CN106154712A - 发光装置和投影显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于光学技术领域，提供了一种发光装置及投影显示设备，所述发光装置包括激发光源，用于发出激发光；补偿光源，用于发出光谱范围与所述激发光的光谱范围不同的补偿光；波长转换装置，设置于所述激发光和所述补偿光的传输路径中，并在所述激发光源和所述补偿光源的交替照射下输出时序光，所述时序光包括至少一受激光和所述补偿光，所述补偿光与所述至少一受激光中的至少一受激光存在光谱重叠。本发明可以极大的提高发光装置的亮度以及发光装置中的光利用效率。

Description

发光装置和投影显示设备
技术领域
本发明涉及光学技术领域，更具体地说，涉及发光装置和投影显示设备。
背景技术
现有技术提供了一种半导体激光器激发波长转换装置上的不同波长转换材料段以形成不同基色光的投影显示设备用发光装置，该发光装置具有光效高，光学扩展量小的优势，因此发展迅速，成为投影显示设备用发光装置的理想选择。在单片式DMD投影显示设备中，一般选用蓝光激光激发分段色轮产生时序的红、绿、蓝光，从而构成投影显示设备所需要的三基色光。蓝光由散射粉消除激光部分相干性后得到，绿光由蓝光激发绿色荧光粉得到，红光由蓝光激发偏橙色荧光粉或者激发黄色荧光粉后配合对应的滤光片滤除短波长部分得到。
在上述投影显示设备用发光装置中，绿光和蓝光的效率相对较高，能够达到比较好的亮度，但橙色荧光粉或者黄色荧光粉的转换效率较低，再配合对应的滤光片后得到红光的效率更低，同时色坐标与色域标准REC.709或者DCI存在差距，导致投影显示设备的红光亮度占总亮度的比例较低，并且红光饱和度差。在对图像质量要求比较高的应用场合，例如播放视频、激光电视等，对于红光的亮度比例以及红光颜色要求很高，若采用以上的方案，会造成图像质量的严重下降。
针对以上缺陷，如果在发光装置中将红光进一步经滤光片处理，其色坐标可以达到色域标准要求，但此时红光的亮度和利用效率会进一步降低，由此使得红光的亮度与颜色饱和度成为一对矛盾。对于绿色荧光，其激发效率较高，一般不存在亮度不足的问题，但由于绿色荧光的光谱范围比较宽，使得其颜色不够饱和，一般需要滤除长波长部分的光来改善其色坐标达到REC.709或者DCI，这会导致绿光荧光的利用效率的降低。
为了解决上述问题，对现有的上述投影显示设备用发光装置进行改进，通过添加激光，将激光与荧光合光，使得荧光效率、亮度以及色坐标均得到改善，同时激光的散斑也在可以接受的范围内，是一种比较可行的方案。
以补充红光为例，对于透射式色轮，可以将蓝光激光与红激光合光后，在橙色荧光粉色段同时打开蓝光激光和红激光，此时蓝光激光激发橙色荧光粉产生橙色荧光，红激光入射到橙色荧光粉上，不激发荧光粉而是发生散射，最终橙色荧光与红激光在光学扩展量上进行合光，从色轮出射，到收集透镜进行收集。采用此方式，要求透射式色轮入光面的膜片具有透射蓝光和红光的特性，这种膜片相对于原有的仅透射蓝光的膜片，在制作难度上有所增加。同时，红激光在橙色荧光粉中散射，有相当一部分发生背向散射，入射到膜片上会被透射而损失掉，并且蓝光激发产生的橙色荧光也会有一部分入射到膜片上，此时由于入射角较大，原有的膜片特性曲线发生漂移，使得橙色荧光中也有一部分光谱范围的光透射而损失掉，因此导致最终出射的红光效率降低。
对于反射式色轮，可以将蓝光激光和红激光合光后，通过区域镀膜滤光片，再经收集透镜，聚焦到色轮橙色荧光粉段，此时，红激光入射到橙色荧光粉上，发生散射后再被荧光粉底部的反射层反射，此过程存在一定的损失，反射后出射由于为朗伯分布，被收集透镜收集时也存在一定损失，到达区域镀膜滤光片时，在区域镀膜处又会发生一定损失，综合来看，红激光的利用效率也降低了，红色荧光的效率也受到损失。由于红激光成本较高，其利用率不高的话必然会导致系统成本的大幅增加，对于产品生产与应用是极为不利的，因此，综上所述，迫切需要一种高效的荧光加上红激光的激光荧光合光方案。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种发光装置及投影显示设备，以解决现有技术中激光与荧光合光时激光和荧光的光利用效率均较低的问题。
第一方面，提供一种发光装置，包括：
激发光源，用于发出激发光；
补偿光源，用于发出光谱范围与所述激发光的光谱范围不同的补偿光；
波长转换装置，设置于所述激发光和所述补偿光的传输路径中，并在所述激发光源和所述补偿光源的交替照射下输出时序光，所述时序光包括至少一受激光和所述补偿光，所述补偿光与所述至少一受激光中的至少一受激光存在光谱重叠。
优选的，所述波长转换装置沿圆周方向设置有至少两个分段区域，所述至少两个分段区域中的至少一个分段区域设有第一扩散层，所述至少两个分段区域中的剩余分段区域中的至少一个分段区域设有波长转换层。
优选的，所述至少两个分段区域中的至少一个分段区域设有第二扩散层。
优选的，所述波长转换装置为透射式波长转换装置，反射式波长转换装置，或者包含透射部分和反射部分的波长转换装置。
优选的，当所述波长转换装置为包含透射部分和反射部分的波长转换装置时，设有所述第一扩散层的分段区域位于所述波长转换装置的透射部分。
优选的，所述补偿光源包括出射第一补偿光的第一补偿光源，所述波长转换层包括在所述激发光源的照射下出射第一受激光的第一波长转换层，所述时序光包括所述第一补偿光和所述第一受激光，且所述第一补偿光与所述第一受激光存在光谱重叠。
优选的，所述第一补偿光源在所述波长转换装置的至少一个设有所述第一扩散层的分段区域位于所述第一补偿光源的传输光路时打开，在其余分段区域位于所述第一补偿光源的传输光路中时关闭；
所述激发光源在所述波长转换装置的设有所述波长转换层的分段区域位于所述激发光源的传输光路时打开，在所述波长转换装置的设有所述第一扩散层的分段区域位于所述激发光源的传输光路时关闭。
优选的，所述激发光源在所述波长转换装置的设有所述第二扩散层的分段区域位于所述激发光源的传输光路时打开；或者，
所述光源模块还包括发出第三光的第三光源，所述第三光与所述激发光为同色异谱的光，且所述第三光源在所述波长转换装置的设有所述第二扩散层的分段区域位于所述第三光源的传输光路时打开，在所述波长转换装置的其余分段区域关闭。
优选的，所述补偿光源还包括发出光谱范围与所述第一补偿光的光谱范围不同的第二补偿光的第二补偿光源；
所述波长转换层还包括在所述激发光源的照射下出射光谱范围与所述第一受激光的光谱范围不同的第二受激光的第二波长转换层，所述时序光还包括所述第二补偿光和所述第二受激光，且所述第二补偿光与所述第二受激光存在光谱重叠。
优选的，所述第二补偿光源在所述波长转换装置的至少一个设有所述第一扩散层的分段区域位于所述第一补偿光源的传输光路时打开，在其余分段区域位于所述第一补偿光源的传输光路中时关闭。
优选的，所述第二补偿光源的打开时序与所述第一补偿光源的打开时序不同。
第二方面，提供一种发光装置，包括：
激发光源，用于发出激发光；
补偿光源，用于发出光谱范围与所述激发光的光谱范围不同的补偿光；
波长转换装置，设置于所述激发光和所述补偿光的传输路径中，包括至少两个分段区域，且所述波长转换装置在所述激发光源和所述补偿光源同时照射在所述波长转换装置的不同分段区域时，出射所述补偿光和受激光的混合光，所述补偿光与所述受激光的光谱存在重叠。
第三方面，提供一种投影显示设备，包括上述发光装置，所述投影显示设备还包括第一成像组件，所述第一成像组件包括光中继组件，TIR棱镜，空间光调制组件以及投影镜头。
第四方面，提供一种投影显示设备，包括上述发光装置，所述投影显示设备还包括第二成像组件，所述第二成像组件包括光中继组件，TIR棱镜，分光合光棱镜，包括第一数字微镜器件和第二数字微镜器件的空间光调制组件以及投影镜头；
所述分光合光棱镜将所述发光装置出射的光分成沿第一光路传输的光和沿第二光路传输的光，所述第一光路与所述第二光路不同。
所述第一数字微镜器件对沿第一光路传输的光进行调制，得到第一图像光；
所述第二数字微镜器件对沿第二光路传输的光进行调制，得到第二图像光；
所述分光合光棱镜将所述第一图像光和所述第二图像光合光后通过所述TIR棱镜导入所述投影镜头。
与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：
本发明通过将激光与荧光在时序上进行合光，从而可以提高激光和荧光利用效率，提高发光装置以及利用该发光装置的投影显示设备的亮度，极大的降低了发光装置以及投影显示设备的成本。
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为本发明第一实施例提供的发光装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的波长转换装置的分段区域示意图；
图3为本发明另一实施例提供的波长转换装置的分段区域示意图；
图4为本发明实施例提供的采用包含透射部分和反射部分的波长转换装置的发光装置的结构示意图；
图5为本发明透射式波长转换装置以及与其对应设置的滤光装置的示例图；
图6a、6b为本发明实施例提供的滤光装置的滤光曲线示意图；
图7为本发明实施例提供的包含透射部分和反射部分的波长转换装置以及与其对应设置的滤光装置的示例图；
图8为本发明第二实施例提供的发光装置结构图；
图9为本发明第三实施例提供的发光装置结构图；
图10为本发明实施例提供的波长换换装置的分段区域的分布示例图；
图11为本发明实施例提供的采用图10所示的波长转换装置时光源的开断时序、波长转换装置的分段区域的分布以及波长转换装置的出射光的光时序的示例图；
图12为本发明另一实施例提供的采用图10所示的波长转换装置时光源的开断时序、波长转换装置的分段区域的分布以及波长转换装置的出射光的光时序的示例图；
图13为本发明另一实施例提供的波长换换装置的分段区域的分布示例；
图14为本发明实施例提供的采用图13所示波长转换装置时光源的开断时序、波长转换装置的分段区域的分布以及波长转换装置的出射光的光时序的示例图；
图15为本发明实施例提供的波长转换装置的分段区域的分布示例图；
图16本发明实施例提供的采用图15所示的波长转换装置时光源的开断时序、波长转换装置的分段区域的分布以及波长转换装置的出射光的光时序的示例图；
图17为本发明另一实施例提供的波长转换装置的分段区域的分布示例图；
图18为本发明实施例提供的采用图17所示的波长转换装置时光源的开断时序、波长转换装置的分段区域的分布以及波长转换装置的出射光的光时序的示例图；
图19为本发明实施例提供的波长转换装置的分段区域的分布示例图；
图20为本发明实施例提供的采用图19所示的波长转换装置时光源的开断时序、波长转换装置的分段区域的分布以及波长转换装置的出射光的光时序的示例图；
图21为本发明第四实施例提供的发光装置的结构示意图；
图22为本发明第五实施例提供的发光装置的结构示意图；
图23为本发明第六实施例提供的发光装置的结构示意图；
图24为本发明实施例提供的图23中的波长转换装置的分段区域分布示例图；
图25为本发明实施例提供的投影显示设备的结构示意图；
图26为本发明另一实施例提供的投影显示设备的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种发光装置，包括至少两个光源，以及波长转换装置，所述至少两个光源包括激发光源和补偿光源，其中：
激发光源，用于发出激发光；
补偿光源，用于发出光谱范围与所述激发光的光谱范围不同的补偿光；
波长转换装置，设置于所述激发光和所述补偿光的传输路径中，并在所述激发光源和所述补偿光源的交替照射下输出时序光，所述时序光包括至少一受激光和所述补偿光，所述补偿光与所述至少一受激光中的至少一受激光存在光谱重叠。
本发明还提供了一种发光装置，包括：
激发光源，用于发出激发光；
补偿光源，用于发出光谱范围与所述激发光的光谱范围不同的补偿光；
波长转换装置，设置于所述激发光和所述补偿光的传输路径中，包括至少两个分段区域，且所述波长转换装置在所述激发光源和所述补偿光源同时照射在所述波长转换装置的不同分段区域时，出射所述补偿光和受激光的混合光，所述补偿光与所述受激光的光谱存在重叠。
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发光装置，如图1所示，该发光装置包括两个光源，分别为发出激发光的激发光源11和发出光谱范围与激发光的光谱范围不同的补偿光的补偿光源12，还包括波长转换装置13。该波长转换装置13设置于激发光源11发出的激发光和补偿光源12发出的补偿光的传输路径中，且该波长转换装置13在激发光源11和补偿光源12的交替照射下输出时序光，该时序光包括至少一受激光和该补偿光，且该补偿光与至少一受激光中的至少一受激光存在光谱重叠。
激发光源11可以为蓝光光源，如可以为蓝光激光器或者蓝光发光二极管等固态发光器件或者包括多个固态发光器件的固态发光阵列。该蓝光光源可以采用主波长为445nm的蓝光光源。
补偿光源12为激光光源，该补偿光源12发出的补偿光与波长转换装置13在激发光源11的照射下所出射的受激光有关，即该补偿光源12发出的补偿光与波长转换装置13在激发光源11的照射下所出射的至少一受激光中的至少一受激光存在光谱重叠。如当波长转换装置13在激发光源11的照射下出射的至少一受激光包括时序的绿光、橙光，则该补偿光源12可以为发出与橙光存在光谱重叠红激光的红激光光源，和/或该补偿光源12可以为发出与绿光存在光谱重叠的青绿激光的青绿激光光源等。
波长转换装置13沿其运动方向设置有至少两个分段区域，该至少两个分段区域中的至少一个分段区域设有第一扩散层(diffuser)，该至少两个分段区域中的剩余分段区域中的至少一个分段区域设有波长转换层。其中该第一扩散层是在波长转换装置的表面实施粗糙化光学处理而形成的。该波长转换层吸收激发光而出射光谱范围与激发光不同的受激光。该波长转换层为包含波长转换材料的层，其中波长转换材料包括但不限于荧光粉等可在激发光的激发下产生光谱与激发光的光谱不同的受激光的材料。
其中波长转换装置13的运动方向可以为圆周运动方向、水平运动方向或者垂直运动方向。且在该波长转换装置13沿其运动方向运动过程中，沿该波长转换装置13的运动方向设置的至少两个分段区域交替的位于激发光源11和补偿光源12的传输光路中，且激发光源11和补偿光源12在波长转换装置13的运动过程中始终照射在该波长转换装置13的同一分段区域中。
优选的，该波长转换装置13的至少两个分段区域中的至少一个分段区域设有第二扩散层。该第二扩散层是在波长转换装置的表面配置带来扩散效应的光学物质而形成的。其中第一扩散层、波长转换层以及第二扩散层分别位于波长转换装置的不同分段区域。
该波长转换装置13在激发光源11和补偿光源12的交替照射下出射时序光。具体的，激发光源11在波长转换装置13的设有波长转换层的分段区域以及设有第二扩散层的分段区域打开，在其它分段区域关闭；补偿光源12在至少一个设有第一扩散层的分段区域打开，在其它分段区域关闭，从而使得该波长转换装置13在激发光源11和补偿光源12的交替照射下出射时序光。
请参阅图2至3，是本发明实施例提供的图1中的波长转换装置13的分段区域的分布示例图，但波长转换装置13的分段区域的分布不以图2至3所示为限，其可以是符合下述要求的任意一种分布：至少一个分段区域上设有第一扩散层，至少一个分段区域上设有波长转换层。另外，当将该发光装置应用于投影显示设备时，优选的，该波长转换装置13的分段区域的分布可以是符合下述要求的任意一种分布：至少一个分段区域上设有第一扩散层，至少一个分段区域上设有波长转换层，且该发光装置的输出光或者该波长转换装置的出射光包含三基色光。
请参阅图2，该波长转换装置13沿圆周方向设置有设有第一扩散层(diffuser)的分段区域131和设有波长转换层的分段区域132。该波长转换装置13在激发光源11和补偿光源12的交替照射下出射的时序光包括至少一种受激光和补偿光。具体的，可以在该波长转换装置13的设有波长转换层的分段区域132打开激发光源11，关闭补偿光源12，在波长转换装置13的设有第一扩散层(diffuser)的分段区域131打开补偿光源12，关闭激发光源11，从而使得该波长转换装置13出射时序的受激光和补偿光。其中补偿光与设置在分段区域132上的该波长转换层转换得到的受激光的光谱存在重叠。
请参阅图3，该波长转换装置13沿圆周方向设置有设有第一扩散层(diffuser)的分段区域131、设有波长转换层的分段区域132以及设有第二扩散层的分段区域133。该波长转换装置13在激发光源11和补偿光源12的交替照射下出射的时序光包括至少一种受激光、激发光和补偿光。具体的，在波长转换装置13的设有波长转换层的分段区域132和设有第二扩散层的分段区域133打开激发光源11，关闭补偿光源12，在波长转换装置13的设有第一扩散层(diffuser)的分段区域131打开补偿光源12，关闭激发光源11，从而使得该波长转换装置13出射时序的激发光、受激光和补偿光。其中补偿光与设置在分段区域132上的该波长转换层转换得到的受激光的光谱存在重叠。
在本实施例中，该波长转换装置13为透射式波长转换装置，反射式波长转换装置，或者为包含透射部分和反射部分的波长转换装置。其中透射式波长转换装置是指该波长转换装置的出射光线的传播方向与入射光线的传播方向相同，透射式波长转换装置可以为透射式色轮。反射式波长转换装置是指波长转换装置的出射光线的传播方向与入射光线的传播方向相反，反射式波长转换装置可以为反射式色轮。包含透射部分和反射部分的波长转换装置是指波长转换装置的出射光线中部分出射光线的传播方向与入射光线的传播方向相同，部分出射光线的传播方向与入射光线的传播方向相反。
优选的，该波长转换装置13为透射式波长转换装置或者为包含透射部分和反射部分的波长转换装置。当该波长转换装置13为包含透射部分和反射部分的波长转换装置时，设有第一扩散层的分段区域位于该波长转换装置13的透射部分。
请参阅图1，为本发明实施例提供的采用透射式波长转换装置的发光装置的结构示意图。其中激发光源11和补偿光源12设置于该透射式波长转换装置13的同侧，且该发光装置还包括设置于激发光源11发出的激发光和补偿光源12发出的补偿光的传输光路中的合光部件14。该合光部件14将激发光源11发出的激发光和补偿光源12发出的补偿光合成一路光，并经收集透镜15收集并入射至透射式波长转换装置13。
该透射式波长转换装置13在激发光源11和补偿光源12的交替照射下出射传播方向与入射至透射式波长转换装置13的光线的传播方向一致的时序光。其中激发光源11和补偿光源12的交替照射该透射式波长转换装置13的具体过程如下：
在透射式波长转换装置13的设有波长转换层的分段区域和设有第二扩散层的分段区域位于该合光部件14合路后的光束的传输路径中时打开激发光源11，关闭补偿光源12；在透射式波长转换装置13的至少一个设有第一扩散层的分段区域位于该合光部件14合路后的光束的传输路径中时，打开补偿光源12，关闭激发光源11，使得该透射式波长转换装置13出射时序的受激光、激发光和补偿光。
请参阅图4，为本发明实施例提供的采用包含透射部分和反射部分的波长转换装置的发光装置的结构示意图。其与图1所示的发光装置的不同仅在于激发光源、补偿光源、波长转换装置以及合光部件的位置关系，以及合光部件的结构不同，详述如下：
激发光源21和补偿光源22分别设置于该包含透射部分和反射部分的波长转换装置23的异侧，且该发光装置还包括设置于激发光源21和波长转换装置23之间的光路中的合光部件24。该合光部件24将波长转换装置23在激发光的照射下产生的光束和波长转换装置在补偿光源22的照射下产生的光束合成一路光。该合光部件24包括分光片241、收集透镜242以及反光片243。其中激发光源21发出的激发光经分光片241透射，并经收集透镜242收集并入射至波长转换装置23。补偿光源22发出的补偿光经收集透镜25收集并入射至波长转换装置23。该波长转换装置23的设有第一扩散层的分段区域位于透射部分，其余分段区域位于反射部分。
该波长转换装置23在激发光源21和补偿光源22的交替照射下时序出射受激光和补偿光，或者时序出射激发光、受激光和补偿光。其中该波长转换装置23出射的受激光和激发光的传播方向与入射至该波长转换装置23的激发光的传播方向相反，该波长转换装置23出射的补偿光的传播方向与入射至该波长转换装置23的补偿光的传播方向相同。其具体过程如下：
在波长转换装置23的设有波长转换层的分段区域和设有第二扩散层的分段区域位于激发光的传输路径中时打开激发光源，关闭补偿光源；在波长转换装置23的至少一个设有第一扩散层的分段区域位于补偿光的传输路径中时，打开补偿光源，关闭激发光源。该波长转换装置23通过其反射部分反射在激发光的照射下产生的光束，波长转换装置23通过其透射部分透射补偿光源22发出的补偿光，波长转换装置23反射的光束和透射的补偿光经收集透镜242合路收集至分光片241，经分光片241反射至反光片243后被反光片243反射出射。
在本发明优选实施例中，该发光装置还包括滤光装置(图未示出)，该滤光装置位于波长转换装置的包括第一扩散层和波长转换层的层结构的后端光路中，或者位于波长转换装置的包括第一扩散层、波长转换层和第二扩散层的层结构的后端光路中。该滤光装置具有与波长转换装置的分段区域相同的分段区域。该滤光装置可以为与波长转换装置同轴且同步旋转的滤光片轮。
在本实施例中，该滤光装置中与波长转换装置的设有第一扩散层的分段区域对应的分段区域以及与波长转换装置的设有第二扩散层的分段区域对应的分段区域均呈直通透射特性，该滤光装置中与波长转换装置的设有波长转换层的分段区域对应的分段区域呈带通、长波通或者短波通等特定。
当波长转换装置为透射式波长转换装置时，该滤光装置与透射式波长转换装置呈0度对应设置，如图5所示，即滤光装置的分段区域与透射式波长转换装置的对应分段区域重合。举例说明如下：
请参阅图5，该滤光装置的分段区域131a’与透射式波长转换装置的设有第一扩散层的分段区域131a对应，滤光装置的分段区域131b’与透射式波长转换装置的设有第二扩散层的分段区域131b对应，滤光装置的分段区域131c’与设有透射式波长转换装置的设有绿光波长转换层的分段区域131c对应，滤光装置的分段区域131d’与设有透射式波长转换装置的设有橙光波长转换层的分段区域131d对应。
如图6所示，为本发明实施例提供的图5所示的滤光装置的滤光曲线示意图，其中滤光装置的分段区域131a’和131b’为直通透射特性(transmissive)，分段区域131c’为带通特性(band-pass filter)，如图6a所示，分段区域131d’为长波通特性(high-pass filter)，如图6b所示。
当波长转换装置为包含透射部分和反射部分的波长转换装置时，该滤光装置与包含透射部分和反射部分的波长转换装置呈180度对称设置，如图7所示。举例说明如下：
该滤光装置的分段区域131a’与透射式波长转换装置的设有第一扩散层的分段区域131a对应，滤光装置的分段区域131b’与透射式波长转换装置的设有第二扩散层的分段区域131b’对应，滤光装置的分段区域131c’与设有透射式波长转换装置的设有绿光波长转换层的分段区域131c对应，滤光装置的分段区域131d’与设有透射式波长转换装置的设有橙光波长转换层的分段区域131d对应。其中滤光装置的分段区域131a’和131b’为直通透射特性(transmissive)，分段区域131c’为带通特性，如图6a所示，分段区域131d’为长波通特性，如图6b所示。
实施例二
图8示出了本发明另一实施例提供的发光装置的结构图。该发光装置是在图1所示的发光装置的基础上增加了第三光源，并对图1中的合光部件做了相应改进，其余结构同图1所示的发光装置相同。
第三光源35发出第三光，该第三光与激发光为同色异谱的光，如当激发光为主波长445nm的蓝光时，该第三光可以为主波长为462nm的蓝光。优选的，该第三光源35为激光光源。
该波长转换装置33在第三光源35、激发光源31以及补偿光源32的交替照射下出射传播方向与激发光的传播方向相同的时序光，该时序光包括第三光、至少一种受激光和补偿光。
具体的，该第三光源35在波长转换装置33的设置有第二扩散层的分段区域位于该第三光源35的传输光路时打开，在波长转换装置33的其它分段区域位于该第三光源35的传输光路时关闭。该激发光源31在波长转换装置33的设置有波长转换层的分段区域位于该激发光源31的传输光路时打开，在波长转换装置33的其它分段区域位于该激发光源31的传输光路时关闭。该补偿光源32在波长转换装置33的至少一个设置有第一扩散层的分段区域位于该补偿光源32的传输光路时打开，在波长转换装置33的其它分段区域位于该补偿光源32的传输光路时关闭。从而使波长转换装置33出射传播方向与激发光的传播方向相同的包括第三光、至少一种受激光和补偿光时序光。
具体的，该合光部件34包括第一合光器件341和第二合光器件342。其中第一合光器件341设置于补偿光源12发出的补偿光和第三光源发出的第三光的传输光路中，用于将补偿光源发出的补偿光和第三光源35发出的第三光合成一路光，第二合光器件342设置于第一合光器件341合路后的光束和激发光源11发出的激发光的传输光路中，用于将第一合光器件341合路后的光束和激发光源11发出的激发光合成一路光。该第二合光器件342合路后的光束经收集透镜35收集并入射至波长转换装置33。本实施例中未详细描述的部分与图1所示的发光装置相同。
在本实施例中，通过采用激发光源以及发出与激发光同色异谱的光的第三激发光源，从而可以将第三光源发出的第三光作为该发光装置的其中一种基色光，从而可以使该发光装置出射的基色光的色坐标更接近REC.709和DCI标准色坐标。
实施例三
图9示出了本发明另一实施例提供的发光装置的结构图。该发光装置是在图4所示的发光装置的基础上增加了第三光源，该第三光源与激发光源41沿相同光路传输，或者合成一个光路后通过合光部件44入射至波长转换装置43，其余结构同图4所示的发光装置相同。本实施例中未详细描述的部分与图4所示的发光装置相同。
第三光源45发出第三光，该第三光与激发光为同色异谱的光，如激发光为主波长445nm的蓝光时，该第三光可以为主波长为462nm的蓝光。优选的，该第三光源35为激光光源。
该波长转换装置43在第三光源45、激发光源41以及补偿光源42的交替照射下出射与激发光的传播方向相反的时序光，该时序光经合光部件44合光出射。该时序光包括第三光、至少一受激光和补偿光。
具体的，该第三光源45在波长转换装置43的设置有第二扩散层的分段区域位于该第三光源45的传输光路时打开，在波长转换装置43的其它分段区域位于该第三光源45的传输光路时关闭。该激发光源41在波长转换装置43的设置有波长转换层的分段区域位于该激发光源41的传输光路时打开，在波长转换装置43的其它分段区域位于该激发光源41的传输光路时关闭。该补偿光源42在波长转换装置43的至少一个设置有第一扩散层的分段区域位于该补偿光源42的传输光路时打开，在波长转换装置43的其它分段区域位于该补偿光源42的传输光路时关闭。从而使波长转换装置43出射传播方向与激发光的传播方向相反的时序光，该时序光经合光部件44中的收集透镜442中继至分光片441，经分光片441反射后入射至反光片443，经反光片443反射出射。
实施例四
本实施例提供的发光装置是在上述实施例一至三的基础上所做的改进，其中未详细描述的部分参见上述实施例一至三。本实施例提供的发光装置中的补偿光源包括出射第一补偿光的第一补偿光源。波长转换装置包括沿圆周方向设置的设有第一扩散层的分段区域、设有在激发光源的照射下出射第一受激光的第一波长转换层、以及设有第二扩散层的分段区域。该波长转换装置在激发光源和该第一补偿光源的交替照射下出射的时序光包括激发光、第一受激光和第一补偿光，且该第一补偿光与第一受激光之间存在光谱重叠。
其中第一补偿光源在波长转换装置的至少一个设有第一扩散层的分段区域位于该第一补偿光源的传输光路时打开，在其余分段区域位于该第一补偿光源的传输光路中时关闭。
激发光源在波长转换装置的设有波长转换层的分段区域以及设有第二扩散层的分段区域位于该激发光源的传输光路时打开，在波长转换装置的设有第一扩散层的分段区域位于该激发光源的传输光路时关闭。
优选的，当该发光装置还包括出射第三光的第三光源时，该波长转换装置在第三光源、激发光源和该第一补充光源的交替照射下出射的时序光包括第三光、第一受激光和第一补偿光。其中第三光与激发光为同色异谱的光。该第三光源与上述实施例二或者三中的第三光源相同，在此不再赘述。
优选的，该第一补偿光源为红激光光源，该第一波长转换层为橙光波长转换层，或者该第一补偿光为青绿激光光源，该第一波长转换层为绿光波长转换层。更优选的，该波长转换装置包括设有橙光波长转换层的分段区域和绿光波长转换层的分段区域。
实施例五
图10示出了本发明实施例提供的上述实施例四中的波长转换装置的分段区域的分布示例图。其中该第一波长转换层为橙光波长转换层或者绿光波长转换层。
该波长转换装置包括沿圆周方向设置的四个分段区域，分别为设有第二扩散层的分段区域(如图10中的蓝段B)、设有绿光波长转换层的分段区域(如图10中的绿段G)、设有橙光波长转换层的分段区域(如图10中的橙段O)、以及设有第一扩散层的分段区域(如图10中的diffuser段)。其中设有第二扩散层的分段区域对入射至其的光线进行散射，如对入射至其的激发光进行散射。设有绿光波长转换层的分段区域将入射至其的光线转换成绿光，如将入射至其的激发光转换为绿光。设有橙光波长转换层的分段区域将入射至其的光线转换层橙光，如将入射至其的激发光转换为橙光。设有第一扩散层的分段区域对入射至其的光线进行散射，如对入射至其的补偿光进行散射。
当波长转换装置的分段区域的分布如图10所示时，若该发光装置包括激发光源和第一补偿光源，其中激发光源为出射蓝光B1的蓝光光源，第一补偿光源为出射红激光R的红激光光源。请参阅图11，为本发明实施例提供的激发光源、红激光光源的开断时序、波长转换装置的分段区域的分布以及波长转换装置的出射光的光时序的示例图。该波长转换装置在蓝光光源和红激光光源的交替照射下，如蓝光光源在波长转换装置的设有第二扩散层的分段区域(如图10中的蓝段B)、设有绿光波长转换层的分段区域(如图10中的绿段G)以及设有橙光波长转换层的分段区域(如图10中的橙段O)位于该蓝光光源发出的蓝光的传输路径时打开，在波长转换装置的其它分段区域位于该蓝光光源发出的蓝光的传输路径时关闭；红激光光源在波长转换装置的设有第一扩散层的分段区域(如图10中的diffuser段)位于该红激光光源的传输路径时打开，在波长转换装置的其它分段区域位于该红激光光源的传输路径时关闭，从而使得该波长转换装置出射的时序光包括蓝光B1、绿光G、橙光O和红激光R。其中补偿光中的红激光R与受激光中的橙光O存在光谱重叠。
相应的，若激发光源为出射蓝光的蓝光光源，第一补偿光为发出青绿激光的青绿激光光源，则该波长转换装置在蓝光光源和青绿激光光源的交替照射下，如蓝光光源在波长转换装置的设有第二扩散层的分段区域(如图10中的蓝段B)、设有绿光波长转换层的分段区域(如图10中的绿段G)、设有橙光波长转换层的分段区域(如图10中的橙段O)位于该蓝光光源的传输路径时打开，在波长转换装置的其它分段区域位于该蓝光光源的传输路径时关闭；青绿激光光源在波长转换装置的设有第一扩散层的分段区域(如图10中的diffuser段)位于该青绿激光光源的传输路径时打开，在波长转换装置的其它分段区域位于该青绿激光光源的传输路径时关闭，从而使得该波长转换装置出射的时序光包括蓝光B1、绿光G、橙光O和青绿激光C。其中青绿激光C与受激光中的绿光G存在光谱重叠。
相应的，若该发光装置包括激发光源、第一补偿光源和第三光源，其中激发光源为出射蓝光B1的蓝光光源，第一补偿光源为出射红激光R的红激光光源，第三光源为出射蓝光B2的蓝光光源。请参阅图12，为本发明实施例提供的激发光源、红激光光源的开断时序、波长转换装置的分段区域的分布以及波长转换装置的出射光的光时序的示例图。
该波长转换装置在蓝光光源和红激光光源的交替照射下，如第三光源在波长转换装置的设有第二扩散层的分段区域(如图10中的蓝段B)位于该第三光源的传输路径时打开，在波长转换装置的其它分段区域位于该第三光源的传输路径时关闭；蓝光光源在波长转换装置的设有绿光波长转换层的分段区域(如图10中的绿段G)、设有橙光波长转换层的分段区域(如图10中的橙段O)位于该蓝光光源的传输路径时打开，在波长转换装置的其它分段区域位于该蓝光光源的传输路径时关闭；红激光光源在波长转换装置的设有第一扩散层的分段区域(如图10中的diffuser段)位于该红激光光源的传输路径时打开，在波长转换装置的其它分段区域位于该红激光光源的传输路径时关闭，从而使得该波长转换装置出射的时序光包括蓝光B2、绿光G、橙光O和红激光C。其中红激光C与受激光中的橙光O存在光谱重叠。
在本实施例中，受激光橙光和红激光在时序上混合形成红基色光，或者受激光绿光和青绿激光在时序上混合形成绿基色光，从而相对于现有技术中的直接对橙光进行过滤来得到红基色光，以及现有技术中的直接对绿光波长转换层转换得到的绿光进行过滤来得到绿基色光的方案来说，本发明实施例提供发光装置可以提高红基色光或绿基色光的亮度。且由于橙光和红激光在时序上混合形成红基色光，即本发明是通过在橙光中增加红激光的方式来形成红基色光，相对于现有技术提供的直接对橙光进行过滤来形成红基色光的方案来说，本发明通过调节增加的红激光的比例来将红基色光的色坐标调整至标准色坐标，或者通过调节青绿激光的比例来将绿基色光的色坐标调整至标准色坐标，从而减小了被过滤掉的橙光或者被过滤掉的绿光，进而减小了在得到红基色光或者绿基色光的过程中的亮度损失。同时由于橙光和红激光在时序上合光，或者绿光和青绿激光在时序上合光，从而相对于波长合光来说，本发明提高了红激光或者青绿激光的利用率。且经过实验验证，本发明实施例提供的通过将红激光和橙光在时序上合光，使得在红基色光色坐标达到(0.163，0.386)时，最多损失50％的亮度，而现有的直接采用橙光和滤光片来得到红基色光的方案中，红基色光的色坐标要达到(0.163，0.386)，将损失75％的亮度。且经过计算和反复验证，当红激光的主波长为638nm，色坐标为(0.717，0.283)时，若橙光的光功率与红激光的光功率的比例为1:1，橙光和红激光的亮度比例为2:1，则橙光和红激光时序合光后的红基色光的色坐标为(0.653，0.346)，达到了REC.709的要求，此时，红基色光的亮度是现有的直接采用橙光加滤光片得到的红基色光的亮度的3倍。
实施例六
图13示出了本发明另一实施例提供的上述实施例四中的波长转换装置的分段区域的分布示例图。其中该第一波长转换层为橙光波长转换层或者绿光波长转换层。
该波长转换装置包括沿圆周方向设置的六个分段区域，分别为设有第二扩散层的分段区域(如图13中的蓝段B)、设有绿光波长转换层的分段区域(如图13中的绿段G)、设有橙光波长转换层的分段区域(如图13中的橙段O)、设有第二扩散层的另一分段区域(如图13中的另一蓝段B)、设有绿光波长转换层的另一分段区域(如图13中的另一绿段G)、以及设有第一扩散层的分段区域(如图13中的diffuser段)。
当波长转换装置的分段区域的分布如图13所示时，若激发光源为出射蓝光B1的蓝光光源，第一补偿光源为出射红激光R的红激光光源，请参阅图14，为本发明实施例提供的激发光源、红激光光源的开断时序、波长转换装置的分段区域的分布以及波长转换装置的出射光的光时序的示例图。该波长转换装置在蓝光光源和红激光光源的交替照射下，如蓝光光源在波长转换装置的设有第二扩散层的分段区域(如图12中的两个蓝段B)、设有绿光波长转换层的分段区域(如图12中的两个绿段G)以及设有橙光波长转换层的分段区域(如图12中的橙段O)位于该蓝光光源发出的蓝光的传输路径时打开，在波长转换装置的其它分段区域位于该蓝光光源发出的蓝光的传输路径时关闭；红激光光源在波长转换装置的设有第一扩散层的分段区域(如图12中的diffuser段)位于该红激光光源的传输路径时打开，在波长转换装置的其它分段区域位于该红激光光源的传输路径时关闭，从而使该波长转换装置依序出射蓝光B1、绿光G、橙光O、蓝光B、绿光G、红激光R。其中补偿光中的红激光R与受激光中的橙光O存在光谱重叠。
在本实施例中，波长转换装置的出射光为时序的B1GOBGR光，使得采用该发光装置的投影系统可以直接采用现有的DDP(DLP Data processor，DLP数据处理器)控制程序对该投影系统中的空间光调制组件进行控制，可以将数字视频接口(Digital Visual Interface，DVI)解码得到的待投影显示的源图像中的RGB图像信号直接给DDP而不需要进行信号转换。
实施例七
图15示出了本发明另一实施例提供的上述实施例四中的波长转换装置的分段区域的分布示例图。其中该第一波长转换层为橙光波长转换或者绿光波长转换层。
该波长转换装置包括沿圆周方向设置的五个分段区域，分别为设有第二扩散层的分段区域(如图15中的蓝段B)、设有绿光波长转换层的分段区域(如图15中的绿段G)、设有黄光波长转换层的分段区域(如图15中的黄段Y)、设有橙光波长转换层的分段区域(如图15中的橙段O)、以及设有第一扩散层的分段区域(如图15中的diffuser段)。
当波长转换装置的分段区域的分布如图15所示时，若激发光源为出射蓝光B1的蓝光光源，第一补偿光源为出射红激光R的红激光光源，请参阅图16，为本发明实施例提供的激发光源、红激光光源的开断时序、波长转换装置的分段区域的分布以及波长转换装置的出射光的光时序的示例图。该波长转换装置在蓝光光源和红激光光源的交替照射下，如蓝光光源在波长转换装置的设有第二扩散层的分段区域(如图15中的蓝段B)、设有绿光波长转换层的分段区域(如图15中的绿段G)、设有黄光波长转换层的分段区域(如图15中的绿段Y)以及设有橙光波长转换层的分段区域(如图15中的橙段O)位于该蓝光光源发出的蓝光的传输路径时打开，在波长转换装置的其它分段区域位于该蓝光光源发出的蓝光的传输路径时关闭；红激光光源在波长转换装置的设有第一扩散层的分段区域(如图15中的diffuser段)位于该红激光光源的传输路径时打开，在波长转换装置的其它分段区域位于该红激光光源的传输路径时关闭，从而使得该波长转换装置出射的时序光包括蓝光B1、绿光G、黄光Y、橙光O、红激光R。
在本实施例中，由于波长转换装置上还包括设有黄光波长转换层的分段区域，从而提高该发光装置的亮度，同时该黄光波长转换层所发出的黄光可以直接或者经处理后作为该发光装置的其中一种基色光，从而使该发光装置可以形成四边形色域，扩大了色域，同时增加了黄色部分的饱和度。
实施例八
图17示出了本发明另一实施例提供的上述实施例四中的波长转换装置的分段区域的分布示例图。其中该第一波长转换层为橙光波长转换或者绿光波长转换层。
该波长转换装置包括沿圆周方向设置的八个分段区域，分别为设有第二扩散层的分段区域(如图17中的蓝段B)、设有绿光波长转换层的分段区域(如图17中的绿段G)、设有黄光波长转换层的分段区域(如图17中的黄段Y)、设有橙光波长转换层的分段区域(如图17中的橙段O)、设有第二扩散层的另一分段区域(如图17中的另一蓝段B)、设有绿光波长转换层的另一分段区域(如图17中的另一绿段G)、设有黄光波长转换层的另一分段区域(如图17中的另一黄段Y)、以及设有第一扩散层的分段区域(如图17中的diffuser段)。
当波长转换装置的分段区域的分布如图17所示时，若激发光源为出射蓝光B1的蓝光光源，第一补偿光源为出射红激光R的红激光光源，请参阅图18，为本发明实施例提供的激发光源、红激光光源的开断时序、波长转换装置的分段区域的分布以及波长转换装置的出射光的光时序的示例图。该波长转换装置在蓝光光源和红激光光源的交替照射下，如蓝光光源在波长转换装置的设有第二扩散层的分段区域(如图17中的两个蓝段B)、设有绿光波长转换层的分段区域(如图17中的两个绿段G)、设有黄光波长转换层的分段区域(如图17中的两个黄段G)以及设有橙光波长转换层的分段区域(如图17中的橙段O)位于该蓝光光源发出的蓝光的传输路径时打开，在波长转换装置的其它分段区域位于该蓝光光源发出的蓝光的传输路径时关闭；红激光光源在波长转换装置的设有第一扩散层的分段区域(如图17中的diffuser段)位于该红激光光源的传输路径时打开，在波长转换装置的其它分段区域位于该红激光光源的传输路径时关闭，则从而使得该波长转换装置出射的时序光包括蓝光B1、绿光G、黄光Y、橙光O、蓝光B、绿光G、黄光Y、红光R。
在本实施例中，波长转换装置出射时序的B1GYOBGYR光，使得采用该发光装置的投影系统可以直接采用现有的DDP控制程序对该投影系统中的空间光调制组件进行控制，可以将DVI解码得到的待投影显示的源图像中的RGB图像信号直接给DDP而不需要进行信号转换。同时由于波长转换装置上还包括设有黄光波长转换层的分段区域，从而提高了亮度，同时可形成四边形色域，扩大了色域，同时增加了黄色部分的饱和度。
实施例九
本实施例提供的发光装置是在上述实施例四所示的发光装置的基础上所做的改进，其中未详细描述的部分参见上述实施例四。本实施例提供的发光装置中的补偿光源还包括发出光谱范围与第一补偿光的光谱范围不同的第二补偿光的第二补偿光源。波长转换装置包括沿圆周方向设置的至少两个设有第一扩散层的分段区域、设有在激发光源的照射下出射第一受激光的第一波长转换层、设有第二扩散层以及设有在激发光源的照射下出射第二受激光的第二波长转换层的分段区域。该波长转换装置在激发光源、该第一补偿光源以及第二补偿光源的交替照射下出射的时序光包括激发光、第一受激光、第一补偿光、第二受激光和第二补偿光，且该第一补偿光与第一受激光之间存在光谱重叠，该第二补偿光与第二受激光之间存在光谱重叠。
其中第一补偿光源在波长转换装置的至少一个设有第一扩散层的分段区域位于该第一补偿光源的传输光路时打开，在其余分段区域位于该第一补偿光源的传输光路中时关闭。
第二补偿光源在波长转换装置的至少一个设有第一扩散层的分段区域位于该第二补偿光源的传输光路时打开，在其余分段区域位于该第二补偿光源的传输光路中时关闭，且第一补偿光的打开时序与第二补偿光的打开时序不同。
激发光源在波长转换装置的设有波长转换层的分段区域以及设有第二扩散层的分段区域位于该激发光源的传输光路时打开，在波长转换装置的设有第一扩散层的分段区域位于该激发光源的传输光路时关闭。
优选的，当该发光装置还包括出射第三光的第三光源时，该波长转换装置在第三光源、激发光源、该第一补充光源以及该第二补偿光源的交替照射下出射的时序光包括第三光、第一受激光、第一补偿光、第二受激光和第二补偿光。其中第三光与激发光为同色异谱的光。该第三光源与上述实施例二或者三中的第三光源相同，在此不再赘述。
优选的，该第一补偿光源为红激光光源，该第一波长转换层为橙光波长转换层，该第二补偿光为青绿激光光源，该第二波长转换层为绿光波长转换层。
实施例十
图19示出了上述实施例九中的波长转换装置的分段区域的分布示例图。该波长转换装置包括沿圆周方向设置的六个分段区域，分别为设有第二扩散层的分段区域(如图19中的蓝段B)、设有绿光波长转换层的分段区域(如图19中的绿段G)、设有第一扩散层的分段区域(如图19中的diffuser段)、设有第二扩散层的另一分段区域(如图19中的另一蓝段B)、设有橙光波长转换层的分段区域(如图19中的橙段O)、以及设有第一扩散层的另一分段区域(如图19中的另一diffuser段)。
当波长转换装置的分段区域的分布如图19所示时，若该发光装置包括激发光源、第一补偿光源和第二补偿光源，其中激发光源为出射蓝光B1的蓝光光源，第一补偿光源为出射红激光R的红激光光源，第二补偿光源为出射青绿激光的青绿激光光源。请参阅图20，为本发明实施例提供的激发光源、红激光光源以及青绿激光光源的开断时序、波长转换装置的分段区域的分布以及波长转换装置的出射光的光时序的示例图。
该波长转换装置在蓝光光源、红激光光源以及青绿激光光源的交替照射下，如蓝光光源在波长转换装置的设有第二扩散层的分段区域(如图19中的两个蓝段B)、设有绿光波长转换层的分段区域(如图19中的绿段G)以及设有橙光波长转换层的分段区域(如图19中的橙段O)位于该蓝光光源发出的蓝光的传输路径时打开，在波长转换装置的其它分段区域位于该蓝光光源发出的蓝光的传输路径时关闭；红激光光源在波长转换装置的其中一个设有第一扩散层的分段区域(如图19中的其中一个diffuser段)位于该红激光光源的传输路径时打开，在波长转换装置的其它分段区域位于该红激光光源的传输路径时关闭；青绿激光光源在波长转换装置的另一个设有第一扩散层的分段区域(如图19中的另一个diffuser段)位于该青绿激光光源的传输路径时打开，在波长转换装置的其它分段区域位于该青绿激光光源的传输路径时关闭，从而使得该波长转换装置出射的时序光包括蓝光B1、橙光O、青绿激光C、蓝光B1、绿光G和红激光R。其中补偿光中的红激光R与受激光中的橙光O存在光谱重叠，补偿光中的青绿激光C与受激光中的绿光G存在光谱重叠。
若该发光装置包括第三光源、激发光源、第一补偿光源和第二补偿光源，其中第三光源为出射蓝光B2的蓝光光源，激发光源为出射蓝光B1的蓝光光源，第一补偿光源为出射红激光R的红激光光源，第二补偿光源为出射青绿激光的青绿激光光源。则该波长转换装置在第三光源、蓝光光源、红激光光源以及青绿激光光源的交替照射下，如第三光源在波长转换装置的设有第二扩散层的分段区域(如图19中的两个蓝段B)位于该第三光源发出的蓝光的传输路径时打开，在波长转换装置的其它分段区域位于该第三光源发出的蓝光的传输路径时关闭；蓝光光源在波长转换装置的设有第二扩散层的分段区域设有绿光波长转换层的分段区域(如图19中的绿段G)以及设有橙光波长转换层的分段区域(如图19中的橙段O)位于该蓝光光源发出的蓝光的传输路径时打开，在波长转换装置的其它分段区域位于该蓝光光源发出的蓝光的传输路径时关闭；红激光光源在波长转换装置的其中一个设有第一扩散层的分段区域(如图19中的其中一个diffuser段)位于该红激光光源的传输路径时打开，在波长转换装置的其它分段区域位于该红激光光源的传输路径时关闭；青绿激光光源在波长转换装置的另一个设有第一扩散层的分段区域(如图19中的另一个diffuser段)位于该青绿激光光源的传输路径时打开，在波长转换装置的其它分段区域位于该青绿激光光源的传输路径时关闭，从而使得该波长转换装置出射的时序光包括蓝光B2、橙光O、青绿激光C、蓝光B1、绿光G和红激光R。其中补偿光中的红激光R与受激光中的橙光O存在光谱重叠，补偿光中的青绿激光C与受激光中的绿光G存在光谱重叠。
在本实施例中，波长转换装置中的两个分段区域均设有第一扩散层，从而可以设置分别与每个第一扩散层对应的补偿光源，各补偿光源分别与波长转换装置中的两个波长转换层产生的受激光进行时序合光，进一步提高发光装置的亮度。
实施例十一
图21示出了本发明另一实施例提供的发光装置的结构示意图。该发光装置是在上述实施例九所述的发光装置的基础上所做的改进，其中波长转换装置为透射式波长转换装置。该第一补偿光源52与第二补偿光源57在同一光路中，如第一补偿光源52与第二补偿光源57并排设置。该合光部件54将激发光源51发出的激发光、第一补偿光源52发出的第一补偿光以及第二补偿光源57发出的第二补偿光合成一束光，经收集透镜55收集并入射至透射式波长转换装置53。
该透射式波长转换装置53在激发光源51、第一补偿光源52以及第二补偿光源57的交替照射下出射传播方向与入射至透射式波长转换装置53的光线的传播方向一致的时序光。其中激发光源51、第一补偿光源52以及第二补偿光源57交替照射该透射式波长转换装置53的具体过程如下：
在透射式波长转换装置53的设置有波长转换层的分段区域和设置有第二扩散层的分段区域位于该合光部件54合路后的光束的传输路径中时打开激发光源51，关闭第一补偿光源52和第二补偿光源57；在透射式波长转换装置53的至少一个设有第一扩散层的分段区域位于该合光部件54合路后的光束的传输路径中时，打开第一补偿光源52，关闭激发光源51和第二补偿光源57；在透射式波长转换装置53的至少另一个设有第一扩散层的分段区域位于该合光部件54合路后的光束的传输路径中时，打开第二补偿光源57，关闭激发光源51和第一补偿光源52。
在本实施例中，该发光装置包括激发光源、第一补偿光源和第二补偿光源，或者包括第三光源、激发光源、第一补偿光源和第二补偿光源，且波长转换装置在激发光源、第一补偿光源和第二补偿光源的交替照射下出射包含激发光、至少两受激光、第一补偿光以及第二补偿光的时序光，或者在第三光源、激发光源、第一补偿光源和第二补偿光源的交替照射下出射包括第三光、至少两受激光、第一补偿光以及第二补偿光的时序光，其中第一补偿光与其中一种受激光时序合光形成一种基色光，第二补偿光与另一种受激光时序合光形成另一种基色光，从而可以同时提高两种不同受激光的利用效率，同时提高发光装置的发光亮度。
实施例十二
图22示出了本发明另一实施例提供的发光装置的结构示意图。该发光装置是在上述实施例九所述的发光装置的基础上所做的改进，其中波长转换装置为包括透射部分和反射部分的波长转换装置。该第一补偿光源62与第二补偿光源67在同一光路中，如第一补偿光源62与第二补偿光源67并排设置。该合光部件64将波长转换装置63在激发光源61的照射下产生的光束和波长转换装置63在第一补偿光源62的照射下产生的光束合成一路光。该合光部件64包括分光片641、收集透镜642以及反光片643。其中激发光源61发出的激发光经分光片641透射，并经收集透镜642收集并入射至波长转换装置63。补偿光源62发出的补偿光经收集透镜65收集并入射至波长转换装置63。该波长转换装置63的设有第一扩散层的分段区域位于透射部分，其余分段区域位于反射部分。
该波长转换装置63在激发光源61、第一补偿光源62以及第二补偿光源67的交替照射下出射传播方向与激发光的传播方向相反的时序光。其具体过程如下：
在波长转换装置63的设有波长转换层的分段区域和设有第二扩散层的分段区域位于激发光的传输路径中时打开激发光源61，关闭第一补偿光源62和第二补偿光源67；在波长转换装置63的至少一个设有第一扩散层的分段区域位于第一补偿光的传输路径中时，打开第一补偿光源62，关闭激发光源61和第二补偿光源67；在波长转换装置63的至少另一个设有第一扩散层的分段区域位于第二补偿光的传输路径中时，打开第二补偿光源67，关闭激光光源61和第一补偿光源62。该波长转换装置63通过其反射部分反射在激发光的照射下产生的光束，波长转换装置63通过其透射部分透射第一补偿光源62发出的第一补偿光以及第二补偿光源67发出的第二补偿光，波长转换装置63反射的光束和透射的第一补偿光和第二补偿光经收集透镜642合路收集至分光片641，经分光片641反射至反光片643后被反光片643反射出射。
实施例十三
图23示出了本发明另一实施例提供的发光装置的结构图。该发光装置包括两个光源，分别为发出激发光的激发光源71和发出光谱范围与激发光的光谱范围不同的补偿光的补偿光源72，还包括波长转换装置73。
该波长转换装置73设置于激发光源71发出的激发光和补偿光源72发出的补偿光的传输路径中，其包括沿圆周方向设置的至少两个分段区域，该至少两个分段中的至少一个分段区域设有波长转换层，且该波长转换装置73在激发光源71和补偿光源72同时照射在其不同分段区域时，出射补偿光和受激光的混合光。补偿光与受激光的光谱存在重叠。该波长转换装置73为反射式波长转换装置。
在本发明优选实施例中，该至少两个分段区域中的至少一个分段区域设有第二扩散层。
其中该波长转换装置73在激发光源71和补偿光源72同时照射在其不同分段区域时，出射补偿光和受激光的混合光的具体过程如下：
激发光源71一直处于开启状态，补偿光源72在波长转换装置73的设有可将激发光转换成与补偿光存在光谱重叠的受激光的波长转换层的分段区域位于激发光源71的传输路径中时打开，在其它分段区域关闭，从而使波长转换装置可以出射补偿光与受激光的混合光。
在本实施例中，该发光装置还包括合光部件74。该合光部件74包括第一合光片741、收集透镜742和第二合光片743。激发光源71发出的激发光经第一合光片741透射并经收集透镜742后入射至波长转换装置73。补偿光源72经第二合光片743透射后入射至波长转换装置73。波长转换装置73出射的光束经收集透镜742到第一合光片741，经第一合光片741反射至第二合光片743，再经第二合光片743反射，以与第二合光片743透射的补偿光合成一路光。其中第一合光片741可以为区域镀膜滤光片，该区域镀膜滤光片包括透射部分和反射部分，其中透射部分用于透射激发光源发出的激发光，反射部分用于反射从波长转换装置出射的光束。为了减少光损失，该透射部分的尺寸小于反射部分的尺寸。
为了避免将补偿光直接作为该发光装置的出射光而造成散斑现象，且为了减少光损失，在本发明优选实施例中，在补偿光源72发出的补偿光与波长转换装置之间的光路中还设有散射装置78以及收集透镜79。其中该散射装置78上设有第一扩散层，用于对补偿光进行散射。收集透镜79收集散射装置78散射后的补偿光，并中继至波长转换装置73。这样使得第二合光片743可以采用区域镀膜滤光片。该区域镀膜滤光片包括透射部分和反射部分。其中透射部分透射补偿光源72发出的经散射装置78以及收集透镜79传输的补偿光至波长转换装置73。反射部分反射经第一合光片741传输的光束至波长转换装置73。
请参阅图24，为本发明实施例提供的图23中的波长转换装置73的分段区域分布示例图。但波长转换装置73的分段区域分布不以图24所示为限。
该波长转换装置73包括沿圆周方向设置的设有第二扩散层的分段区域(如图24中的B段)、设有绿光波长转换层的分段区域(如图24中的G段)以及设有橙光波长转换层的分段区域(如图24中的O段)。
若激发光源71为蓝光，如蓝光激光或者蓝光发光二极管，补偿光源72为红激光光源，则激发光源71一直开启，补偿光源72在设有橙光波长转换层的分段区域处于激发光源71发出的激发光的照射光路中时开启，在其它分段区域关闭，从而使波长转换装置出射红激光与橙光的混合光，从而提高橙光的利用效率以及亮度。
若激发光源71为蓝光，如蓝光激光或者蓝光发光二极管，补偿光源72为绿激光，如主波长为510nm至530nm的激光，则激发光源71一直开启，补偿光源72在设有绿光波长转换层的分段区域处于激发光源71发出的激发光的照射光路中时开启，在其它分段区域关闭，从而使波长转换装置出射青绿激光与绿光的混合光，从而提高绿光的利用效率以及亮度。
在本发明另一实施例中，该发光装置还包括第三光源(图未示出)。该第三光源发出第三光，该第三光的光谱与补偿光的光谱均不同，第三光与激发光为同色异谱的光，如激发光为445nm的蓝激光，第三光为462nm的蓝激光。该第三光源发出的第三光与激发光合光后经合光部件入射至波长转换装置。
在该实施例中，激发光源在设有波长转换层的分段区域打开，在其它分段区域关闭；补偿光源在波长转换装置的设有第一波长转换层的分段区域位于激发光源的传输路径中时打开，在其它分段区域关闭；第三光源在波长转换装置的是有第二扩散层的分段区域打开，在其它分段区域关闭，使得波长转换装置可以出射时序的第三光、受激光和补偿光，使得第三光可以成为该发光装置出射的一种基色光。
实施例十四
图25示出了本发明实施例提供的投影显示设备的结构示意图。该投影显示设备包括上述实施例提供的发光装置100，还包括第一成像组件200。该第一成像组件200包括光中继组件210，TIR棱镜220，空间光调制组件230以及投影镜头240。其中光中继组件210可以包括方棒、中继透镜等。空间光调制组件230包括一片数字微镜器件(如DMD)。其中光中继组件210将发光装置100出射的光中继至TIR棱镜220，TIR棱镜220将光中继组件210中继至的光导入数字微镜器件，并将数字微镜器件出射的成像光导入TIR棱镜240。
实施例十五
图26示出了本发明另一实施例提供的投影显示设备的结构示意图。该投影显示设备包括上述实施例提供的发光装置100，还包括第二成像组件300。该第二成像组件300包括光中继组件310，TIR棱镜320，分光合光棱镜330，包括第一数字微镜器件340a和第二数字微镜器件340b的空间光调制组件以及投影镜头350。其中光中继组件310可以包括方棒、中继透镜等。分光合光棱镜330具体包括第一棱镜和第二棱镜，且第一棱镜和第二棱镜之间具有分光膜。该分光膜为低通分光膜或者带通分光膜。
其中光中继组件310将发光装置100出射的光中继至TIR棱镜320，TIR棱镜320将光中继组件310中继至的光导入分光合光棱镜330，分光合光棱镜330将TIR棱镜320导入的光分成沿第一光路传输的光和沿第二光路传输的光，第一数字微镜器件340a对沿第一光路传输的光进行调制，得到第一成像光，第二数字微镜器件340b对沿第二光路传输的光进行调制，得到第二成像光。分光合光棱镜330将第一成像光和第二成像光合光后通过TIR棱镜320导入投影镜头350。
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 (23)

1.一种发光装置，其特征在于，包括：
激发光源，用于发出激发光；
补偿光源，用于发出光谱范围与所述激发光的光谱范围不同的补偿光；
波长转换装置，设置于所述激发光和所述补偿光的传输路径中，并在所述激发光源和所述补偿光源的交替照射下输出时序光，所述时序光包括至少一受激光和所述补偿光，所述补偿光与所述至少一受激光中的至少一受激光存在光谱重叠。
2.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述波长转换装置沿圆周方向设置有至少两个分段区域，所述至少两个分段区域中的至少一个分段区域设有第一扩散层，所述至少两个分段区域中的剩余分段区域中的至少一个分段区域设有波长转换层。
3.如权利要求2所述的发光装置，其特征在于，所述至少两个分段区域中的至少一个分段区域设有第二扩散层。
4.如权利要求3所述的发光装置，其特征在于，所述波长转换装置为透射式波长转换装置，反射式波长转换装置，或者包含透射部分和反射部分的波长转换装置。
5.如权利要求4所述的发光装置，其特征在于，当所述波长转换装置为包含透射部分和反射部分的波长转换装置时，设有所述第一扩散层的分段区域位于所述波长转换装置的透射部分。
6.如权利要求3所述的发光装置，其特征在于，所述补偿光源包括出射第一补偿光的第一补偿光源，所述波长转换层包括在所述激发光源的照射下出射第一受激光的第一波长转换层，所述时序光包括所述第一补偿光和所述第一受激光，且所述第一补偿光与所述第一受激光存在光谱重叠。
7.如权利要求6所述的发光装置，其特征在于，
所述第一补偿光源在所述波长转换装置的至少一个设有所述第一扩散层的分段区域位于所述第一补偿光源的传输光路时打开，在其余分段区域位于所述第一补偿光源的传输光路中时关闭；
所述激发光源在所述波长转换装置的设有所述波长转换层的分段区域位于所述激发光源的传输光路时打开，在所述波长转换装置的设有所述第一扩散层的分段区域位于所述激发光源的传输光路时关闭。
8.如权利要求7所述的发光装置，其特征在于，
所述激发光源在所述波长转换装置的设有所述第二扩散层的分段区域位于所述激发光源的传输光路时打开；或者，
所述光源模块还包括发出第三光的第三光源，所述第三光与所述激发光为同色异谱的光，且所述第三光源在所述波长转换装置的设有所述第二扩散层的分段区域位于所述第三光源的传输光路时打开，在所述波长转换装置的其余分段区域关闭。
9.如权利要求8所述的发光装置，其特征在于，所述第一补偿光源为红激光光源，所述第一波长转换层为橙光波长转换层。
10.如权利要求9所述的发光装置，其特征在于，所述波长转换层还包括绿光波长转换层。
11.如权利要求10所述的发光装置，其特征在于，所述波长转换装置包括沿圆周方向设置的六个分段区域，分别为设有所述第二扩散层的分段区域、设有所述绿光波长转换层的分段区域、设有所述橙光波长转换层的分段区域、设有所述第二扩散层的分段区域、设有所述绿光波长转换层的分段区域、以及设有所述第一扩散层的分段区域。
12.如权利要求10所述的发光装置，其特征在于，所述波长转换层还包括黄光波长转换层。
13.如权利要求12所述的发光装置，其特征在于，所述波长转换装置包括沿圆周方向设置的八个分段区域，分别为设有所述第二扩散层的分段区域、设有所述绿光波长转换层的分段区域、设有所述黄光波长转换层的分段区域、设置所述橙光波长转换层的分段区域、设有所述第二扩散层的分段区域、设有所述绿光波长转换层的分段区域、设有所述黄光波长转换层的分段区域、以及设有所述第一扩散层的分段区域。
14.如权利要求6至13任一项所述的发光装置，其特征在于，
所述补偿光源还包括发出光谱范围与所述第一补偿光的光谱范围不同的第二补偿光的第二补偿光源；
所述波长转换层还包括在所述激发光源的照射下出射光谱范围与所述第一受激光的光谱范围不同的第二受激光的第二波长转换层，所述时序光还包括所述第二补偿光和所述第二受激光，且所述第二补偿光与所述第二受激光存在光谱重叠。
15.如权利要求14所述的发光装置，其特征在于，所述第二补偿光源在所述波长转换装置的至少一个设有所述第一扩散层的分段区域位于所述第一补偿光源的传输光路时打开，在其余分段区域位于所述第一补偿光源的传输光路中时关闭。
16.如权利要求15所述的发光装置，其特征在于，所述第二补偿光源的打开时序与所述第一补偿光源的打开时序不同。
17.如权利要求16所述的发光装置，其特征在于，所述第二补偿光源为青绿激光光源，所述第二波长转换层为绿光波长转换层。
18.一种发光装置，其特征在于，包括：
激发光源，用于发出激发光；
补偿光源，用于发出光谱范围与所述激发光的光谱范围不同的补偿光；
波长转换装置，设置于所述激发光和所述补偿光的传输路径中，包括至少两个分段区域，且所述波长转换装置在所述激发光源和所述补偿光源同时照射在所述波长转换装置的不同分段区域时，出射所述补偿光和受激光的混合光，所述补偿光与所述受激光的光谱存在重叠。
19.如权利要求18所述的发光装置，其特征在于，所述至少两个分段区域中的至少一个分段区域设有波长转换层，至少两个分段区域中的剩余分段区域中的至少一个分段区域设有第二扩散层。
20.如权利要求19所述的发光装置，其特征在于，所述波长转换装置包括沿圆周方向设置的设有第二扩散层的分段区域、设有绿光波长转换层的分段区域、设有橙光波长转换层的分段区域。
21.如权利要求20所述的发光装置，其特征在于，所述激发光源一直处于开启状态，所述补偿光源在所述波长转换装置的设有所述第一波长转换层的分段区域位于激发光源的传输路径中时打开，在其它分段区域关闭，其中所述第一波长转换层是指可将激发光转换成与所述补偿光存在光谱重叠的受激光的波长转换层。
22.一种投影显示设备，包括权利要求1至21任一项所述的发光装置，所述投影显示设备还包括第一成像组件，所述第一成像组件包括光中继组件，TIR棱镜，空间光调制组件以及投影镜头。
23.一种投影显示设备，包括权利要求1至21任一项所述的发光装置，所述投影显示设备还包括第二成像组件，所述第二成像组件包括光中继组件，TIR棱镜，分光合光棱镜，包括第一数字微镜器件和第二数字微镜器件的空间光调制组件以及投影镜头；
所述分光合光棱镜将所述发光装置出射的光分成沿第一光路传输的光和沿第二光路传输的光，所述第一光路与所述第二光路不同。
所述第一数字微镜器件对沿第一光路传输的光进行调制，得到第一图像光；
所述第二数字微镜器件对沿第二光路传输的光进行调制，得到第二图像光；
所述分光合光棱镜将所述第一图像光和所述第二图像光合光后通过所述TIR棱镜导入所述投影镜头。
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