發(fā)光裝置和投影顯示設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及光學技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及發(fā)光裝置和投影顯示設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)提供了一種半導體激光器激發(fā)波長轉(zhuǎn)換裝置上的不同波長轉(zhuǎn)換材料段以形成不同基色光的投影顯示設(shè)備用發(fā)光裝置，該發(fā)光裝置具有光效高，光學擴展量小的優(yōu)勢，因此發(fā)展迅速，成為投影顯示設(shè)備用發(fā)光裝置的理想選擇。在單片式DMD投影顯示設(shè)備中，一般選用藍光激光激發(fā)分段色輪產(chǎn)生時序的紅、綠、藍光，從而構(gòu)成投影顯示設(shè)備所需要的三基色光。藍光由散射粉消除激光部分相干性后得到，綠光由藍光激發(fā)綠色熒光粉得到，紅光由藍光激發(fā)偏橙色熒光粉或者激發(fā)黃色熒光粉后配合對應(yīng)的濾光片濾除短波長部分得到。
[0003]在上述投影顯示設(shè)備用發(fā)光裝置中，綠光和藍光的效率相對較高，能夠達到比較好的亮度，但橙色熒光粉或者黃色熒光粉的轉(zhuǎn)換效率較低，再配合對應(yīng)的濾光片后得到紅光的效率更低，同時色坐標與色域標準REC.709或者DCI存在差距，導致投影顯示設(shè)備的紅光亮度占總亮度的比例較低，并且紅光飽和度差。在對圖像質(zhì)量要求比較高的應(yīng)用場合，例如播放視頻、激光電視等，對于紅光的亮度比例以及紅光顏色要求很高，若采用以上的方案，會造成圖像質(zhì)量的嚴重下降。
[0004]針對以上缺陷，如果在發(fā)光裝置中將紅光進一步經(jīng)濾光片處理，其色坐標可以達到色域標準要求，但此時紅光的亮度和利用效率會進一步降低，由此使得紅光的亮度與顏色飽和度成為一對矛盾。對于綠色熒光，其激發(fā)效率較高，一般不存在亮度不足的問題，但由于綠色熒光的光譜范圍比較寬，使得其顏色不夠飽和，一般需要濾除長波長部分的光來改善其色坐標達到REC.709或者DCI，這會導致綠光熒光的利用效率的降低。
[0005]為了解決上述問題，對現(xiàn)有的上述投影顯示設(shè)備用發(fā)光裝置進行改進，通過添加激光，將激光與熒光合光，使得熒光效率、亮度以及色坐標均得到改善，同時激光的散斑也在可以接受的范圍內(nèi)，是一種比較可行的方案。
[0006]以補充紅光為例，對于透射式色輪，可以將藍光激光與紅激光合光后，在橙色熒光粉色段同時打開藍光激光和紅激光，此時藍光激光激發(fā)橙色熒光粉產(chǎn)生橙色熒光，紅激光入射到橙色熒光粉上，不激發(fā)熒光粉而是發(fā)生散射，最終橙色熒光與紅激光在光學擴展量上進行合光，從色輪出射，到收集透鏡進行收集。采用此方式，要求透射式色輪入光面的膜片具有透射藍光和紅光的特性，這種膜片相對于原有的僅透射藍光的膜片，在制作難度上有所增加。同時，紅激光在橙色熒光粉中散射，有相當一部分發(fā)生背向散射，入射到膜片上會被透射而損失掉，并且藍光激發(fā)產(chǎn)生的橙色熒光也會有一部分入射到膜片上，此時由于入射角較大，原有的膜片特性曲線發(fā)生漂移，使得橙色熒光中也有一部分光譜范圍的光透射而損失掉，因此導致最終出射的紅光效率降低。
[0007]對于反射式色輪，可以將藍光激光和紅激光合光后，通過區(qū)域鍍膜濾光片，再經(jīng)收集透鏡，聚焦到色輪橙色熒光粉段，此時，紅激光入射到橙色熒光粉上，發(fā)生散射后再被熒光粉底部的反射層反射，此過程存在一定的損失，反射后出射由于為朗伯分布，被收集透鏡收集時也存在一定損失，到達區(qū)域鍍膜濾光片時，在區(qū)域鍍膜處又會發(fā)生一定損失，綜合來看，紅激光的利用效率也降低了，紅色熒光的效率也受到損失。由于紅激光成本較高，其利用率不高的話必然會導致系統(tǒng)成本的大幅增加，對于產(chǎn)品生產(chǎn)與應(yīng)用是極為不利的，因此，綜上所述，迫切需要一種高效的熒光加上紅激光的激光熒光合光方案。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]有鑒于此，本實用新型提供了一種發(fā)光裝置及投影顯示設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)中激光與熒光合光時激光和熒光的光利用效率均較低的問題。
[0009]第一方面，提供一種發(fā)光裝置，包括:
[0010]激發(fā)光源，用于發(fā)出激發(fā)光；
[0011]補償光源，用于發(fā)出光譜范圍與所述激發(fā)光的光譜范圍不同的補償光；
[0012]波長轉(zhuǎn)換裝置，設(shè)置于所述激發(fā)光和所述補償光的傳輸路徑中，并在所述激發(fā)光源和所述補償光源的交替照射下輸出時序光，所述時序光包括至少一受激光和所述補償光，所述補償光與所述至少一受激光中的至少一受激光存在光譜重疊。
[0013]優(yōu)選的，所述波長轉(zhuǎn)換裝置沿圓周方向設(shè)置有至少兩個分段區(qū)域，所述至少兩個分段區(qū)域中的至少一個分段區(qū)域設(shè)有第一擴散層，所述至少兩個分段區(qū)域中的剩余分段區(qū)域中的至少一個分段區(qū)域設(shè)有波長轉(zhuǎn)換層。
[0014]優(yōu)選的，所述至少兩個分段區(qū)域中的至少一個分段區(qū)域設(shè)有第二擴散層。
[0015]優(yōu)選的，所述波長轉(zhuǎn)換裝置為透射式波長轉(zhuǎn)換裝置，反射式波長轉(zhuǎn)換裝置，或者包含透射部分和反射部分的波長轉(zhuǎn)換裝置。
[0016]優(yōu)選的，當所述波長轉(zhuǎn)換裝置為包含透射部分和反射部分的波長轉(zhuǎn)換裝置時，設(shè)有所述第一擴散層的分段區(qū)域位于所述波長轉(zhuǎn)換裝置的透射部分。
[0017]優(yōu)選的，所述補償光源包括出射第一補償光的第一補償光源，所述波長轉(zhuǎn)換層包括在所述激發(fā)光源的照射下出射第一受激光的第一波長轉(zhuǎn)換層，所述時序光包括所述第一補償光和所述第一受激光，且所述第一補償光與所述第一受激光存在光譜重疊。
[0018]優(yōu)選的，所述第一補償光源在所述波長轉(zhuǎn)換裝置的至少一個設(shè)有所述第一擴散層的分段區(qū)域位于所述第一補償光源的傳輸光路時打開，在其余分段區(qū)域位于所述第一補償光源的傳輸光路中時關(guān)閉；
[0019]所述激發(fā)光源在所述波長轉(zhuǎn)換裝置的設(shè)有所述波長轉(zhuǎn)換層的分段區(qū)域位于所述激發(fā)光源的傳輸光路時打開，在所述波長轉(zhuǎn)換裝置的設(shè)有所述第一擴散層的分段區(qū)域位于所述激發(fā)光源的傳輸光路時關(guān)閉。
[0020]優(yōu)選的，所述激發(fā)光源在所述波長轉(zhuǎn)換裝置的設(shè)有所述第二擴散層的分段區(qū)域位于所述激發(fā)光源的傳輸光路時打開；或者，
[0021]所述光源模塊還包括發(fā)出第三光的第三光源，所述第三光與所述激發(fā)光為同色異譜的光，且所述第三光源在所述波長轉(zhuǎn)換裝置的設(shè)有所述第二擴散層的分段區(qū)域位于所述第三光源的傳輸光路時打開，在所述波長轉(zhuǎn)換裝置的其余分段區(qū)域關(guān)閉。
[0022]優(yōu)選的，所述補償光源還包括發(fā)出光譜范圍與所述第一補償光的光譜范圍不同的第二補償光的第二補償光源；
[0023]所述波長轉(zhuǎn)換層還包括在所述激發(fā)光源的照射下出射光譜范圍與所述第一受激光的光譜范圍不同的第二受激光的第二波長轉(zhuǎn)換層，所述時序光還包括所述第二補償光和所述第二受激光，且所述第二補償光與所述第二受激光存在光譜重疊。
[0024]優(yōu)選的，所述第二補償光源在所述波長轉(zhuǎn)換裝置的至少一個設(shè)有所述第一擴散層的分段區(qū)域位于所述第一補償光源的傳輸光路時打開，在其余分段區(qū)域位于所述第一補償光源的傳輸光路中時關(guān)閉。
[0025]優(yōu)選的，所述第二補償光源的打開時序與所述第一補償光源的打開時序不同。
[0026]第二方面，提供一種發(fā)光裝置，包括:
[0027]激發(fā)光源，用于發(fā)出激發(fā)光；
[0028]補償光源，用于發(fā)出光譜范圍與所述激發(fā)光的光譜范圍不同的補償光；
[0029]波長轉(zhuǎn)換裝置，設(shè)置于所述激發(fā)光和所述補償光的傳輸路徑中，包括至少兩個分段區(qū)域，且所述波長轉(zhuǎn)換裝置在所述激發(fā)光源和所述補償光源同時照射在所述波長轉(zhuǎn)換裝置的不同分段區(qū)域時，出射所述補償光和受激光的混合光，所述補償光與所述受激光的光譜存在重疊。
[0030]第三方面，提供一種投影顯示設(shè)備，包括上述發(fā)光裝置，所述投影顯示設(shè)備還包括第一成像組件，所述第一成像組件包括光中繼組件，TIR棱鏡，空間光調(diào)制組件以及投影鏡頭O
[0031]第四方面，提供一種投影顯示設(shè)備，包括上述發(fā)光裝置，所述投影顯示設(shè)備還包括第二成像組件，所述第二成像組件包括光中繼組件，TIR棱鏡，分光合光棱鏡，包括第一數(shù)字微鏡器件和第二數(shù)字微鏡器件的空間光調(diào)制組件以及投影鏡頭；
[0032]所述分光合光棱鏡將所述發(fā)光裝置出射的光分成沿第一光路傳輸?shù)墓夂脱氐诙饴穫鬏數(shù)墓?，所述第一光路與所述第二光路不同。
[0033]所述第一數(shù)字微鏡器件對沿第一光路傳輸?shù)墓膺M行調(diào)制，得到第一圖像光；
[0034]所述第二數(shù)字微鏡器件對沿第二光路傳輸?shù)墓膺M行調(diào)制，得到第二圖像光；
[0035]所述分光合光棱鏡將所述第一圖像光和所述第二圖像光合光后通過所述TIR棱鏡導入所述投影鏡頭。
[0036]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0037]本實用新型通過將激光與熒光在時序上進行合光，從而可以提高激光和熒光利用效率，提高發(fā)光裝置以及利用該發(fā)光裝置的投影顯示設(shè)備的亮度，極大的降低了發(fā)光裝置以及投影顯示設(shè)備的成本。
【附圖說明】
[0038]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)這些附圖獲得其他的附圖。
[0039]圖1為本實用新型第一實施例提供的發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖2為本實用新型實施例提供的波長轉(zhuǎn)換裝置的分段區(qū)域示意圖；
[0041]圖3為本實用新型另一實施例提供的波長轉(zhuǎn)換裝置的分段區(qū)域示意圖；
[0042]圖4為本實用新型實施例提供的采用包含透射部分和反射部分的波長轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖5為本實用新型透射式波長轉(zhuǎn)換裝置以及與其對應(yīng)設(shè)置的濾光裝置的示例圖；
[0044]圖6a、6b為本實用新型實施例提供的濾光裝置的濾光曲線示意圖；
[0045]圖7為本實用新型實施例提供的包含透射部分和反射部分的波長轉(zhuǎn)換裝置以及與其對應(yīng)設(shè)置的濾光裝置的示例圖；
[0046]圖8為本實用新型第二實施例提供的發(fā)光裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0047]圖9為本實用新型第三實施例提供的發(fā)光裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0048]圖10為本實用新型實施例提供的波長換換裝置的分段區(qū)域的分布示例圖；
[0049]圖11為本實用新型實施例提供的采用圖10所示的波長轉(zhuǎn)換裝置時光源的開斷時序、波長轉(zhuǎn)換裝置的分段區(qū)域的分布以及波長轉(zhuǎn)換裝置的出射光的光時序的示例圖；
[0050]圖12為本實用新型另一實施例提供的采用圖10所示的波長轉(zhuǎn)換裝置時光源的開斷時序、波長轉(zhuǎn)換裝置的分段區(qū)域的分布以及波長轉(zhuǎn)換裝置的出射光的光時序的示例圖；
[0051]圖13為本實用新型另一實施例提供的波長換換裝置的分段區(qū)域的分布示例；
[0052]圖14為本實用新型實施例提供的采用圖13所示波長轉(zhuǎn)換裝置時光源的開斷時序、波長轉(zhuǎn)換裝置的分段區(qū)域的分布以及波長轉(zhuǎn)換裝置的出射光的光時序的示例圖；
[0053]圖15為本實用新型實施例提供的波長轉(zhuǎn)換裝置的分段區(qū)域的分布示例圖；
[0054]圖16本實用新型實施例提供的采用圖15所示的波長轉(zhuǎn)換裝置時光源的開斷時序、波長轉(zhuǎn)換裝置的分段區(qū)域的分布以及波長轉(zhuǎn)換裝置的出射光的光時序的示例圖；
[0055]圖17為本實用新型另一實施例提供的波長轉(zhuǎn)換裝置的分段區(qū)域的分布示例圖；
[0056]圖18為本實用新型實施例提供的采用圖17所示的波長轉(zhuǎn)換裝置時光源的開斷時序、波長轉(zhuǎn)換裝置的分段區(qū)域的分布以及波長轉(zhuǎn)換裝置的出射光的光時序的示例圖；
[0057]圖19為本實用新型實施例提供的波長轉(zhuǎn)換裝置的分段區(qū)域的分布示例圖；
[0058]圖20為本實用新型實施例提供的采用圖19所示的波長轉(zhuǎn)換裝置時光源的開斷時序、波長轉(zhuǎn)換裝置的分段區(qū)域的分布