[实用新型]光源装置及投影系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及投影技术领域，特别是涉及一种光源装置及投影系统。

背景技术

现有投影技术领域中，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。

实用新型内容

针对上述现有技术的光源装置颜色均匀性差的缺陷，本实用新型提供一种出射光颜色分布均匀的光源装置。

本实用新型的基本构思为：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。