[发明专利]光源系统及投影设备

说明书

本发明提供一种光源系统以及采用该光源系统的投影设备，光源系统包括光源、分光器件、波长转换装置、设置在波长转换装置与分光器件之间的均匀化器件以及用于调节光路的光路调节装置；光路调节装置与分光器件相向设置，用于调整从分光器件出射的光束的方向；激发光经均匀化器件均匀化后到波长转换装置转换成受激光，受激光沿与激发光的入射方向反向进入均匀化器件均匀化，经均匀化器件均匀化的受激光经分光器件和光路调节装置形成出射光，均匀化器件同时对激发光和受激光进行匀光。本发明的光源系统通过光路的设计，只采用一个均匀化器件实现光路的两次均匀化，可以节省空间，降低成本，有效提高投影效果，使光线均匀，具有良好的用户体验。

本申请是：申请号为201811103141.0、申请日2018年09月20日、名称为光源系统及投影设备的分案申请。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别是涉及一种投影显示领域。

背景技术

目前，投影显示应用到生活当中的各个方面，其核心部分为空间光调制器。通常的空间光调制器有MEMS(MEMS,Micro Electro Mechanical System，微机电系统)技术数字微镜器件DMD(Digital Micromirror Device，数字微镜元件)，HTPS(High TemperaturePoly-Silicon高温多晶硅)LCD显示芯片和反射型LCD器件LCOS。根据投影系统中空间光调制器的数目不同，一般分为单片式和三片式投影系统。单片式投影系统以其结构简单，成本较低，占据了中低端市场的大部分。目前大多数的空间光调制器都是被动式，需要一个颜色及亮度均匀性较高的照明光照射。因此必须设计较为复杂的光学系统以及光源的组合来得到均匀且亮度足够的光源系统。以单片式DMD系统为例，光源需要时序地提供RGB的照明光。因此光源系统中需要时序开启的单色光或通过滤光片实现时序变化的透射波段。为了提供均匀的照明，光源系统中还必须提供方棒等均匀化器件对光线进行均匀化处理。

在现有技术的投影系统中，通常需要多个均匀化器件分别对激发光、受激光等不同光路进行光束的均匀化，如在激光激发荧光粉的光路中，需要加入均匀化器件将高斯分布的激光光束整形为均匀分布的几何光斑，激发荧光粉产生高亮度的荧光；在空间光调制器照明光路中，需要由均匀化器件对照明光进行均匀化，在空间光调制器表面成像出均匀的照明光斑，以获得均匀的投影图像。而这些器件的引入不仅仅增加了系统的成本，还增加了光学设计的难度及系统的空间体积。

因此，实有必要提供一种新的光源系统以解决上述问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种光源系统及投影设备，其可以节省空间，降低成本，且可以有效提高投影效果，使得光线均匀，具有良好的用户体验。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种光源系统，所述光源系统包括用于发出激发光的光源、设置在光源前的分光器件、设置在激发光光路上的波长转换装置、设置在所述波长转换装置与所述分光器件之间的均匀化器件以及用于调节光路的光路调节装置；所述光路调节装置与所述分光器件相向设置，用于调整从所述分光器件出射的光束的方向；所述激发光经所述均匀化器件均匀化后到所述波长转换装置转换成受激光，所述受激光沿与激发光的入射方向相反的方向进入所述均匀化器件均匀化，经所述均匀化器件均匀化的所述受激光经所述分光器件和所述光路调节装置形成出射光，所述均匀化器件同时对所述激发光和所述受激光进行匀光。

优选的，所述波长转换装置包括时序经过激发光光路的至少两个荧光粉区以及镜面反射区。

优选的，所述分光器件的中心区域设置有使得所述激发光通过的镀膜，所述分光器件的周侧区域为高反射透镜，所述激发光经所述分光器件的中心区域透射到所述波长转换装置，所述受激光经过所述分光器件进行反射。

优选的，所述均匀化器件为复眼透镜，其上设置有微透镜单元，所述微透镜单元将远离所述波长转换装置一侧表面光斑的面分布转化为出射光处的角分布。