專利名稱：光源、投影顯示裝置和燈具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光源領(lǐng)域，特別是涉及一種高亮度光源以及基于該光源的投影顯示裝置和燈具。
背景技術(shù)：
目前，在各個(gè)領(lǐng)域?qū)τ诟吡炼裙庠吹男枨笤絹?lái)越大，例如投影顯示領(lǐng)域和投射照明領(lǐng)域，都需要其照明源有很高的發(fā)光亮度。目前一種可行的解決方案是，利用激發(fā)光激發(fā)一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的熒光粉色輪以產(chǎn)生高亮度的受激發(fā)光。由于色輪的高速旋轉(zhuǎn)，使得局部的熒光粉只有在瞬間才被激發(fā)而發(fā)熱，因此該方案大大降低了局部熒光粉的發(fā)熱量和溫度，進(jìn)而大大提升了其接收激發(fā)光的能量密度的上限，使得高亮的的發(fā)光成為可能。 然而，即使使用這種方案，激發(fā)光的能量密度仍然存在上限一旦超出這個(gè)上限，色輪上的熒光粉的效率就會(huì)快速下降。因此，這種方案的發(fā)光亮度仍然受到這個(gè)上限的限制，而同時(shí)市場(chǎng)上則需要一種更高亮度的光源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的主要技術(shù)問(wèn)題是提出一種高亮度光源，可以在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上大幅度提上光源亮度。本發(fā)明提出一種光源，包括用于發(fā)射第一激發(fā)光的第一激發(fā)源和用于發(fā)射第二激發(fā)光的第二激發(fā)源；還包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪，該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪包括層疊放置的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層和第一反射型偏振片，還包括第一驅(qū)動(dòng)裝置，用于驅(qū)動(dòng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層與第一反射型偏振片轉(zhuǎn)動(dòng)；第一激發(fā)光和第二激發(fā)光分別入射于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪的第一位置和第二位置以激發(fā)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層，使得從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪上第一反射型偏振片一側(cè)的第一位置和第二位置分別出射具有第一偏振方向和第二偏振方向的第一光和第二光，其中第一光是第一位置的受激光或第一位置的受激光與激發(fā)光的混合光，第二光是第二位置的受激光或第二位置的受激光與激發(fā)光的混合光。該光源還包括偏振扭轉(zhuǎn)裝置，用于旋轉(zhuǎn)第二光的第二偏振方向使之與第一偏振方向垂直，或旋轉(zhuǎn)第一光的第一偏振方向使之與第二偏振方向垂直。該光源還包括偏振合光裝置，該偏振合光裝置的偏振合光特性隨第一驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)而周期性變化，使得在每一個(gè)時(shí)刻該偏振合光裝置都對(duì)第一光透射同時(shí)對(duì)第二光反射；該偏振合光裝置包括第一入射面、第二入射面，第一光和第二光分別從第一入射面和第二入射面入射于該偏振合光裝置并分別被其透射和反射而合為一束。本發(fā)明還提出一種光源，包括用于發(fā)射第一激發(fā)光的第一激發(fā)源和用于發(fā)射第二激發(fā)光的第二激發(fā)源；還包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪，該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪包括層疊放置的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層和第一反射型偏振片，還包括第一驅(qū)動(dòng)裝置，用于驅(qū)動(dòng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層與第一反射型偏振片轉(zhuǎn)動(dòng)；第一激發(fā)光和第二激發(fā)光分別入射于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪的第一位置和第二位置以激發(fā)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層，使得從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪上第一反射型偏振片一側(cè)的第一位置和第二位置分別出射具有第一偏振方向和第二偏振方向的第一光和第二光，其中第一光是第一位置的受激光或第一位置的受激光與激發(fā)光的混合光，第二光是第二位置的受激光或第二位置的受激光與激發(fā)光的混合光；其中第一偏振方向與第二偏振方向相互垂直。該光源還包括偏振合光裝置，該偏振合光裝置的偏振合光特性隨第一驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)而周期性變化，使得在每一個(gè)時(shí)刻該偏振合光裝置都對(duì)第一光透射同時(shí)對(duì)第二光反射；該偏振合光裝置包括第一入射面、第二入射面，第一光和第二光分別從第一入射面和第二入射面入射于該偏振合光裝置并分別被其透射和反射而合為一束。本發(fā)明還提出一種投影顯示裝置，使用上述的光源作為照明源。本發(fā)明還提出一種燈具，使用上述的光源作為照明源。在本發(fā)明的光源、投影顯示裝置和燈具中，利用與波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層層疊放置的第一反射型偏振片使得從第一位置和第二位置出射的第一光和第二光在亮度幾乎不損失的情況 下具有偏振特性，再利用第一光和第二光的偏振特性，使用偏振合光裝置將第一光和第二光合為一束，大幅度的提升了發(fā)光亮度。


圖I是本發(fā)明第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例的色輪的正視圖；圖3a和3b分別是本發(fā)明第二實(shí)施例的兩個(gè)實(shí)例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的第一實(shí)施例的光源的結(jié)構(gòu)示意圖如圖I所示。在該實(shí)施例的光源100中，包括用于發(fā)射第一激發(fā)光141的第一激發(fā)源101和用于發(fā)射第二激發(fā)光142的第二激發(fā)源102。該第一激發(fā)光和第二激發(fā)光可以是激光光源、LED光源,也可以是激光和LED的混合光源，但并不限于以上舉例。光源100還包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪103，該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪103包括層疊放置的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層105和第一反射型偏振片106 ;光源100還包括第一驅(qū)動(dòng)裝置107，用于驅(qū)動(dòng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層105與第一反射型偏振片106轉(zhuǎn)動(dòng)。其中，第一激發(fā)光141和第二激發(fā)光142分別入射于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪的第一位置151和第二位置152以激發(fā)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層產(chǎn)生受激光，使得從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪103上第一反射型偏振片一側(cè)的第一位置和第二位置分別出射具有第一偏振方向和第二偏振方向的第一光143和第二光144,其中第一光是第一位置的受激光或第一位置的受激光與激發(fā)光的混合光，第二光是第二位置的受激光或第二位置的受激光與激發(fā)光的混合光。在光源100中還包括偏振合光裝置112,該偏振合光裝置112的偏振合光特性隨第一驅(qū)動(dòng)裝置107的轉(zhuǎn)動(dòng)而周期性變化，使得在每一個(gè)時(shí)刻該偏振合光裝置112都對(duì)第一光透射同時(shí)對(duì)第二光反射。該偏振合光裝置112包括第一入射面和第二入射面,第一光143和第二光144分別從第一入射面和第二入射面入射于該偏振合光裝置112并分別被其透射和反射形成透射光145和反射光146,透射光145和反射光146合為一束。在本實(shí)施例中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層105中包含波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，例如熒光粉、熒光染料、量子點(diǎn)等材料，最常見(jiàn)的熒光粉包括釔鋁石榴石熒光粉、氮化物熒光粉、鋁酸鹽熒光粉等。在本實(shí)施例中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層105在第一位置151被第一激發(fā)光141激發(fā)產(chǎn)生受激光。該受激光不具有偏振特性，因此其入射于第一反射型偏振片106后分為兩部分，第一部分為與第一反射型偏振片的偏振方向平行的受激光，這部分光得以透射第一反射型偏振片偏振片106,第二部分光則與第一反射型偏振片的偏振方向垂直而被其反射回波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層105。根據(jù)偏振的知識(shí)我們知道第一部分光和第二部分光分別占總的激發(fā)光能量的一半。第二部分光入射到波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層105后會(huì)被波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層105散射和反射而失去其偏振方向變成無(wú)偏振的光，然后再次入射于第一反射型偏振片106,其中的一半由于具有與第一反射型偏振片相同的偏振方向而透射，其余部分則再次反射回波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層105并重復(fù)以上反射和散射的過(guò)程。這樣隨著不能出射的部分偏振光在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層與第一反射型偏振片之間反復(fù)的反射和散射，最終大部分光得以從第一反射型偏振片106表面出射出來(lái)形成第一光143 ;第一光143為偏振光,并具有與第一反射型偏振片在第一位置相同的偏振方向，該方向即為第一偏振方向。 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層105在第二位置152被第二激發(fā)光142激發(fā)產(chǎn)生的受激光，經(jīng)過(guò)了與上述第一位置發(fā)光相同的過(guò)程后，大部分光得以從第一反射型偏振片106表面的第二位置出射出來(lái)形成第二光144 ;第二光144也為偏振光,并具有與第一反射型偏振片在第二位置相同的偏振方向，該方向即為第二偏振方向。值得說(shuō)明的是，第一光和第二光還可能包含沒(méi)有被波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層吸收的剩余的激發(fā)光，可以理解，第一光中的剩余激發(fā)光也具有第一光的偏振態(tài)，第二光中的剩余激發(fā)光也具有第二光的偏振態(tài)。與傳統(tǒng)的將非偏振光轉(zhuǎn)換為偏振光偏振轉(zhuǎn)換器不同的是，本發(fā)明中偏振光的形成不以光斑的擴(kuò)大為代價(jià)，而是保持了光斑大小不變，而傳統(tǒng)偏振轉(zhuǎn)換器的光斑尺寸擴(kuò)大一倍，進(jìn)而亮度下降一半。在本實(shí)施例中，第一反射型偏振片106為線柵偏振片。線柵偏振片是反射型偏振片的一種，具有工藝成熟、性能不隨入射角變化的優(yōu)點(diǎn)；可以理解，線柵偏振片是本實(shí)施例中優(yōu)選的實(shí)施例，但并不限制其它反射型偏振片的使用。優(yōu)選的，線柵偏振片106的鍍有線柵的平面面向波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層105，否則光線在入射到線柵所在的面之前先經(jīng)過(guò)線柵偏振片的透明基底，這會(huì)使被線柵反射的偏振光在透明基底內(nèi)發(fā)生橫向的擴(kuò)散，使發(fā)光光斑擴(kuò)大，這不利于光源的亮度提升。當(dāng)然，對(duì)于亮度不敏感的應(yīng)用場(chǎng)合，線柵平面背向波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層105也在本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。由于線柵偏振片106的線柵一般是平行設(shè)置的，因此第一位置151和第二位置152的線柵方向是相同的，這使得第一偏振方向與第二偏振方向也相同。當(dāng)然，由于線柵偏振片106的線柵可以加工成非平行設(shè)置，例如線柵偏振片上具有多個(gè)區(qū)域，在不同的區(qū)域具有不同的線柵方向；又例如線柵偏振片上的線柵可能是同心圓狀排列的，此時(shí)沿著圓周方向的不同位置即有不同的線柵排列方向，也就是具有不同的偏振方向。在本實(shí)施例中,第一偏振方向與第二偏振方向相同，因此第一光143和第二光144不能直接通過(guò)偏振合光裝置112合光，所以在本實(shí)施例中的光源100還包括位于第二光144入射于偏振合光裝置112的光路前端的偏振扭轉(zhuǎn)裝置108，用于旋轉(zhuǎn)第二光的第二偏振方向使之與第一偏振方向相垂直。具體來(lái)說(shuō)，在本實(shí)施例中，偏振扭轉(zhuǎn)裝置108是旋光晶體，通過(guò)設(shè)置旋光晶體的長(zhǎng)度等參數(shù)可以控制入射光的偏振方向旋轉(zhuǎn)的角度；在本實(shí)施例中，利用旋光晶體將第二光144的第二偏振方向旋轉(zhuǎn)90度,使之與第一偏振方向垂直?？梢岳斫猓窈瞎庋b置112也可以放置于第一光的光路上用于旋轉(zhuǎn)第一光的第一偏振方向使之與第二偏振方向相垂直。同樣可以理解，若第一偏振方向與第二偏振方向不相同，貝1J第二偏振方向在通過(guò)偏振扭轉(zhuǎn)裝置108后不是旋轉(zhuǎn)90度而是一個(gè)其他角度，總之只要能夠使第二偏振方向與第一偏振方向相互垂直即可。甚至，在第一偏振方向與第二偏振方向本來(lái)就相互垂直的情況下，偏振扭轉(zhuǎn)裝置就是不必要的了。在本實(shí)施例中，偏振合光裝置112為液晶板，第一入射面和第二入射面分別位于該液晶板的相對(duì)的兩個(gè)表面。根據(jù)液晶的屬性，通過(guò)控制加載在液晶上的電壓，可以控制其對(duì)于特定偏振方向的偏振光透射，同時(shí)對(duì)與該特定偏振方向相垂直的偏振光反射。因此在本實(shí)施例中，通過(guò)對(duì)液晶板112施加適當(dāng)?shù)碾妷?，可以使其透射第一光同時(shí)反射第二光，使第一光和第二光合為一束出射光145。由于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪103是被第一驅(qū)動(dòng)裝置107驅(qū)動(dòng)而不斷轉(zhuǎn)動(dòng)的，因此第一偏振方向與第二偏振方向一般是隨著該轉(zhuǎn)動(dòng)而周期性變化的(但其相互關(guān)系始終保持不變)，這就要求偏振合光裝置112的對(duì)偏振光的透射和反射型質(zhì)也隨之實(shí)時(shí)同步變化，才能夠在每一個(gè)瞬間都將第一光和第二光合為一束。因此，在本實(shí)施例中，還包括用于探測(cè)第一驅(qū)動(dòng)裝置107轉(zhuǎn)動(dòng)方位的探測(cè)裝置113，和用于控制液晶板的偏振合光特性的控制器111，該控制器111接收探測(cè)裝置113輸出的表征第一驅(qū)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)方位的信號(hào)，并根據(jù)該信號(hào)確定當(dāng)前時(shí)刻液晶板的偏振合光特性。具體來(lái)說(shuō)，探測(cè)裝置113可以探測(cè)到每一個(gè)瞬間第一驅(qū)動(dòng)裝置107的方位，這個(gè)方位也就是第一反射型偏振片的方位，而第一偏振方向與第二偏振方向就取決于第一反射型偏振片的方位，因此控制器111根據(jù)第一驅(qū)動(dòng)裝置107的方位就可以推算出當(dāng)前的第一偏振方向和第二偏振方向，然后再根據(jù)這個(gè)信息實(shí)時(shí)的設(shè)置液晶板112的電壓，使其對(duì)當(dāng)前的第一光透射同時(shí)對(duì)當(dāng)前的第二光反射。探測(cè)裝置113有多種實(shí)現(xiàn)方式，例如采用光電探頭的方法，而控制器根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)也是容易實(shí)現(xiàn)的。綜上所述，在本實(shí)施例中，利用第一反射型偏振片106可以使得第一光和第二光 在幾乎不損失能量的情況下成為偏振光并分別具有第一偏振方向和第二偏振方向，并且第一偏振方向與第二偏振方向的相互關(guān)系是固定的(例如平行關(guān)系)，不隨波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而改變；再利用偏振合光裝置112將第一光和第二光根據(jù)其相互垂直的偏振方向合為一束，實(shí)現(xiàn)了在沒(méi)有擴(kuò)大發(fā)光面積的前提下將發(fā)光能量提高二倍的效果，大幅度的提升了光源的發(fā)光亮度。在本實(shí)施例中，優(yōu)選的，還包括放置于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層105被第一激發(fā)光和第二激發(fā)光入射一側(cè)的與波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層105相鄰的分光濾光片104，用于透射第一激發(fā)光和第二激發(fā)光同時(shí)反射波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層105受激產(chǎn)生的受激光。由于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層105的發(fā)光是各向同性的，因此該分光濾光片104的作用在于將面向其發(fā)射的受激光反射回去而從第一反射型偏振片106的方向出射,從而大幅度的提高了從第一反射型偏振片106方向出射的出射光。同時(shí)分光濾光片104還能夠反射被第一反射型偏振片106反射的偏振的受激光,提高這部分受激光最終的利用效率。在本實(shí)施例中，優(yōu)選的，分光濾光片104與波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層105相對(duì)固定連接，并被第一驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)。這使得分光濾光片104與波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層105的間距可以保持很小，甚至接觸，這有效的減少了光線在兩者之間的空隙中橫向傳播使光斑擴(kuò)大的效應(yīng)。當(dāng)然，分光濾光片104也可以放置在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪之外不隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)分光濾光片只需要覆蓋第一位置151和第二位置152即可，面積可以比較小進(jìn)而成本較低。在本實(shí)施例中，由于第一光和第二光是平行發(fā)射的，所以還包括光引導(dǎo)裝置109，用于引導(dǎo)第一光入射于偏振合光裝置的第一入射面。在本實(shí)施例中，光引導(dǎo)裝置109是反射鏡?？梢岳斫猓庖龑?dǎo)裝置也可以放置于第二光的光路上來(lái)引導(dǎo)第二光入射于偏振合光裝置的第二入射面上。在本實(shí)施例中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪103的正視圖如圖2所示。其中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪103的轉(zhuǎn)動(dòng)圓心103A位于第一位置151和第二位置152的連線上。這樣第一位置和第二位置的距離最遠(yuǎn)且位于同一平面內(nèi)，有利于光學(xué)元件的在同一平面內(nèi)的擺放。在本實(shí)施例中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層沿圓周方向包括六個(gè)區(qū)段，區(qū)段203a和203b為綠色波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層，區(qū)段213a和213b為紅色波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層，區(qū)段223a和223b為散射層，綠色和紅色波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層用于吸收藍(lán)色的激發(fā) 光以產(chǎn)生綠色和紅色的受激光，散射層用于將藍(lán)色的激發(fā)光散射使其具有與綠色和紅色受激光相近似的光分布，這有利于發(fā)光的顏色均勻性。隨著波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，每一個(gè)瞬間波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層的第一位置和第二位置的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換特性和光散射特性都相同，這使得每一個(gè)瞬間出射光145的顏色是單純色而不是混合色；而隨著波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，不同區(qū)域被第一激發(fā)光和第二激發(fā)光激發(fā)而輪流出射不同顏色的光，這種光源可以用于投影顯示。實(shí)際上，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層包括兩種以上的具有不同波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換特性和/或光散射特性的區(qū)段，就能夠達(dá)到時(shí)序出射不同顏色的色光的目的?？梢岳斫?，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層也可以只有一個(gè)單一的區(qū)域，這并不影響本發(fā)明出射高亮度出射光的效果。本發(fā)明的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3a所示。與第一實(shí)施例不同的是，偏振合光裝置變成了與第一反射型偏振片同步轉(zhuǎn)動(dòng)的第二反射型偏振片，第一入射面和第二入射面分別位于該第二反射型偏振片的相對(duì)的兩個(gè)表面。具體來(lái)說(shuō)，還包括第二驅(qū)動(dòng)裝置313，用于驅(qū)動(dòng)第二反射型偏振片與第一反射型偏振片同步轉(zhuǎn)動(dòng)；還包括控制裝置311，用于控制第二驅(qū)動(dòng)裝置313與第一驅(qū)動(dòng)裝置307的轉(zhuǎn)動(dòng)速度相同。在本實(shí)施例中，設(shè)置第二反射型偏振片的初始位置，使得在這個(gè)初始位置上，第一光343可以透射第二反射型偏振片，而由于第二光與第一光的偏振方向相垂直，第二光必然會(huì)被第二反射型偏振片反射而與第一光形成合光。由于第二反射型偏振片與第一反射型偏振片同步轉(zhuǎn)動(dòng)，因此只要初始位置滿足上述合光的條件，那么在每一個(gè)瞬間該合光條件均得到滿足，即第一光343都可以透射第二反射型偏振片并最終與第二光形成合光。本實(shí)施例還包括另一個(gè)實(shí)例，其結(jié)構(gòu)如圖3b所示。與圖3a所示的實(shí)例不同，在本實(shí)例中，偏振扭轉(zhuǎn)裝置為與第二反射型偏振片312同步轉(zhuǎn)動(dòng)的波片(wave plate)314，波片314位于第二光的光路上。該波片的光軸與第二反射型偏振片的偏振方向呈45度夾角，使得透射該偏振扭轉(zhuǎn)裝置的第二光的偏振方向旋轉(zhuǎn)90度從而被第二反射型偏振片312反射；同時(shí)第一光仍然可以透射第二反射型偏振片312,從而形成第一光和第二光的合光。同樣的，由于第二反射型偏振片與第一反射型偏振片同步轉(zhuǎn)動(dòng)，使得波片314的光軸與第二光的第二偏振方向始終保持45度的夾角，進(jìn)而第二光的偏振方向始終可以被旋轉(zhuǎn)90度從而被第二反射型偏振片反射。
在該實(shí)例中，雖然第二光被第二反射型偏振片312反射后還要經(jīng)過(guò)波片314，同時(shí)第一光透射第二反射型偏振片312后也還要經(jīng)過(guò)波片314，但是這已經(jīng)不影響最終的合光效果。在實(shí)際應(yīng)用中，波片314與第二反射型偏振片的偏振方向的夾角要根據(jù)第二光的偏振方向來(lái)調(diào)整，總之需要達(dá)到在任意一個(gè)瞬間使第二光經(jīng)過(guò)波片的偏振扭轉(zhuǎn)后被第二反射型偏振片反射的目的。而且，波片314也可以位于第一光的光路上并與第二反射型偏振片同步轉(zhuǎn)動(dòng)；此時(shí)，第二反射型偏振片的初始位置被設(shè)置成反射第二光，而波片用于扭轉(zhuǎn)第一光的第一偏振方向使其與第二偏振方向保持垂直，從而使第一光在每一個(gè)瞬間都透射第二反射型偏振片。這樣的好處在于，波片不會(huì)出現(xiàn)在第二反射型偏振片的光路之后，從而減少了界面反射的光損失。本發(fā)明的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。該實(shí)施例是第二實(shí)施例中第二個(gè)實(shí)例的變形。在第二實(shí)施例中，需要控制裝置313控制第二驅(qū)動(dòng)裝置與第一驅(qū)動(dòng)裝置同步轉(zhuǎn)動(dòng)，從而在控制上成本較高。在本實(shí)施例中，第二反射型偏振片412通過(guò)一個(gè)連接軸413 與第一驅(qū)動(dòng)裝置407相固定連接從而使用機(jī)械的方式保證了第二反射型偏振片與第一反射型偏振片的相互平行的同步轉(zhuǎn)動(dòng)。在本實(shí)施例中，使用波片414來(lái)扭轉(zhuǎn)第二光444的偏振方向。具體來(lái)說(shuō)，波片414位于第二反射型偏振片412的光路之后，并與第二反射型偏振片同步轉(zhuǎn)動(dòng)。第二光444透射第二反射型偏振片412后透射波片414，并經(jīng)過(guò)至少一個(gè)光導(dǎo)引裝置的導(dǎo)引而再次從波片414的一側(cè)入射于第二反射型偏振片412上。第二光經(jīng)過(guò)兩次透射波片414后，其偏振方向得以扭轉(zhuǎn)90度，從而在第二次入射于第二反射型偏振片412時(shí)被其反射而形成出射光的一部分。另一方面，第一光直接透射第二反射型偏振片412并與第二光形成合光。在本實(shí)施例中，擺放第二反射型偏振片412和波片414需要滿足這樣的條件在任意時(shí)刻，第一光可以透射第二反射型偏振片412，同時(shí)第二光兩次透射波片414后其第二偏振態(tài)需要旋轉(zhuǎn)90度。只要在任意時(shí)刻滿足這樣的條件，由于第一反射型偏振片、第二反射型偏振片和波片都是同步轉(zhuǎn)動(dòng)的，這就保證了在任意時(shí)刻上述條件都可以滿足，這樣就可以實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例合光的目的。值得注意的是，在本實(shí)施例中，第一光入射于第二反射型偏振片和第二光第二次入射于第二反射型偏振片的入射角度都是45度為最佳，當(dāng)然其它銳角也是可以應(yīng)用的。本發(fā)明還提出一種投影顯示裝置，使用上述的光源作為照明源。本發(fā)明還提出一種燈具，使用上述的光源作為照明源。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)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(yùn)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)。
權(quán)利要求
1.一種光源，其特征在于，包括 用于發(fā)射第一激發(fā)光的第一激發(fā)源和用于發(fā)射第二激發(fā)光的第二激發(fā)源； 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪，該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪包括層疊放置的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層和第一反射型偏振片，還包括第一驅(qū)動(dòng)裝置，用于驅(qū)動(dòng)所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層與第一反射型偏振片轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第一激發(fā)光和第二激發(fā)光分別入射于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪的第一位置和第二位置以激發(fā)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層產(chǎn)生受激光，使得從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪上第一反射型偏振片一側(cè)的第一位置和第二位置分別出射具有第一偏振方向和第二偏振方向的第一光和第二光，其中第一光是第一位置的受激光或第一位置的受激光與激發(fā)光的混合光，第二光是第二位置的受激光或第二位置的受激光與激發(fā)光的混合光; 偏振扭轉(zhuǎn)裝置，用于旋轉(zhuǎn)第二光的第二偏振方向使之與第一偏振方向垂直，或旋轉(zhuǎn)第 一光的第一偏振方向使之與第二偏振方向垂直； 偏振合光裝置，該偏振合光裝置的偏振合光特性隨所述第一驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)而周期性變化，使得在每一個(gè)時(shí)刻該偏振合光裝置都對(duì)第一光透射同時(shí)對(duì)第二光反射；所述偏振合光裝置包括第一入射面、第二入射面，所述第一光和第二光分別從第一入射面和第二入射面入射于該偏振合光裝置并分別被其透射和反射而合為一束。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光源，其特征在于，所述第一反射型偏振片為線柵偏振片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光源，其特征在于，所述線柵偏振片的鍍有線柵的平面面向所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光源，其特征在于，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層的轉(zhuǎn)動(dòng)圓心位于第一位置和第二位置的連線上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光源，其特征在于，所述第一偏振方向與第二偏振方向平行；所述偏振扭轉(zhuǎn)裝置用于將第二光的第二偏振方向旋轉(zhuǎn)90度，或用于將第一光的第一偏振方向旋轉(zhuǎn)90度。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光源，其特征在于，所述偏振合光裝置為液晶板，所述第一入射面和第二入射面分別位于該液晶板的相對(duì)的兩個(gè)表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光源，其特征在于，還包括用于探測(cè)第一驅(qū)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)方位的探測(cè)裝置，和用于控制液晶板的偏振合光特性的控制器，該控制器接收所述探測(cè)裝置輸出的表征第一驅(qū)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)方位的信號(hào)，并根據(jù)該信號(hào)確定當(dāng)前時(shí)刻液晶板的偏振合光特性。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光源，其特征在于，所述偏振合光裝置為與第一反射型偏振片同步轉(zhuǎn)動(dòng)的第二反射型偏振片，所述第一入射面和第二入射面分別位于該第二反射型偏振片的相對(duì)的兩個(gè)表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光源，其特征在于，還包括第二驅(qū)動(dòng)裝置，用于驅(qū)動(dòng)所述第二反射型偏振片，所述第二驅(qū)動(dòng)裝置與第一驅(qū)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)速相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光源，其特征在于，所述第二反射型偏振片通過(guò)一個(gè)連接軸與所述第一驅(qū)動(dòng)裝置相固定連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光源，其特征在于，所述偏振扭轉(zhuǎn)裝置為波片，該波片與所述第二反射型偏振片相對(duì)固定并同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光源，其特征在于，還包括光引導(dǎo)裝置，用于引導(dǎo)所述第二光入射于所述偏振合光裝置的第二入射面，或引導(dǎo)所述第一光入射于所述偏振合光裝置的第一入射面。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光源，其特征在于，還包括放置于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層被第一激發(fā)光和第二激發(fā)光入射一側(cè)的與波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層相鄰的分光濾光片，用于透射第一激發(fā)光和第二激發(fā)光同時(shí)反射波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層受激產(chǎn)生的受激光。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光源，其特征在于，所述分光濾光片與所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層相對(duì)固定連接，并被所述第一驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光源，其特征在于，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層沿圓周方向包括至少兩種具有不同波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換特性和/或光散射特性的區(qū)段。
16.根據(jù)權(quán)利要求I至15中任意一項(xiàng)所述的光源，其特征在于，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層的第一 位置和第二位置的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換特性和光散射特性都相同。
17.—種光源,其特征在于,包括 用于發(fā)射第一激發(fā)光的第一激發(fā)源和用于發(fā)射第二激發(fā)光的第二激發(fā)源； 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪，該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪包括層疊放置的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層和第一反射型偏振片，還包括第一驅(qū)動(dòng)裝置，用于驅(qū)動(dòng)所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層與第一反射型偏振片轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第一激發(fā)光和第二激發(fā)光分別入射于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪的第一位置和第二位置以激發(fā)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層產(chǎn)生受激光，使得從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪上第一反射型偏振片一側(cè)的第一位置和第二位置分別出射具有第一偏振方向和第二偏振方向的第一光和第二光，其中第一光是第一位置的受激光或第一位置的受激光與激發(fā)光的混合光，第二光是第二位置的受激光或第二位置的受激光與激發(fā)光的混合 光；所述第一偏振方向與第二偏振方向相互垂直； 偏振合光裝置，該偏振合光裝置的偏振合光特性隨所述第一驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)而周期性變化，使得在每一個(gè)時(shí)刻該偏振合光裝置都對(duì)第一光透射同時(shí)對(duì)第二光反射；所述偏振合光裝置包括第一入射面、第二入射面，所述第一光和第二光分別從第一入射面和第二入射面入射于該偏振合光裝置并分別被其透射和反射而合為一束。
18.一種投影顯示裝置，其特征在于，使用如權(quán)利要求I至17所述的光源作為照明源。
19.一種燈具，其特征在于，使用如權(quán)利要求I至17所述的光源作為照明源。
全文摘要
本發(fā)明提出一種光源及其投影顯示裝置和燈具，包括第一激發(fā)源和第二激發(fā)源；還包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪，該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪包括層疊放置的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層和第一反射型偏振片，還包括第一驅(qū)動(dòng)裝置，用于驅(qū)動(dòng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層與第一反射型偏振片轉(zhuǎn)動(dòng)；第一激發(fā)光和第二激發(fā)光分別入射于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輪的第一位置和第二位置以激發(fā)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層，使得從第一位置和第二位置分別出射具有第一偏振方向和第二偏振方向的第一光和第二光，第一光和第二光在偏振合光裝置處形成合光。在本發(fā)明的光源、投影顯示裝置和燈具中，利用第一光和第二光的偏振特性，使用偏振合光裝置將第一光和第二光合為一束，大幅度的提升了發(fā)光亮度。
文檔編號(hào)F21V9/10GK102748715SQ201210190879
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月11日
發(fā)明者楊毅 申請(qǐng)人:深圳市繹立銳光科技開(kāi)發(fā)有限公司