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一种光源系统与投影显示系统的制作方法

2022-08-31 02:36:25 来源:中国专利 TAG:


1.本技术涉及投影技术领域,具体涉及一种光源系统与投影显示系统。


背景技术:

2.随着投影显示技术的不断发展,能够实现更广色域的投影显示设备受到消费者的青睐,以纯激光作为显示光源可以实现广色域的要求,但是具有成本高以及散斑严重等缺点。为解决上述缺点,先进的激光荧光粉显示(advanced laser phosphor display,alpd)技术采用激光和荧光混合的方式产生光源,兼顾广色域和低散斑,同时还降低了光源的成本。
3.然而,现有的具有激光荧光光源的投影显示设备中,激光和荧光先通过扩展量/波长或偏振差异合光之后,共用同一套匀光器件最终中继到显示芯片,这种光源合光的方式中,激光从出口到显示芯片的过程所经过的光学元件较多,传输效率较低。并且,基于荧光的光学扩展量设计的匀光器件对于激光的光学扩展量稀释严重,最终使得激光在显示芯片上的照明光锥角较大,降低了激光照明光从镜头出射的效率。另外由于匀光器件是基于具备较大光学扩展量的荧光进行设计的,激光在经过匀光器件时,匀光器件本身的缺陷(比如方棒拼缝或复眼棱线等)会被放大,导致最终激光匀光效果差,影响整机的画面效果。


技术实现要素:

4.本技术提供一种光源系统与投影显示系统,能够升匀光效果,且系统的出光效率较高。
5.为解决上述技术问题,本技术采用的技术方案是:提供一种光源系统,该光源系统包括:激发光源组件、补充光源组件、波长转换装置、第一匀光组件、第二匀光组件以及合光组件,激发光源组件用于产生激发光;补充光源组件用于产生补充光;波长转换装置设置于激发光与补充光的出射光路上,包括转轮与散射反射器件,转轮用于对激发光进行转换,生成受激光;散射反射器件设置在转轮的外侧面,用于对补充光进行散射与反射;第一匀光组件设置于激发光和/或受激光的出射光路上,用于对激发光和/或受激光进行匀光;第二匀光组件设置于激发光和/或补充光的出射光路上,用于对激发光和/或补充光进行匀光;合光组件设置于第一匀光组件以及第二匀光组件的出射光路上,用于对第一匀光组件出射的光与第二匀光组件出射的光进行合光。
6.为解决上述技术问题,本技术采用的另一技术方案是:提供一种投影显示系统,该投影显示系统包括光源系统与成像系统,光源系统用于产生光源光,成像系统设置于光源系统的出射光路上,用于对光源光进行调制和投影,其中,光源系统为上述技术方案中的光源系统。
7.通过上述方案,本技术的有益效果是:本技术所提供的光源系统包括激发光源组件、补充光源组件、波长转换装置、第一匀光组件、第二匀光组件以及合光组件,激发光源组件可用来产生激发光,该激发光入射至波长转换装置,使得波长转换装置产生受激光;补充
光源组件可产生补充光,补充光、受激光以及激发光组成光源系统最终出射的光,受激光与补充光分别经过独立的匀光组件来进行匀光,并在经过独立的匀光组件后入射至合光组件进行合光;由于补充光可以经过独立的匀光组件,相比于在光源内合光的方式经过的光学元件较少,到达合光组件的效率更高,补充光的效率更高;同时补充光经过独立的匀光组件时,匀光组件本身的缺陷不会被放大,使得对补充光的匀光效果较好,且稳定性强;由于补充光具有较高的传输效率和出光效率,可以减少补充光源中器件的数量,降低整机成本,同时由于补充光的出光效率较高,可以提高系统的出光效率。
附图说明
8.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例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技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,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。其中:
9.图1是本技术提供的光源系统第一实施例的结构示意图;
10.图2是本技术提供的波长转换装置的结构示意图;
11.图3是本技术提供的光源系统第二实施例的结构示意图;
12.图4是本技术提供的波长转换装置中转轮上的一种色环的结构示意图;
13.图5是本技术提供的区域膜片的结构示意图;
14.图6是本技术提供的光源系统第三实施例的结构示意图;
15.图7是本技术提供的光源系统第四实施例的结构示意图;
16.图8是本技术提供的光源系统第五实施例的结构示意图;
17.图9是本技术提供的光源系统第六实施例的结构示意图;
18.图10是本技术提供的光源系统第七实施例的结构示意图;
19.图11是本技术提供的投影显示系统一实施例的结构示意图。
具体实施方式
20.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
21.现有技术中,常采用光源合光后匀光的方式(即激光荧光进行合光后经过相同的匀光器件)对照明光进行处理,然而,这种方式的光源效率较低,且成本较高。为了提高激光荧光光源的整体效率和成本,本技术提供了一种新的激光荧光的光机合光方式(即荧光与红绿激光分别经过独立的匀光器件匀光后,被合光器件合光,然后照射到显示芯片上),从而提升激光的传输效率,实现高效率、低成本以及广色域的投影显示,下面将对具体实现方案进行描述。
22.请参阅图1,图1是本技术提供的光源系统第一实施例的结构示意图,光源系统包括:激发光源组件10、补充光源组件20、波长转换装置30、第一匀光组件40、第二匀光组件50以及合光组件60。
23.激发光源组件10用于产生激发光,激发光源组件10包括激光器(图中未示出),该激光器用来发射激发光,该激发光的波长范围可以为440~470nm,激发光源组件10还设置有用来对激发光进行匀光的装置(图中未示出),该匀光装置可以是单复眼、双复眼、散射片或者其他具有匀光功能的器件。
24.补充光源组件20用于产生补充光,该补充光可以为激光,比如:红激光、绿激光或蓝激光,即补充光源组件20可以为红激光器、绿激光器或蓝激光器(图中未示出)中的一种或多种。
25.波长转换装置30设置于激发光与补充光的出射光路上,如图2所示,波长转换装置30包括转轮31与散射反射器件32,转轮31用于对激发光进行转换,生成受激光,具体地,转轮31的承光平面上设置有荧光粉,该荧光粉可在激发光的激发下产生受激光,该受激光可以为荧光。
26.散射反射器件32设置在转轮31的外侧面,散射反射器件32用于对补充光进行散射与反射;具体地,散射反射器件32可以具有一倾斜面,倾斜面可以为实心结构,表面镀散射材料和反射材料,具体材料特性可以根据补充光特性设置,也可以采用空心结构,也即,仅设置一层倾斜面,只要保证结构稳定性即可。在本实施例中,补充光入射至倾斜面,被倾斜面反射至第二匀光组件50,散射反射器件32可以为散射片,在本实施例中,倾斜面与补充光的夹角可以为0-90
°
,只要保证倾斜面能够将补充光散射反射后正入射至第二匀光组件即可,在本实施例中,倾斜面与补充光的夹角为45
°
,这种情况下,第二匀光组件的匀光效果最好。
27.第一匀光组件40设置于激发光和/或受激光的出射光路上,其用于对激发光和/或受激光进行匀光;具体地,第一匀光组件40可以为方棒或复眼,第一匀光组件40可以对从激发光源组件10出射的激发光、从波长转换装置30出射的受激光或从波长转换装置30出射的激发光进行匀光处理。
28.第二匀光组件50设置于激发光和/或补充光的出射光路上,其用于对激发光和/或补充光进行匀光;具体地,第二匀光组件50可以为方棒或复眼,第二匀光组件50可以对从激发光源组件10出射的激发光、从波长转换装置30透射的激发光或从补充光源组件20出射的补充光进行匀光处理。例如,第一匀光组件40对激发光与受激光进行匀光,第二匀光组件50对补充光进行匀光;或者第一匀光组件40对受激光进行匀光,第二匀光组件50对激发光与补充光进行匀光。
29.合光组件60设置于第一匀光组件40以及第二匀光组件50的出射光路上,其用于对第一匀光组件40出射的光与第二匀光组件50出射的光进行合光,生成合成光(即照明光),该合成光可以射入后续光学系统(图中未示出)以进行投影显示。
30.本实施例提供了一种光源系统,该光源系统中的受激光与补充光分别经过独立的匀光组件来进行匀光,并在经过独立的匀光组件后入射至合光组件进行合光;由于补充光可以经过独立的匀光组件,相比于在光源内合光的方式经过的光学元件较少,到达合光组件的传输效率更高,补充光的效率更高;同时补充光经过独立的匀光组件时,匀光组件本身的缺陷不会被放大,使得最终补充光的匀光效果好,且稳定性强;进一步地,由于补充光具有较高的传输效率和出光效率,可以减少补充光源组件中器件的数量,降低整机成本,同时由于补充光的出光效率高,可以提高整个系统的出光效率。
31.请参阅图3,图3是本技术提供的光源系统第二实施例的结构示意图,光源系统包括:第一匀光组件40、第二匀光组件50、激发光源组件、补充光源组件、波长转换装置以及合光组件。
32.激发光源组件包括:蓝激光器11、第一二向色片12、第一反射镜13、收集透镜14、第二反射镜15、第一中继透镜组16以及第二中继透镜组17。
33.蓝激光器11用于产生蓝激光;第一二向色片12设置于蓝激光与受激光的出射光路上,其用于透射蓝激光,并反射受激光,具体地,受激光可以包括红荧光与绿荧光,第一二向色片12可以反射红荧光与绿荧光,并透射蓝激光,在另一种实施方式中,受激光可以采用黄荧光,第一二向色片12反射黄荧光并透射蓝激光。
34.收集透镜14设置于蓝激光器11发出的蓝激光的出射光路上,其用于对第一二向色片12出射的蓝激光进行收集,将收集后的蓝激光会聚到波长转换装置上。
35.第一反射镜13设置于受激光的出射光路上,其用于将受激光反射至第一匀光组件40,并将未被激发的蓝激光反射至第一匀光组件40。
36.第二反射镜15用于将未被激发的蓝激光反射至第一反射镜13。
37.第一中继透镜组16设置于受激光与蓝激光的出射光路上,其用于对第一二向色片12反射的受激光与第二反射镜15反射的蓝激光进行收集。
38.第二中继透镜组17设置于第一反射镜13的出射光路上,其用于对第一反射镜13反射的受激光与第一反射镜13反射的蓝激光进行收集。
39.结合图3与图4,转轮31包括色环311,散射反射器件32设置在色环311的外侧面;具体地,如图4所示,色环311设置有波长转换区域3111与蓝光散射反射区域3112,波长转换区域3111与蓝光散射反射区域3112沿着色环311的周向方向排布,蓝激光入射至波长转换区域3111,以使得波长转换区域3111产生受激光,受激光被第一二向色片12反射至第一反射镜13,并经第一反射镜13反射后进入第一匀光组件40;蓝光散射反射区域3112用于对蓝激光进行散射,并对散射后的蓝激光进行反射。
40.进一步地,波长转换区域3111包括红光波长转换区域3111r与绿光波长转换区域3111g,红光波长转换区域3111r用于接收蓝激光,生成红荧光;绿光波长转换区域3111g用于接收蓝激光,生成绿荧光。
41.色环311还设置有修色环片3113,修色环片3113包括沿着圆周方向设置的受激光修色片以及蓝光修色片3113b,受激光修色片用于对红荧光和/或绿荧光进行修色,蓝光修色片3113b用于对蓝激光进行修色;进一步地,受激光修色片包括红光修色片3113r与绿光修色片3113g,红光修色片3113r用于对红荧光进行修色,比如对红荧光进行滤光;绿光修色片3113g用于对绿荧光进行修色。
42.可以理解地,色环311中各个区域的设置方式并不仅限于图4所示的方式,可根据实际需要灵活调换内外圈的器件,具体可根据设计要求以及转轮31的体积限制,合理对波长转换区域3111、蓝光散射反射区域3112以及修色环片3113进行划分;例如,可以设置为:内圈为修色环片3113,外圈为波长转换区域3111与蓝光散射反射区域3112;各个区域的大小也可根据需要进行设置。
43.继续参阅图3,转轮31还包括驱动器312,驱动器312用于承载色环311,并驱动色环311转动,以使得蓝光散射反射区域3112、绿光波长转换区域3111g以及红光波长转换区域
3111r周期性地设置于蓝激光的传播光路上,驱动器312可以采用马达。
44.补充光可以包括红激光和/或绿激光,补充光源组件包括:两个激光器、第三反射镜23、第二二向色片24以及第一正透镜25,在一些实施例中,两个激光器包括红激光器21和/或绿激光器22;两个激光器用于产生红激光和/或绿激光,红激光被第三反射镜23反射至第二二向色片24,被第二二向色片24透射至散射反射器件32,绿激光被第二二向色片24反射至散射反射器件32。
45.红激光器21用于产生红激光;第三反射镜23设置于红激光的出射光路上,其用于对红激光进行反射,以将红激光反射至第二二向色片24,第三反射镜23可以为红光反射镜。
46.绿激光器22用于产生绿激光;第二二向色片24反射绿激光并透射红激光,具体地,第二二向色片24设置于红激光与绿激光的出射光路上,其用于将第三反射镜23反射的红激光透射至散射反射器件32,并将绿激光器22产生的绿激光反射至散射反射器件32。
47.第一正透镜25设置于红激光与绿激光的出射光路上,其用于对第二二向色片24透射的红激光与第二二向色片24透射的绿激光进行会聚。
48.继续参阅图3,合光组件包括:第四反射镜61、第三二向色片62、第五反射镜63、第二正透镜64、第三正透镜65以及第四正透镜66。
49.第二正透镜64设置于受激光和/或激发光的出射光路上,其用于对波长转换装置出射的受激光和/或激发光进行会聚;具体地,如图3所示,第二正透镜64设置于第一匀光组件40的出射光路上,其用于对第一匀光组件40出射的光进行会聚,并将会聚后的光输入第四反射镜61。
50.第四反射镜61设置于第一匀光组件40的出射光路上,其用于对第一匀光组件40出射的光进行反射,以将第一匀光组件40出射的光反射至第三二向色片62。
51.第三正透镜65设置于第二匀光组件50的出射光路上,其用于对第二匀光组件50出射的光进行会聚,并将会聚后的光输入第三二向色片62。
52.第三二向色片62设置于第二匀光组件50的出射光路上,其用于对第二匀光组件50出射的光进行透射,并对第四反射镜61反射的光进行反射;具体地,第三二向色片62可以为区域膜片,如图5所示,区域膜片包括中心区域621与边缘区域622,中心区域621设置有反蓝光、透红光与绿光的镀膜,边缘区域622设置有对可见光进行反射的镀膜,623为荧光与蓝激光在区域膜片上形成的光斑的大致形状;荧光在经过区域膜片时,大部分荧光可以被反射而进入后续光路,部分荧光在中心区域621被透射出去而无法被后续光路中的光学器件利用。由于边缘区域622可以设置为对蓝激光进行反射,因而蓝激光基本能够无损地被区域膜片反射。通过合理地设置区域膜片上的镀膜或者区域膜片整体采用的镀膜,将补充光的光学扩展量设置为小于受激光的光学扩展量,使得补充光与受激光在镀膜处进行光学扩展量合光,从而获得更好的图像质量和更高的补光效率;在此基础上,可将补充光的波长光谱设置为小于受激光的波长光谱,使得两者在镀膜处还进行波长合光;另外,还可采用偏振态合光,补充光的偏振性为一种,而受激光的偏振态包括两种。因而通过合理设置镀膜的特性,对于补充光和受激光,两者可以仅通过扩展量合光,也可以在实现扩展量合光的基础上,再进一步地进行波长合光或/和偏振态合光,从而实现既提高了补充光的补光效率又减少了受激光的损失;另外,由于先分别经过不同的匀光器件实现匀光后再进行光学扩展量合光,使得匀光组件本身的缺陷不会被放大,匀光效果较好,稳定性较强,光学扩展量合光效率更
高。在一些实施例中,第五反射镜63设置于第三二向色片62的出射光路上,其用于对第三二向色片62反射的光进行反射。
53.在一些实施例中,第四正透镜66设置于第五反射镜63的出射光路上,其用于对第五反射镜63反射的光进行会聚,并将会聚后的光输入成像系统2。
54.本实施例中,光源系统的工作原理为:蓝激光器11产生蓝激光,该蓝激光入射至第一二向色片12,第一二向色片12可将蓝激光透射至波长转换区域3111与蓝光散射反射区域3112,即蓝激光透过第一二向色片12与收集透镜14入射至波长转换区域3111,以使得波长转换区域3111产生受激光,具体地,该受激光包括红荧光与绿荧光,驱动器312可驱动色环311旋转,使得红光波长转换区域3111r、绿光波长转换区域3111g以及蓝光散射反射区域3112时序地设置于蓝激光的出射光路上,从而时序地产生红荧光、绿荧光以及蓝激光,红荧光与绿荧光经由收集透镜14进入第一二向色片12,未被激发的蓝激光经由收集透镜14入射至第二反射镜15;第一二向色片12将红荧光与绿荧光反射至第一中继透镜组16,第二反射镜15将蓝激光反射至第一中继透镜组16;第一中继透镜组16对红荧光、绿荧光以及蓝激光进行收集后,输出相应的光至第一反射镜13,经过第一反射镜13进入第二中继透镜组17,透过第二中继透镜组17后进入修色环片3113,从修色环片3113透射至第一匀光组件40,以使得上述红荧光、绿荧光以及蓝激光入射至第一匀光组件40进行匀光,即本实施例中第一匀光组件40可以对蓝激光、红荧光以及绿荧光进行匀光。
55.红激光器21产生的红激光可被第三反射镜23反射至第二二向色片24,然后被第二二向色片24透射至第一正透镜25;绿激光器22产生的绿激光入射至第二二向色片24,被第二二向色片24反射至第一正透镜25;红激光经过第三反射镜23反射并与绿激光经第二二向色片24合光之后,共同经过第一正透镜25与散射反射器件32传递到第二匀光组件50;具体地,第一正透镜25可对红激光与绿激光进行收集,然后输出收集后的光至散射反射器件32;散射反射器件32可以对红激光与绿激光进行打散,减弱散斑效果,由于散射反射器件32具有反射的作用,其可将红激光与绿激光反射至第二匀光组件50,被第二匀光组件50匀光,相比于现有采用散射轮的方式,本实施例所提供的方案仅需一个马达和可旋转的色环311,结构简单,光路紧凑,同时由于散射反射器件32设置在色环311的外侧,便于技术人员进行拆卸和更换,技术人员可以根据对补充光的不同需要更改散射反射器件32的位置、粗糙度或倾斜面角度等,进而调整补充光的消散斑程度以及传输方向,使得本实施例所提供的波长转换装置能够适应于不同的应用场景;红激光与绿激光经过匀光后通过第三正透镜65会聚到区域膜片的边缘区域622。
56.在补充激光,即红激光和/或绿激光、蓝激光以及受激光分别经过匀光之后,通过合光组件将光传递到成像系统2进行照明光的调制和投影,在本实施例中,补充激光包括红补充激光和绿补充激光,也即红绿补充激光。荧光与蓝激光通过第二正透镜64与第四正透镜66建立成像关系,区域膜片可以对大部分荧光与蓝激光进行反射;红绿补充激光通过第三正透镜65与第四正透镜66建立成像关系,红绿补充激光可以透过区域膜片,并与荧光通过光学扩展量合光,共同成像到成像系统2,成像系统2可以为空间光调制器。
57.作为对比的,传统的激光荧光合光的方式中,合光后的红绿补充激光和荧光需要共同经过匀光器件,为满足均匀性要求,对于激光的光学扩展量稀释得较大。而在本实施例所提供的光机合光方式中,单独为红绿补充激光设置第二匀光组件50,使得激光的光学扩
展量稀释少,会聚到区域膜片的光斑小,因此中心区域621的面积占比下降,从而使得通过中心区域621的光损失减少。而且红绿补充激光经过的光学元件相比传统合光方式少,因此红绿补充激光的传输效率高,成像中继光路中第三正透镜65与第四正透镜66可以适用于窄波长的激光,因此成像效果好,光斑锐利,在空间光调制器上的过溢(overfill)较少。此外,因为对红绿补充激光光路较小的光学扩展量稀释,在空间光调制器上的激光照明光锥角较小,即激光照明光的相对孔径(f#)较大;考虑到空间光调制器的衍射效应,出镜头的光机效率要比相对孔径小的荧光光路高。综上,上述光机合光的方式中,红绿补充激光整体的传输效率高,荧光区域损失少,可以提高出光亮度或者降低激光器的使用量,从而降低成本。同时红绿补充激光在经过专门为小光学扩展量设计的匀光组件时,填充率高,使得匀光过程中,匀光组件的一些缺陷/瑕疵对于最终匀光效果的影响减小,因此激光匀光效果好,稳定性强。
58.在另一具体的实施例中,请参阅图6,图6是本技术提供的光源系统第三实施例的结构示意图,本实施例的光源部分的设计与第二实施例相似,在此不再赘述,合光组件的设计与散射反射器件32的设置方式可不仅限于图3所示的方案,在本实施例中散射反射器件32设置在驱动器312的外侧面。
59.在一些实施例中,第一匀光组件40包括:第一复眼41以及第二复眼42。其中,第一复眼41设置于波长转换装置的透射光路上,其用于对被波长转换装置透射的光进行匀光,出射匀光后的光至第四反射镜61;具体地,第一复眼41设置于第二正透镜64的出射光路上,其用于对第二正透镜64出射的光进行匀光,并将匀光后的光传输至第四反射镜61。第二复眼42设置于第四反射镜61的出射光路上,其用于对第四反射镜61反射的光进行匀光,出射匀光后的光至第三二向色片62。
60.本实施例中荧光与蓝激光采用了双复眼作为匀光器件,红绿补充激光采用了方棒作为匀光器件,相对于利用方棒对荧光进行匀光,荧光可以直接聚焦到轮体上的修色片所在的区域,而无需聚焦到方棒入口,也即,此种方式能减小修色片上的光斑大小,减小轮辐(spoke),提升最终显示的色彩品质。
61.可以理解地,激光匀光器件和荧光匀光器件均可以选用方棒或者双复眼,可以是方棒与双复眼的排列组合,总共有四种匀光方式,值得一提的是,用于对激光进行匀光的激光匀光器件和对荧光进行匀光的荧光匀光器件对扩展量的参数设计不同,激光匀光器件处理的光的光学扩展量小于荧光匀光器件的光学扩展量,以提高补充激光的光利用效率。
62.在另一具体的实施例中,请参阅图7,图7是本技术提供的光源系统第四实施例的结构示意图,本实施例的光源部分的设计与第二实施例相似,在此不再赘述,区别在于:波长转换装置还包括连杆313与散射环314,连杆313用于连接散射环314与驱动器312,散射反射器件32设置在散射环314的外侧面,其工作原理与第二实施例类似,在此不再赘述。
63.在另一具体的实施例中,请参阅图8,图8是本技术提供的光源系统第五实施例的结构示意图,本实施例与第二实施例类似,区别在于:蓝激光入射至散射反射器件32,散射反射器件32包括红激光散射反射段和/或绿激光散射反射段(图中未示出),用于将蓝激光散射后透射至第二匀光组件50,且将红激光和/或绿激光散射后反射至第二匀光组件50。
64.本实施例中在蓝光散射反射区域3112设置有具有散射与反射功能的器件,以对红荧光与绿荧光进行散射,并将未被激发的蓝激光透射至第二匀光组件50;可以理解地,还可
以将蓝激光设置为照射到其他区域,一部分蓝激光用来激发波长转换区域3111上的荧光粉而产生红荧光与绿荧光,另一部分蓝激光(即未被激发的蓝激光)透过散射反射器件32进入第二匀光组件50。
65.第一中继透镜组16设置于受激光的出射光路上,其用于对受激光进行收集;第二中继透镜组17设置于第一反射镜13的出射光路上,其用于对第一反射镜13反射的受激光进行收集。
66.本实施例中光源系统的工作原理为:蓝激光器11产生蓝激光,该蓝激光入射至第一二向色片12,第一二向色片12可将蓝激光透射至收集透镜14,经由收集透镜14进入色环311,以使得色环311产生受激光,具体地,该受激光包括红荧光与绿荧光,驱动器312可驱动色环311旋转,从而时序地产生红荧光、绿荧光以及蓝激光,红荧光与绿荧光经由收集透镜14进入第一二向色片12,未被激发的蓝激光被色环311透射至第二匀光组件50;第一二向色片12将红荧光与绿荧光反射至第一中继透镜组16;第一中继透镜组16对红荧光与绿荧光进行收集后,输出相应的光至第一反射镜13,经过第一反射镜13反射后进入第二中继透镜组17,透过第二中继透镜组17后进入色环311,被色环311透射至第一匀光组件40,以使得上述红荧光与绿荧光入射至第一匀光组件40进行匀光,即本实施例中第一匀光组件40可以对红荧光与绿荧光进行匀光,第二匀光组件50可以对蓝激光、红激光以及绿激光进行匀光。
67.上述的实施例中,蓝激光通过v形光路反射,与荧光一起进入第一匀光组件40,蓝光的光学扩展量的稀释比较大,蓝光效率较低;本实施例提供了一种改进的光路,蓝激光入射到散射反射器件32,蓝激光通过波长差异和红绿补充激光合光并一起通过第一匀光组件40,可以提高蓝光的效率。在红绿补充激光、蓝激光和荧光分别通过匀光组件后,在光机光路中合光并成像到成像系统2,这种方式可以充分利用蓝激光的光学扩展量,提高蓝激光的光机效率和整机亮度。
68.在其他实施例中,还可将散射反射器件32采用分离的结构,比如,散射反射器件32可包括反射器件321与散射轮322,如图9-图11所示。
69.请参阅图9,图9是本技术提供的光源系统第六实施例的结构示意图,本实施例的光源部分的设计与第四实施例相似,其工作原理与第四实施例类似,在此不再赘述,区别在于:本实施例中散射反射器件32可包括反射器件321与散射轮322。
70.红绿补充激光在合光后经过第一正透镜25会聚到反射器件321,然后被反射器件321反射至散射轮322;散射轮322可对红绿补充激光进行散射,以减弱散斑;具体地,散射轮322与色环311设置在同一个驱动器312上,散射轮322与驱动器312通过一连杆313连接,可实现色环311与散射轮322的一体化;经过单独匀光后的红绿补充激光和荧光在光机光路中合光并传递到成像系统2。
71.通过散射轮322和色环311的一体化,压缩了光机整体的体积;另外由于散射轮322和色环311保持同步,可以对红激光和绿激光单独设置相应的散射片(图中未示出),即采取分段设置散射片的方式,可以进一步提高激光的光学扩展量维持率,提高激光传递效率。
72.请参阅图10,图10是本技术提供的光源系统第七实施例的结构示意图,本实施例的光源部分的设计与第六实施例相似,区别在于:本实施例中第一匀光组件40包括第一复眼41与第二复眼42,其工作原理与第六实施例类似,在此不再赘述。
73.请参阅图11,图11是本技术提供的投影显示系统一实施例的结构示意图,投影显
示系统包括光源系统1与成像系统2,光源系统1用于产生光源光,成像系统2设置于光源系统1的出射光路上,其用于对光源光进行调制和投影,光源系统1为上述实施例中的光源系统。
74.本技术提供了一种在光机中合光的激光荧光光源方案,适用于广色域的激光电视、工程机以及影院放映机,适用于其他激光荧光光源的设计,能够实现广色域、低成本的显示系统;相比于激光与荧光先进行合光并共同经过相同匀光器件的方式,本技术提出的合光方式具有以下优点:
75.1)激光效率高:激光经过独立的匀光系统,相比于在光源内合光的方式经过的光学元件较少,传输效率高;激光的光学扩展量利用充分,激光在显示器件上的相对孔径大,相比于荧光,可以获得更高的通过镜头的效率;同时激光经过独立的匀光系统时,匀光系统本身的缺陷不会被放大,最终激光的匀光效果好,稳定性强。
76.2)光源光机体积紧凑:目前的光源合光方式中,合光位置位于光源模块,并需要单独设置散射轮位于激光光路中以消除散斑,致使光源整体体积较大;而本技术所提供的光机合光方式,可以将集成散射轮到波长转换装置上,使得整体结构可以更紧凑,体积更小。
77.3)低成本、高效率:在光机合光方式中,由于激光较高的传输效率和出光效率,可以减少红绿激光器的使用量,降低整机成本;同时由于激光的出光效率高,可以提高整机的效率。
78.以上所述仅为本技术的实施例,并非因此限制本技术的专利范围,凡是利用本技术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,均同理包括在本技术的专利保护范围内。
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