光源系统及投影设备技术方案

本实用新型专利技术提供了光源系统及投影设备，光源系统，包括激发光光源、第一补充光源、第一光引导组件、波长转换装置和第二光引导组件。激发光光源用于发出激发光；第一补充光源用于发出第一补充光。第一光引导组件用于将激发光引导至波长转换装置。波长转换装置用于将激发光转换成受激光，并将受激光出射至第一光引导组件。第一光引导组件还用于引导受激光，使得受激光射向第二光引导组件。第二光引导组件的至少部分部件设置于受激光从第一光引导组件出射之后的光路上。第二光引导组件用于引导受激光和第一补充光中的一者或两者，使得第一补充光和至少部分受激光从相同的出射通道出射。本实用新型专利技术可以极大的提高第一补充光的光利用率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光学
，更具体地说，涉及光源系统及投影设备。
技术介绍
目前，固态光源由于其寿命长、环保等特点，已经在通用照明、特种照明和投影显示中得到了广泛的应用。其中，白光固态光源在照明领域更是有着巨大的发展潜力。现有技术提供了一种利用激光激发荧光粉来实现超高亮度的白光光源，该白光光源采用440nm-455nm波长的蓝紫色激光激发YAG：Ce材料的黄色荧光粉，生成高效率的黄色荧光，再采用波长在440nm-470nm的蓝色激光形成与黄色荧光互补的蓝光激光，黄色荧光和蓝色激光合光后形成白色光源。这种白色光源可以用于需要高亮度光源的投影显示领域。例如单片、双片、三片式的DLP、LCD或者LCOS投影仪等。这种白光光源发出的白光在光谱上被分为红光，绿光和蓝光三种基色光，分别入射到一个或者多个光调制器件，比如DMD、LCD芯片或者LCOS芯片上。被光调制器件调制后的红绿蓝三种基色光在光谱上再被合并起来通过一个投影镜头输出到屏幕上形成彩色图像。由于蓝紫色激光的效率比较高，热稳定性和长期可靠性好。YAG：Ce材料的荧光粉的发光量子效率高，热稳定性好，所以蓝紫色激光和YAG：Ce荧光粉的结合形成了一个高效率，高可靠性，和高亮度的白光光源。也就是说，对于双片和三片式投影仪来说，一般采用蓝紫色激光和黄色荧光粉结合实现白光光源。然而，在采用蓝紫色激光激发YAG：Ce材料的荧光粉形成白光的白光光源中，由于YAG：Ce材料的荧光粉受激发射的黄光光谱强度在红色段是减弱的，所以使得该种白光光源存在白平衡问题，即白光平衡点偏离普朗克黑体曲线，呈现一种偏绿的白色。为了避免双片和三片式投影仪的白平衡问题，现有技术提供了一种过滤合成的白光中过剩的绿光成分，使得白平衡点恢复到普朗克黑体曲线上，以解决白平衡问题。但这种方法由于过滤了绿光成分，从而降低了该白光光源的出光效率。现有技术提供了另一种在黄色荧光或者红色荧光中增加红色激光的方法来解决白光光源的白平衡问题，如在黄色荧光中补充光谱范围在638nm或者650nm附近的激光，以增加合光中的红色成分，从而解决白色平衡问题。如图1所示，为现有技术提供的在黄色荧光中增加红色激光的光源系统的结构。该光源系统包括蓝色激发光源11，红色补充光源12，具有中心区域和边缘区域的分光滤光片13，色轮14，聚光透镜15以及匀光装置16。其中分光滤光片13的中心区域透射蓝光和红光，反射绿光，边缘区域反射红光、绿光和蓝光。这样，蓝色激光光源11发出的蓝色激发光以及红色补充光源12发出的红光经分光滤光片13的中心区域透射至色轮14，色轮14上的黄色荧光粉吸收蓝色激发光同时对红光进行散射，出射黄色荧光和散射后的红光，黄色荧光和散射后的红光经聚光透镜15入射至分光滤光片13，入射至分光滤光片13的中心区域的黄色荧光中的绿光被反射至匀光装置16，入射至分光滤光片13的边缘区域的黄色荧光和红光也被反射至匀光装置16，而入射至分光滤光片13的中心区域的黄色荧光中的红光以及散射后的红光被透射而损失。在上述现有的白光光源中，由于红色补充光源发出的红光被荧光材料散射造成损失，大致损失5％-10％。形成朗伯光分布后被聚光透镜收集造成损失，大致损失10％，再被分光滤光片的中心区域透射而损失一部分光，大致损失10％左右，从而导致红色补充光源发出的红光的损失较大，红光的光利用率较低，大概在60-70％左右，而红色补充光源由于成本较高，同时对于散热又有较高要求，需要苛刻的散热条件，因此红光利用率低会导致成本的大幅增加，这是不利的，同理，为了得到较好的绿光，也会采用在光源中添加绿色激光的方式，类似于以上增加红色激光的增加方式，同样存在利用率低的问题。对于单片式投影仪来说，一般采用蓝紫色激光激发时序的蓝、绿、红色段产生时序的红、绿、蓝光构成白光，蓝光即由蓝紫色激光本身提供，绿光为蓝紫色激光激发绿色荧光粉产生，红色段为蓝紫色激光激发红色荧光粉产生，而红色荧光粉在较高能量密度情况下，具有严重的效率衰减问题，导致红光占比过低，影响白平衡和图像质量。为了避免单片式投影仪的白平衡问题，现有技术中一般采用增大红光色段的方式来保持白平衡，然而这会降低白光亮度和总体光效。因此，针对现有技术的不足，亟需提出能够提高红色、绿色等补充光源的利用率的技术方案。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种光源系统及投影设备，以解决现有技术中包括红色补充光源在内的补充光源发出的红光或其他颜色光的光利用效率低的问题。为实现上述一个目的，本技术提供如下技术方案：一种光源系统，其包括激发光光源、第一补充光源、第一光引导组件、波长转换装置和第二光引导组件，其中：激发光光源用于发出激发光；第一补充光源用于发出第一补充光。第一光引导组件用于将激发光引导至波长转换装置；波长转换装置用于将激发光转换成受激光，并将受激光出射至第一光引导组件。第一光引导组件还用于引导受激光，使得受激光射向第二光引导组件；第二光引导组件的至少部分部件设置于受激光从第一光引导组件出射之后的光路上。第二光引导组件用于引导至少部分受激光和第一补充光中的一者或两者，使得第一补充光和至少部分受激光从相同的出射通道出射。进一步的，第一光引导组件包括分光部件和反光部件，分光部件透射/反射激发光且相应反射/透射至少部分受激光，反光部件进一步引导至少部分受激光射向第二光引导组件。进一步的，第二光引导组件包括选择性光学部件，选择性光学部件反射/透射第一补充光，或反射/透射第一补充光且相应透射/反射至少部分受激光。再进一步的，选择性光学部件为反射第一补充光且透射至少部分受激光的滤光片，或者为反射第一补充光且不对至少部分受激光反射的反射片或偏振片，或者为区域设置镀膜或区域设置偏振片的滤光片。再进一步的，第二光引导组件还包括设置于第一补充光源和选择性光学部件之间的散射部件或/和匀光部件。再进一步的，第二光引导组件还包括第二聚光透镜，第二聚光透镜用于将经散射部件或/和匀光部件的第一补充光会聚至选择性光学部件，且第一补充光的会聚焦点在选择性光学部件上。进一步的，光源系统还包括滤光装置，滤光装置位于第一光引导组件和第二光引导组件之间，或者位于相同出射通道上。再进一步的，波长转换装置为反射式色轮，滤光装置为滤光轮，滤光轮设置在反射式色轮的外周或内周而彼此成一体结构。又进一步的，第二光引导组件位于第一光引导组件与滤光轮之间，或者位于从滤光轮出射的光的光路的下游。再进一步的，波长转换装置为透射式色轮，滤光装置为滤光轮，滤光轮与透射式色轮分体设置，第二光引导组件的至少部分部件位于滤光轮与透射式色轮之间的间隙中。又进一步的，滤光轮与透射式色轮的各自转轴平行或者重合。再进一步的，光源系统还包括匀光装置，匀光装置位于相同出射通道上。进一步的，光源系统还包括滤光装置和匀光装置，滤光装置位于第一光引导组件的其中两个部件之间，匀光装置位于受激光经过滤光装置后的出射通道上，第一补充光源和第二光引导组件所述受激光经过匀光装置后的出射通道上。进一步的，激发光为蓝光、紫光或者紫外光。进一步的，第一补充光为红光、绿光或蓝光中的一种或以上。再进一步的，第一补充光源包括两个，两个第一补充光源分别发出为红光和绿光的第一补充光，第二光引导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光源系统，其特征在于，包括激发光光源、第一补充光源、第一光引导组件、波长转换装置和第二光引导组件，其中：所述激发光光源用于发出激发光；所述第一补充光源用于发出第一补充光；所述第一光引导组件用于将所述激发光引导至所述波长转换装置；所述波长转换装置用于将所述激发光转换成受激光，并将所述受激光出射至所述第一光引导组件；所述第一光引导组件还用于引导所述受激光，使得所述受激光射向所述第二光引导组件；所述第二光引导组件的至少部分部件设置于所述受激光从所述第一光引导组件出射之后的光路上；所述第二光引导组件用于引导至少部分所述受激光和所述第一补充光中的一者或两者，使得所述第一补充光和至少部分所述受激光从相同的出射通道出射。

【技术特征摘要】
1.一种光源系统，其特征在于，包括激发光光源、第一补充光源、第一光引导组件、波长转换装置和第二光引导组件，其中：所述激发光光源用于发出激发光；所述第一补充光源用于发出第一补充光；所述第一光引导组件用于将所述激发光引导至所述波长转换装置；所述波长转换装置用于将所述激发光转换成受激光，并将所述受激光出射至所述第一光引导组件；所述第一光引导组件还用于引导所述受激光，使得所述受激光射向所述第二光引导组件；所述第二光引导组件的至少部分部件设置于所述受激光从所述第一光引导组件出射之后的光路上；所述第二光引导组件用于引导至少部分所述受激光和所述第一补充光中的一者或两者，使得所述第一补充光和至少部分所述受激光从相同的出射通道出射。2.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述第一光引导组件包括分光部件和反光部件，所述分光部件透射/反射所述激发光且相应反射/透射至少部分所述受激光，所述反光部件进一步引导所述至少部分受激光射向所述第二光引导组件。3.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述第二光引导组件包括选择性光学部件，所述选择性光学部件反射/透射所述第一补充光，或反射/透射所述第一补充光且相应透射/反射至少部分所述受激光。4.根据权利要求3所述的光源系统，其特征在于，所述选择性光学部件为反射所述第一补充光且透射至少部分所述受激光的滤光片，或者为反射所述第一补充光且不对至少部分所述受激光反射的至少部分区域设置镀膜的反射片或偏振片，或者为区域设置镀膜或区域设置偏振片的滤光片。5.根据权利要求3所述的光源系统，其特征在于，所述第二光引导组件还包括设置于所述第一补充光源和所述选择性光学部件之间的散射部件或/和匀光部件。6.根据权利要求3所述的光源系统，其特征在于，所述第二光引导组件还包括第二聚光透镜，所述第二聚光透镜用于将经散射部件或/和匀光部件的所述第一补充光会聚至所述选择性光学部...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡飞，郭祖强，李屹，
申请(专利权)人：深圳市绎立锐光科技开发有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44