光源系統(tǒng)、波長轉(zhuǎn)換裝置及相關(guān)投影系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了一種光源系統(tǒng)、波長轉(zhuǎn)換裝置及相關(guān)投影系統(tǒng)，該光源系統(tǒng)包括用于產(chǎn)生激發(fā)光的激發(fā)光源和波長轉(zhuǎn)換裝置，該激發(fā)光入射于該波長轉(zhuǎn)換裝置，該波長轉(zhuǎn)換裝置包括：微結(jié)構(gòu)陣列，包括多個呈凸起物狀的微結(jié)構(gòu)體，其中每個微結(jié)構(gòu)體包括波長轉(zhuǎn)換材料，任意相鄰的兩個微結(jié)構(gòu)體之間的間距大于零且均覆設(shè)有散射面；所述微結(jié)構(gòu)陣列具有起伏的一面面向所述入射的激發(fā)光，且所述激發(fā)光在所述波長轉(zhuǎn)換裝置上形成的光斑覆蓋一個微結(jié)構(gòu)體的至少部分，還覆蓋該微結(jié)構(gòu)體與相鄰的一個微結(jié)構(gòu)體之間的散射面的至少部分，以使所述激發(fā)光經(jīng)該散射面散射后與該受激光混合并出射。本發(fā)明能提供一種高效且出射激發(fā)光與受激光的混合光的光源系統(tǒng)。
【專利說明】光源系統(tǒng)、波長轉(zhuǎn)換裝置及相關(guān)投影系統(tǒng)
[0001 ]本發(fā)明是基于申請?zhí)枮?01210395090.X，發(fā)明名稱為光源系統(tǒng)、波長轉(zhuǎn)換裝置及相關(guān)投影系統(tǒng)，申請日為2012年1月17日的專利申請的分案。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及照明及顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種光源系統(tǒng)、波長轉(zhuǎn)換裝置及相關(guān)投影系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的照明系統(tǒng)或者投影系統(tǒng)的發(fā)光裝置中，常采用激發(fā)光對波長轉(zhuǎn)換材料進(jìn)行激發(fā)以產(chǎn)生受激光。但由于每個波長轉(zhuǎn)換材料顆粒在受激發(fā)的過程中，由于其波長轉(zhuǎn)換效率不可能是100%，其中所損失的能量都轉(zhuǎn)化為熱量，這就造成了波長轉(zhuǎn)換材料顆粒的熱量的累積和溫度的快速上升，直接影響了波長轉(zhuǎn)換材料的發(fā)光效率和使用壽命。
[0004]—種常用的解決方法是，通過驅(qū)動裝置驅(qū)動波長轉(zhuǎn)換材料運動，使得激發(fā)光在波長轉(zhuǎn)換材料上形成的光斑按預(yù)定路徑作用于該波長轉(zhuǎn)換材料。這樣，單位面積內(nèi)的波長轉(zhuǎn)換材料不會一直處于激發(fā)光的照射下，以減少單位面積內(nèi)的波長轉(zhuǎn)換材料的熱量的累積。
[0005]但是，隨著照明系統(tǒng)和投影系統(tǒng)對出射光的光功率的要求越來越高，激發(fā)光的光功率也隨之提高。當(dāng)激發(fā)光的光功率密度越高時，波長轉(zhuǎn)換材料的光轉(zhuǎn)換效率越低；當(dāng)激發(fā)光的光功率達(dá)到一定程度時，波長轉(zhuǎn)換材料會發(fā)生淬滅效應(yīng)，即波長轉(zhuǎn)換材料的光轉(zhuǎn)換效率急劇下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種高效且出射激發(fā)光與受激光的混合光的光源系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明實施例提供一種光源系統(tǒng)，包括用于產(chǎn)生激發(fā)光的激發(fā)光源和波長轉(zhuǎn)換裝置，該激發(fā)光入射于該波長轉(zhuǎn)換裝置，該波長轉(zhuǎn)換裝置包括:
[0008]微結(jié)構(gòu)陣列，包括多個微結(jié)構(gòu)體，各微結(jié)構(gòu)體呈柱狀、圓錐狀、棱錐狀、圓臺狀、棱臺狀、棱柱狀或者表面呈其他曲面的凸起物狀，其中每個微結(jié)構(gòu)體包括波長轉(zhuǎn)換材料，任意相鄰的兩個微結(jié)構(gòu)體之間的間距大于零，并且各微結(jié)構(gòu)體之間均覆設(shè)有散射面；
[0009]所述微結(jié)構(gòu)陣列具有起伏的一面面向所述入射的激發(fā)光，且所述激發(fā)光在所述波長轉(zhuǎn)換裝置上形成的光斑覆蓋一個微結(jié)構(gòu)體的至少部分，以對微結(jié)構(gòu)體內(nèi)的波長轉(zhuǎn)換材料進(jìn)行激發(fā)而產(chǎn)生受激光，該光斑還覆蓋該微結(jié)構(gòu)體與相鄰的一個微結(jié)構(gòu)體之間的散射面的至少部分，以使所述激發(fā)光經(jīng)該散射面散射后與該受激光混合并出射。
[0010]本發(fā)明實施例還提供一種波長轉(zhuǎn)換裝置，包括:
[0011]微結(jié)構(gòu)陣列，包括多個微結(jié)構(gòu)體，各微結(jié)構(gòu)體呈柱狀、圓錐狀、棱錐狀、圓臺狀、棱臺狀、棱柱狀或者表面呈其他曲面的凸起物狀，其中每個微結(jié)構(gòu)體包括波長轉(zhuǎn)換材料，任意相鄰的兩個微結(jié)構(gòu)體之間的間距大于零，并且各微結(jié)構(gòu)體之間均覆設(shè)有散射面。
[0012]本發(fā)明實施例還提供一種投影系統(tǒng)，包括上述光源系統(tǒng)。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明包括如下有益效果:
[0014]本發(fā)明通過將波長轉(zhuǎn)換材料設(shè)置為多個微結(jié)構(gòu)體，且各微結(jié)構(gòu)體呈圓錐狀、棱錐狀、圓臺狀、棱臺狀、柱狀或者表面呈其他曲面的凸起物狀，微結(jié)構(gòu)陣列具有起伏的一面面向所述激發(fā)光，使得在沿平行于微結(jié)構(gòu)陣列的延伸方向內(nèi)，單位平面面積內(nèi)的接收激發(fā)光的波長轉(zhuǎn)換材料的表面積增大，相比一個整體的且表面為平面的波長轉(zhuǎn)換層，本發(fā)明中波長轉(zhuǎn)換裝置中的波長轉(zhuǎn)換材料接收到的光功率密度下降，進(jìn)而光轉(zhuǎn)換效率提高；同時，由于任意相鄰的兩個微結(jié)構(gòu)體之間的間距大于零，且各微結(jié)構(gòu)體之間均覆設(shè)有散射面，使得部分激發(fā)光未用于激發(fā)而經(jīng)散射面散射后和波長轉(zhuǎn)換材料產(chǎn)生的受激光合光成另一顏色光。
【附圖說明】
[0015]圖1A是本發(fā)明的光源系統(tǒng)的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖1B是圖1A所示的光源系統(tǒng)中的波長轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖1C是本發(fā)明的光源系統(tǒng)的另一實施例中波長轉(zhuǎn)換裝置的立體圖；
[0018]圖1D是本發(fā)明的光源系統(tǒng)的另一實施例中波長轉(zhuǎn)換裝置的側(cè)視圖；
[0019]圖2A是圖1A所示的光源系統(tǒng)中的光路結(jié)構(gòu)的一個實施例的示意圖；
[0020]圖2B是圖1A所不的光源系統(tǒng)中的光路結(jié)構(gòu)的另一個實施例的不意圖；
[0021 ]圖3是本發(fā)明的光源系統(tǒng)的又一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4是本發(fā)明的光源系統(tǒng)的又一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0024]實施例一
[0025]請參閱圖1A，圖1A是本發(fā)明的光源系統(tǒng)的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。光源系統(tǒng)100包括激發(fā)光源101和波長轉(zhuǎn)換裝置11。
[0026]波長轉(zhuǎn)換裝置11包括微結(jié)構(gòu)陣列103。微結(jié)構(gòu)陣列包括多個微結(jié)構(gòu)體103a，其中每個微結(jié)構(gòu)體103a包括波長轉(zhuǎn)換材料，用于吸收一種波長范圍的光并出射另一種波長范圍的光。常用的波長轉(zhuǎn)換材料包括熒光粉。波長轉(zhuǎn)換材料還可能是量子點、熒光染料等具有波長轉(zhuǎn)換能力的材料，并不限于熒光粉。如圖1B所示，圖1B是圖1A所示的光源系統(tǒng)中的波長轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施例中，各微結(jié)構(gòu)體103a呈三棱錐狀，并呈方形陣列排布。任意相鄰的兩個微結(jié)構(gòu)體之間的間距大于零，并且各微結(jié)構(gòu)體之間均設(shè)有散射面107。微結(jié)構(gòu)陣列103具有起伏的一面面向激發(fā)光源101。
[0027]激發(fā)光源101用于產(chǎn)生激發(fā)光LI，以對波長轉(zhuǎn)換裝置103中的波長轉(zhuǎn)換材料進(jìn)行激發(fā)進(jìn)而產(chǎn)生受激光。常用的激發(fā)光源有LED光源、激光光源或者其他固態(tài)發(fā)光光源。
[0028]激發(fā)光LI在波長轉(zhuǎn)換裝置11上形成的光斑覆蓋一個微結(jié)構(gòu)體103a的至少部分，以對該微結(jié)構(gòu)體內(nèi)的波長轉(zhuǎn)換材料進(jìn)行激發(fā)而產(chǎn)生受激光;該光斑還覆蓋該微結(jié)構(gòu)體與相鄰的一個微結(jié)構(gòu)體之間的散射面107的至少部分，以使所述激發(fā)光未被波長轉(zhuǎn)換材料吸收而直接被該散射面107散射。經(jīng)散射的激發(fā)光部分入射至微結(jié)構(gòu)體以對該微結(jié)構(gòu)體中的波長轉(zhuǎn)換材料進(jìn)行激發(fā)，其余的激發(fā)光未用于激發(fā)而是直接與受激光混合后出射，以使得該波長轉(zhuǎn)換裝置出射受激光和未被吸收的激發(fā)光的混合光。由于激發(fā)光經(jīng)散射面107散射后再與受激光混合出射，使得該兩種光混合得更加均勻。
[0029]波長轉(zhuǎn)換裝置11還包括基底105，該基底包括相對的第一表面105a和第二表面105b。微結(jié)構(gòu)陣列103設(shè)置于該第一表面105a上。相對應(yīng)地，微結(jié)構(gòu)陣列103中各微結(jié)構(gòu)體之間的散射面107可通過將基底105的對應(yīng)于各微結(jié)構(gòu)之間區(qū)域的表面粗糙化來實現(xiàn)，或者在基底105的對應(yīng)于各微結(jié)構(gòu)之間區(qū)域的表面上設(shè)置散射材料或者其他散射結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。
[0030]基底可采用一些導(dǎo)熱材料制成，例如鋁，以降低微結(jié)構(gòu)陣列103的工作溫度，進(jìn)而提高波長轉(zhuǎn)換裝置11的工作壽命。本實施例通過將波長轉(zhuǎn)換材料設(shè)置為多個微結(jié)構(gòu)體，且各微結(jié)構(gòu)體呈三棱錐狀，使得在沿平行于微結(jié)構(gòu)陣列的延伸方向內(nèi)，單位平面面積內(nèi)的接收激發(fā)光的波長轉(zhuǎn)換材料的表面積增大，相比一個整體的且表面為平面的波長轉(zhuǎn)換層，本發(fā)明中波長轉(zhuǎn)換裝置中的波長轉(zhuǎn)換材料接收到的光功率密度下降，進(jìn)而光轉(zhuǎn)換效率提高。[0031 ]在本實施例中，各微結(jié)構(gòu)體103a還可以呈其他形狀的棱錐狀，如四棱錐?；蛘撸魑⒔Y(jié)構(gòu)體103a還可以呈柱狀、圓錐狀、圓臺狀、棱臺狀、棱柱狀或者表面呈其他曲面的凸起物狀，或者是以上不同微結(jié)構(gòu)體的組合。這些列舉的微結(jié)構(gòu)體的形狀都能夠使得在沿平行于微結(jié)構(gòu)陣列的延伸方向內(nèi)，單位平面面積內(nèi)的接收激發(fā)光的波長轉(zhuǎn)換材料的表面積增大，進(jìn)而提高波長轉(zhuǎn)換材料的光轉(zhuǎn)換效率。
[0032]請參閱圖1C，圖1C是本發(fā)明的光源系統(tǒng)的另一實施例中波長轉(zhuǎn)換裝置的立體圖。如圖1C所示，本實施例與圖1所示實施例的區(qū)別之處在于:本實施例中的微結(jié)構(gòu)陣列中的各微結(jié)構(gòu)體12呈三棱柱狀，各三棱柱相互平行并列，往同一個方向延伸排布。
[0033]請參閱圖1D，圖1D是本發(fā)明的光源系統(tǒng)的另一實施例中波長轉(zhuǎn)換裝置的側(cè)視圖。如圖1D所示，本實施例與圖1所示實施例的區(qū)別之處在于:本實施例中，微結(jié)構(gòu)陣列中的各微結(jié)構(gòu)體13呈方柱狀，即各微結(jié)構(gòu)體13在沿平行于微結(jié)構(gòu)陣列延伸的方向上的截面為正方形。與呈其他形狀的微結(jié)構(gòu)體不同的是，在包括有呈柱狀的微結(jié)構(gòu)體的微結(jié)構(gòu)陣列中，主要通過柱體的側(cè)面來增大接收到激發(fā)光的波長轉(zhuǎn)換材料的表面積。由于在實際運用中，激發(fā)光并不能做到完全的平行準(zhǔn)直并垂直入射于波長轉(zhuǎn)換裝置，因此，有部分激發(fā)光入射到呈柱狀的微結(jié)構(gòu)體的側(cè)面進(jìn)而進(jìn)行激發(fā)。
[0034]為理解本發(fā)明的光源系統(tǒng)是如何工作的，以下具體舉例說明。如圖2A所示，圖2A是圖1A所示的光源系統(tǒng)中的光路結(jié)構(gòu)的一個實施例的示意圖。本實施例中，激發(fā)光源(圖中未示)用于產(chǎn)生藍(lán)色激發(fā)光LI。波長轉(zhuǎn)換裝置11中的微結(jié)構(gòu)陣列103包括黃色熒光粉，用于吸收藍(lán)光并產(chǎn)生黃色受激光L2。波長轉(zhuǎn)換裝置11為反射式的，即激發(fā)光LI和受激光L2的光路均位于該波長轉(zhuǎn)換裝置11的同一側(cè)，這樣能使光損失更少。相對應(yīng)地，可在基底105的第一表面105a上設(shè)置一反射層。由于熒光粉發(fā)光為全角發(fā)光，迎向激發(fā)光源出射的黃色受激光L2則直接出射，迎向基底105出射的受激光L2經(jīng)第一表面105a上的反射層反射后迎向激發(fā)光源出射。而經(jīng)散射面107散射并經(jīng)第一表面105a上的反射層反射的藍(lán)色激發(fā)光LI也迎向激發(fā)光源出射，并與黃色受激光混合成白光。
[0035]為提高微結(jié)構(gòu)體中的波長轉(zhuǎn)換材料的利用率，優(yōu)選地，基底105由透光材料制成，且反射面設(shè)置在基底105的第二表面105b上。這樣，未被微結(jié)構(gòu)陣列吸收的激發(fā)光和經(jīng)散射面107透射的部分激發(fā)光進(jìn)入基底105后被第二表面105b反射回微結(jié)構(gòu)陣列103。該反射回微結(jié)構(gòu)陣列103的激發(fā)光一部分經(jīng)散射面107散射并透射出射，另一部分被反射至微結(jié)構(gòu)陣列103的底面，即微結(jié)構(gòu)陣列103與基底105的第一表面105a相接觸的一面，并對微結(jié)構(gòu)103的底面進(jìn)行激發(fā)以產(chǎn)生受激光。
[0036]當(dāng)然，在實際運用中，波長轉(zhuǎn)換裝置11也可以是透射式的。如圖2B所示，圖2B是圖1A所示的光源系統(tǒng)中的光路結(jié)構(gòu)的另一個實施例的示意圖。本實施例中，基底105由透光材料制成，例如玻璃。微結(jié)構(gòu)陣列103中的黃色熒光粉產(chǎn)生的黃色受激光L2透射過基底105并從基底105的第二表面105b出射。部分激發(fā)光經(jīng)散射面107散射后透射過基底105并從基底105的第二表面105b出射，并與黃色受激光L2混合成白光。本實施例中，由于熒光粉的全角發(fā)光，會導(dǎo)致部分黃色受激光從波長轉(zhuǎn)換裝置11面向激發(fā)光源的一側(cè)出射，造成部分光未被收集到而損失掉。因此，可在激發(fā)光LI入射于波長轉(zhuǎn)換裝置11的光路上放置濾光片，用于透射激發(fā)光并反射受激光，以提高光束的收集率。當(dāng)然，在對亮度要求不是很高的場合，也可以不使用該濾光片。
[0037]實施例二
[0038]請參閱圖3，圖3是本發(fā)明的光源系統(tǒng)的又一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例中，光源系統(tǒng)300包括激發(fā)光源301和波長轉(zhuǎn)換裝置33。波長轉(zhuǎn)換裝置33包括微結(jié)構(gòu)陣列303和基底305。與實施例一不同的是，本實施例中的基底305由透光材料制成，且微結(jié)構(gòu)陣列303設(shè)置于基底305內(nèi)。
[0039]基底305包括第一表面305a和與第一表面305a相對的第二表面305b，其中第一表面305a用于接收來自激發(fā)光源301的激發(fā)光LI。微結(jié)構(gòu)陣列303具有起伏的一面面向該第一表面305a，且該微結(jié)構(gòu)陣列303的延伸方向平行于該第一表面305a。
[0040]相比實施例一，本實施例中微結(jié)構(gòu)陣列303中各微結(jié)構(gòu)體303a與基底305的接觸面積更大，更利于微結(jié)構(gòu)陣列303的散熱。
[0041]在本實施例中，波長轉(zhuǎn)換裝置33可以是透射式的，也可以是反射式的，該兩者的光路結(jié)構(gòu)分別類似于實施例一中所描述的透射式和反射式的波長轉(zhuǎn)換裝置中的光路結(jié)構(gòu)，其中相同的部分在此不再贅述。但相比實施例一中所描述的透射式波長轉(zhuǎn)換裝置，本實施例中可在第一表面305a上鍍有濾光膜，用于透射激發(fā)光并反射受激光，以提高光束的收集率。進(jìn)一步地，還可以將該濾光膜設(shè)置為反射大角度入射的激發(fā)光，使得被微結(jié)構(gòu)陣列303反射的部分激發(fā)光中以大角度從該基底305的第一表面305a出射的部分被該濾光膜再次反射回微結(jié)構(gòu)陣列303，以提高激發(fā)光的利用率。
[0042]在本實施例中，微結(jié)構(gòu)陣列303中各微結(jié)構(gòu)體303a之間的散射面307可通過在各微結(jié)構(gòu)體之間設(shè)置散射材料或者散射結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。例如，可通過將基底305的第二表面305b的對應(yīng)于各微結(jié)構(gòu)之間區(qū)域的表面粗糙化來實現(xiàn)。
[0043]實施例三
[0044]請參閱圖4，圖4是本發(fā)明的光源系統(tǒng)的又一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。光源系統(tǒng)400包括激發(fā)光源(圖未示)和波長轉(zhuǎn)換裝置44 ο波長轉(zhuǎn)換裝置44包括波長轉(zhuǎn)換層403。與以上實施例不同的是，本實施例中的波長轉(zhuǎn)換裝置44中的微結(jié)構(gòu)陣列不是設(shè)置在基底上或者基底內(nèi)，而是直接在波長轉(zhuǎn)換層403面向激發(fā)光源的一側(cè)上形成有如實施例一和二所描述的微結(jié)構(gòu)陣列。相比以上實施例，本實施例中由于無需基底來承載該波長轉(zhuǎn)換層，進(jìn)而能夠降低成本。
[0045]在本實施例中，波長轉(zhuǎn)換裝置44為反射式的，且各微結(jié)構(gòu)體呈柱狀。可通過在波長轉(zhuǎn)換層403背向激發(fā)光源的另一側(cè)上鍍有反射膜來實現(xiàn)。當(dāng)然，波長轉(zhuǎn)換裝置44也可以通過設(shè)置在反射鏡上來實現(xiàn)反射式結(jié)構(gòu)。
[0046]相對應(yīng)的，散射面407設(shè)置為散射反射面，可通過先在各微結(jié)構(gòu)體之間鍍上反射膜后再設(shè)置有散射材料或者散射結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。當(dāng)然，如果通過在各微結(jié)構(gòu)體之間設(shè)置散射材料來實現(xiàn)散射，由于散射材料對光束有部分反射作用，當(dāng)散射材料設(shè)置的厚度足夠大時，也可以實現(xiàn)散射反射的作用，即不需要先在各微結(jié)構(gòu)體之間鍍上反射膜，而直接設(shè)置散射材料。當(dāng)然，在實際運用中，如果對激發(fā)光需要的量較小時，由于散射材料對光束有部分反射的作用，散射材料也可以不用做到需反射全部光束的厚度，只要有部分光束得到反射即可。而透射過該散射材料的激發(fā)光對波長轉(zhuǎn)換材料激發(fā)后產(chǎn)生的受激光和未被吸收的激發(fā)光會被波長轉(zhuǎn)換層403背向激發(fā)光源的另一側(cè)上的反射膜反射，并從波長轉(zhuǎn)換層面向激發(fā)光源的一側(cè)出射。本實施例中的光路結(jié)構(gòu)與以上實施例中的反射式波長轉(zhuǎn)換裝置中的光路結(jié)構(gòu)相似，在此不再贅述。
[0047]為使微結(jié)構(gòu)陣列上各微結(jié)構(gòu)體上用于接收激發(fā)光的表面積更大，優(yōu)選地，各微結(jié)構(gòu)體的平均高度大于任意相鄰的兩個微結(jié)構(gòu)體之間的平均間距的一半。
[0048]在以上各實施例中，用于合成混合出射光的激發(fā)光和受激光的比例不同，會導(dǎo)致其合成的混合出射光的色坐標(biāo)不同。在波長轉(zhuǎn)換裝置中的微結(jié)構(gòu)陣列中波長轉(zhuǎn)換材料的濃度一定時，出射的混合光中激發(fā)光和受激光的比例決定于激發(fā)光在波長轉(zhuǎn)換裝置上形成的光斑所覆蓋的各微結(jié)構(gòu)體的表面積與所覆蓋的散射面的表面積的比例；容易理解的是，當(dāng)微結(jié)構(gòu)足夠小時，這個比例近似于微結(jié)構(gòu)陣列中各微結(jié)構(gòu)體的表面積與散射面的表面積的比例。由于混合出射光中的激發(fā)光成分的比例由散射面的表面積占微結(jié)構(gòu)陣列總面積的比例決定，受激光成分的比例由各微結(jié)構(gòu)體的表面積占微結(jié)構(gòu)陣列總面積的比例決定；因此，可根據(jù)需要的混合出射光的色坐標(biāo)來確定激發(fā)光和受激光的比例，進(jìn)而確定微結(jié)構(gòu)陣列中各微結(jié)構(gòu)體的表面積與散射面的表面積的比例，以使得最終光源系統(tǒng)出射的混合光的色坐標(biāo)達(dá)到預(yù)先需要的色坐標(biāo)。
[0049]在以上各實施例中，激發(fā)光源和波長轉(zhuǎn)換裝置均為相對靜止。在實際運用中，也可以采用驅(qū)動裝置驅(qū)動波長轉(zhuǎn)換裝置運動，使得激發(fā)光在波長轉(zhuǎn)換裝置上形成的光斑按預(yù)定路徑運動。這樣，能進(jìn)一步提高波長轉(zhuǎn)換裝置的散熱能力。例如，可采用馬達(dá)驅(qū)動波長轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)動，以使得激發(fā)光在波長轉(zhuǎn)換裝置上形成的光斑按圓形路徑周期性作用于微結(jié)構(gòu)陣列。
[0050]進(jìn)一步地，光源系統(tǒng)還可以包括控制裝置，且微結(jié)構(gòu)陣列包括至少兩個不同區(qū)域，其中該兩個區(qū)域上的各微結(jié)構(gòu)的表面積與散射面的表面積的比例不同，并且不同區(qū)域中的不同比例對應(yīng)不同的混合出射光的預(yù)定色坐標(biāo)。當(dāng)需要改變混合出射光的色坐標(biāo)時，控制裝置發(fā)送控制信號至驅(qū)動裝置，其中該控制信號包括驅(qū)動方式。驅(qū)動裝置獲取該控制信號，并根據(jù)該控制信號中所包括的驅(qū)動方式來對波長轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行驅(qū)動，使得激發(fā)光在波長轉(zhuǎn)換裝置上形成的光斑的運動路徑轉(zhuǎn)變到預(yù)定區(qū)域上，以使波長轉(zhuǎn)換裝置出射符合預(yù)定色坐標(biāo)值的混合光。
[0051]具體舉例來說，本實施例中，驅(qū)動裝置用于驅(qū)動波長轉(zhuǎn)換裝置周期性轉(zhuǎn)動。相對應(yīng)地，微結(jié)構(gòu)陣列中的各微結(jié)構(gòu)體可呈多個環(huán)形平行并列排布。在不同的環(huán)中，各微結(jié)構(gòu)體之間的間距不同，即散射面的面積不同。本實施例中，位于最外一圈的環(huán)中各微結(jié)構(gòu)體之間的間距最大。沿著徑向的方向，不同環(huán)中各微結(jié)構(gòu)體之間的間距逐漸減小，即越靠內(nèi)的環(huán)中的散射面的面積越小，則激發(fā)光占出射的混合光的比例越小，受激光占出射的混合光的比例越大。在改變出射的混合光的色坐標(biāo)時，若需增大激發(fā)光占出射的混合光的比例，則控制裝置發(fā)送控制信號至驅(qū)動裝置，使得驅(qū)動裝置驅(qū)動波長轉(zhuǎn)換裝置運動，以改變激發(fā)光在微結(jié)構(gòu)陣列上形成的光斑的位置，使之沿著徑向背著微結(jié)構(gòu)陣列的圓心的方向往外環(huán)移動。若需增大受激光占出射的混合光的比例，控制裝置發(fā)送控制信號至驅(qū)動裝置，使得驅(qū)動裝置驅(qū)動波長轉(zhuǎn)換裝置運動，以使光斑的位置沿著徑向朝著微結(jié)構(gòu)陣列的圓心往內(nèi)環(huán)移動。
[0052]以上說明只是對波長轉(zhuǎn)換裝置的不同區(qū)域上微結(jié)構(gòu)陣列中的微結(jié)構(gòu)體的表面積與散射面的表面積的比例不同的舉例，并不對其限定。在實際運用中，也可以是位于最外一圈的環(huán)中各微結(jié)構(gòu)體之間的間距最小;并沿著徑向的方向，不同環(huán)中各微結(jié)構(gòu)體之間的間距逐漸增大，即越靠內(nèi)的環(huán)中的散射面的面積越大，則激發(fā)光占出射的混合光的比例越大，受激光占出射的混合光的比例越小。
[0053]或者，微結(jié)構(gòu)陣列中各微結(jié)構(gòu)體呈方形陣列分布，其中該方形陣列中的每一行中各微結(jié)構(gòu)體均勻分布，即各微結(jié)構(gòu)體的表面積一致且各微結(jié)構(gòu)體之間的散射面的表面積一致;而不同行中各微結(jié)構(gòu)體的表面積與散射面的表面積的比例不同。例如，沿垂直于各行的方向，不同行中各微結(jié)構(gòu)體的表面積與散射面的表面積的比例逐漸減小。相對應(yīng)地，驅(qū)動裝置為線性平移裝置，使得光斑分別沿直線路徑作用于該微結(jié)構(gòu)陣列中的某一行。當(dāng)需改變出射的混合光的色坐標(biāo)時，通過控制裝置控制驅(qū)動裝置，以改變激發(fā)光在波長轉(zhuǎn)換裝置上形成的光斑所在的行。當(dāng)然，在本實施例中，方形微結(jié)構(gòu)陣列中同一行中各微結(jié)構(gòu)體也可以不均勻分布，只要使得激發(fā)光在波長轉(zhuǎn)換裝置上形成的光斑在其中一行中移動時所產(chǎn)生的混合出射光的平均色坐標(biāo)與在其他行移動時所產(chǎn)生的混合出射光的平均色坐標(biāo)不同即可。
[0054]為實現(xiàn)更加精確地改變混合出射光的色坐標(biāo)，光源系統(tǒng)還可以進(jìn)一步包括探測裝置，用于對混合出射光的色坐標(biāo)進(jìn)行探測并將該探測到的色坐標(biāo)反饋給用戶或者控制裝置。若反饋給用戶，則用戶可根據(jù)探測到的色坐標(biāo)與預(yù)定色坐標(biāo)的差距來手動控制控制裝置來控制驅(qū)動裝置，使得激發(fā)光在波長轉(zhuǎn)換裝置上形成的光斑往預(yù)定位置移動。若反饋給控制裝置，則控制裝置可預(yù)先確定預(yù)定色坐標(biāo)，并計算出探測到的色坐標(biāo)與預(yù)定色坐標(biāo)的差距，當(dāng)該差距超出預(yù)定閾值時，控制裝置向驅(qū)動裝置發(fā)送控制信號，驅(qū)動裝置根據(jù)該控制信號來驅(qū)動波長轉(zhuǎn)換裝置運動，使得激發(fā)光在波長轉(zhuǎn)換裝置上形成的光斑移動至使得探測到的色坐標(biāo)與預(yù)定色坐標(biāo)一致的位置。
[0055]具體舉例來說，在本實施例中，藍(lán)色激發(fā)光和黃色受激光混合成白光出射。由于白光的色坐標(biāo)和色溫可以相互換算，為便于計算，探測裝置用于探測白光的色溫。控制裝置預(yù)先設(shè)定好波長轉(zhuǎn)換裝置每次運動的幅度，在本實施例中，該幅度為波長轉(zhuǎn)換層沿徑向平移的幅度D0，并且預(yù)設(shè)好白光的色溫為SI，預(yù)定閾值為S0。
[0056]探測裝置探測波長轉(zhuǎn)換裝置出射的白光的光信號，并獲取該白光的色溫，記錄為S2。探測裝置將該色溫反饋至控制裝置?？刂蒲b置先對預(yù)定色溫SI和實際色溫S2的差值進(jìn)行判定。若SI和S2的差值小于SO，則控制裝置沒有動作。若SI和S2的差值大于或等于SO，則控制裝置對SI和S2的大小進(jìn)行判定。若SI大于S2，則控制裝置向驅(qū)動裝置發(fā)送控制信號，使驅(qū)動裝置驅(qū)動波長轉(zhuǎn)換裝置往增大色溫S2的方向平移一次，平移的幅度為預(yù)設(shè)幅度D0。若SI小于S2，則控制裝置向驅(qū)動裝置發(fā)送控制信號，使驅(qū)動裝置驅(qū)動波長轉(zhuǎn)換裝置往減小色溫S2的方向平移一次，平移的幅度為預(yù)設(shè)幅度DO。波長轉(zhuǎn)換裝置平移后，探測裝置再探測光信號，并獲取白光的新色溫，記錄為S3。探測裝置將該色溫反饋至控制裝置?？刂蒲b置先對預(yù)定色溫SI和實際色溫S3的差值進(jìn)行判定。以此往復(fù)地，直到實際色溫和預(yù)定色溫SI的差小于預(yù)定闕值SO時，控制裝置停止驅(qū)動裝置對波長轉(zhuǎn)換裝置的驅(qū)動。這樣，使得白光的色溫的調(diào)節(jié)達(dá)到自動化，并且更精準(zhǔn)。
[0057]另外地，控制裝置還可以預(yù)先設(shè)置好映射表。該映射表內(nèi)含有實際色溫與預(yù)定色溫之差的不同范圍，以及各不同差值范圍所對應(yīng)的驅(qū)動方式，該驅(qū)動方式包括驅(qū)動波長轉(zhuǎn)換裝置運動的幅度和方向。當(dāng)探測裝置將探測到的實際色溫發(fā)送至控制裝置，控制裝置先判定該實際色溫與預(yù)定色溫的差值是否超出預(yù)定閾值。若該差值未超出預(yù)定閾值，則控制裝置沒有動作。當(dāng)該差值超出預(yù)定閾值時，控制裝置從映射表中獲取該差值所對應(yīng)的驅(qū)動方式并產(chǎn)生控制信號，并向驅(qū)動裝置發(fā)送該控制信號，該控制信號包括驅(qū)動方式，即驅(qū)動波長轉(zhuǎn)換裝置運動的方向和幅度。驅(qū)動裝置按照控制信號中的驅(qū)動方式對波長轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行驅(qū)動，使得波長轉(zhuǎn)換裝置按照預(yù)定幅度和方向運動。
[0058]本說明書中各個實施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0059]本發(fā)明實施例還提供一種投影系統(tǒng)，包括光源系統(tǒng)，該光源系統(tǒng)可以具有上述各實施例中的結(jié)構(gòu)與功能。該投影系統(tǒng)可以采用各種投影技術(shù)，例如液晶顯示器(LCD，LiquidCrystal Display)投影技術(shù)、數(shù)碼光路處理器(DLP，Digital Light Processor)投影技術(shù)。此外，上述發(fā)光裝置也可以應(yīng)用于照明系統(tǒng)，例如舞臺燈照明。
[0060]以上所述僅為本發(fā)明的實施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種光源系統(tǒng)，包括激發(fā)光源和波長轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于: 所述激發(fā)光源用于產(chǎn)生藍(lán)色激發(fā)光； 所述波長轉(zhuǎn)換裝置包括依次設(shè)置的反射層、基底和波長轉(zhuǎn)換材料； 所述波長轉(zhuǎn)換裝置設(shè)置波長轉(zhuǎn)換材料的一側(cè)面向激發(fā)光，所述波長轉(zhuǎn)換材料設(shè)置于所述激發(fā)光的光路上； 所述基底由透光材料制成，激發(fā)光入射在波長轉(zhuǎn)換材料上未被波長轉(zhuǎn)換材料吸收的激發(fā)光透射過所述基底，被反射層反射回波長轉(zhuǎn)換材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，所述基底包括第一表面和第二表面，所述第二表面所在側(cè)設(shè)置反射層，第一表面?zhèn)仍O(shè)置波長轉(zhuǎn)換材料，其中，所述第一表面至少部分通過表面粗糙化制成散射面。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，所述基底包括第一表面和第二表面，所述第二表面所在側(cè)設(shè)置反射層，所述第一表面和所述第二表面相對設(shè)置，所述第一表面和波長轉(zhuǎn)換材料之間設(shè)置有散射材料或散射結(jié)構(gòu)制成的散射層。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，所述波長轉(zhuǎn)換材料為黃色熒光粉。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源系統(tǒng)，所述波長轉(zhuǎn)換材料制成微結(jié)構(gòu)陣列，所述任意相鄰兩個微結(jié)構(gòu)之間的間距大于零。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光源系統(tǒng)，所述任意相鄰兩個微結(jié)構(gòu)之間設(shè)置散射面，用于散射激發(fā)光和/或波長轉(zhuǎn)換材料發(fā)出的光。7.—種投影系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1至6中任一項所述的光源系統(tǒng)。
【文檔編號】F21Y115/10GK105867057SQ201610216326
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2012年10月17日
【發(fā)明人】胡飛, 李屹
【申請人】深圳市繹立銳光科技開發(fā)有限公司