专利名称：发光装置及相关投影系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及照明及显示技术领域，特别是涉及一种发光装置及相关投影系统。
背景技术：
激发荧光粉色轮产生高亮度光源的技术是目前一种正在逐渐取代传统光源技术的闻売度光源解决方案，该技术具有売度闻、闻效节能等优点，因而可以广泛应用于照明系统、投影光源等领域里。对于产生多色光的光源，荧光粉色轮往往具有多个荧光粉色段，并且通过马达等驱动装置带动其高速转动，实现不同的荧光粉色段轮流被激发，实现出射不同颜色的序列光。另一方面，为提高光源亮度而使用的激光等高功率激发光源，会在荧光粉被照射的区域产生较大热量，降低荧光粉的发光效率，甚至烧坏荧光粉色轮，因此现有技术利用马达等装置来驱动荧光粉色轮转动，以利用色轮的不同区域来分担热量，降低色轮温度。但是荧光粉色轮的高速转动会使得荧光粉色轮上的荧光粉层容易脱落，造成整个光源 的失效，较低了这种方案的可靠性和色轮的使用寿命。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种能够同时解决荧光粉层的产生序列光与可靠性问题的发光装置以及投影系统。本发明实施例提供了一种发光装置，其特征在于，包括激发光源，该激发光源用于出射激发光；第一偏振调整装置，用于在第一时间段将激发光至少部分转换成第一偏振态，在第二时间段将激发光至少部分转换成第二偏振态，第一偏振态与第二偏振态的偏振方向垂直，以依序出射第一偏振态与第二偏振态的激发光；第一光路调整装置，用于接收第一偏振调整装置出射的第一偏振态与第二偏振态的激发光，并且该第一光路调整装置使得第一偏振态的激发光与第二偏振态的激发光沿不同光路出射；波长转换装置，该波长转换装置至少包括第一转换区和第二转换区，第一转换区包括波长转换材料，用于接收至少部分第一偏振态的激发光并将其转换为受激光，第二转换区包括与第一转换区功能不同的材料，用于接收至少部分第二偏振态的激发光。本发明实施例还提供一种投影系统，其特征在于，包括上述发光装置。与现有技术相比，本发明包括如下有益效果本发明中，在第一时间段与第二时间段内，第一偏振调整装置接收激发光并分别转换成两种偏振态的激发光并轮流出射。第一光路调整装置对不同偏振态的激发光，其调整的光路不同，因此，两种偏振态入射到第一光路调整装置以后出射的光路不同，而这两种不同的光路对应着不同的波长转换装置的两个不同区域，使得该两个不同区域轮流出射不同颜色光，实现了序列光的出射，并且波长转换装置不需要转动，不会造成可靠性问题。
图Ia是本发明实施例中发光装置的一个实施例的主视图；图Ib是图Ia所示实施例中第一偏振调整装置的左视图；图Ic是图Ia所示实施例中波长转换装置的左视图；图Id是图Ia所示实施例中第一偏振调整装置处于第一状态时的光路示意图；图2a是本发明实施例中发光装置的另一个实施例的结构示意图；图2b是图2a所示实施例中干涉滤光片与入射光方向成45度夹角时的透过率曲线图；图3a是本发明实施例中发光装置的另一个实施例的结构示意图；图3b是图3a所示实施例中干涉滤光片与入射光方向成45度夹角时的透过率曲线图；图4是本发明实施例中发光装置的另一个实施例的结构示意图；图5a是本发明实施例中发光装置的另一个实施例的结构示意图；图5b为二分之一波片对入射偏振光的偏振态转换的示意图；图6a是本发明实施例中发光装置的另一个实施例的主视图；图6b是图6a所示实施例中偏振分光装置的左视图；图6c为四分之一波片对入射圆偏振光的偏振态转换的不意图；图7a是本发明实施例中发光装置的另一个实施例的主视图；图7b是图7a所示实施例中波长转换装置的左视图。
具体实施例方式下面结合附图和实施方式对本发明实施例进行详细说明。实施例一图Ia为本发明发光装置的一个实施例的主视图，图Ib是图Ia所示实施例中第一偏振调整装置的左视图，Ic是图Ia所示实施例中波长转换装置的左视图；如图Ia所示，发光装置包括激发光源110，第一偏振调整装置120，第一光路调整装置130，波长转换装置140以及合光装置150。激发光源110用于出射激发光，其出射无偏振态的蓝色激发光，这里具体为蓝光LED光源，其具有价格较低，使用寿命长的优点。在本发明其它实施方式中，激发光源110也可以是其它产生无偏振光的光源，例如突光粉光源。如图Ia与Ib所示，第一偏振调整装置120包括第一线栅型偏振器121与第二线栅型偏振器122以及驱动装置123。第一线栅型偏振器121与第二线栅型偏振器122分别
透射第一偏振态(图中表不为$)和第二偏振态(图中表不为_)的激发光，第一偏振态与
第二偏振态的偏振方向垂直。驱动装置123可以是扫描振镜、步进电机或者微电子机械系统装置等。驱动装置123与第一线栅型偏振器121与第二线栅型偏振器122固定连接，用于在第一时间段内，驱动第一线栅型偏振器121与第二线栅型偏振器122转动180度，使得第一线栅型偏振器位于激发光的光路上，在第二时间段内，驱动第一线栅型偏振器121与第二线栅型偏振器122转动180度，使得第二线栅型偏振器位于激发光的光路上，使得第一线栅型偏振器与第二线栅型偏振器能够周期性地依序位于激发光的光路上。因此第一时间段内第一偏振调整装置120将激发光部分转换成了第一偏振态并出射至第一光路调整装置，第二时间段内第一偏振调整装置120将激发光部分转换成了第二偏振态并出射至第一光路调整装置。另外，驱动装置的驱动方式还可以有其它方式，例如驱动第一线栅型偏振器121与第二线栅型偏振器122往复移动，也可以实现驱动第一线栅型偏振器121与第二线栅型偏振器122周期性的位于激发光路上。本实施例中，第一偏振调整装置120中第一反射型偏振器和第二反射型偏振器是采用线栅型偏振器，线栅型偏振器对激发光的转换是通过透过第一偏振态的光，反射第二偏振态的光实现的，光路调整装置130接收线栅型偏振器的透射光作为激发光。在本发明的其它实施方式中，由于线栅型偏振器的反射光同样是具有两种偏振态的序列光，光路调整装置130也可以接收线栅型偏振器的反射光作为激发光。另外，线栅型偏振器还可以用其它反射型偏振器来代替，例如胆留型偏振器等，并且吸收型偏振器也同样适用于图Ia所示的实施例中。
本实施例中，第一光路调整装置130包括第三线栅型偏振器131与第一反射装置132。第一光路调整装置130的第三线栅型偏振器131与激发光入射方向成45度放置，其接收第一偏振调整装置120的出射的第一偏振态与第二偏振态的激发光，并且该第三线栅型偏振器131透射第一偏振态的激发光，反射第二偏振态的激发光。第一反射装置132接收第三线栅型偏振器131反射的第二偏振态的激发光，并将其反射至波长转换装置140。因此，第一光路调整装置130使得第一偏振态与第二偏振态的激发光沿不同的光路出射。容易理解的是，本实施例中的第三线栅型偏振器131也可以用其它反射型偏振器代替，或者也可以用干涉滤光片来代替。第一反射装置132可以是反射型偏振器，反射镜以及滤光片等，只要实现对第二偏振态的激发光进行反射即可。如图Ic所示，本实施例中，波长转换装置140包括第一转换区141和第二转换区142，第一转换区141包括红光波长转换材料，用于接收第一光路调整装置130出射的第一偏振态的蓝色激发光，并将其转换为红色受激光出射，第二转换区142包括绿光波长转换材料，用于接收第一光路调整装置130出射的第二偏振态的蓝色激发光，并将其转化为绿色受激光出射，图中受激光用虚线表示。在本发明其它实施方式中，第一转换区141的波长转换材料可以根据需要设置，并不仅限于本实施例中的红光波长转换材料，第二转换区142不仅可以设置波长转换材料，还是可以根据需要设置散射材料等功能与第一转换区141不同的材料。这里波长转换材料具体为荧光粉，另外，波长转换材料还可以是量子点、荧光染料等具有波长转换能力的材料，并不限于本实施例中的荧光粉。另外，本实施例中，第一转换区141与第二转换区142固定在基板上，该基板具体为高反铝片，可以起到承载波长转换材料与反射入射光的作用。在本发明的其它实施例中，基板可以是透明玻璃或者其它材料构成，甚至在波长转换层本身刚性足够的情况下，例如波长转换层是通过将荧光粉掺杂在透明玻璃中形成的，基板是可以省略的，只需要在第一转换区141与第二转换区142背向激发光的入射方向的一面设置反射层即可。甚至在刚性足够的波长转换层厚度足够的情况下，也可以不需要设置反射层。由以上描述可知，本实施例中，第一偏振调整装置120接收激发光源110出射的蓝色激发光，并将其转换为包含第一偏振态与第二偏振态的激发光序列光。第一偏振调整装置120可以通过控制其第一时间段与第二时间段的比例来控制第一偏振态与第二偏振态的激发光的比例，进而控制对应的第一转换区与第二转换区的出射光的比例。第一光路调整装置130接收第一偏振调整装置120出射的激发光，并使得其中第一偏振态与第二偏振态的激发光沿不同光路出射至波长转换装置140的第一转换区141与第二转换区142。波长转换装置140的第一转换区141接收第一偏振态的蓝色激发光并将其转换为红色受激光，波长转换装置140的第二转换区142接收第二偏振态的蓝色激发光并将其转换为绿色受激光。由于波长转换装置140接收的是包含第一偏振态和第二偏振态的序列光，波长转换装置140也将出射包括红光和绿光的序列光。因此，本实施例的发光装置实现了与包括转动的荧光粉色轮的现有技术相同的出射不同颜色序列光的功能，并且由于波长转换装置140不需要高速转动，其波长转换材料不容易脱落，装置可靠性得到提高。本实施例中，发光装置还包括了合光装置150，具体为平行设置的第一滤光片151与第二滤光片152,该第一滤光片151与第二滤光片152与激发光入射方向优选成45度放置。第一滤光片151位于第一转换区141的出射光路上,其可以透射蓝光反射红光,而第二滤光片152位于第二转换区142的出射光路上，其可以透射蓝光反射绿光，因此波长转换装·置140的第一转换区141与第二转换区142出射的红光与绿光分别入射到第一滤光片151与第二滤光片152的表面被反射后沿同一光路出射。由于合光装置150的存在,发光装置的不同颜色的出射光沿同一光路出射，便于后续的处理。在本发明其它实施例中，合光装置可以滤光片的其它组合形式，并根据波长转换装置的结构进行设计，并不仅限于本实施例中的结构。但是对于不需要出射光沿相同光路出射或者波长转换装置140的出射光可以通过第一光路调整装置130合并光路的发光装置，发光装置不需要再设置合光装置。本实施例中，第一偏振调整装置120对非偏振态激发光的转换是通过将非偏振态的激发光分割成两种偏振态的激发光实现的。在这个过程中，激发光会有一半的偏振光被损失掉，因此，优选地，如图Id所示，本实施例中，发光装置还包括偏振转换装置160，具体包括反射装置161与四分之一波片162，该四分之一波片162设置在反射装置161的表面。第一偏振调整装置120与激发光入射方向成一定夹角，反射装置161与第一偏振调整装置平行放置。以第一偏振调整装置120位于第一时间段内为例，第一偏振调整装置120接收激发光，并透射其中的第一偏振态的激发光，反射第二偏振态的激发光。被第一偏振调整装置120反射的第二偏振态的激发光入射到偏振转换装置160的四分之一波片162，并被反射装置161反射后再次经过四分之一波片162后出射，并且出射方向与第一偏振态的激发光出射方向平行。由于第二偏振态的激发光先后两次经过四分之一波片，因此，偏振转换装置160出射的激发光的偏振态转换为第一偏振态，并透过第一偏振调整装置120的第二线栅型偏振器122出射，并且出射方向与第一偏振态的激发光出射方向平行。当然，经偏振转换装置160出射的第一偏振光也可以是不经过第一偏振调整装置120的第二线栅型偏振器直接出射。此时，虽然第一偏振调整装置120出射光的光斑面积扩大了，但是激发光源的出射光得到了全部利用，提高了光源的利用效率。当第一偏振调整装置120位于第二时间段内时，类似地，激发光源110出射的非偏振激发光经第一偏振调整装置120与偏振转换装置160转换成第二偏振态出射，并经第三反射型偏振器131被反射至第一反射装置132，再被反射至合光装置150的第二滤波片152并透射至第二转换区142。
在本发明其它实施例中，偏振转换装置160可以是其它装置，例如包括反射装置和二分之一波片的装置，以图Id中第一时间段内第一线栅型偏振器121位于激发光的光路上时为例，反射镜接收第一线栅型偏振器121的反射的第二偏振态的激发光并反射，使得该第二偏振态的光透过第二线栅型偏振器122与第一偏振态的激发光平行出射,二分之一波片可以放置于第一线栅型偏振器121与反射装置之间的光路上，也可以放置于反射装置出射光的光路上，使得第二偏振态的激发光通过二分之一波片一次，并被转换成第一偏振态的激发光。偏振转换装置是本领域的公知技术，在此就不再赘述。实施例二图2a为本发明发光装置的又一个实施例的结构示意图，如图2a所示，发光装置包括激发光源210，第一偏振调整装置220，第一光路调整装置230，波长转换装置240以及合光装置250。本实施例的发光装置与图Ia所示的实施例中的发光装置不同之处在于 I)本实施例中，激发光源210出射具有特定偏振态的激发光，具体地，激发光源210为激光光源,其出射第一偏振态的蓝色激光。相对于无偏振态的激发光，具有特定偏振态的激光的偏振状态单一，更容易进行转换，而且转换过程中不会造成光斑扩大，因此，出射偏振光的激光光源是一种优选的激发光源。在本发明其它实施方式中，出射偏振光的激发光光源也可以是LED等与偏振转换器组成的光源，只要保证其出射光为偏振光即可。2)本实施例中，第一偏振调整装置220包括液晶装置221和控制装置222。液晶具有特殊的光学特性，其可以改变入射光的偏振方向，而且偏振方向的改变程度可以根据加载在液晶上的电压的不同而变化。液晶装置221用于接收激发光，并在第一电压下出射第一偏振态的激发光，在第二电压下出射第二偏振态的激发光。控制装置222用于在第一时间段内在液晶装置221两端加载第一电压，在第二时间段内在液晶装置221两端加载第二电压。通过本实施例中液晶装置221加载电压的改变，使得液晶装置221可以出射包含两种垂直偏振态的激发光。这种电压控制方式实现简便，并且容易精确控制偏振态的切换周期。在本发明其它实施方式中，液晶装置221还可以用其它装置来代替，例如利用周期性切入切出光路的二分之一波片等，这在第五实施例中会进行详细说明。不同类型液晶还可以具有不同控制方式，例如，第一时间段内，液晶装置两端施加的第一电压为零，偏振态不变，第二时间段内，液晶装置两端施加的第二电压不为零，旋转偏振态，也可以是第一时间段与第二时间段内，液晶装置两端施加不同的电压而旋转不同角度，第一电压与第二电压的设置可以根据不同液晶装置的性质进行设计。3)本实施例中，第一光路调整装置230为干涉滤光片，该干涉滤光片与激发光入射方向成45度放置。干涉滤光片包含通带与阻带，当包含偏振方向垂直的p偏振光和s偏振光的光垂直入射到滤光片时，该滤光片对P偏振光和s偏振光的阻带是相同的,其中p偏振光为偏振方向在入射方向和反射方向所构成的平面内的偏振光，S偏振光为偏振方向垂直于入射方向和反射方向所构成的平面的偏振光。但是当包含P偏振光和S偏振光的光入射于滤光片的入射角增大时，由于滤光片的膜层的作用，滤光片对光的阻带会向短波方向漂移，但是S偏振光的阻带会变得比p偏振光的阻带宽，使得P偏振光与S偏振光对应的透过率曲线通带边缘错开一定距离。随着入射于滤光片的入射角度越大，S偏振光的阻带与P偏振光的阻带宽度相差变大，P偏振光与S偏振光对应的透过率曲线通带边缘的距离越大。S偏振光与p偏振光所对应的透过率曲线通带边缘错开的位置所对应的波长，是可以由膜层设计来改变的。图2b为图2a中所示的滤光片230在入射光以45度入射时的光学特性，如图2b所示，图中虚线为滤光片对s偏振光的透过率曲线，实线为滤光片对p偏振光的透过率曲线，第一偏振态的光为s偏振光(在图2a中表不为_ ), s偏振光为偏振方向平行于
纸面的偏振光，第二偏振态的光为P偏振光(在图2a中表不为f ), p偏振光为偏振方向平
行于纸面的偏振光，本实施例蓝光激光的主波长在450nm附近，且波长范围较窄，可以通过旋转激光光源210的角度调整位置而出射s偏振光。可以通过设计滤光片220以及调整入射角度使得P偏振光与s偏振光的透过率曲线的通带边缘在450nm处错开一定距离，使得450nm波长附近的p偏振光被透射，而s偏振光被反射。因此p偏振态的蓝色激发光被透射，而s偏振态的蓝色激发光被反射。4)本实施例中，波长转换装置240的第一转换区241与第二转换区242是透射式装置，该两个区域被激发光入射后，其激发光在背向激发光入射方向的表面出射。合光装置250包括第一滤光片251、第二滤光片252以及第三滤光片253,用于对第一转换区241与第二转换区242的出射光进行合并光路。容易理解的是，在本发明其它实施方式中，本实施例中的透射式波长转换装置与图Ia所示实施例中反射式波长转换装置都是根据需要选择使用的。实施例三 图3a为本发明发光装置的又一个实施例的结构示意图，如图3a所示，发光装置包括激发光源310，第一偏振调整装置320，第一光路调整装置330，波长转换装置340。波长转换装置340包括第一转换区341与第二转换区342。本实施例中的发光装置与图2a所示的发光装置的不同之处在于本发明实施例中的第一光路调整装置330为干涉型滤光片，其与激发光的入射方向成45度放置，图3b为该干涉型滤光片在与入射光成45度夹角时的透射率曲线示意图，如图3b所示，311为蓝光激发光光谱曲线，312为第二转换区342出射的绿光光谱曲线，313为第一转换区341出射的红光光谱曲线。滤光片330不但可以透射p偏振态的蓝色激发光至第一转换区341，反射s偏振态的蓝色激发光至第二转换区342，还可以透射第一转换区341出射的红光，反射第二波长转换区342出射的大部分的绿光，起到了对第一转换区341和第二转换区342的出射光合并光路的作用，因此不需要再设置合光装置，减少了光学元件的使用，简化了光路。从图3b中，可以看到红光光谱和绿光光谱之间有一定交叠，因此绿光会部分损失，损失的这部分绿光将作为红光出射。另外，滤光片330也可以通过设计使得其可以反射红光透射绿光，相应地改变第一转换区341与第二转换区342的波长转换材料，其同样可以用于本实施例中。实施例四图4为本发明发光装置的又一个实施例的结构示意图，如图4所示，发光装置包括激发光源410，第一偏振调整装置420，第一光路调整装置430，波长转换装置440。波长转换装置440包括第一转换区441与第二转换区442。本实施例中发光装置与图3a所示的实施例中发光装置不同的是，本实施例中，发光装置还包括第二光源450与滤光片460。第二光源450的出射光的颜色不同于波长转换装置440的第一转换区441与第二转换区442出射光的颜色，具体地，本实施例中第一转换区441包括红色荧光粉，可以出射红光，第二转换区442包括绿色荧光粉，可以出射绿光，第二光源450为蓝光LED。滤光片460可以透射红光与绿光，并反射蓝光，使得第一光源的出射光与第一转换区441、第二转换区442的出射光合并成同一光路。因此通过控制第二光源450与激发光源410的电源状态保持交替通断状态，本实施例发光装置可以实现出射红蓝绿三色的序列光，其可以作为投影系统以及舞台灯系统的光源。在本发明其它实施方式中，第二光源450可以出射其它颜色光，并且第一转换区441和第二转换区442也可以设置其它的材料。例如，第一转换区441设置散射材料，第二转换区442设置绿光波长转换材料，第二光源450为红光LED等红光光源。此时p偏振态激发光入射到第一转换区441被散射消相干后入射到第一光路调整装置430，被消相干后的散射光中的s偏振光被反射并与第二转换区442出射的绿光同一方向出射。而红光LED450的出射光经滤光片460反射后与蓝光、绿光合为同一光路。当然，滤光片460的光学特性需要设计成透射蓝光、绿光，反射红光。此时该发光装置同样出射红蓝绿三色序列光。由于在投影显示等用途里，所需蓝光的比例并不是很高，因此损失的部分蓝光不会对投影质量造成很大影响。另外，由于红光荧光粉的激发效率较低，采用红光LED来提供红光，也可 以提闻投影売度。实施例五图5a为本发明发光装置的又一个实施例的结构示意图，如图5a所示，发光装置包括激发光源510，第一偏振调整装置520，第一光路调整装置530，波长转换装置540，第二光源550以及滤光片560。波长转换装置540包括第一转换区541与第二转换区542。本实施例中发光装置与图4所示发光装置的不同之处在于第一偏振调整装置520包括驱动装置521与二分之一波片522。驱动装置521用于驱动二分之一波片522，使该二分之一波片522在第一时间段内位于激发光的光路上,在第二时间段内不在激发光的光路上。当入射光入射于二分之一波片时，其偏振方向反射改变，而改变的大小由入射光的偏振方向与二分之一波片的快轴的夹角决定。图5b为二分之一波片对入射偏振光的偏振态转换的示意图，如图5b所示，二分之一波片具有快轴和慢轴，入射光在快轴和慢轴上的振动分量的折射率不同，在快轴上的振动分量的折射率低，也就使得在快轴方向的分量的相位变化更快。只要设置1/2波片的厚度使得光线出射时快轴分量刚好领先慢轴分量二分之一振动周期，就可以使得入射的偏振光改变偏振态。本实施例中的二分之一波片的波片快轴方向设置与第一偏振态激发光的偏振方向成45度夹角，贝U第一偏振态的激发光被
转换成第二偏振态。第一偏振在图中表示为第二偏振态在图中表示为$。在第一时间段内，二分之一波片522位于激发光的光路上并将第一偏振态的激发光转换为第二偏振态的激发光，在第二时间段内，二分之一波片522切出激发光的光路并使得第一偏振态的激发光直接通过。因此，随着驱动装置521的驱动，第一偏振调整装置520将出射包含两种偏振态的周期序列光。实施例六图6a为本发明发光装置的又一个实施例的结构示意图，如图6a所示，发光装置包括激发光源610，第一偏振调整装置620，第一光路调整装置630，波长转换装置640与合光装置650。波长转换装置640包括第一转换区641与第二转换区642。
本实施例中的发光装置与图2a所示的实施例中的发光装置不同之处在于I)本实施例的激发光源610包括偏振光源611以及四分之一波片612,偏振光源611出射第一偏振态的激发光，该激发光经四分之一波片612后转换为圆偏振光。图6b为第一偏振调整装置的结构示意图，如图6a与6b所示，第一偏振调整装置620包括第一四分之一波片621、第二四分之一波片622与驱动装置623，第一四分之一波片621用于在位于激发光光路上时将圆偏振光转换为第一偏振态的激发光；第二四分之一波片622用于在位于激发光光路上时将圆偏振光转换为第二偏振态的激发光。图6b中所不，第一四分之一波片621与第二四分之一波片622固定连接，驱动装置623用于在第一时间段内，驱动第一四分之一波片621与第二四分之一波片622转动180度，使得第一四分之一波片位于激发光的光路上，在第二时间段内驱动第一四分之一波片621与第二四分之一波片622转动180度，使得第二四分之一波片位于激发光的光路上。当然，驱动装置的驱动方式还可以其它方式,例如驱动第一四分之一波片621与第二四分之一波片622往复移动,也可以实现驱动第一四分之一波片621与第二四分之一波片622周期性的位于激发光路上。
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圆偏振光入射于四分之一波片后的出射光为线偏振光。其原理是，圆偏振光可以分解为沿四分之一波片的快轴和慢轴两个振动分量，根据圆偏振光的定义，两个分量具有相等的振幅，且相位相差四分之一个振动周期。因此经过四分之一波片后，这两个振动分量的分量相位之差会增加或减少四分之一周期，变成0或1/2周期，进而合成为线偏振光。具体来说，如图6c所示，对于左旋圆偏振光，经过四分之一波片后，其出射光的偏振方向为快轴顺时针旋转45度；而对于右旋圆偏振光,经过四分之一波片后,其出射光的偏振方向为快轴逆时针旋转45度。本实施例中，通过调整第一四分之一波片621与第二四分之一波片622的位置，使得在第一时间段内，第一四分之一波片621位于激发光源610出射光的光路上，在第二时间段内，第二四分之一波片622位于激发光源610出射光的光路上，并且第一四分之一波片621的快轴方向与第二四分之一波片622的快轴方向相垂直。因此，第一偏振调整装置620出射包含两种线偏振态的序列激发光。在本发明其它实施方式中，第一偏振调整装置620可以只包括第一四分之一波片621，只需保证第一时间段内，第一四分之一波片621的快轴方向与第二时间段内第一四分之一波片621的快轴方向垂直并且第一四分之一波片621 —直处于光路上即可。2)本实施例中，第一光路调整装置630为双折射晶体，当不同偏振态入射到双折射晶体同一位置时，其在双折射晶体内部传播的光路不同，因此会在双折射晶体出射面的不同的位置出射。双折射晶体630接收第一偏振态光将其对应出射到波长转换装置640的第一转换区641，接收第二偏振态光将其对应出射到波长转换装置640的第二转换区642，相对于其它第一光路调整装置，双折射晶体实现区分光路较为简单，不需要复杂的控制装置。实施例七图7a为本发明发光装置的又一个实施例的结构示意图，如图7a所示，发光装置包括激发光源710，第一偏振调整装置720，第一光路调整装置730，波长转换装置740以及合光装置770。本实施例中发光装置与图2a所示实施例中的发光装置的不同点在于，本实施例中发光装置还包括第二偏振调整装置750、第二光路调整装置760，这里的第一偏振调整装置720与第二偏振调整装置750具体包括液晶装置与控制装置，也可以是包括二分之一波片的装置。第一光路调整装置730和第二光路调整装置760为双折射晶体，也可以用干涉滤光片代替。第二时间段包括第三时间段和第四时间段，第二偏振调整装置750用于在第三时间段内将第一光路调整装置730出射的第二偏振状态的激发光转换成第三偏振态，在第四时间段内将第一光路调整装置730出射的第二偏振状态的激发光转换成第四偏振态，第三偏振态与第四偏振态的偏振方向垂直，以依序出射第三偏振态与第四偏振态的激发光。第二光路调整装置760接收第二偏振调整装置750出射的第三偏振态与第四偏振态的激发光，并且该第二光路调整装置760使得第三偏振态的激发光与第四偏振态的激发光沿不同光路出射。值得说明的是，这里的第三偏振态可以与第二偏振态的偏振态相同，而第三偏振态与第一偏振态的偏振态相同，也可以是第三偏振态不同于第一偏振态与第二偏振态中的任何一种。
图7b为波长转换装置740的左视图，如图7b所示，波长转换装置740包括第一转换区741、第二转换区742、第三转换区743。第三转换区743包括与第一转换区741、第二转换区功能不同的材料742，具体为散射材料，用于接收第二偏振态的蓝色激发光中转换成第四偏振态的激发光，并将其散射。第二转换区742包括绿光荧光粉，用于接收第二偏振态的蓝色激发光中转换成第三偏振态的激发光，并将其转换为绿色受激光。第一转换区741包括红光波长转换材料，用于接收第一偏振态的蓝色激发光并将其转换成红色受激光。本实施例中，通过设置第二偏振调整装置750与第二光路调整装置760，使得经第二光路调整装置730出射的第二偏振态的激发光被转换为包含第三偏振态与第四偏振态的序列激发光，并分别入射到第二转换区742与第三转换区743，产生绿光与蓝光，而第一偏振态的激发光入射到第一转换区741产生红光。因此，通过对第一偏振调整装置720与第二偏振调整装置750的控制，可以实现出射三种颜色的序列光，可以用作投影系统的光源。优选地，第一转换区741、第一转换区742与第三转换区743的出射光经合光装置770合成一束光出射，以便于后续光学元件的处理。在本发明其它实施例中，第一转换区741、第一转换区742与第三转换区743中所设置的材料可以根据需要进行设置，而不仅限于本实施例中的举例。另外，本实施例中，发光装置还可以再增加第三偏振调整装置与第三光路调整装置来将第一偏振态的光转换成偏振态垂直的两种偏振光，并且波长转换装置740再增加第四波长转换区，以出射四种颜色的序列光。另外，在本发明其它实施例中，第一偏振调整装置720与第二偏振调整装置760可以是前述实施例中的任意一种第一偏振调整装置，而第一光路调整装置730与第二光路调整装置760也可以是前述实施例中的任意一种第一光路调整装置。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本发明实施例还提供一种投影系统，包括发光装置，该发光装置可以具有上述各实施例中的结构与功能。该投影系统可以采用各种投影技术，例如液晶显示器(LCD，LiquidCrystal Display)投影技术、数码光路处理器(DLP,Digital Light Processor)投影技术。以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。·
权利要求
1.一种发光装置，其特征在于，包括 激发光源，该激发光源用于出射激发光； 第一偏振调整装置，用于在第一时间段将所述激发光至少部分转换成第一偏振态，在第二时间段将所述激发光至少部分转换成第二偏振态，第一偏振态与第二偏振态的偏振方向垂直，以依序出射第一偏振态与第二偏振态的激发光； 第一光路调整装置，用于接收所述第一偏振调整装置出射的所述第一偏振态与第二偏振态的激发光，并且该第一光路调整装置使得所述第一偏振态的激发光与第二偏振态的激发光沿不同光路出射； 波长转换装置，该波长转换装置至少包括第一转换区和第二转换区，所述第一转换区包括波长转换材料，用于接收至少部分所述第一偏振态的激发光并将其转换为受激光，所述第二转换区包括与所述第一转换区功能不同的材料，用于接收至少部分所述第二偏振态的激发光。
2.根据权利要求I所述的发光装置，其特征在于，所述激发光源出射的激发光为无偏振态光； 所述第一偏振调整装置包括 第一反射型偏振器与第二反射型偏振器，用于分别透射或者反射所述第一偏振态与第二偏振态的激发光；以及 驱动装置，用于在第一时间段内，驱动所述第一反射型偏振器与第二反射型偏振器使得所述第一反射型偏振器位于所述激发光的光路上，在第二时间段内，驱动所述第一反射型偏振器与第二反射型偏振器使得所述第二反射型偏振器位于所述激发光的光路上。
3.根据权利要求2所述的发光装置，其特征在于，所述第一偏振调整装置还包括偏振转换装置，该偏振转换装置接收从所述第一反射型偏振器或第二反射型偏振器出射的未入射向所述第一光路调整装置的光，将接收的光转换为垂直偏振态的光并入射至所述第一光路调整装置。
4.根据权利要求I所述的发光装置，其特征在于所述激发光源出射的激发光为偏振光。
5.根据权利要求4所述的发光装置，其特征在于，所述第一偏振调整装置包括 液晶装置，用于接收所述激发光，并在第一电压下出射第一偏振态的激发光，在第二电压下出射第二偏振态的激发光； 控制装置，用于在第一时间段内在所述液晶装置两端加载第一电压，在第二时间段内在所述液晶装置两端加载第二电压。
6.根据权利要求4所述的发光装置，其特征在于，所述第一偏振调整装置包括 二分之一波片； 驱动装置，用于驱动所述二分之一波片，使该二分之一波片在第一时间段内位于所述激发光的光路上，在第二时间段内不在所述激发光的光路上。
7.根据权利要求I所述的发光装置，其特征在于所述激发光源出射的激发光为圆偏振光; 所述第一偏振调整装置包括 第一四分之一波片，用于在位于所述激发光光路上时将所述圆偏振光转换为第一偏振态的激发光； 第二四分之一波片，用于在位于所述激发光光路上时将所述圆偏振光转换为第二偏振态的激发光； 驱动装置，用于在第一时间段内，驱动第一四分之一波片位于所述激发光的光路上，在第二时间段内驱动第二四分之一波片位于所述激发光的光路上。
8.根据权利要求I所述的发光装置，其特征在于所述第一光路调整装置包括干涉滤光片、反射型偏振器或者双折射晶体。
9.根据权利要求I所述的发光装置，其特征在于所述发光装置还包括第二光源与合光装置，该第二光源的出射光颜色不同于所述波长转换装置的第一转换区与第二转换区的出射光的颜色；所述合光装置用于将所述第一转换区与第二转换区的出射光与第二光源的出射光合为一束光。
10.根据权利要求I所述的发光装置，其特征在于，所述第二时间段包括第三时间段和第四时间段；所述发光装置还包括第二偏振调整装置与第二光路调整装置； 第二偏振调整装置用于在第三时间段内将第一光路调整装置出射的所述第二偏振状态的激发光转换成第三偏振态，在第四时间段内将第一光路调整装置出射的所述第二偏振状态的激发光转换成第四偏振态，第三偏振态与第四偏振态的偏振方向垂直，以依序出射第三偏振态与第四偏振态的激发光； 第二光路调整装置用于接收所述第二偏振调整装置出射的所述第三偏振态的激发光与第四偏振态的激发光，并且该第一光路调整装置使得所述第三偏振态的激发光与第四偏振态的激发光沿不同光路出射； 所述波长转换装置还包括第三转换区，所述第三转换区包括与第一转换区、第二转换区功能不同的材料，用于接收所述第二偏振态的激发光中转换成第四偏振态的激发光，所述第二转换区用于接收所述第二偏振态的激发光中转换成第三偏振态的激发光。
11.根据权利要求I所述的发光装置，其特征在于所述发光装置还包括合光装置，该合光装置接收所述波长转换装置的出射光，并将其合并为同一光路出射。
12.一种投影系统，其特征在于，包括如权利要求I至11中任一项所述的发光装置。
全文摘要
本发明实施例公开了一种发光装置及其投影系统，其特征在于，包括用于出射激发光的激发光源；第一偏振调整装置，用于在第一时间段将激发光至少部分转换成第一偏振态，在第二时间段将激发光至少部分转换成第二偏振态，第一偏振态与第二偏振态的偏振方向垂直，以依序出射第一偏振态与第二偏振态的激发光；第一光路调整装置接收两种偏振态的激发光，使得两种偏振态的激发光沿不同光路出射；至少包括第一转换区和第二转换区的波长转换装置，第一转换区接收至少部分第一偏振态的激发光，第二转换区接收至少部分所述第二偏振态的激发光。本发明实施例提供了一种出射不同颜色的序列光并具有良好可靠性的发光装置及其投影系统。
文档编号G03B21/14GK102854731SQ20121025688
公开日2013年1月2日 申请日期2012年7月24日 优先权日2012年7月24日
发明者李屹, 胡飞, 杨毅 申请人:深圳市绎立锐光科技开发有限公司