CN116560172B - 光学引擎 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种光学引擎，包括：第一光源组件、第二光源组件、调光组件、合光组件以及空间光调制器。调光组件设置于第一光源组件的出光路径上。合光组件设置于第二光源组件的出光路径上。空间光调制器设置于合光组件远离调光组件的一侧，荧光光线和激光光线经过合光组件合光后汇聚在空间光调制器上，通过设置用于发出荧光光线的第一光源组件以及用于发射激光光源的第二光源组件，并使用调光组件以及合光组件将荧光光线以及激光光线进行调制并合光，最终汇聚在空间调制器上进行对光线的输出。在荧光光源与激光光源的配合下，出射的光线能够在达到广色域的同时还能提高达到的亮度上限。

Description

光学引擎

技术领域

本申请涉及投影设备技术领域，具体而言，涉及一种光学引擎。

背景技术

在投影领域，光学引擎的性能是影响用户体验的主要因素，而最主要的性能——亮度、颜色则取决于采用的光源。目前主流的光学引擎光源主要有以下几种：RGB激光、发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)等。

RGB激光光源的优势在于色域广，甚至超出了自然界存在的颜色范围，但主要的问题在于红绿激光器价格昂贵，尤其绿激光的成本甚至能达到蓝激光的十倍。而且，激光较小的光学扩展量(Etendue)在使用小光圈(小F)数镜头的光学引擎中无法提供明显的亮度增益。因此，在达到同样的光源亮度时，红绿激光的颗数使用较多，导致RGB激光的成本可能是其他光源的几倍，在对成本比较敏感的智能微投领域不是优先的选择。此外，RGB激光的散斑也会严重影响画面的观看效果。

LED最大的优势在于性能不差的前提下成本较低，也没有散斑，比如红光LED的颜色可以达到DCI-P3色域标准、且从效率而言是优于从黄/橙荧光粉中过滤出红光的。然而LED也有不少劣势，例如LED的亮度受限于芯片所能承受的电流密度，因此通常得到高亮度LED芯片的方法是增加LED芯片数量或尺寸，又如LED的绿光光谱较宽，导致绿光的颜色饱和度不高，CIE 1931色域空间的色坐标只有(0.32，0.64)左右，是一个偏黄的颜色，再如LED光学引擎为了能标称更高的亮度，通常会预设一个特殊模式，该模式中会将绿光的比例加大、减小红蓝光的比例使得绿LED能提供更高的亮度，但也会使得画面偏绿、观影效果极差、无法给用户真实提供一个高亮的观影效果。

发明内容

本申请实施方式提出了一种光学引擎，以至少解决上述技术问题之一。

本申请实施方式通过以下技术方案来实现上述目的。

本申请提供一种光学引擎，包括：第一光源组件、第二光源组件、调光组件、合光组件以及空间光调制器。第一光源组件用于发出荧光光线，第二光源组件用于发出激光光线。调光组件设置于所述第一光源组件的出光路径上，用于调制所述第一光源组件发出的光线。合光组件设置于所述第二光源组件的出光路径上，用于将所述调光组件调制后的荧光光线与所述第二光源组件发出的激光光线合光。空间光调制器设置于所述合光组件远离所述调光组件的一侧，所述荧光光线和所述激光光线经过所述合光组件合光后汇聚在所述空间光调制器上，所述空间光调制器用于输出光线。

所述第一光源组件包括：第一荧光光源以及第一收集透镜，所述第一荧光光源用于发出第一种荧光光线；第二荧光光源以及第二收集透镜，所述第二荧光光源用于发出第二种荧光光线；第三荧光光源以及第三收集透镜，所述第三荧光光源用于发出第三种荧光光线。

所述调光组件包括：第一二向色片，所述第一荧光光源以及第三荧光光源朝向所述第一二向色片的一表面，所述第二荧光光源朝向所述第一二向色片的另一表面，第一二向色片用于透射经过所述第一收集透镜的所述第一种荧光光线、反射经过所述第二收集透镜的所述第二种荧光光线、以及将所述经过所述第三收集透镜的所述第三种荧光光线反射至所述第一荧光光源做再次激发。

所述第一光源组件还包括：第四荧光光源以及第四收集透镜，所述第四荧光光源用于发出第四种荧光光线；

所述调光组件还包括：第二二向色片，所述第二二向色片用于透射所述第一二向色片透射和反射的荧光光线、以及反射经过所述第四收集透镜的所述第四种荧光光线。

在一种实施方式中，所述光学引擎还包括：第一中继透镜，所述第一中继透镜设置于所述第一二向色片和第二二向色片之间。

在一种实施方式中，所述第一种荧光光线为绿段荧光，所述第二种荧光光线为蓝段荧光，所述第三种荧光光线为深蓝段荧光，所述第四种荧光光线为红段荧光。

在一种实施方式中，所述合光组件包括合光片，所述合光片包括第一区域以及第二区域，所述第一区域用于透射所述荧光光线，所述第二区域用于反射所述激光光线。

在一种实施方式中，所述合光组件还包括：支撑件，所述合光片设置于所述支撑件上，与所述支撑件连接。

在一种实施方式中，所述支撑件为支撑方棒或棱锥。

在一种实施方式中，所述合光片朝向所述第二光源组件的表面还设置有散射镀膜。

在一种实施方式中，所述光学引擎还包括：匀光器件，所述匀光器件设置于所述合光组件与所述空间光调制器之间，所述匀光器件用于对所述合光组件进行合光后的光线进行匀光处理。

本申请实施例提供的光学引擎通过设置用于发出荧光光线的第一光源组件以及用于发射激光光源的第二光源组件，并使用调光组件以及合光组件将荧光光线以及激光光线进行调制并合光，最终汇聚在空间调制器上进行对光线的输出。在荧光光源与激光光源的配合下，出射的光线能够在达到广色域的同时还能提高达到的亮度上限，且在该配置模式下不会出现单纯使用激光光源的散斑现象，提高了用户的观影体验。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种光学引擎的光路示意图。

图2为本申请实施例提供的一种光学引擎中的第二光源组件的光路示意图。

图3为本申请实施例提供的一种光学引擎中的合光组件与第二二向色片的一种结构示意图。

图4为本申请实施例提供的一种光学引擎中的另一种合光组件的结构示意图。

图5为本申请实施例提供的一种光学引擎中的又一种合光组件与第二二向色片的结构示意图。

图6为本申请实施例提供的一种光学引擎中的再一种合光组件与第二二向色片的结构示意图。

图7为本申请实施例提供的一种光学引擎中的匀光器件与合光组件的侧视图。

图8为本申请另一实施例提供的一种光学引擎的光路示意图。

图9为本申请又一实施例提供的一种光学引擎的光路示意图。

图10为本申请又一实施例提供的一种光学引擎中的第二光源组件的一种光路示意图。

图11为本申请又一实施例提供的一种光学引擎中的第二光源组件的另一种光路示意图。

图12为本申请再一实施例提供的一种光学引擎中的第一光源组件以及一种第二光源组件的光路示意图。

图13为本申请再一实施例提供的一种光学引擎中的第一光源组件以及另一种第二光源组件的光路示意图。

图14为本申请又再一实施例提供的一种光学引擎中的一种光路示意图。

图15为本申请又再一实施例提供的一种光学引擎中的另一种光路示意图。

图16为本申请实施例提供的一种光学引擎在第一模式下的调制方式波形示意图。

图17为本申请实施例提供的一种光学引擎在第二模式下的调制方式波形示意图。

图18为本申请实施例提供的一种光学引擎在第三模式下的调制方式波形示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请同时参阅图1以及图2，本申请第一实施例提供一种光学引擎1，该光学引擎1包括：第一光源组件10、第二光源组件20、调光组件30、合光组件40以及空间光调制器50。

在本实施例中，第一光源组件10与第二光源组件20在空间上大致为垂直设置的状态，因此为了便于更好的对第一光源组件10以及第二光源组件20的阐述，图1以及图2分别示出了以第一光源组件10所在平面为主要视角以及以第二光源组件20所在平面为主要视角的结构示意图。可以理解的是，本申请实施例对第一光源组件10以及第二光源组件20的具体设置放置不做限制。

参阅图1，第一光源组件10包括多个荧光光源，用于发出不同色段的荧光光线。在本实施例中，第一光源组件10可以包括：第一荧光光源110以及第一收集透镜120、第二荧光光源130以及第二收集透镜140、以及第三荧光光源150以及第三收集透镜160。可以理解的是，上述的荧光光源包括但不局限于卤素灯、LED等。

第一荧光光源110、第二荧光光源130以及第三荧光光源150可以用于发出不同色段的荧光，如红段荧光、绿段荧光、蓝段荧光等的彩色荧光，在此不做限制。

在本实施例中，所述第一荧光光源110例如用于发出绿段荧光光线，所述第一收集透镜120设置于所述第一荧光光源110的出光路径上；

所述第二荧光光源130例如用于发出蓝段荧光光线，所述第二收集透镜140设置于所述第二荧光光源130的出光路径上；

所述第三荧光光源150例如用于发出深蓝段荧光光线，所述第三收集透镜160设置于所述第三荧光光源150的出光路径上；本实施例以第三荧光光源150为激发光源为例进行阐述。

第一收集透镜120、第二收集透镜140、第三收集透镜160分别用于收集第一荧光光源110、第二荧光光源130以及第三荧光光源150发出的荧光光线，可以理解的是，第一收集透镜120、第二收集透镜140以及第三收集透镜160可以包括一个透镜，也可以是透镜组合。

所述调光组件30设置于所述第一光源组件10的出光路径上，用于调制所述第一光源组件10发出的光线。

调光组件30可以包括：第一二向色片310。所述第一荧光光源110以及第三荧光光源150朝向所述第一二向色片310的一表面，所述第二荧光光源130朝向所述第一二向色片310的另一表面。第一二向色片310用于透射经过所述第一收集透镜120的所述第一种荧光光线、反射经过所述第二收集透镜140的所述第二种荧光光线、以及将所述经过所述第三收集透镜160的所述第三种荧光光线反射至所述第一荧光光源110做再次激发。

在一些实施方式中，所述第一光源组件10进一步还可以包括：第四荧光光源170以及第四收集透镜180，所述第四荧光光源170用于发出第四种荧光光线；可以理解的是，第四荧光光源170也可以用于发出如红段荧光、绿段荧光、蓝段荧光等的彩色荧光，在此不做限制。例如在本实施例中，第四荧光光源170用于发出红段荧光。

所述调光组件30进一步还可以包括：第二二向色片320，所述第二二向色片320用于透射所述第一二向色片310透射和反射的荧光光线、以及反射经过所述第四收集透镜180的所述第四种荧光光线。

在一些实施方式中，光学引擎1进一步还可以包括：第一中继透镜60，所述第一中继透镜60设置于所述第一二向色片310和第二二向色片320之间。

本实施例以所述第一种荧光光线为绿段荧光，所述第二种荧光光线为蓝段荧光，所述第三种荧光光线为深蓝段荧光，所述第四种荧光光线为红段荧光为例，可以理解的是，第三种荧光光线可以用于激发第一种荧光光线、第二种荧光光线、第四种荧光光线中的任意一个，在此不做限制，如下对本实施例的光路进行详细说明：

第一荧光光源110向第一二向色片310发出绿段荧光，第二荧光光源130向第一二向色片310发出蓝段荧光，第三荧光光源150向第一二向色片310发出深蓝段荧光，其中深蓝段荧光经过第一二相色片的反射进入第一荧光光源110，对绿段荧光起激发作用。绿段荧光经过第一二相色片透射进入第一中继透镜60，蓝段荧光经过第二二向色片320反射进入第一中继透镜60，绿段荧光与蓝段荧光经过第一中继透镜60后射向第二二向色片320，第三荧光光源150向第二二向色片320发出红段荧光，绿段荧光与蓝段荧光经过第二二向色片320的透射进入合光组件40，红段荧光经过第二二向色片320的反射进入合光组件40。

请参阅图2，第二光源组件20可以包括一个激光光源，也可以包括多个激光光源，多个激光光源用于发出不同色段的激光光线。第二光源组件20可以包括：第一激光光源210、第二激光光源220以及第三激光光源230中的至少一种以及第五收集透镜240。第一激光光源210、第二激光光源220以及第三激光光源230可以用于发出红、绿、蓝等彩色激光。

本实施例以第二光源组件20包括第一激光光源210、第二激光光源220以及第三激光光源230为例进行详细阐述：

所述第一激光光源210用于发出红色激光，所述第二激光光源220用于发出绿色激光，所述第三激光光源230用于发出蓝色激光。

所述红色激光、所述绿色激光以及所述蓝色激光汇聚于所述第五收集透镜240后进入所述合光组件40，所述合光组件40将所述红色激光、所述绿色激光以及所述蓝色激光与所述蓝段荧光、所述绿段荧光以及所述红段荧光进行合光获得合成光线。

在一些实施方式中，第二光源组件20进一步还可以包括：激光散光器件250，激光散光器件250可以设置于所述第一激光光源210、所述第二激光光源220以及所述第三激光光源230的出光路径上。可以理解的是，激光散光器件250包括但不限于散光片或散光轮等。为便于描述，此处将组成第五收集透镜240的镜片分别成为第一镜片241以及第二镜片242，在一些实施方式中，激光散光器件250可以设置在第一镜片241以及第二镜片242之间，本申请实施例对第一镜片241以及第二镜片242的具体位置不做限制。

请再次参照图1，空间光调制器50设置于所述合光组件40远离所述调光组件30的一侧，所述荧光光线和所述激光光线经过所述合光组件40合光后汇聚在所述空间光调制器50上，所述空间光调制器50用于输出光线。在本实施例中，空间光调制器50可以是数字微镜设备(Digital Micromirror Device，DMD)、液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)或硅基液晶(Liquid Crustal On Silicon,LCoS)中的一种。DMD器件的响应速度快，可以用时序切换的基色光来实现彩色投影显示。LCD器件由于其响应速度慢，通常需要三片分别给三种基色RGB来使用。LCOS也被用在单片和三片的投影系统。

在一些实施方式中，光学引擎1进一步还可以包括：匀光器件70，所述匀光器件70设置于所述合光组件40与所述空间光调制器50之间，所述匀光器件70用于对所述合光组件40进行合光后的光线也就是合成光线进行匀光处理。可以理解的是，匀光器件70包括但不限于复眼或光棒等，在此不做限制。

在一些实施方式中，光学引擎1进一步还可以包括：第二中继透镜810以及折射棱镜820等光学元件，第二中继透镜810以及折射棱镜820可以设置于匀光器件70与空间光调制器50之间，第二中继透镜810以及折射棱镜820的设置能够减小光学引擎1的体积。需要说明的是，第二中继透镜810与折射棱镜820的数量在本申请实施例中不做具体限制。

本申请实施例提供的光学引擎1通过设置用于发出荧光光线的第一光源组件10以及用于发射激光光源的第二光源组件20，并使用调光组件30以及合光组件40将荧光光线以及激光光线进行调制并合光，最终汇聚在空间调制器上进行对光线的输出。在荧光光源与激光光源的配合下，出射的光线能够在达到广色域的同时还能提高达到的亮度上限，且在该配置模式下不会出现单纯使用激光光源的散斑现象，提高了用户的观影体验。

请参阅图3-图6，在一些实施方式中，具体请参照图5以及图6，所述合光组件40可以包括合光片410，所述合光片410包括第一区域411以及第二区域412，所述第一区域411用于透射所述荧光光线，所述第二区域412用于反射所述激光光线。

进一步的，请参照图3以及图4，在一些实施方式中，合光组件40还可以包括：支撑件420，所述合光片410设置于所述支撑件420上，与所述支撑件420连接。支撑件420以及合光片410的固定方式不限于点胶连接或卡接，例如在本实施例中，支撑件420和合光片410可以通过点胶固定，保证支撑件420与合光片410不脱落。支撑件420可以是金属或塑胶材料制作而成，支撑件420可以是如图3所示的支撑方棒或如图4所示的棱锥，此外，支撑件420可以最大限度镂空，以使得挡光比例最低，在一些实施方式中，支撑件420还可以使用光学玻璃，上述的光学玻璃包括但不限于方棒、锥棒或圆棒等形式，在光学玻璃上镀膜能够对荧光产生增透作用，使对荧光光源发出的光线损失最小。

请再次参照图5以及图6，在一些实施方式中，合光片410还可以为特殊膜片形式贴附在第二二向色片320上，该合光片410的形状可以为任意不规则形，本试试方式中的合光片410可以理解为在传统的合光片410上进行切割，将干涉部分切除，保留足够支撑合光区域的结构，保证合光片410与其他部件不产生干涉。需要说明的是，本申请的切割方式不限于图5或图6所示的形式。

请参阅图7，图中的外方框表示匀光器件70的截面，条形方框表示合光片410的界面，圆形区域表示匀光器件70上的荧光光斑。在一些实施方式中，合光片410的第二区域412位于匀光器件70的光轴的中心，在本实施方式中，合光片410的尺寸小于匀光器件70的尺寸，具体为第二区域412的尺寸小于荧光光斑的尺寸，使得荧光经过合光片410时的损失较小。可以理解的是，匀光器件70与合光片410的具体位置关系在此不做限制，只要合光片410的侧视投影位于匀光器件70内即可。

请参阅图8，在一些实施方式中，光学引擎1还可以包括：压缩透镜840，压缩透镜840设置在合光组件40与匀光器件70之间，压缩透镜840用于缩小合成光线的光束。压缩透镜840的设置可以进一步减小光学引擎1的尺寸。需要说明的是，在本实施例中，第二中继透镜810设有2个，2个第二中继透镜之间可以设置反射镜830，反射镜830的设置可以用于改变光线的出射方向，使得空间光调制器50的设置能够更加灵活。

请参阅图9-图11，如图9所示，本申请第二实施例提供一种光学引擎2，该光学引擎2可以包括：第一光源组件10、第二光源组件、调光组件30、合光组件40、匀光器件70以及空间光调制器50。第一光源组件、调光组件、合光组件40、匀光器件70以及空间光调制器50的结构可以与第一实施例中的结构相同，在此不做赘述。

需要说明的是，在本实施例中，匀光器件70可以与合光组件40的位置进行交换，请参阅图10，在本实施例中，第二光源组件20在第一实施例的基础上，还可以包括：激光匀光器件850，激光匀光器件850设置在第二镜片242与第二二向色片320之间。

请同时参阅图11，基于图10所示的结构，在一种实施方式中，激光匀光器件850与第二镜片242的位置可以进行交换，即在本实施方式中，激光匀光器件850位于第二镜片242与激光散光器件250之间。也就是说在本实施例中，匀光器件70仅用于对荧光光线进行匀光，激光匀光器件850用于的激光光线进行匀光。在激光光路中单独设置激光匀光器件850，可以实现更好的匀光效果。

请同时参阅图12以及图13，本申请第三实施例提供一种光学引擎3，该光学引擎3可以包括：第一光源组件10、第二光源组件20、调光组件30、合光组件40、压缩透镜840、匀光器件70以及空间光调制器50。第一光源组件、调光组件、合光组件40、压缩透镜840、匀光器件70以及空间光调制器50的结构可以与第一实施例中的结构相同，在此不做赘述。

在本实施例中，第二光源组件与第一光源组件设置在同一水平面内，合光组件40设置在第二中继透镜810与空间光调制器50之间，具体的，在本实施例中，第二中继透镜810可以设置2个，合光组件40设置在2个第二中继透镜810之间，第二光源组件20设置在合光组件40的一侧。

请参阅图12，在一种实施方式中，第二光源组件20的结构可以为图10中所示的第二光源组件20的结构。同时请参阅图13，在一种实施方式中，第二光源组件20的结构可以为图11中所示的第二光源组件20的结构。

请参阅图14，本申请第四实施例提供的一种光学引擎4作为本申请的，该光学引擎4可以包括：第一光源组件10、第二光源组件20、调光组件30、合光组件40、压缩透镜840以及空间光调制器。第一光源组件、第二光源组件的结构可以与第三实施例中的结构相同，在此不做赘述。

在本实施例中，光学引擎4还可以包括：第三中继透镜910、第一反射镜920以及第二反射镜930。

第三中继透镜910可以设置2个，其中一个可以位于匀光器件70的一侧，另一个可以位于第二光源组件的一侧。也就是说在第一光源组件以及第二光源组件的出光路径上额外设置一个中继透镜，可以进一步缩小光学引擎4的尺寸。

第一反射镜920位于压缩透镜840远离匀光器件70的一侧，用于反射第一光源组件出射的光线，第二反射镜930位于第二中继透镜810远离第二光源组件的一侧，用于反射第二光源组件出射的光线。

空间光调制器可以包括：第一调制器510、第二调制器520以及第三调制器530。第一调制器510设置于第一反射镜920与合光组件40之间，用于对第一光源组件10出射的光线进行调制。第二调制器520设置于第二反射镜930与合光组件40之间，用于对第二光源组件20出射的光线进行调制。第三调制器530设置于合光组件40的一侧，使射入合光组件40的光线最终向第三调制器530射出。

第一反射镜920与第二反射镜930分别将第一光源组件出射的光线以及第二光源组件出射的光线反射进入第一调制器510以及第二调制器520中，然后第一调制器510以及第二调制器520将光线汇聚合光组件40上，使射入合光组件40的光线最终向第三调制器530射出。

在本实施例中，合光组件40对第二光源组件20出射的光线起投射作用，对第一光源组件10出射的光线起反射作用，具体合光组件40的属性在此不做限制，可以根据具体第一光源组件10以及第二光源组件20的设置方式改变。

在本实施例中，第一调制器510与第二调制器520的设置能够扩展量合光，具体的，第一制器调制荧光光线，第二调制器520调制激光光线，使该光学引擎4可以调制的灰阶位深能达到10bit及以上(即对激光光线或荧光光线的控制精度可以做到1/1024以下)，因此在进行动态色域的调整时，可以进行更精细的激光光线与荧光光线之间的比例调节、从而达到更精准的色彩控制。

请参照图15，在一些实施方式中，光学引擎4还可以包括：第一透镜940以及第二透镜950，第一透镜940设置于第一调制器510与合光组件40之间，第二透镜950设置于第二调制器520与合光组件40之间。考虑到第一调制器510和第调制器反射的光在合光时，会分别将第一调制器510以及第二调制器520与合光组件40拉开较远的距离，以使得第一调制器510以及第二调制器520处的角分布转化为合光组件40处的面分布，这对于镜头的后焦长度和镜片尺寸有一定的要求，因此第一透镜940以及第二透镜950的设置能够缩短第一调制器510和合光组件40的距离以及第二调制器520和合光组件40的距离，同时也可以针对激光光线和荧光光线的不同光谱或F数，对第一调制器510以及第二调制器520进行针对性设计、以达到更好的成像效果。

如下将对本申请实施例提供的光学引擎的控制方法进行阐述，为便于阐述，后续以第一实施例的结构为例，对该方法进行阐述：

请参阅图16，可以理解的是，光学引擎还可以包括控制单元，控制单元用于根据信号周期内不同信号分段对应的激光与荧光的配比方案，在不同信号分段内控制不同的光源组合出光。

上述的信号周期依次包括第一信号分段，第二信号分段以及第三信号分段；

所述第一信号分段对应第一光源组合，所述第一光源组合包括第一激光光源和第一荧光光源；

所述第二信号分段对应第二光源组合，所述第二光源组合包括第二激光光源、第二荧光光源以及第三荧光光源；以及

所述第三信号分段对应第三光源组合，所述第三光源组合包括第三激光光源和第四荧光光源；

所述控制单元用于在第一信号分段内控制第一光源组合出光，在第二信号分段内控制第二光源组合出光，在第三信号分段内控制第三光源组合出光。

为便于阐述，后续以所述第一激光光源为红色激光光源，所述第一荧光光源发出的第一种荧光光线为红段荧光；所述第二激光光源为绿色激光光源，所述第二荧光光源发出的第二种荧光光线为绿段荧光，所述第三荧光光源发出的第三种荧光光线为蓝段荧光；所述第三激光光源为蓝色激光光源，所述第四荧光光源发出的第四种荧光光线为蓝段荧光为例进行说明。

在第一信号分段内，控制单元用于控制所述第一激光光源和第一荧光光源出光，通过增大电流增加所述第一激光光源的出光比例；

在第二信号分段内，控制单元用于控制所述第二激光光源和第二荧光光源出光，控制所述第三荧光光源不出光，通过减小电流降低所述第二荧光光源的出光比例；

在第三信号分段内，控制单元用于控制所述第三激光光源不出光，控制所述第四荧光光源出光，通过减小电流降低所述第四荧光光源的出光比例。

在另一种实施方式中，第一光源组合还包括第二荧光光源，所述第二光源组合还包括第一荧光光源，第一所述控制单元用于：

在第一信号分段内控制所述第一激光光源、第一荧光光源以及第二荧光光源出光；

在第二信号分段内控制所述第二激光光源、第一荧光光源、第二荧光光源、第三荧光光源出光；

在第三信号分段内控制所述第三激光光源以及第四荧光光源出光。

本实施例提供三种模式对光源进行调制，分别为第一模式、第二模式以及第三模式，如下分别对上述的三种模式进行详细阐述：

请参照图16，图中横轴表示信号分段，纵轴表示光源，在第一模式下，信号分段为第一信号分段时，光学引擎发出红色激光以及红段荧光，第一激光光源下的电流为3.6A，第一荧光光源下的电流为10A。

信号分段为第二信号分段时，光学引擎发出绿色激光、绿段荧光以及蓝段荧光，第二激光光源下的电流为2.1A，第二荧光光源下的电流为15A，第三荧光光源下的电流为15A，其中第三荧光光源发出的蓝段荧光可以实现双面激发以提高绿段荧光的亮度。

信号分段为第三信号分段时，光学引擎发出蓝色激光以及蓝段荧光，第三激光光源下的电流为3.5A，第四荧光光源下的电流为15A。

在该模式中，由于红光基色由红段荧光和红段激光组成，因此色坐标优于红段荧光，绿光基色由绿段荧光和绿段激光组成，因此色坐标优于绿段荧光，最终色域蓝光的面积相比荧光区域有了一定的增加，同时，由于激光的加入，合成后的光线亮度也有了较大的提升。

请参照图17，图中横轴表示信号分段，纵轴表示光源，在第二模式下，信号分段为第一信号分段时，光学引擎发出红色激光以及红段荧光，第一激光光源下的电流为3.0A，第一荧光光源下的电流为7A，第一激光光源和第一荧光光源的电流有所调整使得此时红光中红段激光的比例进一步加大、导致红光的色坐标更优。

信号分段为第二信号分段时，光学引擎发出绿色激光以及绿段荧光，第二激光光源下的电流为2.1A，第二荧光光源下的电流为0.5A。第二模式与第一模式在此时相比第二荧光光源的电流更低且第三荧光光源不出光，因此绿光中绿段激光占比进一步加大、导致绿光的坐标更优。

信号分段为第三信号分段时，光学引擎发出蓝段荧光，第四荧光光源下的电流为6.5A，第三激光光源不出光，同时第四荧光光源出光但电流降低。

由于该模式下荧光光源下降的电流幅度更大，因此亮度下降的更多，但色域面积也得到了大幅提升，导致虽然RGB单色颜色和亮度不一致，但是白平衡可以做成一致。

请参照图18，图中横轴表示信号分段，纵轴表示光源，在第三模式下，信号分段为第一信号分段时，光学引擎发出红色激光、红段荧光以及绿段荧光，第一激光光源下的电流为3.6A，第一荧光光源下的电流为10A，第二荧光光源下的电流为1.8A，此时的红光由红段激光、红段荧光以及绿段荧光组成，红光的亮度得到了提升；

信号分段为第二信号分段时，光学引擎发出绿色激光、红段荧光、绿段荧光以及蓝段荧光，第二激光光源下的电流为2.1A，第一荧光光源下的电流为10A，第二荧光光源下的电流为15A，第三荧光光源下的电流为15A，此处的蓝段荧光用于激发绿段荧光，因此绿光由绿段激光、绿段荧光以及红段荧光组成，绿光的亮度得到了提升；

信号分段为第三信号分段时，光学引擎发出蓝色激光以及蓝段荧光，第三激光光源下的电流为3.5A，第三荧光光源下的电流为15A，虽然RGB单色颜色和亮度不一致，但是白平衡可以做成一致。

请参照表1，将本申请中的上述三种模式下的光通量以及色域面积与现有技术中的方案进行对比可知：

表1

第一模式与第三模式下的光通量均高于对比模式，第一模式与第二模式下的色域面积均高于对比模式。三种模式都可以做到和对比模式相同的白光坐标。

本申请可以控制激光光源以及荧光光源中出光的光源数量、每个光源的电流，以及通过调节不同色域模式的duty，来达到色域和亮度动态调节的目的，而且本申请中的方案在亮度和色域上限中均明显优于对比方案，本申请所提供的方案既能做到某个模式下亮度和色域同时超过对比方案，又能做到单独把色域或者亮度做到超对比方案。同时可以保证每个模式的白光坐标做到一致。本申请实施例提供的方案中的光源亮度与色域上限更高，达到同样的广色域时、亮度也更高。需要说明的是，本申请实施例不对电流做具体限制，可根据实际情况对电流的大小进行调整。

本申请实施例提供的光学引擎1通过设置用于发出荧光光线的第一光源组件10以及用于发射激光光源的第二光源组件20，并使用调光组件30以及合光组件40将荧光光线以及激光光线进行调制并合光，最终汇聚在空间调制器上进行对光线的输出。在荧光光源与激光光源的配合下，出射的光线能够在达到广色域的同时还能提高达到的亮度上限，且在该配置模式下不会出现单纯使用激光光源的散斑现象，提高了用户的观影体验。

术语“一些实施方式”、“其他实施方式”等的描述意指结合该实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本申请中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本申请中描述的不同实施方式或示例以及不同实施方式或示例的特征进行结合和组合。

以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施方式技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种光学引擎，其特征在于，包括：

第一光源组件，用于发出荧光光线；

第二光源组件，用于发出激光光线；

调光组件，设置于所述第一光源组件的出光路径上，用于调制所述第一光源组件发出的光线；

合光组件，设置于所述第二光源组件的出光路径上，用于将所述调光组件调制后的荧光光线与所述第二光源组件发出的激光光线合光；以及

空间光调制器，设置于所述合光组件远离所述调光组件的一侧，所述荧光光线和所述激光光线经过所述合光组件合光后汇聚在所述空间光调制器上，所述空间光调制器用于输出光线；

其中，所述第一光源组件包括：第一荧光光源以及第一收集透镜，所述第一荧光光源用于发出第一种荧光光线；第二荧光光源以及第二收集透镜，所述第二荧光光源用于发出第二种荧光光线；第三荧光光源以及第三收集透镜，所述第三荧光光源用于发出第三种荧光光线；

所述调光组件包括：第一二向色片，所述第一荧光光源以及第三荧光光源朝向所述第一二向色片的一表面，所述第二荧光光源朝向所述第一二向色片的另一表面，第一二向色片用于透射经过所述第一收集透镜的所述第一种荧光光线、反射经过所述第二收集透镜的所述第二种荧光光线、以及将所述经过所述第三收集透镜的所述第三种荧光光线反射至所述第一荧光光源做再次激发；

所述第一光源组件还包括：第四荧光光源以及第四收集透镜，所述第四荧光光源用于发出第四种荧光光线；

所述调光组件还包括：第二二向色片，所述第二二向色片用于透射所述第一二向色片透射和反射的荧光光线、以及反射经过所述第四收集透镜的所述第四种荧光光线。

2.如权利要求1所述的光学引擎，其特征在于，所述光学引擎还包括：

第一中继透镜，设置于所述第一二向色片和第二二向色片之间。

3.如权利要求2所述的光学引擎，其特征在于，所述第一种荧光光线为绿段荧光，所述第二种荧光光线为蓝段荧光，所述第三种荧光光线为深蓝段荧光，所述第四种荧光光线为红段荧光。

4.如权利要求1至3任一项所述的光学引擎，其特征在于，所述合光组件包括合光片，所述合光片包括第一区域以及第二区域，所述第一区域用于透射所述荧光光线，所述第二区域用于反射所述激光光线。

5.如权利要求4所述的光学引擎，其特征在于，所述合光组件还包括：

支撑件，所述合光片设置于所述支撑件上，与所述支撑件连接。

6.如权利要求5所述的光学引擎，其特征在于，所述支撑件为支撑方棒或棱锥。

7.如权利要求4所述的光学引擎，其特征在于，所述合光片朝向所述第二光源组件的表面还设置有散射镀膜。

8.如权利要求1所述的光学引擎，其特征在于，所述光学引擎还包括：匀光器件，所述匀光器件设置于所述合光组件与所述空间光调制器之间，所述匀光器件用于对所述合光组件进行合光后的光线进行匀光处理。