[发明专利]发光装置及相关投影系统与照明系统

说明书

本发明实施例公开了一种发光装置及相关投影系统与照明系统，包括第一小透镜与第二小透镜，均包括第一区与第二区，该第一区的焦距比该第二区的焦距短；第一准直元件用于准直第一激光器出射的第一光；分光装置用于对第一光部分透射部分反射，引导第一光出射至第一小透镜的第一区与第二小透镜的第一区；第一小透镜用于将第一光聚焦至第一波长转换装置；第二小透镜用于将第一光聚焦至散射装置；第一波长转换装置用于将其出射光反射至第一小透镜；散射装置用于将其出射光反射至第二小透镜；第一、二小透镜用于将该两路光收集至分光装置，该分光装置用于将该两路光的部分光合为一束合光，并出射至光控制件。本发明实施例具有体积小的优点。

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与照明系统。

背景技术

目前，激光激发荧光粉以出射彩色光或白光的技术已广泛应用于照明与显示技术领域。

图1是现有技术中一种发光装置的结构示意图。如图1所示，发光装置10包括激光器11、准直透镜12、反射镜13、分光滤光片14、透镜15、透镜16、黄色荧光粉片17。激光器11出射的蓝色激光经过准直透镜12准直后，经过反射镜13反射至分光滤光片14。分光滤光片14具有反射蓝光透射黄光的属性，蓝色激光经分光滤光片14的反射后，依次入射于透镜15和16，并经过透镜15和16后聚焦于荧光粉片17（光线如虚线所示）。黄色荧光粉片17吸收至少部分蓝色激光而产生黄光，该黄光被反射基板反射至透镜16，并依次被透镜16收集，和被透镜15准直出射（光线如带箭头的实线所示）。

由于波长转换材料的发光是朗伯分布的，这种大角度分布的光要想收集起来，往往需要经过至少两个透镜才能实现高效率的收集和准直。发光装置10即通过透镜16与透镜15来共同完成两个作用，一个是将平行的激光聚焦到荧光粉片17，一个是对荧光粉片17发出的光收集并准直成平行光。透镜16口径较小且距离发光点（荧光粉片）很近，大角度的光（例如70度以内的所有光）入射于透镜16后角度被收小，然后入射于大口径的透镜15后被进一步的准直。

但是，受限于光学扩展量守恒定律，透镜15出射的准直光束的准直度越高（即发散角越小），就要求透镜15的口径越大（因为口径与发散角的正弦的乘积是一个常数，即光学扩展量守恒）。而激光光路需要绕过透镜15的边缘，并从透镜15的上方入射，因此透镜15的口径越大，激光的光路就越长，放置激光的位置也就越远，整个系统体积也就越庞大。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种体积较小的发光装置及相关投影系统与照明系统。

本发明实施例提供一种发光装置，包括：第一激光器、第一准直元件、分光装置、第一小透镜、第二小透镜、第一波长转换装置、散射装置与光控制件；第一小透镜与第二小透镜均包括第一区与第二区，第一区的受光面积小于第二区的受光面积的1/2，该第一区的焦距比该第二区的焦距短；第一激光器用于出射第一光，第一准直元件用于准直该第一光，第一光为激发光；分光装置用于接收第一准直元件出射的第一光，并对第一光部分透射部分反射，引导第一光出射至第一小透镜的第一区与第二小透镜的第一区；第一小透镜的第一区用于将来自分光装置的第一光聚焦至第一波长转换装置；第二小透镜的第一区用于将来自分光装置的第一光聚焦至散射装置；第一波长转换装置用于将来自第一小透镜的第一光的至少部分波长转换为受激光，并将其出射光反射至第一小透镜；散射装置用于将来自第二小透镜的第一光散射为散射光，并将其出射光反射至第二小透镜；第一小透镜用于将波长转换装置的出射光收集至分光装置，第二小透镜用于将散射装置的出射光收集至分光装置，该分光装置用于将该两路光的部分光合为一束合光，并出射至光控制件；光控制件用于控制该合光实现特定的光分布。

可选地，发光装置还包括用于出射第二光的第二激光器与用于准直该第二光的第二准直元件；分光装置还用于接收第二准直元件出射的第二光，并按不同的透射反射比例，引导第一光与第二光出射至第一小透镜的第一区与第二小透镜的第一区；第一小透镜的第一区还用于将来自分光装置的第二光聚焦至第一波长转换装置，第二小透镜的第一区还用于将来自分光装置的第二光聚焦至散射装置。