[發(fā)明專利]光源裝置、光源產(chǎn)生方法及包含光源裝置的激光投影機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210040289.0
• 申請日: 2012-02-22
• 公開（公告）號: CN102540679A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李巍;田有良;閆國楓;陳昱;劉風(fēng)雷
• 申請（專利權(quán)）人: 海信集團(tuán)有限公司
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20;G02B27/30;G02B27/28;G02B27/00;F21V13/00
• 代理公司: 北京市京大律師事務(wù)所 11321
• 代理人: 黃啟行;方曉明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光投影技術(shù)，尤其涉及一種光源裝置、光源產(chǎn)生方法及包含該光源裝置的激光投影機(jī)。

背景技術(shù)

近年來，激光投影機(jī)因其原理簡單、制造難度低、色彩豐富以及視覺影響小等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛地應(yīng)用于多種場合，例如電視投影、微型投影以及一些商用和娛樂系統(tǒng)等。

眾所周知，光學(xué)畫面至少需要由不同主波長的光波組成，例如藍(lán)色、綠色和紅色光波組成。基于目前的技術(shù)，通常情況下會以一種波長的光源作為激發(fā)光來生成另一種波長的光源，而后再與其他波長的光源分時(shí)發(fā)射，在投影屏幕上顯示出各種畫面。例如以藍(lán)光半導(dǎo)體激光器所發(fā)出的藍(lán)色激光作為激發(fā)光，激發(fā)綠光熒光粉來產(chǎn)生綠光。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中光源裝置的結(jié)構(gòu)及原理示意圖。參見圖1，這里的光源包括：波長各不相同的第一光源101、第二光源(未示出)和第三光源116。該光源裝置包括：準(zhǔn)直鏡102、反射鏡群103、第一聚光透鏡104、第一二向色片105、第二聚光透鏡106、熒光輪107、第一轉(zhuǎn)向鏡109a、第二轉(zhuǎn)向鏡109b、第一反射鏡110a、第二反射鏡110b、第二二向色片111、第三聚光透鏡112、光棒113、第四聚光透鏡114和第三轉(zhuǎn)向鏡115。

其中第一二向色片105允許第一光源和第三光源透過、對第二光源進(jìn)行反射，第二二向色片111允許第一光源透過，對第二光源和第三光源進(jìn)行反射。

并且，熒光輪107的部分區(qū)域內(nèi)涂敷有熒光粉，在以第一光源101為激發(fā)光的情況下，涂敷有熒光粉的區(qū)域產(chǎn)生第二光源。由于熒光輪可旋轉(zhuǎn)，第一光源照射到熒光輪107的不同區(qū)域，會產(chǎn)生不同波長的光。

在圖1中，第一光源101出射的具有第一波長的光束呈發(fā)散狀入射至準(zhǔn)直鏡102，準(zhǔn)直鏡102將該光束準(zhǔn)直成平行光束；反射鏡的反射作用使得該平行光束的光軸旋轉(zhuǎn)90度，第一聚光透鏡104對旋轉(zhuǎn)光軸后的平行光束進(jìn)行會聚，向第一二向色片105出射；第一光源的光束透過第一二向色片105后，經(jīng)第二聚光透鏡106會聚處理后，到達(dá)熒光輪107。

熒光輪107在驅(qū)動馬達(dá)117的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)。對于旋轉(zhuǎn)中的熒光輪107，若第一光源101入射于熒光粉區(qū)域時(shí)，激發(fā)熒光粉發(fā)射出具有第二波長的第二光源，該第二光源以相反于第一光源入射方向的方向出射，到達(dá)第一二向色片105后，其光軸在反射作用下被旋轉(zhuǎn)90度，再經(jīng)過第一轉(zhuǎn)向鏡109a、第一反射鏡110a、第二轉(zhuǎn)向鏡109b后，向第二二向色片111入射；由于第二二向色片111對第二光源進(jìn)行反射，則第二光源的光束射向第三聚光透鏡112，最后聚焦到光棒113內(nèi)。簡言之，第一光源101入射于熒光輪107的熒光粉區(qū)域時(shí)，光棒113收集到的是具有第二波長的第二光源。

若第一光源101入射于熒光輪107上未涂敷熒光粉的透過區(qū)域時(shí)，第一光源101透射熒光輪107，經(jīng)第四聚光透鏡114、第二反射鏡110b和第三轉(zhuǎn)向鏡115的會聚、反射和轉(zhuǎn)向后，透過第二二向色片111傳輸至第三聚光透鏡112，最終聚焦到光棒113內(nèi)。也就是說，第一光源101入射于熒光輪107的透過區(qū)域時(shí)，光棒113收集到的是具有第一波長的第一光源。

具有第三波長的第三光源116以平行于第一光源的光軸的方向出射，經(jīng)過第二聚光透鏡106的會聚后，到達(dá)第一二向色片105，由于第一二向色片105允許第三光源透過，則第三光源再經(jīng)過第一轉(zhuǎn)向鏡109a、第一反射鏡110a、第二轉(zhuǎn)向鏡109b的轉(zhuǎn)向、反射和再轉(zhuǎn)向后，到達(dá)第二二向色片111；第二二向色片111將第三光源116的光軸旋轉(zhuǎn)90度，經(jīng)過第三聚光透鏡112，最終聚焦到光棒113內(nèi)。

基于以上的結(jié)構(gòu)和原理，通過控制第一光源和第三光源的點(diǎn)亮?xí)r間，同時(shí)控制熒光輪的旋轉(zhuǎn)速度，可以實(shí)現(xiàn)第一光源、第二光源、第三光源分時(shí)進(jìn)入光棒113內(nèi)，得到不同顏色的光斑，進(jìn)而構(gòu)成顯示畫面。

雖然上述現(xiàn)有的光源裝置使得激光投影得以實(shí)現(xiàn)，但是，從圖1中可以非常直觀地發(fā)現(xiàn)，該光源裝置中的光學(xué)部件過多、光路過長。光束每經(jīng)過一個(gè)光學(xué)部件，都會損失一部分能量，并且光路的長短也會影響光束的能量損耗。因此各個(gè)光源在圖1所示的光源裝置中傳輸之后，能量會有較大程度的降低，能量利用率較低。

而且，現(xiàn)有的光源裝置中，光學(xué)部件數(shù)量較多導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，并且體積也會相應(yīng)地較大。這樣的光源裝置顯然無法適應(yīng)越來越明顯的小型化要求。

此外，為了保證光源裝置的正常運(yùn)行，必須保證每個(gè)光學(xué)部件自身安裝位置及相對位置的正確性，裝配難度較大；當(dāng)其中的光學(xué)部件出現(xiàn)故障時(shí)，無法短時(shí)間找到問題所在，維修難度較高。

因此，存在一種對能夠提高能量利用率的光源裝置的需要。