[发明专利]光源系统和投影系统

说明书

本发明涉及能够有效地减少投影图像中的光斑的光源系统和投影系统。光源系统包括：第一激光模块，用于发出具有第一波长范围的激光；区域分光片，具有能够反射所述激光的中心区域和能够透射所述激光的外围区域；色轮，被中心区域反射的所述激光的至少一部分入射至色轮，色轮将所述激光反射为具有朗伯分布的光；聚焦透镜，设置于第一激光模块与区域分光片之间，将所述激光聚焦至中心区域；收集透镜组，设置于区域分光片与色轮之间，将所述激光的所述至少一部分聚焦至色轮并且将从色轮入射的具有朗伯分布的所述光平行化；方棒，具有入光面和出光面，平行化的所述光被聚焦透镜会聚至入光面；和光扩散元件，位于所述收集透镜组与所述方棒之间。

技术领域

本发明涉及投影领域，具体地，涉及用于影院的光源系统和采用所述光源系统的投影系统。

背景技术

目前，在激光显示领域，随着荧光粉技术的不断进步，使得激光光源在影院光源领域的优势渐渐显露。通常，用于影院放映的投影系统的激光光源系统采用三基色的激光模块作为光源，是真正的高纯色光源，能实现自然界中90％以上的人眼可识别色彩，是传统投影光源的2倍以上。因此，除了具有极高的亮度之外，激光光源还具有更高的色彩灰度表现能力，图像层次感强。尤其对于立体影片的播放，激光光源的使用能够极大增强3D立体效果。此外，在使用寿命方面，激光光源寿命长，低衰减，可以长时间连续工作，并且长期无需更换，寿命甚至可以大于80000小时。另外，在使用安全性方面，激光元件没有高压结构，无炸灯危险，无汞污染，日常维护成本低廉。

在现有的激光光源系统中，红色激光模块发出的红色激光在入射至投影方棒之前通常被反射至收集透镜组，并被收集透镜组聚焦在色轮上，然后反射出朗伯分布的红光。然而，由于收集透镜组中的收集透镜曲率较大，其表面镀上的AR膜相对难以控制，一部分红色激光入射至收集透镜时容易发生反射。这部分被反射的红色激光不具备朗伯分布，在经过一系列光学元件之后聚集在投影方棒的出光面，导致了在投影屏幕上产生如图1中所示的“红斑”现象(需要说明的是，为了满足附图的制图要求，图1是经过灰度处理之后的投影图像，图中示出的不同灰度的斑块实际上是投影图像中不同亮度的“红斑”)。类似地，也存在由其它颜色激光导致的其它颜色的色斑现象。

发明内容

针对上述问题，本发明期望能够提供一种能够减弱激光投影的色斑现象的光源系统和投影系统。

根据本发明实施例的光源系统包括：第一激光模块，用于发出具有第一波长范围的激光；区域分光片，所述区域分光片具有中心区域和外围区域，所述中心区域能够反射所述激光并且所述外围区域能够透射所述激光；色轮，被所述中心区域反射的所述激光的至少一部分入射至所述色轮，所述色轮将入射的所述激光反射为具有朗伯分布的光；聚焦透镜，所述聚焦透镜设置于所述第一激光模块与所述区域分光片之间，将所述激光聚焦至所述中心区域；收集透镜组，所述收集透镜组设置于所述区域分光片与所述色轮之间，将所述激光的所述至少一部分聚焦至所述色轮并且将从所述色轮入射的具有朗伯分布的所述光平行化；方棒，所述方棒具有入光面和出光面，平行化的所述光被聚焦透镜会聚至所述方棒的所述入光面。所述光源系统还包括光扩散元件，所述光扩散元件位于所述收集透镜组与所述方棒之间。

优选地，所述光扩散元件是散射片，所述散射片设置在所述方棒的所述入光面附近的光路上。

可替代地，所述光扩散元件是散射片，所述散射片设置在所述聚焦透镜的焦点处。此外，所述光源系统还设置有中继系统，所述中继系统设置于所述散射片与所述方棒之间的光路上并且将所述散射片上的光斑成像至所述入光面。

可替代地，所述光扩散元件是所述方棒的所述入光面，所述入光面经过加工而具有散射特性。

可替代地，所述光扩散元件是所述区域分光片的所述中心区域，所述中心区域经过加工而具有散射特性。优选地，所述加工是刻蚀加工。