[发明专利]光源装置、光路结构设计方法及投影系统

说明书

本发明提供了一种光源装置、光路结构设计方法及投影系统，涉及光学技术领域，该光源装置在沿光的传播方向上包括：阵列光源、第一缩束结构和波长转换装置；第一缩束结构用于对阵列光源输出的激发光束进行激发光束垂直投影的长轴方向上的缩束；缩束前，激发光束垂直投影的长轴长度是激发光束垂直投影的短轴长度的第一预设倍数；缩束后，经第一缩束结构缩束得到的缩束后光束垂直投影的长轴长度是缩束后光束垂直投影的短轴长度的第二预设倍数，第二预设倍数小于第一预设倍数。这样通过第一缩束结构实现了激发光束形状的改变。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其是涉及一种光源装置、光路结构设计方法及投影系统。

背景技术

现有的激光光源技术一般采用激发光激发荧光粉获得所需波长范围的受激发光。为了获得高亮度的受激发光，现有技术一般是通过增加激发光的激发功率来提升受激发光的亮度，而受限于单颗激光芯片的功率，为了提升激发光的激发功率，一般采用多激光器的合光。随着激光器的发展，阵列的激光器(简称为激光器阵列)开始出现了，提升激发光的激发功率的方式，由传统的多个单灯激光器的合光变成了多个激光器阵列的合光。

参见图1所示的一种光源装置的结构示意图，该光源装置采用了由多个激光器阵列构成的阵列光源10，凸透镜11和凹透镜12构成了缩束透镜组。如图1所示，阵列光源10发出的激发光经凸透镜11和凹透镜12缩束后，再穿过散射片13入射至二向色镜14上，被二向色镜14反射后入射至第一会聚透镜15上，第一会聚透镜15将激发光会聚到旋转的波长转换装置16上；波长转换装置16的波长转换点A产生受激发光，受激发光透过第一会聚透镜15和二向色镜14后出射，再经第二会聚透镜17入射至光导管18的入口B。

上述阵列光源10中激光器阵列的激光器排列形状是固定的，导致激光器排列的自由性下降，因此无法通过对激光器进行对称均匀分布的排列处理实现激发光束形状的改变。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光源装置、光路结构设计方法及投影系统，以实现激发光束形状的改变。

第一方面，本发明实施例提供了一种光源装置，在沿光的传播方向上包括：阵列光源、第一缩束结构和波长转换装置；所述第一缩束结构用于对所述阵列光源输出的激发光束进行所述激发光束垂直投影的长轴方向上的缩束；

缩束前，所述激发光束垂直投影的长轴长度是所述激发光束垂直投影的短轴长度的第一预设倍数；缩束后，经所述第一缩束结构缩束得到的缩束后光束垂直投影的长轴长度是所述缩束后光束垂直投影的短轴长度的第二预设倍数，所述第二预设倍数小于所述第一预设倍数。

进一步地，所述第一缩束结构只对所述激发光束进行所述激发光束垂直投影的长轴方向上的缩束，缩束后使得，所述缩束后光束垂直投影的长轴长度≤1.5×所述缩束后光束垂直投影的短轴长度。

进一步地，所述第一缩束结构包括多个柱面透镜，每个所述柱面透镜的屈光力子午线均位于所述激发光束垂直投影的长轴方向上，每个所述柱面透镜的轴向子午线均位于所述激发光束垂直投影的短轴方向上。

进一步地，所述激发光束在所述激发光束垂直投影的长轴方向上的发散角小于在所述激发光束垂直投影的短轴方向上的发散角。

进一步地，所述阵列光源包括多个激光器阵列。

进一步地，每个所述激光器阵列包括多个子发光单元，每个所述子发光单元的最小发散角方向均与所述激发光束垂直投影的长轴方向一致，每个所述子发光单元的最大发散角方向均与所述激发光束垂直投影的短轴方向一致。

进一步地，所述阵列光源与所述波长转换装置之间还设置有第二缩束结构，所述第二缩束结构用于同时对所述激发光束进行所有方向上的缩束。

进一步地，所述第二缩束结构包括由凸透镜和凹透镜组成的缩束透镜组。