CN103913934A

CN103913934A - 一种投影装置

Info

Publication number: CN103913934A
Application number: CN201310000603.7A
Authority: CN
Inventors: 李屹; 杨毅
Original assignee: Appotronics Corp Ltd
Current assignee: Shenzhen Appotronics Corp Ltd; Shenzhen Appotronics Technology Co Ltd
Priority date: 2013-01-01
Filing date: 2013-01-01
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2033-01-01
Also published as: CN103913934B; WO2014106439A1

Abstract

本发明实施例提供了一种投影装置，包括激光光源和铁电液晶光阀，铁电液晶光阀用于接收激光光源发出的光，并根据输入图像信号对该光进行调制并出射图像光；还包括驱动装置，用于脉冲驱动激光光源，使得激光光源处于点亮状态时的最高工作电流高于其额定工作电流；还包括同步控制装置，用于控制驱动装置和/或铁电液晶光阀，使得在铁电液晶光阀工作于显示时间段时，激光光源处于点亮状态，在铁电液晶光阀工作于反图像时间段时，激光光源处于关闭状态。该投影装置既利用铁电液晶光阀实现了低成本的数字光调制，也避免了激光光源的光在铁电液晶光阀的反图像时间段的浪费，同时由于激光光源在点亮状态时工作电流较大而提升了亮度。

Description

一种投影装置

技术领域

本发明涉及投影显示技术领域，特别是涉及一种使用激光作为光源的投影装置。

背景技术

投影显示技术中，光源发出的光入射于光阀，光阀调制该入射光形成图像光，该图像光经过投影透镜投射到屏幕上形成图像。

目前，光阀主要分为三种，德州仪器公司的DMD（Digital Micro-mirror Device）、液晶光阀和反射式液晶光阀。DMD是一种数字光调制器，它利用一个微镜阵列控制入射光的反射方向形成0和1。每一个微镜对应于一个像素，每一个微镜都可以独立控制快速翻转，通过在一个特定时间段内控制翻转至1的次数来控制该像素所要实现的灰阶。液晶光阀和反射式液晶光阀的原理接近，都是通过控制液晶对于入射偏振光的偏振方向的偏转程度来控制出射光的强度以实现其灰阶的，液晶光阀和反射式液晶光阀都属于模拟光调制器件。

数字光调制器件DMD正在被越来越多的人所喜爱，原因在于数字调制方式有很多模拟调制方式所不能实现的好处。例如数字光调制的响应速度快，图像无拖尾；又例如数字光调制的抗噪能力强，图像更逼真。然而，由于DMD被德州仪器公司所垄断，且其制造工艺相当复杂，DMD的售价始终居高不下。

因此人们在选择光阀时面临两难选择，该问题至今没有解决。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种低成本的数字光调制的投影装置。

本发明实施例提供了一种投影装置，包括激光光源和铁电液晶光阀，铁电液晶光阀用于接收激光光源发出的光，并根据输入图像信号对该光进行调制并出射图像光；还包括驱动装置，用于脉冲驱动激光光源，使得激光光源处于点亮状态时的最高工作电流高于其额定工作电流；还包括同步控制装置，用于控制驱动装置和/或铁电液晶光阀，使得在铁电液晶光阀工作于显示时间段时，激光光源处于点亮状态，在铁电液晶光阀工作于反图像时间段时，激光光源处于关闭状态。

优选的，激光光源处于点亮状态时的最高工作电流为额定工作电流的二倍。

优选的，驱动装置还用于获取用户亮度要求等级，并获取与该等级对应的激光光源的工作电流，并控制激光光源工作于该获取的工作电流；用户亮度要求等级的最高等级所对应的激光光源的工作电流是最高工作电流。

优选的，铁电液晶光阀的数量是一片，驱动装置驱动激光光源分时产生至少两种不同颜色的光构成时序光，并使该时序光入射于铁电液晶光阀；同步控制装置还用于控制驱动装置和/或铁电液晶光阀，使得铁电液晶光阀所调制的图像信号的颜色，与驱动装置驱动激光光源所产生的光的颜色保持同步。

优选的，激光光源包括至少两种颜色的激光组件，驱动装置分时控制该至少两种颜色的激光组件形成时序光；或者，激光光源包括至少两个激光组件和至少一个波长转换装置，至少一个激光组件入射于至少一个波长转换装置并使其产生受激光，驱动装置分时控制至少两组激光组件形成时序光；同步控制装置使得在铁电液晶光阀工作于显示时间段时，相对应的颜色的激光组件处于点亮状态而其它激光组件处于关闭状态。

优选的，激光光源包括一个激光组件和一个波长转换轮，该波长转换轮包括至少两个颜色区，该两个颜色区分别包括两种波长转换材料或者分别包括一种波长转换材料和散射材料，激光组件发出的激光依次入射于波长转换轮的至少两个颜色区形成时序光；还包括探测装置，用于探测波长转换轮的转动位置，并产生反映波长转换轮的转动位置的周期性信号；同步控制装置根据周期性信号控制铁电液晶光阀使得铁电液晶光阀所调制的图像信号的颜色与激光光源所产生的光的颜色保持同步。

优选的，同步控制装置控制铁电液晶光阀，使得当波长转换轮的至少一个轮辐区处于激光组件发射的激光的光路上时，铁电液晶光阀工作于至少一个反图像时间段。

优选的，铁电液晶光阀的数量是两片或以上，驱动装置驱动激光光源产生与铁电液晶光阀数量相同的若干个基色光并分别入射于对应的铁电液晶光阀并被分别调制。

优选的，激光光源包括白光组件和波长分光装置，该白光组件发出的白光经过波长分光装置分光产生与铁电液晶光阀数量相同的若干个基色光；白光组件包括激光组件和波长转换装置，波长转换装置至少部分吸收激光组件发出的激光并发射受激光，该受激光或者激光组件发射的激光中没有被波长转换装置吸收的部分与该受激光形成和混合光成为该白光组件的出射光。

优选的，激光光源包括与铁电液晶光阀数量相同的若干个基色光激光组件，它们发射的若干束基色光分别入射于对应的铁电液晶光阀并被其分别调制；同步控制装置用于控制相对应的至少一对驱动装置和/或铁电液晶光阀，使得在铁电液晶光阀工作于显示时间段时，激光光源处于点亮状态，在铁电液晶光阀工作于反图像时间段时，激光光源处于关闭状态。

优选的，至少一个基色光激光组件包括激光激发源和波长转换装置，激光激发源发射的激光入射于波长转换装置并激发产生受激光，该受激光是该基色光激光组件发射的基色光。

与现有技术相比，本发明实施例具有如下有益效果：

结合激光光源和铁电液晶光阀，并控制两者同步工作使得在铁电液晶光阀工作于显示时间段时，激光光源处于点亮状态且最高工作电流高于其额定工作电流，在铁电液晶光阀工作于反图像时间段时，激光光源处于关闭状态，这样既利用铁电液晶光阀实现了低成本的数字光调制，也避免了激光光源的光在铁电液晶光阀的反图像时间段的浪费，同时由于激光光源在点亮状态时工作电流较大而提升了亮度。

附图说明

图1为本发明投影装置的第一实施例的结构示意图；

图2a为数字光调制的工作时序的几个举例；

图2b为铁电液晶光阀数字光调制的工作时序的几个举例；

图3为激光光源的出射光功率与驱动电流的关系举例；

图4a为本发明投影装置的第二实施例的结构示意图；

图4b为本发明第二实施例中波长转换轮的俯视图；

图5为本发明投影装置的第三实施例的结构示意图；

图6为本发明投影装置的第三实施例的工作时序示意图；

图7a为本发明投影装置的第四实施例的结构示意图；

图7b为本发明的第四实施例中波长转换轮的俯视图；

图8为本发明投影装置的第四实施例的工作时序示意图；

图9为本发明第四实施例的另一种工作时序示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施方式来对本发明的实施例进行详细分析。

本发明的投影装置的第一实施例的结构示意图如图1所示。投影装置100包括激光光源101和铁电液晶光阀102。其中，激光光源101包括三个基色光激光组件101a~101c，它们分别发射红色、绿色和蓝色的激光作为基色光，这三束基色光分别入射于三片铁电液晶光阀102a~102c，并分别被这三片铁电液晶光阀调制。

铁电液晶光阀是近年来新发展起来的一种光阀，它虽然属于反射式液晶光阀的一种，但是由于其对控制信号的响应速度很快因此可以实现数字式的光调制。以下对数字式的光调制，结合图2a进行解释。

图2a所示的是一个16灰阶（0~15）的数字光调制的时序图，左边的数字代表希望实现的灰阶，图中间水平方向的折线代表调制的0或1的状态（如图右侧在括号中的数字所示）。将一个特定的时间段分为四个区域，其时间分别为T，2T，4T，8T（如图2a上侧所示的）。其中T是一个单位时间，也代表一个灰阶的亮度，这样最亮的状态就是所有区域都为1，此时为1的时间为T+2T+4T+8T=15T，即灰阶为15；同时最暗的状态就是所有区域都为0，此时为1的时间是0，即灰阶为0。数字式的光调制就是在这四个时间区域内选择性的实现0或1，最终实现0~15灰阶的选择。

例如对于灰阶9，则8T和T的时间区域为1，其余为0，此时为1的时间是T+8T=9T，即实现了灰阶9；又例如4T和T的区域为1，其余为0，此时为1的时间是5T，即实现了灰阶5。可以证明，分别控制这四个区域的0或1的状态，可以实现所有的0~15灰阶。值得一提的是，此处的16灰阶需要将特定的时间段分为4个区，这是因为16=2⁴；可以证明，要实现2ⁿ的灰阶显示，只要将特定的时间段分为n份即可。因此本实施例中以及下面实施例中使用的16灰阶仅是举例，并不限制实际中对其它灰阶数（例如256灰阶）的使用。

对于铁电液晶光阀来说，其数字光调制的机制又略有不同，参考图2b。铁电液晶光阀本身由于材料的原因具有一个特点，就是在调制成1或0完成后，为了保持液晶光阀两端的电荷平衡（DC balancing），铁电液晶光阀必须呈现一个反图像（inverse image），工作于反图像状态，此时图像的调制无法正常进行。反图像状态所对应的时长与其前面调制成1或0的状态的时长相同。也就是说，铁电液晶光阀在工作中总是交替的工作于显示时间段和反图像时间段。

因此，如图2b所示，与图2a的情况不同，铁电液晶光阀工作的每个时间段仍然必须再分为前后两个子时间段，前面的子时间段为显示时间段用于光调制（选择0或1），后一个子时间段为反图像时间段，不能正常工作。因此即使是灰阶15，由于每个时间段都有一半的时间无法进行光调制，在其它条件相同的条件下比图2a所示的数字式调制亮度低一半。例如灰阶9，只能在8T和T区域中的前一半时间进行光调制。

在本实施例中，投影装置100还包括驱动装置104，该驱动装置104用于分别脉冲驱动各基色光激光组件101a~101c；还包括同步控制装置103，用于控制驱动装置104和三片铁电液晶光阀102a～102c，使得在至少一片铁电液晶光阀（例如铁电液晶光阀102a）工作于显示时间段时，其对应的基色光激光组件（例如红光激光组件101a）处于点亮状态，在该片铁电液晶光阀工作于反图像时间段时，其对应的基色光激光组件处于关闭状态。这样，利用了激光光源可以快速开关的特点，避免了激光光源发出的光在铁电液晶光阀工作于反图像时间段时被浪费，提高了系统效率。

可以理解，优选的情况是，同步控制装置成对的控制每一对铁电液晶光阀和对应的基色光激光组件，使得三对铁电液晶光阀和基色光激光组件都实现上述的工作方式，这样可以达到效率的最大化。在实际应用中，也可能是两个铁电液晶光阀分别对应于两个基色光激光组件，例如一个基色光激光组件发射白光，另一个基色光激光组件发射红外光，这两组光分别经两片铁电液晶光阀调制后可以形成白光和红外光的混合图像，这在很多场合（如军事训练）有特殊的应用。简而言之，该投影装置只要包括两片或以上铁电液晶光阀和与之相同数量的基色光激光组件，且两者一一对应，就属于本实施例的保护范围。

在同步控制装置103的具体工作过程中，可能单独控制驱动装置104或铁电液晶光阀102，也可能同时控制二者。例如，一种可能的控制方法是，驱动装置104分别驱动基色光激光光源101a~101c按照前述的铁电液晶光阀的工作方式开关，同时发送同步信号至同步控制装置103，同步控制装置103根据该同步信号控制相应的铁电液晶光阀同步工作（即铁电液晶光阀工作于显示时间段时，其对应的基色光激光组件处于点亮状态，在该片铁电液晶光阀工作于反图像时间段时，其对应的基色光激光组件处于关闭状态这样的同步方式），并根据输入图像信号对输入光进行数字式光调制。

另一种可能的控制方法是，由铁电液晶光阀发送同步信号至同步控制装置103，后者根据该同步信号控制驱动装置104，使其驱动激光光源与铁电液晶光阀同步工作。还有一种可能是同步信号装置103自身生成一个同步信号，分别发送至驱动装置和铁电液晶光阀使二者同步工作。

在本实施例中，驱动装置分别驱动激光组件101a~101c，使得后者处于点亮状态时的最高工作电流高于其额定工作电流。根据上面的描述，激光组件有一半的时间处于关闭状态，发明人发现此时激光实际上并不是工作在满负荷的状态。这可以理解为，在点亮的一半时间激光组件的温度上升，而在关闭的一半时间其温度则得以下降。因此，此时激光组件在点亮状态时是可以工作于高于其额定电流的工作电流的。利用这一点，本实施例使激光组件处于点亮状态时的最高工作电流高于其额定工作电流，并不会降低其使用寿命，而且可以提高投影装置的发光亮度。

图3是激光光源的发光功率（纵坐标）与驱动电流（横坐标）之间的关系的举例，是发明人的实际实验中的一组数据，其中I₀为阈值电流，I₁为额定电流，一般情况下该激光光源只能工作于额定电流之下才能保证使用寿命。额定电流可以定义为，连续工作下激光光源使用寿命超过5000小时前提下的最大工作电流。

由图3可以看出，激光光源的驱动电流在超过额定电流时其发光强度仍然与驱动电流保持线性关系而没有出现饱和现象的曲线下弯，因此当激光光源工作于高于阈值电流I₁的工作电流I₂时，其效率并不会下降，产生的热量并不会增大。由于激光光源有一半时间处于关闭状态，因此在保持使用寿命不变的前提下，激光光源处于点亮状态下的驱动电流最大可以为阈值电流的二倍。此时投影装置的发光亮度就等同于使用了普通的数字式光调制的光阀，铁电液晶光阀的电荷平衡特性所带来的负面影响全部通过控制铁电液晶光阀与激光光源的同步工作以及激光光源的高电流驱动所抵消。当然在有些对于使用寿命要求不高的场合，激光光源处于点亮状态下的驱动电流高于阈值电流的二倍也是可能的，此处并不做限制。

在实际应用中，投影装置往往可以根据用户需求调整亮度。通常的做法是，根据用户要求的亮度数值改变光阀的灰阶来实现调整。例如用户希望把亮度降低一半，则光阀对于每一帧图像的每一个像素的灰阶值进行运算（例如除以2，当然考虑到伽马曲线等因素并不限于直接进行除法运算），得到新的灰阶值后再进行显示。因此，在用户调整为低亮度时，由于光源的发光功率并没有变，因此只是通过浪费更多的光来使亮度看起来变低，电能并没有相应的节省。

在本发明的实施例中，当用户设置亮度变低时，可以直接按照用户的亮度要求等级，并获取与该等级对应的激光光源的工作电流，并控制激光光源工作于该获取的工作电流。这样在用户调低亮度的时候可以实现省电的效果。根据用户的亮度要求等级获取激光光源工作电流的方法有很多，例如实现将亮度要求等级与激光光源工作电流制作成一个数据表并存储于驱动装置内的存储器内，根据亮度要求等级查表就可以得到激光光源工作电流；又例如将亮度要求等级与激光光源工作电流的关系拟合成函数，并将该函数储存，再根据亮度要求等级带入该函数进行计算得到激光光源的工作电流。

可以理解，当用户将亮度调低后相应的激光光源的工作电流可能等于甚至低于其额定工作电流，但这并不影响本实施例的有益效果。因为在用户需要使用高亮度显示的情况下，用户亮度要求等级的最高等级所对应的激光光源的工作电流就是激光光源的最高工作电流，如前所述的该最高工作电流高于激光光源的额定工作电流，因此具有更亮的显示效果。

在本实施例中，基色光激光组件还可能包括波长转换装置。例如，在上面例子中的绿色激光组件直接发射绿色激光，实际上绿色激光组件可以包括蓝色激光激发源和绿色波长转换装置，蓝色激光激发源发射的蓝色激发光入射于绿色波长转换装置并激发产生绿色受激光，作为该绿色激光组件发射的绿色基色光。

实际中，波长转换装置可能是一个荧光粉片，在蓝色激光激发源和荧光粉片的光路之间还包括一个分光滤光片，用于将荧光粉片受激产生的绿光反射回荧光粉片并从其异侧发射。荧光粉片还可能设置与一个反射衬底上，蓝色激发光从反射衬底的异侧入射，反射衬底反射绿色受激光并使其从反射衬底的异侧出射。考虑到荧光粉受激时本身会发热，为了降低发热的影响，可以将荧光粉片固定于一个转盘并使其转动，这样激发光就会周期性的入射于激发荧光粉片的不同位置，进而使局部荧光粉免于过热造成的效率下降。

可以理解，此处选择绿色只是一个举例，当然也可以同理的选择蓝色或紫外激光激发源来激发红色波长转换装置来产生红光，此处并不做限制。

在图1所示的实施例中，红色基色光被铁电液晶光阀102a调制前后的偏振态不同，因此可以通过滤光片111a来将二者的光路分开，同样道理，滤光片111b和111c也用来将绿色基色光和蓝色基色光被铁电液晶光阀102b和102c调制前后的光束分开，同时滤光片111b和111c还用来将调制后的三基色光利用波长的差异而合为一束。这使用现有的滤光片技术就可以实现，此处不赘述。实际上，存在多种光路形式可以实现三种基色光分别调制后合为一束图像光（可以是利用波长不同合为一束，也可以使利用空间位置不同而相互毗邻的合为一束），此处只是举例而并不作限制。该合为一束的图像光经过投影镜头112可以投射至屏幕上。

本发明的第二实施例如图4a所示。本实施例与第一实施例的区别在于激光光源的组成和控制方法不同。在本实施例中，激光光源包括白光组件和波长分光装置423。白光组件包括激光组件401和波长转换装置421，波长转换装置421包括马达421b和波长转换轮421a。波长转换轮421a的俯视图如图4b所示，其表面涂覆有波长转换材料涂层（如荧光粉涂层）421c。马达421b驱动波长转换轮421a转动，使得激光组件401发出的激光周期性的入射于波长转涂层421c的不同位置。波长转换涂层421c吸收激光组件401发出的激光并发射白光受激光，该白光受激光可以作为白光组件的出射光。

或者波长转换涂层421c部分吸收激光组件401发出的激光并发射受激光，该受激光与没有被波长转换涂层421c吸收的剩余部分激光的混合光成为该白光组件的出射光。例如激光组件401为蓝光激光组件，波长转换涂层421c为黄色波长转换涂层；激光组件401发出的蓝色激光激发黄色波长转换涂层产生黄色受激光，该黄色受激光与剩余的蓝色激光混合形成白光出射光。可以理解，波长转换涂层421c不一定只包含一种波长转换材料，而可能包含多种波长转换材料。

在本实施例中，马达421b的作用在于避免局部波长转换涂层被激发光长期激发而过热。若波长转换涂层的耐热性能足够好，或者其衬底具有良好的散热性能，则马达421b可以省略。

白光组件发出的白光经过波长分光装置分光产生与铁电液晶光阀数量相同的若干个基色光（在本实施例中为3个），并分别入射于三片铁电液晶光阀并被后者调制。

在本实施例中，铁电液晶光阀的工作方法、铁电液晶光阀与其对应的基色光的同步控制方法与第一实施例相同，此处不做重复描述。与第一实施例不同之处在于，本实施例中的驱动装置404只能控制激光组件401，而不像第一实施例那样同时控制多个激光组件。由于各基色光是通过波长分光装置423同时产生的，其处于点亮或关闭的状态也是相同的，因此在本实施例中相应的三片铁电液晶光阀的显示时间段和反图像时间段也是同步的，且都与各基色光的点亮和关闭状态同步；这可以通过同步控制装置403来控制实现，同步控制装置403可以只通过一条线路控制驱动装置404，并只通过一条线路传送相同的信号给三片铁电液晶光阀。与之不同的，第一实施例中，三对基色光与铁电液晶光阀的同步控制是独立的，所以三对基色光与铁电液晶光阀的控制可以是同步的，也可以不同。

本发明的第三实施例的投影装置的结构示意图如图5所示。与图1所示的实施例的不同之处在于，在本实施例中只包括一片铁电液晶光阀502，驱动装置504分别驱动激光光源501中的三个激光组件501a、501b和501c产生红色基色光、绿色基色光和蓝色基色光。三种基色光经过波长合光装置523合光后入射于铁电液晶光阀502并被其调制，调制后的光从铁电液晶光阀502出射后被投影镜头投射至屏幕。

我们知道，彩色图像往往是由红绿蓝三基色图像叠加而成。在第一和第二实施例中，输入图像信号被分解为红绿蓝三基色图像后分别被三片铁电液晶光阀读取并用来调制入射的三基色基色光并产生相应的三基色图像。在本实施例和下一个实施例中，激光光源分时的产生基色光的时序光，即周期性的轮流产生红绿蓝三基色光，铁电液晶光阀则与之同步的周期性的根据图像信号调制红绿蓝三基色光来得到三基色图像的时序图像光。只要三基色图像光的切换速度足够快（例如高于50赫兹），人眼就无法分辨各基色图像，人眼看到的是将各基色图像叠加而产生的彩色图像。

具体而言在本实施例中，驱动装置分时控制三种颜色的激光组件501a~501c使得激光光源501分时产生三种不同颜色的光构成时序光，铁电液晶光阀502分时的调制三种基色光，其调制工作时序和相应的基色光激光组件的点亮工作时序如图6所示。图6上部的“红”“绿”“蓝”所覆盖的区域分别表示三种基色光的产生和调制的时间范围。如图所示，首先调制红色图像，此时铁电液晶光阀502根据读取的红色图像信号进行调制，调制方法与第一和第二实施例相同；在本实施例中红色灰阶为15（最高灰阶），此时同步控制装置503控制驱动装置504驱动红色激光组件501a产生红色基色光入射于铁电液晶光阀502，其它颜色的激光组件501b和501c处于关闭状态。接着调制绿色图像，铁电液晶光阀502根据读取的绿色图像信号进行调制，在本实施例中绿色灰阶为5，因此在8T和2T时间段中的前一半的显示时间段调制为0（虽然调制为0但在显示时间段相对应的基色光仍然需要点亮），此时同步控制装置503控制驱动装置504驱动绿色激光组件501b产生绿色基色光入射于铁电液晶光阀502，其它颜色的激光组件501a和501c处于关闭状态。接着调制蓝色图像，铁电液晶光阀502根据读取的蓝色图像信号进行调制，在本实施例中蓝色灰阶为0，因此在所有时间段中的前一半的显示时间段均调制为0（虽然调制为0但在调制时间段相对应的蓝色基色光仍然需要点亮），此时同步控制装置503控制驱动装置504驱动蓝色激光组件501c产生蓝色基色光入射于铁电液晶光阀502，其它颜色的激光组件501a和501b处于关闭状态。

在实际应用中，红绿蓝的顺序以及每个颜色调制的时长是可以预先设置和控制的，只要同步控制装置503控制驱动装置504和铁电液晶光阀502，使得铁电液晶光阀502所调制的图像信号的颜色，与驱动装置504驱动激光光源所产生的光的颜色保持同步即可。这意味着在本实施例中，同步控制装置使得在铁电液晶光阀502工作于显示时间段时，只有相对应的颜色的激光组件处于点亮状态而其它激光组件处于关闭状态。与第一实施例类似的，同步控制装置503可以只控制驱动装置504或铁电液晶光阀502，或者同时控制二者，这取决于同步信号的产生来源是来自于铁电液晶光阀或是驱动装置或是同步控制装置自身；这部分内容已经在第一实施例充分说明，此处不再重复。

在实际应用中，与第一实施例类似的，激光光源也可以包括使用激光组件发射激光来激发波长转换装置来产生基色光，例如使用蓝光激光激发绿色波长转换装置来产生绿色基色光。这只是绿光激光组件的另一种实现方式，并不影响时序光的产生及同步控制。

值得注意的是，在本实施例中，三种基色光经过波长合光装置523合光后入射于铁电液晶光阀502并被其调制；在实际应用中三种基色光可以分别从不同的角度入射于铁电液晶光阀502，此时就不需要波长合光装置523。

本发明的第四实施例的投影装置的结构示意图如图7a所示。与第三实施例不同的是，在本实施例中，激光光源包括一个激光组件701和一个波长转换轮721。该波长转换轮包括至少两个颜色区，在本实施例中该波长转换轮721具体的包括三个颜色区，如图7b所示。图7b是波长转换轮721的俯视图，三个颜色区721a、721b和721c分别为红色波长转换材料涂层、绿色波长转换材料涂层和蓝色波长转换材料涂层，而激光组件701发射紫外激光，随着波长转换轮721的转动，该紫外激光周期性的依次入射于三个颜色区721a~721c并产生红绿蓝受激光，该红绿蓝受激光成为时序光，并入射于铁电液晶光阀702被其分时调制。

在实际应用中，激光组件701也可能发射一种基色光，例如蓝光，此时波长转换轮上的蓝色波长转换材料层被替换为散射材料涂层。散射材料涂层用于将蓝光激光散射，这样可以有效的避免在投影屏幕上出现散斑。

在本实施例中，还包括探测装置722，用于探测波长转换轮的转动位置，并产生反映波长转换轮的转动位置的周期性信号。图8显示了本实施例的工作时序图，周期性信号的一个实例显示为图8中的水平方向的第一条折线（如图中左侧所标出的）。可见在本实施例中，波长转换轮721转动一个周期依次产生红绿蓝三基色光，并在每个周期的红光刚开始时由探测装置722产生一个正脉冲。该脉冲就是周期性信号，它可以标志出波长转换轮的转动位置，并依此计算出红色基色光、绿色基色光和蓝色基色光的时序和时长。这样，同步控制装置703就可以根据周期性信号控制铁电液晶光阀702使得铁电液晶光阀所调制的图像信号的颜色与波长转换轮所产生的光的颜色保持同步。

同步控制装置703还需要控制激光组件701与铁电液晶光阀702进行同步，以实现铁电液晶光阀702工作于显示时间段时，激光组件701处于点亮状态，在铁电液晶光阀702工作于反图像时间段时，激光组件701处于关闭状态。

在本实施例中，当波长转换轮721上不同颜色区的交界处通过激发光的入射光斑时，出射光是混色的，该混色的光并不能被当作基色光来使用。不同颜色区的交界处两侧覆盖激发光光斑的区域称为“轮辐区”，轮辐区对应的时间段称为“轮辐时间段”，轮辐区发射的光称为“轮辐光”。

在图8所示的工作时序中，轮辐时间段与铁电液晶光阀的部分显示时间段重合，如上所述由于轮辐光不能被有效使用从而造成了效率损失。图9显示了一种更为优选的工作时序图，图中的纵向的阴影区代表轮辐时间段。图中，铁电液晶光阀的显示时间段平移，且T、2T、4T、8T时间段的顺序做了调整，使得轮辐时间段与显示时间段错开，轮辐时间段对应于铁电液晶光阀的反图像时间段的一部分，这样当然就提高了效率。推而广之，只要当波长转换轮的至少一个轮辐区处于激光组件发射的激光的光路上时，铁电液晶光阀工作于至少一个反图像时间段，就可以实现效率的提高。当然，各基色光的控制时序也要与铁电液晶光阀同步的进行调整。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，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。

Claims

1.一种投影装置，其特征在于，包括：

激光光源和铁电液晶光阀，所述铁电液晶光阀用于接收激光光源发出的光，并根据输入图像信号对该光进行调制并出射图像光；

驱动装置，用于脉冲驱动激光光源，使得激光光源处于点亮状态时的最高工作电流高于其额定工作电流；

同步控制装置，用于控制驱动装置和/或铁电液晶光阀，使得在铁电液晶光阀工作于显示时间段时，激光光源处于点亮状态，在铁电液晶光阀工作于反图像时间段时，激光光源处于关闭状态。

2.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于：

所述激光光源处于点亮状态时的最高工作电流为额定工作电流的二倍。

3.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于：

所述驱动装置还用于获取用户亮度要求等级，并获取与该等级对应的激光光源的工作电流，并控制所述激光光源工作于该获取的工作电流；用户亮度要求等级的最高等级所对应的激光光源的工作电流是所述最高工作电流。

4.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于：

铁电液晶光阀的数量是一片，所述驱动装置驱动激光光源分时产生至少两种不同颜色的光构成时序光，该时序光入射于铁电液晶光阀并被其分时调制；

同步控制装置还用于控制驱动装置和/或铁电液晶光阀，使得铁电液晶光阀所调制的所述图像信号的颜色，与驱动装置驱动激光光源所产生的光的颜色保持同步。

5.根据权利要求4所述的投影装置，其特征在于：

所述激光光源包括至少两种颜色的激光组件，所述驱动装置分时控制该至少两种颜色的激光组件形成所述时序光；或者，所述激光光源包括至少两个激光组件和至少一个波长转换装置，至少一个激光组件入射于所述至少一个波长转换装置并使其产生受激光，所述驱动装置分时控制所述至少两个激光组件形成所述时序光；

同步控制装置控制驱动装置和/或铁电液晶光阀，使得在铁电液晶光阀工作于显示时间段时，相对应的颜色的激光组件处于点亮状态而其它激光组件处于关闭状态。

6.根据权利要求4所述的投影装置，其特征在于：

所述激光光源包括一个激光组件和一个波长转换轮，该波长转换轮包括至少两个颜色区，该两个颜色区分别包括两种波长转换材料或者分别包括一种波长转换材料和散射材料，所述激光组件发出的激光依次入射于所述波长转换轮的至少两个颜色区以形成所述时序光；

还包括探测装置，用于探测波长转换轮的转动位置，并产生反映波长转换轮的转动位置的周期性信号；

所述同步控制装置根据所述周期性信号控制铁电液晶光阀使得铁电液晶光阀所调制的图像信号的颜色与激光光源所产生的光的颜色保持同步。

7.根据权利要求6所述的投影装置，其特征在于：

所述同步控制装置控制铁电液晶光阀，使得当所述波长转换轮的至少一个轮辐区处于所述激光组件发射的激光的光路上时，铁电液晶光阀工作于至少一个反图像时间段。

8.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于：

铁电液晶光阀的数量是两片或以上，所述驱动装置驱动激光光源产生与铁电液晶光阀数量相同的若干个基色光并分别入射于对应的铁电液晶光阀并被分别调制。

9.根据权利要求8所述的投影装置，其特征在于：

激光光源包括白光组件和波长分光装置，该白光组件发出的白光经过波长分光装置分光产生与铁电液晶光阀数量相同的若干个基色光；

所述白光组件包括激光组件和波长转换装置，波长转换装置至少部分吸收激光组件发出的激光并发射受激光，该受激光或者所述激光组件发射的激光中没有被波长转换装置吸收的部分与该受激光形成的混合光成为该白光组件的出射光。

10.根据权利要求8所述的投影装置，其特征在于：

所述激光光源包括与铁电液晶光阀数量相同的若干个基色光激光组件，它们发射的若干束基色光分别入射于对应的铁电液晶光阀并被其分别调制；

同步控制装置用于控制相对应的至少一对驱动装置和/或铁电液晶光阀，使得在铁电液晶光阀工作于显示时间段时，激光光源处于点亮状态，在铁电液晶光阀工作于反图像时间段时，激光光源处于关闭状态。

11.根据权利要求10所述的投影装置，其特征在于：

至少一个所述基色光激光组件包括激光激发源和波长转换装置，激光激发源发射的激光入射于波长转换装置并激发产生受激光，该受激光是该基色光激光组件发射的基色光。