CN106353959B - 一种色轮及其激光光源系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种色轮,包括:具有透光区的内圈和具有荧光区和透光区的外圈,所述外圈的荧光区包括绿色荧光区和黄色荧光区,所述绿色荧光区呈对角分布,所述内圈的透光区呈对角分布,内圈的透光区角度大于等于外圈的绿色荧光区角度,即绿色荧光区圆环的过圆心的角度延长线落在所述内圈的透光区圆环内,通过此种色轮分布来实现高效率的产生光源三基色,同时本发明还提供了一种使用以上色轮的激光光源系统,将黄光和绿光分开后再过滤出红光,有效的保留了绿光的能量。
Description
技术领域
本发明涉及投影技术领域,具体涉及一种色轮及其激光光源系统。
背景技术
相关仿真研究表明,在红光饱和度要求不高的前提下,双色轮较比单色轮亮度只提高9.5%,所以在某些场合单色轮就可以满足用户需求。
投影机的光源普遍为可产生红光、绿光和蓝光三原色的系统,然而固态发光元件的发光效率一般而言为蓝色固态发光元件发光效率最佳,因此目前大多光源采用蓝色固态发光元件配合荧光剂色轮来激发各种颜色的光,来代替红光固态发光元件或绿色固态发光元件直接发出红光和绿光的方法,以提升光源系统的发光效率,然而为了提高光源的饱和度普遍采用相应的滤光片进行滤光。
现有技术中多采用蓝光来激发黄光和绿光,再经过红色滤光片产生红光,然而由于黄光和绿光的光谱有重叠,经过红色滤光片的同时会降低绿光的能量,为解决以上问题我们提供了本设计方案。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种色轮及其激光光源系统,来实现单色轮即可得到高效的光源三基色。
为解决上述问题,本发明提供的技术方案是:一种色轮,包括:
具有透光区的内圈和具有荧光区和透光区的外圈,所述外圈的荧光区包括绿色荧光区和黄色荧光区,所述绿色荧光区呈对角分布,所述内圈的透光区呈对角分布,内圈的透光区角度大于等于外圈的绿色荧光区角度,即绿色荧光区圆环的过圆心的角度延长线落在所述内圈的透光区圆环内,使得在绿色荧光区产生的绿光经反射后从所述透光区透过,而在所述黄色荧光区产生的黄光经反射后投射至红色滤光片。
优选地,所述的黄色荧光区包括第一黄色荧光区和第二黄色荧光区,所述的绿色荧光区包括呈对角分布的第一绿色荧光区和第二绿色荧光区,所述第一、第二黄色荧光区和所述第一、第二绿色荧光区交替分布。
优选地,所述外圈的透光区位于绿色荧光区和黄色荧光区之间。
优选地,所述外圈的荧光区包括多个黄色荧光区和多对呈对角分布的绿色荧光区,所述黄色荧光区和所述绿色荧光区交替分布。
为解决上述问题,本发明提供的另一种技术方案是:一种色轮,包括:
具有透光区的外圈和具有荧光区和透光区的内圈,所述内圈的荧光区包括绿色荧光区和黄色荧光区,所述绿色荧光区呈对角分布,所述外圈的透光区呈对角分布,外圈的透光区角度大于等于内圈的绿色荧光区角度,即绿色荧光区圆环的过圆心的角度延长线落在所述外圈的透光区圆环内,使得在绿色荧光区产生的绿光经反射后从所述透光区透过,而在所述黄色荧光区产生的黄光经反射后投射至红色滤光片。
另外,本发明提供的又一种技术方案是:一种激光光源系统,包括:可产生一种激光的光源激发单元、反射镜组、色镜组、色轮、光束调整单元和滤光片,其中,
所述反射镜组为可反射所有色光,包括第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜;
所述色镜组包括:反射蓝光透射黄光和绿光的第一色镜、反射绿光透射蓝光的第二色镜、反射红光透射蓝光和绿光的第三色镜和反射绿光透射黄光的第四色镜;
所述第一反射镜、第二反射镜、第三色镜和第三反射镜围成一个矩形,分别设置于矩形四个顶点处,第二色镜设置于第一反射镜和第二反射镜之间,第四色镜设置于第三色镜和第三反射镜之间,第一色镜设置于第一反射镜和第三反射镜之间;
所述滤光片为红光滤光片,设置于第三色镜和第四色镜之间;
所述色轮设置于第一色镜与第一反射镜之间;
所述色轮为上述任一种方案中的色轮。
优选地,所述的光束调整单元为准直透镜组。
优选地,所述的光束调整单元为可使光束角度减小的聚光透镜组。
优选地,所述的第一色镜反射的蓝光投射在色轮的具有荧光区的外圈或内圈。
优选地,所述的第四色镜反射的绿光投射在色轮的未设置荧光区的内圈或外圈。
本发明的有益效果是:采用本发明的一种色轮及其激光光源系统,可以实现高效率的产生光源三基色,同时将黄光和绿光分开后再过滤出红光,有效的保留了绿光的能量。
附图说明
图1为本发明的色轮正视图;
图2为本发明的一种激光光源系统结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明的色轮正视图,此色轮10分为内圈和外圈,其中内圈包括:间隔分布的透光区,即第一绿光透光区16和第二绿光透光区17。外圈包括:黄色荧光区即第一黄色荧光区11和第二黄色荧光区13、绿色荧光区即第一绿色荧光区12和第二绿色荧光区14和蓝光透光区15。所述蓝光透光区15配置在第一绿色荧光区12与第二黄色荧光区13之间,但并不限于此,也可以配置在第一绿色荧光区12与第一黄色荧光区11或第二绿色荧光区14与第二黄色荧光区13或第二绿色荧光区14与第一黄色荧光区11之间。所述蓝光透光区15也可为多个,可配置在绿色荧光区与黄色荧光区之间,也可以配置在黄色荧光区间而对黄色荧光区进行分割。
所述第一绿光透光区16与第二绿光透光区17呈对角分布,所述第一绿色荧光区12与所述第二绿色荧光区14呈对角分布,所述第一绿光透光区16角度大于等于所述第二绿色荧光区14角度,所述第二绿光透光区17角度大于等于所述第一绿色荧光区12角度,即第一绿色荧光区12过圆心的角度延长线落在第二绿光透光区17范围内,第二绿色荧光区14过圆心的角度延长线落在第一绿光透光区16的范围内;也可将整个内圈全部设置为绿光透光区即第一绿光透光区和第二绿光透光区为一个的环形透光区;当蓝色激光打在色轮10外圈的绿色荧光区时,绿色荧光区对角处为绿光透光区,使产生的绿光经反射后通过绿光透光区穿过色轮10。
以上说明的第一绿光透光区、第二绿光透光区和蓝光透光区可以为镀有增透膜的透光玻璃和/或通孔。
虽然以上说明了具有一对绿色荧光区12、14和一对绿光透光区16、17的色轮(参照图1),但本发明并不限于此,也可以包括多对绿色荧光区和对应的多对绿光透光区。使得每对绿色荧光区呈对角分布,并使每对绿光透光区呈对角分布。进而,使各对绿光透光区的角度大于等于对应的各对绿色荧光区的角度,即各对绿色荧光区的过圆心的角度延长线落在对应对绿光透光区范围内。相应地色轮的外圈包括多个黄色荧光区,使多个黄色荧光区与多对绿色荧光区交替分布。
以上说明了包括具有透光区的内圈和具有荧光区和透光区的外圈的色轮,但并不限于此,本发明也适用于对调内圈和外圈的结构的色轮。即,一种色轮,包括:具有透光区的外圈和具有荧光区和透光区的内圈,所述内圈的荧光区包括绿色荧光区和黄色荧光区,所述绿色荧光区呈对角分布,所述外圈的透光区呈对角分布,外圈的透光区角度大于等于内圈的绿色荧光区角度,即绿色荧光区圆环的过圆心的角度延长线落在所述外圈的透光区圆环内。
实施例
如图2所示为本发明的一种激光光源系统结构示意图,包括:可产生蓝色激光的光源激发单元20、色轮10、反射镜组、色镜组、红色滤光片40和光束调整单元60。
其中反射镜组包括:均可反射所有色光第一反射镜32、第二反射镜34和第三反射镜37。
其中色镜组包括:反蓝光透黄光和绿光的第一色镜31、反绿光透蓝光的第二色镜33、反红光透蓝光和绿光的第三色镜35和反绿光透黄光的第四色镜36。
第一反射镜32、第二反射镜34、第三色镜35和第三反射镜37围成一个矩形,且分别位于矩形的四个顶点位置,第二色镜33设置于第一反射镜32和第二反射镜34之间,第一色镜31设置于第一反射镜32和第三反射镜37之间,第四色镜36设置于第三反射镜37和第三色镜35之间,红色滤光片40设置于第四色镜36和第三色镜35之间,光束调整单元60设置于色轮10和第四色镜36之间,色轮10设置于第一色镜31和第一反射镜32之间,且第一色镜31反射的蓝光投射至色轮10的外圈,第四色镜36反射的绿光经光束调整单元60投射至色轮10的内圈。
光源激发单元20发出蓝光,经第一色镜31反射至色轮10的外圈,当蓝光接触色轮10外圈的蓝光透光区时,透过色轮10到达第一反射镜32,经反射到达第二色镜33,透射到达第二反射镜34并反射至第三色镜35,透射出光源系统;当蓝光接触色轮10外圈的黄光色荧光区时产生黄光并反射,当蓝光接触色轮10外圈的绿色荧光区时产生绿光并反射,反射出的黄光和绿光透射第一色镜31,经第三反射镜37反射至第四色镜36,第四色镜36将绿光反射至光束调整单元60,将黄光透射至红色滤光片40。
到达光束调整单元60的绿光根据光源系统的结构大小需求来选择采用准直透镜组或者聚光透镜组,当光源系统要求结构紧凑时选择聚光透镜组,来减小光束的角度,从而减小色轮10的面积;当光源系统要求较高的光亮效果且空间充足时选用准直透镜组,来获取更好的光亮效果。绿光经过光束调整单元60后到达色轮10的内圈绿光透光区,经第二色镜33、第二反射镜34反射至第三色镜35,并透射出光源系统。
到达红色滤光片40的黄光,经过红色滤光片40滤出红光,红光经第三色镜35反射出光源系统。从而实现整个光源系统依次输出蓝光、绿光和红光三基色。
需要说明的是,本申请的说明书及其附图中给出了本申请的较佳的实施方式,但是,本申请可以通过许多不同的形式来实现,并不限于本说明书所描述的实施方式,这些实施方式不作为对本申请内容的额外限制,提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。并且,上述各技术特征继续相互组合,形成未在上面列举的各种实施方式,均视为本申请说明书记载的范围;进一步地,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种色轮,包括:
具有透光区的内圈和具有荧光区和透光区的外圈,所述外圈的荧光区包括绿色荧光区和黄色荧光区,所述绿色荧光区呈对角分布,所述内圈的透光区呈对角分布,内圈的透光区角度大于等于外圈的绿色荧光区角度,即绿色荧光区圆环的过圆心的角度延长线落在所述内圈的透光区圆环内,使得在绿色荧光区产生的绿光经反射后从所述透光区透过,而在所述黄色荧光区产生的黄光经反射后投射至红色滤光片。
2.根据权利要求1所述的色轮,其特征在于,所述的黄色荧光区包括第一黄色荧光区和第二黄色荧光区,所述的绿色荧光区包括呈对角分布的第一绿色荧光区和第二绿色荧光区,所述第一、第二黄色荧光区和所述第一、第二绿色荧光区交替分布。
3.根据权利要求1所述的色轮,其特征在于,所述外圈的透光区位于绿色荧光区和黄色荧光区之间。
4.根据权利要求1所述的色轮,其特征在于,所述外圈的荧光区包括多个黄色荧光区和多对呈对角分布的绿色荧光区,所述黄色荧光区和所述绿色荧光区交替分布。
5.一种色轮,包括:
具有透光区的外圈和具有荧光区和透光区的内圈,所述内圈的荧光区包括绿色荧光区和黄色荧光区,所述绿色荧光区呈对角分布,所述外圈的透光区呈对角分布,外圈的透光区角度大于等于内圈的绿色荧光区角度,即绿色荧光区圆环的过圆心的角度延长线落在所述外圈的透光区圆环内,使得在绿色荧光区产生的绿光经反射后从所述透光区透过,而在所述黄色荧光区产生的黄光经反射后投射至红色滤光片。
6.一种激光光源系统,包括:可产生一种激光的光源激发单元、反射镜组、色镜组、色轮、光束调整单元和滤光片,其中,
所述反射镜组为可反射所有色光,包括第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜;
所述色镜组包括:反射蓝光透射黄光和绿光的第一色镜、反射绿光透射蓝光的第二色镜、反射红光透射蓝光和绿光的第三色镜和反射绿光透射黄光的第四色镜;
所述第一反射镜、第二反射镜、第三色镜和第三反射镜围成一个矩形,分别设置于矩形四个顶点处,第二色镜设置于第一反射镜和第二反射镜之间,第四色镜设置于第三色镜和第三反射镜之间,第一色镜设置于第一反射镜和第三反射镜之间;
所述滤光片为红光滤光片,设置于第三色镜和第四色镜之间;
所述色轮设置于第一色镜与第一反射镜之间;
所述色轮为权利要求1或权利要求5所述的色轮。
7.根据权利要求6所述的激光光源系统,其特征在于,所述的光束调整单元为准直透镜组。
8.根据权利要求6所述的激光光源系统,其特征在于,所述的光束调整单元为可使光束角度减小的聚光透镜组。
9.根据权利要求6-8的任一项所述的激光光源系统,其特征在于,所述的第一色镜反射的蓝光投射在色轮的具有荧光区的外圈或内圈。
10.根据权利要求9所述的激光光源系统,其特征在于,所述的第四色镜反射的绿光投射在色轮的未设置荧光区的内圈或外圈。
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