CN113238442A - 一种光源装置及投影系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光源装置及投影系统，光源装置包括光源用于发射激发光；分光元件的第一区域用于接收光源发射的激发光并透射或反射激发光；波长转换装置的波长转换区域用于接收经分光元件的第一区域透射或反射的激发光，以产生受激光；波长转换装置的激发光反射区域，用于反射入射到波长转换装置的激发光反射区域的激发光；当分光元件的第一区域用于透射光源发射的激发光时，则分光元件的第二区域用于反射经波长转换装置反射的激发光，第一区域和第二区域用于反射受激光；或者，当分光元件的第一区域用于反射光源发射的激发光时，则分光元件的第二区域用于透射经波长转换装置反射的激发光，第一区域和第二区域用于透射受激光。

Description

一种光源装置及投影系统

技术领域

本申请涉及显示技术领域，具体而言涉及一种光源装置及投影系统。

背景技术

激光是一种高亮度，方向性强，发出单色相干光束的光源，由于激光的诸多优点，近年来被逐渐作为光源应用于投影显示技术领域。在显示领域中，就白光的实现来说，使用大功率蓝光LED或蓝光LD来激发荧光物质，使其受激得到绿色、黄色、红色发光的组合来合成白光是目前的一种实现白光的方案，该方案由于其简单、廉价逐渐受到业内研究人员的关注。

目前的激光投影显示产品中，激光光源系统大部分采用激光激发荧光体发光方式实现投影系统的照明，具体实现方式为：光源系统主要是通过荧光轮及其光路结构获得时序的光输出，得到白光给投影装置使用。

对于一些光源装置其通常利用二向色镜搭配反射镜才能满足激发光与受激光的合光，导致结构上不紧凑，设计及组装调整上比较复杂。

因此，鉴于上述问题的存在，本申请提出一种新的光源装置及投影系统。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本申请提供了一种光源装置，所述光源装置包括光源、分光元件和可旋转的波长转换装置，所述分光元件包括第一区域和第二区域，所述波长转换装置包括波长转换区域和激发光反射区域，其中，

所述光源，用于发射激发光；

所述分光元件的第一区域，用于接收所述光源发射的激发光并透射或反射所述激发光；

所述波长转换装置的波长转换区域，用于接收经所述分光元件的第一区域透射或反射的所述激发光，并在所述激发光的激发下产生受激光；

所述波长转换装置的激发光反射区域，用于反射入射到所述波长转换装置的激发光反射区域的所述激发光；

当所述分光元件的第一区域用于透射所述光源发射的激发光时，则所述分光元件的第二区域用于反射经所述波长转换装置反射的激发光，所述第一区域和所述第二区域用于反射所述受激光，以和经所述第二区域反射的激发光进行合光；或者，

当所述分光元件的第一区域用于反射所述光源发射的激发光时，则所述分光元件的第二区域用于透射经所述波长转换装置反射的激发光，所述第一区域和所述第二区域用于透射所述受激光，以和经所述第二区域透射的激发光进行合光。

示例性地，所述激发光反射区域用于接收所述激发光的一面设置有反射结构，所述反射结构用于反射入射到所述波长转换装置的激发光反射区域的所述激发光，所述反射结构沿所述波长转换装置的径向的截面为轴对称图形。

示例性地，所述反射结构凸起结构，所述凸起结构沿所述波长转换装置的径向的截面为等腰三角形或者弧形；或者

所述反射结构为设置在所述激发光反射区域的凹槽结构，所述凹槽结构沿所述波长转换装置的径向的截面为等腰三角形或者弧形，所述凹槽结构的表面设置有反射膜。

示例性地，所述分光元件的第一区域为所述分光元件的中间区域，所述第二区域为所述分光元件位于所述中间区域外侧的区域；或者，所述分光元件的第二区域为所述分光元件的中间区域，所述第一区域为所述分光元件位于所述中间区域外侧的区域。

示例性地，

所述第一区域和所述第二区域彼此可分离地设置，其中，所述第一区域和所述第二区域中用于反射激发光的区域配置为相对所述光源装置的光机系统的光轴的角度可调。

示例性地，所述光源包括至少一组光源，所有光源发出的激发光可以分成两束激发光，所述两束激发光关于所述光源装置的光学系统的光轴对称，并且所述两束激发光在所述分光元件上的入射点的连线与所述分光元件的所述第一区域和第二区域的分布方向相同。示例性地，入射至所述波长转换装置的所述两束激发光在所述波长转换装置上形成两个光斑，其中，形成的所述两个光斑沿所述波长转换装置的旋转方向的同一垂直方向分布。

示例性地，所述光源发射的所述两束激发光之间具有夹角，其中，所述夹角小于或等于10°；和/或，

所述光源装置用于投影系统，入射至所述波长转换装置的所述两束激发光在所述波长转换装置上形成两个光斑，所述投影系统的孔径为矩形，所述孔径的长边方向与所述两个光斑的中心连线方向平行。

示例性地，所述光源装置还包括设置于所述光源和所述分光元件之间的缩束元件，所述缩束元件用于使从所述光源出射的激发光经所述缩束元件压缩后出射至所述分光元件。

本申请另一方面提供一种投影系统，所述投影系统包括前述的光源装置。

为了解决目前存在的技术问题，本申请提供了一种光源装置及投影系统，由于光源装置的分光元件包括第一区域和第二区域，所述第一区域和所述第二区域用于反射所述受激光，以和经所述第二区域反射的激发光进行合光；或者，所述第一区域和所述第二区域用于透射所述受激光，以和经所述第二区域透射的激发光进行合光。因此，本申请的光源装置通过一个分光元件和波长转换装置即可实现对激发光和受激光的合光，相比需要额外搭配反射镜才能实现合光的方案，本申请的光源装置的结构更加简单紧凑，且设计及组装调整上更加简单容易。

本申请的投影系统由于包括前述的光源装置，因此也具有相同的优点。

附图说明

本申请的下列附图在此作为本申请的一部分用于理解本申请。附图中示出了本申请的实施例及其描述，用来解释本申请的装置及原理。在附图中，

图1为一种常规光源装置的结构示意图；

图2和图3为本申请一个实施例中的光源装置的结构示意图；

图4为本申请一个实施例中的分光元件的俯视图；

图5为本申请一个实施例中的波长转换装置的示意图，其中，左图为正视图，右图为左视图；

图6为本申请一个实施例中的波长转换装置的各个区域的示意图；

图7为沿图6中A方向所获得的波长转化装置的激发光反射区域的截面示意图；

图8为波长转换装置的激发光反射区域反射激发光时的示意图；

图9为入射到波长转换装置的波长转换区域的光斑的分布示意图；

图10为入射到波长转换装置激发光反射区域与波长转换区域的光斑的放大示意图；

图11A为本申请另一个实施例中的光源装置的结构示意图；

图11B为图11A中分光元件的结构示意图；

图12A为本申请再一个实施例中的光源装置的结构示意图；

图12B为图12A中分光元件的结构示意图；

图13A为本申请又一个实施例中的光源装置的结构示意图；

图13B为图13A中光源装置的分光元件的结构示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本申请发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本申请能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本申请的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本申请教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。

图1中示出了一种常规的激光光源装置，激发光源110一般为蓝色激光，其发出的光1101通过透镜组111与112后，入射到散射片113上，经过散射片113散射的激发光入射到分光片114上，分光片114与光路呈45°放置，对激发光反射以及对受激发光透射，所以入射到分光片114上1的激发光被反射到会聚透镜组115上，会聚透镜组115一般由两个透镜组合而成，会聚后的激发光入射到波长转换装置116，波长转换装置116上设置有波长转换区和激发光透射区。在波长转换装置旋转运动的过程中，部分激发光通过波长转换区产生受激发光1103，受激发光1103反向透过会聚透镜组115，准直成近平行光束，透过分光片114，最终通过会聚透镜组210会聚到光机系统211的孔径中。部分激发光透过波长转换装置上的透射区形成透过的激发光1102，激发光1102经过透镜117、119与反射镜组18A、18B、18C后，入射到分光片114上被反射后与受激发光1103合光，进入光机系统211。该光源装置其利用分光片114搭配反射镜才能满足激发光与受激光的合光，导致结构上不紧凑，设计及组装调整上比较复杂。且对于一些该光源装置的分光片仅能反射激发光透射受激发光，而对于透射激发光反射受激光的结构无法实施，而对于另一些该光源装置的分光片仅能采用透射激发光反射受激发光的结构，而针对反射激发光透射受激发光的结构无法实施。另外，目前光源中激发光与系统光轴非对称的进入波长转换装置之前的会聚透镜，造成入射到波长转换装置上的激发光斑不对称，影响激发效率。

鉴于上述问题的存在，本申请提供了一种光源装置，该光源装置包括：包括光源、分光元件和可旋转的波长转换装置，所述分光元件包括第一区域和第二区域，所述波长转换装置包括波长转换区域和激发光反射区域，其中，所述光源，用于发射激发光；所述分光元件的第一区域，用于接收所述光源发射的激发光并透射或反射所述激发光；所述波长转换装置的波长转换区域，用于接收经所述分光元件的第一区域透射或反射的所述激发光，并在所述激发光的激发下产生受激光；所述波长转换装置的激发光反射区域，用于反射入射到所述波长转换装置的激发光反射区域的所述激发光；当所述分光元件的第一区域用于透射所述光源发射的激发光时，则所述分光元件的第二区域用于反射经所述波长转换装置反射的激发光，所述第一区域和所述第二区域用于反射所述受激光，以和经所述第二区域反射的激发光进行合光；或者，当所述分光元件的第一区域用于反射所述光源发射的激发光时，则所述分光元件的第二区域用于透射经所述波长转换装置反射的激发光，所述第一区域和所述第二区域用于透射所述受激光，以和经所述第二区域透射的激发光进行合光。

本申请的光源装置通过一个分光元件和波长转换装置即可实现对激发光和受激光的合光，相比需要额外搭配反射镜才能实现合光的方案，本申请的光源装置的结构更加简单紧凑，且设计及组装调整上更加简单容易。

下面结合附图2至图13B对本申请的光源装置进行详细的说明。图2和图3为本申请一个实施例中的光源装置的结构示意图；图4为本申请一个实施例中的分光元件的俯视图；图5为本申请一个实施例中的波长转换装置的示意图，其中，左图为正视图，右图为左视图；图6为本申请一个实施例中的波长转换装置的各个区域的示意图；图7为沿图6中A方向所获得的波长转化装置的激发光反射区域的截面示意图；图8为波长转换装置的激发光反射区域反射激发光时的示意图；图9为入射到波长转换装置的波长转换区域的光斑的分布示意图；图10为入射到波长转换装置激发光反射区域与波长转换区域的光斑的放大示意图；图11A为本申请另一个实施例中的光源装置的结构示意图；图11B为图11A中分光元件的结构示意图；图12A为本申请再一个实施例中的光源装置的结构示意图；图12B为图12A中分光元件的结构示意图；图13A为本申请又一个实施例中的光源装置的结构示意图；图13B为图13A中光源装置的分光元件的结构示意图。

作为示例，如图2所示的光源装置包括光源10、分光元件14和可旋转的波长转换装置16。

可选地，光源10用于发射激发光101，激发光101可以为激光光束。光源发射的激发光101可以为蓝色光、红色光、紫色光或者紫外光等，但并不以上述为限。

在一个示例中，分光元件包括第一区域和第二区域，其中，如图4所示，所述分光元件的第一区域为所述分光元件的中间区域141，所述第二区域为所述分光元件位于所述中间区域两侧的外围区域142；或者，所述分光元件的第二区域为所述分光元件的中间区域，所述第一区域为所述分光元件位于所述中间区域外侧的区域。

在一个示例中，所述分光元件的第一区域用于接收所述光源发射的激发光并透射或反射所述激发光；例如如图2所示，第一区域为分光元件的中间区域，第一区域用于接收所述光源发射的激发光101并反射所述激发光101。

分光元件倾斜设置，以使入射至所述分光元件的光束的光轴(也称光学系统的中心轴(也即光轴))与入射面之间的夹角为45°，例如，分光元件相对于水平面倾斜45度设置，这样设置的目的是使经所述波长转换装置改变波长后的受激光经所述分光元件反射前后相互垂直，以及使经所述分光元件反射前后的光束相互垂直。

在一个示例中，如图5所示，波长转换装置16包括波长转换区域和激发光反射区域，波长转换装置16的波长转换区域用于接收经所述分光元件的第一区域透射或反射的激发光，并在所述激发光的激发下产生受激光，可选地，如图2和图3所示，在分光元件14和波长转换装置16之间还设置有会聚透镜15，可选地，会聚透镜15可以是一个透镜，或者还可以由两个透镜组成或者其他数量的透镜组成。入射到波长转换装置16的激发光为经所述会聚透镜15会聚以后的激发光。

波长转换装置16为可旋转的波长转换装置，其绕其旋转轴进行周期性的旋转，可选地，所述波长转换装置16包括轮式波长转换装置16和桶式波长转换装置16中的一种。例如，所述波长转换装置16选用轮式或桶式荧光装置。

在一个示例中，所述波长转换装置16包括基体，以及形成在所述基体上的波长转换材料，例如，所述基体可以为圆形基体，所述波长转换材料在所述基体的周向上设置，在基体上形成扇环形、半环形等，对于不同转换波长的波长转换材料还可以在所述基体的外周缘附近在周向上排列设置。其中，形成有波长转换材料的区域也即为波长转换区域。

基体是由铜、铝等形成的金属基材，通过银蒸镀等对该基体的激发光照射装置侧的表面进行镜面加工，以使受激光反射出波长转换装置16。所述波长转换材料形成在进行了镜面加工的基体的表面。

进一步，如图5右图所示，所述波长转换装置16还包括驱动元件161，用于驱动所述基体按照预定的周期旋转。可选地，所述驱动装置161包括马达，其中所述基体紧贴所述马达设置，由所述马达带动所述基体转动。例如所述基体为桶式转轮，中心部由马达的旋转轴固定且能旋转。作为一种实施方式，在所述基体的中心设置有轴孔，在轴孔处设置固定环，旋转马达以转轴穿入该轴孔与固定环紧固，使该旋转马达能以转轴带动基体，当激发光打在基体的不同分区时进行相应的处理。可选择的，驱动元件带动所述基体进行匀速或非匀速的旋转，如此设置可以更加灵活的控制受激光的输出时序。在一个示例中，驱动装置161还和连接线162电连接，连接线162将所述驱动装置电连接至外部电源，以为驱动装置供电。

例如，所述波长转换区域表面设置有波长转换材料，所述波长转换材料包括但不限于红色光转换材料、绿色光转换材料、蓝色光转换材料以及黄光转换材料。

在一个实施例中，如图6所示，所述波长转换区域包括分区一(对应波长转换区域1)、分区二(对应波长转换区域2)和分区三(对应波长转换区域3)，可选地，分区一、分区二和分区三为波长转换区域，分区一的表面为黄色光转换材料、分区二的表面为红色光转换材料，分区三的表面为绿色光转换材料。当蓝色的激发光入射到分区一的表面时，波长转换生成黄色的受激光；当蓝色的激发光入射到分区二的表面时，波长转换生成红色的受激光；当蓝色的激发光入射到分区三的表面时，波长转换生成绿色的受激光。上述分区的方式仅作为示例，还可以根据实际需要进行调整，在此不做具体限定。

如图5和图6所示，所述波长转换装置16还包括激发光反射区域，用于反射入射到所述波长转换装置的激发光反射区域的激发光。在一个示例中，所述激发光反射区域用于接收激发光的一面设置有反射结构，反射结构用于反射入射到所述波长转换装置的激发光反射区域的所述激发光，反射结构沿所述波长转换装置的径向的截面为轴对称图形。

图7示出了激发光发射区域的几种可能的反射结构的截面示意图，其中，所述反射结构为设置在所述激发光反射区域的凸起结构，所述凸起结构的表面设置有反射膜，所述凸起结构沿所述波长转换装置的径向的截面为等腰三角形或者弧形；或者所述反射结构为设置在所述激发光反射区域的凹槽结构，所述凹槽结构沿所述波长转换装置的径向的截面为等腰三角形或者弧形，所述凹槽结构的表面设置有反射膜。图7中示出的结构仅作为示例，对于其他适合的结构也同样可以适用于本申请。

参考图8对波长转换装置的激发光反射区域的工作原理进行解释和说明，其中，图8中激发光反射区域的反射结构为凸起结构且截面为三角形，图8中的实线与虚线标识的激发光102分别位于会聚透镜15光轴的两侧，相对于光轴呈对称分布，两束激发光分别以对称的角度入射到激发光反射区域上，其中虚线光束经过反射结构左侧的反射面反射，以更大的角度入射到会聚透镜15上，经过会聚透镜15准直后通过分光元件14的第二区域(也即图8中分光元件左侧的虚线区域)入射到光机系统，实线的激发光束入射到反射结构右侧的反射面，通过右侧的反射面反射以大角度入射到会聚透镜中，经过分光元件14的另一侧的第二区域(也即图8中分光元件右侧的虚线区域)入射到光机系统。

进一步，本申请的光源装置还对光源发出的激发光进行位置布局，以使得光源装置的激发效率更高。在一个示例中，如图9所示，所述光源包括至少一组光源所有光源发出的激发光可以分成两束激发光101所述两束激发光关于所述光源装置的光学系统的光轴对称，并且，两束激发光在分光元件上的入射点的连线与所述分光元件的第一区域和第二区域的分布方向相同，例如光学系统包括沿激发光101的光路依次设置的会聚透镜11、准直透镜12和散射片13，其中，光学系统的光轴可以为会聚透镜11的光轴，或者准直透镜12的光轴。光源10可以是由光源阵列组成，或者可以是由多个独立的子光源组成。

在一个示例中，光源10发射的所述两束激发光之间具有夹角，其中，所述夹角小于或等于10°，更进一步夹角小于6°，具体地，例如两者的夹角为8°、7°、5°、4°、3°等。通过使两束激发光的光束呈一定夹角设置，可以使得入射到波长转换区域的激发光斑呈两个光斑分布，如图9右图和图10所示，从而相比一个光斑的情况，增加了波长转换区域的受光面积，且分散了入射到波长转换区的激发光的能量，从而提升了波长转换的效率，同时，分开的两个激发光斑可以更高的效率在激发光反射区域上被反射，特别是对于截面为三角形的反射结构来说，如图10所示，可以避免同一个光斑入射到三角形的尖角处而导致的激光杂散能量损失的问题。

在一个示例中，入射至所述波长转换装置的所述两束激发光在所述波长转换装置上形成两个光斑，其中，形成的所述两个光斑沿所述波长转换装置的旋转方向的同一垂直方向分布，例如图10左图所示，在圆盘形波长转换装置上，所述波长转换装置的旋转方向的同一垂直方向也即圆盘的同一径向方向(例如两个光斑位于同一半径上)；再例如，当波长转换装置为滚筒式波长转换装置时，波长转换区域和激发光反射区域通常位于波长转换装置的侧壁上，所述波长转换装置的旋转方向的同一垂直方向也即滚筒侧壁上和轴向方向平行的方向则。

在一个示例中，所述光源装置用于投影系统，入射至所述波长转换装置的所述两束激发光在所述波长转换装置上形成两个光斑，所述投影系统的孔径为矩形，所述孔径的长边方向与所述两个光斑的中心连线方向平行，也即中心连线方向也即对应为激发光入射处的波长转换装置的半径方向，通过这样的设置，可以使得两个光斑的激发光和受激光能够最大程度的投影系统所接收，从而提高光源的效率。

在一个示例中，如图2和图3所示，所述光源装置还包括设置于所述光源和所述分光元件之间的缩束元件，所述缩束元件用于使从所述光源出射的激发光经所述缩束元件压缩后出射至所述分光元件，缩束元件包括会聚透镜11和准直透镜12，经准直透镜12出射的激发光入射至散射片13，经散射片13后，入射至分光元件14。

值得一提的是，在本申请中分光元件14中用于同时透射的区域，通常可以设置为开孔或者设置为能够透光的透光材料，分光元件的区域用于反射激发光和受激光中的一种而透射另一种时，则对应区域设置为二向色镜，而当分光元件的区域同时用于反射激发光和受激光时，则对应区域设置为反射面。

在一个示例中，分光元件14的第一区域和第二区域彼此可分离地设置，从而使得第一区域和第二区域相对光源装置的光机系统的光轴的角度可以各自独立调整，也即，第一区域和第二区域相对光源装置的光机系统的光轴具有不同的角度，其中，第一区域和第二区域中用于反射所述激发光的区域配置为相对所述光源装置的光机系统的光轴的角度可调，通过调整反射激发光的区域相对光源装置的光机系统的光轴的角度，从而使得激发光与受激光两个光斑在光机系统的入口处重合。例如图12A和13A所示的光源装置，第一区域和第二区域均可以用于反射激发光，可以调整第一区域和第二区域中的一个或者两个相对光源装置的光机系统的光轴的角度，从而使得激发光与受激光两个光斑在光机系统的入口处重合，例如可以使分光元件的中间区域相对光机系统的光轴呈45°，而两侧的区域相对光机系统的光轴呈不同于45°的角度，再例如，还可以调整中间区域相对光机系统的光轴的角度，使得中间区域和两侧的区域不位于同一个平面上。

再另一个示例中，分光元件14的所述第一区域和所述第二区域彼此可分离地设置，从而使得第一区域和第二区域相对光源装置的光机系统的光轴的角度可以各自独立调整，也即，第一区域和第二区域相对光源装置的光机系统的光轴具有不同的角度，其中，所述第一区域和所述第二区域中用于向所述波长转化装置反射激发光的区域配置为相对所述光源装置的光机系统的光轴的角度可调，从而调整入射到波长转换装置上光斑的位置，且不会影响受激光的投射，例如图2所示，分光元件14的中间区域用于反射激发光至波长转换装置，则可以独立的调整中间区域相对光源装置的光机系统的光轴的角度，从而调整入射到波长转换装置上光斑的位置。再例如图11A所示，分光元件14的中间区域两侧的区域用于反射激发光至波长转换装置，则可以独立的调整中间区域两侧的区域相对光源装置的光机系统的光轴的角度，从而调整入射到波长转换装置上光斑的位置。

下面参考附图2、图3和图4对本申请的一种具体实现方式进行解释和说明，其中，在该示例性地光源装置中如图4所示，分光元件14的中间区域141用于反射激发光并透射受激光，而中间区域141两侧的外围区域142则用于透射激发光和受激光，光源发出的两束激发光101通过会聚透镜11会聚后入射到准直透镜12进行准直，之后自准直透镜12入射到散射片13，再从散射片13入射到分光元件14的中间区域，分光元件14与光路呈45°放置，经分光元件14的中间区域反射至会聚透镜15，经会聚透镜15会聚后入射到波长转换装置，如图2所示，当入射到波长转换装置的波长转换区域时，则产生受激光103，受激光103经反射后入射到会聚透镜15，再从整个分光元件14中透射后，进入会聚透镜20会聚后最终进入投影系统的光机系统21的孔径进行合光，如图3所示，激发光经分光元件14的中间区域反射至会聚透镜15，经会聚透镜15会聚后入射到波长转换装置，当入射到波长转换装置的激发光反射区域时，被激发光反射区域反射后入射到会聚透镜15，形成平行光束，再从分光元件14的外围区域中透射后，进入会聚透镜20会聚后最终进入投影系统的光机系统21的孔径进行合光。

下面参考附图11A和图11B对本申请的另一种具体实现方式进行解释和说明，其中，在该示例性地光源装置中如图11B所示，分光元件14的中间区域用于透射激发光和受激光，外围区域用于反射激发光并透射受激光，如图11A所示，光源发出的两束激发光101通过会聚透镜11会聚后入射到准直透镜12进行准直，之后自准直透镜12入射到散射片13，再从散射片13入射到分光元件14的外围区域，分光元件14与光路呈45°放置，经分光元件14的外围区域反射至会聚透镜15，经会聚透镜15会聚后入射到波长转换装置，当入射到波长转换装置的激发光反射区域时，被激发光反射区域反射后入射到会聚透镜15，形成平行光束，再从分光元件14的中间区域中透射后，进入会聚透镜20会聚后最终进入投影系统的光机系统21的孔径进行合光，激发光经分光元件14的外围区域反射至会聚透镜15，经会聚透镜15会聚后入射到波长转换装置的波长转换区域时，则产生受激光103，受激光103经反射后入射到会聚透镜15，再从整个分光元件14中透射后，进入会聚透镜20会聚后最终进入投影系统的光机系统21的孔径进行合光。

下面参考附图12A和图12B对本申请的另一种具体实现方式进行解释和说明，其中，在该示例性地光源装置中如图12B所示，分光元件14的中间区域用于反射激发光和受激光，外围区域用于透射激发光并反射受激光，如图12A所示，光源发出的两束激发光101通过会聚透镜11会聚后入射到准直透镜12进行准直，之后自准直透镜12入射到散射片13，再从散射片13入射到分光元件14的外围区域，分光元件14与光路呈45°放置，经分光元件14的外围区域透射至会聚透镜15，经会聚透镜15会聚后入射到波长转换装置，当入射到波长转换装置的激发光反射区域时，被激发光反射区域反射后入射到会聚透镜15，形成平行光束，再经分光元件14的中间区域发射后，进入会聚透镜20会聚后最终进入投影系统的光机系统21的孔径进行合光，激发光经分光元件14的外围区域透射至会聚透镜15，经会聚透镜15会聚后入射到波长转换装置的波长转换区域时，则产生受激光，受激光经反射后入射到会聚透镜15，再从整个分光元件14中反射后，进入会聚透镜20会聚后最终进入投影系统的光机系统21的孔径进行合光。

下面参考附图13A和图13B对本申请的另一种具体实现方式进行解释和说明，其中，在该示例性地光源装置中如图13B所示，分光元件14的外围区域用于反射激发光和受激光，中间区域用于透射激发光并反射受激光，如图13A所示，光源10发出的两束激发光101通过会聚透镜11会聚后入射到准直透镜12进行准直，之后自准直透镜12入射到散射片13，再从散射片13入射到分光元件14的中间区域，分光元件14与光路呈45°放置，经分光元件14的中间区域透射至会聚透镜15，经会聚透镜15会聚后入射到波长转换装置，当入射到波长转换装置的激发光反射区域时，被激发光反射区域反射后入射到会聚透镜15，形成平行光束，再经分光元件14的外围区域发射后，进入会聚透镜20会聚后最终进入投影系统的光机系统21的孔径进行合光，激发光经分光元件14的中间区域透射至会聚透镜15，经会聚透镜15会聚后入射到波长转换装置的波长转换区域时，则产生受激光，受激光经反射后入射到会聚透镜15，再经整个分光元件14反射后，进入会聚透镜20会聚后最终进入投影系统的光机系统21的孔径进行合光。

综上所述，本申请的光源装置通过一个分光元件和波长转换装置即可实现对激发光和受激光的合光，相比需要额外搭配反射镜才能实现合光的方案，本申请的光源装置的结构更加简单紧凑，且设计及组装调整上更加简单容易。并且，本申请的光源装置激发光对称的进入波长转换装置之前的会聚透镜，使得激发光斑均匀，效率更好。另外，分光元件可以实现透射激发光反射受激发光与反射激发光透射受激发光两种设计方案，满足系统布局的要求。

另外，本申请还提供一种投影系统，该投影系统包括前述的光源装置，其以前述的光源装置作为照明系统，从光源装置出射的光束作为照明光束。

在一个示例中，投影系统还包括投影组件例如光机，用于出射投影光束并进行影像投影显示，例如在幕布等显示界面上显示影像，例如图像或视频等，其还可以是音视频一体化的装置。示例性地，投影系统包括用于执行投影功能的各种元件，例如投影组件、用于对来自外部的视频信号应用进行图像处理(例如A/D转换、同步信号分离、向帧存储器重新写入/从帧存储器读出数据)的图像处理单元、和根据来自图像处理单元的图像数据来驱动显示设备的驱动单元。

光源装置可以作为投影组件中的一部分，投影组件还可以包括所述投影镜头用于出射由所述照明光束转换成的投影光束。

投影组件还可以包括光机组件，光机组件用于将照明光束转换成影像光束。而投影镜头则用于将影像光束转换成投影光束，并将投影光束透射处以形成画面，例如在幕布上形成画面，以供用户观看。

投影系统还包括数据传输接口(未示出)，用于自外部接收待投影显示的图像数据信息或视频数据信息，并且将所述待投影显示的图像数据信息或视频数据信息输出至投影组件。

投影系统还包括电力接口(未示出)，该电力结构用于和外部电源电连接后为投影系统供电，以使投影系统能够正常工作。

对于完整的投影系统的结构在此不做进行一一描述，本领域技术人员可以想到的是，本申请的投影系统还可以包括其他的必要的部件。

由于本申请的投影系统的光源装置具有前述的优点，因此本申请实施例中的光源装置也具有前述的优点。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本申请的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本申请的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本申请的范围之内。

Claims (10)

1.一种光源装置，其特征在于，所述光源装置包括光源、分光元件和可旋转的波长转换装置，所述分光元件包括第一区域和第二区域，所述波长转换装置包括波长转换区域和激发光反射区域，其中，

所述光源，用于发射激发光；

所述分光元件的第一区域，用于接收所述光源发射的激发光并透射或反射所述激发光；

所述波长转换装置的波长转换区域，用于接收经所述分光元件的第一区域透射或反射的所述激发光，并在所述激发光的激发下产生受激光；

所述波长转换装置的激发光反射区域，用于反射入射到所述波长转换装置的激发光反射区域的所述激发光；

当所述分光元件的第一区域用于透射所述光源发射的激发光时，则所述分光元件的第二区域用于反射经所述波长转换装置反射的激发光，所述第一区域和所述第二区域用于反射所述受激光，以和经所述第二区域反射的激发光进行合光；或者，

当所述分光元件的第一区域用于反射所述光源发射的激发光时，则所述分光元件的第二区域用于透射经所述波长转换装置反射的激发光，所述第一区域和所述第二区域用于透射所述受激光，以和经所述第二区域透射的激发光进行合光。

2.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述激发光反射区域用于接收所述激发光的一面设置有反射结构，所述反射结构用于反射入射到所述波长转换装置的激发光反射区域的所述激发光，所述反射结构沿所述波长转换装置的径向的截面为轴对称图形。

3.如权利要求2所述的光源装置，其特征在于，所述反射结构凸起结构，所述凸起结构沿所述波长转换装置的径向的截面为等腰三角形或者弧形，所述凸起结构的表面设置有反射膜；或者

所述反射结构为设置在所述激发光反射区域的凹槽结构，所述凹槽结构沿所述波长转换装置的径向的截面为等腰三角形或者弧形，所述凹槽结构的表面设置有反射膜。

4.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述分光元件的第一区域为所述分光元件的中间区域，所述第二区域为所述分光元件位于所述中间区域外侧的区域；或者，所述分光元件的第二区域为所述分光元件的中间区域，所述第一区域为所述分光元件位于所述中间区域外侧的区域。

5.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，

所述第一区域和所述第二区域彼此可分离地设置，其中，所述第一区域和所述第二区域中用于反射激发光的区域配置为相对所述光源装置的光机系统的光轴的角度可调。

6.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述光源包括至少一组光源，所有光源发出的激发光可以分成两束激发光，所述两束激发光关于所述光源装置的光学系统的光轴对称，并且所述两束激发光在所述分光元件上的入射点的连线与所述分光元件的所述第一区域和第二区域的分布方向相同。

7.如权利要求6所述的光源装置，其特征在于，入射至所述波长转换装置的所述两束激发光在所述波长转换装置上形成两个光斑，其中，形成的所述两个光斑沿所述波长转换装置的旋转方向的同一垂直方向分布。

8.如权利要求6所述的光源装置，其特征在于，所述光源发射的所述两束激发光之间具有夹角，其中，所述夹角小于或等于10°；和/或，

所述光源装置用于投影系统，入射至所述波长转换装置的所述两束激发光在所述波长转换装置上形成两个光斑，所述投影系统的孔径为矩形，所述孔径的长边方向与所述两个光斑的中心连线方向平行。

9.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设置于所述光源和所述分光元件之间的缩束元件，所述缩束元件用于使从所述光源出射的激发光经所述缩束元件压缩后出射至所述分光元件。

10.一种投影系统，其特征在于，所述投影系统包括权利要求1至9任一项所述的光源装置。

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