CN108803211B - 光源系统及应用所述光源系统的投影系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光源系统与投影系统，光源系统包括：发光装置，用于提供时序出射的第一光和第二光；分光系统，分光系统包括：分光装置，分光装置用于将第一光分为第一基色光和第二基色光、以及将第二光分为两路第三基色光，并在第一时序将第一基色光沿第一光路出射、将第二基色光沿第二光路出射，在第二时序将第一基色光沿第二光路出射、将第二基色光沿第一光路出射，以及在第三时序将两路第三基色光分别沿第一光路和第二光路出射；及至少两个光通道，分别设置于所述第一光路与第二光路上，每个所述光通道用于时序出射第一基色光、第二基色光和第三基色光。利用本发明，可以实现避免分光装置分光时的光损失，提高了光能利用率。

Description

光源系统及应用所述光源系统的投影系统

技术领域

本发明涉及投影显示领域，尤其涉及一种光源系统及应用所述光源系统的投影系统。

背景技术

DLP(Digital Light Processing，数字光学处理技术)投影显示系统在投影显示领域获得广泛应用，其核心元器件为DMD(Digital Micromirror Device，数字微镜装置)，一种空间光调制器。根据DMD数量的不同，可以将DLP投影系统分为单片式空间光调制器投影系统，双片式空间光调制器投影系统和三片式空间光调制器投影系统三种类型。

单片式空间光调制器投影系统一般采用激发光源照射到转动的色轮上以形成时序出射的红、绿、蓝三基色光，并将时序出射的红、绿、蓝三基色光投射至DMD上进行调制，调制得到的单色光图像在屏幕上快速交替切换，进而利用人眼的视觉残留效应将各时序的单色光图像混合在一起而形成彩色图像。色轮上涂覆着红、绿、蓝三种颜色的荧光粉以获得红、绿、蓝三基色光，但是，红色荧光粉的光转换效率较低，远低于从黄色荧光中截取到红光的效率。

目前，从黄色荧光中获得红光的方法一般用于双片式空间光调制器投影系统和三片式空间光调制器投影系统，但是这些投影系统结构庞大，制作工艺复杂，价格很高。该方法应用到现有的单片式空间光调制器投影系统时，黄色荧光分得到红光和绿光，由于红光出射至DMD时，绿光会被色轮反射损失掉，绿光出射至DMD时，红光会被色轮反射损失掉，光能利用率较低。

发明内容

鉴于上述状况，本发明提供一种光能利用率高的光源系统与投影系统。

本发明提供一种光源系统，包括：发光装置，用于提供时序出射的第一光和第二光；分光系统，所述分光系统包括：分光装置，所述分光装置用于将所述第一光分为第一基色光和第二基色光、以及将所述第二光分为两路第三基色光，并在第一时序将所述第一基色光沿第一光路出射、将所述第二基色光沿第二光路出射，在第二时序将所述第一基色光沿所述第二光路出射、将所述第二基色光沿所述第一光路出射，以及在第三时序将所述两路第三基色光分别沿所述第一光路和所述第二光路出射；及至少两个光通道，分别设置于所述第一光路与第二光路上，每个所述光通道用于时序出射所述第一基色光、所述第二基色光和所述第三基色光。

在一种实施方式中，所述发光装置包括：激发光源，所述激发光源用于产生激发光；及波长转换装置，所述波长转换装置包括第一波长区和第二波长区，所述第一波长区用于受所述激发光激发产生所述第一光，所述第二波长区用于受所述激发光激发产生所述第二光或用于透射所述激发光形成所述第二光。

在一种实施方式中，所述激发光源为蓝色激光，所述第一波长区设置有黄色荧光材料，所述第二波长区为透光区。

在一种实施方式中，所述分光装置包括修色轮及用于驱动所述修色轮的驱动装置，所述修色轮包括沿所述修色轮周向分布的第一基色区、第二基色区及第三基色区，所述第一基色区将所述第一光分为至少沿所述第一光路出射的第一基色光和沿所述第二光路出射的第二基色光，所述第二基色区将所述第一光分为至少沿所述第一光路出射的第二基色光与沿所述第二光路出射的第一基色光，所述第三基色区将所述第二光分为至少沿所述第一光路和第二光路出射的两路第三基色光。

在一种实施方式中，所述第三基色区设置有半反射半透射膜片或偏振片。

在一种实施方式中，所述至少两个光通道包括：第一匀光棒，所述第一匀光棒用于使从所述分光装置沿所述第一光路出射的所述第一基色光、第二基色光及第三基色光均匀化并时序出射；及第二匀光棒，所述第二匀光棒用于使从所述分光装置沿所述第二光路出射的所述第一基色光、第二基色光及第三基色光均匀化并时序出射。

在一种实施方式中，所述第一匀光棒包括沿第一匀光棒的光轴方向间隔设置的第一端面与第二端面、以及连接于第一端面与第二端面之间的多个连接面，所述多个连接面中包括一第一面，所述第二匀光棒包括沿第二匀光棒的光轴方向间隔设置的第一端面与第二端面、以及连接于第一端面与第二端面之间的多个连接面，所述多个连接面中包括一第一面。

在一种实施方式中，所述第一匀光棒的第一端面与第二匀光棒的第一端面均为入光面，第一匀光棒的第二端面与第二匀光棒的第二端面均为出光面，所述第一匀光棒的第一端面与第二端面均大致垂直于第一匀光棒的光轴，所述第二匀光棒的第一端面与第二端面均大致垂直于第二匀光棒的光轴。

在一种实施方式中，在第一匀光棒与第二匀光棒中，其中一个匀光棒的第一端面与光轴倾斜一预定角度设置且镀有内反射膜，所述其中一个匀光棒的第一面靠近第一端面的部分区域为入光面，从所述入光面入射的第一基色光、第二基色光及第三基色光被所述第一端面反射后沿所述第一光路或第二光路从第二端面出射。

在一种实施方式中，在第一匀光棒与第二匀光棒中，其中另一个匀光棒的第一端面为入光面、第二端面为出光面，第一匀光棒与第二匀光棒的入光面关于所述修色轮镜像对称。

在一种实施方式中，所述第一匀光棒和所述第二匀光棒均为实心方棒，或者所述第一匀光棒与所述第二匀光棒中，其中一个匀光棒为实心方棒、另一个匀光棒为空心方棒。

在一种实施方式中，第一匀光棒的第一面与第二匀光棒的第一面抵接，且所述第一匀光棒的第一面与所述第二匀光棒的第一面镀有内反射膜，或者，所述第一匀光棒与所述第二匀光棒中，所述实心方棒的第一面同时构成所述空心方棒的第一面。

在一种实施方式中，所述分光系统包括至少一个反射镜，所述反射镜用于将从所述分光装置出射的所述第一基色光、所述第二基色光及所述第三基色光反射进入所述第一匀光棒及/或第二匀光棒。

在一种实施方式中，所述第一光为黄光、第二光为蓝光，所述分光装置时序地将所述黄光分为沿第一光路出射的红光与沿第二光路出射的绿光、及沿第一光路出射的绿光与沿第二光路出射的红光、及将所述蓝光分为沿第一光路、第二光路出射的两路蓝光。

本发明提供一种投影系统，所述投影系统包括上述的光源系统；以及空间光调制器，所述空间光调制器包括至少两个区域以分别对每个所述光通道时序出射的所述第一基色光、所述第二基色光和所述第三基色光进行调制。

在一种实施方式中，所述分光系统包括三个所述光通道，所述空间光调制器对应设置有三个区域以分别对每个所述光通道时序出射的所述第一基色光、第二基色光和第三基色光进行调制。

本发明实施例提供的投影系统的优点在于：设置有至少两个光通道，单个空间光调制器可以同一时刻对至少两个入射光进行调制，如此，可以实现对反射光进行回收以避免分光装置分光时的光损失，从而提高了光能利用率，且该投影系统结构体积较小，成本较低。

附图说明

图1为本发明实施例一的投影系统的方框示意图。

图2为本发明实施例一的波长转换装置的结构示意图。

图3为本发明实施例一的分光装置的结构示意图。

图4为本发明实施例一的修色轮的结构示意图。

图5为本发明实施例一的投影系统的一种具体结构示意图。

图6是本发明实施例一的空间光调制器的时序出光图。

图7是本发明另一实施例中的空间光调制器的时序出光图。

图8是图5的Ⅷ部分的放大示意图。

图9是本发明实施例二的投影系统的结构示意图。

图10是图9的Ⅹ部分的放大示意图。

图11是本发明实施例三的投影系统的结构示意图。

图12是图11的ⅩⅡ部分的放大示意图。

图13是图11的第一匀光棒与第二匀光棒的沿图11的ⅩⅢ-ⅩⅢ的组合截面示意图。

图14是本发明实施例四的投影系统的结构示意图。

图15是本发明实施例五的投影系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一：

如图1所示，图1是本发明实施例一的投影系统的方框示意图。该投影系统包括发光装置10、分光系统11和空间光调制器12。所述发光装置10与分光系统11共同构成一光源系统，所述发光装置10用于提供时序出射的第一光和第二光，所述分光系统11用于将第一光与第二光分别分为至少两路基色光，并将所述基色光分别引导出射至空间光调制器12的对应区域，所述空间光调制器12用于对所述基色光进行调制，从而获得所需的彩色图像。

所述发光装置10包括激发光源与波长转换装置，激发光源用于产生激发光，波长转换装置用于受所述激发光激发或透射所述激发光形成时序出射的第一光与第二光。请结合参阅图2，图2是发光装置10的波长转换装置的一种结构示意图。在本实施例中，所述波长转换装置101为一荧光色轮，呈圆盘状，包括沿荧光色轮周向分布的第一波长区102和第二波长区103，第一波长区102用于受所述激发光激发产生所述第一光，第二波长区103用于受所述激发光激发产生所述第二光或用于透射所述激发光形成所述第二光。

在本实施例中，激发光源为蓝色激光，荧光色轮的第一波长区102设置有波长转换材料，比如，设置黄色荧光粉，第二波长区103为透光区，该透光区可以透射蓝色激光。荧光色轮周期性转动，当激发光照射到第一波长区102时，蓝色激光被黄色荧光粉吸收并激发黄色荧光粉产生黄光，该黄光为第一光，当激发光照射到第二波长区103时，蓝色激光透射，该蓝光为第二光。当然，激发光源不限于蓝色激光，还可以为其它颜色激光或是LED等其它光源。

请结合参阅图3，图3为分光系统11的分光装置的结构示意图。分光系统11包括分光装置111及至少两个光通道(图3未示)。分光装置111用于将所述第一光分为第一基色光和第二基色光，以及用于将所述第二光分为至少两路第三基色光。每个所述光通道用于时序出射所述第一基色光、所述第二基色光和所述第三基色光。分光装置111包括修色轮112及用于驱动所述修色轮112的驱动装置113，所述修色轮112呈圆盘状。

具体地，请结合参阅图4，图4为修色轮112的一种结构示意图。修色轮112包括沿所述修色轮112周向分布的第一基色区114、第二基色区115及第三基色区116，所述第一基色区114用于将所述第一光分为沿第一光路出射的第一基色光和沿第二光路出射的第二基色光，在本实施方式中，所述第一基色区114透射所述第一基色光和反射所述第二基色光，所述第一基色光和第二基色光分别沿第一光路与第二光路最终出射至所述空间光调制器12；所述第二基色区115用于将所述第一光分为沿第二光路出射的第一基色光和沿第一光路出射的第二基色光，在本实施方式中，所述第二基色区透射所述第二基色光和反射所述第一基色光，所述第二基色光和第一基色光分别沿第一光路与第二光路最终出射至所述空间光调制器12；所述第三基色区116用于将所述第二光分为分别沿第一光路和第二光路出射的两路第三基色光，在本实施方式中，所述第三基色区透射和反射所述两路第三基色光，所述两路第三基色光分别沿第一光路与第二光路最终出射至所述空间光调制器12。

在本实施方式中，修色轮112与荧光色轮同步，荧光色轮的第一波长区102对应修色轮112的第一基色区114和第二基色区115，荧光色轮的第二波长区103对应修色轮112的第三基色区116，即荧光色轮的第一波长区102受激发产生黄光时，黄光入射到修色轮112的第一基色区114，黄光分为红光和绿光，其中，红光在所述第一基色区114透射并沿设置于第一光路上的一光通道送至空间光调制器12的一第一区域，红光为所述第一基色光，绿光在所述第一基色区114反射并沿设置于第二光路上的一光通道送至空间光调制器12的一第二区域，绿光为第二基色光。当修色轮112在驱动装置113的驱动下转至第二基色区115时，绿光在所述第二基色区115透射并沿所述第一光路上的光通道送至空间光调制器12的所述第一区域，红光在所述第二基色区115反射并沿所述第二光路上的光通道送至空间光调制器12的所述第二区域。荧光色轮的第二波长区103透射蓝色激光时，修色轮112在驱动装置113的驱动下转至第三基色区116，所述第三基色区116设置有修色片，所述修色片为半反射半透射膜片或偏振片，蓝光在所述第三基色区116部分被透射、另部分被反射，透射的蓝光沿所述第一光路上的光通道送至空间光调制器12的所述第一区域，反射的蓝光沿所述第二光路上的光通道送至空间光调制器12的所述第二区域，蓝光为第三基色光。

如此，一方面，由于黄色荧光粉的光转换效率较高，通过蓝色激光激发黄色荧光粉产生黄光，再将黄光分为红光和绿光，并与蓝色激光，即蓝光，组成红、绿、蓝三种基色光时序出射至空间光调制器12，无需从光转换效率低的红色荧光粉获得红光，从而提高了光能利用率。另一方面，修色轮112反射的光可通过所述另一光通道回收出射至空间光调制器12，避免了分光时光的损失，从而提高了光能利用率。

当然，第一基色光、第二基色光、第三基色光不限于分别是红光、绿光、蓝光，本实施方式仅是以此举例说明，第一基色光、第二基色光、第三基色光还可以分别是绿光、红光、蓝光，或者红绿蓝光的其他组合方式。第一光和第二光也不限于分别是黄光和蓝光，只要能通过分光得到红、绿、蓝三种基色光即可。在下文中，为了方便描述，第一光和第二光均以黄光和蓝光举例，第一基色光、第二基色光、第三基色光均分别以红光、绿光、蓝光举例。

请结合参阅图5，图5为图1所示投影系统一种具体结构示意图。在本实施方式中，分光系统11包括两个光通道，两个光通道分别位于第一光路与第二光路上，对应地，空间光调制器12包括两个区域，即第一区域121与第二区域122，在一种实施方式中，第一区域121位于左侧，称之为左边区域，第二区域位于右侧，称之为右边区域。在其他实施方式中，第一区域121与第二区域122之间的位置关系并不限于此，也可是其他位置关系，例如其中一个位于上侧，另一个位于下侧。分光系统11的两个光通道分别包括第一匀光棒117和第二匀光棒118。第一匀光棒117设置于所述第一光路上，第二匀光棒118设置于所述第二光路上。在本实施例中，第一匀光棒117与第二匀光棒118均为方棒，即其主体部分垂直其各自光轴的截面呈方形，所述第一匀光棒117与第二匀光棒118主体部分垂直其各自光轴的截面也可以是其他四边形，如棱形。所述第一匀光棒117用于使所述分光装置111反射的所述第一基色光、所述第二基色光及所述第三基色光均匀化并时序出射至所述空间光调制器12。所述第二匀光棒118用于使所述分光装置111透射的所述第一基色光、所述第二基色光及所述第三基色光均匀化并时序出射至所述空间光调制器12。

在本实施例中，第一匀光棒117与第二匀光棒118沿各自光轴方向大致呈长方体状。受激光黄光在经过修色轮112的第一基色光区时，透射红光，绿光反射回收，其中，该红光经第二匀光棒118均匀化并出射至空间光调制器12的第一区域121，该绿光被反射至第一匀光棒117并经第一匀光棒117均匀化后出射至空间光调制器12的第二区域122。受激光黄光在经过修色轮112的第二基色光区时，透射绿光，红光反射回收，其中，该绿光经第二匀光棒118均匀化并出射至空间光调制器12的左边区域121，该红光被反射至第一匀光棒117并经第一匀光棒117均匀化后出射至空间光调制器12的第二区域122。蓝光在经过第三基色光区时，部分被透射、另部分被反射，其中，透射的蓝光经第二匀光棒118均匀化并出射至空间光调制器12的第一区域121，其余蓝光被反射至第一匀光棒117并经第一匀光棒117均匀化后出射至空间光调制器12的第二区域122。

如图6所示，图6是空间光调制器12的时序出光图。当发光装置10出射黄光时，空间光调制器12的两个区域同时出现红光和绿光，当发光装置10出射蓝光时，空间光调制器12的两个区域同时出现蓝光。空间光调制器12的第一区域121时序出光为RGBRGB……，空间光调制器12的第二区域122时序出光为GRBGRB……，其中，R表示红光(red)，G表示绿光(green)，B表示蓝光(blue)。

如图7所示，图7是另一实施例中的空间光调制器的时序出光图。在所述实施方式中，分光系统包括三个光通道，即设置三个匀光棒，对应地，空间光调制器包括三个区域以分别接收三个光通道出射的三基色时序光，空间光调制器的三个区域时序出光分别为RGBRGB……，GRBGRB……，RGBRGB……。具体地，分光系统包括修色轮、第一匀光棒、第二匀光棒和第三匀光棒，分光镜和反射镜，修色轮包括第一基色区、第二基色区及第三基色区，分光镜镀有半透射半反射膜，荧光色轮的第一波长区对应修色轮的第一基色区和第二基色区，荧光色轮的第二波长区对应修色轮的第三基色区，荧光色轮的第一波长区受激发产生黄光时，黄光入射到修色轮的第一基色区，黄光分为红光和绿光，绿光在第一基色区透射至第二匀光棒，红光在第一基色区反射至分光镜，一半红光在分光镜处反射至第一匀光棒，另一半红光在在分光镜处透射再经反射镜反射至第三匀光棒，当黄光入射至第二基色区时，黄光分为红光和绿光，红光在第二基色区透射至第二匀光棒，绿光在第一基色区反射至分光镜，一半绿光在分光镜处反射至第一匀光棒，另一半绿光在分光镜处透射再经反射镜反射至第三匀光棒，荧光色轮的第二波长区透射蓝色激光时，修色轮在驱动装置的驱动下转至第三基色区第三基色区设有半反射半透射膜片或偏振片，蓝光在所述第三基色区部分被透射、另部分被反射，透射的蓝光入射至第二匀光棒，反射的蓝光经在第一基色区反射至分光镜，一半蓝光在分光镜处反射至第一匀光棒，另一半蓝光在分光镜处透射再经反射镜反射至第三匀光棒，其中空间光调制器的三个区域分别接收第一匀光棒、第二匀光棒及第三匀光棒出射的三基色时序光。

在其他实施方式中，分光装置可以包括修色轮和多个分光镜、反射镜以将基色光分为多路，相应地，空间光调制器可以包括多个区域以同时调制多个光通道出射的基色光，每个所述光通道用于时序出射所述第一基色光、所述第二基色光和所述第三基色光。

请结合参阅图8，图8是图5Ⅷ部分的放大示意图。具体地，第一匀光棒117包括多个连接面：第一面11a、第二面11b、第三面11c、第四面(图8未示)，所述第一匀光棒117还包括第一端面11d及第二端面11e。所述第一端面11d与所述第二端面11e沿第一匀光棒117光轴方向隔开设置，所述第一面11a、第二面11b、第三面11c与第四面连接于第一端面11d与第二端面11e之间，其中第一面11a与第二面11b相背，第三面11c与第四面相背，第一面11a与第三面11c、第四面相交，第二面11b亦与第三面11c、第四面相交。

第二匀光棒118包括多个连接面：第一面11f、第二面11g、第三面11h、第四面(图8未示)，所述第二匀光棒118还包括及第一端面11i与第二端面11j。所述第一端面11i与所述第二端面11j沿第二匀光棒118光轴方向隔开设置，所述第一面11f、第二面11g、第三面11h与第四面连接于第一端面11i与第二端面11j之间，其中第一面11f与第二面11g相背，第三面11h与第四面相背，第一面11f与第三面11h、第四面相交，第二面11g亦与第三面11h、第四面相交。

在本实施例中，第一匀光棒117的第一端面11d与第二端面11e均大致垂直于第一匀光棒117的光轴，第二匀光棒118的第一端面11i与第二端面11j均大致垂直于第二匀光棒118的光轴，第一匀光棒117的第一端面11d与第二匀光棒118的第一端面11i对齐，第一匀光棒117的第二端面11e与第二匀光棒118的第二端面11j对齐。第一匀光棒117的第一端面11d为入光面，第二端11e为出光面。第二匀光棒118的第一端11i为入光面，第二端11j为出光面。修色轮112相对于第一匀光棒117及第二匀光棒118的光轴倾斜一定角度设置，修色轮112与第二匀光棒118的光路之间设置有第一反射镜119，当黄光入射至修色轮112的第一基色光区时，红光透射至第二匀光棒118，绿光被第一基色光区反射至第一反射镜119，再经第一反射镜119反射至第一匀光棒117。

第一匀光棒117与第二匀光棒118均为实心方棒，第一匀光棒117与第二匀光棒118拼接成一体。第一匀光棒117的第一面11a与第二匀光棒118的第一面11f抵接，第一匀光棒117的第一面11a与第二匀光棒118的第一面11f分别镀有内反射膜。如此，可防止第一匀光棒117与第二匀光棒118拼接时由于第一匀光棒117的第一面11a与第二匀光棒118的第一面11f之间的空气被挤出，破坏了全反射。同时，两个实心棒拼接，不可避免地会产生拼接隙缝，如果两个实心棒的拼接面加工精度不够，会使拼接面的隙缝增大，影响到成像效果，因此，在第一匀光棒117的第一面11a与第二匀光棒118的第一面11f分别镀内反射膜，可以减小拼接隙缝的影响。

请返回参阅图5，在一些实施方式中，所述分光系统11与所述空间光调制器12之间设有光学系统13。具体地，光学系统13可以是一个平凸透镜131和两个双凸透镜132的组合。从第一匀光棒117和第二匀光棒118出射的基色光经光学系统13分别输出至空间光调制器12的两个区域上。

实施例二：

如图9所示，图9是本发明实施例二的投影系统的结构示意图。在本实施例中，该投影系统包括发光装置(图9未示)、分光系统21和空间光调制器22。该发光装置用于提供时序出射的第一光和第二光。该分光系统21包括分光装置211、设置于第一光路上的第一匀光棒214和设置于第二光路上的第二匀光棒215。该分光装置211包括修色轮212和用于驱动修色轮212的驱动装置213。所述分光装置211用于将所述第一光分为第一基色光和第二基色光，所述分光装置211还用于将所述第二光分割为至少两路第三基色光。第一匀光棒214和第二匀光棒215分别形成两个光通道。空间光调制器22包括两个区域以分别对两个光通道时序出射的第一基色光、第二基色光和第三基色光进行调制。

请结合参阅图10，图10是图9的投影系统的Ⅹ部分的放大示意图。在本实施方式中，第一匀光棒214与第二匀光棒215均为方棒，然第一匀光棒214的结构与实施例一中的第一匀光棒不同，第一匀光棒214包括多个连接面：第一面21a、第二面21b、第三面21c、第四面(图10未示)，所述第一匀光棒214还包括第一端面21d及第二端面21e。所述第一端面21d与所述第二端面21e沿第一匀光棒214光轴方向隔开设置，所述第一面21a、第二面21b、第三面21c与第四面连接于第一端面21d与第二端面21e之间，其中第一面21a与第二面21b相背，第三面21c与第四面相背，第一面21a与第三面21c、第四面相交，第二面21b亦与第三面21c、第四面相交。

第二匀光棒215包括多个连接面：第一面21f、第二面21g、第三面21h、第四面(图10未示)，所述第二匀光棒215还包括第一端面21i及第二端面21j。所述第一端面21i与所述第二端面21j沿第二匀光棒215光轴方向隔开设置，所述第一面21f、第二面21g、第三面21h与第四面连接于第一端面21i与第二端面21j之间，其中第一面21f与第二面21g相背，第三面21h与第四面相背，第一面21f与第三面21h、第四面相交，第二面21g亦与第三面21h、第四面相交。

在本实施例中，第一匀光棒214的第二端面21e大致垂直于第一匀光棒214的光轴，第二匀光棒215的第一端面21i与第二端面21j均大致垂直于第二匀光棒215的光轴，第一匀光棒214的第二端面21e与第二匀光棒215的第二端面21j对齐，第一匀光棒214的第一面21a长度较第二面21b长、且长于第二匀光棒215的第一面21f，从而使第一匀光棒214的第一端面21d相对第一匀光棒214的光轴倾斜一定角度、且第一匀光棒214的第一端面21d相对第二匀光棒215的第一端面21i朝向发光装置突出设置。在本实施例中，第一匀光棒214的第一面21a超出第二匀光棒215的第一面21f的部分形成有第一入光面21k，第二匀光棒215的第一端面21i为第二入光面，所述第一入光面21k与所述第二入光面关于所述修色轮212镜像对称。如此，对于同一光源来说，第一匀光棒214的光程与第二匀光棒215的光程一致，提高了效率。

第一匀光棒214的第一端面21d为斜面，所述第一端面21d上镀有内反射膜。修色轮212透射的基色光从第二入光面进入第二匀光棒215进行均匀化，并从第二匀光棒215的第二端面21j出射至空间光调制器22。修色轮212反射的基色光从第一入光面21k进入第一匀光棒214，经第一匀光棒214的第一端面21d反射，最后从第一匀光棒214的第二端面21e出射至空间光调制器22。本实施例的投影系统的其它结构不做详细描述，可参考实施例一的投影系统。

实施例三：

如图11和图12所示，图11是本发明实施例三的投影系统的结构示意图，图12是图11的投影系统的ⅩⅡ部分的放大示意图。在本实施例中，该投影系统包括发光装置(图11未示)、分光系统31和空间光调制器32。该发光装置用于提供时序出射的第一光和第二光。该分光系统31包括分光装置311、设置于第一光路上的第一匀光棒312和设置于第二光路上的第二匀光棒313。该分光装置311包括修色轮314和用于驱动修色轮314的驱动装置315。所述分光装置311用于将所述第一光分为第一基色光和第二基色光，所述分光装置311还用于将所述第二光分割为至少两路第三基色光。第一匀光棒312和第二匀光棒313分别形成两个光通道。空间光调制器32包括两个区域以分别对两个光通道时序出射的第一基色光、第二基色光和第三基色光进行调制。

在本实施方式中，第一匀光棒312和第二匀光棒313均为方棒，其结构与实施例一中的第一、第二匀光棒不同，在本实施例中，第一匀光棒312为空心方棒，第二匀光棒313为实心方棒。修色轮314透射的基色光被第一反射镜318反射至第二匀光棒313。修色轮314反射的基色光被第二反射镜319反射至第一匀光棒312。

在本实施例中，第一匀光棒312包括多个连接面：第一面31a、第二面31b、第三面31c、第四面(图11与图12未示)，第一匀光棒312还包括第一端面31d及第二端面31e，所述第一端面31d与所述第二端面31e沿第一匀光棒312光轴方向隔开设置，所述第一面31a、第二面31b、第三面31c与第四面连接于第一端面31d与第二端面31e之间，其中第一面31a与第二面31b相背，第三面31c与第四面相背，第一面31a与第三面31c、第四面相交，第二面31b亦与第三面31c、第四面相交。

第二匀光棒313包括多个连接面：第一面31f、第二面31g、第三面31h、第四面(图11与图12未示)，第二匀光棒313还包括第一端面31i及第二端面31j。所述第一端面31i与所述第二端面31j沿第二匀光棒313光轴方向隔开设置，所述第一面31f、第二面31g、第三面31h与第四面连接于第一端面31i与第二端面31j之间，其中第一面31f与第二面31g相背，第三面31h与第四面相背，第一面31f与第三面31h、第四面相交，第二面31g亦与第三面31h、第四面相交。

在本实施例中，第二匀光棒313的第二端面31j大致垂直于第二匀光棒313的光轴，第一匀光棒312的第一端面31d与第二端面31e均大致垂直于第一匀光棒312的光轴，第一匀光棒312的第二端面31e与第二匀光棒313的第二端面31j对齐，第二匀光棒313的第一面31f与第一匀光棒312的第一面31a等长，然第二匀光棒313的第二面31g较第一面31f短，从而使第二匀光棒313的第一端面31i相对第二匀光棒313的光轴倾斜一定角度。在本实施例中，第二匀光棒313的第一端面31i镀有内反射膜，经由修色轮314透射的基色光被第一反射镜318反射，经第二匀光棒313第一面31f靠近第一端面31i的部分进入第二匀光棒313，再经第二匀光棒313的第一端面31i反射，最后从第二匀光棒313的第二端面31j出射至空间调制器32，

如图13所示，图13是图11的第一匀光棒312与第二匀光棒313的沿ⅩⅢ-ⅩⅢ的组合截面示意图。具体地，第一匀光棒312由三个反射镜316和所述第二匀光棒313的一个反射面317围合构成，所述第二匀光棒313的反射面317同时构成所述第一匀光棒312的第一面31a与第二匀光棒313的第一面31f。在本实施方式中，所述反射面317在靠近所述第一端面31i处未设置反射层，以允许基色光从此处入射第二匀光棒313，在其他实施例中，根据情况，所述反射面317可以是全部设置有反射层或留有部分未设置反射层以利基色光入射。设置于第一匀光棒312相对两侧的两反射镜316延伸至包围第二匀光棒313的相对两侧，光在空心方棒里进行多次反射后出射。光在实心方棒内部进行全反射以实现匀光。

在本实施方式中，利用空心棒与实心方棒的组合形成所述第一匀光棒312与第二匀光棒313，由于空心方棒与实心方棒的接触面只有在边缘才有厚度的影响，在大部分拼接面上都不受空心方棒的面的影响，因此可以不考虑拼接隙缝的影响。同时，对实心方棒的加工精度的要求也可以相对降低一些。在其他实施例中，当然，也可以是第一匀光棒312为实心方棒，第二匀光棒313为空心方棒。本实施例的投影系统的其它结构不做详细描述，可参考实施例一的投影系统。

实施例四：

如图14所示，图14是本发明实施例四的投影系统的结构示意图。在本实施例中，该投影系统包括发光装置40、分光系统41和空间光调制器(图14未示)。该发光装置40用于提供时序出射的第一光和第二光。该分光系统41包括分光装置411、设置于第一光路上的第一匀光棒412和设置于第二光路上的第二匀光棒413。该分光装置411包括修色轮414和用于驱动修色轮414的驱动装置415。所述分光装置411用于将所述第一光分为第一基色光和第二基色光，所述分光装置411还用于将所述第二光分割为至少两路第三基色光。第一匀光棒412和第二匀光棒413分别形成两个光通道。空间光调制器包括两个区域以分别对两个光通道时序出射的第一基色光、第二基色光和第三基色光进行调制。本实施例的投影系统与实施例三的投影系统区别在于所述分光装置411与所述第一匀光棒412及所述第二匀光棒413之间设有中继系统416。

具体地，中继系统416由两个反射镜417和四个凸透镜418组成。修色轮414透射的基色光经两个凸透镜418入射至第二匀光棒413中，该第二匀光棒413为空心方棒。修色轮414反射的基色光经反射镜417、另两个凸透镜418再经另一反射镜417反射至第一匀光棒412中，该第一匀光棒412为实心方棒。

如此，采用中继系统416增加投影系统光程，使得光线从空间上更容易实现分光和合光。本实施例的投影系统的其它结构不做详细描述，可参考实施例一的投影系统。

实施例五：

如图15所示，图15是本发明实施例五的投影系统的结构示意图。在本实施例中，该投影系统包括发光装置50、分光系统51和空间光调制器(图15未示)。该发光装置50用于提供时序出射的第一光和第二光。该分光系统51包括分光装置511、设置于第一光路上的第一匀光棒512和设置于第二光路上的第二匀光棒513。该分光装置511包括修色轮514和用于驱动修色轮514的驱动装置515。所述分光装置511用于将所述第一光分为第一基色光和第二基色光，所述分光装置511还用于将所述第二光分割为至少两路第三基色光。第一匀光棒512和第二匀光棒513分别形成两个光通道。空间光调制器包括两个区域以分别对两个光通道时序出射的第一基色光、第二基色光和第三基色光进行调制。所述分光装置511与所述第一匀光棒及所述第二匀光棒之间设有中继系统516。本实施例的投影系统与实施例四的投影系统区别在于中继系统516的不同。

具体地，该中继系统516由两个反射镜517和四个凸透镜518组成。修色轮514透射的基色光先经一个凸透镜518再经反射镜517最后经一个凸透镜518入射至第二匀光棒513中，该第二匀光棒513为空心方棒。修色轮514反射的基色光先经一凸透镜518再经另一反射镜517最后经一凸透镜518入射第一匀光棒512中，该第一匀光棒512为实心方棒。

如此，采用中继系统516增加投影系统光程，使得光线从空间上更容易实现分光和合光。当然，中继系统516不限于上述实施方式，还可以采取其它方式。本实施例的投影系统的其它结构不做详细描述，可参考实施例一的投影系统。

综上所述，本发明的投影系统设置有至少两个光通道，单个空间光调制器可以同一时刻对至少两个入射光进行调制，如此，可以实现对反射光进行回收以避免分光装置分光时的光损失，从而提高了光能利用率，且该投影系统仅采用单个空间光调制器，结构体积较小，成本较低。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式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都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (16)

1.一种光源系统，其特征在于，包括：

发光装置，用于提供时序出射的第一光和第二光；

分光系统，所述分光系统包括：

分光装置，所述分光装置用于：在第一时序将所述第一光分为沿第一光路出射的第一基色光和沿第二光路出射的第二基色光；在第二时序将所述第一光分为沿所述第二光路出射的第一基色光和沿所述第一光路出射的第二基色光；以及在第三时序将所述第二光分为分别沿所述第一光路和所述第二光路出射的两路第三基色光；及

至少两个光通道，分别设置于所述第一光路与第二光路上，每个所述光通道用于时序出射所述第一基色光、所述第二基色光和所述第三基色光。

2.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述发光装置包括：

激发光源，所述激发光源用于产生激发光；及

波长转换装置，所述波长转换装置包括第一波长区和第二波长区，所述第一波长区用于受所述激发光激发产生所述第一光，所述第二波长区用于受所述激发光激发产生所述第二光或用于透射所述激发光形成所述第二光。

3.如权利要求2所述的光源系统，其特征在于，所述激发光源为蓝色激光，所述第一波长区设置有黄色荧光材料，所述第二波长区为透光区。

4.如权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述分光装置包括修色轮及用于驱动所述修色轮的驱动装置，所述修色轮包括沿所述修色轮周向分布的第一基色区、第二基色区及第三基色区，所述第一基色区将所述第一光分为至少沿所述第一光路出射的第一基色光和沿所述第二光路出射的第二基色光，所述第二基色区将所述第一光分为至少沿所述第一光路出射的第二基色光与沿所述第二光路出射的第一基色光，所述第三基色区将所述第二光分为至少沿所述第一光路和第二光路出射的两路第三基色光。

5.如权利要求4所述的光源系统，其特征在于，所述第三基色区设置有半反射半透射膜片或偏振片。

6.如权利要求4所述的光源系统，其特征在于，所述至少两个光通道包括：

第一匀光棒，所述第一匀光棒用于使从所述分光装置沿所述第一光路出射的所述第一基色光、第二基色光及第三基色光均匀化并时序出射；及

第二匀光棒，所述第二匀光棒用于使从所述分光装置沿所述第二光路出射的所述第一基色光、第二基色光及第三基色光均匀化并时序出射。

7.如权利要求6所述的光源系统，其特征在于，所述第一匀光棒包括沿第一匀光棒的光轴方向间隔设置的第一端面与第二端面、以及连接于第一端面与第二端面之间的多个连接面，所述多个连接面中包括一第一面，所述第二匀光棒包括沿第二匀光棒的光轴方向间隔设置的第一端面与第二端面、以及连接于第一端面与第二端面之间的多个连接面，所述多个连接面中包括一第一面。

8.如权利要求7所述的光源系统，其特征在于，所述第一匀光棒的第一端面与第二匀光棒的第一端面均为入光面，第一匀光棒的第二端面与第二匀光棒的第二端面均为出光面，所述第一匀光棒的第一端面与第二端面均大致垂直于第一匀光棒的光轴，所述第二匀光棒的第一端面与第二端面均大致垂直于第二匀光棒的光轴。

9.如权利要求7所述的光源系统，其特征在于，在第一匀光棒与第二匀光棒中，其中一个匀光棒的第一端面与光轴倾斜一预定角度设置且镀有内反射膜，所述其中一个匀光棒的第一面靠近第一端面的部分区域为入光面，从所述入光面入射的第一基色光、第二基色光及第三基色光被所述第一端面反射后沿所述第一光路或第二光路从第二端面出射。

10.如权利要求9所述的光源系统，其特征在于，在第一匀光棒与第二匀光棒中，其中另一个匀光棒的第一端面为入光面、第二端面为出光面，第一匀光棒与第二匀光棒的入光面关于所述修色轮镜像对称。

11.如权利要求7所述的光源系统，其特征在于，所述第一匀光棒和所述第二匀光棒均为实心方棒，或者所述第一匀光棒与所述第二匀光棒中，其中一个匀光棒为实心方棒、另一个匀光棒为空心方棒。

12.如权利要求11所述的光源系统，其特征在于，第一匀光棒的第一面与第二匀光棒的第一面抵接，且所述第一匀光棒的第一面与所述第二匀光棒的第一面镀有内反射膜，或者，所述第一匀光棒与所述第二匀光棒中，所述实心方棒的第一面同时构成所述空心方棒的第一面。

13.如权利要求6所述的光源系统，其特征在于，所述分光系统包括至少一个反射镜，所述反射镜用于将从所述分光装置出射的所述第一基色光、所述第二基色光及所述第三基色光反射进入所述第一匀光棒及/或第二匀光棒。

14.如权利要求1-13任一所述的光源系统，其特征在于，所述第一光为黄光、第二光为蓝光，所述分光装置时序地将所述黄光分为沿第一光路出射的红光与沿第二光路出射的绿光、及沿第一光路出射的绿光与沿第二光路出射的红光、及将所述蓝光分为沿第一光路、第二光路出射的两路蓝光。

15.一种投影系统，其特征在于，包括：

如权利要求1-14任一项所述的光源系统；以及

空间光调制器，所述空间光调制器包括至少两个区域以分别对每个所述光通道时序出射的所述第一基色光、所述第二基色光和所述第三基色光进行调制。

16.如权利要求15所述的投影系统，其特征在于，所述分光系统包括三个所述光通道，所述空间光调制器对应设置有三个区域以分别对每个所述光通道时序出射的所述第一基色光、第二基色光和第三基色光进行调制。

Images