投影光源及应用该投影光源的投影装置

摘要

本发明提供一种投影光源及投影装置。该投影光源包括光源以及色轮。光源用于产生激发光。色轮面向光源设置并绕转轴转动，色轮包括多个光波长转换区域，光波长转换区域设置在激发光源的传播路径上以接收激发光，并将激发光转换为与光波长转换区域相对应的荧光，荧光随着色轮的转动生成周期性时序的色光序列。其中，光源产生的激发光在色轮上形成光斑，光斑在色轮运动方向上的投影尺寸大于光斑投影在色轮上的至少一个其他方向上的投影尺寸。本发明的投影光源通过调整激发光投射在色轮上的光斑位置和方向，能够提高色轮的荧光效率，并降低色轮上光斑区域的温度，提高投影光源的输出光效率，保持输出光束的色温、色度的稳定性。

权利要求

1.一种投影光源，包括：

激发光源，用于产生激发光；以及

可周期运动的色轮，包括至少一个光波长转换区域，所述光波长转换区域设置在所述激发光的传播路径上以接收所述激发光进而转换为与该光波长转换区域对应的受激发光；

所述色轮周期运动时，所述激发光源产生的激发光在所述色轮上形成光斑；

其特征在于，所述光斑在色轮运动方向上的投影尺寸小于光斑投影在色轮上的至少一个其他方向上的投影尺寸。

2.根据权利要求1所述的投影光源，其特征在于，所述光斑在色轮运动方向上的投影尺寸小于与光斑投影在色轮上的与色轮运动方向相垂直的方向上的投影尺寸。

3.根据权利要求1所述的投影光源，其特征在于，所述光斑在色轮运动方向上的投影尺寸小于所述光斑投影在色轮上的其他任意方向上的投影尺寸。

4.根据权利要求1所述的投影光源，其特征在于，所述光波长转换区域包含荧光粉、量子点或荧光染料，或其混合。

5.根据权利要求1所述的投影光源，其特征在于，所述光斑的形状是由弧形边界和/或直线边界相互首尾连接构成的闭合图形。

6.根据权利要求5所述的投影光源，其特征在于，所述光斑的形状包括凸多边形、凹多边形、椭圆形、圆角多边形、卵形之一。

7.根据权利要求6所述的投影光源，其特征在于，所述凸多边形包括矩形、梯形、菱形、平行四边形、不平行四边形、五边形和六边形之一。

8.根据权利要求1所述的投影光源，其特征在于，所述色轮为可圆周运动的圆形或圆环形。

9.根据权利要求8所述的投影光源，其特征在于，所述光斑的形状为椭圆形，椭圆形的长轴投影在色轮径向方向上，椭圆形的短轴投影在垂直色轮径向方向的运动方向上。

10.根据权利要求8所述的投影光源，其特征在于，所述光斑的形状为长方形，长方形的长边投影在色轮径向方向上，长方形的宽边投影在垂直色轮径向方向的运动方向上。

11.根据权利要求8所述的投影光源，其特征在于，所述投影光源还包括：马达，连接所述转轴，用于驱动所述色轮绕所述转轴转动。

12.一种投影装置，其特征在于，所述投影装置包括数字光学处理单元、投影镜头以及根据权利要求1至10中任一项所述的投影光源，所述投影光源产生周期性时序的色光序列，并将所述色光序列投射到所述数字光学处理单元，所述数字光学处理单元接收由外部输入所述投影机的图像信号，将所述图像信号处理为与所述色光序列相对应的二进制数据的开关控制信号，所述数字光学处理单元进一步包括反射微镜阵列，所述开关控制信号控制所述反射微镜阵列对所述投影光源投射的所述色光序列进行反射，以形成包含图像信息的投影光线，所述投影镜头将所述投影光线投影到屏幕上形成显示图像。

说明书

投影光源及应用该投影光源的投影装置

技术领域

[0001] 本发明涉及投影技术领域，特别是涉及一种利用荧光粉色轮的投影光源及应用该投影光源的投影装置。

背景技术

[0002] 随着电脑外围设备逐渐走向移动化，投影机设备也朝轻量化发展，顺势催生了微型投影机。微型投影机主要是与移动装置整合，内嵌于手机、数码相机、平板电脑等装置上，并通过移动装置的电池提供电源，能够实现真正意义上的随身携带。

[0003] 而目前普通投影机常用的UHP(Ultra High Power，超高功率)光源，由于体积、功耗、散热等方面的原因，无法应用在微型投影机上，因此需要开发微型投影光源与之配合。

[0004] 与传统的UHP光源相比，微型投影光源在体积、使用寿命、功耗以及发热、色彩等方面具有更高的要求。其中一种投影光源是利用LD(Laser Diode，激光二极管)或LED(Light Emitting Diode，发光二极管)作为激发光源，通过将激发光源发出的激发光聚焦于荧光粉色轮上激发荧光粉发光，并随着荧光粉色轮的转动产生周期性时序的色光序列来作为投影光源使用。

[0005] 目前的荧光粉色轮主要包括反射式荧光粉色轮和透射式荧光粉色轮两种形式。例如中国第201010567422.9号专利申请，就公开了这两种荧光粉色轮的结构和使用方式。

[0006] 请参见图1，是现有技术中一种采用透射式荧光粉色轮的投影光源的结构示意图。投影光源40包括荧光粉色轮41、转轴42、聚光透镜44以及激发光源45。荧光粉色轮41一般是将激发不同波长光的荧光粉分区域涂布在透光玻璃上而制作形成。激光光源45发出的激发光通过聚光透镜44会聚在荧光粉色轮41上，形成光斑43，随着转轴42带动荧光粉色轮41绕转轴42转动，光斑43也对荧光粉色轮41进行扫描照射，被光斑43照射区域的荧光粉吸收激发光，将其转换为对应的发射光并透射出荧光粉色轮41形成投影光束。

[0007] 由于投影光源40发出的光是由荧光粉色轮所转换的发射光，因此，对于采用荧光粉色轮的投影光源40来说，荧光粉的发光效率和转换效率成为影响投影光源的关键因素。研究表明，随着温度上升，荧光粉的量子效率会降低，造成荧光粉出射光减少，辐射波长也会发生变化，从而引起色温、色度的变化；另一方面，较高的温度还会加速荧光粉的老化。

[0008] 而现有技术中，激光光源45发出的激发光通常是以点光斑的形式会聚在荧光粉色轮41上，这会在光斑43所在的色轮区域上形成很强的光辐射，产生较高温度，会降低荧光粉的发光效率和转换效率，进而使得投影光源40的输出光效率下降，输出光束的色温、色度发生变化，造成投影机的图像显示效果不佳。

[0009] 因此，需要提供一种投影光源及应用此投影光源的投影装置，以解决现有技术中采用荧光粉色轮的投影光源所存在的上述技术问题。

发明内容

[0010] 本发明主要解决的技术问题是提供一种投影光源及应用此投影光源的投影装置，以提高投影光源的输出光效率，并保持输出光束的色温、色度的稳定性。

[0011] 为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种投影光源，包括：激发光源以及可周期运动的色轮。激发光源用于产生激发光。色轮设置在激发光的传播路径上，色轮包括至少一个光波长转换区域，光波长转换区域面向激发光源以接收激发光进而转换为对应的受激发光。其中，色轮周期运动时，激发光源产生的激发光在色轮上形成光斑，光斑在色轮运动方向上的投影尺寸小于光斑投影在色轮上的至少一个其他方向上的投影尺寸。

[0012] 为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种投影装置，投影装置包括数字光学处理单元、投影镜头以及投影光源，投影光源产生周期性时序的色光序列，并将色光序列投射到数字光学处理单元，数字光学处理单元接收由外部输入投影装置的图像信号，将图像信号处理为与色光序列相对应的二进制数据的开关控制信号，数字光学处理单元进一步包括反射微镜阵列，开关控制信号控制反射微镜阵列对投影光源投射的色光序列进行反射，以形成包含图像信息的投影光线，投影镜头将投影光线投影到屏幕上形成显示图像。所述投影光源包括用于产生激发光的激发光源和可周期运动的色轮；所述色轮包括至少一个光波长转换区域，所述光波长转换区域设置在激发光的传播路径上以接收所述激发光进而转换为对应的受激发光；其中所述色轮周期运动时，所述激发光源产生的激发光在所述色轮上形成光斑，所述光斑在色轮运动方向上的投影尺寸小于所述光斑在与色轮的运动方向相垂直的方向上的投影尺寸

[0013] 本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的投影光源通过调整激发光投射在色轮上的光斑位置和方向，能够降低荧光粉受激的占空比，从而提高色轮的荧光效率，并降低色轮上光斑区域的温度，提高投影光源的输出光效率，保持输出光束的色温、色度的稳定性。

附图说明

[0014] 图1是现有技术中一种采用透射式荧光粉色轮的投影光源的结构示意图；

[0015] 图2是本发明投影装置的优选实施例的结构示意图；

[0016] 图3是本发明的光斑在色轮上的投影位置效果图；

[0017] 图4是本发明色轮上光斑位置的受激时间与扫描时间的关系图；

[0018] 图5是本发明色轮上沿转轴水平方向的光斑位置示意图；

[0019] 图6是本发明色轮上沿转轴竖直方向的光斑位置示意图；

[0020] 图7是本发明的色轮上光斑的各种投影形状的示意图；

[0021] 图8是本发明投影装置中投影光源的另一种实施方式的结构示意图。

[0022] 图9是本发明投影装置中投影光源的又一种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

[0023] 下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。

[0024] 为使得本领域技术人员更易于理解本发明的技术方案，首先对本发明的投影装置的结构和工作原理进行说明。

[0025] 图2是本发明投影装置的优选实施例的结构示意图。如图2所示，本发明的投影装置10主要包括投影光源110、数字光学处理单元120以及投影镜头130。投影光源110用于产生周期性时序的色光序列，并将该色光序列投射到数字光学处理单元120。数字光学处理单元120接收数字或模拟的图像信号，将图像信号处理为与色光序列相对应的二进制数据的开关控制信号，通过该开关控制信号控制数字光学处理单元120中的反射微镜阵列对投影光源110投射的色光序列进行反射，以形成包含图像信息的投影光线。投影镜头130将包含图像信息的投影光线投影到屏幕20上形成显示图像。

[0026] 投影光源110进一步包括激发光源111、聚光透镜112、色轮113、整形透镜114以及马达(图未示)。在本发明的其他实施方式中，激发光源可以与聚光透镜集成在一起，即在激发光源的出光面上设置聚光透镜，从而在激发光源上实现会聚出射光线的功能。色轮和整形透镜可以集成在一起，即在色轮的出光面上设置整形透镜从而实现调整包括受激发光的色光序列的出射角度的功能。因此，投影光源包括激发光源和色轮就可以实现产生周期性时序的色光序列的功能。

[0027] 激发光源111发出能够激发荧光粉发光的短波长激发光，激发光源111例如可以采用蓝光LED、紫外LED或其阵列，或蓝光LD、紫外LD或其阵列。

[0028] 激发光源111发出的激发光经聚光透镜112会聚到色轮113上。通过设置激发光源111、整形透镜112和色轮113这三者之间的位置关系，以及对整形透镜112进行参数调整，可以控制激发光在色轮113上的光斑位置和方向，以使得色轮113具有更佳的发光效率和转换效率。具体细节本发明将在下文进行更加详细的描述，此处不再展开。

[0029] 色轮113包括环形、圆形及矩形等形状，本实施例为圆形为例，包括至少部分区域均匀分布/涂布光波长转换材料的至少一个光波长转换区域，其固定在转轴1134上，并由马达带动绕转轴1134旋转，色轮113设置在朝向激发光传播的路径上，根据光波长转换材料的不同，光波长转换区域包括荧光粉、量子点或荧光染料，或其混合。图1中仅示例性的列举了色轮113包括红光波长转换区1131、绿光波长转换区1132、蓝光波长转换区1133，在本发明的其他实施方式中，色轮113还可以包括白光转换区、黄光波长转换区等。激发光源111发出的激发光经聚光透镜112会聚在色轮113上形成光斑，光斑所在区域的光波长转换材料将激发光转换为与光波长转换材料相对应的受激发光，由于光斑位置与转轴1134相对固定，当转轴1134带动色轮113旋转时，多个绕转轴1134呈等角度均匀分布的光波长转换区域依次通过光斑照射位置，各个光波长转换区域的光波长转换材料将激发光转换为对应的受激发光，受激发光透射出色轮113被整形透镜114所接收。

[0030] 整形透镜114接收由色轮113出射的包括受激发光的色光序列，对其进行光束整形，将整形后的色光序列投射到数字光学处理单元120上。

[0031] 马达(图未示)连接转轴1134，用于驱动色轮113绕转轴(图未示)转动。

[0032] 数字光学处理单元120包括数字微镜芯片(Digital Micromirror Device，DMD)124、处理器122、存储器123以及承载上述元件的电路板121。

[0033] 数字微镜芯片124是数字光学处理(Digital Light Processing，DLP)投影技术的基础，数字微镜芯片124可被简单描述成为一个半导体光开关。成千上万个微小的方形镜片被建造在静态随机存取内存(SRAM)上方的铰链结构上而组成数字微镜芯片124。每一个镜片可以通断一个像素的光。铰链结构允许镜片在两个状态之间倾斜，+10度为“开”。-10度为“关”，当镜片不工作时，它们处于0度“停泊”状态。

[0034] 根据应用的需要，数字光学处理单元120可以接收数字或模拟的视频或图形信号。处理器122将数字或模拟的视频或图形信号处理为红、绿、蓝(RGB)数据，然后将RGB数据格式化为二进制平面数据并写入存储器123。

[0035] 数字微镜芯片124读取存储器123中的二进制平面数据，图像信息的每一个像素按照1∶1的比例被直接映射在数字微镜芯片124的镜片上，从而可以对数字微镜芯片124提供精确的数字控制。

[0036] 通过对数字微镜芯片124的每一个镜片下的存储单元以二进制平面信号进行寻址，数字微镜芯片124上的每个镜片以静电方式倾斜为“开”或“关”状态，处理器122通过脉冲宽度调制(PWM)可以控制每个镜片倾斜在哪个方向上并保持多长时间，由此数字微镜芯片124成为一个受控的光学反射阵列。来自整形透镜114的色光序列光束被直接照射在数字微镜芯片表面。

[0037] 当色轮113旋转时，红、绿、蓝光的色光序列光束顺序地射在数字微镜芯片124上，当红光射到数字微镜芯片124上时，镜片按照红色信息应该显示的位置和强度倾斜到“开”，绿色和蓝色光及图像信号亦是如此工作，被数字微镜芯片124反射的光束通过投影镜头130投影到屏幕20上，人体视觉系统集中屏幕20上的红、绿、蓝信息并看到一个全彩色图像。

[0038] 以上描述了本发明的投影装置的结构和工作原理，下面将对激发光在色轮上的光斑形状以及对色轮的发光效率和转换效率所造成的影响进行详细描述。

[0039] 在投影光学系统中，对于照射到数字微镜芯片表面的光斑的形状和大小都是有要求的。数字微镜芯片表面的光斑的大小可以由投影光学系统的放大倍数来控制，而数字微镜芯片表面的光斑的形状则与色轮上的光斑形状相同。色轮上的光波长转换区域并不能改变光斑形状，因此最终照射到数字微镜芯片上的光斑形状与激发光源入射到色轮上的光斑形状几乎相同(考虑到投影光学系统的相差可能会稍有变化)。为提高投影光学系统的光能量的利用效率，需要激发光源产生的光斑形状与数字微镜芯片的形状相匹配，即要求激发光源产生尽量接近于数字微镜芯片形状的光斑。由于投影显示的屏幕有一定的比例规格，例如4∶3或16∶9，因此数字微镜芯片也是长宽比为4∶3或16∶9长方形，这就造成激发光斑的形状在长和宽两个方向上尺寸是不同的。

[0040] 由于色轮的发光效率和转换效率受激发光的强度和光斑分布影响很大，不同的光斑位置和投影方向对色轮的发光效率和转换效率会造成不同的效果。为使本领域技术人员更易于理解本发明的技术方案，本发明现在以一种简单情况进行描述，即以同一种投影光束在色轮的环形投影轨迹上的两个不同位置投影所形成的光斑进行说明，此种情况下，默认两个光斑的形状、尺寸、光强分布均相同，以简化需要比较的参数。本领域技术人员应当理解，上述限制只是为了说明本发明的技术方案，并非用于限制本发明的实施方式。

[0041] 图3是本发明的光斑在色轮上的投影位置效果图。如图3所示，色轮210上设置有环绕转轴220呈等角度均匀分布的荧光转换区211、212、213，光波长转换区211、212、213上设置有不同的波长转换材料，例如荧光材料或纳米波长转换材料(前后表述矛盾，建议前边的荧光转换区改为光波长转换区)，可以分别将激发光转换成与激发光不同波长的受激光。具体来说，以荧光材料为例，光波长转换区211为设置有红光荧光材料的红光分区，光波长转换区212为设置有绿光荧光材料的绿光分区，光波长转换区213为设置有蓝光荧光材料的蓝光分区，光波长转换区211可将激发光转换为红光，光波长转换区212可将激发光转换成绿光，光波长转换区213则将激发光转换成蓝光。因此，当色轮210的光波长转换区211、212、213在马达(未图示)或其他驱动机构的作用下轮流设置于激发光的传播路径上时，色轮210会出射轮流由红光、绿光、蓝光组成的周期性的彩色光序列。

[0042] 光源(图未示)发出的激发光经聚光透镜会聚在色轮210上形成光斑230或240，当转轴220带动色轮210旋转时，光斑230或240的中心在色轮210上形成沿圆周方向的环形投影轨迹214。光斑230和光斑240表示同一种投影光束在色轮的环形投影轨迹214上的两个不同位置投影所形成的光斑，并且光斑230和240的形状、尺寸、光强分布均相同，在本实施例中，光斑230和240为矩形光斑，矩形光斑的长度为d1，宽度为d2。其中光斑230位于色轮的轴心沿水平方向的径线上，光斑240位于色轮的轴心沿竖直方向的径线上。通过改变光源与色轮210的相对位置关系，可以调整光斑在色轮210上的投影位置，而不同投影位置的光斑在环形投影轨迹214上的尺寸也不同。

[0043] 如图3所示，光源发出的激发光所形成的投影光束在色轮210上所成的光斑230和240在转轴220的径向方向和圆周方向的投影尺寸或者说，投影光束在色轮210沿圆周方向的环形投影轨迹214上的投影尺寸等。其中光斑230在转轴的径向方向上的投影尺寸光斑230在转轴的圆周方向上的投影尺寸，而光斑240在转轴的径向方向上的投影尺寸则小于光斑230在转轴的圆周方向上的投影尺寸。

[0044] 对于色轮210上某一个局部的荧光粉来说，其转动一周才会被光斑激发一次，每一次激发的时间，即为该局部荧光粉扫过光斑的时间。光斑在沿圆周方向的环形投影轨迹214上尺寸越长，该局部荧光粉被激发光照射的时间就越长，在荧光粉内部所产生的热的累积就越多，荧光粉的效率就越低。可见，光斑在沿圆周方向的环形投影轨迹214上的尺寸应尽量小。

[0045] 图4是本发明色轮上光斑位置的受激时间与扫描时间的关系图。光源发出的激发光入射到色轮210上，光斑位置上的波长转换材料受入射光激发产生激发光。由于入射光为持续光，如色轮210不转动，则受激发的荧光转换区所入射的光为持续光，当色轮210在马达或其他驱动机构的作用下正常工作，以固定的转速转动起来时，则光斑位置上所入射的光为脉冲。如图4所示，由于色轮210的转速恒定，那么光斑位置上的波长转换材料的受激时间t与扫描时间T相比的占空比越小，则荧光粉的受热时间越短，荧光粉内部所产生的热的累积就越少，色轮210的荧光效率越高。结合图3所示，光斑位置的波长转换材料受到激发光照射的占空比为：d/2πr。其中，d为光斑在环形投影轨迹214上的弧长，由于光斑所对应的弧度很小，因此该弧长可以近似等于光斑在转轴的圆周方向上尺寸。r为光斑到色轮转动轴的距离。其中，矩形的长度d1与宽度d2为一定值，光斑到色轮210的转轴220的距离r也为一定值。

[0046] 现在以图5和图6为例对不同光斑的荧光效率进行说明。图5是本发明色轮上沿转轴水平方向的光斑位置示意图。图6是本发明色轮上沿转轴竖直方向的光斑位置示意图。光斑位置330和光斑位置430的尺寸大小为1.4毫米x1.8毫米，当设置入射激发光的光源350与色轮310的相对位置使得光斑330位于色轮310的轴心320沿水平方向的径线上时，d1＝1.4毫米，当设置入射激发光的光源450与色轮410的相对位置使得光斑430位于色轮410的轴心420沿竖直方向的径线上时，d2＝1.8毫米，由于半径r为一定值，则光斑位置330和光斑位置430的占空比为d1/d2＝1.4/1.8＝0.78，则光斑位置330的荧光效率为光斑位置430的1.29倍。

[0047] 由此可以得出结论，光斑的荧光效率在光斑在转轴的径向方向上的投影尺寸大于光斑在所述转轴的圆周方向上的投影尺寸的情况下更高，或者说光斑的荧光效率在光斑在转轴的径向方向上的投影尺寸大于光斑在与转轴的径向方向相垂直的方向上的投影尺寸的情况下更高。在设计投影光源时，通过调整光源和色轮的相对位置，使得入射光的投影光斑较短的一边落在色轮转轴的圆周方向上，可以提高投影光源的荧光效率。

[0048] 上述仅为本发明投影光源的一个优选实施方式，实际应用中，会根据具体情况做出调整，仍以做圆周运动的色轮为例，当投影在色轮圆周方向上的光斑尺寸越大，则荧光效率越低；当投影在色轮圆周方向上的光斑尺寸大于色轮上其他任何方向的光斑投影尺寸时，光斑效率最低；所以，为了提高荧光效率，至少要做到投影在色轮上的圆周方向上的光斑尺寸要小于投影在色轮上的至少一个其他方向上的尺寸。

[0049] 图7是本发明的色轮上光斑的各种投影形状的示意图。本领域技术人员应当知晓，受光源和聚光透镜以及与色轮的相对位置关系的影响，光斑在色轮上的投影可以包括多种形状，本发明对此并不进行限制。如图7所示，光斑的形状是由弧形边界和/或直线边界相互首尾连接构成的闭合图形。由弧形边界组成的图形包括椭圆形、圆角多边形、卵形、圆角矩形、长圆形等；由直线边界组成的图形包括凸多边形、凹多边形，凸多边形如矩形、梯形、菱形、平行四边形、不平行四边形、五边形和六边形等，凹多边形如十字形等。

[0050] 以激发光在色轮上的光斑以椭圆形的为例，当椭圆形的光斑投影在圆盘形或圆形色轮上，当光斑的椭圆形的长轴投影在色轮的径向方向上，则椭圆形的短轴投影在色轮上与径向方向相垂直的运动方向上时，光斑位置上的波长转换材料的受激时间与扫描时间相比的占空比最小，荧光粉的受热时间短，荧光粉内部所产生的热的累积就少，色轮的荧光效率高。

[0051] 图8是本发明投影装置中投影光源的另一种实施方式的结构示意图。在本实施方式中，投影光源500包括光源550、色轮510以及马达(图未示)。在本实施方式中，通过在光源550的出光面上设置聚光透镜，出射光直接会聚在色轮510上形成光斑530，从而在光源550上实现会聚出射光线的功能。

[0052] 图9是本发明投影装置中投影光源的另一种实施方式的结构示意图。在本实施方式中，投影光源600包括色轮610、转轴620、整形透镜630、反红透绿滤光片641、反蓝透绿滤光片642、激发光光源651、红光光源652以及蓝光光源653。在本实施方式中，色轮610上设置了一种波长转换材料，例如是绿光荧光粉，激发光光源651发出的激发光经色轮610上的绿光荧光粉吸收转换为绿光，并经由整形透镜630准直为绿光平行光束，反红透绿滤光片641和反蓝透绿滤光片642倾斜的设置在绿光平行光束的传输路径上，红光光源652的出光方向相对绿光平行光束的传输路径垂直设置，并且红光光源652所出射的红光经反红透绿滤光片641反射后沿平行于绿光平行光束的方向传输，类似的，蓝光光源653的出光方向相对绿光平行光束的传输路径垂直设置，并且蓝光光源653所出射的蓝光经反蓝透绿滤光片642反射后沿平行于绿光平行光束的方向传输。本实施方式提供了激发光光源应用在包括单一波长转换材料的色轮上的技术方案，本领域技术人员应当知晓，本发明对投影光源中色轮上设置的波长转换材料的种类和数量未进行限制；例如，色轮上设红光波长转换材料、绿光波长转换材料、蓝光波长转换材料，通过激发光投射在色轮上依次被激发出红光、绿光和蓝光，上述三色光混光后发出白光。激发光投射在单一色轮上的光斑形状，只要符合光斑投影在色轮的圆周方向上的光斑尺寸要小于投影在色轮上的至少一个其他方向上的尺寸，就可以提高色轮的荧光效率。

[0053] 前述实施方式中的色轮均为圆形或环形，在驱动机构的驱动下绕中心圆周运动。不同与前述实施方式，色轮还可以做成在驱动机构的驱动下线性运动的矩形。在这种情况下，假设色轮的行程为L，光斑在运动方向上的投影尺寸为d，光斑位置的波长转换材料受到激发光照射的占空比为：d/L；占空比越小，则荧光粉的受热时间越短，荧光粉内部所产生的热的累积就越少，荧光粉的效率就越高。即投射在色轮运动方向上的光斑尺寸越小，色轮的荧光效率越高；所以，在光斑所在的平面上，投影在色轮上的光斑在运动方向上的尺寸小于投影在至少一个其他方向的尺寸就可以提高色轮的荧光效率，比如投影在色轮上的光斑在运动方向上的尺寸小于投影在与运动方向垂直的方向上的尺寸；当投影在色轮上的光斑在运动方向上的尺寸小于投影在色轮上其他任何不同于运动方向上的光斑的投影尺寸，色轮的荧光效率最高。

[0054] 对色轮为圆形或圆盘形的实施方式来说，色轮在驱动装置的驱动下圆周运动，色轮垂直径向的圆周方向即其运动方向；所以也可以总结为，在光斑所在的平面上，投影在色轮上的光斑在运动方向上的尺寸小于投影在至少一个其他方向上的尺寸就可以提高色轮的荧光效率，如投影在色轮上的光斑在运动方向上的尺寸小于投影在与运动方向垂直的方向上的尺寸；当投影在色轮上的光斑在运动方向上的尺寸小于投影在色轮上其他任何不同于运动方向上的光斑的投影尺寸，色轮的荧光效率最高。

[0055] 综合色轮圆周运动和线性运动来讲，在光斑所在的平面上，投影在色轮上的光斑在运动方向上的尺寸小于投影在至少一个其他方向上的尺寸就可以提高色轮的荧光效率；当投影在色轮上的光斑在运动方向上的尺寸小于投影在色轮上其他任何不同于运动方向上的光斑的投影尺寸，色轮的荧光效率最高。

[0056] 在上述实施例中，与现有技术相比，本发明的投影光源通过调整激发光投射在色轮上的光斑位置和方向，使投影在色轮上的光斑在运动方向上的尺寸小于投影在至少一个其他方向上的尺寸；使光斑在运动方向的投影尺寸变小，该局部荧光粉被激发光照射的时间变短，能够降低荧光粉受激的占空比，从而提高色轮的荧光效率，并降低了色轮上光斑区域的温度，提高投影光源的输出光效率，保持输出光束的色温、色度的稳定性。

[0057] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的保护范围，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。