[发明专利]激发光源系统及投影设备

说明书

本发明公开了一种激发光源系统以及采用该激发光源系统的投影设备，无需采用现有产品的色轮和方棒等装置，通过设置中继系统、微透镜阵列、空间光调制器和散射粉阵列，使得各激发光经空间光调制器调制入射至射散射粉阵列并从所述射散粉阵列散射后经微透镜阵列收集后出射成像，实现了颜色及亮度均匀性较高的照明光照射，具有良好的用户体验。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别是涉及一种投影显示领域。

背景技术

目前，投影显示应用到生活当中的各个方面，其核心部分为空间光调制器。通常的空间光调制器有MEMS技术数字微镜器件DMD，HTPS LCD显示芯片和反射型LCD器件LCOS。根据投影系统中空间光调制器的数目不同，一般分为单片式和三片式投影系统。单片式投影系统以其结构简单，成本较低，占据了中低端市场的大部分。目前大多数的空间光调制器都是被动式，需要一个颜色及亮度均匀性较高的照明光照射。因此必须设计较为复杂的光学系统以及激发光源的组合来得到均匀且亮度足够的激发光源系统。以单片式DMD系统为例，激发光源需要时序地提供RGB的照明光。因此激发光源系统中需要时序开启的单色光或通过滤光片实现时序变化的透射波段。为了提供均匀的照明，激发光源系统中还必须提供方棒等匀光装置对光线进行均匀化处理。

如图1所示为现有的单片式DMD投影系统，半导体激光器激发光源101经过收集透镜102聚焦到旋转的色轮103上，色轮103为如图2所示的荧光粉色轮，经过色轮后形成时序上的红，绿，蓝三基色光，经过方棒104匀光后，再经过光中继系统入射到TIR棱镜105上，反射到DMD芯片106上进行调制，经过投影镜头107最终输出图像。激光激发荧光粉得到三基色荧光，受限于激发光的能量密度，荧光粉热饱和会导致激发光源亮度受限。

由于上述原因使得现有技术中的激发光源系统结构复杂度高，所占体积大，限制了镜头的后工作距离，影响了产品的性能。因此实有必要提供一种新的激发光源系统以解决上述问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种激发光源系统及投影方法，采用简单的系统即可以实现颜色及亮度均匀性较高的照明光照射，具有良好的用户体验。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种激发光源系统，所述激发光源系统包括：多个激发光源、中继系统、微透镜阵列、空间光调制器和显示系统，其中，

所述激发光源包括至少一个发出绿色激发光的绿光激光器、至少一个发出红色激发光的红光激光器以及至少一个发出蓝色激发光的蓝光激光器；

所述中继系统位于所述激发光的光路上，用于收集激发光源发出的各激发光；

所述微透镜阵列包括位于空间光调制器之前起到汇聚各激发光作用的第一微透镜阵列及第二微透镜阵列，所述第一微透镜阵列及所述第二微透镜阵列包括多个微透镜单元；

所述空间光调制器用于调制各激发光，所述各激发光经第一微透镜阵列入射所述空间光调制器；

所述显示系统为散射粉阵列，用于对各激发光进行散射；

所述激发光经空间光调制器调制入射至所述射散射粉阵列并从所述射散粉阵列散射后经所述第二微透镜阵列收集后出射成像。

优选的，所述空间光调制器包括用于调制不同激发光的多个像素单元，所述散射粉阵列包括多个散射粉单元，所述散射粉单元与所述像素单元一一对应。

优选的，所述激发光源系统包括所述激发光源和中继系统之间用于汇聚激发光的收集系统。

优选的，所述收集系统对各激发光进行聚焦后，各激发光在收集系统形成的焦点组成一第一焦平面，各所述激发光在所述第一焦平面上形成面分布。