本發(fā)明涉及投影電視技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光譜轉(zhuǎn)換器和投影電視光源系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著生活水平的提高，普通的家用電視已經(jīng)不能滿足人們的需求，為了能夠在家中享受到電影院的觀看效果，越來越多的家庭開始選擇投影電視。

現(xiàn)有技術(shù)中，激光投影電視具有屏幕尺寸靈活，可實(shí)現(xiàn)超大尺寸無縫拼接屏幕，尤其采用紅色(R)、綠色(G)、藍(lán)色(B)的三色激光光源的激光投影電視，不僅可以實(shí)現(xiàn)高色彩飽和度，而且其NTSC色域可以達(dá)到120％以上，如圖1所示為激光投影電視的光源系統(tǒng)，紅色激光11和藍(lán)色激光13分別經(jīng)過光處理器14和光處理器16處理后，再經(jīng)過反射鏡17和18反射后分別經(jīng)過紅光光閥19和藍(lán)光光閥20進(jìn)入混光均光組件22中，綠色激光12經(jīng)過光處理器15處理后直接經(jīng)過綠光光閥21后進(jìn)入混光均光組件22中，三種顏色的光經(jīng)過混光均光組件22處理后，通過投影組件23投射到屏幕24上。但由于激光光源具有很強(qiáng)的相干特性，當(dāng)使用三種顏色的激光光源時(shí)，圖像中容易出現(xiàn)散斑現(xiàn)象，并且由于激光光源價(jià)格昂貴，無法有效地降低成本，因而不適合家庭應(yīng)用。

為了適應(yīng)家庭的應(yīng)用，現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)了一種藍(lán)光激光配合紅、綠熒光粉的光源系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了大幅度降低光源系統(tǒng)成本的目的，但由于可以作為激光激發(fā)的熒光粉對穩(wěn)定性和光飽和淬滅要求比較高，因此熒光粉的材料使用受到限制。目前激光應(yīng)用中采用的紅、綠熒光粉主要采用穩(wěn)定性較好的氮化物或氮氧化物熒光粉，而這類熒光粉的發(fā)光光譜較寬，半峰寬(FWHM)>50nm，從而導(dǎo)致激光電視的色域大幅度下降，影響了激光電視畫面顏色的鮮艷度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出了一種光譜轉(zhuǎn)換器和投影電視光源系統(tǒng)，本發(fā)明的投影電視光源系統(tǒng)采用本發(fā)明提出的光譜轉(zhuǎn)換器將LED白光中的紅、綠、藍(lán)光提取出來，作為投影電視的光源，使得NTSC色域達(dá)到甚至超過100％，擴(kuò)大了投影電視的色域，提高了畫面顏色的鮮艷度。

本發(fā)明提出的光譜轉(zhuǎn)換器，包括：透光基板；第一光學(xué)薄膜和第二光學(xué)薄膜，所述第一光學(xué)膜薄和所述第二光學(xué)薄膜依次交替設(shè)置在所述透光基板的第一光面上；所述第一光學(xué)薄膜的折射率大于所述第二光學(xué)薄膜的折射率；所述第一光學(xué)薄膜和所述第二光學(xué)薄膜的層數(shù)之和大于40。

本發(fā)明的光譜轉(zhuǎn)換器，當(dāng)使用LED作為光源且光源沿法線方向射入時(shí)，可以過濾出紅、綠、藍(lán)三色的混合光，這三種顏色的光波長寬度小、色純度高，色再現(xiàn)性有可能達(dá)到甚至超過NTSC 100％，從而能夠擴(kuò)大投影電視的色域，提高畫面顏色的鮮艷度。

作為對本發(fā)明的光譜轉(zhuǎn)換器的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一光學(xué)薄膜的折射率范圍為2.0至2.8，所述第二光學(xué)薄膜的折射率范圍為1.3至1.8。這種折射率范圍的光學(xué)薄膜能夠很好的過濾出紅、綠、藍(lán)三種顏色。

進(jìn)一步，其中一個(gè)所述第一光學(xué)薄膜相鄰設(shè)置在所述透光基板的第一光面上。或者，其中一個(gè)所述第二光學(xué)薄膜設(shè)置在所述透光基板的第一光面上。這樣的光譜轉(zhuǎn)換器，對與其相鄰的光學(xué)薄膜沒有嚴(yán)格要求，無論是其中一個(gè)第一光學(xué)薄膜還是其中一個(gè)第二光學(xué)薄膜與透明基板相鄰，均可以實(shí)現(xiàn)相同的技術(shù)效果，從而方便了光譜轉(zhuǎn)換器的制作，提高了制作效率。

作為對透明基板的進(jìn)一步改進(jìn)，所述透光基板的材料為玻璃。玻璃為LCD領(lǐng)域常用的材料，這樣就不需要另外購置材料，節(jié)約了成本。

本發(fā)明提出的投影電視光源系統(tǒng)，包括：光源部，所述光源部包括白光LED、準(zhǔn)直透鏡和散熱器，所述散熱器為白光LED散熱，所述準(zhǔn)直透鏡將白光LED發(fā)出的光源轉(zhuǎn)化為第一準(zhǔn)直光源；混光均光器件，所述混光均光器件將從至少一個(gè)光源部射出的第一準(zhǔn)直光源進(jìn)行混光、均光后，轉(zhuǎn)變?yōu)榈谝黄叫泄庠?；均光?zhǔn)直器件，所述均光準(zhǔn)直器件將從混光均光器件射出的第一平行光源進(jìn)行再次均光、準(zhǔn)直后，轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙?zhǔn)直光源；光譜轉(zhuǎn)換器，所述光譜轉(zhuǎn)換器為上文中所述的光譜轉(zhuǎn)換器，所述光譜轉(zhuǎn)換器將從均光準(zhǔn)直器件射出的第二準(zhǔn)直光源轉(zhuǎn)變?yōu)榧t、綠、藍(lán)三色混合的第一混合光源，其中，所述第二準(zhǔn)直光源沿所述光譜轉(zhuǎn)換器的法線方向射入所述光譜轉(zhuǎn)換器中；光處理組件，所述光處理組件將從光譜轉(zhuǎn)換器射出的紅、綠、藍(lán)三色混合的第一混合光源進(jìn)行處理后，向投影電視提供所需的光源。

采用LED作為光源，LED光源中的紅、綠、藍(lán)光波長寬度小、色純度高，色再現(xiàn)性有可能達(dá)到甚至超過NTSC 100％，從而能夠擴(kuò)大投影電視的色域，提高畫面顏色的鮮艷度。

作為對投影電視光源系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述光處理組件包括：偏振分光棱鏡，所述偏振分光棱鏡從光譜轉(zhuǎn)換器射出的紅、綠、藍(lán)三色混合的第一混合光源中過濾出S偏光；反射式液晶光閥，所述反射式液晶光閥將由偏振分光棱鏡過濾出的S偏光轉(zhuǎn)化為P偏光；所述P偏光經(jīng)過所述偏振分光棱鏡射出后，向投影電視提供所需的光源。

當(dāng)LED光源通過光譜轉(zhuǎn)換器時(shí)，除了紅、綠、藍(lán)顏色波長的光通過外，還有少量其他顏色的光，由于紅、綠、藍(lán)顏色波長的光一般屬于S偏光，因此使用偏振分光棱鏡可以對紅、綠、藍(lán)顏色的光進(jìn)行進(jìn)一步過濾，提高顏色的鮮艷度。在反射式液晶光閥的作用下，S偏光轉(zhuǎn)變?yōu)镻偏光，再次經(jīng)偏振分光棱鏡過濾后向投影電視提供所需的光源。

作為對投影電視光源系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述光處理組件包括：數(shù)字微鏡裝置，所述數(shù)字微鏡裝置將從光譜轉(zhuǎn)換器射出的紅、綠、藍(lán)三色混合的第一混合光源進(jìn)行處理后，向投影電視提供所需的光源。

數(shù)字微鏡裝置通過控制微鏡片繞固定軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及時(shí)域響應(yīng)能夠決定反射光的角度方向和停止時(shí)間，從而決定屏幕上的圖像及其對比度，同時(shí)提高了像素的開口率。

作為對本發(fā)明的投影電視光源系統(tǒng)的改進(jìn)，所述光譜轉(zhuǎn)換器中的透光基板的第二光面為出光面，所述第二光面為所述第一光面的相對面。

當(dāng)光源由光學(xué)薄膜射入光譜轉(zhuǎn)換器時(shí)，能夠提高光源的透過率，進(jìn)而提高了顯示的亮度。

本發(fā)明還提出了第二種投影電視光源系統(tǒng)，包括：光源部，所述光源部包括白光LED、準(zhǔn)直透鏡和散熱器，還包括上文中所述的光譜轉(zhuǎn)換器，所述散熱器為白光LED散熱，所述準(zhǔn)直透鏡將白光LED發(fā)出的光源轉(zhuǎn)化為第一準(zhǔn)直光源，所述光譜轉(zhuǎn)換器將所述第一準(zhǔn)直光源轉(zhuǎn)化為紅、綠、藍(lán)三色混合的第二混合光源，其中，所述第一準(zhǔn)直光源沿所述光譜轉(zhuǎn)換器的法線方向射入所述光譜轉(zhuǎn)換器中；混光均光器件，所述混光均光器件將從至少一個(gè)光源部射出的紅、綠、藍(lán)三色混合的第二混合光源進(jìn)行混光、均光后，轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙叫泄庠?；均光?zhǔn)直器件，所述均光準(zhǔn)直器件將從混光均光器件射出的第二平行光源進(jìn)行再次均光、準(zhǔn)直后，轉(zhuǎn)變?yōu)榈谌郎?zhǔn)直光源；光處理組件，所述光處理組件將從均光準(zhǔn)直器件中射出的第三準(zhǔn)直光源進(jìn)行處理后，向投影電視提供所需的光源。

第二種投影電視光源系統(tǒng)，將本發(fā)明的光譜轉(zhuǎn)換器直接設(shè)置在光源部中，使得LED光源經(jīng)過光譜轉(zhuǎn)換器后過濾出紅、綠、藍(lán)三色混合的第二混合光源，同樣可以達(dá)到第一種投影電視光源系統(tǒng)的技術(shù)效果。

作為對第二種投影電視光源系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述光處理組件包括：偏振分光棱鏡，所述偏振分光棱鏡從均光準(zhǔn)直器件射出的第三準(zhǔn)直光源中過濾出S偏光；反射式液晶光閥，所述反射式液晶光閥將由偏振分光棱鏡過濾出的S偏光轉(zhuǎn)化為P偏光；所述P偏光經(jīng)過所述偏振分光棱鏡射出后，向投影電視提供所需的光源。

作為對第二種投影電視光源系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述光處理組件包括：數(shù)字微鏡裝置，所述數(shù)字微鏡裝置將從均光準(zhǔn)直器件中射出的第三準(zhǔn)直光源進(jìn)行處理后，向投影電視提供所需的光源。

總之，本發(fā)明提出的光譜轉(zhuǎn)換器，當(dāng)光源沿法線方向射入時(shí)，能夠過濾出紅、綠、藍(lán)三種顏色波長的光，當(dāng)投影電視光源系統(tǒng)采用該光譜轉(zhuǎn)換器后，將LED光源中的紅、綠、藍(lán)三種顏色的光過濾出來，作為投影電視的光源，這樣的光源波長寬度小、色純度高，色再現(xiàn)性有可能達(dá)到甚至超過NTSC 100％，從而擴(kuò)大了投影電視的色域，提高了畫面顏色的鮮艷度。

附圖說明

在下文中將基于實(shí)施例并參考附圖來對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。其中：

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中激光投影電視光學(xué)系統(tǒng)示意圖；

圖2為本發(fā)明提出的光譜轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為白光LED光源自光譜轉(zhuǎn)換器的光學(xué)薄膜側(cè)射入時(shí)，過濾出的波長及透過率效果示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例二的包含有本發(fā)明的光譜轉(zhuǎn)換器的投影電視光源系統(tǒng)的示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例三的包含有本發(fā)明的光譜轉(zhuǎn)換器的投影電視光源系統(tǒng)的示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例四的包含有本發(fā)明的光譜轉(zhuǎn)換器的投影電視光源系統(tǒng)的示意圖。

在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實(shí)際的比例。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的內(nèi)容作出詳細(xì)的說明，下文中的“上”“下”“左”“右”均為相對于圖示方向，不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。

實(shí)施例一：

圖2為本發(fā)明提出的光譜轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖，從圖2中可以看出，該光譜轉(zhuǎn)換器包括透明基板31，在透明基板31的第一光面311側(cè)交替設(shè)置有第一光學(xué)薄膜32和第二光學(xué)薄膜33，且第一光學(xué)薄膜32的折射率大于第二光學(xué)薄膜33的折射率，而且第一光學(xué)薄膜32和第二光學(xué)薄膜33的層數(shù)之和大于40。在本實(shí)施例中，其中一個(gè)第一光學(xué)薄膜32與第一光面311相鄰，優(yōu)選地，第一光學(xué)薄膜的折射率范圍為2.0至2.8，第二光學(xué)薄膜的折射率范圍為1.3至1.8，當(dāng)然，當(dāng)其中一個(gè)第二光學(xué)膜薄33與第一光面311相鄰時(shí)，也可以達(dá)到同樣的技術(shù)效果。優(yōu)選地，透明基板31為LCD行業(yè)常用的玻璃基板，這樣就能充分地利用現(xiàn)有資源，節(jié)省了采購成本。

當(dāng)白色LED光源自該光譜轉(zhuǎn)換器的光學(xué)薄膜側(cè)入射時(shí)，根據(jù)入射角度的變化，通過該光譜轉(zhuǎn)換器的光線的波長和透過率也會有所不同，圖3白光LED光源自光譜轉(zhuǎn)換器的光學(xué)薄膜側(cè)射入時(shí)，過濾出的波長及透過率效果示意圖，結(jié)合圖2和圖3，當(dāng)光源沿法線方向射入時(shí)(即入射角θ為0度)，圖3中折線1，過濾出的波長范圍為425至470nm(藍(lán)光)、510至560nm(綠光)、610至730nm(紅光)，而且透過率達(dá)到了90％以上，當(dāng)入射角θ分別為15度(折線2)、30度(折線3)時(shí)，雖然也過濾出藍(lán)光、綠光和紅光，但明顯，這些角度過濾出的藍(lán)光、綠光、紅光的波長范圍均小于入射角θ為0度時(shí)的波長范圍，當(dāng)入射角θ為0度時(shí)，由于其過濾出的波長范圍較寬，因此藍(lán)、綠、紅光的利用率更高，能夠增加投影電視的亮度。因此，優(yōu)選地，白色LED光源從該光譜轉(zhuǎn)換器的光學(xué)薄膜側(cè)沿法線方向入射。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，白色LED光源可以從透明基板31的第一光面311的相對面入射，此時(shí)，為了增加光源的透射率，需要在入射面上涂覆增透膜。

實(shí)施例二：

如圖4所示，為包含有本發(fā)明的光譜轉(zhuǎn)換器的投影電視光源系統(tǒng)示意圖。在光源部41內(nèi)包括白光LED411、準(zhǔn)直透鏡412和為散熱器413，白光LED411發(fā)出的光線經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡412處理后轉(zhuǎn)化為第一準(zhǔn)直光源419。本實(shí)施例中設(shè)置有三組光源部41，三組光源部41發(fā)出的3束第一準(zhǔn)直光源419分別從上側(cè)、左側(cè)和下側(cè)射入混光均光器件42中，在混光均光器件42的作用下，第一準(zhǔn)直光源419轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌暇鶆虻牡谝黄叫泄庠?29。這里的混光均光器件42優(yōu)選為X棱鏡，從而有利于自混光均光器件42的上側(cè)、左側(cè)、下側(cè)射入的光源平行地射出。第一平行光源429經(jīng)過均光準(zhǔn)直器件43的再次均光、準(zhǔn)直后，轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙?zhǔn)直光源439。均光準(zhǔn)直器件43可以保證射出的光源的準(zhǔn)直度，進(jìn)而保證進(jìn)入光譜轉(zhuǎn)換器30的光線入射角一致。第二準(zhǔn)直光源439自光譜轉(zhuǎn)換器30的光學(xué)薄膜側(cè)沿法線方向射入光譜轉(zhuǎn)換器30中，經(jīng)過光譜轉(zhuǎn)換器30的過濾，轉(zhuǎn)變?yōu)橛杉t、綠、藍(lán)三色混合的第一混合光源309，第一混合光源309經(jīng)過光處理組件44處理后，向投影電視提供其所需的光源。

在本實(shí)施例中，光處理組件44包括偏振分光棱鏡45和反射式液晶光閥46，偏振分光棱鏡45從射入的紅、綠、藍(lán)三色混合的第一混合光源309中過濾出S偏光47，S偏光47經(jīng)過反射式液晶光閥46的處理后，轉(zhuǎn)變?yōu)镻偏光48，P偏光48再次經(jīng)過偏振分光棱鏡45的過濾后，向投影電視提供所需的光源。

實(shí)施例三：

如圖5所示，本實(shí)施例的投影電視光源系統(tǒng)與實(shí)施例二不同的是，本實(shí)施例中的光處理組件44包括數(shù)字微鏡裝置51，紅、綠、藍(lán)三色混合的第一混合光源309經(jīng)過數(shù)字微鏡裝置51處理后，向投影電視提供所需的光源。

數(shù)字微鏡裝置51通過控制微鏡片繞固定軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及時(shí)域響應(yīng)能夠決定反射光的角度方向和停止時(shí)間，從而決定屏幕上的圖像及其對比度，同時(shí)提高了像素的開口率。

實(shí)施例四：

如圖6所示，在本實(shí)施例中，與實(shí)施例二不同的是，光譜轉(zhuǎn)換器30不再設(shè)置在均光準(zhǔn)直器件43與光處理組件44之間，而是直接設(shè)置在光源部41’的內(nèi)部，具體為光譜轉(zhuǎn)換器30設(shè)置在準(zhǔn)直透鏡412的正前方，因此第一準(zhǔn)直光源419直接沿光譜轉(zhuǎn)換器30的法線方向自光學(xué)薄膜側(cè)射入光譜轉(zhuǎn)換器30中，經(jīng)過濾后轉(zhuǎn)變?yōu)榧t、綠、藍(lán)三色混合的第二混合光源419’。

本實(shí)施例中同樣設(shè)置有三組光源部41’，三組光源部41’發(fā)出的3束第一準(zhǔn)直光源419’分別從上側(cè)、左側(cè)和下側(cè)射入混光均光器件42中，在混光均光器件42的作用下，第一準(zhǔn)直光源419’轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌暇鶆虻牡谝黄叫泄庠?29’。這里的混光均光器件42優(yōu)選為X棱鏡，從而有利于自混光均光器件42的上側(cè)、左側(cè)、下側(cè)射入的光源平行地射出。第一平行光源429’經(jīng)過均光準(zhǔn)直器件43的再次均光、準(zhǔn)直后，轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙?zhǔn)直光源439’。均光準(zhǔn)直器件43可以保證射出的光源的準(zhǔn)直度，進(jìn)而保證進(jìn)入光處理組件44中的光線的平行度。第二準(zhǔn)直光源439’經(jīng)過光處理組件44處理后，向投影電視提供其所需的光源。

在本實(shí)施例中，光處理組件44包括偏振分光棱鏡45和反射式液晶光閥46，偏振分光棱鏡45從第二準(zhǔn)直光源439’中過濾出S偏光47’，S偏光47’經(jīng)過反射式液晶光閥46的處理后，轉(zhuǎn)變?yōu)镻偏光48’，P偏光48’再次經(jīng)過偏振分光棱鏡45的過濾后，作為投影電視的光源。

實(shí)施例五：

本實(shí)施例的投影電視光源系統(tǒng)與實(shí)施例四不同的是，本實(shí)施例中的光處理組件44與實(shí)施例三中相同，包括數(shù)字微鏡裝置51，第二準(zhǔn)直光源439’經(jīng)過數(shù)字微鏡裝置51處理后，向投影電視提供所需的光源。

最后說明的是，以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。