光源装置及投影系统制造方法及图纸

本发明专利技术保护一种光源装置，包括第一光源、复眼透镜对、光引导系统和波长转换装置；第一光源发射第一激发光，经复眼透镜对匀光后入射至光引导系统；光引导系统将第一激发光引导至波长转换装置；波长转换装置包括波长转换区段和反射区段，波长转换区段吸收第一激发光并出射受激光，第一激发光斜入射至反射区段被反射后形成第二激发光；光引导系统还用于收集受激光和第二激发光，并引导受激光和第二激发光沿出射光通道出射；光引导系统包括位于第二激发光光路上的光路校正组件，反射第二激发光，并使其主光轴与受激光主光轴重合；复眼透镜对包括沿第一激发光方向设置的第一和第二透镜阵列，组成第一透镜阵列的各透镜单元在波长转换装置表面重叠成像。

【技术实现步骤摘要】
光源装置及投影系统
本专利技术涉及投影
，特别是涉及一种光源装置及投影系统。
技术介绍
现有投影
中，采用半导体蓝光激光器激发荧光粉产生红光和绿光，并利用半导体蓝光激光器本身发射的蓝光与红光和绿光形成三基色光以调制图像，是常用的一种方法。现有技术中，如图1所示，光源装置10包括第一光源101，匀光器件102，区域分光片103，收集透镜104，荧光粉色轮105，第一中继透镜106和第二中继透镜108，反射镜107及方棒109。第一光源101为蓝光激光器，其发出的蓝光激发光经过匀光器件102的均匀化后，入射于区域分光片103，并经区域分光片103的透蓝反黄区域透射。该蓝光沿收集透镜104的中心轴入射于收集透镜104，被收集透镜104收集后入射到荧光粉色轮105上。荧光粉色轮105包括涂覆有红色荧光粉的第一区段、涂覆有绿色荧光粉的第二区段以及具有散射反射功能的第三区段。荧光粉色轮105周期性转动，从而第一区段、第二区段和第三段分时位于蓝光的光路上。蓝光激发红色荧光粉产生红荧光(受激光)、蓝光激发绿色荧光粉产生绿荧光(受激光)，红荧光以及绿荧光以朗伯光的形式出射；以及蓝光经第三区段散射反射，也以朗伯光的形式出射，光学扩展量变大。红荧光和绿荧光经过收集透镜104，由区域分光片103反射；而以朗伯光形式出射的蓝光，入射到透蓝反黄区域1031的蓝光会因透射而损失掉。红光、绿光及剩余的蓝光经过中继透镜106、反射镜107和中继透镜108进入到方棒109，最终从方棒109的出口端出射。由于入射到方棒109的光束中，中心部分缺少蓝光，因此，在从方棒109出射后，其出口的光斑面分布存在颜色不均匀的现象，中心部分偏黄，这会导致最终投影出来的画面颜色不均匀。在另一现有技术CN105278226A中，如图2所示，光源装置100包括光源110、波长转换模块120、合光单元130、光传递模块140和积分柱150，其中合光单元130包括分光部131和反射部133。光源110发出的蓝色激光BL经分光部131入射至光传递模块140，经光传递模块140以θ角入射至波长转换模块120，被反射后经光传递模块140传递至反射部133，而后经透镜被收集引导至积分柱150。在该技术方案中，入射的蓝光和出射的蓝光分别经过同一部件合光单元130的两个部分——分光部131和反射部133的透射和反射，导致蓝光的主光轴偏离出射光的主光轴方向，从而从合光单元130出射的红绿光与蓝光的主光轴不重合，将导致积分柱150出口的光斑颜色不均匀，导致最终投影出来的画面颜色不均匀。此外，波长转换模块120设置在光传递模块140的焦点上，以使红绿光能够平行出射。在该情况下，由于光源110发出的光不可能是严格的平行光，总会有一定的发散角，因此光源110经过光传递模块140必然在某一位置会聚成像，而蓝光光束在光传递模块140的焦平面则必然处于离焦状态。该离焦状态下的光必然形成面分布不均匀的光斑，而该光斑不仅导致光源装置最终出射的蓝光不均匀，也会因激发光密度不同而造成红绿受激光面分布不均匀。进一步的，当入射蓝光的主光轴稍有偏斜时，将导致蓝光在波长转换模块120上的光斑中心偏离光传递模块140的光轴，导致出射的红绿蓝光光分布都不均匀。因此，现有技术CN105278226A的技术方案不具有实用性，这也是该技术迟迟未能应用到实际产品中的原因。
技术实现思路
针对上述现有技术的光源装置颜色均匀性差的缺陷，本专利技术提供一种出射光颜色分布均匀的光源装置。本专利技术的基本构思为：在激发光斜入射到波长转换装置的前提下，利用复眼透镜对的匀光和成像原理，在波长转换装置上形成均匀、稳定的光斑，一旦从复眼透镜对到波长转换装置的成像关系建立，即使入射到复眼透镜对的光发生偏斜也不会对波长转换装置表面的光斑位置和均匀性产生影响。该构思解决了光束斜入斜出情况下的光斑均匀性问题。该构思是在激发光光束斜入射的背景下产生的，这是由于，以往一般的激发光垂直入射到波长转换装置的技术方案中，光斑中心始终处于各透镜等光学元件的光轴上，不需要考虑光斑在垂直于光轴方向偏移的问题；而激发光光束斜入射产生了新的问题，即在沿透镜光轴方向的不同位置，垂直于该光轴的截面上的光斑偏移光轴的距离不同，而且从透镜不同位置入射的光线的偏折角度不同，使得在波长转换装置表面获得均匀光斑成为难题。具体地，本专利技术提供了一种光源装置，包括第一光源、复眼透镜对、光引导系统和波长转换装置；所述第一光源用于发射第一激发光，所述第一激发光经所述复眼透镜对匀光后入射至所述光引导系统；所述光引导系统用于将所述第一激发光引导至所述波长转换装置；所述波长转换装置包括波长转换区段和反射区段，所述波长转换装置周期性运动以使得所述波长转换区段和反射区段分时周期性地位于第一激发光的光路上，所述波长转换区段吸收所述第一激发光并出射受激光，所述第一激发光斜入射至所述反射区段的表面，被反射后形成第二激发光；所述光引导系统还用于收集所述受激光和第二激发光，并引导所述受激光和第二激发光沿出射光通道出射；所述光引导系统包括光路校正组件，所述光路校正组件位于所述第二激发光的光路上，用于反射所述第二激发光，并使反射后的第二激发光的主光轴与所述受激光的主光轴重合；所述复眼透镜对包括沿所述第一激发光方向依次设置的第一透镜阵列和第二透镜阵列，组成所述第一透镜阵列的各透镜单元在所述波长转换装置表面重叠成像。在一个实施方式中，包括光束角度反射片，位于所述第一光源与所述复眼透镜对之间的光路上，用于改变所述第一激发光的方向，使得经所述光束角度反射片反射后的第一激发光与所述复眼透镜的轴线夹角大于0°且不超过2°。在一个实施方式中，所述光引导系统还包括收集透镜，用于将所述第一激发光会聚入射至所述波长转换装置，并用于收集来自所述波长转换装置的所述受激光和所述第二激发光；所述第一激发光入射至所述收集透镜的光束边缘与所述收集透镜的中心轴间距为0.2～0.5mm。在一个实施方式中，还包括滤光轮，所述滤光轮包括散射透射区段，当所述波长转换装置的反射区段出射第二激发光时，所述散射透射区段位于所述第二激发光的光路上，用于对所述第二激发光进行散射。在一个实施方式中，所述光路校正组件包括角分布校正元件，用于对所述第二激发光进行会聚或发散，使所述第二激发光与所述受激光在沿光束传播方向上的成像位置重合。在一个实施方式中，所述光路校正组件包括凹面反射面或者包括平面反射面与凸透镜的组合，从所述波长转换装置至所述第二激发光与所述受激光的重合位置，所述第二激发光的光程小于所述受激光的光程；或者所述光路校正组件包括凸面反射面或者包括平面反射面与凹透镜的组合，从所述波长转换装置至所述第二激发光与所述受激光的重合位置，所述第二激发光的光程大于所述受激光的光程。在一个实施方式中，所述光路校正组件固定在所述波长转换装置的反射区段上，用于将所述第一激发光反射成为所述第二激发光。在一个实施方式中，所述光路校正组件在所述波长转换装置的轴向截面上呈凹型曲线或直线型。在一个实施方式中，还包括用于发射补偿光的第二光源和补偿光引导组件，所述补偿光引导组件设置于所述受激光的出射光路上，所述补偿光与所述受激光具有交叠的波长范围，所述补偿光与所述受激光通过所述补本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光源装置，其特征在于，包括第一光源、复眼透镜对、光引导系统和波长转换装置；所述第一光源用于发射第一激发光，所述第一激发光经所述复眼透镜对匀光后入射至所述光引导系统；所述光引导系统用于将所述第一激发光引导至所述波长转换装置；所述波长转换装置包括波长转换区段和反射区段，所述波长转换装置周期性运动以使得所述波长转换区段和反射区段分时周期性地位于第一激发光的光路上，所述波长转换区段吸收所述第一激发光并出射受激光，所述第一激发光斜入射至所述反射区段的表面，被反射后形成第二激发光；所述光引导系统还用于收集所述受激光和第二激发光，并引导所述受激光和第二激发光沿出射光通道出射；所述光引导系统包括光路校正组件，所述光路校正组件位于所述第二激发光的光路上，用于反射所述第二激发光，并使反射后的第二激发光的主光轴与所述受激光的主光轴重合；所述复眼透镜对包括沿所述第一激发光方向依次设置的第一透镜阵列和第二透镜阵列，组成所述第一透镜阵列的各透镜单元在所述波长转换装置表面重叠成像。

【技术特征摘要】
1.一种光源装置，其特征在于，包括第一光源、复眼透镜对、光引导系统和波长转换装置；所述第一光源用于发射第一激发光，所述第一激发光经所述复眼透镜对匀光后入射至所述光引导系统；所述光引导系统用于将所述第一激发光引导至所述波长转换装置；所述波长转换装置包括波长转换区段和反射区段，所述波长转换装置周期性运动以使得所述波长转换区段和反射区段分时周期性地位于第一激发光的光路上，所述波长转换区段吸收所述第一激发光并出射受激光，所述第一激发光斜入射至所述反射区段的表面，被反射后形成第二激发光；所述光引导系统还用于收集所述受激光和第二激发光，并引导所述受激光和第二激发光沿出射光通道出射；所述光引导系统包括光路校正组件，所述光路校正组件位于所述第二激发光的光路上，用于反射所述第二激发光，并使反射后的第二激发光的主光轴与所述受激光的主光轴重合；所述复眼透镜对包括沿所述第一激发光方向依次设置的第一透镜阵列和第二透镜阵列，组成所述第一透镜阵列的各透镜单元在所述波长转换装置表面重叠成像。2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，包括光束角度反射片，位于所述第一光源与所述复眼透镜对之间的光路上，经所述光束角度反射片反射后的第一激发光与所述复眼透镜的轴线夹角大于0°且不超过2°。3.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述光引导系统还包括收集透镜，用于将所述第一激发光会聚入射至所述波长转换装置，并用于收集来自所述波长转换装置的所述受激光和所述第二激发光；所述第一激发光入射至所述收集透镜的光束边缘与所述收集透镜的中心轴间距为0.2～0.5mm。...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭祖强，杜鹏，李屹，
申请(专利权)人：深圳市光峰光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44