[发明专利]发光装置及相关投影系统与照明系统

说明书

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、准直元件、第一透镜与波长转换装置；第一激光器用于出射激发光至准直元件，准直元件用于准直该激发光；第一透镜包括第一区与第二区，该第一区的受光面积小于该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，来自准直元件的激发光入射至该第一区，该第一区用于将该激发光聚焦至波长转换装置；波长转换装置用于将激发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透镜的第一区与第二区；第一透镜还用于收集入射于其上的波长转换装置的出射光并出射。

可选地，发光装置还包括光控制件，第一透镜收集的波长转换装置的出射光至少大部分出射至该光控制件，该光控制件用于控制该出射光实现特定的光分布。

可选地，发光装置还包括光引导件，用于将来自准直元件的激发光沿第一光路引导至第一透镜的第一区，将第一透镜收集的波长转换装置的出射光的至少大部分沿第二光路引导至光控制件。

可选地，光引导件为分光滤光片，用于将来自准直元件的激发光沿第一光路反射至第一透镜的第一区，将第一透镜收集的受激光沿第二光路透射至光控制件；或者，用于将来自准直元件的激发光沿第一光路透射至第一透镜的第一区，将第一透镜收集的受激光沿第二光路反射至光控制件。

可选地，光引导件包括第一区和第二区，该第一区的受光面积小于第二区的受光面积的1/2，该第一区用于将来自准直元件的激发光沿第一光路引导至第一透镜的第一区，该第二区用于将第一透镜第二区收集的波长转换装置的出射光沿第二光路引导至光控制件；光引导件的第一区为第一反射镜，第二区为第一反射镜周围的透光介质；或者，光引导件的第一区为透光孔，第二区为透光孔周围的反射镜。

可选地，光引导件的第一区为透光孔，第二区为透光孔周围的反射镜，且该反射镜为反射曲面；光引导件也是光控制件。

可选地，第一透镜相较于平凸透镜来说，底面为平面或凹面，上表面有凸起，该凸起与凸起的下面部分构成第一透镜的第一区。

可选地，该发光装置还包括第二激光器与相应的准直元件，第一激光器出射的激发光与第二激光器出射的激光分别经准直元件准直后，合为一束激光并入射至第一透镜的第一区；波长转换装置还用于散射来自第二激光器的激光。

本发明实施例还提供一种投影系统，包括上述任一发光装置。

本发明实施例还提供一种照明系统，包括上述任一发光装置。

与现有技术相比，本发明实施例包括如下有益效果：