專利名稱：光源系統及投影裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及照明和顯示用的光源技術領域，特別是涉及ー種光源系統及投影裝置。
背景技術：
目前，許多應用場合需要用到高亮度的彩色光源，如舞臺燈光、投影顯示器以及RGB(紅綠藍三基色)背光等。其中氣體放電燈(例如，超高壓汞燈)是ー種應用于特殊照明及顯示領域的傳統高亮度光源。然而，由于汞容易造成環(huán)境污染，因此業(yè)界正在尋求ー種環(huán)保型光源來代替超高壓汞燈。
請參見圖1，圖I是ー種現有技術的光源系統的結構示意圖。如圖I所示，該光源系統包括固態(tài)光源101、透鏡103、色輪104和驅動裝置106。固態(tài)光源101用于產生一激發(fā)光102。透鏡103用于將該激發(fā)光102聚光到色輪104上。色輪104的不同區(qū)段設置有不同的熒光粉。因此，在色輪104在驅動裝置106的驅動下繞旋轉軸107進行轉動的過程中，激發(fā)光102依次激發(fā)這些熒光粉，進而產生彩色光序列105。例如，熒光粉可以包括紅光熒光粉、綠光熒光粉和黃光熒光粉。當色輪104的紅光熒光粉區(qū)轉動到激發(fā)光102的傳播路徑上時，紅光熒光粉受到激發(fā)光102的激發(fā)而產生高亮度的紅光。綠光和黃光的產生過程與紅光的產生過程相同。然而，在現有的熒光粉中，紅光熒光粉的轉換效率遠低于其他熒光粉，因此一般需要通過外加光源對紅光進行亮度補充。請參見圖2，圖2是另ー種現有技術的光源系統的結構示意圖。如圖2所示，該光源系統包括第一光源201、第二光源202、紅光轉換裝置203以及分光濾光片204。第一光源201產生的激發(fā)光205經紅光轉換裝置(例如，涂布有紅光熒光粉的基板)203波長轉換成紅光206,并經分光濾光片204透射。第二光源202可米用紅光激光器或紅光發(fā)光二極管。第二光源202產生的紅光207經分光濾光片204反射后與紅光206合并，由此對紅光206進行亮度補充。然而，紅光激光器或紅光發(fā)光二極管產生的紅光的光譜范圍與紅光熒光粉產生的紅光的光譜范圍高度重疊，導致難以設計出理想的分光濾光片來充分透射紅光熒光粉產生的紅光，同時充分反射紅光激光器或紅光發(fā)光二極管產生的紅光，因此導致大量的能量損失，降低了光源系統的出光效率。請參見圖3，圖3是又ー種現有技術的光源系統的結構示意圖。如圖3所示，該光源系統包括第一光源301、第二光源302、紅光轉換裝置303以及分光濾光片304。第二光源302產生的紅光307與第一光源301產生的激發(fā)光305 (例如，藍光)經分光濾光片304進行合光后入射到紅光轉換裝置303，并經紅光轉換裝置303透射，以對激發(fā)光305經紅光轉換裝置303波長轉換產生的紅光306進行補充。然而，紅光轉換裝置303對紅光307具有較大的反射率，通常為50%左右，被紅光轉換裝置303反射的紅光307會沿原路返回到第二光源302，從而導致出光效率較低。此外，紅光轉換裝置303以波長轉換方式產生的紅光306為各向同性的，除一部分正向輸出外，另一部分反向入射到分光濾光片304,并被分光濾光片304透射或反射到第二光源302，同樣導致出光效率較低。綜上，需要提供ー種光源系統及投影裝置，以解決現有技術的光源系統普遍存在的上述技術問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明主要解決的技術問題是提供ー種光源系統及投影裝置，以提高光源系統的出光效率。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是 提供ー種光源系統，包括第一光源、第二光源、濾光片以及第一波長轉換裝置。第一光源用于產生第一光譜范圍的光線。第二光源用于產生第二光譜范圍的光線。濾光片透射入射角度大于第一角度閾值的第ニ光譜范圍的光線，反射入射角度小于第二角度閾值的第二光譜范圍的光線，第一角度閾值大于第二角度閾值，從第二光源出射到濾光片上的第二光譜范圍的光線在濾光片上的入射角度大于第一角度閾值并經濾光片透射。第一波長轉換裝置將第一光譜范圍的光線波長轉換成第三光譜范圍的光線，第一波長轉換裝置進ー步透射經濾光片透射的第二光譜范圍的光線的一部分，并反射第二光譜范圍的光線的另一部分到濾光片。濾光片進ー步反射在濾光片上的入射角度小于第二角度閾值的第二光譜范圍的光線的另一部分到第一波長轉換裝置。其中，第二光譜范圍的光線與第三光譜范圍的光線彼此歸ー化光譜中重疊光譜的能量大于兩者中能量較小的30%。其中，第一光譜范圍的光線為藍光，第二光譜范圍的光線與第三光譜范圍的光線為紅光。其中，第一角度閾值大于等于40度且小于等于80度，第二角度閾值大于等于20度且小于等于60度。其中，第一角度閾值大于等于45度且小于等于65度，第二角度閾值大于等于30度且小于等于45度。其中，光源系統進一歩包括光收集裝置，第二光源出射的第二光譜范圍的光線經光收集裝置入射到濾光片，以通過光收集裝置調節(jié)第二光譜范圍的光線在濾光片上的入射角度。其中，光收集裝置為透鏡，通過調節(jié)第二光源與透鏡的光軸之間的距離來調節(jié)第ニ光譜范圍的光線在濾光片上的入射角度。其中，濾光片進ー步反射在濾光片上的入射角度小于第三角度閾值的第三光譜范圍的光線到第一波長轉換裝置。其中，第二光譜范圍的光線的峰值波長大于第三光譜范圍的光線的峰值波長。其中，第三角度閾值大于等于20度且小于等于60度。其中，第三角度閾值大于等于30且小于等于45。其中，濾光片透射入射角度小于第四角度閾值的第一光譜范圍的光線，反射入射角度大于第五角度閾值的第一光譜范圍的光線，第四角度閾值小于第五角度閾值，從第一光源出射到濾光片的第一光譜范圍的光線在濾光片上的入射角度小于第四角度閾值，以使第一光譜范圍的光線經濾光片透射到第一波長轉換裝置上。
其中，第四角度閾值大于等于2度且小于等于45度，第五角度閾值大于等于7度且小于等于50度。
其中，第四角度閾值大于等于5度且小于等于20度，第五角度閾值大于等于10度且小于等于25度。其中，光源系統進一歩包括反射裝置，反射裝置反射從第一光源出射的第一光譜范圍的光線或從第二光源出射的第二光譜范圍的光線到濾光片。其中，反射裝置為分光濾光片，分光濾光片反射從第一光源出射的第一光譜范圍的光線且透射從第二光源出射的第二光譜范圍的光線到濾光片，或者透射從第一光源出射的第一光譜范圍的光線且反射從第二光源出射的第二光譜范圍的光線到濾光片。其中，光源系統進一歩包括色輪及驅動裝置，色輪包括第一區(qū)段和第二區(qū)段，濾光片和第一波長轉換裝置設置于第一區(qū)段，驅動裝置驅動色輪，以使得第一區(qū)段和第二區(qū)段周期性設置于第一光譜范圍的光線和第二光譜范圍的光線的傳輸路徑上，第二區(qū)段上設置有第二波長轉換裝置或設置成透射第一光譜范圍的光線，其中第二波長轉換裝置將第一光譜范圍的光線波長轉換成第四光譜范圍的光線。其中，光源系統進一歩包括色輪定位裝置，色輪定位裝置檢測色輪的運動位置，并產生色輪同步信號，第二光源根據色輪同步信號在第一區(qū)段設置于第二光譜范圍的光線的傳輸路徑上時開啟，并在第一區(qū)段離開第二光譜范圍的光線的傳輸路徑上時關閉。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是提供ー種光源系統，包括第一光源、第二光源、濾光片以及第一波長轉換裝置。第一光源用于產生第一光譜范圍的光線。第二光源用于產生第二光譜范圍的光線。濾光片透射入射角度小于第一角度閾值的第ニ光譜范圍的光線，反射入射角度大于第二角度閾值的第二光譜范圍的光線，第一角度閾值小于第二角度閾值，從第二光源出射到濾光片上的第二光譜范圍的光線在濾光片上的入射角度小于第一角度閾值并經濾光片透射。第一波長轉換裝置將第一光譜范圍的光線波長轉換成第三光譜范圍的光線，第一波長轉換裝置進ー步透射經濾光片透射的第二光譜范圍的光線的一部分，并反射第二光譜范圍的光線的另一部分到濾光片。濾光片進ー步反射在濾光片上的入射角度大于第二角度閾值的第二光譜范圍的光線的另一部分到第一波長轉換裝置。其中，第二光譜范圍的光線與第三光譜范圍的光線彼此歸ー化光譜中重疊光譜的能量大于兩者中能量較小的30%。其中，第一光譜范圍的光線為藍光，第二光譜范圍的光線與第三光譜范圍的光線為紅光。其中，濾光片進ー步反射在濾光片上的入射角度大于第三角度閾值的第三光譜范圍的光線到第一波長轉換裝置。其中，第二光譜范圍的光線的峰值波長小于第三光譜范圍的光線的峰值波長。其中，濾光片透射入射角度小于第四角度閾值的第一光譜范圍的光線，反射入射角度大于第五角度閾值的第一光譜范圍的光線，第四角度閾值小于第五角度閾值，從第一光源出射到濾光片的第一光譜范圍的光線在濾光片上的入射角度小于第四角度閾值，以使第一光譜范圍的光線經濾光片透射到第一波長轉換裝置上。其中，光源系統進一歩包括色輪及驅動裝置，色輪包括第一區(qū)段和第二區(qū)段，濾光片和第一波長轉換裝置設置于第一區(qū)段，驅動裝置驅動色輪，以使得第一區(qū)段和第二區(qū)段周期性設置于第一光譜范圍的光線和第二光譜范圍的光線的傳輸路徑上，第二區(qū)段上設置有第二波長轉換裝置或設置成透射第一光譜范圍的光線，其中第二波長轉換裝置將第一光譜范圍的光線波長轉換成第四光譜范圍的光線。其中，光源系統進一歩包括色輪定位裝置，色輪定位裝置檢測色輪的運動位置，并產生色輪同步信號，第二光源根據色輪同步信號在第一區(qū)段設置于第二光譜范圍的光線的傳輸路徑上時開啟，并在第一區(qū)段離開第二光譜范圍的光線的傳輸路徑上時關閉。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是提供ー種包括上述光源系統的投影裝置。 本發(fā)明的有益效果是區(qū)別于現有技術的情況，通過上述方式，本發(fā)明的光源系統及投影裝置將濾光片設置成透射由第二光源產生且大角度入射的第二光譜范圍的光線，而反射由波長轉換裝置反射且小角度入射的第二光譜范圍的光線，或者將濾光片設置成透射由第二光源產生且小角度入射的第二光譜范圍的光線，而反射由波長轉換裝置反射且大角度入射的第二光譜范圍的光線，能夠對波長轉換裝置反射的第二光譜范圍的光線進行重復利用，進而提高了光源系統的出光效率。


圖I是現有技術ー種光源系統的結構示意圖；圖2是現有技術另一種光源系統的結構不意圖；圖3是現有技術又ー種光源系統的結構不意圖；圖4是本發(fā)明光源系統的第一實施例的結構示意圖；圖5是圖4所示的光源系統的光譜示意圖；圖6是本發(fā)明光源系統的第二實施例的結構示意圖；圖7是本發(fā)明光源系統的第三實施例的結構示意圖；圖8是本發(fā)明光源系統的第四實施例的結構示意圖；圖9是本發(fā)明光源系統的第五實施例的結構示意圖；圖10是圖9所示的光源系統的色輪的主視圖；圖11是本發(fā)明光源系統的第六實施例的結構示意12是本發(fā)明光源系統的第七實施例的結構示意圖；圖13是圖12所示的光源系統的色輪的主視圖；圖14是圖11所示的光源系統的光譜示意圖。
具體實施例方式請參見圖4，圖4是本發(fā)明光源系統的第一實施例的結構示意圖。如圖4所示，本實施例的光源系統主要包括第一光源401、第二光源402、光收集裝置403、濾光片404以及波長轉換裝置405。第一光源401產生ー第一光譜范圍的光線406。第二光源402產生ー第二光譜范圍的光線407。第一光譜范圍的光線406經光收集裝置403中繼后入射到濾光片404，再經濾光片404透射后入射到波長轉換裝置405。波長轉換裝置405上設置有波長轉換材料，例如熒光材料或量子點材料。波長轉換裝置405將經濾光片404透射的第一光譜范圍的光線406波長轉換成第三光譜范圍的光線408。波長轉換裝置405通過波長轉換產生的第三光譜范圍的光線408的一部分的出射方向遠離濾光片404，進而作為本實施例的光源系統的輸出光。波長轉換裝置405通過波長轉換產生的第三光譜范圍的光線408的另一部分的出射方向朝向濾光片404，進而以各種入射角度入射到濾光片404。第二光源402產生的第二光譜范圍的光線407經光收集裝置403中繼后入射到濾光片404。濾光片404設置成透射入射角度大于第一角度閾值的第二光譜范圍的光線407，反射入射角度小于第二角度閾值的第二光譜范圍的光線，其中第一角度閾值大于第二角度閾值。從第二光源402出射到濾光片404上的第二光譜范圍的光線407在濾光片404上的入射角度大于第一角度閾值，進而經濾光片404透射后入射到波長轉換裝置405。入射到波長轉換裝置405上的第二光譜范圍的光線407的一部分經波長轉換裝置405透射，進而作為輸出光輸出。入射到波長轉換裝置405上的第二光譜范圍的光線407的另一部分被波長轉換裝置405反射，進而以各種入射角度重新入射到濾光片404。濾光片404反射在濾光片404上的入射角度小于第二角度閾值的第二光譜范圍的光線407的另一部分，使其重新入射到波長轉換裝置405。波長轉換裝置405對重新入射的第二光譜范圍的光線407的一部分進行透射，另一部分再進行反射，從而實現第二光譜范圍的光線407的回收利用。通過上述方式，濾光片404設置成透射由第二光源402產生且大角度入射到濾光片404的第二光譜范圍的光線407，而反射由波長轉換裝置405反射且小角度入射到濾光片404的第二光譜范圍的光線407，使得原本損失掉的第二光譜范圍的光線407的大部分被重新回收利用，進而提高了光源系統的效率。在本實施例中，通過光收集裝置403調節(jié)從第二光源402出射的第二光譜范圍的光線407在濾光片404上的入射角度，以使其大于第一角度閾值。例如，本實施例的光收集裝置403為透鏡，通過調節(jié)第二光源402與透鏡403的光軸之間的距離來調節(jié)第二光譜范圍的光線407在濾光片404上的入射角度。其中，第二光源402與透鏡403的光軸之間的距離越大，第二光譜范圍的光線407在濾光片404上的入射角度就越大。在其他實施例中，也可以通過其他方式調節(jié)第二光譜范圍的光線407在濾光片404上的入射角度，以使其大于第一角度閾值。在本實施例中，第二光譜范圍與第三光譜范圍至少部分重疊，以利用第二光譜范圍的光線407對第三光譜范圍的光線408進行亮度補充。優(yōu)選的，第二光譜范圍的光線407與第三光譜范圍的光線408彼此歸一化光譜中重疊光譜的能量大于兩者中能量較小的30%。例如，第一光源401為藍光激光器或藍光發(fā)光二極管，其產生的第一光譜范圍的光線406為藍光,第二光源402為紅光激光器或紅光發(fā)光二極管,其產生的第二光譜范圍的光線407為紅光，波長轉換裝置405設置有紅光熒光粉，其對第一光譜范圍的光線406進行波長轉換產生的第三光譜范圍的光線408為紅光。在其他實施例中，第一光源401和第二光源402可以是能夠產生其他適當波長范圍光線的光源，而波長轉換裝置405也可以設置其他波長轉換材料，并且第二光譜范圍與第三光譜范圍也可以不重疊。濾光片404進一步反射在濾光片404上的入射角度小于第三角度閾值的第三光譜范圍的光線408的另一部分到波長轉換裝置405，由此實現對第三光譜范圍的光線408的重、新回收利用。在本實施例中，濾光片404可采用干涉型濾光片。干涉型濾光片原理是在透明襯底上交替地鍍設不同折射率的膜層，利用光線在上述膜層之間的干涉效應來對不同光譜范圍的光線產生不同的透射或反射效果。請參見圖5，圖5是圖4所示的光源系統的光譜示意圖。如圖5所示，濾光片404為一帶阻濾光片，且濾光片404的濾光譜線會隨著光線的入射角度變化而變化。具體來說，當光線的入射角度逐漸變大時，其濾光譜線隨著入射角度的增大而逐漸向短波長方向漂移。在圖5中，曲線500、501、502、503、504分別代表入射角度為O度、10度、30度、45度以及60度時濾光片404的濾光譜線，曲線506、507、508分別代表第一光譜范圍的光線406、第二光譜范圍的光線407以及第三光譜范圍的光線408的光譜曲線。由圖5可知，對于第二光譜 范圍的光線407而言，當入射角度大于60度時，濾光片404基本完全透射第二光譜范圍的光線407，當入射角度小于45度時，濾光片404基本完全反射第二光譜范圍的光線407。對于第三光譜范圍的光線408而言，當入射角度小于45度時，第三光譜范圍的光線408的大部分光譜分量被反射，而僅有少量的光譜分量被透射。因此，如本領域技術人員所理解的，本發(fā)明中所提的到透射和反射包括部分透射和部分反射。如圖5可知，優(yōu)選將第二光譜范圍的光線407的峰值波長設置成大于第三光譜范圍的光線408的峰值波長，進而提高第三光譜范圍的光線408的反射效果。此外，由于波長轉換裝置405在對第一光譜范圍的光線406的一部分進行波長轉換的同時，同樣會反射第一光譜范圍的光線406的另一部分到濾光片404。因此，在本實施例中，濾光片404可進一步設置成透射入射角度小于第四角度閾值的第一光譜范圍的光線406，反射入射角度大于第五角度閾值的第一光譜范圍的光線406。其中，第四角度閾值小于第五角度閾值。從第一光源401出射到濾光片404的第一光譜范圍的光線406在濾光片404上的入射角度小于第四角度閾值，以使第一光譜范圍的光線406經濾光片404透射到波長轉換裝置405上。而從波長轉換裝置405反射回濾光片404且在濾光片404上的入射角度大于第五角度閾值的第一光譜范圍的光線406被濾光片404反射回波長轉換裝置405，由此實現了第一光譜范圍的光線406的回收利用。如圖5所示，對于第一光譜范圍的光線406而言，當入射角度小于45度時，濾光片45基本完全透射第一光譜范圍的光線406，而當入射角度大于60度時，濾光片45基本完全反射第一光譜范圍的光線406。在本實施例中，第一角度閾值優(yōu)選為大于等于40度且小于等于80度，更優(yōu)選為大于等于45度且小于等于65度，第二角度閾值優(yōu)選為大于等于20度且小于等于60度，更優(yōu)選為大于等于30度且小于等于45度，第三角度閾值優(yōu)選為大于等于20度且小于等于60度，更優(yōu)選為30度且小于等于45度，第四角度閾值優(yōu)選為2度且小于等于45度，更優(yōu)選為5度且小于等于20度。第四角度閾值優(yōu)選為7度且小于等于50度，更優(yōu)選為10度且小于等于25度。請參見圖6，圖6是本發(fā)明光源系統的第二實施例的結構示意圖。如圖6所示，本實施例的光源系統主要包括第一光源601、第二光源602、光收集裝置603、濾光片604以及波長轉換裝置605。本實施例的光源系統與圖4所示的第一實施例的區(qū)別之處在于，本實施例的光源系統進一步包括反射裝置609。反射裝置609反射第一光源601產生的第一光譜范圍的光線606到濾光片604。當然，在其他實施例中，反射裝置609也可以設計成反射第二光源602產生的第二光譜范圍的光線607。請參見圖7，圖7是本發(fā)明光源系統的第三實施例的結構示意圖。如圖7所示，本實施例的光源系統主要包括第一光源701、第二光源702、光收集裝置703、濾光片704、波長轉換裝置705以及反射裝置709。本實施例的光源系統與圖6所示的第二實施例的區(qū)別之處在于，本實施例的反射裝置709為分光濾光片，使得反射裝置709反射第一光源701產生的第一光譜范圍的光線706到濾光片704，同時透射第二光源702產生的第二光譜范圍的光線707到濾光片704。此時，由于第一光譜范圍的光線706與第二光譜范圍的光線707的光譜范圍不存在重疊，因此可以通過適當地設計反射裝置709來充分地實現上述功能。當然，在其他實施例中，反射裝置709也可以設計成反射第二光源702產生的第二光譜范圍的光線707到濾光片704，同時透射第一光源701產生的第一光譜范圍的光線706到濾光片704。請參見圖8，圖8是本發(fā)明光源系統的第四實施例的結構示意圖。如圖8所示，本實施例的光源系統主要包括第一光源801、第二光源802、光收集裝置803、濾光片804以及波長轉換裝置805。本實施例的光源系統與圖4所示的第一實施例的區(qū)別之處在于，本實施例的第一光源801產生的第一光譜范圍的光線806直接大角度入射到濾光片804上。當然，在其他實施例中，第一光源801產生的第一光譜范圍的光線806也可以直接大角度入射到波長轉換裝置805上。請參見圖9和圖10，圖9是本發(fā)明光源系統的第五實施例的結構示意圖，圖10是圖9所示的光源系統中的色輪的主視圖。如圖9和圖10所示，本實施例的光源系統主要包括第一光源901、第二光源902、光收集裝置903、色輪904以及驅動裝置905。色輪904包括第一區(qū)段9041和第二區(qū)段9042。第一光源901產生第一光譜范圍的光線911，第二光源902產生第二光譜范圍的光線912。第一光譜范圍的光線911和第二光譜范圍的光線912經光收集裝置903入射到色輪904上。驅動裝置905驅動色輪904，以使得第一區(qū)段9041和第二區(qū)段9042周期性設置于第一光譜范圍的光線911和第二光譜范圍的光線912的傳輸路徑上。其中，第一區(qū)段9041上設置有上述實施例中描述的濾光片906和波長轉換裝置907，使得當第一區(qū)段9041設置于第一光譜范圍的光線911和第二光譜范圍的光線912的傳輸路徑上時，濾光片906和波長轉換裝置907以上文描述的方式產生第三光譜范圍的光線913并透射第二光譜范圍的光線912。進一步，本實施例的第二區(qū)段9042設置有波長轉換裝置909，波長轉換裝置909將入射的第一光譜范圍的光線911波長轉換成第四光譜范圍的光線(未圖示)，由此隨著色輪904的轉動，第一區(qū)段9041和第二區(qū)段9042分別輸出不同顏色的彩色光序列。在本實施例中，波長轉換裝置909可以設置有綠光熒光粉或黃光熒光粉等。在其他實施例中，第二區(qū)段9042可以設置成至少兩個，以分別承載上述熒光粉或其他熒光粉。此外，當第一光譜范圍的光線911可用于后續(xù)顯示應用時，第二區(qū)段9042也可以設置成透射第一光譜范圍的光線911。 在本實施例中，第二區(qū)段9042還可以進一步設置濾光片908，濾光片908透射第一光譜范圍的光線911，并反射從波長轉換裝置909朝向濾光片908輸出的第四光譜范圍的光線，進而實現第四光譜范圍的光線的重新回收利用。當然，濾光片908還可以進一步設置成反射第二光譜范圍的光線912，避免第二光譜范圍的光線912對第四光譜范圍的光線的干擾。本實施例的光源系統進一步包括色輪定位裝置910。色輪定位裝置910檢測色輪904的運動位置，并產生色輪同步信號，第二光源902根據色輪同步信號在第一區(qū)段9041設置于第二光譜范圍的光線912的傳輸路徑上時開啟，并在第一區(qū)段9041離開第二光譜范圍的光線912的傳輸路徑上時關閉，避免第二光譜范圍的光線912的浪費，由此進一步提高了光源系統的效率。請參見圖11，圖11是本發(fā)明光源系統的第六實施例的結構示意圖。如圖11所示，本實施例的光源系統主要包括第一光源1001、第二光源1002、濾光片1004以及波長轉換裝置1005。第一光源1001產生一第一光譜范圍的光線1006。第二光源1002產生一第二光譜范圍的光線1007。波長轉換裝置1005將第一光譜范圍的光線1006波長轉換成第三光譜范圍的光線1008。
本實施例的光源系統與圖4所示的第一實施例的區(qū)別之處在于，本實施例的濾光片1004透射入射角度小于第一角度閾值的第二光譜范圍的光線1007，反射入射角度大于第二角度閾值的第二光譜范圍的光線1007。其中，第一角度閾值小于第二角度閾值。從第二光源1002出射到濾光片1004的第二光譜范圍的光線1007在濾光片1004上的入射角度小于第一角度閾值并經濾光片1007透射。波長轉換裝置1005進一步透射經濾光片1004透射的第二光譜范圍的光線1007的一部分，并反射第二光譜范圍的光線1007的另一部分到濾光片1004。濾光片1004進一步反射在濾光片1004上的入射角度大于第二角度閾值的第二光譜范圍的光線1007的另一部分到波長轉換裝置，由此可以實現對波長轉換裝置1005反射的第二光譜范圍的光線1007的回收利用，提高光源系統的出光效率。進一步，第二光譜范圍與第三光譜范圍至少部分重疊，且優(yōu)選第二光譜范圍的光線1007與第三光譜范圍的光線1008彼此歸一化光譜中重疊光譜的能量大于兩者中能量較小的30%。例如，第一光源1001為藍光激光器或藍光發(fā)光二極管，其產生的第一光譜范圍的光線1006為藍光,第二光源1002為紅光激光器或紅光發(fā)光二極管,其產生的第二光譜范圍的光線1007為紅光，波長轉換裝置1005設置有紅光熒光粉，其對第一光譜范圍的光線1006進行波長轉換產生的第三光譜范圍的光線1008為紅光。在其他實施例中，第一光源1001和第二光源1002可以是能夠產生其他適當波長范圍光線的光源，而波長轉換裝置1005也可以設置其他波長轉換材料，并且第二光譜范圍與第三光譜范圍也可以不重疊。進一步,濾光片1004設置成反射在濾光片1004上的入射角度大于第三角度閾值的第三光譜范圍的光線1008到波長轉換裝置1005，由此實現對從波長轉換裝置1005反向輸出的第三光譜范圍的光線1008的回收利用，提高光源系統的出光效率。進一步，濾光片1004設計成透射入射角度小于第四角度閾值的第一光譜范圍的光線1006，反射入射角度大于第五角度閾值的第一光譜范圍的光線1006。其中，第四角度閾值小于第五角度閾值。從第一光源1001出射到濾光片1004的第一光譜范圍的光線1006在濾光片1004上的入射角度小于第四角度閾值，以使第一光源1001出射的第一光譜范圍的光線1006經濾光片1004透射到波長轉換裝置1005上。從波長轉換裝置1005反射回濾光片1004且在濾光片1004上的入射角度大于第五角度閾值的第一光譜范圍的光線1006被濾光片1004反射回波長轉換裝置1005，由此實現了第一光譜范圍的光線1006的回收利用，提高了光源系統的出光效率。請參見圖14，圖14是圖11所示的光源系統的光譜示意圖。如圖14所示，濾光片1004的濾光譜線會隨著光線的入射角度變化而變化。具體來說，當光線的入射角度逐漸變大時，其濾光譜線隨著入射角度的增大而逐漸向短波長方向漂移。在圖14中，曲線1403和1404分別代表入射角度為10度和30度時濾光片1004的濾光譜線，曲線1406、1407、1408分別代表第一光譜范圍的光線1006、第二光譜范圍的光線1007以及第三光譜范圍的光線1008的光譜曲線。由圖14可知，對于第二光譜范圍的光線1007而言，當入射角度小于10度時，濾光片1004基本完全透射第二光譜范圍的光線1007，當入射角度大于30度時，濾光片1004基本完全反射第二光譜范圍的光線1007。對于第三光譜范圍的光線1008而言，當入射角度大于30度時，第三光譜范圍的光線1008的大部分光譜分量被反射，而僅有少量的光譜分量被透射。在本實施例中，優(yōu)選將第二光譜范圍的光線1007的峰值波長設置成小于第三光譜范圍的光線1008的峰值波長，進而提高第三光譜范圍的光線1008的反射效果。對于第一光譜范圍的光線1006而言，當入射角度小于10度時，濾光片1004基本完全透射第一光譜范圍的光線1006，而當入射角度大于30度時，濾光片1004基本完全反射第一光譜范圍的光線1006。請參見圖12和圖13，圖12是本發(fā)明光源系統的第七實施例的結構示意圖，圖13是圖12所示的光源系統中的色輪的主視圖。如圖12和圖13所示，本實施例的光源系統主要包括第一光源1101、第二光源1102、色輪1104以及驅動裝置1105。色輪1104包括第一區(qū)段11041和第二區(qū)段11042。第一光源1101產生第一光譜范圍的光線1111，第二光源1102產生第二光譜范圍的光線1112。第一光譜范圍的光線1111和第二光譜范圍的光線1112入射到色輪1104上。驅動裝置1105驅動色輪1104，以使得第一區(qū)段11041和第二區(qū)段11042周期性設置于第一光譜范圍的光線1111和第二光譜范圍的光線1112的傳輸路徑上。其中，第一區(qū)段11041上設置有上述第六實施例中描述的濾光片1106和波長轉換裝置1107，使得當第一區(qū)段11041設置于第一光譜范圍的光線1111和第二光譜范圍的光線1112的傳輸路徑上時，濾光片1106和波長轉換裝置1107以上文第六實施例描述的方式產生第三光譜范圍的光線1113并透射第二光譜范圍的光線1112。進一步，本實施例的第二區(qū)段11042設置有波長轉換裝置1109，波長轉換裝置1109將入射的第一光譜范圍的光線1111波長轉換成第四光譜范圍的光線(未圖示)，由此隨著色輪1104的轉動，第一區(qū)段11041和第二區(qū)段11042分別輸出不同顏色的彩色光序列。在本實施例中，波長轉換裝置1109可以設置有綠光熒光粉或黃光熒光粉等。在其他實施例中，第二區(qū)段11042可以設置成至少兩個，以分別承載上述熒光粉或其他熒光粉。此夕卜，當第一光譜范圍的光線1111可用于后續(xù)顯示應用時，第二區(qū)段11042也可以設置成透射第一光譜范圍的光線1111。在本實施例中，第二區(qū)段11042還可以進一步設置濾光片1108，濾光片1108透射第一光譜范圍的光線1111，并反射從波長轉換裝置1109朝向濾光片1108輸出的第四光譜范圍的光線，進而實現第四光譜范圍的光線的重新回收利用。當然，濾光片1108還可以進一步設置成反射第二光譜范圍的光線1112，避免第二光譜范圍的光線1112對第四光譜范圍的光線的干擾。 本實施例的光源系統進一步包括色輪定位裝置1110。色輪定位裝置1110檢測色輪1104的運動位置，并產生色輪同步信號，第二光源1102根據色輪同步信號在第一區(qū)段11041設置于第二光譜范圍的光線1112的傳輸路徑上時開啟，并在第一區(qū)段11041離開第二光譜范圍的光線1112的傳輸路徑上時關閉，避免第二光譜范圍的光線1112的浪費，由此進一步提聞了光源系統的效率。 本發(fā)明還涉及一種投影裝置，該投影裝置的光源系統采用本發(fā)明上述實施例的光源系統。通過上述方式，本發(fā)明的光源系統及投影裝置將濾光片設置成透射由第二光源產生且大角度入射的第二光譜范圍的光線，而反射由波長轉換裝置反射且小角度入射的第二光譜范圍的光線，或者將濾光片設置成透射由第二光源產生且小角度入射的第二光譜范圍的光線，而反射由波長轉換裝置反射且大角度入射的第二光譜范圍的光線，能夠對波長轉換裝置反射的第二光譜范圍的光線進行重復利用，進而提高了光源系統的出光效率。此外， 本發(fā)明通過對波長轉換裝置反射的第一光譜范圍的光線以及波長轉換裝置反向輸出的第三光譜范圍的光線進行回收利用，進一步提高了光源系統的出光效率。以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。
權利要求
1.ー種光源系統，其特征在于，所述光源系統包括 第一光源，用于產生第一光譜范圍的光線； 第二光源，用于產生第二光譜范圍的光線； 濾光片，所述濾光片透射入射角度大于第一角度閾值的所述第二光譜范圍的光線，反射入射角度小于第二角度閾值的所述第二光譜范圍的光線，所述第一角度閾值大于所述第ニ角度閾值，從所述第二光源出射到所述濾光片上的所述第二光譜范圍的光線在所述濾光片上的入射角度大于所述第一角度閾值并經所述濾光片透射； 第一波長轉換裝置，所述第一波長轉換裝置將所述第一光譜范圍的光線波長轉換成第三光譜范圍的光線，所述第一波長轉換裝置進ー步透射經所述濾光片透射的所述第二光譜范圍的光線的一部分，并反射所述第二光譜范圍的光線的另一部分到所述濾光片， 其中，所述濾光片進一歩反射在所述濾光片上的入射角度小于所述第二角度閾值的所述第二光譜范圍的光線的另一部分到所述第一波長轉換裝置。
2.根據權利要求I所述的光源系統，其特征在于，所述第二光譜范圍的光線與所述第三光譜范圍的光線彼此歸ー化光譜中重疊光譜的能量大于兩者中能量較小的30%。
3.根據權利要求2所述的光源系統，其特征在于，所述第一光譜范圍的光線為藍光，所述第二光譜范圍的光線與所述第三光譜范圍的光線為紅光。
4.根據權利要求I所述的光源系統，其特征在于，所述第一角度閾值大于等于40度且小于等于80度，所述第二角度閾值大于等于20度且小于等于60度。
5.根據權利要求4所述的光源系統，其特征在于，所述第一角度閾值大于等于45度且小于等于65度，所述第二角度閾值大于等于30度且小于等于45度。
6.根據權利要求I所述的光源系統，其特征在于，所述光源系統進一歩包括光收集裝置，所述第二光源出射的所述第二光譜范圍的光線經所述光收集裝置入射到所述濾光片，以通過所述光收集裝置調節(jié)所述第二光譜范圍的光線在所述濾光片上的入射角度。
7.根據權利要求6所述的光源系統，其特征在于，所述光收集裝置為透鏡，通過調節(jié)所述第二光源與所述透鏡的光軸之間的距離來調節(jié)所述第二光譜范圍的光線在所述濾光片上的入射角度。
8.根據權利要求I所述的光源系統，其特征在于，所述濾光片進一歩反射在所述濾光片上的入射角度小于第三角度閾值的所述第三光譜范圍的光線到所述第一波長轉換裝置。
9.根據權利要求8所述的光源系統，其特征在于，所述第二光譜范圍的光線的峰值波長大于所述第三光譜范圍的光線的峰值波長。
10.根據權利要求8所述的光源系統，其特征在于，所述第三角度閾值大于等于20度且小于等于60度。
11.根據權利要求10所述的光源系統，其特征在于，所述第三角度閾值大于等于30且小于等于45。
12.根據權利要求I所述的光源系統，其特征在于，所述濾光片透射入射角度小于第四角度閾值的所述第一光譜范圍的光線，反射入射角度大于第五角度閾值的所述第一光譜范圍的光線，所述第四角度閾值小于所述第五角度閾值，從所述第一光源出射到所述濾光片的所述第一光譜范圍的光線在所述濾光片上的入射角度小于所述第四角度閾值，以使所述第一光譜范圍的光線經所述濾光片透射到所述第一波長轉換裝置上。
13.根據權利要求12所述的光源系統，其特征在于，所述第四角度閾值大于等于2度且小于等于45度，所述第五角度閾值大于等于7度且小于等于50度。
14.根據權利要求13所述的光源系統，其特征在于，所述第四角度閾值大于等于5度且小于等于20度，所述第五角度閾值大于等于10度且小于等于25度。
15.根據權利要求I所述的光源系統，其特征在于，所述光源系統進一歩包括反射裝置，所述反射裝置反射從所述第一光源出射的所述第一光譜范圍的光線或從所述第二光源出射的所述第二光譜范圍的光線到所述濾光片。
16.根據權利要求15所述的光源系統，其特征在于，所述反射裝置為分光濾光片，所述分光濾光片反射從所述第一光源出射的所述第一光譜范圍的光線且透射從所述第二光源出射的所述第二光譜范圍的光線到所述濾光片，或者透射從所述第一光源出射的所述第一光譜范圍的光線且反射從所述第二光源出射的所述第二光譜范圍的光線到所述濾光片。
17.根據權利要求I所述的光源系統，其特征在于，所述光源系統進一歩包括色輪及驅動裝置，所述色輪包括第一區(qū)段和第二區(qū)段，所述濾光片和所述第一波長轉換裝置設置于所述第一區(qū)段，所述驅動裝置驅動所述色輪，以使得所述第一區(qū)段和所述第二區(qū)段周期性設置于所述第一光譜范圍的光線和所述第二光譜范圍的光線的傳輸路徑上，所述第二區(qū)段上設置有第二波長轉換裝置或設置成透射所述第一光譜范圍的光線，其中所述第二波長轉換裝置將所述第一光譜范圍的光線波長轉換成第四光譜范圍的光線。
18.根據權利要求17所述的光源系統，其特征在于，所述光源系統進一歩包括色輪定位裝置，所述色輪定位裝置檢測所述色輪的運動位置，并產生色輪同步信號，所述第二光源根據所述色輪同步信號在所述第一區(qū)段設置于所述第二光譜范圍的光線的傳輸路徑上時開啟，并在所述第一區(qū)段離開所述第二光譜范圍的光線的傳輸路徑上時關閉。
19.ー種光源系統,其特征在于,所述光源系統包括 第一光源，用于產生第一光譜范圍的光線； 第二光源，用于產生第二光譜范圍的光線； 濾光片，所述濾光片透射入射角度小于第一角度閾值的所述第二光譜范圍的光線，反射入射角度大于第二角度閾值的所述第二光譜范圍的光線，所述第一角度閾值小于所述第ニ角度閾值，從所述第二光源出射到所述濾光片上的所述第二光譜范圍的光線在所述濾光片上的入射角度小于所述第一角度閾值并經所述濾光片透射； 第一波長轉換裝置，所述第一波長轉換裝置將所述第一光譜范圍的光線波長轉換成第三光譜范圍的光線，所述第一波長轉換裝置進ー步透射經所述濾光片透射的所述第二光譜范圍的光線的一部分，并反射所述第二光譜范圍的光線的另一部分到所述濾光片， 其中，所述濾光片進一歩反射在所述濾光片上的入射角度大于所述第二角度閾值的所述第二光譜范圍的光線的另一部分到所述第一波長轉換裝置。
20.根據權利要求19所述的光源系統，其特征在于，所述第二光譜范圍的光線與所述第三光譜范圍的光線彼此歸ー化光譜中重疊光譜的能量大于兩者中能量較小的30%。
21.根據權利要求20所述的光源系統,其特征在于,所述第一光譜范圍的光線為藍光，所述第二光譜范圍的光線與所述第三光譜范圍的光線為紅光。
22.根據權利要求19所述的光源系統，其特征在于，所述濾光片進一歩反射在所述濾光片上的入射角度大于第三角度閾值的所述第三光譜范圍的光線到所述第一波長轉換裝置。
23.根據權利要求22所述的光源系統，其特征在于，所述第二光譜范圍的光線的峰值波長小于所述第三光譜范圍的光線的峰值波長。
24.根據權利要求19所述的光源系統，其特征在于，所述濾光片透射入射角度小于第四角度閾值的所述第一光譜范圍的光線，反射入射角度大于第五角度閾值的所述第一光譜范圍的光線，所述第四角度閾值小于所述第五角度閾值，從所述第一光源出射到所述濾光片的所述第一光譜范圍的光線在所述濾光片上的入射角度小于所述第四角度閾值，以使所述第一光譜范圍的光線經所述濾光片透射到所述第一波長轉換裝置上。
25.根據權利要求19所述的光源系統，其特征在于，所述光源系統進一歩包括色輪及驅動裝置，所述色輪包括第一區(qū)段和第二區(qū)段，所述濾光片和所述第一波長轉換裝置設置于所述第一區(qū)段，所述驅動裝置驅動所述色輪，以使得所述第一區(qū)段和所述第二區(qū)段周期 性設置于所述第一光譜范圍的光線和所述第二光譜范圍的光線的傳輸路徑上，所述第二區(qū)段上設置有第二波長轉換裝置或設置成透射所述第一光譜范圍的光線，其中所述第二波長轉換裝置將所述第一光譜范圍的光線波長轉換成第四光譜范圍的光線。
26.根據權利要求25所述的光源系統，其特征在干，所述光源系統進一歩包括色輪定位裝置，所述色輪定位裝置檢測所述色輪的運動位置，并產生色輪同步信號，所述第二光源根據所述色輪同步信號在所述第一區(qū)段設置于所述第二光譜范圍的光線的傳輸路徑上時開啟，并在所述第一區(qū)段離開所述第二光譜范圍的光線的傳輸路徑上時關閉。
27.ー種投影裝置，其特征在于，所述投影裝置包括如權利要求1-26任意一項所述的光源系統。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光源系統及投影裝置。該光源系統包括第一光源、第二光源、濾光片以及波長轉換裝置。第二光源產生的第二光譜范圍的光線在濾光片上的入射角度大于第一角度閾值并經濾光片透射。波長轉換裝置透射經濾光片透射的第二光譜范圍的光線的一部分，并反射第二光譜范圍的光線的另一部分到濾光片。濾光片進一步反射在濾光片上的入射角度小于第二角度閾值的第二光譜范圍的光線的另一部分到波長轉換裝置。第一角度閾值大于第二角度閾值。通過上述方式，將濾光片設置成透射由第二光源產生且大角度入射的第二光譜范圍的光線，而反射由波長轉換裝置反射且小角度入射的第二光譜范圍的光線，進而提高了光源系統的出光效率。
文檔編號G02B7/00GK102645827SQ201110363939
公開日2012年8月22日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權日2011年11月16日
發(fā)明者楊毅 申請人:深圳市光峰光電技術有限公司