光源總成、成像裝置以及成像方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的光源總成、成像裝置以及成像方法，其中光源總成包括：光源；熒光激發(fā)裝置；耦合裝置，接收入射光線并將入射光線耦合為第三光線，入射光線包括第二光線或入射光線包括第二光線和第一光線。本發(fā)明的成像裝置包括本發(fā)明的光源總成以及用于接收第三光線的投影系統(tǒng)。本發(fā)明的成像方法，包括：產(chǎn)生第一光線；將第一光線導(dǎo)入至熒光激發(fā)裝置，熒光激發(fā)裝置激發(fā)出第二光線；將第二光線或第二光線和第一光線耦合為第三光線；將第三光線引入投影系統(tǒng)，以使投影系統(tǒng)成像。本發(fā)明的技術(shù)方案能夠表現(xiàn)更加豐富的色彩，也就是具有更廣的色域。
【專利說明】光源總成、成像裝置以及成像方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光學(xué)器件，特別是涉及一種光源總成、成像裝置以及成像方法。

【背景技術(shù)】
[0002]色域通常指一個技術(shù)系統(tǒng)能夠產(chǎn)生的顏色的總和，通常色域用于表征某種設(shè)備所能表達(dá)顏色的范圍，其主要針對各種顯示設(shè)備、打印機(jī)和印刷設(shè)備。人眼可見的自然界所能顯示的顏色組成了最大的色域空間。如果某種設(shè)備的色域空間越大，所能表示的顏色就越豐富，也就是說可以顯示的自然界顏色的能力就越強(qiáng)。
[0003]為了能夠直觀地表示色域這一概念，CIE國際照明協(xié)會制定了一種可以描述色域的方法，即利用CIE-xy色度圖來表示色域，如圖5所示，馬蹄形圖形代表了自然界中所有的顏色種類，各種設(shè)備所能表現(xiàn)的色域范圍用紅、綠、藍(lán)三點的連線組成的三角形區(qū)域來表示，三角形的面積越大，就表示這種顯示設(shè)備的色域范圍越大。目前顏色的顯示基本上以RGB作為三基色來顯示，但是即使是以RGB三種顏色的激光器作為三基色，其形成的三角形色域區(qū)域也無法完全包含人眼可以感知的顏色?，F(xiàn)有的成像裝置由于為其提供光線的光源總成的色域較小而難以完全表現(xiàn)自然界中所有的顏色。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種色域較大的光源總成、成像裝置以及成像方法。
[0005]本發(fā)明的光源總成，包括:
[0006]光源，用于發(fā)出第一光線；
[0007]熒光激發(fā)裝置，接收光源發(fā)出的第一光線，并激發(fā)出第二光線；
[0008]耦合裝置，接收入射光線并將所述入射光線耦合為第三光線，所述入射光線至少包括紅、綠、藍(lán)三種顏色的光線，所述入射光線包括所述第二光線或所述入射光線包括第二光線和第一光線。
[0009]本發(fā)明的光源總成，其中，所述第二光線至少包括顏色為紅、綠、藍(lán)三種顏色的任一種的光線。
[0010]本發(fā)明的光源總成，其中，所述第一光線不包括顏色為紅、綠、藍(lán)三種顏色的任一種顏色的光線，所述第二光線包括顏色分別為紅、綠、藍(lán)三種顏色的光線。
[0011]本發(fā)明的光源總成，其中，所述第一光線包括顏色為紅、綠、藍(lán)三種顏色的一種或兩種的光線，所述第二光線包括顏色分別為紅、綠、藍(lán)三種顏色中不同于所述第一光線的顏色中的兩種或一種的光線，所述入射光線還包括所述光源發(fā)出的第一光線。
[0012]本發(fā)明的光源總成，其中，所述光源為一個，光源總成還包括分光系統(tǒng)，分光系統(tǒng)用于接收光源發(fā)出的第一光線并將所述第一光線在不同時間反饋至各所述熒光激發(fā)裝置或者所述分光系統(tǒng)用于接收光源發(fā)出的第一光線并將所述第一光線在不同時間反饋至各所述熒光激發(fā)裝置以及耦合裝置。
[0013]本發(fā)明的光源總成，其中，所述分光系統(tǒng)包括反射鏡以及驅(qū)動所述反射鏡的電機(jī)，所述電機(jī)用于驅(qū)動所述反射鏡旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的反射鏡在不同時間將所述第一光線分別反射至各所述熒光激發(fā)裝置或?qū)⑺龅谝还饩€在不同時間反饋至各所述熒光激發(fā)裝置以及耦合
>J-U ρ?α裝直。
[0014]本發(fā)明的光源總成，其中，所述光源為多個，多個所述光源分別發(fā)出第一光線，所述熒光激發(fā)裝置接收所述第一光線并激發(fā)出所述第二光線。
[0015]本發(fā)明的光源總成，其中，所述光源為多個，至少一個所述光源將發(fā)出的第一光線射至所述熒光激發(fā)裝置并激發(fā)出所述第二光線，其他所述光源發(fā)出的第一光線射至所述耦口ο
[0016]本發(fā)明的光源總成，其中，每一入射光線通過光束整形系統(tǒng)進(jìn)入所述耦合裝置，所述光束整形系統(tǒng)包括沿光線傳播方向依次排列的透鏡組以及勻光棒。
[0017]本發(fā)明的光源總成，其中，每一入射光線通過光束整形系統(tǒng)后經(jīng)過光強(qiáng)調(diào)節(jié)裝置進(jìn)入所述耦合裝置，所述光強(qiáng)調(diào)節(jié)裝置通過調(diào)節(jié)每一入射光線的強(qiáng)度控制第三光線的強(qiáng)度。
[0018]本發(fā)明的光源總成，其中，所述熒光激發(fā)裝置為熒光粉。
[0019]本發(fā)明的光源總成，其中，所述熒光激發(fā)裝置為多種熒光粉，多種所述熒光粉至少包括分別激發(fā)出兩種相同顏色波段的第二光線的熒光粉。
[0020]本發(fā)明的光源總成，其中，所述熒光粉為量子點熒光粉。
[0021]本發(fā)明的成像裝置，包括本發(fā)明的光源總成以及用于接收所述第三光線的投影系統(tǒng)。
[0022]本發(fā)明的成像裝置，其中，還包括控制器，所述控制器與所述光源連接，所述控制器通過控制光源的開關(guān)狀態(tài)以控制其發(fā)出的第一光線的發(fā)光時刻，以此控制所述熒光粉激發(fā)的第二光線的數(shù)量與種類。
[0023]本發(fā)明的成像裝置，其中，所述控制器與投影系統(tǒng)的信號輸入單元連接，所述控制器分析所述信號輸入單元的圖像信號，根據(jù)所述圖像信號控制光源的開關(guān)狀態(tài)。
[0024]本發(fā)明的成像方法，包括:
[0025]產(chǎn)生第一光線；
[0026]將所述第一光線導(dǎo)入至熒光激發(fā)裝置，熒光激發(fā)裝置激發(fā)出第二光線，所述第一光線不包括顏色為紅、綠、藍(lán)三種顏色的任一種顏色的光線，所述第二光線包括顏色分別為紅、綠、藍(lán)三種顏色的光線；
[0027]將所述第二光線耦合為第三光線；
[0028]將所述第三光線引入投影系統(tǒng)，以使所述投影系統(tǒng)成像。
[0029]本發(fā)明的成像方法，其中，激發(fā)相同顏色波段的所述熒光激發(fā)裝置至少為兩個且不相同。
[0030]本發(fā)明的成像方法，其中，還包括:分析所述投影系統(tǒng)的圖像信號，根據(jù)所述圖像信號，通過控制光源發(fā)出第一光線的時間控制所述熒光粉激發(fā)的第二光線的數(shù)量與種類。
[0031]本發(fā)明的成像方法，包括:
[0032]產(chǎn)生第一光線；
[0033]將所述第一光線的一部分導(dǎo)入至熒光激發(fā)裝置，熒光激發(fā)裝置激發(fā)出第二光線；
[0034]所述第一光線包括顏色為紅、綠、藍(lán)三種顏色的一種或兩種的光線，所述第二光線包括顏色分別為紅、綠、藍(lán)三種顏色中不同于第一光線顏色中的兩種或一種的光線；
[0035]將所述第二光線以及第一光線的另一部份耦合為第三光線；
[0036]將所述第三光線引入投影系統(tǒng)，以使所述投影系統(tǒng)成像。
[0037]本發(fā)明的技術(shù)方案能夠表現(xiàn)更加豐富的色彩，也就是具有更廣的色域。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1為本發(fā)明的成像裝置的第一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，同時示出了本發(fā)明的光源總成的第一種實施例的結(jié)構(gòu)；
[0039]圖2為光束整形系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0040]圖3為本發(fā)明的成像裝置的第二種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，同時示出了本發(fā)明的光源總成的第二種實施例的結(jié)構(gòu)；
[0041]圖4為本發(fā)明的成像裝置的第三種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，同時示出了本發(fā)明的光源總成的第三種實施例的結(jié)構(gòu)；
[0042]圖5為本發(fā)明的光源總成的第一種實施例實現(xiàn)動態(tài)色域顯示的色域圖；
[0043]圖6為本發(fā)明的光源總成的第四種實施例實現(xiàn)動態(tài)色域顯示的色域圖；
[0044]圖7為本發(fā)明的光源總成的第一種實施例實現(xiàn)廣色域顯示的色域圖；
[0045]圖8為本發(fā)明的成像方法的步驟圖。

【具體實施方式】
[0046]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。
[0047]實施例一
[0048]如圖1所示，本發(fā)明的光源總成的實施例，包括:
[0049]光源1，用于產(chǎn)生第一光線；
[0050]熒光激發(fā)裝置3，接收光源1發(fā)出的第一光線，并激發(fā)出第二光線；
[0051]耦合裝置4，接收入射光線并將入射光線耦合為第三光線，上述入射光線至少包括紅、綠、藍(lán)三種顏色的光線，入射光線包括第二光線或入射光線包括第二光線和第一光線。
[0052]本實施例中，由于熒光激發(fā)裝置將光源發(fā)出的第一光線進(jìn)行激發(fā)后發(fā)出第二光線，該第二光線可作為耦合裝置的入射光線，而該入射光線至少包括紅、綠、藍(lán)三種顏色的光線，經(jīng)過耦合裝置耦合后的第三光線也至少包括三種顏色光線，因此，該第三光線與現(xiàn)有提供固定顏色光線的光源相比，其包含的顏色豐富，將其作為成像裝置的光源，可為成像裝置提供更廣色域的光源。
[0053]本發(fā)明的光源總成的實施例，其中，第二光線至少包括顏色為紅、綠、藍(lán)三種顏色的任一種的光線。
[0054]本發(fā)明的光源總成的實施例，其中，熒光激發(fā)裝置3為熒光粉。
[0055]本發(fā)明的光源總成的實施例，其中，熒光激發(fā)裝置3為多種熒光粉，多種熒光粉至少包括分別激發(fā)出兩種相同顏色波段的第二光線的熒光粉。
[0056]本發(fā)明的光源總成的實施例，因為包括有可以分別激發(fā)出不同波長光線的熒光粉(在色域圖中形成不同區(qū)域的三角形)，其包含的顏色豐富。
[0057]本發(fā)明的光源總成的實施例，其中，熒光激發(fā)裝置3為多種熒光粉，多種熒光粉包括分別激發(fā)出兩種綠色的熒光粉(即G1和G2)以及分別激發(fā)出兩種紅色的熒光粉(即R1和 R2)。
[0058]本發(fā)明的光源總成的實施例，其中，熒光粉為量子點熒光粉。
[0059]量子點熒光粉的發(fā)射譜單一而且很“窄”，其半高寬(FWHM)大都在40nm以下，更好的可以達(dá)到30nm甚至十幾個nm，這樣有利于色域的提升。而采用傳統(tǒng)的熒光粉半高寬(FWHM)在 60nm 以上。
[0060]其次，量子點熒光粉的激發(fā)譜很寬，可以在低于發(fā)射譜的廣泛區(qū)間內(nèi)任意選擇激發(fā)波長。這樣熒光粉的選用就比較方便。當(dāng)激發(fā)光源的波長不一樣，量子點的發(fā)射峰波長會有一個微小的偏差，分散于甲苯中的CdSe/ZnS量子點熒光粉進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)激發(fā)波長為300nm和激發(fā)波長為500nm時其發(fā)射波峰的位置僅相差4nm。由此我們可知光源激發(fā)波長的不同對發(fā)射波峰的位置影響較小，但是對發(fā)射波長的亮度會有影響，即激發(fā)波長越短，發(fā)射光線越強(qiáng)。
[0061]第三，量子點突光粉的發(fā)光強(qiáng)度聞。與慣用的有機(jī)小分子染料相比，量子點的發(fā)光強(qiáng)度要高幾倍乃至幾十倍。這一方面取決于量子點的熒光量子效率，另外也決定于量子點的摩爾消光系數(shù)。這樣顯示器亮度就可以得到大幅度的提升。
[0062]量子點的化學(xué)元素構(gòu)成主要分為I1-VI族量子點和II1-V族量子點。為了提高熒光量子效率和穩(wěn)定性，“核-殼”(core-shell)型量子點制備成為重要選擇之一，典型的如CdSe/CdS, CdSe/ZnS, CdTe/CdS等，其基本思路是在量子點外層形成高帶隙的“墻”，以約束電子的非輻射越遷。由于量子點的光致發(fā)光譜最終取決于量子點材料的帶隙和量子點的尺度大小，因此這種量子點在制備中主要通過控制尺度進(jìn)行量子點光譜的調(diào)制，即采用同種化學(xué)材料，通過控制量子點的大小，得到不同顏色的量子點。
[0063]量子點熒光粉的材料包括硫化鋅(ZnS)、氧化鋅(ZnO)、氮化鎵(GaN)、碲化鋅(ZnTe)、硒化鎵(GaSe)、硒化鎘(CdSe)、銻化銦(InSb)、碲化鉛(PdTe)、錫化鋅(ZnSe)、硫化錫(CdS)、硫化鎘(CdS)、碲化鎘(CdTe)、砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)、銻化鎵(GaSb)、砷化銦(InAs)、碲(Te)、硫化鉛(PbS)、硒化鉛(CdSe)中的一種或者多種。其結(jié)構(gòu)可以是僅由同一種材質(zhì)組成的單一核心，例如硒化鎘(CdSe)材料最為其核心，以形成量子點熒光粉。例如以硒化鎘(CdSe)為例，當(dāng)需要產(chǎn)生紅光時，其較佳的直徑是在2.3nm?5.5nm。
[0064]另外，量子點熒光粉也可以由核心和外覆膜層構(gòu)成，核心的材質(zhì)包含硫化鋅(ZnS)、氧化鋅(ZnO)、氮化鎵(GaN)、錫化鋅(ZnSe)、硫化鎘(CdS)、碲化鋅(ZnTe)、硒化鎵(GaSe)、硒化鎘(CdSe)、碲化鎘(CdTe)、砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)、銻化鎵(GaSb)、砷化銦(InAs)、碲(Te)、硫化鉛(PbS)、銻化銦(InSb)、硒化鉛(CdSe)、碲化鉛(PdTe)的一種；膜層包括硫化鋅(ZnS)、氧化鋅(ZnO)、氮化鎵(GaN)、錫化鋅(ZnSe)、硫化鎘(CdS)、碲化鋅(ZnTe)、硒化鎵(GaSe)、硒化鎘(CdSe)、碲化鎘(CdTe)、砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)、銻化鎵(GaSb)、砷化銦(InAs)、碲(Te)、硫化鉛(PbS)、銻化銦(InSb)、硒化鉛(CdSe)、碲化鉛(PdTe)的一種。例如需要發(fā)射紅光，以硒化鎘(CdSe)作為核心時，而以硫化鋅(ZnS)作為膜層時，其較佳的膜厚為0.2nm?1.7nm。當(dāng)需要產(chǎn)生紅光，其較佳的直徑是在2.3nm?5.5nm之間。
[0065]量子點熒光粉的制作方法有很多方法，例如水熱法，熱膠體法和熱注入法。
[0066]當(dāng)然，除了量子點熒光粉本技術(shù)方案也可以使用其他類型的熒光粉。其中可以發(fā)射紅光的有:藍(lán)光激發(fā)的堿土金屬硫化物紅色熒光粉、鑰酸鹽紅色熒光粉、鎢酸鹽系紅色熒光粉等，紫外近紫外光激發(fā)的鑰酸鹽和鎢酸鹽系紅色熒光粉、硅酸鹽系紅色熒光粉、氧化鋅系紅色熒光粉、礬磷鹽系紅色熒光粉等；可以發(fā)射綠光的有:藍(lán)光激發(fā)的硅酸鹽系綠色熒光粉等，紫外近紫外光激發(fā)的硅酸鹽系綠色熒光粉、磷酸鹽系綠色熒光粉；可以發(fā)射藍(lán)光的有:紫外近紫外光激發(fā)的鋁酸鹽系藍(lán)色熒光粉、硼酸鹽系藍(lán)色熒光粉、氯硼酸鹽系藍(lán)色熒光粉、磷酸鹽系和氯硅酸鹽系藍(lán)色熒光粉等。
[0067]本發(fā)明的光源總成的實施例中光源1發(fā)出的第一光線為藍(lán)色激光，但是實際使用時不局限于此，光源1也可以是藍(lán)色LED光源。
[0068]本發(fā)明的光源總成的實施例在工作中，光源1發(fā)射的第一光線到不同的方向，在圖1中有5個方向的第一光線，其中，第一光線101入射到R1熒光粉中，激發(fā)一種紅光，第一光線102入射到R2熒光粉中，激發(fā)另一種紅光，兩種紅光的波長不同，第一光線103入射到有G1熒光粉中，激發(fā)一種綠光，第一光線104入射到G2熒光粉中，激發(fā)另一種綠光，兩種綠光的波長不同，第一光線105直接入射進(jìn)入耦合裝置4，耦合裝置4將上述第一光線105、第二光線耦合為第三光線并入射到投影系統(tǒng)5中，投影系統(tǒng)5把光線投影到熒幕6上形成圖像。
[0069]圖5為上述本發(fā)明的光源總成的實施例的CIE 1931色域圖，圖5中B點、G1點和R1點形成一個色域區(qū)域，此區(qū)域為第一光線105、G1熒光粉激發(fā)出的綠光、R1熒光粉激發(fā)出的紅光形成的色彩區(qū)域(簡稱B、G1、R1形成的色域)；第一光線105、G2熒光粉激發(fā)出的綠光、R2熒光粉激發(fā)出的紅光形成另外一個色域區(qū)域(簡稱B、G2、R3形成的色域)。圖中區(qū)域1的顏色可以由B、Gl、R1形成的色域和B、G2、R2形成的色域中任意一種來顯示，區(qū)域2則能由B、Gl、R1形成的色域來顯示，區(qū)域3和區(qū)域4則能由B、G2、R2形成的色域來顯示。
[0070]本發(fā)明的光源總成的實施例，藍(lán)光(第一光線)激發(fā)出不同波長的紅光以及不同波長的綠光，相比于單一的紅光、綠光和藍(lán)光波長，具有多波長顏色的光線能夠表現(xiàn)更加豐富的色彩(即擴(kuò)展了區(qū)域2和區(qū)域4或區(qū)域3和區(qū)域4)，也就是具有更廣的色域。這些光線通過光纖耦合到投影系統(tǒng)中，由投影系統(tǒng)透射到熒幕上形成畫面。由此，本發(fā)明的光源總成的實施例，相比于具有傳統(tǒng)光源的系統(tǒng)具有更廣的色域。
[0071]結(jié)合圖2所示，為獲得更好的成像效果，獲得更為顏色純凈的光線，本發(fā)明的光源總成，其中，每一入射光線通過光束整形系統(tǒng)10進(jìn)入耦合裝置4，光束整形系統(tǒng)10包括沿光線傳播方向依次排列的透鏡組101以及勻光棒102。由熒光激發(fā)裝置3射出的第一光線的光路中的光束整形系統(tǒng)10中還包括濾鏡103，其作用是把第一光線濾掉，以獲得更為顏色純凈的光線，即上述光束整形系統(tǒng)10包括沿光線傳播方向依次排列的濾鏡103、透鏡組101以及勻光棒102。
[0072]本發(fā)明的光源總成，其中，每一入射光線通過光束整形系統(tǒng)10后經(jīng)過光強(qiáng)調(diào)節(jié)裝置11進(jìn)入耦合裝置，光強(qiáng)調(diào)節(jié)裝置11通過調(diào)節(jié)每一入射光線的強(qiáng)度控制第三光線的強(qiáng)度。光強(qiáng)調(diào)節(jié)裝置11可以為液晶面板。
[0073]如果要取得更好的激發(fā)效率，進(jìn)入耦合裝置4的入射光線優(yōu)選包括紅、綠、藍(lán)三原色，且這三原色優(yōu)選均為經(jīng)過熒光激發(fā)裝置3激發(fā)而得到。即本發(fā)明的光源總成的一種優(yōu)選實施例中，第一光線不包括顏色為紅、綠、藍(lán)三種顏色的任一種顏色的光線，第二光線包括顏色分別為紅、綠、藍(lán)三種顏色的光線。例如:光源也可以是紫外光源，當(dāng)用紫外光源時需要增加設(shè)置相應(yīng)的可以激發(fā)藍(lán)光的熒光粉。
[0074]本發(fā)明的光源總成的其他實施例中，第一光線包括顏色為紅、綠、藍(lán)三種顏色的一種或兩種的光線，第二光線包括顏色分別為紅、綠、藍(lán)三種顏色中不同于第一光線的顏色中的兩種或一種的光線，第一光線與第二光線的之和應(yīng)該包括紅、綠、藍(lán)三種顏色的光線，入射光線還包括光源發(fā)出的第一光線。
[0075]本發(fā)明的成像裝置，包括本發(fā)明的光源總成以及用于接收第三光線的投影系統(tǒng)5，本實施例中的投影系統(tǒng)5還可以包括屏幕6，但是，需要說明的是屏幕也可不作為投影系統(tǒng)的一部分，可將投影系統(tǒng)需要投射的圖直接投射在白色墻體或者其他需要投射的地方。
[0076]本發(fā)明的成像裝置，其中，還包括控制器7，控制器7與光源1連接，控制器7通過控制光源1的開關(guān)狀態(tài)以控制其發(fā)出的第一光線的發(fā)光時刻，以此控制熒光粉激發(fā)的第二光線的數(shù)量與種類。
[0077]具體來說控制器7通過控制光源1的開關(guān)狀態(tài)(包括開關(guān)時間、開、關(guān)狀態(tài)下光源的不同朝向)控制光源1的發(fā)出的第一光線的方向，以此選擇被激發(fā)的突光粉的數(shù)量與種類，以調(diào)整耦合裝置的入射光線的數(shù)量與種類。
[0078]本發(fā)明的成像裝置，其中，控制器7與投影系統(tǒng)5的信號輸入單元8連接，控制器7分析信號輸入單元8的圖像信號，根據(jù)圖像信號控制光源1的開關(guān)狀態(tài)，信號輸入單元8可以將預(yù)定的圖像信號輸出到投影系統(tǒng)，使投影系統(tǒng)根據(jù)該圖像信號進(jìn)行投影，信號輸入單元8還可以將圖像信號輸出到控制器7，使控制器7根據(jù)圖像信號控制光源1的開關(guān)狀態(tài)。
[0079]假設(shè)投影系統(tǒng)5中的一個像素由RGB(紅、綠、藍(lán))三個子像素組成，利用本發(fā)明的成像裝置實現(xiàn)動態(tài)色域顯示的流程如下:
[0080]圖像信號輸入到控制器7，控制器7對圖像信號進(jìn)行分析，如果一副畫面需要顯示色域圖中區(qū)域2內(nèi)的顏色，而沒有區(qū)域3和區(qū)域4內(nèi)的顏色，則控制器7控制光源1使第一光線102入射到R2熒光粉中，第一光線104入射到G2熒光粉中，耦合裝置4將第一光線105、R2熒光粉激發(fā)出的光線、G2熒光粉激發(fā)出的光線耦合為第三光線，再入射到投影系統(tǒng)5中，投影系統(tǒng)5把光線投影到熒幕6上形成圖像。以此類推，如果一副畫面需要顯示色域圖中區(qū)域3或區(qū)域4內(nèi)的顏色，而沒有區(qū)域2內(nèi)的顏色，則控制器7控制光源1使第一光線101入射到R1熒光粉中，第一光線103入射到G1熒光粉中，耦合裝置4將第一光線105、R1熒光粉激發(fā)出的光線、Gl熒光粉激發(fā)出的光線耦合為第三光線，再入射到投影系統(tǒng)5中，投影系統(tǒng)5把光線投影到熒幕6上形成圖像。
[0081]如果在一副畫面中既需要顯示區(qū)域2內(nèi)的顏色又有需要顯示區(qū)域3內(nèi)的顏色和區(qū)域4內(nèi)的顏色，則可以讓控制器7做出這樣一個判斷:當(dāng)畫面中需要顯示區(qū)域2內(nèi)的顏色的面積大于需要顯示區(qū)域3和4內(nèi)的顏色的面積時，則控制使第一光線101入射到R1熒光粉中、第一光線103入射到G1熒光粉中、第一光線105直接入射進(jìn)入耦合裝置4 ;反之，當(dāng)畫面中需要顯示區(qū)域3和區(qū)域4內(nèi)的顏色的面積大于需要顯示區(qū)域2內(nèi)的顏色的面積時，則控制第一光線102入射到R2熒光粉中、第一光線104入射到G2熒光粉中、第一光線105直接入射進(jìn)入耦合裝置4。當(dāng)然也可以給控制器7以其他判斷條件。
[0082]投影系統(tǒng)5可以為現(xiàn)有的投影成像系統(tǒng)。
[0083]現(xiàn)有的投影成像系統(tǒng)目前也有多種形式:例如IXD式、LC0S式和DLP式。IXD液晶投影成像系統(tǒng)主要有三部分組成:液晶體、光路系統(tǒng)、電路系統(tǒng)。液晶投影機(jī)的燈泡發(fā)出明亮的白光(這部分可以由本發(fā)明的光源總成替代)，經(jīng)過光路系統(tǒng)中的分光鏡，將白光分解為RGB(紅色、綠色、藍(lán)色)三種顏色的光線。電路系統(tǒng)會根據(jù)圖像源的圖像信號產(chǎn)生控制液晶體的信號精確的控制液晶體的動作。液晶體是介于液體和固體之間的物質(zhì)，本身不發(fā)光，投影機(jī)利用液晶體的光電效應(yīng)，即液晶分子的排列在電場作用下發(fā)生變化，影響其液晶單元的透光率或反射率。RGB三種光線在精確的位置上穿過液晶體，通過投影儀鏡頭投射到屏幕上，組成了色彩斑斕的圖像。
[0084]LC0S式投影成像系統(tǒng)的成像方式類似于三片式的IXD液晶技術(shù)，不過采用LC0S技術(shù)的投影機(jī)其光線不是穿過LCD面板，而是采用反射方式形成彩色圖像。它采用涂有液晶硅的CMOS集成電路芯片作為反射式LCD的基片。用先進(jìn)工藝磨平后鍍上鋁當(dāng)作反射鏡，形成CMOS基板，然后將CMOS基板與含有透明電極之上的玻璃基板相貼合，再注入液晶封裝而成。LC0S將控制電路放置于成像裝置的后面，可以提高透光率，從而達(dá)到更大的光輸出和更高的分辨率。
[0085]DLP (Digital Light Processor)數(shù)碼光輸處理器包括數(shù)碼微鏡元件(DMD)、光源、彩色濾波器系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、照明及投射光學(xué)鏡頭。其中光源可以由本發(fā)明的光源總成替代。DLP投影機(jī)以DMD (Digital Micromirror Device)數(shù)字微鏡作為成像器件.
[0086]單片DMD由很多微鏡組成，每個微鏡對應(yīng)一個像素點，DLP投影機(jī)的物理分辨率就是由微鏡的數(shù)目決定的。微鏡鏡面有三種狀態(tài)，斷電時為鏡面偏轉(zhuǎn)角度為0度，上電復(fù)位后，鏡片由在其下面的C0MS元件控制，可以旋轉(zhuǎn)為+12度或-12度(注意此時鏡片不能停留在除正負(fù)12度以外的所有角度)，在投影機(jī)中這兩個角度就代表有光和沒光兩種狀態(tài)。微鏡鏡片每秒鐘要翻轉(zhuǎn)幾千次，通過調(diào)整鏡片停留在兩個角度的時間比，投影機(jī)就能產(chǎn)生不同的灰度，N多個微鏡鏡片就能組成一幅影像。單片DLP用色輪將白色光(由本發(fā)明的光源總成提供)分成紅，綠，藍(lán)三色，三色光線分別經(jīng)過DMD反射通過鏡頭到達(dá)幕布，三種光是依次到達(dá)的，即同一時刻只有一種顏色的光有顯示，但是人的眼睛沒有辦法分離高速切換的三種顏色圖像，所以眼睛被欺騙后看到了五顏六色的圖像。
[0087]結(jié)合圖7所示，本實施例以犧牲分辨率為前提實現(xiàn)一種更廣色域的顯示，，假設(shè)成像裝置的一個像素包含5個子像素，分別為藍(lán)色、第一種綠色、第二種綠色、第一種紅色和第二種紅色子像素，通過上述五個子像素的組合，可以實現(xiàn)圖7所示的顏色表示區(qū)域。這種技術(shù)方案可以更加有效提升色域。
[0088]實施例二
[0089]結(jié)合圖3所示，本發(fā)明的光源總成的實施例與實施例一的區(qū)別在于，還包括分光系統(tǒng)2，分光系統(tǒng)2用于接收光源發(fā)出的第一光線并將第一光線在不同時間反饋至各熒光激發(fā)裝置以及耦合裝置。
[0090]與之相似，本發(fā)明的光源總成的另一實施例中，分光系統(tǒng)2也可以用于接收光源1發(fā)出的第一光線并將第一光線在不同時間反饋至各熒光激發(fā)裝置3。
[0091]本發(fā)明的光源總成的實施例，其中，分光系統(tǒng)2包括反射鏡21以及驅(qū)動反射鏡21的電機(jī)22,電機(jī)22用于驅(qū)動反射鏡21旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)的反射鏡21在不同時間將第一光線分別反射至各熒光激發(fā)裝置或?qū)⒌谝还饩€在不同時間反饋至各熒光激發(fā)裝置以及耦合裝置。
[0092]本發(fā)明的光源總成的實施例在工作中，光源1發(fā)射的第一光線入射到分光系統(tǒng)2的反射鏡21上，反射鏡21在不同的時間段把第一光線反射到不同的方向，第一光線101反射到R1熒光粉中，激發(fā)一種紅光，第一光線102反射到R2熒光粉中，激發(fā)另一種紅光，兩種紅光的波長不同，第一光線103反射到有G1熒光粉中，激發(fā)一種綠光，第一光線104反射到G2熒光粉中，激發(fā)另一種綠光，兩種綠光的波長不同，第一光線105直接入射進(jìn)入耦合裝置4，耦合裝置4將上述光線耦合入射到投影系統(tǒng)5中，投影系統(tǒng)5把光線投影到熒幕6上形成圖像。
[0093]旋轉(zhuǎn)的反射鏡21有助于控制器7的控制工作，控制器7與光源1連接，控制器7通過控制光源1的開關(guān)狀態(tài)，在反射鏡21的旋轉(zhuǎn)角度與速度已知的情況下，控制光源發(fā)出的第一光線的發(fā)光時刻就可以方便的控制熒光粉激發(fā)的第二光線的數(shù)量與種類。
[0094]具體來說通過光源1的開關(guān)狀態(tài)與反射鏡21的旋轉(zhuǎn)的配合，可使光源發(fā)出的光線入射到相應(yīng)的熒光粉，因此，可選擇被激發(fā)的熒光粉的數(shù)量與種類，以調(diào)整耦合裝置的入射光線的數(shù)量與種類。
[0095]實施例三
[0096]結(jié)合圖4所示，本發(fā)明的光源總成的實施例，其中，光源1為多個，多個光源1分別發(fā)出第一光線，熒光激發(fā)裝置3接收上述第一光線并激發(fā)出第二光線。
[0097]與此實施例相類似，本發(fā)明的光源總成的實施例的其他實施例中，光源1為多個，至少一個光源1將發(fā)出的第一光線射至熒光激發(fā)裝置并激發(fā)出第二光線，其他光源發(fā)出的第一光線射至耦合裝置。
[0098]實施例四
[0099]本實施例中，在不限定光源數(shù)量的情況下，熒光激發(fā)裝置3為八個，其分別為激發(fā)出四種綠色的熒光粉(例如激發(fā)出一種綠光的熒光粉G1、激發(fā)出另一種綠光的熒光粉G2、激發(fā)出第三種綠光的熒光粉G3、激發(fā)出第四種綠光的熒光粉G4，四種綠光的波長不同)以及分別激發(fā)出四種紅色的熒光粉(例如激發(fā)出一種紅光的熒光粉R1、激發(fā)出另一種紅光的熒光粉R2、激發(fā)出第三種紅光的熒光粉R3、激發(fā)出第四種紅光的熒光粉R4，四種紅光的波長不同)。
[0100]圖6示出了本發(fā)明的光源總成的實施例的CIE 1931色域圖，圖6中，B點、G1點和R1點，B點、G2點和R2點，B點、G3點和R3點，B點、G4點和R4點分別形成四個色域區(qū)域。
[0101]本發(fā)明的光源總成的實施例，藍(lán)光(第一光線)激發(fā)出等不同波長的紅光以及等不同波長的綠光，相比于實施例一，具有多波長顏色的光線能夠表現(xiàn)更加豐富的色彩，這些光線通過光纖耦合到投影系統(tǒng)中，由投影系統(tǒng)透射到熒幕上形成畫面。
[0102]如圖8所示，本發(fā)明的成像方法的一種實施例，包括:
[0103]產(chǎn)生第一光線；
[0104]將所述第一光線導(dǎo)入至熒光激發(fā)裝置，熒光激發(fā)裝置激發(fā)出第二光線，所述第一光線不包括顏色為紅、綠、藍(lán)三種顏色的任一種顏色的光線，所述第二光線包括顏色分別為紅、綠、藍(lán)三種顏色的光線；
[0105]將所述第二光線耦合為第三光線；
[0106]將所述第三光線引入投影系統(tǒng)，以使所述投影系統(tǒng)成像。
[0107]本發(fā)明的成像方法的實施例，其中，激發(fā)相同顏色波段的所述熒光激發(fā)裝置至少為兩個且不相同。
[0108]本發(fā)明的成像方法的實施例，其中，還包括:分析所述投影系統(tǒng)的圖像信號，根據(jù)所述圖像信號，通過控制光源發(fā)出第一光線的時間控制所述熒光粉激發(fā)的第二光線的數(shù)量與種類。
[0109]本發(fā)明的成像方法的一種實施例中具體包括:分析投影系統(tǒng)的圖像信號，根據(jù)圖像每一像素點在色域圖上的分布，通過控制光源發(fā)出第一光線的時間控制熒光粉激發(fā)的第二光線的數(shù)量與種類。
[0110]本發(fā)明的成像方法的另一實施例，包括:
[0111]產(chǎn)生第一光線；
[0112]將所述第一光線的一部分導(dǎo)入至熒光激發(fā)裝置，熒光激發(fā)裝置激發(fā)出第二光線；
[0113]所述第一光線包括顏色為紅、綠、藍(lán)三種顏色的一種或兩種的光線，所述第二光線包括顏色分別為紅、綠、藍(lán)三種顏色中不同于第一光線顏色中的兩種或一種的光線；
[0114]將所述第二光線以及第一光線的另一部份耦合為第三光線；
[0115]將所述第三光線引入投影系統(tǒng)，以使所述投影系統(tǒng)成像。
[0116]本發(fā)明的成像方法的另一實施例，其中，激發(fā)相同顏色波段的所述熒光激發(fā)裝置至少為兩個且不相同。多個熒光激發(fā)裝置中至少包括分別激發(fā)出兩種相同顏色波段的熒光激發(fā)裝置。
[0117]本發(fā)明的成像方法的另一實施例，其中，還包括:分析所述投影系統(tǒng)的圖像信號，根據(jù)所述圖像信號，通過控制光源發(fā)出第一光線的時間控制所述熒光粉激發(fā)的第二光線的數(shù)量與種類。
[0118]本發(fā)明的成像方法的另一實施例中具體包括:分析投影系統(tǒng)的圖像信號，根據(jù)圖像每一像素點在色域圖上的分布，通過控制光源發(fā)出的第一光線控制熒光粉激發(fā)的第二光線的數(shù)量與種類。
[0119]本發(fā)明的成像方法相比于現(xiàn)有的成像方法可以實現(xiàn)更廣的色域。
[0120]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種光源總成，其特征在于，包括: 光源，用于發(fā)出第一光線； 熒光激發(fā)裝置，接收光源發(fā)出的第一光線，并激發(fā)出第二光線； 耦合裝置，接收入射光線并將所述入射光線耦合為第三光線，所述入射光線至少包括紅、綠、藍(lán)三種顏色的光線，所述入射光線包括所述第二光線或所述入射光線包括第二光線和第一光線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源總成，其特征在于，所述第二光線至少包括顏色為紅、綠、藍(lán)三種顏色的任一種的光線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光源總成，其特征在于，所述第一光線不包括顏色為紅、綠、藍(lán)三種顏色的任一種顏色的光線，所述第二光線包括顏色分別為紅、綠、藍(lán)三種顏色的光線。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光源總成，其特征在于，所述第一光線包括顏色為紅、綠、藍(lán)三種顏色的一種或兩種的光線，所述第二光線包括顏色分別為紅、綠、藍(lán)三種顏色中不同于所述第一光線的顏色中的兩種或一種的光線，所述入射光線還包括所述光源發(fā)出的第一光線。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的光源總成，其特征在于，所述光源為一個，光源總成還包括分光系統(tǒng)，分光系統(tǒng)用于接收光源發(fā)出的第一光線并將所述第一光線在不同時間反饋至各所述熒光激發(fā)裝置或者所述分光系統(tǒng)用于接收光源發(fā)出的第一光線并將所述第一光線在不同時間反饋至各所述熒光激發(fā)裝置以及耦合裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光源總成，其特征在于，所述分光系統(tǒng)包括反射鏡以及驅(qū)動所述反射鏡的電機(jī)，所述電機(jī)用于驅(qū)動所述反射鏡旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的反射鏡在不同時間將所述第一光線分別反射至各所述熒光激發(fā)裝置或?qū)⑺龅谝还饩€在不同時間反饋至各所述熒光激發(fā)裝置以及耦合裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的光源總成，其特征在于，所述光源為多個，多個所述光源分別發(fā)出第一光線，所述熒光激發(fā)裝置接收所述第一光線并激發(fā)出所述第二光線。
8.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的光源總成，其特征在于，所述光源為多個，至少一個所述光源將發(fā)出的第一光線射至所述熒光激發(fā)裝置并激發(fā)出所述第二光線，其他所述光源發(fā)出的第一光線射至所述耦合裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源總成，其特征在于，每一入射光線通過光束整形系統(tǒng)進(jìn)入所述耦合裝置，所述光束整形系統(tǒng)包括沿光線傳播方向依次排列的透鏡組以及勻光棒。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光源總成，其特征在于，每一入射光線通過光束整形系統(tǒng)后經(jīng)過光強(qiáng)調(diào)節(jié)裝置進(jìn)入所述耦合裝置，所述光強(qiáng)調(diào)節(jié)裝置通過調(diào)節(jié)每一入射光線的強(qiáng)度控制第三光線的強(qiáng)度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源總成，其特征在于，所述熒光激發(fā)裝置為熒光粉。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光源總成，其特征在于，所述熒光激發(fā)裝置為多種熒光粉，多種所述熒光粉至少包括分別激發(fā)出兩種相同顏色波段的第二光線的熒光粉。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的光源總成，其特征在于，所述熒光粉為量子點熒光粉。
14.一種成像裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-13任一項所述的光源總成以及用于接收所述第三光線的投影系統(tǒng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的成像裝置，其特征在于，還包括控制器，所述控制器與所述光源連接，所述控制器通過控制光源的開關(guān)狀態(tài)以控制其發(fā)出的第一光線的發(fā)光時刻，以此控制所述熒光粉激發(fā)的第二光線的數(shù)量與種類。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的成像裝置，其特征在于，所述控制器與投影系統(tǒng)的信號輸入單元連接，所述控制器分析所述信號輸入單元的圖像信號，根據(jù)所述圖像信號控制光源的開關(guān)狀態(tài)。
17.—種成像方法，其特征在于，包括: 產(chǎn)生第一光線； 將所述第一光線導(dǎo)入至熒光激發(fā)裝置，熒光激發(fā)裝置激發(fā)出第二光線，所述第一光線不包括顏色為紅、綠、藍(lán)三種顏色的任一種顏色的光線，所述第二光線包括顏色分別為紅、綠、藍(lán)三種顏色的光線； 將所述第二光線耦合為第三光線； 將所述第三光線引入投影系統(tǒng)，以使所述投影系統(tǒng)成像。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的成像方法，其特征在于，激發(fā)相同顏色波段的所述熒光激發(fā)裝置至少為兩個且不相同。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的成像方法，其特征在于，還包括:分析所述投影系統(tǒng)的圖像信號，根據(jù)所述圖像信號，通過控制光源發(fā)出第一光線的時間控制所述熒光粉激發(fā)的第二光線的數(shù)量與種類。
20.一種成像方法，其特征在于，包括: 產(chǎn)生第一光線； 將所述第一光線的一部分導(dǎo)入至熒光激發(fā)裝置，熒光激發(fā)裝置激發(fā)出第二光線；所述第一光線包括顏色為紅、綠、藍(lán)三種顏色的一種或兩種的光線，所述第二光線包括顏色分別為紅、綠、藍(lán)三種顏色中不同于第一光線顏色中的兩種或一種的光線； 將所述第二光線以及第一光線的另一部份耦合為第三光線； 將所述第三光線引入投影系統(tǒng)，以使所述投影系統(tǒng)成像。
【文檔編號】F21V9/10GK104460208SQ201410850832
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月31日
【發(fā)明者】王歡, 楊鈺婷, 辛武根 申請人:合肥鑫晟光電科技有限公司, 京東方科技集團(tuán)股份有限公司