CN218413176U - 一种投影设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及显示技术领域，公开了一种投影设备，该投影设备包括光源装置、聚焦透镜元件、光开关组件和成像镜头；其中，光源装置，用于产生至少两束目标色光；聚焦透镜元件，用于引导至少两束目标色光中各束目标色光射入光开关组件；光开关组件，用于对射入光开关组件的各束目标色光进行调制，并将调制后的各束目标色光引导至成像镜头以形成与图像信息对应的图像光。本申请中通过聚焦透镜元件改变光源装置产生的光束的光路，使各色光通过不同的光路入射光开关组件，可以提高投影设备的照明效率。

Description

一种投影设备

技术领域

本申请涉及投影显示技术领域，尤其涉及一种投影设备。

背景技术

现有的基于单片式透射型液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)的投影设备，一般是指使用一片全彩的、透射式的液晶屏为光阀，基于科勒或临界照明方式，通过成像镜头，将光阀的图像，放大投射于屏幕上的一种投影产品。相对其它原理技术的投影设备，单LCD投影设备价格低廉，制作简单，配套成熟，所以一直以不可或缺的形态存在于投影设备低端市场，是投影设备市场的重要组成部分。

然而现有的单片式LCD投影设备因为需要偏振光才能使LCD光阀正常工作，故光源发出的自然光有一大部分(≥60％)的光线不能得到利用。因此，现有单LCD投影设备的照明效率较低。

发明内容

本申请提供一种投影设备，可以用于投影设备，能够提升投影设备的亮度，且光路简单，结构紧凑。

本申请提供一种投影设备，投影设备包括光源装置、聚焦透镜元件、光开关组件和成像镜头；其中，

光源装置，用于产生至少两束目标色光；

聚焦透镜元件，用于引导至少两束目标色光中各束目标色光射入光开关组件；

光开关组件，用于对射入光开关组件的各束目标色光进行调制，并将调制后的各束目标色光引导至成像镜头以形成与图像信息对应的图像光。

可选地，光源装置包括发光组件、分光滤光组件、第一光组件和第二光组件，至少两束目标色光中包括至少一束第一目标色光和至少一束第二目标色光；其中，

发光组件，用于产生初始光；

分光滤光组件，用于将射入发光组件的初始光中的第一光分离并引导至第一光组件，以及将射入发光组件的初始光中的第二光分离并引导至第二光组件；

第一光组件，用于将射入第一光组件的第一光经第一光组件出射为至少一束第一目标色光；

第二光组件，用于将射入第二光组件的第二光转换为至少一束第二目标色光。

可选地，分光滤光组件包括第一分光滤光元件，第一光组件中包括第一相位差元件、第一扩散元件和第二相位差元件，至少一束第一目标色光中包括第一偏振态的光；其中，

第一分光滤光元件，用于将射入第一分光滤光元件的初始光中的第一光分离并经第一相位差元件引导至第一扩散元件，以及将从第一相位差元件射来的第二偏振态的光引导至第二相位差元件；

第一扩散元件，用于对射入第一扩散元件的第一光进行散斑抑制并经第一相位差元件引导至第一分光滤光元件；

第二相位差元件，用于将从第一分光滤光元件射来的第二偏振态的光转换为第一偏振态的光并射出。

可选地，分光滤光组件中包括第一分光滤光元件和第二分光滤光元件，第二光组件中包括第一被激发元件，至少一束第二目标色光中包括第一受激发光和第二受激发光；其中，

第一分光滤光元件，用于将射入第一分光滤光元件的初始光中的第二光分离并引导至第二分光滤光元件；

第二分光滤光元件，用于将射入第二分光滤光元件的第二光引导至第一被激发元件，以及将第一被激发元件产生的受激发光分离为第一受激发光和第二受激发光并射出；

第一被激发元件，用于被射入第一被激发元件的第二光激发产生受激发光并引导至第二分光滤光元件。

可选地，分光滤光组件中包括第一分光滤光元件、第二分光滤光元件和第三分光滤光元件，第二光组件中包括第二被激发元件和第三被激发元件，至少一束第二目标色光中包括第一受激发光和第二受激发光；其中，

第一分光滤光元件，用于将射入第一分光滤光元件的初始光中的第二光分离并引导至第二分光滤光元件；

第二分光滤光元件，用于将射入第二分光滤光元件的第二光中第一波段的光引导至第二被激发元件，将射入第二分光滤光元件的第二光中第二波段的光引导至第三分光滤光元件，以及引导第二被激发元件产生的第一受激发光射出；

第三分光滤光元件，用于将射入的第二波段的光引导至第三被激发元件，并引导第三被激发元件产生的第二受激发光射出；

第二被激发元件，用于被射入第二被激发元件的第一波段的光激发产生第一受激发光，并将第一受激发光引导至第二分光滤光元件；

第三被激发元件，用于被射入第三被激发元件的第二波段的光激发产生第二受激发光，并将第二受激发光引导至第三分光滤光元件。

可选地，光源装置的出光处还设置有至少一个偏振分光滤光组件，至少一个偏振分光滤光组件中包括与至少一束第二目标色光一一对应的偏振分光滤光组件；至少一个偏振分光滤光组件中各偏振分光滤光组件，用于将射入偏振分光滤光组件的第二目标色光部分转换为第一偏振态的目标色光。

可选地，发光组件包括至少一个发光元件和第三相位差元件，初始光中包括第一光和第二光；其中，

至少一个发光元件，用于产生第一偏振态的光；

第三相位差元件，用于使经过第三相位差元件的第一偏振态的光转换为初始光，初始光中第一光和第二光的光量比例为预设比例。

可选地，光开关组件中包括像素透镜元件和光开关元件，光开关元件包括多个像素，各像素包括多个子像素，像素透镜元件中包括多个与像素一一对应的像素透镜区域；其中，

像素透镜元件中各像素透镜区域，用于将射入像素透镜区域的各目标色光引导至与各目标色光对应的子像素中；

光开关元件中各子像素，用于对射入子像素的目标色光进行调制，并将调制后的目标色光引导至成像镜头。

可选地，聚焦透镜元件包括多个与目标色光一一对应的光引导区域，经过多个光引导区域中一部分区域的目标色光的光轴与像素透镜元件的入射面成第一预设角度，经过多个光引导区域中另一部分区域的目标色光的光轴与像素透镜元件的入射面成第二预设角度。

可选地，至少两束目标色光中各束目标色光在聚焦透镜元件上形成的光斑的直径大于在像素透镜元件上形成的光斑的直径。

本申请的投影设备可以通过将光源装置产生的至少两束目标色光，经聚焦透镜元件引导至光开关组件；光开关组件对射入的各束目标色光进行调制，并将调制后的各束目标色光引导至成像镜头以形成与图像信息对应的图像光。本申请中通过聚焦透镜元件改变光源装置产生的光束的光路，使各色光通过不同的光路入射光开关组件，可以提高投影设备的照明效率。

附图说明

通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。其中：

图1为本申请的一实施例中的投影设备的结构示意图；

图2为本申请的一实施例中的光源装置的结构示意图；

图3为本申请的另一实施例中的光源装置的结构示意图；

图4为本申请的另一实施例中的光源装置的结构示意图；

图5为本申请的另一实施例中的光源装置的结构示意图；

图6为本申请的另一实施例中的光源装置的结构示意图；

图7为本申请的另一实施例中的光源装置的结构示意图；

图8为本申请的另一实施例中的光源装置的结构示意图；

图9为本申请的另一实施例中的光源装置的结构示意图；

图10为本申请的一实施例中的光路的构示意图；

图11为本申请的一实施例中的空间光调制器的结构示意图；

图12为本申请的另一实施例中的光路的构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，虽然本申请中公开内容按照示范性一个或几个实例来介绍，但应理解，可以就这些公开内容的各个方面也可以单独构成一个完整技术方案。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请实施例中，“示例地”、“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用示例的一词旨在以具体方式呈现概念。

除非另外定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而是仅用于区分描述。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。

为了彻底理解本申请，将在下面提供详细的描述，以便阐释本申请的技术方案。本申请的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本申请还可以具有其他实施方式。

本实施例提供的投影设备包括光源装置、聚焦透镜元件、光开关组件和成像镜头。在一些实施例中，光源装置与聚焦透镜元件之间设置有匀光装置，匀光装置为双面复眼透镜或者光通道元件，或，匀光装置是由两个单面复眼组成。例如，如图1所示，是本实施例提供的一种投影设备的结构示意图，该投影设备包括光源装置10、匀光装置20、聚焦透镜元件30、光开关组件40和成像镜头50，匀光装置由单面复眼21和单面复眼22组成。其中：

(1)光源装置10，用于产生至少两束目标色光。

其中，至少两束目标色光可以包括至少一束第一目标色光和至少一束第二目标色光。可选地，至少一束第一目标色光和至少一束第二目标色光的颜色不做限制，例如至少包括红光、绿光和蓝光；例如，至少一束第一目标色光中包括第一偏振态的光，第一偏振态的光可以为蓝光，至少一束第二目标色光中包括第一受激发光和第二受激发光，第一受激发光可以为绿光，第二受激发可以为红光。其中第一偏振态不做限制，可以是P偏振或S偏振。可选地，至少两束目标色光可以为三束目标色光或四束目标色光。例如，至少两束目标色光中包括一束第一目标色光和两束第二目标色光，第一目标色光可以为蓝光，一束第二目标色光可以为绿光，另一束第二目标色光可以为红光。再如，至少两束目标色光中包括一束第一目标色光、三束第二目标色光，第一目标色光可以为蓝光，一束第二目标色光可以为绿光，一束第二目标色光可以为红光，再一束第二目标色光可以为黄光。

光源装置可以包括发光组件、分光滤光组件、第一光组件、第二光组件、偏振分光滤光组件中的部分或全部元件。

在一些实施例中，光源装置的发光组件中包括至少一个发光元件，至少一个发光元件产生的初始光包括红光、蓝光、绿光和紫外光中的至少一种。例如初始光可以是440nm～480nm波段的蓝光；发光元件可以是LED光源或激光光源等，如可以是产生在450nm～460nm波段范围内具有峰值波长激光的激光光源。至少一个表示一个或一个以上，例如发光组件中可以包括一个产生蓝光的光源，再如包括两个产生蓝光的光源，再如包括一个产生蓝光的光源和一个产生红光的光源等等。需要说明的是，发光组件包括两个或两个以上的光源时，可以并排设置形成光源阵列，也可以互相独立设置；例如可以是产生蓝光的光源阵列，再如是蓝光和红光的光源互相独立设置。可选地，可以设置至少一个与发光元件一一对应的准直透镜，准直透镜使光源产生的光平行化。

在一些实施例中，光源装置包括发光组件、分光滤光组件、第一光组件和第二光组件，至少两束目标色光中包括至少一束第一目标色光和至少一束第二目标色光；其中，

①发光组件，用于产生初始光。

发光组件包括至少一个发光元件和第三相位差元件，初始光中包括第一光和第二光。第一光的偏振态可以为第一偏振态，第二光的偏振态可以为第二偏振态，第一偏振态和二偏振态可以为S偏振或P偏振，第一偏振态和第二偏振态不同。

其中，至少一个发光元件，用于产生第一偏振态的光；第三相位差元件，用于使经过第三相位差元件的第一偏振态的光转换为初始光，初始光中第一光和第二光的光量比例为预设比例。预设比例不做限制，如第一光与第二光的光的光量比例为1:1。可选地，第三相位差元件设置在至少一个准直透镜后；第三相位差元件可以是由1/2波长板或1/4波长板构成可选地，还可以设置与第三相位差元件和对应的旋转装置，旋转装置中包括电机等，可以使第三相位差元件旋转来调整第三相位差元件在光路中的位置(与光轴的角度或第三相位差元件的不同区域在光路中的位置等)，来调整预设比例；若不需要调整预设比例，也可以不设置旋转装置，可以固定第三相位差元件的位置，使初始光转换为固定光量比例的第一光与第二光。

②分光滤光组件，用于将射入发光组件的初始光中的第一光分离并引导至第一光组件，以及将射入发光组件的初始光中的第二光分离并引导至第二光组件。

分光滤光组件中可以包括多个分光滤光元件和反射元件等，分光滤光元件可以为根据波长、偏振态等进行分光的元件。

③第一光组件，用于将射入第一光组件的第一光经第一光组件出射为至少一束第一目标色光。

可选地，分光滤光组件包括第一分光滤光元件，第一光组件中包括第一相位差元件、第一扩散元件和第二相位差元件，至少一束第一目标色光中包括第一偏振态的光。第一相位差元件和第二相位差元件可以是1/4波长板或1/2波长板；第一扩散元件可以是扩散板，扩散板可以为具有接近朗伯散射的反射特性，将入射到扩散板的光广角地反射，第一扩散元件也可以设置对应的旋转装置。

其中，第一分光滤光元件，用于将射入第一分光滤光元件的初始光中的第一光分离并经第一相位差元件引导至第一扩散元件，以及将从第一相位差元件射来的第二偏振态的光引导至第二相位差元件；第一扩散元件，用于对射入第一扩散元件的第一光进行散斑抑制并经第一相位差元件引导至第一分光滤光元件；第二相位差元件，用于将从第一分光滤光元件射来的第二偏振态的光转换为第一偏振态的光并射出。

可选地，分光滤光组件包括第一分光滤光元件，第一光组件中包括第二扩散元件，多束目标色光中包括第二扩散元件射出的第一光。第二扩散元件可以是扩散板。

其中，第一分光滤光元件，用于将射入第一分光滤光元件的初始光中的第一光分离并引导至第二扩散元件；第二扩散元件，用于对射入第二扩散元件的初始光中的第一光进行散斑抑制并射出。

④第二光组件，用于将射入第二光组件的第二光转换为至少一束第二目标色光。

可选地，分光滤光组件中包括第一分光滤光元件和第二分光滤光元件，第二光组件中包括第一被激发元件，至少一束第二目标色光中包括第一受激发光和第二受激发光；其中，第一被激发元件可以为具有反射特性的被激发元件，也可以包括至少一个具有透射特性的被激发元件。例如该被激发元件具有被光激发产生黄色光的黄荧光体，如作为活化剂而含有铈(Ce)的钇铝石榴石(YAG)系荧光体。再如，第一被激发元件包括第一波长转换区域和第二波长转换区域；如第一波长转换区域具有被光激发产生红光的红色荧光体、第二波长转换区域具有被光激发产生绿光的绿色荧光体。再如，第二光组件中包括第一被激发元件和第二被激发元件。可选地，第一被激发元件对应可以设置旋转装置。可选地，被激发元件中还可以包括与被激发元件对应的聚焦准直透镜。

例如，第一分光滤光元件，用于将射入第一分光滤光元件的初始光中的第二光分离并引导至第二分光滤光元件；第二分光滤光元件，用于将射入第二分光滤光元件的第二光引导至第一被激发元件，以及将第一被激发元件产生的受激发光分离为第一受激发光和第二受激发光并射出；第一被激发元件，用于被射入第一被激发元件的第二光激发产生受激发光并引导至第二分光滤光元件。

再如，第一被激发元件包括第一波长转换区域和第二波长转换区域，可以采用旋转装置使第一被激发元件按照时序旋转，从而让第一被激发元件的第一波长转换区域和第二波长转换区域按照时序轮流被激发得到第一受激发光和第二受激发光。第一分光滤光元件，用于将射入第一分光滤光元件的初始光中的第二光分离并引导至第二分光滤光元件；第二分光滤光元件，用于将射入第二分光滤光元件的第二光引导至第一被激发元件，以及将第一被激发元件产生的第一受激发光或第二受激发光射出；第一被激发元件的第一波长转换区域，用于被射入第一被激发元件的第二光激发产生第一受激发光并引导至第二分光滤光元件；第一被激发元件的第二波长转换区域，用于被射入第一被激发元件的第二光激发产生第二受激发光并引导至第二分光滤光元件。

可选地，分光滤光组件中包括第一分光滤光元件、第二分光滤光元件和第三分光滤光元件，第二光组件中包括第二被激发元件和第三被激发元件，至少一束第二目标色光中包括第一受激发光和第二受激发光；其中，

第一分光滤光元件，用于将射入第一分光滤光元件的初始光中的第二光分离并引导至第二分光滤光元件；第二分光滤光元件，用于将射入第二分光滤光元件的第二光中第一波段的光引导至第二被激发元件，将射入第二分光滤光元件的第二光中第二波段的光引导至第三分光滤光元件，以及引导第二被激发元件产生的第一受激发光射出；第三分光滤光元件，用于将射入的第二波段的光引导至第三被激发元件，并引导第三被激发元件产生的第二受激发光射出；第二被激发元件，用于被射入第二被激发元件的第一波段的光激发产生第一受激发光，并将第一受激发光引导至第二分光滤光元件；第三被激发元件，用于被射入第三被激发元件的第二波段的光激发产生第二受激发光，并将第二受激发光引导至第三分光滤光元件。可选地，上述第二被激发元件和第三被激发元件也可以替换为一个被激发元件的两个波长转换区域。

需要说明的是，波长转换元件被激发光激发后，也可以透射受激发光，将受激发光引导至分光滤光组件中的其他分光滤光元件，这里不再赘述。

在一些实施例中，光源装置的出光处还设置有至少一个偏振分光滤光组件，至少一个偏振分光滤光组件中包括与至少一束第二目标色光一一对应的偏振分光滤光组件；至少一个偏振分光滤光组件中各偏振分光滤光组件，用于将射入偏振分光滤光组件的第二目标色光部分转换为第一偏振态的目标色光。

可选地，至少一个偏振分光滤光组件中各偏振分光滤光组件包括偏光反射子组件和第四相位差元件。第四相位差元件均可以采用1/2波片；偏光反射子组件偏振分光滤光元件和反射元件，偏振分光滤光元件可以为偏光棱镜，反射元件可以为反射棱镜；可选地，偏振分光滤光元件中各偏振分光区域也可以包括偏振分光滤光元件、反射元件和第四相位差元件。

其中，偏光反射子组件，用于将射入偏振分光滤光组件的第二目标色光中第一偏振态的第二目标色光射出，将射入偏振分光滤光组件的第二目标色光中非第一偏振态的第二目标色光引导至第四相位差元件；可选地，偏光反射子组件中包括偏振分光滤光元件和反射元件；射入偏振分光滤光组件的光束中的第一偏振态的第二目标色光经偏振分光滤光元件射出，射入偏振分光滤光组件的光束中的非第一偏振态的第二目标色光经偏振分光滤光元件引导至反射元件，经反射元件反射至第四相位差元件。第四相位差元件，用于将射入偏振分光滤光组件的第二目标色光中非第一偏振态的第二目标色光转换为第一偏振态的第二目标色光并射出。通过偏振分光滤光组件对第二目标色光进行处理，使得第二目标色光无损出射并射入光调制器，可以提高光利用率。

以下将对上述实施例进行举例说明。如图2所示，是本实施例提供的一种光源装置的结构示意图。如图2所示的光源装置包括产生蓝光的发光元件01、准直透镜02、第三相位差元件03、第一分光滤光元件04、第一扩散元件05、第二分光滤光元件06、聚焦准直透镜07、具有黄色荧光体的波长转换元件08、第三分光滤光元件09、偏振分光滤光组件11和偏振分光滤光组件12。

发光元件01由射出S偏振的蓝光BLs的半导体激光器构成，即发光元件01射出蓝色波段的蓝光BLs。准直透镜02使从发光元件01发出的BLs光平行化。第三相位差元件03及对应的旋转装置设置在准直透镜02之后，旋转装置使第三相位差元件03旋转，从而入射到第三相位差元件03的S偏振的蓝光BLs的一部分被第三相位差元件03转换为P偏振的蓝光BLp；因此，第三相位差元件03被入射从发光元件01射出的蓝光BLs，射出包含预设比例的S偏振的蓝光BLs和P偏振的蓝光BLp。

第一分光滤光元件04包括第一光学层，第一光学层可以透射P偏振的蓝光而反射S偏振的蓝光，对于蓝光以外波段的光的特性没有特别限定。S偏振的蓝光BLs从第一分光滤光元件04反射至第一扩散元件05，进行散斑抑制后射出蓝光BLs。

第三分光滤光元件09具有透射P偏振的蓝光和反射绿光特性。第二分光滤光元件06具有对于蓝光反射P偏振的光、对于包含绿光和红光则反射绿光，透射红光的特性。

P偏振的蓝光BLp从第一分光滤光元件04入射到第二分光滤光元件06反射至波长转换元件08，波长转换元件08是反射型的波长转换元件，其通过光的入射而被激发产生受激发光(与入射到波长转换元件08的光的波段不同的波段的光)，将受激发光向与光的入射方向相反的方向射出。波长转换元件08将入射的蓝光BLs的蓝色波段长的波段的荧光转换为非偏振的黄色光YL射出；黄色光YL具有500nm～700nm的波段。黄色光YL是包含绿光成分和红光成分的光，即黄色光YL的波段包含绿色波段和红色波段。本实施方式的波长转换元件08是固定型的波长转换元件，也可以使用具有旋转装置的旋转型的波长转换元件代替该结构，在该情况下，能够抑制波长转换元件08的温度上升，提高波长转换效率。

黄色光YL经过第二分光滤光元件06反射绿光GL和透射红光RL，红光RL入射至偏振分光滤光组件12，绿光GL经过第三分光滤光元件09反射后入射至偏振分光滤光组件11，最终出射RLs1和RLs2、GLs1和GLs2。

需要说明的是，波长转换元件08可以包括第一波长转换区域(绿色荧光体)和第二波长转换区域(红色荧光体)，以及对应的旋转装置；P偏振的蓝光BLp从第一分光滤光元件04入射到第二分光滤光元件06反射至波长转换元件08，旋转装置按照时序旋转波长转换元件08，使P偏振的蓝光时序性的分别激发第一波长转换区域和第二波长转换区域产生绿光和红光；绿光和红光分别经过第二分光滤光元件06，第二分光滤光元件06反射绿光GL和透射红光RL。红光RL入射至偏振分光滤光组件12，绿光GL经过第三分光滤光元件09反射后入射至偏振分光滤光组件11，最终出射RLs1和RLs2、GLs1和GLs2。

偏振分光滤光组件11包括偏振分光滤光元件110、反射元件111、第四相位差元件112；偏振分光滤光组件12包括偏振分光滤光元件120、反射元件121、第四相位差元件123。红光RL经过偏振分光滤光元件120反射RLp光和透射RLs1光，RLp光经过反射元件121反射后经过第四相位差元件122进行偏振态转换，出射RLs2光；绿光GL经过第四分光滤光元件09反射入射至偏振分光滤光组件11，绿光GL经过110反射GLp光和透射GLs1光，GLp光经过111反射后经过112进行偏振态转换，出射GLs2光。

如图3所示，是本实施例提供的一种光源装置的结构示意图。与图2所示的光源装置相比，图3所示的光源装置改变了发光组件(发光元件01、聚焦准直透镜02和第三相位差元件03)的位置，以及改变了第三分光滤光元件09、偏振分光滤光组件11和偏振分光滤光组件的位置12。第一分光滤光元件04包括第一光学层，第一光学层可以反射P偏振的蓝光而透射S偏振的蓝光，对于蓝光以外波段的光的特性没有特别限定。第三分光滤光元件09的光学特性为对于包含绿光和红光则反射红光，透射绿光。第二分光滤光元件06的光学特性为对于蓝光反射P偏振的光、对于包含绿光和红光则透射绿光和红光。

如图4所示，是本实施例提供的一种光源装置的结构示意图。与图2所示的光源装置相比，图4所示的光源装置将第一扩散元件05替换成了散斑抑制组件13。散斑抑制组件中包括第一相位差元件130、聚焦准直透镜131、第一扩散元件132和第二相位差元件133。

第一分光滤光元件04包括第一光学层和第二光学层。第一光学层可以透射P偏振的蓝光而反射S偏振的蓝光，对于蓝光以外波段的光的特性没有特别限定；第二光学层透射P偏振光的蓝光。

被第一分光滤光元件04反射的S偏振的蓝光BLs被第一相位差元件130转换为例如右旋的圆偏振的蓝光BLc1后，朝向聚焦准直透镜131射出，入射到第一扩散元件132的蓝光BLc1被第一扩散元件132反射，从而被转换为旋转方向为相反方向的圆偏振光即蓝光BLc2，即右旋的圆偏振的蓝光BLc1被第一扩散元件转换为左旋的圆偏振的蓝光BLc2。从第一扩散元件射出的蓝光BLc2通过聚焦准直透镜131后，再次入射到第一相位差元件130，转换为P偏振的蓝光BLp，P偏振的蓝光BLp透过第一分光滤光元件04射入第二相位差元件133，并出射S偏振的蓝光BLs。第一扩散元件132具有扩散板，扩散板具有尽接近朗伯散射的反射特性，将入射到扩散板的蓝光BLc1广角地反射。

如图5所示，是本实施例提供的一种光源装置的结构示意图。与图4所示的光源装置相比，图5所示的光源装置不包括第二相位差元件133。第一分光滤光元件04包括第一光学层和第二光学层。第一光学层可以反射P偏振的蓝光而透射S偏振的蓝光，对于蓝光以外波段的光的特性没有特别限定；第二光学层透射S偏振光的蓝光。即第一分光滤光元件04将P偏振的蓝光反射至散斑抑制组件13，将S偏振光的蓝光透射至第二分光滤光元件06，其余描述可以参考图2和图4所示的光源装置。

如图6所示，是本实施例提供的一种光源装置的结构示意图。与图5所示的光源装置不同的是，波长转换组件包括第一波长转换元件161和第二波长转换元件171；第二分光滤光元件06的光学特性为透射部分(第一波段)蓝色波段中S偏振光和反射部分(第二波段)蓝色波段中S偏振光且透射绿光；第三分光滤光元件09的光学特性为透射部分蓝色波段中S偏振光，反射红光；第一分光滤光元件04、第二分光滤光元件06和第三分光滤光元件09平行设置，且呈45度设置。

第一分光滤光元件04透射的S偏振的蓝光BLs，经第二分光滤光元件06反射的BLs1经过聚焦准直透镜160聚焦入射至绿光荧光装置161，161被激发产生第一受激发光(绿光)反射至06经过06透射后出射，再入射至偏振分光滤光组件11；第二分光滤光元件06和第三分光滤光元件09透射的BLs2，再经过170聚焦入射至红光荧光装置171，171被激发后产生第二受激发光(红光)反射至09经过09反射出射，再入射至偏振分光滤光组件12。

如图7所示，是本实施例提供的一种光源装置的结构示意图。与图6所示的光源装置不同的是，波长转换组件包括一个包含第一波长转换区域和第二波长转换区域的波长转换元件182。第二分光滤光元件06的光学特性为透射蓝色波段中P偏振光、反射部分蓝色波段(第一波段)中S偏振光、透射部分蓝色波段(第二波段)中S偏振光且透射绿光。第三分光滤光元件09的光学特性为透射蓝色波段中P偏振光、透射部分蓝色波段中S偏振光、反射红光。第一分光滤光元件04的光学特性为反射蓝色波段中P偏振光和透射蓝色波段中S偏振光。第二分光滤光元件06反射部分蓝色波段(第一波段)中S偏振光至第一波长转换区域产生第一受激发光(绿光)，透射部分蓝色波段(第二波段)中S偏振光被第三分光滤光元件09反射至第二波长转换区域产生第二受激发光(红光)。

透过第二分光滤光元件06、第三分光滤光元件09和第一分光滤光元件04的P偏振光经散斑抑制组件13后转换为S偏振光，并经第一分光滤光元件04反射射出。

如图8所示，是本实施例提供的一种光源装置的结构示意图。与图7所示的光源装置不同的是，第一分光滤光元件04的光学特性为反射蓝色波段中P偏振光和透射蓝色波段中S偏振光。透过第二分光滤光元件06、第三分光滤光元件09的P偏振光，被第一分光滤光元件04反射经散斑抑制组件13后转换为S偏振光，并经第一分光滤光元件04透射射出。

如图9所示，是本实施例提供的一种光源装置的结构示意图。如图9所示的光源装置包括产生蓝光的发光元件01、准直透镜02、第一分光滤光元件04、偏振分光滤光组件16、第二分光滤光元件06、聚焦准直透镜07、具有黄色荧光体的波长转换元件08、第三分光滤光元件09、偏振分光滤光组件11和偏振分光滤光组件12。

发光元件01为射出蓝色波段的蓝光BL的LED光源，第一分光滤光元件04透射第一波段的蓝光，反射第二波段的蓝光。第一波段的蓝光透过第一分光滤光元件04射入偏振分光滤光组件16，偏振分光滤光组件16中的偏振棱镜160透射第一波段的蓝光中的S偏振的蓝光BLs1射出；将非S偏振的蓝光反射至反射棱镜161，经反射棱镜反射至第三相位差元件162，第三相位差元件162将非S偏振的蓝光转换为S偏振的蓝光BLs2射出，即最后出射S偏振的蓝光BLs1和BLs2。

第二波段的蓝光从第一分光滤光元件04入射到第二分光滤光元件06反射至波长转换元件08，后续描述可参照图2所述的光源装置，这里不再赘述。

(2)聚焦透镜元件30，用于引导至少两束目标色光中各束目标色光射入光开关组件。

可选地，光开关组件中包括像素透镜元件和光开关元件，光开关元件包括多个像素，各像素包括多个子像素，像素透镜元件中包括多个与像素一一对应的像素透镜区域；光开关组件不做限制，例如可以是LCD，各子像素为B液晶分子、R液晶分子和G液晶分子等。可选地，聚焦透镜元件包括多个与目标色光一一对应的光引导区域，经过多个光引导区域中一部分区域的目标色光的光轴与像素透镜元件的入射面成第一预设角度，经过多个光引导区域中另一部分区域的目标色光的光轴与像素透镜元件的入射面成第二预设角度。可选地，至少两束目标色光中各束目标色光在聚焦透镜元件上形成的光斑的直径大于在像素透镜元件上形成的光斑的直径。

其中，像素透镜元件中各像素透镜区域，用于将射入像素透镜区域的各目标色光引导至与各目标色光对应的子像素中；光开关元件中各子像素，用于对射入子像素的目标色光进行调制，并将调制后的目标色光引导至成像镜头。

在一些实施例中，聚焦透镜元件包括第一光引导区域、第二光引导区域和第三光引导区域，第一光引导区域和第三光引导区域用于对对应的目标色光进行汇聚透射，第二光引导区域用于对对应的目标色光进行平行透射；其中，从第一光引导区域的第一位置透射的目标色光与从第三光引导区域的第一位置透射的目标色光汇聚于像素透镜元件的第一端；和/或从第一光引导区域的第二位置透射的目标色光与从第三光引导区域的第二位置透射的目标色光汇聚于像素透镜元件的第二端。

举例来说，如图10所示，是本实施例提供的一种光路示意图。聚焦透镜元件30包括第一光引导区域31、第二光引导区域32和第三光引导区域33，第一光引导区域31和第三光引导区域33满足对应的厚度和曲率使得出射的光斑直径等于或者大于像素透镜元件41的长度，即每一色光经过聚焦透镜元件30光斑直径等于或者大于像素透镜元件41的长度。32由于不需要进行汇聚，无厚度和曲率的特殊要求。光源产生的目标色光包括红光(R)、绿光(G)和蓝光(B)经匀光装置20进行匀光后射入对应的光引导区域31、32和33。每一色光经过聚焦透镜元件30光斑直径等于或者大于像素透镜元件41的长度满足R色光的L1与B色光的L4相交于第一端A，A为像素透镜元件41的一端，R色光的L3与B色光的L6相交于第二端B，B为像素透镜元件41的另一端。

(3)光开关组件，用于对射入光开关组件的各束目标色光进行调制，并将调制后的各束目标色光引导至成像镜头以形成与图像信息对应的图像光。

如图11所示，是本实施例提供的一种光开关组件42的示意图。光开关组件42中各像素包括401(与绿光对应的子像素)、402(与红光对应的子像素)、403(与蓝光对应的子像素)三个子像素。

如图12所示，为本实施例提供的中光路的示意图，光开关组件为LCD。各像素透镜元件41将蓝光BLs引导入射至对应像素的B液晶分子403，将绿光GLs引导入射至对应像素的G液晶分子401，将红光RLs引导入射至对应像素的R液晶分子402，使得每个像素入射三颜色的光束，出射三颜色的光束，光得到充分的利用，规避了光损，提高了照明效率。

综上，通过设置光调制器的每个光处理单元的子处理单元，与像素透镜元件结合，使得入射至每个光处理单元的光无损，提高亮度和对比度。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种投影设备，其特征在于，所述投影设备包括光源装置、聚焦透镜元件、光开关组件和成像镜头；其中，

所述光源装置，用于产生至少两束目标色光；

所述聚焦透镜元件，用于引导所述至少两束目标色光中各束目标色光射入所述光开关组件；

所述光开关组件，用于对射入所述光开关组件的各束目标色光进行调制，并将调制后的各束目标色光引导至所述成像镜头以形成与图像信息对应的图像光。

2.根据权利要求1所述的一种投影设备，其特征在于，所述光源装置包括发光组件、分光滤光组件、第一光组件和第二光组件，所述至少两束目标色光中包括至少一束第一目标色光和至少一束第二目标色光；其中，

所述发光组件，用于产生初始光；

所述分光滤光组件，用于将射入所述发光组件的初始光中的第一光分离并引导至所述第一光组件，以及将射入所述发光组件的初始光中的第二光分离并引导至所述第二光组件；

所述第一光组件，用于将射入所述第一光组件的第一光经所述第一光组件出射为至少一束第一目标色光；

所述第二光组件，用于将射入所述第二光组件的第二光转换为至少一束第二目标色光。

3.根据权利要求2所述的一种投影设备，其特征在于，所述分光滤光组件包括第一分光滤光元件，所述第一光组件中包括第一相位差元件、第一扩散元件和第二相位差元件，所述至少一束第一目标色光中包括第一偏振态的光；其中，

所述第一分光滤光元件，用于将射入所述第一分光滤光元件的初始光中的第一光分离并经所述第一相位差元件引导至所述第一扩散元件，以及将从所述第一相位差元件射来的第二偏振态的光引导至所述第二相位差元件；

所述第一扩散元件，用于对射入所述第一扩散元件的第一光进行散斑抑制并经所述第一相位差元件引导至所述第一分光滤光元件；

所述第二相位差元件，用于将从所述第一分光滤光元件射来的第二偏振态的光转换为第一偏振态的光并射出。

4.根据权利要求2所述的一种投影设备，其特征在于，所述分光滤光组件中包括第一分光滤光元件和第二分光滤光元件，所述第二光组件中包括第一被激发元件，所述至少一束第二目标色光中包括第一受激发光和第二受激发光；其中，

所述第一分光滤光元件，用于将射入所述第一分光滤光元件的初始光中的第二光分离并引导至所述第二分光滤光元件；

所述第二分光滤光元件，用于将射入所述第二分光滤光元件的第二光引导至所述第一被激发元件，以及将所述第一被激发元件产生的受激发光分离为第一受激发光和第二受激发光并射出；

所述第一被激发元件，用于被射入所述第一被激发元件的第二光激发产生受激发光并引导至所述第二分光滤光元件。

5.根据权利要求2所述的一种投影设备，其特征在于，所述分光滤光组件中包括第一分光滤光元件、第二分光滤光元件和第三分光滤光元件，所述第二光组件中包括第二被激发元件和第三被激发元件，所述至少一束第二目标色光中包括第一受激发光和第二受激发光；其中，

所述第一分光滤光元件，用于将射入所述第一分光滤光元件的初始光中的第二光分离并引导至所述第二分光滤光元件；

所述第二分光滤光元件，用于将射入所述第二分光滤光元件的第二光中第一波段的光引导至所述第二被激发元件，将射入所述第二分光滤光元件的第二光中第二波段的光引导至所述第三分光滤光元件，以及引导所述第二被激发元件产生的第一受激发光射出；

所述第三分光滤光元件，用于将射入的第二波段的光引导至所述第三被激发元件，并引导所述第三被激发元件产生的第二受激发光射出；

所述第二被激发元件，用于被射入所述第二被激发元件的第一波段的光激发产生第一受激发光，并将所述第一受激发光引导至所述第二分光滤光元件；

所述第三被激发元件，用于被射入第三被激发元件的第二波段的光激发产生第二受激发光，并将所述第二受激发光引导至所述第三分光滤光元件。

6.根据权利要求2所述的一种投影设备，其特征在于，所述光源装置的出光处还设置有至少一个偏振分光滤光组件，所述至少一个偏振分光滤光组件中包括与所述至少一束第二目标色光一一对应的偏振分光滤光组件；所述至少一个偏振分光滤光组件中各偏振分光滤光组件，用于将射入所述偏振分光滤光组件的第二目标色光部分转换为第一偏振态的目标色光。

7.根据权利要求2所述的一种投影设备，其特征在于，所述发光组件包括至少一个发光元件和第三相位差元件，所述初始光中包括第一光和第二光；其中，

所述至少一个发光元件，用于产生第一偏振态的光；

所述第三相位差元件，用于使经过所述第三相位差元件的第一偏振态的光转换为初始光，所述初始光中第一光和第二光的光量比例为预设比例。

8.根据权利要求1所述的一种投影设备，其特征在于，所述至少两束目标色光为三束目标色光或四束目标色光，所述光开关组件中包括像素透镜元件和光开关元件，所述光开关元件包括多个像素，各像素包括多个子像素，所述像素透镜元件中包括多个与像素一一对应的像素透镜区域；其中，

所述像素透镜元件中各像素透镜区域，用于将射入所述像素透镜区域的各目标色光引导至与各目标色光对应的子像素中；

所述光开关元件中各子像素，用于对射入所述子像素的目标色光进行调制，并将调制后的目标色光引导至所述成像镜头。

9.根据权利要求8所述的一种投影设备，其特征在于，所述聚焦透镜元件包括多个与目标色光一一对应的光引导区域，经过所述多个光引导区域中一部分区域的目标色光的光轴与所述像素透镜元件的入射面成第一预设角度，经过所述多个光引导区域中另一部分区域的目标色光的光轴与所述像素透镜元件的入射面成第二预设角度。

10.根据权利要求8所述的一种投影设备，其特征在于，所述至少两束目标色光中各束目标色光在所述聚焦透镜元件上形成的光斑的直径大于在所述像素透镜元件上形成的光斑的直径。

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