CN202351606U

CN202351606U - 光源***及投影装置

Info

Publication number: CN202351606U
Application number: CN2011204644207U
Authority: CN
Inventors: 胡飞; 杨佳翼
Original assignee: Appotronics Corp Ltd
Current assignee: Shenzhen Appotronics Corp Ltd; Shenzhen Appotronics Technology Co Ltd
Priority date: 2011-11-21
Filing date: 2011-11-21
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2021-11-21

Abstract

本实用新型提供了一种光源***及投影装置。光源***包括用于产生红光的第一固态光源；用于产生蓝光的第二固态光源；用于产生激发光的第三固态光源；用于将激发光转换成至少包括绿光的受激光的波长转换装置；用于将红光、蓝光以及绿光进行光路合并的光路合并单元。通过上述方式，利用波长转换方式产生绿光，提高了绿光的转换效率，解决了传统绿光光源的亮度不足问题。

Description

光源***及投影装置

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，特别是涉及一种光源***及投影装置。

背景技术

目前，基于三基色(RGB)合光的光源***因其寿命长以及色彩鲜明等优点而被广泛应用于照明和显示领域。在这种光源***中，蓝光、红光以及绿光分别由蓝光LED、红光LED和绿光LED产生。蓝光LED和红光LED的亮度和发光效率相对较高，而绿光LED的亮度和发光效率相对较低。

蓝光LED与绿光LED都是基于半导体发光材料氮化镓(GaN)制作而成的，由于材料本身的限制，理论上其发光效率随发光波长的不同而改变。如图1所示，图1所示的是氮化镓材料的发光效率随波长的变化示意图。其中，氮化镓材料的发光效率随波长的增加而逐渐降低。在一般蓝光LED的发光波段450-460nm，氮化镓材料的发光效率为34％-36％，而在一般绿光LED的发光波段520-540nm，氮化镓材料的发光效率只有10％-18％。也就是说，理论上绿光LED比蓝光LED的发光效率低一半以上。另一方面，在合成白光时，绿光的需求比红光和蓝光多。一般来说，为了合成一个满意的白光，需要绿光、红光和蓝光的光通量的比例是7∶3∶1。因此，由于绿光LED的发光效率较低所导致的亮度不足就成为三基色合成白光时的亮度瓶颈。

因此，需要提供一种光源***及投影装置，以解决现有技术中的合成白光时绿光不足的问题。

发明内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种光源***及投影装置，利用波长转换方式产生绿光，提高了绿光的转换效率，解决了传统绿光光源的亮度不足问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种光源***，包括用于产生红光的第一固态光源；用于产生蓝光的第二固态光源；用于产生激发光的第三固态光源；用于将激发光转换成至少包括绿光的受激光的波长转换装置；用于将红光、蓝光以及绿光进行光路合并的光路合并单元。

其中，波长转换装置为设置于第三固态光源的下游光路且设置有波长转换材料的色轮。

其中，光源***进一步包括驱动装置，驱动装置用于驱动色轮，以使激发光在色轮上形成光斑沿预定路径作用于波长转换材料。

其中，色轮为透射式色轮，光源***进一步包括设置于第三固态光源与色轮之间的分光滤光片，分光滤光片用于透射激发光到色轮且至少反射从色轮反向输出的受激光中的绿光。

其中，分光滤光片与色轮相对固定，并由驱动装置同步驱动。

其中，第三固态光源包括用于产生激发光的发光芯片，波长转换装置为设置于发光芯片的出光面且用于将激发光转换成受激光的波长转换材料层。

其中，经波长转换材料层进行转换后产生的受激光从波长转换材料层直接输出到第三固态光源外部或经发光芯片反射后从波长转换材料层直接输出到第三固态光源外部。

其中，光源***包括一用于将受激光过滤成绿光的滤光片，滤光片设置于光路合并单元的内部或外部。

其中，光路合并单元包括至少一分光滤光片，分光滤光片将红光、蓝光以及绿光反射或透射到同一输出方向，以进行光路合并。

其中，光路合并单元包括平行设置或垂直设置的第一分光滤光片和第二分光滤光片。

其中，红光经第一分光滤光片透射后再经第二分光滤光片反射到输出方向，绿光经第一分光滤光片反射后再经第二分光滤光片反射到输出方向，蓝光经第二分光滤光片透射到输出方向。

其中，波长转换装置为设置于第三固态光源的下游光路且设置有波长转换材料的色轮；激发光经第一分光滤光片透射到色轮，绿光经色轮反射到第一分光滤光片。

其中，红光经第一分光滤光片反射后再经第二分光滤光片反射到出光方向，激发光经第一分光滤光片反射到色轮，绿光经色轮反射到第一分光滤光片，随后经第一分光滤光片透射再经第二分光滤光片反射到出光方向，蓝光经第二分光滤光片透射到出光方向。

其中，光路合并单元包括呈十字形交叉设置的第一分光滤光片和第二分光滤光片，红光经第一分光滤光片和第二分光滤光片透射到出光方向，蓝光经第二分光滤光片反射后再经第一分光滤光片透射到出光方向或经第一分光滤光片透射后再经第二分光滤光片反射到出光方向，绿光经第一分光滤光片反射后再经第二分光滤光片透射到出光方向或经第二分光滤光片透射后再经第一分光滤光片反射到出光方向。

其中，该光源***还包括复眼透镜对，用于对光路合并单元合并的光束进行匀光；所述复眼透镜对包括两个相对设置的复眼透镜，每个复眼透镜包括紧密联结在一起的复数个透镜单元，各个透镜单元的纵向截面呈正六边形。

本实用新型解决上述技术问题所采用的另一个技术方案是：提供一种投影装置，所述投影装置包括上述的光源***。

本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型的光源***及投影装置利用波长转换方式产生绿光，提高了绿光的转换效率，解决了传统绿光光源的亮度不足问题。

附图说明

图1是传统LED使用的氮化镓材料的发光效率随波长的变化示意图；

图2是本实用新型的光源***的第一实施例的结构示意图；

图3是图2所示的光源***的不同受激光的光谱示意图；

图4是图2所示的光源***的第一分光滤光片的滤光谱线示意图；

图5是图3所示的一种受激光经图4所示的第一分光滤光片作用前后的光谱示意图；

图6是本实用新型的光源***的第二实施例的结构示意图；

图7是本实用新型的光源***的第三实施例的结构示意图；

图8是本实用新型的光源***的第四实施例的结构示意图；

图9是本实用新型的光源***的第五实施例的结构示意图；

图10是本实用新型的光源***的第六实施例的结构示意图；

图11是图10所示的光源***的第一分光滤光片的滤光谱线示意图；

图12是本实用新型的光源***的第七实施例的结构示意图；

图13是本实用新型的光源***的第八实施例的结构示意图；

图14是本实用新型的光源***的第九实施例的第三固态光源与波长转换装置的结构示意图。

具体实施方式

请参见图2，图2是本实用新型的光源***的第一实施例的结构示意图。本实施例的光源***10主要包括第一固态光源11、第二固态光源12、第三固态光源13、色轮14、驱动装置15、光路合并单元16、透镜17和18以及匀光棒19。

第一固态光源11用于产生红光111，第二固态光源12用于产生蓝光121。在本实施例中，第一固态光源11可以是红光LED，第二固态光源12可以是蓝光LED。在其他实施例中，第一固态光源11也可以是红光激光管，第二固态光源12也可以是蓝光激光管。当第一固态光源11和第二固态光源12采用激光管时，由于激光的光束角很小，因此其直接入射到屏幕上时只会产生一个或几个亮点，无法实现例如投影显示或照明等功能性要求。虽然通过对激光进行扩束可以改善以上问题，但同时由于激光的强相干特性会使屏幕上产生散斑，进而导致图像无法正常显示。因此，需要使用消相干装置或方法来消除相干散斑，目前消相干的方式一般为散射消相干。例如，分别在第一固态光源11和第二固态光源12的下游光路设置由适当的驱动装置(未图示)驱动的散光色轮(未图示)。散光色轮表面不规则排布有散射颗粒或散射微结构，散射颗粒或散射微结构可以对激光进行散射，因此消除了原有激光的空间相干性。当散光色轮在驱动装置的驱动下运动时，由于散射色轮在不同时间的散射特性不完全相同，因此可以消除时间相干性，这样就同时实现了空间消相干与时间消相干。散光色轮只是消相干器件的一个例子，其他消相干方式也可以使用，本发明在此不做限制。

第三固态光源13用于产生激发光131。在本实施例中，第三固态光源13可以是蓝光、紫外光或近紫外光激光管，以提供高亮度的激发光131。在其他实施例中，第三固态光源13可以是蓝光、紫外光或近紫外光LED。

色轮14设置于第三固态光源13的下游光路，第三固态光源13产生的激发光131入射到色轮14上。色轮14上设有波长转换材料(例如，荧光粉、量子点材料等)，进而将激发光131转换成至少包括绿光132的受激光。在本实施例中，色轮14为至少透射绿光132的透射式色轮。所谓透射式色轮是指波长转换材料附着于透明材料基底上或掺杂于透明材料基底内的色轮。第三固态光源13产生的激发光131由色轮14的一面入射，并照射在波长转换材料上。此时，由于受激光的发光方向为各向同性的，所以有部分受激光沿激发光的传输方向传输，同时其他部分光沿激发光的传输方向的反向传输。因此，在优选实施例中，在第三固态光源13与色轮14之间设置一分光滤光片141。分光滤光片141透射激发光131到色轮14，同时至少反射从色轮14反向输出的受激光中的绿光。这样，沿激发光131的传输方向的反方向传输的绿光会入射到分光滤光片141上并被反射而从沿激发光131的传输方向输出。最终使得受激光的绝大部分绿光都得以沿激发光131的传输方向输出。在本实施例中，分光滤光片141可以保持静止。在其他实施例中，分光滤光片141可以与色轮14相对固定，并由驱动装置15同步驱动。

色轮14在驱动装置15的驱动下进行运动，以使得激发光131在色轮14上产生的光斑沿预定路径作用于色轮14上的波长转换材料，以避免由于光斑长时间作用于波长转换材料的同一位置而导致的温度过高。在其他实施例中，驱动装置15也可以省略。本实施例的波长转换材料为绿光波长转换材料，并可涂布于色轮14的表面或掺杂于色轮14的内部。因此，本实施例中，经色轮14波长转换产生的受激光即为绿光132。

经色轮14透射的绿光132经透镜17收集后入射到光路合并单元16，并经过光路合并单元16与第一固态光源11产生的红光111以及第二固态光源12产生的蓝光121进行光路合并。

具体来说，在本实施例中，光路合并单元16包括平行设置的第一分光滤光片161和第二分光滤光片162。其中，第一分光滤光片161为透射红光并反射绿光的分光滤光片，第二分光滤光片162为透射蓝光并反射红光和绿光的分光滤光片。由此，第一固态光源11产生的红光111经第一分光滤光片161透射后，再经第二分光滤光片162反射到透镜18。色轮14透射的绿光132经第一分光滤光片161反射后，再经第二分光滤光片162反射到透镜18。第二固态光源12产生的蓝光121则经第二分光滤光片162透射到透镜18。透镜18将入射的红光111、蓝光121以及绿光132收集到匀光棒19进行匀光处理。在其他实施例中，透镜17和18也可以由其他适当的光收集单元代替。

在其他实施例中，色轮14上设置的波长转换材料也可以是黄光或黄绿光波长转换材料。此时，经色轮14波长转换产生的受激光为黄光或黄绿光。黄光或黄绿光经光路合并单元16中的第一分光滤光片161、独立设置于光路合并单元16外部的其他滤光片或者二者的组合过滤成绿光。

例如，如图3所示，图3中的曲线101、102、103分别是三种不同的波长转换材料产生的受激光的光谱曲线。曲线101的主波长是557nm，看上去是绿色的，曲线102的主波长562nm，看上去是黄绿色的，曲线103的主波长是568nm，看上去是黄色的。上述三种受激光的光谱范围均覆盖了绿光区域520-560nm，也可以通过使用适当的滤光片对三种受激光进行过滤，并最终产生绿光。

例如，第一分光滤光片161的滤光谱线如图4所示，其透射红光和蓝光且反射绿光。当色轮14产生的受激光仅为绿光132时，第一分光滤光片161通过透射红光111并反射绿光132而将二者进行光路合并，此时第一分光滤光片161只起到合光作用。当色轮14产生的受激光为黄绿光或黄光时，第一分光滤光片161同时还起到过滤作用。具体如图5所示，其中黄光的光谱曲线103经第一分光滤光片161作用后，并不是所有光谱分量都被反射，而是只有590-600nm的光谱分量被反射，其余光谱分量则被透射，被第一分光滤光片161反射的光谱分量如曲线103a所示。曲线103的色坐标是(0.414，0.548)，而经第一分光滤光片161反射过滤后的曲线103a的色坐标是(0.323，0.624)，看上去呈绿色。

图3所示的几种波长转换材料的发光效率均超过了70％，最高达到了78％，因此使用激发光以波长转换方式产生绿光的最终转换效率E可以表示为：

E＝E_激发光×E_{波长转换材料}

其中E_激发光为第三固态光源13的转换效率，E_{波长转换材料}为波长转换材料的转换效率。由此可见，若使用蓝光LED为第三固态光源13，则最终的转换效率E＝35％×78％＝27.3％，仍然远高于绿光LED的10％～20％。

在本发明中所使用的波长转换材料可以是钇铝石榴石(YAG，Y₃Al₅O₁₂)荧光粉或在其基础上改进的荧光粉，图3中的曲线102和103均是这种荧光粉受蓝光激发后的光谱谱线。在YAG荧光粉基础上的改进，包括在YAG晶格中掺杂一部分其它元素来替换晶格中原有元素用于改变荧光粉的发光波长等光学特性。此时，荧光粉的分子式可以写作(Y，R)₃(Al，G)₅O₁₂，其中R可以是Lu、Tb、Ga等元素或其他稀土元素，G可以是Ga元素。除了YAG荧光粉外，还有可能是氮化物荧光粉，图3中的曲线101就是氮化物荧光粉受蓝光激发后的光谱谱线。

通过上述方式，利用第三固态光源13与色轮14配合以波长转换方式产生绿光132，提高了绿光132的转换效率，解决了传统绿光光源的亮度不足问题。

请参见图6，图6是本实用新型的光源***的第二实施例的结构示意图。如图6所示，本实施例的光源***20主要包括第一固态光源21、第二固态光源22、第三固态光源23、色轮24、驱动装置25、光路合并单元26、透镜27和28以及复眼透镜对29。

本实施例的光源***20与图2所示的光源***10的主要区别之处在于：色轮24对第三固态光源23产生的激发光231进行波长转换且透射的绿光232与第一固态光源21产生的红光211以及第二固态光源22产生的蓝光221经光路合并单元26的第一分光滤光片261和第二分光滤光片262进行光路合并后首先入射到复眼透镜对29进行匀光，再由透镜28进行收集。在优选实施例中，复眼透镜对29包括两个相对设置的复眼透镜，每个复眼透镜包括紧密联结在一起的复数个透镜单元，各个透镜单元的纵向截面呈正六边形，由此提高匀光效果。进一步，本实施例中的复眼透镜对29可以应用于本发明的其他实施例中，以对光路合并单元合并的光束进行匀光。

通过上述方式，本实施例的光源***20除了能达到与图2所示的光源***10相同的技术效果外，还能够满足不同的光路设计需求，提高了光路设计的灵活性。

请参见图7，图7是本实用新型的光源***的第三实施例的结构示意图。如图7所示，本实施例的光源***30主要包括第一固态光源31、第二固态光源32、第三固态光源33、色轮34、驱动装置35、光路合并单元36、透镜37和38以及匀光棒39。

本实施例的光源***30与图2所示的光源***10的主要区别之处在于：光路合并单元36中的第一分光滤光片361和第二分光滤光片362垂直设置。第一分光滤光片361同样为透射红光并反射蓝光和绿光的分光滤光片，第二分光滤光片362同样为透射蓝光并反射红光和绿光的分光滤光片。此时，第一固态光源31产生的红光311经第一分光滤光片361透射后，再经第二分光滤光片362反射到透镜38。色轮34对第三固态光源33产生的激发光331进行波长转换且透射的绿光332经第一分光滤光片361反射后，再经第二分光滤光片362反射到透镜38。第二固态光源32产生的蓝光321则经第二分光滤光片362透射到透镜38。透镜38将入射的红光311、蓝光321以及绿光332收集到匀光棒39进行匀光处理。

通过上述方式，本实施例的光源***30除了能达到与图2所示的光源***10相同的技术效果外，还能够满足不同的光路设计需求，提高了光路设计的灵活性。

请参见图8，图8是本实用新型的光源***的第四实施例的结构示意图。如图8所示，本实施例的光源***40主要包括第一固态光源41、第二固态光源42、第三固态光源43、色轮44、驱动装置45、光路合并单元46、透镜47和48以及匀光棒49。

本实施例的光源***40与图2所示的光源***10的主要区别在于：本实施例的色轮44为至少反射绿光的反射式色轮。例如通过在色轮44的波长转换材料下方设置全反射层或反射绿光且透射其他光谱分量的分光滤光片来实现上述反射功能，进而经色轮44进行波长转换产生的绿光432的传输方向与激发光431的传输方向相反。此外，本实施例的第一分光滤光片461为透射红光和激发光并反射绿光的分光滤光片。此时，第一固态光源41产生的红光411经第一分光滤光片461透射后，再经第二分光滤光片462反射到透镜48。第三固态光源43产生的激发光(例如，蓝光)431经第一分光滤光片461和透镜47透射到色轮44。色轮44对激发光431进行波长转换且反射的绿光432经第一分光滤光片461反射后，再经第二分光滤光片462反射到透镜48。第二固态光源42产生的蓝光421则经第二分光滤光片462透射到透镜48。透镜48将入射的红光411、蓝光421以及绿光432收集到匀光棒49进行匀光处理。

通过上述方式，本实施例的光源***40除了能达到与图2所示的光源***10相同的技术效果外，还能够满足不同的光路设计需求，提高了光路设计的灵活性。

请参见图9，图9是本实用新型的光源***的第五实施例的结构示意图。如图9所示，本实施例的光源***50主要包括第一固态光源51、第二固态光源52、第三固态光源53、色轮54、驱动装置55、光路合并单元56、透镜57和58以及匀光棒59。

本实施例的光源***50与图7所示的光源***30的主要区别在于：本实施例的色轮54为至少反射绿光的反射式色轮，第一分光滤光片561透射红光和激发光并反射绿光的分光滤光片。此时，第一固态光源51产生的红光511经第一分光滤光片561透射后，再经第二分光滤光片562反射到透镜58。第三固态光源53产生的激发光(例如，蓝光)531经第一分光滤光片561和透镜57透射到色轮54。色轮54对激发光531进行波长转换且至少反射绿光532到第一分光滤光片561。色轮54反射的绿光532经第一分光滤光片561反射后，再经第二分光滤光片562反射到透镜58。第二固态光源52产生的蓝光521则经第二分光滤光片562透射到透镜58。透镜58将入射的红光511、蓝光521以及绿光532收集到匀光棒59进行匀光处理。

通过上述方式，本实施例的光源***50除了能达到与图7所示的光源***30相同的技术效果外，还能够满足不同的光路设计需求，提高了光路设计的灵活性。

请参见图10，图10是本实用新型的光源***的第六实施例的结构示意图。如图10所示，本实施例的光源***60主要包括第一固态光源61、第二固态光源62、第三固态光源63、色轮64、驱动装置65、光路合并单元66、透镜67和68以及匀光棒69。

本实施例的光源***60与图2所示的光源***10的主要区别在于：本实施例的色轮64为至少反射绿光的反射式色轮，第一分光滤光片661为反射红光和激发光并透射绿光的分光滤光片。此时，第一固态光源61产生的红光611经第一分光滤光片661反射后，再经第二分光滤光片662反射到透镜68。第三固态光源63产生的激发光(例如，蓝光)631经第一分光滤光片661反射后，再经透镜67透射到色轮64。色轮64对激发光631进行波长转换且至少反射绿光632到第一分光滤光片661。色轮64反射的绿光632经第一分光滤光片661透射后，再经第二分光滤光片662反射到透镜68。第二固态光源62产生的蓝光621则经第二分光滤光片662透射到透镜68。透镜68将入射的红光611、蓝光621以及绿光632收集到匀光棒69进行匀光处理。

如图11所示，图11显示了一种优选第一分光滤光片661的滤光谱线，其同样能够在色轮64产生的受激光为黄光或黄绿光时将黄光或黄绿光过滤成绿光。

通过上述方式，本实施例的光源***60除了能达到与图2所示的光源***10相同的技术效果外，还能够满足不同的光路设计需求，提高了光路设计的灵活性。

请参见图12，图12是本实用新型的光源***的第七实施例的结构示意图。如图12所示，本实施例的光源***70主要包括第一固态光源71、第二固态光源72、第三固态光源73、色轮74、驱动装置75、光路合并单元76、透镜77和78以及匀光棒79。

本实施例的光源***70与图7所示的光源***30的主要区别在于：本实施例的色轮74为至少反射绿光的反射式色轮，第一分光滤光片761为反射红光和激发光并透射绿光的分光滤光片。此时，第一固态光源71产生的红光711经第一分光滤光片761反射后，再经第二分光滤光片762反射到透镜78。第三固态光源73产生的激发光(例如，蓝光)731经第一分光滤光片761反射后，再经透镜77透射到色轮74。色轮74对激发光731进行波长转换且至少反射绿光732到第一分光滤光片761。色轮74反射的绿光732经第一分光滤光片761透射后，再经第二分光滤光片762反射到透镜78。第二固态光源72产生的蓝光721则经第二分光滤光片762透射到透镜78。透镜78将入射的红光711、蓝光721以及绿光732收集到匀光棒79进行匀光处理。

通过上述方式，本实施例的光源***70除了能达到与图7所示的光源***30相同的技术效果外，还能够满足不同的光路设计需求，提高了光路设计的灵活性。

请参见图13，图13是本实用新型的光源***的第八实施例的结构示意图。本实施例的光源***80主要包括第一固态光源81、第二固态光源82、第三固态光源83、色轮84、驱动装置85、光路合并单元86、透镜87和88以及匀光棒89。

本实施例的光源***80与图1所示的光源***10的主要区别之处在于：光路合并单元86包括第一分光滤光片861以及第二分光滤光片862和863。第一分光滤光片861与第二分光滤光片862和863呈十字形交叉设置。第一分光滤光片861为透射红光和蓝光并反射绿光的分光滤光片，第二分光滤光片862和863为透射红光和绿光并反射蓝光的分光滤光片。此时，第一固态光源81产生的红光811经第一分光滤光片861和第二分光滤光片862和863透射到透镜88上。第二固态光源82产生的蓝光821经第二分光滤光片862反射后，再经第一分光滤光片861透射到透镜88。第二固态光源82产生的蓝光822经第一分光滤光片861透射后，再经第二分光滤光片863反射到透镜88。第三固态光源83的激发光831入射到色轮84上。色轮84对入射的激发光831进行波长转换且至少透射绿光832和833。经色轮84透射的绿光832和833经透镜87收集后分别入射到第一分光滤光片861和第二分光滤光片862上。绿光832经第一分光滤光片861反射后，再经第二分光滤光片863透射到透镜88上，绿光833经第二分光滤光片863透射后，再经第一分光滤光片861反射到透镜88上。透镜88将入射的红光811、蓝光821和822以及绿光832和833收集匀光棒89进行匀光处理。

在上述实施例中公开了多种利用分光滤光片实现光路合并的方法，但其共同点均是利用至少一分光滤光片将红光、蓝光以及绿光反射或透射到同一输出方向，以进行光路合并。因此，本领域技术人员可根据上述实施例的技术启示设计成其他类型的分光滤光片或其组合来实现光路合并目的。此外，本领域技术人员还可以通过本领域公知的其他光路合并方式来实现本发明的光路合并目的。

此外，在其他实施例中，可以利用其他适当的波长转换装置代替色轮来实现波长转换功能。例如，如图14所示，在本实施例中，第三固态光源包括导热衬底921和发光芯片922(例如，LED芯片)。发光芯片922的出光面上设置有波长转换材料层94(例如，荧光粉层)。发光芯片922产生的激发光直接入射到波长转换材料层94的内部，并由波长转换材料层94转换成至少包括绿光的受激光(例如，绿光、黄光或黄绿光)。在优选实施例中，发光芯片922和波长转换材料层94的上方不设置半球形的封装硅胶。此时，由于波长转换材料层94产生的受激光呈各向同性，正向输出的受激光从波长转换材料层94直接输出，并由透镜95收集，而反向输出的受激光则入射到发光芯片922，并发光芯片922的反射层反射回波长转换材料层94后直接输出，同样由透镜95收集。波长转换材料层94在受激过程中产生的热量大部分经由发光芯片922传导到导热衬底921，因此可避免波长转换材料层94的温度过高。

与设置有半球形的封装硅胶的传统光源相比，从光通量角度考虑，传统光源由于封装硅胶与波长转换材料层94的折射率匹配，导致其光通量高于不采用封装硅胶的光源10％-15％，但从光学扩展量的角度考虑，其发光面积从波长转换材料层94的表面积扩大成了半球形的封装硅胶的表面积，扩大了2倍以上，因此其亮度(能量密度)是大幅度降低的。在应用到投影装置时，由于光源发出的光都必须经过光阀(DMD)的调制才能产生图像，而光阀的尺寸和可接受的光束的角度都是有限的。例如，常用的DMD的尺寸是0.45英寸，可以接受光的角度为正负24度。也就是说，光阀的光学扩展量是一个定值。如果光源的光学扩展量小于光阀的，则光源发出的光都可以照射到光阀上并被利用。如果相反，则光源发出的光中，只有与光阀的光学扩展量相同的一部分光能量被光阀利用，其余的光或者照射到光阀上但角度太大而不能被利用(角度超出)，或者是角度合适但是只能照射在光阀以外的部分(面积超出)而不能被利用。因此，不设置半球状封装硅胶的光源更适用于投影应用。

本实用新型提供了一种投影装置，该投影装置包括上述各实施例描述的光源***。

通过上述方式，本实用新型的光源***及投影装置利用波长转换方式产生绿光，提高了绿光的转换效率，解决了传统绿光光源的亮度不足问题。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型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，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种光源***，其特征在于，所述光源***包括：

用于产生红光的第一固态光源；

用于产生蓝光的第二固态光源；

用于产生激发光的第三固态光源；

用于将所述激发光转换成至少包括绿光的受激光的波长转换装置；

用于将所述红光、所述蓝光以及所述绿光进行光路合并的光路合并单元。

2.根据权利要求1所述的光源***，其特征在于，所述波长转换装置为设置于所述第三固态光源的下游光路且设置有波长转换材料的色轮。

3.根据权利要求2所述的光源***，其特征在于，所述光源***进一步包括驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述色轮，以使所述激发光在所述色轮上形成光斑沿预定路径作用于所述波长转换材料。

4.根据权利要求2所述的光源***，其特征在于，所述色轮为透射式色轮，所述光源***进一步包括设置于所述第三固态光源与所述色轮之间的分光滤光片，所述分光滤光片用于透射所述激发光到所述色轮且至少反射从所述色轮反向输出的所述受激光中的所述绿光。

5.根据权利要求4所述的光源***，其特征在于，所述分光滤光片与所述色轮相对固定，并由驱动装置同步驱动。

6.根据权利要求1所述的光源***，其特征在于，所述第三固态光源包括用于产生所述激发光的发光芯片，所述波长转换装置为设置于所述发光芯片的出光面且用于将所述激发光转换成所述受激光的波长转换材料层。

7.根据权利要求6所述的光源***，其特征在于，经所述波长转换材料层进行转换后产生的所述受激光从所述波长转换材料层直接输出到所述第三固态光源外部或经所述发光芯片反射后从所述波长转换材料层直接输出到所述第三固态光源外部。

8.根据权利要求1所述的光源***，其特征在于，所述光源***包括一用于将所述受激光过滤成所述绿光的滤光片，所述滤光片设置于所述光路合并单元的内部或外部。

9.根据权利要求1所述的光源***，其特征在于，所述光路合并单元包括至少一分光滤光片，所述分光滤光片将所述红光、所述蓝光以及所述绿光反射或透射到同一输出方向，以进行光路合并。

10.根据权利要求9所述的光源***，其特征在于，所述光路合并单元包括平行设置或垂直设置的第一分光滤光片和第二分光滤光片。

11.根据权利要求10所述的光源***，其特征在于，所述红光经所述第一分光滤光片透射后再经所述第二分光滤光片反射到所述输出方向，所述绿光经所述第一分光滤光片反射后再经所述第二分光滤光片反射到所述输出方向，所述蓝光经所述第二分光滤光片透射到所述输出方向。

12.根据权利要求11所述的光源***，其特征在于，所述波长转换装置为设置于所述第三固态光源的下游光路且设置有波长转换材料的色轮；所述激发光经所述第一分光滤光片透射到所述色轮，所述绿光经所述色轮反射到所述第一分光滤光片。

13.根据权利要求10所述的光源***，其特征在于，所述红光经所述第一分光滤光片反射后再经所述第二分光滤光片反射到所述出光方向，所述激发光经所述第一分光滤光片反射到所述色轮，所述绿光经所述色轮反射到所述第一分光滤光片，随后经所述第一分光滤光片透射再经所述第二分光滤光片反射到所述出光方向，所述蓝光经所述第二分光滤光片透射到所述出光方向。

14.根据权利要求9所述的光源***，其特征在于，所述光路合并单元包括呈十字形交叉设置的第一分光滤光片和第二分光滤光片，所述红光经所述第一分光滤光片和所述第二分光滤光片透射到所述出光方向，所述蓝光经所述第二分光滤光片反射后再经所述第一分光滤光片透射到所述出光方向或经所述第一分光滤光片透射后再经所述第二分光滤光片反射到所述出光方向，所述绿光经所述第一分光滤光片反射后再经所述第二分光滤光片透射到所述出光方向或经所述第二分光滤光片透射后再经所述第一分光滤光片反射到所述出光方向。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的光源***，其特征在于，该光源***还包括复眼透镜对，用于对光路合并单元合并的光束进行匀光；所述复眼透镜对包括两个相对设置的复眼透镜，每个复眼透镜包括紧密联结在一起的复数个透镜单元，各个透镜单元的纵向截面呈正六边形。

16.一种投影装置，其特征在于，所述投影装置包括权利要求1-15任意一项所述的光源***。