具有由低集光率源泵激的光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)的投影儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及投影儀系統(tǒng)的領(lǐng)域。更特定來說，本發(fā)明涉及具有成像陣列的投影儀系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]可期望減小具有單個成像陣列(例如數(shù)字鏡裝置(DMD)或硅上液晶(LCOS)陣列)的投影儀系統(tǒng)的大小以使得能夠在手持式裝置或小型器具中使用投影儀系統(tǒng)。還期望增加投影儀系統(tǒng)的亮度，這需要減小投影儀系統(tǒng)中的照射源的集光率。在具有單成像陣列的投影儀系統(tǒng)中同時實(shí)現(xiàn)大小減小及亮度增加一直成問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]下文呈現(xiàn)簡化
【發(fā)明內(nèi)容】
以便提供對本發(fā)明的一或多個方面的基本理解。本
【發(fā)明內(nèi)容】
并非本發(fā)明的廣泛概述，且既不打算識別本發(fā)明的關(guān)鍵或緊要元件，也不打算記述其范圍。而是，本
【發(fā)明內(nèi)容】
的主要目的為以簡化形式呈現(xiàn)本發(fā)明的一些概念作為稍后所呈現(xiàn)的更詳細(xì)說明的前言。
[0004]一種具有單成像陣列的投影儀系統(tǒng)具有低集光率光源。所述投影儀系統(tǒng)包含從所述低集光率光源到具有在可見范圍中的多個發(fā)射波長的多個光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)的第一光學(xué)路徑及從所述光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)到所述成像陣列的第二光學(xué)路徑。所述投影儀系統(tǒng)具有在所述第一光學(xué)路徑中使所述光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)上的激發(fā)位置移動的裝置。防止了來自所述低集光率光源的光直接射到所述成像陣列上。
【附圖說明】
[0005]圖1描繪實(shí)例性投影儀系統(tǒng)。
[0006]圖2描繪另一實(shí)例性投影儀系統(tǒng)。
[0007]圖3描繪再一實(shí)例性投影儀系統(tǒng)。
[0008]圖4描繪又一實(shí)例性投影儀系統(tǒng)。
[0009]圖5描繪另一實(shí)例性投影儀系統(tǒng)。
[0010]圖6描繪又一實(shí)例性投影儀系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0011]參考附圖描述本發(fā)明。所述圖未按比例繪制且其僅經(jīng)提供以圖解說明本發(fā)明。下文參考用于圖解說明的實(shí)例性應(yīng)用來描述本發(fā)明的數(shù)個方面。應(yīng)理解，眾多特定細(xì)節(jié)、關(guān)系及方法經(jīng)陳述以提供對本發(fā)明的理解。然而，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易地認(rèn)識到，可在不使用所述特定細(xì)節(jié)中的一或多者或者使用其它方法的情況下實(shí)踐本發(fā)明。在其它實(shí)例中，未詳細(xì)展示眾所周知的結(jié)構(gòu)或操作以避免使本發(fā)明模糊。本發(fā)明不受動作或事件的所圖解說明排序限制，這是因?yàn)橐恍﹦幼骺梢圆煌涡虬l(fā)生及/或與其它動作或事件同時發(fā)生。此外，未必需要所有所圖解說明動作或事件來實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法。
[0012]術(shù)語低集光率光源在本文中是指具有小于10平方毫米-球面度的集光率的光源。術(shù)語斑紋在本文中是指由一組光波前的相互干涉產(chǎn)生的強(qiáng)度模式。不利地，斑紋在激光中可為明顯的。術(shù)語光學(xué)路徑在本文中是指投影儀系統(tǒng)中光將沿著其行進(jìn)的路徑，視情況，所述光由光學(xué)路徑中的光學(xué)元件透射及/或反射。光學(xué)路徑可由在光學(xué)路徑的端處的光源且由光學(xué)路徑中的透鏡、鏡及/或其它光學(xué)兀件確定。
[0013]一種投影儀系統(tǒng)具有單個成像陣列。所述投影儀系統(tǒng)包含低集光率光源。所述低集光率光源可為激光器。所述投影儀系統(tǒng)的第一光學(xué)路徑從所述低集光率光源延伸到多個光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)。所述多個光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)具有在可見范圍中的多個發(fā)射波長。所述光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)可包含磷光體及/或量子點(diǎn)。所述投影儀系統(tǒng)的第二光學(xué)路徑從所述光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)延伸到所述成像陣列。在所述投影儀系統(tǒng)的一些版本中，所述光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)可呈反射配置，即，來自所述低集光率光源的泵激光在一個面上進(jìn)入光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)，且來自所述光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)的顯示光從同一面發(fā)射。在所述投影儀系統(tǒng)的其它版本中，所述光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)可呈透射配置，即，來自所述低集光率光源的泵激光在第一面上進(jìn)入光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)，且來自所述光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)的顯不光從第二相對面發(fā)射。
[0014]所述投影儀系統(tǒng)具有在第一光學(xué)路徑中使光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)上的位置移動的裝置。在所述投影儀系統(tǒng)的一些版本中，所述裝置可包含第一光學(xué)路徑中的移動鏡或光束轉(zhuǎn)向裝置。在所述投影儀系統(tǒng)的其它版本中，所述裝置可包含使所述多個光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)移動的裝置。
[0015]在所述投影儀系統(tǒng)的操作期間，來自所述低集光率光源的泵激光行進(jìn)穿過所述第一光學(xué)路徑以激發(fā)所述光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)的一部分，所述部分在其中所述第一光學(xué)路徑與所述光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)相交的位置處。光源的低集光率有利地提供泵激光到顯示光的高效轉(zhuǎn)換及顯示光到成像陣列中的高效耦合。顯示光從光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)的經(jīng)激發(fā)部分發(fā)射且穿過第二光學(xué)路徑行進(jìn)到成像陣列。在所述第一光學(xué)路徑中使光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)上的位置移動的裝置導(dǎo)致光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)中的每一者在不同時間由泵激光激發(fā)，且因此顯示光在不同時間包含不同波長帶。
[0016]在所述投影儀系統(tǒng)的一些版本(其中低集光率光源為具有在435納米與470納米之間的中心波長的藍(lán)色激光器)中，漫射器區(qū)可位于延伸到所述低集光率光源的光學(xué)路徑中，其中另一光學(xué)路徑從所述漫射器區(qū)延伸到所述成像陣列。在所述投影儀系統(tǒng)的操作期間，行進(jìn)穿過光學(xué)路徑且射到所述漫射器區(qū)上的泵激光產(chǎn)生具有減少的斑紋的藍(lán)色顯示光，所述藍(lán)色顯示光穿過另一光學(xué)路徑行進(jìn)到所述成像陣列。
[0017]在所述投影儀系統(tǒng)的其它版本(其中低集光率光源為具有在435納米與470納米之間的中心波長的藍(lán)色激光器)中，藍(lán)色發(fā)光二極管(LED)可安置于延伸到成像陣列的光學(xué)路徑中。在所述投影儀系統(tǒng)的操作期間，藍(lán)色LED通過光學(xué)路徑將實(shí)質(zhì)上無斑紋的藍(lán)色顯示光提供到成像陣列。
[0018]在所述投影儀系統(tǒng)的再一些版本(其中低集光率光源為具有從400納米到435納米的中心波長的深藍(lán)色激光器)中，所述光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)中的一者可包含具有在435納米與470納米之間的發(fā)射波長的藍(lán)色磷光體及/或藍(lán)色量子點(diǎn)。在所述投影儀系統(tǒng)的操作期間，泵激光激發(fā)藍(lán)色磷光體及/或藍(lán)色量子點(diǎn)，其發(fā)射實(shí)質(zhì)上無斑紋的藍(lán)色顯示光，所述藍(lán)色顯示光穿過第二光學(xué)路徑行進(jìn)到成像陣列。
[0019]或者，所述低集光率光源可為紅外激光器，且所述光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)可包含用以提供在可見光譜中的色彩的顯示光的上變頻磷光體。所述紅外激光器可在750納米到900納米之間的波長下以有利的高效率提供泵激光。
[0020]圖1描繪實(shí)例性投影儀系統(tǒng)。投影儀系統(tǒng)100包含恰好一個成像陣列102，舉例來說，其可為DMD裝置或LCOS陣列。投影儀系統(tǒng)100可包含陣列耦合元件104，例如如圖1中所展示的棱鏡104。投影儀透鏡106位于陣列耦合元件104的下游使得來自成像陣列102的經(jīng)圖案化顯示光通過投影儀透鏡106。投影儀系統(tǒng)100還包含積分器108，例如如圖1中所描繪的蠅眼108或棱鏡積分器。積分器108在陣列耦合元件104的上游。投影儀系統(tǒng)100可任選地包含在積分器108與陣列耦合元件104之間的聚焦元件110，例如透鏡110。
[0021]在本實(shí)例中，投影儀系統(tǒng)100包含低集光率光源112，本文中稱為光源112，例如具有在435納米與470納米之間的中心波長的藍(lán)色激光器112。投影儀系統(tǒng)100包含可旋轉(zhuǎn)筒114，其具有安置于可旋轉(zhuǎn)筒114的反射外表面118上的多個光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)116。舉例來說，光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)116可包含磷光體或量子點(diǎn)。一種光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)116可具有紅色發(fā)射波長，另一光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)116可具有綠色發(fā)射波長，且另一光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)116可具有黃色發(fā)射波長。漫射器區(qū)120也安置于可旋轉(zhuǎn)筒114的外表面118上。
[0022]源鏡122可安置于從光源112延伸到可旋轉(zhuǎn)筒114上的光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)116上的激發(fā)位置126的第一光學(xué)路徑124中。準(zhǔn)直器透鏡128可安置于從光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)116上的激發(fā)位置126穿過準(zhǔn)直器透鏡128、積分器108、聚焦元件110 (如果存在)及陣列耦合元件104延伸到成像陣列102的第二光學(xué)路徑130中在可旋轉(zhuǎn)筒114與積分器108之間。在本實(shí)例中，第一光學(xué)路徑124與第二光學(xué)路徑130有角度地分離使得第二光學(xué)路徑130有利地不受例如源鏡122或光源112等元件的顯著遮擋。光學(xué)轉(zhuǎn)換介質(zhì)116的反射配置及第一光學(xué)路徑124相對于第二光學(xué)路徑130的離軸配置可為投影儀系統(tǒng)100提供較小大小，從而有利地實(shí)現(xiàn)較寬廣范圍的應(yīng)用。
[0023]在投影儀系統(tǒng)100的