CN110389486B - 光源装置及显示设备 - Google Patents

Abstract

一种光源装置包括激发光源、波长转换元件、透明基板及分光片，波长转换元件包括波长转换区及散射区，光源装置用于发出具有第一偏振态的激发光；透明基板用于将激发光中的第一部分激发光引导至散射区，以及将激发光中的第二部分激发光引导至分光片，分光片直接或经由引导装置将第二部分激发光引导至波长转换区；散射区用于对第一部分激发光进行散射并将散射后的第一部分激发光引导至透明基板，透明基板及分光片还用于将散射后的第一部分激发光直接或经由引导装置引导至出光通道；波长转换区用于对第二部分激发光进行波长转换产生受激光以及将受激光直接引导、经由引导装置或者经由引导装置及分光片引导至出光通道。

Description

光源装置及显示设备

技术领域

本发明涉及一种光源装置及显示设备。

背景技术

目前，在显示(如投影领域)以及照明领域都开始越来越广泛的应用激光光源，由于具有能量密度高，光学扩展量小的优势，在高亮度光源领域，激光光源已经逐渐取代灯泡和LED光源。而在这其中，采用激光光源作为激发光源激发波长转换材料产生所需光线(如蓝光激光激发黄色波长转换材料产生白光或特定颜色的光)的光源装置，以其光效高、稳定性好、成本低等优点成为应用的主流。然而，在现有光源装置中，如何在保证高的光利用效率是一个重要的技术问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种光利用效率较高的光源装置，也有必要提供一种采用上述光源装置的显示设备。

一种光源装置，其包括激发光源、波长转换元件、透明基板及分光片，所述波长转换元件包括波长转换区及散射区，所述光源装置用于发出具有第一偏振态的激发光；所述透明基板用于将所述激发光中的第一部分激发光引导至所述散射区，以及将所述激发光中的第二部分激发光引导至所述分光片，所述分光片直接或经由引导装置将所述第二部分激发光引导至所述波长转换区；所述散射区用于对所述第一部分激发光进行散射并将散射后的所述第一部分激发光引导至所述透明基板，所述透明基板及所述分光片还用于将所述散射后的第一部分激发光直接或经由所述引导装置引导至出光通道；所述波长转换区用于对所述第二部分激发光进行波长转换产生受激光以及将所述受激光直接引导、经由所述引导装置或者经由所述引导装置及所述分光片引导至所述出光通道，从所述出光通道出射的合光满足预定的亮度和色温。

一种显示设备，所述显示设备包括光源装置，所述光源装置包括激发光源、波长转换元件、透明基板及分光片，所述波长转换元件包括波长转换区及散射区，所述光源装置用于发出具有第一偏振态的激发光；所述透明基板用于将所述激发光中的第一部分激发光引导至所述散射区，以及将所述激发光中的第二部分激发光引导至所述分光片，所述分光片直接或经由引导装置将所述第二部分激发光引导至所述波长转换区；所述散射区用于对所述第一部分激发光进行散射并将散射后的所述第一部分激发光引导至所述透明基板，所述透明基板及所述分光片还用于将所述散射后的第一部分激发光直接或经由所述引导装置引导至出光通道；所述波长转换区用于对所述第二部分激发光进行波长转换产生受激光以及将所述受激光直接引导、经由所述引导装置或者经由所述引导装置及所述分光片引导至所述出光通道，从所述出光通道出射的合光满足预定的亮度和色温。

与现有技术相比较，本发明光源装置与显示设备中，由于采用具有第一偏振态的激发光，所述透明基板可以将所述激发光中的第一部分激发光引导至所述散射区，以及将所述激发光中的第二部分激发光经由分光片直接或间接将所述第二部分激发光引导至所述波长转换区，所述散射区进一步发出的散射后的第一部分激发光经由透明基板及分光片被引导至出光通道，所述波长转换区发出的受激光也被引导至所述出光通道，使得所述出光通道出射的合光满足预定的亮度和色温，由于所述第一偏振态的激发光与所述透明基板配合可以将光损失控制到较小，使得所述光源装置及使用所述光源装置的显示设备的光利用率较高。

附图说明

图1是第一种采用激发光源激发波长转换材料的光源装置的光路结构示意图。

图2是第二种采用激发光源激发波长转换材料的光源装置的光路结构示意图。

图3是第三种采用激发光源激发波长转换材料的光源装置的光路结构示意图。

图4是本发明第一实施方式的光源装置的结构示意图。

图5是图4所示光源装置的波长转换元件的结构示意图。

图6是图4所示的光源装置的透明基板对两种不同偏振态的光的反射率与入射角度的曲线示意图。

图7是本发明第二实施方式的光源装置的结构示意图。

图8是本发明第三实施方式的光源装置的结构示意图。

图9是本发明第四实施方式的光源装置的结构示意图。

图10是图9所示光源装置的波长转换元件的结构示意图。

图11是本发明第五实施方式的光源装置的透明基板的平面结构示意图。

图12是图11的一种变更实施方式的光源装置的透明基板的平面结构示意图。

主要元件符号说明

光源装置 100、200、300、400、500、500’

激发光源 101

会聚透镜 102、213、314

匀光装置 103

透明基板 104、204、504、504’

分光片 105、305、405

波长转换元件 111、311、411

引导装置 106

收集透镜系统 107、108

波长转换区 110、210、410

散射区 109

引导元件 106a、206a、306、406

补充光源 212、312、413

第一区域 206b、306b、410a

第二区域 206c、306c、410b

散射及消相干装置 313

光斑 421、422

增透膜 504d、504d’

开口区域 504e、504e’

激发光光斑 502、502’

散射光斑 503、503’

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1，图1是第一种采用激发光源激发波长转换材料的光源装置的光路结构示意图，对于反射式的色轮，激发光源发射的激光束(图中光线B)经透镜会聚，穿过荧光反射镜和收集透镜组后到达包含波长转换材料的色轮(波长转换元件)。波长转换材料受激产生黄色(或者红色、绿色)的荧光(图中光线Y)，经过荧光反射镜反射进入后方的光学系统。荧光反射镜可以是一块透蓝反黄的二向色片。

在这种结构中，存在的一个问题是，蓝光如何与荧光合光。由于荧光反射镜是透蓝反黄的，荧光在该处会被反射，但是被色轮反射回来的蓝光会透射过去，不会像荧光那样进入后方的光学系统。因此，需要对蓝光光路进行设计，从而实现蓝光与荧光的合光。

进一步地，实现激光与荧光合光直接发出白光(不包括时序发射RGB、RGBY光或YB等色光时序积分成白光的情况)也可以采用图2及图3所示的方案。

请参阅图2，图2是第二种采用激发光源激发波长转换材料的光源装置的光路结构示意图。在图1所示的方案的基础上，荧光反射镜设置成中心区域镀膜与周围区域镀膜不同。其中中心区域是透蓝反黄的，而周围区域是对可见光波长范围全部反射的。激光光束经过会聚透镜会聚后，在荧光反射镜位置会聚成面积很小的一个光斑，从中心区域透射过去，然后经过收集透镜，在色轮上激发荧光。通过控制荧光材料的混合比例，可以使得部分蓝光激发波长转换材料，转换为荧光，另外的一部分蓝光被散射成与荧光的光学扩展量相当的朗伯光，此时荧光与蓝光混合达到白平衡。此后，蓝光经过收集透镜组，到达荧光反射镜处。此时，周围区域的蓝光被反射进入后方光学系统，而中心区域的蓝光会透射过去损失掉。由于经过会聚的激光光束很小，中心区域所占的面积也非常小，损失掉的蓝光可以忽略不计。因此，该种方案也可以较好的实现激光与荧光的合光。

进一步地，请参阅图3，图3是第三种采用激发光源激发波长转换材料的光源装置的光路结构示意图，与图1所示方案所不同的是，图3所示方案中的荧光反射镜的前表面镀了一层蓝光分光膜，反射部分蓝光，并透射其他部分的蓝光，一种典型的透/反射比例是80：20，该比例会影响光源最终出光的白光色坐标；荧光反射镜的后表面仍然是镀透蓝反黄的膜层。激光光源发出的激光束在荧光反射镜的前表面被分成透射的蓝光光束和反射的蓝光光束，其中透射的蓝光光束会在色轮处全部转换成荧光，荧光经荧光反射镜反射进入后方光路；被分出来的反射的蓝激光束会在图中的散射片处被散射成朗伯光，经过蓝光收集透镜组后，到达荧光反射镜。此时，蓝光会被再次分光，其中80％的光透射过荧光反射镜，作为B基色光进入后方光路，而20％的光则被反射损失掉。这种光路方案存在一定的(20％*20％＝4％)损失，但是损失并不多，在可接受的范围内。

然而在采用激发光源激发波长转换材料的光源装置中，如何将光损失降低在较小的范围内从而提高光利用率是一个重点的技术问题。请参阅图4，图4是本发明第一实施方式的光源装置100的结构示意图。所述光源装置100包括激发光源101、会聚透镜102、匀光装置103、透明基板104、分光片105、波长转换元件111、引导装置106及收集透镜系统107、108。

所述激发光源101用于发出具有第一偏振态的激发光，本实施方式中，所述激发光源101为激光光源，所述激发光为蓝色激光，如波长在440nm-470nm范围的蓝色激光。具体地，所述激发光源101可以包括多个激光器，所述多个激光器发出多束具有第一偏振态的激光作为所述激发光。

所述会聚透镜102位于所述激发光源101发出的具有第一偏振态的激发光所在的光路上，所述会聚透镜102对所述具有第一偏振态的激发光进行会聚，所述会聚后的具有第一偏振态的激发光被提供至所述匀光装置103。所述匀光装置103可以为匀光方棒、复眼透镜组、或散射片中的至少一种，用于将所述会聚后的具有第一偏振态的激发光进行匀光后，所述匀光后的具有第一偏振态的激发光被提供至所述透明基板104。可以理解，所述匀光器件103将所述具有第一偏振态的激发光(如高斯光束)均匀化处理成较为均匀的激光光斑。本实施方式，所述第一偏振态为S偏振态。在一种变更实施方式中，所述会聚透镜102与所述匀光装置103也可以被省略。

所述透明基板104用于将所述激发光中的第一部分激发光引导至所述波长转换元件111，以及将所述激发光中的第二部分激发光引导至所述分光片105，所述分光片105可以直接或经由所述引导装置106将所述第二部分激发光引导至所述波长转换元件111的一个区域。本实施方式中，所述分光片105将所述第二部分激发光引导至所述引导装置106，所述引导装置106将所述第二部分激发光引导至所述波长转换元件111的另一个区域。

所述透明基板104可以为白玻璃，其包括邻近所述激发光源102一侧的第一表面及与所述第一表面相背的第二表面，所述透镜基板104相对于(如所述激发光源101、所述会聚透镜102、或所述匀光装置103发出的)所述激发光的方向呈预定角度(也称为入射角度，本实施方式中主要以所述入射角度为45度进行示例说明)设置，且由于所述激发光具有所述第一偏振态，所述第一表面对所述具有第一偏振态的激发光中的一部分进行反射，所述第一表面还将所述具有第一偏振态的激发光中的另一部分透射至所述第二表面，所述第二表面进一步将接收到的一部分激发光反射并经由所述第一表面出射以及将接收到的另一部分激发光透射。进一步地，所述透明基板104的两个表面、反射的激发光被定义第一部分激发光，将经由所述透镜基板104的两个表面、透射的激发光定义为第二部分激发光。

请参阅图6，图6是图4所示的光源装置的透明基板104对两种不同偏振态的光的反射率与入射角度的曲线示意图。其中Rs是所述透明基板104对S偏振态的激发光的反射率与入射角度的曲线，Rp是所述透明基板104对P偏振态的激发光的反射率与入射角度的曲线。举例来说，依图6所示，当所述激发光的入射角度为45度时，所述第一偏振态(即S偏振态)的激发光在所述第一表面的反射率约为9％，即入射的所述激发光中9％被所述第一表面第一次反射，进一步地，余下的约91％的光达到所述第二表面时中约91％*9％被进一步反射至所述第一表面，所述91％*9％的激发光经由所述第一表面射出且与所述第一表面第一次反射的9％共同作为所述第一部分激发光(约占入射激发光的17％)，即所述透明基板反射的所述第一部分激发光约入射激发光的17％，其余的激发光基本均透射且作为所述第二部分激发光。

所述分光片105可以透射所述激发光，进而将所述第二部分激发光透射，所述透射后的第二部分激发光可以被直接或间接引导至所述波长转换元件111。所述透射后的第二部分激发光经由所述引导装置106引导至所述波长转换元件111。本实施方式中，所述分光片105邻近所述透明基板104的第二表面设置，二者之间板面可以相互平行且具有间隙或不具有间隙，图4主要以二者之间具有基本可以忽略的少量间隙进行示例性说明，进一步地，可以理解，实际使用中，所述分光片105与所述透明基板104也可以通过胶体粘接或其他固定元件固定于一体。所述分光片105可以为二向色片，其可以透射蓝色光，反射其他颜色光(如黄色光)。

请参阅图5，图5是图4所示光源装置的波长转换元件111的结构示意图。所述波长转换元件111包括波长转换区110及散射区109，本实施方式中，所述波长转换区110为环形，所述散射区109位于所述波长转换区110的环形中央，具体来说，所述波长转换区110与所述散射区109之间具有间隔区域，所述间隔区域与所述波长转换区110均为圆环形，所述散射区109为圆形，所述散射区109、所述间隔区域及所述波长转换区110同心设置。可以理解，在变更实施方式中，所述散射区109也可以为圆环形。另外，所述波长转换元件111还可以包括对应所述散射区110的中心设置的转轴及连接转轴的驱动马达，使得在所述光源装置工作时，所述波长转换元件111可以绕所述转轴(或者说所述散射区110的中心)转动。

所述散射区109可以设置有散射材料，且为反射区域。所述散射区109位于所述透明基板104引导的第一部分激发光所在的光路上，用于对所述第一部分激发光进行散射并将散射后的所述第一部分激发光引导至所述透明基板104，所述透明基板104及所述分光片105还用于将所述散射后的第一部分激发光引导至出光通道。本实施方式中，所述透明基板104及所述分光片105直接将所述散射后的第一部分激发光通过透射的方式引导至所述出光通道，但是在变更实施方式中，所述透明基板104及所述分光片105也可以经由所述引导装置106或其他引导装置将所述散射后的第一部分激发光引导至所述出光通道。

所述波长转换区110可以设置有波长转换材料(如黄色波长转换材料：黄色荧光粉；或者红色及绿色波长转换材料：红色及绿色荧光粉)，且为反射区域。所述波长转换材料可以对所述激发光进行波长转换产生受激光。具体地，所述波长转换区110位于所述透镜基板104引导的第二部分激发光所在的光路上，用于对所述第二部分激发光进行波长转换产生受激光(如黄色受激光)，所述波长转换区110还将所述受激光直接引导、经由所述引导装置106或者经由所述引导装置106及所述分光片105引导至所述出光通道，从所述出光通道出射的合光满足预定的亮度和色温。本实施方式中，所述波长转换区110还将所述受激光经由所述引导装置106及所述分光片105引导至所述出光通道。

所述引导装置106可以包括引导元件106a，本实施方式中，所述引导元件106a可以为反射镜，用于反射所述激发光及所述受激光。

所述收集透镜模组107、108邻近所述散射区109及所述波长转换区110设置，用于对提供至所述散射区109的光及所述散射区109发出的光及/或提供至所述波长转换区110的光及所述波长转换区110产生的受激光进行收集会聚处理。具体地，本实施方式中，所述收集透镜模组107位于所述透明基板104与所述散射区109之间，所述收集透镜模组108位于所述引导元件106a与所述波长转换区110之间

所述光源装置100工作时，所述波长转换元件111绕其轴心转动，所述激发光源101发出激发光(如B)经由所述会聚透镜102及所述匀光装置103进行会聚及匀光处理后被提供至所述透明基板104，所述透镜基板104将其中第一部分激发光反射至所述散射区109，所述散射区109将所述第一激发光进行散射并将所述散射后的所述第一部分激发光反射至所述透明基板104，其中，所述散射后的所述第一部分激发光为偏振度接近于自然光的朗伯光，所述散射后的所述第一部分激发光基本上均经由所述透明基板104及所述分光片105透射至所述出光通道；同时，所述透明基板104还将其中第二部分激发光透射，所述第二部分激发光进一步将所述分光片105透射、所述引导装置106反射后被提供至所述波长转换区110，所述波长转换区110接收所述第二部分激发光产生受激光(如黄色受激光：Y)，并将所述受激光反射至所述引导装置106，所述引导装置106将所述受激光反射至所述分光片105，所述分光片105进一步将所述受激光反射至所述出光通道，所述受激光与所述第一部分激发光在所述出光通道中合光，从所述出光通道出射的合光满足预定的亮度和色温，本实施方式中，所述激发光可以为蓝色激发光，所述受激光为黄色受激光，所述出光通道中的合光可以为白光。

与现有技术相比较，本发明光源装置100中，由于采用具有第一偏振态的激发光，所述透明基板104可以将所述激发光中的第一部分激发光引导至所述散射区109，以及将所述激发光中的第二部分激发光经由分光片105直接或间接将所述第二部分激发光引导至所述波长转换区110，所述散射区109进一步发出的散射后的第一部分激发光经由透明基板104及分光片105被引导至出光通道，所述波长转换区110发出的受激光也被引导至所述出光通道，使得所述出光通道出射的合光满足预定的亮度和色温，由于所述第一偏振态的激发光与所述透明基板配合可以将光损失控制到较小，使得所述光源装置100的光利用率较高。

进一步地，本发明光源装置100还将散射区109与波长转换区110集成在一个波长转换元件111上，整体的光路结构更为紧凑，从而能够实现所述光源装置100的小型化。特别是，所述第一实施方式中，主要通过所述透明基板104、分光片105、引导元件106a与所述波长转换元件111进行配合，即可在所述出光通道中获得满足预定的亮度和色温的合光，可见，所述光源装置100的结构比较紧凑，能够较好的实现所述光源装置100的小型化。

更进一步地，所述波长转换元件111的散射区109与所述波长转换区110均为环形，有利于对所述波长转换元件111工作时产生的热量进行散热，特别在一种实施方式中，将所述散射区109设置在内圈，所述波长转换区110设置在外圈，主要是考虑到所述波长转换元件111的热量主要来源于波长转换产生时所释放的热量，将波长转换区110设置在外圈会有更利于散热。当然，可以理解，在一种变更实施方式中，所述散射区109也可以与所述波长转换区110交换位置，即所述散射区109在外圈，波长转换区110在内圈，虽然散热效果稍弱，但是不影响光源装置的正常运转。

详细来说，参考图6所示的曲线，以所述透明基板104的表面对所述S偏振态的激发光的反射率为9％进行光损失的估算可知，提供至所述散射区109的所述第一部分激发光约占比17％。所述17％的激发光(即第一部分激发光)经所述散射区109散射后再次达到所述透明基板104时，同理，其中有约9％的S偏振态的激发光被反射而未被透射至所述出光通道，同时也有约1％的P偏振态的激发光被反射损失掉，因此所述17％的激发光中再次经过所述透明基板104时，其中约有10％损失，因此，使用所述透明基板104造成的整体激发光损失约为17％*10％，即1.7％，可见，所述光源装置100由于采用所述透明基板，可以大大降低光损失，提高光利用率。进一步地，所述透明基板104可以采用白玻璃，反射曲线是其本身所固有的物理属性，只要其材质的折射率以及固定的角度能够保证，反射率的波动范围会很小，而这两点在工程中是易于实现的，因此，在达到较高光利用率的基础上，所述光源装置100的实现成本也较低。

因此，综上所述，本发明光源装置在综合考虑光效率、成本以及实现难度后，能够方便、廉价的实现紧凑的光源结构，减小光源体积，达到较好的有益效果。

请参阅图7，图7是本发明第二实施方式的光源装置的结构示意图。所述光源装置200与第一实施方式的光源装置100大致相同，也就是说，上述对所述第一实施方式的光源装置100的描述基本均可以适用于所述第二实施方式的光源装置200，二者的区别主要在于：所述光源装置200还包括补充光源212，所述补充光源212用于发出第一补充光及/或第二补充光以改善所述光源装置的发光亮度及/或颜色质量，所述第一补充光及/或所述第二补充光还被引导至出光通道。

具体地，所述第二实施方式中，所述补充光源212发出所述第一补充光及/或所述第二补充光经由引导元件206a至(如透射至)波长转换区210，所述波长转换区210将所述第一补充光及/或所述第二补充光进行散射后提供至(如反射至)所述引导元件206a，所述引导元件206a将所述第一补充光及/或所述第二补充光经由所述分光片204引导(如反射)至所述出光通道。

其中，所述补充光源212可以包括激光器，所述第一补充光及/或第二补充光可以包括激光，且所述第一补充光与第二补充光的混合光可以与所述受激光颜色相同，换句话说，所述第一补充光与所述第二补充光与所述受激光具有相同的基色光(如红色光或绿色光)。本实施方式中，所述第一补充光可以为绿激光，所述第二补充光可以为红激光，从而所述补充光源212可以包括发出绿激光的第一补充光源及发出红激光的第二补充光源。

其中，由于所述第一补充光及/或第二补充光的波长较长且为激光，因此所述第一补充光及/或第二补充光在所述波长转换区210处不会产生受激光而是被散射成朗伯光后反射，这样可以消除所述第一补充光及/或第二补充光的相干性，避免在画面上产生散斑，同时也实现了激光与受激光的合光。

进一步地，可以理解，所述引导元件206a可以为区域镀膜的分光片，其可以包括第一区域206b及第二区域206c，所述第一区域206b可以位于所述第二区域206c的中央，所述第一区域206b可以所述透射受激光、所述第一补充光及第二补充光(如透射黄光)但反射激发光(如反射蓝光)，所述第二区域206c可以反射受激光、所述第一补充光及第二补充光(如透射黄光)。

可以理解，所述光源装置200也可以还包括会聚透镜213，用于将所述第一补充光及/或第二补充光在提供至所述引导装置206前进行会聚，其中，所述会聚透镜213可以是能够压缩、会聚光束的其他透镜系统。

请参阅图8，图8是本发明第三实施方式的光源装置的结构示意图。所述光源装置300与第二实施方式的光源装置200大致相同，也就是说，上述对所述第二实施方式的光源装置200的描述基本均可以适用于所述第三实施方式的光源装置300，二者的区别主要在于：所述光源装置300还包括散射及消相干装置313，补充光源312发出第一补充光及/或第二补充光依序经由所述散射及消相干装置313、会聚透镜314及引导元件306至分光片305，所述分光片305将所述第一补充光及/或所述第二补充光引导至出光通道。

可以理解，所述第三实施方式中，所述引导元件306a可以为区域镀膜的分光片，其可以包括第一区域306b及第二区域306c，所述第一区域306b可以位于所述第二区域306c的中央，所述第一区域306b可以透射所述第一补充光及第二补充光(如透射黄光)且反射激发光(如蓝光)，所述第二区域306c可以反射所述受激光(如反射黄光)且反射所述激发光(如蓝光)。

所述第三实施方式中，由于利用散射及消相干装置313对所述第一补充光及/或第二补充光进行消相干，因此可以无需再将其提供至波长转换元件311消相干，这种合光的方案需要多设置激光的散射及消相干的光源装置。

请参阅图9及图10，图9是本发明第四实施方式的光源装置400的结构示意图，图10是图9所示光源装置的波长转换元件的结构示意图。所述光源装置400与第二实施方式的光源装置200大致相同，也就是说，上述对所述第二实施方式的光源装置200的描述基本均可以适用于所述第四实施方式的光源装置400，二者的区别主要在于：补充光源413发出所述第一补充光及/或所述第二补充光至波长转换区410，所述波长转换区410包括第一区域410a及第二区域410b，所述第一区域410a与所述第二区域410b均为环形且其中一个区域套设在另外一个区域外围，所述第一区域410a用于产生所述受激光，所述第二区域410b将所述第一补充光及/或所述第二补充光进行散射后提供至引导元件406，所述引导元件406将所述第一补充光及/或所述第二补充光经由分光片405引导(如反射)至出光通道。

其中，如图10所示，第二部分激发光在所述波长转换元件411上形成的光斑可以如421所示，所述补充光源413的所述第一补充光及/或所述第二补充光在所述波长转换元件411上形成的光斑可以如422所示。

可见，通过所述第四实施方式的光源装置400，同样可以实现加入补充光改善光源装置400的发光亮度及/或颜色质量的目的。

请参阅图11，图11是本发明第五实施方式的光源装置500的透明基板的平面结构示意图。所述第五实施方式的光源装置500与第一实施方式的光源装置100大致相同，也就是说，上述对所述第一实施方式的光源装置100的描述基本均可以适用于所述第五实施方式的光源装置，二者的区别主要在于：光源装置500的透明基板504的结构稍有不同。

具体来说，激发光源包括多个激光器，所述多个激光器在所述透明基板504上形成多个激发光光斑502，所述透明基板504包括基板及增透膜504d，所述增透膜504d包括多个开口区域504e，所述多个开口区域504e与所述多个激发光光斑502一一对应。

然而，在一种变更实施方式中，请参阅图12，图12是图11的一种变更实施方式的光源装置500’的透明基板504’的平面结构示意图，所述增透膜504d’也可以包括一开口区域504e’，所述开口区域504e’对应所述多个激发光光斑502’以及所述多个激发光光斑502’之间的间隔区域。

对于上述第五实施方式及其变更实施方式，其光路原理与第一实施方式基本相同，此处就不再赘述，但是需要说明的是，其中，经散射区散射后的第一部分激发光(近似朗伯光)在所述透明基板504或504’也形成了散射光斑503或503’，所述散射光斑503或503’的面积会比每个激发光光光斑502或502’的面积大很多，其中，在一种实施例中，所述激发光光斑502或502’的面积与所述散射光斑503或503’的面积之比可以约为8％。而在第五实施方式中，只需要激光激发光光斑502位置是所述透明基板504就可以满足反射所述第一部分的激发光的需要了，因此所述透明基板504除去所述激发光光斑502的部分可以镀上增透膜(即设置图11所示的具有多个开口区域504e的增透膜504d)，来增加散射回来的第一部分激发光的透过率，通过所述多个开口区域504e的增透膜504d，理论上可以将光损失可以由10％(即9％的S偏振态的光损失+1％的P偏振态的光损失)减少至1％。然而，考虑实际镀膜的简便性，也可以如图12所示，在所述多个激发光光斑502’外围一点区域以及所述多个激发光光斑502’之间的间隔区域设置一个开口区域504e’(如图所示的矩形区域)，理论上损失可以由10％减少至3％，也可以达到较好的降低光损失、提高光利用率的效果。

本发明还提供一种显示设备，所述显示设备可以应用于投影机、LCD(LiquidCrystal Display，液晶显示器)显示等，所述显示设备可以包括光源装置、空间光调制器及投影镜头，所述光源装置采用上述实施方式中的光源装置100、200、300、400、500、500’及其变更实施方式的光源装置。所述空间光调制器用于依据所述光源装置发出的光及输入图像数据调制图像而输出图像光，所述投影镜头用于依据所述图像光进行投影而显示投影图像。采用上述实施方式中的光源装置100、200、300、400、500、500’及其变更实施方式的包括光源装置的显示设备，具有亮度较高、结构紧凑、体积较小等技术效果。

另外，可以理解，本发明上述实施方式中的光源装置100、200、300、400、500、500’及其变更实施方式的光源装置还可以用于舞台灯系统、车载照明系统及手术照明系统等，并不限于上述的显示设备。

可以理解，上述各个实施方式中，所述各种元件(如分光元件、引导元件及合光元件)对各种光的“引导”可以为“透射式”，也可以为“反射式”，通过波长分光/合光、偏振分光/合光、及/或区域分光/合光等均可以实现，因不能一一穷举各种变更实施方式，此处就不再一一赘述各种变更实施方式，但是，所属领域的一般技术人员基于本案记载的内容完成可以完成多种变更实施方式，来实现对所述各种光的“引导”。

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。

Claims (14)

1.一种光源装置，其特征在于，所述光源装置包括激发光源、波长转换元件、透明基板及分光片，所述波长转换元件包括波长转换区及散射区，

所述光源装置用于发出具有第一偏振态的激发光；

所述透明基板用于将所述激发光中的第一部分激发光引导至所述散射区，以及将所述激发光中的第二部分激发光引导至所述分光片，所述分光片直接或经由引导装置将所述第二部分激发光引导至所述波长转换区；

所述散射区用于对所述第一部分激发光进行散射并将散射后的所述第一部分激发光引导至所述透明基板，所述透明基板及所述分光片还用于将所述散射后的第一部分激发光直接或经由所述引导装置引导至出光通道；所述波长转换区用于对所述第二部分激发光进行波长转换产生受激光以及将所述受激光直接引导、经由所述引导装置或者经由所述引导装置及所述分光片引导至所述出光通道。

2.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于：所述波长转换区为环形，所述散射区位于所述波长转换区的环形中央。

3.如权利要求2所述的光源装置，其特征在于：所述波长转换区与所述散射区之间具有间隔区域，所述间隔区域与所述波长转换区均为环形，所述散射区为圆形，所述散射区、所述间隔区域及所述波长转换区同心设置。

4.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于：所述光源装置还包括补充光源，所述补充光源用于发出第一补充光及/或第二补充光以改善所述光源装置的发光亮度及/或颜色质量，所述第一补充光及/或所述第二补充光还被引导至所述出光通道。

5.如权利要求4所述的光源装置，其特征在于：所述引导装置包括引导元件，所述分光片经由所述引导元件将所述第二部分激发光引导至所述波长转换区，所述波长转换区将所述受激光经由所述引导装置及所述分光片引导至所述出光通道。

6.如权利要求5所述的光源装置，其特征在于：所述补充光源发出所述第一补充光及/或所述第二补充光经由所述引导元件至所述波长转换区，所述波长转换区将所述第一补充光及/或所述第二补充光进行散射后提供至所述引导元件，所述引导元件将所述第一补充光及/或所述第二补充光经由所述分光片引导至所述出光通道。

7.如权利要求5所述的光源装置，其特征在于：所述光源装置还包括散射及消相干装置，所述补充光源发出所述第一补充光及/或所述第二补充光经由所述散射及消相干装置及所述引导元件至所述分光片，所述分光片将所述第一补充光及/或所述第二补充光引导至所述出光通道。

8.如权利要求5所述的光源装置，其特征在于：所述补充光源发出所述第一补充光及/或所述第二补充光至所述波长转换区，所述波长转换区包括第一区域及第二区域，所述第一区域与所述第二区域均为环形且其中一个区域套设在另外一个区域外围，所述第一区域用于产生所述受激光，所述第二区域将所述第一补充光及/或所述第二补充光进行散射后提供至所述引导元件，所述引导元件将所述第一补充光及/或所述第二补充光经由所述分光片引导至所述出光通道。

9.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于：所述激发光源包括多个激光器，所述多个激光器在所述透明基板上形成多个激发光光斑，所述透明基板包括基板及增透膜，所述增透膜包括至少一个开口区域，所述至少一个开口区域与所述多个激发光光斑对应。

10.如权利要求9所述的光源装置，其特征在于：所述增透膜包括多个开口区域，所述多个开口区域与所述多个激发光光斑一一对应。

11.如权利要求9所述的光源装置，其特征在于：所述增透膜包括一开口区域，所述开口区域对应所述多个激发光光斑以及所述多个激发光光斑之间的间隔区域。

12.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于：所述光源装置还包括会聚透镜及匀光装置，所述激发光源发出的激发光经由所述会聚透镜及所述匀光装置后被引导至所述透明基板；所述光源装置还包括收集透镜模组，所述收集透镜模组邻近所述散射区及/或所述波长转换区设置，用于对提供至所述散射区的光及所述散射区发出的光及/或提供至所述波长转换区的光及所述波长转换区产生的受激光进行收集会聚处理。

13.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于：所述透明基板为白玻璃。

14.一种显示设备，所述显示设备包括光源装置，其特征在于：所述光源装置采用如权利要求1-13项任意一项所述的光源装置。

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