本實用新型涉及一種光源結(jié)構(gòu)及應(yīng)用該結(jié)構(gòu)的投影系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：目前，相關(guān)的投影系統(tǒng)中，將R(紅光)、G(綠光)、B(藍(lán)光)三基色光交替進(jìn)入圖像處理系統(tǒng)而被其調(diào)制，調(diào)制得到的單色光圖像在屏幕上快速交替切換，進(jìn)而利用人眼的視覺殘留效應(yīng)將各時序的單色光圖像混合在一起而形成彩色圖像。這些投影系統(tǒng)中最常用的光源，其結(jié)構(gòu)是采用由直流電源驅(qū)動的發(fā)光裝置產(chǎn)生單色光，入射熒光片上，激發(fā)其上的熒光粉產(chǎn)生白光，然后用旋轉(zhuǎn)的修色片(R、G、B三種修色片)對白光進(jìn)行分離，得到對應(yīng)修色片的三基色時序光。但是這種光源結(jié)構(gòu)從白光中僅分離出RGB三種單色光，其它顏色的光均被修色片過濾掉了，對光源的利用率不高，光效低。技術(shù)實現(xiàn)要素：本實用新型的主要目的是提供一種應(yīng)用于具有SLM(SpatialLightModulator空間光調(diào)制器)的投影系統(tǒng)簡化的光源結(jié)構(gòu)，提高光源的光效。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提出的一種光源結(jié)構(gòu)，包括：發(fā)光裝置，用于發(fā)射單色光，并入射到分光裝置；所述分光裝置，反射所述單色光到波長轉(zhuǎn)換裝置，并透射經(jīng)波長轉(zhuǎn)換裝置改變波長范圍的第一光；及反射經(jīng)中繼裝置出射的第二光；所述波長轉(zhuǎn)換裝置，為旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，使得經(jīng)所述分光裝置反射的所述單色光交替射入所述第一區(qū)域與第二區(qū)域；所述入射的單色光經(jīng)所述第一區(qū)域后改變波長范圍并出射所述第一光，所述單色光經(jīng)所述第二區(qū)域光處理形成所述第二光；所述中繼裝置，用于匯聚所述第一光并導(dǎo)入出射光接收裝置，以及匯聚并調(diào)整所述第二光的傳播方向后導(dǎo)入所述分光裝置。優(yōu)選地，所述第一區(qū)域上設(shè)有波長轉(zhuǎn)換材料層，用于吸收經(jīng)所述分光裝置反射的所述單色光并在單色光的激發(fā)下產(chǎn)生所述第一光。優(yōu)選地，所述第一區(qū)域與第二區(qū)域均為扇形區(qū)域，且圓心角之和為360度。優(yōu)選地，所述第二區(qū)域用于散射所述單色光形成第二光，所述中繼裝置包括三片呈夾角設(shè)置的反射鏡用于反射第二光，沿光路的傳播方向依次為第一反射鏡、第二反射鏡和第三反射鏡，所述第一反射鏡和第三反射鏡平行設(shè)置。優(yōu)選地，所述第二區(qū)域用于透射所述單色光形成第二光，所述中繼裝置包括散光片以及用于反射第二光的三片呈夾角設(shè)置的反射鏡，沿光路的傳播方向依次為第一反射鏡、第二反射鏡和第三反射鏡，所述第一反射鏡和第三反射鏡平行設(shè)置，所述散光片位于所述第二反射鏡與第三反射鏡之間。優(yōu)選地，所述第二區(qū)域用于反射所述單色光形成第二光，所述第二區(qū)域的邊緣設(shè)置一斜面，所述第二區(qū)域的朝向入射的單色光的一面的半徑小于背離入射的單色光的一面的半徑，所述斜面設(shè)置有用于反射單色光形成第二光的反射段。優(yōu)選地，所述中繼裝置包括散光片和兩片呈夾角設(shè)置的反射鏡，所述反射鏡用于反射第二光，沿光路的傳播方向依次為第四反射鏡和第五反射鏡，所述散光片設(shè)置在第四反射鏡和第五反射鏡之間。優(yōu)選地，所述發(fā)光裝置為激光器陣列，用于發(fā)射藍(lán)色激光，所述波長轉(zhuǎn)換裝置的第一區(qū)域上設(shè)置的波長轉(zhuǎn)換材料為黃色熒光粉。優(yōu)選地，所述發(fā)光裝置和分光裝置之間還設(shè)有勻光棒。本實用新型還提出一種投影系統(tǒng)，包括如上述所述的光源結(jié)構(gòu)。本實用新型技術(shù)方案中，光源結(jié)構(gòu)通過發(fā)光裝置發(fā)出的單色光，經(jīng)過分光裝置和波長轉(zhuǎn)換裝置的光處理后，一段時間內(nèi)的單色光被吸收后激發(fā)產(chǎn)生第一光，另一段時間內(nèi)的單色光被改變傳播方向后形成第二光，第一光和第二光依照一定時序的依次導(dǎo)入出射光接收裝置，分配給具有SLM的投影系統(tǒng)產(chǎn)生投影圖像。該光源結(jié)構(gòu)相比傳統(tǒng)方案減少了將白光分割形成三基色光時光能的損失，簡化了光源的結(jié)構(gòu)，提高了光效。附圖說明為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖示出的結(jié)構(gòu)獲得其他的附圖。圖1為本實用新型光源結(jié)構(gòu)實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型光源結(jié)構(gòu)實施例一波長轉(zhuǎn)換裝置的俯視圖；圖3為本實用新型光源結(jié)構(gòu)實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型光源結(jié)構(gòu)實施例二波長轉(zhuǎn)換裝置的俯視圖；圖5為本實用新型光源結(jié)構(gòu)實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實用新型光源結(jié)構(gòu)實施例三波長轉(zhuǎn)換裝置的俯視圖和截面圖。附圖標(biāo)號說明：標(biāo)號名稱標(biāo)號名稱10發(fā)光裝置51第一反射鏡20波長轉(zhuǎn)換裝置52第二反射鏡21熒光輪53第三反射鏡211第一區(qū)域54第四反射鏡212第二區(qū)域55第五反射鏡213反射段56散光片30分光裝置60勻光棒40出射光接收裝置本實用新型目的的實現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。具體實施方式下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。需要說明，本實用新型實施例中所有方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后……)僅用于解釋在某一特定姿態(tài)(如附圖所示)下各部件之間的相對位置關(guān)系、運(yùn)動情況等，如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時，則該方向性指示也相應(yīng)地隨之改變。另外，在本實用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本實用新型的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“連接”、“固定”等應(yīng)做廣義理解，例如，“固定”可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。另外，本實用新型各個實施例之間的技術(shù)方案可以相互結(jié)合，但是必須是以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎(chǔ)，當(dāng)技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無法實現(xiàn)時應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種技術(shù)方案的結(jié)合不存在，也不在本實用新型要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。請參照圖1，在本實用新型的實施例一提出的一種應(yīng)用于具有SLM的投影系統(tǒng)的光源結(jié)構(gòu)，包括：發(fā)光裝置10，用于發(fā)射單色光，并入射到分光裝置30；所述分光裝置30，反射所述單色光到波長轉(zhuǎn)換裝置20，并透射經(jīng)波長轉(zhuǎn)換裝置20改變波長范圍的第一光；及反射經(jīng)中繼裝置(未標(biāo)示)出射的第二光；所述波長轉(zhuǎn)換裝置20，為旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，包括第一區(qū)域211和第二區(qū)域212，使得經(jīng)所述分光裝置30反射的所述單色光交替射入所述第一區(qū)域211與第二區(qū)域212；所述入射的單色光經(jīng)所述第一區(qū)域211后改變波長范圍并出射所述第一光，所述單色光經(jīng)所述第二區(qū)域212光處理形成所述第二光；所述中繼裝置，用于匯聚所述第一光并導(dǎo)入出射光接收裝置40，以及匯聚并調(diào)整所述第二光的傳播方向后導(dǎo)入所述分光裝置30。需要說明的是，發(fā)光裝置10產(chǎn)生的單色光為RGB三基色光中的一種，經(jīng)過所述第一區(qū)域211的波長轉(zhuǎn)換材料吸收后轉(zhuǎn)為另外兩種基色光的復(fù)合光。即發(fā)光裝置10發(fā)出藍(lán)光，那么波長轉(zhuǎn)換裝置20吸收藍(lán)光后出射的第一光即為紅光和綠光的復(fù)合光—黃光；同理，若發(fā)光裝置10發(fā)射的是紅光，那么第一光即為藍(lán)光和綠光的復(fù)合光—青光，若發(fā)光裝置10發(fā)射的是綠光，那么第一光即為紅光和藍(lán)光的復(fù)合光—品紅。為了便于敘述，本實施例里面的單色光均采用藍(lán)光進(jìn)行描述，那么相應(yīng)的分光裝置30中包括反藍(lán)透黃膜片。第二區(qū)域212對所述單色光進(jìn)行的光處理，一般是指常見的透射、透射加散射、反射等等對光束的調(diào)整手段。本方案中的出射光接收裝置40是投影系統(tǒng)設(shè)備中常用的部件，一般包括光機(jī)方棒，采用光機(jī)方棒和透鏡組成了光源結(jié)構(gòu)中的勻光結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)理解地，將復(fù)眼透鏡代替光機(jī)方棒和透鏡的組合，也在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。藍(lán)光經(jīng)過波長轉(zhuǎn)換裝置20的第一區(qū)域211后形成的黃光穿過反藍(lán)透黃膜片導(dǎo)入出射光接收裝置40，再進(jìn)入光機(jī)處理系統(tǒng)(圖未示)后會被分成紅光和綠光；而另一部分藍(lán)光在第二區(qū)域212被改變傳播方向形成第二光—藍(lán)光，經(jīng)過中繼裝置改變光路后經(jīng)反藍(lán)透黃膜片反射導(dǎo)入出射光接收裝置40，再進(jìn)入光機(jī)處理系統(tǒng)。最后圖像調(diào)制系統(tǒng)將藍(lán)光與綠光或者藍(lán)光與紅光分配到其中的一個DMD(DigitalMicromirrorDevice數(shù)據(jù)微鏡裝置，SLM的一種)上，另外一個DMD分配剩余的紅光或者綠光，實現(xiàn)由一種單色光轉(zhuǎn)變?yōu)槿N基色光，最終經(jīng)過調(diào)制形成投影圖像。本實用新型技術(shù)方案中，光源結(jié)構(gòu)通過發(fā)光裝置10發(fā)出的單色光，經(jīng)過分光裝置30和波長轉(zhuǎn)換裝置20的光處理后，一段時間內(nèi)的單色光被吸收后激發(fā)產(chǎn)生第一光，另一段時間內(nèi)的單色光被改變傳播方向后形成第二光，第一光和第二光依照一定時序的依次導(dǎo)入出射光接收裝置40，分配給具有SLM的投影系統(tǒng)產(chǎn)生投影圖像。該光源結(jié)構(gòu)相比傳統(tǒng)方案減少了將白光分割形成三基色光時光能的損失，簡化了光源的結(jié)構(gòu)，提高了光效。優(yōu)選地，所述第一區(qū)域211上設(shè)有波長轉(zhuǎn)換材料層，用于吸收經(jīng)所述分光裝置30反射的所述單色光并在單色光的激發(fā)下產(chǎn)生所述第一光。請參見圖2，優(yōu)選地，所述第一區(qū)域211與第二區(qū)域212均為扇形區(qū)域，且圓心角之和為360度。本實用新型的波長轉(zhuǎn)換裝置20優(yōu)選為可以旋轉(zhuǎn)的熒光輪21，以及驅(qū)動該輪形結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置(未標(biāo)示)。驅(qū)動裝置在本實施例中的選擇為電機(jī)，電機(jī)用于驅(qū)動熒光輪21以一個特定的速度旋轉(zhuǎn)，這樣熒光輪21上的兩個區(qū)域就會周期性的分時的進(jìn)入藍(lán)色光的光路上。當(dāng)發(fā)光裝置10發(fā)射的藍(lán)光照射在第一區(qū)域211時，會被吸收藍(lán)光并產(chǎn)生第一光即黃光；當(dāng)熒光輪21旋轉(zhuǎn)，使藍(lán)光照射在第二區(qū)域212時，藍(lán)光發(fā)生散色，形成第二光。優(yōu)選地，所述第二區(qū)域212用于散射所述單色光形成第二光，所述中繼裝置包括三片呈夾角設(shè)置的反射鏡用于反射第二光，沿光路的傳播方向依次為第一反射鏡51、第二反射鏡52和第三反射鏡53，所述第一反射鏡51和第三反射鏡53平行設(shè)置。為了使散射后的藍(lán)光，也即第二光，能夠在投影系統(tǒng)的有限空間內(nèi)完成傳輸并最終導(dǎo)入出射光接收裝置40，需要中繼裝置對第二光的光路進(jìn)行調(diào)整以盡可能的縮減光源結(jié)構(gòu)的體積。本實施例的中繼裝置主要包括由三片反射鏡，使第二光在入射第一反射鏡51前和出射第三反射鏡53后的方向轉(zhuǎn)變了270°。同時，第一反射鏡51和第三反射鏡53平行設(shè)置，可以使第二光經(jīng)過第一反射鏡51反射后的光路與經(jīng)過第三反射鏡53反射后的光路是平行反向的，可以保證第二光經(jīng)過中繼裝置再由分光裝置30反射后的光斑與第一光經(jīng)分光裝置30透射出的光斑直徑相匹配，最終由出射光接收裝置40導(dǎo)入光機(jī)處理系統(tǒng)，實現(xiàn)較好的顯示效果。進(jìn)一步，本實用新型的實施例二，參見圖3、圖4，所述第二區(qū)域212用于透射所述單色光形成第二光，所述中繼裝置包括散光片56以及用于反射第二光的三片呈夾角設(shè)置的反射鏡，沿光路的傳播方向依次為第一反射鏡51、第二反射鏡52和第三反射鏡53，所述第一反射鏡51和第三反射鏡53平行設(shè)置，所述散光片56位于所述第二反射鏡52與第三反射鏡53之間。本實施例二與實施例一的不同主要在熒光輪21的第二區(qū)域212結(jié)構(gòu)，本實施例的第二區(qū)域212為鑲嵌的AR玻璃(也叫減反射玻璃，能夠有效消減玻璃的反射率低于4％，增加玻璃的平均透過率超過95％)或者為鏤空結(jié)構(gòu)。此種結(jié)構(gòu)的熒光輪21能夠顯著降低第二光的損耗，提高光源的光效。由于本實施例的藍(lán)光經(jīng)過第二區(qū)域212后損耗很小，其光斑直徑也較小，相應(yīng)的可以同時減小第一反射鏡51和第二反射鏡52的面積，為了使藍(lán)光和黃光進(jìn)入出射光接收裝置40之前的光斑直徑相匹配，在第二反射鏡52和第三反射鏡53之間設(shè)有一個散光片56對藍(lán)光的光斑放大，以實現(xiàn)較好的顯示效果。本實施例由于減小了第一反射鏡51和第二反射鏡52的面積，因此相比實施例一減小了光源結(jié)構(gòu)的體積。再進(jìn)一步，本實用新型的實施例三，參見圖5、圖6，所述第二區(qū)域212用于反射所述單色光形成第二光，所述第二區(qū)域的邊緣設(shè)置一斜面，所述第二區(qū)域212的朝向入射的單色光的一面的半徑小于背離入射的單色光的一面的半徑，所述斜面設(shè)置有用于反射單色光形成第二光的反射段213。本實施例三相比于上一實施例最大的不同在于熒光輪21的第二區(qū)域212結(jié)構(gòu)。本實施例的熒光輪21相對厚度較大，因此可以在第二區(qū)域212的邊緣部分的斜面設(shè)有藍(lán)光反射段213，當(dāng)藍(lán)光照射到第二區(qū)域212時，會被斜面直接反射出去，相當(dāng)于直接改變了傳播方向，代替了本實施例二中第一反射鏡51的作用，因此相比于上一實施例，進(jìn)一步減小了光源結(jié)構(gòu)的體積。優(yōu)選地，所述中繼裝置包括散光片56和兩片呈夾角設(shè)置的反射鏡，所述反射鏡用于反射第二光，沿光路的傳播方向依次為第四反射鏡54和第五反射鏡55，所述散光片56設(shè)置在第四反射鏡54和第五反射鏡55之間。由于本實施例中熒光輪21的第二區(qū)域212具備反射作用，因此中繼裝置僅需要兩個反射鏡即可，同時為了使藍(lán)光和黃光進(jìn)入出射光接收裝置40之前的光斑直徑相匹配，在第四反射鏡54和第五反射鏡55之間設(shè)有一個散光片56對藍(lán)光的光斑放大，以實現(xiàn)較好的顯示效果。本實施例的中繼裝置由于僅需兩個反射鏡，因此能進(jìn)一步的減小光源結(jié)構(gòu)的體積。優(yōu)選地，所述發(fā)光裝置10為激光器陣列，用于發(fā)射藍(lán)色激光，所述波長轉(zhuǎn)換裝置20的第一區(qū)域211上設(shè)置的波長轉(zhuǎn)換材料為黃色熒光粉。激光具有方向性好、顏色純度高、亮度極高等特點(diǎn)，因此采用激光作為投影設(shè)備中光源結(jié)構(gòu)的初始光能產(chǎn)生極佳的顯示效果。由于藍(lán)光在三基色中頻率最高、波長最短，在光的傳播過程中能量的損失也就最小，因此能保證較高的傳輸效率；而黃色熒光材料是目前效率最高、性能最為穩(wěn)定的熒光材料(波長轉(zhuǎn)換材料)，因此本實用新型的第一區(qū)域211采用黃色熒光粉用于產(chǎn)生黃光，能夠提高入射藍(lán)色激光的利用率，同時保證該部件的工作可靠性。優(yōu)選地，所述發(fā)光裝置10和分光裝置30之間還設(shè)有勻光棒60，用于將激光器陣列發(fā)射的高斯分布的激光重新配光，以實現(xiàn)均勻分布的光斑，實現(xiàn)投影圖像亮度和色彩的均勻化。本實用新型還提出一種投影系統(tǒng)，包括如上述所述的光源結(jié)構(gòu)。該光源結(jié)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)參照上述實施例，由于本投影系統(tǒng)采用了上述所有實施例的全部技術(shù)方案，因此至少具有上述實施例的技術(shù)方案所帶來的所有有益效果，在此不再一一贅述。以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是在本實用新型的實用新型構(gòu)思下，利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接/間接運(yùn)用在其他相關(guān)的
技術(shù)領(lǐng)域：
均包括在本實用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3