专利名称：光源系统及其应用的投影系统的制作方法
技术领域：
光源系统及其应用的投影系统
技术领域：
本实用新型涉及一种光源系统，特别是涉及一种照明装置及投影系统的光源系统。
背景技术：
固态光源，例如激光二极管(LD，Lasor Diode)，其可产生高亮度的光线，并已被广泛应用于各种电子产品中，例如应用于投影系统中。目前，投影系统可利用固态光源的激发光来形成多色光，此多色光可通过光学积分器来进行混杂，混杂后的光通过棱镜来聚焦到微显示成像器上。经过此微显示成像器调制过的光可由投影透镜投影到显示屏幕上，而形成多色影像。当利用固态光源的激发光来形成多色光时，固态光源的激发光可通过一色轮来产生多色光。然而，由于固态光源的激发光具有能量高集中性，亦即激发光具有高准直性，使得通过此色轮的多色光容易具有不均勻的亮点，因此，未处理的固态光源的激发光难以达到符合要求的影像显示效果。故，有必要提供一种光源系统及其应用的投影系统，以解决现有技术所存在的问题。
实用新型内容本实用新型主要解决的技术问题是提供一种光源系统及其应用的投影系统，以均勻化光线。本实用新型的主要目的在于提供一种光源系统，所述光源系统包括激光光源，用于产生第一光线；基板，包括设置于所述第一光线的传播路径上的至少一个分区；以及无机透明材质的散光结构，设于所述基板的所述至少一个分区上，用于散射第一光线。本实用新型的另一目的在于提供一种投影系统，所述投影系统包括上述光源系统。优选的，所述第一光线为激发光，所述基板包括第一分区，所述第一分区包含吸收该分区的部分所述激发光并发出一受激光的波长转换材料。优选的，所述基板包括第二分区，所述第二分区不包含波长转换材料，所述散光结构的位置与所述第二分区对应，用以散射所述第二分区上的激发光。优选的，所述散光结构为散光片，所述散光片具有表面微结构，所述散光片固定连接于所述基板上。优选的，所述表面微结构位于所述散光片的面向所述激光光源入射光的一侧，而所述散光片背向所述激光光源入射光的一侧为一平面，该平面贴合于所述基板的表面上。优选的，所述散光片为玻璃材质。CN 202177773 U
说明书
2/5页优选的，所述基板为无机透明材质，所述散光结构为表面微结构，所述散光结构一体成型于所述基板面向所述激光光源入射光的表面上。优选的，所述基板为无机透明材质，所述散光结构为散光颗粒，所述散光颗粒散布于所述基板的内部。优选的，所述基板还包括一反射层，所述反射层设置于散光结构背向所述激光光源入射光的一侧表面上。优选的，所述基板允许相对于所述激光光源运动，以使所述基板的各个分区轮流位于第一光线的传播路径上。相较于现有固态光源的激发光具有能量高集中性问题，本实用新型的光源系统及其应用的投影系统可有效地散射光源的激发光，以均勻化光线，避免不均勻的亮点问题，因而可确保光源系统的光线视觉效果及其应用的影像显示效果。为让本实用新型的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下
图1是本实用新型的光源系统的第一实施例的结构示意图；图2是图1所示实施例中圆形基板的主视图；图3是图1所示实施例中圆形基板与散光结构的剖视图；图4为本实用新型中投影系统的结构示意图；图5是本实用新型的光源系统的第二实施例的结构示意图；图6是本实用新型光源系统的第三实施例的结构示意图；图7是本实用新型光源系统的第四实施例的结构示意图；图8是本实用新型基板的第五实施例的结构示意图；以及图9是本实用新型光源系统的第六实施例的结构示意图。
具体实施方式以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本实用新型可用以实施的特定实施例。本实用新型所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本实用新型，而非用以限制本实用新型。在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。请参照图1，其为本实用新型的光源系统的第一实施例的结构示意图。本实施例的光源系统100可用于产生高亮度的多色光，并可用于作为照明装置。光源系统100可包括光源110及无机透明材质的基板130。光源110用于产生第一光线。基板130可以允许相对于激光光源110运动，以使基板130的各个分区轮流位于第一光线的传播路径上。如图1所示，本实施例的光源110可为一个固态光源或多个固态光源的组合，此固态光源例如为激光二极管(LD)、发光二极管(LED，Light Emitting Diode)或其它固态光源，用于产生激发光。在本实施例中，光源110可为一蓝光LD，其可提供激发光至基板130。请参照图2，其是图1所示实施例中圆形基板的主视图。本实施例的基板130是由光学透明材料制成，例如玻璃、PMMA塑料等。基板130具有多个分区131、132、133及134，这些分区131-134中的至少一个(第一分区)包含波长转换材料(未显示)，用于吸收该分区 131的部分所述激发光，并发出波长不同于激发光的波长的受激光，亦即可通过分区的波长转换材料来产生不同于蓝光的其它色光。分区的波长转换材料优选为磷光性材料、例如磷光体、纳米材料(如量子点)等。此波长转换材料可沉积于基板130的表面上，或者掺杂于基板130的材料内。在本实施例中，基板130包括第二分区，所述第二分区不包含波长转换材料，散光结构的位置与第二分区对应，用以散射第二分区上的激发光。如图2所示，在本实施例中，基板130例如为圆形的转轮，此转轮是绕着转轴A来旋转，而基板130的这些分区131-134可依序地围绕此转轮的转轴A来设置，且这些分区 131-134可为蓝光分区131、绿光分区132、红光分区133及白光分区134。在本实施例中， 光源110可发出激发光，而蓝光分区131 (第二分区)可不具有波长转换材料，使得光源110 的激发光可直接在蓝光分区131上形成蓝光。绿光分区132、红光分区133及白光分区134 上的波长转换材料分别优选在波长范围500 580nm、580 700nm、480 700nm发出光， 使得光源110的激发光可分别在绿光分区132、红光分区133及白光分区134上转换成绿光、红光及白光。当基板130绕着转轴A来旋转时，基板130可相对于光源110来转动，以使不同的分区131-134在不同的时间暴露于激发光，因而可通过旋转的基板130来依序发出不同颜色的色光。在其它实施例中，基板130可具有更少(例如二个或三个)或更多(例如8个) 的分区。基板130也可以只有一个蓝光分区，此时基板可无需相对于所述光源110运动，只要能保证蓝光分区能够设置于激发光的传播路径上即可。在基板具有至少两个分区时，基板也可以不能相对于光源110运动，而采用多个光源对应基板的各分区，例如，一个蓝光光源与基板的蓝光分区对应设置以得到蓝光，一个紫外光光源与基板的红光分区对应设置以得到红光。如图1所示，本实施例的基板130包括散光结构135，以散射光源110的激发光， 使得光源110的激发光可充分地进行散射，以形成均勻的色光。在本实施例中，此散光结构 135为散光片，其具有表面微结构(未显示)，例如为雾面结构或散射点结构，以便均勻化光源110的激发光，减少由基板130的出光不均(Mura)现象。散光片固定连接于基板130 上，此表面微结构其可形成于散光片的单面或双面上，用于折射及反射光源110的激发光， 而可达到散光效果。由于光源110的激发光可具有极高的能量密度，因而此散光片优选是由无机透明材料所制成，例如玻璃。其中，散光片的表面微结构的制作方法可包括加热软化后模压、化学腐蚀或喷砂。如图1和图2所示，在本实施例中，光源110例如可发出激发光，则蓝光分区131可不具有波长转换材料，此时，散光结构135是设置于蓝光分区131，用于散光。此散光片(散光结构)135的表面微结构位于散光片的面向激光光源110入射光的一侧，而散光片背向激光光源110入射光的一侧为一平面，其贴合于基板130的表面上，此时，散光片135的出光侧平面优选是位于激发光的焦点上或焦点附近。当光源110的激发光入射至基板130时， 光源110的激发光可先射至散光片的表面微结构，并通过表面微结构来散光，接着，散射后的光线可穿透过基板130，而形成一能量分布均勻的色光。[0042]请参照图3及图4，图3为图1所示实施例中圆形基板的设置有散光结构的区域的剖视图，图4为本发明中投影系统的结构示意图。本实施例的光源系统100可应用于投影系统，此时，此投影系统可包括光源110、聚焦光学组件120、基板130、光学积分器150、光学中继(relay)或收集器件160、棱镜170、微显示成像器(micro-display imager) 180及投影透镜190。聚焦光学组件120是用于将激发光聚焦至基板130的一个小的面积上，来自光源110的激发光可通过基板130来形成多色光，其中基板130包括散光结构135，以散射光源110的激发光。接着，经过基板130的此多色光可通过光学积分器150来进行强度均化(进行混杂)。光学中继160可将混杂后的光通过棱镜170来聚焦到微显示成像器180上。经过微显示成像器180调制过的光可由投影透镜190投影到显示屏幕上，通过微显示成像器180与基板130之间的同步操作，可实现一多色影像，其中微显示成像器180与基板130之间的同步操作可通过一信号处理器(未显示)来控制。请参照图5，其为本实用新型的光源系统的第二实施例的结构示意图。第二实施例的光源系统200可包括光源210及基板230。光源210是用于产生激发光，基板230是被支撑来运动，以使基板230的不同分区在不同的时间暴露于激发光。基板230例如为圆形的转轮，此转轮是绕着转轴A来旋转。在第二实施例中，基板230例如是由无机透明材料所制成，例如玻璃。此时，基板230的散光结构235可一体地形成于基板230的表面上。例如，散光结构235可为表面微结构，其一体成型于基板230面向激光光源210入射光的表面上，以散射光源210的激发光。请参照图6，其为本实用新型光源系统的第三实施例的结构示意图。第三实施例的光源系统300可包括光源310及基板330。基板330例如为圆形的转轮，此转轮是绕着转轴A来旋转。基板310为无机透明材质，基板330的散光结构335可为散光颗粒，其可散布于基板330的内部，以散射光源310的激发光。散光结构335可为不同折射率或不透明的微小颗粒，其掺杂于基板330内。例如，基板330的材料可为折射率1. 51的玻璃，而散光结构335可折射率为2. 36的二氧化钛颗粒。当光源310的激发光在基板330内传播时，入射到玻璃和二氧化钛界面的光线会产生折射及反射现象，进而产生散射的效果。请参照图7，其为本实用新型光源系统的第四实施例的结构示意图。第四实施例的光源系统400可包括光源410及基板430。光源410是用于产生激发光，基板430是被支撑来运动，以使基板430的不同分区在不同的时间暴露于激发光。基板430例如为圆形的转轮，此转轮是绕着转轴A来旋转。在第四实施例中，基板430具有一反射层436，例如反射膜或反射镜，其可设置于基板430的一侧表面上，且位于散光结构435背向激光光源410入射光的一侧表面上，用于反射一入射至基板430的光线。此时，基板430的散光结构435可为散光片或散光颗粒，以散射光源410的激发光。当光源410的激发光入射到散光结构435时，部分光被散光结构435直接反射，透射的光则入射到反射层436上反射，并在经过散光结构435散射一次后从基板430的入射面出光。请参照图8，其为本实用新型基板的第五实施例的结构示意图。在第五实施例中，光源系统的基板530具有二个分区531和532，分区531可不具有波长转换材料，分区532可具有波长转换材料，用于转换光源510的光波长，以得到不同于光源510的激发光的色光。基板530的散光结构535可设置于分区531上。在本实施例中，光源510例如是发出激发光，而分区532可转换此激发光成绿光，且第五实施例的光源系统可包括另一光源(未显示)，用于提供另一不同波长范围的色光，此另一光源例如为红光LED，用于发出红光。请参照图9，其为本实用新型光源系统的第六实施例的结构示意图。第六实施例的光源系统600可包括光源610、聚焦光学组件620及基板630。光源610是用于产生激发光，聚焦光学组件620是用于将激发光聚焦至基板630的一个小的面积上，基板630是被支撑来运动，以使基板630的不同分区在不同的时间暴露于激发光，且基板630包括散光结构 635，用于散射光源610的激发光。在第六实施例中，基板630可为矩形移动板，不同颜色的分区631、632及633是线性地配置于基板630上。当矩形的基板630线性振动时，这些分区631、632及633可被交替激发及产生交替颜色的色光。散光结构635可设置于分区631 上，以散射光源610的激发光。由上述可知，本实用新型的光源系统及其应用的投影系统可利用基板的散光结构来散射光源的激发光，以均勻化光线，因而可确保光源系统的光线视觉效果及其应用的投影系统的影像显示效果。综上所述，虽然本实用新型已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本实用新型，本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本实用新型的保护范围以权利要求界定的范围为准。
权利要求1.一种光源系统，其特征在于所述光源系统包括激光光源，用于产生第一光线；基板，包括设置于所述第一光线的传播路径上的至少一个分区；以及无机透明材质的散光结构，设于所述基板的所述至少一个分区上，用于散射第一光线。
2.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于所述第一光线为激发光，所述基板包括第一分区，所述第一分区包含吸收该分区的部分所述激发光并发出一受激光的波长转换材料。
3.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于所述基板包括第二分区，所述第二分区不包含波长转换材料，所述散光结构的位置与所述第二分区对应，用以散射所述第二分区上的激发光。
4.根据权利要求3所述的光源系统，其特征在于所述散光结构为散光片，所述散光片具有表面微结构，所述散光片固定连接于所述基板上。
5.根据权利要求4所述的光源系统，其特征在于所述表面微结构位于所述散光片的面向所述激光光源入射光的一侧，而所述散光片背向所述激光光源入射光的一侧为一平面，该平面贴合于所述基板的表面上。
6.根据权利要求4所述的光源系统，其特征在于所述散光片为玻璃材质。
7.根据权利要求3所述的光源系统，其特征在于所述基板为无机透明材质，所述散光结构为表面微结构，所述散光结构一体成型于所述基板面向所述激光光源入射光的表面上。
8.根据权利要求3所述的光源系统，其特征在于所述基板为无机透明材质，所述散光结构为散光颗粒，所述散光颗粒散布于所述基板的内部。
9.根据权利要求3所述的光源系统，其特征在于所述基板还包括一反射层，所述反射层设置于散光结构的背向所述激光光源入射光的一侧表面上。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的光源系统，其特征在于所述基板允许相对于所述激光光源运动，以使所述基板的各个分区轮流位于第一光线的传播路径上。
11.一种投影系统，其特征在于所述投影系统包括如权利要求1至10中任一项所述的光源系统。
专利摘要本实用新型提供一种光源系统及其应用的投影系统。此光源系统包括激光光源，用于产生第一光线；基板，包括设置于第一光线的传播路径上的至少一个分区；以及无机透明材质的散光结构，设于基板的至少一个分区上，用于散射第一光线。此光源系统可应用于投影系统。本实用新型可均匀化光源的激发光。
文档编号G02B27/18GK202177773SQ20112031326
公开日2012年3月28日 申请日期2011年8月25日 优先权日2011年8月25日
发明者杨毅, 樊晓军 申请人:绎立锐光科技开发(深圳)有限公司