光源系统及投影设备转让专利
申请号 : CN201810008071.4
文献号 : CN110007550B
文献日 : 2021-11-05
发明人 : 胡飞 , 侯海雄 , 唐晓峰 , 李屹
申请人 : 深圳光峰科技股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种光源系统,其特征在于,包括:第一光源,包括:
第一蓝色激光光源,用于发出第一蓝色激光;
红色激光光源,用于发出红色激光;及绿色激光光源,用于发出绿色激光;
第二光源,包括第二蓝色激光光源,用于发出第二蓝色激光;
波长转换元件,所述波长转换元件的波长转换材料选自黄色荧光粉、黄色荧光粉与红色荧光粉混合、黄色荧光粉与绿色荧光粉混合或红色荧光粉与绿色荧光粉混合其中之一,以用于将入射至所述波长转换元件的所述第二蓝色激光转换为对应的受激光;
控制装置,用于控制所述第一蓝色激光光源、所述红色激光光源、所述绿色激光光源及所述第二蓝色激光光源的开关,使得所述第一蓝色激光、所述红色激光及所述绿色激光合光形成光源光或所述第一蓝色激光与所述受激光合光形成所述光源光,使得所述光源光的色坐标能够实现动态切换。
2.如权利要求1所述的光源系统,其特征在于,所述控制装置控制所述第一蓝色激光光源、所述红色激光光源、所述绿色激光光源开启,同时控制所述第二蓝色激光光源关闭时,所述第一蓝色激光、所述红色激光和所述绿色激光合光形成光源光。
3.如权利要求1所述的光源系统,其特征在于,所述控制装置控制所述第一蓝色激光光源及所述第二蓝色激光光源开启,同时控制所述红色激光光源与所述绿色激光光源关闭时,所述第一蓝色激光与所述受激光形成所述光源光。
4.如权利要求1所述的光源系统,其特征在于,所述控制装置控制所述受激光与所述第一蓝色激光、所述红色激光与所述绿色激光两种激光中的至少一种激光合光所形成所述光源光。
5.如权利要求4所述的光源系统,其特征在于,所述控制装置控制所述第一蓝色激光光源及所述第二蓝色激光光源开启,同时控制所述红色激光光源及所述绿色激光光源中的至少一个开启时,所述受激光与所述第一蓝色激光、所述红色激光与所述绿色激光两种激光中的至少一种激光合光所形成所述光源光。
6.如权利要求1所述的光源系统,其特征在于,所述控制装置用于调整所述第一蓝色激光光源、所述红色激光光源、所述绿色激光光源及所述第二蓝色激光光源的功率,以调整所述光源光的色坐标范围。
7.如权利要求1所述的光源系统,其特征在于,所述第一蓝色激光与所述第二蓝色激光的波长范围不重叠。
8.如权利要求1所述的光源系统,其特征在于,所述光源系统还包括:调整装置;及
设置于所述调整装置与所述波长转换元件之间的第一分光合光元件,所述第一分光合光元件包括镀膜区域与边缘区域,所述受激光入射至所述边缘区域;
其中,所述调整装置用于将所述第一光源发出的光会聚至所述镀膜区域,所述第一分光合光元件引导所述第一光源发出的光与所述受激光沿同一方向出射。
9.如权利要求8所述的光源系统,其特征在于,所述镀膜区域用于对所述第一光源发出的光进行反射,所述边缘区域用于对所述受激光进行透射。
10.如权利要求8所述的光源系统,其特征在于:所述光源系统还包括:
中继透镜,设置于所述波长转换元件与所述第一分光合光元件之间,所述波长转换元件出射的所述受激光经过所述中继透镜的会聚后入射至所述第一分光合光元件;
所述调整装置还用于调整第一光源发出的光束的发散角,使得从所述第一分光合光元件出射的所述受激光与第一光源发出的光以相同发散角出射;及匀光装置,用于对所述第一分光合光元件出射的光进行匀光后得到所述光源光。
11.如权利要求1所述的光源系统,其特征在于,所述光源系统还包括:
调整装置,邻近所述红色激光光源与所述绿色激光光源设置;及设置于所述调整装置与所述波长转换元件之间的第一分光合光元件,所述第一分光合光元件包括镀膜区域与边缘区域,所述第一蓝色激光与所述第二蓝色激光入射至所述边缘区域;
其中,所述调整装置将所述红色激光及所述绿色激光会聚至所述镀膜区域;所述第一分光合光元件将所述第二蓝色激光、所述红色激光及所述绿色激光引导至所述波长转换元件;
所述波长转换元件反射所述红色激光及所述绿色激光,所述红色激光、所述绿色激光与所述受激光沿相同的方向从所述波长转换元件出射至所述边缘区域;
所述边缘区域引导所述第一光源发出的光及所述受激光沿同一方向出射得到所述光源光。
12.如权利要求11所述的光源系统,其特征在于,所述镀膜区域用于对所述第一光源发出的光进行反射,所述边缘区域用于反射所述第一蓝色激光与所述第二蓝色激光,透射所述受激光。
13.如权利要求9或12所述的光源系统,其特征在于,所述镀膜区域设置有全反射膜或滤光膜,所述滤光膜对所述第一光源发出的光对应的波长范围内的光线进行反射。
14.如权利要求11所述的光源系统,其特征在于,所述光源系统还包括邻近所述波长转换元件设置的收集透镜组;
其中,所述调整装置调整红色激光光束与绿色激光光束的发散角,使得所述第一分光合光元件出射的第二蓝色激光、红色激光及绿色激光经过所述收集透镜组的会聚后,照射至所述波长转换元件上的光斑重合;所述波长转换元件用于将所述第二蓝色激光转换为黄色受激光,所述黄色受激光、所述红色激光及所述绿色激光从所述波长转换元件出射,经过所述收集透镜组的准直后入射至所述边缘区域。
15.如权利要求11所述的光源系统,其特征在于,所述光源系统还包括第二分光合光元件,所述第二分光合光元件设置于所述调整装置与所述第一分光合光元件之间,用于将所述第二蓝色激光、所述红色激光与所述绿色激光引导至所述第一分光合光元件。
16.一种投影设备,其特征在于,包括如权利要求1‑15任意一项所述的光源系统。
说明书 :
光源系统及投影设备
技术领域
背景技术
支持DCI色域或者仅支持Rec.2020色域,不能实现在一台投影或放映设备上实现多种色域
的动态色域调整。
发明内容
整。
激光合光形成光源光或所述第一蓝色激光与所述受激光合光形成所述光源光。
备实现动态色域调整。
附图说明
具体实施方式
合光元件140、中继透镜150、第二分光合光元件160、收集透镜组170及匀光装置190。第一光
源110与第二光源120位于波长转换元件180的同一侧。
光光源113。第二光源120包括第二蓝色激光光源121,第二蓝色激光光源121发出的第二蓝
色激光(455nm)与第一蓝色激光光源111发出的第一蓝色激光的波长范围不重叠。波长转换
元件180用于将所述第二蓝色激光转换为受激光。
器的数量可以依据实际需要选择。第一光源110与第二光源120中可以还包括用于对出射光
线进行匀光的匀光器件,所述匀光器件可以包括复眼透镜或匀光棒等。
170。
波长转换元件180表面,并在波长转换元件180表面形成较小的光斑。
往复的周期性运动,使得所述第二蓝色激光能够分时照射波长转换元件180表面的不同区
域,避免波长转换元件180表面上的部分较小区域长时间受到大功率入射光线的照射,波长
转换材料由于温升太高导致的转换效率下降的问题。波长转换元件180在驱动单元181的带
动下做周期性运动,保证了波长转换元件180恒定的转换效率。
与所述第二蓝色激光沿收集透镜组170的光轴对称。
160用于反射所述第二蓝色激光,透射所述受激光,从而未被转换的部分第二蓝色激光无法
穿过第二分光合光元件160与所述第一光源发出的光进行合光。第二分光合光元件160可以
是镀设有反射膜的二向色滤光片。
件140。
件,使得第一光源110发出的光在第一分光合光元件140上形成的光斑较小。
现散斑的几率。
的是,在其他实施方式中,镀膜区域141与边缘区域142可以根据需要进行设置。
与所述受激光沿同一方向出射至匀光装置190。即镀膜区域141引导第一光源110发出的光
入射至匀光装置190,边缘区域142引导所述受激光入射至匀光装置190。本实施方式中,镀
膜区域141用于对第一光源110发出的光进行反射,边缘区域142用于对所述受激光进行透
射。
波长范围与第一光源110发出的光不重叠的光线也被镀膜区域141反射。在另一种实施方式
中,镀膜区域141的反射率曲线如图4所示,镀膜区域141设置有滤光膜,所述滤光膜对第一
光源110发出的光对应的波长范围内的光线进行反射,对第一光源110发出的光对应波长范
围以外的光线进行透射。
件160引导,可以理解的是,在其他实施方式中,所述第一蓝色激光与所述第二蓝色激光的
波长范围可以部分重叠,也可以完全重叠,即第一蓝色激光光源111与第二蓝色激光光源
121可以发出波长范围重叠的光线。
源光。
190,从而第一光源110发出的光与所述受激光在匀光装置190内部经过散射与反射的次数
相当,使得出射光线颜色更加均匀。在一种实施方式中,匀光装置190内部还设置有散射材
料以对光源光进行消相干,此时可省略调整装置130与第一分光合光元件140之间的散射装
置。
激光光源113的开关状态及功率,使得所述光源光的色坐标能够实现动态切换。
121的开关,同时通过脉冲宽度调制控制方法对第一蓝色激光光源111、红色激光光源112、
绿色激光光源113及第二蓝色激光光源121的出射光的功率比例进行调控。
黄色荧光粉+红色荧光粉、黄色荧光粉+绿色荧光粉、或红色荧光粉+绿色荧光粉,以产生对
应颜色的受激光。
黄色受激光合成的光。由于所述第一蓝色激光不参与波长转换的过程,从而所述光源光颜
色的一致性较好。在该种模式下,所述光源光的色坐标能够达到图5中的第一色域。所述第
一色域中红、绿、蓝三基色的色坐标分别为红(0.68,0.32)、绿(0.265,0.69)、蓝(0.15,
0.06)。
激光和所述绿色激光合成的光。在该种模式下,所述光源光的色坐标达到图5中的第二色
域。所述第二色域中,红、绿、蓝三基色的色坐标分别为红(0.708,0.292)、绿(0.170,
0.797)、蓝(0.131,0.046)。
色激光、所述红色激光和所述黄色受激光合成的光。由于加入了所述红色激光,因此所述光
源光的色坐标在红色部分变得更广,超出所述第一色域。
光、所述红色激光和所述黄色受激光合成的光。由于加入了所述绿色激光,因此所述光源光
的色坐标在绿色部分变得更广,超出了所述第一色域。
红色激光、所述绿色激光和所述黄色受激光合成的光。由于加入了所述红色激光、所述绿色
激光,因此所述光源光的色域在红色部分和绿色部分变得更广,超出了所述第一色域。
域之间动态调整。
源光色坐标实现动态切换。
与黄色受激光的比例,从而调整所述光源光的色域。例如,可以调小第一蓝色激光光源111
的功率比例,同时增大第二蓝色激光光源121功率的比例,从而使得所述光源光中的第一蓝
色激光占比减小,而所述黄色受激光占比增大,从而使得所述光源光的色坐标在蓝色部分
变得更窄,而在红色和绿色部分变得更广。反之,则在蓝色部分变得更广,红色和绿色部分
变得更窄。
述光源光中第一蓝色激光、红色激光及所述黄色受激光的比例,从而调整所述光源光的色
域。例如,可以调小第一蓝色激光光源111的功率的比例,调大红色激光光源112和第二激光
光源121功率的比例,从而使得所述光源光中第一蓝色激光比例减小,红色激光和黄色受激
光比例增大,以使得光源光的色坐标在蓝色部分变得更窄,红色和绿色部分变得更广,超出
了第一色域。
光源光中第一蓝色激光、绿色激光及黄色受激光的比例,从而调整所述光源光的色域。例
如,可以调小第一蓝色激光光源111功率的比例,增大红色激光光源112和第二激光光源121
功率的比例,从而使得所述光源光中第一蓝色激光比例减小,绿色激光和黄色受激光比例
增大,从而使得光源光的色坐标在蓝色部分变得更窄,红色和绿色部分变得更广,超出了第
一色域。
蓝色激光光源121的比例,从而调整所述光源光中第一蓝色激光、红色激光、绿色激光及黄
色受激光的比例,从而调整所述光源光的色域。例如,可以调小第一蓝色激光光源111的功
率的比例,增大红色激光光源112、绿色激光光源113和第二蓝色激光光源121功率的比例,
从而使得所述光源光中第一蓝色激光比例减小,绿色激光和黄色受激光比例增大,从而使
得所述光源光的色坐标在蓝色部分变得更窄,红色和绿色部分变得更广,超出了第一色域。
蓝色激光、红色激光及绿色激光的比例,从而调整所述光源光的色域。例如,可以调小第一
蓝色激光光源111的功率的比例,增大红色激光光源112、绿色激光光源113的比例,从而使
得所述光源光中第一蓝光比例减小,红色激光和绿色激光比例增大,从而使得所述光源光
的色坐标在蓝色部分变得更窄,红色和绿色部分变得更广,超出了第二色域。
例,从而达到动态调整光源光色坐标的目的。
光色坐标的目的。
光源系统100及所述投影设备的推广及应用。
光装置190,而是包括用于对第一光源110发出的光与所述黄色受激光进行合光的其他光学
器件。需要说明的是,在本发明的精神或基本特征的范围内,适用于第一实施方式中的各具
体方案也可以相应的适用于本实施方式中,为节省篇幅及避免重复起见,在此就不再赘述。
透镜组270及匀光装置290。
光光源213。红色激光光源212及绿色激光光源213位于波长转换元件280的第一侧,第一蓝
色激光光源211位于波长转换元件280的第二侧。所述第一侧与所述第二侧相对。第二光源
220包括位于所述第一侧的第二蓝色激光光源221。第二蓝色激光光源221发出的第二蓝色
激光(455nm)与第一蓝色激光光源211发出的第一蓝色激光的波长范围不重叠。
第二蓝色激光经过反射元件265的反射后入射至第二分光合光元件260。
合光元件260可以为镀设有反蓝透黄膜的分光滤光片。
合光元件260设置于第二分光合光元件240与波长转换元件280之间。
光,所述红色激光及所述绿色激光穿过第二分光合光元件260聚焦于镀膜区域241。
换元件280表面形成的光斑较小。其中,调整装置230调整红色激光光束与绿色激光光束的
发散角,使得第一分光合光元件240出射的第二蓝色激光、红色激光及绿色激光经过收集透
镜组270的会聚后,照射至波长转换元件280上的光斑重合。
所述黄色受激光及未被转换的第二蓝色激光沿相同的方向从波长转换元件280出射经过至
收集透镜组270的准直后入射至边缘区域242;另外,第一蓝色激光从所述第二侧入射至边
缘区域242。
光源光。本实施例中的镀膜区域241与第一实施例中的镀膜区域141结构功能均相同,在这
里不做赘述。边缘区域242可以为镀设有反蓝透黄膜的分光滤光片,用于反射所述第一蓝色
激光与所述第二蓝色激光,透射所述黄色受激光。
述。
实现在一台投影设备上实现动态色域调整,通用性高,兼容广泛,能灵活适应多种应用场
合,有利于光源系统200及所述投影设备的推广及应用
技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。