專利名稱：基于層流電子束激發(fā)的激光crt投影系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種投影系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著小型化、便攜式電子設(shè)備的興起，現(xiàn)有的投影設(shè)備通常采用手持式、低耗電的投影設(shè)備，最適合于此類投影設(shè)備的光源為激光光源或是發(fā)光二級管光源。其中，激光光源是已被廣泛認為低耗電、亮度高的高效光源。投影系統(tǒng)利用光調(diào)制器把從光源射出的光轉(zhuǎn)換為影像畫面。目前此種光調(diào)制器通常是利用液晶的投射型/反射型液晶顯示器、硅基液晶，以及DLP技術(shù)中的數(shù)字微鏡器件。 為了表現(xiàn)影像畫面，需要綠/藍/紅三種原色的激光。CRT是一種是用陰極射線管的顯示器，其主要由玻璃罩、電子槍、偏轉(zhuǎn)線圈、應激面板組成。傳統(tǒng)的CRT技術(shù)被用于電視機、電腦屏幕應用中，另外CRT技術(shù)也可被用于投影光機結(jié)構(gòu)中，但往往效率不高，而且受亮度限制。CRT也可以通過電子束激發(fā)激光光源，將CRT的電子槍產(chǎn)生的電子束轟擊激光面板產(chǎn)生激光光源，具有去相干、亮度高等優(yōu)點。但一般光源配備的電子束激發(fā)系統(tǒng)采用交叉電子槍，這種電子槍發(fā)射的電子束在像面的電流密度分布為類高斯型，從發(fā)光機理上來說存在缺陷，轉(zhuǎn)化為熱的能量比重大，且發(fā)光區(qū)域功耗也不均勻，降低了芯片的平均壽命。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于，提供一種基于層流電子束激發(fā)的激光CRT投影系統(tǒng)，解決以上技術(shù)問題。本實用新型所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)基于層流電子束激發(fā)的激光CRT投影系統(tǒng)，包括光源系統(tǒng)、光學棱鏡、投影光學系統(tǒng)，其特征在于，所述光源系統(tǒng)包括三個用于產(chǎn)生激光的激光CRT，三個所述激光CRT產(chǎn)生的激光光源顏色分別為三原色中的一種，三個所述激光CRT產(chǎn)生的激光分別通過光學棱鏡形成一束三色合成光；所述激光CRT包括一真空管，所述真空管的一端設(shè)有一激光面板，所述真空管的另一端設(shè)有電子槍，所述電子槍采用一層流電子槍，所述層流電子槍的前方設(shè)有一聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，所述聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的前方設(shè)有所述激光面板；所述層流電子槍包括一陰極，所述陰極和所述激光面板分別加載正電壓。本實用新型將激光CRT光源作為投影系統(tǒng)的光源，具有能消除激光散斑、可控性好等優(yōu)點。且本實用新型的電子槍采用了層流電子槍發(fā)射電子束，激光面板的電流密度具有比較均勻的分布，平均了激光面板功耗，降低了轉(zhuǎn)化為熱的能量。所述聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括一設(shè)置在所述電子槍前方的聚焦線圈、一設(shè)置在所述聚焦線圈前方的偏轉(zhuǎn)線圈，所述偏轉(zhuǎn)線圈的前方設(shè)有所述激光面板。為了保持電子束的層流性， 偏轉(zhuǎn)線圈的偏轉(zhuǎn)角度必須很小，必須處于偏轉(zhuǎn)線圈的線性偏轉(zhuǎn)區(qū)域。[0013]所述電子槍還包括一設(shè)置在所述陰極前方的控制電極，所述控制電極連接一電子束電流控制系統(tǒng)。通過電子束電流控制系統(tǒng)的控制，控制電極用來控制電子束電流，進而改變電流強度?？刂齐姌O處的電壓決定了激光面板前方外界屏幕的亮度。所述真空管包括一漏斗形的玻璃罩，所述玻璃罩的廣角端設(shè)有所述激光面板，所述玻璃罩的另一端設(shè)有所述層流電子槍。真空管和層流電子槍的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以根據(jù)實際應用而改變。所述激光面板包括至少兩個激光腔，至少兩個所述激光腔沿厚度方向排列成所述激光面板；所述激光腔包括一增益介質(zhì)層、反射層，所述反射層分別設(shè)置在所述增益介質(zhì)層的前方和后方。所述激光腔包括部分反射層和完全反射層，所述部分反射層設(shè)置在所述增益介質(zhì)層的前方，所述完全反射層設(shè)置在所述增益介質(zhì)層的后方。以便光子在激光腔內(nèi)多次激發(fā)。還包括一激光面板冷卻系統(tǒng)，所述激光面板冷卻系統(tǒng)包括設(shè)置在所述激光面板周邊的歧管、熱交換系統(tǒng)、冷卻液，所述冷卻液設(shè)置在所述歧管內(nèi)，所述熱交換系統(tǒng)連接所述歧管的入口和出口。冷卻液通過歧管流經(jīng)整個激光面板周邊，激光面板被冷卻，冷卻液溫度上升。升溫的冷卻液從出口離開歧管，從而進入熱交換系統(tǒng)，進行冷卻和冷卻液重新循環(huán)。所述冷卻液采用絕緣、透明的冷卻液。以便激光面板冷卻系統(tǒng)隔離高電壓，省去了其他電隔離系統(tǒng)的設(shè)置。所述冷卻液可以采用介質(zhì)冷卻液，如3M公司制造的Fluorinert， 也可以采用全氟液體或其他非導電流體。所述激光面板周邊可以設(shè)置至少兩條歧管，至少兩條所述歧管相互聯(lián)通，至少兩條所述歧管中的至少一條連接所述熱交換系統(tǒng)。以便更加有效均勻的冷卻激光面板。所述光學棱鏡可以采用一 X棱鏡，三個所述激光CRT產(chǎn)生的激光分別通過所述X 棱鏡的合色形成三色合成光。所述投影光學系統(tǒng)還包括一光束整形器，所述光束整形器為一復眼透鏡，所述復眼透鏡的表面有以矩陣形式排列的透鏡體，所述光束整形器位于投影光源與物鏡之間。以使所述光源系統(tǒng)射出的光束發(fā)散，并轉(zhuǎn)換成光調(diào)制器的有效區(qū)域的形狀。有益效果由于采用上述技術(shù)方案，本實用新型投射光源綜合了 CRT和激光的優(yōu)點，具有能消除激光散斑、可控性好等優(yōu)點。電子槍采用了層流電子槍發(fā)射電子束，激光面板的電流密度具有比較均勻的分布，平均了激光面板功耗，降低了轉(zhuǎn)化為熱的能量。

圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型激光CRT的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示進一步闡述本實用新型。參照圖1，基于層流電子束激發(fā)的激光CRT投影系統(tǒng)，包括光源系統(tǒng)、光學棱鏡4、 投影光學系統(tǒng)5，投影光學系統(tǒng)5的前方設(shè)有屏幕6。光源系統(tǒng)包括三個用于產(chǎn)生激光的激光CRTl，三個激光CRTl產(chǎn)生的激光光源顏色分別為三原色中的一種，三個激光CRTl產(chǎn)生的激光分別通過光學棱鏡4形成一束三色合成光。參照圖2，激光CRTl包括一真空管，真空管包括一漏斗形的玻璃罩11，玻璃罩11 的廣角端設(shè)有激光面板12，玻璃罩11的另一端設(shè)有電子槍，電子槍采用一層流電子槍13。 真空管和層流電子槍13的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以根據(jù)實際應用而改變。層流電子槍13的前方設(shè)有一聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的前方設(shè)有激光面板12。層流電子槍13包括一陰極131， 陰極131和激光面板12分別加載正電壓。本實用新型將激光CRTl光源作為投影系統(tǒng)的光源，具有能消除激光散斑、可控性好等優(yōu)點。且本實用新型的電子槍采用了層流電子槍13 發(fā)射電子束，激光面板12的電流密度具有比較均勻的分布，平均了激光面板12功耗，降低了轉(zhuǎn)化為熱的能量。聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括一設(shè)置在電子槍前方的聚焦線圈135、一設(shè)置在聚焦線圈135 前方的偏轉(zhuǎn)線圈136，偏轉(zhuǎn)線圈136的前方設(shè)有激光面板12。為了保持電子束的層流性，偏轉(zhuǎn)線圈136的偏轉(zhuǎn)角度必須很小，必須處于偏轉(zhuǎn)線圈136的線性偏轉(zhuǎn)區(qū)域。電子槍還包括一設(shè)置在陰極131前方的控制電極133，控制電極133連接一電子束電流控制系統(tǒng)14。通過電子束電流控制系統(tǒng)14的控制，控制電極133用來控制電子束電流，進而改變電流強度?？刂齐姌O133處的電壓決定了激光面板12前方外界屏幕6的亮度。電子槍還可以包括一 Gl電極132、一 G3電極134，控制電極133作為G2電極，Gl 電極132設(shè)置在陰極131與G2電極之間，Gl電極132加載有負電壓。G3電極134設(shè)置在 G2電極與聚焦線圈135之間。還包括一雙驅(qū)動器調(diào)制系統(tǒng)3，雙驅(qū)動器調(diào)制系統(tǒng)3分別連接陰極和Gl電極132。雙驅(qū)動器調(diào)制系統(tǒng)3用于調(diào)制陰極131和Gl電極132響應控制信號，雙驅(qū)動器調(diào)制系統(tǒng)3通過從高到低調(diào)整電壓來調(diào)制陰極131，并通過Gl電極132來調(diào)節(jié)低電壓。雙驅(qū)動器調(diào)制系統(tǒng)3能實現(xiàn)高分辨率。激光面板12包括至少兩個激光腔，至少兩個激光腔沿厚度方向排列成激光面板 12。激光腔包括一增益介質(zhì)層、反射層，反射層分別設(shè)置在增益介質(zhì)層的前方和后方。激光腔包括部分反射層和完全反射層，部分反射層設(shè)置在增益介質(zhì)層的前方，完全反射層設(shè)置在增益介質(zhì)層的后方。以便光子在激光腔內(nèi)多次激發(fā)。還包括一激光面板冷卻系統(tǒng)，激光面板冷卻系統(tǒng)包括設(shè)置在激光面板12周邊的歧管21、熱交換系統(tǒng)22、冷卻液，冷卻液設(shè)置在歧管21內(nèi)，熱交換系統(tǒng)22連接歧管21的入口和出口。冷卻液通過歧管21流經(jīng)整個激光面板12周邊，激光面板12被冷卻，冷卻液溫度上升。升溫的冷卻液從出口離開歧管21，從而進入熱交換系統(tǒng)22，進行冷卻和冷卻液重新循環(huán)。激光面板12周邊可以設(shè)置至少兩條歧管21，至少兩條歧管21相互聯(lián)通，至少兩條歧管21中的至少一條連接熱交換系統(tǒng)22。以便更加有效均勻的冷卻激光面板12。冷卻液采用絕緣、透明的冷卻液。以便激光面板冷卻系統(tǒng)隔離高電壓，省去了其他電隔離系統(tǒng)的設(shè)置。冷卻液可以采用介質(zhì)冷卻液，如3M公司制造的Fluorinert，也可以采用全氟液體或其他非導電流體。參照圖1，光學棱鏡4可以采用一 X棱鏡，三個激光CRTl產(chǎn)生的激光分別通過X棱鏡的合色形成三色合成光。投影光學系統(tǒng)5還包括一光束整形器，光束整形器為一復眼透鏡，復眼透鏡的表面有以矩陣形式排列的透鏡體，光束整形器位于投影光源與物鏡之間。以使光源系統(tǒng)射出的光束發(fā)散，并轉(zhuǎn)換成光調(diào)制器的有效區(qū)域的形狀。[0034]實施方式一參照圖1，三個激光CRTl分別提供紅色、綠色和藍色激光光源。每個激光CRTl都有一個電子束電流控制系統(tǒng)14來控制控制電極133，再通過適當?shù)腦棱鏡將每個激光CRTl產(chǎn)生的激光光源進行耦合整形，經(jīng)過光學投影系統(tǒng)5再投射到屏幕6上，形成全彩圖像。為了達到理想投影圖像的色平衡，每個激光CRTl的控制電極133都可以單獨通過電子束電流控制系統(tǒng)14進行控制。這種調(diào)整可以采用手工完成，如讓使用者單獨控制每個激光CRT1。也可以通過感應器來自動反饋，以便電子束電流控制系統(tǒng)14自動調(diào)節(jié)期望的色平衡。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.基于層流電子束激發(fā)的激光CRT投影系統(tǒng)，包括光源系統(tǒng)、光學棱鏡、投影光學系統(tǒng)，其特征在于，所述光源系統(tǒng)包括三個用于產(chǎn)生激光的激光CRT，三個所述激光CRT產(chǎn)生的激光光源顏色分別為三原色中的一種，三個所述激光CRT產(chǎn)生的激光分別通過光學棱鏡形成一束三色合成光；所述激光CRT包括一真空管，所述真空管的一端設(shè)有一激光面板，所述真空管的另一端設(shè)有電子槍，所述電子槍采用一層流電子槍，所述層流電子槍的前方設(shè)有一聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，所述聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的前方設(shè)有所述激光面板；所述層流電子槍包括一陰極，所述陰極和所述激光面板分別加載正電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于層流電子束激發(fā)的激光CRT投影系統(tǒng)，其特征在于所述聚焦偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括一設(shè)置在所述電子槍前方的聚焦線圈、一設(shè)置在所述聚焦線圈前方的偏轉(zhuǎn)線圈，所述偏轉(zhuǎn)線圈的前方設(shè)有所述激光面板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于層流電子束激發(fā)的激光CRT投影系統(tǒng)，其特征在于所述電子槍還包括一設(shè)置在所述陰極前方的控制電極，所述控制電極連接一電子束電流控制系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于層流電子束激發(fā)的激光CRT投影系統(tǒng)，其特征在于所述真空管包括一漏斗形的玻璃罩，所述玻璃罩的廣角端設(shè)有所述激光面板，所述玻璃罩的另一端設(shè)有所述層流電子槍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于層流電子束激發(fā)的激光CRT投影系統(tǒng)，其特征在于所述激光面板包括至少兩個激光腔，至少兩個所述激光腔沿厚度方向排列成所述激光面板； 所述激光腔包括一增益介質(zhì)層、反射層，所述反射層分別設(shè)置在所述增益介質(zhì)層的前方和后方。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于層流電子束激發(fā)的激光CRT投影系統(tǒng)，其特征在于所述激光腔包括部分反射層和完全反射層，所述部分反射層設(shè)置在所述增益介質(zhì)層的前方， 所述完全反射層設(shè)置在所述增益介質(zhì)層的后方。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項所述的基于層流電子束激發(fā)的激光CRT投影系統(tǒng)， 其特征在于還包括一激光面板冷卻系統(tǒng)，所述激光面板冷卻系統(tǒng)包括設(shè)置在所述激光面板周邊的歧管、熱交換系統(tǒng)、冷卻液，所述冷卻液設(shè)置在所述歧管內(nèi)，所述熱交換系統(tǒng)連接所述歧管的入口和出口。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于層流電子束激發(fā)的激光CRT投影系統(tǒng)，其特征在于所述激光面板周邊設(shè)置至少兩條歧管，至少兩條所述歧管相互聯(lián)通，至少兩條所述歧管中的至少一條連接所述熱交換系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于層流電子束激發(fā)的激光CRT投影系統(tǒng)，其特征在于所述光學棱鏡采用一 X棱鏡，三個所述激光CRT產(chǎn)生的激光分別通過所述X棱鏡的合色形成三色合成光。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于層流電子束激發(fā)的激光CRT投影系統(tǒng)，其特征在于所述投影光學系統(tǒng)還包括一光束整形器，所述光束整形器為一復眼透鏡，所述復眼透鏡的表面有以矩陣形式排列的透鏡體，所述光束整形器位于投影光源與物鏡之間。
專利摘要本實用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種投影系統(tǒng)?；趯恿麟娮邮ぐl(fā)的激光CRT投影系統(tǒng)，包括光源系統(tǒng)、光學棱鏡、投影光學系統(tǒng)，光源系統(tǒng)包括三個用于產(chǎn)生激光的激光CRT，三個激光CRT產(chǎn)生的激光光源顏色分別為三原色中的一種，三個激光CRT產(chǎn)生的激光分別通過光學棱鏡形成一束三色合成光。由于采用上述技術(shù)方案，本實用新型投射光源綜合了CRT和激光的優(yōu)點，具有能消除激光散斑、可控性好等優(yōu)點。
文檔編號H01J31/10GK202306115SQ20112042450
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者嚴瑗, 夏忠平, 張學淵, 趙健, 鐘偉杰 申請人:上海顯恒光電科技股份有限公司