CN103048861A - 可提高发光效率的图像产生装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可提高发光效率的图像产生装置。所述图像产生装置包括一第一光源，一光转换组件，及一图像产生组件。所述第一光源是用以产生一第一波长的光线。所述光转换组件是设置于所述第一波长光线的传送路径上，所述光转换组件包括一第一量子点层，用以将波长为一第二波长以下的光线转换为所述第二波长的光线，及一第二量子点层，用以将波长为一第三波长以下的光线转换为所述第三波长的光线，所述第一波长小于所述第二波长，且所述第二波长小于所述第三波长。所述图像产生组件是用以根据通过所述光转换组件的光线产生图像。本发明图像产生装置利用量子点吸收不同波长的光线，并转换为一预定波长附近的光线，因此可以提高光源的发光效率。

Description

可提高发光效率的图像产生装置

技术领域

本发明涉及一种图像产生装置，特别是涉及一种利用量子点材料提高发光效率的图像产生装置。

背景技术

请参考图1，图1为现有技术中固态光源型投影机100的示意图。如图1所示，固态光源型投影机100包括一第一固态光源L1，一第二固态光源L2，一第三固态光源L3，一光学模块110，一图像产生组件120，及一投影模块130。第一固态光源L1是用以产生一第一波长的光线，例如蓝色(B)光。第二固态光源L2是用以产生一第二波长的光线，例如绿色(B)光。而第三固态光源L3是用以产生一第三波长的光线，例如红色(R)光。第一固态光源L1、第二固态光源L2及第三固态光源L3是根据一预定时序分别产生蓝色光、绿色光及红色光。光学模块110是用以将第一固态光源L1、第二固态光源L2及第三固态光源L3产生的蓝色光、绿色光及红色光分别导引至图像产生组件120，而图像产生组件120再分别根据光学模块110传来的红色光、绿色光及蓝色光产生红色图像、绿色图像及蓝色图像。最后由投影模块130将图像产生组件120产生的红色图像、绿色图像及蓝色图像投射至一屏幕上以产生完整的图像。图像产生组件120通常是一数字微镜装置(Digital MicromirrorDevice，DMD)。数字微镜装置包括一微型反射镜数组，用以根据图像数据将光线反射以产生图像。

然而，依据上述配置，当一固态光源发光时，另外两个固态光源必须关闭，而无法用于产生图像。因此现有技术的固态光源型投影机的固态光源并没有被有效率地利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了弥补现有技术的不足，提供一种可提高发光效率的图像产生装置。所述图像产生装置包括一第一光源，一光转换组件，及一图像产生组件。所述第一光源是用以产生一第一波长的光线。所述光转换组件是设置于所述第一波长光线的传送路径上，所述光转换组件包括一第一量子点层，用以将波长为一第二波长以下的光线转换为所述第二波长的光线，及一第二量子点层，用以将波长为一第三波长以下的光线转换为所述第三波长的光线，所述第一波长小于所述第二波长，且所述第二波长小于所述第三波长。所述图像产生组件是用以根据通过所述光转换组件的光线产生图像。

本发明还提供一种可提高发光效率的图像产生装置。所述图像产生装置包括一第一光源，一第二光源，一光转换组件，及一图像产生组件。所述第一光源是用以产生一第一波长的光线。所述第二光源是用以产生一第二波长的光线。所述光转换组件是设置于所述第一波长光线及/或所述第二波长光线的传送路径上，所述光转换组件包括一第一量子点层，用以将波长为一第三波长以下的光线转换为所述第三波长的光线，所述第一波长及/或所述第二波长小于所述第三波长。所述图像产生组件是用以根据通过所述光转换组件的光线产生图像。

附图说明

图1为现有技术中固态光源型投影机的示意图。

图2为本发明投影机的第一实施例的示意图。

图3为光转换组件的第一实施例的示意图。

图4为光转换组件的第二实施例的示意图。

图5为本发明投影机的第二实施例的示意图。

图6为本发明投影机的第三实施例的示意图。

图7为光转换组件的第三实施例的示意图。

其中，附图标记说明如下：

100，200，500，600    投影机

110，210，510，610    光学模块

120，220，520，620    图像产生组件

130，230，530，630    投影模块

P                     光传送路径

L1                    第一固态光源

L2                    第二固态光源

L3                    第三固态光源

LC，LC’，LC”        光转换组件

Q1                    第一量子点层

Q2                    第二量子点层

Q3                    第三量子点层

T                     透光区块

R                     红色

G                     绿色

B                     蓝色

Y                     黄色

具体实施方式

量子点是一种奈米级半导体材料，其可以是元素型半导体材料(例如硅、锗)，或是化合物半导体材料(例如硒化镉(CdSe)或硒化硫(CdS))。量子点的粒径约小于100奈米。量子点的特性在于量子点可根据其粒径大小吸收一特定波长以下的光线，并将所述特定波长以下的光线转换为所述特定波长的光线。举例来说，当硒化镉量子点的粒径为2.1奈米时，硒化镉量子点可吸收一蓝色光波长以下的光线，并将蓝色光波长以下的光线转换为蓝色光。当硒化镉量子点的粒径为5奈米时，硒化镉量子点可吸收一绿色光波长以下的光线，并将绿色光波长以下的光线转换为绿色光。而当硒化镉量子点的粒径接近10奈米时，硒化镉量子点可吸收一红色光波长以下的光线，并将红色光波长以下的光线转换为红色光。另外，量子点结构不一定为单一半导体材料所构成，量子点的壳与核可由不同的材料所构成。本发明即是利用量子点具不同粒径即可产生不同颜色的光的特性提高投影机的发光效率。

请同时参考图2及图3。图2为本发明投影机的第一实施例的示意图，图3为光转换组件的第一实施例的示意图。投影机200包括一第一固态光源L1，一第二固态光源L2，一第三固态光源L3，一光转换组件LC，一光学模块210，一图像产生组件220，及一投影模块230。第一固态光源L1是用以产生一第一波长附近的光线，例如一波长450奈米附近的蓝色(B)光。第二固态光源是用以产生一第二波长附近的光线，例如一波长550奈米附近的绿色(G)光。而第三固态光源是用以产生一第三波长附近的光线，例如一波长650奈米附近的红色(R)光。光转换组件是设置于光线的传送路径上。光转换组件LC包括一第一量子点层Q1及一透光区块T。第一量子点层Q1上的量子点是用以将波长为650奈米以下的光线转换为波长650奈米附近的红色光。光学模块210是用以将光转换组件LC传来的蓝色光、绿色光及红色光分别导引至图像产生组件220。而图像产生组件220(例如一数字微镜装置)再分别根据光学模块210传来的蓝色光、绿色光及红色光产生蓝色图像、绿色图像及红色图像。最后由投影模块230将图像产生组件220产生的蓝色图像、绿色图像及红色图像投射至一屏幕上以产生完整的图像。固态光源包括激光、发光二极管、有机发光二极管等利用半导体原理所构成的光源，不同于传统日光灯利用气体游离所造成的光源，固态光源可发出一预定波长附近的光线。

依据上述配置，当要提供蓝色光或绿色光给图像产生组件220以产生蓝色图像或绿色图像时，光转换组件LC会转动以使透光区块T位于光线传送路径P上，进而使第一固态光源L1产生的蓝色光或第二固态光源L2产生的绿色光通过。当要提供红色光给图像产生组件220以产生红色图像时，光转换组件LC会转动以使第一量子点层Q1位于光线传送路径P上，且第一固态光源L1、第二固态光源L2及第三固态光源L3可同时发光，光转换组件LC的第一量子点层Q1上的量子点会将第一固态光源L1产生的蓝色光及第二固态光源L2产生的绿色光转换为波长650奈米附近的红色光，亦即通过光转换组件LC的红色光的能量是包括原有红色光、绿色光、蓝色光的能量，因此通过光转换组件LC的红色光亮度会大幅增加。

请参考图4，并一并参考图2。图4为光转换组件的第二实施例的示意图。图2的光转换组件LC可由图4的光转换组件LC’取代。光转换组件LC’包括一第一量子点层Q1，一第二量子点层Q2及一透光区块T。第一量子点层Q1上的量子点是用以将波长为650奈米以下的光线转换为波长650奈米附近的红色光。第二量子点层Q2上的量子点是用以将波长为550奈米以下的光线转换为波长550奈米附近的绿色光。

依据上述配置，当要提供蓝色光给图像产生组件220以产生蓝色图像时，光转换组件LC’会转动以使透光区块T位于光线传送路径P上，进而使第一固态光源L1产生的蓝色光通过。当要提供绿色光给图像产生组件220以产生绿色图像时，光转换组件LC’会转动以使第二量子点层Q2位于光线传送路径P上，且第一固态光源L1及第二固态光源L2可同时发光，光转换组件LC’的第二量子点层Q2上的量子点会将第一固态光源L1产生的蓝色光转换为波长550奈米的绿色光，亦即通过光转换组件LC’的绿色光的能量是包括原有绿色光及蓝色光的能量，因此通过光转换组件LC’的绿色光亮度会大幅增加。相似地，当要提供红色光给图像产生组件220产生红色图像时，光转换组件LC’会转动以使第一量子点层Q1位于光线传送路径P上，且第一固态光源L1、第二固态光源L2及第三固态光源L3可同时发光，光转换组件LC’的第一量子点层Q1上的量子点会将第一固态光源L1产生的蓝色光及第二固态光源L2产生的绿色光转换为波长650奈米附近的红色光，亦即通过光转换组件LC’的红色光的能量是包括原有红色光、绿色光、蓝色光的能量，因此通过光转换组件LC’的红色光亮度会大幅增加。

请参考图5，图5为本发明投影机500的第二实施例的示意图。投影机500包括一第一固态光源L1，一第二固态光源L2，一光转换组件LC，一光学模块510，一图像产生组件520，及一投影模块530。第一固态光源L1是用以产生蓝色光，而第二固态光源L2是用以产生绿色光。投影机500的光转换组件是图3的光转换组件LC。依据上述配置，由于光转换组件LC的第一量子点层Q1上的量子点会将第一固态光源L1产生的蓝色光及第二固态光源L2产生的绿色光转换为红色光，因此投影机500可以仅包括两固态光源。另外，投影机500的光转换组件LC亦可由图4的光转换组件LC’取代。依据上述配置，光转换组件LC’的第一量子点层Q1上的量子点会将第一固态光源L1产生的蓝色光及第二固态光源L2产生的绿色光转换为红色光，且第二量子点层Q2上的量子点会将第一固态光源L1产生的蓝色光转换为绿色光。上述配置除了可增加红色光及绿色光的亮度以外，亦可简化投影机的架构。

请参考图6，并一并参考图4，图6为本发明投影机600的第三实施例的示意图。投影机600包括一第一固态光源L1，一光转换组件LC’，一光学模块610，一图像产生组件620，及一投影模块630。第一固态光源L1是用以产生蓝色光。投影机600的光转换组件是图4的光转换组件LC’。依据上述配置，由于光转换组件LC’的第一量子点层Q1上的量子点会将第一固态光源L1产生的蓝色光转换为红色光，且光转换组件LC’的第二量子点层Q2上的量子点会将第一固态光源L1产生的蓝色光转换为绿色光，因此投影机600可以仅包括一固态光源，大幅简化了投影机的架构。

另外，请参考图7，图7为光转换组件的第三实施例的示意图。如图7所示，光转换组件LC”可还包括一第三量子点层Q3(或更多量子点层)，用以产生第四种颜色，例如黄色Y。如此投影机的图像颜色可以更丰富。

以上实施例仅是用于说明本发明投影机的运作方式，本发明投影机的光转换组件可以根据设计需求决定量子点层的数目及颜色，且光转换组件亦可根据设计需求设置于光线传送路径上的其它位置。光转换组件除了可以穿透方式产生预定波长附近的光线外，光转换组件亦可以穿透方式及/或反射方式产生预定波长附近的光线。

另外，本发明架构亦可应用于其它类型的图像产生装置，例如背投影电视及液晶显示器等。本发明可利用光转换组件搭配固态光源来产生不同颜色的光，进而使图像产生装置产生图像。

相较于现有技术，本发明图像产生装置是利用量子点吸收不同波长的光线，并加以转换为一预定波长附近的光线，因此可以提高各种颜色光的发光效率，进而提升图像的亮度。另外，本发明投影机亦可减少固态光源的数目，进而简化固态光源型投影机的架构。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (12)

1.一种可提高发光效率的图像产生装置，其特征在于，所述图像产生装置包括：

一第一光源，用以产生一第一波长的光线；

一光转换组件，设置于所述第一波长光线的传送路径上，所述光转换组件包括一第一量子点层，用以将波长为一第二波长以下的光线转换为所述第二波长的光线，及一第二量子点层，用以将波长为一第三波长以下的光线转换为所述第三波长的光线，所述第一波长小于所述第二波长，且所述第二波长小于所述第三波长；及

一图像产生组件，用以根据通过所述光转换组件的光线产生图像。

2.如权利要求1所述的图像产生装置，其特征在于，所述光转换组件还包括一透光区块用以使所述第一光源产生的光线通过。

3.如权利要求1所述的图像产生装置，其特征在于，所述第一波长的光线是蓝色光，所述第二波长的光线是绿色光，所述第三波长的光线是红色光。

4.如权利要求1所述的图像产生装置，其特征在于，还包括一第二光源，用以产生所述第二波长的光线。

5.如权利要求4所述的图像产生装置，其特征在于，还包括一第三光源，用以产生所述第三波长的光线。

6.如权利要求1所述的图像产生装置，其特征在于，还包括一投影模块，用以投射所述图像产生组件产生的图像。

7.一种可提高发光效率的图像产生装置，其特征在于，所述图像产生装置包括：

一第一光源，用以产生一第一波长的光线；

一第二光源，用以产生一第二波长的光线；

一光转换组件，设置于所述第一波长光线及/或所述第二波长光线的传送路径上，所述光转换组件包括一第一量子点层，用以将波长为一第三波长以下的光线转换为所述第三波长的光线，所述第一波长及/或所述第二波长小于所述第三波长；及

一图像产生组件，用以根据通过所述光转换组件的光线产生图像。

8.如权利要求7所述的图像产生装置，其特征在于，所述光转换组件还包括一透光区块用以使所述第一光源及/或所述第二光源产生的光线通过。

9.如权利要求7所述的图像产生装置，其特征在于，所述第一波长的光线是蓝色光，所述第二波长的光线是绿色光，所述第三波长的光线是红色光。

10.如权利要求7所述的图像产生装置，其特征在于，还包括一第三光源，用以产生所述第三波长的光线。

11.如权利要求7所述的图像产生装置，其特征在于，还包括一第二量子点层，用以将波长为所述第二波长以下的光线转换为所述第二波长的光线，所述第一波长小于所述第二波长。

12.如权利要求7所述的图像产生装置，其特征在于，还包括一投影模块，用以投射所述图像产生组件产生的图像。

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