TWM552112U - 光源裝置及投影系統 - Google Patents

Description

光源裝置及投影系統

本新型創作涉及一種光源裝置及投影系統。

目前，在投影以及照明領域都開始越來越廣泛的應用鐳射光源，由於具有能量密度高，光學擴展量小的優勢，在高亮度光源領域，鐳射光源已經逐漸取代燈泡和LED光源。而在這其中，採用藍光鐳射作為激發光源激發黃色螢光粉產生白光的光源裝置，以其光效高、穩定性好、成本低等優點成為應用的主流。

請參閱圖1，圖1是現有技術中一種白光光源裝置的光路結構示意圖。該光源裝置100具有採用藍光加黃光兩路光合光的形式，其包括二激發光源101、107、二中繼透鏡102、108、二收集透鏡104、110、二透藍反黃膜片103、111、一波長轉換裝置105、一散射片109、以及一反射鏡106。

所述激發光源101發出一第一藍色激發光，所述第一藍色激發光依序經由所述中繼透鏡102、所述透藍反黃膜片103、所述收集透鏡成像到所述波長轉換裝置105。所述波長轉換裝置105為旋轉的反射式黃色螢光粉色輪，其受所述第一藍色激發光激發一黃色受激光。所述黃色受激光被反射後穿過所述收集透鏡104並在所述透藍反黃膜片103處被反射，並在傳播過程中經所述反射鏡106反射後，到達所述透藍反黃膜片111處。所述激發光源107發出一第二藍色激發光，所述第二藍色激發光經所述中繼透鏡108彙聚到所述散射片109處，所述第二藍色激發光被散射後消相干經所述收集透鏡110收集後出射，到達所述透藍反黃膜片111處。所述黃色受激光與所述第二藍色激發光在所述透藍反黃膜片111處合光，形成白光出射。

該光源裝置100採用藍光加黃光兩個獨立的光路，最終合光從而能夠得到較好的白光，但系統過於複雜，體積大，成本高，很難做小型化。

請參閱圖2，圖2是現有技術中另一種白光光源裝置的光路結構示意圖。所述光源裝置200包括一激發光源201、一分光裝置202、二收集透鏡203、205、一散射粉片204、以及一波長轉換裝置206。所述激發光源201發出一藍色激發光，所述分光裝置202，將該藍色激發光中之一部分藍色激發光反射，所述部分藍色激發光經過該收集透鏡203收集後入射到所述散射粉片204上，進一步被散射和反射後經該收集透鏡203准直出射。該藍色激發光中之一另一部分藍色激發光在所述分光裝置202處透射，所述另一部分藍色激發光經過該收集透鏡205收集後入射到具有一黃色螢光粉的該波長轉換裝置206上，激發該黃色螢光粉產生一黃色受激光，所述黃色受激光經該收集透鏡205准直出射。准直的該部分藍色激發光和該黃色受激光在所述分光裝置202處合光，形成白光光束。

然而，所述光源裝置200中，按照白光中的藍光和黃光配比要求，一般在所述分光裝置202處反射的該藍色激發光為15%，透射比例為85%，則經過所述散射粉片204反射回來的該部分藍色激發光中，有15%會在所述分光裝置202處反射損失。同時，在所述波長轉換裝置206處，有相當一部分該藍色激發光未被吸收，入射到所述分光裝置202處，其中的85%會透射損失，因此，在所述分光裝置202處損失的藍光較多，導致此系統的光效不夠高。同樣，在採用上述圖1及圖2的架構進行合光但發出非白光（如橘色、藍色等其他顏色光）的該些光源裝置同樣也存在結構較為複雜、光效較低的問題。

為解決現有技術光源裝置結構較為複雜、光效較低的技術問題，有必要提供一種結構較為簡單、光效較高的光源裝置。

也有必要提供一種採用上述光源裝置的投影系統。

一種光源裝置，其包括一激發光源、一補充光源、一波長轉換裝置、以及一區域分光裝置，所述區域分光裝置包括一第一區域及一第二區域；其中，所述激發光源用於發出一激發光，所述第一區域用於接收所述激發光源提供的該激發光，並將所述激發光提供到該波長轉換裝置，所述波長轉換裝置用於將所述第一區域提供的一第一部分激發光轉換為一受激光，並將所述受激光提供至所述第一區域與所述第二區域中至少一個區域，所述波長轉換裝置還用於將所述第一區域提供的一第二部分激發光反射至所述第一區域與所述第二區域中的至少一個區域，所述第一區域與所述第二區域中的至少一個區域還用於將所述受激光提供至一出光通道，所述第二區域還用於將所述第二部分激發光提供至所述出光通道；及所述補充光源用於發出一補充光，所述第一區域及第二區域中的至少一個區域還用於接收所述補充光源提供的該補充光，並將所述補充光提供到所述出光通道。

在一種實施方式中，所述第一區域被所述第二區域包圍，且所述第一區域位於所述第二區域的中央位置。

在一種實施方式中，所述激發光為一藍色激發光，所述波長轉換裝置包括一黃色螢光材料，所述受激光為一黃色受激光，所述補充光為一藍色補充光。

在一種實施方式中，所述第一區域透射所述藍色激發光及所述藍色補充光並且反射所述黃色受激光，所述第二區域透射所述藍色補充光並反射所述黃色受激光及所述藍色激發光。

在一種實施方式中，所述第一區域反射所述藍色激發光及所述藍色補充光並且透射所述黃色受激光，所述第二區域透射所述藍色激發光、反射所述藍色補充光並透射所述黃色受激光。

在一種實施方式中，所述激發光源包括一藍色半導體鐳射二極體，所述藍色激發光為一藍色鐳射，所述補充光源包括一藍色發光二極體，所述藍色發光二極體發出所述藍色補充光。

在一種實施方式中，所述藍色激發光與所述藍色補充光的波長範圍不交疊。

在一種實施方式中，所述藍色激發光的波長小於450nm，所述補充光的波長大於450nm而小於500nm。

在一種實施方式中，所述第一區域透射波長小於或等於500nm的光線，所述第一區域反射波長大於500nm的光線，所述第二區域透射波長大於450nm而小於500nm的光線，所述第二區域反射波長大於500nm以及波長小於450nm的光線。

在一種實施方式中，所述第一區域反射波長小於或等於500nm的光線，所述第一區域透射波長大於500nm的光線，所述第二區域透射波長大於500nm以及波長小於450nm的光線，所述第二區域反射波長大於450nm而小於500nm的光線。

在一種實施方式中，所述光源裝置還包括一正透鏡、一負透鏡、一散射片、一第一收集透鏡、以及一第二收集透鏡，所述正透鏡與所述負透鏡設置於所述激發光源與所述第一區域之間，所述激發光源發出的該激發光依序經由所述正透鏡與所述負透鏡壓縮後再被提供到所述第一區域，所述散射片設置於所述負透鏡與所述第一區域之間，經由所述正透鏡與所述負透鏡壓縮後的該激發光經由所述散射片散射勻光後被提供到所述第一區域，所述第一收集透鏡設置於所述區域分光裝置與所述波長轉換裝置之間，所述第一收集透鏡用於對所述區域分光裝置與所述波長轉換裝置之間光路中的該激發光與該受激光進行准直，所述第二收集透鏡設置於所述補充光源與所述區域分光裝置之間，所述補充光源發出的該補充光經由所述第二收集透鏡准直後被提供到所述第一區域及第二區域中的至少一個區域。

一種投影系統，其包括上述光源裝置，所述光源裝置包括所述激發光源、所述補充光源、所述波長轉換裝置、及所述區域分光裝置，所述區域分光裝置包括所述第一區域及所述第二區域，其中，所述激發光源用於發出所述激發光，所述第一區域用於接收所述激發光源提供的所述激發光並將所述激發光提供到所述波長轉換裝置，所述波長轉換裝置用於將所述第一區域提供的所述第一部分激發光轉換為所述受激光，並將所述受激光提供至所述第一區域與所述第二區域中至少一個區域，所述波長轉換裝置還用於將所述第一區域提供的所述第二部分激發光反射至所述第一區域與所述第二區域中的至少一個區域，所述第一區域與所述第二區域中的至少一個區域還用於將所述受激光提供至所述出光通道，所述第二區域還用於將所述第二部分激發光提供至所述出光通道；及所述補充光源用於發出所述補充光，所述第一區域及第二區域中的至少一個區域還用於接收所述補充光源提供的所述補充光，並將所述補充光提供到所述出光通道。

在一種實施方式中，所述第一區域被所述第二區域包圍，且所述第一區域位於所述第二區域的中央位置。

在一種實施方式中，所述第一區域的面積小於所述第二區域的面積。

在一種實施方式中，所述激發光為所述藍色激發光，所述波長轉換裝置包括黃色螢光材料，所述受激光為所述黃色受激光，所述補充光為所述藍色補充光。

在一種實施方式中，所述第一區域透射所述藍色激發光及所述藍色補充光並且反射所述黃色受激光，所述第二區域透射所述藍色補充光並反射所述黃色受激光及所述藍色激發光。

在一種實施方式中，所述第一區域反射所述藍色激發光及所述藍色補充光並且透射所述黃色受激光，所述第二區域透射所述藍色激發光、反射所述藍色補充光並透射所述黃色受激光。

在一種實施方式中，所述激發光源包括所述藍色半導體鐳射二極體，所述藍色激發光為所述藍色鐳射，所述補充光源包括所述藍色發光二極體，所述藍色發光二極體發出所述藍色補充光。

在一種實施方式中，所述藍色激發光與所述藍色補充光的波長範圍不交疊。

在一種實施方式中，所述藍色激發光的波長小於450nm，所述補充光的波長大於450nm而小於500nm。

在一種實施方式中，所述第一區域透射波長小於或等於500nm的光線，所述第一區域反射波長大於500nm的光線，所述第二區域透射波長大於450nm而小於500nm的光線，所述第二區域反射波長大於500nm以及波長小於450nm的光線。

在一種實施方式中，所述第一區域反射波長小於或等於500nm的光線，所述第一區域透射波長大於500nm的光線，所述第二區域透射波長大於500nm以及波長小於450nm的光線，所述第二區域反射波長大於450nm而小於500nm的光線。

在一種實施方式中，所述光源裝置還包括所述正透鏡、所述負透鏡、所述散射片、所述第一收集透鏡、以及所述第二收集透鏡，所述正透鏡與所述負透鏡設置於所述激發光源與所述第一區域之間，所述激發光源發出的激發光依序經由所述正透鏡與所述負透鏡壓縮後再被提供到所述第一區域，所述散射片設置於所述負透鏡與所述第一區域之間，經由所述正透鏡與所述負透鏡壓縮後的所述激發光經由所述散射片散射勻光後被提供到所述第一區域，所述第一收集透鏡設置於所述區域分光裝置與所述波長轉換裝置之間，所述第一收集透鏡用於對所述區域分光裝置與所述波長轉換裝置之間光路中的所述激發光與受所述鐳射進行准直，所述第二收集透鏡設置於所述補充光源與所述區域分光裝置之間，所述補充光源發出的所述補充光經由所述第二收集透鏡准直後被提供到所述第一區域及所述第二區域中的至少一個區域。

與現有技術相比較，所述光源裝置不需要兩個激發光源的複雜架構，同時所述區域分光裝置的第二區域可以將所述第二部分激發光提供至出光通道，可以降低所述激發光損失，提高光利用率，因此所述光源裝置及所述投影系統結構較為簡單、光利用率較高。

為使本新型創作的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本新型創作的具體實施方式做詳細的說明。

在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本新型創作，但是本新型創作還可以採用其他不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本新型創作內涵的情況下做類似應用，因此本新型創作不受下面公開的具體實施例的限制。

其次，本新型創作結合示意圖進行詳細描述，在詳述本新型創作實施例時，為便於說明，表示器件結構的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應限制本新型創作保護的範圍。此外，在實際製作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。

下面通過實施方式詳細描述。

請參閱圖3，圖3是本新型創作的一種光源裝置的第一實施方式的結構示意圖。所述光源裝置300包括一激發光源301、一壓縮透鏡模組311、一散射片304、一補充光源307、一第一收集透鏡306、一區域分光裝置305、一波長轉換裝置309、一第二收集透鏡308、以及一勻光裝置310。

所述激發光源301用於發出一激發光。所述激發光源301可以為一半導體二極體或者一半導體二極體陣列。所述半導體二極體陣列可以為鐳射二極體（LD）等。該激發光可以為藍色光、紫色光或者紫外光等，但並不以上述為限。本實施方式中，所述激發光源301為一藍色光半導體二極體陣列，用於發出一藍色鐳射作為所述激發光，具體地，所述藍光半導體二極體陣列可以包括多個（如16顆）並列設置的藍色光鐳射二極體。

所述壓縮透鏡模組311用於對所述激發光源301發出的該激發光進行壓縮，其包括一正透鏡302及一負透鏡303。所述正透鏡302與所述負透鏡303依序設置於所述激發光源301發出的該激發光的光路上。所述正透鏡302鄰近所述激發光源301設置，且所述正透鏡302可以為凸透鏡，用於對所述激發光源301發出的該激發光進行彙集。所述負透鏡303設置於經由所述正透鏡302彙集的該激發光的光路上，所述負透鏡303可以為凹透鏡，用於將經由所述正透鏡302彙集的該激發光轉換為平行出射的該激發光。本實施方式中，所述激發光源301(如半導體二極體陣列)發出的該激發光經由所述壓縮透鏡模組311後，光斑面積變小，從而所述壓縮透鏡模組311實現對所述激發光源301發出的該激發光的壓縮。可想而知的是，在變更實施方式中，根據該激發光源的類型/結構以及對該光源裝置實際需求，所述光源裝置300也可以省略所述壓縮透鏡模組311。

所述散射片304鄰近所述壓縮透鏡模組311設置，用於對所述壓縮透鏡模組311壓縮後的該激發光進行散射勻光。具體地，所述散射片304設置於所述壓縮透鏡模組311射出的該激發光的光路上，且鄰近所述負透鏡303設置。可想而知的是，在變更實施方式中，根據該激發光源的類型/結構以及對該光源裝置實際需求，所述光源裝置300也可以省略所述散射片304。

所述補充光源307用於發出一補充光。所述補充光源307可以為所述半導體二極體或者所述半導體二極體陣列。所述半導體二極體陣列可以為發光二極體（LED）等。所述補充光的光譜範圍不同於所述激發光的光譜範圍。具體地，所述補充光的光譜範圍可以寬於所述激發光的光譜範圍。本實施方式中，所述補充光與所述激發光的顏色可以相同，但光譜範圍不重疊，從而提高所述光源裝置300的顏色均勻性。但是在變更實施方式中，所述補充光源307發出的所述補充光的顏色也可以根據實際需求設置，即與所述激發光的顏色不同，如缺少某種顏色光時，所述補充光即為哪種顏色的光，如所述補充光可以為紅色光、藍色光等。本實施方式中，所述補充光源307為至少一顆藍色光發光二極體，所述補充光為藍色光。

所述第一收集透鏡306位於所述補充光源307發出的所述補充光的光路上，用於對所述補充光源307發出的該補充光進行准直。可以理解的是，所述第一收集透鏡306可以為凸透鏡。在變更實施方式中，根據該激發光源的類型/結構以及對該光源裝置實際需求，所述光源裝置300也可以省略所述第一收集透鏡306。

所述區域分光裝置305位於所述激發光源301發出的該激發光的光路上，也位於所述補充光源307發出的該補充光的光路上。請參閱圖4，圖4是圖3所示的區域分光裝置的平面結構示意圖。所述區域分光裝置包括一第一區域3051及一第二區域3052。

所述第一區域3051用於經由所述壓縮透鏡模組311及所述散射片304接收所述激發光源301提供的該激發光並將所述激發光透射後提供到所述波長轉換裝置309。所述第一區域3051還用於自所述第一收集透鏡306接收所述補充光源307發出的該補充光，並將所述補充光透射以將所述補充光提供到所述光源裝置300的一出光通道312上。

本實施方式中，所述第二區域3052與所述第一區域3051並列設置。詳細地說，所述第二區域3052可以包圍所述第一區域3051，且所述第一區域3051位於所述第二區域3052的中央位置。所述第一區域3051與所述第二區域3052可以均為矩形。所述第一區域3051的面積可以小於所述第二區域3052的面積。

具體地，所述區域分光裝置305可以為一膜片，所述第一區域3051與所述第二區域3052可以為一體式膜片。當然，同樣地，所述區域分光裝置305也可以為一膜片組，所述第一區域3051與所述第二區域3052可以為二相互獨立但層疊設置在一起的至少兩個膜片。所述區域分光裝置305相對於所述激發光源301的發光面、所述補充光源307的發光面及所述波長轉換裝置309的發光面均呈45度角設置。

所述波長轉換裝置309設置於所述區域分光裝置305的一第一區域3051發出的該激發光的光路上，其包括螢光材料，用於將所述第一區域3051透射的一第一部分激發光轉換為一受激光，並將所述受激光提供至所述第一區域3051與所述第二區域3052中至少一個區域，在一種實施方式中，所述受激光被提供至所述第一區域3051和所述第二區域3052。本實施方式中，所述波長轉換裝置309為反射式波長轉換裝置，所述波長轉換裝置309還用於將所述第一區域3051透射的一第二部分激發光（即未被螢光材料吸收的激發光）進行反射，並將所述第二部分激發光提供至所述第一區域3051與所述第二區域3052中至少一個區域，本實施方式中，所述被所述波長轉換裝置309反射的該第二部分激發光被提供至所述第一區域3051和所述第二區域3052，在一種實施方式中，所述被所述波長轉換裝置309反射的該第二部分激發光被提供至所述第一區域3051的部分的比例小於或等於5%。

所述第一區域3051還接收所述波長轉換裝置309反射的部分該第二部分激發光，由於所述第一區域3051對所述激發光進行透射，因此所述波長轉換裝置309反射的部分該第二部分激發光會通過所述第一區域3051並損失掉。所述第一區域3051還接收並對所述波長轉換裝置309發出的該受激光進行反射，並將反射後的該受激光提供至所述出光通道312。由於所述第一區域3051還對所述補充光源307發出的該補充光進行透射並提供到所述出光通道312上，因此，所述第一區域3051還將所述補充光與部分該受激光進行合光並提供到所述出光通道312上。

所述第二區域3052還接收所述波長轉換裝置309反射的另一部分該第二部分激發光，並對所述激發光進行反射，因此所述波長轉換裝置309反射的另一部分該第二部分激發光會通過被所述第二區域3052反射至所述出光通道312，從而所述第二部分激發光可以被提供至所述出光通道312中繼續利用，提高整個該光源裝置300的光利用率。所述第二區域3052也接收並對所述波長轉換裝置309發出的該受激光進行反射，並將反射後的該受激光提供至所述出光通道312。由此，所述第二區域3052將所述受激光與所述第二部分激發光進行合光所述出光通道312上。進一步地，所述第一區域3051與所述第二區域3052共同作用將所述第二部分激發光、所述受激光、及所述補充光進行合光並提供到所述光源裝置300的出光通道312中。

所述波長轉換裝置309與所述區域分光裝置305之間設置有所述第二收集透鏡308，所述第二收集透鏡308用於對所述區域分光裝置305與所述波長轉換裝置309之間光路中的該激發光與該受激光進行准直。可以理解，在變更實施方式中，根據該激發光源的類型/結構以及對該光源裝置實際需求，所述光源裝置300也可以省略所述第二收集透鏡308。

具體地，本實施方式中，當所述激發光為一藍色激發光時，所述波長轉換裝置309包括黃色螢光材料，所述受激光為一黃色受激光，所述補充光為衣藍色補充光。所述受激光、所述第二部分激發光及所述補充光合光成白光。所述第一區域3051透射所述藍色激發光及所述藍色補充光並且反射所述黃色受激光，所述第二區域3052透射所述藍色補充光並反射所述黃色受激光及所述藍色激發光。本實施方式中，所述藍色激發光與所述藍色補充光的波長範圍不交疊。其中，所述藍色激發光的波長可以小於450nm，所述補充光的波長可以為大於450nm而小於500nm。

請參閱圖5，圖5是圖4所示的第一區域的透射光線波長示意圖。所述第一區域3051透射波長小於或等於500nm的光線，並且所述第一區域3051反射波長大於500nm的光線，所述第二區域透射波長大於450nm而小於500nm的光線，所述第二區域反射波長大於500nm以及波長小於450nm的光線。請參閱圖6，圖6是圖4所述區域分光裝置的透射與反射光線波長示意圖。從圖6可知，所述區域分光裝置305透射的該補充光的波長可以小於500nm，為藍色光。所述區域分光裝置305反射的該激發光的波長也小於500nm也為藍色光，同時也小於所述補充光的波長。所述區域分光裝置305反射的受激光的波長大於500nm，為黃色光。

所述勻光裝置310對應所述出光通道312設置，用於對所述區域分光裝置305發出的光進行勻光。可以理解，所述出光通道312可以是定義於所述區域分光裝置305出光光路上的空間，位於所述區域分光裝置305與所述勻光裝置310之間。

下面對所述光源裝置300工作時的具體光路原理進行簡單介紹。

所述光源裝置300工作時，所述激發光源301發出一藍色激發光，所述藍色激發光依序經由所述壓縮透鏡模組311及所述散射片304進行壓縮及散射後被提供到所述區域分光裝置305的該第一區域3051；所述第一區域3051透射500nm以下的光，故所述藍色激發光幾乎全部被所述第一區域3051透射並被經由所述第二收集透鏡308提供到所述波長轉換裝置。所述波長轉換裝置309接收所述藍色激發光，一第一部分藍色激發光激發所述黃色螢光材料產生所述黃色受激光並射出，一第二部分藍色激發光（即未被黃色螢光材料吸收的藍色激發光）直接被所述波長轉換裝置309反射射出。所述黃色受激光經由所述第二收集透鏡308被提供到所述區域分光裝置305的所述第一區域3051及所述第二區域3052，所述第一區域3051及所述第二區域3052對所述黃色受激光進行反射並提供到所述光源裝置300的出光通道312。所述第二部分藍色激發光經由所述第二收集透鏡308被提供到所述區域分光裝置305的所述第一區域3051及所述第二區域3052。入射至所述第一區域3051的該第二部分藍色激發光被所述第一區域3051透射並損失掉，但是入射至所述第二區域3052的該第二部分藍色激發光被所述第二區域3052反射並提供至所述出光通道312中被利用起來。

所述補充光源307發出一藍色補充光，所述藍色補充光經由所述第一收集透鏡306被提供至所述區域分光裝置305的該第一區域3051與該第二區域3052，所述第一區域3051與所述第二區域3052透射所述藍色補充光並將所述藍色補充光提供至所述出光通道312。

具體地，所述第一區域3051可以出射一黃色受激光與所述藍色補充光，即所述黃色受激光與所述藍色補充光在所述第一區域3051合光而產生白光射入所述出光通道312及所述勻光裝置310。所述第二區域3052可以出射該黃色受激光、所述藍色補充光及所述第二部分藍色激發光，即所述黃色受激光、所述藍色補充光及所述第二部分藍色激發光在所述第二區域3052合光而產生白光射入所述出光通道312及所述勻光裝置310。

當然，可以理解，在變更實施方式中，通過調整所述補充光源307的出光角度、所述第一區域3051的位置與面積、及所述第一收集透鏡306的焦距等，可以使所述補充光源307發出的藍色補充光僅被提供到所述第一區域3051，由此，所述第二區域3052出射所述黃色受激光及所述第二部分藍色激發光從而形成白光。

與現有技術相比較，所述光源裝置300不需要兩個所述激發光源的複雜架構，同時所述區域分光裝置305的所述第二區域3052可以將所述第二部分激發光反射至該出光通道312，可以降低所述激發光損失，提高光利用率，因此所述光源裝置300的結構較為簡單、光利用率較高。

所述補充光源307的加入還拓寬了所述光源裝置300的發光光譜，通過有效調節所述激發光、所述補充光及所述受激光也可以有效的提高所述光源裝置300發出的光線顏色的均勻性，以令所述光源裝置300的光線顏色均勻性較好。

請參閱圖7，圖7是本新型創作的光源裝置的第二實施方式的結構示意圖。所述光源裝置400包括該激發光源401、該壓縮透鏡模組411、該散射片404、該補充光源407、該第一收集透鏡406、該區域分光裝置405、該波長轉換裝置409、該第二收集透鏡408、以及該勻光裝置410。

所述激發光源401用於發出該激發光。所述激發光源401可以為該半導體二極體或者該半導體二極體陣列。所述半導體二極體陣列可以為鐳射二極體（LD）等。該激發光可以為藍色光、紫色光或者紫外光等，但並不以上述為限。本實施方式中，所述激發光源401為該藍色光半導體二極體陣列，用於發出該藍色激發光，具體地，所述藍光半導體二極體陣列可以包括多個（如16顆）並列設置的藍色光鐳射二極體。

所述壓縮透鏡模組411用於對所述激發光源401發出的該激發光進行壓縮，其包括該正透鏡402及該負透鏡403。所述正透鏡402與所述負透鏡403依序設置於所述激發光源401發出的該激發光的光路上。所述正透鏡402鄰近所述激發光源401設置，且所述正透鏡402可以為凸透鏡，用於對所述激發光源401發出的該激發光進行彙集。所述負透鏡403設置於經由所述正透鏡402彙集的激發光的光路上，所述負透鏡403可以為凹透鏡，用於將經由所述正透鏡402彙集的該激發光轉換為平行出射的該激發光。本實施方式中，所述激發光源401(如半導體二極體陣列)發出的該激發光經由所述壓縮透鏡模組411後，光斑面積變小，從而所述壓縮透鏡模組411實現對所述激發光源401發出的該激發光的壓縮。可以理解，在變更實施方式中，根據該激發光源的類型/結構以及對該光源裝置實際需求，所述光源裝置400也可以省略所述壓縮透鏡模組411。

所述散射片404鄰近所述壓縮透鏡模組411設置，用於對所述壓縮透鏡模組411壓縮後的該激發光進行散射勻光。具體地，所述散射片404設置於所述壓縮透鏡模組411射出的該激發光的光路上，且鄰近所述負透鏡403設置。可以理解，在變更實施方式中，根據該激發光源的類型/結構以及對該光源裝置實際需求，所述光源裝置400也可以省略所述散射片404。

所述補充光源407用於發出該補充光。所述補充光源407可以為該半導體二極體或者該半導體二極體陣列。所述半導體二極體陣列可以為發光二極體（LED）等。所述補充光的光譜範圍不同於所述激發光的光譜範圍。具體地，所述補充光的光譜範圍可以寬於所述激發光的光譜範圍。本實施方式中，所述補充光與所述激發光的顏色可以相同，但光譜範圍不重疊，從而提高所述光源裝置400的顏色均勻性。但是在變更實施方式中，所述補充光源407發出該補充光的顏色也可以根據實際需求設置，即與所述激發光的顏色不同，如缺少某種顏色光時，所述補充光即為哪種顏色的光，如所述補充光可以為紅色光、藍色光等。本實施方式中，所述補充光源407為至少該顆藍色光發光二極體，所述補充光為藍色光。

所述第一收集透鏡406位於所述補充光源407發出的該補充光的光路上，用於對所述補充光源407發出的該補充光進行准直。可以理解，所述第一收集透鏡406可以為凸透鏡。在變更實施方式中，根據該激發光源的類型/結構以及對該光源裝置實際需求，所述光源裝置400也可以省略所述第一收集透鏡406。

所述區域分光裝置405位於所述激發光源401發出的該激發光的光路上，也位於所述補充光源407發出的該補充光的光路上。請參閱圖8，圖8是圖7所示的區域分光裝置的平面結構示意圖。所述區域分光裝置405包括該第一區域4051及該第二區域4052。

所述第一區域4051用於經由所述壓縮透鏡模組411及所述散射片404接收所述激發光源401提供的該激發光並將所述激發光反射後提供到所述波長轉換裝置409。所述第一區域4051還用於自所述第一收集透鏡406接收所述補充光源407發出的該補充光，並將所述補充光反射以將所述補充光提供到所述光源裝置400的該出光通道412上。

本實施方式中，所述第二區域4052與所述第一區域4051並列設置。具體地，所述第二區域4052可以包圍所述第一區域4051，且所述第一區域4051位於所述第二區域4052的中央位置。所述第一區域4051與所述第二區域4052可以均為矩形。所述第一區域4051的面積可以小於所述第二區域4052的面積。

具體地，所述區域分光裝置405可以為一膜片，所述第一區域4051與所述第二區域4052可以為一體式膜片。當然，可以理解，所述區域分光裝置405也可以為一膜片組，所述第一區域4051與所述第二區域4052可以為二相互獨立但層疊設置在一起的至少兩個膜片。所述區域分光裝置405相對於所述激發光源401的發光面、所述補充光源407的發光面及所述波長轉換裝置409的發光面均呈45度角設置。

所述波長轉換裝置409設置於所述區域分光裝置405的該第一區域4051反射的該激發光的光路上，其包括螢光材料，用於將所述第一區域4051反射的該第一部分激發光轉換為受激光，並將所述受激光提供至所述第一區域4051與所述第二區域4052中至少一個區域，在一種實施方式中，所述受激光被提供至所述第二區域4052。本實施方式中，所述波長轉換裝置409為反射式波長轉換裝置，所述波長轉換裝置409還用於將所述第一區域4051反射的該第二部分的激發光（即未被螢光材料吸收的激發光）進行反射，並將所述第二部分激發光提供至所述第一區域4051與所述第二區域4052中至少一個區域，本實施方式中，所述被所述波長轉換裝置309反射的該第二部分激發光的被提供至所述第一區域4051與所述第二區域4052，其中所述被所述波長轉換裝置309反射的該第二部分激發光被提供至所述第一區域4051的部分的比例小於或等於5%。

所述第一區域4051還接收所述波長轉換裝置409反射的部分該第二部分激發光，由於所述第一區域4051對所述激發光進行反射，因此所述波長轉換裝置409反射的部分該第二部分激發光會再次入射至所述波長轉換裝置409轉換為該受激光或再次被反射，從而可以一定程度提升光效。所述第一區域4051還接收並對所述波長轉換裝置409發出的該受激光進行反射，並將反射後的該受激光提供至所述出光通道412。由於所述第一區域4051還對所述補充光源407發出的該補充光進行反射並提供到所述出光通道412上，因此，所述第一區域4051還將所述補充光與部分該受激光進行合光並提供到所述出光通道412上。

所述第二區域4052還接收所述波長轉換裝置409反射的另一部分該第二部分激發光，並對所述激發光進行透射，因此所述波長轉換裝置409反射的另一部分該第二部分激發光會通過被所述第二區域4052透射至所述出光通道412，從而所述第二部分激發光可以被提供至所述出光通道412中繼續利用，提高整個該光源裝置400的光利用率。所述第二區域4052也接收並對所述波長轉換裝置409發出的該受激光進行透射，並將透射後的該受激光提供至所述出光通道412。由此，所述第二區域4052將所述受激光與所述第二部分的激發光進行合光所述出光通道412上。進一步地，所述第一區域4051與所述第二區域4052共同作用將所述第二部分的激發光、所述受激光、及所述補充光進行合光並提供到所述光源裝置400的該出光通道412中。

所述波長轉換裝置409與所述區域分光裝置405之間設置有所述第二收集透鏡408，所述第二收集透鏡408用於對所述區域分光裝置405與所述波長轉換裝置409之間光路中的該激發光與該受激光進行准直。可以理解，在變更實施方式中，根據該激發光源的類型/結構以及對該光源裝置實際需求，所述光源裝置400也可以省略所述第二收集透鏡408。

本實施方式中，當所述激發光為該藍色激發光時，所述波長轉換裝置409包括黃色螢光材料，所述受激光為該黃色受激光，所述補充光為該藍色補充光。所述受激光、所述第二部分激發光及所述補充光合光成白光。具體地，所述第一區域4051反射所述藍色激發光及所述藍色補充光並且透射所述黃色受激光，所述第二區域4052透射所述藍色激發光及該黃色受激光並反射該藍色補充光。

本實施方式中，所述藍色激發光與所述藍色補充光的波長範圍不交疊。其中，所述藍色激發光的波長可以小於450nm，所述補充光的波長可以為大於450nm而小於500nm。對應地，所述第一區域反射波長小於或等於500nm的光線，所述第一區域透射波長大於500nm的光線，所述第二區域透射波長大於500nm以及波長小於450nm的光線，所述第二區域反射波長大於450nm而小於500nm的光線。

所述勻光裝置410對應所述出光通道412設置，用於對所述區域分光裝置405發出的光進行勻光。可以理解，所述出光通道412可以是定義於所述區域分光裝置405出光光路上的空間，位於所述區域分光裝置405與所述勻光裝置410之間。

下面對所述光源裝置400工作時的具體光路原理進行簡單介紹。

所述光源裝置400工作時，所述激發光源401發出該藍色激發光，所述藍色激發光依序經由所述壓縮透鏡模組411及所述散射片404進行壓縮及散射後被提供到所述區域分光裝置405的該第一區域4051；所述第一區域4051反射500nm以下的光，故所述藍色激發光幾乎全部被所述第一區域4051反射並被經由所述第二收集透鏡408提供到所述波長轉換裝置409。所述波長轉換裝置409接收所述藍色激發光，該第一部分藍色激發光激發所述黃色螢光材料產生該黃色受激光並射出，該第二部分藍色激發光（即未被該黃色螢光材料吸收的該藍色激發光）直接被所述波長轉換裝置409反射射出。所述黃色受激光經由所述第二收集透鏡408被提供到所述區域分光裝置405的該第一區域4051及該第二區域4052，所述第一區域4051及所述第二區域4052對所述黃色受激光進行反射並提供到所述光源裝置400的該出光通道412。所述第二部分藍色激發光經由所述第二收集透鏡408被提供到所述區域分光裝置405的該第一區域4051及該第二區域4052。入射至所述第一區域4051的該第二部分藍色激發光被所述第一區域4051反射回所述波長轉換裝置409進行被利用，入射至所述第二區域4052的該第二部分藍色激發光被所述第二區域4052透射並提供至所述出光通道412中被利用。

所述補充光源407發出該藍色補充光，所述藍色補充光經由所述第一收集透鏡406被提供至所述區域分光裝置405的該第一區域4051與該第二區域4052，所述第一區域4051與第二區域4052反射所述藍色補充光並將所述藍色補充光提供至所述出光通道412。

具體地，所述第一區域4051可以出射該黃色受激光與所述藍色補充光，即所述黃色受激光與所述藍色補充光在所述第一區域4051合光而產生白光射入所述出光通道412及所述勻光裝置410。所述第一區域4051可以出射該黃色受激光、及該藍色補充光，即所述黃色受激光及該藍色補充光在所述第一區域4051合光而產生白光射入所述出光通道412及所述勻光裝置410。所述第二區域4052可以出射該黃色受激光、該藍色補充光及所述該第二部分藍色激發光，即所述黃色受激光、該藍色補充光及所述第二部分藍色激發光在所述第二區域4052合光而產生白光射入所述出光通道412及所述勻光裝置410。

當然，可以理解，在變更實施方式中，通過調整所述補充光源407的出光角度、所述第一區域4051的位置與面積、及所述第一收集透鏡406的焦距等，可以使所述補充光源407發出的該藍色補充光僅被提供到所述第一區域4051，由此，所述第二區域4052出射該黃色受激光及所述第二部分藍色激發光從而形成白光。

與現有技術相比較，所述光源裝置400不需要兩個該激發光源的複雜架構，同時所述區域分光裝置405的該第二區域4052可以將所述第二部分激發光透射至該出光通道412，可以降低所述激發光損失，提高光利用率，因此所述光源裝置400的結構較為簡單、光利用率較高。

所述補充光源407的加入還拓寬了所述光源裝置400的發光光譜，通過有效調節激發光、補充光及受激光也可以有效的提高該光源裝置400發出的光線顏色的均勻性，以令所述光源裝置400的光線顏色均勻性較好。

本新型創作還提供一種投影系統，所述投影系統可以應用於投影機、LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示器)顯示等，所述投影系統可以包括光源裝置、光調製裝置及投影鏡頭，所述光源裝置採用上述實施方式中的光源裝置300或400。所述光調製裝置用於依據所述光源裝置發出的光線及輸入圖像資料調製圖像而輸出調製圖像光線，所述投影鏡頭用於依據所述調製圖像光線進行投影而顯示投影圖像。採用上述光源裝置300或400的投影系統的光利用率較高，圖像的顏色均勻性較好。

另外，可以理解，本新型創作光源裝置300及400還可以用於舞檯燈系統、車載照明系統及手術照明系統等，並不限於上述的投影系統。

以上所述僅為本新型創作的實施例，並非因此限制本新型創作的專利範圍，凡是利用本新型創作說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本新型創作的專利保護範圍內。

＜本新型＞

300‧‧‧光源裝置

400‧‧‧光源裝置

301‧‧‧激發光源

401‧‧‧激發光源

302‧‧‧正透鏡

402‧‧‧正透鏡

303‧‧‧負透鏡

403‧‧‧負透鏡

304‧‧‧散射片

404‧‧‧散射片

305‧‧‧區域分光裝置

405‧‧‧區域分光裝置

306‧‧‧第一收集透鏡

406‧‧‧第一收集透鏡

307‧‧‧補充光源

407‧‧‧補充光源

308‧‧‧第二收集透鏡

408‧‧‧第二收集透鏡

309‧‧‧波長轉換裝置

409‧‧‧波長轉換裝置

310‧‧‧勻光裝置

410‧‧‧勻光裝置

311‧‧‧壓縮透鏡模組

411‧‧‧壓縮透鏡模組

312‧‧‧出光通道

412‧‧‧出光通道

3051‧‧‧第一區域

3052‧‧‧第二區域

4051‧‧‧第一區域

4052‧‧‧第二區域

＜習知＞

100‧‧‧光源裝置

101‧‧‧激發光源

107‧‧‧激發光源

102‧‧‧中繼透鏡

108‧‧‧中繼透鏡

104‧‧‧收集透鏡

110‧‧‧收集透鏡

103‧‧‧透藍反黃膜片

111‧‧‧透藍反黃膜片

105‧‧‧波長轉換裝置

109‧‧‧散射片

106‧‧‧反射鏡

200‧‧‧光源裝置

201‧‧‧激發光源

202‧‧‧分光裝置

203‧‧‧收集透鏡

205‧‧‧收集透鏡

204‧‧‧散射粉片

206‧‧‧波長轉換裝置

圖1是現有技術中一種白光光源裝置的光路結構示意圖； 圖2是現有技術中另一種白光光源裝置的光路結構示意圖； 圖3是本新型創作的一種光源裝置的第一實施方式的結構示意圖； 圖4是圖3所示的區域分光裝置的平面結構示意圖； 圖5是圖4所示的第一區域的透射光線波長示意圖； 圖6是圖4所述區域分光裝置的透射與反射光線波長示意圖； 圖7是本新型創作的光源裝置的第二實施方式的結構示意圖；以及 圖8是圖7所示的區域分光裝置的平面結構示意圖。

300‧‧‧光源裝置

301‧‧‧激發光源

302‧‧‧正透鏡

303‧‧‧負透鏡

304‧‧‧散射片

305‧‧‧區域分光裝置

306‧‧‧第一收集透鏡

307‧‧‧補充光源

308‧‧‧第二收集透鏡

309‧‧‧波長轉換裝置

310‧‧‧勻光裝置

311‧‧‧壓縮透鏡模組

312‧‧‧出光通道

3051‧‧‧第一區域

3052‧‧‧第二區域

Claims (13)

1. 一種光源裝置，係包括一激發光源、一補充光源、一波長轉換裝置、以及一區域分光裝置，該區域分光裝置包括一第一區域及一第二區域； 其中，該激發光源用於發出一激發光，該第一區域用於接收該激發光源提供的該激發光並將該激發光提供到該波長轉換裝置，該波長轉換裝置用於將該第一區域提供的一第一部分激發光轉換為一受激光，並將該受激光提供至該第一區域與該第二區域中至少一個區域，該波長轉換裝置還用於將該第一區域提供的一第二部分激發光反射至該第一區域與該第二區域中的至少一個區域，該第一區域與該第二區域中的至少一個區域還用於將該受激光提供至一出光通道，該第二區域還用於將該第二部分激發光提供至該出光通道； 其中，該補充光源用於發出一補充光，該第一區域及該第二區域中的至少一個區域還用於接收該補充光源提供的該補充光，並將該補充光提供到該出光通道。
2. 如申請專利範圍第1項所述的光源裝置，其中，該第一區域被該第二區域包圍，且該第一區域位於該第二區域的中央位置。
3. 如申請專利範圍第1項所述的光源裝置，其中，該激發光為一藍色激發光，該波長轉換裝置包括一黃色螢光材料，該受激光為一黃色受激光，該補充光為一藍色補充光。
4. 如申請專利範圍第3項所述的光源裝置，其中，該第一區域透射該藍色激發光及該藍色補充光並且反射該黃色受激光，且該第二區域透射該藍色補充光並反射該黃色受激光及該藍色激發光。
5. 如申請專利範圍第3項所述的光源裝置，其中，該第一區域反射該藍色激發光及該藍色補充光並且透射該黃色受激光，該第二區域透射該藍色激發光、反射該藍色補充光並透射該黃色受激光。
6. 如申請專利範圍第3項所述的光源裝置，其中，該激發光源包括一藍色半導體鐳射二極體，該藍色激發光為一藍色鐳射，該補充光源包括一藍色發光二極體，該藍色發光二極體發出該藍色補充光。
7. 如申請專利範圍第3項所述的光源裝置，其中，該藍色激發光與該藍色補充光的波長範圍不交疊。
8. 如申請專利範圍第3項所述的光源裝置，其中，該藍色激發光的波長小於450nm，該補充光的波長大於450nm而小於500nm。
9. 如申請專利範圍第1項所述的光源裝置，其中，所述第一區域透射波長小於或等於500nm的光線，且該第一區域反射波長大於500nm的光線；並且，該第二區域透射波長大於450nm而小於500nm的光線，而該第二區域反射波長大於500nm以及波長小於450nm的光線。
10. 如申請專利範圍第1項所述的光源裝置，其中，該第一區域反射波長小於或等於500nm的光線，且該第一區域透射波長大於500nm的光線，而該第二區域透射波長大於500nm以及波長小於450nm的光線，且該第二區域反射波長大於450nm而小於500nm的光線。
11. 如申請專利範圍第1項所述的光源裝置，其中，所述光源裝置還包括一正透鏡、一負透鏡、一散射片、一第一收集透鏡、以及一第二收集透鏡；其中，該正透鏡與該負透鏡設置於該激發光源與該第一區域之間，且該激發光源發出的該激發光依序經由該正透鏡與該負透鏡壓縮後再被提供到該第一區域；再者，該散射片設置於該負透鏡與該第一區域之間，並經由該正透鏡與該負透鏡壓縮後的該激發光經由該散射片散射勻光後被提供到該第一區域；同時，該第一收集透鏡設置於該區域分光裝置與該波長轉換裝置之間，該第一收集透鏡用於對該區域分光裝置與該波長轉換裝置之間的光路中的該激發光與該受激光進行准直，該第二收集透鏡設置於該補充光源與該區域分光裝置之間，該補充光源發出的該補充光經由該第二收集透鏡准直後被提供到該第一區域及第二區域中的至少一個區域。
12. 如申請專利範圍第8項所述的光源裝置，其中，該第一區域的面積小於該第二區域的面積。
13. 一種投影系統，係包括如申請專利範圍第1至12項中任一項中所述之光源裝置。