CN117130219B - 光源系统和投影设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种光源系统和投影设备，所述光源系统包括：激发光源，用于发射激发光；波长转换装置，用于接收到的激发光进行波长转换，产生受激光；所述补光光源，用于发射补色光；第一合光元件，用于引导所述激发光至所述波长转换装置，引导所述受激光用于合光，或者，所述第一合光元件用于引导所述激发光至所述波长转换装置，引导所述受激光和所述补色光用于合光；第二合光元件和/或第一光路转换组件，所述第二合光元件邻近所述第一合光元件设置，用于调整所述补光光源发射的补色光进入投影设备的匀光装置的入射角，所述第一光路转换组件设置于所述光源系统的出光口和投影设备的匀光装置之间。

Description

光源系统和投影设备

技术领域

本申请涉及投影显示技术领域，更具体地涉及一种光源系统和投影设备。

背景技术

在投影机显示的成像光源中，三色激光以其纯度和准度，为显示设备提供了难以匹敌的色域宽度和色准表现。同时，激光器的高效电光转化，也是一种“更为低碳”的理想光源技术。但是，在这些天然优势之外，三色激光也有一个巨大的问题：那就是“散斑”！为了避免“散斑”，应运而出了混合光源，如LED混合三色激光光源、激光荧光混合三色激光光源等光源路线。因LED光源光展、激光荧光光展和三色激光光展存在较大差异，两者合光后的光学成像系统往往会引起画面的均匀性存在问题。

不同光学扩展量的光源于同一分光合光元件上合光，然后经过相关光学元件后进入光机系统的匀光装置中，匀光装置一般采用匀光棒或复眼系统，而为了提高对补色光的匀光效果，目前常见的方式是加长光机系统中的匀光棒或采用复眼系统以达到匀光的效果，但会导致投影机体积增大，成本增加，且因受激光的反射次数多，受激光的效率会下降；并且，因三色激光出光光展小于与其合光光源的光展，采用复眼系统，需先将三色激光光束扩束，光学成本会增加，且扩束后合光效率会受影响；另外，补光光源的出光角和光束口径小，导致其合光后进入匀光棒中后反射次数少于受激光的反射次数，从而导致匀光不够而画面亮度色彩均匀性不佳。

鉴于上述问题的存在，本申请提供一种新的光源系统和投影设备，以至少部分地解决上述问题。

发明内容

考虑到上述问题而提出了本申请。本申请提供了一种光源系统和投影设备，在光源系统中设置。

根据本申请一方面，提供了一种光源系统，所述光源系统包括：

激发光源，用于发射激发光；

波长转换装置，用于接收到的激发光进行波长转换，产生受激光；

补光光源，用于发射补色光；

第一合光元件，用于引导所述激发光至所述波长转换装置，引导所述受激光用于合光，或者，所述第一合光元件用于引导所述激发光至所述波长转换装置，引导所述受激光和所述补色光用于合光；

第二合光元件和/或第一光路转换组件，所述第二合光元件邻近所述第一合光元件设置，用于调整所述补光光源发射的补色光进入投影设备的匀光装置的入射角，所述第一光路转换组件设置于所述光源系统的出光口和投影设备的匀光装置之间。

在一些实施例中，所述第二合光元件与所述第一合光元件之间具有预定夹角，其中，所述预定夹角不大于45°。

在一些实施例中，所述第二合光元件的中心轴与所述第一合光元件的中心轴不同轴，其中，所述第二合光元件的中心轴与所述第二合光元件的入光面垂直，所述第一合光元件的中心轴与所述第一合光元件的入光面垂直。

在一些实施例中，所述第二合光元件用于反射所述补光光源发射的补色光至出光透镜。

在一些实施例中，所述第二合光元件与所述第一合光元件类平行或为一体。

在一些实施例中，还包括支架和外壳，所述支架设置于所述外壳内，所述第二合光元件安装于所述支架，所述支架通过旋转轴可转动地连接所述外壳。

在一些实施例中，还包括锁紧件，所述锁紧件连接所述支架和所述外壳，所述锁紧件用于使所述第一合光元件和所述第二合光元件保持在预定夹角。

在一些实施例中，入射到所述第一合光元件的光束在所述第一合光元件上的光斑面积大于入射到所述第二合光元件的光束在所述第二合光元件上的光斑面积。

在一些实施例中，所述补色光的光学扩展量小于所述受激光的光学扩展量。

在一些实施例中，波长转换装置包括基板和驱动模组，波长转换装置的基板上设置有波长转换部和透光区域，所述透光区域用于透射入射到所述波长转换装置的激发光。

在一些实施例中，还包括第二光路转换组件，所述第二光路转换组件用于将自所述波长转换装置透射的激发光引导至再次入射到所述第一合光元件。

在一些实施例中，所述光源系统还包括缩束透镜，所述第二光路转换组件包括第一光路转换元件、准直透镜、第二光路转换元件、分光元件，所述缩束透镜设置于所述波长转换装置和所述第一光路转换元件之间，自所述波长转换装置透射的激发光经所述缩束透镜缩束后入射至所述第一光路转换元件，所述第一光路转换元件将所述激发光引导至所述准直透镜，经所述准直透镜准直的激发光入射至所述第二光路转换元件，所述第二光路转换元件将所述激发光引导至所述分光元件，所述分光元件将所述激发光引导至所述第一合光元件和/或所述第二合光元件。

在一些实施例中，所述第一光路转换元件为反射镜，所述第二光路转换元件为反射镜。

在一些实施例中，所述第一光路转换组件包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜和所述第二反射镜设置于所述光源系统的出光口和投影设备的匀光装置之间，所述第一反射镜用于反射所述受激光至所述匀光装置，所述第二反射镜用于反射所述补色光至所述匀光装置，或者，所述第二反射镜用于反射所述受激光和所述补色光至所述匀光装置。

在一些实施例中，所述第一反射镜和所述第二反射镜在同一平面上并排设置，或者，所述第一反射镜和所述第二反射镜之间具有夹角。

在一些实施例中，所述第一反射镜配置为其倾斜角度可调，所述第二反射镜配置为其倾斜角度可调。

在一些实施例中，还包括外壳、第一支架和第二支架，所述外壳内具有容纳空间，所述第一合光元件、所述第二合光元件设置于所述外壳内，所述外壳具有出光口，所述第一反射镜设置于所述第一支架，所述第二反射镜设置于所述第二支架，所述第一反射镜通过所述第一支架可转动的连接所述外壳，所述第二反射镜通过所述第二支架可转动的连接所述外壳；

所述第一支架上设置有第一调整机构，所述第一调整机构用于调整所述第一反射镜的倾斜角度，所述第二支架上设置有第二调整机构，所述第二调整机构用于调整所述第二反射镜的倾斜角度。

在一些实施例中，所述第一反射镜被光束扫描的面积大于所述第二反射镜被光束扫描的面积。

在一些实施例中，所述第一光路转换组件包括折光元件，所述折光元件配置为将经过其的补色光和受激发光进入所述匀光装置的角度变大。

在一些实施例中，所述补色光的波长与所述激发光的波长不同。

根据本申请第二方面，提供了一种投影设备，所述投影设备包括前述的光源系统、匀光装置和光机；

所述匀光装置，用于对所述光源系统出射的光束进行光斑整形后得到照明光束；

所述光机，用于将所述照明光束转换为影像光束。

本申请实施例的光源系统中设置有第二合光元件和/或第一光路转换组件，所述第二合光元件邻近所述第一合光元件设置，用于调整所述补光光源发射的补色光进入投影设备的匀光装置的入射角，所述第一光路转换组件设置于所述光源系统的出光口和投影设备的匀光装置之间，用于调整所述补色光进入投影设备的匀光装置的入射角，通过第二合光元件和/或第一光路转换组件，调整补色光进入投影设备的匀光装置的入射角，从而可以增加补色光合光后进入例如匀光棒的匀光装置后的反射次数，从而能够提高匀光效果，使应用投影设备时输出的画面亮度色彩均匀性更好。并且，通过调整入射角，可以不用加长光机系统中的匀光棒或采用复眼系统，也能达到较好匀光的效果，减小了投影设备的体积，降低了成本，且还可以不会增加受激光的反射次数，从而提高受激光的效率；并且，即使采用复眼系统作为匀光装置，由于入射角的调整，可以无需将三色激光光束扩束，那么光学成本也就会相应下降，且不会影响合光效率。

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。

图1是根据本申请一实施例的光源系统的示意性结构图；

图2是根据本申请另一实施例的光源系统的示意性结构图；

图3是图2中光源系统的局部立体示意图；

图4是图2中光源系统的另一示意图；

图5是图2中光源系统的另一局部立体示意图；

图6是本申请一实施例的第二合光元件的支架的示意图；

图7是本申请一实施例的第二合光元件的支架在光源系统的外壳内的位置示意图；

图8是本申请另一实施例的光源系统的示意图；

图9A是本申请再一实施例的光源系统的示意图；

图9B是本申请又一实施例的光源系统的示意图；

图10是根据本申请一实施例的投影设备的示意性结构图。

具体实施方式

为了使得本申请的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。基于本申请中描述的本申请实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本申请的保护范围之内。

为了解决现有的光源系统结构较复杂和光效率低的问题，本申请一个实施例中提出了一种光源系统。图1是根据本申请一实施例的光源系统的示意性结构图，如图1所示，该系统包括：

激发光源101，用于发射激发光；

波长转换装置104，用于接收到的激发光进行波长转换，产生受激光；

补光光源105，用于发射补色光；

第一合光元件111，用于引导所述激发光至所述波长转换装置104，引导所述受激光用于合光；

第二合光元件112，所述第二合光元件112邻近所述第一合光元件111设置，用于调整所述补光光源105发射的补色光进入投影设备的匀光装置的入射角。

本申请的光源系统包括第二合光元件112，通过第二合光元件112调整补色光进入投影设备的匀光装置的入射角，从而可以增加补色光合光后进入例如匀光棒的匀光装置后的反射次数，从而能够提高匀光效果，使应用投影设备时输出的画面亮度色彩均匀性更好。并且，通过调整入射角，可以不用加长光机系统中的匀光棒或采用复眼系统，也能达到较好匀光的效果，减小了投影设备的体积，降低了成本，且还可以不会增加受激光的反射次数，从而提高受激光的效率；并且，即使采用复眼系统作为匀光装置，由于入射角的调整，可以无需将三色激光光束扩束，那么光学成本也就会相应下降，且不会影响合光效率。

下面，将参考图1至图7描述根据本申请一个实施例的光源系统。

本申请的光源系统包括激发光源101和补光光源105。可选地，光源可以为激光光源，用于发射激光光束作为激发光。激发光源101发射的光束可以为蓝色光、红色光、紫色光或者紫外光等，但并不以上述为限。示例性地，激发光源101为激光发射装置，由特定的激光光源装置发射具有单一偏振特性的激光。为了保证光源的出光效果，根据使用的激光光源数量及偏振特性不同，可适当调整合光的光路。在一个示例中，激发光可以为蓝光，例如波长位于440-470nm之间的蓝光。可选地，该蓝光还可以作为合成白光中的三基色中的一种基色光。示例性地，激发光的峰值波长可以为455+/-3nm。补光光源105是能出射三基色光的光源，例如出射红绿蓝三种颜色光的光源，在一些实施例中，补光光源105还可以是能够出射红绿蓝黄四中颜色光的光源，在使用时可根据投影系统的需求按时序或同时发出多种颜色的激光。示例性地，该补光光源105可以是垂直腔面发射激光器(vertical-cavitysurface-emitting laser，VCSEL)。

整个光源系统包含了蓝色激光和补光光源105例如三基色激光光源(例如红绿蓝三色激光)时，蓝色激光用于激发波长转换装置104的波长转换材料成受激光，后者是用于投影机直接出射到屏幕上，如果只是受激光，颜色不正，单纯三基色激光颜色好，但是又及相干性、窄带性、辐射性，且散斑很严重。采用受激光的宽波特性与纯激光的窄带特点进行叠加，可起到消散斑和部分相干性的特点。

本申请的光源系统还包括第一合光元件111，第一合光元件111用于使入射至所述第一合光元件111的光束经所述第一合光元件111透射或者反射后进行光束合束。可以理解，这里入射光束包括激发光源101、还包括经过波长装换装置进行波长转换的受激光，以及激发光源101出射的用于合光的激发光等。

具体地，第一合光元件111可以是偏振分光镜，该偏振分光镜可以是棱镜，也可以是平面镜，平面镜的至少部分区域设置有光学膜层，但不限于此。可选地，第一合光元件111的入光面相对于激发光源101发射的激发光的光轴倾斜，例如倾斜角度在30-65°之间，例如倾斜45°，或者倾斜其他任意适合的角度，例如50°、60°等。

本申请的光源系统还包括波长转换装置104，波长转换装置104用于将入射至所述波长转换装置104的激发光进行波长转换，产生受激光并反射至所述透镜组103。其中，受激光的波长大于激发光的波长。

具体地，通过波长转换可以将激发光转换为波长较激发光大的受激光，示例性的，当激发光为蓝光时，受激光可以是黄光、红光、绿光等。

示例性地，波长转换装置104包括驱动模组和基板。为了与后端光机系统中的数字光阀的形状匹配，该系统还可以包括光斑定型组件。

基板上设有波长转换部和透光区域，所述透光区域用于透射入射到所述波长转换装置104的激发光；波长转换部对入射的激发光进行波长转换后得到受激光，所述受激光和被反射后朝透镜组103方向出射。所述驱动模组传动连接所述基板，以使波长转换部和透光区域交替曝光于入射光束中。其中透光区域可以具有透光板，透光区域还可以是设置在基板上的一个缺口。

具体地，波长转换部由波长转换材料构成，当波长转换装置104高速旋转时，波长转换材料和透光区域呈高速时序的曝光于激发光。

示例性地，驱动模组可以是电机也可以是其他具有驱动功能的模组，本实施例对驱动模组的具体实现方式不做具体限定。

本实施例中的波长转换材料包括但不限于红色光转换材料、绿色光转换材料、蓝光转换材料以及黄光转换材料波长转换材料中的一种或多种，当包括多种波长转换材料时，用于产生不同颜色光的波长转换材料组成一个圆环布置于基板的四周边缘区域。当波长转换装置104高速旋转时，多种波长转换材料呈高速时序的曝光于激发光光斑上(也即激发光光斑时序稳定的扫描波长转换材料)。而照射到透光区域的激发光则透过，以用于合光。

在一些实施例中，为了反射受激光，可以通过基板上所附着的反射层配置，也可以通过基板实现。例如，基板可以是由铜、铝等形成的金属基材，通过银蒸镀等对该基板的激发光照射侧的表面进行镜面加工，以使受激光反射出波长转换装置104。在一些实施例中，波长转换材料形成在进行了镜面加工的基板的表面。

波长转换装置104还可以为透射型波长转换装置104，此时波长转换装置104上可以不设置反射部，该波长转换装置104可以包括基板和驱动模组，波长转换装置104的基板上设置有波长转换部，其基板可以为透光的基板，波长转换部由波长转换材料构成，产生的受激光自波长转换装置104透过，其中，示例性地，驱动模组可以是电机也可以是其他具有驱动功能的模组，本实施例对驱动模组的具体实现方式不做具体限定。

在一些实施例中，光源系统还包括透镜组103，如图1至图7，透镜组103位于激发光源101和波长转换装置104之间，激发光源101发射的激发光经透镜组103出射后入射至波长转换装置104，波长转换装置104产生的受激光自波长转换装置104反射后入射至第一合光元件111。具体地，透镜组103可以由透镜一和透镜二组成，透镜一的进光面与合光元件的出光面相对，透镜一的出光面与透镜二的进光面相对。透镜一或透镜二可为双凸透镜、平凸透镜或凹凸透镜，透镜一的出光面为凸面，透镜二的出光面为凸面。

在一些实施例中，光源系统还包括第一缩束元件102，第一缩束元件102设置在激发光源101和第一合光元件111之间，通过第一缩束元件102可以将从所述激发光源101出射的光束进行缩小整形后出射至第一合光元件，从而有利于减少合光时受激光损失，从而提高合光光束的光强。其中，第一缩束元件102可以包括一个或多个透镜，例如凸透镜和/或凹透镜等。

在一些实施例中，继续参考图1至图7，为了与后端光机系统中的数字光阀的形状匹配，该系统还可以包括光斑定型组件107。光斑定型组件107设置在第一缩束元件102和第一合光元件111之间，在其他一些实施例中，在光斑定型组件107的后方还设置有滤光元件108，也即滤光元件设置在光斑定型组件和第一合光元件111之间，通过滤光元件可以对激发光进行滤光，以得到预定波长范围内的激发光。

进一步，继续参考图1至图7，该光源系统还可以包括第二合光元件112，所述第二合光元件112邻近所述第一合光元件111设置，用于调整所述补光光源105发射的补色光进入投影设备的匀光装置的入射角，也即调整自第二合光元件112出射的补色光的出射角，例如增大自第二合光元件112出射的补色光的出射角，从而可以增加补色光合光后进入例如匀光棒的匀光装置后的反射次数，从而能够提高匀光效果，使应用投影设备时输出的画面亮度色彩均匀性更好。并且，通过调整入射角，可以不用加长光机系统中的匀光棒或采用复眼系统，也能达到较好匀光的效果，减小了投影设备的体积，降低了成本，且还可以不会增加受激光的反射次数，从而提高受激光的效率；并且，即使采用复眼系统作为匀光装置，由于入射角的调整，可以无需将三色激光光束扩束，那么光学成本也就会相应下降，且不会影响合光效率。

所述第二合光元件112与所述第一合光元件111之间具有预定夹角，其中，所述预定夹角不大于45°，例如在0°至20°之间，或者其他适合的角度。在一些实施例中，第二合光元件112的倾斜角度可调，例如可以第二合光元件112包括至少包含2个方向的自由度，也即可以在至少两个方向上调整其倾斜角度，从而可以使得第二合光元件112与所述第一合光元件111之间的预定夹角大于0°，从而增加自第二合光元件112出射的补色光的出射角，从而可以增加补色光合光后进入例如匀光棒的匀光装置后的反射次数，从而能够提高匀光效果，使应用投影设备时输出的画面亮度色彩均匀性更好。而第一合光元件111的角度保持不变，则不会增加受激光的反射次数，那么也就不会降低效率。

在一些实施例中，本申请的光源系统还包括出光透镜106，所述出光透镜106用于将自所述第一合光元件111出射的受激光汇聚后出射，以及将自所述第二合光元件112出射的补色光汇聚后出射，所述补色光经过所述出光透镜106后的最大出射角与所述受激光经过所述出光透镜106后的最大出射角的差值的绝对值低于预定角度差，所述预定角度差小于或等于10°，更进一步地，预定角度差小于或等于5°，通过是该预定角度较小，使补色光经过所述出光透镜106后的出射角与所述受激光经过所述出光透镜106后的出射角尽可能的接近，从而增加补色光合光后进入例如匀光棒的匀光装置后的反射次数，从而能够提高匀光效果。

在一些实施例中，出光透镜106可以设置在光源系统的出光口处，其可以位于外壳100内或者也可以位于外壳100外。

在一些实施例中，所述第二合光元件112的中心轴与所述第一合光元件111的中心轴不同轴，其中，所述第二合光元件112的中心轴与所述第二合光元件112的入光面垂直，所述第一合光元件111的中心轴与所述第一合光元件111的入光面垂直，而出光透镜106的光轴可以经过第二合光元件112的中心，通过使第二合光元件112的中心轴与所述第一合光元件111的中心轴不同轴，那么被第二合光元件112反射的光的光轴偏离出光透镜106的中心轴，例如照射出光透镜106的边缘区域，从而也可以使补色光经过所述出光透镜106后的出射角增大，从而增加补色光合光后进入例如匀光棒的匀光装置后的反射次数，从而能够提高匀光效果。

在一些实施例中，第二合光元件112用于反射所述补光光源105发射的补色光至所述出光透镜106，或者，在一些实施例中，第二合光元件112用于透射所述补光光源105发射的补色光至所述出光透镜106。

在一些实施例中，如图2所示，所述第二合光元件112与所述第一合光元件111类平行，例如第二合光元件112的入光面和第一合光元件111的入光面平行，可选地，第二合光元件112可以贴附于所述第一合光元件111的表面，或者还可以和第一合光元件111之间存在预定间隔，其中类平行可以是指的第一合光元件111和第二合光元件112大体平行。在其他一些实施例中，所述第二合光元件112与所述第一合光元件111为一体。

光学系统还可以包括外壳100，该外壳100内具有容纳空间，用于容纳光源系统所包括的多个元器件，例如补光光源105、透镜组103、第一合光元件111、第二合光元件112等，在一些实施例中，激发光源101可以位于外壳100内，也可以位于外壳100外，当位于外壳100外时，外壳100上设置有入光口，该激发光源101位于该入光口处。

在一些实施例中，如图6和图7所示，为了使得第二合光元件112的角度可调，以使其和第一合光元件111之间形成大于0的预定夹角，本申请的光源系统还包括支架1121，所述支架1121设置于光源系统的外壳100内，所述第二合光元件112安装于所述支架1121，所述支架1121通过旋转轴可转动地连接外壳100，可选地，支架1121上设置有转轴孔，旋转轴可以穿设于该转轴孔1123，并连接外壳100，其中，旋转轴可以固定在外壳100上，而支架1121可以绕旋转轴旋转，或者，旋转轴可转动地连接外壳100，而支架1121固定连接旋转轴。

在一些实施例中，本申请的光源系统还包括锁紧件，所述锁紧件连接所述支架1121和所述外壳100，所述锁紧件用于使所述第一合光元件111和所述第二合光元件112保持在所述预定夹角，当通过支架1121调整第二合光元件112和第一合光元件111至预定夹角时，可以通过锁紧件将其锁紧，其中，支架1121上设置有锁紧孔1122，锁紧件可以连接该锁紧孔1122和外壳100，从而实现锁紧的作用。

示例性地，第二合光元件112可以安装在该支架1121上，例如通过粘接、卡扣或者其他任意适合的方式安装在该支架1121上。

在一些实施例中，入射到所述第一合光元件111的光束在所述第一合光元件111上的光斑面积大于入射到所述第二合光元件112的光束在所述第二合光元件上的光斑面积，例如，入射到所述第二合光元件112的光束在所述第二合光元件112上的光斑面积和入射到所述第一合光元件111的光束在所述第一合光元件111上的光斑面积的比值小于等于0.2，通过这样的设置，可以减少第二合光元件112导致的受激光损失。

在一些实施例中，补色光的光学扩展量小于所述受激光的光学扩展量，其中，光学扩展量(Etendue)是指光束所通过的面积和光束所占有的立体角的积分。通过这样的设置，相应的补色光在第二合光元件112上的光斑的面积也较小，从而可以减小第二合光元件112的面积，减少第二合光元件112导致的受激光损失。

在一些实施例中，第二合光元件112包括透光的合光基板，在合光基板上设置有光学膜层，光学膜层用于反射补光光源105出射的补色光，还可以用于反射激发光；或者，在一些实施例中，光学膜层用于透射激发光源101出射的激发光和补光光源105出射的补色光。可选地，光学膜层可以是偏振膜层，用于透射第一偏振态的偏振光并反射第二偏振态的偏振光，或者，光学膜层可以是反射膜，用于反射预定波段的光或者用于对激发光或者各种颜色的补色光均进行反射，或者，光学膜层还可以是局部为反射膜，局部为偏振膜层。

在一些实施例中，光学膜层包括在合光基板的表面排列的多个膜层，每个膜层用于反射一种或多种颜色的补色光。不同光学膜层之间还可以具有间隔或者还可以是彼此连接的。

在一些实施例中，该光源系统还可以包括缩束透镜109，缩束透镜109可以包括一个或多个透镜，例如凸透镜或凹透镜等，自波长转换装置104的透光区域透过的激发光经缩束透镜109缩束后出射。

进一步，为了使得缩束透镜109出射的激发光用于合光，以补偿合光中的蓝光，提高合光的亮度，该光源系统还可以包括第二光路转换组件，所述第二光路转换组件用于将自所述波长转换装置104透射的激发光引导至再次入射到所述第一合光元件111，再经过第一合光元件111反射后在光源系统重出射用于合光。

在一些具体实施例中，如图2至图7所示，第二光路转换组件包括第一光路转换元件、准直透镜、第二光路转换元件、分光元件，所述缩束透镜设置于所述波长转换装置104和所述第一光路转换元件之间，自波长转换装置104透射的激发光经缩束透镜缩束后入射至第一光路转换元件，第一光路转换元件(例如第一反射镜)将激发光引导至准直透镜123，经所述准直透镜准直的激发光入射至所述第二光路转换元件，所述第二光路转换元件(例如第二反射镜)将所述激发光引导至所述分光元件，所述分光元件将激发光引导至所述第一合光元件111和/或所述第二合光元件112后出射，例如出射至出光透镜106。

可选地，分光元件设置在第二合光元件112和补光光源105之间，其中，分光元件可以是偏振元件或者其他适合的元件，其可以透射补色光而反射激发光，其中，补色光可以和激发光具有不同的偏振态，例如一个为S偏振态，一个为P偏振态。

在一些实施例中，本申请的光源系统还可以包括第二缩束元件(未示出)可以将补光光源105出射的光束进行缩小整形后出射至所述第二合光元件112，从而有利于减小补光光源105光斑与受激光光斑重叠面积，减少合光时受激光损失，从而提高合光光束的光强，当有激发光参与合光时，则还以用于对激发光进行缩小整形后出射至所述第一合光元件和/或第二合光元件112。

参考图2和图3所示，光线在本实施例的光源系统的传输过程为：激发光源101出射的激发光经过第一缩束元件102、光斑定型组件107和滤光元件108后，入射至第一合光元件111，第一合光元件111将激发光反射至透镜组103，经透镜组103汇聚后入射至波长转换装置104上，其中，当光照射到波长转换装置104上的波长转换材料时，产生受激光，受激光被反射后经过透镜组103后入射至第一合光元件111，并自第一合光元件111出射后入射至出光透镜106，自出光透镜106出射出光源系统的出光口，以用于合光，波长转换装置104在旋转，当激发光照射到第一合光元件111的透光区域时，激发光透过第一合光元件111后经缩束透镜109缩束后入射至第一光路转换元件121，第一光路转换元件121(例如反射镜)将激发光引导至准直透镜123，经所述准直透镜123准直的激发光入射至所述第二光路转换元件122，所述第二光路转换元件122(例如反射镜)将所述激发光引导至所述分光元件124，所述分光元件124将激发光引导至所述第一合光元件111和/或所述第二合光元件112后出射至出光透镜106，自出光透镜106出射出光源系统的出光口，以用于合光。补光光源105出射补色光，补色光透过分光元件124后入射至第二合光元件112，第二合光元件112反射补色光至出光透镜106，出光透镜106出射出光源系统的出光口，以用于合光，其中，第二合光元件112的倾斜角度可调，可以通过调整该角度，调整其出射角，使其自出光透镜106出射的出射角更加接近或者大于受激光的出射角，从而增加其进入例如匀光棒的匀光装置后的反射角，增加补色光在匀光装置中的反射次数，提高匀光效果，而该角度调整还不会对受激光在匀光棒中的反射次数产生影响，因此减少受激光的能量损失，并且，由于补色光反射次数的增加，可以不使用加长的匀光装置例如长的匀光棒或复眼系统，从而避免由于使用加长的匀光装置例如匀光棒或复眼系统而导致的投影设备体积增大，成本增加的问题。

其中多种颜色的补色光可以时序的点亮，其中补色光的点亮时序和波长转换部产生相同颜色的受激光的时序同步，与激发光的颜色相同的补色光和用于合光的激发光的时序同步，从而将相同颜色的受激光、激发光和补色光进行合束与汇聚。

本申请另一个实施例中，如图8所示，本申请还提供一种光源系统，该光源系统包括：

激发光源101，用于发射激发光；

波长转换装置104，用于接收到的激发光进行波长转换，产生受激光；

所述补光光源105，用于发射补色光；

第一合光元件111，用于引导所述激发光至所述波长转换装置104，引导所述受激光和所述补色光用于合光；

第一光路转换组件130，所述第一光路转换组件130设置于所述光源系统的出光口和投影设备的匀光装置之间，用于调整所述补色光进入投影设备的匀光装置的入射角。

通过设置第一光路转换组件，可以调整补色光的角度，增加补色光合光后进入例如匀光棒的匀光装置后的反射次数，从而能够提高匀光效果，使应用投影设备时输出的画面亮度色彩均匀性更好。并且，通过调整入射角，可以不用加长光机系统中的匀光棒或采用复眼系统，也能达到较好匀光的效果，减小了投影设备的体积，降低了成本，且还可以不会增加受激光的反射次数，从而提高受激光的效率；并且，即使采用复眼系统作为匀光装置，由于入射角的调整，可以无需将三色激光光束扩束，那么光学成本也就会相应下降，且不会影响合光效率。

相比于前述实施例的主要区别是：本实施例在光学系统的出光口设置了第一光路转换组件。其他一些的细节可以参考前文的相关描述，在此不再赘述。

在本实施例中，光源系统可以只包括第一合光元件111用于引导所述激发光至所述波长转换装置104，引导所述受激光和所述补色光用于合光，或者，在前文实施例的光学系统基础上，只是在光学系统的出光口增加了第一光路转换组件，也即可以包括第一合光元件111和第二合光元件112，两个合光元件可以为一体的，或者，第二合光元件112可以设置以为可调节的，也可以设置为固定的。

以只包括第一合光元件111的情况为例对本申请的光学系统的以光路转换组件进行解释，如图8和图9A所示，第一光路转换组件130包括第一反射镜131和第二反射镜132，所述第一反射镜131和所述第二反射镜132设置于所述光源系统的出光口和投影设备的匀光装置之间，所述第一反射镜131用于反射所述受激光至所述匀光装置，所述第二反射镜132用于反射所述补色光至所述匀光装置，或者，所述第二反射镜132用于反射所述受激光和所述补色光至所述匀光装置，在一些实施例中，第一反射镜131还可以反射用于合光的激发光，第二反射镜132反射补色光和/或受激光、激发光，其中，为了对补色光的出射角度独立可调，第二反射镜132可以只反射补色光。可选地，第一反射镜131被光束扫描的面积大于所述第二反射镜132被光束扫描的面积。值得一提的是，如图8、图9A所示意的第一反射镜131相比第二反射镜132更远离出光透镜106，但是在一些实施例中，还可以是第二反射镜132相比第一反射镜131更远离出光透镜106。

在一些实施例中，所述第一反射镜131和所述第二反射镜132在同一平面上并排设置，或者，所述第一反射镜131和所述第二反射镜132之间具有夹角，该夹角可以根据实际需要进行调整。

在一些实施例中，所述第一反射镜131配置为其倾斜角度可调，具体地，可以是第一反射镜131在垂直其反射面的方向上可以具有角度调整自由度，所述第二反射镜132配置为其倾斜角度可调，具体地，可以是第二反射镜132在垂直其反射面的方向上可以具有角度调整自由度，通过使第一反射镜131和第二反射镜132的倾斜角度可调，可以调整受激光和/或补色光，以及用于合光的激发光的出射角，其中，倾斜角度可以是指的反射镜的反射面与出光透镜106的光轴方向的锐角的夹角。例如，第一反射镜131反射受激光时，可以通过调整其倾斜角度，从而调整受激光的出射角，使其能和例如匀光棒的匀光装置具有最佳的耦合效率，所述第二反射镜132配置为其倾斜角度可调，用于调整补色光能和匀光棒有较佳的耦合效率和接近于受激光的入射角进入例如匀光棒的匀光装置，以便进入匀光棒后的反射次数增多，提高其匀光效果，使应用投影设备时输出的画面亮度色彩均匀性更好。

在一些实施例中，光源系统还包括外壳、第一支架和第二支架，所述外壳内具有容纳空间，所述第一合光元件111、所述第二合光元件112设置于所述外壳内，所述外壳具有出光口，所述第一反射镜131设置于所述第一支架，所述第二反射镜132设置于所述第二支架，所述第一反射镜131通过所述第一支架可转动的连接所述外壳，所述第二反射镜132通过所述第二支架可转动的连接所述外壳，从而实现倾斜角度的可调。可选地，所述第一支架上设置有第一调整机构，所述第一调整机构用于调整所述第一反射镜131的倾斜角度，所述第二支架上设置有第二调整机构，所述第二调整机构用于调整所述第二反射镜132的倾斜角度。第一调整机构和第二调整机构可以是任意的能够实现反射镜的倾斜角度可调的机构，例如升降机构或者旋转机构等。

在本申请的另一些实施例中，如图9B所示，第一光路转换组件130还可以包括折光元件，例如棱镜或者其他适合的折光元件，其中，棱镜可以为三角棱镜，从出光透镜106出射的补色光可以入射到折光元件，折光元件将经过其的补色光和受激发光进入匀光器件的角度变大(该变大可以是指的相比不设置折光元件时)，而不改变未经过其的受激发光进入匀光器件的角度，可以增加补色光合光后进入例如匀光棒的匀光装置后的反射次数，从而能够提高匀光效果，使应用投影设备时输出的画面亮度色彩均匀性更好。并且，通过调整入射角，可以不用加长光机系统中的匀光棒或采用复眼系统，也能达到较好匀光的效果，减小了投影设备的体积，降低了成本，且还可以不会增加受激光的反射次数，从而提高受激光的效率；并且，即使采用复眼系统作为匀光装置，由于入射角的调整，可以无需将三色激光光束扩束，那么光学成本也就会相应下降，且不会影响合光效率。

在其他一些实施例中，第一光路转换组件130还可以包括反射镜和折光元件或者其他适合的元件。

在一些实施例中，如图9B所示，本申请的光源系统还可以包括第二缩束元件140，可以将补光光源105出射的光束进行缩小整形后出射至合光元件例如第一合光元件或第二合光元件，从而有利于减小补光光源105光斑与受激光光斑重叠面积，减少合光时受激光损失，从而提高合光光束的光强，当有激发光参与合光时，则还以用于对激发光进行缩小整形后出射至所述第一合光元件和/或第二合光元件。第二缩束元件140可以是一个透镜或者多个透镜组合的能够起到缩束功能的元件，透镜可以是球面透镜或非球面透镜等。

本申请的光源系统可以应用于任何需要合成光的应用场景中，包括但不限于数字光处理(Digital Light Processing，DLP)系统、液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)系统。其中较佳地应用于DLP系统中。

图10是根据本申请一实施例的投影设备的示意性结构图，如图10所示，所述投影设备800包括如上任一项所述的光源系统810、匀光装置820和光机830；

所述匀光装置820，用于对所述光源系统810出射的光束进行光斑整形后得到照明光束，该整形可以是指的匀光，所述匀光装置包括匀光棒或复眼系统，其中匀光棒起到汇聚光的作用，而复眼系统起到产生平行光的作用；

所述光机830，用于将所述照明光束转换为影像光束；

投影设备还可以包括投影镜头，用于出射由所述影像光束。

示例性地，匀光棒一般分为空心匀光棒与实心匀光棒。空心匀光棒是由内壁镀有反射膜的四个侧壁拼接形成，反射膜会将进入匀光棒的光束进行多次反射后，较为均匀的射出。而实心匀光棒不需镀膜，光束进入匀光棒内直接靠外壁玻璃全反射，多个发散角度的光束经过多次反射，能够达到光束分布均匀的目的，进而实现匀光棒的匀化效果。

示例性地，复眼系统则可以包括由单个小透镜按照一定规律阵列得到的微透镜阵列(也可以成为复眼透镜)，其还可以包括准直系统、至少一组复眼透镜、聚光镜构成。通过复眼系统也可以对光源系统出射的光进行匀光。

在图10所示的系统中，光源系统810中的出光透镜106经合光光束进行汇聚后入射至匀光装置820，或者，经出光透镜106出射后再被第一光路转换组件例如第一反射镜和第二反射镜反射后入射至匀光装置820，然后进入光机830，光机830将所述照明光束转换为影像光束后通过投影镜头投影显示，例如在幕布等显示界面上显示影像，例如图像或视频等。

至此完成了对本申请的光源系统的解释和说明，对于完整的光源系统还可以包括其他的元件，在此不做赘述。

对于完整的投影设备的结构在此不做进行一一描述，本领域技术人员可以想到的是，本申请的投影设备还可以包括其他的必要的部件。

由于本申请的投影设备包括前述的光源系统，因此具有和前述的光源系统相同的优点。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本申请的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本申请的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本申请的范围之内。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本申请并帮助理解各个申请方面中的一个或多个，在对本申请的示例性实施例的描述中，本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本申请的的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其申请点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本申请可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式或对具体实施方式的说明，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。本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (18)

1.一种光源系统，其特征在于，所述光源系统包括：

激发光源，用于发射激发光；

波长转换装置，用于接收到的激发光进行波长转换，产生受激光，所述波长转换装置包括基板和驱动模组，波长转换装置的基板上设置有波长转换部和透光区域，所述透光区域用于透射入射到所述波长转换装置的激发光；

补光光源，用于发射补色光；

第一合光元件，用于引导所述激发光至所述波长转换装置，引导所述受激光用于合光，或者，所述第一合光元件用于引导所述激发光至所述波长转换装置，引导所述受激光和所述补色光用于合光；

第二合光元件和第一光路转换组件，所述第二合光元件邻近所述第一合光元件设置，用于调整所述补光光源发射的补色光进入投影设备的匀光装置的入射角，所述第一光路转换组件设置于所述光源系统的出光口和投影设备的匀光装置之间，所述第一光路转换组件包括折光元件，所述折光元件配置为将经过其的补色光和受激发光进入所述匀光装置的角度变大；

第二光路转换组件，所述第二光路转换组件用于将自所述波长转换装置透射的激发光引导至再次入射到所述第一合光元件。

2.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述第二合光元件与所述第一合光元件之间具有预定夹角，其中，所述预定夹角不大于45°。

3.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述第二合光元件的中心轴与所述第一合光元件的中心轴不同轴，其中，所述第二合光元件的中心轴与所述第二合光元件的入光面垂直，所述第一合光元件的中心轴与所述第一合光元件的入光面垂直。

4.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述第二合光元件用于反射所述补光光源发射的补色光至出光透镜。

5.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述第二合光元件与所述第一合光元件类平行或为一体。

6.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，还包括支架和外壳，所述支架设置于所述外壳内，所述第二合光元件安装于所述支架，所述支架通过旋转轴可转动地连接所述外壳。

7.如权利要求6所述的光源系统，其特征在于，还包括锁紧件，所述锁紧件连接所述支架和所述外壳，所述锁紧件用于使所述第一合光元件和所述第二合光元件保持在预定夹角。

8.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，入射到所述第一合光元件的光束在所述第一合光元件上的光斑面积大于入射到所述第二合光元件的光束在所述第二合光元件上的光斑面积。

9.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述补色光的光学扩展量小于所述受激光的光学扩展量。

10.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述光源系统还包括缩束透镜，所述第二光路转换组件包括第一光路转换元件、准直透镜、第二光路转换元件、分光元件，所述缩束透镜设置于所述波长转换装置和所述第一光路转换元件之间，自所述波长转换装置透射的激发光经所述缩束透镜缩束后入射至所述第一光路转换元件，所述第一光路转换元件将所述激发光引导至所述准直透镜，经所述准直透镜准直的激发光入射至所述第二光路转换元件，所述第二光路转换元件将所述激发光引导至所述分光元件，所述分光元件将所述激发光引导至所述第一合光元件和/或所述第二合光元件。

11.如权利要求10所述的光源系统，其特征在于，所述第一光路转换元件为反射镜，所述第二光路转换元件为反射镜。

12.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述第一光路转换组件用于调整所述补色光进入投影设备的匀光装置的入射角，所述第一光路转换组件包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜和所述第二反射镜设置于所述光源系统的出光口和投影设备的匀光装置之间，所述第一反射镜用于反射所述受激光至所述匀光装置，所述第二反射镜用于反射所述补色光至所述匀光装置，或者，所述第二反射镜用于反射所述受激光和所述补色光至所述匀光装置。

13.如权利要求12所述的光源系统，其特征在于，所述第一反射镜和所述第二反射镜在同一平面上并排设置，或者，所述第一反射镜和所述第二反射镜之间具有夹角。

14.如权利要求12所述的光源系统，其特征在于，所述第一反射镜配置为其倾斜角度可调，所述第二反射镜配置为其倾斜角度可调。

15.如权利要求12所述的光源系统，其特征在于，还包括外壳、第一支架和第二支架，所述外壳内具有容纳空间，所述第一合光元件、所述第二合光元件设置于所述外壳内，所述外壳具有出光口，所述第一反射镜设置于所述第一支架，所述第二反射镜设置于所述第二支架，所述第一反射镜通过所述第一支架可转动的连接所述外壳，所述第二反射镜通过所述第二支架可转动的连接所述外壳；

所述第一支架上设置有第一调整机构，所述第一调整机构用于调整所述第一反射镜的倾斜角度，所述第二支架上设置有第二调整机构，所述第二调整机构用于调整所述第二反射镜的倾斜角度。

16.如权利要求14所述的光源系统，其特征在于，所述第一反射镜被光束扫描的面积大于所述第二反射镜被光束扫描的面积。

17.如权利要求1至16中任一项所述的光源系统，其特征在于，所述补色光的波长与所述激发光的波长不同。

18.一种投影设备，其特征在于，所述投影设备包括如权利要求1至17任一项所述的光源系统、匀光装置和光机；

所述匀光装置，用于对所述光源系统出射的光束进行光斑整形后得到照明光束；

所述光机，用于将所述照明光束转换为影像光束。