[发明专利]红外照明投影仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种红外照明投影仪，更具体地，涉及一种采用红外激光器照射上转换材料产生三基色照明光的投影仪。

背景技术

投影仪是一种可以将图像或视频投射到幕布上的设备，广泛应用于家庭、办公室、学校和娱乐场所。一套完整的投影仪包括照明系统、投影片、成像光学系统、投影屏幕以及辅助电路组成。投影片的工作方式分为CRT，LCD，LCoS，DLP等不同类型。照明系统中的光源是投影仪唯一的消耗材料，是选购投影机时必须考虑的重要因素。目前投影机普遍采用的是传统光源：金属卤素灯泡、UHE灯泡、UHP灯泡等。现在，这种光源技术很成熟，却有致命的三个缺点：

A、含有重金属，对环保不利；

B、光源寿命短，而且随着单灯功率的提升，寿命还要大幅缩减；

C、结构所致，高温高压的结构有破碎的可能。

在民用中，投影仪灯泡损坏无法使用的现象时有发生，再加上灯泡寿命短，经常更换灯泡不但会带来经济损失，而且大大浪费了用户的时间和精力。特别是换灯需要一定的技术基础，对普通用户来说难度很大。

为了克服传统光源的缺点，激光光源作为一种新型技术被引入投影仪中。首先，激光光源寿命长，在正常模式下工作，高压汞灯只有3000小时的使用寿命，而激光光源可以达到20000小时以上。其次，功耗大幅降低，激光光源功耗只有传统光源的一半。第三，由于激光线宽窄，色彩饱和度高，能够实现的色域广。再有，激光是一种冷光源，不需要体积庞大的风扇散热，因此激光投影仪的噪声更小。

目前投影仪可采用的激光光源技术主要包括：

1、三色固体激光器。其直接采用半导体泵浦或灯泵浦固体激光器。由于目前的固体激光器需要倍频或三倍频晶体才能产生绿光和蓝光，成本过高，而且体积降不下来；

2、三色半导体激光器。大功率的蓝光半导体激光器价格昂贵，寿命较短；而且绿光半导体激光器目前技术尚未成熟，难以商用化；

3、半导体激光器结合LED。三基色采用不同方式实现，一般蓝光采用半导体激光，绿光采用固体激光，红光采用LED。这种折中方式并不能完全展示激光显示的优势。

上转换材料是一种把长波长光转换为短波长光的技术，目前上转换材料已经可以实现红外激发产生红、绿、蓝三基色光输出。如果采用红外半导体激光激发不同的上转换材料，就能够产生投影仪需要的三基色。由于红外半导体激光器技术已经非常成熟，大功率阵列式输出的技术难题也已经攻克，成本也控制到了商用化水平，而上转换材料工艺也已成熟，大批量制作的成本可以大幅度降低，因此，利用红外半导体激光激发上转换材料产生三基色完全可以实现。另外，由于稀土掺杂上转换材料的发光为稀土原子发光，其发光谱线很窄，可以达到几个纳米，小于LED的几十纳米的光谱线宽，因此，仍保持了激光显示色彩饱和度高，显示色域广的优势。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用红外激光照射上转换材料来实现三基色，从而实现激光显示投影仪的技术，是一种利用红外激光作为照明光源的投影仪。

为达到上述目的，本发明采用以下方案：

一种红外照明投影仪，其由光源模块、照明模块、投影片模块、投影光学模块、色彩测量模块和电路控制模块组成；其中，光源模块产生红绿蓝三基色光，光源模块连接到照明模块，光源模块受电路控制模块控制；照明模块对光源模块发射的三种颜色光分别匀光，照明模块投射到投影片模块；投影片模块的初始显示传递到投影光学模块，投影光学模块把成像到投影屏；色彩测量模块对照明模块输出的匀化后的光进行色彩测量，比较其与白光的差别，并把结果输入到电路控制模块；电路控制模块接收色彩测量模块输出的数据，并依此数据控制光源模块。

在一些实施例中，所述光源模块由红外激光阵列和上转换片阵列组成，上转换片阵列由三种上转换材料组成，分别实现红外到红光、绿光和蓝光的转换；每种材料做成一种上转换片，上转换片按照红、绿、蓝间隔排成阵列。

在一些实施例中，所述光源模块中红外激光采用980nm或808nm激光；投影片模块实现要投影图像的初始显示；投影光学模块实现把投影片模块上显示的图像成像到投影屏。

在一些实施例中，所述光源模块中上转换材料采用氧化物、氟化物或硫化物稀土掺杂。

在一些实施例中，所述投影片模块采用LCD、coS和DLP方式之一，主要实现要投影图像的初始显示。

在一些实施例中，所述色彩测量模块采用光电二极管加三色滤光片实现。