损失一部分光，大致损失10％左右，从而导致红色补充光源发出的红光的损失较大，红光的光利用率较低，大概在60-70％左右。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种光源系统及投影设备，以解决现有技术中红色补充光源发出的红光的光利用效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种光源系统，所述光源系统包括至少两个光源，波长转换装置，第一光引导部件和第二光引导部件，所述至少两个光源包括激发光光源和第一补充光源，其中：

所述激发光光源用于发出激发光；

所述第一光引导部件用于将所述激发光引导至所述波长转换装置，并将所述波长转换装置出射的受激光引导至匀光装置；

所述波长转换装置用于将所述激发光转换成受激光，并将所述受激光出射至所述第一光引导部件；

所述第一补充光源发出第一补充光，所述第一补充光的光学扩展量小于所述受激光；

所述第二光引导部件用于将所述第一补充光引导至所述匀光装置，所述第二光引导部件的尺寸小于所述第一光引导部件的尺寸。

本发明还提供了一种投影设备，所述投影设备包括上述光源系统。

与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：

本发明通过在受激光中补充第一补充光，从而可以提高合光中第一补充光的比例，同时由于第一光引导部件直接将第一补充光引导至匀光装置，而没有经过波长转换装置的散射，从而避免了该第一补充光由于波长转换装置的散射而造成的光损失，极大的提高了该第一补充光的光利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的光源系统的结构图；

图2为本发明第一实施例提供的光源系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的滤光片的滤光曲线示意图；

图4为本发明第二实施例提供的光源系统的结构示意图；

图5为本发明第三实施例提供的光源系统的结构示意图；

图6为本发明第四实施例提供的光源系统的结构示意图；

图7为本发明第五实施例提供的光源系统的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的光源系统的结构示意图；

图9为本发明第六实施例提供的光源系统的结构示意图；

图10为本发明第七实施例提供的光源系统的结构示意图；

图11为本发明第八实施例提供的光源系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种光源系统，该光源系统包括至少两个光源，波长转换装置，第一光引导部件和第二光引导部件，其中至少两个光源包括激发光光源和第一补充光源，其中：

激发光光源用于发出激发光；

第一光引导部件用于将激发光光源发出的激发光引导至波长转换装置，并将波长转换装置出射的受激光引导至匀光装置；

波长转换装置用于将该激发光转换成受激光，并将该受激光出射至第一光引导部件；

第一补充光源发出第一补充光，该第一补充光的光学扩展量小于受激光；

第二光引导部件用于将第一补充光引导至匀光装置，该第二光引导部件的尺寸小于第一光引导部件的尺寸。

优选的，该第二光引导部件的尺寸可以根据激发光经第二光引导部件时的光损失量、第一补充光经第二光引导部件时的光损失量、第二补充光经第二光引导部件时的光损失量、受激光经第二光引导部件时的光损失量中的一种或者多种组合进行设置。优选的，该第二光引导部件的面积小于有用光斑面积的50％。其中有用光斑面积是指波长转换装置出射的受激光在第一光引导部件上所形成的光斑的面积。

本发明还提供了一种投影设备，包括如上所述的光源系统。

本发明所提供的光源系统包括至少两个光源，该至少两个光源包括激发光光源和第一补充光源，激发光光源发出的激发光通过第一光引导部件引导至波长转换装置，通过波长转换装置转换成受激光，受激光通过第一光引导部件引导至匀光装置，第一补充光源发出的扩展量小于受激光的第一补充光通过第二光引导部件直接引导至匀光装置，得到受激光与第一补充光的合光，这样通过在受激光中补充第一补充光，从而可以提高合光中第一补充光的比例，同时由于第一光引导部件直接将第一补充光引导至匀光装置，而没有经过波长转换装置的散射，从而避免了该第一补充光由于波长转换装置的散射而造成的光损失，极大的提高了该第一补充光的光利用率。

以上是本发明的核心思想，为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

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。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

下面通过几个实施例详细描述。

实施例一

本实施例提供了一种光源系统，如图2所示，该光源系统包括两个光源，分别为激发光光源21和第一补充光源22，还包括第一光引导部件23、波长转换装置24、第二光引导部件25以及匀光装置26。在本实施例中，第一光引导部件23和第二光引导部件25利用波长实现分光合光。该第一光引导部件23包括具有中心膜片和边缘膜片的滤光片231，第二光引导部件25为该滤光片231的中心膜片。其中：

该激发光光源21发出激发光。该激发光光源21为半导体二极管或者半导体二极管阵列。该半导体二极管可以为激光二极管(LD)或者发光二极管(LED)等。该激发光为蓝光、紫光或者紫外光等。

第一光引导部件23将激发光光源21发出的激发光引导至波长转换装置24，并将波长转换装置24出射的受激光引导至匀光装置26。在本实施例中，该第一光引导部件23包括具有中心膜片和边缘膜片的滤光片231。中心膜片和边缘膜片可以为一体式膜片，或者为各自分离式膜片。

其中该中心膜片的尺寸小于边缘膜片的尺寸。该中心膜片的尺寸可以根据第一补充光经中心膜片时的光损失量、激发光经中心膜片时的光损失量、受激光经中心膜片时的光损失量中的一种或者多种组合进行设置。该中心膜片的尺寸可以设置为使第一补充光经中心膜片时的光损失量小于预设比例同时使受激光的光损失量小于预设比例的任意值。优选的，该中心膜片的面积小于有用光斑面积的50％。

若波长转换装置24为反射式波长转换装置，则该滤光片231的中心膜片透射激发光和第一补充光且反射受激光或者受激光中的一部分或者反射除激发光和第一补充光以外的其它光，该滤光片231的边缘膜片为反射片，或者该边缘膜片反射受激光；

若波长转换装置24为透射式波长转换装置，则该滤光片231的中心膜片透射第一补充光且反射受激光或者受激光中的一部分或者反射除第一补充光以外的其它光，该滤光片231的边缘膜片为反射片，或者该边缘膜片反射受激光。请参阅图3a和3b，为本发明实施例提供的中心膜片和边缘膜片的滤光曲线的其中一个示例。但中心膜片和边缘膜片的滤光曲线不以图3a和图3b为限，还可以根据激发光、第一补充光、受激光的光谱范围的不同进行设置。当激发光为波长范围小于480nm的光，如蓝光、紫光或者紫外光，第一补充光为波长范围大于620nm的光，如红光时，中心膜片的滤光曲线可以如图3a所示，边缘膜片的滤光曲线可以如图3b所示。请参阅图3a，该中心膜片对波长大于480nm且小于620nm的光进行反射，对波长小于480nm或者波长大于620nm的光透射。请参阅图3b，该边缘膜片对波长大于480nm的光进行反射，对波长小于480nm的光进行透射。

在本发明优选实施例中，该第一光引导部件23还包括设置于滤光片231与匀光装置26的光路之间的聚光透镜232。该聚光透镜232用于收集滤光片231引导的光并会聚至匀光装置26。

波长转换装置24接收第一光引导部件23引导或者激发光光源直接出射至波长转换装置24的激发光，将该激发光转换为受激光，并将该受激光出射至第一光引导部件23。在本实施例中，该波长转换装置24出射的光中包括受激光，或者包括受激光以及未被波长转换装置转换的激发光。该波长转换装置24将受激光以及未被转换的激发光出射至第一光引导部件23，第一光引导部件23中的滤光片231的边缘膜片将受激光以及未被转换的激发光均引导至匀光装置26，第一光引导部件23中的滤光片231的中心膜片将受激光以及未被转换的激发光中与激发光光源21发出的激发光以及第一补充光源22发出的第一补充光光谱范围不同的光反射至匀光装置26。

该波长转换装置24可以为透射式波长转换装置(如包括透明基板以及参杂在透明基板内部的波长转换材料)或者反射式波长转换装置(如直接涂覆在反射衬底上的波长转换层)。其中波长转换材料包括但不限于荧光粉、量子点材料等。波长转换层为波长转换材料层或者波长转换材料与粘接剂烧结而成的膜片等。优选的，该波长转换材料可以为黄光荧光粉、黄绿荧光粉、绿光荧光粉等。

请参阅图2，该波长转换装置为反射式波长转换装置。第一光引导部件23包括的滤光片231设置于激发光光源21与波长转换装置24的光路之间，激发光光源21发出的激发光经该滤光片231的中心膜片透射至波长转换装置24，波长转换装置24出射的受激光，或者受激光和未被波长转换装置24转换的激发光经该滤光片反射至匀光装置26。

在本发明另一实施例中，若该波长转换装置24为透射式波长转换装置(图未示出)，则第一光引导部件23包括的滤光片231设置在波长转换装置23与匀光装置26的光路之间，激发光光源21发出的激发光可直接入射至波长转换装置，而不需要经过第一光引导部件包括的滤光片的引导，该滤光片将波长转换装置24出射的受激光，或者受激光和未被波长转换装置24转换的激发光反射至匀光装置26。

第一补充光源22发出第一补充光。该第一补充光源22为半导体二极管或者半导体二极管阵列。该半导体二极管可以为激光二极管(LD)或者发光二极管(LED)等。该第一补充光的光谱范围不同于该激发光的光谱范围，第一补充光的光谱范围窄于受激光的光谱范围，以提高受激光和第一补充光的合光的色饱和度。优选的，该第一补充光的光学扩展量小于受激光的光学扩展量。

在本实施例中，该第一补充光源22发出的第一补充光的颜色可以根据对受激光的不同要求进行设置，如当受激光中缺少某种颜色的光时，则该第一补充光即为该种颜色的光，如该第一补充光可以为红光、蓝光等。

在本实施例中，该第二光引导部件25为第一光引导部件23包括的滤光片231的中心膜片。该中心膜片将第一补充光源22发出的第一补充光引导至匀光装置26。

在本发明优选实施例中，该第一光引导部件23还包括设置于滤光片231与匀光装置26的光路之间的聚光透镜232。该聚光透镜232用于收集滤光片231引导的光并会聚至匀光装置26。

在本实施例中，通过第一光引导部件将激发光光源发出的激发光引导至波长转换装置，并将波长转换装置出射的受激光引导至匀光装置，通过第二光引导部件将第一补充光源发出的第一补充光直接引导至匀光装置，从而通过第一光引导部件和第二光引导部件可以得到受激光与第一补充光的合光，且由于第一补充光被第二光引导部件直接引导至匀光装置，使得第一补充光未经过波长转换装置的散射，从而极大的减少了第一补充光的光损失，提高了第一补充光的光利用率。

以下以一个具体的示例对本发明实施例提供的上述光源系统进行说明。假设激发光光源发出的激发光为蓝色激发光，第一补充光源发出的第一补充光为红光，波长转换装置为反射式波长转换装置，且波长转换材料为黄色荧光粉，则上述光源系统的光路原理如下：

蓝色激发光经滤光片上的中心膜片透射至波长转换装置，该蓝色激发光激发波长转换装置的黄色荧光粉，出射黄色受激光或者黄色受激光和未被转换的蓝色激发光至滤光片。出射至滤光片边缘膜片上的黄色受激光或者黄色受激光和未被转换的蓝色激发光被该边缘膜片反射，并经聚光透镜收集和会聚后，入射至匀光设备。出射至滤光片中心膜片上的黄色受激光中的红色光谱范围的光以及未被转换的蓝色激发光被该中心膜片透射而损失，该黄色受激光中绿色光谱范围的光被该中心膜片反射至匀光装置。

第一补充光源发出的红光经滤光片中心膜片透视至匀光装置。这样，可以在受激光中补充红光。由于该红光未经波长转换装置的散射，直接通过滤光片的中心膜片透射至匀光装置，从而减少了该红光的光损失，提高了该红光的光利用率。

实施例二

本实施例提供了另一种光源系统，请参阅图4，该光源系统与图2所示的光源系统的区别在于，第二光引导部件25利用扩展量实现分光合光。具体为用具有通孔的反射片431代替了图2中的具有中心膜片和边缘膜片的滤光片231。在本实施例中，第一光引导部件43包括具有通孔的反射片431，第二光引导部件25为该反射片431上的通孔。

其中该通孔的尺寸小于反射片431的尺寸。该通孔的尺寸可以根据第一补充光经通孔时的光损失量、激发光经通孔时的光损失量、受激光经通孔时的光损失量中的一种或者多种组合进行设置。该中心膜片的尺寸可以设置为使第一补充光经通孔时的光损失量小于预设比例同时使受激光的光损失量小于预设比例的任意值。优选的，该通孔的面积小于有用光斑面积的50％。

在本实施例中，激发光通过反射片431上的通孔入射至波长转换装置，波长转换装置对激发光进行转换，出射受激光或者受激光和未被转换的激发光至具有通孔的反射片431，出射至反射片431的通孔处的受激光和未被转换的激发光穿过通孔而损失，出射至反射片其余处的受激光和未被转换的激发光被反射至匀光装置。第一补充光源22发出的第一补充光通过反射片431上的通孔入射至匀光装置，这样通过具有通孔的反射片可以得到受激光与第一补充光的合光，或者得到受激光、未被转换的激发光与第一补充光的合光。由于第一补充光直接通过反射片431上的通孔入射至匀光装置，从而避免了波长转换装置对第一补充光的散射而造成的光损失，极大的提高了第一补充光的光利用率。

实施例三

本实施例提供了另一种光源系统，如图5所示，该光源系统与图2所示的光源系统的区别在于，第二光引导部件利用偏振态实现分光合光。具体为：该光源系统中的滤光片531包括偏振片和边缘膜片，其中边缘膜片与实施例一中的边缘膜片相同，不同的是将图2中滤光片231的中心膜片替换成了偏振片。

在本实施例中，第一光引导部件53为具有偏振片和边缘膜片的滤光片531，第二光引导部件25为该滤光片531中的偏振片。该偏振片对具有第一偏振态的光反射，对具有第二偏振态的光透射。其中第一偏振态为P态，第二偏振态为S态，或者第一偏振态为S态，第二偏振态为P态。

其中偏振片可以为针对所有波长光的偏振片，也可以为针对指定波长光的偏振片。其中针对所有波长光的偏振片是指对具有第一偏振态的所有波长光反射，对具有第二偏振态的所有波长光透射。针对指定波长光的偏振片是指对具有第一偏振态的指定波长光反射，对具有第二偏振态的指定波长光透射。其中指定波长指定一个波长范围也可以指定多个波长范围。优选的，该指定波长为激发光的波长范围、第一补充光的波长范围中的一种或者两种，如指定波长可以为波长范围在480nm至620nm，此时，偏振片对波长范围在480nm至620nm的具有第一偏振态的光反射，对波长范围在480nm至620nm的具有第二偏振态的光透射。

在本实施例中，当激发光为蓝光，且偏振片为蓝光偏振片，则波长转换装置出射的光中若包括未被转换的蓝光，则通过蓝光偏振片，可以将波长转换装置出射至蓝光偏振片处的未被转换的蓝光中的一部分反射至匀光装置而得到利用，从而提高了蓝光的利用率。

实施例四

本实施例提供了另一种光源系统，如图6所示，该光源系统与图2、4、5所示的光源系统的区别在于第二光引导部件65，光源还包括第二补充光源67。

该第二补充光源67发出第二补充光，该第二补充光通过第二光引导部件65引导至匀光装置26。该第二补充光源67为半导体二极管或者半导体二极管阵列。该半导体二极管可以为激光二极管(LD)或者发光二极管(LED)等。该第二补充光的光谱范围不同于该激发光的光谱范围，第二补充光的光谱范围窄于受激光的光谱范围，以提高受激光、第一补充光和第二补充光的合光的色饱和度。优选的，该第二补充光的光学扩展量小于受激光的光学扩展量。

在本实施例中，该第二补充光源67发出的第二补充光的颜色可以根据对受激光与第一补充光的合光的不同要求进行设置，如当受激光与第一补充光的合光中缺少某种颜色的光时，则该第二补充光即为该种颜色的光，如该第二补充光可以为蓝光等。

该第二光引导部件65为实施例一中的滤光片231的中心膜片，该中心膜片透射激发光、第一补充光和第二补充光且反射受激光或者受激光中的一部分或者反射除激发光、第一补充光、第二补充光以外的其它光。或者该第二光引导部件65为实施例二中的具有通孔的反射片431上的通孔。或者该第二光引导部件65为实施例三中的滤光片531中的偏振片，该偏振片为针对激发光、第一补充光、第二补充光中的一种或者多种的偏振片，即该偏振片对具有第一偏振态的激发光、第一补充光和第二补充光反射，对具有第二偏振态的激发光、第一补充光和第二补充光透射。

在本实施例中，通过在受激光与第一补充光的合光中补充第二补充光，从而提高受激光与第一补充光的合光中第二补充光的比例，提高合光的亮度。

实施例五

本实施例提供了另一种光源系统，如图7所示，该光源系统包括两个光源，分别为激发光光源71和第一补充光源72，还包括第一光引导部件73、波长转换装置74、第二光引导部件以及匀光装置76。在本实施例中，第二光引导部件设置于第一光引导部件73与匀光装置76的光路之间。其中：

激发光光源71与实施例一中的激发光光源21相同，波长转换装置74与实施例一中的波长转换装置24也相同，在此不再赘述。

第一光引导部件73将激发光光源71发出的激发光引导至波长转换装置74，并将波长转换装置74出射的受激光引导至匀光装置76。在本实施例中，该第一光引导部件73包括第一光学元件731。

若波长转换装置74为反射式波长转换装置，该第一光学元件731可以设置于激发光光源71与波长转换装置74的光路之间，且该第一光学元件731透射激发光且反射受激光或者反射除激发光以外的其它光。

若波长转换装置74为透射式波长转换装置，该第一光学元件731可以设置于波长转换装置74与匀光装置76的光路之间，且该第一光学元件731可以为反射受激光的滤光片或者为反射片。

在本发明另一实施例中，该第一光引导部件73还包括设置于第一光学元件731与匀光装置76的光路之间的第一聚光透镜732。该第一聚光透镜732用于收集第一光学元件731引导的光并会聚至匀光装置76。

第一补充光源72发出第一补充光。该第一补充光源72与实施例一中的第一补充光源22相同，在此不再赘述。

第二光引导部件为位于第一光引导部件73与匀光装置76的光路之间的第二光学元件，该第二光学元件反射第一补充光且透射受激光或者部分受激光或者除第一补充光以外的其它光至匀光装置76。其中该第二光学元件可以为反射第一补充光且透射受激光或者部分受激光或者除第一补充光以外的其它光的滤光片751(如图7所示)，或者为反射片851(如图8所示)，或者该第二光学元件包括反射片和用于固定该反射片的固定件(图未示出)，或者为偏振片等。

其中反射片851的尺寸可以根据第一补充光经反射片851时的光损失量、受激光经反射片851时的光损失量中的一种或者多种组合进行设置。该反射片851的尺寸可以设置为使第一补充光经反射片851时的光损失量小于预设比例同时使受激光的光损失量小于预设比例的任意值。优选的，该反射片851的面积小于有用光斑面积的50％。

偏振片可以为针对第一补充光的偏振片，即该偏振片对具有第一偏振态的第一补充光进行反射，对具有第二偏振态的第一补充光进行透射。

在本实施例中，第二光引导部件设置于第一光引导部件与匀光装置的光路之间，且第二光引导部件将第一补充光反射至匀光装置，从而使得第一补充光的会聚焦点可以位于匀光装置的入光口的前端，相对于现有的第一补充光的会聚交点位于匀光装置的入光口的表面来说，可以改善第一补充光与受激光的合光通过匀光装置进行匀光后的均匀程度。

实施例六

本实施例提供了另一种光源系统，如图9所示，该光源系统与图7、图8所示的光源系统的不同之处在于第一补充光源92。该第一补充光源92包括固态发光组件和第二聚光透镜(图未示出)。其中：

固态发光组件，用于发出第一补充光。该固态发光组件为单个固态发光器件或者为包括多个固态发光器件的固态发光器件阵列。其中固态发光器件可以为激光二极管或者发光二极管等。

第二聚光透镜，用于将固态发光组件发出的第一补充光会聚至第二光引导部件，且第一补充光的会聚焦点在第二光引导部件上。

在本实施例中，由于第一补充光的会聚交点在第二光引导部件上，且第二光引导部件将第一补充光反射至匀光装置76，从而使得第一补充光被第二光引导部件反射并在入射至匀光装置76之前存在一定的发散角，从而可以改善第一补充光与受激光的合光通过匀光装置进行匀光后的均匀程度。

优选的，第一补充光的会聚角度与受激光的会聚角度之间的差异在预设误差范围内。优选的，预设误差范围为30％以内。其中第一补充光的会聚角度是指第二聚光透镜将第一补充光会聚至第二光引导部件75时的会聚角度；受激光的会聚角度是指第一聚光透镜732将受激光会聚至匀光装置时的会聚角度。

在本实施例中，由于第一补充光的会聚角度与受激光的会聚角度之间的差异在预设误差范围内，从而可以进一步提高受激光与第一补充光的合光的均匀性。

优选的，该第一补充光源92还包括消相干装置(图未示出)，该消相干装置对固态发光组件发出的第一补充光进行消相干处理。该消相关装置可以为旋转的散射片、振动的散射片等。

在本实施例中，由于通过消相干装置对固态发光组件发出的第一补充光进行消相干处理，从而避免了受激光与第一补充光的合光存在的散斑现象。

实施例七

本实施例提供了另一种光源系统，如图10所示，该光源系统与图7、8、9所示的光源系统的区别在于第一光引导部件103，且该光源系统还包括第二补充光源107。该第二补充光源107发出第二补充光，该第二补充光通过第一光引导部件103引导至匀光装置76。

该第二补充光源107为半导体二极管或者半导体二极管阵列。该半导体二极管可以为激光二极管(LD)或者发光二极管(LED)等。该第二补充光的光谱范围不同于该激发光的光谱范围，第二补充光的光谱范围窄于受激光的光谱范围，以提高受激光、第一补充光和第二补充光的合光的色饱和度。优选的，该第二补充光的光学扩展量小于受激光的光学扩展量。

该第一光引导部件103将激发光光源71发出的激发光引导至波长转换装置74，并将波长转换装置74出射的受激光引导至匀光装置76，且将第二补充光源103发出的第二补充光引导至匀光装置76。在本实施例中，该第一光引导部件103包括透射激发光和第二补充光且反射受激光或者受激光中的一部分或者反射除激发光和第二补充光以外的其它光的第一光学元件。

在本实施例中，若波长转换装置74为反射式波长转换装置，该第一光学元件可以设置于激发光光源71与波长转换装置74的光路之间。该第一光学元件为透射激发光和第二补充光且反射受激光或者受激光中的一部分或者反射除第二补充光以外的其它光的滤光片(图未示出)，或者该第一光学元件为具有中心膜片和边缘膜片的滤光片1031(如图10所示)，或者该第一光学元件为具有通孔的反射片(图未示出)，或者为具有偏振片和边缘膜片的滤光片(图未示出)。

其中具有中心膜片和边缘膜片的滤光片1031与实施例五中的具有中心膜片和边缘膜片的滤光片的区别在于，滤光片的中心膜片为透射激发光和第二补充光且反射受激光或者受激光中的一部分或者反射除激发光和第二补充光以外的其它光的膜片。

偏振片可以为针对激发光和第二补充光的偏振片，即该偏振片对具有第一偏振态的激发光和第二补充光反射，对具有第二偏振态的激发光和第二补充光透射。

若波长转换装置74为透射式波长转换装置，该第一光学元件可以设置于波长转换装置74与匀光装置76的光路之间，且该第一光学元件可以为透射第二补充光且反射受激光或者受激光中的一部分或者反射除第二补充光以外的其它光的膜片，如该第一光学元件为透射第二补充光且反射受激光或者受激光中的一部分或者反射除第二补充光以外的其它光的滤光片，或者该第一光学元件为具有中心膜片和边缘膜片的滤光片，或者该第一光学元件为具有通孔的反射片，或者为具有偏振片和边缘膜片的滤光片。其中中心膜片透射第二补充光且反射受激光或者受激光中的一部分或者反射除第二补充光以外的其它光。偏振片为针对第二补充光的偏振片，即该偏振片对具有第一偏振态的第二补充光反射，对具有第二偏振态的第二补充光透射。

在本发明另一实施例中，该第一光引导部件103还包括设置于第一光学元件与匀光装置76的光路之间的第一聚光透镜1032。该第一聚光透镜1032与实施例五中的聚光透镜732相同，在此不再赘述。

实施例八

本实施例提供了另一种光源系统，如图11所示，该光源系统与图7、8、9所示的光源系统的区别在于第二光引导部件，且该光源系统还包括第二补充光源117。该第二补充光源117发出第二补充光，该第二补充光通过第二光引导部件引导至匀光装置76。该第二补充光源117与实施例七中的第二补充光源107相同，在此不在赘述。

其中第二光引导部件与实施例五中的第二光引导部件75不同之处在于，第二光学元件反射第一补充光以及第二补充光至匀光装置76，透射受激光或者部分受激光或者除第一补充光和第二补充光以外的其它光至匀光装置76。

优选的，该第二补充光源117的光路与第一补充光源72的光路相同，或者在第一补充光经第二聚光透镜会聚至第二光引导部件之前，将该第二补充光源117发出的第二补充光的光路合并到第一补充光的光路中。在本实施例中，由于第一补充光与第二补充光的光路相同，从而使得第一补充光和第二补充光在匀光装置76的末端形成的照度分布接近一致，这样可以进一步提高受激光、第一补充光和第二补充光的合光的均匀性。

在本发明另一实施例中，该第二补充光源117与实施例六中的第一补充光源92的结构相同，在此不在赘述。

本发明还提供了一种投影设备，该投影设备包括上述任一实施例中的光源系统。

以上所述仅为本发明的优选实施例，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者直接、间接运用在其他相关的技术领域，均视为包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (20)

1.一种光源系统，其特征在于，所述光源系统包括至少两个光源，波长转换装置，第一光引导部件和第二光引导部件，所述至少两个光源包括激发光光源和第一补充光源，其中：

所述激发光光源用于发出激发光；

所述第一光引导部件用于将所述激发光引导至所述波长转换装置，并将所述波长转换装置出射的受激光引导至匀光装置；

所述波长转换装置用于将所述激发光转换成受激光，并将所述受激光出射至所述第一光引导部件；

所述第一补充光源发出第一补充光，所述第一补充光的光学扩展量小于所述受激光；

所述第二光引导部件用于将所述第一补充光引导至所述匀光装置，所述第二光引导部件的尺寸小于所述第一光引导部件的尺寸。

2.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述第一光引导部件包括滤光片，所述滤光片具有中心膜片和边缘膜片，所述中心膜片透射激发光和第一补充光，反射受激光或者受激光中的一部分或者反射除所述激发光和第一补充光以外的其它光，所述边缘膜片为反射片或者所述边缘膜片反射受激光；

所述第二光引导部件为所述滤光片的中心膜片。

3.如权利要求2所述的光源系统，其特征在于，所述滤光片设置于所述激发光光源与所述波长转转装置的光路之间，或者设置于所述波长转换装置与所述匀光装置的光路之间。

4.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述第一光引导部件为具有通光孔的反射片，所述第二光引导部件为所述通光孔。

5.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述第一光引导部件为具有偏振片和边缘膜片的滤光片，所述第二光引导部件为所述偏振片。

6.如权利要求2所述的光源系统，其特征在于，所述第一光引导部件还包括：

聚光透镜，所述聚光透镜设置于所述滤光片与所述匀光装置的光路之间，用于将所述滤光片出射的受激光会聚至所述匀光装置。

7.如权利要求4所述的光源系统，其特征在于，所述第一光引导部件还包括：

聚光透镜，所述聚光透镜设置于所述具有通光孔的反射片与所述匀光装置的光路之间，用于将所述具有通光孔的反射片出射的受激光会聚至所述匀光装置。

8.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，

所述第一光引导部件包括第一光学元件，所述第一光学元件透射所述激发光，反射所述受激光或者反射除所述激发光以外的其它光；

所述第二光引导部件为位于所述第一光引导部件与所述匀光装置的光路之间的第二光学元件，所述第二光学元件反射所述第一补充光至所述匀光装置，透射所述受激光或者部分所述受激光或者除第一补充光以外的其它光至所述匀光装置。

9.如权利要求8所述的光源系统，其特征在于，所述第一光引导部件还包括：

第一聚光透镜，所述第一聚光透镜设置于所述第一光学元件与所述匀光装置的光路之间，用于将所述第一光学元件出射的受激光会聚至所述匀光装置。

10.如权利要求9所述的光源系统，其特征在于，所述第一补充光源包括：

固态发光组件，用于发出第一补充光；

第二聚光透镜，用于将所述固态发光组件发出的第一补充光会聚至所述第二光引导部件，且所述第一补充光的会聚焦点在所述第二光引导部件上。

11.如权利要求10所述的光源系统，其特征在于，所述第一补充光的会聚角度与所述受激光的会聚角度之间的差异在预设误差范围内，其中：

所述第一补充光的会聚角度是指所述第二聚光透镜将所述第一补充光会聚至所述第二光引导部件时的角度；

所述受激光的会聚角度是指所述第一聚光透镜将所述受激光会聚至所述匀光装置时的角度。

12.如权利要求10所述的光源系统，其特征在于，所述第一补充光源还包括：

消相干装置，所述消相干装置对所述第一补充光源进行消相干处理。

13.如权利要求8所述的光源系统，其特征在于，所述第一光学元件设置于所述激发光光源与所述波长转换装置的光路之间，或者所述第一光学元件设置于所述波长转转装置与所述匀光装置的光路之间。

14.如权利要求8至13任一项所述的光源系统，其特征在于，

所述第二光学元件为反射片，所述反射片将所述第一补充光源发出的第一补充光反射至所述匀光装置。

15.如权利要求8至13任一项所述的光源系统，其特征在于，

所述第二光学元件为滤光片，所述滤光片反射第一补充光且透射受激光或者部分受激光或者除第一补充光以外的其它光。

16.如权利要求8至13任一项所述的光源系统，其特征在于，所述第二光学元件为偏振片。

17.如权利要求1至5、8至13任一项所述的光源系统，其特征在于，所述第二光引导部件的尺寸小于所述第一光引导部件的面积小于有用光斑面积的50％，所述有用光斑面积是指波长转换装置出射的受激光在第一光引导部件上所形成的光斑的面积。

18.如权利要求1至5、8至13任一项所述的光源系统，其特征在于，所述光源系统还包括：

第二补充光源，用于发出第二补充光，所述第二补充光的光学扩展量小于所述受激光，所述第二补充光通过所述第一光引导部件或者所述第二光引导部件引导至所述匀光装置。

19.如权利要求18所述的光源系统，其特征在于，

当所述第二补充光通过所述第二光引导部件引导至所述匀光装置时，所述第二补充光的光路与所述第一补充光的光路相同。

20.一种投影设备，其特征在于，所述投影设备包括权利要求1至19任一项所述的光源系统。