CN202306116U - 采用层流电子枪的三原混色激光crt投影系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种投影系统。采用层流电子枪的三原混色激光CRT投影系统，包括光源系统、投影光学系统，光源系统包括一个激光CRT，激光CRT包括一真空管，一端设有一激光面板，另一端设有一层流电子枪，层流电子枪的前方设有一聚焦偏转系统，聚焦偏转系统的前方设有激光面板。由于采用上述技术方案，本实用新型电子枪采用了层流电子枪发射电子束，激光面板的电流密度具有比较均匀的分布，平均了激光面板功耗，降低了转化为热的能量。且本实用新型产生的激光光源为三原色光源。

Description

采用层流电子枪的三原混色激光CRT投影系统

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种投影系统。

背景技术

随着小型化、便携式电子设备的兴起，现有的投影设备通常采用手持式、低耗电的投影设备，最适合于此类投影设备的光源为激光光源或是发光二级管光源。其中，激光光源是已被广泛认为低耗电、亮度高的高效光源。

投影系统利用光调制器把从光源射出的光转换为影像画面。目前此种光调制器通常是利用液晶的投射型/反射型液晶显示器、硅基液晶，以及DLP技术中的数字微镜器件。为了表现影像画面，需要绿/蓝/红三种原色的激光。

CRT是一种是用阴极射线管的显示器，其主要由玻璃罩、电子枪、偏转线圈、应激面板组成。传统的CRT技术被用于电视机、电脑屏幕应用中，另外CRT技术也可被用于投影光机结构中，但往往效率不高，而且受亮度限制。

CRT也可以通过电子束激发激光光源，将CRT的电子枪产生的电子束轰击激光面板产生激光光源，具有去相干、亮度高等优点。但一般光源配备的电子束激发系统采用交叉电子枪，这种电子枪发射的电子束在像面的电流密度分布为类高斯型，从发光机理上来说存在缺陷，转化为热的能量比重大，且发光区域功耗也不均匀，降低了芯片的平均寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种采用层流电子枪的三原混色激光CRT投影系统，解决以上技术问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

采用层流电子枪的三原混色激光CRT投影系统，包括光源系统、投影光学系统，其特征在于，所述光源系统包括一个用于产生激光的激光CRT，所述激光CRT包括一真空管，所述真空管的一端设有一激光面板，所述真空管的另一端设有一层流电子枪，所述层流电子枪的前方设有一聚焦偏转系统，所述聚焦偏转系统的前方设有所述激光面板；

所述激光面板包括至少两个激光腔，至少两个所述激光腔产生的激光为三原色中的一种，至少两个所述激光腔沿厚度方向排列；

所述激光面板包括至少两排所述激光腔，一激光腔与其相邻的激光腔发出的激光颜色不同。

本实用新型将激光CRT光源作为投影系统的光源，具有能消除激光散斑、可控性好等优点。且本实用新型的电子枪采用了层流电子枪发射电子束，激光面板的电流密度具有比较均匀的分布，平均了激光面板功耗，降低了转化为热的能量。

本实用新型作为激光光源使用时，产生的激光光源为不同颜色混合的三色合成光。用于投影系统的光源时，只要一个激光CRT作为光源，省去了需要三种不同颜色的光源，通过光学棱镜合成一束合成光的复杂结构。这样能大大节省激光CRT的个数，投影系统的结构更简单、成本更低廉。

还包括一光学棱镜，所述光学棱镜设置在所述激光CRT的激光出射面的前方。本实用新型的激光CRT发出的激光已经为三色合成光。为了进一步将三原色进行混色，在激光CRT的前方设有光学棱镜后，能更好的实现混色，使投影系统的颜色更加均匀稳定。

所述激光腔包括一增益介质层、反射层，所述反射层分别设置在所述增益介质层的前方和后方。

所述激光腔包括部分反射层和完全反射层，所述部分反射层设置在所述增益介质层的前方，所述完全反射层设置在所述增益介质层的后方。以便光子在激光腔内多次激发。

所述聚焦偏转系统包括一设置在所述电子枪前方的聚焦线圈、一设置在所述聚焦线圈前方的偏转线圈，所述偏转线圈的前方设有所述激光面板。为了保持电子束的层流性，偏转线圈的偏转角度必须很小，必须处于偏转线圈的线性偏转区域。

所述真空管包括一漏斗形的玻璃罩，所述玻璃罩的广角端设有所述激光面板，所述玻璃罩的另一端设有所述层流电子枪。真空管和层流电子枪的结构设计可以根据实际应用而改变。

还包括一面板冷却系统，所述面板冷却系统包括歧管、热交换系统、冷却液，所述冷却液设置在所述歧管内，所述热交换系统连接所述歧管的入口和出口，所述歧管包括设置在所述应激面板周边的周边歧管。冷却液通过歧管流经整个激光面板周边，激光面板被冷却，冷却液温度上升。升温的冷却液从出口离开歧管，从而进入热交换系统，进行冷却和冷却液重新循环。

所述歧管还包括设置在所述激光面板上的面板歧管，所述面板歧管设置在相邻两个所述激光腔之间；

相邻两排所述激光腔之间设有所述面板歧管，所述面板歧管纵横交错的设置在所述激光面板上。在激光面板上也设有歧管后，能更好、更均匀的对激光面板进行冷却。

所述冷却液采用绝缘、透明的冷却液。以便面板冷却系统隔离高电压，省去了其他电隔离系统的设置。所述冷却液可以采用介质冷却液，如3M公司制造的Fluorinert，也可以采用全氟液体或其他非导电流体。

所述歧管包括至少两条，至少两条所述歧管相互联通，至少两条所述歧管中的至少一条连接所述热交换系统。以便更加有效均匀的冷却激光面板。

有益效果：由于采用上述技术方案，本实用新型电子枪采用了层流电子枪发射电子束，激光面板的电流密度具有比较均匀的分布，平均了激光面板功耗，降低了转化为热的能量。且本实用新型产生的激光光源为三原色光源。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的一种结构示意图；

图3为本实用新型的另一种结构示意图；

图4为本实用新型激光面板的横截面示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。

参照图1、图2，采用层流电子枪的三原混色激光CRT投影系统，包括光源系统1、投影光学系统5，光源系统1包括一个用于产生激光的激光CRT，还包括一光学棱镜4，光学棱镜4设置在激光CRT的激光出射面的前方。

激光CRT包括一真空管，真空管的一端设有一激光面板12，真空管的另一端设有一层流电子枪13，层流电子枪13的前方设有一聚焦偏转系统，聚焦偏转系统的前方设有激光面板12。聚焦偏转系统包括一设置在层流电子枪13前方的聚焦线圈135、一设置在聚焦线圈135前方的偏转线圈136，偏转线圈136的前方设有激光面板12。真空管包括一漏斗形的玻璃罩11，玻璃罩11的广角端设有激光面板12，玻璃罩11的另一端设有层流电子枪13。

参照图4，激光面板12包括至少两个激光腔121，至少两个激光腔121产生的激光为三原色中的一种，至少两个激光腔121沿厚度方向排列；激光面板12包括至少两排激光腔121，一激光腔121与其相邻的激光腔121产生的激光颜色不同。激光腔121包括一增益介质层、反射层，反射层分别设置在增益介质层的前方和后方。激光腔121包括部分反射层和完全反射层，部分反射层设置在增益介质层的前方，完全反射层设置在增益介质层的后方。以便光子在激光腔内多次激发。

参照图2，层流电子枪13包括阴极131，阴极131和激光面板12分别加载正电压。电子枪还包括一设置在阴极131前方的控制电极133，控制电极133连接一电子束电流控制系统14。通过电子束电流控制系统14的控制，控制电极133用来控制电子束电流，进而改变电流强度。控制电极133处的电压决定了激光面板12前方外界屏幕的亮度。

电子枪还可以包括一G1电极132、一G3电极134，控制电极133作为G2电极，G1电极132设置在阴极131与G2电极之间，G1电极132加载有负电压。G3电极134设置在G2电极与聚焦线圈135之间。还包括一双驱动器调制系统3，双驱动器调制系统3分别连接阴极和G1电极132。双驱动器调制系统3用于调制阴极131和G1电极132响应控制信号，双驱动器调制系统3通过从高到低调整电压来调制阴极131，并通过G1电极132来调节低电压。双驱动器调制系统3能实现高分辨率。

参照图3，层流电子枪13包括一阴极131，阴极131加载负电压电源，激光面板12加载正电压电源，负电压电源和正电压电源串联，且连接处接地。阴极131优选加载0～-20kv的高负电压电源，激光面板12优选加载0～+20kv的高正电压电源。本实用新型中通过激光CRT的高电压可被分割，使负电位适用于阴极131，正电位适用于阳极，所以在激光面板12上的总电位接近正电位与负电位的电势差。

还包括一电子束电流控制系统14，电子束电流控制系统14连接阴极131。电子枪还可以包括一G1电极132、一G2电极133、一G3电极134，G1电极132、G2电极133、G3电极134依次设置在阴极131与聚焦偏转系统之间。G1电极132、G2电极133、G3电极134分别连接电子束电流控制系统14，电子束电流控制系统14控制各电极来控制激光的输出强度

参照图2，还包括一面板冷却系统，面板冷却系统包括歧管、热交换系统22、冷却液，冷却液设置在歧管内，热交换系统22连接歧管的入口和出口，歧管包括设置在激光面板周边的周边歧管21。冷却液通过歧管流经整个激光面板12周边，激光面板12被冷却，冷却液温度上升。升温的冷却液从出口离开歧管，从而进入热交换系统22，进行冷却和冷却液重新循环。

参照图3，歧管还包括设置在激光面板12上的面板歧管23，面板歧管23设置在相邻两个激光腔121之间。相邻两排激光腔之间设有面板歧管23，面板歧管23纵横交错的设置在激光面板12上。冷却液采用绝缘、透明的冷却液。以便面板冷却系统隔离高电压，省去了其他电隔离系统的设置。冷却液可以采用介质冷却液，如3M公司制造的Fluorinert，也可以采用全氟液体或其他非导电流体。歧管包括至少两条，至少两条歧管相互联通，至少两条歧管中的至少一条连接热交换系统22。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.采用层流电子枪的三原混色激光CRT投影系统，包括光源系统、投影光学系统、其特征在于，所述光源系统包括一个用于产生激光的激光CRT，所述激光CRT包括一真空管，所述真空管的一端设有一激光面板，所述真空管的另一端设有一层流电子枪，所述层流电子枪的前方设有一聚焦偏转系统，所述聚焦偏转系统的前方设有所述激光面板；

所述激光面板包括至少两个激光腔，至少两个所述激光腔产生的激光为三原色中的一种，至少两个所述激光腔沿厚度方向排列；

所述激光面板包括至少两排所述激光腔，一激光腔与其相邻的激光腔发出的激光颜色不同。

2.根据权利要求1所述的采用层流电子枪的三原混色激光CRT投影系统，其特征在于，还包括一光学棱镜，所述光学棱镜设置在所述激光CRT的激光出射面的前方。

3.根据权利要求1所述的采用层流电子枪的三原混色激光CRT投影系统，其特征在于，所述激光腔包括一增益介质层、反射层，所述反射层分别设置在所述增益介质层的前方和后方。

4.根据权利要求1或3所述的采用层流电子枪的三原混色激光CRT投影系统，其特征在于，所述激光腔包括部分反射层和完全反射层，所述部分反射层设置在所述增益介质层的前方，所述完全反射层设置在所述增益介质层的后方。

5.根据权利要求1所述的采用层流电子枪的三原混色激光CRT投影系统，其特征在于，所述聚焦偏转系统包括一设置在所述电子枪前方的聚焦线圈、一设置在所述聚焦线圈前方的偏转线圈，所述偏转线圈的前方设有所述激光面板。

6.根据权利要求1所述的采用层流电子枪的三原混色激光CRT投影系统，其特征在于，所述真空管包括一漏斗形的玻璃罩，所述玻璃罩的广角端设有所述激光面板，所述玻璃罩的另一端设有所述层流电子枪。

7.根据权利要求1所述的采用层流电子枪的三原混色激光CRT投影系统，其特征在于，还包括一面板冷却系统，所述面板冷却系统包括歧管、热交换系统、冷却液，所述冷却液设置在所述歧管内，所述热交换系统连接所述歧管的入口和出口，所述歧管包括设置在所述应激面板周边的周边歧管。

8.根据权利要求7所述的采用层流电子枪的三原混色激光CRT投影系统，其特征在于，所述歧管还包括设置在所述激光面板上的面板歧管，所述面板歧管设置在相邻两个所述激光腔之间，相邻两排所述激光腔之间设有所述面板歧管，所述面板歧管纵横交错的设置在所述激光面板上。

9.根据权利要求7或8所述的采用层流电子枪的三原混色激光CRT投影系统，其特征在于，所述冷却液采用绝缘、透明的冷却液。

10.根据权利要求7或8所述的采用层流电子枪的三原混色激光CRT投影系统，其特征在于，所述歧管包括至少两条，至少两条所述歧管相互联通，至少两条所述歧管中的至少一条连接所述热交换系统。

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