发光装置及相关投影系统与照明系统制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种发光装置及相关投影系统与照明系统。发光装置包括第一激光器、准直元件、第一透镜、波长转换装置与第二透镜；第一激光器用于出射激发光至准直元件，准直元件用于准直该激发光；第一透镜包括第一区与第二区，该第一区的受光面积小于该第二区的受光面积的1/2，该第一区的焦距比该第二区的焦距短，来自准直元件的激发光入射至该第一区，该第一区用于将该激发光聚焦至波长转换装置；波长转换装置用于将激发光的至少部分波长转换为受激光，并将其出射光反射至第一透镜；第一透镜还用于收集波长转换装置的出射光并出射至第二透镜，第二透镜用于控制该出射光实现特定的光分布。本发明专利技术实施例具有体积较小的优点。

【技术实现步骤摘要】
发光装置及相关投影系统与照明系统
本专利技术涉及照明及显示
，特别是涉及一种发光装置及相关投影系统与照明系统。
技术介绍
目前，激光激发荧光粉以出射彩色光或白光的技术已广泛应用于照明与显示
图1是现有技术中一种发光装置的结构示意图。如图1所示，发光装置10包括激光器11、准直透镜12、反射镜13、分光滤光片14、透镜15、透镜16、黄色荧光粉片17。激光器11出射的蓝色激光经过准直透镜12准直后，经过反射镜13反射至分光滤光片14。分光滤光片14具有反射蓝光透射黄光的属性，蓝色激光经分光滤光片14的反射后，依次入射于透镜15和16，并经过透镜15和16后聚焦于荧光粉片17（光线如虚线所示）。黄色荧光粉片17吸收至少部分蓝色激光而产生黄光，该黄光被反射基板反射至透镜16，并依次被透镜16收集，和被透镜15准直出射（光线如带箭头的实线所示）。由于波长转换材料的发光是朗伯分布的，这种大角度分布的光要想收集起来，往往需要经过至少两个透镜才能实现高效率的收集和准直。发光装置10即通过透镜16与透镜15来共同完成两个作用，一个是将平行的激光聚焦到荧光粉片17，一个是对荧光粉片17发出的光收集并准直成平行光。透镜16口径较小且距离发光点（荧光粉片）很近，大角度的光（例如70度以内的所有光）入射于透镜16后角度被收小，然后入射于大口径的透镜15后被进一步的准直。但是，受限于光学扩展量守恒定律，透镜15出射的准直光束的准直度越高（即发散角越小），就要求透镜15的口径越大（因为口径与发散角的正弦的乘积是一个常数，即光学扩展量守恒）。而激光光路需要绕过透镜15的边缘，并从透镜15的上方入射，因此透镜15的口径越大，激光的光路就越长，放置激光的位置也就越远，整个系统体积也就越庞大。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种体积较小的发光装置及相关投影系统与照明系统。本专利技术实施例提供一种发光装置，包括第一激光器、准直元件、第一透镜、波长转换装置与第二透镜；第一激光器用于出射激发光至准直元件，准直元件用于准直该激发光；第一透镜包括第一区与第二区，该第一区的受光面积小于该第二区的受光面积的1/2，该第一区的焦距比该第二区的焦距短，来自准直元件的激发光入射至该第一区，该第一区用于将该激发光聚焦至波长转换装置；波长转换装置用于将激发光的至少部分波长转换为受激光，并将其出射光反射至第一透镜的第一区与第二区；第一透镜还用于收集入射于其上的波长转换装置的出射光并出射至第二透镜，第二透镜用于控制该出射光实现特定的光分布。可选地，第二透镜用于将来自第一透镜第二区的出射光准直出射。可选地，该发光装置还包括光引导件，该光引导件包括第一区和第二区，该第一区的受光面积小于第二区的受光面积的1/2，该第一区用于将来自准直元件的激发光沿第一光路引导至第一透镜的第一区，该第二区用于将第一透镜第二区收集的波长转换装置的出射光沿第二光路引导至第二透镜；光引导件的第一区为第一反射镜，第二区为第一反射镜周围的透光介质；或者，光引导件的第一区为透光孔，第二区为透光孔周围的反射镜。可选地，光引导件的第一区为小滤光片，还用于将第一透镜第一区收集的受激光沿第二光路引导至第二透镜。可选地，第二透镜包括第一区与第二区，该第一区相对的两个表面相互平行；第一透镜的第一区出射的受激光经小滤光片后出射至第二透镜的第一区；第一透镜的第二区收集的波长转换装置的出射光，从光引导件的第二区出射至第二透镜的第二区。可选地，第二透镜包括第一区与第二区，该第一区相对的两个表面为两个共焦的曲面，且光路后端曲面的面积大于光路前端曲面的面积；第一透镜的第一区出射的受激光经小滤光片后出射至第二透镜的第一区；第一透镜的第二区收集的波长转换装置的出射光，从光引导件的第二区出射至第二透镜的第二区。可选地，第一透镜相较于平凸透镜来说，底面为平面或凹面，上表面有凸起，该凸起与凸起的下面部分构成第一透镜的第一区。可选地，该发光装置还包括第二激光器与相应的准直元件，第一激光器出射的激发光与第二激光器出射的激光分别经准直元件准直后，合为一束激光并入射至第一透镜的第一区；波长转换装置还用于散射来自第二激光器的激光。本专利技术实施例还提供一种投影系统，包括上述任一发光装置。本专利技术实施例还提供一种照明系统，包括上述任一发光装置。与现有技术相比，本专利技术实施例包括如下有益效果：本专利技术实施例通过将第一透镜分为焦距较短、受光面积较小的第一区和焦距较长、受光面积较大的第二区，不仅通过焦距较短的第一区使得激发光聚焦至波长转换装置，而且波长转换装置的大部分出射光能够被焦距较长、受光面积较大的第二区收集，因此第一透镜出射的波长转换装置的大部分出射光不会变直，使得第一透镜至第二透镜间的距离不需加长，从而能够真正解决现有技术中系统体积大的问题。附图说明图1是现有技术中一种发光装置的结构示意图；图2a是本专利技术实施例中发光装置的一个实施例的结构示意图；图2b是图2a所示实施例中第一透镜的结构示意图；图3是本专利技术实施例中发光装置的另一实施例的结构示意图；图4是本专利技术实施例中发光装置的另一实施例的结构示意图；图5是本专利技术实施例中发光装置的另一实施例的结构示意图；图6是本专利技术实施例中发光装置的另一实施例的结构示意图；图7是本专利技术实施例中发光装置的另一实施例的结构示意图；图8是本专利技术实施例中发光装置的另一实施例的结构示意图；图9是本专利技术实施例中发光装置的另一实施例的结构示意图；图10是本专利技术实施例中发光装置的另一实施例的第一透镜的结构示意图；图11是本专利技术实施例中发光装置的另一实施例的结构示意图；图12是本专利技术实施例中发光装置的另一实施例中调焦装置的结构示意图；图13是本专利技术实施例中发光装置的另一实施例的结构示意图；图14是本专利技术实施例中发光装置的另一实施例的结构示意图；图15是本专利技术实施例中发光装置的另一实施例的结构示意图；图16a是本专利技术实施例中发光装置的另一实施例的结构示意图；图16b是分光装置对入射的P偏振光与S偏振光的滤光光谱曲线示意图；图16c是分光装置对入射的不同波长光的滤光光谱曲线示意图。具体实施方式为了引用和清楚起见，下文以及附图中使用的技术名词的说明如下：波长转换材料：波长转换材料可以采用磷光性材料，例如磷光体，也可以采用纳米材料，如量子点，还可以采用荧光材料。激发光：能够激发波长转换材料，使得波长转换材料产生不同波长光的光。受激光：波长转换材料受激发光激发而产生的光。激发光、波长转换材料、受激光是相对的概念。例如，蓝光激发黄色荧光粉产生黄光，此时蓝光是激发光，黄光是受激光。而黄光激发红色荧光粉产生红光，此时黄光是激发光，红光是受激光。下面结合附图和实施方式对本专利技术实施例进行详细说明。为了解决现有技术中的问题，本专利技术人最初考虑直接将反射镜13与14下移，并将反射镜14下移到透镜15与透镜16之间，即反射镜14反射的激光只通过透镜16入射于荧光粉片，这样即可以使得第一激光器不用设置在透镜15的外围，而可以设置在透镜15与透镜16之间，使得结构紧凑、体积减小。但是，激光只通过透镜16就不能聚焦在荧光粉片17，对于本领域技术人员来说，激光不能聚焦在荧光粉片17上没关系，只要能充分汇聚在荧光粉片上即可。为了实现充分汇聚或聚焦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光装置，其特征在于，包括第一激光器、准直元件、第一透镜、波长转换装置与第二透镜；第一激光器用于出射激发光至所述准直元件，所述准直元件用于准直该激发光；第一透镜包括第一区与第二区，该第一区的受光面积小于该第二区的受光面积的1/2，该第一区的焦距比该第二区的焦距短，来自所述准直元件的激发光入射至该第一区，该第一区用于将该激发光聚焦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的至少部分波长转换为受激光，并将其出射光反射至第一透镜的第一区与第二区；第一透镜还用于收集入射于其上的所述波长转换装置的出射光并出射至第二透镜，第二透镜用于控制该出射光实现特定的光分布。

【技术特征摘要】
1.一种发光装置，其特征在于，包括第一激光器、准直元件、第一透镜、波长转换装置与第二透镜；第一激光器用于出射激发光至所述准直元件，所述准直元件用于准直该激发光；第一透镜包括第一区与第二区，该第一区的受光面积小于该第二区的受光面积的1/2，该第一区的焦距比该第二区的焦距短，来自所述准直元件的激发光入射至该第一区，该第一区用于将该激发光聚焦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的至少部分波长转换为受激光，并将其出射光反射至第一透镜的第一区与第二区；第一透镜还用于收集入射于其上的所述波长转换装置的出射光并出射至第二透镜，第二透镜用于控制该出射光实现特定的光分布。2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，第二透镜用于将来自第一透镜第二区的出射光准直出射。3.根据权利要求2所述的发光装置，其特征在于，该发光装置还包括光引导件，该光引导件包括第一区和第二区，该第一区的受光面积小于第二区的受光面积的1/2，该第一区用于将来自所述准直元件的激发光沿第一光路引导至第一透镜的第一区，该第二区用于将第一透镜第二区收集的所述波长转换装置的出射光沿第二光路引导至第二透镜；所述光引导件的第一区为第一反射镜，第二区为第一反射镜周围的透光介质；或者，所述光引导件的第一区为透光孔，第二区为透光孔周围的反射镜。4.根据权利要求3所述的发光装置，其特征在于，所述光引导件的第一区为小滤光片...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：上海蓝湖照明科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31