CN107505807A - 一种激光光源及投影显示设备 - Google Patents

一种激光光源及投影显示设备 Download PDF

Info

Publication number
CN107505807A
CN107505807A CN201710933580.3A CN201710933580A CN107505807A CN 107505807 A CN107505807 A CN 107505807A CN 201710933580 A CN201710933580 A CN 201710933580A CN 107505807 A CN107505807 A CN 107505807A
Authority
CN
China
Prior art keywords
blue
laser
polarised light
light
polarization
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710933580.3A
Other languages
English (en)
Inventor
李巍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao Hisense Electronics Co Ltd
Original Assignee
Qingdao Hisense Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao Hisense Electronics Co Ltd filed Critical Qingdao Hisense Electronics Co Ltd
Priority to CN201710933580.3A priority Critical patent/CN107505807A/zh
Publication of CN107505807A publication Critical patent/CN107505807A/zh
Priority to PCT/CN2018/090435 priority patent/WO2019071971A1/zh
Priority to US16/004,027 priority patent/US10509303B2/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2033—LED or laser light sources
    • G03B21/204—LED or laser light sources using secondary light emission, e.g. luminescence or fluorescence
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2066—Reflectors in illumination beam
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2073—Polarisers in the lamp house
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/208—Homogenising, shaping of the illumination light

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

本发明公开了一种激光光源及投影显示设备，该激光光源包括至少发出第一蓝色偏振光和第三蓝色偏振光的激光器阵列、反射式荧光轮、1/4波片、反射镜和设置在激光器阵列和反射式荧光轮之间的偏振二向色组件，其中，反射式荧光轮设置有荧光反射区；1/4波片接收经偏振二向色组件反射的第一蓝色偏振光，并将第一蓝色偏振光转换为第二蓝色偏振光；1/4波片还接收经反射镜反射的第二蓝色偏振光，并将第二蓝色偏振光转换为第三蓝色偏振光；偏振二向色组件透射来自1/4波片和激光器阵列的第三蓝色偏振光，并反射来自激光器阵列的第三蓝色偏振光照射荧光反射区时所产生的荧光。该激光光源，光学组件少，激光的损失也大大减少，激光利用率大大提高。

Description

一种激光光源及投影显示设备
技术领域
本发明涉及激光显示技术领域，尤其涉及一种激光光源及投影显示设备。
背景技术
随着市场需求的不断提高，高亮度、大尺寸、高分辨率的投影机越来越多的受到市场关注。激光光源由于其单位面积发光功率高、使用寿命长、色彩好等优点开始应用在投影机技术中。但是由于绿色激光器阵列不成熟，效率低，通常在激光光源中使用荧光粉，利用激光激发荧光粉的方式发出绿色等颜色的荧光，从而为投影机提供R、G、B光。
目前，投影机常用的激光光源，如图1所示，包括激光器阵列1；设置在激光器阵列1出光方向上的扩散片2；设置在扩散片2出光方向且与出光方向成45°角的二向色镜3；设置在二向色镜3出光方向的荧光轮5，荧光轮5包括激光透射区和荧光区；设置在荧光轮5周围的中继回路7，其中，中继回路7为三个透镜与三个反射镜组成的光路转换系统；以及设置在扩散片2一侧的匀化组件8；另外，还包括两个准直组件，二向色镜3和荧光轮5之间设置准直组件4，荧光轮5与中继回路7之间设置准直组件6。使用时，激光器阵列1发射出的激光经扩散片2后形成圆形高斯光束，透过二向色镜3，经准直组件4准直后照射到旋转的荧光轮5上。当激光照射到激光透射区时，激光透过激光透射区，经过准直组件6准直后，通过中继回路7转向，经过二向色镜3进入匀化组件8中匀化；当激光照射到荧光区时，激光在荧光区受激发出荧光，激发的荧光经准直组件4后照射到二向色镜3，经二向色镜3反射至匀化组件8进行匀化，随着荧光轮5的旋转，不断从匀化组件8出光处获得匀化的激光和荧光。该激光光源获得的匀化的激光和荧光为光机提供照明，最后由镜头投射到投影屏幕上显示图像。
但是，现有技术中的激光光源，激光透射过荧光轮5后还需要经过中继回路进行转向后才能通过二向色镜3进入匀化组件8，中继回路7为三个透镜与三个反射镜组成，光路结构复杂。
发明内容
本发明提供了一种激光光源及投影显示设备，以解决现有技术中存在的问题。
第一方面，本发明提供了一种激光光源，包括至少发出第一蓝色偏振光和第三蓝色偏振光的激光器阵列、反射式荧光轮、1/4波片、反射镜以及设置在所述激光器阵列和反射式荧光轮之间的偏振二向色组件，其中，所述反射式荧光轮设置有荧光反射区；
所述1/4波片用于接收经所述偏振二向色组件反射的所述第一蓝色偏振光，并将所述第一蓝色偏振光转换为第二蓝色偏振光；
所述1/4波片还用于接收经所述反射镜反射的所述第二蓝色偏振光，并将所述第二蓝色偏振光转换为所述第三蓝色偏振光；
所述偏振二向色组件透射来自所述1/4波片和激光器阵列的所述第三蓝色偏振光，并反射来自所述激光器阵列的第三蓝色偏振光照射所述荧光反射区时所产生的荧光。
第二方面，本发明还提供了一种投影显示设备，包括激光光源、光机、镜头以及投影屏幕，所述激光光源为所述光机提供照明，并由所述镜头投射至所述投影屏幕显示图像，所述激光光源为第一方面各种实施方式中所述的激光光源。
本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明实施例提供的激光光源，激光器阵列发出的第一蓝色偏振光和第三蓝色偏振光在偏振二向色组件处分束，其中，第一蓝色偏振光被偏振二向色组件反射至1/4波片，经1/4波片后偏振方向旋转45°，转换为第二蓝色偏振光，第二蓝色偏振光经反射镜又反射到1/4波片，经1/4波片后偏振方向旋转45°，转换为与第一蓝色偏振光偏振方向垂直的第三蓝色偏振光，第三蓝色偏振光从偏振二向色组件透射给显示芯片，从而为显示芯片提供激光；在偏振二向色组件分束获得的第三蓝色偏振光透射到反射式荧光轮上的荧光反射区，激发荧光粉，产生荧光并反射到偏振二向色组件，经偏振二向色组件反射给显示芯片，从而为显示芯片提供荧光。本发明实施例提供的激光光源，偏振二向色组件将激光器阵列发射的第一蓝色偏振光和第三蓝色偏振光进行分束，第三蓝色偏振光经反射式荧光轮产生荧光，第一蓝色偏振光从1/4波片透射至反射镜，反射镜又将其反射给1/4波片，依次经1/4波片和偏振二向色组件透射给显示芯片，而现有技术中显示芯片接收的激光需要通过二向色镜、透射式荧光轮，还需要通过三个透镜和三个反射镜组成的中继回路以及二向色镜。因此，相对于现有技术来说，本发明实施例中的激光光源，的光路更简单，光学组件少，激光的损失也大大减少，使本光源激光利用率大大提高。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术提供的一种激光光源的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种激光光源的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种反射式荧光轮的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种荧光反射区的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种激光光源的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的再一种激光光源的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种投影显示设备的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种激光光源，解决现有技术中激光透射过反射式荧光轮后还需要经过中继回路转向导致的光路结构复杂问题。
实施例一
本发明实施例提供一种激光光源，如图2所示，包括至少发出第一蓝色偏振光和第三蓝色偏振光的激光器阵列1、反射式荧光轮10、1/4波片11、反射镜12和设置在所述激光器阵列1和所述反射式荧光轮10之间的偏振二向色组件9。其中，
偏振二向色组件9倾斜设置在激光器阵列1和反射式荧光轮10之间。
1/4波片11设置在偏振二向色组件9的一侧，用于接收偏振二向色组件9反射的第一蓝色偏振光，且1/4波片11和偏振二向色组件9之间的光路传输方向与激光器阵列1和反射式荧光轮10之间的光路传输方向相互垂直。
反射镜12，设置在1/4波片11远离偏振二向色组件9的一侧。
上述激光光源中，激光的传输路径如下所述：
激光器阵列1用于至少发出第一蓝色偏振光和第三蓝色偏振光。在具体实施过程中，激光器阵列1可以为蓝色激光器阵列，蓝色激光器阵列可以发出第一蓝色偏振光和第三蓝色偏振光。
激光器阵列1发出的第一蓝色偏振光和第三蓝色偏振光照射到偏振二向色组件9，偏振二向色组件9将第一蓝色偏振光和第三蓝色偏振光分束，将第一蓝色偏振光反射给1/4波片11、第三蓝色偏振光透射给反射式荧光轮10。
在具体实施过程中，第一蓝色偏振光可以为P光，也可以为S光，相对应的，当第一蓝色偏振光为P光时，第三蓝色偏振光为S光，当第一蓝色偏振光为S光时，第三蓝色偏振光为P光。
调整偏振二向色组件9与激光器阵列1发出的第一蓝色偏振光和第三蓝色偏振光偏振方向的夹角，即可调整偏振二向色组件9透射的第一蓝色偏振光和反射的第三蓝色偏振光的比例。
在具体实施过程中，激光器阵列1发出的第一蓝色偏振光和第三蓝色偏振光的功率可以相同。为了适应不同的投影显示亮度和色彩要求，可以根据需求调整偏振二向色组件与第一蓝色偏振光偏振方向的夹角，比如，可以将偏振二向色组件与第一蓝色偏振光偏振方向的夹角设置在45°～70°范围内。当夹角在45°～70°范围时，偏振二向色组件9分束获得的第三蓝色偏振光在激光器阵列发射的激光光束的比例大于或等于第一蓝色偏振光的比例，且第一蓝色偏振光也能满足显示亮度和色彩配比的要求。
当然，在具体实施过程中，45°～70°为偏振二向色组件9与接收的第一蓝色偏振光偏振方向的夹角的优选范围，可以根据实际情况选取偏振二向色组件9与接收的第一蓝色偏振光偏振方向的夹角为任意角度，在此不做具体限定。
在一种应用场景中，偏振二向色组件9与接收的第一蓝色偏振光偏振方向的夹角为45°时，激光器阵列1发射的第一蓝色偏振光全部反射，第三蓝色偏振光全部透射。此时，偏振二向色组件9分束获得的第一蓝色偏振光和第三蓝色偏振光的比例大约为1:1，激光光源产生的激光和荧光的比例可以满足显示亮度和色彩配比的要求。
在第二种应用场景中，偏振二向色组件9与接收的激光光束偏振方向的夹角为60°时，偏振二向色组件9分束获得的第一蓝色偏振光和第三蓝色偏振光的比例大约为1:2，激光光源产生的激光和荧光的比例能带来最佳的显示亮度和色彩呈现。
在第三种应用场景中，偏振二向色组件9与接收的激光光束偏振方向的夹角为70°时，偏振二向色组件9分束获得的第一蓝色偏振光和第三蓝色偏振光的比例大约为2:7，激光光源产生的激光和荧光的比例可以满足显示亮度和色彩配比的要求。
进一步的，在具体实施过程中，为了满足显示亮度和色彩配比的要求，可以将偏振二向色组件9与接收的第一蓝色偏振光的偏振方向的夹角设置为55°～65°。
在一种可能的实施例中，偏振二向色组件9包括基板，靠近激光器阵列1一侧的基板上设置有偏振膜，所述偏振膜用于透射第三蓝色偏振光、反射第一蓝色偏振光，靠近反射式荧光轮一侧的基板设置有二向色膜，二向色膜用于透射第三蓝色偏振光、反射荧光，因此，偏振二向色组件9不仅能透射第三蓝色偏振光、反射第一蓝色偏振光，对荧光还有光路转向作用。
在一种可能的实施例中，偏振膜可以采用氧化铪和二氧化硅膜系，通过合理设计，氧化铪和二氧化硅膜系的偏振膜可以使第三蓝色偏振光的透射率在99％以上，而第一蓝色偏振光的透射率在1％以内；二向色膜也可以采用氧化铪和二氧化硅膜系，通过合理设计，氧化铪和二氧化硅膜系的偏振膜可以使目标波段的荧光的透射率在1％以内，99％以上的荧光经过二向色膜时都反射出去。
偏振二向色组件9将第一蓝色偏振光反射给1/4波片11。1/4波片11可以将第一蓝色偏振光发生四分之一相位差的改变并形成第二蓝色偏振光透射给反射镜12，即第一蓝色偏振光经过1/4波片11后，其偏振方向旋转45°，转换为第二蓝色偏振光透射给反射镜12。反射镜12将获得的第二蓝色偏振光又反射给1/4波片11，1/4波片11可以将第二蓝色偏振光发生四分之相位差的改变并形成第三蓝色偏振光，即第二蓝色偏振光经1/4波片11后偏振方向旋转45°，转换为与第一蓝色偏振光的偏振方向垂直的第三蓝色偏振光，第三蓝色偏振光透射到偏振二向色组件9上。其中，所述第二蓝色偏振光包括圆偏振光。
在一种应用场景中，若第一蓝色偏振光为P光，当P光经过1/4波片11时，将发生四分之一相位差的改变并转换为蓝色圆偏振光；该蓝色圆偏振光经反射镜12又反射给1/4波片11，经1/4波片11后发生四分之一相位差的改变转换为S光。
1/4波片11透射的第三蓝色偏振光照射到偏振二向色组件9上，由于偏振二向色组件可以透射第三蓝色偏振光，因此，第三蓝色偏振光直接通过偏振二向色组件9透射出去，被显示芯片接收，从而为显示芯片提供蓝色激光。
激光器阵列1与反射式荧光轮10的光路传输方向上，偏振二向色组件9分束获得的第三蓝色偏振光透射到反射式荧光轮10上。如图3所示，反射式荧光轮10可以为圆形结构，其中心轴位置设置有转动轴120，其转动平面与入射的第二蓝色偏振光的光束垂直设置，沿反射式荧光轮10的圆周方向设置荧光反射区110。荧光反射区110接收来自偏振二向色组件9透射的第三蓝色偏振光，激发出荧光并反射给偏振二向色组件9。
具体的，反射式荧光轮10的基板可以为铝基板，铝基板可以反射可见光波段的光线。在靠近偏振二向色组件9一侧的铝基板上涂覆目标颜色荧光粉，可以作为荧光反射区110。例如，目标颜色为绿色，则在靠近偏振二向色组件9的一侧的部分区域涂覆绿色荧光粉作为荧光反射区110。
当然，反射式荧光轮10的基板可以为透明基板，可以在透明基板上远离准直组件4一侧设置荧光所在波段的高反膜，靠近偏振二向色组件9一侧涂覆目标颜色荧光粉作为荧光反射区110。当第三蓝色偏振光照射到目标颜色荧光粉时，产生荧光，经荧光所在波段的高反膜反射给偏振二向色组件9。
在本发明实施例中，反射式荧光轮10可以受驱动沿其转动轴120转动，其转动平面与入射的第三蓝色偏振光光束垂直设置，反射式荧光轮10可以一直为偏振二向色组件9提供荧光的同时，通过驱动其旋转，可以避免持续照射反射式荧光轮10的同一位置导致产生过多热量影响其寿命。
在一种可能的实施例中，荧光反射区110可以全部涂覆黄色和绿色混合荧光粉，当第三蓝色偏振光照射到黄色和绿色混合荧光粉时，能够同时激发出黄色荧光和绿色荧光，并反射给偏振二向色组件9。
在本发明实施例中，由于蓝色激光激发绿色荧光的效率大于激发黄光的效率，因此，黄色和绿色混合荧光粉中黄色荧光粉和绿色荧光粉的比例需要大于1:1。在具体实施过程中，可选取黄色荧光粉和绿色荧光粉的比例为3:1或者5:1的黄色和绿色混合荧光粉，即3份的黄色荧光粉和1份的绿色荧光粉混合产生的黄色和绿色混合荧光粉，或者5份的黄色荧光粉和1份的绿色荧光粉混合产生的黄色和绿色混合荧光粉。当然，3:1或者5:1为黄色和绿色混合荧光粉中黄色荧光粉和绿色荧光粉的优选配比，用户可根据实际需要，设定黄色和绿色混合荧光粉中黄色荧光粉和绿色荧光粉的配比为任意大于1:1但小于100:1的配比，在此不做具体限定。
在本发明实施例中，当荧光反射区全部涂覆黄色和绿色混合荧光粉时，当第三蓝色偏振光照射到荧光反射区时，能够同时激发出黄色荧光和绿色荧光。由于偏振二向色组件分束的第一蓝色偏振光为显示芯片提供蓝色激光，第三蓝色偏振光激发出黄色荧光和绿色荧光，提供给显示芯片，因此，该激光光源可以同时为显示芯片提供激光和荧光，即为显示芯片提供无时序的激光和荧光。
在另一种可能的实施例中，如图4所示，反射式荧光轮10的的荧光反射区110包括绿色荧光反射区111和黄色荧光反射区112，其中，所述绿色荧光反射区111设置有绿色荧光粉，所述黄色荧光反射区112设置有黄色荧光粉。
反射式荧光轮10转动过程中，当第三蓝色偏振光照射到绿色荧光反射区111时，第三蓝色偏振光可以激发绿色荧光粉发出绿色荧光；当第三蓝色偏振光照射到黄色荧光发射区112时，第三蓝色偏振光可以激发黄色荧光粉发出黄色荧光。随着反射式荧光轮10的不断旋转，不断有黄色荧光和绿色荧光通过偏振二向色组件转向，并提供给显示芯片。
本发明实施例提供的激光光源，激光器阵列发出的第一蓝色偏振光和第三蓝色偏振光在偏振二向色组件处分束，其中，第一蓝色偏振光被偏振二向色组件反射至1/4波片，经1/4波片后偏振方向旋转45°，转换为第二蓝色偏振光，第二蓝色偏振光经反射镜又反射到1/4波片，经1/4波片后偏振方向旋转45°，转换为与第一蓝色偏振光偏振方向垂直的第三蓝色偏振光，第三蓝色偏振光从偏振二向色组件透射给显示芯片，从而为显示芯片提供蓝色激光；在偏振二向色组件分束获得的第三蓝色偏振光透射到反射式荧光轮上的荧光反射区，激发荧光粉，产生荧光并反射到偏振二向色组件，经偏振二向色组件反射给显示芯片，从而为显示芯片提供荧光。本发明实施例提供的激光光源，偏振二向色组件将激光器阵列发射的第一蓝色偏振光和第三蓝色偏振光进行分束，第三蓝色偏振光经反射式荧光轮产生荧光，第一蓝色偏振光从1/4波片透射至反射镜，反射镜又将其反射给1/4波片，依次经1/4波片和偏振二向色组件透射给显示芯片，而现有技术中显示芯片接收的激光需要通过二向色镜、透射式荧光轮，还需要通过三个透镜和三个反射镜组成的中继回路以及二向色镜。因此，相对于现有技术来说，本发明实施例中的激光光源，的光路更简单，光学组件少，激光的损失也大大减少，使本光源激光利用率大大提高。
在一种可能的实施例中，如图5所示，该激光光源还包括扩散片2和准直组件4，其中，扩散片2设置在激光器阵列1和偏振二向色组件9之间，准直组件4设置在偏振二向色组件9和反射式荧光轮10之间。
激光器阵列1发出的包括第一蓝色偏振光和第三蓝色偏振光的激光光束照射到扩散片2上，扩散片2可以将激光器阵列1发出的激光光束转换为圆形高斯光束，该圆形高斯光束为近平行光。扩散片2将该圆形高斯光束透射给倾斜设置的偏振二向色组件9。
进一步的，该激光光源还包括匀化组件8，匀化组件8设置在偏振二向色组件9远离1/4波片11的一侧。匀化组件8用于将偏振二向色组件9透射的来自1/4波片11的第三蓝色偏振光匀化，还用于将偏振二向色组件9反射的荧光匀化。在具体实施过程中，匀化组件8可以为复眼透镜或匀化光棒。
实施例二
本发明实施例提供的激光光源，与实施例一的不同之处在于，激光器阵列1还可以发出第一红色偏振光，如图6所示，激光器阵列1不仅包括发出第一蓝色偏振光和第三蓝色偏振光的蓝色激光器阵列13，还包括红色激光器阵列14，红色激光器阵列14可以发出第一红色偏振光。
红色激光器阵列14发出的第一红色偏振光照射到偏振二向色组件9上，偏振二向色组件9将第一红色偏振光反射给1/4波片11；1/4波片11接收第一红色偏振光，并将第一红色偏振光的偏振方向旋转45°，转换为第二红色偏振光透射给反射镜12；反射镜12将获得的第二红色偏振光又反射给1/4波片11，1/4波片11将第二红色偏振光的偏振方向旋转45°，转换为与第一红色偏振光的偏振方向垂直的第三红色偏振光透射给偏振二向色组件9；由于偏振二向色组件9可以透射第三红色偏振光，因此，第三红色偏振光直接通过偏振二向色组件9透射出去，被显示芯片接收，从而为显示芯片提供红色激光。
在具体实施过程中，红色激光器阵列发出的第一红色偏振光的偏振方向与偏振二向色组件9的夹角只能设置为45°左右，以使第一红色偏振光全部被偏振二向色组件9反射到1/4波片11，然后与第一蓝色偏振光类似，两次经过1/4波片后偏振方向旋转90°，此时的红色激光(第三红色偏振光)透过偏振二向色组件出射出去。
在具体实施过程中，第一红色偏振光可以为P光，也可以为S光，相对应的，当第一红色偏振光为P光时，第三红色偏振光为S光，当第一红色偏振光为S光时，第三红色偏振光为P光。需要注意的是，第一蓝色偏振光和第一红色偏振光的偏振性必须相同，即当第一蓝色偏振光为P光时，第一红色偏振光必须为P光；当第一蓝色偏振光为S光时，第一红色偏振光必须为S光。
本发明实施例提供的激光光源，与实施例一的不同之处还在于，该激光光源的反射式荧光轮的荧光反射区110上全部设置绿色荧光粉。当第三蓝色偏振光照射到荧光反射区110上的绿色荧光粉时，能够激发出绿色荧光并反射给偏振二向色组件9。由于偏振二向色组件9的二向色膜对荧光的反射作用，将入射的荧光全部反射给显示芯片，从而为显示芯片提供绿色荧光。
本发明实施例与实施例一的相同之处，请参考实施例一，在此不再赘述。
本发明实施例提供的激光光源，激光器阵列发出的第一蓝色偏振光和第三蓝色偏振光在偏振二向色组件处分束，其中，第一蓝色偏振光被偏振二向色组件反射至1/4波片，经1/4波片后偏振方向旋转45°，转换为第二蓝色偏振光，第二蓝色偏振光经反射镜又反射到1/4波片，经1/4波片后偏振方向旋转45°，转换为与第一蓝色偏振光偏振方向垂直的第三蓝色偏振光，第三蓝色偏振光从偏振二向色组件透射给显示芯片，从而为显示芯片提供蓝色激光；在偏振二向色组件分束获得的第三蓝色偏振光透射到反射式荧光轮上的荧光反射区，激发绿色荧光粉，产生绿色荧光并反射到偏振二向色组件，经偏振二向色组件反射给显示芯片，从而为显示芯片提供绿色荧光；激光器阵列发出的第一红色偏振光被偏振二向色组件反射至1/4波片，经1/4波片后偏振方向旋转45°，转换为第二红色偏振光，第二红色偏振光经反射镜又反射到1/4波片，经1/4波片后偏振方向旋转45°，转换为与第一红色偏振光偏振方向垂直的第三红色偏振光，第三红色偏振光从偏振二向色组件透射给显示芯片，从而为显示芯片提供红色激光。
实施例三
基于上述技术方案，本发明实施例还提供了一种投影显示设备，如图7所示，包括激光光源1001、光机1002、镜头1003以及投影屏幕1004。
该激光光源1001采用上述实施例中的激光光源，无时序性地输出激光和荧光，输出的激光和荧光进入光机1002，以LCOS芯片组成的光机为例,激光光源输出的激光和荧光按照不同颜色分束后，分别经LCOS芯片的调制，会聚到达镜头1003，最终在投影屏幕1004上成像。
当然，在具体实施过程中，光机1002也可以采用LCD芯片或DMD芯片组成的光机，用户可根据实际情况选取上述任一光机，在此不做具体限定。
本发明实施例提供的投影显示设备，激光光源采用偏振二向色组件、1/4波片、反射镜和反射式荧光轮等的设计，激光器阵列发出的第一蓝色偏振光和第三蓝色偏振光在偏振二向色组件处分束，其中，第一蓝色偏振光被偏振二向色组件反射至1/4波片，经1/4波片后偏振方向旋转45°，转换为第二蓝色偏振光，第二蓝色偏振光经反射镜又反射到1/4波片，经1/4波片后偏振方向再次旋转45°，转换为与第一蓝色偏振光偏振方向垂直的第三蓝色偏振光，第三蓝色偏振光从偏振二向色组件透射给显示芯片，从而为显示芯片提供激光；在偏振二向色组件分束获得的第三蓝色偏振光透射到反射式荧光轮上的荧光反射区，激发荧光粉，产生荧光并反射到偏振二向色组件，经偏振二向色组件反射给显示芯片，从而为显示芯片提供荧光。本发明实施例提供的激光光源，偏振二向色组件将激光器阵列发射的第一蓝色偏振光和第三蓝色偏振光进行分束，第三蓝色偏振光经反射式荧光轮产生荧光，第一蓝色偏振光从1/4波片透射至反射镜，反射镜又将其反射给1/4波片，依次经1/4波片和偏振二向色组件透射给显示芯片，而现有技术中显示芯片接收的激光需要通过二向色镜、透射式荧光轮，还需要通过三个透镜和三个反射镜组成的中继回路以及二向色镜。因此，相对于现有技术来说，本发明实施例中的激光光源，的光路更简单，光学组件少，激光的损失也大大减少，使本光源激光利用率大大提高。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。

Claims (12)

1.一种激光光源，其特征在于，包括至少发出第一蓝色偏振光和第三蓝色偏振光的激光器阵列、反射式荧光轮、1/4波片、反射镜以及设置在所述激光器阵列和反射式荧光轮之间的偏振二向色组件，其中，所述反射式荧光轮设置有荧光反射区；
所述1/4波片用于接收经所述偏振二向色组件反射的所述第一蓝色偏振光，并将所述第一蓝色偏振光转换为第二蓝色偏振光；
所述1/4波片还用于接收经所述反射镜反射的所述第二蓝色偏振光，并将所述第二蓝色偏振光转换为所述第三蓝色偏振光；
所述偏振二向色组件透射来自所述1/4波片和激光器阵列的所述第三蓝色偏振光，并反射来自所述激光器阵列的第三蓝色偏振光照射所述荧光反射区时所产生的荧光。
2.如权利要求1所述的激光光源，其特征在于，还包括设置在所述激光器阵列和偏振二向色组件之间的扩散片，其中，
所述扩散片用于将所述激光器阵列发出的激光光束转换为圆形高斯光束。
3.如权利要求1所述的激光光源，其特征在于，所述偏振二向色组件包括基板，靠近所述激光器阵列一侧的所述基板上设置有偏振膜，靠近所述反射式荧光轮一侧的所述基板上设置有二向色膜，其中，
所述偏振膜用于透射来自所述1/4波片和激光器阵列的所述第三蓝色偏振光，并反射所述第一蓝色偏振光；
所述二向色膜用于透射来自所述1/4波片和激光器阵列的所述第三蓝色偏振光，并反射来自荧光反射区的荧光。
4.如权利要求3所述的激光光源，其特征在于，所述偏振二向色组件与接收的所述第一蓝色偏振光的偏振方向的夹角为45°～70°。
5.如权利要求4所述的激光光源，其特征在于，所述偏振二向色组件与接收的所述第一蓝色偏振光的偏振方向的夹角为60°。
6.如权利要求1至5任一项所述的激光光源，其特征在于，所述荧光反射区设置有黄色和绿色混合荧光粉。
7.如权利要求6所述的激光光源，其特征在于，所述黄色和绿色混合荧光粉中黄色荧光粉与绿色荧光粉的比例大于1:1。
8.如权利要求1至5任一项所述的激光光源，其特征在于，所述荧光反射区包括绿色荧光反射区和黄色荧光反射区，其中，所述绿色荧光反射区设置有绿色荧光粉，所述黄色荧光反射区设置有黄色荧光粉。
9.根据权利要求1所述的激光光源，其特征在于，所述激光器阵列还可以发出第一红色偏振光；
所述1/4波片用于接收经所述偏振二向色组件反射的所述第一红色偏振光，并将所述第一红色偏振光转换为第二红色偏振光；
所述1/4波片还用于接收经所述反射镜反射的所述第二红色偏振光，并将所述第二红色偏振光转换为第三红色偏振光；
所述偏振二向色组件透射所述第三红色偏振光。
10.如权利要求9所述的激光光源，其特征在于，所述偏振二向色组件与接收的所述第一红色偏振光的偏振方向的夹角为45°。
11.如权利要求9或10任一项所述的激光光源，其特征在于，所述荧光反射区设置有绿色荧光粉。
12.一种投影显示设备，包括激光光源、光机、镜头以及投影屏幕，所述激光光源为所述光机提供照明，并由所述镜头投射至所述投影屏幕显示图像，其特征在于，所述激光光源为权利要求1-11任一所述的激光光源。
CN201710933580.3A 2017-10-10 2017-10-10 一种激光光源及投影显示设备 Pending CN107505807A (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710933580.3A CN107505807A (zh) 2017-10-10 2017-10-10 一种激光光源及投影显示设备
PCT/CN2018/090435 WO2019071971A1 (zh) 2017-10-10 2018-06-08 一种激光投影设备
US16/004,027 US10509303B2 (en) 2017-10-10 2018-06-08 Laser projection device with reflective component and 1/4 wave plate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710933580.3A CN107505807A (zh) 2017-10-10 2017-10-10 一种激光光源及投影显示设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107505807A true CN107505807A (zh) 2017-12-22

Family

ID=60700828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710933580.3A Pending CN107505807A (zh) 2017-10-10 2017-10-10 一种激光光源及投影显示设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107505807A (zh)

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108153092A (zh) * 2018-01-03 2018-06-12 京东方科技集团股份有限公司 反射型光调制装置、投影仪及ar/vr显示器
CN109164589A (zh) * 2018-09-18 2019-01-08 无锡视美乐激光显示科技有限公司 一种分光合光装置及光源系统
WO2019071971A1 (zh) * 2017-10-10 2019-04-18 青岛海信电器股份有限公司 一种激光投影设备
WO2019148703A1 (zh) * 2018-02-02 2019-08-08 深圳光峰科技股份有限公司 光源装置及具有该光源装置的投影装置
CN110488561A (zh) * 2018-05-15 2019-11-22 佳能株式会社 光源装置和图像投影装置
CN110543072A (zh) * 2018-05-29 2019-12-06 青岛海信激光显示股份有限公司 激光光源和激光投影机
CN110543073A (zh) * 2018-05-29 2019-12-06 青岛海信激光显示股份有限公司 激光光源和激光投影机
CN110928123A (zh) * 2018-09-19 2020-03-27 青岛海信激光显示股份有限公司 一种激光器阵列、激光光源及激光投影设备
CN111025829A (zh) * 2019-10-30 2020-04-17 深圳彩翼光电科技有限公司 一种lcd投影机光源光路以及lcd投影机
CN111176065A (zh) * 2020-03-19 2020-05-19 青岛海信激光显示股份有限公司 光源装置和激光投影设备
CN111221211A (zh) * 2020-03-19 2020-06-02 青岛海信激光显示股份有限公司 光源装置和激光投影设备
CN111722464A (zh) * 2019-03-20 2020-09-29 青岛海信激光显示股份有限公司 激光投影设备
CN111736415A (zh) * 2020-07-15 2020-10-02 成都极米科技股份有限公司 一种混合光源装置以及投影显示设备
CN113311655A (zh) * 2021-06-18 2021-08-27 青岛海信激光显示股份有限公司 投影光源和投影设备
CN113376947A (zh) * 2021-05-31 2021-09-10 青岛海信激光显示股份有限公司 多色光源及投影设备
CN114153118A (zh) * 2020-09-05 2022-03-08 成都极米科技股份有限公司 一种混合光源系统及投影设备
CN114200756A (zh) * 2020-09-18 2022-03-18 中强光电股份有限公司 照明系统及投影装置
CN114236909A (zh) * 2021-12-22 2022-03-25 深圳创维新世界科技有限公司 一种背光模组、显示元件以及空中悬浮显示系统
CN114280880A (zh) * 2020-09-28 2022-04-05 中强光电股份有限公司 照明系统及投影装置
WO2022188307A1 (zh) * 2021-03-11 2022-09-15 青岛海信激光显示股份有限公司 激光光路系统和投影设备
US11467477B2 (en) 2018-09-19 2022-10-11 Hisense Laser Display Co., Ltd. Laser array, laser source and laser projection device
CN115542649A (zh) * 2022-11-24 2022-12-30 深圳市橙子数字科技有限公司 一种投影照明光源装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103207507A (zh) * 2012-01-11 2013-07-17 中强光电股份有限公司 光源模组与投影装置
CN103529631A (zh) * 2013-10-25 2014-01-22 广东威创视讯科技股份有限公司 一种双色激光投影光源
JP2014021223A (ja) * 2012-07-17 2014-02-03 Panasonic Corp 映像表示装置
CN105093794A (zh) * 2015-06-03 2015-11-25 海信集团有限公司 一种双色激光光源

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103207507A (zh) * 2012-01-11 2013-07-17 中强光电股份有限公司 光源模组与投影装置
JP2014021223A (ja) * 2012-07-17 2014-02-03 Panasonic Corp 映像表示装置
CN103529631A (zh) * 2013-10-25 2014-01-22 广东威创视讯科技股份有限公司 一种双色激光投影光源
CN105093794A (zh) * 2015-06-03 2015-11-25 海信集团有限公司 一种双色激光光源

Cited By (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10509303B2 (en) 2017-10-10 2019-12-17 Qingdao Hisense Electronics Co., Ltd. Laser projection device with reflective component and 1/4 wave plate
WO2019071971A1 (zh) * 2017-10-10 2019-04-18 青岛海信电器股份有限公司 一种激光投影设备
CN108153092A (zh) * 2018-01-03 2018-06-12 京东方科技集团股份有限公司 反射型光调制装置、投影仪及ar/vr显示器
WO2019148703A1 (zh) * 2018-02-02 2019-08-08 深圳光峰科技股份有限公司 光源装置及具有该光源装置的投影装置
CN110133949A (zh) * 2018-02-02 2019-08-16 深圳光峰科技股份有限公司 光源装置及具有该光源装置的投影装置
US11300861B2 (en) 2018-05-15 2022-04-12 Canon Kabushiki Kaisha Light source apparatus suitable for image projection apparatus
CN110488561A (zh) * 2018-05-15 2019-11-22 佳能株式会社 光源装置和图像投影装置
CN110488561B (zh) * 2018-05-15 2022-02-08 佳能株式会社 光源装置和图像投影装置
CN110543072B (zh) * 2018-05-29 2021-08-31 青岛海信激光显示股份有限公司 激光光源和激光投影机
CN110543073A (zh) * 2018-05-29 2019-12-06 青岛海信激光显示股份有限公司 激光光源和激光投影机
CN110543073B (zh) * 2018-05-29 2022-03-15 青岛海信激光显示股份有限公司 激光光源和激光投影机
CN110543072A (zh) * 2018-05-29 2019-12-06 青岛海信激光显示股份有限公司 激光光源和激光投影机
CN109164589A (zh) * 2018-09-18 2019-01-08 无锡视美乐激光显示科技有限公司 一种分光合光装置及光源系统
US11467477B2 (en) 2018-09-19 2022-10-11 Hisense Laser Display Co., Ltd. Laser array, laser source and laser projection device
CN110928123A (zh) * 2018-09-19 2020-03-27 青岛海信激光显示股份有限公司 一种激光器阵列、激光光源及激光投影设备
CN111722464A (zh) * 2019-03-20 2020-09-29 青岛海信激光显示股份有限公司 激光投影设备
CN111722464B (zh) * 2019-03-20 2022-11-29 青岛海信激光显示股份有限公司 激光投影设备
CN111025829A (zh) * 2019-10-30 2020-04-17 深圳彩翼光电科技有限公司 一种lcd投影机光源光路以及lcd投影机
CN111221211A (zh) * 2020-03-19 2020-06-02 青岛海信激光显示股份有限公司 光源装置和激光投影设备
CN111176065A (zh) * 2020-03-19 2020-05-19 青岛海信激光显示股份有限公司 光源装置和激光投影设备
WO2022012207A1 (zh) * 2020-07-15 2022-01-20 成都极米科技股份有限公司 一种混合光源装置以及投影显示设备
CN111736415A (zh) * 2020-07-15 2020-10-02 成都极米科技股份有限公司 一种混合光源装置以及投影显示设备
CN114153118A (zh) * 2020-09-05 2022-03-08 成都极米科技股份有限公司 一种混合光源系统及投影设备
CN114200756B (zh) * 2020-09-18 2023-04-18 中强光电股份有限公司 照明系统及投影装置
CN114200756A (zh) * 2020-09-18 2022-03-18 中强光电股份有限公司 照明系统及投影装置
US11614681B2 (en) 2020-09-28 2023-03-28 Coretronic Corporation Illumination system and projection apparatus
CN114280880A (zh) * 2020-09-28 2022-04-05 中强光电股份有限公司 照明系统及投影装置
WO2022188307A1 (zh) * 2021-03-11 2022-09-15 青岛海信激光显示股份有限公司 激光光路系统和投影设备
WO2022252763A1 (zh) * 2021-05-31 2022-12-08 青岛海信激光显示股份有限公司 多色光源及投影设备
CN113376947A (zh) * 2021-05-31 2021-09-10 青岛海信激光显示股份有限公司 多色光源及投影设备
CN113311655B (zh) * 2021-06-18 2022-08-05 青岛海信激光显示股份有限公司 投影光源和投影设备
CN113311655A (zh) * 2021-06-18 2021-08-27 青岛海信激光显示股份有限公司 投影光源和投影设备
CN114236909A (zh) * 2021-12-22 2022-03-25 深圳创维新世界科技有限公司 一种背光模组、显示元件以及空中悬浮显示系统
CN114236909B (zh) * 2021-12-22 2024-01-09 深圳创维新世界科技有限公司 一种背光模组、显示元件以及空中悬浮显示系统
CN115542649A (zh) * 2022-11-24 2022-12-30 深圳市橙子数字科技有限公司 一种投影照明光源装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107505807A (zh) 一种激光光源及投影显示设备
CN107544202A (zh) 一种激光光源及投影显示设备
US9482937B2 (en) Illumination system and projection apparatus
CN103869590B (zh) 用于光束投影仪的照明光学系统
CN102770794B (zh) 用于激光投影的照射系统
US10509303B2 (en) Laser projection device with reflective component and 1/4 wave plate
CN107479313A (zh) 一种激光光源及投影显示设备
CN1264841A (zh) 偏振变换系统、照明系统以及投影仪
CN1444395A (zh) 投影式图像显示设备
CN102084283A (zh) 光学元件和合色器
CN107436527A (zh) 投射型影像显示装置
JP2010204333A (ja) プロジェクター
CN109844636A (zh) 投影仪和图像显示方法
US20220236633A1 (en) Beam modulation apparatus and projection system
CN106773488A (zh) 激光投影机
JP2022028725A (ja) 光源装置、プロジェクタ及び色度調整方法
CN109991801A (zh) 色轮组件、光源装置及投影系统
JP2018054667A (ja) 光源装置、及び投写型映像表示装置
CN109426052A (zh) 投影系统
WO2022037196A1 (zh) 一种三色光源设备和投影显示设备
CN211180515U (zh) 光源装置及包括其的投影装置
CN111983878B (zh) 光学旋转装置、照明系统以及投影装置
CN218413176U (zh) 一种投影设备
WO2018133501A1 (zh) 一种投影显示系统
CN111812932A (zh) 一种投影照明装置及投影设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 266555 Qingdao economic and Technological Development Zone, Shandong, Hong Kong Road, No. 218

Applicant after: Hisense Video Technology Co., Ltd

Address before: 266555 Qingdao economic and Technological Development Zone, Shandong, Hong Kong Road, No. 218

Applicant before: HISENSE ELECTRIC Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20171222

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication