投影光源設備及具有其的投影裝置、控制光斑運動的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及投影成像技術領域，具體而言，涉及一種投影光源設備及具有其的投影裝置、控制光斑運動的方法。
【背景技術】
[0002]投影裝置根據工作原理一般可以分為DLP投影裝置，IXD投影裝置和LCOS投影裝置三種，其中，DLP (數字光學處理技術)投影裝置從性價比角度來看，更容易被普通消費者接受，其也是當前市場的主流。DLP投影裝置通過色輪來分離光源的色彩，并通過DMD (數字微鏡芯片)技術控制單一像素顏色的開關，最終形成圖像投射到屏幕上。
[0003]此外，投影裝置的光源從傳統的超高壓汞燈、短弧氙燈和金屬鹵素燈等氣體放電光源替換為LED發光二級管或者激光等固態光源。
[0004]DLP投影裝置主要有兩種實現方式:
[0005]一是使用白色LED光源，白光通過透鏡聚焦在色輪上，色輪按區域由不容顏色的濾色片組成，白光透過濾色片后形成周期性變化的單色光序列，被DMD芯片接收。
[0006]二是使用激光或者單色LED作為激發光源(單色光源)，單色光一般為藍光、紫光等短波長的光，激發光源發出的光線聚焦在色輪上，色輪按區域涂覆或印刷有不同的熒光材料，激發光線激發色輪上的熒光粉發出不同顏色的光線，隨著色輪的轉動，DMD芯片接收到一個具有周期性變化的單色光序列。
[0007]對于使用白色LED光源的DLP投影裝置，色輪上的彩色濾色片會吸收80%左右的光線，因此光效損失非常大，整體能耗就高，并且經過濾色片后得到的單色光的色純度不高，顯示色域低，光顏色顯示效果較差。
[0008]而對于使用單色光源的DLP投影裝置，色輪上的熒光材料對溫度非常敏感，因此該投影裝置的亮度隨著溫度上升會有較大的衰減，同時還會有顏色的偏移。
【發明內容】
[0009]本發明的主要目的在于提供一種投影光源設備及具有其的投影裝置、控制光斑運動的方法，以解決現有技術中投影裝置的光效損失大的問題。
[0010]為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種投影光源設備，包括單色光源和色輪，色輪包括光色轉換單元，光色轉換單元上設置有光色轉換材料，單色光源和色輪依次設置以使單色光源的光照射至光色轉換材料上，投影光源設備還包括:第一電機，單色光源安裝在第一電機上，第一電機驅動單色光源做直線往復運動；第二電機，第二電機與色輪驅動連接，第二電機驅動色輪繞其中心軸轉動；或者，第二電機與第一電機連接，且第二電機的轉軸與第一電機的轉軸之間形成夾角，第二電機驅動第一電機繞色輪的中心軸線轉動。
[0011]進一步地，光色轉換單元為多個，每個光色轉換單元上的光色轉換材料為量子點或熒光粉或量子點和熒光粉的混合物。
[0012]進一步地，投影光源設備還包括:第一分光鏡，第一分光鏡設置在單色光源的一偵U，以使單色光源的光照射至第一分光鏡上并被第一分光鏡分為單色原光和其余色光，第一分光鏡設置在色輪的朝向單色光源的一側，以使單色原光穿過光色轉換單元；第二分光鏡；第一反光鏡，第一反光鏡的鏡面朝向色輪和第二分光鏡，以將穿過光色轉換單元的光反射至第二分光鏡并由第二分光鏡再次反射；第二反光鏡，第二反光鏡的鏡面與第一反光鏡的鏡面相對設置，以使其余色光從第二反光鏡反射至第二分光鏡且其余色光穿過第二分光鏡后與由第一反光鏡反射的光匯合。
[0013]進一步地，投影光源設備還包括第一透鏡，第一透鏡位于單色光源和第一分光鏡之間。
[0014]進一步地，投影光源設備還包括第二透鏡，第二透鏡位于色輪與第一反光鏡之間。
[0015]進一步地，投影光源設備還包括第三透鏡，第三透鏡位于第一分光鏡與第二反光鏡之間。
[0016]進一步地，投影光源設備還包括第四透鏡，第四透鏡位于第二分光鏡的下游，以使穿過第二分光鏡的光匯合后經第四透鏡后照射出去。
[0017]進一步地，投影光源設備還包括:第三反光鏡；第四反光鏡，第四反光鏡的鏡面與第三反光鏡的鏡面具有夾角地設置，以使穿過第二分光鏡的光匯合后照射到第三反光鏡并由第三反光鏡反射至第四反光鏡；色輪還包括濾色單元，濾色單元位于光色轉換單元的外側，且第四反光鏡將光反射至濾色單元進行濾色。
[0018]進一步地，濾色單元和光色轉換單元以色輪的軸心為中心沿色輪的徑向方向向外延伸，且濾色單元與光色轉換單元相接。
[0019]進一步地，濾色單元為多個。
[0020]進一步地，投影光源設備還包括第四透鏡，第四透鏡位于濾色單元的下游，以使穿過濾色單元的光經第四透鏡后照射出去。
[0021]根據本發明的另一方面，提供了一種投影裝置，該投影裝置包括投影光源設備，該投影光源設備為前述的投影光源設備；或者，使單色光源同時繞色輪的中心軸線轉動。
[0022]根據本發明的又一方面，提供了一種控制光斑運動的方法，該方法應用于投影光源設備，其中，投影光源設備包括單色光源和色輪，色輪包括光色轉換單元，光色轉換單元上設置有光色轉換材料，單色光源和色輪依次設置以使單色光源的光照射至光色轉換材料上，該方法包括以下步驟:直線運動步驟:是單色光源做直線往復運動；轉動運動步驟:在所述單色光源做直線運動時，使色輪繞其中心軸線轉動。
[0023]應用本發明的技術方案，單色光源發出的光照射至色輪上的光色轉換單元上的光色轉換材料，并且，第一電機驅動單色光源做直線往復運動，同時第二電機驅動色輪繞其中心軸轉動；或者第一電機與第二電機連接，以使單色光源在做直線運動的同時單色光源自身也繞色輪的中心軸線轉動。當單色光源的光照射在色輪上時，由于單色光源與色輪同時運動，或者單色光源在做直線運動的同時單色光源自身也繞色輪的中心軸線轉動，因此，單色光源照射在色輪上的光斑不斷地變換位置而不能形成光聚焦，從而穩定了光斑引起的溫度變化的范圍以保證光色轉換的穩定性，使得光效損失減少。
【附圖說明】
[0024]構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0025]圖1示出了根據本發明的投影光源設備的第一實施例的結構示意圖；
[0026]圖2示出了圖1的投影光源設備的色輪的主視結構示意圖；
[0027]圖3示出了根據本發明的投影光源設備的第二實施例的結構示意圖；
[0028]圖4示出了圖3的投影光源設備的色輪的主視結構示意圖；
[0029]圖5示出了應用本發明的投影光源設備工作時光斑在色輪上的運動軌跡；
[0030]圖6示出了本發明的投影光源設備的色輪應用量子點時的量子點效率與溫度變化的曲線圖；
[0031]圖7示出了應用本發明的投影光源設備得到的三種色光的光譜示意圖；
[0032]圖8示出了應用本發明的投影光源設備得到的色域示意圖。
[0033]其中，上述附圖包括以下附圖標記:
[0034]10、單色光源；20、色輪；
[0035]21、光色轉換單元；22、濾色單元；
[0036]30、第一電機；40、第二電機；
[0037]51、第一分光鏡；52、第二分光鏡；
[0038]61、第一反光鏡；62、第二反光鏡；
[0039]63、第三反光鏡；64、第四反光鏡；
[0040]71、第一透鏡；72、第二透鏡；
[0041]73、第三透鏡；74、第四透鏡。
【具體實施方式】
[0042]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。
[0043]如圖1和圖2所示，本發明提供了一種投影光源設備，該投影光源設備包括單色光源10和色輪20，其中，色輪20包括光色轉換單元21，光色轉換單元21上設置有光色轉換材料，單色光源10和色輪20依次設置以使單色光源10的光照射至光色轉換材料上，具體地，投影光源設備還包括第一電機30和第二電機40，單色光源10安裝在第一電機30上，在平行于色輪20的表面的平面上，第一電機30驅動單色光源10做直線往復運動，在本實施例中，第一電機30驅動單