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1、(10)申请公布号 CN 104111532 A (43)申请公布日 2014.10.22 C N 1 0 4 1 1 1 5 3 2 A (21)申请号 201310138613.7 (22)申请日 2013.04.20 G02B 27/10(2006.01) G02B 27/09(2006.01) G02B 27/30(2006.01) F21V 13/00(2006.01) (71)申请人深圳市绎立锐光科技开发有限公司 地址 518055 广东省深圳市南山区西丽镇茶 光路1089号深圳集成电路设计应用产 业园4楼 (72)发明人胡飞 侯海雄 (54) 发明名称 发光装置及相关光源系统 (。
2、57) 摘要 本发明实施例公开了一种发光装置及相关光 源系统，该发光装置包括激光光源，包括第一激光 阵列和第二激光阵列，分别用于产生波长范围不 同的第一光和第二光；光收集系统，用于对来自 所述激光光源阵列所发光进行收集，使得经收集 后的第二光的发散角度与第一光的发散角度的比 值小于或等于预定值，其中该预定值为0.7。本发 明能提供一种产生具有不同光学扩展量的两种光 束的发光装置。 (51)Int.Cl. 权利要求书3页 说明书15页 附图6页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书15页 附图6页 (10)申请公布号 CN 104111532 A C。
3、N 104111532 A 1/3页 2 1.一种发光装置，其特征在于，包括： 激光光源，包括第一激光阵列和第二激光阵列，分别用于产生波长范围不同的第一光 和第二光； 光收集系统，用于对来自所述激光光源阵列所发光进行收集，使得经收集后的第二光 的发散角度与第一光的发散角度的比值小于或等于预定值，其中该预定值为0.7。 2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于， 所述光收集系统包括收集装置和准直透镜，其中收集装置包括至少一汇聚透镜，用于 对来自激光光源的光束进行汇聚，该准直透镜用于对来自该收集装置的光束进行准直； 所述收集装置包括第一区域和第二区域，该第一区域为第一光所经过的区域，第二区 域。
4、为第二光所经过的区域；其中第一区域的组合焦距大于第二区域的组合焦距，且所述激 光光源的出射中，第一光的发散角大于第二光的发散角，使得经所述光收集系统收集后的 第二光的发散角度与第一光的发散角度的比值小于或等于所述预定值。 3.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于， 所述激光光源的出射光中，第一光和第二光的发散角相同； 所述光收集系统包括收集装置和准直透镜，其中收集装置包括至少一汇聚透镜，用于 对来自激光光源的光束进行汇聚，该准直透镜用于对来自该收集装置的光束进行准直； 所述收集装置包括第一区域和第二区域，该第一区域为第一光所经过的区域，第二区 域为第二光所经过的区域，其中第二区域的组合焦距。
5、与第一区域的组合焦距的比值小于或 等于所述预定值。 4.根据权利要求2或3所述的发光装置，其特征在于，所述收集装置的第一区域包括第 一收集透镜，位于所述激光光源的出射光路上，其中部分第一收集透镜用于对第一光进行 汇聚；所述收集透镜的第二区域包括第二收集透镜，位于经过第一收集透镜的第二光的出 射光路上，用于对该第二光进行汇聚。 5.根据权利要求2或3所述的发光装置，其特征在于，所述收集装置包括汇聚透镜和具 有通孔的反射罩，该汇聚透镜包括面对所述激光光源的第一面和与第一面相对的第二面， 其中第二面上设有透射第二光并反射第一光的滤光膜；该反射罩位于所述激光光源的出射 光路上，其反射面面向该汇聚透镜的。
6、第二面； 来自所述激光光源的第一光直接入射至所述反射罩，并被反射至所述汇聚透镜的第一 面上，并再次被反射至所述准直透镜； 来自所述激光光源的第二光直接入射至所述汇聚透镜，并被收集至所述准直透镜； 所述准直透镜的出射光从该反射罩的通孔出射。 6.根据权利要求2或3所述的发光装置，其特征在于，所述发光装置包括匀光棒，所 述收集透镜包括第一汇聚透镜和第二汇聚透镜，第二汇聚透镜位于第一汇聚透镜和第一汇 聚透镜的焦点之间，第二汇聚透镜包括面向第一汇聚透镜的第一面和与第一面相对的第二 面，其中第二面上设有透射第二光并反射第一光的滤光膜； 第一激光阵列设于第一汇聚透镜背向第二汇聚透镜的一侧，第二激光阵列设有。
7、第二汇 聚透镜背向第一汇聚透镜的一侧，且第一激光阵列和第一汇聚透镜分别对应所述准直透镜 的光轴处均设有通孔，该匀光棒位于所述准直透镜的出射光路上，并依次穿过第一汇聚透 镜和第一激光阵列的通孔； 权 利 要 求 书CN 104111532 A 2/3页 3 来自第一激光阵列的第一光经第一汇聚透镜收集至第二汇聚透镜的第一面上，并被反 射至所述准直透镜，然后入射至所述匀光棒； 来自第二激光阵列的第二光经第二汇聚透镜收集至所述准直透镜，经准直后入射至所 述匀光棒。 7.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于， 所述激光光源的出射光中第一光和第二光分别经过的所述光收集系统的不同区域具 有相同的焦距； 。
8、所述激光光源出射的光束中，第二光的发散角度与第一光的发散角度的比值小于或等 于所述预定值。 8.根据权利要求2或7所述的发光装置，其特征在于，所述激光光源还包括第一准直透 镜阵列和第二准直透镜阵列，其中第一、二准直透镜阵列中各准直透镜分别与第一、二激光 阵列中各激光光源一一对应，用于对与其对应的激光光源所发光进行准直； 第二准直透镜阵列中各准直透镜的焦距大于第一准直透镜阵列中各准直透镜的焦距， 使得经准直后的第二光的发散角度与经准直后的第一光的发散角度的比值小于或等于所 述预定值；或者， 第一激光阵列中各激光元件和与其对应的准直透镜的离焦程度大于第二激光阵列中 各激光元件和与其对应的准直透镜的。
9、离焦程度，使得经准直后的第二光的发散角度与经准 直后的第一光的发散角度的比值小于或等于所述预定值；或者， 第一激光阵列中各激光元件所发光的发散角大于第二激光阵列中各激光元件所发光 的发散角，使得经准直后的第二光的发散角度与经准直后的第一光的发散角度的比值小于 或等于所述预定值。 9.根据权利要求2或7所述的发光装置，其特征在于，第一光在所述激光光源内的传播 路径上设有散光片或者复眼透镜对，且该散光片或者复眼透镜对避开第二光的传播路径。 10.根据权利要求2或7所述的发光装置，其特征在于，所述发光装置包括匀光棒，用于 对来自所述光收集系统的光束进行匀光，其中该匀光棒在沿垂直于该匀光棒的走向上的任。
10、 意一个截面均一致； 所述激光光源包括发光区域和非发光区域，其中第一、二激光阵列均位于该发光区域 上； 所述光收集系统包括反射聚光装置和准直透镜，该反射聚光装置包括聚光区域和非聚 光区域，该聚光区域将来自所述激光光源的出射光聚焦并反射至该准直透镜，该准直透镜 用于将来自该反射聚光装置的光束准直并出射至该匀光棒； 所述激光光源的非发光区域以及非聚光区域位于平行于所述激光光源出射光光轴的 同一直线上，且所述匀光棒经过所述非发光区域和/或所述非聚光区域。 11.根据权利要求10所述的发光装置，其特征在于，所述反射聚光装置包括具有通孔 的汇聚透镜和反射元件，所述汇聚透镜的通孔为非聚光区域，所述汇聚透镜。
11、除通孔以外的 其他区域和该反射元件为所述聚光区域； 所述汇聚透镜除通孔以外的其他区域用于对所述激光光源的出射光进行汇聚，该反射 元件用于将来自所述汇聚透镜的光束反射至所述准直透镜； 所述匀光棒经过所述汇聚透镜的通孔和所述激光光源的非发光区域。 权 利 要 求 书CN 104111532 A 3/3页 4 12.根据权利要求10所述的发光装置，其特征在于，所述反射聚光装置为反射罩，该反 射罩的中间区域为非聚光区域，该中间区域以外的区域为聚光区域，所述匀光棒经过所述 激光光源的非发光区域。 13.根据权力要求10所述的发光装置，其特征在于，所述反射聚光装置包括反射元件 和具有通孔的反射罩，该反射罩。
12、的通孔为非聚光区域，该反射罩除通孔以外的其他区域和 该反射元件为聚光区域； 所述匀光棒经过所述反射罩的通孔。 14.根据权力要求13所述的发光装置，其特征在于，第三反射元件固定在所述激光光 源的非发光区域。 15.根据权利要求1、2、3或7所述的发光装置，其特征在于，所述发光装置还包括匀光 棒，用于对来自所述光收集系统的光束进行匀光，其中该匀光棒在沿垂直于该匀光棒的走 向上的任意一个截面均一致。 16.根据权利要求1、2、3或7所述的发光装置，其特征在于，所述预定值为0.3。 17.一种光源系统，其特征在于，包括： 如权利要求1至16中任一项所述的发光装置； 波长转换装置，包括用于吸收来自所述。
13、发光装置的第一光以产生受激光的波长转换 层；该波长转换层的一侧接收所述激发光和第一光，并于同一侧出射至少部分第一光，以及 至少部分受激光或者受激光和未被吸收的激发光的至少部分混合光； 散射装置，包括用于对来自所述发光装置的第二光进行散射的散射层；该散射层的一 侧接收第二光，并于同一侧出射至少部分第二光； 导光装置，包括第一区域，来自所述发光装置的第二光和第一光从第一光通道入射至 该导光装置，其中至少部分第二光入射第一区域，至少部分第一光入射该导光装置除第一 区域以外的其他区域；入射于该导光装置除第一区域以外的其他区域的光被引导至所述波 长转换装置，入射于该导光装置的第一区域的光被引导至所述散射。
14、装置；该导光装置除第 一区域以外的区域还用于将来自所述波长转换装置的受激光和来自所述散射装置的第二 光引导至第二光通道出射。 权 利 要 求 书CN 104111532 A 1/15页 5 发光装置及相关光源系统 技术领域 0001 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光源系统。 背景技术 0002 利用蓝光激发黄光荧光粉以产生黄光，再将该黄光与未被吸收的蓝光混合而成 白光，是现有技术的投影显示等领域中常用的白光光源方案。在该种光源方案中，由于 445nm的蓝色激光激发荧光粉的效率较高，因此常采用445nm的蓝光激光作为激发光源。但 是445nm的蓝光的颜色偏紫，不适合直。
15、接用于直接投影显示。因此，一种改进方案为采用 445nm的蓝光激光来激发黄光荧光粉以产生黄色受激光，再采用462nm的蓝光激光来和该 黄色受激光进行合光以产生白光。 0003 如图1所示，图1为现有技术中的一种光源系统的结构示意图。光源系统包括第一 发光装置10、第二发光装置20、波长转换装置30和光收集系统40。第一发光装置10包括 第一激光阵列101和汇聚透镜102。第一激光阵列101包括多个激光元件，用于产生445nm 的蓝色激光。第一激光阵列101所发光经汇聚透镜102收集后出射。第二发光装置2包括 第二激光阵列201和汇聚透镜202。该第二激光阵列201所发光经汇聚透镜202收集后出。
16、 射。 0004 光收集系统40包括滤光片401和收集透镜402，其中该滤光片401用于透射蓝光 并反射黄光。第一发光装置10和第二发光装置20所发光分别从该滤光片401的两侧入射， 其中第一发光装置10所发光依次透射滤光片401和收集透镜402后至波长转换装置30。 波长转换装置30包括波长转换层，该波长转换层包括黄色荧光粉，用于吸收来自第一发光 装置10的蓝色激光并产生黄色受激光。该黄色受激光经收集透镜402收集后入射至滤光 片401，并被滤光片401反射至和经滤光片401透射的第二发光装置20所发光合为一束光 出射。 0005 由于激光呈高斯分布，受激光呈朗伯分布，为使第二发光装置20所。
17、发光和黄色受 激光合光均匀，因此第二发光装置20还包括匀光棒203，位于汇聚透镜202的出射光路上， 用于对经汇聚透镜202出射的蓝光激光进行匀光。同时，为使第一发光装置10所发光在波 长转换装置30上形成的光斑的光功率密度均匀，提高激发效率，第一发光装置10还包括匀 光棒103，位于汇聚透镜102的出射后光路上，用于对经汇聚透镜102出射的蓝光激光进行 匀光。 0006 但由于该光源系统中包括的光学元件较多，导致光源系统的结构很庞大。一种解 决方案为将第一激光阵列和第二激光阵列合为同一激光阵列，并采用一个汇聚透镜以及匀 光棒来对该激光阵列进行收集和匀光。但是，在后续的光路中若采用波长分光的方。
18、法将 445nm的蓝光和462nm的蓝光进行分光，由于该两中蓝光的波长距离较近，这对滤光片的滤 光曲线的陡度要求很高，导致成本增加。 发明内容 说 明 书CN 104111532 A 2/15页 6 0007 本发明主要解决的技术问题是提供一种产生具有不同光学扩展量的两种光束的 发光装置。 0008 本发明实施例提供一种发光装置，包括： 0009 激光光源，包括第一激光阵列和第二激光阵列，分别用于产生波长范围不同的第 一光和第二光； 0010 光收集系统，用于对来自所述激光光源阵列所发光进行收集，使得经收集后的第 二光的发散角度与第一光的发散角度的比值小于或等于预定值，其中该预定值为0.7。 。
19、0011 优选地，所述光收集系统包括收集装置和准直透镜，其中收集装置包括至少一汇 聚透镜，用于对来自激光光源的光束进行汇聚，该准直透镜用于对来自该收集装置的光束 进行准直； 0012 所述收集装置包括第一区域和第二区域，该第一区域为第一光所经过的区域，第 二区域为第二光所经过的区域；其中第一区域的组合焦距大于第二区域的组合焦距，且所 述激光光源的出射中，第一光的发散角大于第二光的发散角，使得经所述光收集系统收集 后的第二光的发散角度与第一光的发散角度的比值小于或等于所述预定值。 0013 优选地，所述激光光源的出射光中，第一光和第二光的发散角相同； 0014 所述光收集系统包括收集装置和准直透。
20、镜，其中收集装置包括至少一汇聚透镜， 用于对来自激光光源的光束进行汇聚，该准直透镜用于对来自该收集装置的光束进行准 直； 0015 所述收集装置包括第一区域和第二区域，该第一区域为第一光所经过的区域，第 二区域为第二光所经过的区域，其中第二区域的组合焦距与第一区域的组合焦距的比值小 于或等于所述预定值。 0016 优选地，所述收集装置的第一区域包括第一收集透镜，位于所述激光光源的出射 光路上，其中部分第一收集透镜用于对第一光进行汇聚；所述收集透镜的第二区域包括第 二收集透镜，位于经过第一收集透镜的第二光的出射光路上，用于对该第二光进行汇聚。 0017 优选地，所述收集装置包括汇聚透镜和具有通孔。
21、的反射罩，该汇聚透镜包括面对 所述激光光源的第一面和与第一面相对的第二面，其中第二面上设有透射第二光并反射第 一光的滤光膜；该反射罩位于所述激光光源的出射光路上，其反射面面向该汇聚透镜的第 二面； 0018 来自所述激光光源的第一光直接入射至所述反射罩，并被反射至所述汇聚透镜的 第一面上，并再次被反射至所述准直透镜； 0019 来自所述激光光源的第二光直接入射至所述汇聚透镜，并被收集至所述准直透 镜； 0020 所述准直透镜的出射光从该反射罩的通孔出射。 0021 优选地，所述发光装置包括匀光棒，所述收集透镜包括第一汇聚透镜和第二汇聚 透镜，第二汇聚透镜位于第一汇聚透镜和第一汇聚透镜的焦点之间。
22、，第二汇聚透镜包括面 向第一汇聚透镜的第一面和与第一面相对的第二面，其中第二面上设有透射第二光并反射 第一光的滤光膜； 0022 第一激光阵列设于第一汇聚透镜背向第二汇聚透镜的一侧，第二激光阵列设有第 二汇聚透镜背向第一汇聚透镜的一侧，且第一激光阵列和第一汇聚透镜分别对应所述准直 说 明 书CN 104111532 A 3/15页 7 透镜的光轴处均设有通孔，该匀光棒位于所述准直透镜的出射光路上，并依次穿过第一汇 聚透镜和第一激光阵列的通孔； 0023 来自第一激光阵列的第一光经第一汇聚透镜收集至第二汇聚透镜的第一面上，并 被反射至所述准直透镜，然后入射至所述匀光棒； 0024 来自第二激光阵。
23、列的第二光经第二汇聚透镜收集至所述准直透镜，经准直后入射 至所述匀光棒。 0025 优选地，所述激光光源的出射光中第一光和第二光分别经过的所述光收集系统的 不同区域具有相同的焦距； 0026 所述激光光源出射的光束中，第二光的发散角度与第一光的发散角度的比值小于 或等于所述预定值。 0027 优选地，所述激光光源还包括第一准直透镜阵列和第二准直透镜阵列，其中第一、 二准直透镜阵列中各准直透镜分别与第一、二激光阵列中各激光光源一一对应，用于对与 其对应的激光光源所发光进行准直； 0028 第二准直透镜阵列中各准直透镜的焦距大于第一准直透镜阵列中各准直透镜的 焦距，使得经准直后的第二光的发散角度与。
24、经准直后的第一光的发散角度的比值小于或等 于所述预定值；或者， 0029 第一激光阵列中各激光元件和与其对应的准直透镜的离焦程度大于第二激光阵 列中各激光元件和与其对应的准直透镜的离焦程度，使得经准直后的第二光的发散角度与 经准直后的第一光的发散角度的比值小于或等于所述预定值；或者， 0030 第一激光阵列中各激光元件所发光的发散角大于第二激光阵列中各激光元件所 发光的发散角，使得经准直后的第二光的发散角度与经准直后的第一光的发散角度的比值 小于或等于所述预定值。 0031 优选地，第一光在所述激光光源内的传播路径上设有散光片或者复眼透镜对，且 该散光片或者复眼透镜对避开第二光的传播路径。 0。
25、032 优选地，所述发光装置包括匀光棒，用于对来自所述光收集系统的光束进行匀光， 其中该匀光棒在沿垂直于该匀光棒的走向上的任意一个截面均一致； 0033 所述激光光源包括发光区域和非发光区域，其中第一、二激光阵列均位于该发光 区域上； 0034 所述光收集系统包括反射聚光装置和准直透镜，该反射聚光装置包括聚光区域和 非聚光区域，该聚光区域将来自所述激光光源的出射光聚焦并反射至该准直透镜，该准直 透镜用于将来自该反射聚光装置的光束准直并出射至该匀光棒； 0035 所述激光光源的非发光区域以及非聚光区域位于平行于所述激光光源出射光光 轴的同一直线上，且所述匀光棒经过所述非发光区域和/或所述非聚光区。
26、域。 0036 优选地，所述反射聚光装置包括具有通孔的汇聚透镜和反射元件，所述汇聚透镜 的通孔为非聚光区域，所述汇聚透镜除通孔以外的其他区域和该反射元件为所述聚光区 域； 0037 所述汇聚透镜除通孔以外的其他区域用于对所述激光光源的出射光进行汇聚，该 反射元件用于将来自所述汇聚透镜的光束反射至所述准直透镜； 0038 所述匀光棒经过所述汇聚透镜的通孔和所述激光光源的非发光区域。 说 明 书CN 104111532 A 4/15页 8 0039 优选地，所述反射聚光装置为反射罩，该反射罩的中间区域为非聚光区域，该中间 区域以外的区域为聚光区域，所述匀光棒经过所述激光光源的非发光区域。 0040。
27、 优选地，所述反射聚光装置包括反射元件和具有通孔的反射罩，该反射罩的通孔 为非聚光区域，该反射罩除通孔以外的其他区域和该反射元件为聚光区域； 0041 所述匀光棒经过所述反射罩的通孔。 0042 优选地，第三反射元件固定在所述激光光源的非发光区域。 0043 优选地，所述发光装置还包括匀光棒，用于对来自所述光收集系统的光束进行匀 光，其中该匀光棒在沿垂直于该匀光棒的走向上的任意一个截面均一致。 0044 优选地，所述预定值为0.3。 0045 本发明实施例还提供一种光源系统，包括： 0046 上述发光装置； 0047 波长转换装置，包括用于吸收来自所述发光装置的第一光以产生受激光的波长转 换层。
28、；该波长转换层的一侧接收所述激发光和第一光，并于同一侧出射至少部分第一光，以 及至少部分受激光或者受激光和未被吸收的激发光的至少部分混合光； 0048 散射装置，包括用于对来自所述发光装置的第二光进行散射的散射层；该散射层 的一侧接收第二光，并于同一侧出射至少部分第二光； 0049 导光装置，包括第一区域，来自所述发光装置的第二光和第一光从第一光通道入 射至该导光装置，其中至少部分第二光入射第一区域，至少部分第一光入射该导光装置除 第一区域以外的其他区域；入射于该导光装置除第一区域以外的其他区域的光被引导至所 述波长转换装置，入射于该导光装置的第一区域的光被引导至所述散射装置；该导光装置 除第。
29、一区域以外的区域还用于将来自所述波长转换装置的受激光和来自所述散射装置的 第二光引导至第二光通道出射。 0050 与现有技术相比，本发明包括如下有益效果： 0051 本发明中，由于发光装置中的光收集系统出射的第一光与第二光的发散角度的比 值小于等于0.7，该两束光的光学扩展量差异较大，因此能够在发光装置的后续光路上利用 该两束光束的光学扩展量的差异来对该两束光进行分光。 附图说明 0052 图1是现有技术中的一种光源系统的结构示意图； 0053 图2A是本发明的光源系统的一个实施例的结构示意图； 0054 图2B为图2A所示光源系统中第一收集透镜的右视图； 0055 图3为图2A所示光源系统中。
30、发光装置的又一实施例的结构示意图； 0056 图4A为本发明的发光装置的又一实施例的结构示意图； 0057 图4B为本发明的发光装置的又一实施例的结构示意图； 0058 图5为本发明的发光装置的又一实施例的结构示意图； 0059 图6为本发明的发光装置的又一实施例的结构示意图； 0060 图7为本发明的发光装置的又一实施例的结构示意图； 0061 图8为本发明的发光装置的又一实施例的结构示意图； 0062 图9为本发明的发光装置的又一实施例的结构示意图。 说 明 书CN 104111532 A 5/15页 9 具体实施方式 0063 为描述清楚，下文中所描述的“组合焦距”指的是各光学元件组成的。
31、光学系统的等 效焦距。 0064 下面结合附图和实施方式对本发明实施例进行详细说明。 0065 实施例一 0066 请参阅图2A，图2A是本发明的光源系统的一个实施例的结构示意图。光源系统包 括发光装置1、导光装置2、散射装置3和波长转换装置4。 0067 发光装置1包括激光光源11、光收集系统12和匀光棒13。激光光源11包括发光 方向一致的第一激光阵列111和第二激光阵列112，分别用于产生波长范围不同的第一光 和第二光。本实施中，第一光为波长位于范围440nm至460nm内的蓝色激光，第二光为波长 位于范围460nm至480nm的蓝色激光。第一激光阵列111和第二激光阵列112位于同一平。
32、 面上排布，其中第一激光阵列111环绕第二激光阵列112，且该两个激光阵列中各激光元件 所发光的发散角一致。当然，在实际运用中，第一、二激光阵列也可以不是位于同一平面上 排布。 0068 由于激光元件所发光是具有一定发散角的，因此，激光光源11还包括第一准直透 镜阵列113和第二准直透镜阵列114，其中第一、二准直透镜阵列中各准直透镜分别与第 一、二激光阵列中各激光光源一一对应，用于对与其对应的激光光源所发光进行准直。在实 际运用中，经准直透镜准直的激光光束并不是严格的平行光束，而是具有一定发散角的光 束，当然，该发散角要小于激光元件所发光的发散角。但是当对光斑的亮度要求不是特别高 的时候可以。
33、不设置准直透镜阵列。 0069 光收集系统12包括收集装置和准直透镜123，其中该收集装置包括第一区域和第 二区域，该第一区域为第一光所经过的区域，第二区域为第二光所经过的区域。 0070 本实施中，收集装置包括第一收集透镜121和第二收集透镜122，分别为第一区域 和第二区域。该两个透镜均为凸透镜。如图2B所示，图2B为图2A所示光源系统中第一收 集透镜的右视图。第一收集透镜121位于激光光源11的出射光路上，且第一收集透镜121 对应第二光的传播路径处设有通孔121a，激光光源11所发光中第一光经第一收集透镜121 汇聚，而第二光直接穿过第一收集透镜121上的通孔121a。第二收集透镜12。
34、2的焦距（记 为f2，也即第二区域的组合焦距）小于第一收集透镜121的焦距（记为f1，也即第一区域的 组合焦距）。本实施中，f2/f1小于或等于0.3。第二收集透镜122位于穿过第一收集透镜 121的第二光的传播路径上，用于对第二光进行汇聚，且第一、二收集透镜的焦点重合。 0071 准直透镜123位于第二收集透镜122的出射光路上，用于对分别经第一、二收集透 镜汇聚的第一、二光进行准直，其中该准直透镜123的焦距记为f3。经准直透镜123准直的 光束入射至匀光棒13进行匀光，其中该匀光棒13在沿垂直于该匀光棒13的走向上的任意 一个截面均一致。 0072 激光光源11的出射光由多个小光束组成，。
35、其中每个小光束为一个激光元件所发 光，各小光束相互平行，每个小光束内部具有一定的发散角。该出射光中第一光和第二光 分别经不同的收集透镜和同一准直透镜准直后，每个小光束的发光面被压缩。根据光学扩 展量守恒可知，每个小光束的发散角增大，而第一光中各小光束的发散角的增大倍数为f1/ 说 明 书CN 104111532 A 6/15页 10 f3，第二光中各小光束的发散角的增大倍数为f2/f3。由于第一光和第二光入射匀光棒13 时均为准直光束，因此该两束光各自的发散角分别等于该两束光内的小光束的发散角。本 实施例中，由于f2/f1小于或等于0.3，因此光收集系统12出射的光中第二光与第一光的发 散角的。
36、比值小于或等于0.3。 0073 由于匀光棒13在沿垂直于该匀光棒13的走向上的任意一个截面均一致，光束经 匀光棒13匀光后只有面分布改变，角分布并未改变，因此第二光与第一光经匀光棒13匀光 后的发散角的比值仍小于或等于0.3。而该两束光的发散角的差异如此大，使得后续光路上 可以利用该两束光的光学扩展量的差异来对该两束光进行分光。 0074 经过光收集系统12中的第一、二收集透镜后，各小光束只是向一点聚焦，各小光 束组成的大光束的发散角很大，而各小光束内部的发散角依然很小。若第一、二收集透镜所 出射光直接入射至匀光棒13内进行匀光，各小光束在匀光棒13内多次反射后出射时的内 部发散角依然很小，。
37、而各小光束组合成的大光束的发散角依然很大。这样，匀光棒13的出 光口所在面上形成的光斑依然是多个相互独立的小光斑，而不是一个均匀的完整大光斑。 而且该大光束的发散角较大，不利于后续的收集。 0075 因此，光收集系统12中优选还包括准直透镜123。第一、二收集透镜的出射光经准 直透镜123准直后，不同的小光束之间变准直了，而小光束内的发散角反而会变大。这样， 经匀光棒13匀光后的大光束的发散角较小，而该大光束中各小光束的发散角较大，使得匀 光棒13的出光口所在面上形成的光斑是个照度均匀的完整大光斑。而匀光棒13出射的第 一光和第二光的发散角相比没有准直透镜123时更小，进而有利于后续光路上的利。
38、用。 0076 导光装置2包括第一滤光片21与第一反射元件22，其中第一滤光片21用于透射 第一光和第二光并反射受激光，第一反射元件22用于反射第二光。本实施例中，第一反射 元件22具体为小滤光片，用于透射第一光并反射第二光。第一反射元件22设在导光装置 2的第一区域上，本实施例中，该第一区域为第一滤光片21的中心区域上。 0077 匀光棒13的出射光从第一光通道入射至导光装置2。为了方便和提高该两束光在 后续光路上的利用率，匀光棒13的出射光路上优选还设有准直透镜14，用于对匀光棒13的 出射光进行准直。由于第一光和第二光从匀光棒13出射时，该两束光的发光面均等于匀光 棒13的出光口的面积，。
39、且第二光的发散角与第一光的发散角的比值小于或等于0.3，因此， 匀光棒13的出射光经准直透镜14准直后的准直光束中，该准直光束沿垂直于其光轴的任 意一个截面上，第一光和第二光形成的光斑均以该光轴为中心，且第二光形成的光斑的口 径小于第一光形成的光斑的口径。当匀光棒13的出射光中第二光与第一光的发散角的比 值越小，第二光形成的光斑相对第一光形成的光斑也就越小。 0078 经准直透镜14准直的光束入射至导光装置4，其中该准直光束的中间部分光束 （包括第一光和第二光）入射至第一滤光片21的中间区域上，也即入射至第一反射元件22 上，并被反射至散射装置3；而其余光束（也即第一光）入射至第一滤光片21上。
40、除第一反射 元件22以外的其他区域上，被透射至波长转换装置4。容易看出，当匀光棒13的出射光中 第二光与第一光的发散角的比值越小时，第一反射元件22相比第一滤光片21的面积就可 以越小。 0079 在实际运用中，第一反射元件22也可以为反射镜或者偏振片，只要能够将第二光 反射至散射装置3即可。可在第一滤光片21的第一位置上设有一通孔，然后将第一反射元 说 明 书CN 104111532 A 10 7/15页 11 件22固定于该通孔内。为加工方便，优选直接将第一反射元件22层叠固定在第一滤光片 21的第一区域上。第一反射元件22可以固定于第一滤光片21背向或者面向激光光源11 的一侧，优选为后。
41、者，这样可以避免第二光在经第一反射元件22反射前后都需经过第一滤 光片21而造成的光损失。 0080 散射装置3包括层叠设置的散射层31和反射基底32。散射层31包括相对的第一 表面和第二表面，其中第二表面与反射基底32相接触，第一表面用于接收来自导光装置2 的光束并于同一侧出射经散射装置3散射后的光束。当然，在散射层31足够厚的情况下， 不需要反射基底32也可以使得大部分光束从第一表面出射。 0081 波长转换装置4包括层叠设置的波长转换层41和反射基底42。波长转换层41包 括相对的第一表面和第二表面，其中第一表面背向反射基底42，用于接收第一光。波长转换 层41设有波长转换材料，用于吸收。
42、来自导光装置2的第一光并从第一表面出射受激光或者 受激光和未被吸收的激发光的混合光。当然，在波长转换层41足够厚的情况下，不需要反 射基底42也可以使得大部分受激光或者受激光和未被吸收的激发光的混合光从第一表面 出射。本实施例中，波长转换材料具体为黄光波长转换材料，用于接收激发光并将其转化为 黄色受激光出射，其中该受激光呈朗伯分布。在实际运用中，波长转换材料可以是荧光粉、 量子点或荧光染料等具有波长转换能力的材料；该波长转换材料也可以是其他颜色的波长 转换材料。 0082 散射装置3和波长转换装置4出射的光分别经收集透镜23和24收集后分别从导 光装置2的两侧入射，其中受激光被第一滤光片21反。
43、射从第二光通道出射，未被波长转换 装置4吸收的第一光则透射第一滤光片21而损失掉。散射装置3出射的经散射的光束中， 入射于第一反射元件22上的光被反射而损失掉，入射于第一滤光片21上除第一反射元件 22以外的其他区域上的光束透射导光装置4并和受激光合为一束合光从第二光通道出射。 为使散射装置3出射的光束中被第一反射元件22反射而损失掉的光尽量小，第一反射元件 22的面积优选小于第一滤光片21的面积的10%。 0083 本实施例中，匀光棒13出射的光中第一光和第二光的光学扩展量的差异较大，因 此导光装置4可以利用该两者的光学扩展量的差异来进行分光，这样，导光装置4上的第一 反射元件22相对第一滤。
44、光片21很小，进而可以利用经散射装置散射前的第二光和散射后 的第二光的光学扩展量的差异来将该两束光的光路区分开来。同时，导光装置4还利用第 二光和受激光的波长不同来对该两束光进行合光，使得整个光源系统的结构紧凑，体积较 小。 0084 本实施例中，为使散射装置3的出射光在入射导光装置2时被第一反射元件22反 射而损失掉的光束尽量小，第一反射元件22的面积优选尽量小。这样，为保证匀光棒13的 出射光中第二光能够全部入射于第二反射元件22，该出射光中第二光和第一光的发散角的 比例优选小于或等于0.3。然而，在实际运用中，在对激发光的激发效率要求不是很高的场 合中，部分第二光也可以入射至第一滤光片2。
45、1上除第一反射元件22以外的其他区域上并 透射至波长转换装置4用于激发波长转换材料。在这种情况下，从匀光棒13出射的第二光 和第一光的发散角的比值也可以不用控制在很小范围内，该比值也可以大于0.3。为能实现 利用该两束光的光学扩展量的差异来进行分光，从匀光棒13出射时第二光和第一光的发 散角的比值小于或等于0.7。 说 明 书CN 104111532 A 11 8/15页 12 0085 本实施例中，第一光和第二光先经过匀光棒的匀光再分别入射到波长转换装置和 散射装置，这使得第一光在波长转换层上形成的光斑更加均匀，提高了第一光的激发效率， 而第二光则经匀光棒进行消相干和匀光，使得散射装置对其进。
46、行散射的效果更好。然而，在 对发光装置出射后的第一光和第二光的均匀度要求不是很高的场合中，也可以省略掉匀光 棒13，那么，发光装置1中经准直透镜123出射的光束直接入射至导光装置2上。 0086 或者，发光装置中的匀光棒也可以替换为复眼透镜对。同时，为使光束经该复眼透 镜对匀光后出射时第一光和第二光的光学扩展量差异较大，激光光源11中第二激光阵列 的发光面积与第一激光阵列的发光面积的比值小于或等于0.3，以使得第二光和第一光分 别在该复眼透镜对上形成的光斑面积的比值小于或等于0.3，进而该复眼透镜对分别出射 该第二光和第一光的出射光斑面积的比值小于或等于0.3。由于该复眼透镜对出射的第一 光和。
47、第二光的发散角一致，但发光面差异较大，因此也可以利用该两束光的光学扩展量的 差异来对该两束光进行分光。 0087 本实施例中，光收集系统12中的准直透镜123也可以是凹透镜。准直透镜123采 用凸透镜时，光收集系统12中第一收集透镜121和准直透镜123之间的距离为这两个透镜 的焦距之和。而准直透镜123采用凹透镜时，第一收集透镜121和准直透镜123之间的距 离为这两个透镜的焦距之差，因此能够使得光收集系统12中光路更短。 0088 本实施例中，第一收集透镜121上也可以不设有通孔。这样，激光光源11所发光 中的第二光依次经第一收集透镜121和第二收集透镜122收集后再经准直透镜123进行准。
48、 直，也即光收集系统中的收集装置的第二区域包括第一收集透镜121和第二收集透镜122。 那么第二光经光收集系统12后发散角增大的倍数为第二区域的组合焦距与准直透镜123 的焦距的比值，也即第一收集透镜121和第二收集透镜122的组合焦距与准直透镜123的 焦距的比值。 0089 因此，可通过设计第一收集透镜121和第二收集透镜122各自的焦距以及组合焦 距来改变经光收集系统12后的第二光与第一光的发散角比值。在第一收集透镜121和第 二收集透镜122的组合焦距大于第一收集透镜121的焦距的情况下，激光光源11中则是第 二激光阵列环绕第一激光阵列，且第一激光阵列所发光依次经第一收集透镜和第二收集。
49、透 镜汇聚，第二激光阵列所发光只经过第一收集透镜121。 0090 本实施例中，第一激光阵列111和第二激光阵列112的位置关系也可以不是前者 环绕后者，而是并列排布。如图3所示，图3为图2A所示光源系统中发光装置的又一实施 例的结构示意图。与图2A所示实施例中的发光装置不同的是，本实施例中，第一激光阵列 111和第二激光阵列113并列排布。光收集系统12中的第一收集透镜124和第二收集透 镜125分别位于第一激光阵列111和第二激光阵列112的出射光路上，用于将与其对应的 激光阵列所发光汇聚至准直透镜123。 0091 本实施例中，第一收集透镜124和第二收集透镜125的焦点与准直透镜123的焦 点的位置均一样。由上述描述可知，经光收集系统12后的第二光和第一光的发散角的比值 等于第二收集透镜125的焦距与第一收集透镜124的焦距的比值，因此，本实施例中第二收 集透镜与第一收集透镜的焦距的比值仍为小于或等于0.7。 00。