一種紅綠藍三色雷射投影光源及DLP雷射投影顯示裝置的製作方法
2023-05-21 10:17:07 1
本發明涉及雷射投影技術領域，尤其涉及一種紅綠藍三色雷射投影光源及DLP雷射投影顯示裝置。
背景技術：
現有的投影系統照明所使用的超高壓汞燈、金屬滷化物燈、氙燈、滷素燈、LED光源、藍光雷射激發銀光粉光源等這些光源的發光強度及光譜均受到發光物質及其狀態的限制，呈現出連續或者是帶狀光譜的特徵。除LED光源為光源生產出來後，光源的白場坐標就被固定，無法很好的滿足後期白場色坐標實時調整需求。LED光源能滿足後期白場色坐標實時調整需求，但LED光源本身亮度低且利用率不高，因此很難滿足中高亮度的光源需求。且所有光源的色彩飽和度偏低，不能更好的還原圖像。目前現有的技術通常採用在視頻信號處理上調整光源的亮度，也是以犧牲對比度和色彩飽和為代價來提高白場的亮度。所以，雖然這些技術可能將圖像色彩柔和化及亮度提高，但是圖像的整體質量卻下降了，圖1是現有投影光源和雷射光源的色彩飽和對比。
近年來，隨著雷射發光二極體技術的成熟，也有人嘗試通過用發光二級光作為投影顯示光源。
技術實現要素：
本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種紅綠藍三色雷射投影光源及DLP雷射投影顯示裝置。
本發明的技術方案如下：本發明提供一種紅綠藍三色雷射投影光源及DLP雷射投影顯示裝置，包括紅光雷射光源裝置、綠光雷射光源裝置、藍光雷射光源裝置、液冷板、耦合模塊、冷卻裝置和反射裝置，所述紅光雷射光源裝置、所述綠光雷射光源裝置和所述藍光雷射光源裝置均勻排列安裝於所述液冷板上，所述紅光雷射光源裝置、所述綠光雷射光源裝置和所述藍光雷射光源裝置的上端處於同一平面內，且光源發射方向設置有所述耦合模塊，所述耦合模塊的另一側設置有所述反射裝置，所述液冷板上設置有冷卻裝置。
本發明優選的，所述紅光雷射光源裝置包括紅光雷射光源、紅光反射鏡、紅光光源模塊和紅光分色鏡，所述紅光光源模塊安裝於所述液冷板的一側，所述紅光反射鏡的數量與所述紅光雷射光源相適配，且包括多個，均勻排列設置於所述紅光光源模塊上，所述紅光分色鏡安裝於所述紅光光源模塊的上方，所述紅光雷射光源發射紅光通過所述紅光反射鏡反射到所述紅光分色鏡上。
本發明優選的，所述綠光雷射光源裝置包括綠光雷射光源、綠光反射鏡、綠光光源模塊和綠光分色鏡，所述綠光光源模塊安裝於所述液冷板的中部，所述綠光反射鏡的數量與所述綠光雷射光源相適配，且包括多個，均勻排列設置於所述綠光光源模塊上，所述綠光分色鏡安裝於所述綠光光源模塊的上方，所述綠光雷射光源發射綠光通過所述綠光反射鏡反射到所述綠光分色鏡上。
本發明優選的，所述藍光雷射光源裝置包括藍光雷射光源、藍光反射鏡、藍光光源模塊和藍光分色鏡，所述藍光光源模塊安裝於所述液冷板的另一側，所述藍光反射鏡的數量與所述藍光雷射光源相適配，且包括多個，均勻排列設置於所述藍光光源模塊上，所述藍光分色鏡安裝於所述藍光光源模塊的上方，所述藍光雷射光源發射藍光通過所述藍光反射鏡反射到所述藍光分色鏡上。
本發明優選的，所述紅光分色鏡、所述綠光分色鏡和所述藍光分色鏡處於同一平面上。
本發明優選的，所述耦合模塊包括第一耦合鏡、第一光棒、馬達、第二耦合鏡和第二光棒，所述第一耦合鏡安裝於所述藍光分色鏡的一端，所述馬達安裝於所述第一耦合鏡的另一端，其中空軸上設置有所述第一光棒，所述第一光棒的一端與所述第一耦合鏡連接，另一端與所述第二耦合鏡的一端連接，所述第二耦合鏡的另一端設置有所述第二光棒。
本發明優選的，所述反射裝置包括反射鏡、鏡頭和屏幕，所述反射鏡傾斜設置於所述第二光棒的另一端，所述反射鏡的正下方設置有所述鏡頭，所述鏡頭的正下方設置有所述屏幕。
本發明優選的，所述冷卻裝置包括傳導管、第一換熱器、第二換熱器、恆溫控制器、控溫換熱裝置和水泵，所述液冷板的一端通過所述傳導管與所述第一換熱器的一端連接，所述第一換熱器的另一端通過所述傳導管與所述恆溫控制器的一端連接，所述恆溫控制器的另一端串聯所述水泵後與所述液冷板的另一端連接，所述恆溫控制器的一側設置有所述控溫換熱裝置。
本發明優選的，所述馬達為無刷電動馬達，其頻率為30～300Hz。
本發明優選的，所述液冷板中嵌有導流通道，所述導流通道的非光源面覆蓋有隔熱膜。
本發明優選的，所述傳導管為高壓塑膠水管或高壓金屬水管，所述傳導管的外壁上覆蓋有隔熱膜。
本發明的有益效果如下：
採用上述方案，本發明不僅提高了光源亮度及光能的有效利用率，而且成功解決了雷射光源的不均勻性和散斑問題，避免了因局部光能量過度集中造成對後端成像系統的損毀。此外，本發明同時具有廣色域、長壽命、環保節能等特點，在投影顯示領域有很高的使用價值。
附圖說明
圖1為本發明背景技術中不同的光源的投影系統色域對比圖；
圖2為本發明所述一種紅綠藍三色雷射投影光源及DLP雷射投影顯示裝置的結構示意圖；
圖3為本發明單色雷射模組輸出光斑示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例，對本發明進行詳細說明。
請參閱圖2和圖3，本發明提供一種紅綠藍三色雷射投影光源及DLP雷射投影顯示裝置，包括紅光雷射光源裝置、綠光雷射光源裝置、藍光雷射光源裝置、液冷板600、耦合模塊、冷卻裝置和反射裝置，紅光雷射光源裝置、綠光雷射光源裝置和藍光雷射光源裝置均勻排列安裝於液冷板600上，紅光雷射光源裝置、綠光雷射光源裝置和藍光雷射光源裝置的上端處於同一平面內，且光源發射方向設置有耦合模塊，耦合模塊的另一側設置有反射裝置，液冷板600上設置有冷卻裝置，液冷板600中嵌有導流通道(圖中未示出)，導流通道的非光源面覆蓋有隔熱膜(圖中未示出)。
如圖1所示，紅光雷射光源裝置包括紅光雷射光源100、紅光反射鏡101、紅光光源模塊102和紅光分色鏡103，紅光光源模塊102安裝於液冷板600的一側，紅光反射鏡101的數量與紅光雷射光源100相適配，且包括多個，均勻排列設置於紅光光源模塊102上，紅光分色鏡103安裝於紅光光源模塊102的上方，紅光雷射光源100發射紅光通過紅光反射鏡101反射到紅光分色鏡103上。
如圖1所示，綠光雷射光源裝置包括綠光雷射光源200、綠光反射鏡201、綠光光源模塊202和綠光分色鏡203，綠光光源模塊202安裝於液冷板600的中部，綠光反射鏡201的數量與綠光雷射光源200相適配，且包括多個，均勻排列設置於綠光光源模塊202上，綠光分色鏡203安裝於綠光光源模塊202的上方，綠光雷射光源200發射綠光通過綠光反射鏡反射到綠光分色鏡203上。
如圖1所示，藍光雷射光源裝置包括藍光雷射光源300、藍光反射鏡301、藍光光源模塊302和藍光分色鏡303，藍光光源模塊302安裝於液冷板600的另一側，藍光反射鏡301的數量與藍光雷射光源200相適配，且包括多個，均勻排列設置於藍光光源模塊302上，藍光分色鏡303安裝於藍光光源模塊302的上方，藍光雷射光源200發射藍光通過藍光反射鏡301反射到藍光分色鏡303上。
如圖1所示，本發明優選的，紅光分色鏡103、綠光分色鏡203和藍光分色鏡303處於同一平面上。
如圖1所述，耦合模塊包括第一耦合鏡400、第一光棒401、馬達402、第二耦合鏡403和第二光棒404，第一耦合鏡400安裝於藍光分色鏡303的一端，馬達402安裝於第一耦合鏡400的另一端，其中空軸上設置有第一光棒401，第一光棒401的一端與第一耦合鏡400連接，另一端與第二耦合鏡403的一端連接，第二耦合鏡403的另一端設置有第二光棒404，馬達402為無刷電動馬達，其頻率為30～300Hz。
如圖1所述，反射裝置包括反射鏡500、鏡頭501和屏幕502，反射鏡500傾斜45°角設置於第二光棒404的另一端，反射鏡500的正下方設置有鏡頭501，鏡頭501的正下方設置有屏幕502。
如圖1所述，冷卻裝置包括傳導管601、第一換熱器602、第二換熱器603、恆溫控制器604、控溫換熱裝置605和水泵606，液冷板600的一端通過傳導管601與第一換熱器602的一端連接，第一換熱器602的另一端通過傳導管600與恆溫控制器604的一端連接，恆溫控制器604的另一端串聯水泵606後與液冷板600的另一端連接，恆溫控制器604的一側設置有控溫換熱裝置605，傳導管601為高壓塑膠水管或高壓金屬水管，傳導管601的外壁上覆蓋有隔熱膜(圖中未示出)。
本發明的工作原理如下：
如圖3所示，為紅光雷射光源100的波長為635nm、綠光雷射光源200的波長為520nm、藍光雷射光源300的波長為450nm的輸出長方形光斑圖，通過紅光分色鏡103、綠光分色鏡203和藍光分色鏡303合成不均勻的白光，通過第一耦合鏡400把不均勻的白光耦合到第一光棒401中，第一光棒401內嵌到高速中空馬達402中，工作過程中，光線通過高速旋轉的第一光棒401，實現了在統一空間不同時間段的不同光能量的疊加，來最大程度上實現了出光光斑的均勻性，根據實際雷射光源數量來選擇是否在第二耦合鏡403上添加勻化片，然後通過第二耦合鏡403耦合到第二光棒404，通過第二光棒404的整形輸出給單DLP投影機成像系統。
採用上述方案，本發明不僅提高了光源亮度及光能的有效利用率，而且成功解決了雷射光源的不均勻性和散斑問題，避免了因局部光能量過度集中造成對後端成像系統的損毀。此外，本發明同時具有廣色域、長壽命、環保節能等特點，在投影顯示領域有很高的使用價值。
以上僅為本發明的較佳實施例而已，並不用於限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。