CN206209270U - 高色域量子点激光投影设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高色域量子点激光投影设备。包括沿光线投射方向依次设置的蓝色激光器、光学扩散组件、红绿量子点色轮、信号组件和投影组件，所述红绿量子点色轮包括相对设置的至少两层保护层，以及位于所述保护层之间的量子点组合层；其中，当所述蓝色激光器发出的蓝光经过所述红绿量子点色轮时，蓝光和所述量子点组合层被蓝光激发所发出的红光与绿光混合得到投影所需的白光。蓝色激光器发出的蓝光经过红绿量子点色轮时，蓝光和量子点组合层被蓝光激发所发出的红光与绿光混合得到投影所需的白光。红绿量子点色轮的制造成本低，同时能满足光的亮度要求，能实现较高的色域，在保证投影设备发光质量的基础上，大幅降低投影设备的生产制造成本。

Description

高色域量子点激光投影设备

技术领域

本实用新型涉及投影仪器技术领域，特别是涉及一种高色域量子点激光投影设备。

背景技术

一般的，市场上使用较多的高色域量子点激光投影设备包括如下三种技术，即三基色纯激光技术、蓝光激光+荧光粉色轮技术和红蓝激光+LED混合光源技术。

三基色纯激光技术设备的发光色彩丰富且色饱和度高，可选镜头配置，具有稳定、可靠、安全、节能等优势。但由于绿色高功率激光器成本高昂，导致设备整体成本非常高昂(部分国外设备单台三基色纯激光投机设备都超过百万级)，目前主要应用在一些超大屏的电影院及一些展览展示、舞台布景等高端场合。

蓝光激光+荧光粉色轮技术设备的发光色域效果极为普通，且亮度衰减速度快。红蓝激光+LED混合光源技术设备的发光会影响混合白光的纯度，色域窄，LED发光衰减快且在超高强度下影响寿命，在电影投影设备上无法大规模使用。而传统的超高压汞灯的投影设备的色域很不理想，只能应用在家用及小型会议等场合。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种成本低且能实现高色域的高色域量子点激光投影设备。

一种高色域量子点激光投影设备，包括沿光线投射方向依次设置的蓝色激光器、光学扩散组件、红绿量子点色轮、信号组件和投影组件，所述红绿量子点色轮包括相对设置的至少两层保护层，以及位于所述保护层之间的量子点组合层；

其中，当所述蓝色激光器发出的蓝光经过所述红绿量子点色轮时，蓝光和所述量子点组合层被蓝光激发所发出的红光与绿光混合得到投影所需的白光。

在其中一个实施例中，所述量子点组合层包括若干层红光量子点层和绿光量子点层，所述红光量子点层和所述绿光量子点层之间层叠设置。

在其中一个实施例中，所述红光量子点层和/或所述绿光量子点层之间保持设定间距。

在其中一个实施例中，所述量子点组合层为由红光量子点和绿光量子点按设定比例混合而成的单层结构。

在其中一个实施例中，所述红光量子点为硒化镉与硫化锌混合物量子点；所述绿光量子点为硒化镉量子点。

在其中一个实施例中，所述红绿量子点色轮为圆饼状。

在其中一个实施例中，所述红绿量子点色轮为单根大圆柱形量子管，所述保护层和所述量子点组合层均与所述大圆柱形量子管的轴线垂直。

在其中一个实施例中，所述红绿量子点色轮包括多根小圆柱形量子管，多根所述小圆柱形量子管长度相等且端部相互平齐。

在其中一个实施例中，所述小圆柱形量子管的数量为2至10根。

在其中一个实施例中，所述红绿量子点色轮与所述蓝色激光器转动连接或固定连接。

本实用新型提供的高色域量子点激光投影设备，由于红绿量子点色轮包括相对设置的至少两层保护层，以及位于所述保护层之间的量子点组合层，蓝色激光器发出的蓝光经过红绿量子点色轮时，蓝光和量子点组合层被蓝光激发所发出的红光与绿光混合得到投影所需的白光。红绿量子点色轮的制造成本相对低很多，同时能满足光的亮度要求，能实现较高的色域，在保证投影设备发光质量的基础上，大幅降低投影设备的生产制造成本。

附图说明

图1为投影设备的整体结构示意图；

图2为红绿量子点色轮的内部结构示意图；

图3为圆饼状的红绿量子点色轮外形结构示意图；

图4为包括单根大圆柱形量子管的红绿量子点色轮外形结构示意图；

图5为包括多根小圆柱形量子管的红绿量子点色轮外形结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“内”、“外”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

同时参阅图1和图2，一种高色域量子点激光投影设备，包括沿光线投射方向依次设置的蓝色激光器200、光学扩散组件300、红绿量子点色轮100、信号组件400和投影组件500。红绿量子点色轮100包括至少两层保护层113和量子点组合层，保护层113平行并相对设置，量子点组合层则夹设在保护层113之间。蓝色激光器200发出蓝光，蓝光经过红绿量子点色轮100时，在蓝光的激发下，红绿量子点色轮100将发出红光和绿光，蓝光、红光和绿光三者之间保持设定的能量比例(例如：一般地，绿光能量约占59％，红光能量约占29.5％，蓝光能量约占12.5％)，从何混合得到投影所需要的纯正白光，并能定制色温目标值。

由于投影设备所发出的蓝光、红光和绿光都是纯色的，其色域值可达到NTSC CIE-1976 130％，完全符合HDTV的Rec.709色域标准。色域值可以与三基色纯激光投影仪媲美。

参阅图2，量子点组合层包括多层红光量子点层112和多层绿光量子点层111，多层红光量子点层112和多层绿光量子点层111之间相互层叠设置，红光量子点层112和绿光量子点层111之间可以交错混合设置，也可以将全部红光量子点层112单独层叠在一起，而全部绿光量子点层111也单独层叠在一起。红光量子点层112包括不同颗粒直径的红光量子点，而绿光量子点层111则包括不同颗粒直径的绿光量子点。多层红光量子点层112之间或多层绿光量子点层111之间保持设定间距，红光量子点层112和绿光量子点层111之间也可以保持设定间距。当然，可以理解，红光量子点层112和绿光量子点层111之间的间距也可以为零。

在一实施例中，量子点组合层为单层结构。该单层结构由红光量子点和绿光量子点按设定比例混合而成。

红光量子点和绿光量子点均为量子点纳米颗粒，量子点纳米颗粒为无机材料，本身可耐高温(超过300度)，故能在满足高亮度(光通量在3000-10000流明之间)的情况下确保投影设备发光的可靠性，又能实现高色域(可媲美三基色纯高色域量子点激光投影设备的色域表现)。同时，在现有技术中，红光和绿光均分别由红色激光器和绿色激光器发出，而对于由量子点纳米颗粒材料制成的红绿量子点色轮100，在蓝光的激发下，同样能发出红光和绿光，但是，蓝色激光器200相对红色激光器或绿色激光器的成本都比较低，而红绿量子点色轮100的制造成本远远低于红色激光器和绿色激光器的制造成本，换言之，保留蓝色激光器200，并用成本相对较低的红绿量子点色轮100替代价格昂贵的红色激光器和绿色激光器，从而使投影设备的成本得到大幅减少。

具体的，对于红光量子点，通过将硒粉和三辛基膦混合制备出硒的前驱体溶液。在340～360℃的环境温度下将该前驱体溶液注入到二甲基镉溶液中以制备出硒化镉纳米颗粒。二乙基锌和六甲基二硅硫烷可分别作为锌和硫的驱体溶液同时注入到已成型的硒化镉纳米颗粒中，进而得到材质为硒化镉与硫化锌的混合物的核壳结构，即得到红光量子点。由于硒化镉与硫化锌的混合物能够吸收波长范围为550～600nm的蓝光，而发出波长为600～640nm的红光，从而确保红光量子点能发出红光。

对于绿光量子点，首先，通过将硒粉溶解于三辛基膦中形成混合液，再将该混合液注入到氧化镉溶液中，之后再进一步将其溶解于十四烷基磷酸中，在190～210℃环境温度下反应制备出硒化镉核壳结构，即得到绿光量子点。由于硒化镉材料能够吸收波长范围为450～550nm的蓝光，而发出波长为550～600nm的绿光，从而确保绿光量子点为能发出绿光。

通过选择不同颗粒直径的绿光量子点和红光量子点，再通过选定的光谱波段蓝光激发，则可获得设定的绿光量子点和红光量子点的光谱波段。

参阅图3，红绿量子点色轮100可以为圆饼状。即红绿量子点色轮100的长度与其底面的比值(长径比)较小。该红绿量子点色轮100为扁平状。

当然，参阅图4，红绿量子点色轮100可以为单根大圆柱形量子管110，即红绿量子点色轮100的长度与其底面的比值(长径比)较大，红绿量子点色轮100为长条状。大圆柱形量子管110包括保护层113和量子点组合层，保护层113和量子点组合层均与大圆柱形量子管110的中心轴线垂直。

可以理解，参阅图5，红绿量子点色轮100还可以包括多根小圆柱形量子管120，多根小圆柱形量子管120长度相等且端部相互平齐。小圆柱形量子管120的结构相同，均包括保护层113和量子点组合层。具体的，小圆柱形量子管120的数量为N根。一般为2至10根，多根小圆柱形量子管120可以围绕红色量子点色轮的中心轴线均匀设置，也可以根据需求不均匀设置。当然，小圆柱形量子管120的横截面尺寸小于大圆柱形量子管110的横截面尺寸。

特别值得一提的是，红绿量子点色轮100与蓝色激光器200可以固定连接，相对传统的荧光粉色轮，红绿量子点色轮100无需保持设定的转动速度即可合成所需的白光，当然，根据亮度要求，也可以将红绿量子点色轮100相对蓝色激光器200转动，转动的红绿量子点色轮100具备较高的散热降温效果，从而加强了投影设备的散热功能及使用寿命。

参阅图1，投影设备工作时，蓝色激光器200为点光源，蓝色激光器200所发出的蓝光经光学扩散组件300发散后，蓝色的点光源将发散成由平行光线组成的均匀蓝光光场，该蓝光光场将激发红绿量子点色轮100发出红光和绿光，蓝光和被蓝光激发而发出的红光和绿光三者混合形成纯正白光。纯正白光经过信号组件400处理，最后经过投影组件500而投射到大屏幕上。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种高色域量子点激光投影设备，其特征在于，包括沿光线投射方向依次设置的蓝色激光器、光学扩散组件、红绿量子点色轮、信号组件和投影组件，所述红绿量子点色轮包括相对设置的至少两层保护层，以及位于所述保护层之间的量子点组合层；

其中，当所述蓝色激光器发出的蓝光经过所述红绿量子点色轮时，蓝光和所述量子点组合层被蓝光激发所发出的红光与绿光混合得到投影所需的白光。

2.根据权利要求1所述的高色域量子点激光投影设备，其特征在于，所述量子点组合层包括若干层红光量子点层和绿光量子点层，所述红光量子点层和所述绿光量子点层之间层叠设置。

3.根据权利要求2所述的高色域量子点激光投影设备，其特征在于，所述红光量子点层和/或所述绿光量子点层之间保持设定间距。

4.根据权利要求1所述的高色域量子点激光投影设备，其特征在于，所述量子点组合层为由红光量子点和绿光量子点按设定比例混合而成的单层结构。

5.根据权利要求4所述的高色域量子点激光投影设备，其特征在于，所述红光量子点为硒化镉与硫化锌混合物量子点；所述绿光量子点为硒化镉量子点。

6.根据权利要求1至5任一项所述的高色域量子点激光投影设备，其特征在于，所述红绿量子点色轮为圆饼状。

7.根据权利要求1至5任一项所述的高色域量子点激光投影设备，其特征在于，所述红绿量子点色轮为单根大圆柱形量子管，所述保护层和所述量子点组合层均与所述大圆柱形量子管的轴线垂直。

8.根据权利要求1至5任一项所述的高色域量子点激光投影设备，其特征在于，所述红绿量子点色轮包括多根小圆柱形量子管，多根所述小圆柱形量子管长度相等且端部相互平齐。

9.根据权利要求8所述的高色域量子点激光投影设备，其特征在于，所述小圆柱形量子管的数量为2至10根。

10.根据权利要求1所述的高色域量子点激光投影设备，其特征在于，所述红绿量子点色轮与所述蓝色激光器转动连接或固定连接。