光源设备及使用该光源设备的光学成像显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本公开一般地涉及光学领域，具体地涉及投影显示技术，尤其是涉及一种光源设备以及使用该光源设备的光学成像显示装置。
【背景技术】
[0002]投影机是一种用来放大显示图像的光学成像显示装置，其广泛地应用于家庭、办公室、学校和娱乐场所。投影机的原理在于将投影灯的光线分成红、绿、蓝三色，再产生各种颜色的图像，最后通过镜头投影到屏幕上。色彩分离可以通过色轮(色盘)来实现。具体地，色轮在环形区域上涂覆有可从光源发出的光束中激发出红、绿或蓝光的荧光粉，并通过高速马达使其转动，然后顺序分出不同单色(single colored)光于指定的光路上。
[0003]在投影机中，光源系统是重要的基础部件。为了提高投影机光源系统的效率同时降低能耗并且减小投影机体积，激光光源技术应运而生。已知地，存在两种激光投影:一种是将激光束直接写在屏幕上，其不是本公开的关注点，因此将不再这里详细描述?’另一种是使用激励激光(二极管激光)作为利用例如荧光粉的波长转换材料进行远程转换的泵浦源，例如LARP(激光激活远程突光粉转换，Laser Activated Remote Phosphorconvers1n)。对于后一种激光投影而言，投影机使用激光作为光源，使得显示图像具有更高的色饱和度，并且还具备使用寿命长的优点。然而，随着激光功率的不断增加，色轮的直径也必须相应地增加以确保色轮的性能和使用寿命，这是因为色轮的性能可能由于转换期间的斯托克斯位移(Stokes Shift)引起的荧光体加热所导致的热耗散而降级。当色轮的直径大于其径向方向中的投影机尺寸时，色轮的直径大小在投影机的机身紧凑性方面成为一个瓶颈问题。
[0004]为了解决上述问题，现有技术文件WO 2011160680A1公开了这样一种光源设备。在其公开的其中一个实施例中，如图1所示，多边形色轮20在其增厚的边缘上涂覆荧光粉，并且白色光源在预定角度下照射色轮的边缘。应当认识到，也可以使用激光源来代替白色光源。
[0005]尽管上述现有技术能够通过在色轮的增厚边缘上涂覆荧光粉来解决随着激光功率的增加以及因此对改进的热耗散的需求的增加而必须增大色轮直径的问题，然而色轮增厚又会导致结构实现复杂及成本增加。
【发明内容】
[0006]为了解决上述现有技术中的问题，根据一个方面，本公开提供了一种光源设备，包括其表面上设有波长转换区域且能够绕其轴旋转的基板以及光路转换装置，其中，所述基板被布置成相对于所述光源设备放置于其上的面成预定角度，并且所述光路转换装置被配置成将来自第一发光单元的入射光束引导至所述基板表面上的、包括所述波长转换区域的光学处理部分，并且将经过波长转换的光束引导至光接收装置。
[0007]可选地，上述基板是色轮。
[0008]可选地，上述预定角度大于或等于O度且小于90度，优选地等于O度。
[0009]可选地，上述光路转换装置被配置成在平行于上述入射光束的方向中将上述经过波长转换的光束反射到上述光接收装置上。
[0010]可选地，上述光路转换装置包括第一光学元件，第二光学元件、第三光学元件和第四光学兀件，以及其中，上述第一光学兀件、第二光学兀件和第三光学兀件被布置成T形，并且第一光学元件垂直于第二光学元件和第三光学元件，上述第四光学元件位于上述基板与第一光学元件、第二光学元件和第三光学元件之间，以使得入射光束首先由第一光学元件反射、然后透射穿过第二光学元件、且透射穿过第四光学元件并且被引导至上述光学处理部分，并且经过波长转换的光束经由第三光学元件和第二光学元件被引导至上述光接收
目-O
[0011]可选地，上述第一光学元件是反射镜，上述第二光学元件是二向色镜或分合色立方棱镜χ-cube，上述第四光学元件是透镜，并且上述第三光学元件是:
[0012]反射镜，以使得经过波长转换的光束，或者经过波长转换的光束以及入射光束的、由上述基板反射的光束部分，在透射穿过第四光学元件后经由第三光学元件反射至上述光接收装置上；或者
[0013]二向色镜或分合色立方棱镜X-cube，以使得经过波长转换的光束在透射穿过第四光学元件后经由第三光学元件反射至上述光接收装置上，并且所述入射光束的、由上述基板反射的光束部分在透射穿过第四光学元件后从第三光学元件透射出去而不被引导至所述光接收装置。
[0014]可选地，根据本公开的光源设备还包括第五光学元件，其被配置成将来自与上述第一发光单元不同的第二发光单元的光束直接反射到上述光接收装置上。
[0015]可选地，上述第五光学元件是二向色镜或分合色立方棱镜X-cube。
[0016]可选地，上述基板表面的光学处理部分还包括反射区域，用于对入射光束中被引导至该反射区域的部分光束进行反射从而获得以时序方式从所述基板输出的光束，其中，反射光束的强度能够根据该反射区域与上述波长转换区域的比例而被调整。
[0017]可选地，上述基板表面的光学处理部分还包括反射区域，用于对入射光束中被引导至该反射区域的部分光束进行反射，其中，入射光束被引导至该反射区域与上述波长转换区域的交界处以获得时序且同时从所述基板连续输出的光束。
[0018]可选地，上述第二光学元件被配置成使得来自第三发光单元的光束在平行于入射光束的方向中直接透射穿过第二光学元件并且到达上述光接收装置，其中该第三发光单元不同于上述第一发光单兀和第二发光单兀。
[0019]根据本公开的另一方面，提供了一种包括根据本公开的光源设备的光学成像显示装置。可选地，该光学成像显示装置可以是投影机。
[0020]通过使用根据本公开的光源设备，通过将基板，例如色轮倾斜一定角度并且适当地设置光学元件以将入射光束引导至光接收装置，能够增大色轮的直径以承受更强的入射激光功率，而不会影响投影机的紧凑性和简洁性。另外，在使用激光源的情况下，根据本公开的光源设备通过简单地在径向方向中稍微地偏移基板，实现了连续的光输出。
【附图说明】
[0021]结合附图通过下文的详细说明，本公开的上述方面和优点、特性以及其他优点和特征将变得明显，其中:
[0022]图1示意性地示出了现有技术中的一种光源设备的配置；
[0023]图2示意性地示出了根据本公开的实施例的光源设备的侧视图；
[0024]图3示出了图2中的光源设备，其中仅示出了入射光束中没有被色轮进行波长转换的部分光束的光路；
[0025]图4示意性地示出了根据本公开的另一个实施例的光源设备的侧视图；
[0026]图5示意性地示出了根据本公开的实施例的光源设备中的色轮布置的示例；
[0027]图6示意性地示出了根据本公开的又一个实施例的光源设备的侧视图；
[0028]图7示意性地示出了图6的光源设备中、由被波长转换的光束所覆盖的区域；和
[0029]图8示意性地示出了根据本公开的实施例的光源设备中的色轮布置的另一个示例。
【具体实施方式】
[0030]下面，将结合附图对本公开进行进一步的详细说明。其中，附图以及下文的具体实例仅仅出于说明目的，均为示例性的，不应当被理解为对本公开的限制。此外，在各附图中，相同或者类似的部件使用了相同或者类似的附图标记来表示。
[0031]根据本公开的实施例，光源设备包括其表面上设有波长转换区域且能够绕其轴旋转的基板以及光路转换装置，其中，所述基板被布置成相对于所述光源设备放置于其上的面成预定角度，并且所述光路转换装置被配置成将来自第一发光单元的入射光束引导至所述基板表面上的、包括所述波长转换区域的光学处理部分，并且将经过波长转换的光束引导至光接收装置。
[0032]图2示意性地示出了根据本公开的实施例的光源设备的一个具体示例的侧视图。如图2所示，在本示例中，上述基板例如可以是由驱动装置驱动绕其轴(未示出)旋转的色轮100，上述波长转换区域可以由例如荧光粉或量子点的波长转换材料制成，上述光路转换装置包括光学兀件1、光学兀件2、光学兀件3和光学兀件4,上述第一发光单兀(未显不)可以例如是(但不限于)用于发出入射光束的激光源，所述光接收装置(未显示)例如可以是显示器、幕布、墙壁等。为方便说明起见，图2中示意性地示出了光源设备I放置于其上的面L，而色轮100与该面L之间所呈的预定角度满足条件>0°且<90°。图2中示出了该角度等于O度的情形，即，色轮100与面L之间相互平行设置。为描述简明起见，在以下描述中，假设该预定角度等于O度。
[0033]如图2所示，光学元件1、2和3被布置成T字型，并且光学元件I垂直于光学元件2和3，光学元件4位于色轮100与光学元件1、2、3之间，以使得水平入射的入射光束A在被光学元件I反射后垂直地透射穿过光学元件2和4，并且在光学元件4的聚焦作用下会聚到色轮100的表面上设置的波长转换区域