光源系統(tǒng)、投影系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及光學設備技術領域，特別涉及一種光源系統(tǒng)、投影系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]目前,數(shù)字光處理(Digital Light Process1n,簡稱DLP)投影技術得到越來越廣泛的應用，其核心為DMD (Digital Micro-mirror Device,數(shù)字微鏡器件)。
[0003]圖1a為現(xiàn)有技術中的單片式DMD投影系統(tǒng)，如圖1所示，該系統(tǒng)包括:激發(fā)光源100，收集透鏡101，旋轉色輪102，方棒103，光中繼系統(tǒng)104，DMD芯片105，TIR棱鏡106，投影鏡頭107。其中，光源100為半導體激光器激發(fā)，經(jīng)過收集透鏡101聚焦到旋轉色輪102上，旋轉色輪102涂有不同的分色段的熒光粉材料。圖1b為分色段的旋轉色輪的正面示意圖，如圖2所示，經(jīng)過旋轉色輪102后形成時序上的紅，綠，藍三基色光，經(jīng)過方棒103勻光后，再經(jīng)過光中繼系統(tǒng)104入射到TIR棱鏡106上，反射到DMD芯片105上進行調制，經(jīng)過投影鏡頭107最終輸出圖像。
[0004]當前單片式DMD投影系統(tǒng)中，紅，綠，藍三基色光在時序上依次入射到DMD上進行調制，得到的單色光圖像由人眼視覺暫留效應混合形成彩色圖像，該系統(tǒng)采用激光作為激發(fā)光源，具有光學擴展量小，光效高的優(yōu)點。現(xiàn)有技術中通過采用半導體激光器激發(fā)色輪上不同色段以形成紅，綠，藍三基色光的方法。但是在利用半導體激光器激發(fā)色輪中熒光粉的轉換技術中，由于紅光熒光粉轉換效率低，在輸出圖像的亮度以及色域方面仍存在缺陷，從而降低了系統(tǒng)的光效和可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種光源系統(tǒng)、投影系統(tǒng)及方法，其可以基于紅光效率的提升，從而提高系統(tǒng)的光效以及顏色飽和度。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明提供一種光源系統(tǒng)，包括:
[0007]光源裝置，用于提供至少一組出射激發(fā)光的激光光源；
[0008]出光裝置，用于接收所述激發(fā)光，將所述激發(fā)光轉換成受激光并出射，所述出光裝置包括至少兩種不同的波長轉換材料，所述至少一種波長轉換材料的受激光為復合光；
[0009]分光合光裝置，用于將所述復合光分成沿第一光通道傳播的第一波長光及沿第二光通道傳播的第二波長光，所述第一波長光及第二波長光的波譜覆蓋范圍不同，所述受激光的合光為白光；
[0010]第一光調制裝置，用于對所述第一光通道傳播的光進行調制；
[0011]第二光調制裝置，用于對所述第二光通道傳播的光進行調制。
[0012]優(yōu)選地，所述受激光還包括基色光，所述分光合光裝置將所述基色光沿所述第一通道或者第二通道傳播。
[0013]優(yōu)選地，所述出光裝置為一色輪，所述至少兩種不同的波長轉換材料分段式位于所述色輪上。
[0014]優(yōu)選地，所述至少兩種不同的波長轉換材料為吸收所述光源裝置出射的激發(fā)光后出射至少兩種不同的復合光的波長轉換材料。優(yōu)選地，所述吸收所述光源裝置出射的激發(fā)光后可出射至少兩種不同的復合光的波長轉換材料為青色熒光粉和黃色熒光粉，或者品紅熒光粉和青色熒光粉，或者品紅熒光粉和黃色熒光粉。
[0015]優(yōu)選地，所述出光裝置還包括:與所述色輪同軸旋轉的分段式濾光片輪，所述分段式濾光片輪具有至少兩種不同顏色的濾光區(qū)。
[0016]優(yōu)選地,分段式濾光片輪包括具有藍色、黃色、綠色或者藍色、黃色、紅色或者藍色、第一黃色、第二黃色的濾光區(qū)的分段式濾光片輪。
[0017]優(yōu)選地，所述光源裝置包括:兩組激光光源。
[0018]優(yōu)選地，所述出光裝置包括與所述激光光源一一對應的兩個色輪，每個色輪具有至少一種波長轉換材料，兩個色輪具有的波長轉換材料不完全相同。
[0019]優(yōu)選地,兩個色輪中其中一個色輪具有藍色或青色的濾光區(qū)，另一個色輪具有黃色和/或綠色濾光區(qū)。優(yōu)選地，所述出光裝置還包括:與所述色輪同軸旋轉的至少一個分段式濾光片輪，所述分段式濾光片輪具有至少一種不同顏色的濾光區(qū)。
[0020]優(yōu)選地，分段式濾光片輪具有黃色和綠色的濾光區(qū)。
[0021 ] 優(yōu)選地，所述兩組激發(fā)光光源交替打開和關閉。
[0022]優(yōu)選地，所述兩組激發(fā)光光源其中一組光源的打開時間和另一組光源的打開時間部分重疊。
[0023]優(yōu)選地，采用脈沖寬度調制對兩組激光光源進行調節(jié)。
[0024]優(yōu)選地，所述光源系統(tǒng)還包括第一濾光片和/或第二濾光片，所述第一濾光片設置于所述分光合光裝置與所述第一光調制裝置之間的光路上，用于對沿第一通道傳播的光進行濾光處理，所述第二濾光片設置于所述分光合光裝置與所述第二光調制裝置之間的光路上，用于對沿第二通道傳播的光進行濾光處理。
[0025]另一方面，本發(fā)明同時提供一種投影系統(tǒng)，包括:如上所述的光源系統(tǒng)以及投影鏡頭；其中，所述投影鏡頭接收所述光源系統(tǒng)調制后的合光，形成完整的投影圖像。
[0026]再一方面，本發(fā)明還同時提供一種投影方法，包括步驟:
[0027]提供至少一組出射激發(fā)光的激光光源；
[0028]接收所述激發(fā)光，將所述激發(fā)光轉換成受激光并出射，所述出光裝置包括至少兩種不同的波長轉換材料，所述至少一種波長轉換材料的受激光為復合光；
[0029]將所述復合光分成沿第一光通道傳播的第一波長光及沿第二光通道傳播的第二波長光，所述第一波長光及第二波長光的波譜覆蓋范圍不同，所述受激光的合光為白光；
[0030]對所述第一光通道傳播的光進行調制以及對所述第二光通道傳播的光進行調制。
[0031]現(xiàn)有技術中，采用單片式DMD同時處理三基色光以及三片式DMD每個DMD處理單基色光的方式，紅，綠，藍三基色光在時序上依次入射到DMD上進行調制，由于紅光熒光粉效率的限制，降低了輸出圖像的亮度以及減小了色域范圍。本發(fā)明通過采用激光激發(fā)一種效率較高的熒光粉，產(chǎn)生一種包含兩基色光的復合光，如黃光包含紅光和綠光，通過分光的方式將兩基色光分配到兩個DMD上進行處理，將三基色光按照一定方式分配到兩個DMD上進行處理，調整三基色光之間的比例，實現(xiàn)基色、中間色多色出射，使光源能夠調制的色域大大增加，從而提高了系統(tǒng)的光效、增大了色域范圍以及降低了成本。
【附圖說明】
[0032]圖1a為現(xiàn)有技術中的單片式DMD投影系統(tǒng)的結構示意圖；
[0033]圖1b為現(xiàn)有技術中的分色段的旋轉色輪的正面示意圖；
[0034]圖2為本發(fā)明的一個實施例提供的光源系統(tǒng)的結構示意圖；
[0035]圖3為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中的投影系統(tǒng)的結構示意圖；
[0036]圖4為圖3中的出光裝置的正面示意圖；
[0037]圖5為從出光裝置出射的藍光與黃光的時序圖；
[0038]圖6為經(jīng)過分光膜處理后的綠光與紅光的分布圖；
[0039]圖7a為第一 DMD反射光的時序圖；
[0040]圖7b為第二 DMD反射光的時序圖；
[0041]圖8為基于圖3中的投影系統(tǒng)中的改進后的出光裝置的正面示意圖；
[0042]圖9為第一 DMD反射光的時序圖；
[0043]圖10為第二 DMD反射光的時序圖；
[0044]圖11為基于圖3中的投影系統(tǒng)中的另一改進后的出光裝置的正面示意圖；
[0045]圖12a為第一 DMD反射光的時序圖；
[0046]圖12b為第二 DMD反射光的時序圖；
[0047]圖13a為色域的示意圖；
[0048]圖13b為色域的示意圖；
[0049]圖14為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中的投影系統(tǒng)的結構示意圖；
[0050]圖15為色域的示意圖；
[0051]圖16為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例提供的投影系統(tǒng)的結構示意圖；
[0052]圖17為出光裝置的正面示意圖；
[0053]圖18為光源裝置在交替打開時第一 DMD和第二 DMD反色光的時序圖；
[0054]圖19為基于圖16中的投影系統(tǒng)中的改進后的出光裝置的正面示意圖；
[0055]圖20為