CN203745789U - 一种光源系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种光源系统，包括：蓝色LD光源组；用于透射蓝光、反射荧光色轮新产生的色光的分光装置；包括沿其中心轴分布不重叠且呈扇环形的至少三个区域的荧光色轮，所述至少三个区域包括透射蓝光的第一区域、用于转换蓝光为红光的第二区域和用于转换蓝光为绿光第三区域；用于驱动荧光色轮沿其中心轴转动的第一驱动装置；用于合并荧光色轮出射的色光的合光装置；用于分时选色光的滤光色轮；第二驱动装置，用于驱动滤光色轮沿其中心轴转动，使得荧光色轮和滤光色轮同步转动。通过上述方式，本实用新型提供的光源系统可提高光源的色饱和度及色域，进而可以提高投影显示画面的显示质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及照明及显示技术领域，特别是涉及一种光源系统。
背景技术
单片DLP（Digital Light Processor数字光处理器）投影机由于需要在一个成像装置上同时提供红、绿、蓝三种颜色，其成像原理是通过一个高速旋转的色轮来产生全色彩的投影图像，色轮由红、绿、蓝三色块组成。现有技术中，利用由光源发射的白色光通过旋转的色轮后，白色光中的红绿蓝三色会顺序交替投射到DMD（DigtalMicromirror Device数字微镜装置）芯片表面上，经DMD芯片上的小镜子反射抵达镜头，再由镜头投射至屏幕使之呈像。但是灯泡光源的使用寿命有限，且不能满足高饱和度和广色域投影显示，特别是室外投影显示的要求。
为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种光源系统。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种光源系统，利用旋转滤光色轮对荧光色轮出射的多色光进行分时选色，可提高投影显示画面的饱和度及色域，进而可提高投影画面的显示质量。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种光源系统，包括：
蓝色LD光源组，包括多个分布于基板上发射蓝光的蓝色LD；
反射镜组，所述反射镜组包括多个反射镜，每个蓝色LD都有一个与之一一对应的反射镜，反射镜用于反射与之相对应的蓝色LD发射的蓝光到分光装置；
分光装置，设置于蓝光传播路径上，用于透射蓝光，并用于反射荧光色轮新产生的色光；
荧光色轮，设置于分光装置透射的蓝光的下游传播路径上，包括沿其中心轴分布不重叠且呈扇环形的至少三个区域，所述至少三个区域包括透射蓝光的第一区域、用于转换蓝光为红光的第二区域和用于转换蓝光为绿光第三区域，第一色轮反射新产生的色光到分光装置；
第一驱动装置，用于驱动荧光色轮沿其中心轴转动；
第一反射镜，用于将荧光色轮透射的蓝光反射到合光装置上；
第二反射镜，用于将分光装置反射的荧光色轮新产生的色光到合光装置上；
合光装置，用于透射蓝光、反射荧光色轮新产生的色光进而将蓝光和荧光色轮新产生的色光合并为一路光；
滤光色轮，设置于经合光装置合并之后的色光的传播路径上，包括沿其中心轴不重叠且呈扇环形的至少三个区域，滤光色轮的至少三个区域包括仅允许蓝光通过的第一滤光区、仅允许红光通过的第二滤光区和仅允许绿光通过的第三滤光区；
第二驱动装置，用于驱动滤光色轮沿其中心轴转动，使得荧光色轮和滤光色轮同步转动；
控制装置，用于控制第一驱动装置、第二驱动装置以及蓝色LD的电源开关，使得荧光色轮和滤光色轮保持同步，以获得目标光功率的各时序色光。
其中，所述荧光色轮的至少三个区域进一步包括用于转换蓝光为黄光的第四区域，相应的滤光色轮的至少三个区域进一步包括仅允许黄光通过的第四滤光区。
其中，所述的荧光色轮的至少三个区域进一步包括用于转换蓝光为青光的第五区域，相应的滤光色轮的至少三个区域进一步包括仅允许青光通过的第五滤光区。
其中，所述合光装置和滤光色轮之间设置有光隔离器.
其中，所述荧光色轮的第一区域包括内置的扩散片，所述扩散片用于对蓝光进行匀光和消除蓝光散斑。
其中，在反射镜组与分光装置之间设置有扩散片，所述扩散片用于对入射到其上的蓝光进行匀光和消除蓝光散斑。
其中，在分光装置到荧光色轮的蓝光传播路径上设置有一扩散片，所述扩散片用于对入射到其上的蓝光进行匀光和消除蓝光散斑。
其中，在荧光色轮到合光装置的蓝光传播路径上设置有一扩散片，所述扩散片用于对入射到其上的蓝光进行匀光和消除蓝光散斑。
其中，在合光装置到光收集装置之间的蓝光传播路径上设置有一个扩散片，所述扩散片用于入射到其上的蓝光进行匀光和消除蓝光散斑。
根据上述任意一项所述的光源系统，所述反射镜组与分光装置之间设置有第一凸透镜，所述分光装置与荧光色轮之间设置有平凸透镜，且平凸透镜的凸面面向分光装置，荧光色轮与第一反射镜之间设置有第二凸透镜，分光装置与第二反射镜之间设置有第三凸透镜，第二反射镜和合光装置之间设置有第四凸透镜，滤光色轮与光收集装置之间设置有第五凸透镜。
本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型提供的光源系统，利用旋转滤光色轮对荧光色轮出射的多种色光进行分时选色，可提高光源的色饱和度和扩展色域，进而可提高投影画面的显示质量。
附图说明
图1是本实用新型的光源系统的一实施例的结构示意图；
图2是本实用新型的光源系统的荧光色轮的第一实施例的结构示意图；
图3是本实用新型的光源系统的滤波色轮的第一实施例的结构示意图；
图4是本实用新型的光源系统的荧光色轮的第二实施例的结构示意图；
图5是本实用新型的光源系统的滤光色轮的第二实施例的结构示意图；
图6是本实用新型的光源系统的荧光色轮的第三实施例的结构示意图；
图7是本实用新型的光源系统的滤光色轮的第三实施例的结构示意图。
具体实施方式
请参见图1，图1是本实用新型的光源系统的一实施例的结构示意图。如图1所示，本实施例的光源系统包括：蓝色LD光源组11、反射镜组（未标示）、分光装置15、荧光色轮17、第一驱动装置18、第一反射镜20、第二反射镜26、合光装置21、滤光色轮22、第二驱动装置23、光收集装置24和控制装置（未图示）。其中，蓝色LD光源组11包括多个分布于基板上的蓝色LD111，蓝色LD111用于发射蓝光；反射镜组包括多个反射镜12，单个蓝色LD111都有一个与之一一对应的反射镜12，反射镜12用于反射与之对应的蓝色LD111发射的蓝光到分光装置15，因此反射镜组的作用是反射蓝色LD光源组11出射的蓝光到分光装置15上，且在实际使用中，不同的反射镜12反射的蓝光不会入射到另一个不同的反射镜12上。
在本实施例中，控制装置，用于控制第一驱动装置18、第二驱动装置23以及蓝色LD11的电源开关，使得荧光色轮和滤光色轮保持同步，以获得目标光功率的各时序色光。
在本实施例中，分光装置15设置于蓝光的传播路径上，在蓝色LD光源组11发射的蓝光经反射镜组反射之后入射到分光装置15上，蓝光经分光装置15透射后入射到荧光色轮17上。由于荧光色轮17包括波长转换材料（荧光材料），一种波长转换材料用于将入射到荧光色轮17上的蓝光转换为一种特定颜色光，然后新产生的色光经荧光色轮17反射到分光装置15上，而经透射的蓝光到入射到第一反射镜20上。入射到分光装置15上的新产生的色光被反射到第二反射镜26上，然后再被第二反射镜26反射到合光装置21上，入射到第一反射镜20上的蓝光被反射到合光装置21上。合光装置21通过透射蓝光、反射荧光色轮新产生的色光进而将荧光色轮17透射及反射的色光合并为一路光入射到滤光色轮22上。
在本实施例中，荧光色轮17包括沿其中心轴呈扇环形且不重叠的至少三个区域，第一区域用于透射蓝光，第二区域用于将蓝光转换为红光并反射红光，第三区域用于将蓝光转换为绿光并反射绿光。在本实用新型的优选实施例中第一区域可以优选是全空的。第一驱动装置18用于驱动荧光色轮17沿其中心轴转动，使得荧光色轮17的不同区域交替设置于蓝光的传播路径上，进而使得荧光色轮17交替输出蓝光、红光和绿光。
在本实施例中，经合光装置21合并之后的色光入射到滤光色轮22上。滤光色轮22设置于经合光装置21合并之后的色光的传播路径上，包括沿其中心轴呈扇环形不重叠的至少三个区域，滤光色轮22的至少三个区域包括透射蓝光的第一滤光区、透射红光的第二滤光区和透射绿光的第三滤光区，第二驱动装置23用于驱动滤光色轮22沿其中心轴转动，且荧光色轮17和滤光色轮22转动同步，以保证滤光色轮22所包括的一滤光区域被与之对应的宽波长范围特定颜色的色光照射到。
在本实用新型的第一优选实施例中，荧光色轮17如图2所示，图2是本实用新型的荧光色轮的第一实施例的结构示意图。在图2中，荧光色轮17包括沿其中心轴呈扇环形且不重叠的用于透射蓝光的第一区域171、用于将蓝光转换为红光并反射红光的第二区域172和用于将蓝光转换为绿光并反射绿光的第三区域173。在本实用新型的优选实施例中第一区域171可以优选是全空的。第一驱动装置18用于驱动荧光色轮17沿其中心轴转动，使得荧光色轮17的不同区域交替设置于蓝光的传播路径上，进而使得荧光色轮17交替输出蓝光、红光和绿光。
相对应的，在本实用新型的第一优选实施例中，滤光色轮22如图3所示，图3是本实用新型的滤光色轮的第一实施例的结构示意图。比较图2和图3，荧光色轮17和滤光色轮22的结构大体相同，所不同之处在于：荧光色轮17的第一区域171对入射到其上的蓝光透射，第二区域172上设置有红色荧光材料用于将蓝光转换为红光继而进行反射红光，第三区域173上设置有绿色荧光材料用于将蓝光转换为绿光继而反射绿光，而滤光色轮22是对入射到其上的色光进行滤光进而获得时序色光序列，且滤光色轮2也包括三个区域，其中，第一滤光区221仅允许特定波长范围的蓝光通过，第二滤光区222仅允许特定波长范围的红光通过，第三滤光区域仅允许特定波长范围的绿光通过，经过滤光色轮22对入射光的滤光作用可获得窄波长范围的时序色光序列以满足投影显示对光源的需要。
在本实用新型的第二优选实施例中，荧光色轮优选图4所示，图4是本实用新型的光源系统的荧光色轮的第二实施例的结构示意图。如图4所示，荧光色轮17`包括沿其中心轴呈扇环形且不重叠的用于透射蓝光的第一区域171`、用于将蓝光转换为红光并反射红光的第二区域172`和用于将蓝光转换为绿光并反射绿光的第三区域173`，所不同的是本实施例的荧光色轮17`进一步包括用于将蓝光转换为黄光并反射黄光的第四区域174`。
相应地，在本实用新型的第二优选实施例中，滤光色轮优选如图5所示，图5是本实用新型的光源系统的滤光色轮的第二实施例的结构示意图。比较图3和图5，本实施例的滤光色轮22`也包括四个区域，其中，第一滤光区221`仅允许特定波长范围的蓝光通过，第二滤光区222`仅允许特定波长范围的红光通过，第三滤光区域223`仅允许特定波长范围的绿光通过，与图3不同之处在于，本实施例的滤光色轮22`进一步包括用于仅允许黄光通过的第四滤光区224`。
在本实用新型的第三优选实施例中，光源系统的荧光色轮优选图6所示。在图6中，荧光色轮17``包括沿其中心轴呈扇环形且不重叠的用于透射蓝光的第一区域171``、用于将蓝光转换为红光并反射红光的第二区域172``、用于将蓝光转换为绿光并反射绿光的第三区域173``，与图2相比较，所不同的是本实施例的荧光色轮17``进一步包括用于将蓝光转换为黄光并反射黄光的第四区域174``以及用于将蓝光转换为青光并反射青光的第五区域175``。
相应地，在本实用新型的第三优选实施例中，滤光色轮优选如图7所示，图7是本实用新型的光源系统的滤光色轮的第三实施例的结构示意图。比较图7和图3，本实施例的滤光色轮22``也包括五个区域，其中，第一滤光区221``仅允许特定波长范围的蓝光通过，第二滤光区222``仅允许特定波长范围的红光通过，第三滤光区域223``仅允许特定波长范围的绿光通过，与图3不同之处在于，本实施例的滤光色轮22``进一步包括用于仅允许黄光通过的第四滤光区224``以及仅仅允许青光通过的第五滤光区225``。
当然在本实用新型的荧光色轮的其他实施例中，荧光色轮还可以进一步包括转换蓝光为另一种颜色的光的区域，相应地滤光色轮也进一步包括能仅仅通过相应颜色的光的滤光区，本实用新型对此不做限制。
在本实用新型的优选实施例中，优选在合光装置21和滤光色轮22之间设置光隔离器以防止反射回来的光线影响蓝色LD的正常工作。
在本实用新型实施例中，可设置一个扩散片于蓝光的传播路径上，比如：在本实用新型的一个优选实施例中，将扩散片内置于荧光色轮17的第一区域171内，或者在反射镜组与分光装置15之间设置一扩散片，或者在分光装置15到荧光色轮17的蓝光传播路径上设置有一扩散片，或者在荧光色轮到合光装置的蓝光传播路径上设置有一扩散片，或者在合光装置到光收集装置之间的蓝光传播路径上设置有一个扩散片。所述的扩散片用于将入射到其上的蓝光进行匀光和消除蓝光散斑。
根据上述任意一项对本实用新型的光源系统的描述，在实际使用中优选：
在反射镜组与分光装置15之间设置有扩散片13，扩散片13用于对入射到其上的蓝光进行匀光，且扩散片13与分光装置15之间设置有第一凸透镜14；
在分光装置15与荧光色轮17之间设置有平凸透镜16，且平凸透镜16的凸面面向分光装置15；
在荧光色轮17与第一反射镜20之间设置有第二凸透镜；
在分光装置15与第二反射镜26之间设置有第三凸透镜25；
在第二反射镜26和合光装置21之间设置有第四凸透镜27；
在滤光色轮22与光收集装置24之间设置有第五凸透镜28。
通过上述方式，本实用新型提供的光源系统，利用旋转滤光色轮对荧光色轮输出的多色光进行分时选色及全透，可提高投影显示色饱和度和扩展色域，进而可提高投影画面的显示质量。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型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他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种光源系统，其特征在于，所述光源系统包括：
蓝色LD光源组，包括多个分布于基板上发射蓝光的蓝色LD；
反射镜组，所述反射镜组包括多个反射镜，每个蓝色LD都有一个与之一一对应的反射镜，反射镜用于反射与之相对应的蓝色LD发射的蓝光到分光装置；
分光装置，设置于蓝光传播路径上，用于透射蓝光，并用于反射荧光色轮新产生的色光；
荧光色轮，设置于分光装置透射的蓝光的下游传播路径上，包括沿其中心轴分布且呈扇环形不重叠的至少三个区域，所述至少三个区域包括透射蓝光的第一区域、用于转换蓝光为红光的第二区域和用于转换蓝光为绿光第三区域，第一色轮反射新产生的色光到分光装置；
第一驱动装置，用于驱动荧光色轮沿其中心轴转动；
第一反射镜，用于将荧光色轮透射的蓝光反射到合光装置上；
第二反射镜，用于将分光装置反射新产生的色光到合光装置上；
合光装置，用于透射蓝光、反射新产生的色光进而将蓝光和荧光色轮新产生的色光光路合并；
滤光色轮，设置于经合光装置合并之后的色光的传播路径上，包括沿其中心轴且呈扇环形不重叠的至少三个区域，滤光色轮的至少三个区域包括仅允许蓝光通过的第一滤光区、仅允许红光通过的第二滤光区和仅允许绿光通过的第三滤光区；
第二驱动装置，用于驱动滤光色轮沿其中心轴转动，使得荧光色轮和滤光色轮同步转动；
控制装置，用于控制第一驱动装置、第二驱动装置以及蓝色LD的电源开关，使得荧光色轮和滤光色轮保持同步，以获得目标光功率的各时序色光。
2.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述荧光色轮的至少三个区域进一步包括用于转换蓝光为黄光的第四区域，相应的滤光色轮的至少三个区域进一步包括仅允许黄光通过的第四滤光区。
3.根据权利要求2所述的光源系统，其特征在于，所述的荧光色轮的至少三个区域进一步包括用于转换蓝光为青光的第五区域，相应的滤光色轮的至少三个区域进一步包括仅允许青光通过的第五滤光区。
4.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述合光装置和滤光色轮之间设置有光隔离器.
5.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于，所述荧光色轮的第一区域包括内置的扩散片，所述扩散片用于对蓝光进行匀光和消除蓝光散斑。
6.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于，在反射镜组与分光装置之间设置有扩散片，所述扩散片用于对入射到其上的蓝光进行匀光和消除蓝光散斑。
7.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于，在分光装置到荧光色轮的蓝光传播路径上设置有一扩散片，所述扩散片用于对入射到其上的蓝光进行匀光和消除蓝光散斑。
8.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于，在荧光色轮到合光装置的蓝光传播路径上设置有一扩散片，所述扩散片用于对入射到其上的蓝光进行匀光和消除蓝光散斑。
9.根据权利要求1所述的光源系统，其特征在于，在合光装置到光收集装置之间的蓝光传播路径上设置有一个扩散片，所述扩散片用于入射到其上的蓝光进行匀光和消除蓝光散斑。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的光源系统，其特征在于，所述反射镜组与分光装置之间设置有第一凸透镜，所述分光装置与荧光色轮之间设置有平凸透镜，且平凸透镜的凸面面向分光装置，荧光色轮与第一反射镜之间设置有第二凸透镜，分光装置与第二反射镜之间设置有第三凸透镜，第二反射镜和合光装置之间设置有第四凸透镜，滤光色轮与光收集装置之间设置有第五凸透镜。
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