CN110874005B - 光源系统、提高其光效的方法及显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光源系统、提高其光效的方法及显示设备，其中光源系统包括：激发光源，用于发出激发光；补充光源，用于发出补充光；波长转换装置，用于对部分激发光进行波长转换并出射第一光；及引导装置，包括会聚透镜及分光合光元件，所述会聚透镜用于调整所述第一光的发散角，所述分光合光元件包括第一区域，所述补充光聚焦于所述第一区域附近，所述补充光与所述会聚透镜出射的第一光在所述分光合光元件处进行光学扩展量合光；所述波长转换装置表面上第一光的光斑通过所述会聚透镜在所述分光合光元件处形成一放大的像，从而有利于提高所述光源系统的光效。

Description

光源系统、提高其光效的方法及显示设备

技术领域

本发明涉及光源技术领域，尤其涉及一种光源系统、提高其光效的方法及显示设备。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的具体实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

投影显示行业发展过程中，显示画面的亮度和颜色一直是备受关注的两个方面。然而，常见的激光荧光投影系统的红原色和绿原色分别是宽光谱的红色荧光和绿色荧光，扩展色域范围的同时不可避免的需要砍掉一部分不符合要求的光谱色，导致投影画面亮度降低。

激光荧光投影系统中，考虑到红色荧光粉的光饱和与热饱和问题，通常使用黄色荧光粉产生红色荧光。从黄色荧光截取红色荧光过程中很大一部分短波段的光谱成分无法利用导致光效降低；同时为达到白平衡，保证红光占比，绿色荧光也不能全开，光机效率低。

为了保证投影画面亮度的同时扩展投影设备的色域，目前采取在投影设备光源中增加红激光和绿激光的方法。增加激光模块后，红激光与荧光合光过程中达到同样色坐标的条件下，红激光越多，红色荧光滤光片的截止波长就越往短波方向移动，也就是说红光亮度越高。因此，在白平衡的条件下，绿色荧光的利用率就越高，整个投影系统的亮度就提升越多。使用红激光器的前提下，增加绿激光后，绿激光与绿色荧光合光过程绿色荧光滤光片滤除的荧光变少，光效升高。然而，红激光器和绿激光器用于投影设备上存在很多问题。其中，最为重要的是红激光器和绿激光器成本较高，且红激光器激发效率易受温度影响，绿激光器的光电转换效率较低。同时，为保证红激光的效率，需为红激光光源配置更好的散热结构，这进一步增加了红激光光源的成本。目前，投影设备100中增加补充光源120的结构如图1所示，激发光源110与补充光源120分别发出的激发光和补充光通过二向色片130合光，补充光共用激发光光路分别经过分光合光元件152、反射元件154收集透镜151、155和波长转换装置170进入匀光器件190。其中，激发光与补充光均包括激光，激光入射到波长转换装置170表面反射效率为95％左右，经过波长转换装置170散射后被收集透镜151、155收集的效率为93％左右，激光往返经过收集透镜151、155透过率为94％左右，收集后的被散射的激光在分光合光元件152、154损失8％～10％，在进入匀光器件190时耦合效率为90％，因此激光的利用率只有68％左右。

增加补充光源120导致的成本提升和激光利用率低使得投影设备投影效果的提升并不具备很高的性价比，实用性较低。

发明内容

为解决现有技术显示设备中补充激光利用率不高的技术问题，本发明提供一种补充光源出射光利用率较高的光源系统，本发明还提供一种提高光源系统光效的方法及显示设备。

一种光源系统，包括：

激发光源，用于发出激发光；

补充光源，用于发出补充光；

波长转换装置，用于对部分激发光进行波长转换并出射第一光；及

引导装置，包括会聚透镜及分光合光元件，其中，所述会聚透镜用于调整所述第一光的发散角，所述分光合光元件包括第一区域，所述补充光聚焦于所述第一区域附近，所述补充光与所述会聚透镜出射的第一光在所述分光合光元件处进行光学扩展量合光；

所述波长转换装置表面上第一光的光斑通过所述会聚透镜在所述分光合光元件处形成一放大的像。

一种显示设备，包括如上所述的光源系统。

一种提高光源系统光效的方法，包括以下步骤：

提供激发光；

提供补充光；

利用波长转换装置对入射的部分激发光进行波长转换并出射第一光；

将所述补充光聚焦于合光元件的第一区域附近；

利用合光元件对所述补充光与所述第一光进行光学扩展量合光；

利用会聚透镜，波长转换装置表面上第一光的光斑在合光元件处形成一放大的像。

本发明提供的光源系统、显示设备及提高光源系统光效的方法中，所述波长转换装置表面上第一光的光斑通过所述会聚透镜在所述分光合光元件处形成一放大的像，从而有利于提高所述光源系统的光效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例/方式技术方案，下面将对实施例/方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例/方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中光源系统的结构示意图。

图2为本发明第一实施方式提供的光源系统的结构示意图。

图3为图2所示的分光合光元件的结构示意图。

图4为本发明第二实施方式提供的光源系统的结构示意图。

图5为中间像与分光合光元件上第一光光斑及分光合光元件表面大小比较示意图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图2，为本发明第一实施方式提供的光源系统200的结构示意图。本发明提供的光源系统200可以应用于激光荧光投影设备等显示设备中。光源系统200包括：激发光源(图未示)、补充光源220、引导装置250及波长转换装置270。其中，激发光源发出的激发光用于在引导装置250的引导下照射至波长转换装置270，波长转换装置270对激发光进行波长转换，从而得到从波长转换装置270出射的第一光并在波长转换装置270表面形成一第一光的光斑。补充光源220用于出射包括激光的补充光，补充光与第一光在引导装置250的引导下进行光学扩展量合光后出射，由于光源系统200出射的光源光包括第一光与补充光，其中第一光包括荧光，荧光用于调制第一色域范围内的图像，补充光包括激光，激光用于调制第二色域范围内的图像，其中，第二色域范围覆盖第一色域范围，并且第二色域范围具有超出第一色域范围的部分，从而采用补充光源220的光源系统200有效扩展了光源光调制图像的色域覆盖的范围，有利于提高采用光源系统200的显示设备的显示图像画面质量。

图2中省略了激发光源，在一种实施方式中，波长转换装置270为反射式色轮，激发光源位于引导装置250远离波长转换装置270的一侧，可以理解的是，波长转换装置270还可以是透射式色轮，相应地，激发光源可以设置于波长转换装置270远离引导装置250的一侧。

本实施方式中，激发光源为蓝色光源，用于发出蓝色激发光。可以理解的是，激发光源还可以是紫色光源或紫外光源，用于发出紫色光或紫外光作为激发光以激发波长转换装置270出射波长较长的包括三基色光的第一光。激发光源中的发光体可以是激光，也可以是发光二极管，具体其发光体的数量可以根据需要灵活选择。

补充光源220用于发出包括激光的补充光，补充光源220可以发出红色激光及/或绿色激光作为补充光，相应地，补充光源220中包括红色激光器及/或绿色激光器。在采用多个激光器的补充光源220中，还设置有用于压缩光斑的反射条、反射镜等反射元件。

在激发光源与补充光源220中，可以设置用于对出射的激发光与补充光进行匀光的匀光器件，比如光学积分棒或复眼透镜。不过激发光源与补充光源220中的匀光器件是可以省略的，特别是在小型化的光源系统中。

波长转换装置270包括圆形的基板，及设置于基板表面的转换区271与滤光区275。其中，转换区271与滤光区275呈内径不等的圆环状，滤光区275设置于基板的边缘，转换区271沿滤光区275的内圈设置，或转换区271与滤光区275的位置互换都是可行的。转换区271与滤光区275可以间隔设置也可以相邻设置。

进一步地，转换区271包括多种颜色区段，比如包括蓝色段、红色段与绿色段。本实施方式中，呈圆形的波长转换装置270在驱动装置的驱动下周期性旋转，蓝色段、红色段及绿色段周期性位于激发光的光路上。进一步地，对应蓝色激发光的蓝色段设置有用于对激发光进行散射的由散射粉形成的散射层，以改变激发光的角度分布，其余颜色区段中设置有对应颜色的荧光粉，比如红色段中设置有红色荧光粉，绿色段设置有绿色荧光粉，以分别对蓝色激发光进行波长转换并产生红色荧光与绿色荧光。激发光周期性照射至转换区271的各个区段，由激发光产生的第一光在波长转换装置270表面形成一在各个颜色区段周期性运动的光斑s，转换区271出射的第一光包括红色荧光、绿色荧光及散射后的蓝色激发光，第一光中的三基色光时序合光后得到白光。

在一种实施方式中，转换区271包括黄色段与蓝色段，其中，黄色段中设置有黄色荧光粉，蓝色段中设置有用于对激发光进行散射的散射层，黄色段出射的黄色荧光与蓝色段出射的散射后的激发光合光后得到白光。在变更实施方式中，转换区271包括红色段、绿色段、黄色段、蓝色段，或者转换区271中以橙色段替换红色段，转换区271还可以有其他的实现方式，不限于上述列举的几种。

滤光区275包括与转换区271一一对应的颜色区段，在本实施方式中，滤光区275包括蓝色段、红色段及绿色段，每个颜色区段中设置有对应颜色的滤光片。在驱动装置的带动下，滤光区275与转换区271同步转动，转换区271时序出射的第一光经过引导装置250的引导后穿过滤光区275中对应颜色区段后自波长转换装置270出射，从而截留第一光中部分光线以提高出射第一光的纯度。

如图2所示，匀光器件290与引导装置250分别设置于波长转换装置270的相对两侧。波长转换装置270中滤光区275出射的第一光及引导装置250引导出射的补充光经过匀光器件290的均匀化后出射颜色及亮度均匀的光源光。匀光器件290可以是光学积分棒或复眼透镜。

进一步地，引导装置250包括收集透镜251、引导元件252、会聚透镜253、合光元件254及中继透镜255。转换区271出射的第一光依次经过收集透镜251、引导元件252、会聚透镜253、合光元件254及中继透镜255后入射至滤光区275。补充光源220出射的补充光依次经过合光元件254及中继透镜255后入射至滤光区275。第一光与补充光在合光元件254处光学扩展量合光。

收集透镜251由多个光轴重叠的透镜组成，其中的多个透镜的焦距不同，与波长转换装置270之间距离越近的透镜，其焦距越小。收集透镜用于收集转换区271出射的朗伯分布的第一光并将其准直，出射大致平行的第一光。

引导元件252的类型根据激发光源的位置变化。在激发光源位于引导装置250远离波长转换装置270一侧的实施方式中，引导元件252为区域镀膜的分光合光元件，在激发光源位于波长转换装置270背离引导装置250的实施方式中，引导元件252为用于反射第一光的反射镜。

会聚透镜253用于将引导元件252出射的第一光会聚至合光元件254。会聚透镜253出射第一光的光路上的任意一承接面上均能形成一个波长转换装置270上第一光的光斑s的像，在光斑s的多个像中，包括一成像清晰度最高的中间像A，其余的像相较于中间像A，清晰度较差，并且，中间像A的成像位置对应会聚透镜253出射第一光中光束直径最小处。换句话说，会聚透镜253出射的第一光光束直径最小的位置形成一中间像A，中间像的清晰度高于其他像。

第一光的效率与第一光及补充光的合光过程相关，第一光及补充光利用光学扩展量原理合光。其中补充光源220发出的补充光为激光，其光学扩展量非常小，补充光源220内部光路上的反射元件和透镜对光学扩展量影响较小；同时，补充光源220与引导装置250之间的补充光光路上设置有散射元件(图未示)，以减弱补充光散斑现象并消除其角分布不连续引起的不均匀现象，由于补充光与第一光合光过程已经很大程度减弱了散斑现象所以散射元件的散射角较小，能够保证进入合光元件254的补充光光学扩展量保持在比较小的状态。而第一光是由激发光激发荧光粉产生，荧光粉发光过程为朗伯散射，因此第一光光学扩展量很大。

请参阅图3，图3为图2所示的合光元件254的结构示意图。合光元件254用于引导会聚透镜253出射的第一光及补充光源220出射的补充光进行光学扩展量合光。具体地，合光元件254表面包括第一区域254a及第二区域254b。其中，第二区域254b设置于第一区域254a的周边，本发明实施方式中，不限定第一区域254a在合光元件254表面的具体位置，第一区域254a可以位于合光元件254表面的几何中心，也可以设置于合光元件254表面的偏心位置。

补充光用于会聚在第一区域254a附近，第一光照射至第一区域254a及第二区域254b。其中第一区域254a镀设有增透膜以透射补充光，第二区域254b镀设有反射膜以反射第一光。第一光照射至第一区域254a的光线透射出去，不能被中继透镜255接收到，造成一部分光能损失。由于补充光与第一光光学扩展量相差很大，补充光和第一光光束角度基本相同的情况下二者光斑面积差也很大，因此虽然补充光与第一光有光谱重叠部分，仍然可以保证第一光在合光过程损失较少。

由于补充光光路未经过波长转换装置270的转换区271，因此补充光利用率较高。其中，补充光经过补充光源220内部光路上的反射元件和透镜的反射率和透射率约为99％，合光元件254位置的耦合效率约为97％，匀光器件290入口的耦合效率约为90％，那么补充光总的利用率为80％左右，相比现有光源系统100中增加补充光源120的方法提升约18％。

补充光与第一光在合光元件254位置合光过程中，由于第一区域254a的存在荧光会损失8％～10％，整体光效存在一定损失，为提升光效可在第一区域254a设置用于透射第一偏振态光线并反射第二偏振态光线的偏振分光膜或偏振分光片，其中，补充光为第一偏振态的光。在一种实施方式中，补充光为p偏振光，经过散射元件后的补充光中p光占比仍达95％以上，而第一光为非偏振光，第一区域254a透射p光反射s光，在这种实施方式中，损失的第一光在原来的基础上减半，即第一区域254a第一光损失变为4％～5％，而补充光损失约5％，相比之前增加2％，但是由于第一光占比比补充光多，整体光效会增加。

光学扩展量实际上是光束所通过截面积与光束所占据的空间立体角的积分。由于光学扩展量合光过程中第一光与补充光光束角度基本相同，第一光损失比例可近似由合光元件254位置第一光光斑和第一区域254a的相对大小决定。为进一步提升光源系统200中第一光光效，本实施方式中调整会聚透镜253参数，使得波长转换装置270表面上激光光斑在的中间像A成放大的像，从而有利于增大合光元件254上第一光的光斑面积。放大的像即相对于原像来说像的面积增大了。也可以理解为放大的像所处的位置为光束的一个离焦位置。因此第一光损失比率P(％)近似由下式计算：

P(％)＝S1/S2。

其中，S1是合光元件254上第一区域254a的面积，S2是合光元件254位置处第一光光斑t的面积。从而第一光在合光元件254表面形成的光斑越大，或者说在合光元件254表面的得到的像越大，第一光损失比例就越小，而补充光利用率未见减少，实现了第一光光效提升。

请再次参阅图2，在本实施方式中，光斑s的中间像A位于合光元件254处，从而得到第一光在合光元件254表面形成中间像A及面积最小的光斑t；在其他实施方式中，中间像A位于合光元件254之外，照射至合光元件254表面的第一光光束直径较大，形成的光斑t也相对本实施方式中的光斑t较大。

波长转换装置270表面激发光光斑的中间像A形成于合光元件254处，会聚透镜253的参数是可调的，比如曲率半径及其相对其他器件的设置位置，通过调整会聚透镜253的参数，使得中间像A为放大的像，即中间像A的面积比光斑s大，从而有利于光斑s在合光元件254处得到一放大的像并形成一放大的光斑t，有利于进一步降低第一光在合光元件254的损失，而补充光利用率未见减少，从而有利于提高光源系统200的光效。

另外，如图2所示，合光元件254出射的第一光与补充光以相同的发散角入射至中继透镜255，中继透镜255包括多个曲率半径及位置可调的透镜，通过调整中继透镜255，使得中间像A成像于匀光器件290入口，并且第一光与补充光以相同的发散角入射至匀光器件290，从而有利于第一光与补充光在匀光器件290中经过多次反射进而提高出射光线的均匀性。

本实施方式中，还提供一种提高光源系统200光效的方法，包括以下步骤：

S 1：提供激发光。具体地，应用于光源系统200中，通过激发光源提供用于激发波长转换装置的激发光，激发光可以为蓝色、紫色或紫外光，以激发处波长较长的红色荧光、绿色荧光、是黄色荧光、橙色荧光或其他颜色荧光。

S2：提供补充光。在一种实施方式中，可以利用补充光源220发出包括激光的补充光。补充光可以为红色激光、蓝色激光、绿色激光或其他颜色激光中的至少一种。

S3：利用波长转换装置270对入射的部分激发光进行波长转换并出射第一光。波长转换装置270表面设置有波长转换材料，以将至少部分激发光转换为荧光，在本发明中，波长转换装置270表面还设置有用于散射激发光的散射层，波长转换装置270出射的第一光包括荧光与散射后的激发光。

S4：将所述补充光聚焦于合光元件254的第一区域254a附近。一般地，可以通过透镜或其他比如反射元件实现补充光的会聚。

S5：利用合光元件254对所述补充光与所述第一光进行光学扩展量合光。补充光会聚于第一区域254a附近，第一光包括荧光，荧光的光学扩展量大于补充光，第一光照射至合光元件254表面的第一区域254a与第二区域254b。具体地，第一区域254a用于透射光线，第二区域254b用于反射光线。在一种实施方式中，第一区域254a设置有增透膜，或第一区域254a为镂空区域，第二区域254b用于反射光线。

S6：利用会聚透镜253，波长转换装置270表面上第一光的光斑s在合光元件处形成一放大的像。

具体地，调节会聚透镜253的曲率半径，及/或会聚透镜256在光源系统200中的位置，进而能够找到至少一组会聚透镜253的参数，能够实现合光元件254上形成一放大的像，使得光斑s在合光元件254处形成一放大的像。

本实施方式中，利用会聚透镜253，光斑s在所述合光元件处形成一放大的中间像。中间像为会聚透镜253出射光线直径最小处对应的像，若中间像为放大的像，即中间像相对于光斑s面积更大，则有利于提高光源系统200的系统光效。

可以理解的是，在步骤S6之后还可以包括步骤S7以调节出射光源光的均匀性。

S7：利用匀光器件290对合光元件出射的光线进行均匀化处理。

S8：利用中继透镜255将合光元件254出射的光线中继至匀光器件290入口，从而有利于减弱显示设备的显示画面颜色不均匀现象。

可以理解的是，根据不同的需求，上述步骤中可以增加或移除相应的步骤，或者改变步骤之间顺序都是可行的。

请参阅图4-图5，图4为本发明第二实施方式提供的光源系统300的结构示意图，图5为中间像A与合光元件354上第一光的光斑t及合光元件354表面大小比较示意图。

本实施方式中提供的光源系统300中，波长转换装置370上激发光光斑的中间像A位于合光元件354与中继透镜355之间，以在合光元件354表面形成放大的像，实现了合光元件354处第一光光斑t面积的放大，并能够实现中间像A成像于匀光器件390的入口处。

由于第一光光学扩展量不为0，也就是说第一光光束存在一定发散角，波长转换装置370上第一光光斑s经过会聚透镜353形成位于合光元件354远离会聚透镜353一侧的中间像A，由于中间像A的位置对应会聚透镜353出射第一光光束直径最小的位置，从而合光元件354上第一光的光斑t对应的第一光光束直径大于中间像A对应的第一光光束直径，从而合光元件354表面的第一光光斑t面积大于中间像A，合光元件354上第一光的光斑面积得到了放大，进而有利于提高第一光的利用率及光源系统300的光效。

中继透镜355将激发光光斑中间像A成像到光学积分棒390入口，而补充光聚焦于合光元件354的第一区域位置，由于中间像A不处于合光元件354上，也就是说中间像A与补充光聚焦位置轻微离焦，因此匀光器件390入口位置的补充光光学扩展量变大，匀光器件390匀光效果增强，另外，第一光与补充光以相同的发散角入射至匀光器件，进一步减弱了显示设备显示画面的颜色不均匀现象。

在本实施方式中，关于提高光源系统300光效的方法所包括的步骤中，与提高光源系统200光效的方法不同的是：步骤S6具体为：利用会聚透镜354，光斑s在合光元件354与中继透镜355之间形成一中间像。

具体地，根据第一光的预设光线损失比例，确定中间像A在合光元件354与中继透镜355之间的预设成像位置；调节会聚透镜353，使得光斑s成像于预设成像位置。

需要说明的是，在本发明的精神或基本特征的范围内，适用于第一实施方式及第二实施方式中的各具体方案也可以相互适用，为节省篇幅及避免重复起见，在此就不再赘述。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个装置也可以由同一个装置或系统通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种光源系统，其特征在于，包括：

激发光源，用于发出激发光；

补充光源，用于发出补充光；

波长转换装置，用于对部分所述激发光进行波长转换并出射第一光；及

引导装置，包括会聚透镜及合光元件，其中，所述会聚透镜用于调整所述第一光的发散角，所述合光元件包括第一区域，所述补充光聚焦于所述第一区域附近，所述补充光与所述会聚透镜出射的第一光在所述合光元件处进行光学扩展量合光；

所述波长转换装置表面上第一光的光斑通过所述会聚透镜在所述合光元件处形成一放大的像，并在通过所述会聚透镜后光束直径最小的位置形成一放大的中间像，所述中间像位于所述合光元件处或位于所述合光元件之外。

2.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述光斑经过所述会聚透镜形成一中间像，所述中间像位于所述合光元件处，所述合光元件出射的光线经过中继透镜后出射。

3.如权利要求2所述的光源系统，其特征在于，所述中间像位于所述第一区域。

4.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述光源系统包括用于接收所述合光元件出射光线的中继透镜，所述光斑经过所述会聚透镜形成中间像，所述中间像位于所述合光元件与所述中继透镜之间。

5.如权利要求2-4任意一项所述的光源系统，其特征在于，所述光源系统还包括用于对所述引导装置的出射光线进行匀光的匀光器件，所述中继透镜将所述中间像成像于所述匀光器件入口。

6.如权利要求5所述的光源系统，其特征在于，所述第一光及所述补充光以相同的发散角进入所述匀光器件。

7.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述第一区域中设置有偏振分光膜或偏振分光片。

8.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述引导装置还包括邻近所述波长转换装置设置的收集透镜，所述收集透镜用于对所述波长转换装置出射的第一光进行准直，准直后的第一光入射至所述会聚透镜。

9.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述会聚透镜的曲率半径及其在所述光源系统中的位置是可调节的，通过调节所述会聚透镜的曲率半径和/或其在所述光源系统中的位置，使得所述波长转换装置表面上第一光的光斑通过所述会聚透镜在所述合光元件处形成一放大的像。

10.一种显示设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的光源系统。

11.一种提高光源系统光效的方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供激发光；

提供补充光；

利用波长转换装置对入射的部分激发光进行波长转换并出射第一光；

将所述补充光聚焦于合光元件的第一区域附近；

利用合光元件对所述补充光与所述第一光进行光学扩展量合光；

利用会聚透镜，波长转换装置表面上第一光的光斑在合光元件处形成一放大的像，并在通过所述会聚透镜后光束直径最小的位置形成一放大的中间像，所述中间像位于所述合光元件处或位于所述合光元件之外。

12.如权利要求11所述的提高光源系统光效的方法，其特征在于，所述利用会聚透镜，波长转换装置表面上第一光的光斑在合光元件处形成一放大的像，包括：

调节所述会聚透镜的曲率半径，及/或所述会聚透镜在光源系统中的位置，使得所述光斑在所述合光元件处形成一放大的像。

13.如权利要求11-12任意一项所述的提高光源系统光效的方法，其特征在于，还包括：

利用中继透镜接收所述合光元件出射的光线；

所述利用会聚透镜，将波长转换装置表面上第一光的光斑在合光元件处形成一放大的像，包括：

利用所述会聚透镜，所述光斑在所述合光元件与所述中继透镜之间形成一放大的中间像。

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