CN113156751B - 投影装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种投影装置。投影装置包括激光光源及波长转换组件。激光光源用以发出第一激光，第一激光具有第一波长。波长转换组件用以将第一激光的第一部分转换成第二激光。第二激光具有相异于第一波长的第二波长。第二激光经由波长转换组件反射回波长转换组件的上游光路，第一激光的第二部分经由波长转换组件反射至波长转换组件的下游光。

Description

投影装置

技术领域

本发明涉及一种投影装置，且特别涉及一种具有波长转换组件的投影装置。

背景技术

现有激光投影装置的激光光源所发出的雷射光本身的光色可能偏离色度坐标上所预期的色彩坐标点，或激光在经过多个光学组件折射/反射后也可能发生色偏或色差等影响显示色彩显示不符预期的问题。因此，如何提出一种新的投影装置，使投影装置所投射出的影像光的光色符合或接近色度坐标上所预期色彩坐标点是本技术领域业者努力的方向之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种投影装置，使投影装置所投射出的影像光的光色符合或接近色度坐标上所预期色彩坐标点。

为达到上述目的，本发明提供一种投影装置，包括：激光光源，用以发出第一激光，该第一激光具有第一波长；以及波长转换组件，用以将该第一激光的第一部分转换成第二激光，该第二激光具有相异于该第一波长的第二波长；其中，该第二激光经由该波长转换组件反射回该波长转换组件的上游光路，该第一激光的第二部分经由该波长转换组件反射至该波长转换组件的下游光路。为达到上述目的，本发明另提供一种投影装置，包括：激光光源，用以发出第一激光，该第一激光具有第一波长；荧光轮，具有透光区，该透光区允许该第一激光穿透；以及波长转换组件，用以将从该透光区穿透的该第一激光转换成第二激光，该第二激光具有相异于该第一波长的第二波长；其中，该第二激光经由该波长转换组件反射回该波长转换组件的上游光路。

较佳的，该波长转换组件用以将从该透光区穿透的该第一激光的第一部份转换成该第二激光；其中，该第一激光的第二部分经由该波长转换组件反射至该波长转换组件的下游光路。

较佳的，该波长转换组件更用以将该第一激光的该第一部分转换成第三激光，该第三激光具有第三波长；其中，该第三激光经由该波长转换组件反射至该波长转换组件的该下游光路。

较佳的，该第二波长与该第三波长相同。

较佳的，该投影装置还包括：分光镜，配置在该下游光路，该分光镜用以吸收该第三激光。

较佳的，该投影装置还包括：二向性分光镜，位于该分光镜的下游光路，该二向性分光镜用以反射该第一激光的该第二部分但允许该第二激光穿透；其中，该分光镜用以将该第一激光的该第二部分反射至该二向性分光镜。

较佳的，该波长转换组件包括：透光基板，具有相对的第一面与第二面；荧光层，配置在该第一面；以及滤光层，配置在该第二面。

较佳的，该荧光层位于该滤光层的下游光路。

较佳的，该波长转换组件为荧光层。

较佳的，该第二波长介于450奈米～550奈米之间。

较佳的，该第二激光的光强度与该第三激光的光强度的和占该第一激光的光强度的比例介于8％～12％之间。

与现有技术相比，本发明借由波长转换组件将第一激光转换成第二激光，并经由波长转换组件反射回波长转换组件的上游光路，第二激光的波长异于第一激光的波长，借此以使投影装置所投射出的影像光的光色符合或接近色度坐标上所预期色彩坐标点。

附图说明

图1绘示依照本发明实施例的投影装置的荧光轮转动至其透光区对准光路的示意图。

图2绘示图1的荧光轮转动至其波长转换区对准光路的示意图。

图3绘示图1的投影装置的影像光的色度坐标图。

图4绘示依照本发明另一实施例的投影装置的示意图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

请参照图1至图3，图1及图2绘示依照本发明实施例的投影装置100的示意图，其中图1绘示投影装置100的荧光轮140转动至其透光区140B对准光路的示意图，而图2绘示图1的荧光轮140转动至其波长转换区140A对准光路的示意图，图3绘示图1的投影装置100的影像光的色度坐标图。

投影装置100包括激光光源110、波长转换组件120、二向性分光镜130、荧光轮140、至少一反射镜150、分光镜155及投影镜头160。

如图1所示，激光光源110用以发出第一激光L1，第一激光L1具有第一波长。波长转换组件120用以将第一激光L1的第一部分转换成第二激光L2。第二激光L2具有相异于第一波长的第二波长。第二激光L2经由波长转换组件120反射回波长转换组件120的上游光路，第一激光L1的第二部分L1’经由波长转换组件120反射至波长转换组件120的下游光路。综上，第一激光L1部分转换成第二激光L2，由于第二激光L2的波长与第一激光L1的第二部分L1’的波长不同，因此第二激光L2与第二部分L1’在混光成影像光M1后，可使影像光M1符合预期的光色。

如图1所示，波长转换后的第二激光L2沿波长转换组件120的上游光路入射至投影镜头160，而第一激光L1的第二部分L1’沿波长转换组件120的下游光路入射至投影镜头160。第二激光L2与第一激光L1的第二部分L1’在投影镜头160前的导光柱(未绘示)混光后成为影像光M1，然后从投影镜头160投射至成像屏幕(未绘示)。相较于省略波长转换组件120所投射出的影像光(无第二激光L2)，本发明实施例的第二激光L2可使影像光M1的光色符合色度坐标中预期的色彩坐标点。换言之，通过波长转换组件120可改变/调整影像光M1的光色特性。

如图3所示，特性C1表示省略波长转换组件120的投影装置所投射出的影像光的色度三角形特性，而特性C2表示本发明实施例的投影装置100所投射出的影像光M1的色度三角形特性，且图3的R表示红光、G表示绿光、B表示蓝光，而B1表示符合或接近色彩标准Rec.709所规范的蓝光。在实施例中，第一激光L1例如是蓝光，而波长转换组件120例如可将蓝光转换成偏蓝的绿光。例如，第一激光L1的第一波长例如是介于约400奈米与约500奈米之间的蓝光，而转换后的第二波长例如是介于约450奈米与约550奈米之间的偏蓝的绿光，然本发明实施例不受此限。相较于特性C1，投影装置100所投射出的影像光M1(特性C2)的蓝光B1更符合或更接近色彩标准Rec.709所规范的蓝光。

如图1所示，第一激光L1在入射至波长转换组件120后，其第一部分转换成第二激光L2及第三激光L3，其中第二激光L2沿波长转换组件120的上游光路行进，而第三激光L3沿波长转换组件120的下游光路行进，此外，第一激光L1在入射至波长转换组件120后，其第二部分L1’未受到转换而沿波长转换组件120的下游光路行进。

在实施例中，第二激光L2的光强度与第三激光L3的光强度的和占第一激光L1的光强度的比例介于约8％～约12％之间。换言之，第一激光L1在受到波长转换组件120的激发后，约有8％～12％的光量(即，第一激光L1的第一部分)转换成不同波长(即，第二激光L2及第三激光L3)，而其余的光量(即，第一激光L1的第二部分L1’)仍维持原波长(原光色)。此波长转换比率足以使投影装置100所投射出的影像光M1更符合或更接近色彩标准Rec.709所规范的蓝光B1。

第三激光L3具有第三波长。第三激光L3经由波长转换组件120反射至分光镜155。分光镜155配置在波长转换组件120的下游光路且用以吸收第三激光L3。如此，可避免第三激光L3入射至激光光源110。在一实施例中，第二激光L2与第三激光L3的波长相同，即，第二激光L2的第二波长与第三激光L3的第三波长相同。以第三激光L3为绿光来说，若绿光入射至激光光源110可能损害激光光源110。然由于分光镜155可吸收第三激光L3，因此能避免第三激光L3损害激光光源110。

由图1及图2所示，分光镜155吸收第三激光L3，但可允许第一激光L1反射，以将第一激光L1反射至二向性分光镜130。如图所示，二向性分光镜130配置在激光光源110的光路下游，其可反射第一激光L1(含其第二部分L1’)，且允许第二激光L2穿透。

如图1及图2所示，荧光轮140包括波长转换区140A及透光区140B。荧光轮140的透光区140B允许第一激光L1及第二激光L2穿透。波长转换区140A包括反射层140A1及波长转换层140A2，其中波长转换层140A2形成于反射层140A1上。波长转换层140A2例如是包含数个荧光粒子，其可将第一激光L1的波长转换成其它波长，以改变第一激光L1的光色。举例来说，波长转换层140A2可将蓝光转换成黄光，然本发明实施例不受此限。

荧光轮140可持续转动，以转动至波长转换区140A对准第一激光L1的光路，或转动至透光区140B对准第一激光L1的光路。

如图1所示，当荧光轮140转动至透光区140B对准第一激光L1的光路时，第一激光L1从激光光源110至投影镜头160之间的雷射光路依序是经由：二向性分光镜130、荧光轮140的透光区140B、反射镜150、波长转换组件120、分光镜155、二向性分光镜130及投影镜头160，其中第一激光L1在经过波长转换组件120反射后保留第二部分L1’继续沿光路下游行进。第一激光L1的第一部分在经过波长转换组件120转换波长后成为第二激光L2，第二激光L2从激光光源110至投影镜头160之间的雷射光路依序是经由：二向性分光镜130、荧光轮140的透光区140B、反射镜150、波长转换组件120、反射镜150、荧光轮140的透光区140B及二向性分光镜130。第一激光L1的第二部分L1’与第二激光L2在经过二向性分光镜130后混光成影像光M1，然后经由投影镜头160投射至成像屏幕(未绘示)。

如图2所示，当荧光轮140转动至波长转换区140A对准第一激光L1的光路时，第一激光L1穿透波长转换层140A2而改变成第一激光L1的波长(成为第四雷射光L1”)。然后，第一激光L1”自反射层140A1反射至二向性分光镜130，并依序经由二向性分光镜130及投影镜头160而投射至成像屏幕(未绘示)。如图所示，二向性分光镜130更可允许第四雷射光L1”穿透。

以下说明波长转换组件120的具体结构。

如图1所示，波长转换组件120包括透光基板121、荧光层122及滤光层123。透光基板121具有相对的第一面121s1与第二面121s2。荧光层122配置在透光基板121的第一面121s1。滤光层123配置在第二面121s2。如图所示，荧光层122可改变雷射光的波长，而滤光层123可过滤自滤光层123反射的雷射光的波长，使穿透滤光层123的雷射光的波长转换成第二波长(第二激光L2)及第三波长(第三激光L3)。详言之，第一激光L1依序经由滤光层123、透光基板121(不改变波长)及荧光层122，并在荧光层122改变波长，然后自荧光层122反射回透光基板121，最后由滤光层123过滤出雷射光的特定波长。例如，滤光层123允许具有第二波长的第二激光L2通过以及允许具有第三波长的第三激光L3通过，而阻止及/或吸收其余波长范围的雷射光。

如图1所示，透光基板121可做为荧光层122及滤光层123的载体，可便于荧光层122及滤光层123配置于光路中。然在另一实施例中，若无需要，波长转换组件120可省略透光基板121，在此例子中，荧光层122与滤光层123相邻配置或直接接触配置。

请参照图4，其绘示依照本发明另一实施例的投影装置200的示意图。投影装置200包括激光光源110、波长转换组件220、二向性分光镜130、荧光轮140、至少一反射镜150、分光镜155及投影镜头160。投影装置200具有类似投影装置100的技术特征，不同处在于，投影装置200的波长转换组件220的结构与投影装置100的波长转换组件120的结构不同。

相较于波长转换组件120，本实施例的波长转换组件220可省略滤光层123。虽然省略滤光层123，然第一激光L1的第一波长仍可由波长转换组件220的荧光层122改变成第二波长(第二激光L2)，使投影装置所投射出的影像光M1符合或接近色度坐标上所预期色彩。在另一实施例中，若无需要，投影装置200的波长转换组件220也可省略透光基板121。如此，波长转换组件220为荧光层122本身，同样投影装置所投射出的影像光M1符合或接近色度坐标上所预期色彩。

如图3所示，特性C3表示投影装置200所投射出的影像光M1的色度三角形特性。比较特性C1、C2与C3可知，投影装置200所投射出的影像光M1的蓝光色度特性(特性C3)介于投影装置100所投射出的影像光M1的蓝光色度特性(特性C2)与省略波长转换组件220的投影装置所投射出的影像光的蓝光色度特性之间。相较于特性C1，投影装置200所投射出的影像光M1(特性C3)的蓝光B1’比蓝光B(未经过波长转换组件220)更接近色彩标准Rec.709所规范的蓝光。

上述实施例的波长转换组件以设置于反射镜150与分光镜155之间的光路为例说明，然此非用以限制本发明实施例。只要波长转换组件设置于分光镜155的上游光路即可，本发明实施例不限定波长转换组件于光路中的位置。由于波长转换组件设置于分光镜155的上游光路，因此第三激光L3往光路下游行进时会被分光镜155吸收，避免第三激光L3可能破坏下游光路的任何光学组件。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (14)

1.一种投影装置，其特征在于，包括：

激光光源，用以发出第一激光，该第一激光具有第一波长，该第一激光为蓝光；

分光镜及荧光轮，该荧光轮包含波长转换区及透光区；以及

波长转换组件，位于该分光镜与该荧光轮之间；该第一激光的第一部分穿过该透光区而到达该波长转换组件；该波长转换组件用以将该第一激光的该第一部分转换成第二激光，该第二激光具有相异于该第一波长的第二波长，该第二激光为偏蓝的绿光；

其中，该第二激光经由该波长转换组件反射回该波长转换组件及该分光镜的上游光路而入射至投影镜头，该第一激光的第二部分经由该波长转换组件反射至该波长转换组件及该分光镜的下游光路而入射至该投影镜头；该第二激光与该第一激光的该第二部分在入射至该投影镜头前混光。

2.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，该波长转换组件更用以将该第一激光的该第一部分转换成第三激光，该第三激光具有第三波长；

其中，该第三激光经由该波长转换组件反射至该波长转换组件的该下游光路。

3.根据权利要求2所述的投影装置，其特征在于，该第二波长与该第三波长相同。

4.根据权利要求2所述的投影装置，其特征在于，该投影装置还包括：

分光镜，配置在该下游光路，该分光镜用以吸收该第三激光。

5.根据权利要求4所述的投影装置，其特征在于，该投影装置还包括：

二向性分光镜，位于该分光镜的下游光路，该二向性分光镜用以反射该第一激光的该第二部分但允许该第二激光穿透；

其中，该分光镜用以将该第一激光的该第二部分反射至该二向性分光镜。

6.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，该波长转换组件包括：

透光基板，具有相对的第一面与第二面；

荧光层，配置在该第一面；以及

滤光层，配置在该第二面。

7.根据权利要求6所述的投影装置，其特征在于，该荧光层位于该滤光层的下游光路。

8.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，该波长转换组件为荧光层。

9.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，该第二波长介于450奈米～550奈米之间。

10.根据权利要求2所述的投影装置，其特征在于，该第二激光的光强度与该第三激光的光强度的和占该第一激光的光强度的比例介于8％～12％之间。

11.一种投影装置，其特征在于，包括：

激光光源，用以发出第一激光，该第一激光具有第一波长；以及

波长转换组件，用以将该第一激光的第一部分转换成第二激光，该第二激光具有相异于该第一波长的第二波长；

其中，该第二激光经由该波长转换组件反射回该波长转换组件的上游光路，该第一激光的第二部分经由该波长转换组件反射至该波长转换组件的下游光路；

该波长转换组件更用以将该第一激光的该第一部分转换成第三激光，该第三激光具有第三波长；其中，该第三激光经由该波长转换组件反射至该波长转换组件的该下游光路；

该投影装置还包括：分光镜，配置在该下游光路，该分光镜用以吸收该第三激光。

12.根据权利要求11所述的投影装置，其特征在于，该投影装置还包括：

二向性分光镜，位于该分光镜的下游光路，该二向性分光镜用以反射该第一激光的该第二部分但允许该第二激光穿透；

其中，该分光镜用以将该第一激光的该第二部分反射至该二向性分光镜。

13.一种投影装置，其特征在于，包括：

激光光源，用以发出第一激光，该第一激光具有第一波长；

荧光轮，具有透光区，该透光区允许该第一激光穿透；以及

波长转换组件，用以将从该透光区穿透的该第一激光转换成第二激光，该第二激光具有相异于该第一波长的第二波长；

其中，该第二激光经由该波长转换组件反射回该波长转换组件的上游光路；

该波长转换组件更用以将该第一激光的该第一部分转换成第三激光，该第三激光具有第三波长；其中，该第三激光经由该波长转换组件反射至该波长转换组件的该下游光路；

该投影装置还包括：分光镜，配置在该下游光路，该分光镜用以吸收该第三激光。

14.根据权利要求13所述的投影装置，其特征在于，该投影装置还包括：

二向性分光镜，位于该分光镜的下游光路，该二向性分光镜用以反射该第一激光的该第二部分但允许该第二激光穿透；

其中，该分光镜用以将该第一激光的该第二部分反射至该二向性分光镜。

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