CN109884848A - 投影设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种投影设备。所述投影设备具有第二模式与第一模式，所述投影设备包括光源装置、空间光调制器、镜头及光量控制装置。所述光源装置用于发出光源光，所述光源光包括多种颜色光，所述多种颜色光至少包括蓝色光。所述空间光调制器用于依据图像数据调制所述光源光以产生图像光。所述镜头用于将所述图像光进行投影以显示图像。所述光量控制装置设置于所述光源装置中或者所述光源装置与所述空间光调制器之间，所述光量控制装置用于在所述投影设备处于第二模式时减少所述蓝色光的占比或者增加所述蓝色光的波长覆盖范围。

Description

投影设备

技术领域

本发明涉及投影显示技术领域，尤其涉及一种投影设备。

背景技术

据研究表明，蓝光有可能对人眼造成的影响有：一、蓝光含量过高会引起视觉疲劳增加，二、对眼生理发育产生影响；三、长期在此类光环境下，年老时诱发人眼黄斑变性的可能性会增加。鉴于此，如何改善蓝光对人眼的伤害是投影显示领域的一项重要课题。随着当今蓝光危害越来越受到重视，各国也开始针对蓝光危害制定相关安全标准来降低产品中的蓝光危害。

特别是，在激光投影领域中，激光投影由于其寿命长和亮度高等优点，越来越受到人们的喜爱，然而，目前的激发投影的光源一般采用蓝色激光光源提供蓝光光源，同时采用蓝色激光激发波长转换材料的技术产生所需的其它颜色的光，比如，采用蓝色激光激发绿色波长转换材料产生所需的绿光、激发红色波长转换材料产生所需的红光、激发黄色波长转换材料产生所需要红光和绿光等。因此，在激光加荧光混合成的白色光源装置中，蓝光的带宽窄且蓝光功率占整个可见光光谱范围可能较高，且非蓝光光谱峰值与蓝光光谱峰值比值也可能较小，导致对人眼的伤害可能较大，有必要改善。

发明内容

为解决现有投影设备蓝光对人眼造成伤害的技术问题，本发明提供一种可改善蓝光对人眼造成的伤害的投影设备。

一种投影设备，其具有第一模式与第二模式，所述投影设备包括：

光源装置，用于发出光源光，所述光源光包括多种颜色光，所述多种颜色光至少包括蓝色光；

空间光调制器，用于依据图像数据调制所述光源光以产生图像光；

镜头，用于将所述图像光进行投影以显示图像；及

光量控制装置，设置于所述光源装置中或者所述光源装置与所述空间光调制器之间，所述光量控制装置用于在所述投影设备处于第一模式时减少所述蓝色光的占比或者增加所述蓝色光的波长覆盖范围。

与现有技术相比较，本发明的投影设备具有第一模式和第二模式两种模式，所述光量控制装置设置于所述光源装置中、所述光源装置与所述空间光调制器之间、所述空间光调制器与所述镜头之间、或者所述镜头上，所述光量控制装置用于在所述投影设备处于第一模式时减少所述光源光中的蓝色光，可以使得所述投影设备在第一模式下，图像光中的蓝色光的占比降低，进而减少蓝光对人眼的危害，达到护眼的目的。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的投影设备的结构示意图。

图2是图1所述光量控制装置的结构示意图。

图3是本发明投影设备的第二实施方式的结构示意图。

图4是图3所示光量控制装置的结构示意图。

图5及图6是本发明第三实施方式的投影设备的在不同模式下的光路原理示意图。

图7是本发明第四实施方式的投影设备的结构示意图。

图8是本发明第五实施方式的投影设备的结构示意图。

主要元件符号说明

投影设备 100、200、300、400、500

光源装置 110、210、310、510

光量控制装置 120、220、320、420、520

空间光调制器 130、230、330、430、530

镜头 140、440

光源 211

波长转换装置 212、513

第一部分 121、221

第二部分 122

第一光源 511

第二光源 512

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1，图1是本发明第一实施方式的投影设备100的结构示意图。所述投影设备100包括光源装置110、光量控制装置120、空间光调制器130、及镜头140。所述投影设备100在工作时具有第一模式与第二模式两种模式。可以理解，所述第一模式和第二模式的切换可以通过使用者操作机械按键或者所述投影设备100显示的界面操作菜单来实现，此处不进行赘述。具体地，在比较暗的环境下，可以使用第一模式，从而在使用过程中达到一定的护眼作用；但是在比较亮的环境下，使用者可以选择第二模式，从而使得投影设备具有较好的色彩表现。其中，第一模式为护眼模式，即不同于高亮模式但有利于减少蓝光对人眼的损害的人眼保护模式，第二模式可以为高亮模式，如相较于第一模式投影画面亮度较高的模式。

所述光源装置110用于发出光源光，所述光源光包括多种颜色光，所述多种颜色光包括蓝色光及其他颜色光。所述空间光调制器130用于依据图像数据调制所述光源光以产生图像光。所述镜头140用于将所述图像光进行投影以显示图像。所述光量控制装置120设置于所述光源装置中或者所述光源装置110与所述空间光调制器130之间，所述光量控制装置120用于在所述投影设备100处于第一模式时减少所述光源光中的蓝色光。可以理解，在一种变更实施方式中，所述光量控制装置120也可以设置于所述空间光调制器130与所述镜头140之间或者所述镜头140上，用于在所述投影设备100处于第一模式时减少所述图像光中的蓝色图像光，其中，所述光量控制装置120位于所述镜头140上可以是安装或罩射于所述镜头140上。

本实施方式中，所述光量控制装置120设置于所述光源装置与所述空间光调制器130之间，用于对所述光源装置在所述投影设备100处于第一模式时减少所述光源光中的蓝色光。

请参阅图2，图2是所述光量控制装置120的结构示意图，本实施方式中，所述光量控制装置120为透光轮，所述光量控制装置120包括第一部分121及第二部分122，所述第一部分121对所述蓝色光的穿透率小于所述第二部分122对所述蓝色光的穿透率，所述投影设备100处于第一模式时，所述第一部分121位于所述蓝色光所在的光路上，所述投影设备100处于第二模式时，所述第二部分122位于所述蓝色光所在的光路上。

进一步地，所述第一部分121及所述第二部分122沿圆周方向依序设置，所述第一部分121及所述第二部分122均为部分圆环结构，如图2所示，所述第一部分121及所述第二部分122可以刚好围成完整的一个圆环。所述光量控制装置120沿所述圆周方向转动，从而使得所述第一部分121在所述投影设备100处于第一模式时位于所述蓝色光所在的光路上，以及使得所述第二部分122在所述投影设备100处于第二模式时位于所述蓝色光所在的光路上。

可以理解，本实施方式中，所述投影设备100处于第一模式及第二模式时，所述第一部分121可以均位于所述其他颜色光所在的光路上。

进一步地，本实施方式中，所述第一部分121为毛玻璃，所述第二部分122为全透玻璃，从而对所述蓝色光具有不同的穿透率。但是，在一种变更实施方式中，所述第一部分121与第二部分122的基材材质也可以相同，如均为全透玻璃，但所述第一部分121可以设置有透射膜，所述第二部分122可以设置有增透膜，从而对所述蓝色光具有不同的穿透率。

此外，因较低波长的蓝色光对人眼的伤害较大，为保护人眼，所述第一部分121可以阻挡波长小于455纳米的蓝色光通过。

更进一步地，所述投影设备100处于第一模式时，所述蓝色光在所述光源光中的功率占比可以小于20％，所述其他颜色光的峰值与所述蓝色光的峰值的比值大于等于50％，从而达到较好的护眼效果。

与现有技术相比较，本发明的投影设备100具有第一模式和第二模式两种模式，所述光量控制装置120设置于所述光源装置110中、或者所述光源装置110与所述空间光调制器130之间，所述光量控制装置120用于在所述投影设备100处于第一模式时减少所述光源光中的蓝色光，可以使得所述投影设备100在第一模式下，所述蓝色图像光的占比可以降低，进而减少蓝光对人眼的危害，达到护眼的目的。

进一步地，所述蓝色光在所述光源光中的功率占比可以小于20％，所述其他颜色光的峰值与所述蓝色光的峰值的比值大于等于50％，达到护眼的目的。

进一步地，在所述第一实施方式的一种变更实施方式中，所述光量控制装置120也可以由一孔径光阑元件代替，通过将孔径光阑元件设置于所述光源光中的蓝色光的光路上，用于调整所述光源光中的蓝色光的发散角，从而减少在所述投影设备200处于第一模式时所述光源光中的蓝色光。

进一步地，在所述第一实施方式的另一种变更实施方式中，所述投影设备100处于第一模式时，所述第一部分121将所述蓝色光的一部分透射，所述第一部分121还将所述蓝色光中的另一部分反射，所述蓝色光中的另一部分还通过波长转换装置(如具有荧光粉的色轮等)被进一步转换为其他颜色光，所述转换的其他颜色光还被引导至所述空间光调制器130使得所述空间光调制器130依据图像数据调制所述转换的其他颜色光从而产生其他颜色的图像光。可以理解，所述变更实施方式可以提高光利用率。进一步地，本变更实施方式中，所述光源装置优选包括两个或两个以上的光源，但是，在一个光源的情况下，可以通过减小波长转换装置中对应出射蓝光的区域的面积来实现减少蓝色光的出射。

请参阅图3及图4，图3是本发明投影设备200的第二实施方式的结构示意图，图4是图3所示光量控制装置220的结构示意图。所述第二实施方式的投影设备200与第一实施方式的投影设备100基本相同，也就是说，上述关于第一实施方式的投影设备100的描述基本上可以适用于所述第二实施方式的投影设备200，二者的主要差别主要在于：光量控制装置220的第一部分221可以是部分透射且部分反射区域，具体地，所述投影设备200处于护眼模式时，所述第一部分221将所述蓝色光中的一部分透射(或反射)，所述第一部分221还将所述蓝色光中的另一部分反射(或透射)，所述蓝色光中的另一部分还被进一步转换为其他颜色光，所述转换的其他颜色光可以被引导至空间光调制器230使得所述空间光调制器230依据图像数据调制所述转换的其他颜色光，从而使得提供至使用者的蓝色图像光可以减少，达到更好的保护人眼的目的。

所述第二实施方式中，所述光源装置210可以包括光源211及波长转换装置212(如具有荧光粉的色轮)，所述光量控制装置220可以设置于所述光源装置210中，如位于所述光源211与所述波长转换装置212之间。所述光源211可以发出蓝色光，通过所述光量调节装置220的控制，所述波长转换装置212接收另一部分蓝色光并产生受激光作为所述光源光的其他颜色光，所述投影设备200处于护眼模式时，所述光量控制装置220位于所述光源发出的蓝色光所在的光路上，所述光量控制装置220通过透射与反射对所述一部分蓝色光及另一部分蓝色光的强度进行控制，所述光量控制装置220对所述一部分蓝色光的透射率(或反射率)小于所述光量控制装置220对所述另一部分蓝色光的反射率(或透射率)，从而调整所述一部分蓝色光在所述光源发出的蓝色光中的占比，进而调整所述用于调制图像的一部分蓝色光在所述光源光中的功率占比。

具体地，所述第二实施方式的一种实施例中，所述光源211可以包括一个蓝光光源，如蓝色激光光源或蓝色LED光源，所述蓝光光源可以经由所述光量控制装置220向所述波长转换装置212发出所述一部分蓝色光及所述另一部分蓝色光，所述波长转换装置212可以包括接收所述一部分蓝色光的第一区域及接收所述另一部分蓝色光的第二区域，可以理解，本实施例中，可以通过减小所述第一区域的面积来减少所述一部分蓝色光，达到较好的护眼效果。

请参阅图5及图6，图5及图6是本发明第三实施方式的投影设备300的在不同模式下的光路原理示意图。所述第三实施方式的投影设备300与第一实施方式的投影设备100基本相同，也就是说，上述关于第一实施方式的投影设备100的描述基本上可以适用于所述第三实施方式的投影设备300，二者的主要差别主要在于：光量控制装置320包括可移动的滤光元件(如滤光膜片等光学膜片)，请参阅图5，所述投影设备300处于第一模式时，所述滤光元件位于所述蓝色光所在的光路上以减少所述蓝色光，请参阅图6，所述投影设备300处于第二模式时，所述滤光元件从所述蓝色光所在的光路上移开。

具体地，所述第三实施方式中，所述光量控制装置320可以位于光源装置310与空间光调制器330之间，但是可以理解，在变更实施方式中，所述光量控制装置320也可以位于述光源装置310中、所述空间光调制器330与镜头340之间、或者所述镜头340上等。

进一步地，可以通过机械结构控制所述光量控制装置320在是否位于所述第一蓝色光或蓝色图像光所在的光路上进行切换，如当所述投影设备300处于第二模式时，所述机械结构控制所述光量控制装置320位于所述蓝色光所在的光路上。

进一步地，本实施方式中，所述光量控制装置320为滤光片，所述光量控制装置320对所述蓝色光的透射率可以在40％～90％之间，所述光量控制装置320对其他颜色的光可以全部透射或反射。可以理解，在变更实施方式中，所述光量控制装置320可以通过将反射的所述蓝色光作为调制用的蓝色光，且此时所述光量控制装置320对所述蓝色光的反射率可以在40％～90％之间。

请参阅图7，图7是本发明第四实施方式的投影设备400的结构示意图。所述第四实施方式的投影设备400与第一实施方式的投影设备100基本相同，也就是说，上述关于第一实施方式的投影设备100的描述基本上可以适用于所述第四实施方式的投影设备400，二者的主要差别主要在于：光量控制装置420位于空间光调制器430与镜头440之间，用于在所述投影设备400处于第一模式时减少所述空间光调制器430发出的图像光中的蓝色图像光。

进一步地，在所述第二实施方式的一种变更实施方式中，所述光量控制装置220也可以采用第三实施方式中的滤光元件的光量控制装置320。在所述第四实施方式的投影设备300的一种变更实施方式中，所述光量控制装置420也可以采用第三实施方式中的滤光元件的光量控制装置320。所述两个变更实施方式中的光量控制装置同样可以达到减少所述光源光中的蓝色光或图像光中的蓝色图像光目的，达到护眼的效果。

请参阅图8，图8是本发明投影设备500的第五实施方式的结构示意图。所述第五实施方式的投影设备500与第一实施方式的投影设备100基本相同，也就是说，上述关于第一实施方式的投影设备100的描述基本上可以适用于所述第五实施方式的投影设备500，二者的主要差别主要在于：蓝色光可以包括波长范围不同的第一蓝光及第二蓝光，所述第一蓝光可以在所述投影设备500处于第二模式与第一模式时均提供，所述第二蓝光可以在所述投影设备500处于第一模式时提供。具体地，所述光源装置510包括第一光源511、第二光源512及波长转换装置513，所述第一光源511发出所述第一蓝光，所述第二光源512发出所述第二蓝光，所述波长转换装置513可以具有荧光粉，用于接收所述蓝色光中的一部分并产生所述其他颜色光。所述第一光源511可以为蓝色激光光源，其发出的第一蓝光的波长覆盖范围较第二蓝光窄。所述第二光源512也可以为蓝色LED光源，即宽谱蓝光光源，其发出的第二蓝光的波长覆盖范围较第一蓝光宽。可以理解，所述第一光源511及所述第二光源512的数量均可以为一个或多个。

可以理解，在一种实施方式中，所述光量控制装置520可以为波长分光膜片，通过波长分光对透射及反射的蓝色光的比例与强度进行控制，如位于第一波长范围的蓝色光透射，位于不同第一波长范围的第二波长范围的蓝色光反射。在另一种实施方式中，所述光量控制装置520可以通过偏振分光或者其他光学分光方式对蓝色光的透射与反射比例进行控制，如控制80％的蓝色光通过，20％的蓝色光反射，或者控制20％的蓝色光通过，80％的蓝色光反射。

所述投影设备500处于第一模式时，所述光量控制装置520位于所述第一蓝光及/或所述第二蓝光所在的光路上，所述光量控制装置520通过透射或反射对所述第一蓝光及/或所述第二蓝光的强度进行控制，所述波长转换装置513接收透射或反射的所述第一蓝光及/或第二蓝光并产生所述其他颜色光用于调制图像，另一部分反射或透射的所述第一蓝光及/或第二蓝光被提供至所述空间光调制器530用于调制图像。可以理解，通过所述光量控制装置520通过透射或反射对所述第一蓝光及/或所述第二蓝光的强度进行控制，可以调节被提供至所述空间光调制器530且用于调制图像的所述第一蓝光及/或第二蓝光的占比，进而降低用于调制图像的蓝色光在所述光源光中的功率占比及/或增加所述蓝色光的波长覆盖范围。

可以理解，在第一模式下，通过所述光量控制装置520可使用于调制图像的蓝色光在所述光源光中的功率占比降低，有助降低图像光中的蓝色光，达到保护人眼的目的。

进一步地，由于所述第二蓝光的波长覆盖范围较宽，所述光源装置210发出的第一蓝光与第二蓝光的混合光的波长覆盖范围较宽，进一步通过所述光量控制装置520的控制，所述光源装置510最终提供至所述空间光调制器530的蓝色光的波长覆盖范围变宽，即增加所述光源装置发出的蓝色光的波长覆盖范围，使得提供至所述空间光调制器530的蓝色光的波长覆盖范围，相较于第二模式下的较窄波长覆盖范围的蓝色光，所述第一模式下，可以有助降低用于调制图像的蓝色光的峰值，达到保护人眼的目的。

可以理解，在所述第二实施方式的一种实施例中，所述波长转换装置512可以接收所述第一蓝光及部分第二蓝光(如经所述光量控制装置520透射或反射的)，将其转换为其他颜色光，所述另一部分第二蓝光(如经所述光量控制装置520反射或透射的)则被提供至所述空间光调制器530用于调制图像。在所述第二实施方式的一种实施例中，所述波长转换装置512也可以接收部分所述第一蓝光及部分第二蓝光(如经所述光量控制装置520透射或反射的)，将其转换为其他颜色光，所述另一部分第一蓝光及第二蓝光(如经所述光量控制装置520反射或透射的)则被提供至所述空间光调制器530用于调制图像。

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它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种投影设备，其特征在于，所述投影设备具有第一模式与第二模式，所述投影设备包括：

光源装置，用于发出光源光，所述光源光包括多种颜色光，所述多种颜色光至少包括蓝色光；

空间光调制器，用于依据图像数据调制所述光源光以产生图像光；

及

光量控制装置，设置于所述光源装置中或者所述光源装置与所述空间光调制器之间，所述光量控制装置用于在所述投影设备处于第一模式时减少所述蓝色光的占比或者增加所述蓝色光的波长覆盖范围。

2.如权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述光量控制装置包括第一部分及第二部分，所述第一部分对所述蓝色光的穿透率小于所述第二部分对所述蓝色光的穿透率；

所述投影设备处于第一模式时，所述第一部分位于所述蓝色光所在的光路上；

所述投影设备处于第二模式时，所述第二部分位于所述蓝色光所在的光路上。

3.如权利要求2所述的投影设备，其特征在于，所述第一部分及所述第二部分沿圆周方向设置，所述光量控制装置沿所述圆周方向转动使得所述第一部分在所述投影设备处于第一模式时位于所述蓝色光所在的光路上，以及使得所述第二部分在所述投影设备处于第二模式时位于所述蓝色光所在的光路上。

4.如权利要求3所述的投影设备，其特征在于，所述光源光还包括其他颜色光，所述投影设备处于第一模式及第二模式时，所述第二部分均位于所述其他颜色光所在的光路上。

5.如权利要求2所述的投影设备，其特征在于，所述投影设备处于第一模式时，所述第一部分将所述蓝色光中的一部分透射或反射，所述第一部分还将所述蓝色光中的另一部分反射或透射，所述蓝色光中的另一部分还被进一步转换为其他颜色光，所述蓝色光中的一部分及所述转换的其他颜色光还被引导至所述空间光调制器使得所述空间光调制器依据图像数据调制所述蓝色光中的一部分及所述转换的其他颜色光。

6.如权利要求2所述的投影设备，其特征在于，所述第一部分阻挡波长小于455纳米的蓝色光通过。

7.如权利要求2所述的投影设备，其特征在于，所述第一部分为毛玻璃且所述第二部分为全透玻璃；

或者所述第一部分设置有透射膜且所述第二部分设置有增透膜。

8.如权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述光量控制装置包括可移动的滤光元件，所述投影设备处于第一模式时，所述滤光元件位于所述蓝色光所在的光路上以减少所述蓝色光，所述投影设备处于第二模式时，所述滤光元件从所述蓝色光所在的光路上移开。

9.如权利要求8所述的投影设备，其特征在于，所述光量控制装置对所述蓝色光的透射率或反射率在40％～90％之间且对其他颜色的光全部透射或反射，其中所述透射或反射的蓝色光被引导至所述空间光调制器。

10.如权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述蓝色光包括波长范围不同的第一蓝光及第二蓝光，所述第二蓝光在所述投影设备处于第一模式时提供，所述光源装置包括第一光源、第二光源及波长转换装置，所述第一光源发出所述第一蓝光，所述第二光源发出所述第二蓝光，所述波长转换装置用于接收所述蓝色光中的一部分并产生其他颜色光，所述投影设备处于第一模式时，所述光量控制装置位于所述第一蓝光及/或所述第二蓝光所在的光路上，所述光量控制装置通过透射或反射对所述第一蓝光及/或所述第二蓝光的强度进行控制，所述波长转换装置接收透射或反射的所述第一蓝光及/或第二蓝光并产生所述其他颜色光。

11.如权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述光量控制装置包括孔径光阑元件，所述孔径光阑元件设置于所述光源光中的蓝色光的光路上，用于调整所述光源光中的蓝色光的发散角，从而减少在所述投影设备处于第一模式时所述光源光中的蓝色光。

12.如权利要求1所述的投影设备，其特征在于：所述投影设备处于第一模式时，所述蓝色光在所述光源光中的功率占比小于20％，所述其他颜色光的峰值与所述蓝色光的峰值的比值大于等于50％。