CN112526807A - 一种光源及投影设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光源及投影设备。该光源包括发光装置、波长转换装置、偏振转换装置及合光装置，其中，发光装置用于出射沿第一光路传输的第一光和沿第二光路传输的第二光；波长转换装置设置在第一光路上，用于将第一光转换成沿第三光路出射的受激光；合光装置，设置在第三光路与第二光路的交汇处，用于对受激光和第二光进行合光处理；偏振转换装置设置合光装置的出光侧，用于对受激光和第二光的合光进行偏振态转换，以使经偏振态转换后的受激光和第二光的偏振态相同。通过这种方式，能够改善3D投影偏色问题，同时能够提升单光路3D投影光效，提升3D显示亮度，且节约3D投影设备成本。

Description

一种光源及投影设备

技术领域

本申请涉及投影技术领域，特别是涉及一种光源及投影设备。

背景技术

随着投影显示技术的不断发展，影院放映机3D显示的应用需求越来越多。3D技术的原理是模拟实际人眼观看的情况形成3D立体画面，目前的3D技术有主动式3D技术、光谱放映技术和被动式3D技术，其中被动式的3D技术为主流的3D技术。

被动式3D技术是一种偏振3D技术，利用光的偏振特性和液晶控制器实现3D显示。被动式3D技术的3D设备有单光路、双光路和三光路三种类型。其中，单光路3D设备光效较低，约为15％-16％，单光路3D设备的显示画面亮度较低；双光路3D设备和三光路3D设备相比单光路3D设备光效有所提升，但其结构复杂，成本较高。

对于激光荧光光源的影院放映机系统来说，镜头的出射光为激光和荧光的混合光。因激光和荧光的偏振态不同，使用被动式3D设备时，在起偏过程中激光和荧光的比例会发生变化，从而导致显示画面颜色出现偏差。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种光源及投影设备，以改善3D投影的偏色问题，提升3D投影光效，节约3D投影设备成本。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种光源。该光源包括发光装置、波长转换装置、偏振转换装置及合光装置，其中，发光装置，用于出射沿第一光路传输的第一光和沿第二光路传输的第二光；波长转换装置，设置在第一光路上，用于将第一光转换成沿第三光路出射的受激光；合光装置，设置在第三光路与第二光路的交汇处，用于对受激光和第二光进行合光处理；偏振转换装置，设置在合光装置的出光侧，用于对受激光和第二光的合光进行偏振态转换，以使经偏振态转换后的受激光和第二光的偏振态相同。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种光源。该光源包括：发光装置，用于出射沿第一光路传输的第一光和沿第二光路传输的第二光；波长转换装置，设置在第一光路上，用于将第一光转换成沿第三光路出射的受激光；偏振转换装置，设置在第三光路上，用于对受激光进行偏振态转换，以使经偏振态转换后的受激光和第二光的偏振态相同；合光装置，设置在第三光路与第二光路的交汇处，用于对偏振态转换后的受激光和第二光进行合光处理。

在一个实施方式中，偏振转换装置设置在合光装置的出光侧或者波长转换装置的出光侧，偏振转换装置包括：偏振分光元件，具有第一入光面、第一出光面及第二出光面，所述第一入光面和所述第一出光面相对设置，所述第二出光面连接所述第一入光面和所述第一出光面；光路调节元件，具有相连接的第二入光面和第三出光面，所述第二入光面与所述第二出光面相对设置，所述第三出光面和所述第一出光面同侧设置；偏振转换元件，与所述第三出光面相对设置；其中，所述偏振分光元件接收所述受激光或者所述受激光和所述第二光的合光，并将所述受激光或者所述合光中的第一偏振态的光从所述第一出光面出射，将所述受激光或者所述合光中的第二偏振态的光反射至所述第二出光面，所述第二偏振态的光透射至所述光路调节元件；所述光路调节元件将所述第二偏振态的光从所述第三出光面出射至所述偏振转换元件；所述偏振转换元件对所述第二偏振态的光进行偏振态转换，以使经偏振态转换后的第二偏振态与所述第一偏振态的光的偏振态相同。

在一个实施方式中，光源还包括第一透镜，设置在波长转换装置和偏振转换装置之间，用于将波长转换装置出射的受激光汇聚到偏振分光元件。

在一个实施方式中，偏振转换装置包括沿第三光路依次设置的第一复眼透镜、第二复眼透镜和PCS，第二复眼透镜设置在第一复眼透镜出光侧的焦平面上。

在一个实施方式中，发光装置包括第一发光单元和第二发光单元，第一发光单元用于出射沿第一光路传输的第一光，第二发光单元用于出射沿第二光路传输的第二光；其中，第一光包括第一波长范围的第一颜色光，第二光至少包括第二波长范围的第一颜色光。

在一个实施方式中，第二光还包括第二颜色光或/和第三颜色光。

在一个实施方式中，发光装置包括发光模组和分光器，分光器设置在发光模组的出光侧，发光模组用于至少出射第一颜色光，分光器用于将一部分第一颜色光引导至第一光路作为第一光，将另一部分第一颜色光引导至第二光路作为第二光。

在一个实施方式中，发光模组还用于出射第二颜色光或/和第三颜色光，分光器还用于将第二颜色光或/和第三颜色光引导至第二光路作为第二光。

在一个实施方式中，分光器为转盘，转盘的端面上设有沿转盘圆周方向分布的分光膜，分光膜用于反射一部分第一颜色光至第一光路，透射另一部分第一颜色光、第二颜色光或/和第三颜色光至第二光路。

在一个实施方式中，分光器为转盘，转盘的端面上设有沿转盘圆周方向分布的第一区段和第二区段，第一区段用于反射第一颜色光至第一光路且透射第二颜色光或/和第三颜色光至第二光路，第二区段用于透射第一颜色光、第二颜色光或/和第三颜色光至第二光路。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种投影设备。该投影设备包括：光调制器、镜头及上述光源，光调制器用于根据图像信号对光源出射的光束进行调制，以形成图像光，镜头用于投射调制后的图像光。

本申请实施例的有益效果是：本申请实施例光源包括：光源包括发光装置、波长转换装置、偏振转换装置及合光装置，其中，发光装置用于出射沿第一光路传输的第一光和沿第二光路传输的第二光；波长转换装置设置在第一光路上，用于将第一光转换成沿第三光路出射的受激光；合光装置，设置在第三光路与第二光路的交汇处，用于对受激光和第二光进行合光处理；偏振转换装置设置在合光装置的出光侧，用于对受激光和第二光的合光进行偏振态转换，以使偏振态转换后的受激光和第二光的偏振态相同。通过这种方式，本申请实施例光源使用偏振转换装置对受激光和第二光的合光进行起偏，使得光源出射的受激光的偏振态与第二光的偏振态相同，能够使得从投影设备的镜头出射的受激光和第二光的合光和激光保持相同的偏振态，从而能够改善3D投影偏色问题；同时，对于保偏效果较好的投影设备来说，从镜头出射的光消光比较高，可以提升单光路3D投影光效，提升3D显示亮度，且节约3D设备成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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是本申请光源第一实施例的结构示意图；

图2是本申请光源第二实施例的结构示意图；

图3是本申请光源第三实施例的结构示意图；

图4是本申请光源第四实施例的结构示意图；

图5是本申请光源第五实施例的结构示意图；

图6A是图5实施例光源中分光器的结构示意图；

图6B是图6A实施例分光器的侧面结构示意图；

图7是本申请光源第六实施例中分光器的结构示意图；

图8是本申请光源第七实施例的结构示意图；

图9是本申请光源第八实施例的结构示意图；

图10是本申请投影设备一实施例的结构示意图；

图11是图1实施例光源中偏振转换装置的具体结构意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或者位置关系，仅是为了方便描述本申请合简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本申请首先提出一种光源，如图1所示，图1是本申请光源第一实施例的结构示意图。本实施例光源包括：发光装置10、波长转换装置20、合光装置109及偏振转换装置110，其中，发光装置10用于出射沿第一光路a传输的第一光和沿第二光路b传输的第二光；波长转换装置20设置在第一光路a上，用于将第一光转换成沿第三光路c出射的受激光；合光装置109设置在第三光路c与第二光路b的交汇处，用于对波长转换装置20出射的受激光和发光装置10出射的第二光进行合光处理；偏振转换装置110设置在合光装置109的出光侧，即偏振转换装置110设置在受激光和第二光的光合路上，用于对受激光和第二光的合光进行偏振态转换，以使经偏振态转换后的受激光和第二光的偏振态相同。

本实施例中，波长转换装置20为转动式的色轮，色轮的端面上设置有环形分布的波长转换材料，波长转换材料能够将短波长的第一光转换为波长较长的受激光，波长转换材料可以为荧光粉、量子点或其他用于波长转换的材料。波长转换装置20在驱动装置的带动下周期性转动，以缓解波长转换装置20的局部高温状况，有利于提高波长转换装置20的转换效率。具体地，在本实施例中，波长转换材料为黄色荧光粉材料，用于将第一光转换为黄色的荧光。在其他的实施例中，色轮也可以包括不同的区段，各区域设置不同的波长转换材料，以产生不同颜色的受激光。波长转换装置20也可以是承载有波长转换材料的移动板，移动板在驱动装置的带动下周期性的往复运动。

本实施例中，光源还包括二向色片105及收集透镜组106，二向色片105设置在波长转换装置20与合光装置109之间，二向色片105能够反射第一光并透射受激光；收集透镜组106设置在波长转换装置20与二向色片105之间，且与波长转换装置20的出光面相邻近，收集透镜组106通常包括2至4片透镜，用于收集受激光。其中，第一光路a包括第一部分a1及第二部分a2，第一部分a1为发光装置10与二向色片105之间的光路部分，第二部分a2为二向色片105与波长转换装置20之间的光路部分。发光装置10出射的第一光沿第一光路a的第一部分a1传输至二向色片105，经二向色片105的反射发生偏转，并沿第一光路a的第二部分a2传输至收集透镜组106，再经收集透镜组106汇聚至波长转换装置20，波长转换装置20将第一光转换为受激光，并使受激光沿第三光路出射，二向色片105及收集透镜组106均设置在第三光路c上，收集透镜组106收集受激光并将受激光出射至二向色片105，受激光透过二向色片105入射至合光装置109，合光装置109设置在第三光路c与第二光路b的交汇处，用于将沿第三光路c传输的受激光与沿第二光路b传输的第二光合光。

其中，合光装置109为区域膜片，该区域膜片的中间区域为反射区，外周区域为透射区，沿第二光路b出射的第二光入射至区域膜片的反射区，被区域膜片反射至光合路上，沿第三光路c出射的受激光通过区域膜片的透射区透射至该光合路上。因受激光的光学扩展量大，而第二光的光学扩展量小，因此可以利用二者之间的光学扩展量差异进行合光。

在其它实施例中，合光装置还可以通过其它反射结构实现，例如，该反射结构的中间区域为透射区域，用于透射第二光，该反射结构的外周区域为反射区域，用于反射受激光，从而将受激光和第二光进行合光；或者该反射结构的中间区域设置通孔区域，用于透射第二光，非通孔区域用于反射受激光，从而将受激光和第二光进行合光，等等。

区别于现有技术，本实施例光源使用偏振转换装置110对受激光和第二光的合光进行起偏，使得光源出射的受激光的偏振态与第二光的偏振态相同，能够使得从投影设备的镜头出射的受激光和激光保持相同的偏振态，从而能够改善3D投影偏色问题；同时，对于保偏效果较好的投影设备来说，从镜头出射的光消光比较高，可以提升单光路3D投影光效，提升3D显示亮度，且节约3D设备成本。

本实施例的发光装置10包括第一发光单元21和第二发光单元22，第一发光单元21用于出射沿第一光路传输的第一光，第二发光单元22用于出射沿第二光路传输的第二光。其中，第一光包括第一波长范围的第一颜色光，第二光至少包括第二波长范围的第一颜色光。

进一步地，第二光还包括第二颜色光或/和第三颜色光。

其中，第一颜色光为第一蓝色光，第二颜色光为绿色光，第三颜色光为红色光。

本实施例中，第一发光单元21包括发光器件101a、透镜102、匀光模块103、透镜104，其中透镜102、匀光模块103、透镜104依次设置在在第一光路a的第一部分a1上；第二发光单元22包括发光器件101b、发光器件101c、发光器件101d、二向色片112a、二向色片112b、二向色片112c、透镜113、散射轮114、透镜115a及透镜115b，其中透镜113、散射轮114、透镜115a及透镜115b依次设置在第二光路b上。发光器件101a、发光器件101b、发光器件101c、发光器件101d为固体发光器件，可以为激光二极管(LD)或者发光二极管(LED)，在本实施例中，发光器件101a、发光器件101b、发光器件101c、发光器件101d均为激光二极管，相应地，第一颜色光为第一蓝激光，第二颜色光为绿激光，第三颜色光为红激光。

具体地，发光器件101a为蓝光激光二极管，其出射波长为455nm的蓝激光，作为第一光，用于激发黄色荧光粉产生黄色荧光，激发效率高；发光器件101c为蓝光激光二极管，其出射波长为465nm的蓝激光，作为第二光的蓝基色，使得其色坐标能够满足DCI色域标准，发光器件101b为绿光激发二极管，其出射作为绿基色显示光的绿激光，发光器件101d为红光激发二极管，其出射作为红基色显示光的红激光。

发光器件101a出射波长为455nm的蓝激光，该蓝激光依次经过设置在第一光路a的第一部分a1上的透镜102、匀光模块103、透镜104入射至二向色片105，被二向色片105反射后入射到设置在第一光路a的第一部分a2上的收集透镜组106，被收集透镜组106汇聚到波长转换装置20，波长转换装置20将接收到的蓝激光转换为黄色荧光，即受激光；收集透镜组106将黄色荧光收集汇聚后沿第三光路c出射，透过二向色片105入射到区域膜片上，透过区域膜片入射至偏振转换装置110；发光模组101b产生绿激光，绿激光被二向色片112a反射至二向色片112b，二向色片112b将绿激光透射至二向色片112c，二向色片112c将绿激光反射至透镜113；发光模组101c产生波长为465nm的蓝激光，该波长为465nm的蓝激光被二向色片112b反射至二向色片112c，二向色片112c将波长为465nm的蓝激光反射至透镜113；发光模组101d产生红激光，红激光经二向色片112c透射至透镜113；该绿激光、红激光及波长为465nm的蓝激光经过依次设置在第二光路b上的透镜113、散射轮114透镜115a和透镜115b成像到区域膜片，被区域膜片反射后入射至偏振转换装置110。

其中，散射轮114外周为散射角度相同的散射片，且镀有减反(Anti-Reflection，AR)膜，用于对上述波长为465nm的蓝激光、绿激光及红激光消散斑；匀光模块103可以为方棒、双复眼或者单复眼等。

在其它实施例中，可以根据实际需要选择性使用二向色片或者透镜；上述发光模组可以根据投影需要进行替换或选择。

可选地，本实施例光源还包括匀光装置111，具体地，匀光装置111设置在偏振转换装置110的出光侧，用于提高光源出射光的均匀性。本实施例的匀光装置111为方棒。在其它实施例中，匀光装置还可以采用双复眼、单复眼和散射片等。

请参阅图1和图8，本实施例的偏振转换装置110设置在合光装置109的出光侧，偏振转换装置110包括：偏振分光元件1101、光路调节元件1102和偏振转换元件1103，其中，偏振分光元件1101具有第一入光面1202、第一出光面1203及第二出光面1204，第一入光面1202和第一出光面1203相对设置，第二出光面1204连接第一入光面1202和第一出光面1203；光路调节元件1102具有相连接的第二入光面1205和第三出光面1206，第二入光面1205与第二出光面1204相对设置，第三出光面1206和第一出光面1203同侧设置。

偏振分光元件1101接收受激光和第二光的合光，并将合光中的第一偏振态的光从第一出光面1203出射，将合光中的第二偏振态的光反射至第二出光面1204，第二偏振态的光透射至光路调节元件1102；光路调节元件1102将第二偏振态的光从第三出光面1206出射至偏振转换元件1103；偏振转换元件1103对第二偏振态的光进行偏振态转换，以使经偏振态转换后的第二偏振态与第一偏振态的光的偏振态相同。

偏振分光元件1101由偏振分光膜(图未标)以及粘附在该偏振分光膜两侧的第一棱镜1207与第二棱镜1208组成，第一棱镜1207具有相连接的第一入光面1202和第二出光面1204，第二棱镜1208具有第一出光面1203，偏振分光膜粘附在第一棱镜1207和第二棱镜1208的两倾斜面之间；光路调节元件1102由第三棱镜1209和反射元件(图未标)组成，第三棱镜1209具有相连接的第二入光面1205和第三出光面1206，反射元件粘附在第三棱镜1209的倾斜面上，该倾斜面连接第二入光面1205和第三出光面1206。反射元件和偏振分光膜平行设置且相对波长转换装置106出射的受激光的光轴倾斜；偏振转换元件1103可以为半波片。该实施例的偏振转换装置体积较大，入射至该偏振转换装置的光功率密度低，能够有效提升偏振转换装置的可靠性。

在本实施例中，第二光包括绿激光、红激光及波长为465nm的蓝激光，第二光是消光比很高的偏振光，当第二光的偏振方向与偏振分光元件1101的偏振分光膜的透过轴方向平行时，第二光可以透过偏振分光膜，此时偏振转换装置110只对受激光进行偏振转换；当第二光的偏振方向与偏振分光元件1101的偏振分光膜的透过轴方向垂直时偏振转换装置110对受激光和第二光均进行偏振转换，例如，第二光具有第二偏振态，偏振分光元件1101反射第二偏振态的光线，并透射第一偏振态的光线，第二光被偏振分光元件1101反射至光路调节元件1102，再被光路调节元件1102反射至偏振转换元件1103，再被偏振转换元件1103进行偏振态转换。

可选地，本实施例光源还包括第一透镜108，第一透镜108设置在偏振转换装置110的入光侧，即第一透镜108设置在波长转换装置20和偏振转换装置110之间，用于对入射至偏振转换装置110的受激光进行汇聚准直，以减小偏振转换装置110的体积，从而减小投影设备的体积。

本实施例的偏振转换装置110的体积大，入射至偏振转换装置110的光功率密度较低，能够改善偏振转换装置110的散热问题。

本申请进一步提出第二实施例的光源，如图2所示，本实施例光源与图1实施例光源的区别在于：本实施例光源进一步包括第二透镜216，第二透镜216设置在匀光装置111的入光侧，用于对入射至匀光装置111的合光进行汇聚。

波长转换装置20出射的受激光光斑经收集透镜组106和第一透镜108成中间像A，偏振转换装置110处于中间像A位置；经过偏振转换装置110偏振转换后的受激光光斑经过第二透镜216二次成像到匀光装置111。

本实施案例将入射至偏振转换装置110的光斑二次成像到匀光装置111，能够有效减小匀光装置111的体积，从而能够减小投影设备的体积。

本申请进一步提出第三实施例的光源，如图3所示，本实施例的光源与图2的实施例二光源的区别在于：本实施例光源的偏振转换装置110设置在第三光路c上，具体设置在波长转换装置20和合光装置109之间，偏振转换装置110用于对波长转换装置20出射的受激光进行偏振态转换，合光装置109用于对偏振转换后的受激光和发光装置10出射的第二光进行合光。其中，第一透镜108和第二透镜216设置在偏振转换装置110与合光装置109之间，第一透镜108和第二透镜216将经偏振转换装置110偏振态转换后的受激光光斑二次成像到匀光装置111。

在其它实施例中，还可以不设置第二透镜。

波长转换装置20产生的受激光不是偏振光，而第二光是消光比很高的偏振光，利用以上激光和受激光的偏振特性可以对光源光路进行调整，使偏振转换装置110只对受激光进行起偏，受激光转换为偏振光后再与第二光合光。

本实施案例的偏振转换装置110只需要对受激光进行起偏，第二光不经过偏振转换装置110，可以避免第二光中短波长蓝激光对偏振转换装置110结构的光老化，能够提升光源的可靠性；且偏振转换装置110体积大，可以有效改善偏振转换装置110的散热问题。

图3实施例的受激光经收集透镜组106准直后，受激光由角分布转换为面分布，其入射至偏振转换装置110进行偏振转换过程的光学扩展量稀释较大。为解决该技术问题，本申请进一步提出第四实施例的光源，如图4所示，本实施例光源与图3实施例光源的区别在于：本实施例光源的：第一透镜108设置在波长转换装置20与偏振转换装置110之间，第二透镜216设置在合光装置109与匀光装置111之间。

本实施例通过优化光路设计，使受激光光斑二次成像，使受激光中间像A入射到偏振转换装置110的光学扩展量维持率变高。

本申请进一步提出第五实施例的光源，如图5所示，本实施例光源与图4实施例光源的区别在于：本实施例的发光装置50包括发光模组601和分光器614，分光器614设置在发光模组601的出光侧，发光模组601用于至少出射第一颜色光，分光器641用于将一部分第一颜色光引导至第一光路a作为第一光，将另一部分第一颜色光引导至第二光路b作为第二光。

进一步地，发光模组601还出射第二颜色光或/和第三颜色，分光器641用于将第二颜色光或/和第三颜色光引导至第二光路b作为第二光。

进一步地，本实施例的发光装置50还包括透镜113、透镜102、匀光模块103、反射镜613、透镜104、透镜115a和透镜115b，其中，透镜102、匀光模块103、反射镜613和透镜104设置在第一光路a上，透镜115a和透镜115b设置在第二光路b上。

其中，发光模组601为三色发光模组，包括蓝发光模组(图未示)、绿发光模组(图未示)和红发光模组(图未示)，分别用于出射蓝激光、绿激光及红激光。在其他实施例中，发光模组601可以为两色发光模组，如蓝发光模组和绿发光模组，或者蓝发光模组和红发光模组。

其中，如图6A和图6B所示，图6A是图5实施例光源中分光器的结构示意图；图6B是图6A实施例分光器的侧面结构示意图。本实施例的分光器614为转盘，转盘的端面上设有沿转盘圆周方向分布的分光膜，分光膜用于反射一部分第一颜色光至第一光路a，透射另一部分第一颜色光、第二颜色光或/和第三颜色光至第二光路b。具体的，转盘的端面的区域B的入光面设置有分光膜，该分光膜可以反射一部分的蓝激光至第一光路a，作为第一光，并透射绿激光、红激光及另一部分蓝激光至第二光路b，作为第二光。区域B的出光面为散射面，且设置有AR膜。

发光模组601出射的蓝激光、绿激光和经过透镜113汇聚到转盘端面的分光膜上，一部分蓝激光被分光膜反射至第一光路a，经过透镜102和匀光模块103出射至反射镜613，反射镜613将该部分蓝光反射至透镜104，经过透镜104后再被二向色片105反射至收集透镜组106，形成第一光，以激发波长转换装置20；绿激光、红激光及另一部分蓝激光经分光膜透射至透镜115a，然后经过透镜115a和透镜115b成像到合光装置109，形成第二光。

本实施例的发光模组601出射的蓝激光通过分光器614同时作为荧光粉激发光和蓝基色显示光，避免使用两个蓝发光模组，可以减小光源的体积，从而能够减少投影设备的体积。

在另一实施例中，如图7所示，本实施例分光器为转盘，转盘的端面上设有沿转盘圆周方向分布的第一区段C和第二区段D，第一区段C用于反射第一颜色光至第一光路a且透射第二颜色光或/和第三颜色光至第二光路b，第二区段D用于透射第一颜色光、第二颜色光或/和第三颜色光至第二光路b。

具体地，第一区段C的出射面为散射面，且镀有AR膜，第一区段C的入射面能够将蓝激光反射至第一光路a，且将红激光和绿激光透射至第二光路b；第二区段D的入射面为抛光面，出射面为散射面，且第二区段D的入射面和出射面均镀有AR膜，第二区段D能够将蓝激光、绿激光及红激光透射至第二光路b。本实施例的转盘分为两个区段，使得光源出射的光具有两个时序，因此能够用于双片空间光调制器的投影系统。

在另一实施例中，如图9所示，本实施例光源采用双复眼208和偏光转换系统(polarizing conversion system，PCS)308代替上述实施例的偏振转换装置20，双复眼208设置在波长转换装置20和PCS308之间，其中，双复眼208包括第一复眼透镜208a、第二复眼透镜208b，PCS由许多个棱镜以及半波片胶合而成，各棱镜上设置有平行的偏振分光膜和反射膜；第一复眼透镜、第二复眼透镜及PCS308沿第三光路依次设置且第二复眼透镜设置在第一复眼透镜出光侧的焦平面上。也就是说入射第一复眼208a的光束被第一复眼208a的多个透镜单元分割并聚焦到第二复眼208b的透镜单元上，然后第二复眼208b出射阵列光束至PCS308，PCS 308将入射的光线转换为同一种偏振态的偏振光。

双复眼208用于对受激光进行匀光处理，PCS108用于对匀光处理后的受激光进行偏振态转换，能够改善PCS308入射光功率密度过高，散热较差的问题。

本实施例使用双复眼208和PCS308对受激光实现起偏，受激光光学扩展量稀释程度与复眼单元行数N有关，光学扩展量稀释程度为N/(2N+1)。相比上述实施例使用的偏振转换装置实现起偏，本实施例使用双复眼208和PCS308实现起偏，可以保证较高的光学扩展量维持率；且对复眼行列数量要求较低，制作难度较小，具有较高的实用性。

本实施例的PCS308的偏振分光膜均朝一个方向倾斜(向下)，经PCS308的偏振转换的受激光光束的光轴向下偏移，导致后续的受激光光路中的光学器件的光轴也需向下平移。

为解决该技术问题，本申请提出了另一实施例光源，如图10所示，本实施例中的PCS408包括上半侧区域和下半侧区域，PCS408上半侧区域中的偏振分光膜和反射膜朝上倾斜，PCS408下半侧区域中的偏振分光膜和反射膜朝下倾斜，经PCS408上半侧区域偏振转换的受激光光束的光轴向上偏移，经PCS408下半侧区域偏振转换的受激光光束的光轴向下偏移，但整体受激光光束的光轴不变，因此，后续的受激光光路中的光学器件的光轴无需平移，此外，经PCS408中间区域偏振转换的受激光光束经向上、向下平移后，光密度减小，因此可减小合光装置109对受激光光束的损失。

本申请进一步提出一种投影设备，如图11所示，本实施投影设备包括光调制器150、镜头120及光源130，其中，光源130为上述实施例的光源，用于出射光束，光调制器150用于根据图像信号对光源130出射的光束进行调制，以形成图像光，镜头120用于投射调制后的图像光。

进一步地，本实施例投影设备还包括中继系统140等结构。中继系统140用于将光源130发出的光束引导至光调制器150。

区别于现有技术，本申请实施例光源包括：光源包括发光装置、波长转换装置、偏振转换装置及合光装置，其中，发光装置用于出射沿第一光路传输的第一光和沿第二光路传输的第二光；波长转换装置设置在第一光路上，用于将第一光转换成沿第三光路出射的受激光；合光装置，设置在第三光路与第二光路的交汇处，用于对受激光和第二光进行合光处理；偏振转换装置设置在合光装置的出光侧，用于对受激光和第二光的合光进行偏振态转换，以使偏振态转换后的受激光和第二光的偏振态相同。通过这种方式，本申请实施例光源使用偏振转换装置对受激光和第二光的合光进行起偏，使得光源出射的受激光的偏振态与第二光的偏振态相同，能够使得从投影设备的镜头出射的受激光和第二光的合光和激光保持相同的偏振态，从而能够改善3D投影偏色问题；同时，对于保偏效果较好的投影设备来说，从镜头出射的光消光比较高，可以提升单光路3D投影光效，提升3D显示亮度，且节约3D设备成本。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请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，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种光源，其特征在于，所述光源包括：

发光装置，用于出射沿第一光路传输的第一光和沿第二光路传输的第二光；

波长转换装置，设置在所述第一光路上，用于将所述第一光转换成沿第三光路出射的受激光；

合光装置，设置在所述第三光路与所述第二光路的交汇处，用于对所述受激光和所述第二光进行合光处理；

偏振转换装置，设置在所述合光装置的出光侧，用于对所述受激光和第二光的合光进行偏振态转换，以使经偏振态转换后的受激光和第二光的偏振态相同。

2.一种光源，其特征在于，所述光源包括：

发光装置，用于出射沿第一光路传输的第一光和沿第二光路传输的第二光；

波长转换装置，设置在所述第一光路上，用于将所述第一光转换成沿第三光路出射的受激光；

偏振转换装置，设置在所述第三光路上，用于对所述受激光进行偏振态转换，以使经偏振态转换后的受激光和所述第二光的偏振态相同；

合光装置，设置在所述第三光路与所述第二光路的交汇处，用于对偏振态转换后的受激光和所述第二光进行合光处理。

3.根据权利要求1或2所述的光源，其特征在于，所述偏振转换装置设置在所述合光装置的出光侧或者所述波长转换装置的出光侧，所述偏振转换装置包括：

偏振分光元件，具有第一入光面、第一出光面及第二出光面，所述第一入光面和所述第一出光面相对设置，所述第二出光面连接所述第一入光面和所述第一出光面；

光路调节元件，具有相连接的第二入光面和第三出光面，所述第二入光面与所述第二出光面相对设置，所述第三出光面和所述第一出光面同侧设置；

偏振转换元件，与所述第三出光面相对设置；

其中，所述偏振分光元件接收所述受激光或者所述受激光和所述第二光的合光，并将所述受激光或者所述合光中的第一偏振态的光从所述第一出光面出射，将所述受激光或者所述合光中的第二偏振态的光反射至所述第二出光面，所述第二偏振态的光透射至所述光路调节元件；所述光路调节元件将所述第二偏振态的光从所述第三出光面出射至所述偏振转换元件；所述偏振转换元件对所述第二偏振态的光进行偏振态转换，以使经偏振态转换后的第二偏振态与所述第一偏振态的光的偏振态相同。

4.根据权利要求3所述的光源，其特征在于，所述光源还包括第一透镜，设置在所述波长转换装置和所述偏振转换装置之间，用于将所述波长转换装置出射的受激光汇聚到所述偏振分光元件。

5.根据权利要求2所述的光源，其特征在于，所述偏振转换装置包括沿第三光路依次设置的第一复眼透镜、第二复眼透镜和PCS，所述第二复眼透镜设置在所述第一复眼透镜出光侧的焦平面上。

6.根据权利要求1或2所述的光源，其特征在于，所述发光装置包括第一发光单元和第二发光单元，所述第一发光单元用于出射沿第一光路传输的第一光，所述第二发光单元用于出射沿第二光路传输的第二光；

其中，所述第一光包括第一波长范围的第一颜色光，所述第二光至少包括第二波长范围的第一颜色光。

7.根据权利要求6所述的光源，其特征在于，所述第二光还包括第二颜色光或/和第三颜色光。

8.根据权利要求1或2所述的光源，其特征在于，所述发光装置包括发光模组和分光器，所述分光器设置在所述发光模组的出光侧，所述发光模组用于至少出射第一颜色光，所述分光器用于将一部分所述第一颜色光引导至所述第一光路作为所述第一光，将另一部分所述第一颜色光引导至所述第二光路作为所述第二光。

9.根据权利要求8所述的光源，其特征在于，所述发光模组还用于出射第二颜色光或/和第三颜色光，所述分光器还用于将所述第二颜色光或/和第三颜色光引导至所述第二光路作为所述第二光。

10.根据权利要求9所述的光源，其特征在于，所述分光器为转盘，所述转盘的端面上设有沿转盘圆周方向分布的分光膜，所述分光膜用于反射一部分所述第一颜色光至所述第一光路，透射另一部分所述第一颜色光、所述第二颜色光或/和第三颜色光至所述第二光路。

11.根据权利要求9所述的光源，其特征在于，所述分光器为转盘，所述转盘的端面上设有沿转盘圆周方向分布的第一区段和第二区段，所述第一区段用于反射所述第一颜色光至所述第一光路且透射所述第二颜色光或/和第三颜色光至所述第二光路，所述第二区段用于透射所述第一颜色光、所述第二颜色光或/和第三颜色光至所述第二光路。

12.一种投影设备，其特征在于，所述投影设备包括：光调制器、镜头及权利要求1至11任一项所述的光源，所述光调制器用于根据图像信号对所述光源出射的光束进行调制，以形成图像光，所述镜头用于投射调制后的图像光。

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