光源系统及显示设备的制作方法

本发明涉及一种光源系统及显示设备。

背景技术

目前，在显示(如投影领域)以及照明领域都开始越来越广泛的应用激光光源，由于具有能量密度高，光学扩展量小的优势，在高亮度光源领域，激光光源已经逐渐取代灯泡和led光源。而在这其中，采用第一光源激发荧光粉产生所需光线(如蓝光激光激发黄色荧光粉产生白光)的光源系统，以其光效高、稳定性好、成本低等优点成为应用的主流。然而，如何进一步降低光源系统的体积是业界致力解决的重要课题之一，特别对用于微投领域的光源系统来说，体积较小的光源系统更有助于终端实现小型化，也可能了微投领域电池化驱动的可能性。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种体积较小的光源系统，也有必要提供一种采用上述光源系统的显示设备。

一种光源系统，其包括第一光源、波长转换装置及引导装置；所述第一光源用于发出激发光；所述波长转换装置包括第一区段和第二区段，所述第一区段与第二区段分时序位于所述激发光的光路上；所述第一区段用于接收所述激发光并产生受激光，以及将所述受激光沿第一光路反射；所述第二区段用于沿不与所述第一光路重合的第二光路反射所述激发光；所述引导装置用于引导所述受激光和/或所述第二区段反射的激发光至出光通道。

一种显示设备，所述显示设备包括光源系统，所述光源系统包括第一光源、波长转换装置及引导装置；所述第一光源用于发出激发光；所述波长转换装置包括第一区段和第二区段，所述第一区段与第二区段分时序位于所述激发光的光路上；所述第一区段用于接收所述激发光并产生受激光，以及将所述受激光沿第一光路反射；所述第二区段用于沿不与所述第一光路重合的第二光路反射所述激发光；所述引导装置用于引导所述受激光和/或所述第二区段反射的激发光至出光通道。

与现有技术相比较，本发明中的波长转换装置有利于将所述激发光与所述受激光的光路分离，使得所述受激光及所述激发光分别从不重合的光路被引导至所述出光通道，可使采用所述波长转换装置的光源系统的元件紧凑、体积较小，更适合用于微投领域。

附图说明

图1及图2是本发明第一实施方式的光源系统的结构示意图。

图3是图1所示光源系统的波长转换装置的平面结构示意图。

图4是图3沿线iv-iv的剖面结构示意图。

图5及图6是本发明第二实施方式的光源系统的结构示意图。

图7及图8是本发明第三实施方式的光源系统的结构示意图。

图9是图7所示的带阻滤光元件的阻断特性示意图。

图10及图11是本发明第四实施方式的光源系统的结构示意图。

图12是图10所示的分光合光元件的平面结构示意图。

图13及图14是本发明第五实施方式的光源系统的结构示意图。

图15及图16是本发明第六实施方式的光源系统的结构示意图。

图17及图18是本发明第七实施方式的光源系统的结构示意图。

图19及图20是本发明第八实施方式的光源系统的结构示意图。

图21及图22是本发明第九实施方式的光源系统的结构示意图。

图23及图24是本发明第十实施方式的光源系统的结构示意图。

图25是图23所示的光源系统的波长转换装置的平面结构示意图。

图26是本发明波长转换装置的一种实施例的平面结构示意图。

图27是图26的剖面示意图。

图28是本发明波长转换装置的又一种实施例的侧面结构示意图。

图29是本发明波长转换装置的另一种实施例的侧面结构示意图。

图30是本发明波长转换装置的另一种实施例的侧面结构示意图。

图31是本发明波长转换装置的另一种实施例的侧面结构示意图。

图32是本发明一较佳实施方式的显示设备的方框示意图。

主要元件符号说明

光源系统100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、61

第一光源110、210、410、610、710、810

分光合光元件120、220、420、620、721、820、1120

波长转换装置130、330、430、630、730、830、1130、1230、1330、1430、1530

引导装置140、640、740、840、940、1140

匀光装置150、350

准直透镜101、144、145、201

收集透镜103、104、143

中继透镜106、306

出光通道108、408、508、608、1108

第一表面121

第二表面122

第一区段131、631、731、831、1131

第二区段132、632、732、832、1132

第一分段区域131a

第二分段区域131b

空置区域132a

反射元件141a、141b

散光片142

匀光器件202、402

带阻滤光元件309

第二光源460

引导元件461

合光元件462

第一区段420a

第二区段420b

复眼系统550

显示设备60

光机系统62

投影镜头63

激发光171、471

受激光172、472

合光173、473

补充光474

第一反射区域131a

第二反射区域132b

基体133、933

第一表面133a、733a、933a、1133a

第二表面133b、733b、933b

侧面133c、7331、7332、933c

倾斜面133d、733d、933d

第一部分133e、733e

第二部分133f、733f

分光元件721

合光元件722

凹部934

相对面935

第一区域1120a

第二区域1120b

斜边区域1031、1231、1331、1332、1431、1531

空槽1032、1232

质量块1432

栅栏1532

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1及图2，图1及图2是本发明第一实施方式的光源系统100的结构示意图，其中图1与图2还分别为在二不同时段的光源系统100的光路示意图。所述光源系统100包括第一光源110、分光合光元件120、波长转换装置130、引导装置140、匀光装置150、准直透镜101、收集透镜103、104、及中继透镜106。

所述第一光源110用于发出激发光，其可以为半导体二极管或者半导体二极管阵列，如激光二极管(ld)或者发光二极管(led)等。所述激发光可以为蓝色光、紫色光或者紫外光等，但并不以上述为限。本实施方式中，所述第一光源110包括一颗蓝色半导体激光二极管，用于发出蓝色激光作为所述激发光。本实施例中，使用一颗激光光源并配合分光合光元件120、波长转换装置130、引导装置140等组成的光源系统100出射的光源亮度能够达到现有技术中使用三个或三个以上激光光源所达到的亮度。同时，由于所使用的光源数量少，仅使用一个激光光源，完全可以使用电池对光源、马达等器件供电。使用电池对所述光源系统100供电，可以使得采用所述光源系统100的投影设备方便携带以及可以在任意场合下使用。

所述准直透镜101位于所述第一光源110发出的激发光所在的光路上，具体地，所述准直透镜101可以设置于所述第一光源110与所述分光合光元件120之间，用于将所述第一光源110发出的激发光进行准直并将所述准直后的激发光提供到所述分光合光元件120。可以理解，在变更实施方式中，所述准直透镜101也可以被省略，从而所述第一光源110发出的激发光直接被提供至所述分光合光元件120。

所述分光合光元件120也可以设置于所述第一光源110发出的激发光所在的光路上，用于接收所述第一光源110发出的激发光并将所述激发光反射至所述波长转换装置130，以使所述波长转换装置130将一部分激发光转换为受激光以及将另一部分激发光引导至所述引导装置140，所述分光合光元件120还用于接收所述波长转换装置130发出的所述受激光透射至出光通道108，以及将所述引导装置140引导至所述分光合光元件120邻近所述出光通道108一侧的另一部分激发光反射至所述出光通道108。具体地，本实施方式中，所述分光合光元件120可以经由所述准直透镜101接收所述第一光源110发出的激发光。

进一步地，所述分光合光元件120包括第一表面121及与所述第一表面121相背设置的第二表面122，其中，所述第一表面为邻近所述第一光源110与所述波长转换装置130一侧的表面，所述第二表面122为邻近所述出光通道108一侧的表面。所述第一表面121接收并反射所述第一光源110发出的激发光，且所述第一表面121还接收所述波长转换装置130发出的受激光使得所述受激光透射至所述出光通道108。所述第二表面122接收所述引导装置140引导的所述另一部分激发光并将所述另一部分激发光反射至所述出光通道108。可以理解，所述分光合光元件120的第二表面122发出的光(即所述出光通道108的光)为所述受激光与所述另一部分激发光的合光。

由上述可知，本实施方式中，所述分光合光元件120反射所述激发光并透射所述受激光，具体地，所述分光合光元件120可以反射波长小于第一预设值的光且透射波长大于所述第一预设值的光，其中所述第一预设值可以在480纳米到485纳米之间。换句话说，所述分光合光元件120可以为反射蓝色光且透射红色光、透射绿色光与透射黄色光的膜片，其可以相对于所述第一光源110的发光面以及所述波长转换装置130的受激光的发光面均呈45度角倾斜设置，且所述分光合光元件120反射的蓝色光的最大波长可以在480纳米到485纳米之间。

所述波长转换装置130位于所述分光合光元件120反射的激发光所在的光路上，其用于接收所述分光合光元件120反射的激发光，并将其中一部分激发光转换为受激光，所述波长转换装置130还用于将另一部分激发光反射。具体地，所述波长转换装置130可以经由所述收集透镜103与104接收所述激发光，并将其中一部分激发光转换的所述受激光经由所述收集透镜103与104收集准直后提供到所述分光合光元件120与所述引导装置140中的一种光，以及将所述另一部分激发光反射至所述分光合光元件120与所述引导装置140中的另外一种光。

本实施方式中，所述波长转换装置130为反射式波长转换装置，如反射式色轮，其具有散热空间充足的优点。为了进一步提高波长转换装置130的散热效果，还可以在波长转换装置130的另一面(即与波长转换装置130出光面相对的一面)设置散热组件。例如，在波长转换装置130的另一面设置散热叶片，所述散热叶片的形状可以为沿圆周分布的圆环、柱状凸起、片状凸起等。

请参阅图3与图4，图3是所述波长转换装置130邻近所述分光合光元件120一侧的平面结构示意图，图4是图3沿线iii-iii的剖面结构示意图。所述波长转换装置130的发光面133a包括第一区段131与第二区段132。所述第一区段131与所述第二区段132沿圆周方向依序设置的分段区域。所述第一区段131与第二区段132分时序位于所述分光合光元件120反射的激发光所在的光路上；所述第一区段131用于接收所述激发光并产生受激光，以及将所述受激光沿第一光路反射；所述第二区段132用于沿不与所述第一光路重合的第二光路反射所述激发光。其中，所述第一区段131产生的受激光和所述第二区段132反射的激发光中的一种光经由所述引导装置140被引导至所述分光合光元件120，所述第一区段131产生的受激光和所述第二区段132反射的激发光中的另外一种光被引导至所述分光合光元件120，所述分光合光元件120利用波长合光方式将所述第一区段131产生的受激光和所述第二区段132反射的激发光进行合光。

本实施方式中，所述第一区段131在第一时段接收所述分光合光元件120发出的激发光，并产生所述受激光以及将所述受激光反射至所述分光合光元件120。所述第一区段131包括用于产生所述受激光的第一反射区域131c，所述第二区段132包括用于反射激发光的第二反射区域132b，所述第二反射区域132b相对于所述第一反射区域131a倾斜设置。

具体地，所述波长转换装置130包括基体133，所述基体133包括第一表面133a、与所述第一表面133a相背的第二表面133b、连接于所述第一表面133a与所述第二表面133b之间的侧面133c、及倾斜面133d，所述第一表面133a与所述第二表面133b相互平行，所述侧面133c与所述第一表面133a及所述第二表面133b垂直。沿垂直于所述第一表面133a的方向划分所述基体133为沿圆周方向依序设置的所述第一区段131及所述第二区段132，所述第一表面133a包括对应第一区段131的第一部分133e及对应第二区段132的第二部分133f，所述倾斜面133d相对于所述第一表面133a倾斜设置(如呈45度角倾斜设置)。其中，所述倾斜面133d作为所述第一反射区域131c产生所述受激光且所述第二部分133f作为所述第二反射区域132b反射所述激发光；或者，在变更实施方式中，所述第一部分133e作为所述第一反射区域131c产生所述受激光且所述倾斜面133d作为所述第二反射区域132b反射所述激发光。

具体地，本实施方式中，所述侧面133c包括对应第一区段131的第一侧面1331及对应所述第二区段132的第二侧面1332，所述倾斜面133d连接于所述第一表面133a的第二部分133f及所述第二侧面1332之间，且所述倾斜面133d与所述第一表面133a的第二部分133f及所述第二侧面1332均呈钝角(如135度的钝角)。在一种变更实施方式中，所述侧面133c对应所述第一区段131，所述倾斜面133d对应所述第二区段132且连接于所述第一表面133a的第二部分133e及所述第二表面133b之间，所述倾斜面133d与所述第一表面133a的第二部分133e呈钝角(如135度的钝角)且所述倾斜面133d与所述第二表面133b呈锐角(如45度的锐角)。

所述第一区段131的数量可以为一个、两个或多个，具体可依据实际需要来确定，本实施方式中，所述第一区段131的数量可以为两个，分别为第一分段区域131a与第二分段区域131b。具体地，所述第一分段区域131a、所述第二分段区域131b与所述第二区段132沿圆周方向依序设置且首尾相接。所述第一分段区域131a设置有第一荧光材料且用于发出第一颜色的受激光，所述第二分段区域131b设置有第二荧光材料且用于发出第二颜色的受激光，因此所述波长转换装置130发出的所述受激光包括所述第一颜色的受激光与所述第二颜色的受激光。本实施方式中，所述激发光为蓝色激发光，所述第一荧光材料为红色荧光材料，所述第一颜色为红色，所述第二荧光材料为绿色荧光材料，所述第二颜色为绿色。

所述第二区段132在第二时段接收所述分光合光元件120发出的激发光，并将所述激发光反射至所述引导装置140。所述第二区段132还包括空置区域132a，可以理解，本实施方式中，所述空置区域132a由所述第一表面133a的第二部分133f界定，因此，所述空置区域132a与所述第一区段131位于同一平面，所述第二反射区域132b位于所述空置区域132a的外侧，且所述第二反射区域132b与所述空置区域132a的表面呈钝角倾斜连接，因此所述第二反射区域132b相对于所述第一区段131也呈钝角倾斜设置，其中，所述钝角可以为135度、140度、150度等。

在一实施例中，空置区域132a与第二反射区域132b可以一体成型，例如，空置区域132a和第二反射区域132b都采用陶瓷基材或玻璃基材制作，或者使用其它材质制作，然后再在第二反射区域132b处镀设或者贴设反射膜。进一步地，所述第二区段132用于反射所述激发光的面(即所述反射区域132的表面)上还镀有散光膜，用于在反射所述激发光的同时消相干。

所述光源系统100工作时，所述波长转换装置130可以沿其圆心周期性旋转，使得所述第一区段131(包括第一分段区域131a与第二分段区域131b)、所述第二区段132的第二反射区域132b分时且周期性位于所述分光合光元件120反射的激发光所在的光路上，从而所述第一区段131与所述第二反射区域132b周期性地将所述激发光转换为所述受激光或者将所述激发光反射至所述引导装置140，最终使得所述分光合光元件120周期性发出所述受激光与所述激发光，所述光源系统100则发出预定时序的所述受激光与所述激发光。

本实施方式中，所述波长转换装置130利用所述第二反射区域132b对蓝色激发光采用斜面的方式进行反射，可以提高光的利用率，使得所述波长转换装置130的光利用率高达95％，同时，由于光利用率的提高，所述波长转换装置130可以减小所述反射蓝色激发光的第二反射区域132b的面积，增大所述第一区段131(包括第一分段区域131a与第二分段区域131b)的面积，在达到与现有技术相同光量与光强的基础上，所述波长转换装置130的平面面积可以更小，使得采用所述波长转换装置130的光源系统的体积较小、结构更紧凑。

所述引导装置140用于引导所述第一区段131产生的受激光和/或所述第二区段132反射的激发光至出光通道。本实施方式中，所述引导装置140引导所述第二区段132反射的激发光至出光通道。进一步地，所述引导装置140还对所述第二区段132反射的激发光进行聚焦，以及对所述聚焦后的激发光进行散射以消相干，所述散射后的激发光被引导至所述分光合光元件120。

具体地，所述引导装置140将所述波长转换装置130提供的(反射的)激发光引导至所述分光合光元件120邻近所述出光通道108的一侧(即所述分光合光元件120的第二表面122)，进而所述分光合光元件120将所述激发光反射至所述出光通道108。具体地，所述引导装置140包括反射元件141a、141b，且通过所述反射元件141a、141b将所述波长转换装置130反射的所述激发光反射至所述分光合光元件120邻近所述出光通道108的一侧的第二表面122。

本实施方式中，所述引导装置140还包括所述至少一反射元件及散光片142，所述散光片142用于对所述引导装置140引导的所述激发光进行散射消相干，所述第二区段132反射的激发光被所述至少一反射元件及所述散光片142引导至所述分光合光元件120，所述散光片用于对所述第二区段132反射的激发光进行散射消相干。本实施方式中，所述引导装置140的反射元件包括第一反射元件141a与第二反射元件141b，所述散光片142位于所述第一反射元件141a与所述第二反射元件141b之间，所述第一反射元件141a将所述波长转换装置130发出的所述激发光反射至所述散光片142，所述散光片142将所述第一反射元件141a发出的激发光透射并散射消相干后提供至所述第二反射元件141b，所述第二反射元件141b将所述散光片142散射消相干的激发光反射至所述分光合光元件120的邻近所述出光通道108的一侧的第二表面。

更进一步地，所述第一反射元件141a与第二反射元件141b至少其中之一可以包括反射膜，所述引导装置140还包括设置于所述反射膜上的散射层、设置于所述反射膜中的散射颗粒、或者所述反射膜的上表面或下表面为散射表面，从而使得所述引导装置140对接收到的光(如所述第二区段反射的激发光)进行散射。

进一步地，所述引导装置140还可以包括第一中继透镜与第二中继透镜。所述第一中继透镜位于所述波长转换装置130与所述第一反射元件141a之间，用于对所述波长转换装置130发出的激发光进行收集、准直、整形等处理，所述第二中继透镜位于所述第二反射元件141b与分光合光元件120之间，用于对所述第一反射元件141a反射的激发光进行收集、准直、整形等处理。本实施方式中，所述引导装置140包括收集透镜143、准直透镜144与准直透镜145。所述收集透镜143与所述准直透镜144依序设置于所述波长转换装置130与所述第一反射元件141a之间，用于依序对所述波长转换装置130发出的激发光进行收集与准直，以将收集与准直后的激发光提供至所述第一反射元件141a。所述准直透镜145则设置于所述第二反射元件141b与分光合光元件120之间，用于经所述散光片142散射且经所述第二反射元件141b反射的激发光进行准直，以将准直后的激发光提供至所述分光合光元件120。

可以理解，所述分光合光元件120的第一表面121与所述波长转换装置130的第二反射区域132b正对且相互平行，所述波长转换装置130的第二反射区域132b可以与所述第一反射元件141a的反射面对应且垂直，所述第一反射元件141a的反射面可以与所述第二反射元件141b的反射面对应且相互垂直，所述散光片142可以与所述第一反射元件141a的反射面及所述第二反射元件141b的反射面均呈45度角倾斜设置，所述第二反射元件141b的反射面可以与所述分光合光元件120的第二表面122相互平行。

所述分光合光元件120的第二表面122接收所述第二反射元件141b反射的所述激发光并将所述激发光反射至所述出光通道108。所述匀光装置150可以设置于所述分光合光元件120的第二表面122一侧且邻近所述出光通道108，其而用于将所述出光通道108的受激光与激发光进行匀光等处理，以便将匀光后的受激光与激发光提供到投影系统后续的光机模块等进行处理与使用。所述匀光装置150可以为匀光方棒，其包括用于接收所述受激光与激发光的入口与用于发出匀光后的受激光与激发光的出口。本实施方式中，所述匀光装置150还经由所述中继透镜106接收所述受激光与激发光，即所述中继透镜106对所述分光合光元件120发出的受激光与激发光进行收集或整形等处理后，将所述受激光与激发光的光斑成像到所述匀光装置150的入口，用以提高光利用率。

与现有技术相比较，本发明的光源系统100中，所述分光合光元件120将所述激发光反射至所述波长转换装置130、将所述受激光透射至所述出光通道108、以及将所述引导装置140引导的激发光反射至所述出光通道108，使得所述光源系统100的元件紧凑、体积较小，也更适合用于微投领域。

更进一步地，所述波长转换装置130有利于将所述激发光与所述受激光的光路分离，使得所述分光合光元件120可将所述受激光透射至所述出光通道、以及可将所述引导装置140引导的激发光反射至所述出光通道108。同时，波长转换装置130也使得出射的受激光的颜色更优、亮度更亮，无需在波长转换装置130的出射光路上设置修色轮对出射的光进行修色。进而采用所述波长转换装置130的光源系统100的元件紧凑、体积较小，也更适合用于微投领域。

另外，通过所述波长转换装置130及引导装置140将所述激发光与所述受激光的光路分离与引导，使得所述分光合光元件120将所述波长转换装置130产生的受激光与所述引导装置140引导的激发光进行波长合光的方式进行合光，可以使所述分光合光元件120提供至所述出光通道的受激光与激发光更均匀，相较于现有一些通过区域镀膜来引导激发光的分光合光元件，可以避免现有通过区域镀膜来引导激发光产生的区域颜色缺失等不均匀等现象，使得所述分光合光元件120提供至所述出光通道的激发光更均匀。

此外，如前所述，使用一颗激光光源并配合分光合光元件120、波长转换装置130、引导装置140等组成的光源系统出射的光源亮度能够达到现有技术中使用三个或三个以上激光光源所达到的亮度。同时，由于所使用的光源数量少，仅使用一个激光光源，完全可以使用电池对光源、马达等器件供电。使用电池对所述光源系统100供电，可以使得采用所述光源系统100的投影设备方便携带和使用。进一步地，所述波长转换装置130利用所述第二反射区域132b对蓝色激发光采用斜面的方式进行反射，不仅可提高利用率，还可以减小所述反射蓝色激发光的第二反射区域132b占整个波长转换装置130的面积，增大所述第一区段131的面积，在达到与现有技术相同光量与光强的基础上，所述波长转换装置130的平面面积可以更小，使得采用所述波长转换装置130的光源系统的体积较小、结构更紧凑。

请参阅图5及图6，图5及图6是本发明第二实施方式的光源系统200的结构示意图，其中图5及图6还分别为在二不同时段的光源系统200的光路示意图。所述光源系统200与第一实施方式的光源系统100的结构基本相同，也就是说，上述对所述光源系统100的描述基本上可以应用于所述光源系统200，二者的差别主要在于：所述光源系统200进一步包括匀光器件202，所述匀光器件202位于第一光源210与分光合光元件220之间，用于对所述第一光源210发出的激发光进行匀光，具体地，所述匀光器件202可以位于准直透镜201与所述分光合光元件220之间，对所述准直透镜201准直后的激发光进行匀光处理。

请参阅图7及图8，图7及图8是本发明第三实施方式的光源系统300的结构示意图，其中7及图8还分别为在二不同时段的光源系统300的光路示意图。所述光源系统300与第二实施方式的光源系统200的结构基本相同，也就是说，上述对所述光源系统200的描述基本上可以应用于所述光源系统300，二者的差别主要在于：所述光源系统300的第一分段区域的第一荧光材料为黄色荧光材料(第一实施方式与第二实施方式中为红色荧光材料)，即，本实施方式中，用黄色荧光材料代替第一与第二实施方式的红色荧光材料；所述光源系统300进一步包括带阻滤光元件309，所述带阻滤光元件309将波长转换装置330产生的黄色受激光进行滤光以滤除所述黄色受激光中的绿色部分，从而将所述黄色荧光材料产生的黄色受激光转换为红色受激光。

具体地，请参阅图9，图9是图7所示的带阻滤光元件309的阻断特性示意图。所述带阻滤光元件309阻挡波长在580纳米到620纳米的光(即所述黄色荧光材料产生的绿色光)通过。所述带阻滤光元件309还可以对第二分段区域的第二荧光材料(如绿色荧光材料)产生的绿色受激光进行进一步滤除，以去除波长在580纳米到620纳米的光，从而对所述第二荧光材料(如绿色荧光材料)产生的绿色受激光的波长尾部进行修饰，用以提升绿色的色彩表现。

本实施方式中，所述带阻滤光元件309接收所述出光通道308的受激光用于滤除部分绿色光(如波长在580纳米到620纳米的光)，具体地，所述带阻滤光元件309可以位于中继透镜306与匀光装置350之间，如位于所述匀光装置350邻近所述中继透镜306一侧的入口处，且紧邻接触所述匀光装置350。

请参阅图10、11及12，图10及图11是本发明第四实施方式的光源系统400的结构示意图，其中10及图11还分别为在两个不同时段的光源系统400的光路示意图，图12是图10所示的分光合光元件的平面结构示意图。所述光源系统400与第二实施方式的光源系统200的结构基本相同，也就是说，上述对所述光源系统200的描述基本上可以应用于所述光源系统400，二者的差别主要在于：所述光源系统400进一步包括第二光源460、引导元件461、合光元件462；且分光合光元件420的结构也有所不同。

本实施方式中，所述第二光源460用于发出补充光，所述第二光源460发出的补充光经由准直透镜后被所述引导元件461引导至所述合光元件462，所述合光元件462接收所述引导元件461引导的所述补充光以及接收所述第一光源410发出的激发光并将所述补充光与所述激发光均经由匀光器件402提供至所述分光合光元件420。

其中，本实施方式中，所述补充光为红色激光，但可以理解，在其他实施方式中，也可以为绿色光等其他颜色光。所述引导元件461为反射元件，所述合光元件462透射所述激发光且反射所述补充光。所述第二光源460发出的补充光经由准直透镜后被所述引导元件461反射至所述合光元件462，所述合光元件462接收所述引导元件461反射的所述补充光并将所述补充光反射至所述分光合光元件420，所述合光元件462接收所述第一光源410发出的激发光并将所述激发光透射至所述分光合光元件420。

所述分光合光元件420包括第一区段420a与第二区段420b，所述第一区段420a接收所述激发光与补充光并将所述激发光与补充光反射至所述波长转换装置430，所述波长转换装置430将一部分激发光转换为受激光并将所述受激光与所述补充光反射至所述第二区段420b，所述第二区段420b将所述受激光与所述补充光透射至出光通道408。可以理解，如图7所示，所述分光合光元件420发出的光(即所述出光通道408的光)为所述补充光、所述受激光与所述另一部分激发光的合光。

具体地，所述第一区段420a位于所述分光合光元件420中央，所述第二区段420b位于所述第一区段420a外围。所述第一区段420a为反射第一光源410发出的激发光以及反射所述第二光源460发出的补充光的区域，具体地，为反射蓝色光且反射红色光的区域。所述第二区段420b为反射蓝色光且透射其他颜色光(如红色光、绿色光与黄色光)的区域，具体地，所述第二区段420b可以反射波长小于第一预设值的光且透射波长大于所述第一预设值的光，其中所述第一预设值可以在480纳米到485纳米之间。

所述第二光源460可以仅在所述波长转换装置430发出与所述补充光颜色相同的受激光或者发出具有所述补充光颜色分量的受激光时开启，如本实施方式中，所述第二光源460可在所述波长转换装置430的第一分段区域发出红色受激光或者黄色受激光的时段开启，而在所述波长转换装置430的第二分段区域发出绿色受激光以及所述波长转换装置430反射蓝色激发光的时段关闭，从而即可提升红色的颜色指标，又可提高光源的效率。

请参阅图13及图14，图13及图14是本发明第五实施方式的光源系统500的结构示意图，其中13及图14还分别为在两个不同时段的光源系统500的光路示意图。所述光源系统500与第四实施方式的光源系统400的结构基本相同，也就是说，上述对所述光源系统400的描述基本上可以应用于所述光源系统500，二者的差别主要在于：所述光源系统500的匀光装置为复眼系统550(如复眼透镜或复眼透镜对等)，所述复眼系统550用于将出光通道508的受激光、补充光与另一部分激发光进行匀光。相对于匀光方棒等匀光装置，所述复眼系统能够更好的进行匀光，从而为后续光源系统提供更均匀的光束。此外，所述复眼系统550发出的光更适合用于投影领域(包括微投领域)的光机系统，所述光机系统可依据图像数据对所述光源系统500发出的光源光进行图像调制以产生显示图像所需要的投影光。

请参阅图15及图16，图15及图16是本发明第六实施方式的光源系统600的结构示意图,其中15及图16还分别为在两个不同时段的光源系统600的光路示意图。所述光源系统600与第一实施方式的光源系统100的结构基本相同，也就是说，上述对所述光源系统100的描述基本上可以应用于所述光源系统600，二者的差别主要在于：第一光源610的位置、分光合光元件620的结构均有所不同，使得所述光源系统600的光路也稍有不同。

具体来说，所述分光合光元件620为透射激发光反射受激光的二向色片。如图15所示，在第一时段，所述第一光源610发出的激发光被所述分光合光元件620透射至所述波长转换装置630的第一区段631，所述第一区段631将所述激发光转换为受激光并将所述受激光反射至所述分光合光元件620，所述分光合光元件620进一步将所受激光反射至出光通道。如图16所示，在第二时段，所述第一光源610发出的激发光被所述分光合光元件620透射至所述波长转换装置630的第二区段632，所述第二区段632将所述激发光反射至所述引导装置640，所述引导装置640将所述激发光引导至所述分光合光元件620，所述分光合光元件620进一步将所述激发光透射至出光通道。

可以理解，本实施方式中，所述引导装置640的结构可以与第一实施方式中的结构相同，此处就不再赘述其具体结构。所述第一区段631可以包括两个分段区域(如承载红色荧光材料的分段区域与承载绿色荧光材料的分段区域)，所述受激光可以包括第一受激光(如红色受激光)、第二受激光(如绿色受激光)，所述第一时段可以包括第一子时段与第二子时段，在第一子时段，所述承载红色荧光材料的分段区域可以接收所述激发光并产生所述第一受激光，所述承载绿色荧光材料的分段区域可以接收所述激发光并产生所述第二受激光。

本实施方式，通过灵活设计分光合光元件620的结构可使所述第一光源610可以放置在合适的位置，有利于所述光源系统600与其他系统配合，达到减小体积或各元件紧凑或适当放置的目的。

请参阅图17及图18，图17及图18是本发明第七实施方式的光源系统700的结构示意图，其中17及图18还分别为在两个不同时段的光源系统700的光路示意图。所述光源系统700与第一实施方式的光源系统100的结构基本相同，也就是说，上述对所述光源系统100的描述基本上可以应用于所述光源系统700，二者的差别主要在于：第一光源710的位置、分光合光元件720的结构、引导装置740的结构、及波长转换装置730的结构均有所不同，使得所述光源系统700的光路也稍有不同。

具体来说，所述分光合光元件720还包括分光元件721及合光元件722，所述分光元件721用于将所述第一光源710发出的激发光引导至(如透射至)所述波长转换装置730，所述合光元件利用波长合光方式将所述第一区段731产生的受激光和所述第二区段732反射的激发光进行合光。

所述波长转换装置730包括邻近所述分光元件721的第一表面733a、与所述第一表面733a相背设置的第二表面733b、侧面及倾斜面733d。其中所述侧面包括对应第一区段731的第一侧面7331及对应所述第二区段732的第二侧面7332。所述第一表面733a包括对应第一区段731的第一部分733e及对应第二区段732的第二部分733f。所述倾斜面733d连接于所述第一表面733a的第二部分733f及所述第二侧面7332之间，所述第二侧面7332较所述第一侧面7331高，且突出于所述第一表面733a，所述倾斜面733d与所述第一表面733a的第二部分733f呈钝角且所述倾斜面733d与所述第二侧面7332呈锐角。

在第一时段，如图17所示，所述分光元件721将所述第一光源710发出的激发光引导(如透射)至所述波长转换装置730的第一区段731，所述第一区段731将所述激发光转换为受激光并将所述受激光反射至所述分光元件721，所述分光元件721还将所述受激光引导(如反射)至所述合光元件722，所述合光元件722将所述受激光引导(如透射)至出光通道。

在第二时段，如图18所示，所述分光元件721将所述第一光源710发出的激发光引导(如透射)至所述波长转换装置730的第二区段732的倾斜面733d，所述第二区段732的倾斜面733d将所述激发光反射至所述引导装置740。所述引导装置740包括反射元件741，所述反射元件741将所述激发光引导(如反射)至所述合光元件722，所述合光元件722将所述激发光引导(如反射)至所述出光通道。

可以理解，所述引导装置740还可以包括散光片742，所述散光片742可以设置在所述反射元件741与所述合光元件742之间，所述散光片用于对所述第二区段732反射的激发光进行散射消相干。

本实施方式，通过灵活设计分光合光元件720、波长转换装置730及引导装置740的结构有利于所述光源系统700与其他系统配合，达到减小体积或各元件紧凑或适当放置的目的。

请参阅图19及图20，图19及图20是本发明第八实施方式的光源系统800的结构示意图，其中19及图20还分别为在两个不同时段的光源系统800的光路示意图。所述光源系统800与第一实施方式的光源系统800的结构基本相同，也就是说，上述对所述光源系统100的描述基本上可以应用于所述光源系统800，二者的差别主要在于：第一光源810的位置、分光合光元件820的结构及波长转换装置830的结构均有所不同，使得所述光源系统800的光路及出光通道808也稍有不同。

具体来说，所述分光合光元件820为反射激发光透射受激光的二向色片。所述波长转换装置830的结构与第七实施方式中的波长转换装置730的结构基本相同，此处不再赘述其结构。

在第一时段，所述第一光源810发出的激发光被所述分光合光元件820反射至波长转换装置830的第一区段831，所述第一区段831产生受激光并将所述受激光反射至所述分光合光元件820，所述分光合光元件820将所述受激光透射至出光通道。在第二时段，所述第一光源810发出的激发光被所述分光合光元件820反射至波长转换装置830的第二区段832，所述第二区段832将所述激发光反射至引导装置840，所述引导装置840将所述激发光引导至所述分光合光元件830.所述引导装置840的结构与第一实施方式中的引导装置140的结构基本相同，此处也不再赘述其结构。

本实施方式，通过灵活设计分光合光元件820、波长转换装置830及引导装置840的结构有利于所述光源系统800与其他系统配合，达到减小体积或各元件紧凑或适当放置的目的。

请参阅图21及图22，图21及图22是本发明第九实施方式的光源系统900的结构示意图，其中图21及图22还分别为在两个不同时段的光源系统900的光路示意图。所述光源系统900与第七实施方式的光源系统700的结构基本相同，也就是说，上述对所述光源系统700的描述基本上可以应用于所述光源系统900，二者的差别主要在于：波长转换装置930的结构均有所不同，使得所述光源系统900的光路也稍有不同。

具体来说，所述波长转换装置930的基体933的第一表面933a向所述第二表面933b凹陷形成凹部934，所述凹部934包括所述倾斜面933d及与所述倾斜面933d相对的相对面935。本实施方式中，所述凹部935的截面呈v形，所述倾斜面933d与所述相对面935相连，此外，所述倾斜面933d还连接所述基体933的侧面933c，所述相对面935连接于所述倾斜面933d与所述第一表面933a之间。

本实施方式中，由于所述倾斜面933d的位置与第七实施方式中稍有不同，使得所述倾斜面933d反射的激发光的角度与第七实施方式中稍有不同。

此外，引导装置940与第七实施方式中的引导装置740及第一实施方式中的引导装置140的位置稍有不同但结构均大致相同，此处就不再赘述其具体结构及光路。

本实施方式，通过灵活设计波长转换装置930及引导装置930的结构或位置有利于所述光源系统900与其他系统配合，达到减小体积或各元件紧凑或适当放置的目的。

请参阅图23、图24及图25，图23及图24是本发明第一实施方式的光源系统的一种变更实施方式的结构示意图，其中图23及图24还分别为在两个不同时段的光源系统1000的光路示意图，图25是图23所示的光源系统1000的波长转换装置1130的平面结构示意图。所述光源系统1000与第一实施方式的光源系统100的结构基本相同，也就是说，上述对所述光源系统100的描述基本上可以应用于所述光源系统1000，二者的差别主要在于：分光合光元件1120的结构与波长转换装置1130的结构均有所不同，是的所述光源系统1000的光路也有所不同。

具体地，本实施方式中，所述分光合光元件1120的第一区域1120a(如中心区域)在第一时段接收第一光源1110发出的激发光并将所述激发光引导至所述波长转换装置1130的第一区段1131，所述第一区段1131的第一表面1133a可以不设置荧光材料，所述第一区段1131将接收第一光源1110发出的激发光进行散射及反射并将所述激发光沿第一光路反射至所述分光合光元件1120的第一区域外围的第二区域1120b，所述第二区域1120b将所述激发光透射至出光通道。所述分光合光元件1120的第一区域1120a(如中心区域)在第二时段接收第一光源1110发出的激发光并将所述激发光引导至所述波长转换装置1130的第二区段1132，所述第二区段1131的倾斜面1133d上设置有荧光材料，所述第二区段1132将所述激发光转换为受激光，并将所述受激光沿与所述第一光路不同且与所述第一光路不重合的第二光路反射至引导装置1140，所述引导装置1140将所述受激光引导至所述分光合光元件1120，所述分光合光元件1120将所述受激光引导(如反射)至出光通道1108。

可以理解，相较于第一实施方式，本变更实施方式的光源系统1000的激发光与受激光的光路互换，即，所述激发光沿第一光路反射至所述分光合光元件，所述受激光沿第二光路引导至所述引导装置1140，所述引导装置将所述受激光再引导(如反射)至所述分光合光元件1120，以将所述受激光引导至所述出光通道。

综合来讲，在所述第一实施方式及其变更实施方式的光源系统100及1000中，所述受激光和所述第二区段132、1132反射的激发光中的一种光经由所述引导装置140、1140被引导至所述分光合光元件120、1120，所述受激光和所述第二区段132、1132反射的激发光中的另外一种光被引导至所述分光合光元件1120，所述分光合光元件120利用波长合光方式将所述受激光和所述第二区段132、1132反射的激发光进行合光。在实际使用所述光源系统100、1000时，可以通过改变过所述波长转换装置130、1130、所述分光合光元件120、1120及所述引导装置140、1140来灵活设计及变换所述激发光及所述受激光的光路。

可以理解，在所述第二至第九实施方式的光源系统200-900的变更实施方式中，所述激发光与受激光的光路也可以互换，即，所述激发光沿第一光路反射至所述分光合光元件，所述受激光沿第二光路引导至所述引导装置，所述引导装置将所述受激光再引导(如反射)至所述分光合光元件，以将所述受激光引导至所述出光通道，此处就不再赘述各变更实施方式的具体结构。

请参阅图26和图27，为上述各波长转换装置的结构中其中的一种动平衡补偿方案的实施例，所述波长转换装置1030在反射激发光的斜边区域1031(即第二区段的第二反射区域)的相对区域上挖一空槽1032，空槽1032与斜边区域1031分别位于所述波长转换装置1030的中心轴的两侧且相对设置，且空槽1032位于波长转换材料所在环形区域相邻的内环区域。空槽1032所占的区域为所述空槽1032所在的圆环的一部分面积。空槽1032挖去的质量与斜边区域1031切去的质量大致相当，以使得波长转换装置1030在以圆心为轴旋转时，质量分布均匀，且重心位于波长转换装置1030的轴心所在的直线上，从而使得整个波长转换装置1030在运动过程中能保持较好的动平衡。所述种方案适合波长转换装置1030的直径稍微小的，也就是说波长转换装置1030的直径越小，所述波长转换装置1030的动平衡越好，直径越大，越容易出现震动的情况。

请参阅图28，为上述各波长转换装置的结构中又一种动平衡补偿方案的实施例，所述波长转换装置1230由于在反射激发光的斜边区域1231切去了一部分体积，会使得整个波长转换装置1230的质量分布不均匀，为了使波长转换装置1230在运动过程中保持较好的平衡，可以在斜边区域1231的下方挖一空槽1232，然后在所述空槽1232内填充高密度的材料，以使整个波长转换装置1230的左边区域和右边区域的质量相当。当波长转换装置1230以圆心为轴高速旋转时，能保持动态平衡。

请参阅图29，为上述各波长转换装置的结构中又一种动平衡补偿方案的实施例，所述波长转换装置1330在反射激发光的斜边区域1331的对边上设置同样幅度大小的第二斜边区域1332，反射激发光的斜边区域1331与第二斜边区域1332面积相等，且相互平行。当波长转换装置1330的厚度超过4mm时，在实际的操作设计过程中，斜边区域1331与第二斜边区域1332不能设计得完全对称，也就是说斜边区域1331与第二斜边区域1332不是完全的相互平行。第二斜边区域1332补偿的重量需要根据斜边区域1331缺失的重量去计算。所述方案在相同的外径上做同等质量的补偿，能够不增加马达运行时的震动量，使整个波长转换装置1330的旋转过程中的平衡达到最佳状态。

请参阅图30，为上述各波长转换装置的结构中又一种动平衡补偿方案的实施例，所述波长转换装置1430在反射激发光的斜边区域1431的下方位置设置一质量块1432，所述质量块1432能补偿斜边区域1431中切去的一部分体积的质量，以使得斜边区域1431所处在的半圆内的质量与斜边区域1431相对的半圆内的质量相当，即整个波长转换装置1430的质量在旋转过程中的质心能处于旋转轴的轴心所在的直线上。从而波长转换装置1430能在运动过程中保护较好的动平衡。

请参阅图31，为上述各波长转换装置的结构中又一种动平衡补偿方案的实施例，在波长转换装置1530的方面设置一个圆圈形的栅栏1532，所述圆圈形的栅栏的质量分布不均，质量分布设置为靠近斜边区域1531的部分质量较重，与斜边区域1531相对的区域质量较轻，从而使得整个波长转换装置1530的质量分布均匀。所述圆圈形的栅栏1532在制作工艺上较好实现，且操作简便。波长转换装置1530在高速旋转的过程中能保持较好的动平衡。

请参阅图32，图32是本发明一较佳实施方式的显示设备60的方框示意图。所述显示设备60可以为投影设备，如lcd、dlp、lcos投影设备，所述显示设备60可以包括光源系统61、光机系统62及投影镜头63，所述光源系统采用上述任意一实施方式的光源系统100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000或者上述提到的光源系统100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000的变更实施方式的光源系统或具有上述波长转换装置1030、1130、1230、1330、1430、1530其中之一的光源系统。所述光机系统62可依据图像数据对所述光源系统61发出的光源光进行图像调制以产生显示图像所需要的投影光，所述投影镜头63用于依据所述投影光进行投影而显示投影图像。采用上述光源系统100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000及其变更实施方式的光源系统的显示设备60的体积较小。

另外，可以理解，本发明光源系统100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000及其变更实施方式的光源系统还可以用于舞台灯系统、车载照明系统及手术照明系统等，并不限于上述的投影设备。