CN112815273A - 一种发光设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供的发光设备包括第一光源、第二光源、二向色镜、波长转换装置、第一光路调节装置或第二光路调节装置以及第一散射光学系统。在本发明中，通过使用第一散射光学系统可以改善出射光的混光效果。通过单独调节第一光源和第二光源的功率可以实现发光设备的出射光的色温的自由调节。还可以在第一光源中使用可出射不同主波长的光的激光器来提高发光设备的出射光的显色指数。本发明中的第二光源出射的光全部用于激发波长转换装置，相比于现有技术方案，本发明中所提供的发光设备可以在不增加光学扩展量的情况下实现更高光通量的输出，如果在第二光源中配合使用偏振选择元件，则可以再进一步提高发光设备的光通量的输出。

Description

一种发光设备

技术领域

本发明属于照明领域，尤其属于固态光源照明领域。本发明提供的一种发光设备可适用于需要高光照强度和小光学扩展量的系统中，比如娱乐照明系统、投影系统、汽车照明系统、医疗照明系统、探照照明系统、野外作业照明系统、航海照明系统、便携式照明系统等。

背景技术

激光作为理想的点光源，具有光学扩展量小、寿命长且不含汞等优点，由它作为光源，激发荧光材料可以得到彩光或者白光，同时配合使用光学元件，可以得到理想的具有较小光学扩展量的发光设备。

图1是现有的使用二向色镜的发光设备的结构示意图。如图1所示，现有的使用二向色镜的发光设备包括光源101、光源102、二向色镜103、透镜组104(包括透镜104a和透镜104b)、波长转换装置105(包括反射层105a和波长转换层105b)、透射式扩散片106、准直透镜107以及聚焦透镜108。其中，光源101内包含有若干个激光器101a及与若干个激光器101a一一对应的若干个准直透镜101b，激光器101a出射蓝光，光源102内包含有若干个激光器102a及与若干个激光器102a一一对应的若干个准直透镜102b，激光器102a也出射蓝光。

二向色镜103的特性为使蓝光透射且反射黄光。光源101出射的蓝光透射过二向色镜103后射向透镜组104，透镜组104将来自二向色镜103的蓝光朝向波长转换装置105会聚，波长转换装置105是反射式的，包括反射层105a和设于反射层105a上的波长转换层105b(比如：黄色荧光粉层)，波长转换装置105将入射的蓝光转换成黄光并使其射向透镜组104，黄光经透镜组104收集后射向二向色镜103，二向色镜103使黄光反射。光源102出射的蓝光射向透射式扩散片106，透射式扩散片106使其均匀化后射向准直透镜107，经准直透镜107准直的蓝光射向二向色镜103，二向色镜103使其透射。经二向色镜103反射的黄光和透射过二向色镜103的蓝光合为一路混合光，而黄光和蓝光的混合光即为白光，最后聚焦透镜108将这些白光会聚并从发光设备出射。

图1所示的方案的不足之处在于透射式扩散片106无法很好地均匀由光源102出射的蓝光，而且由透射式扩散片106均匀后的蓝光的光分布和由波长转换装置105出射的黄光的光分布很难完全匹配，因此会导致发光设备的出射光中的蓝光和黄光的混光效果不好。

图2是现有的使用偏振分光器的发光设备的结构示意图。如图2所示，现有的发光设备包括光源201、四分之一波片202、偏振分光器203、透镜组204(包括透镜204a和透镜204b)、波长转换装置205(包括反射层205a和波长转换层205b)、四分之一波片206、透镜组207(包括透镜207a和透镜207b)、反射式散射板208以及聚焦透镜209。其中，光源201内包含有若干个激光器201a及与若干个激光器201a一一对应的若干个准直透镜201b，激光器201a出射S偏振光的蓝光。

偏振分光器203的特性为反射S偏振光的蓝光且使P偏振光的蓝光透射，同时偏振分光器203还使黄光透射。光源201出射的S偏振光的蓝光透射过四分之一波片202后被转换成由S偏振光成分和P偏振光成分按照规定的比例混合而成的蓝光，然后入射至偏振分光器203，偏振分光器203将其分离成S偏振光的蓝光和P偏振光的蓝光，并且反射其中的S偏振光的蓝光且使其中的P偏振光的蓝光透射。其中，经偏振分光器203反射的S偏振光的蓝光射向透镜组204，透射过偏振分光器203的P偏振光的蓝光射向四分之一波片206。透镜组204将S偏振光的蓝光朝向波长转换装置205会聚，波长转换装置205是反射式的，包括反射层205a和设于反射层205a上的波长转换层205b(比如：黄色荧光粉层)，波长转换装置205将S偏振光的蓝光转换成黄光并使其射向透镜组204，黄光经透镜组204收集后射向偏振分光器203，偏振分光器203使黄光透射。P偏振光的蓝光透射过四分之一波片206后被转换为圆偏振光的蓝光，透镜组207将圆偏振光的蓝光朝向反射式散射板208会聚，圆偏振光的蓝光经反射式散射板208反射后射向透镜组207，然后经透镜组207收集后射向四分之一波片206，圆偏振光的蓝光透射过四分之一波片206后被转换为S偏振光的蓝光，这些S偏振光的蓝光射向偏振分光器203，偏振分光器203反射S偏振光的蓝光。透射过偏振分光器203的黄光和经偏振分光器203反射的S偏振光的蓝光合为一路混合光，而黄光和蓝光的混合光即为白光，最后聚焦透镜209将这些白光会聚并从发光设备出射。

图2所示的方案有以下几点不足之处：

第一，在图2所示的方案中，光源201出射的S偏振光的蓝光透射过四分之一波片202后被转换成由S偏振光成分和P偏振光成分按照规定的比例混合而成的蓝光，此S偏振光成分和P偏振光成分的比例会决定发光设备的出射光中的蓝光和黄光的比例，从而决定整个发光设备的出射光的色温，但此结构无法实现出射光的色温可调。在此结构的基础上，可以通过旋转四分之一波片202来改变S偏振光成分和P偏振光成分的比例，从而使发光设备的出射光实现色温可调，但由于此时的蓝光和黄光的调节不是相互独立的，增加或减少蓝光的比例会直接影响黄光的光通量的输出，因而在调节色温的过程中，会影响发光设备的光通量的输出。

第二，在图2所示的方案中，光源201出射的蓝光一部分被波长转换装置205转换成黄光，剩余的蓝光和黄光混合形成白光。波长转换装置205包括反射层205a和设于反射层205a上的波长转换层205b(比如：黄色荧光粉层)，黄色荧光粉受蓝光激发后发出黄光，通常为了实现高效的光输出，一般都会选择能够出射最易激发黄色荧光粉的波段的光的激光器来尽可能多地得到黄光，比如选择主波长为455nm的蓝色激光器，但这样所合成出的白光中的蓝光波段的光谱就会非常窄，因为此时的蓝光波段的主要成份为455nm的单色光，因此发光设备的出射光的显色指数一般都比较低。

第三，在图2所示的方案中，如需显著提升发光设备的光通量的输出，就需要在光源201中增加激光器201a的数量，但这样就会使整个发光设备的光学扩展量变大，从而无法满足一些需要小光学扩展量的应用领域，比如：娱乐照明系统、投影系统等。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：第一)现有的使用二向色镜的发光设备的出射光的混光效果不好；第二)现有的使用偏振分光器的发光设备在调节色温的过程中，会影响光通量的输出；第三)现有的使用偏振分光器的发光设备的出射光的显色指数较低；第四)如需显著提升发光设备的光通量的输出，则会使现有的使用偏振分光器的发光设备的光学扩展量变大。

为了解决上述技术问题，本发明的一个技术方案是提供了一种发光设备，其特征在于，包括第一光源、第二光源、二向色镜、波长转换装置、第一光路调节装置以及第一散射光学系统，其中：

所述第一光源用于出射第一波段的光；

所述第二光源用于出射第二波段的光且所述第二波段与所述第一波段相同或不同；

所述二向色镜接收由所述第一光源出射的所述第一波段的光，使其透射或反射；

当所述二向色镜使所述第一光源出射的所述第一波段的光透射时，所述波长转换装置接收透射过所述二向色镜的所述第一波段的光，将其转换成与所述第一波段和所述第二波段均不同的第三波段的光；所述二向色镜反射来自所述波长转换装置的所述第三波段的光；经所述二向色镜反射的所述第三波段的光射向所述第一光路调节装置；

当所述二向色镜使所述第一光源出射的所述第一波段的光反射时，所述波长转换装置接收自所述二向色镜反射而来的所述第一波段的光，将其转换成与所述第一波段和所述第二波段均不同的第三波段的光；所述二向色镜使来自所述波长转换装置的所述第三波段的光透射；透射过所述二向色镜的所述第三波段的光射向所述第一光路调节装置；

所述第一光路调节装置接收由所述第二光源出射的所述第二波段的光，使其至少部分透射或至少部分反射；

当所述第一光路调节装置使所述第二光源出射的所述第二波段的光至少部分透射时，所述第一散射光学系统接收透射过所述第一光路调节装置的所述第二波段的光，将其反射并形成散射的所述第二波段的光；所述第一光路调节装置反射至少部分来自所述第一散射光学系统的所述第二波段的光；所述第一光路调节装置使来自所述二向色镜的所述第三波段的光透射；

当所述第一光路调节装置使所述第二光源出射的所述第二波段的光至少部分反射时，所述第一散射光学系统接收自所述第一光路调节装置反射而来的所述第二波段的光，将其反射并形成散射的所述第二波段的光；所述第一光路调节装置使至少部分来自所述第一散射光学系统的所述第二波段的光透射；所述第一光路调节装置反射来自所述二向色镜的所述第三波段的光。

在上述技术方案中，波长转换装置是反射式的，它可以是静态的，也可以是动态的：

静态的波长转换装置包括反射层和设于反射层上的波长转换层，其中，波长转换层吸收入射的第一波段的光并且受激发后出射第三波段的光。

动态的波长转换装置为可旋转的荧光轮，它包括反射层和设于反射层上的波长转换层，其中，波长转换层吸收入射的第一波段的光并且受激发后出射第三波段的光。

应当注意的是：如荧光轮的不同扇区的反射层上设有两种或两种以上不同的波长转换层，各波长转换层吸收入射的第一波段的光并且受激发后会出射不同波段的受激光，此时，应将这些不同波段的受激光的合光看作是第三波段的光。

在上述技术方案中，二向色镜可以反射具有某一偏振方向的第一波段的光且使具有另一偏振方向的第一波段的光透射。此时，由第一光源出射的射向二向色镜的第一波段的光的偏振状态和/或偏振方向会影响二向色镜在光路中所起到的作用(比如：是反射第一波段的光还是使第一波段的光透射)。二向色镜也可以使具有任何偏振状态和/或任何偏振方向的第一波段的光反射或透射。此时，由第一光源出射的射向二向色镜的第一波段的光的偏振状态和/或偏振方向不会影响二向色镜在光路中所起到的作用(比如：是反射第一波段的光还是使第一波段的光透射)。

二向色镜可以是平板式二向色镜，也可以是立方体式二向色镜。

优选地，所述第一光路调节装置为第一偏振分光器，所述第一偏振分光器关于所述第二波段的入射光具有以下第一特性：反射具有第一偏振方向的所述第二波段的线偏振光且使具有第二偏振方向的所述第二波段的线偏振光透射，其中，所述第一偏振方向不同于所述第二偏振方向；所述第一偏振分光器关于所述第三波段的入射光具有以下第二特性：使所述第三波段的光透射或反射。

在上述技术方案中，第一偏振分光器为平板式偏振分光器或立方体式偏振分光器。

优选地，还包括偏振转换元件，所述偏振转换元件位于所述第一光路调节装置和所述第一散射光学系统之间的光路上，用于使自所述第一光路调节装置射向所述第一散射光学系统的所述第二波段的光经所述第一散射光学系统反射并返回到所述第一光路调节装置时，其偏振方向或偏振状态发生改变。

优选地，所述偏振转换元件为第一四分之一波片。

优选地，所述第一光源内包含N个第一激光器以及与N个所述第一激光器一一对应的N个第一准直元件，N≥1，其中：

所述第一激光器用于出射所述第一波段的光；

所述第一准直元件集成于所述第一激光器内或设于所述第一激光器外，用于准直所述第一激光器出射的所述第一波段的光。

在上述技术方案中，第一准直元件可以集成于第一激光器内部，当所采用的第一激光器内部未集成所述第一准直元件时，也可以在第一激光器外增设第一准直元件(比如：准直透镜)，用于准直第一激光器出射的光。

除上述技术方案指出的第一激光器和第一准直元件外，第一光源内部也可以包含其它光学元件(比如：反射镜)，这些光学元件可以用来收集从第一激光器出射的光，最终形成由第一光源出射的第一波段的光。

优选地，所述第一光源内还包含偏振选择元件，所述偏振选择元件的特性为反射所述第一波段的S偏振光且使所述第一波段的P偏振光透射，所述第一光源内的至少一个所述第一激光器用于出射所述第一波段的S偏振光，形成入射光一，所述第一光源内剩余的所述第一激光器用于出射所述第一波段的P偏振光，形成入射光二，由所述偏振选择元件将所述入射光一和所述入射光二合并为一路光后出射。

优选地，所述第二光源内包含M个第二激光器以及与M个所述第二激光器一一对应的M个第二准直元件，M≥1，其中：

所述第二激光器用于出射所述第二波段的光；

所述第二准直元件集成于所述第二激光器内或设于所述第二激光器外，用于准直所述第二激光器出射的所述第二波段的光。

在上述技术方案中，第二准直元件可以集成于第二激光器内部，当所采用的第二激光器内部未集成所述第二准直元件时，也可以在第二激光器外增设第二准直元件(比如：准直透镜)，用于准直第二激光器出射的光。

除上述技术方案指出的第二激光器和第二准直元件外，第二光源内部也可以包含其它光学元件(比如：反射镜)，这些光学元件可以用来收集从第二激光器出射的光，最终形成由第二光源出射的第二波段的光。

优选地，所述第一散射光学系统由第一反射式散射板构成，或由第一透射式散射板和第一反射镜构成。

在上述技术方案中，第一反射式散射板可以是静态的，也可以是动态的可旋转的第一反射式散射板。

优选地，还包括第一收集光学系统，所述第一收集光学系统位于所述二向色镜和所述波长转换装置之间的光路上，用于将来自所述二向色镜的所述第一波段的光朝向所述波长转换装置会聚，同时用于收集来自所述波长转换装置的所述第三波段的光并使其射向所述二向色镜。

在上述技术方案中，第一收集光学系统可以由透镜、透镜组、复合抛物面聚光器或锥形导光柱单独构成，也可以由上述提到的光学元件之间的任意组合构成。

优选地，还包括第二收集光学系统，所述第二收集光学系统位于所述第一光路调节装置和所述第一散射光学系统之间的光路上，用于将来自所述第一光路调节装置的所述第二波段的光朝向所述第一散射光学系统会聚，同时用于收集来自所述第一散射光学系统的所述第二波段的光并使其射向所述第一光路调节装置。

在上述技术方案中，第二收集光学系统可以由透镜、透镜组、复合抛物面聚光器或锥形导光柱单独构成，也可以由上述提到的光学元件之间的任意组合构成。

优选地，还包括第一匀光光学系统，所述第一匀光光学系统位于从所述第一光源到所述二向色镜的光路上，用于均匀由所述第一光源出射的所述第一波段的光。

在上述技术方案中，第一匀光光学系统可以由扩散片、光学积分棒或至少一个复眼透镜阵列构成，其中，光学积分棒可以是实心的，也可以是空心的。此外，由于使用扩散片会使第一光源发出的第一波段的光有所扩散，因此可以在从第一光源到扩散片的光路上或从扩散片到二向色镜的光路上设置一个正透镜，用于收敛自第一光源射向二向色镜的第一波段的光。

优选地，还包括第二匀光光学系统，所述第二匀光光学系统位于从所述第二光源到所述第一光路调节装置的光路上，用于均匀由所述第二光源出射的所述第二波段的光。

在上述技术方案中，第二匀光光学系统可以由扩散片、光学积分棒或至少一个复眼透镜阵列构成，其中，光学积分棒可以是实心的，也可以是空心的。此外，由于使用扩散片会使第二光源发出的第二波段的光有所扩散，因此可以在从第二光源到扩散片的光路上或从扩散片到第一光路调节装置的光路上设置一个正透镜，用于收敛自第二光源射向第一光路调节装置的第二波段的光。

优选地，还包括聚光光学系统，用于使自所述第一光路调节装置出射的光会聚。

在上述技术方案中，聚光光学系统可以由一个或多个透镜构成。

优选地，还包含第一透镜组，所述第一透镜组位于从所述第一光源到所述二向色镜的光路上，用于缩小由所述第一光源出射的所述第一波段的光所形成的光束。

优选地，还包含第二透镜组，所述第二透镜组位于从所述第二光源到所述第一光路调节装置的光路上，用于缩小由所述第二光源出射的所述第二波段的光所形成的光束。

优选地，还包括反射元件，所述反射元件位于所述第二光源和所述第一光路调节装置之间的光路上，所述反射元件具有透射区和反射区，所述透射区允许所述第二波段的光通过或透射过，所述反射区用于反射来自所述第一光路调节装置的所述第二波段的光，并使其中的至少部分光射回所述第一光路调节装置。

在上述技术方案中，反射元件可以是平面的或非平面的。反射元件的透射区可以是一个通光孔，也可以是由透光材料构成的透光结构。反射元件还可以是部分区域上镀有反射膜的透射式扩散板，其中，透射式扩散板上未镀有反射膜的区域为透射区，透射式扩散板上镀有反射膜的区域为反射区。

优选地，还包括导光光学系统，所述导光光学系统位于从所述第二光源到所述第一光路调节装置的光路上，用于引导至少部分由所述第二光源出射的所述第二波段的光通过或透射过所述反射元件的所述透射区后入射至所述第一光路调节装置。

在上述技术方案中，导光光学系统可以由透镜、复合抛物面聚光器或导光柱单独构成，也可以由上述提到的光学元件之间的任意组合构成。并且透镜、复合抛物面聚光器、导光柱的数量根据需要确定，可以是1个，也可以是2个或2个以上。其中，导光柱可以是实心的，也可以是空心的，导光柱的端面可以为平面或非平面。

优选地，还包括第二散射光学系统，所述第二光路调节装置使由所述第二光源出射的所述第二波段的光部分透射且部分反射后从不同光路出射，所述第一散射光学系统接收从其中一个光路出射的所述第二波段的光，所述二向色镜接收从另一个光路出射的所述第二波段的光，使其透射或反射后射向所述第二散射光学系统，所述第二散射光学系统将其反射并形成散射的所述第二波段的光；所述二向色镜使来自所述第二散射光学系统的所述第二波段的光反射或透射后射向所述第一光路调节装置，所述第一光路调节装置使其透射或反射。

优选地，所述第二散射光学系统由第二反射式散射板构成，或由第二透射式散射板和第二反射镜构成。

在上述技术方案中，第二反射式散射板可以是静态的，也可以是动态的可旋转的第二反射式散射板。

优选地，还包括第三收集光学系统，所述第三收集光学系统位于所述二向色镜和所述第二散射光学系统之间的光路上，用于将来自所述二向色镜的所述第二波段的光朝向所述第二散射光学系统会聚，同时用于收集来自所述第二散射光学系统的所述第二波段的光并使其射向所述二向色镜。

在上述技术方案中，第三收集光学系统可以由透镜、透镜组、复合抛物面聚光器或锥形导光柱单独构成，也可以由上述提到的光学元件之间的任意组合构成。

优选地，还包括第二四分之一波片，所述第二四分之一波片位于所述二向色镜和所述第二散射光学系统之间的光路上。

本发明的另一个技术方案是提供了一种发光设备，其特征在于，包括第一光源、第二光源、二向色镜、波长转换装置、第二光路调节装置以及第一散射光学系统，其中：

所述第一光源用于出射第一波段的光；

所述第二光源用于出射第二波段的光且所述第二波段与所述第一波段相同或不同；

所述第二光路调节装置接收由所述第二光源出射的所述第二波段的光，使其至少部分透射或至少部分反射；

当所述第二光路调节装置使所述第二光源出射的所述第二波段的光至少部分透射时，所述第一散射光学系统接收透射过所述第二光路调节装置的所述第二波段的光，将其反射并形成散射的所述第二波段的光；所述第二光路调节装置反射至少部分来自所述第一散射光学系统的所述第二波段的光，经所述第二光路调节装置反射的来自所述第一散射光学系统的所述第二波段的光射向所述二向色镜；

当所述第二光路调节装置使所述第二光源出射的所述第二波段的光至少部分反射时，所述第一散射光学系统接收自所述第二光路调节装置反射而来的所述第二波段的光，将其反射并形成散射的所述第二波段的光；所述第二光路调节装置使至少部分来自所述第一散射光学系统的所述第二波段的光透射；透射过所述第二光路调节装置的来自所述第一散射光学系统的所述第二波段的光射向所述二向色镜；

所述二向色镜接收由所述第一光源出射的所述第一波段的光，使其透射或反射；

当所述二向色镜使所述第一光源出射的所述第一波段的光透射时，所述波长转换装置接收透射过所述二向色镜的所述第一波段的光，将其转换成与所述第一波段和所述第二波段均不同的第三波段的光；所述二向色镜反射来自所述波长转换装置的所述第三波段的光；所述二向色镜使来自所述第二光路调节装置的所述第二波段的光透射；

当所述二向色镜使所述第一光源出射的所述第一波段的光反射时，所述波长转换装置接收自所述二向色镜反射而来的所述第一波段的光，将其转换成与所述第一波段和所述第二波段均不同的第三波段的光；所述二向色镜使来自所述波长转换装置的所述第三波段的光透射；所述二向色镜反射来自所述第二光路调节装置的所述第二波段的光。

在上述技术方案中，波长转换装置是反射式的，它可以是静态的，也可以是动态的：

静态的波长转换装置包括反射层和设于反射层上的波长转换层，其中，波长转换层吸收入射的第一波段的光并且受激发后出射第三波段的光。

动态的波长转换装置为可旋转的荧光轮，它包括反射层和设于反射层上的波长转换层，其中，波长转换层吸收入射的第一波段的光并且受激发后出射第三波段的光。

应当注意的是：如荧光轮的不同扇区的反射层上设有两种或两种以上不同的波长转换层，各波长转换层吸收入射的第一波段的光并且受激发后会出射不同波段的受激光，此时，应将这些不同波段的受激光的合光看作是第三波段的光。

在上述技术方案中，二向色镜可以反射具有某一偏振方向的第一波段的光且使具有另一偏振方向的第一波段的光透射。此时，由第一光源出射的射向二向色镜的第一波段的光的偏振状态和/或偏振方向会影响二向色镜在光路中所起到的作用(比如：是反射第一波段的光还是使第一波段的光透射)。二向色镜也可以使具有任何偏振状态和/或任何偏振方向的第一波段的光反射或透射。此时，由第一光源出射的射向二向色镜的第一波段的光的偏振状态和/或偏振方向不会影响二向色镜在光路中所起到的作用(比如：是反射第一波段的光还是使第一波段的光透射)。

二向色镜可以是平板式二向色镜，也可以是立方体式二向色镜。

优选地，所述第二光路调节装置为第二偏振分光器，所述第二偏振分光器关于所述第二波段的入射光具有以下特性：反射具有第一偏振方向的所述第二波段的线偏振光且使具有第二偏振方向的所述第二波段的线偏振光透射，其中，所述第一偏振方向不同于所述第二偏振方向。

在上述技术方案中，第二偏振分光器为平板式偏振分光器或立方体式偏振分光器。

优选地，还包括偏振转换元件，所述偏振转换元件位于所述第二光路调节装置和所述第一散射光学系统之间的光路上，用于使自所述第二光路调节装置射向所述第一散射光学系统的所述第二波段的光经所述第一散射光学系统反射并返回到所述第二光路调节装置时，其偏振方向或偏振状态发生改变。

优选地，所述偏振转换元件为第一四分之一波片。

优选地，所述第一光源内包含N个第一激光器以及与N个所述第一激光器一一对应的N个第一准直元件，N≥1，其中：

所述第一激光器用于出射所述第一波段的光；

所述第一准直元件集成于所述第一激光器内或设于所述第一激光器外，用于准直所述第一激光器出射的所述第一波段的光。

在上述技术方案中，第一准直元件可以集成于第一激光器内部，当所采用的第一激光器内部未集成所述第一准直元件时，也可以在第一激光器外增设第一准直元件(比如：准直透镜)，用于准直第一激光器出射的光。

除上述技术方案指出的第一激光器和第一准直元件外，第一光源内部也可以包含其它光学元件(比如：反射镜)，这些光学元件可以用来收集从第一激光器出射的光，最终形成由第一光源出射的第一波段的光。

优选地，所述第一光源内还包含偏振选择元件，所述偏振选择元件的特性为反射所述第一波段的S偏振光且使所述第一波段的P偏振光透射，所述第一光源内的至少一个所述第一激光器用于出射所述第一波段的S偏振光，形成入射光一，所述第一光源内剩余的所述第一激光器用于出射所述第一波段的P偏振光，形成入射光二，由所述偏振选择元件将所述入射光一和所述入射光二合并为一路光后出射。

优选地，所述第二光源内包含M个第二激光器以及与M个所述第二激光器一一对应的M个第二准直元件，M≥1，其中：

所述第二激光器用于出射所述第二波段的光；

所述第二准直元件集成于所述第二激光器内或设于所述第二激光器外，用于准直所述第二激光器出射的所述第二波段的光。

在上述技术方案中，第二准直元件可以集成于第二激光器内部，当所采用的第二激光器内部未集成所述第二准直元件时，也可以在第二激光器外增设第二准直元件(比如：准直透镜)，用于准直第二激光器出射的光。

除上述技术方案指出的第二激光器和第二准直元件外，第二光源内部也可以包含其它光学元件(比如：反射镜)，这些光学元件可以用来收集从第二激光器出射的光，最终形成由第二光源出射的第二波段的光。

优选地，所述第一散射光学系统由第一反射式散射板构成，或由第一透射式散射板和第一反射镜构成。

在上述技术方案中，第一反射式散射板可以是静态的，也可以是动态的可旋转的第一反射式散射板。

优选地，还包括第一收集光学系统，所述第一收集光学系统位于所述二向色镜和所述波长转换装置之间的光路上，用于将来自所述二向色镜的所述第一波段的光朝向所述波长转换装置会聚，同时用于收集来自所述波长转换装置的所述第三波段的光并使其射向所述二向色镜。

在上述技术方案中，第一收集光学系统可以由透镜、透镜组、复合抛物面聚光器或锥形导光柱单独构成，也可以由上述提到的光学元件之间的任意组合构成。

优选地，还包括第二收集光学系统，所述第二收集光学系统位于所述第二光路调节装置和所述第一散射光学系统之间的光路上，用于将来自所述第二光路调节装置的所述第二波段的光朝向所述第一散射光学系统会聚，同时用于收集来自所述第一散射光学系统的所述第二波段的光并使其射向所述第二光路调节装置。

在上述技术方案中，第二收集光学系统可以由透镜、透镜组、复合抛物面聚光器或锥形导光柱单独构成，也可以由上述提到的光学元件之间的任意组合构成。

优选地，还包括第一匀光光学系统，所述第一匀光光学系统位于从所述第一光源到所述二向色镜的光路上，用于均匀由所述第一光源出射的所述第一波段的光。

在上述技术方案中，第一匀光光学系统可以由扩散片、光学积分棒或至少一个复眼透镜阵列构成，其中，光学积分棒可以是实心的，也可以是空心的。此外，由于使用扩散片会使第一光源发出的第一波段的光有所扩散，因此可以在从第一光源到扩散片的光路上或从扩散片到二向色镜的光路上设置一个正透镜，用于收敛自第一光源射向二向色镜的第一波段的光。

优选地，还包括第二匀光光学系统，所述第二匀光光学系统位于从所述第二光源到所述第二光路调节装置的光路上，用于均匀由所述第二光源出射的所述第二波段的光。

在上述技术方案中，第二匀光光学系统可以由扩散片、光学积分棒或至少一个复眼透镜阵列构成，其中，光学积分棒可以是实心的，也可以是空心的。此外，由于使用扩散片会使第二光源发出的第二波段的光有所扩散，因此可以在从第二光源到扩散片的光路上或从扩散片到第二光路调节装置的光路上设置一个正透镜，用于收敛自第二光源射向第二光路调节装置的第二波段的光。

优选地，还包括聚光光学系统，用于使自所述二向色镜出射的光会聚。

在上述技术方案中，聚光光学系统可以由一个或多个透镜构成。

优选地，还包含第一透镜组，所述第一透镜组位于从所述第一光源到所述二向色镜的光路上，用于缩小由所述第一光源出射的所述第一波段的光所形成的光束。

优选地，还包含第二透镜组，所述第二透镜组位于从所述第二光源到所述第二光路调节装置的光路上，用于缩小由所述第二光源出射的所述第二波段的光所形成的光束。

优选地，还包括反射元件，所述反射元件位于所述第二光源和所述第二光路调节装置之间的光路上，所述反射元件具有透射区和反射区，所述透射区允许所述第二波段的光通过或透射过，所述反射区用于反射来自所述第二光路调节装置的所述第二波段的光，并使其中的至少部分光射回所述第二光路调节装置。

在上述技术方案中，反射元件可以是平面的或非平面的。反射元件的透射区可以是一个通光孔，也可以是由透光材料构成的透光结构。反射元件还可以是部分区域上镀有反射膜的透射式扩散板，其中，透射式扩散板上未镀有反射膜的区域为透射区，透射式扩散板上镀有反射膜的区域为反射区。

优选地，还包括导光光学系统，所述导光光学系统位于从所述第二光源到所述第二光路调节装置的光路上，用于引导至少部分由所述第二光源出射的所述第二波段的光通过或透射过所述反射元件的所述透射区后入射至所述第二光路调节装置。

在上述技术方案中，导光光学系统可以由透镜、复合抛物面聚光器或导光柱单独构成，也可以由上述提到的光学元件之间的任意组合构成。并且透镜、复合抛物面聚光器、导光柱的数量根据需要确定，可以是1个，也可以是2个或2个以上。其中，导光柱可以是实心的，也可以是空心的，导光柱的端面可以为平面或非平面。

优选地，还包括第二散射光学系统，所述第二光路调节装置使由所述第二光源出射的所述第二波段的光部分透射且部分反射后从不同光路出射，所述第一散射光学系统接收从其中一个光路出射的所述第二波段的光，所述第二散射光学系统接收从另一个光路出射的所述第二波段的光，将其反射并形成散射的所述第二波段的光；所述第二光路调节装置使来自所述第二散射光学系统的所述第二波段的光透射或反射后射向所述二向色镜，所述二向色镜使其透射或反射。

优选地，所述第二散射光学系统由第二反射式散射板构成，或由第二透射式散射板和第二反射镜构成。

在上述技术方案中，第二反射式散射板可以是静态的，也可以是动态的可旋转的第二反射式散射板。

优选地，还包括第三收集光学系统，所述第三收集光学系统位于所述第二光路调节装置和所述第二散射光学系统之间的光路上，用于将来自所述第二光路调节装置的所述第二波段的光朝向所述第二散射光学系统会聚，同时用于收集来自所述第二散射光学系统的所述第二波段的光并使其射向所述第二光路调节装置。

在上述技术方案中，第三收集光学系统可以由透镜、透镜组、复合抛物面聚光器或锥形导光柱单独构成，也可以由上述提到的光学元件之间的任意组合构成。

优选地，还包括第二四分之一波片，所述第二四分之一波片位于所述第二光路调节装置和所述第二散射光学系统之间的光路上。

本领域技术人员还可以根据需要设置用于第一光源和/或第二光源和/或波长转换装置散热的散热器。

在本发明中，通过使用第一散射光学系统，可以改善出射光的混光效果。本发明中的第一光源和第二光源是彼此独立的，这样就可以通过单独调节第一光源和第二光源的功率来实现发光设备的出射光的色温的自由调节，而且不会影响发光设备的光通量的输出。同时，可以在第一光源中使用可出射不同主波长的光的激光器来扩展蓝光波段的光谱，从而提高发光设备的出射光的显色指数。此外，本发明中的第二光源出射的光全部用于激发波长转换装置，因此，相比于现有技术方案，本发明中所提供的发光设备可以在不增加光学扩展量的情况下实现更高光通量的输出，如果在第二光源中配合使用偏振选择元件，则可以再进一步提高发光设备的光通量的输出且不影响发光设备的光学扩展量。

本发明的发光设备具有亮度高、光学扩展量小、显色指数高、工作寿命长等特点，可适用于需要高光照强度和小光学扩展量的系统中，比如娱乐照明系统、投影系统、汽车照明系统、医疗照明系统、探照照明系统、野外作业照明系统、航海照明系统、便携式照明系统等，尤其适合应用在娱乐照明系统及投影照明系统中。

附图说明

图1为现有的使用二向色镜的发光设备的结构示意图；

图2为现有的使用偏振分光器的发光设备的结构示意图；

图3为静态的波长转换装置的结构示意图；

图4及图5示意出了两种不同结构形式的动态的波长转换装置；

图6为实施例1公开的一种发光设备的结构示意图；

图7为实施例2公开的一种发光设备的结构示意图；

图8为实施例3公开的一种发光设备的结构示意图；

图9为实施例4公开的一种发光设备的结构示意图；

图10为实施例5公开的一种发光设备的结构示意图；

图11为实施例6公开的一种发光设备的结构示意图；

图12为实施例7公开的一种发光设备的结构示意图；

图13为实施例8公开的一种发光设备的结构示意图；

图14为实施例9公开的一种发光设备的结构示意图；

图15为实施例10公开的一种发光设备的结构示意图；

图16为实施例11公开的一种发光设备的结构示意图；

图17为实施例12公开的一种发光设备的结构示意图；

图18为实施例13公开的一种发光设备的结构示意图；

图19为实施例14公开的一种发光设备的结构示意图；

图20为实施例15公开的一种发光设备的结构示意图；

图21为实施例16公开的一种发光设备的结构示意图；

图22为实施例17公开的一种发光设备的结构示意图；

图23为实施例18公开的一种发光设备的结构示意图；

图24为实施例19公开的一种发光设备的结构示意图；

图25为实施例20公开的一种发光设备的结构示意图；

图26为实施例21公开的一种发光设备的结构示意图；

图27为实施例22公开的一种发光设备的结构示意图；

图28为实施例23公开的一种发光设备的结构示意图；

图29为实施例24公开的一种发光设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

以下实施例中所使用到的静态的波长转换装置的结构可以如图3所示。以下实施例中所使用到的动态的波长转换装置可以是如图4所示的动态的波长转换装置，也可以是如图5所示的动态的波长转换装置。

如图3所示的一种静态的波长转换装置301，包括反射层301a和设于反射层301a上的波长转换层301b，其中波长转换层301b由黄色荧光材料(比如：黄色荧光粉或黄色荧光陶瓷)构成，它将入射的蓝光转换为黄光，反射层301a为反射衬底。

如图4所示的一种动态的波长转换装置，为可旋转的荧光轮401，它包括反射层和设于反射层上的波长转换层Y。波长转换层Y由黄色荧光材料(比如：黄色荧光粉或黄色荧光陶瓷)构成，它将入射的蓝光转换为黄光。

如图5所示的另一种动态的波长转换装置，为可旋转的荧光轮501，它包括反射层和设于荧光轮501的不同扇区的反射层上的两种不同的波长转换层，它们分别为波长转换层G和波长转换层R。波长转换层G由绿色荧光材料(比如：绿色荧光粉或绿色荧光陶瓷)构成，它将入射的蓝光转换为绿光。波长转换层R由红色荧光材料(比如：红色荧光粉或红色荧光陶瓷)构成，它将入射的蓝光转换为红光。

实施例1

如图6所示，本实施例公开的一种发光设备包括第一光源601、第二光源602、二向色镜603、第一收集光学系统、波长转换装置605、第一光路调节装置、偏振转换元件、第二收集光学系统、第一散射光学系统以及聚光光学系统。第一光源601内包含有若干个激光器601a和与若干个激光器601a一一对应的若干个准直透镜601b，其中激光器601a出射主波长为455nm的蓝光。第二光源602内包含有若干个激光器602a和与若干个激光器602a一一对应的若干个准直透镜602b，其中激光器602a出射主波长为455nm的蓝光。第一收集光学系统由包含透镜604a和透镜604b的透镜组604构成。波长转换装置605包括反射层605a和设于反射层605a上的波长转换层605b。第一光路调节装置为平板式偏振分光器606。偏振转换元件为四分之一波片607。第二收集光学系统由包含透镜608a和透镜608b的透镜组608构成。第一散射光学系统由一个反射式散射板609构成。收集光学系统由一个聚焦透镜610构成。

本实施例中的二向色镜603的特性为反射蓝光且使黄光透射。第一光源601出射的蓝光经二向色镜603反射后射向透镜组604，透镜组604将来自二向色镜603的蓝光朝向波长转换装置605会聚，波长转换装置605将入射的蓝光转换成黄光并使其射向透镜组604，黄光经透镜组604收集后射向二向色镜603，二向色镜603使黄光透射并射向平板式偏振分光器606。

本实施例中的平板式偏振分光器606的特性为反射S偏振光的蓝光且使P偏振光的蓝光透射，同时平板式偏振分光器606还使黄光透射。第二光源602出射的P偏振光的蓝光透射过平板式偏振分光器606后射向四分之一波片607。P偏振光的蓝光透射过四分之一波片607后被转换为圆偏振光的蓝光，透镜组608将圆偏振光的蓝光朝向反射式散射板609会聚。反射式散射板609将入射的圆偏振光的蓝光反射，经反射式散射板609反射的圆偏振光的蓝光由透镜组608收集后射向四分之一波片607。圆偏振光的蓝光透射过四分之一波片607后被转换为S偏振光的蓝光，这些S偏振光的蓝光射向平板式偏振分光器606。

由于平板式偏振分光器606的特性为反射S偏振光的蓝光且使P偏振光的蓝光透射，同时平板式偏振分光器606还使黄光透射，因此，透射过平板式偏振分光器606的黄光和经平板式偏振分光器606反射的S偏振光的蓝光得以合为一路混合光并射向聚焦透镜610，而黄光和蓝光的混合光即为白光，最后，聚焦透镜610使白光会聚并从发光设备出射。

实施例2

如图7所示，本实施例公开的一种发光设备包括第一光源701(由若干个激光器701a和与若干个激光器701a一一对应的若干个准直透镜701b构成)、第二光源702(由若干个激光器702a和与若干个激光器702a一一对应的若干个准直透镜702b构成)、二向色镜703、第一收集光学系统(由包含透镜704a和透镜704b的透镜组704构成)、波长转换装置705(包括反射层705a和设于反射层705a上的波长转换层705b)、第一光路调节装置(由一个平板式偏振分光器706构成)、偏振转换元件(由一个四分之一波片707构成)、第二收集光学系统(由包含透镜708a和透镜708b的透镜组708构成)、第一散射光学系统(由一个反射式散射板709构成)、聚光光学系统(由一个聚焦透镜710构成)、第一透镜组711以及第二透镜组712。

本实施例与实施例1的第一个区别在于：在从第一光源701到二向色镜703的光路上设有第一透镜组711，第一透镜组711由一个正透镜711a和一个负透镜711b构成，用于缩小由第一光源701出射的蓝光所形成的光束。

本实施例与实施例1的第二个区别在于：在从第二光源702到平板式偏振分光器706的光路上设有第二透镜组712，第二透镜组712由一个正透镜712a和一个负透镜712b构成，用于缩小由第二光源702出射的蓝光所形成的光束。

实施例3

如图8所示，本实施例公开的一种发光设备包括第一光源801(由若干个激光器801a和与若干个激光器801a一一对应的若干个准直透镜801b构成)、第二光源802(由若干个激光器802a和与若干个激光器802a一一对应的若干个准直透镜802b构成)、二向色镜803、第一收集光学系统(由包含透镜804a和透镜804b的透镜组804构成)、波长转换装置805(包括反射层805a和设于反射层805a上的波长转换层805b)、第一光路调节装置、偏振转换元件(由一个四分之一波片807构成)、第二收集光学系统(由包含透镜808a和透镜808b的透镜组808构成)、第一散射光学系统(由一个反射式散射板809构成)、聚光光学系统(由一个聚焦透镜810构成)、第一匀光光学系统以及第二匀光光学系统。

本实施例与实施例1的第一个区别在于：本实施例中的第一光路调节装置是由立方体式偏振分光器806而非平板式偏振分光器构成。

本实施例与实施例1的第二个区别在于：在从第一光源801到二向色镜803的光路上设有第一匀光光学系统，第一匀光光学系统由一个透射式扩散片813构成，用于均匀由第一光源801出射的蓝光。

本实施例与实施例1的第三个区别在于：在从第二光源802到立方体式偏振分光器806的光路上设有第二匀光光学系统，第二匀光光学系统由一个透射式扩散片814构成，用于均匀由第二光源802出射的蓝光。

实施例4

如图9所示，本实施例公开的一种发光设备包括第一光源901(由若干个激光器901a和与若干个激光器901a一一对应的若干个准直透镜901b构成)、第二光源902、二向色镜903、第一收集光学系统(由包含透镜904a和透镜904b的透镜组904构成)、波长转换装置905(包括反射层905a和设于反射层905a上的波长转换层905b)、第一光路调节装置(由一个平板式偏振分光器906构成)、偏振转换元件(由一个四分之一波片907构成)、第二收集光学系统(由包含透镜908a和透镜908b的透镜组908构成)、第一散射光学系统(由一个反射式散射板909构成)以及聚光光学系统(由一个聚焦透镜910构成)。

本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中的第二光源902内包含有若干个激光器902a和与若干个激光器902a一一对应的若干个准直透镜902b以及若干个激光器902c和与若干个激光器902c一一对应的若干个准直透镜902d。其中，激光器902a出射主波长为455nm的蓝光，而激光器902c则出射主波长为465nm的蓝光。相比于实施例1，使用可出射不同主波长的蓝光的激光器可以扩展蓝光波段的光谱，从而提高发光设备的出射光的显色指数。同时由于第二光源902不用于激发波长转换装置905来得到黄光，因此改变第二光源902的出射光的波段也不会影响波长转换装置905的转换效率。

实施例5

如图10所示，本实施例公开的一种发光设备包括第一光源1001、第二光源1002(由若干个激光器1002a和与若干个激光器1002a一一对应的若干个准直透镜1002b构成)、二向色镜1003、第一收集光学系统(由包含透镜1004a和透镜1004b的透镜组1004构成)、波长转换装置1005(包括反射层1005a和设于反射层1005a上的波长转换层1005b)、第一光路调节装置(由一个平板式偏振分光器1006构成)、偏振转换元件(由一个四分之一波片1007构成)、第二收集光学系统(由包含透镜1008a和透镜1008b的透镜组1008构成)、第一散射光学系统(由一个反射式散射板1009构成)以及聚光光学系统(由一个聚焦透镜1010构成)。

本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中的第一光源1001内包含有若干个激光器1001a和与若干个激光器1001a一一对应的若干个准直透镜1001b、若干个激光器1001c和与若干个激光器1001c一一对应的若干个准直透镜1001d以及偏振选择元件1001e。其中，激光器1001a出射S偏振光的蓝光且其入射至偏振选择元件1001e的一侧，激光器1001c出射P偏振光的蓝光且其入射至偏振选择元件1001e的另一侧。偏振选择元件1001e的特性为反射S偏振光的蓝光且使P偏振光的蓝光透射。激光器1001a出射的S偏振光的蓝光和激光器1001c出射的P偏振光的蓝光由偏振选择元件1001e合为一路光。相比于实施例1，本实施例中的第一光源1001可以在不影响发光设备的光学扩展量的情况下出射更多的蓝光，从而能够在激发波长转换装置1005后得到更多的黄光。

实施例6

如图11所示，本实施例公开的一种发光设备包括第一光源1101、第二光源1102(由若干个激光器1102a和与若干个激光器1102a一一对应的若干个准直透镜1102b构成)、二向色镜1103、第一收集光学系统(由包含透镜1104a和透镜1104b的透镜组1104构成)、波长转换装置1105(包括反射层1105a和设于反射层1105a上的波长转换层1105b)、第一光路调节装置(由一个平板式偏振分光器1106构成)、偏振转换元件(由一个四分之一波片1107构成)、第二收集光学系统(由包含透镜1108a和透镜1108b的透镜组1108构成)、第一散射光学系统(由一个反射式散射板1109构成)以及聚光光学系统(由一个聚焦透镜1110构成)。

本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中的第一光源1101内包含有若干个激光器1101a和与若干个激光器1101a一一对应的若干个准直透镜1101b、若干个激光器1101c和与若干个激光器1101c一一对应的若干个准直透镜1101d、偏振选择元件1101e以及反射镜1101f。其中，激光器1101a出射S偏振光的蓝光且其经反射镜1101f反射后入射至偏振选择元件1101e的一侧，激光器1101c出射P偏振光的蓝光且其入射至偏振选择元件1101e的另一侧。偏振选择元件1101e的特性为反射S偏振光的蓝光且使P偏振光的蓝光透射。激光器1101a出射的S偏振光的蓝光和激光器1101c出射的P偏振光的蓝光由偏振选择元件1101e合为一路光。相比于实施例1，本实施例中的第一光源1101可以在不影响发光设备的光学扩展量的情况下出射更多的蓝光，从而能够在激发波长转换装置1105后得到更多的黄光。

实施例7

如图12所示，本实施例公开的一种发光设备包括第一光源1201(由若干个激光器1201a和与若干个激光器1201a一一对应的若干个准直透镜1201b构成)、第二光源1202(由若干个激光器1202a和与若干个激光器1202a一一对应的若干个准直透镜1202b构成)、二向色镜1203、第一收集光学系统(由包含透镜1204a和透镜1204b的透镜组1204构成)、波长转换装置、第一光路调节装置(由一个平板式偏振分光器1206构成)、偏振转换元件(由一个四分之一波片1207构成)、第二收集光学系统(由包含透镜1208a和透镜1208b的透镜组1208构成)、第一散射光学系统以及聚光光学系统(由一个聚焦透镜1210构成)。

本实施例与实施例1的第一个区别在于：本实施例中的波长转换装置为可旋转的荧光轮1205。

本实施例与实施例1的第二个区别在于：本实施例中的第一散射光学系统为可旋转的反射式散射板1209。

实施例8

如图13所示，本实施例公开的一种发光设备包括第一光源1301(由若干个激光器1301a和与若干个激光器1301a一一对应的若干个准直透镜1301b构成)、第二光源1302(由若干个激光器1302a和与若干个激光器1302a一一对应的若干个准直透镜1302b构成)、二向色镜1303、第一收集光学系统(由包含透镜1304a和透镜1304b的透镜组1304构成)、波长转换装置1305(包括反射层1305a和设于反射层1305a上的波长转换层1305b)、第一光路调节装置(由一个平板式偏振分光器1306构成)、偏振转换元件(由一个四分之一波片1307构成)、第二收集光学系统(由包含透镜1308a和透镜1308b的透镜组1308构成)、第一散射光学系统1309以及聚光光学系统(由一个聚焦透镜1310构成)。

本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中的第一散射光学系统1309由一个透射式散射板1309a和一个反射镜1309b构成。

实施例9

如图14所示，本实施例公开的一种发光设备包括第一光源1401(由若干个激光器1401a和与若干个激光器1401a一一对应的若干个准直透镜1401b构成)、第二光源1402(由若干个激光器1402a和与若干个激光器1402a一一对应的若干个准直透镜1402b构成)、二向色镜1403、第一收集光学系统(由包含透镜1404a和透镜1404b的透镜组1404构成)、波长转换装置1405(包括反射层1405a和设于反射层1405a上的波长转换层1405b)、第一光路调节装置(由一个平板式偏振分光器1406构成)、偏振转换元件(由一个四分之一波片1407构成)、第二收集光学系统(由包含透镜1408a和透镜1408b的透镜组1408构成)、第一散射光学系统(由一个反射式散射板1409构成)以及聚光光学系统(由一个聚焦透镜1410构成)。

本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中的二向色镜1403的特性为使蓝光透射且反射黄光，第一光源1401出射的蓝光透射过二向色镜1403后射向透镜组1404，透镜组1404将来自二向色镜1403的蓝光朝向波长转换装置1405会聚，波长转换装置1405将入射的蓝光转换成黄光并使其射向透镜组1404，黄光经透镜组1404收集后射向二向色镜1403，然后经二向色镜1403反射后射向平板式偏振分光器1406。

实施例10

如图15所示，本实施例公开的一种发光设备包括第一光源1501(由若干个激光器1501a和与若干个激光器1501a一一对应的若干个准直透镜1501b构成)、第二光源1502(由若干个激光器1502a和与若干个激光器1502a一一对应的若干个准直透镜1502b构成)、二向色镜1503、第一收集光学系统(由包含透镜1504a和透镜1504b的透镜组1504构成)、波长转换装置1505(包括反射层1505a和设于反射层1505a上的波长转换层1505b)、第一光路调节装置(由一个平板式偏振分光器1506构成)、偏振转换元件(由一个四分之一波片1507构成)、第二收集光学系统(由包含透镜1508a和透镜1508b的透镜组1508构成)、第一散射光学系统(由一个反射式散射板1509构成)以及聚光光学系统(由一个聚焦透镜1510构成)。

本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中的平板式偏振分光器1506的特性为反射S偏振光的蓝光且使P偏振光的蓝光透射，同时平板式偏振分光器1506还反射黄光。第二光源1502出射的S偏振光的蓝光经平板式偏振分光器1506反射后射向四分之一波片1507，S偏振光的蓝光透射过四分之一波片1507后被转换为圆偏振光的蓝光。透镜组1508将圆偏振光的蓝光朝向反射式散射板1509会聚，反射式散射板1509将入射的圆偏振光的蓝光反射。经反射式散射板1509反射的圆偏振光的蓝光由透镜组1508收集后射向四分之一波片1507，圆偏振光的蓝光透射过四分之一波片1507后被转换为P偏振光的蓝光，这些P偏振光的蓝光射向平板式偏振分光器1506。平板式偏振分光器1506使P偏振光的蓝光透射，同时平板式偏振分光器1506反射来自二向色镜1503的黄光。透射过平板式偏振分光器1506的P偏振光的蓝光和经平板式偏振分光器1506反射的黄光得以合为一路混合光并射向聚焦透镜1510。

实施例11

如图16所示，本实施例公开的一种发光设备包括第一光源1601(由若干个激光器1601a和与若干个激光器1601a一一对应的若干个准直透镜1601b构成)、第二光源1602(由若干个激光器1602a和与若干个激光器1602a一一对应的若干个准直透镜1602b构成)、二向色镜1603、第一收集光学系统(由包含透镜1604a和透镜1604b的透镜组1604构成)、波长转换装置1605(包括反射层1605a和设于反射层1605a上的波长转换层1605b)、第一光路调节装置(由一个平板式偏振分光器1606构成)、偏振转换元件(由一个四分之一波片1607构成)、第二收集光学系统(由包含透镜1608a和透镜1608b的透镜组1608构成)、第一散射光学系统(由一个反射式散射板1609构成)、聚光光学系统(由一个聚焦透镜1610构成)、导光光学系统1615以及反射元件1616。

本实施例与实施例1的区别在于：在从第二光源1602到平板式偏振分光器1606的光路上设有导光光学系统1615和反射元件1616。其中，导光光学系统1615由正透镜1615a和正透镜1615b构成，反射元件1616的透射区为一个通光孔1616a且正透镜1615b位于该通光孔1616a处。第二光源1602出射的P偏振光的蓝光由导光光学系统1615引导至平板式偏振分光器1606。平板式偏振分光器1606的特性为反射S偏振光的蓝光且使P偏振光的蓝光透射，同时平板式偏振分光器1606还使黄光透射。P偏振光的蓝光透射过平板式偏振分光器1606后射向四分之一波片1607。P偏振光的蓝光透射过四分之一波片1607后被转换为圆偏振光的蓝光，透镜组1608将圆偏振光的蓝光朝向反射式散射板1609会聚，反射式散射板1609将入射的圆偏振光的蓝光反射，经反射式散射板1609反射后的蓝光中有部分光变为了非偏振光的蓝光，其余的光仍为圆偏振光的蓝光。蓝光由透镜组1608收集后射向四分之一波片1607，然后透射过四分之一波片1607并入射至平板式偏振分光器1606。圆偏振光的蓝光透射过四分之一波片1607后被转换为S偏振光的蓝光，这些S偏振光的蓝光被平板式偏振分光器1606反射，而非偏振光的蓝光则被平板式偏振分光器1606分离成S偏振光的蓝光和P偏振光的蓝光，其中的S偏振光的蓝光被平板式偏振分光器1606反射，其中的P偏振光的蓝光透射过平板式偏振分光器1606并射向反射元件1616。反射元件1616将大部分来自平板式偏振分光器1606的P偏振光的蓝光反射后使其射回平板式偏振分光器1606，然后这些P偏振光的蓝光透射过平板式偏振分光器1606后再次射向四分之一波片1607。

实施例12

如图17所示，本实施例公开的一种发光设备包括第一光源1701(由若干个激光器1701a和与若干个激光器1701a一一对应的若干个准直透镜1701b构成)、第二光源1702(由若干个激光器1702a和与若干个激光器1702a一一对应的若干个准直透镜1702b构成)、二向色镜1703、第一收集光学系统(由包含透镜1704a和透镜1704b的透镜组1704构成)、波长转换装置1705(包括反射层1705a和设于反射层1705a上的波长转换层1705b)、第一光路调节装置(由一个平板式偏振分光器1706构成)、偏振转换元件(由一个四分之一波片1707构成)、第二收集光学系统(由包含透镜1708a和透镜1708b的透镜组1708构成)、第一散射光学系统(由一个反射式散射板1709构成)、聚光光学系统(由一个聚焦透镜1710构成)、四分之一波片1717、第三收集光学系统以及第二散射光学系统。第三收集光学系统由包含透镜1718a和透镜1718b的透镜组1718构成。第二散射光学系统由一个反射式散射板1719构成。

本实施例与实施例1的区别在于：第二光源1702出射的蓝光入射至平板式偏振分光器1706时，蓝光中包含有S偏振光成分和P偏振光成分，平板式偏振分光器1706将其分离成S偏振光的蓝光和P偏振光的蓝光，并且反射其中的S偏振光的蓝光且使其中的P偏振光的蓝光透射。其中：透射过平板式偏振分光器1706的P偏振光的蓝光的之后的行进光路和实施例1中透射过平板式偏振分光器606的P偏振光的蓝光的行进光路相同；经平板式偏振分光器1706反射的S偏振光的蓝光射向二向色镜1703，二向色镜1703将其反射后射向四分之一波片1717。S偏振光的蓝光透射过四分之一波片1717后被转换为圆偏振光的蓝光，透镜组1718将圆偏振光的蓝光朝向反射式散射板1719会聚。反射式散射板1719将入射的圆偏振光的蓝光反射，经反射式散射板1719反射的圆偏振光的蓝光由透镜组1718收集后射向四分之一波片1717。圆偏振光的蓝光透射过四分之一波片1717后被转换为P偏振光的蓝光，这些P偏振光的蓝光经二向色镜1703反射后射向平板式偏振分光器1706，平板式偏振分光器1706使其透射。

为了更清晰地体现出光路，在图17中，从第二光源1702到反射式散射板1709的光路和从第二光源1702到反射式散射板1719的光路均用虚线表示。

实施例13

如图18所示，本实施例公开的一种发光设备包括第一光源1801、第二光源1802、二向色镜1803、第一收集光学系统、波长转换装置1805、第二光路调节装置、偏振转换元件、第二收集光学系统、第一散射光学系统以及聚光光学系统。第一光源1801内包含有若干个激光器1801a和与若干个激光器1801a一一对应的若干个准直透镜1801b，其中激光器1801a出射主波长为455nm的蓝光。第二光源1802内包含有若干个激光器1802a和与若干个激光器1802a一一对应的若干个准直透镜1802b，其中激光器1802a出射主波长为455nm的蓝光。第一收集光学系统由包含透镜1804a和透镜1804b的透镜组1804构成。波长转换装置1805包括反射层1805a和设于反射层1805a上的波长转换层1805b。第二光路调节装置为平板式偏振分光器1806。偏振转换元件为四分之一波片1807。第二收集光学系统由包含透镜1808a和透镜1808b的透镜组1808构成。第一散射光学系统由一个反射式散射板1809构成。收集光学系统由一个聚焦透镜1810构成。

本实施例中的平板式偏振分光器1806的特性为反射S偏振光的蓝光且使P偏振光的蓝光透射。第二光源1802出射的P偏振光的蓝光透射过平板式偏振分光器1806后射向四分之一波片1807。P偏振光的蓝光透射过四分之一波片1807后被转换为圆偏振光的蓝光，透镜组1808将圆偏振光的蓝光朝向反射式散射板1809会聚。反射式散射板1809将入射的圆偏振光的蓝光反射，经反射式散射板1809反射的圆偏振光的蓝光由透镜组1808收集后射向四分之一波片1807。圆偏振光的蓝光透射过四分之一波片1806后被转换为S偏振光的蓝光并射向平板式偏振分光器1806，这些S偏振光的蓝光经平板式偏振分光器1806反射后射向二向色镜1803。

本实施例中的二向色镜1803的特性为使蓝光透射且反射黄光。第一光源1801出射的蓝光透射过二向色镜1803后射向透镜组1804，透镜组1804将来自二向色镜1803的蓝光朝向波长转换装置1805会聚，波长转换装置1805将入射的蓝光转换成黄光并使其射向透镜组1804，黄光经透镜组1804收集后射向二向色镜1803。

由于二向色镜1803的特性为使蓝光透射且反射黄光，因此，透射过二向色镜1803的蓝光和经二向色镜1803反射的黄光得以合为一路混合光并射向聚焦透镜1810，而黄光和蓝光的混合光即为白光，最后，聚焦透镜1810使白光会聚并从发光设备出射。

实施例14

如图19所示，本实施例公开的一种发光设备包括第一光源1901(由若干个激光器1901a和与若干个激光器1901a一一对应的若干个准直透镜1901b构成)、第二光源1902(由若干个激光器1902a和与若干个激光器1902a一一对应的若干个准直透镜1902b构成)、二向色镜1903、第一收集光学系统(由包含透镜1904a和透镜1904b的透镜组1904构成)、波长转换装置1905(包括反射层1905a和设于反射层1905a上的波长转换层1905b)、第二光路调节装置(由一个平板式偏振分光器1906构成)、偏振转换元件(由一个四分之一波片1907构成)、第二收集光学系统(由包含透镜1908a和透镜1908b的透镜组1908构成)、第一散射光学系统(由一个反射式散射板1909构成)、聚光光学系统(由一个聚焦透镜1910构成)、第一透镜组1911以及第二透镜组1912。

本实施例与实施例13的第一个区别在于：在从第一光源1901到二向色镜1903的光路上设有第一透镜组1911，第一透镜组1911由一个正透镜1911a和一个负透镜1911b构成，用于缩小由第一光源1901出射的蓝光所形成的光束。

本实施例与实施例13的第二个区别在于：在从第二光源1902到平板式偏振分光器1906的光路上设有第二透镜组1912，第二透镜组1912由一个正透镜1912a和一个负透镜1912b构成，用于缩小由第二光源1902出射的蓝光所形成的光束。

实施例15

如图20所示，本实施例公开的一种发光设备包括第一光源2001(由若干个激光器2001a和与若干个激光器2001a一一对应的若干个准直透镜2001b构成)、第二光源2002(由若干个激光器2002a和与若干个激光器2002a一一对应的若干个准直透镜2002b构成)、二向色镜2003、第一收集光学系统(由包含透镜2004a和透镜2004b的透镜组2004构成)、波长转换装置2005(包括反射层2005a和设于反射层2005a上的波长转换层2005b)、第二光路调节装置、偏振转换元件(由一个四分之一波片2007构成)、第二收集光学系统(由包含透镜2008a和透镜2008b的透镜组2008构成)、第一散射光学系统(由一个反射式散射板2009构成)、聚光光学系统(由一个聚焦透镜2010构成)、第一匀光光学系统以及第二匀光光学系统。

本实施例与实施例13的第一个区别在于：本实施例中的第二光路调节装置是由立方体式偏振分光器2006而非平板式偏振分光器构成。

本实施例与实施例13的第二个区别在于：在从第一光源2001到二向色镜2003的光路上设有第一匀光光学系统，第一匀光光学系统由一个透射式扩散片2013构成，用于均匀由第一光源2001出射的蓝光。

本实施例与实施例13的第三个区别在于：在从第二光源2002到立方体式偏振分光器2006的光路上设有第二匀光光学系统，第二匀光光学系统由一个透射式扩散片2014构成，用于均匀由第二光源2002出射的蓝光。

实施例16

如图21所示，本实施例公开的一种发光设备包括第一光源2101(由若干个激光器2101a和与若干个激光器2101a一一对应的若干个准直透镜2101b构成)、第二光源2102、二向色镜2103、第一收集光学系统(由包含透镜2104a和透镜2104b的透镜组2104构成)、波长转换装置2105(包括反射层2105a和设于反射层2105a上的波长转换层2105b)、第二光路调节装置(由一个平板式偏振分光器2106构成)、偏振转换元件(由一个四分之一波片2107构成)、第二收集光学系统(由包含透镜2108a和透镜2108b的透镜组2108构成)、第一散射光学系统(由一个反射式散射板2109构成)以及聚光光学系统(由一个聚焦透镜2110构成)。

本实施例与实施例13的区别在于：本实施例中的第二光源2102内包含有若干个激光器2102a和与若干个激光器2102a一一对应的若干个准直透镜2102b以及若干个激光器2102c和与若干个激光器2102c一一对应的若干个准直透镜2102d。其中，激光器2102a出射主波长为455nm的蓝光，而激光器2102c则出射主波长为465nm的蓝光。相比于实施例13，使用可出射不同主波长的蓝光的激光器可以扩展蓝光波段的光谱，从而提高发光设备的出射光的显色指数。同时由于第二光源2102不用于激发波长转换装置2105来得到黄光，因此改变第二光源2102的出射光的波段也不会影响波长转换装置2105的转换效率。

实施例17

如图22所示，本实施例公开的一种发光设备包括第一光源2201、第二光源2202(由若干个激光器2202a和与若干个激光器2202a一一对应的若干个准直透镜2202b构成)、二向色镜2203、第一收集光学系统(由包含透镜2204a和透镜2204b的透镜组2204构成)、波长转换装置2205(包括反射层2205a和设于反射层2205a上的波长转换层2205b)、第二光路调节装置(由一个平板式偏振分光器2206构成)、偏振转换元件(由一个四分之一波片2207构成)、第二收集光学系统(由包含透镜2208a和透镜2208b的透镜组2208构成)、第一散射光学系统(由一个反射式散射板2209构成)以及聚光光学系统(由一个聚焦透镜2210构成)。

本实施例与实施例13的区别在于：本实施例中的第一光源2201内包含有若干个激光器2201a和与若干个激光器2201a一一对应的若干个准直透镜2201b、若干个激光器2201c和与若干个激光器2201c一一对应的若干个准直透镜2201d以及偏振选择元件2201e。其中，激光器2201a出射S偏振光的蓝光且其入射至偏振选择元件2201e的一侧，激光器2201c出射P偏振光的蓝光且其入射至偏振选择元件2201e的另一侧。偏振选择元件2201e的特性为反射S偏振光的蓝光且使P偏振光的蓝光透射。激光器2201a出射的S偏振光的蓝光和激光器2201c出射的P偏振光的蓝光由偏振选择元件2201e合为一路光。相比于实施例13，本实施例中的第一光源2201可以在不影响发光设备的光学扩展量的情况下出射更多的蓝光，从而能够在激发波长转换装置2205后得到更多的黄光。

实施例18

如图23所示，本实施例公开的一种发光设备包括第一光源2301、第二光源2302(由若干个激光器2302a和与若干个激光器2302a一一对应的若干个准直透镜2302b构成)、二向色镜2303、第一收集光学系统(由包含透镜2304a和透镜2304b的透镜组2304构成)、波长转换装置2305(包括反射层2305a和设于反射层2305a上的波长转换层2305b)、第二光路调节装置(由一个平板式偏振分光器2306构成)、偏振转换元件(由一个四分之一波片2307构成)、第二收集光学系统(由包含透镜2308a和透镜2308b的透镜组2308构成)、第一散射光学系统(由一个反射式散射板2309构成)以及聚光光学系统(由一个聚焦透镜2310构成)。

本实施例与实施例13的区别在于：本实施例中的第一光源2301内包含有若干个激光器2301a和与若干个激光器2301a一一对应的若干个准直透镜2301b、若干个激光器2301c和与若干个激光器2301c一一对应的若干个准直透镜2301d、偏振选择元件2301e以及反射镜2301f。其中，激光器2301a出射S偏振光的蓝光且其经反射镜2301f反射后入射至偏振选择元件2301e的一侧，激光器2301c出射P偏振光的蓝光且其入射至偏振选择元件2301e的另一侧。偏振选择元件2301e的特性为反射S偏振光的蓝光且使P偏振光的蓝光透射。激光器2301a出射的S偏振光的蓝光和激光器2301c出射的P偏振光的蓝光由偏振选择元件2301e合为一路光。相比于实施例13，本实施例中的第一光源2301可以在不影响发光设备的光学扩展量的情况下出射更多的蓝光，从而能够在激发波长转换装置2305后得到更多的黄光。

实施例19

如图24所示，本实施例公开的一种发光设备包括第一光源2401(由若干个激光器2401a和与若干个激光器2401a一一对应的若干个准直透镜2401b构成)、第二光源2402(由若干个激光器2402a和与若干个激光器2402a一一对应的若干个准直透镜2402b构成)、二向色镜2403、第一收集光学系统(由包含透镜2404a和透镜2404b的透镜组2404构成)、波长转换装置、第二光路调节装置(由一个平板式偏振分光器2406构成)、偏振转换元件(由一个四分之一波片2407构成)、第二收集光学系统(由包含透镜2408a和透镜2408b的透镜组2408构成)、第一散射光学系统以及聚光光学系统(由一个聚焦透镜2410构成)。

本实施例与实施例13的第一个区别在于：本实施例中的波长转换装置为可旋转的荧光轮2405。

本实施例与实施例13的第二个区别在于：本实施例中的第一散射光学系统为可旋转的反射式散射板2409。

实施例20

如图25所示，本实施例公开的一种发光设备包括第一光源2501(由若干个激光器2501a和与若干个激光器2501a一一对应的若干个准直透镜2501b构成)、第二光源2502(由若干个激光器2502a和与若干个激光器2502a一一对应的若干个准直透镜2502b构成)、二向色镜2503、第一收集光学系统(由包含透镜2504a和透镜2504b的透镜组2504构成)、波长转换装置2505(包括反射层2505a和设于反射层2505a上的波长转换层2505b)、第二光路调节装置(由一个平板式偏振分光器2506构成)、偏振转换元件(由一个四分之一波片2507构成)、第二收集光学系统(由包含透镜2508a和透镜2508b的透镜组2508构成)、第一散射光学系统2509以及聚光光学系统(由一个聚焦透镜2510构成)。

本实施例与实施例13的区别在于：本实施例中的第一散射光学系统2509由一个透射式散射板2509a和一个反射镜2509b构成。

实施例21

如图26所示，本实施例公开的一种发光设备包括第一光源2601(由若干个激光器2601a和与若干个激光器2601a一一对应的若干个准直透镜2601b构成)、第二光源2602(由若干个激光器2602a和与若干个激光器2602a一一对应的若干个准直透镜2602b构成)、二向色镜2603、第一收集光学系统(由包含透镜2604a和透镜2604b的透镜组2604构成)、波长转换装置2605(包括反射层2605a和设于反射层2605a上的波长转换层2605b)、第二光路调节装置(由一个平板式偏振分光器2606构成)、偏振转换元件(由一个四分之一波片2607构成)、第二收集光学系统(由包含透镜2608a和透镜2608b的透镜组2608构成)、第一散射光学系统(由一个反射式散射板2609构成)以及聚光光学系统(由一个聚焦透镜2610构成)。

本实施例与实施例13的区别在于：第二光源2602出射S偏振光的蓝光并射向平板式偏振分光器2606，平板式偏振分光器2606的特性为反射S偏振光的蓝光且使P偏振光的蓝光透射，平板式偏振分光器2606使第二光源2602出射的S偏振光的蓝光反射后射向四分之一波片2607。S偏振光的蓝光透射过四分之一波片2607后被转换为圆偏振光的蓝光，透镜组2608将圆偏振光的蓝光朝向反射式散射板2609会聚。反射式散射板2609将入射的圆偏振光的蓝光反射，经反射式散射板2609反射的圆偏振光的蓝光由透镜组2608收集后射向四分之一波片2607。圆偏振光的蓝光透射过四分之一波片2607后被转换为P偏振光的蓝光并射向平板式偏振分光器2606，这些P偏振光的蓝光透射过平板式偏振分光器2606后射向二向色镜2603。

实施例22

如图27所示，本实施例公开的一种发光设备包括第一光源2701(由若干个激光器2701a和与若干个激光器2701a一一对应的若干个准直透镜2701b构成)、第二光源2702(由若干个激光器2702a和与若干个激光器2702a一一对应的若干个准直透镜2702b构成)、二向色镜2703、第一收集光学系统(由包含透镜2704a和透镜2704b的透镜组2704构成)、波长转换装置2705(包括反射层2705a和设于反射层2705a上的波长转换层2705b)、第二光路调节装置(由一个平板式偏振分光器2706构成)、偏振转换元件(由一个四分之一波片2707构成)、第二收集光学系统(由包含透镜2708a和透镜2708b的透镜组2708构成)、第一散射光学系统(由一个反射式散射板2709构成)以及聚光光学系统(由一个聚焦透镜2710构成)。

本实施例与实施例13的区别在于：本实施例中的二向色镜2703的特性为反射蓝光透射且使黄光透射，第一光源2701出射的蓝光经二向色镜2703反射向透镜组2704，透镜组2704将来自二向色镜2703的蓝光朝向波长转换装置2705会聚，波长转换装置2705将入射的蓝光转换成黄光并使其射向透镜组2704，黄光经透镜组2704收集后射向二向色镜2703并得以透射过二向色镜2703。

实施例23

如图28所示，本实施例公开的一种发光设备包括第一光源2801(由若干个激光器2801a和与若干个激光器2801a一一对应的若干个准直透镜2801b构成)、第二光源2802(由若干个激光器2802a和与若干个激光器2802a一一对应的若干个准直透镜2802b构成)、二向色镜2803、第一收集光学系统(由包含透镜2804a和透镜2804b的透镜组2804构成)、波长转换装置2805(包括反射层2805a和设于反射层2805a上的波长转换层2805b)、第二光路调节装置(由一个平板式偏振分光器2806构成)、偏振转换元件(由一个四分之一波片2807构成)、第二收集光学系统(由包含透镜2808a和透镜2808b的透镜组2808构成)、第一散射光学系统(由一个反射式散射板2809构成)、聚光光学系统(由一个聚焦透镜2810构成)、导光光学系统2815以及反射元件2816。

本实施例与实施例13的区别在于：在从第二光源2802到平板式偏振分光器2806的光路上设有导光光学系统2815和反射元件2816。其中，导光光学系统2815由正透镜2815a和正透镜2815b构成，反射元件2816的透射区为一个通光孔2816a且正透镜2815b位于该通光孔2816a处。第二光源2802出射的P偏振光的蓝光由导光光学系统2815引导至平板式偏振分光器2806。平板式偏振分光器2806的特性为反射S偏振光的蓝光且使P偏振光的蓝光透射。P偏振光的蓝光透射过平板式偏振分光器2806后射向四分之一波片2807。P偏振光的蓝光透射过四分之一波片2807后被转换为圆偏振光的蓝光，透镜组2808将圆偏振光的蓝光朝向反射式散射板2809会聚，反射式散射板2809将入射的圆偏振光的蓝光反射，经反射式散射板2809反射后的蓝光中有部分光变为了非偏振光的蓝光，其余的光仍为圆偏振光的蓝光。蓝光由透镜组2808收集后射向四分之一波片2807，然后透射过四分之一波片2807并入射至平板式偏振分光器2806。圆偏振光的蓝光透射过四分之一波片2807后被转换为S偏振光的蓝光，这些S偏振光的蓝光被平板式偏振分光器2806反射，而非偏振光的蓝光则被平板式偏振分光器2806分离成S偏振光的蓝光和P偏振光的蓝光，其中的S偏振光的蓝光被平板式偏振分光器2806反射，其中的P偏振光的蓝光透射过平板式偏振分光器2806并射向反射元件2816。反射元件2816将大部分来自平板式偏振分光器2806的P偏振光的蓝光反射后使其射回平板式偏振分光器2806，然后这些P偏振光的蓝光透射过平板式偏振分光器2806后再次射向四分之一波片2807。

实施例24

如图29所示，本实施例公开的一种发光设备包括第一光源2901(由若干个激光器2901a和与若干个激光器2901a一一对应的若干个准直透镜2901b构成)、第二光源2902(由若干个激光器2902a和与若干个激光器2902a一一对应的若干个准直透镜2902b构成)、二向色镜2903、第一收集光学系统(由包含透镜2904a和透镜2904b的透镜组2904构成)、波长转换装置2905(包括反射层2905a和设于反射层2905a上的波长转换层2905b)、第二光路调节装置(由一个平板式偏振分光器2906构成)、偏振转换元件(由一个四分之一波片2907构成)、第二收集光学系统(由包含透镜2908a和透镜2908b的透镜组2908构成)、第一散射光学系统(由一个反射式散射板2909构成)、聚光光学系统(由一个聚焦透镜2910构成)、四分之一波片2917、第三收集光学系统以及第二散射光学系统。第三收集光学系统由包含透镜2918a和透镜2918b的透镜组2918构成。第二散射光学系统由一个反射式散射板2919构成。

本实施例与实施例13的区别在于：第二光源2902出射的蓝光入射至平板式偏振分光器2906时，蓝光中包含有S偏振光成分和P偏振光成分，平板式偏振分光器2906将其分离成S偏振光的蓝光和P偏振光的蓝光，并且反射其中的S偏振光的蓝光且使其中的P偏振光的蓝光透射。其中：透射过平板式偏振分光器2906的P偏振光的蓝光的之后的行进光路和实施例13中透射过平板式偏振分光器1806的P偏振光的蓝光的行进光路相同；经平板式偏振分光器2906反射的S偏振光的蓝光射向四分之一波片2917。S偏振光的蓝光透射过四分之一波片2917后被转换为圆偏振光的蓝光，透镜组2918将圆偏振光的蓝光朝向反射式散射板2919会聚。反射式散射板2919将入射的圆偏振光的蓝光反射，经反射式散射板2919反射的圆偏振光的蓝光由透镜组2918收集后射向四分之一波片2917。圆偏振光的蓝光透射过四分之一波片2917后被转换为P偏振光的蓝光，这些P偏振光的蓝光射向平板式偏振分光器2906，平板式偏振分光器2906使其透射。

为了更清晰地体现出光路，在图29中，从第二光源2902到反射式散射板2909的光路和从第二光源2902到反射式散射板2919的光路均用虚线表示。

Claims (42)

1.一种发光设备，其特征在于，包括第一光源、第二光源、二向色镜、波长转换装置、第一光路调节装置以及第一散射光学系统，其中：

所述第一光源用于出射第一波段的光；

所述第二光源用于出射第二波段的光且所述第二波段与所述第一波段相同或不同；

所述二向色镜接收由所述第一光源出射的所述第一波段的光，使其透射或反射；

当所述二向色镜使所述第一光源出射的所述第一波段的光透射时，所述波长转换装置接收透射过所述二向色镜的所述第一波段的光，将其转换成与所述第一波段和所述第二波段均不同的第三波段的光；所述二向色镜反射来自所述波长转换装置的所述第三波段的光；经所述二向色镜反射的所述第三波段的光射向所述第一光路调节装置；

当所述二向色镜使所述第一光源出射的所述第一波段的光反射时，所述波长转换装置接收自所述二向色镜反射而来的所述第一波段的光，将其转换成与所述第一波段和所述第二波段均不同的第三波段的光；所述二向色镜使来自所述波长转换装置的所述第三波段的光透射；透射过所述二向色镜的所述第三波段的光射向所述第一光路调节装置；

所述第一光路调节装置接收由所述第二光源出射的所述第二波段的光，使其至少部分透射或至少部分反射；

当所述第一光路调节装置使所述第二光源出射的所述第二波段的光至少部分透射时，所述第一散射光学系统接收透射过所述第一光路调节装置的所述第二波段的光，将其反射并形成散射的所述第二波段的光；所述第一光路调节装置反射至少部分来自所述第一散射光学系统的所述第二波段的光；所述第一光路调节装置使来自所述二向色镜的所述第三波段的光透射；

当所述第一光路调节装置使所述第二光源出射的所述第二波段的光至少部分反射时，所述第一散射光学系统接收自所述第一光路调节装置反射而来的所述第二波段的光，将其反射并形成散射的所述第二波段的光；所述第一光路调节装置使至少部分来自所述第一散射光学系统的所述第二波段的光透射；所述第一光路调节装置反射来自所述二向色镜的所述第三波段的光。

2.根据权利要求1所述的一种发光设备，其特征在于，所述第一光路调节装置为第一偏振分光器，所述第一偏振分光器关于所述第二波段的入射光具有以下第一特性：反射具有第一偏振方向的所述第二波段的线偏振光且使具有第二偏振方向的所述第二波段的线偏振光透射，其中，所述第一偏振方向不同于所述第二偏振方向；所述第一偏振分光器关于所述第三波段的入射光具有以下第二特性：使所述第三波段的光透射或反射。

3.根据权利要求1所述的一种发光设备，其特征在于，还包括偏振转换元件，所述偏振转换元件位于所述第一光路调节装置和所述第一散射光学系统之间的光路上，用于使自所述第一光路调节装置射向所述第一散射光学系统的所述第二波段的光经所述第一散射光学系统反射并返回到所述第一光路调节装置时，其偏振方向或偏振状态发生改变。

4.根据权利要求3所述的一种发光设备，其特征在于，所述偏振转换元件为第一四分之一波片。

5.根据权利要求1所述的一种发光设备，其特征在于，所述第一光源内包含N个第一激光器以及与N个所述第一激光器一一对应的N个第一准直元件，N≥1，其中：

所述第一激光器用于出射所述第一波段的光；

所述第一准直元件集成于所述第一激光器内或设于所述第一激光器外，用于准直所述第一激光器出射的所述第一波段的光。

6.根据权利要求5所述的一种发光设备，其特征在于，所述第一光源内还包含偏振选择元件，所述偏振选择元件的特性为反射所述第一波段的S偏振光且使所述第一波段的P偏振光透射，所述第一光源内的至少一个所述第一激光器用于出射所述第一波段的S偏振光，形成入射光一，所述第一光源内剩余的所述第一激光器用于出射所述第一波段的P偏振光，形成入射光二，由所述偏振选择元件将所述入射光一和所述入射光二合并为一路光后出射。

7.根据权利要求1所述的一种发光设备，其特征在于，所述第二光源内包含M个第二激光器以及与M个所述第二激光器一一对应的M个第二准直元件，M≥1，其中：

所述第二激光器用于出射所述第二波段的光；

所述第二准直元件集成于所述第二激光器内或设于所述第二激光器外，用于准直所述第二激光器出射的所述第二波段的光。

8.根据权利要求1所述的一种发光设备，其特征在于，所述第一散射光学系统由第一反射式散射板构成，或由第一透射式散射板和第一反射镜构成。

9.根据权利要求1所述的一种发光设备，其特征在于，还包括第一收集光学系统，所述第一收集光学系统位于所述二向色镜和所述波长转换装置之间的光路上，用于将来自所述二向色镜的所述第一波段的光朝向所述波长转换装置会聚，同时用于收集来自所述波长转换装置的所述第三波段的光并使其射向所述二向色镜。

10.根据权利要求1所述的一种发光设备，其特征在于，还包括第二收集光学系统，所述第二收集光学系统位于所述第一光路调节装置和所述第一散射光学系统之间的光路上，用于将来自所述第一光路调节装置的所述第二波段的光朝向所述第一散射光学系统会聚，同时用于收集来自所述第一散射光学系统的所述第二波段的光并使其射向所述第一光路调节装置。

11.根据权利要求1所述的一种发光设备，其特征在于，还包括第一匀光光学系统，所述第一匀光光学系统位于从所述第一光源到所述二向色镜的光路上，用于均匀由所述第一光源出射的所述第一波段的光。

12.根据权利要求1所述的一种发光设备，其特征在于，还包括第二匀光光学系统，所述第二匀光光学系统位于从所述第二光源到所述第一光路调节装置的光路上，用于均匀由所述第二光源出射的所述第二波段的光。

13.根据权利要求1所述的一种发光设备，其特征在于，还包括聚光光学系统，用于使自所述第一光路调节装置出射的光会聚。

14.根据利要求1所述的一种发光设备，其特征在于，还包含第一透镜组，所述第一透镜组位于从所述第一光源到所述二向色镜的光路上，用于缩小由所述第一光源出射的所述第一波段的光所形成的光束。

15.根据利要求1所述的一种发光设备，其特征在于，还包含第二透镜组，所述第二透镜组位于从所述第二光源到所述第一光路调节装置的光路上，用于缩小由所述第二光源出射的所述第二波段的光所形成的光束。

16.根据权利要求1所述的一种发光设备，其特征在于，还包括反射元件，所述反射元件位于所述第二光源和所述第一光路调节装置之间的光路上，所述反射元件具有透射区和反射区，所述透射区允许所述第二波段的光通过或透射过，所述反射区用于反射来自所述第一光路调节装置的所述第二波段的光，并使其中的至少部分光射回所述第一光路调节装置。

17.根据权利要求16所述的一种发光设备，其特征在于，还包括导光光学系统，所述导光光学系统位于从所述第二光源到所述第一光路调节装置的光路上，用于引导至少部分由所述第二光源出射的所述第二波段的光通过或透射过所述反射元件的所述透射区后入射至所述第一光路调节装置。

18.根据权利要求1所述的一种发光设备，其特征在于，还包括第二散射光学系统，所述第二光路调节装置使由所述第二光源出射的所述第二波段的光部分透射且部分反射后从不同光路出射，所述第一散射光学系统接收从其中一个光路出射的所述第二波段的光，所述二向色镜接收从另一个光路出射的所述第二波段的光，使其透射或反射后射向所述第二散射光学系统，所述第二散射光学系统将其反射并形成散射的所述第二波段的光；所述二向色镜使来自所述第二散射光学系统的所述第二波段的光反射或透射后射向所述第一光路调节装置，所述第一光路调节装置使其透射或反射。

19.根据权利要求18所述的一种发光设备，其特征在于，所述第二散射光学系统由第二反射式散射板构成，或由第二透射式散射板和第二反射镜构成。

20.根据权利要求18所述的一种发光设备，其特征在于，还包括第三收集光学系统，所述第三收集光学系统位于所述二向色镜和所述第二散射光学系统之间的光路上，用于将来自所述二向色镜的所述第二波段的光朝向所述第二散射光学系统会聚，同时用于收集来自所述第二散射光学系统的所述第二波段的光并使其射向所述二向色镜。

21.根据权利要求18所述的一种发光设备，其特征在于，还包括第二四分之一波片，所述第二四分之一波片位于所述二向色镜和所述第二散射光学系统之间的光路上。

22.一种发光设备，其特征在于，包括第一光源、第二光源、二向色镜、波长转换装置、第二光路调节装置以及第一散射光学系统，其中：

所述第一光源用于出射第一波段的光；

所述第二光源用于出射第二波段的光且所述第二波段与所述第一波段相同或不同；

所述第二光路调节装置接收由所述第二光源出射的所述第二波段的光，使其至少部分透射或至少部分反射；

当所述第二光路调节装置使所述第二光源出射的所述第二波段的光至少部分透射时，所述第一散射光学系统接收透射过所述第二光路调节装置的所述第二波段的光，将其反射并形成散射的所述第二波段的光；所述第二光路调节装置反射至少部分来自所述第一散射光学系统的所述第二波段的光，经所述第二光路调节装置反射的来自所述第一散射光学系统的所述第二波段的光射向所述二向色镜；

当所述第二光路调节装置使所述第二光源出射的所述第二波段的光至少部分反射时，所述第一散射光学系统接收自所述第二光路调节装置反射而来的所述第二波段的光，将其反射并形成散射的所述第二波段的光；所述第二光路调节装置使至少部分来自所述第一散射光学系统的所述第二波段的光透射；透射过所述第二光路调节装置的来自所述第一散射光学系统的所述第二波段的光射向所述二向色镜；

所述二向色镜接收由所述第一光源出射的所述第一波段的光，使其透射或反射；

当所述二向色镜使所述第一光源出射的所述第一波段的光透射时，所述波长转换装置接收透射过所述二向色镜的所述第一波段的光，将其转换成与所述第一波段和所述第二波段均不同的第三波段的光；所述二向色镜反射来自所述波长转换装置的所述第三波段的光；所述二向色镜使来自所述第二光路调节装置的所述第二波段的光透射；

当所述二向色镜使所述第一光源出射的所述第一波段的光反射时，所述波长转换装置接收自所述二向色镜反射而来的所述第一波段的光，将其转换成与所述第一波段和所述第二波段均不同的第三波段的光；所述二向色镜使来自所述波长转换装置的所述第三波段的光透射；所述二向色镜反射来自所述第二光路调节装置的所述第二波段的光。

23.根据权利要求22所述的一种发光设备，其特征在于，所述第二光路调节装置为第二偏振分光器，所述第二偏振分光器关于所述第二波段的入射光具有以下特性：反射具有第一偏振方向的所述第二波段的线偏振光且使具有第二偏振方向的所述第二波段的线偏振光透射，其中，所述第一偏振方向不同于所述第二偏振方向。

24.根据权利要求22所述的一种发光设备，其特征在于，还包括偏振转换元件，所述偏振转换元件位于所述第二光路调节装置和所述第一散射光学系统之间的光路上，用于使自所述第二光路调节装置射向所述第一散射光学系统的所述第二波段的光经所述第一散射光学系统反射并返回到所述第二光路调节装置时，其偏振方向或偏振状态发生改变。

25.根据权利要求24所述的一种发光设备，其特征在于，所述偏振转换元件为第一四分之一波片。

26.根据权利要求22所述的一种发光设备，其特征在于，所述第一光源内包含N个第一激光器以及与N个所述第一激光器一一对应的N个第一准直元件，N≥1，其中：

所述第一激光器用于出射所述第一波段的光；

所述第一准直元件集成于所述第一激光器内或设于所述第一激光器外，用于准直所述第一激光器出射的所述第一波段的光。

27.根据权利要求26所述的一种发光设备，其特征在于，所述第一光源内还包含偏振选择元件，所述偏振选择元件的特性为反射所述第一波段的S偏振光且使所述第一波段的P偏振光透射，所述第一光源内的至少一个所述第一激光器用于出射所述第一波段的S偏振光，形成入射光一，所述第一光源内剩余的所述第一激光器用于出射所述第一波段的P偏振光，形成入射光二，由所述偏振选择元件将所述入射光一和所述入射光二合并为一路光后出射。

28.根据权利要求22所述的一种发光设备，其特征在于，所述第二光源内包含M个第二激光器以及与M个所述第二激光器一一对应的M个第二准直元件，M≥1，其中：

所述第二激光器用于出射所述第二波段的光；

所述第二准直元件集成于所述第二激光器内或设于所述第二激光器外，用于准直所述第二激光器出射的所述第二波段的光。

29.根据权利要求22所述的一种发光设备，其特征在于，所述第一散射光学系统由第一反射式散射板构成，或由第一透射式散射板和第一反射镜构成。

30.根据权利要求22所述的一种发光设备，其特征在于，还包括第一收集光学系统，所述第一收集光学系统位于所述二向色镜和所述波长转换装置之间的光路上，用于将来自所述二向色镜的所述第一波段的光朝向所述波长转换装置会聚，同时用于收集来自所述波长转换装置的所述第三波段的光并使其射向所述二向色镜。

31.根据权利要求22所述的一种发光设备，其特征在于，还包括第二收集光学系统，所述第二收集光学系统位于所述第二光路调节装置和所述第一散射光学系统之间的光路上，用于将来自所述第二光路调节装置的所述第二波段的光朝向所述第一散射光学系统会聚，同时用于收集来自所述第一散射光学系统的所述第二波段的光并使其射向所述第二光路调节装置。

32.根据权利要求22所述的一种发光设备，其特征在于，还包括第一匀光光学系统，所述第一匀光光学系统位于从所述第一光源到所述二向色镜的光路上，用于均匀由所述第一光源出射的所述第一波段的光。

33.根据权利要求22所述的一种发光设备，其特征在于，还包括第二匀光光学系统，所述第二匀光光学系统位于从所述第二光源到所述第二光路调节装置的光路上，用于均匀由所述第二光源出射的所述第二波段的光。

34.根据权利要求22所述的一种发光设备，其特征在于，还包括聚光光学系统，用于使自所述二向色镜出射的光会聚。

35.根据利要求22所述的一种发光设备，其特征在于，还包含第一透镜组，所述第一透镜组位于从所述第一光源到所述二向色镜的光路上，用于缩小由所述第一光源出射的所述第一波段的光所形成的光束。

36.根据利要求22所述的一种发光设备，其特征在于，还包含第二透镜组，所述第二透镜组位于从所述第二光源到所述第二光路调节装置的光路上，用于缩小由所述第二光源出射的所述第二波段的光所形成的光束。

37.根据权利要求22所述的一种发光设备，其特征在于，还包括反射元件，所述反射元件位于所述第二光源和所述第二光路调节装置之间的光路上，所述反射元件具有透射区和反射区，所述透射区允许所述第二波段的光通过或透射过，所述反射区用于反射来自所述第二光路调节装置的所述第二波段的光，并使其中的至少部分光射回所述第二光路调节装置。

38.根据权利要求37所述的一种发光设备，其特征在于，还包括导光光学系统，所述导光光学系统位于从所述第二光源到所述第二光路调节装置的光路上，用于引导至少部分由所述第二光源出射的所述第二波段的光通过或透射过所述反射元件的所述透射区后入射至所述第二光路调节装置。

39.根据权利要求22所述的一种发光设备，其特征在于，还包括第二散射光学系统，所述第二光路调节装置使由所述第二光源出射的所述第二波段的光部分透射且部分反射后从不同光路出射，所述第一散射光学系统接收从其中一个光路出射的所述第二波段的光，所述第二散射光学系统接收从另一个光路出射的所述第二波段的光，将其反射并形成散射的所述第二波段的光；所述第二光路调节装置使来自所述第二散射光学系统的所述第二波段的光透射或反射后射向所述二向色镜，所述二向色镜使其透射或反射。

40.根据权利要求39所述的一种发光设备，其特征在于，所述第二散射光学系统由第二反射式散射板构成，或由第二透射式散射板和第二反射镜构成。

41.根据权利要求39所述的一种发光设备，其特征在于，还包括第三收集光学系统，所述第三收集光学系统位于所述第二光路调节装置和所述第二散射光学系统之间的光路上，用于将来自所述第二光路调节装置的所述第二波段的光朝向所述第二散射光学系统会聚，同时用于收集来自所述第二散射光学系统的所述第二波段的光并使其射向所述第二光路调节装置。

42.根据权利要求39所述的一种发光设备，其特征在于，还包括第二四分之一波片，所述第二四分之一波片位于所述第二光路调节装置和所述第二散射光学系统之间的光路上。

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