CN105025280B - 光源系统和投影仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光源系统。该光源系统包括波长转换装置，滤光装置和匀光装置，其中：波长转换装置包括至少两个荧光区，其中至少两个荧光区中设置有波长转换材料，波长转换材料用于接收激发光并产生受激光；滤光装置具有沿受激光的出射光路方向依次排列的N个光处理膜片，光处理膜片与波长转换装置中的荧光区为一一对应关系，每个光处理膜片反射波长转换装置中与其对应的荧光区产生的受激光至匀光装置，且N个光处理膜片中的前N‑1个光处理膜片透射波长转换装置中与光处理膜片不对应的荧光区产生的受激光，其中，N最小为波长转换装置包括的荧光区的个数。通过本发明，解决了现有技术中光源系统的结构不紧凑导致占用空间较大的问题。

Description

光源系统和投影仪

技术领域

本发明涉及光源系统领域，具体而言，涉及一种光源系统和投影仪。

背景技术

目前投影机中使用的白光光源主要是UHP(Ultra High Pressure，超高压汞灯)灯泡，它亮度很高，但是寿命仅有3000小时，而且换灯的价格昂贵，所以不能满足长期使用的需求。

近年来，随着半导体光源技术的发展，采用半导体光源来代替UHP灯泡是一个重要的技术发展方向。如图1为现有技术的光源系统，激光光源101作为激发光源，激发光入射到反射式荧光轮102上，该荧光轮的结构如图2所示，在一个圆环上有不同颜色的荧光材料。激发光入射到荧光轮102的荧光材料上，可以产生受激光，受激光经荧光轮102反射后，散射到反光碗103上，再会聚到匀光装置104上，从匀光装置104出射后，入射到色轮105上，该色轮105设置成与荧光轮同颜色同扇区的滤光片如图2所示，此滤光片可将入射的光进行滤波，可得到设计的颜色。再入射到透镜或透镜组107，经透镜107后入射到TIR透镜108，先经TIR透镜108反射，入射到数字镜像器件(Digital Micromirror Device，简称DMD)109上，经DMD109进行调制后返回到TIR108，再透射出TIR108，最后入射到投影镜头110。上述的荧光轮102和色轮105一同安装于驱动旋转装置106上，可实现同时旋转。

发明人发现，上述光源系统，通过驱动装置驱动荧光轮和色轮转动产生不同颜色的交替变化，采用发光效率高的激光作为光源，且激光的光学扩展量小，大大提高了能效。但是，现有技术中光源系统中受激光路径较长，各个光学元件之间的结构不紧凑，造成光源系统占用空间较大。

针对现有技术中光源系统的结构不紧凑导致占用空间较大的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种光源系统和投影仪，以解决现有技术中光源系统的结构不紧凑导致占用空间较大的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种光源系统。根据本发明的光源系统包括：波长转换装置，滤光装置和匀光装置，其中：所述波长转换装置包括至少两个荧光区，其中所述至少两个荧光区中设置有波长转换材料，所述波长转换材料用于接收激发光并产生受激光，不同荧光区中设置有不同的波长转换材料，不同波长转换材料产生的受激光的波长覆盖范围不同；所述滤光装置具有沿所述受激光的出射光路方向依次排列的N个光处理膜片，所述光处理膜片与所述波长转换装置中的荧光区为一一对应关系，每个所述光处理膜片反射所述波长转换装置中与其对应的荧光区产生的受激光至所述匀光装置，且所述N个光处理膜片中的前N-1个光处理膜片透射所述波长转换装置中与所述光处理膜片不对应的荧光区产生的受激光，其中，N最小为所述波长转换装置包括的荧光区的个数。

进一步地，所述光源系统还包括：第一透镜，设置在所述波长转换装置和所述滤光装置的光路之间，用于将所述不同荧光区出射的受激光导向对应的光处理膜片。

进一步地，所述N个光处理膜片中任意两个光处理膜片之间存在楔角。

进一步地，所述光源系统还包括：至少两个用于出射激发光的光源，每个光源对应所述波长转换装置中的一个荧光区，不同光源对应不同的荧光区；其中，所述至少两个光源中每个光源出射的激发光的波长覆盖范围相同、部分相同或者完全不同。

进一步地，当所述波长转换装置为反射式波长转换装置时，所述N个光处理膜片均为滤光膜，所述滤光装置还包括：M个增透膜，一个增透膜对应一种波长覆盖范围的激发光，不同增透膜对应不同波长覆盖范围的激发光，每个增透膜用于将所述光源出射的与其对应的波长覆盖范围的激发光导向所述第一透镜，所述第一透镜将所有光源出射的激发光入射至所述波长转换装置的对应荧光区；其中，M最小为所述光源出射的激发光中具有不同波长覆盖范围的激发光的个数。

进一步地，所述滤光装置包括至少((N+M)/2)个滤光片，所述至少((N+M)/2)个滤光片中的每个滤光片均具有两个表面，所述N个滤光膜和所述M个增透膜设置于所述至少((N+M)/2)个滤光片的表面，且每个表面至多设置一个滤光膜或者一个增透膜。

进一步地，当所述M大于或者等于2时，所述M个增透膜分别设置在不同滤光片的表面上。

进一步地，所述波长转换装置包括3个荧光区，所述至少两个光源出射的激发光具有相同波长覆盖范围，所述滤光装置包括沿所述受激光的出射光路方向依次排列的第一滤光片和第二滤光片，其中：所述第一滤光片的两个表面均镀制滤光膜，所述第二滤光片的其中一个表面镀制滤光膜，另一个面镀制增透膜；或者，所述第一滤光片的其中一个表面镀制滤光膜，另一个表面镀制增透膜，所述第二滤光片的两个表面均镀制滤光膜。

进一步地，当所述第一滤光片的两个表面均镀制滤光膜时，所述第二滤光片的位于所述受激光的出射光路上游的表面镀制滤光膜，另一个面镀制增透膜；当所述第二滤光片的两个表面均镀制滤光膜时，所述第一滤光片的位于所述受激光的出射光路下游的表面镀制滤光膜，另一个面镀制增透膜。

进一步地，所述波长转换装置包括3个荧光区，所述至少两个光源出射的激发光具有相同波长覆盖范围，所述滤光装置包括沿所述受激光的出射光路方向依次排列的第一滤光片、第二滤光片和第三滤光片，其中：所述第一滤光片的其中一个表面镀制滤光膜，另一个表面镀制增透膜；所述第二滤光片的其中一个表面镀制滤光膜，另一个表面镀制增透膜；所述第三滤光片的其中一个表面镀制滤光膜，另一个表面镀制增透膜。

进一步地，所述第一滤光片的位于所述受激光的出射光路的下游的表面镀制滤光膜，另一个面镀制增透膜；所述第三滤光片的位于所述受激光的出射光路的上游的表面镀制滤光膜，另一个面镀制增透膜。

进一步地，当所述波长转换装置为透射式波长转换装置时，所述N个光处理膜片中的前N-1个光处理膜片为滤光膜，剩余一个光处理膜片为滤光膜或者反射膜。

进一步地，所述滤光装置包括沿所述受激光的出射光路方向依次排列的至少(N/2)个滤光片，所述至少(N/2)个滤光片中的每个滤光片均具有两个表面，所述N-1个滤光膜和所述反射膜设置在所述至少(N/2)个滤光片的各表面，且所述反射膜位于沿所述受激光出射光路方向设置的所有滤光膜所在表面的下游。

进一步地，所述波长转换装置包括3个荧光区，所述至少两个光源出射的激发光具有相同波长覆盖范围，所述滤光装置包括沿所述受激光的出射光路方向依次排列的第一滤光片和第二滤光片，其中：所述第一滤光片的两个表面均镀制滤光膜，所述第二滤光片的任意一个表面镀制反射膜；或者，所述第一滤光片的其中一个表面镀制滤光膜，另一个表面镀制增透膜，所述第二滤光片的位于所述受激光的出射光路上游的表面镀制滤光膜，所述第二滤光片的位于所述受激光的出射光路下游的表面镀制反射膜。

进一步地，当所述第一滤光片的两个表面均镀制滤光膜时，所述第二滤光片的位于所述受激光的出射光路的上游的表面镀制反射膜；当所述第二滤光片的位于所述受激光的出射光路的上游的表面镀制滤光膜，所述第二滤光片的位于所述受激光的出射光路的下游的表面镀制反射膜时，所述第一滤光片的位于所述受激光的出射光路的下游的表面镀制滤光膜，相对的另一面镀制增透膜。

进一步地，所述波长转换装置包括3个荧光区，所述至少两个光源出射的激发光具有相同波长覆盖范围，所述滤光装置包括沿所述受激光的出射光路方向依次排列的第一滤光片、第二滤光片和第三滤光片，其中：所述第一滤光片的其中一个表面镀制滤光膜，另一个表面镀制增透膜；所述第二滤光片的其中一个表面镀制滤光膜，另一个表面镀制增透膜；所述第三滤光片的任意一个表面镀制反射膜。

进一步地，所述第一滤光片的位于所述受激光的出射光路的下游的表面镀制滤光膜，相对的另一面镀制增透膜；所述第三滤光片的位于所述受激光的出射光路的上游的表面镀制反射膜。

进一步地，所述滤光装置还包括：设置在所述波长转换装置与所述至少两个滤光片的光路之间的反射片，所述反射片将所述波长转换装置出射的所有受激光反射至所述至少两个滤光片的光路中；设置于所述至少两个滤光片与所述匀光装置的光路之间的滤光片组，所述滤光片组将所述至少两个滤光片反射的光进行合光并将合光导向所述匀光装置。

进一步地，所述光源系统还包括：第二透镜，设置在所述滤光装置和所述匀光装置的光路之间，用于将经过所述滤光装置出射的光汇聚至所述匀光装置。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种投影仪。根据本发明的投影仪包括上述任意一种所述的光源系统。

通过本发明，该光源系统包括波长转换装置，滤光装置和匀光装置，其中，波长转换装置包括至少两个荧光区，其中至少两个荧光区中设置有波长转换材料，波长转换材料用于接收激发光并产生受激光，不同荧光区中设置有不同的波长转换材料，不同波长转换材料产生的受激光的波长覆盖范围不同；滤光装置具有沿受激光的出射光路方向依次排列的N个光处理膜片，光处理膜片与波长转换装置中的荧光区为一一对应关系，每个光处理膜片反射波长转换装置中与其对应的荧光区产生的受激光至匀光装置，且N个光处理膜片中的前N-1个光处理膜片透射波长转换装置中与光处理膜片不对应的荧光区产生的受激光，其中，N最小为波长转换装置包括的荧光区的个数。利用波长转换装置得到多个波长覆盖范围的受激光，滤光装置中的光处理膜片分别处理不同波长覆盖范围的受激光，使得光处理膜片既能过滤不同波长覆盖范围的受激光，还能将过滤得到的受激光反射至匀光装置，避免了复杂的光路，解决现有技术光源系统的结构不紧凑导致占用空间较大的，达到使光源系统结构紧凑的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据现有技术的光源系统的示意图；

图2是根据现有技术的光源系统中荧光轮的示意图；

图3是根据本发明第一实施例的光源系统的示意图；

图4是根据本发明实施例的光源系统中波长转换装置的示意图；

图5是根据本发明实施例的光源系统中又一波长转换装置的示意图；

图6是根据本发明第二实施例的光源系统的示意图；

图7是根据本发明优选实施例的光源系统中滤光装置的示意图；

图8是根据本发明又一实施例的光源系统中滤光装置的示意图；

图9是根据本发明又一实施例的光源系统中的滤光装置的示意图；以及

图10是根据本发明又一实施例的光源系统中滤光装置的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明实施例提供了一种光源系统。

图3是根据本发明实施例的光源系统的示意图。如图所示，该光源系统包括波长转换装置408，滤光装置40和匀光装置410，其中：

波长转换装置包括至少两个荧光区，其中至少两个荧光区中设置有波长转换材料，波长转换材料用于接收激发光并产生受激光，不同荧光区中设置有不同的波长转换材料，不同波长转换材料产生的受激光的波长覆盖范围不同。

如图所示，该波长转换装置408为荧光轮，包括如图4所示的荧光区4081、荧光区4082和荧光区4083，这三个荧光区形成同心圆环，在荧光轮上依次设置。本发明实施例中采用的波长转换装置还可以为矩形的荧光区，如图5所示，荧光区4081、荧光区4082和荧光区4083两两相邻设置。无论是图4所示的波长转换装置，还是图5所示的波长转换装置，荧光区4081、荧光区4082和荧光区4083分别为不同的波长转换材料，能够在接收到激发光之后，分别发出不同波长覆盖范围的受激光。在进行波长合光时，通常采用三种波长覆盖范围的光，则波长转换装置408上设置有三个荧光区，图4和图5均示出了具有三个荧光区的波长转换装置，需要说明的是，本发明实施例中的波长转换装置可以根据对受激光的需要选择对应个数的荧光区，至少为两个荧光区，下述的实施例中也是如此，不再一一赘述。

滤光装置具有沿受激光的出射光路方向依次排列的N个光处理膜片，光处理膜片与波长转换装置中的荧光区为一一对应关系，每个光处理膜片反射波长转换装置中与其对应的荧光区产生的受激光至匀光装置，且N个光处理膜片中的前N-1个光处理膜片透射波长转换装置中与光处理膜片不对应的荧光区产生的受激光，其中，N最小为波长转换装置包括的荧光区的个数。

即N个光处理膜片中的前N-1个光处理膜片透射波长转换装置408中与光处理膜片不对应的荧光区产生的受激光，其中，图3所示的光源系统具有三个荧光区，对应的滤光装置40具有三个光处理膜片，当然，在具有三个荧光区的光源系统中，还可以设置三个以上的光处理膜片。

如图3所示，荧光区4081、荧光区4082和荧光区4083发出的受激光分别为受激光λ2、受激光λ3和受激光λ4。滤光装置40包括光处理膜片404、光处理膜片405和光处理膜片406组成，每个光处理膜片反射对应荧光区产生的受激光，如图3所示，光处理膜片404反射荧光区4081反射的受激光λ2，光处理膜片405反射荧光区4082反射的受激光λ3，光处理膜片406反射荧光区4083反射的受激光λ4，为了将受激光λ2、受激光λ3和受激光λ4反射至匀光装置，且光处理膜片不遮挡其他光处理膜片反射至匀光装置的受激光，光处理膜片406透射经由光处理膜片405反射的受激光λ3，且透射经由光处理膜片404反射的受激光λ2，光处理膜片405透射经由光处理膜片404反射的受激光λ2。

同理，如图6所示，荧光区4081、荧光区4082和荧光区4083发出的受激光分别为受激光λ2、受激光λ3和受激光λ4。滤光装置由光处理膜片604、光处理膜片605和光处理膜片606组成，每个光处理膜片反射对应荧光区产生的受激光，例如图6所示，光处理膜片604反射荧光区4081反射的受激光λ2，光处理膜片605反射荧光区4082反射的受激光λ3，光处理膜片606反射荧光区4083反射的受激光λ4，为了将受激光λ2、受激光λ3和受激光λ4反射至匀光装置，且光处理膜片不遮挡其他光处理膜片反射至匀光装置的受激光，光处理膜片606透射经由光处理膜片605反射的受激光λ3，且透射经由光处理膜片604反射的受激光λ2，光处理膜片605透射经由光处理膜片604反射的受激光λ2。

优选地，该光源系统还包括：第一透镜407，设置在波长转换装置408和滤光装置40的光路之间，用于将不同荧光区出射的受激光导向对应的光处理膜片。

荧光区出射的受激光分别为受激光λ2、受激光λ3和受激光λ4，第一透镜407收集受激光，受激光经过第一透镜407的准直后导向对应的光处理膜片，使得经过波长转换装置散射的受激光都能导向相应的光处理膜片进行处理。

优选地，N个光处理膜片中任意两个光处理膜片之间存在楔角。由于每个光处理膜片反射一个受激光至匀光装置，为了获得更小的光学扩展量，使得经过光处理膜片反射的受激光平行且尽量靠近，任意两个光处理膜片之间存在楔角，如图3所示，经过光处理膜片反射后的受激光λ2、受激光λ3和受激光λ4平行且尽量靠近。

优选地，光源系统还包括：至少两个用于出射激发光的光源，每个光源对应波长转换装置中的一个荧光区，不同光源对应不同的荧光区；其中，至少两个光源中每个光源出射的受激光的波长覆盖范围相同、部分相同或者完全不同。

每个光源对应波长转换装置中的一个荧光区，如图3或图6所示，由于激发光的波长范围可能会有重合部分，则每个光源出射的受激光的波长覆盖范围相同、部分相同或者完全不同。

本发明实施例中的波长转换装置408包括反射式波长转换装置和透射式波长转换装置，其中，运用反射式波长转换装置的光源系统如图3所示，运用透射式波长转换装置的光源系统如图6所示，以下结合图3对本发明实施例中利用反射式波长转换装置的光源系统进行说明。

当波长转换装置为反射式波长转换装置时，N个光处理膜片均为滤光膜，滤光装置还包括：M个增透膜，一个增透膜对应一种波长覆盖范围的激发光，不同增透膜对应不同波长覆盖范围的激发光，每个增透膜用于将光源出射的与其对应的波长覆盖范围的激发光导向第一透镜，第一透镜将所有光源出射的激发光入射至波长转换装置的对应荧光区；其中，M最小为光源出射的激发光中具有不同波长覆盖范围的激发光的个数。

波长转换装置408为反射式波长转换装置时，激发光需要通过滤光装置40再入射到波长转换装置408上，因此，需要滤光装置40能够透射激发光。如图3所示，光源401、光源402和光源403，如果光源401、光源402和光源403发出的激发光的波长覆盖相同，则仅需一个增透膜即可将激发光导向第一透镜407，如果光源401、光源402和光源403发出的激发光的覆盖范围不同，则需要与覆盖范围对应个数的增透膜，例如，激发光的覆盖范围是两个，则需要两个增透膜使得不同覆盖范围的激发光入射至波长转换装置408，即M为2。其中，当光源401、光源402和光源403发出的激发光的波长覆盖相同时，这三个光源发出的激发光为λ1。

优选地，滤光装置包括至少((N+M)/2)个滤光片，至少((N+M)/2)个滤光片中的每个滤光片均具有两个表面，N个滤光膜和M个增透膜设置于至少((N+M)/2)个滤光片的表面，且每个表面至多设置一个滤光膜或者一个增透膜。

为了使得光源系统的结构更加紧凑，占用的空间更小，滤光装置40包括至少((N+M)/2)个滤光片，如图3所示，滤光装置40包括滤光片404、滤光片405和滤光片406。每个滤光片均具有两个表面，每个表面设置一个滤光膜或者一个增透膜，其中，滤光膜用于反射受激光，增透膜能够透射激发光或者不被增透膜所在的滤光片反射的受激光。

优选地，为了使得经过滤光装置反射的受激光平行且尽量靠近，当M大于或者等于2时，M个增透膜分别设置在不同滤光片的表面上，这样，在设置有增透膜的滤光片上具有滤光膜，并且，设置在不同滤光片的表面上的增透膜还能够透射不被增透膜所在的滤光片反射的受激光。

具体地，波长转换装置包括3个荧光区，至少两个光源出射的激发光具有相同波长覆盖范围，滤光装置包括沿受激光的出射光路方向依次排列的第一滤光片和第二滤光片，其中：第一滤光片的两个表面均镀制滤光膜，第二滤光片的其中一个表面镀制滤光膜，另一个面镀制增透膜；或者，第一滤光片的其中一个表面镀制滤光膜，另一个表面镀制增透膜，第二滤光片的两个表面均镀制滤光膜。

如图7所示，滤光装置40包括沿受激光的出射光路方向依次排列的第一滤光片801和第二滤光片802。图7所示的滤光装置可以设置在图3所示的光源系统中，图3所示的光源系统中波长转换装置反射三个受激光。第一滤光片801的两个面均镀制滤光膜，用于分别反射两个不同的受激光。第二滤光片802的一个面镀制滤光膜，另外一个面镀制增透膜，第二滤光片802上的滤光膜用于反射三个受激光中不被第一滤光片801反射的受激光，第二滤光片802上的增透膜用于透射光源发出的激发光。

例如，图3所示的光源系统中波长转换装置反射的受激光分别为受激光λ2、受激光λ3和受激光λ4，其中，第一滤光片801的面8011和面8012均镀制滤光膜，分别反射受激光λ2和受激光λ3，第二滤光片802的面8022镀制滤光膜，面8021镀制增透膜，面8022反射受激光λ4，面8021透射激发光。

如图8所示，滤光装置40包括沿受激光的出射光路方向依次排列的第一滤光片901和第二滤光片902。图8所示的滤光装置可以设置在图3所示的光源系统中，图3所示的光源系统中波长转换装置反射三个受激光。第二滤光片902的两个面均镀制滤光膜，用于分别反射两个不同的受激光。第一滤光片901的一个面镀制滤光膜，另外一个面镀制增透膜，第一滤光片901上的滤光膜用于反射三个受激光中不被第二滤光片902反射的受激光，第一滤光片901上的增透膜用于透射光源发出的激发光。

例如，图3所示的光源系统中波长转换装置反射的受激光分别为受激光λ2、受激光λ3和受激光λ4，其中，第二滤光片902的面9021和面9022均镀制滤光膜，分别反射受激光λ2和受激光λ3，第一滤光片901的面9012镀制增透膜，面9011镀制滤光膜，面9012透射激发光，面9011反射受激光λ4。

优选地，为了获得更小的光学扩展量，当第一滤光片的两个表面均镀制滤光膜时，第二滤光片的位于受激光的出射光路上游的表面镀制滤光膜，另一个面镀制增透膜；当第二滤光片的两个表面均镀制滤光膜时，第一滤光片的位于受激光的出射光路下游的表面镀制滤光膜，另一个面镀制增透膜。

例如，图7所示的滤光装置用在图3所示的光源系统时，第一滤光片801的面8011和面8012均镀制滤光膜，分别反射受激光λ2和受激光λ3，第二滤光片802的面8021镀制滤光膜，面8022镀制增透膜，面8021反射受激光λ4，面8022透射激发光。

例如，图8所示的滤光装置用在图3所示的光源系统时，第二滤光片902的面9011和面9012均镀制滤光膜，分别反射受激光λ2和受激光λ3，第一滤光片901的面9011镀制增透膜，面9012镀制滤光膜，面9011透射激发光，面9012反射受激光λ4。

具体地，波长转换装置包括3个荧光区，至少两个光源出射的受激光具有相同波长覆盖范围，滤光装置包括沿受激光的出射光路方向依次排列的第一滤光片、第二滤光片和第三滤光片，如图9所示，其中：

第一滤光片的其中一个表面镀制滤光膜，另一个表面镀制增透膜；

第二滤光片的其中一个表面镀制滤光膜，另一个表面镀制增透膜；

第三滤光片的其中一个表面镀制滤光膜，另一个表面镀制增透膜。

如图9，第一滤光片701、第二滤光片702和第三滤光片703沿受激光的出射光路方向依次排列，第一滤光片701、第二滤光片702和第三滤光片703均具有两个面，且第一滤光片701两个面的其中一个表面镀制滤光膜，另一个表面镀制增透膜，第二滤光片702两个面的其中一个表面镀制滤光膜，另一个表面镀制增透膜，第三滤光片703两个面的其中一个表面镀制滤光膜，另一个表面镀制增透膜。

例如，图9所示的滤光装置用在图3所示的光源系统中。滤光片701的面7011镀制滤光膜，面7012镀制增透膜，滤光片702的面7021镀制滤光膜，面7022镀制增透膜，滤光片703的面7031镀制滤光膜，面7032镀制增透膜。那么，面7011、面7021和面7031分别反射受激光λ2、受激光λ3和受激光λ4。

又例如，滤光片701的面7012镀制滤光膜，面7011镀制增透膜，滤光片702的面7022镀制滤光膜，面7021镀制增透膜，滤光片703的面7032镀制滤光膜，面7031镀制增透膜。那么，面7012、面7022和面7032分别反射受激光λ2、受激光λ3和受激光λ4。

优选地，为了使得经过反射的受激光获得更小的光学扩展量，第一滤光片位于受激光的出射光路的下游的表面镀制滤光膜，另一个面镀制增透膜；第三滤光片位于受激光的出射光路的上游的表面镀制滤光膜，另一个面镀制增透膜。

例如，滤光片701的面7012镀制滤光膜，面7011镀制增透膜，滤光片702的面7021镀制滤光膜，面7022镀制增透膜，滤光片703的面7031镀制滤光膜，面7032镀制增透膜。那么，面7012、面7021和面7031分别反射受激光λ2、受激光λ3和受激光λ4。

又例如，滤光片701的面7012镀制滤光膜，面7011镀制增透膜，滤光片702的面7022镀制滤光膜，面7021镀制增透膜，滤光片703的面7031镀制滤光膜，面7032镀制增透膜。那么，面7012、面7022和面7031分别反射受激光λ2、受激光λ3和受激光λ4。

通过使得不同滤光片上滤光膜的位置尽量靠近，使得经过滤光膜反射的受激光也尽量靠近，从而达到了获得更小的光学扩展量的目的。

优选地，当光源401、光源402和光源403发出的激发光的波长覆盖相同时，这三个光源发出的激发光为λ1，可以在滤光片404上设置开口412，使得激发光λ1从开口412入射到波长转换装置408上，开口的个数取决于激发光的波长覆盖范围具有几个，如果多个光源发出的激发光处于相同的波长覆盖范围内，则只需一个开口即可，如果多个光源发出的激发光处于不同的波长的覆盖范围，则需在不同的滤光片上分别设置一个对应波长覆盖范围的开口。另外，波长转换装置408可以设置在驱动装置409上，从而驱动波长转换装置408旋转，从而避免激发光照射而产生的猝灭现象。

本发明实施例中的波长转换装置408包括反射式波长转换装置和透射式波长转换装置，其中，运用反射式波长转换装置的光源系统如图3所示，运用透射式波长转换装置的光源系统如图6所示，以下结合图6对本发明实施例中利用透射式波长转换装置的光源系统进行说明。

如图6所示，透射式波长转换装置的光源系统中，光源不通过滤光装置40即可入射到透射式波长转换装置上，为了简化制作滤光片的工艺，当波长转换装置为透射式波长转换装置时，N个光处理膜片中的前N-1个光处理膜片为滤光膜，剩余一个光处理膜片为滤光膜或者反射膜。

优选地，滤光装置包括沿受激光的出射光路方向依次排列的至少(N/2)个滤光片，至少(N/2)个滤光片中的每个滤光片均具有两个表面，N-1个滤光膜和反射膜设置在至少(N/2)个滤光片的各表面，且反射膜位于沿受激光的出射光路方向设置的所有滤光膜所在表面的下游。

为了使得光源系统的结构更加紧凑，占用的空间更小，滤光装置40包括至少(N/2)个滤光片，如图6所示，滤光装置40包括滤光片604、滤光片605和滤光片606。每个滤光片均具有两个表面，在不需要透射受激光的滤光片上设置反射膜，将受激光反射至匀光装置。在下述实施例中有详细描述，此处不做赘述。

具体地，波长转换装置包括3个荧光区，至少两个光源出射的受激光具有相同波长覆盖范围，滤光装置包括沿受激光的出射光路方向依次排列的第一滤光片和第二滤光片，其中：第一滤光片的两个表面均镀制滤光膜，第二滤光片的任意一个表面镀制反射膜；或者，第一滤光片的其中一个表面镀制滤光膜，另一个表面镀制增透膜，第二滤光片的位于受激光的出射光路上游的表面镀制滤光膜，第二滤光片的位于受激光的出射光路下游的表面镀制反射膜。

如图7所示，滤光装置40包括沿受激光的出射光路方向依次排列的第一滤光片801和第二滤光片802。图7所示的滤光装置可以设置在图6所示的光源系统中。第一滤光片801的两个面均镀制滤光膜，用于分别反射两个不同的受激光。第二滤光片802的任意一个面镀制反射膜。第二滤光片802上的反射膜用于反射不被第一滤光片801反射的受激光。

例如，图6所示的光源系统中波长转换装置反射的受激光分别为受激光λ2、受激光λ3和受激光λ4，其中，第一滤光片801的面8011和面8012均镀制滤光膜，分别反射受激光λ2和受激光λ3，第二滤光片802的面8022镀制反射膜，或者面8021镀制反射膜，第二滤光片802上的反射膜反射受激光λ4。

如图8所示，滤光装置40包括沿受激光的出射光路方向依次排列的第一滤光片901和第二滤光片902。图8所示的滤光装置可以设置在图6所示的光源系统中，图6所示的光源系统中波长转换装置反射三个受激光。第一滤光片901的一个面镀制滤光膜，另外一个面镀制增透膜，第一滤光片901上的滤光膜用于反射三个受激光中不被第二滤光片902反射的受激光，第一滤光片901上的增透膜用于透射光源发出的激发光。第二滤光片902处于受激光出射光路上游的面镀制滤光膜，处于受激光出射光路下游的面镀制反射膜。

例如，图6所示的光源系统中波长转换装置反射的受激光分别为受激光λ2、受激光λ3和受激光λ4，其中，第一滤光片901的面9012镀制增透膜，面9011镀制滤光膜，面9012透射激发光，面9011反射受激光λ2，第二滤光片902的面9021镀制滤光膜，用于反射受激光λ3，第二滤光片902的面9022镀制反射膜，用于反射受激光λ4。

优选地，为了获得更小的光学扩展量，当第一滤光片的两个表面均镀制滤光膜时，第二滤光片的位于受激光的出射光路的上游的表面镀制反射膜；当第二滤光片的位于受激光的出射光路的上游的表面镀制滤光膜，第二滤光片的位于受激光的出射光路的下游的表面镀制反射膜时，第一滤光片的位于受激光的出射光路的下游的表面镀制滤光膜，相对的另一面镀制增透膜。

例如，图7所示的滤光装置用在图6所示的光源系统中，第一滤光片801的面8011和面8012均镀制滤光膜，分别反射受激光λ2和受激光λ3，第二滤光片802的面8021镀制反射膜，用于反射受激光λ4。

又例如，图8所示的滤光装置用在图6所示的光源系统中，第一滤光片901的面9011镀制增透膜，面9012镀制滤光膜，面9012反射受激光λ2，第二滤光片902的面9021镀制滤光膜，用于反射受激光λ3，第二滤光片902的面9022镀制反射膜，用于反射受激光λ4。

具体地，波长转换装置包括3个荧光区，至少两个光源出射的受激光具有相同波长覆盖范围，滤光装置包括沿受激光的出射光路方向依次排列的第一滤光片、第二滤光片和第三滤光片，其中：

第一滤光片的其中一个表面镀制滤光膜，另一个表面镀制增透膜；

第二滤光片的其中一个表面镀制滤光膜，另一个表面镀制增透膜；

第三滤光片的任意一个表面镀制反射膜。

如图9，第一滤光片701、第二滤光片702和第三滤光片703沿受激光的出射光路方向依次排列，第一滤光片701、第二滤光片702和第三滤光片703均具有两个面，且第一滤光片701两个面的其中一个表面镀制滤光膜，另一个表面镀制增透膜，第二滤光片702两个面的其中一个表面镀制滤光膜，另一个表面镀制增透膜，第三滤光片703两个面的任意一个表面镀制反射膜。

例如，图9所示的滤光装置用在图6所示的光源系统中。滤光片701的面7011镀制滤光膜，面7012镀制增透膜，滤光片702的面7021镀制滤光膜，面7022镀制增透膜，滤光片703的面703或面7032镀制反射膜。那么，面7011、面7021和面7031分别反射受激光λ2、受激光λ3和受激光λ4，或者，面7011、面7021和面7032分别反射受激光λ2、受激光λ3和受激光λ4。

又例如，滤光片701的面7012镀制滤光膜，面7011镀制增透膜，滤光片702的面7022镀制滤光膜，面7021镀制增透膜，滤光片703的面7032或面7031镀制反射膜。那么，面7012、面7022和面7032分别反射受激光λ2、受激光λ3和受激光λ4，或者，面7012、面7022和面7031分别反射受激光λ2、受激光λ3和受激光λ4。

优选地，为了使得经过反射的受激光获得更小的光学扩展量，第一滤光片的位于受激光的出射光路的下游的表面镀制滤光膜，相对的另一面镀制增透膜；第三滤光片的位于受激光的出射光路的上游的表面镀制反射膜。

例如，滤光片701的面7012镀制滤光膜，面7011镀制增透膜，滤光片702的面7021镀制滤光膜，面7022镀制增透膜，滤光片703的面7031镀制反射膜。那么，面7012、面7021和面7031分别反射受激光λ2、受激光λ3和受激光λ4。

又例如，滤光片701的面7012镀制滤光膜，面7011镀制增透膜，滤光片702的面7022镀制滤光膜，面7021镀制增透膜，滤光片703的面7031镀制反射膜。那么，面7012、面7022和面7031分别反射受激光λ2、受激光λ3和受激光λ4。

通过使得不同滤光片上滤光膜的位置尽量靠近，使得经过滤光膜反射的受激光也尽量靠近，从而达到了获得更小的光学扩展量的目的。

优选地，本发明实施例中的滤光装置还包括：设置在波长转换装置与至少两个滤光片的光路之间的反射片，反射片将波长转换装置出射的所有受激光反射至至少两个滤光片的光路中；设置于至少两个滤光片与匀光装置的光路之间的滤光片组，滤光片组将至少两个滤光片反射的光进行合光并将合光导向匀光装置。

如图10所示，在波长转换装置408与至少两个滤光片的光路之间设置有反射片1001，至少两个滤光片为滤光片1002、滤光片1003和滤光片1004。在至少两个滤光片和匀光装置410之间设置有滤光片组，滤光片组将至少两个滤光片反射的光进行合光，并将合光导向匀光装置410。具体地，反射片1001反射波长转换装置408发射的受激光，受激光λ2经反射片片1001反射后，入射到滤光片1002，滤光片1002透射受激光λ3和受激光λ4，反射受激光λ2。受激光λ2经滤光片1002反射后入射到滤光片1005，该滤光片1005反射受激光λ2。受激光λ2继续透射滤光片1006，并入射到第二透镜410。

如果经过透镜准直后的受激光还包括受激光λ4，受激光λ4经过滤光片1002和滤光片1003的透射后，入射到滤光片1004，经滤光片1007反射至第二透镜410，经第二透镜410会聚后入射到匀光装置411，最后受激光λ2由匀光装置411输出。

受激光λ3经反射片1001反射后，入射到滤光片1002，该滤光片1002透射受激光λ3，受激光λ3透射滤光片1002后，入射到滤光片1003，滤光片1003透射受激光λ4，反射受激光λ3，受激光λ3经滤光片1003反射后入射到滤光片1006，该滤光片1006透射受激光λ2，反射受激光λ3。受激光λ3入射到第二透镜410，经第二透镜410会聚后入射到匀光装置411，最后受激光λ3的由匀光装置411输出。

受激光λ4的光经滤光片1001反射后，入射到滤光片1002和滤光片1003，该滤光片1002和滤光片1003透射受激光λ4，受激光λ4透射滤光片1002和滤光片1003后，入射到滤光片1004，该滤光片1004反射受激光λ4，受激光λ4经滤光片1004反射后入射到滤光片1007，该滤光片1007透射受激光λ2和受激光λ3，反射受激光λ4，的光λ4再入射到第二透镜410，经第二透镜410会聚后入射到匀光装置411，最后的光λ4的由匀光装置411输出。

进一步地，上述实施例中的光源系统还包括：第二透镜，设置在滤光装置和匀光装置的光路之间，用于将经过滤光装置出射的光汇聚至匀光装置。

第二透镜410能够收集经过滤光装置反射的受激光，使得滤光装置反射的受激光都能汇聚至匀光装置411。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种光源系统，其特征在于，包括波长转换装置，滤光装置和匀光装置，其中：

所述波长转换装置包括至少两个荧光区，其中所述至少两个荧光区中设置有波长转换材料，所述波长转换材料用于接收激发光并产生受激光，不同荧光区中设置有不同的波长转换材料，不同波长转换材料产生的受激光的波长覆盖范围不同；

所述滤光装置具有沿所述受激光的出射光路方向依次排列的N个光处理膜片，所述光处理膜片与所述波长转换装置中的荧光区为一一对应关系，每个所述光处理膜片反射所述波长转换装置中与其对应的荧光区产生的受激光至所述匀光装置，且所述N个光处理膜片中的前N-1个光处理膜片透射所述波长转换装置中与所述光处理膜片不对应的荧光区产生的受激光，

其中，N最小为所述波长转换装置包括的荧光区的个数；

第一透镜，设置在所述波长转换装置和所述滤光装置的光路之间，用于将所述不同荧光区出射的受激光导向对应的光处理膜片；

在所述波长转换装置包括3个荧光区的情况下，至少两个光源出射的激发光具有相同波长覆盖范围，所述滤光装置包括沿所述受激光的出射光路方向依次排列的第一滤光片和第二滤光片，其中：

所述第一滤光片的两个表面均镀制滤光膜，所述第二滤光片的其中一个表面镀制滤光膜，另一个面镀制增透膜；或者，

所述第一滤光片的其中一个表面镀制滤光膜，另一个表面镀制增透膜，所述第二滤光片的两个表面均镀制滤光膜。

2.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述N个光处理膜片中任意两个光处理膜片之间存在楔角。

3.根据权利要求2所述的光源系统，其特征在于，所述光源系统还包括：

至少两个用于出射激发光的光源，每个光源对应所述波长转换装置中的一个荧光区，不同光源对应不同的荧光区；

其中，所述至少两个光源中每个光源出射的激发光的波长覆盖范围相同、部分相同或者完全不同。

4.根据权利要求3所述的光源系统，其特征在于，当所述波长转换装置为反射式波长转换装置时，所述N个光处理膜片均为滤光膜，所述滤光装置还包括：

M个增透膜，一个增透膜对应一种波长覆盖范围的激发光，不同增透膜对应不同波长覆盖范围的激发光，每个增透膜用于将所述光源出射的与其对应的波长覆盖范围的激发光导向所述第一透镜，所述第一透镜将所有光源出射的激发光入射至所述波长转换装置的对应荧光区；

其中，M最小为所述光源出射的激发光中具有不同波长覆盖范围的激发光的个数。

5.根据权利要求4所述的光源系统，其特征在于，所述滤光装置包括至少((N+M)/2)个滤光片，所述至少((N+M)/2)个滤光片中的每个滤光片均具有两个表面，所述N个滤光膜和所述M个增透膜设置于所述至少((N+M)/2)个滤光片的表面，且每个表面至多设置一个滤光膜或者一个增透膜。

6.根据权利要求5所述的光源系统，其特征在于，当所述M大于或者等于2时，所述M个增透膜分别设置在不同滤光片的表面上。

7.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于，

当所述第一滤光片的两个表面均镀制滤光膜时，所述第二滤光片的位于所述受激光的出射光路上游的表面镀制滤光膜，另一个面镀制增透膜；

当所述第二滤光片的两个表面均镀制滤光膜时，所述第一滤光片的位于所述受激光的出射光路下游的表面镀制滤光膜，另一个面镀制增透膜。

8.根据权利要求1至3任一项所述的光源系统，其特征在于，当所述波长转换装置为透射式波长转换装置时，所述N个光处理膜片中的前N-1个光处理膜片为滤光膜，剩余一个光处理膜片为滤光膜或者反射膜。

9.根据权利要求8所述的光源系统，其特征在于，所述滤光装置包括沿所述受激光的出射光路方向依次排列的至少(N/2)个滤光片，所述至少(N/2)个滤光片中的每个滤光片均具有两个表面，所述N-1个滤光膜和所述反射膜设置在所述至少(N/2)个滤光片的各表面，且所述反射膜位于沿所述受激光的出射光路方向设置的所有滤光膜所在表面的下游。

10.根据权利要求9所述的光源系统，其特征在于，所述波长转换装置包括3个荧光区，所述至少两个光源出射的激发光具有相同波长覆盖范围，所述滤光装置包括沿所述受激光的出射光路方向依次排列的第一滤光片和第二滤光片，其中：

所述第一滤光片的两个表面均镀制滤光膜，所述第二滤光片的任意一个表面镀制反射膜；或者，

所述第一滤光片的其中一个表面镀制滤光膜，另一个表面镀制增透膜，所述第二滤光片的位于所述受激光的出射光路上游的表面镀制滤光膜，所述第二滤光片的位于所述受激光的出射光路下游的表面镀制反射膜。

11.根据权利要求10所述的光源系统，其特征在于，

当所述第一滤光片的两个表面均镀制滤光膜时，所述第二滤光片的位于所述受激光的出射光路的上游的表面镀制反射膜；

当所述第二滤光片的位于所述受激光的出射光路的上游的表面镀制滤光膜，所述第二滤光片的位于所述受激光的出射光路的下游的表面镀制反射膜时，所述第一滤光片的位于所述受激光的出射光路的下游的表面镀制滤光膜，相对的另一面镀制增透膜。

12.根据权利要求5所述的光源系统，其特征在于，所述滤光装置还包括：

设置在所述波长转换装置与至少两个滤光片的光路之间的反射片，所述反射片将所述波长转换装置出射的所有受激光反射至所述至少两个滤光片的光路中；

设置于所述至少两个滤光片与所述匀光装置的光路之间的滤光片组，所述滤光片组将所述至少两个滤光片反射的光进行合光并将合光导向所述匀光装置。

13.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述光源系统还包括：

第二透镜，设置在所述滤光装置和所述匀光装置的光路之间，用于将经过所述滤光装置出射的光汇聚至所述匀光装置。

14.一种光源系统，其特征在于，包括波长转换装置，滤光装置和匀光装置，其中：

所述波长转换装置包括至少两个荧光区，其中所述至少两个荧光区中设置有波长转换材料，所述波长转换材料用于接收激发光并产生受激光，不同荧光区中设置有不同的波长转换材料，不同波长转换材料产生的受激光的波长覆盖范围不同；

所述滤光装置具有沿所述受激光的出射光路方向依次排列的N个光处理膜片，所述光处理膜片与所述波长转换装置中的荧光区为一一对应关系，每个所述光处理膜片反射所述波长转换装置中与其对应的荧光区产生的受激光至所述匀光装置，且所述N个光处理膜片中的前N-1个光处理膜片透射所述波长转换装置中与所述光处理膜片不对应的荧光区产生的受激光，

其中，N最小为所述波长转换装置包括的荧光区的个数；

第一透镜，设置在所述波长转换装置和所述滤光装置的光路之间，用于将所述不同荧光区出射的受激光导向对应的光处理膜片；

在所述波长转换装置包括3个荧光区的情况下，至少两个光源出射的激发光具有相同波长覆盖范围，所述滤光装置包括沿所述受激光的出射光路方向依次排列的第一滤光片、第二滤光片和第三滤光片，其中：

所述第一滤光片的其中一个表面镀制滤光膜，另一个表面镀制增透膜；

所述第二滤光片的其中一个表面镀制滤光膜，另一个表面镀制增透膜；

所述第三滤光片的其中一个表面镀制滤光膜，另一个表面镀制增透膜。

15.根据权利要求14所述的光源系统，其特征在于，

所述第一滤光片的位于所述受激光的出射光路的下游的表面镀制滤光膜，另一个面镀制增透膜；

所述第三滤光片的位于所述受激光的出射光路的上游的表面镀制滤光膜，另一个面镀制增透膜。

16.根据权利要求14所述的光源系统，其特征在于，所述波长转换装置包括3个荧光区，所述至少两个光源出射的激发光具有相同波长覆盖范围，所述滤光装置包括沿所述受激光的出射光路方向依次排列的第一滤光片、第二滤光片和第三滤光片，其中：

所述第一滤光片的其中一个表面镀制滤光膜，另一个表面镀制增透膜；

所述第二滤光片的其中一个表面镀制滤光膜，另一个表面镀制增透膜；

所述第三滤光片的任意一个表面镀制反射膜。

17.根据权利要求16所述的光源系统，其特征在于，

所述第一滤光片的位于所述受激光的出射光路的下游的表面镀制滤光膜，相对的另一面镀制增透膜；

所述第三滤光片的位于所述受激光的出射光路的上游的表面镀制反射膜。

18.一种投影仪，其特征在于，包括权利要求1至17中的任一项所述的光源系统。