CN106647129A - 一种红绿蓝三色激光投影光源及dlp激光投影显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种红绿蓝三色激光投影光源及DLP激光投影显示装置，包括红光激光光源装置、绿光激光光源装置、蓝光激光光源装置、液冷板、耦合模块、冷却装置和反射装置。本发明不仅提高了光源亮度及光能的有效利用率，而且成功解决了激光光源的不均匀性和散斑问题，避免了因局部光能量过度集中造成对后端成像系统的损毁。此外，本发明同时具有广色域、长寿命、环保节能等特点，在投影显示领域有很高的使用价值。

Description

一种红绿蓝三色激光投影光源及DLP激光投影显示装置

技术领域

本发明涉及激光投影技术领域，尤其涉及一种红绿蓝三色激光投影光源及DLP激光投影显示装置。

背景技术

现有的投影系统照明所使用的超高压汞灯、金属卤化物灯、氙灯、卤素灯、LED光源、蓝光激光激发银光粉光源等这些光源的发光强度及光谱均受到发光物质及其状态的限制，呈现出连续或者是带状光谱的特征。除LED光源为光源生产出来后，光源的白场坐标就被固定，无法很好的满足后期白场色坐标实时调整需求。LED光源能满足后期白场色坐标实时调整需求，但LED光源本身亮度低且利用率不高，因此很难满足中高亮度的光源需求。且所有光源的色彩饱和度偏低，不能更好的还原图像。目前现有的技术通常采用在视频信号处理上调整光源的亮度，也是以牺牲对比度和色彩饱和为代价来提高白场的亮度。所以，虽然这些技术可能将图像色彩柔和化及亮度提高，但是图像的整体质量却下降了，图1是现有投影光源和激光光源的色彩饱和对比。

近年来，随着激光发光二极管技术的成熟，也有人尝试通过用发光二级光作为投影显示光源。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种红绿蓝三色激光投影光源及DLP激光投影显示装置。

本发明的技术方案如下：本发明提供一种红绿蓝三色激光投影光源及DLP激光投影显示装置，包括红光激光光源装置、绿光激光光源装置、蓝光激光光源装置、液冷板、耦合模块、冷却装置和反射装置，所述红光激光光源装置、所述绿光激光光源装置和所述蓝光激光光源装置均匀排列安装于所述液冷板上，所述红光激光光源装置、所述绿光激光光源装置和所述蓝光激光光源装置的上端处于同一平面内，且光源发射方向设置有所述耦合模块，所述耦合模块的另一侧设置有所述反射装置，所述液冷板上设置有冷却装置。

本发明优选的，所述红光激光光源装置包括红光激光光源、红光反射镜、红光光源模块和红光分色镜，所述红光光源模块安装于所述液冷板的一侧，所述红光反射镜的数量与所述红光激光光源相适配，且包括多个，均匀排列设置于所述红光光源模块上，所述红光分色镜安装于所述红光光源模块的上方，所述红光激光光源发射红光通过所述红光反射镜反射到所述红光分色镜上。

本发明优选的，所述绿光激光光源装置包括绿光激光光源、绿光反射镜、绿光光源模块和绿光分色镜，所述绿光光源模块安装于所述液冷板的中部，所述绿光反射镜的数量与所述绿光激光光源相适配，且包括多个，均匀排列设置于所述绿光光源模块上，所述绿光分色镜安装于所述绿光光源模块的上方，所述绿光激光光源发射绿光通过所述绿光反射镜反射到所述绿光分色镜上。

本发明优选的，所述蓝光激光光源装置包括蓝光激光光源、蓝光反射镜、蓝光光源模块和蓝光分色镜，所述蓝光光源模块安装于所述液冷板的另一侧，所述蓝光反射镜的数量与所述蓝光激光光源相适配，且包括多个，均匀排列设置于所述蓝光光源模块上，所述蓝光分色镜安装于所述蓝光光源模块的上方，所述蓝光激光光源发射蓝光通过所述蓝光反射镜反射到所述蓝光分色镜上。

本发明优选的，所述红光分色镜、所述绿光分色镜和所述蓝光分色镜处于同一平面上。

本发明优选的，所述耦合模块包括第一耦合镜、第一光棒、马达、第二耦合镜和第二光棒，所述第一耦合镜安装于所述蓝光分色镜的一端，所述马达安装于所述第一耦合镜的另一端，其中空轴上设置有所述第一光棒，所述第一光棒的一端与所述第一耦合镜连接，另一端与所述第二耦合镜的一端连接，所述第二耦合镜的另一端设置有所述第二光棒。

本发明优选的，所述反射装置包括反射镜、镜头和屏幕，所述反射镜倾斜设置于所述第二光棒的另一端，所述反射镜的正下方设置有所述镜头，所述镜头的正下方设置有所述屏幕。

本发明优选的，所述冷却装置包括传导管、第一换热器、第二换热器、恒温控制器、控温换热装置和水泵，所述液冷板的一端通过所述传导管与所述第一换热器的一端连接，所述第一换热器的另一端通过所述传导管与所述恒温控制器的一端连接，所述恒温控制器的另一端串联所述水泵后与所述液冷板的另一端连接，所述恒温控制器的一侧设置有所述控温换热装置。

本发明优选的，所述马达为无刷电动马达，其频率为30～300Hz。

本发明优选的，所述液冷板中嵌有导流通道，所述导流通道的非光源面覆盖有隔热膜。

本发明优选的，所述传导管为高压塑胶水管或高压金属水管，所述传导管的外壁上覆盖有隔热膜。

本发明的有益效果如下：

采用上述方案，本发明不仅提高了光源亮度及光能的有效利用率，而且成功解决了激光光源的不均匀性和散斑问题，避免了因局部光能量过度集中造成对后端成像系统的损毁。此外，本发明同时具有广色域、长寿命、环保节能等特点，在投影显示领域有很高的使用价值。

附图说明

图1为本发明背景技术中不同的光源的投影系统色域对比图；

图2为本发明所述一种红绿蓝三色激光投影光源及DLP激光投影显示装置的结构示意图；

图3为本发明单色激光模组输出光斑示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

请参阅图2和图3，本发明提供一种红绿蓝三色激光投影光源及DLP激光投影显示装置，包括红光激光光源装置、绿光激光光源装置、蓝光激光光源装置、液冷板600、耦合模块、冷却装置和反射装置，红光激光光源装置、绿光激光光源装置和蓝光激光光源装置均匀排列安装于液冷板600上，红光激光光源装置、绿光激光光源装置和蓝光激光光源装置的上端处于同一平面内，且光源发射方向设置有耦合模块，耦合模块的另一侧设置有反射装置，液冷板600上设置有冷却装置，液冷板600中嵌有导流通道(图中未示出)，导流通道的非光源面覆盖有隔热膜(图中未示出)。

如图1所示，红光激光光源装置包括红光激光光源100、红光反射镜101、红光光源模块102和红光分色镜103，红光光源模块102安装于液冷板600的一侧，红光反射镜101的数量与红光激光光源100相适配，且包括多个，均匀排列设置于红光光源模块102上，红光分色镜103安装于红光光源模块102的上方，红光激光光源100发射红光通过红光反射镜101反射到红光分色镜103上。

如图1所示，绿光激光光源装置包括绿光激光光源200、绿光反射镜201、绿光光源模块202和绿光分色镜203，绿光光源模块202安装于液冷板600的中部，绿光反射镜201的数量与绿光激光光源200相适配，且包括多个，均匀排列设置于绿光光源模块202上，绿光分色镜203安装于绿光光源模块202的上方，绿光激光光源200发射绿光通过绿光反射镜反射到绿光分色镜203上。

如图1所示，蓝光激光光源装置包括蓝光激光光源300、蓝光反射镜301、蓝光光源模块302和蓝光分色镜303，蓝光光源模块302安装于液冷板600的另一侧，蓝光反射镜301的数量与蓝光激光光源200相适配，且包括多个，均匀排列设置于蓝光光源模块302上，蓝光分色镜303安装于蓝光光源模块302的上方，蓝光激光光源200发射蓝光通过蓝光反射镜301反射到蓝光分色镜303上。

如图1所示，本发明优选的，红光分色镜103、绿光分色镜203和蓝光分色镜303处于同一平面上。

如图1所述，耦合模块包括第一耦合镜400、第一光棒401、马达402、第二耦合镜403和第二光棒404，第一耦合镜400安装于蓝光分色镜303的一端，马达402安装于第一耦合镜400的另一端，其中空轴上设置有第一光棒401，第一光棒401的一端与第一耦合镜400连接，另一端与第二耦合镜403的一端连接，第二耦合镜403的另一端设置有第二光棒404，马达402为无刷电动马达，其频率为30～300Hz。

如图1所述，反射装置包括反射镜500、镜头501和屏幕502，反射镜500倾斜45°角设置于第二光棒404的另一端，反射镜500的正下方设置有镜头501，镜头501的正下方设置有屏幕502。

如图1所述，冷却装置包括传导管601、第一换热器602、第二换热器603、恒温控制器604、控温换热装置605和水泵606，液冷板600的一端通过传导管601与第一换热器602的一端连接，第一换热器602的另一端通过传导管600与恒温控制器604的一端连接，恒温控制器604的另一端串联水泵606后与液冷板600的另一端连接，恒温控制器604的一侧设置有控温换热装置605，传导管601为高压塑胶水管或高压金属水管，传导管601的外壁上覆盖有隔热膜(图中未示出)。

本发明的工作原理如下：

如图3所示，为红光激光光源100的波长为635nm、绿光激光光源200的波长为520nm、蓝光激光光源300的波长为450nm的输出长方形光斑图，通过红光分色镜103、绿光分色镜203和蓝光分色镜303合成不均匀的白光，通过第一耦合镜400把不均匀的白光耦合到第一光棒401中，第一光棒401内嵌到高速中空马达402中，工作过程中，光线通过高速旋转的第一光棒401，实现了在统一空间不同时间段的不同光能量的叠加，来最大程度上实现了出光光斑的均匀性，根据实际激光光源数量来选择是否在第二耦合镜403上添加匀化片，然后通过第二耦合镜403耦合到第二光棒404，通过第二光棒404的整形输出给单DLP投影机成像系统。

采用上述方案，本发明不仅提高了光源亮度及光能的有效利用率，而且成功解决了激光光源的不均匀性和散斑问题，避免了因局部光能量过度集中造成对后端成像系统的损毁。此外，本发明同时具有广色域、长寿命、环保节能等特点，在投影显示领域有很高的使用价值。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种红绿蓝三色激光投影光源及DLP激光投影显示装置，其特征在于，包括红光激光光源装置、绿光激光光源装置、蓝光激光光源装置、液冷板、耦合模块、冷却装置和反射装置，所述红光激光光源装置、所述绿光激光光源装置和所述蓝光激光光源装置均匀排列安装于所述液冷板上，所述红光激光光源装置、所述绿光激光光源装置和所述蓝光激光光源装置的上端处于同一平面内，且光源发射方向设置有所述耦合模块，所述耦合模块的另一侧设置有所述反射装置，所述液冷板上设置有冷却装置。

2.根据权利要求1所述的红绿蓝三色激光投影光源及DLP激光投影显示装置斑装置，其特征在于，所述红光激光光源装置包括红光激光光源、红光反射镜、红光光源模块和红光分色镜，所述红光光源模块安装于所述液冷板的一侧，所述红光反射镜的数量与所述红光激光光源相适配，且包括多个，均匀排列设置于所述红光光源模块上，所述红光分色镜安装于所述红光光源模块的上方，所述红光激光光源发射红光通过所述红光反射镜反射到所述红光分色镜上。

3.根据权利要求2所述的红绿蓝三色激光投影光源及DLP激光投影显示装置斑装置，其特征在于，所述绿光激光光源装置包括绿光激光光源、绿光反射镜、绿光光源模块和绿光分色镜，所述绿光光源模块安装于所述液冷板的中部，所述绿光反射镜的数量与所述绿光激光光源相适配，且包括多个，均匀排列设置于所述绿光光源模块上，所述绿光分色镜安装于所述绿光光源模块的上方，所述绿光激光光源发射绿光通过所述绿光反射镜反射到所述绿光分色镜上。

4.根据权利要求3所述的红绿蓝三色激光投影光源及DLP激光投影显示装置斑装置，其特征在于，所述蓝光激光光源装置包括蓝光激光光源、蓝光反射镜、蓝光光源模块和蓝光分色镜，所述蓝光光源模块安装于所述液冷板的另一侧，所述蓝光反射镜的数量与所述蓝光激光光源相适配，且包括多个，均匀排列设置于所述蓝光光源模块上，所述蓝光分色镜安装于所述蓝光光源模块的上方，所述蓝光激光光源发射蓝光通过所述蓝光反射镜反射到所述蓝光分色镜上。

5.根据权利要求2、3或4所述的红绿蓝三色激光投影光源及DLP激光投影显示装置斑装置，其特征在于，所述红光分色镜、所述绿光分色镜和所述蓝光分色镜处于同一平面上。

6.根据权利要求5所述的红绿蓝三色激光投影光源及DLP激光投影显示装置斑装置，其特征在于，所述耦合模块包括第一耦合镜、第一光棒、马达、第二耦合镜和第二光棒，所述第一耦合镜安装于所述蓝光分色镜的一端，所述马达安装于所述第一耦合镜的另一端，其中空轴上设置有所述第一光棒，所述第一光棒的一端与所述第一耦合镜连接，另一端与所述第二耦合镜的一端连接，所述第二耦合镜的另一端设置有所述第二光棒。

7.根据权利要求6所述的红绿蓝三色激光投影光源及DLP激光投影显示装置斑装置，其特征在于，所述反射装置包括反射镜、镜头和屏幕，所述反射镜倾斜设置于所述第二光棒的另一端，所述反射镜的正下方设置有所述镜头，所述镜头的正下方设置有所述屏幕。

8.根据权利要求1所述的红绿蓝三色激光投影光源及DLP激光投影显示装置斑装置，其特征在于，所述冷却装置包括传导管、第一换热器、第二换热器、恒温控制器、控温换热装置和水泵，所述液冷板的一端通过所述传导管与所述第一换热器的一端连接，所述第一换热器的另一端通过所述传导管与所述恒温控制器的一端连接，所述恒温控制器的另一端串联所述水泵后与所述液冷板的另一端连接，所述恒温控制器的一侧设置有所述控温换热装置。

9.根据权利要求6所述的红绿蓝三色激光投影光源及DLP激光投影显示装置斑装置，其特征在于，所述马达为无刷电动马达，其频率为30～300Hz。

10.根据权利要求8所述的红绿蓝三色激光投影光源及DLP激光投影显示装置斑装置，其特征在于，所述液冷板中嵌有导流通道，所述导流通道的非光源面覆盖有隔热膜。

11.根据权利要求8所述的红绿蓝三色激光投影光源及DLP激光投影显示装置斑装置，其特征在于，所述传导管为高压塑胶水管或高压金属水管，所述传导管的外壁上覆盖有隔热膜。