專利名稱：光源系統(tǒng)及其色輪組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光源技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種光源系統(tǒng)及其色輪組件。
背景技術(shù)：
目前，投影裝置廣泛應(yīng)用于電影播放、會(huì)議以及宣傳等各種應(yīng)用場(chǎng)合。在現(xiàn)有技術(shù)的投影裝置的光源系統(tǒng)中通常利用激發(fā)光光源產(chǎn)生的激發(fā)光來(lái)激發(fā)熒光色輪，進(jìn)而產(chǎn)生單色受激光序列。然而，由于熒光色輪受激產(chǎn)生的受激光的光譜范圍往往較寬，例如現(xiàn)有的某種橙紅色熒光粉產(chǎn)生的受激光的光譜的半高全寬(Full Width at Half Maximum，F(xiàn)WHM)為70nm，導(dǎo)致受激光的顏色飽和度不高，顯示效果不佳。為了獲得更好的顏色飽和度，一般通過(guò)在熒光色輪的下游光路設(shè)置濾光片來(lái)對(duì)熒光色輪產(chǎn)生的受激光進(jìn)行過(guò)濾。在現(xiàn)有技術(shù)的投影裝置的光源系統(tǒng)中使用的濾光片一般為干涉型濾光片，使得部 分光譜范圍的光線經(jīng)濾光片透射，而其他光譜范圍的光線被濾光片反射，進(jìn)而使得透射的光線具有較好的顏色飽和度。干涉型濾光片原理是在透明襯底上交替地鍍?cè)O(shè)不同折射率的膜層，利用光線在上述膜層之間的干涉效應(yīng)來(lái)對(duì)不同光譜范圍的光線產(chǎn)生不同的透射或反射效果。干涉濾光片具有工藝成熟、成本低、熱穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，即使長(zhǎng)期工作于300度的高溫下其性能也基本不會(huì)發(fā)生改變。而且干涉濾光片對(duì)于某一個(gè)入射光角度的過(guò)濾曲線可以經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)后加工得很陡峭，這對(duì)于光的過(guò)濾性能來(lái)說(shuō)往往是有利的。同時(shí)，熒光色輪一般為全角度發(fā)光，其后端的光收集系統(tǒng)的光收集角度范圍越大，則收集效率越高。一般來(lái)說(shuō)該光收集角度范圍至少為0 60度。然而，干涉型濾光片的濾光譜線會(huì)隨著光線的入射角度變化而變化。例如，如圖I所示，當(dāng)光線的入射角度從0度、30度、60度逐漸變大時(shí)，其濾光譜線隨著入射角度的增大而逐漸向短波長(zhǎng)方向漂移，導(dǎo)致0 60度范圍內(nèi)的綜合濾光譜線的陡度變緩，進(jìn)而導(dǎo)致其在反射掉不需要的光譜范圍的光線的同時(shí)，必須反射掉一部分需要的光譜范圍的光線，從而導(dǎo)致經(jīng)干涉型濾光片過(guò)濾后的受激光的亮度偏低。進(jìn)一步，在使用干涉型濾光片的其他類型的光源系統(tǒng)中同樣存在類似的問(wèn)題。因此，需要提供一種光源系統(tǒng)及色輪組件，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種光源系統(tǒng)及其色輪組件，以提高經(jīng)濾光片過(guò)濾后的受激光的亮度。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是提供一種光源系統(tǒng)，包括激發(fā)光光源、色輪以及吸收型濾光片。激發(fā)光光源用于產(chǎn)生一激發(fā)光。色輪上設(shè)置有第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料將激發(fā)光轉(zhuǎn)換成受激光。吸收型濾光片用于以吸收方式對(duì)部分受激光進(jìn)行過(guò)濾。其中，光源系統(tǒng)進(jìn)一步包括驅(qū)動(dòng)裝置，吸收型濾光片與色輪相對(duì)固定，并由驅(qū)動(dòng)裝置同步驅(qū)動(dòng)。其中，在吸收型濾光片與色輪之間設(shè)置空氣間隙。
其中，吸收型濾光片與色輪之間支撐有固定粒徑的顆粒，以在吸收型濾光片與色輪之間形成空氣間隙。其中，光源系統(tǒng)進(jìn)一步包括干涉型濾光片，干涉型濾光片設(shè)置于色輪與吸收型濾光片之間，干涉型濾光片以反射方式對(duì)部分受激光進(jìn)行一次過(guò)濾，吸收型濾光片以吸收方式對(duì)經(jīng)干涉型濾光片過(guò)濾后的部分受激光進(jìn)行二次過(guò)濾。其中，干涉型濾光片貼附在吸收型濾光片的靠近色輪的表面上。其中，在干涉型濾光片與色輪之間設(shè)置空氣間隙。 其中，空氣間隙的寬度為大于等于IOiim且小于等于2mm。其中，空氣間隙的寬度為大于等于10011111且小于等于30011111。其中，干涉型濾光片與色輪之間支撐有固定粒徑的顆粒，以在干涉型濾光片與色輪之間形成空氣間隙。其中，吸收型濾光片設(shè)置有第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料對(duì)受激光中的第一光譜范圍的光線進(jìn)行透射，并對(duì)受激光中的第二光譜范圍的光線進(jìn)行吸收且轉(zhuǎn)換成第一光譜范圍的光線。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是提供一種色輪組件，包括色輪和吸收型濾光片。色輪上設(shè)置有第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料將激發(fā)光轉(zhuǎn)換成受激光。吸收型濾光片與色輪相對(duì)固定，并由一驅(qū)動(dòng)裝置同步驅(qū)動(dòng)，吸收型濾光片用于以吸收方式對(duì)部分受激光進(jìn)行過(guò)濾。其中，在吸收型濾光片與色輪之間設(shè)置空氣間隙。其中，色輪組件進(jìn)一步包括干涉型濾光片，干涉型濾光片設(shè)置于色輪與吸收型濾光片之間，干涉型濾光片以反射方式對(duì)部分受激光進(jìn)行一次過(guò)濾，吸收型濾光片以吸收方式對(duì)經(jīng)干涉型濾光片過(guò)濾后的部分受激光進(jìn)行二次過(guò)濾。其中，干涉型濾光片貼附在吸收型濾光片的靠近色輪的表面上，且在干涉型濾光片與色輪之間設(shè)置空氣間隙。其中，空氣間隙的寬度為大于等于IOiim且小于等于2mm。其中，空氣間隙的寬度為大于等于10011111且小于等于30011111。其中，吸收型濾光片設(shè)置有第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料對(duì)受激光中的第一光譜范圍的光線進(jìn)行透射，并對(duì)受激光中的第二光譜范圍的光線進(jìn)行吸收且轉(zhuǎn)換成第一光譜范圍的光線。本發(fā)明的有益效果是區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明的光源系統(tǒng)及其色輪組件利用吸收型濾光片對(duì)色輪產(chǎn)生的部分受激光進(jìn)行過(guò)濾，降低了由于受激光的入射角度變化而產(chǎn)生的濾光譜線漂移，提高了經(jīng)濾光片過(guò)濾后的受激光的亮度。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)光源系統(tǒng)中的干涉型濾光片的濾光譜線的示意圖；圖2是本發(fā)明光源系統(tǒng)的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖I所示的光源系統(tǒng)中的吸收型濾光片的濾光譜線的示意圖；圖4是本發(fā)明光源系統(tǒng)的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明光源系統(tǒng)的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖6是本發(fā)明光源系統(tǒng)的第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參見圖2，圖2是本發(fā)明光源系統(tǒng)的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本實(shí)施例的光源系統(tǒng)10主要包括激發(fā)光光源11、色輪12、吸收型濾光片13、驅(qū)動(dòng)裝置14以及光收集裝置15。激發(fā)光光源11產(chǎn)生一激發(fā)光，激發(fā)光光源11優(yōu)選是半導(dǎo)體激光器或發(fā)光二極管等固態(tài)光源，而激發(fā)光可以是紫外光、藍(lán)光或者是其他任意適當(dāng)光譜范圍的光線。色輪12上設(shè)置有第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，例如熒光材料或納米材料。該第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料可以將入射到其上的激發(fā)光轉(zhuǎn)換成受激光。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的具體材料及其波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換機(jī)制為本領(lǐng)域公知常識(shí)，在此不再贅述。吸收型濾光片13設(shè)置于色輪12的下游光路，并以吸收方式對(duì)色輪12產(chǎn)生的部分 受激光進(jìn)行過(guò)濾。在本實(shí)施例中，吸收型濾光片13與色輪12相對(duì)固定，并由驅(qū)動(dòng)裝置14同步驅(qū)動(dòng)。進(jìn)一步，在本實(shí)施例中，吸收型濾光片13與色輪12呈圓盤狀結(jié)構(gòu)，并彼此貼合固定，而驅(qū)動(dòng)裝置14為轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)吸收型濾光片13與色輪12繞其轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。然而，在其他實(shí)施例中，吸收型濾光片13與色輪12可以設(shè)計(jì)成筒狀或帶狀，并在適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)裝置14驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行同步的轉(zhuǎn)動(dòng)或同步的線性運(yùn)動(dòng)。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以想到將吸收型濾光片13與色輪12分離設(shè)置，并由不同的驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，或?qū)⑵渲械囊徽呋蚨哽o止設(shè)置。光收集裝置15則收集經(jīng)吸收型濾光片13過(guò)濾的受激光，以進(jìn)行后續(xù)處理。光收集裝置15可以是透鏡或其他任何適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件。在本實(shí)施例中，吸收型濾光片13通過(guò)透明襯底(例如，玻璃、有機(jī)玻璃)中摻雜吸收材料的方式實(shí)現(xiàn)。其中，吸收材料可以包含某種金屬元素，該金屬元素可以作為吸收中心對(duì)特定光譜范圍的光線進(jìn)行吸收，而對(duì)其他光譜范圍的光線進(jìn)行透射。此時(shí)，假設(shè)吸收材料在透明襯底內(nèi)的分布是均勻的，則吸收型濾光片13的入射光的光強(qiáng)度出射光的光強(qiáng)度I1滿足以下公式I1 = IQXe-ad = I0Xe_aL/cose其中，a為吸收材料的吸收系數(shù)，d為光線在透明襯底中的傳輸距離，L為透明襯底的厚度，而9為光線在透明襯底上的入射角度。如圖3所示，雖然吸收型濾光片13的吸收率(濾光譜線)與光線的入射角度有關(guān)，但其隨入射角度的漂移并不明顯，因此比干涉型濾光片的濾光譜線的陡度更高，進(jìn)而提高了經(jīng)吸收型濾光片13過(guò)濾后的受激光的亮度。在本實(shí)施例中，吸收型濾光片13的濾光譜線的上升沿寬度優(yōu)選設(shè)置為大于等于IOnm且小于等于 20mm。如下表所示，以紅色熒光粉為例，為了在濾光后獲得色坐標(biāo)為(0. 669,0. 33)的光線，干涉型濾光片與吸收型濾光片需要滿足如下參數(shù)
上升沿寬度相對(duì)亮度
干涉型濾光片 80^0.69權(quán)利要求
1.一種光源系統(tǒng)，其特征在于，所述光源系統(tǒng)包括 激發(fā)光光源，用于產(chǎn)生一激發(fā)光； 色輪，所述色輪上設(shè)置有第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，所述第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料將所述激發(fā)光轉(zhuǎn)換成受激光；以及 吸收型濾光片，用于以吸收方式對(duì)部分所述受激光進(jìn)行過(guò)濾。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，所述光源系統(tǒng)進(jìn)一步包括驅(qū)動(dòng)裝置，所述吸收型濾光片與所述色輪相對(duì)固定，并由所述驅(qū)動(dòng)裝置同步驅(qū)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，在所述吸收型濾光片與所述色輪之間設(shè)置空氣間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，所述吸收型濾光片與所述色輪之間支撐有固定粒徑的顆粒，以在所述吸收型濾光片與所述色輪之間形成所述空氣間隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣間隙的寬度為大于等于10 u m且小于等于2mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣間隙的寬度為大于等于100 u m且小于等于300 u m。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，所述光源系統(tǒng)進(jìn)一步包括干涉型濾光片，所述干涉型濾光片設(shè)置于所述色輪與所述吸收型濾光片之間，所述干涉型濾光片以反射方式對(duì)部分所述受激光進(jìn)行一次過(guò)濾，所述吸收型濾光片以吸收方式對(duì)經(jīng)所述干涉型濾光片過(guò)濾后的部分所述受激光進(jìn)行二次過(guò)濾。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，所述干涉型濾光片貼附在所述吸收型濾光片的靠近所述色輪的表面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，在所述干涉型濾光片與所述色輪之間設(shè)置空氣間隙。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，所述干涉型濾光片與所述色輪之間支撐有固定粒徑的顆粒，以在所述干涉型濾光片與所述色輪之間形成所述空氣間隙。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至10中任一項(xiàng)所述的光源系統(tǒng)，其特征在于，所述吸收型濾光片設(shè)置有第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，所述第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料對(duì)所述受激光中的第一光譜范圍的光線進(jìn)行透射，并對(duì)所述受激光中的第二光譜范圍的光線進(jìn)行吸收且轉(zhuǎn)換成所述第一光譜范圍的光線。
12.一種色輪組件，其特征在于，所述色輪組件包括 色輪，所述色輪上設(shè)置有第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，所述第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料將激發(fā)光轉(zhuǎn)換成受:激光； 吸收型濾光片，與所述色輪相對(duì)固定，并由一驅(qū)動(dòng)裝置同步驅(qū)動(dòng)，所述吸收型濾光片用于以吸收方式對(duì)部分所述受激光進(jìn)行過(guò)濾。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的色輪組件，其特征在于，在所述吸收型濾光片與所述色輪之間設(shè)置空氣間隙。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的色輪組件，其特征在于，所述空氣間隙的寬度為大于等于10 u m且小于等于2mm。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的色輪組件，其特征在于，所述空氣間隙的寬度為大于等于.100 u m且小于等于300 u m。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的色輪組件，其特征在于，所述色輪組件進(jìn)一步包括干涉型濾光片，所述干涉型濾光片設(shè)置于所述色輪與所述吸收型濾光片之間，所述干涉型濾光片以反射方式對(duì)部分所述受激光進(jìn)行一次過(guò)濾，所述吸收型濾光片以吸收方式對(duì)經(jīng)所述干涉型濾光片過(guò)濾后的部分所述受激光進(jìn)行二次過(guò)濾。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的色輪組件，其特征在于，所述干涉型濾光片貼附在所述吸收型濾光片的靠近所述色輪的表面上，且在所述干涉型濾光片與所述色輪之間設(shè)置空氣間隙。
18.根據(jù)權(quán)利要求12至17中任一項(xiàng)所述的色輪組件，其特征在于，所述吸收型濾光片設(shè)置有第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，所述第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料對(duì)所述受激光中的第一光譜范圍的光線進(jìn)行透射，并對(duì)所述受激光中的第二光譜范圍的光線進(jìn)行吸收且轉(zhuǎn)換成所述第一光譜范圍的光線。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種光源系統(tǒng)及其色輪組件。該光源系統(tǒng)包括激發(fā)光光源、色輪以及吸收型濾光片。激發(fā)光光源用于產(chǎn)生一激發(fā)光。色輪上設(shè)置有第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，該第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料將激發(fā)光轉(zhuǎn)換成受激光。吸收型濾光片用于以吸收方式對(duì)部分受激光進(jìn)行過(guò)濾。通過(guò)上述方式，本發(fā)明的光源系統(tǒng)及其色輪組件利用吸收型濾光片對(duì)色輪產(chǎn)生的部分受激光進(jìn)行過(guò)濾，降低了由于受激光的入射角度變化而產(chǎn)生的濾光譜線漂移，提高了經(jīng)濾光片過(guò)濾后的受激光的亮度。
文檔編號(hào)F21V9/00GK102645714SQ201110352499
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2011年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月9日
發(fā)明者楊毅 申請(qǐng)人:深圳市光峰光電技術(shù)有限公司