[发明专利]光源系统及投影装置

说明书

技术领域

本发明涉及照明和显示用的光源技术领域，特别是涉及一种光源系统及投影装置。

背景技术

目前，许多应用场合需要用到高亮度的彩色光源，如舞台灯光、投影显示器以及RGB(红绿蓝三基色)背光等。其中气体放电灯(例如，超高压汞灯)是一种应用于特殊照明及显示领域的传统高亮度光源。然而，由于汞容易造成环境污染，因此业界正在寻求一种环保型光源来代替超高压汞灯。

请参见图1，图1是一种现有技术的光源系统的结构示意图。如图1所示，该光源系统包括固态光源101、透镜103、色轮104和驱动装置106。固态光源101用于产生一激发光102。透镜103用于将该激发光102聚光到色轮104上。色轮104的不同区段设置有不同的荧光粉。因此，在色轮104在驱动装置106的驱动下绕旋转轴107进行转动的过程中，激发光102依次激发这些荧光粉，进而产生彩色光序列105。例如，荧光粉可以包括红光荧光粉、绿光荧光粉和黄光荧光粉。当色轮104的红光荧光粉区转动到激发光102的传播路径上时，红光荧光粉受到激发光102的激发而产生高亮度的红光。绿光和黄光的产生过程与红光的产生过程相同。

然而，在现有的荧光粉中，红光荧光粉的转换效率远低于其他荧光粉，因此一般需要通过外加光源对红光进行亮度补充。

请参见图2，图2是另一种现有技术的光源系统的结构示意图。如图2所示，该光源系统包括第一光源201、第二光源202、红光转换装置203以及分光滤光片204。第一光源201产生的激发光205经红光转换装置(例如，涂布有红光荧光粉的基板)203波长转换成红光206，并经分光滤光片204透射。第二光源202可采用红光激光器或红光发光二极管。第二光源202产生的红光207经分光滤光片204反射后与红光206合并，由此对红光206进行亮度补充。然而，红光激光器或红光发光二极管产生的红光的光谱范围与红光荧光粉产生的红光的光谱范围高度重叠，导致难以设计出理想的分光滤光片来充分透射红光荧光粉产生的红光，同时充分反射红光激光器或红光发光二极管产生的红光，因此导致大量的能量损失，降低了光源系统的出光效率。

请参见图3，图3是又一种现有技术的光源系统的结构示意图。如图3所示，该光源系统包括第一光源301、第二光源302、红光转换装置303以及分光滤光片304。第二光源302产生的红光307与第一光源301产生的激发光305(例如，蓝光)经分光滤光片304进行合光后入射到红光转换装置303，并经红光转换装置303透射，以对激发光305经红光转换装置303波长转换产生的红光306进行补充。然而，红光转换装置303对红光307具有较大的反射率，通常为50％左右，被红光转换装置303反射的红光307会沿原路返回到第二光源302，从而导致出光效率较低。此外，红光转换装置303以波长转换方式产生的红光306为各向同性的，除一部分正向输出外，另一部分反向入射到分光滤光片304，并被分光滤光片304透射或反射到第二光源302，同样导致出光效率较低。

综上，需要提供一种光源系统及投影装置，以解决现有技术的光源系统普遍存在的上述技术问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种光源系统及投影装置，以提高光源系统的出光效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种光源系统，包括第一光源、第二光源、滤光片以及第一波长转换装置。第一光源用于产生第一光谱范围的光线。第二光源用于产生第二光谱范围的光线。滤光片透射入射角度大于第一角度阈值的第二光谱范围的光线，反射入射角度小于第二角度阈值的第二光谱范围的光线，第一角度阈值大于第二角度阈值，从第二光源出射到滤光片上的第二光谱范围的光线在滤光片上的入射角度大于第一角度阈值并经滤光片透射。第一波长转换装置将第一光谱范围的光线波长转换成第三光谱范围的光线，第一波长转换装置进一步透射经滤光片透射的第二光谱范围的光线的一部分，并反射第二光谱范围的光线的另一部分到滤光片。滤光片进一步反射在滤光片上的入射角度小于第二角度阈值的第二光谱范围的光线的另一部分到第一波长转换装置。

其中，第二光谱范围的光线与第三光谱范围的光线彼此归一化光谱中重叠光谱的能量大于两者中能量较小的30％。

其中，第一光谱范围的光线为蓝光，第二光谱范围的光线与第三光谱范围的光线为红光。

其中，第一角度阈值大于等于40度且小于等于80度，第二角度阈值大于等于20度且小于等于60度。