CN102854728A - 光源系统及投影装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光源系统及投影装置。其中，光源用于产生激发光。色轮装置用于接收激发光，且包括第一区域和第二区域，第一区域设置有至少两个第一色段，第二区域设置有至少两个第二色段。驱动装置用于周期性驱动色轮装置，使得光源系统在第一工作模式下周期性输出由第一区域设置的该至少两个第一色段交替产生的第一输出光所形成的第一输出光序列，并在第二工作模式下周期性输出由第二区域设置的该至少两个第二色段交替产生的第二输出光所形成的第二输出光序列，第一输出光序列不同于第二输出光序列。切换装置用于控制光源系统在第一工作模式和第二工作模式之间进行切换。本发明能够针对不同工作模式产生至少两种不同的输出光序列。

Description

光源系统及投影装置

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别是涉及一种光源系统及投影装置。

背景技术

目前，在照明和显示领域经常会用到彩色光序列。如图1所示，在一种现有技术的光源系统10中，光源11产生的激发光12经聚光装置13聚焦到色轮14上。色轮14包括多个色段，且不同色段设置有不同的荧光材料，使得在驱动装置15驱动色轮14绕转轴16转动的过程中，色轮14的多个色段交替设置于激发光12的传输路径上，进而被激发光12激发而产生多种颜色的彩色光序列。例如，如图2所示，色轮14包括红光色段R、绿光色段G、蓝光色段B以及白光色段W，以经激发光12的激发作用产生红绿蓝白四色光序列。

图2所示的色轮14产生的红绿蓝白四色光序列适用于需要白光增强的显示场合，其中的红绿蓝基色光用于形成图像，白光用于增强数据及图表显示的亮度。但上述方案是以牺牲色饱和度为代价。在其他显示场合，例如在显示动态视频时，色饱和度远比图像的亮度更为重要，需要使用没有白光的红绿蓝三基色光序列。另外，在立体投影仪中，同样需要用到两种不同的彩色光序列，其中一种彩色光序列用于二维投影显示，另一种彩色光序列用于三维投影显示。然而，现有技术的光源系统和投影装置都难以有效地提供可针对不同工作模式进行切换的两种不同的输出光序列。

因此，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以及投影装置的上述技术问题。

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，以针对不同工作模式产生至少两种不同的输出光序列。

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，包括光源、色轮装置、驱动装置以及切换装置。光源用于产生激发光。色轮装置用于接收激发光，色轮装置包括第一区域和第二区域，第一区域设置有至少两个第一色段，第二区域设置有至少两个第二色段。驱动装置用于周期性驱动色轮装置，使得光源系统在第一工作模式下周期性输出由第一区域设置的该至少两个第一色段交替产生的第一输出光所形成的第一输出光序列，并在第二工作模式下周期性输出由第二区域设置的该至少两个第二色段交替产生的第二输出光所形成的第二输出光序列，第一输出光序列不同于第二输出光序列。切换装置用于控制光源系统在第一工作模式和第二工作模式之间进行切换。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种投影装置，包括上述任意一种光源系统。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的光源系统和投影装置能够针对不同工作模式产生至少两种不同的输出光序列。

附图说明

图1是一种现有技术的光源系统的结构示意图；

图2是图1所示的光源系统的色轮的主视图；

图3是本发明的光源系统的第一实施例的结构示意图；

图4是图3所示的光源系统的色轮的第一实施例的主视图；

图5是图3所示的光源系统的色轮的第二实施例的主视图；

图6是图3所示的光源系统的色轮的第三实施例的主视图；

图7是本发明的光源系统的第二实施例的结构示意图；

图8是本发明的光源系统的第三实施例的结构示意图；

图9是本发明的光源系统的第四实施例的结构示意图；

图10-11是本发明的光源系统的第五实施例不同状态的结构示意图；

图12是图10-11所示的光源系统的色轮的第一实施例的主视图；

图13是图10-11所示的光源系统的色轮的第二实施例的主视图；

图14-15是本发明的光源系统的第六实施例不同状态的结构示意图；

图16是图14-15所示的光源系统的色轮的第一实施例的主视图；

图17是图14-15所示的光源系统的色轮的第二实施例的主视图；

图18-19是本发明的光源系统的第七实施例不同状态的结构示意图；

图20是图18-19所示的光源系统的第一色轮的主视图；

图21是图18-19所示的光源系统的第二色轮的主视图；

图22是本发明的光源系统的第八实施例的结构示意图。

具体实施方式

请参见图3，图3是本发明的光源系统的第一实施例的结构示意图。如图3所示，本实施例的光源系统30主要包括光源31、聚光装置32、色轮33、驱动装置34以及切换装置35。

在本实施例中，光源31产生的激发光经聚光装置32收集并中继后入射到色轮33上，进而由色轮33进行接收。驱动装置34周期性驱动色轮33绕转轴36进行转动。切换装置35沿垂直于转轴36的方向移动色轮33和驱动装置34。

请参见图4，图4是图3所示的色轮33的第一实施例的结构示意图。如图4所示，色轮33包括第一区域41和第二区域42。其中，第一区域41为一环状区域，其沿周向设置有红光色段R1、绿光色段G1和蓝光色段B1，光源31产生的激发光经上述色段作用分别产生红光、绿光和蓝光，并经色轮33透射。第二区域42为与第一区域41相互嵌套的另一环状区域，其沿周向设置有红光色段R2、绿光色段G2、蓝光色段B2和白光色段W，光源31产生的激发光经上述色段作用分别产生红光、绿光、蓝光和白光，并经色轮33透射。驱动装置34周期性驱动第一区域41和第二区域42绕转轴36进行同轴转动。在本实施例中，色轮33设置成轮状结构。在其他实施例中，色轮33也可以是设置成在驱动装置34的驱动下周期性平移的带状结构，或设置成在驱动装置34的驱动下周期性转动的筒状结构。此时，第一区域41和第二区域42则根据实际情况设计成其他形状。

当光源31产生的激发光为紫外或近紫外激发光时，红光色段R1和R2上可设置红光波长转换材料，绿光色段G1和G2上设置可绿光波长转换材料，蓝光色段B1和B2上则可设置蓝光波长转换材料，白光色段W上设置不同颜色的波长转换材料的混合，例如蓝光波长转换材料和黄光波长转换材料，进而通过对光源31产生的激发光进行波长转换来产生相应颜色的输出光。当光源31产生的激发光为蓝光激发光时，蓝光色段B1和B2则可设置成透射该蓝光激发光，而白光色段W上则可设置黄光波长转换材料，其将蓝光激发光的一部分转换成黄光，并与剩余的蓝光激发光混合形成白光。

在光源系统30的第一工作模式下，切换装置35沿垂直于转轴36的方向将色轮33和驱动装置34设置到一适当位置，使得光源31产生的激发光入射到第一区域41，并具体位置可如光斑43所示。此时，在驱动装置34驱动色轮33绕转轴36进行周期性转动的过程中，第一区域41的红光色段R1、绿光色段G1和蓝光色段B1交替设置于激发光的传输路径上，进而交替产生红光、绿光和蓝光。此时，光源系统30周期性输出由红光、绿光和蓝光形成的第一输出光序列。在光源系统30的第二工作模式下，切换装置35沿垂直于转轴36的方向将色轮33和驱动装置34设置到另一适当位置，使得光源31产生的激发光入射到第二区域42，并具体位置可如光斑44所示。此时，在驱动装置34驱动色轮33绕转轴36进行周期性转动的过程中，第二区域42的红光色段R2、绿光色段G2、蓝光色段B2和白光色段W交替设置于激发光的传输路径上，进而交替产生红光、绿光、蓝光和白光。此时，光源系统30周期性输出由红光、绿光、蓝光和白光形成的第二输出光序列。

请参见图5，图5是图3所示的色轮33的第二实施例的结构示意图。如图5所示，色轮33包括第一区域51和第二区域52。其中，第一区域51设置有红光色段R、绿光色段G和蓝光色段B，光源31产生的激发光经上述色段作用分别产生红光、绿光和蓝光。第二区域52设置有右眼红光色段Rr、左眼红光色段Rl、右眼绿光色段Gr、左眼绿光色段Gl右眼蓝光色段Br和左眼蓝光色段Bl，光源31产生的激发光经上述色段作用分别产生右眼红光、左眼红光、右眼绿光、左眼绿光、右眼蓝光和左眼蓝光。其中，右眼红光、左眼红光、右眼绿光、左眼绿光、右眼蓝光和左眼蓝光是指在立体显示过程中可通过适当方式进行区分，并用于分别承载右眼图像和左眼图像的红光、绿光和蓝光，具体可通过多种方式实现。

第一种方式是在相同颜色的右眼色段和左眼色段设置能够产生相同颜色但不同主波长的两种不同的波长转换材料实现。例如，在右眼红光色段Rr设置受激光主波长为630nm的红光波长转换材料，而在左眼红光色段Rl设置受激光主波长为650nm的红光波长转换材料，使得光源31产生的激发光经右眼红光色段Rr作用产生主波长为630nm的红光，经左眼红光色段Rl作用产生主波长为650nm的红光，二者可通过下游光路设置的滤光片进行区分。

第二种方式是在相同颜色的右眼色段和左眼色段设置相同的波长转换材料，并通过不同的彩色光滤光片进行滤光来输出相同颜色但不同主波长的输出光。例如，在右眼红光色段Rr和左眼红光色段Rl均设置受激光主波长均为630nm～650nm的红光波长转换材料，在右眼红光色段Rr进一步设置允许630nm的红光通过的彩色滤光片，而在左眼红光色段Rl进一步设置有允许650nm的红光通过的彩色滤光片。当然，在右眼色段和左眼色段设置成透射激发光时，则可以仅设置不同的彩色光滤光片。

第三种方式是在相同颜色的右眼色段和左眼色段设置不同的偏光片来输出不同偏振态的输出光，通过下游光路设置的偏振片进行区分。

在光源系统30的第一工作模式下，切换装置35沿垂直于转轴36的方向将色轮33和驱动装置34设置到一适当位置，使得光源31产生的激发光入射到第一区域51，并具体位置可如光斑53所示。此时，在驱动装置34驱动色轮33绕转轴36进行周期性转动的过程中，第一区域51的红光色段R、绿光色段G和蓝光色段B交替设置于激发光的传输路径上，进而交替产生红光、绿光和蓝光。此时，光源系统30周期性输出由红光、绿光和蓝光形成的第一输出光序列。在光源系统30的第二工作模式下，切换装置35沿垂直于转轴36的方向将色轮33和驱动装置34设置到另一适当位置，使得光源31产生的激发光入射到第二区域52，并具体位置可如光斑54所示。此时，在驱动装置34驱动色轮33绕转轴36进行周期性转动的过程中，第二区域52的右眼红光色段Rr、左眼红光色段Rl、右眼绿光色段Gr、左眼绿光色段Gl、右眼蓝光色段Br和左眼蓝光色段Bl交替设置于激发光的传输路径上，进而交替产生右眼红光、左眼红光、右眼绿光、左眼绿光、右眼蓝光和左眼蓝光。此时，光源系统30周期性输出由上述左眼光和右眼光形成的第二输出光序列。

请参见图6，图6是图3所示的色轮33的第三实施例的结构示意图。如图6所示，色轮33包括第一区域61和第二区域62。其中，第一区域61设置有红光色段R、绿光色段G、蓝光色段B和白光色段W。第二区域62设置有右眼红光色段Rr、左眼红光色段Rl、右眼绿光色段Gr、左眼绿光色段Gl、右眼蓝光色段Br和左眼蓝光色段Bl。

在光源系统30的第一工作模式下，切换装置35沿垂直于转轴36的方向将色轮33和驱动装置34设置到一适当位置，使得光源31产生的激发光入射到第一区域61，并具体位置可如光斑63所示。此时，在驱动装置34驱动色轮33绕转轴36进行周期性转动的过程中，第一区域61的红光色段R、绿光色段G、蓝光色段B和白光色段W交替设置于激发光的传输路径上，进而交替产生红光、绿光、蓝光和白光。此时，此时，光源系统30周期性输出由红光、绿光、蓝光和白光形成的第一输出光序列。在光源系统30的第二工作模式下，切换装置35沿垂直于转轴36的方向将色轮33和驱动装置34设置到另一适当位置，使得光源31产生的激发光入射到第二区域62，并具体位置可如光斑64所示。此时，在驱动装置34驱动色轮33绕转轴36进行周期性转动的过程中，第二区域62的右眼红光色段Rr、左眼红光色段Rl、右眼绿光色段Gr、左眼绿光色段Gl、右眼蓝光色段Br和左眼蓝光色段Bl交替设置于激发光的传输路径上，进而交替产生由右眼红光、左眼红光、右眼绿光、左眼绿光、右眼蓝光和左眼蓝光。此时，光源系统30周期性输出由上述左眼光和右眼光形成的第二输出光序列。

上述实施例的光源系统30通过切换装置35改变光源31产生的激发光在色轮33上的入射位置，使其在不同工作模式下入射到包括不同色段组合的第一区域和第二区域，进而产生不同的输出光序列。在上述实施例中，以红绿蓝三基色为基础进行描述，但本领域技术人员完全可以想到将上述技术方案应用到不同的基色光色段组合，只需第一区域和第二区域分别包括不同的至少两个色段，进而在驱动装置34的周期性驱动下将光源31产生的激发光周期性输出成不同的输出光序列即可实现本发明的目的。此外，在上述实施例中，切换装置35通过改变色轮33的位置来实现光源系统30在第一工作模式和第二工作模式之间的切换，然而在其他实施例中，切换装置35可以通过改变光源系统30的光路来实现光源系统30在第一工作模式和第二工作模式之间的切换。例如，通过在光源31产生的激发光的传输路径上设置适当的振镜系统，使得光源31产生的激发光在第一工作模式和第二工作模式下沿不同的传输方向入射到色轮33的不同区域。在其他实施例中，上述第一区域和第二区域可以不通过波长转换方式产生第一输出光序列和第二输出光序列。例如，第一区域和第二区域可通过对激发光(例如，白光)进行过滤来产生第一输出光序列和第二输出光序列。

请参见图7，图7是本发明的光源系统的第二实施例的结构示意图。如图7所示，本实施例的光源系统70主要包括光源71、聚光装置72、色轮73、驱动装置74以及切换装置75。本实施例的光源系统70与图3所示的光源系统30的不同之处在于，在色轮73的入光侧和出光侧分别设置有第一滤光片77和第二滤光片78。第一滤光片77设置成透射激发光且反射第一输出光序列和/或第二输出光序列，第二滤光片78设置成透射入射角度小于预定角度阈值的第一输出光序列和/或第二输出光序列，且反射入射角度大于预定角度阈值的第一输出光序列和/或第二输出光序列。此时，光源71产生的激发光经第一滤光片77入射到色轮73，色轮73产生的反向传输的第一输出光序列和/或第二输出光序列经第一滤光片77反射后与正向传输的第一输出光序列和/或第二输出光序列一同经色轮73透射到第二滤光片78。第二滤光片78透射入射角度小于预定角度阈值的第一输出光序列和/或第二输出光序列，而反射入射角度大于预定角度阈值的第一输出光序列和/或第二输出光序列。反射的第一输出光序列和/或第二输出光序列经色轮73散射以及第一滤光片77反射后重新入射到第二滤光片78，再次进行角度选择性输出。

通过上述方式，可以对第一输出光序列和/或第二输出光序列的输出角度进行限制，并对反向传输的第一输出光序列和/或第二输出光序列进行回收利用，进而提高光源系统70的发光效率。在其他实施例中，第一滤光片77和第二滤光片78可以单独使用，例如第二滤光片78可以设置于反射型色轮的出光侧。

在上述实施例中，色轮均设置成透射第一输出光序列和第二输出光序列。然而在其他实施例中，色轮也可以设置成反射或部分反射第一输出光序列和第二输出光序列。

请参见图8，图8是本发明的光源系统的第三实施例的结构示意图。如图8所示，本实施例的光源系统80主要包括光源81、聚光装置82、色轮83、驱动装置84以及切换装置85。色轮83包括设置有至少两个第一色段的第一区域以及设置有至少两个第二色段的第二区域，例如图4-6所示的第一区域和第二区域，进而在不同工作模式下产生不同的第一输出光序列和第二输出光序列。

本实施例的光源系统80与图3所示的光源系统30的不同之处在于，色轮83的第一区域的部分第一色段设置成透射第一输出光序列中的一部分输出光，而另一部分色段设置成反射第一输出光序列中的另一部分输出光。此时，透射的一部分输出光和反射的另一部分输出光经分光滤光片86和89以及反射镜87和88所组成的光路合并装置进行光路合并。例如，当色轮83采用图4所示的色轮结构时，光源81产生的蓝光激发光经聚光装置82收集且中继后经分光滤光片86透射到色轮83上，色轮83的第一区域中的蓝光色段透射蓝光激发光，而红光色段和绿光色段将蓝光激发光波长转换成红光和绿光并进行反射。透射的蓝光激发光经反射镜87和88反射，再经分光滤光片89透射。反射的红光和绿光经分光滤光片86反射后再经分光滤光片89反射，进而与分光滤光片89透射的蓝光激发光进行光路合并。同样，本实施例的色段83的第二区域的部分第二色段也可以设置成透射第二输出光序列中的一部分输出光，而另一部分第二色段设置成反射第二输出光序列中的另一部分输出光，二者同样可通过上述光路合并装置进行光路合并。进一步，本领域技术人员可根据实际需要设计出不同的光路合并装置。

请参见图9，图9是本发明的光源系统的第四实施例的结构示意图。如图9所示，本实施例的光源系统90包括光源91、聚光装置92、色轮93、驱动装置94、切换装置95、反射装置96和匀光装置97。本实施例的光源系统90与图3所示的光源系统30的区别之处在于，本实施例的色轮93设置成反射第一输出光序列和第二输出光序列，并利用反射装置96和匀光装置97收集色轮93反射的第一输出光序列和第二输出光序列。具体来说，反射装置96包括一弧形反射面961(例如，球形反射面或椭球形反射面)以及设置于弧形反射面961上的开口962。开口962可以是通孔或透光区。光源91产生的激发光经聚光装置92收集且中继后经开口962入射到色轮93上，色轮93产生的第一输出光序列或第二输出光序列经弧形反射面961反射到匀光装置97的入光口。

在本实施例中，弧形反射面961呈椭球形时，弧形反射面961能够将来自一个焦点附近的光线反射到另一个焦点附近，此时需要将色轮93产生的第一输出光序列或第二输出光序列的出光位置设置于上述的一个焦点附近，而将匀光装置97的入光口设置于上述的另一个焦点附近。当弧形反射面961呈球形时，在临近球心的位置设置关于该球心对称的两对称点，弧形反射面961可以将来自其中一对称点的光线反射到另一对称点，此时需要将色轮93产生的第一输出光序列或第二输出光序列的出光位置设置于上述的一个对称点附近，而将匀光装置97的入光口设置于上述的另一个对称点附近。

在本实施例中，通过适当地设置开口962和弧形反射面961的尺寸，可以将第一输出光序列或第二输出光序列经开口962逃逸的光通量设置成小于或等于经弧形反射面961收集的光通量的1/4，由此可以避免第一输出光序列或第二输出光序列经开口962过度逃逸。具体来说，在本实施例中，将开口962的面积可设置成小于或等于弧形反射面961的面积的1/4。

请参见图10和图11，图10和图11是本发明的光源系统的第五实施例的不同状态的结构示意图，如图10和图11所示，本实施例的光源系统100包括光源101、聚光装置102、色轮103、驱动装置104、切换装置105、分光滤光片106、反射镜107、聚光装置108以及匀光装置109。

请参见图12，图12是图10和图11所示的色轮103的第一实施例的主视图。如图12所示，色轮103包括第一区域111和第二区域112。其中，第一区域111设置有红光色段R、绿光色段G和蓝光色段B。第二区域112设置有右眼红光色段Rr、左眼红光色段Rl、右眼绿光色段Gr、左眼绿光色段Gl、右眼蓝光色段Br和左眼蓝光色段Bl。

在光源系统100的第一工作模式下，切换装置105沿垂直于色轮103的转轴的方向将色轮103和驱动装置104设置到如图10所示的适当位置，使得光源101产生的激发光经分光滤光片106透射后入射到第一区域111，并具体位置可如光斑113所示。此时，在驱动装置104驱动色轮103绕转轴进行周期性转动的过程中，第一区域111的红光色段R、绿光色段G和蓝光色段B交替设置于光源101产生的激发光的传输路径上，进而交替产生红光、绿光和蓝光，上述色段进一步反射其产生的输出光，进而形成一反向输出的第一输出光序列。第一输出光序列经分光滤光片106和反射镜107反射后，再经聚光装置108进行收集且中继后经色轮103外侧(如光斑114所示)入射到匀光装置109，进而使得光源系统100周期性输出由红光、绿光和蓝光组成的第一输出光序列。在其他实施例中，第一输出光序列可以经色轮103上的透光区入射到匀光装置109。

在光源系统100的第二工作模式下，切换装置105沿垂直于色轮103的转轴的方向将色轮103和驱动装置104设置到图11所示的另一适当位置，使得光源101产生的激发光经分光滤光片106透射后入射到第一区域111，并具体位置可如光斑115所示。此时，在驱动装置104驱动色轮103绕转轴进行周期性转动的过程中，第一区域111的红光色段R、绿光色段G和蓝光色段B交替设置于光源101产生的激发光的传输路径上，进而交替产生红光、绿光和蓝光，上述色段进一步反射其产生的输出光，进而形成一反向输出的第一输出光序列。第一输出光序列经分光滤光片106和反射镜107反射后，再经聚光装置108进行收集且中继后入射到色轮103的第二区域112(具体如光斑116所示)。第一输出光序列分别经第二区域112上的右眼红光色段Rr、左眼红光色段R1、右眼绿光色段Gr、左眼绿光色段Gl、右眼蓝光色段Br和左眼蓝光色段Bl作用产生右眼红光、左眼红光、右眼绿光、左眼绿光、右眼蓝光和左眼蓝光，进而使得光源系统100周期性输出由上述右眼光和左眼光形成的第二输出光序列。

在本实施例中，由于第二区域112上的各左眼色段和右眼色段是对第一输出光序列中的对应颜色的输出光进行作用，因此各左眼色段和右眼色段无需再设置波长转换材料，而只需设置对应的彩色滤光片或偏振片即可。此外，第二区域112上的不同颜色的左眼色段和右眼色段的角度和位置应与第一区域111上的对应颜色的色段的角度和位置相对应。例如，在本实施例中，激发光在第一区域111形成的光斑115与第一输出光序列在第二区域112上形成的光斑116相对于色轮103的转轴成180度设置，因此第二区域112上的不同颜色的左眼色段和右眼色段与第一区域111上的对应颜色的色段也应该成180度设置，且第二区域112上的不同颜色的左眼色段和右眼色段的角度之和应该等于第一区域111上的对应颜色的色段的角度。进一步，在其他实施例中，第一区域111和第二区域112可以根据设计成透射或反射第一输出光序列或第二输出光序列。

请参见图13，图13是图10和图11所示的色轮103的第二实施例的主视图。如图13所示，色轮103包括第一区域121、第二区域122以及第三区域123。其中，第一区域121设置有红光色段R1、绿光色段G1、蓝光色段B1以及白光色段W。第二区域122设置有右眼红光色段Rr、左眼红光色段Rl、右眼绿光色段Gr、左眼绿光色段Gl、右眼蓝光色段Br和左眼蓝光色段Bl。第三区域123设置有红光色段R1、绿光色段G1和蓝光色段B1。

在光源系统100的第一工作模式下，切换装置105沿垂直于色轮103的转轴的方向将色轮103和驱动装置104设置到如图10所示的适当位置，使得光源101产生的激发光经分光滤光片106透射后入射到第一区域121，并具体位置可如光斑124所示。此时，在驱动装置104驱动色轮103绕转轴进行周期性转动的过程中，第一区域121的红光色段R1、绿光色段G1、蓝光色段B1以及白光色段W交替设置于光源101产生的激发光的传输路径上，进而交替产生红光、绿光、蓝光和白光，上述色段进一步反射其产生的输出光，进而形成一反向输出的第一输出光序列。第一输出光序列经分光滤光片106和反射镜107反射后，再经聚光装置108进行收集且中继后经色轮103外侧(如光斑125所示)入射到匀光装置109，进而使得光源系统100周期性输出由红光、绿光、蓝光和白光组成的第一输出光序列。

在光源系统100的第二工作模式下，切换装置105沿垂直于色轮103的转轴的方向将色轮103和驱动装置104设置到图11所示的另一适当位置，使得光源101产生的激发光经分光滤光片106透射后入射到第三区域123，并具体位置可如光斑126所示。此时，在驱动装置104驱动色轮103绕转轴进行周期性转动的过程中，第三区域123的红光色段R2、绿光色段G2和蓝光色段B2交替设置于光源101产生的激发光的传输路径上，进而交替产生红光、绿光和蓝光，上述色段进一步反射其产生的输出光，进而形成一反向输出的第三输出光序列。第三输出光序列经分光滤光片106和反射镜107反射后，再经聚光装置108进行收集且中继后入射到色轮103的第二区域122(具体如光斑127所示)。第三输出光序列分别经第二区域122上的右眼红光色段Rr、左眼红光色段Rl、右眼绿光色段Gr、左眼绿光色段Gl、右眼蓝光色段Br和左眼蓝光色段Bl作用产生右眼红光、左眼红光、右眼绿光、左眼绿光、右眼蓝光和左眼蓝光，进而使得光源系统100周期性输出由上述右眼光和左眼光形成的第二输出光序列。

此外，本实施例的光源系统100还可以包括第三工作模式。在第三工作模式下，切换装置105沿垂直于色轮103的转轴的方向将色轮103和驱动装置104设置到又一适当位置，使得光源101产生的激发光经分光滤光片106透射后入射到第三区域123，并具体位置可如光斑128所示。此时，在驱动装置104驱动色轮103绕转轴进行周期性转动的过程中，第三区域123的红光色段R2、绿光色段G2和蓝光色段B2交替设置于光源101产生的激发光的传输路径上，进而交替产生红光、绿光和蓝光，上述色段进一步反射其产生的输出光，进而形成一反向输出的第三输出光序列。第三输出光序列经分光滤光片106和反射镜107反射后，再经聚光装置108进行收集且中继后经色轮103外侧(如光斑129所示)入射到匀光装置109，进而使得光源系统100周期性输出由红光、绿光和蓝光组成的第三输出光序列。

请参见图14和图15，图14和图15是本发明的光源系统的第六实施例的不同状态的结构示意图，如图14和图15所示，本实施例的光源系统140包括光源141、聚光装置142、色轮143、驱动装置144、切换装置145、反射装置146以及匀光装置147。反射装置146包括弧形反射面1461以及设置于弧形反射面1461上的开口1462。

本实施例的光源系统140与图10和图11所示的光源系统100的区别在于，在本实施例中利用反射装置146代替了光源系统100中的分光滤光片106和反射镜107。反射装置146的工作原理在上文针对图9的描述中已经进行了详细描述，在此不再赘述。

请参见图16，图16是图14和图15所示的色轮143的第一实施例的主视图。如图16所示，色轮143包括第一区域151和第二区域152。其中，第一区域151设置有红光色段R、绿光色段G和蓝光色段B。第二区域152设置有右眼红光色段Rr、左眼红光色段Rl、右眼绿光色段Gr、左眼绿光色段Gl、右眼蓝光色段Br和左眼蓝光色段Bl。

在光源系统140的第一工作模式下，切换装置145沿垂直于色轮143的转轴的方向将色轮143和驱动装置144设置到如图14所示的适当位置，使得光源141产生的激发光经开口1462入射到第一区域151，并具体位置可如光斑153所示。此时，在驱动装置144驱动色轮143绕转轴进行周期性转动的过程中，第一区域151的红光色段R、绿光色段G和蓝光色段B交替设置于光源141产生的激发光的传输路径上，进而交替产生红光、绿光和蓝光，上述色段进一步反射其产生的输出光，进而形成一反向输出的第一输出光序列。第一输出光序列经弧形反射面1461收集且反射后经色轮143外侧(如光斑154所示)入射到匀光装置147，进而使得光源系统140周期性输出由红光、绿光和蓝光组成的第一输出光序列。

在光源系统140的第二工作模式下，切换装置145沿垂直于色轮143的转轴的方向将色轮143和驱动装置144设置到图15所示的另一适当位置，使得光源141产生的激发光经开口1462入射到第一区域151，其具体位置可如光斑155所示。此时，在驱动装置144驱动色轮143绕转轴进行周期性转动的过程中，第一区域151的红光色段R、绿光色段G和蓝光色段B交替设置于光源141产生的激发光的传输路径上，进而交替产生红光、绿光和蓝光，上述色段进一步反射其产生的输出光，进而形成一反向输出的第一输出光序列。第一输出光序列经弧形反射面1461收集且反射后入射到色轮143的第二区域152(具体如光斑156所示)。第一输出光序列分别经第二区域152上的右眼红光色段Rr、左眼红光色段Rl、右眼绿光色段Gr、左眼绿光色段Gl、右眼蓝光色段Br和左眼蓝光色段Bl作用产生右眼红光、左眼红光、右眼绿光、左眼绿光、右眼蓝光和左眼蓝光，进而使得光源系统140周期性输出由上述右眼光和左眼光组成的第二输出光序列。

值得注意的是，在本实施例中，光源141产生的激发光在第一区域151上形成的光斑153和155与第一输出光序列在第二区域152上形成的光斑156相对于色轮153的转轴成0度设置。因此第二区域152上的不同颜色的左眼色段和右眼色段与第一区域151上的对应颜色的色段也应该成0度设置。

请参见图17，图17是图14和图15所示的色轮143的第二实施例的主视图。如图17所示，色轮143包括第一区域161、第二区域162以及第三区域163。其中，第一区域161设置有红光色段R1、绿光色段G1、蓝光色段B1以及白光色段W。第二区域162设置有右眼红光色段Rr、左眼红光色段Rl、右眼绿光色段Gr、左眼绿光色段Gl、右眼蓝光色段Br和左眼蓝光色段Bl。第三区域163设置有红光色段R2、绿光色段G2和蓝光色段B2。

在光源系统140的第一工作模式下，切换装置145沿垂直于色轮143的转轴的方向将色轮143和驱动装置144设置到如图14所示的适当位置，使得光源141产生的激发光经开口1462透射后入射到第一区域161，并具体位置可如光斑164所示。此时，在驱动装置164驱动色轮163绕转轴进行周期性转动的过程中，第一区域161的红光色段R1、绿光色段G1、蓝光色段B1以及白光色段W交替设置于光源141产生的激发光的传输路径上，进而交替产生红光、绿光、蓝光和白光，上述色段进一步反射其产生的输出光，进而形成一反向输出的第一输出光序列。第一输出光序列经弧形反射面1461收集且反射后经色轮143外侧(如光斑165所示)入射到匀光装置147，进而使得光源系统140周期性输出由红光、绿光、蓝光和白光组成的第一输出光序列。

在光源系统140的第二工作模式下，切换装置145沿垂直于色轮143的转轴的方向将色轮143和驱动装置144设置到图15所示的另一适当位置，使得光源141产生的激发光经开口1462入射到第三区域163，并具体位置可如光斑166所示。此时，在驱动装置144驱动色轮143绕转轴进行周期性转动的过程中，第三区域163的红光色段R2、绿光色段G2和蓝光色段B2交替设置于光源141产生的激发光的传输路径上，进而交替产生红光、绿光和蓝光，上述色段进一步反射其产生的输出光，进而形成一反向输出的第三输出光序列。第三输出光序列经弧形反射面1461收集且反射后入射到色轮143的第二区域162(具体如光斑167所示)。第三输出光序列分别经第二区域162上的右眼红光色段Rr、左眼红光色段Rl、右眼绿光色段Gr、左眼绿光色段Gl、右眼蓝光色段Br和左眼蓝光色段Bl作用产生右眼红光、左眼红光、右眼绿光、左眼绿光、右眼蓝光和左眼蓝光，进而使得光源系统140周期性输出由上述右眼光和左眼光形成的第二输出光序列。

此外，本实施例的光源系统140还可以包括第三工作模式。在第三工作模式下，切换装置145沿垂直于色轮143的转轴的方向将色轮143和驱动装置144设置到又一适当位置，使得光源141产生的激发光经开口1462入射到第三区域163，并具体位置可如光斑168所示。此时，在驱动装置144驱动色轮143绕转轴进行周期性转动的过程中，第三区域163的红光色段R2、绿光色段G2和蓝光色段B2交替设置于光源141产生的激发光的传输路径上，进而交替产生红光、绿光和蓝光，上述色段进一步反射其产生的输出光，进而形成一反向输出的第三输出光序列。第三输出光序列经弧形反射面1461收集且反射后经色轮143外侧(如光斑169所示)入射到匀光装置147，进而使得光源系统140周期性输出由红光、绿光和蓝光组成的第三输出光序列。

请参见图18和图19，图18和图19是本发明的光源系统的第七实施例的不同状态的结构示意图，如图18和图19所示，本实施例的光源系统180包括光源181、聚光装置182、第一色轮183a、第二色轮183b、驱动装置184、切换装置185、反射装置186以及匀光装置187。反射装置186包括弧形反射面1861以及设置于弧形反射面1861上的开口1862。本实施例的光源系统180与图14和图15所示的光源系统140的区别之处在于，在本实施例中利用第一色轮183a和第二色轮183b代替光源系统140中的色轮143。具体如图20和图21所示，第一色轮183a设置有第一区域191，第一区域191为一环状区域，且沿其周向设置有红光色段R、绿光色段G以及蓝光色段B，第二色轮183b设置有第二区域192，第二区域192同样为一环状区域，且沿其周向设置有右眼红光色段Rr、左眼红光色段Rl、右眼绿光色段Gr、左眼绿光色段Gl、右眼蓝光色段Br和左眼蓝光色段Bl。

在本实施例中，第一色轮183a和第二色轮183b同轴设置，并由驱动装置184同步驱动，而切换装置185则沿垂直于第一色轮183a和第二色轮183b的转轴的方向上移动第一色轮183a、第二色轮183b以及驱动装置184。

在光源系统180的第一工作模式下，光源181产生的激发光在第一区域191的入射位置如光斑193所示，而第一色轮183a产生的第一输出光序列从第二色轮183b的外侧(如光斑194所示)入射到匀光装置147，进而使得光源系统180周期性输出第一输出光序列。

在光源系统180的第二工作模式下，光源181产生的激发光在第一区域191的入射位置如光斑195所示，而第一色轮183a产生的第一输出光序列入射到第二色轮183b的第二区域192(如光斑196所示)，进而使得光源系统180周期性输出第二输出光序列。

请参见图22，图22是本发明的光源系统的第七实施例的结构示意图，如图22所示，本实施例的光源系统220包括光源221、聚光装置222、第一色轮223a、第二色轮223b、第一驱动装置224a、第二驱动装置224b、切换装置225、反射装置226以及匀光装置227。

本实施例的光源系统220与图18和图19所示的光源系统180的区别在于，本实施例的第一色轮223a和第二色轮223b分别由相互独立的第一驱动装置224a和第二驱动装置224b进行驱动，而切换装置225通过在垂直于第二色轮223b的转轴的方向上移动第二色轮223b来实现光源系统220在第一工作模式和第二工作模式之间的切换。

然而，在其他实施例中，可以在第一色轮223a和第一驱动装置224a上设置另一切换装置(未图示)，进而通过在垂直于第一色轮223a的转轴的方向上移动第一色轮223a来实现光源系统220在第一工作模式和第二工作模式之间的切换。

如本领域技术人员所理解，上文描述的单色轮的光源系统中的第一区域、第二区域以及第三区域均可以设置于不同的色轮上，并由独立的驱动装置进行驱动。

本发明进一步提供了一种投影装置，该投影装置包括上述任意一实施例中的光源系统。

通过上述方式，本发明的光源系统和投影装置能够针对不同工作模式产生至少两种不同的输出光序列。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (18)

1.一种光源系统，其特征在于，所述光源系统包括：

光源，用于产生激发光；

色轮装置，用于接收所述激发光，所述色轮装置包括第一区域和第二区域，所述第一区域设置有至少两个第一色段，所述第二区域设置有至少两个第二色段；

驱动装置，用于周期性驱动所述色轮装置，使得所述光源系统在第一工作模式下周期性输出由所述第一区域设置的所述至少两个第一色段交替产生的第一输出光所形成的第一输出光序列，并在第二工作模式下周期性输出由所述第二区域设置的所述至少两个第二色段交替产生的第二输出光所形成的第二输出光序列，所述第一输出光序列不同于所述第二输出光序列；

切换装置，用于控制所述光源系统在所述第一工作模式和所述第二工作模式之间进行切换。

2.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于，在所述第一工作模式下，所述激发光入射到所述第一区域，使得所述光源系统周期性输出由所述激发光经所述第一区域设置的所述至少两个第一色段作用产生的所述第一输出光序列，在所述第二工作模式下，所述激发光入射到所述第二区域，进而使得所述光源系统周期性输出由所述激发光经所述第二区域设置的所述至少两个第二色段作用产生的所述第二输出光序列。

3.根据权利要求2所述的光源系统，其特征在于，所述至少两个第一色段为基色光色段的组合、基色光色段与白光色段的组合或者左眼基色光色段与右眼基色光色段的组合中的一种，所述至少两个第二色段为基色光色段的组合、基色光色段与白光色段的组合或者左眼基色光色段与右眼基色光色段的组合中的另一种。

4.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述色轮装置设置成透射所述第一输出光序列和所述第二输出光序列，所述光源系统进一步包括设置于所述色轮装置的入光侧的第一滤光片，所述第一滤光片透射所述激发光且反射所述第一输出光序列和/或所述第二输出光序列。

5.根据权利要求1或4所述的光源系统，其特征在于，所述光源系统进一步包括设置于所述色轮装置的出光侧的第二滤光片，所述第二滤光片透射入射角度小于预定角度阈值的所述第一输出光序列和/或所述第二输出光序列，且反射入射角度大于所述预定角度阈值的所述第一输出光序列和/或所述第二输出光序列。

6.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述至少两个第一色段中的至少一部分第一色段和/或所述至少两个第二色段中的至少一部分第二色段设置成对所述激发光进行波长转换。

7.根据权利要求6所述的光源系统，其特征在于，所述至少两个第一色段中的一部分第一色段和/或所述至少两个第二色段中的一部分第二色段设置成透射所述激发光。

8.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述至少两个第一色段中的一部分第一色段设置成透射所述第一输出光序列中的一部分第一输出光，所述至少两个第一色段中的另一部分第一色段设置成反射所述第一输出光序列中的另一部分第一输出光，并且/或者所述至少两个第二色段中的一部分第二色段设置成透射所述第二输出光序列中的一部分第二输出光，所述至少两个第二色段中的另一部分第二色段设置成反射所述第二输出光序列中的另一部分第二输出光，所述光源系统进一步包括光路合并装置，用于将所述一部分第一输出光与所述另一部分第一输出光和/或所述一部分第二输出光与所述另一部分第二输出光进行光路合并。

9.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于，在所述第一工作模式下，所述激发光入射到所述第一区域，使得所述光源系统周期性输出由所述激发光经所述第一区域设置的所述至少两个第一色段作用产生的所述第一输出光序列，在所述第二工作模式下，所述激发光入射到所述第一区域，并经所述第一区域设置的所述至少两个第一色段作用产生所述第一输出光序列，所述第一输出光序列进一步入射到所述第二区域，使得所述光源系统周期性输出由所述第一输出光序列经所述第二区域设置的所述至少两个第二色段作用产生的所述第二输出光序列。

10.根据权利要求9所述的光源系统，其特征在于，所述至少两个第一色段为基色光色段的组合，所述至少两个第二色段为左眼基色光色段与右眼基色光色段的组合。

11.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述色轮装置进一步包括第三区域，所述第三区域设置有至少两个第三色段，在所述第一工作模式下，所述激发光入射到所述第一区域，使得所述光源系统周期性输出由所述激发光经所述第一区域设置的所述至少两个第一色段作用产生的所述第一输出光序列，在所述第二工作模式下，所述激发光入射到所述第三区域，并经所述第三区域设置的所述至少两个第三色段作用产生第三输出光序列，所述第三输出光序列进一步入射到所述第二区域，使得所述光源系统周期性输出由所述第三输出光序列经所述第二区域设置的所述至少两个第二色段作用产生的所述第二输出光序列。

12.根据权利要求11所述的光源系统，其特征在于，所述至少两个第一色段为基色光色段与白光色段的组合，所述至少两个第二色段为左眼基色光色段与右眼基色光色段的组合，所述至少两个第三色段为基色光色段的组合。

13.根据权利要求9-12任意一项所述的光源系统，其特征在于，所述光源系统进一步包括反射装置，在所述第一工作模式下，所述反射装置反射所述第一输出光序列，并使得所述第一输出光序列经所述色轮装置的外侧或所述色轮装置的透光区输出，在所述第二工作模式下，所述反射装置反射所述第一输出光序列或所述第三输出光序列，并使得所述第一输出光序列或所述第三输出光序列入射到所述第二区域。

14.根据权利要求13所述的光源系统，其特征在于，所述反射装置包括设置有开口的弧形反射面，所述激发光经所述开口入射到所述色轮装置，所述色轮装置产生的所述第一输出光序列或所述第三输出光序列经所述弧形反射面反射。

15.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述切换装置通过移动所述色轮装置或改变所述光源系统的光路来控制所述光源系统在所述第一工作模式和所述第二工作模式之间的切换。

16.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述色轮装置包括一色轮，所述第一区域和所述第二区域设置于所述色轮上。

17.根据权利要求16所述的光源系统，其特征在于，所述第一区域和所述第二区域为相互嵌套的第一环状区域和第二环状区域，所述驱动装置驱动所述第一环状区域与所述第二环状区域绕一转轴进行同轴转动，所述至少两个第一色段沿所述第一环状区域的周向设置，所述至少两个第二色段沿所述第二环状区域的周向设置。

18.一种投影装置，其特征在于，所述投影装置包括权利要求1-17任意一项所述的光源系统。

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