[发明专利]发光装置及其应用的投影系统

说明书

本发明是基于申请日为2011年12月4日，申请号为201110396392.4，发明名称为发光装置及其应用的投影系统的分案。

技术领域

本发明涉及投影技术领域，尤其涉及一种发光装置及其应用的投影系统。

背景技术

传统光源如荧光灯、白炽灯、超高性能灯或氙灯等难以做到高效率、长寿命。随着固态光源的发展，发光二极管(LED，Light Emitting Diode)和半导体激光器逐步走入照明和显示市场。

产生白光或色光的方式一般有两种：一种是直接利用色光光源如红、绿或蓝光LED来提供色光，或利用这些色光来合成白光；另一种是基于光波长转换用激发光源来激发波长转换材料(如荧光粉)产生受激发光，进而利用激发光或受激发光来合成白光。

以荧光粉为例，传统基于光波长转换及采用LED芯片的光源一般将荧光粉设在LED芯片表面，使穿透荧光粉层背向散射回LED芯片的受激发光能被LED芯片反射而从荧光粉侧出射，从而提高出光效率。其缺陷在于：LED芯片发出的热与荧光粉发出的热之间互相影响，将降低LED芯片的发光效率和荧光粉的转换效率，甚至缩短LED器件的使用寿命。

上述缺陷在直接利用色光光源提供色光的方式中也同样存在。例如，利用激光光源直接提供色光，由于激光是强相干光，其在屏幕上显示的图像的每一个像素会出现由于相干产生的散斑，使图像无法正常显示。因此在激光显示中，必须使用消相干装置或方法来消除相干散斑。现有技术中，为了提高出光效率，一般将散光元件设在激光光源表面，使经散光元件散射后向激光光源表面发射的光线能被激光光源表面反射而从散光元件侧出射。同样，激光光源与散光元件发出的热之间互相影响，将降低激光光源的发光效率，甚至缩短激光光源的使用寿命。

为克服上述缺陷，美国专利US 7,070,300B2提出一种分离LED和荧光粉的方法，具体如图1所示。将来自一个或多个LED光源102的激发光以光学准直装置108来准直，再利用波长选择片110来把这些激发光反射到另一个准直装置114进行聚焦后投射往荧光粉片112，来自该荧光粉片112的受激发光透射所述波长选择片110而提供为光源的出射光。在该方案中，利用激发光和受激发光波长的不同，采用波长选择片110来分离激发光和受激发光的光路，使得在提高出光效率的同时，受激发光不会回射到LED芯片，LED芯片产生的热和荧光粉产生的热不会互相影响，基本解决了上述传统技术所存在的问题。

上述专利提供的技术方案的不足之处在于，在将荧光粉换成散光片用于消相干时，由于相干光和散射后的非相干光波长相同，散光元件向相干光源发出的非相干光会沿着相干光的入射光路回射到相干光源，导致非相干光的光路输出无法实现，因此，提高出光效率与减小相干光源与散光元件的热之间的影响成为一对矛盾体，无法兼顾。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足之处，而提出一种发光装置及其应用的投影系统，可使得提高出光效率的同时，散光元件向相干光源发出的大部分非相干光不会沿着相干光的入射光路回射到相干光源，从而降低激光光源与散光元件发出的热之间的影响。

本发明提供了一种发光装置，包括：

相干光源，用于产生相干光；

包括相对的第一表面与第二表面的散光元件，用于散射来自相干光源的相干光以产生非相干光；

位于散光元件第一表面一侧的光引导件，用于引导相干光源发出的相干光入射到散光元件的第一表面上以形成第一光路，并引导散光元件的第一表面发出的部分非相干光由第一光路出射，引导散光元件的第一表面发出的剩余非相干光由第二光路出射，并将第一光路与第二光路分离；

并且，由第一光路出射的非相干光的光通量少于由第二光路出射的非相干光的光通量。

本发明还提供了一种投影系统，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：

本发明实施例中，通过光引导件将相干光由第一光路引导至散光元件，并引导来自散光元件第一表面的大部分非相干光由与第一光路分离的第二光路出射作为发光装置的出射光，从而在提高了发光装置的出光效率的同时，使得散光元件第一表面发出的大部分的非相干光不会沿着相干光的光路回射到相干光源，减小了非相干光的热与相干光源的热之间的影响，从而提高了相干光源的发光效率及使用寿命。

附图说明

图1是现有基于LED和荧光粉来产生高效色光的光源的结构示意图；

图2是本发明实施例中发光装置的一个实施例的结构示意图；