一種投影顯示光源的制作方法
【專利說明】一種投影顯示光源
[0001]本申請是2012年11月21日提出的發明名稱為“一種投影顯示光源”的中國發明專利申請201210103147.4的分案申請。
技術領域
[0002]本發明涉及投影顯示技術，特別涉及一種投影顯示光源。
【背景技術】
[0003]目前，隨著投影顯示技術的迅猛發展，投影顯示產品的體積不斷減小，亮度也不斷提高。在投影顯示產品中，投影顯示光源是十分重要的部件。在現有技術中，投影顯示產品所使用的光源一般多為三原色發光二極管(LED)，且所述三原色LED都是獨立發光，然后利用三種原色不同波長的特性分別進行兩次合束操作，最終輸出所需的白光。由于每進行一次合束操作都需要一片合束鏡片，因此現有技術中的投影顯示光源中一般至少需要設置兩片合束鏡片。
[0004]圖1為現有技術中的投影顯示光源的結構示意圖。如圖1所示，現有技術中的投影顯示光源一般至少包括:紅色光源101、藍色光源102、綠光源103、第一合束鏡片104、第二合束鏡片105和至少一個場鏡106。紅色光源101輸出的紅光與藍色光源102輸出的藍光通過第一合束鏡片104進行合束；上述合束后的光束通過場鏡106后與綠色光源103輸出的綠光通過第二合束鏡片105進行合束后，輸出所需的白色光束。
[0005]一般來說，投影顯示光源所占用的空間體積主要是由光源的光學擴展量與合束結構的復雜程度決定的。光源的光學擴展量是光源發出的光束的發光面積和光束的立體角度(即發散角)的空間積分。LED所輸出的光束一般都具有較大的發光面積，一般平均每I瓦的發光面積都在I平方毫米(mm2)以上，而且所輸出的光束的立體角度一般都大于60度。由于三原色LED輸出的光束的發散角度較大，所以三原色LED輸出的光束一般都必須先經過準直，以減小光束的發散角度。然而，根據光學擴展量不變原理可知，由于光學擴展量不變，因此，如果減小光束的發散角度，則必然會大大增加光束的半徑(即光束的發光面積)。所以，為了將兩個LED輸出的光束進行合束，則需要較大直徑的合束鏡片，而且合束鏡片之間的間隔也將相應地增加。
[0006]由于每進行一次合束操作一般都需要一片合束鏡片，因此現有技術中的三原色LED投影顯示光源一般都至少需要配置兩片合束鏡片；而且，雖然LED輸出的光束經過準直后減小了發散角度，但由于需要進行兩次合束操作，因此整個的光程較長，所以在兩個合束鏡片之間還需要設置相應的場鏡以維持光束的光斑特性，以避免光斑過大而無法利用。
[0007]由上述描述可知，由于三原色LED所輸出的光束的質量不好，光學擴展量大，進而通常需要比較復雜的合束結構合成白光，從而導致投影顯示產品的整機體積很難在亮度不變的情況下進一步減少，使得現有技術中的投影顯示產品的整機占用空間較大，并且隨之也帶來了成本問題。
[0008]由上可知，現有技術中的投影顯示光源還存在上述的一些問題，因此，有必要提供一種更好的投影顯示光源，從而可有效地減小投影顯示光源整體的體積，并降低投影顯示光源的生產成本。
【發明內容】
[0009]根據本發明，提供了一種投影顯示光源，從而可有效地減小投影顯示光源整體的體積，并降低投影顯示光源的生產成本。
[0010]根據本發明的一種投影顯示光源，包括:第一激光光源、第二激光光源、第三激光光源、合束鏡片和涂敷有熒光粉的熒光粉輪，其中，第三激光光源為藍色激光光源，第一激光光源和第二激光光源分別為藍色激光光源和紅色激光光源；第一激光光源用于輸出第一光束并使得第一光束被所述合束鏡片的背面呈90度角反射；第二激光光源用于輸出第二光束并使得第二光束被所述合束鏡片的背面呈90度角反射；第三激光光源所輸出第三光束被所述合束鏡片的正面呈90度角反射到所述熒光粉輪的熒光粉上，所述熒光粉輪用于根據所接收的第三光束受激輸出第四光束，并使得第四光束照射到所述合束鏡片上；所述合束鏡片用于通過所述合束鏡片的背面反射第一光束和第二光束；還用于透射第四光束，使得透射后的第四光束與所述被合束鏡片的背面反射后的第一光束和第二光束合成所需的白色光束。
[0011]可選的，第一激光光源、第二激光光源和第三激光光源中均設置有準直鏡；所述準直鏡用于對激光光源輸出的光束進行準直。
[0012]可選的，所述合束鏡片和熒光粉輪之間還設置有至少一個聚焦鏡；所述熒光粉輪受激輸出的第四光束通過所述聚焦鏡照射到所述合束鏡片上。
[0013]可選的，所述合束鏡片的正面和背面均具有鍍膜結構；所述鍍膜結構用于反射第一光束、第二光束，并透射第四光束。
[0014]可選的，所述投影顯示光源還進一步包括:第一聚焦鏡組；第一聚焦鏡組設置于所述合束鏡片和熒光粉輪之間；第一聚焦鏡組至少包括一個聚焦鏡；所述被合束鏡片的正面反射的第三光束通過第一聚焦鏡組中的聚焦鏡照射到所述熒光粉輪的熒光粉上；所述熒光粉輪受激輸出的第四光束通過第一聚焦鏡組中的聚焦鏡照射到所述合束鏡片上。
[0015]可選的，第三光束為藍色光束，第四光束為綠色光束；第一光束為紅色光束，第二光束為藍色光束；或者，第一光束為藍色光束，第二光束為紅色光束。
[0016]可選的，當所述第三激光光源中包括多個激光器時，所述第三激光光源中還可進一步包括:階梯鏡；所述階梯鏡中包括多個與激光器一一對應的且呈階梯狀排列的反射鏡，用于將所述激光器輸出的光束反射到所述合束鏡片上。
[0017]可選的，所述熒光粉輪的基板由具有透視特性的材料制成；第三激光光源輸出的第三光束從所述熒光粉輪的背面透射到所述熒光粉輪的熒光粉上；所述熒光粉輪上的熒光粉受激而輸出第四光束。
[0018]可選的，所述投影顯示光源還進一步包括:第一聚焦鏡組和第二聚焦鏡組；第一聚焦鏡組設置于所述合束鏡片和熒光粉輪之間；第一聚焦鏡組至少包括一個聚焦鏡；第二聚焦鏡組設置于第三激光光源和熒光粉輪之間；第二聚焦鏡組至少包括一個聚焦鏡；第三激光光源輸出的第三光束通過第二聚焦鏡組中的聚焦鏡從所述熒光粉輪的背面透射到所述熒光粉輪的熒光粉上；所述熒光粉輪受激輸出的第四光束通過第一聚焦鏡組中的聚焦鏡照射到所述合束鏡片上。
[0019]可選的，第一激光光源和第二激光光源封裝于同一個基板上；第一激光光源包括:多個設置于所述基板上的可輸出第一光束的第一芯片；第二激光光源包括:多個設置于所述基板上的可輸出第二光束的第二芯片。
[0020]由上述技術方案可見，本發明中的投影顯示光源中主要包括:第一激光光源、第二激光光源、第三激光光源、合束鏡片和涂敷有熒光粉的熒光粉輪。通過使用上述投影顯示光源，可將兩種原色的激光光源輸出的光束與被激發的熒光粉所輸出的光束僅進行一次合束操作，即可得到所需輸出的白色光束，從而可有效地減小投影顯示光源整體的體積，并降低投影顯示光源的生產成本。
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，以下將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。顯而易見地，以下描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員而言，還可以根據這些附圖所示實施例得到其它的實施例及其附圖。
[0022]圖1為現有技術中的投影顯示光源的結構示意圖；
圖2為本發明中的投影顯示光源的結構示意圖；
圖3為本發明實施例中的一種準直鏡的示意圖；
圖4為本發明實施例中的一種鍍膜結構的示意圖；
圖5為本發明實施例一中的投影顯示光源的結構示意圖；
圖6為本發明實施例一中的投影顯示光源的另一結構示意圖；
圖7為本發明實施例中的第一激光光源和第二激光光源所組成的陣列的示意圖；
圖8為本發明實施例二中的投影顯示光源的結構示意圖；
圖9為本發明實施例二中第三激光光源所形成的光斑示意圖；
圖10為本發明實施例三中的投影顯示光源的結構示意圖；
圖11為本發明實施例四中的投影顯示光源的結構示意圖；
圖12為本發明實施例四中的基板的結構示意圖；
圖13為本發明實施例五中的投影顯示光源的結構示意圖；
圖14為本發明實施例五中的熒光粉輪的結構示意圖；
圖15為本發明實施例五中的各種顏色光束的發光時間示意圖。
【具體實施方式】
[0023]為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發明進一步詳細說明。
[0024]激光具有光學擴展量小的特性，而且目前紅色激光和藍色激光的技術都已經非常成熟，每I瓦的發光面積只有不到0.2_2。光束的發散角度也只有20度左右。所以，激光的光學擴展量遠遠小于LED的光學擴展量。
[0025]因此，在本發明的技術方案中，將使用激光作為投影顯示光源中的光源。另外，由于激光的光學擴展量很小，因此，在本發明的技術方案中，可以將激光聚焦到一個很小的光點以激發熒光粉發光，被激光所激發的熒光粉所輸出的光束也同樣具有較小的光學擴展量。因此，在本發明的技術方案中，可以將兩種原色的激光光源輸出的光束與被激發的熒光粉所輸出的光束僅進行一次合束操作，即可得到所需輸出的白色光束。
[0026]圖2為本發明中的投影顯示光源的結構示意圖。如圖2所示，在本發明的具體實施例中，所述投影顯不光源至少包括:第一激光光源201、第二激光光源202、第三激光光源203、合束鏡片204和涂敷有熒光粉的熒光粉輪205。
[0027]其中，所述第一激光光源201，用于輸出第一光束并使得所述第一光束被所述合束鏡片204的背面呈90度角反射；
所述第二激光光源202，用于輸出第二光束并使得所述第二光束被所述合束鏡片204的背面呈90度角反射；