TWM551284U - 投影光源系統的出光均勻性調節裝置及投影設備 - Google Patents

Description

投影光源系統的出光均勻性調節裝置及投影設備

本新型涉及投影光源系統，尤其是涉及投影光源系統中對受鐳射的出光均勻性進行調節的裝置。

目前，採用波長轉換原理的光源都會有激發光和受鐳射分離的問題。一種常用的分離方法是使用帶孔洞的入射出射分離機構，如反射鏡，激發光通過孔洞打在波長轉換機構上，波長轉換材料將激發光轉換成受鐳射。受鐳射被入射出射分離機構反射從而與激發光分離。但是由於入射出射分離機構上有孔洞，入射出射光會由於孔洞不能完全分離而損失。為了減小損失，可以在入射出射分離機構的孔洞上填上二向色鏡。由於一般激發光的光譜比較窄，而受鐳射的光譜與激發光有明顯區別，二向色鏡可以把孔洞處大部分受鐳射與由波長轉換機構反射的激發光分離開，只有少部分與激發光光譜接近的受鐳射會損失。

但該方案的缺點是，在波長轉換機構發出的受鐳射中，與射入波長轉換機構的激發光同色的受鐳射（光譜接近）與二向色鏡對應的部分會損失，從而在該受鐳射的光斑上形成孔洞，這個孔洞必須在光斑的正中心，而且形狀完全對稱，否則會造成藍光經過鏡頭後在螢幕上分佈不均勻。該孔洞是否在光斑的正中心，形狀是否對稱取決於反射鏡和二向色鏡是否在同一平面內，是否是個理想平面，沒有弧度等，這對製造工藝提出了很高要求，現實中往往難以滿足。

本新型創作提供一種新型的投影光源系統的出光均勻性調節裝置以及採用了這種調節裝置的投影設備，用以改善受鐳射的出光均勻性。

為實現以上目的，本新型創作提供的出光均勻性調節裝置，包括： 一激發光源，用於發出激發光； 一入射出射分離機構，並包括一反射鏡和一二向色鏡； 一波長轉換機構，所述激發光經二向色鏡反射或透射後照射到波長轉換機構，經所述波長轉換機構作用後，形成若干不同波長的出射光，所述出射光包括由波長轉換機構發出的第一類受鐳射，所述出射光還包括波長轉換機構發出的第二類受鐳射和/或經波長轉換機構反射的激發光，所述二向色鏡對第二類受鐳射產生與激發光相同的反射或透射現象，同時對第一類受鐳射產生相反於第二類激發光的透射或反射現象；以及 一散射片，至少在第二類受鐳射和/或由波長轉換機構反射的激發光的出射光路上設置有散射片，所述散射片至少對第二類受鐳射和/或由波長轉換機構反射的激發光進行散射勻光處理。

作為所述出光均勻性調節裝置的進一步改進，還包括光譜修整機構，所述散射片設置在光譜修整機構之後。

作為所述出光均勻性調節裝置的進一步改進，所述波長轉換機構為螢光色輪，所述光譜修整機構為濾光片，所述濾光片與螢光色輪同步轉動。

作為所述出光均勻性調節裝置的進一步改進，所述散射片與濾光片以及螢光色輪同步轉動。

作為所述出光均勻性調節裝置的進一步改進，所述濾光片與螢光色輪固定，隨螢光色輪一體轉動。

作為所述出光均勻性調節裝置的進一步改進，所述濾光片與散射片固定為一體結構。

作為所述出光均勻性調節裝置的進一步改進，所述散射片為兼具散光和濾光功能的散光濾光片。

作為所述出光均勻性調節裝置的進一步改進，所述反射鏡的中部設有孔洞，所述二向色鏡安裝在所述孔洞中。

作為所述出光均勻性調節裝置的進一步改進，所述反射鏡與二向色鏡分離設置，所述激發光源經二向色鏡的反射作用射向波長轉換機構。

本新型創作提供的投影設備，包括如上述任一項所述的出光均勻性調節裝置。

本新型創作的有益效果是：本新型創作提供的調節裝置，其包括激發光源、入射出射分離機構、波長轉換機構以及散射片。該激發光源經入射出射分離機構中的二向色鏡反射或透射後照射到波長轉換機構，經波長轉換機構作用後，形成若干不同波長的出射光，該出射光包括由波長轉換機構發出的第一類受鐳射，還包括波長轉換機構發出的第二類受鐳射和/或經波長轉換機構反射的激發光，二向色鏡對第二類受鐳射產生與激發光相同的反射或透射現象，出射時受到二向色鏡的影響，在其光斑形成孔洞。因此，至少在第二類受鐳射和/或由波長轉換機構反射的激發光的出射光路上設置有散射片，該散射片至少對第二類受鐳射和/或由波長轉換機構反射的激發光進行散射勻光處理，降低對受鐳射的光對稱重合的要求，改善光源的出光經過鏡頭後的白場顏色均勻性。

下面通過具體實施方式結合附圖對本新型創作作進一步詳細說明。本新型創作可以多種不同的形式來實現，並不限於本實施例所描述的實施方式。提供以下具體實施方式的目的是便於對本新型創作公開內容更清楚透徹的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字詞僅是針對所示結構在對應附圖中位置而言。

然而，本領域的技術人員可能會意識到其中的一個或多個的具體細節描述可以被省略，或者還可以採用其他的方法、元件或材料。在一些例子中，一些實施方式並沒有描述或沒有詳細的描述。

此外，本文中記載的技術特徵、技術方案還可以在一個或多個實施例中以任意合適的方式組合。對於本領域的技術人員來說，易於理解與本文提供的實施例有關的方法的步驟或操作順序還可以改變。因此，附圖和實施例中的任何順序僅僅用於說明用途，並不暗示要求按照一定的順序，除非明確說明要求按照某一順序。

本文中為部件所編序號本身，例如“第一”、“第二”等，僅用於區分所描述的物件，不具有任何順序或技術含義。而本新型創作所說“連接”、“聯接”，如無特別說明，均包括直接和間接連接（聯接）。 實施例一：

本實施例一提供一種投影光源系統的出光均勻性調節裝置，其可改善投影光源系統中受鐳射的出光均勻性。

請參考圖1，圖1為本創作出光均勻性調節裝置第一種實施例的結構示意圖。如圖所示，該出光均勻性調節裝置包括一激發光源1、一入射出射分離機構2a、一波長轉換機構4以及一散射片6，其中，該激發光源1用於發出激發光。入射出射分離機構2a包括反射鏡21a和二向色鏡22a，通過反射鏡21a和二向色鏡22a的配合實現激發光的入射以及受鐳射和/或被反射的激發光的出射。

承上述，該激發光源1用於發出激發光。該入射出射分離機構2a包括反射鏡21a和二向色鏡22a，通過反射鏡21a和二向色鏡22a的配合實現激發光的入射以及受鐳射和/或被反射的激發光的出射。

該激發光經二向色鏡22a反射或透射後照射到波長轉換機構4，經波長轉換機構4作用後，形成若干不同波長的出射光。該出射光包括由波長轉換機構4發出的第一類受鐳射，還可以包括另一波長轉換機構4發出的第二類受鐳射和/或經波長轉換機構反射的激發光。二向色鏡22a對第二類受鐳射產生與激發光相同的反射或透射現象，同時對第一類受鐳射產生相反於第二類激發光的透射或反射現象。即第二類受鐳射與激發光的波長是相近的，這種相近是指二向色鏡對該第二類受鐳射和激發光均同時表現為透射或者反射，而第一類受鐳射的波長與激發光的波長相差較大，因此二向色鏡對該第一類受鐳射表現為與激發光和第二類受鐳射相反的現象。

其中，第二類受鐳射和/或經波長轉換機構反射的激發光受到二向色鏡22a的影響，在其光斑形成孔洞。因此，至少在第二類受鐳射和/或由波長轉換機構反射的激發光的出射光路上設置有散射片6，該散射片6至少對第二類受鐳射和/或由波長轉換機構反射的激發光進行散射勻光處理，降低對受鐳射的光對稱重合的要求，改善光源的出光經過鏡頭後的白場顏色均勻性。

具體地，反射鏡21a和二向色鏡22a的配合通常是基於兩種構思，第一種是利用二向色鏡22a對某一顏色激發光的透射同時對其他顏色進行反射的原理；第二種是利用二向色鏡22a對某一顏色激發光的反射同時對其他顏色進行透射的原理。基於以上構思，反射鏡21a和二向色鏡22a的具體結構可能有很多種的選擇。

本實施例一採用第一種方式來實現入射出射分離機構2a的功能。

請參考圖1，其中，反射鏡21a的中部設有孔洞，二向色鏡22a安裝在孔洞中。激發光源1經二向色鏡22a的透射作用形成顏色的激發光。

激發光源1發出的激發光一般光譜較窄，例如藍光，本二向色鏡22a為透藍反其他波長的二向色鏡22a。藍激發光透過反射鏡21a中間的二向色鏡22a打在波長轉換機構4上。

該波長轉換機構4可能為是螢光色輪，也可能是固定螢光粉片。本實施例一以螢光色輪為例。

該螢光色輪上可能有多段波長轉換材料，例如紅光螢光區、綠光螢光區和藍光螢光區等等，相應的激發出紅光、藍光和綠光等受鐳射。

此處，除了藍光外的其他顏色的光就相當於第一類受鐳射，而藍光就相當於第二類激發光。在其他實施例中，出射光中所採用的藍光也可能不是由螢光色輪發出，而是螢光色輪直接反射的激發藍光。或者，也可能兩者兼有。

其中，除了藍光外，其他顏色的光都會被反射鏡21a和二向色鏡22a反射，反射鏡21a和二向色鏡22a幾乎等效一個整片反射鏡21a，反射後的光斑是一個完整光斑。而受激藍光則有部分會透過二向色鏡22a，一部分被反射鏡21a反射，這樣藍光被反射的光斑中間有個無光的孔洞。

為了解決不均勻的問題，在散射片6設置在受激藍光的出射光路上，對該受激藍光散射勻光處理，從而改善光源的出光經過鏡頭後的白場顏色均勻性。

當然，可以僅在與激發光同色的受鐳射的出射光路上設置有散射片6。當波長轉換機構4為螢光色輪時，可以使散射片6與螢光色輪同步轉動。該同步轉動可以通過將散射片6固定螢光色輪，或者將散射片6固定在另一轉動機構上與螢光色輪同步轉動。

此外，散射片6也可以是覆蓋了整個受鐳射，對所有受鐳射均產生散射勻光處理。在這種情況下，散射片6可以是固定的，也可以是與螢光色輪同步轉動的。

請繼續參考圖1，本實施例還包括透鏡組，該透鏡組包括至少一個透鏡3，例如：圖1中所示為透鏡3為三個，分別設置在色輪上方，反射鏡21a和二向色鏡22a對受鐳射的反射方向上以及另一反射鏡5的反射方向上。 實施例二：

本實施例二提供第二種投影光源系統的出光均勻性調節裝置。

本出光均勻性調節裝置與實施例一的區別在於，還包括光譜修整機構7，該散射片6設置在光譜修整機構7之後。即受鐳射經光譜修整機構7修整後再射入散射片6。

請參考圖2，圖2為本創作出光均勻性調節裝置第二種實施例的結構示意圖。如圖2所示，在本實施例中，光譜修整機構7採用濾光片。該濾光片可以是僅對與激發光同色的受鐳射進行濾光處理，例如：在實施例一所述的受激藍光；也可能針對所有的受鐳射進行處理。

承上述，該波長轉換機構4可能為是螢光色輪，也可能是固定螢光粉片。當波長轉換機構4為螢光色輪時，該濾光片與螢光色輪同步轉動。

濾光片與螢光色輪的同步轉動可以通過將濾光片與螢光色輪固定來實現。也可能是濾光片固定在另一轉動機構上與螢光色輪同步轉動。

進一步地，散射片6與濾光片以及螢光色輪也可能是同步轉動。該同步轉動可能是將散射片6、濾光片與螢光色輪固定來實現。也可能是三者分別固定在一轉動機構上實現同步轉動。

為了節省空間，簡化結構，也可能是直接將散射片6與濾光片固定為一體結構。

此外，還可能是直接將散射片6利用現有技術加工成兼具散光和濾光功能的散光濾光片。 實施例三：

本實施例三提供第三種投影光源系統的出光均勻性調節裝置。

請參考圖3，圖3為本創作出光均勻性調節裝置第三種實施例的結構示意圖。如圖3所示，本實施例三與實施例二的區別在於：入射出射分離機構2b中的反射鏡21b和二向色鏡22b採用了另一種結構。

其中，該反射鏡21b與二向色鏡22b分離設置，激發光源1經二向色鏡22b的反射作用射向波長轉換機構4。

具體地，請參考圖1，反射鏡21b不設置用於安裝二向色鏡22b的孔洞。該反射鏡21b設置在二向色鏡22b的上方。

激發光源1發出激發光，例如：為藍光。二向色鏡22b為只反藍光但透射其他顏色光的二向色鏡22b。藍激發光被二向色鏡22b反射，經透鏡3後，打在色輪上。色輪上可能有多段波長轉換材料，例如紅光螢光區、綠光螢光區和藍光螢光區等等，相應的激發出紅光、藍光和綠光。其中，除了藍光外，其他顏色的光都會透過二向色鏡22b，二向色鏡22b幾乎等效透明結構，反射後的光斑是一個完整光斑。而受激藍光則有部分被二向色鏡22b反射，只有比二向色鏡22b大的部分通過，這樣藍光被反射的光斑中間有個無光的孔洞。

採用與實施例一和二近似的原理，至少在與激發光同色的受鐳射的出射光路上設置有散射片6，該散射片6對與激發光同色的受鐳射進行散射勻光，降低對受鐳射的光對稱重合的要求，改善光源的出光經過鏡頭後的白場顏色均勻性。

本實施例三還包括光譜修整機構7，如濾光片，該散射片6設置在濾光片之後。即受鐳射經濾光片修整後再射入散射片6。

例如，當圖像幀中亮圖元的數量與圖像幀的圖元總量的占比小於40%時，不形成回收光，而當該占比大於等於40%時，形成回收光。

同樣地，本方案也可能會省略光譜修整機構7，如實施例一所示。 實施例四:

本實施例四提供一種投影設備，該投影設備包括如上述任一實施例所述的出光均勻性調節裝置。

該投影設備至少在第二類受鐳射和/或由波長轉換機構反射的激發光的出射光路上設置有散射片，該散射片至少對第二類受鐳射和/或由波長轉換機構反射的激發光進行散射勻光處理，降低對受鐳射的光對稱重合的要求，改善光源的出光經過鏡頭後的白場顏色均勻性。

必須加以強調的是，以上對本新型創作所提供的一種投影光源系統的出光均勻性調節裝置進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本新型創作的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本新型創作的方法及其核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本新型原理的前提下，還可以對本新型創作進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本新型創作權利要求的保護範圍內。

＜本新型＞
1‧‧‧激發光源
2a‧‧‧入射出射分離機構
21a‧‧‧反射鏡
22a‧‧‧二向色鏡
2b‧‧‧入射出射分離機構
21b‧‧‧反射鏡
22b‧‧‧二向色鏡
3‧‧‧透鏡
4‧‧‧波長轉換機構
5‧‧‧反射鏡
6‧‧‧散射片
7‧‧‧光譜修整機構

圖1為本創作出光均勻性調節裝置第一種實施例的結構示意圖； 圖2為本創作出光均勻性調節裝置第二種實施例的結構示意圖；以及 圖3為本創作出光均勻性調節裝置第三種實施例的結構示意圖。

1‧‧‧激發光源

2a‧‧‧入射出射分離機構

21a‧‧‧反射鏡

22a‧‧‧二向色鏡

3‧‧‧透鏡

4‧‧‧波長轉換機構

5‧‧‧反射鏡

6‧‧‧散射片

Claims (10)

1. 一種投影光源系統的出光均勻性調節裝置，係包括： 一激發光源，用於發出激發光； 一入射出射分離機構，並包括反射鏡和二向色鏡； 一波長轉換機構，所述激發光經二向色鏡反射或透射後照射到波長轉換機構，經所述波長轉換機構作用後，形成若干不同波長的出射光，所述出射光包括由波長轉換機構發出的第一類受鐳射，所述出射光還包括波長轉換機構發出的第二類受鐳射和/或經波長轉換機構反射的激發光，所述二向色鏡對第二類受鐳射產生與激發光相同的反射或透射現象，同時對第一類受鐳射產生相反於第二類激發光的透射或反射現象； 一散射片，至少在第二類受鐳射和/或由波長轉換機構反射的激發光的出射光路上設置有散射片，所述散射片至少對第二類受鐳射和/或由波長轉換機構反射的激發光進行散射勻光處理。
2. 如申請專利範圍第1項所述的投影光源系統的出光均勻性調節裝置，更包括一光譜修整機構，其中，該散射片設置在光譜修整機構之後。
3. 如申請專利範圍第2項所述的投影光源系統的出光均勻性調節裝置，其中，該波長轉換機構為螢光色輪，該光譜修整機構為濾光片，且該濾光片與該螢光色輪同步轉動。
4. 如申請專利範圍第3項所述的投影光源系統的出光均勻性調節裝置，其中，該散射片與濾光片以及螢光色輪同步轉動。
5. 如申請專利範圍第3項所述的投影光源系統的出光均勻性調節裝置，其中，該濾光片與螢光色輪固定，隨螢光色輪一體轉動。
6. 如申請專利範圍第4項所述的投影光源系統的出光均勻性調節裝置，其中，該濾光片與散射片固定為一體結構。
7. 如申請專利範圍第1項所述的投影光源系統的出光均勻性調節裝置，其中，該散射片為兼具散光和濾光功能的散光濾光片。
8. 如申請專利範圍第1項所述的投影光源系統的出光均勻性調節裝置，其中，該反射鏡的中部設有孔洞，該二向色鏡安裝在所述孔洞中。
9. 如申請專利範圍第1項所述的投影光源系統的出光均勻性調節裝置，其中，該反射鏡與二向色鏡分離設置，該激發光源經二向色鏡的反射作用射向波長轉換機構。
10. 一種投影設備，由如申請專利範圍第1-9項任一項所述的出光均勻性調節裝置所組成。