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在一个模中带有波长轮和色轮的投影仪

阅读:474发布:2021-04-11

专利汇可以提供在一个模中带有波长轮和色轮的投影仪专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且提出一种在一个模 块 中带有 波长 轮和色轮的投影仪,所述投影仪包括: 光源 ,被配置为产生第一波长带光;分色滤光器,被配置为反射从光源照射的第一波长带光,并且透射第二波长带光和第三波长带光;一体化的波长转换轮和色轮模块,被配置为一体地形成波长轮和色轮,每个轮为平行形式以便允许透射从所述分色滤光器反射的第一波长带光,并且使用第一波长带光作为激发光通过波长转换来产生第二和第三波长带光,并且将所产生的第二和第三波长带光反射至分色滤光器;以及光隧道,被配置为接收通过透射一体化形成的波长轮和色轮而从分色滤光器反射的第一波长带光,以及接收由一体化形成的波长轮和色轮产生和反射而透射分色滤光器的第二和第三波长带光。,下面是在一个模中带有波长轮和色轮的投影仪专利的具体信息内容。

1.一种在一个模中带有磷光体轮和色轮的投影仪;所述投影仪包括:
光源,被配置为产生第一波长带光;
分色滤光器,被配置为反射从所述光源照射的所述第一波长带光,并且透射第二波长带光和第三波长带光;
一体化的波长转换轮和色轮模块,被配置为一体地形成波长轮和色轮,每个轮为平行形式以便允许透射从所述分色滤光器反射的所述第一波长带光,并且使用所述第一波长带光作为激发光通过波长转换来产生所述第二波长带光和所述第三波长带光,并且将所产生的所述第二波长带光和第三波长带光反射至所述分色滤光器;以及
光隧道,被配置为接收通过透射一体化形成的波长轮和色轮而从所述分色滤光器反射的所述第一波长带光,以及接收由所述一体化形成的波长轮和色轮产生和反射而透射所述分色滤光器的所述第二波长带光和第三波长带光。
2.根据权利要求1所述的投影仪,其中所述一体化的波长转换轮和色轮模块包括在一侧与达相互作用的轴、以及波长转换轮单元和色轮单元,所述波长转换轮单元和色轮单元的每个中心被装配在所述轴上,以预定距离分离并且一体地装配在所述轴上,其中所述色轮单元朝向所述分色滤光器安装,并且所述波长转换轮单元被从所述色轮单元分离地安装到与所述分色滤光器相反的方向上。
3.根据权利要求2所述的投影仪,其中所述波长转换轮单元包括:第一区域,与所述色轮单元相互作用以透射通过透射所述色轮单元而入射的所述第一波长带光的一部分;以及第二和第三区域,分别被配置为使用通过透射所述色轮单元而入射的所述波长带光的另一部分作为激发,通过磷光体的波长转换来产生所述第二波长带光和所述第三波长带光;其中所述第二区域和第三区域中的每个被划分为多个区域,对于每个波长带每个区域具有不同的波长转换特性、不同的光反射和不同的光透射特性。
4.根据权利要求2所述的投影仪,其中所述色轮单元包括:第一区域,与所述波长转换轮单元相互作用以将从所述分色滤光器入射的所述第一波长带光的一部分透射至所述波长转换轮单元;以及第二区域和第三区域,选择性地朝着分色滤光器侧透射由所述波长转换轮单元产生的所述第二波长带光和所述第三波长带光;其中所述第二区域和第三区域中的每个被划分为多个区域,对于每个波长带每个区域具有不同的光反射特性、不同的光透射和光吸收特性。
5.根据权利要求4所述的投影仪,其中所述色轮单元包括:
第二波长带光区域单元,被形成为透射所述第一波长带光和所述第二波长带光;
第三波长带光区域单元,被形成为透射所述第一波长带光和所述第三波长带光,以及透射区域单元,被形成为透射所有的所述第一波长带光、所述第二波长带光和所述第三波长带光。
6.根据权利要求2所述的投影仪,其中所述马达是单个马达,并且所述轴的长度和所述色轮单元与所述波长转换轮单元之间的分离距离被与所述马达的旋转驱动相关联地设置。
7.根据权利要求1所述的投影仪,还包括:
第一透镜,被配置为聚焦从光源模块照射的所述第一波长带光;
第一反射镜,被安装为以直反射已经透射所述第一透镜的所述第一波长带光;
第二透镜,被配置为透射由所述第一反射镜反射的所述第一波长带光;以及扩散器,被配置为扩散已经透射所述第二透镜的所述第一波长带光;以及第一光学系统,被配置为通过包括扩散器来产生从所述光源模块至所述分色滤光器的第一光路,所述扩散器被配置为扩散已经透射所述第二透镜的所述第一波长带光。
8.根据权利要求1所述的投影仪,还包括:
第三透镜,被配置为透射从所述分色滤光器反射的所述第一波长带光;
第二光学系统,被配置为通过包括被定位在所述一体化的波长转换轮和色轮模块内部的第四透镜来产生从所述分色滤光器到所述一体化的波长转换轮和色轮模块的第二光路,以透射已经透射所述第三透镜的所述第一波长带光。
9.根据权利要求1所述的投影仪,还包括:
第五透镜和第六透镜,被配置为透射已经透射所述一体化的波长转换轮和色轮模块的所述第一波长带光;
第二反射镜,被安装为以直角反射已经透射所述第六透镜的所述第一波长带光;
第三反射镜,被安装为以直角反射由所述第二反射镜反射的所述第一波长带光;以及第三光学系统,被配置为通过包括第四反射镜来产生从所述一体化的波长转换轮和色轮模块至所述分色滤光器的第三光路,所述第四反射镜被安装为以直角反射已经透射所述第六透镜的所述第一波长带光,并且允许被反射的第一波长带光入射到所述分色滤光器上。
10.根据权利要求1所述的投影仪,还包括安装在所述分色滤光器与光隧道之间的第四光学系统。
11.一种投影仪,所述投影仪包括:
光源模块,被配置为产生蓝光;
分色滤光器,被配置为反射所述蓝光而透射绿光和红光;
一体化的波长转换轮和色轮模块,被配置为一体地且平行形成波长转换轮和色轮,其中所述色轮在所有区域透射所述蓝光且在部分区域选择性地透射所述绿光和红光,并且所述波长转换轮透射所述蓝光或通过转换所述蓝光的波长来反射所述蓝光;以及光学隧道,被配置为接收通过透射所述一体化的波长转换轮和色轮模块而由所述分色滤光器反射的蓝光,并且接收由所述一体化的波长转换轮和色轮模块产生和反射之后透射所述分色滤光器的绿光和红光。
12.根据权利要求11所述的投影仪,其中所述一体化的波长转换轮和色轮包括在一侧与马达相互作用的轴、以及波长转换轮单元和色轮单元,所述波长转换轮单元和色轮单元的每个中心被装配在所述轴上,以预定距离分离并且一体地装配在所述轴上,其中所述色轮单元朝向所述分色滤光器安装,并且所述波长转换轮单元被从所述色轮单元分离地安装到与所述分色滤光器相反的方向上。
13.根据权利要求12所述的投影仪,其中所述波长转换轮单元包括:第一区域,与所述色轮单元相互作用以透射通过透射所述色轮单元而入射的所述第一波长带光的一部分;第二区域,被配置为将通过透射所述色轮而入射的蓝光的波长转换为绿光;以及第三区域,被配置为将通过透射所述色轮而入射的蓝光的波长转换为红光。
14.根据权利要求12所述的投影仪,其中所述色轮单元包括:第一区域,与所述波长转换轮单元相互作用以将从所述分色滤光器入射的蓝光透射至所述波长转换轮单元;第二区域,被配置为透射由所述波长转换轮单元产生的绿光;以及第三区域,被配置为透射由所述波长转换轮单元产生的红光。
15.根据权利要求12所述的投影仪,其中所述波长转换轮单元和所述色轮单元中的每个形成为具有预定直径的圆盘形,且通过形成在作为中心轴的所述轴周围以相同旋转速度被驱动。
16.根据权利要求12所述的投影仪,其中所述马达是单个马达,并且所述轴的长度和所述色轮单元与所述波长转换轮单元之间的分离距离被与所述马达的旋转驱动力相关联地设置。
17.根据权利要求11所述的投影仪,还包括:
第一透镜,被配置为聚焦从所述光源模块照射的所述第一波长带光;
第一反射镜,被安装为以直角反射已经透射所述第一透镜的所述第一波长带光;
第二透镜,被配置为透射由所述第一反射镜反射的所述第一波长带光;以及第一光学系统,被配置为通过包括扩散器来产生从所述光源模块至所述分色滤光器的第一光路,所述扩散器被配置为扩散已经透射所述第二透镜的所述第一波长带光。
18.根据权利要求11所述的投影仪,还包括:
第三透镜,被配置为透射从所述分色滤光器反射的所述第一波长带光;
第二光学系统,被配置为通过包括被定位在所述一体化的波长转换轮和色轮模块内部的第四透镜来产生从所述分色滤光器到所述一体化的波长转换轮和色轮模块的第二光路,以透射已经透射所述第三透镜的所述第一波长带光。
19.根据权利要求11所述的投影仪,还包括:
第五透镜和第六透镜,被配置为透射已经透射所述一体化的波长转换轮和色轮模块的所述第一波长带光;
第二反射镜,被安装为以直角反射已经透射所述第六透镜的所述第一波长带光;
第三反射镜,被安装为以直角反射由所述第二反射镜反射的所述第一波长带光;以及第三光学系统,被配置为通过包括第四反射镜来产生从所述一体化的波长转换轮和色轮模块至所述分色滤光器的第三光路,所述第四反射镜被安装为以直角反射已经透射所述第六透镜的所述第一波长带光,并且允许被反射的第一波长带光入射到所述分色滤光器上。
20.根据权利要求11所述的投影仪,还包括安装在所述分色滤光器与光学隧道之间的第四光学系统。

说明书全文

在一个模中带有波长轮和色轮的投影仪

技术领域

[0001] 根据本公开示例性实施例的教导一般性涉及在一个模块中带有波长轮和色轮的投影仪,被配置为通过以一体平行方式在单个轴上制造波长转换轮和色轮而使用单个达来驱动波长转换轮和色轮,其中每个轮彼此分离开。

背景技术

[0002] 伴随着信息化时代的快速发展,已经强调了能够实现大屏幕的显示装置的重要性。能够实现大屏幕的示例可以是具有以放大方式传输图像的功能的投影仪。
[0003] 投影仪是被配置为通过放大在其中形成的小尺寸显示器上实现的小图像来显示大尺寸图像,并且使用穿透透镜在大尺寸屏幕上透射被放大图像的投影装置。投影仪主要被分为两类,即,前投影类型,其中图像投影在屏幕的前表面上,以及背面投影类型,其中图像被透射在屏幕的背面上。背面投影型的典型示例是投影电视。此外,有利于投影仪的小型化(小尺寸、薄厚度)目的的液晶投影仪被广泛用作提供投影仪中小图像的显示器。
[0004] 传统的液晶投影仪可以包括提供小图像的液晶显示装置、透射在屏幕上实现的小尺寸图像的投影透镜系统、提供光源至液晶显示装置的光源、调节光源与液晶显示装置之间的光路的照明系统、以及处理信号的驱动电路单元。液晶投影仪可以通过高效光学系统和灯的变化来实现高亮度。此外,虽然少了一点亮度,但是液晶投影仪可以通过小型化和轻重量来强调便携性和便于安装。
[0005] 为了使液晶投影仪实现各种颜色,液晶投影仪需要控制红/绿/蓝(RGB)原色。基于控制方法,液晶投影仪可以主要分为两类,即单面板型和3面板型。3面板型通常用于实现高亮度,而单面板型用于装置的小型化和轻重量的目的。
[0006] 3面板型是基于色彩分离和合成方法,使用3片,即,液晶面板的红/绿/蓝(RGB)片的彩色实现方法。单面板型可以使用色轮、波长转换轮(磷光体轮)、色彩开关、全息图和旋转棱镜来实现彩色。除此之外,考虑到大量生产和效率时会广泛使用色轮系统类型。
[0007] 由于投影仪的性能被着重考虑这一事实,最近正在进行关于软件硬件方面的各种新尝试。作为示例,尝试使用LD(激光二极管)、LED(发光二极管)、有机EL(OLED,有机电致发光显示器)以及荧光材料或物质来实现投影仪。
[0008] 例如,当在激光二极管两端施加电压时,通过受激发射和结构干涉(constructive interference)可以发射具有预定波长的激光束。通过透镜来收集从多个激光二极管分别发射的激光束,以形成高照度的光源。
[0009] 一般地,光源单元使用蓝光形成包括各种颜色的光。然而,为了获得蓝光,需要单独的蓝光路径,使得需要光源单元内的空间以形成蓝光路径。发明内容
[0010] 提供本公开以解决上述缺点/问题,并且本公开的一个目的是提供在一个模块中带有波长转换轮和色轮的投影仪,被配置为通过以一体平行方式在单个轴上制造波长转换轮和色轮而使用单个马达来驱动波长转换轮和色轮,其中每个轮彼此分离开。
[0011] 在本公开的一个一般方案中,提供一种在一个模块中带有波长轮和色轮的投影仪;所述投影仪包括:
[0012] 光源,被配置为产生第一波长带光;
[0013] 分色滤光器,被配置为反射从所述光源照射的所述第一波长带光,并且透射第二波长带光和第三波长带光;
[0014] 一体化的波长转换轮和色轮模块,被配置为一体地形成波长轮和色轮,每个轮为平行形式以便允许透射从所述分色滤光器反射的所述第一波长带光并且使用所述第一波长带光作为激发光通过波长转换来产生所述第二波长带光和所述第三波长带光,并且将所产生的所述第二波长带光和第三波长带光反射至所述分色滤光器;以及
[0015] 光隧道,被配置为接收通过透射一体化形成的波长轮和色轮而从所述分色滤光器反射的所述第一波长带光,以及接收由一体化形成的波长轮和色轮产生和反射而透射所述分色滤光器的所述第二波长带光和第三波长带光。
[0016] 优选地,但不是必要地,所述一体化的波长转换轮和色轮模块可以包括在一侧与马达相互作用的轴、以及波长转换轮单元和色轮单元,所述波长转换轮单元和色轮单元的每个中心被装配在所述轴上,以预定距离分离并且一体地装配在所述轴上,其中所述色轮单元朝向所述分色滤光器安装,并且所述波长转换轮单元被从所述色轮单元分离地安装到与所述分色滤光器相反的方向上。
[0017] 优选地,但不是必要地,所述波长转换轮单元可以包括:第一区域,与所述色轮单元相互作用以透射通过透射所述色轮单元而入射的所述第一波长带光的一部分;以及第二和第三区域,分别被配置为使用通过透射所述色轮单元而入射的所述波长带光的另一部分作为激发,通过磷光体的波长转换来产生所述第二波长带光和所述第三波长带光;其中所述第二区域和第三区域中的每个被划分为多个区域,对于每个波长带每个区域具有不同的波长转换特性、不同的光反射和不同的光透射特性。
[0018] 优选地,但不是必要地,所述色轮单元可以包括:第一区域,与所述波长转换轮单元相互作用以将从所述分色滤光器入射的所述第一波长带光的一部分透射至所述波长转换轮单元;以及第二区域和第三区域,选择性地朝着分色滤光器侧透射由所述波长转换轮单元产生的所述第二波长带光和所述第三波长带光;其中所述第二区域和第三区域中的每个被划分为多个区域,对于每个波长带每个区域具有不同的光反射特性、不同的光透射和光吸收特性。
[0019] 优选地,但不是必要地,所述色轮单元可以包括:第二波长带光区域单元,被形成为透射所述第一波长带光和所述第二波长带光;第三波长带光区域单元,被形成为透射所述第一波长带光和所述第三波长带光;以及透射区域单元,被形成为透射所有的所述第一波长带光、所述第二波长带光和所述第三波长带光。
[0020] 优选地,但不是必要地,所述马达可以是单个马达,并且所述轴的长度和所述色轮单元与所述波长转换轮单元之间的分离距离可以被与所述马达的旋转驱动相关联地设置。
[0021] 优选地,但不是必要地,所述投影仪还可以包括:
[0022] 第一透镜,被配置为聚焦从光源模块照射的所述第一波长带光;
[0023] 第一反射镜,被安装为以直反射已经透射所述第一透镜的所述第一波长带光;
[0024] 第二透镜,被配置为透射由所述第一反射镜反射的所述第一波长带光;以及[0025] 扩散器,被配置为扩散已经透射所述第二透镜的所述第一波长带光;以及[0026] 第一光学系统,被配置为通过包括扩散器来产生从所述光源模块至所述分色滤光器的第一光路,所述扩散器被配置为扩散已经透射所述第二透镜的所述第一波长带光。
[0027] 优选地,但不是必要地,所述的投影仪还可以包括:
[0028] 第三透镜,被配置为透射从所述分色滤光器反射的所述第一波长带光;
[0029] 第二光学系统,被配置为通过包括被定位在所述一体化的波长转换轮和色轮模块内部的第四透镜来产生从所述分色滤光器到所述一体化的波长转换轮和色轮模块的第二光路,以透射已经透射所述第三透镜的所述第一波长带光。
[0030] 优选地,但不是必要地,所述的投影仪还可以包括:
[0031] 第五透镜和第六透镜,被配置为透射已经透射所述一体化的波长转换轮和色轮模块的所述第一波长带光;
[0032] 第二反射镜,被安装为以直角反射已经透射所述第六透镜的所述第一波长带光;
[0033] 第三反射镜,被安装为以直角反射由所述第二反射镜反射的所述第一波长带光;以及
[0034] 第三光学系统,被配置为通过包括第四反射镜来产生从所述一体化的波长转换轮和色轮模块至所述分色滤光器的第三光路,所述第四反射镜被安装为以直角反射已经透射所述第六透镜的所述第一波长带光并且允许被反射的第一波长带光入射到所述分色滤光器上。
[0035] 优选地,但不是必要地,所述投影仪还可以包括安装在所述分色滤光器与光隧道之间的第四光学系统。
[0036] 在本公开的另一个一般方案中,提供一种投影仪,所述投影仪包括:
[0037] 光源模块,被配置为产生蓝光;
[0038] 分色滤光器,被配置为反射所述蓝光而透射绿光和红光;
[0039] 一体化的波长转换轮和色轮模块,被配置为一体地且平行形成波长转换轮和色轮,其中所述色轮在所有区域透射所述蓝光且在部分区域选择性地透射所述绿光和所述红光,并且所述波长转换轮透射所述蓝光或通过转换所述蓝光的波长来反射所述蓝光;以及[0040] 光学隧道,被配置为接收通过透射所述一体化的波长转换轮和色轮模块而由所述分色滤光器反射的蓝光,并且接收由一体化的波长转换轮和色轮模块产生和反射之后透射所述分色滤光器的绿光和红光。
[0041] 优选地,但不是必要地,所述一体化的波长转换轮和色轮可以包括在一侧与马达相互作用的轴、以及波长转换轮单元和色轮单元,所述波长转换轮单元和色轮单元的每个中心被装配在所述轴上,以预定距离分离并且一体地装配在所述轴上,其中所述色轮单元朝向所述分色滤光器安装,并且所述波长转换轮单元被从所述色轮单元分离地安装到与所述分色滤光器相反的方向上。
[0042] 优选地,但不是必要地,所述波长转换轮单元可以包括:第一区域,与所述色轮单元相互作用以透射通过透射所述色轮单元而入射的所述第一波长带光的一部分;第二区域,被配置为将通过透射所述色轮而入射的蓝光的波长转换为绿光;以及第三区域,被配置为将通过透射所述色轮而入射的蓝光的波长转换为红光。
[0043] 优选地,但不是必要地,所述色轮单元可以包括:第一区域,与所述波长转换轮单元相互作用以将从所述分色滤光器入射的蓝光透射至所述波长转换轮单元;第二区域,被配置为透射由所述波长转换轮单元产生的绿光;以及第三区域,被配置为透射由所述波长转换轮单元产生的红光。
[0044] 优选地,但不是必要地,所述波长转换轮单元和所述色轮单元中的每个可以形成为具有预定直径的圆盘形,且通过形成在作为中心轴的所述轴周围以相同旋转速度被驱动。
[0045] 优选地,但不是必要地,所述马达可以是单个马达,并且所述轴的长度和所述色轮单元与所述波长转换轮单元之间的分离距离可以被与所述马达的旋转驱动力相关联地设置。
[0046] 优选地,但不是必要地,所述投影仪还可以包括:
[0047] 第一透镜,被配置为聚焦从所述光源模块照射的所述第一波长带光;
[0048] 第一反射镜,被安装为以直角反射已经透射所述第一透镜的所述第一波长带光;
[0049] 第二透镜,被配置为透射由所述第一反射镜反射的所述第一波长带光;以及[0050] 第一光学系统,被配置为通过包括扩散器来产生从所述光源模块至所述分色滤光器的第一光路,所述扩散器被配置为扩散已经透射所述第二透镜的所述第一波长带光。
[0051] 优选地,但不是必要地,所述投影仪还可以包括:
[0052] 第三透镜,被配置为透射从所述分色滤光器反射的所述第一波长带光;
[0053] 第二光学系统,被配置为通过包括被定位在所述一体化的波长转换轮和色轮模块内部的第四透镜来产生从所述分色滤光器到所述一体化的波长转换轮和色轮模块的第二光路,以透射已经透射所述第三透镜的所述第一波长带光。
[0054] 优选地,但不是必要地,所述投影仪还可以包括:
[0055] 第五透镜和第六透镜,被配置为透射已经透射所述一体化的波长转换轮和色轮模块的所述第一波长带光;
[0056] 第二反射镜,被安装为以直角反射已经透射所述第六透镜的所述第一波长带光;
[0057] 第三反射镜,被安装为以直角反射由所述第二反射镜反射的所述第一波长带光;以及
[0058] 第三光学系统,被配置为通过包括第四反射镜来产生从所述一体化的波长转换轮和色轮模块至所述分色滤光器的第三光路,所述第四反射镜被安装为以直角反射已经透射所述第六透镜的所述第一波长带光并且允许被反射的第一波长带光入射到所述分色滤光器上。
[0059] 优选地,但不是必要地,所述投影仪还可以包括安装在所述分色滤光器与光学隧道之间的第四光学系统。
[0060] 本公开的有益效果
[0061] 本公开的有益效果在于:波长轮和色轮被一体地且平行地制造在一个轴上且彼此分离开,以允许使用单个马达来驱动波长轮和色轮,从而可以减少部件的数量和制造成本。附图说明
[0062] 图1是根据本公开的示例性实施例示出带有一体化的波长转换轮和色轮的投影仪的示意图。
[0063] 图2是根据本公开的示例性实施例示出在一体化的波长转换轮和色轮模块中的波长转换轮单元的概念视图。
[0064] 图3是根据本公开的示例性实施例示出在一体化的波长转换轮和色轮模块中的色轮单元的概念视图。
[0065] 图4是根据本公开的示例性实施例示出带有一体化的波长转换轮和色轮的投影仪中蓝光的光路的示意图。
[0066] 图5是根据本公开的示例性实施例示出带有一体化的波长转换轮和色轮的投影仪中绿光的光路的示意图。
[0067] 图6是根据本公开的示例性实施例示出带有一体化的波长转换轮和色轮的投影仪中红光的光路的示意图。

具体实施方式

[0068] 下文将参照附图更充分地描述本公开的各个方面。然而,本公开可以以许多不同的方式来体现且不应被理解为受限于本公开呈现的具体结构或功能。应当理解,当术语“包括了”和/或“包括有”用在本说明书中时,是用来表明所述特征、步骤、操作、元件和/或组件的存在,但是不排除还存在或附加有一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。同时,在本文中可交换地使用磷光体和荧光材料。
[0069] 图1是根据本公开的示例性实施例示出形成有一体化的波长转换轮和色轮的投影仪的示意图。
[0070] 参照图1,根据本公开的示例性实施例的在一个模块中带有波长转换轮和色轮的投影仪可以包括光源模块(10)、第一光学系统(20)、分色滤光器(30)、一体化的波长转换轮和色轮模块(40)、第二光学系统(50)、第三光学系统(60)、第四光学系统(70)以及光隧道(80)。波长转换轮可以使用磷光体轮。
[0071] 光源模块(10)可以由一个或多个半导体光源(11)和聚焦反射镜(12)组成以产生蓝光。由光源(10)产生的蓝色光可以被用作用于通过波长转换产生红光和绿光的激发光。
[0072] 半导体光源的光波长通常可以是300nm~800nm的范围。例如,半导体光源可以利用发射蓝光的激光二极管或发光二极管。半导体光源也可以利用深蓝LD、UV DL或发光二极管。
[0073] 第一光学系统(20)是被配置为产生从光源模块(10)到分色滤光器(30)的第一光路的光学系统,以便将光源模块产生的蓝光聚焦、反射并引导至分色滤光器(30)。第一光学系统(20)可以包括第一透镜(21)、第一反射镜(22)、第二透镜(23)和扩散器(24)。
[0074] 第一透镜(21)可以被安装为通过聚焦蓝光将从光源模块(10)照射的蓝光透射至第一反射镜(22)。第一反射镜(22)还可以被安装为以直角来反射已经透射第一透镜(21)的蓝光。第二透镜(23)可以透射由第一反射镜(22)反射的蓝光。扩散器(24)可以扩散已经透射第二透镜(23)的蓝光。分色滤光器(30)是具有反射从由光源模块(10)照射的蓝光且透射红光和绿光的特性的滤光器。
[0075] 分色滤光器(30)是根据波长带反射或透射光的材料,并且可以被形成为反射具有较短波长的蓝光并且透射具有相对较长波长的绿光和红光。分色滤光器(30)可以将从光源模块(10)照射的蓝色光朝向一体化的波长转换轮和色轮模块(40)反射,以便用作红光或绿光的波长转换的激发光。根据作为激发光的蓝光的波长转换,从一体化的波长转换轮和色轮模块(40)照射的红光或绿光被透射且被传输至光隧道(80)。此外,分色滤光器(30)可以将从第三光学系统照射的蓝光反射至光隧道(80)。
[0076] 对于波长转换轮单元(42)和色轮单元(43)一体形成的一体化的波长转换轮和色轮模块(40),其中波长转换轮单元(42)和色轮单元(43)的每个中心轴被分别装配到接收来自马达的驱动力的轴(41)上。在一侧处轴(41)与马达是联的,并且轴(41)与波长转换轮单元(42)和色轮单元(43)一起安装,波长转换轮单元(42)和色轮单元(43)中的每个以预定距离与作为中心轴的轴(41)间隔开。
[0077] 对于在轮的表面上分开地形成的磷光体,通过使用蓝光作为激发光来执行红光和绿光的波长转换,波长转换轮单元(42)可以产生红光和绿光,并且将红光和绿光反射至色轮单元(43)。为了这个目的,波长转换轮单元(42)在其表面处涂覆有磷光体,从而分别通过在波长转换轮单元(42)的表面上涂覆的磷光体的波长转换来产生红光和绿光。同时,波长转换轮单元(42)可以根据轮的区域来透射蓝光。
[0078] 波长转换轮单元(42)可以包括被配置为将蓝光的波长转换为红(R)光和绿(G)光的波长的波长转换材料。一般地,波长转换轮单元(42)采用由反射光的材料形成的盘子的形状,并且围绕垂直于盘子形状且穿透盘子形状的中心的轴(41)旋转。因此,蓝光入射到旋转的波长转换轮单元(42)上,从该波长转换轮单元(42)反射红(R)光和绿(G)光。
[0079] 图2是根据本公开的示例性实施例示出在一体化的波长转换轮和色轮模块中的波长转换轮单元的概念视图。
[0080] 参照图2,波长转换轮单元(42)可以由多个段(segment)来组成,并且由于其旋转可以循序地发射多个波长带光。波长转换轮单元(42)可以形成为圆盘的形状。波长转换轮单元(42)可以形成有透射区域(T.42a),以便不受磷光体限制地透射蓝光。波长转换轮单元(42)还可以形成有第一波长转换区域(G,42b),其上形成有磷光体,其中通过使用蓝光作为激发光的波长转换来实现到绿光的波长转换。此外,波长转换轮单元(42)可以形成有第二波长转换区域(R,42c),其上形成有磷光体,其中通过使用蓝光作为激发光的波长转换来实现到红光的波长转换。
[0081] 透射区域(T,42a)、第一波长转换区域(G,42b)和第二波长转换区域(R,42c)可以形成在波长转换轮单元(42)的圆盘状基底(42d)上,并且上述三个区域中的每个在中心方向上具有距离圆周的预定宽度。然而,本公开不限于此。
[0082] 圆盘状基底(42d)可以在中心处形成有孔(42e)。波长转换轮单元(42)可以围绕通过孔(42e)耦合到圆盘状基底(42d)的轴(41)旋转。波长转换轮单元(42)可以形成为金属盘的形状。
[0083] 可以由将尺寸转换为相应波长带的磷光体的色坐标来确定透射区域(T,42a)、第一波长转换区域(G,42b)和第二波长转换区域(R,42c)中每个所划分的尺寸。即,响应于磷光体的色坐标和亮度,可以由蓝光到达的时间值来确定每段的角度。
[0084] 优选的是,透射区域(T,42a)、第一波长转换区域(G,42b)和第二波长转换区域(R,42c)被循序地布置,以便允许随着时间推移来发射各种颜色。
[0085] 当波长转换轮单元(42)旋转时,蓝光可以入射到透射区域(T,42a)、第一波长转换区域(G,42b)和第二波长转换区域(R,42c)中的一个上。此外,入射的蓝光可以作为蓝光而被透射,或者可以被波长转换为红光。
[0086] 然而,响应于波长转换轮单元(42)的旋转速度,具有多种颜色的每个光可以被混合,以便最终通过光隧道(80)以白色来发射。
[0087] 波长转换轮单元(42)的第一波长转换区域(G,42b)和第二波长转换区域(R,42c)可以分别涂敷有荧光材料(磷光体)。即,波长转换轮单元(42)可以在金属盘的一侧处形成有反射镜层。混合有粘合剂(诸如)的粉末型荧光材料可以形成在反射镜层上以形成磷光体区域。也可以使用诸如硅树脂或玻璃粉末的其它聚合物
[0088] 涂覆在第一波长转换区域(G,42b)的表面上用于产生绿光的荧光材料可以优选地包括Y3(Al,Ga)5O12:Ce、CaSc2O4:Ce、Ca3(Sc,Mg)2Si3O12:Ce、(Sr,Ba)2SiO4:Eu,(Si,Al)6(O,N)8:Eu(β硅氮聚合材料),(Ba,Sr)3Si6O12N2:Eu、SrGa2S4:Eu、BaMgAl10O17:Eu,Mn。尤其,还可以使用诸如(Y1-x-yLuxCey)3Al5O12的LuAG荧光材料。
[0089] 涂覆在第二波长转换区域(R,42c)的表面上用于产生红光的荧光材料可以优选地 包 括(Ca,Sr,Ba)2Si5(N,O)8:Eu、(Ca,Sr,Ba)Si(N,O)2:Eu、(Ca,Sr,Ba)AlSi(N,O)8:Eu、(Sr,Ba)3SiO5:Eu、(Ca,Sr)S:Eu、(La,Y)2O2S:Eu、K2SiF6:Mn、CaAlSiN:Eu。
[0090] 然而,本公开不限于上述波长转换材料并且可以使用各种其它荧光材料。由波长转换材料来反射每个波长带。
[0091] 同时,荧光区域可以形成为光陶瓷形状而不是混合硅树脂。光陶瓷可以直接粘附于反射镜层作为块状荧光膜。光陶瓷材料是与无机或有机颜料混合的材料,该无机或有机颜料吸收或透射(或穿透)特定波长带光,其中由荧光材料来改变波长。
[0092] 光陶瓷是陶瓷材料,并且可以被直接接合到轮以使得制造容易,并且因此具有比作为有机物的硅树脂相对增强的热稳定性
[0093] 图3是根据本公开的示例性实施例示出在一体化的波长转换轮和色轮模块中的色轮单元的概念视图。
[0094] 参照图3,与波长转换轮单元(42)相关联地,色轮单元(43)可以将从分色滤光器(30)入射的蓝光透射至波长转换轮单元(42)。色轮单元(43)可以被划分为对于每种颜色具有相互不同的光反射、光透射和光吸收特性的多个区域,以允许将使用蓝光作为激发光通过波长转换产生的绿光和红光传输至分色滤光器(30)。色轮单元(43)可以包括透射区域部分(T,43a)、绿光区域部分(G,43b)和红光区域部分(R,43c),以对应于波长转换轮单元(42)的透射区域(T,42a)、第一波长转换区域(G,42b)和第二波长转换区域(R,42c)。
[0095] 色轮单元(43)可以在中心处形成有孔(43d)以被耦合至轴(41)。透射区域(T,42a)可以被形成来透射所有蓝色、红色和绿色。绿光区域部分(G,43b)可以被形成来透射蓝色和绿色。红光区域部分(R,43c)可以被形成来透射蓝色和红色。
[0096] 通过绿光区域部分(G,43b)和红光区域部分(R,43c),色轮单元(43)可以对在波长转换轮单元(42)上反射的绿光和红光进行颜色划分。
[0097] 此外,波长转换轮单元(42)和色轮单元(43)可以形成为每个具有预定直径的圆盘形状。因为波长转换轮单元(42)和色轮单元(43)形成在作为中心轴的同一轴(41)上,所以两个单元(42,43)的旋转速度被相同地驱动。其结果是,可以防止当光通过波长转换轮单元(42)和色轮单元(43)形成图像时产生的散斑(speckle)现象。
[0098] 第二光学系统(50)可以包括第三透镜(51)和第四透镜(52)以产生从分色滤光器(30)到一体化的波长转换轮和色轮模块(40)的第二光路。第三透镜(51)可以被安装为透射从分色滤光器(30)反射的蓝光。第四透镜(52)可以被安装在一体化的波长转换轮和色轮模块(40)内部以透射已经穿过第三透镜(51)的蓝光。
[0099] 第三光学系统(60)可以包括第五透镜(61)、第六透镜(62)、第二反射镜(63)、第三反射镜(64)、第七透镜(65)和第四反射镜(66)以形成从一体化的波长转换轮和色轮模块(40)到分色滤光器(30)的第三光路。
[0100] 第五透镜(61)和第六透镜(62)可以被安装为允许透射已经穿过一体化的波长转换轮和色轮模块(40)的蓝光。第二反射镜(63)可以被安装为允许已经透射第六透镜(62)的蓝光以直角来反射蓝光。第三反射镜(64)可以被安装为允许由第二反射镜(63)反射的蓝光以直角来反射蓝光。
[0101] 第七透镜(65)可以被安装为允许透射由第三反射镜(64)反射的蓝光。第四反射镜(66)可以被安装为允许已经透射第七透镜(65)的蓝光以直角来反射蓝光且入射到分色滤光器(30)上。
[0102] 第四光学系统(70)可以聚焦通过透射分色滤光器(30)而从色轮单元(43)入射的红光或绿光,以及聚焦通过第三光学系统从分色滤光器(30)反射而入射的蓝光,并且将红光、绿光和蓝光提供给光隧道(80)。该光隧道(80)可以将从第四光学系统(70)入射的光照射至外部。
[0103] 图4是根据本公开的示例性实施例示出带有一体化的波长转换轮和色轮的投影仪中蓝光的光路的示意图。
[0104] 参照图4,可以通过第一光学系统(20)、分色滤光器(30)、第二光学系统(50)、一体化的波长转换轮和色轮模块(40)、第三光学系统(60)、分色滤光器(30)、第四光学系统(70)和光隧道(80)将蓝光从光源模块(10)照射输出到外部。
[0105] 更具体地,可以从一个或多个半导体光源(11)产生蓝光,半导体光源(11)将通过聚焦透镜(12)来聚焦且从光源模块(10)照射。从光源模块(10)照射的蓝光可以由第一透镜(21)聚焦而被传输至第一反射镜(22)。传输至第一反射镜(22)的蓝光可以由第一反射镜(22)以直角反射。由第一反射镜(22)以直角反射的蓝光可以透射第二透镜(23)并且可以通过扩散器(24)被扩散以入射至分色滤光器(30)上。
[0106] 分色滤光器(30)是被配置为响应于波长以反射激发光的材料,可以反射短波长蓝光并且透射具有长波长的绿光,从而由于分色滤光器(30)的特性,入射在分色滤光器(30)上的蓝光可以被反射至一体化的波长转换轮和色轮模块(40)这一侧。
[0107] 由分色滤光器(30)反射的蓝光可以通过透射第三透镜(51)且通过透射色轮单元(43)的所有区域(即透射区域部分(T,43a)、绿光区域部分(G,43b)和红光区域部分(R,43c)),且通过透射第四透镜(52)而被传输至波长转换轮单元(42)。已经透射色轮单元(43)和第四透镜(52)的蓝光被入射到透射区域(T,42a)、第一波长转换区域(G,42b)和第二波长转换区域(R,42c)上。此时,只有入射在波长转换轮单元(42)的透射区域(42a)上的蓝光可以透射波长转换轮单元(42),以通过由第五透镜(61)、第六透镜(62)、第二反射镜(63)、第三反射镜(64)、第七透镜(65)和第四反射镜(66)组成的第三光路被传输至分色滤光器(30)。
[0108] 更具体地,已经透射波长转换轮单元(42)的透射区域(42a)的蓝光可以通过透射第五和第六透镜(61,62)由第二反射镜(63)以直角反射,并且进而可以由第三反射镜(64)以直角反射。由第三反射镜(64)以直角反射的蓝光可以透射第七透镜(65),并且可以进而由第四反射镜(66)以直角反射且可以入射在分色滤光器(30)上。入射在分色滤光器(30)上的蓝光可以由分色滤光器(30)反射且通过第四光学系统(70)来聚焦以被提供给光隧道(80)。
[0109] 图5是根据本公开的示例性实施例示出带有一体化的波长转换轮和色轮的投影仪中绿光的光路的示意图。
[0110] 参照图5,从光源模块(10)照射的蓝光可以入射在第一光学系统(20)、二向色过滤器(30)、第二光学系统(50)和一体化的波长转换轮和色轮模块(40)上以在一体化的波长转换轮和色轮模块(40)处根据波长转换来产生绿光,并且通过第二光学系统(50)、分色滤光器(30)、第四光学系统(70)和光隧道(80)被输出至外部。
[0111] 更具体地,从光源模块(10)照射的蓝光可以通过第一透镜(21)被聚焦而传输至第一反射镜(22)。被传输至第一反射镜(22)的蓝光可以由第一反射镜(22)以直角反射。由第一反射镜(22)以直角反射的蓝光可以透射第二反射镜(23)、通过扩散器(24)扩散、且入射在分色滤光器(30)上。
[0112] 分色滤光器(30)是被配置为响应于波长以反射光的材料,可以反射短波长蓝光并且透射具有相对长波长的绿光和红光,从而由于分色滤光器(30)的特性,入射在分色滤光器(30)上的蓝光可以被反射至一体化的波长转换轮和色轮模块(40)这一侧。
[0113] 由分色滤光器(30)反射的蓝光可以透射第三透镜(51)且透射色轮单元(43)的所有区域(即透射区域部分(T,43a)、绿光区域部分(G,43b)和红光区域部分(R,43c),且可以通过透射第四透镜(52)而被传输至波长转换轮单元(42)。已经透射色轮单元(43)的蓝光被入射到波长转换轮单元(42)的透射区域(T,42a)、第一波长转换区域(G,42b)和第二波长转换区域(R,42c)上。此时,通过入射在波长转换轮单元(42)的第一波长转换区域(42b)上的蓝光,根据涂覆在第一波长转换区域上的荧光材料由到绿光波长带的波长转换产生绿光。
[0114] 由波长转换轮单元(42)的第一波长转换区域(42b)产生的绿光通过透射第四透镜(52)进而被反射至色轮单元(43)。此时,色轮单元(43)被一体地耦合至波长转换轮单元(42)和轴(41),每个间隔预定距离,并且透射区域部分(T,43a)、绿光区域部分(G,43b)和红光区域部分(R,43c)被布置为对应于透射区域(T,42a)、第一波长转换区域(G,42b)和第二波长转换区域(R,42c)。由此,从波长转换轮单元(42)的第一波长转换区域(42b)产生而反射的绿光可以透射第四透镜(52)且被入射在色轮单元(43)的第一波长转换区域(G,42b)上。
[0115] 色轮单元(43)的绿光区域部分(G,43b)特征在于透射蓝光和绿光。由此,入射在色轮单元(43)的绿光区域部分(G,43b)上的绿光可以透射色轮单元(43)的绿光区域部分(G,43b),并且可以通过透射第三透镜(51)被传输至分色滤光器(30)。
[0116] 分色滤光器(30)是被配置为响应于波长以反射光的材料,可以反射短波长蓝光并且透射具有相对长波长的绿光和红光,从而入射在分色滤光器(30)上的绿光可以透射分色滤光器(30)且通过第四光学系统(70)聚焦且被提供给光隧道(80)。
[0117] 图6是根据本公开的示例性实施例示出带有一体化的波长转换轮和色轮的投影仪中红光的光路的示意图。
[0118] 参照图6,从光源模块(10)照射的蓝光可以入射在第一光学系统(20)、二向色过滤器(30)、第二光学系统(50)和一体化的波长转换轮和色轮模块(40)上以在一体化的波长转换轮和色轮模块(40)处根据波长转换来产生红光,并且通过第二光学系统(50)、分色滤光器(30)、第四光学系统(70)和光隧道(80)被输出至外部。
[0119] 更具体地,从光源模块(10)照射的蓝光可以通过第一透镜(21)被聚焦而传输至第一反射镜(22)。被传输至第一反射镜(22)的蓝光可以由第一反射镜(22)以直角反射。由第一反射镜(22)以直角反射的蓝光可以透射第二反射镜(23)、通过扩散器(24)扩散、且入射在分色滤光器(30)上。
[0120] 分色滤光器(30)是被配置为响应于波长以反射光的材料,可以反射短波长蓝光并且透射具有相对长波长的绿光和红光,从而由于分色滤光器(30)的特性,入射在分色滤光器(30)上的蓝光可以被反射至一体化的波长转换轮和色轮模块(40)这一侧。
[0121] 由分色滤光器(30)反射的蓝光可以透射第三透镜(51)且透射色轮单元(43)的所有区域(即透射区域部分(T,43a)、绿光区域部分(G,43b)和红光区域部分(R,43c),且可以通过透射第四透镜(52)而被传输至波长转换轮单元(42)。已经透射色轮单元(43)的蓝光被入射到波长转换轮单元(42)的透射区域(T,42a)、第一波长转换区域(G,42b)和第二波长转换区域(R,42c)上。此时,通过入射在波长转换轮单元(42)的第二波长转换区域(42c)上的蓝光,根据涂覆在第二波长转换区域上的荧光材料由到红光波长带的波长转换产生红光。
[0122] 由波长转换轮单元(42)的第二波长转换区域(42c)产生的红光通过透射第四透镜(52)被进而反射至色轮单元(43)。
[0123] 此时,色轮单元(43)被一体地耦合至波长转换轮单元(42)和轴(41),每个间隔预定距离,并且透射区域部分(T,43a)、绿光区域部分(G,43b)和红光区域部分(R,43c)被布置为对应于波长转换轮单元(42)的透射区域(T,42a)、第一波长转换区域(G,42b)和第二波长转换区域(R,42c)。由此,从波长转换轮单元(42)的第一波长转换区域(42b)产生而反射的绿光可以透射第四透镜(52)且被入射在色轮单元(43)的红光区域部分(R,43c)上。
[0124] 色轮单元(43)的红光区域部分(R,43c)特征在于透射蓝光和红光。由此,入射在色轮单元(43)的红光区域部分(R,43c)上的红光可以透射色轮单元(43)的红光区域部分(R,43c),并且可以通过透射第三透镜(51)被传输至分色滤光器(30)。
[0125] 分色滤光器(30)是被配置为响应于波长以反射光的材料,可以反射短波长蓝光并且透射具有相对长波长的绿光和红光,从而入射在分色滤光器(30)上的红光可以透射分色滤光器(30)而通过第四透镜(70)聚焦,且被提供给光隧道(80)。
[0126] 尽管已经参照前述实施例和优点详细描述本公开,但是在权利要求书的界限范围内的许多替代、修改和变化对于本领域技术人员而言是显而易见的。因此,应该理解,除非特别说明,上述实施例不限于上述描述的任何细节,而应在所附权利要求书所限定的范围内宽泛地解释。
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