CN1885095A - 多光源投影系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多光源投影系统及其光学模块，其包含光源、光源控制器、分色镜、液晶光阀、光结合组件以及投影镜组。其中，光源由第一发光组件及第二发光组件组成以提供第一色光及第二色光；光源控制器控制光源与液晶光阀同步作动；分色镜将第二色光分为第三色光及第四色光；液晶光阀个别地接收色光并传送至光结合组件；光结合组件结合第一、第三及第四色光将结合后之混合光投射至投影镜组形成光影像。该多光源投影系统能以较简单的结构实现较佳的性能，充分利用第二色光的效能，使第一、第三及第四色光的亮度比值符合最终高辉度白光所需的比例，提高了光能利用率。

Description

多光源投影系统

【技术领域】

本发明涉及一种投影系统，尤指一种多光源投影系统及其使用的光学模块。

【背景技术】

目前市场上常见的多媒体投影系统依照其所采用的光源来划分可分为：使用高效能灯泡(UHP，Ultra High Performance)的投影系统及使用LED发光二极管(Light Emitting Diode)的投影系统两种。

在使用高效能灯泡的投影系统中，高效能灯泡光源产生高能高热，具有很高的能量输出，可以很好的满足投影机对光通量的要求。但是采用这种光源也存在许多缺点，比如：能量消耗巨大，热量多且发热极为集中，灯泡短(一般寿命仅为1000～3000小时)且价格昂贵。另外，此种光源光通常为白色光，如需要处理彩色信号，投影系统还需安装分色装置，将白光分解为红、黄、蓝三种基色光后再进行处理加工。如果该光源发出的光在光谱分布上不满足色平衡的要求，通常还需要采用抑制强色光的方法，这会导致光能利用率的下降，而如果要提高光能利用率，三基色通常会采用尽可能大的光谱通道，但光谱通道越大，色彩越不鲜艳，这导致了此种光源在光能利用率和色彩鲜艳要求上的矛盾。上述原因都造成了投影机结构复杂，可靠性低。

与高效能灯泡光源相比，LED具有以下优点：寿命长(大于20，000小时)、成本低、发热少、耐冲击、波长可调等，且LED灯泡所占空间小，能减少投影系统所占有体积，满足产品轻、巧、小的消费需求。随着LED的技术成熟，以LED取代高效能灯泡为光源的投影系统已经成为未来不可避免的趋势。

目前常见的采用LED为光源的投影系统，如图1所示，大都使用独立的LED光源蓝、红、绿为基色光源。该投影系统包含蓝色LED102、绿色LED104、红色LED106、光合棱镜108及投影镜组110。由于该投影系统中该三基色光源发光亮度不一样，通常红色LED106单体亮度最高、绿色LED104次之、蓝色LED102则最低，因此，为了调和色平衡，投影系统必须在各LED102、104、106前设置一液晶光阀(未图示)以过滤掉大部份过强的红光及绿光，以配合蓝色光的最大亮度，这使得光能利用率被大大降低。

鉴于上述原因，本发明提出了一种新的多光源投影系统。

【发明内容】

本发明目的在于提供一种多光源投影系统，其能解决以使用LED为光源时所产生的色偏现象。

本发明之目的通过以下技术方案实现：多光源投影系统其包含光源、光源控制器、分色镜、液晶光阀、光结合组件以及投影镜组。其中，光源包含可提供第一色光及第二色光的第一发光组件及第二发光组件；光源控制器控制光源与液晶光阀同步作动；分色镜可将第二色光分为第三色光及第四色光；三个液晶光阀分别接收第一、第三及第四色光并将其分别传送至光结合组件；光结合组件结合第一、第三及第四色光并将结合后的混合光束投射至投影镜组以形成光影像。

本发明利用分色镜将一亮度较高的第二色光分解为第三、第四色光，使该第一、第三、第四色光的亮度比值符合最终混成白色光所需的比例，以获得色温更稳定的高辉度白光。与先前技术相比，本发明充分利用了第二色光的效能，因而能够得到比现有的LED投影系统更高的效能利用率，达到更高的效能。

【附图说明】

图1为现有技术中以LED为光源的投影系统的简易示图。

图2为依据本发明一较佳实施例的多光源投影系统的示意图。

【具体实施方式】

本发明利用分解高亮度光来配合低亮度光以实现光平衡的原理，将一高亮度黄绿光(第二色光)分解为亮度适宜的绿光(第三色光)以及红光(第四色光)，再与另一蓝光(第一色光)结合以产生色温稳定的白光。

请参考图2所示，本发明较佳实施例的一种多光源投影系统包含LED控制器202，可产生蓝光的第一LED204，可产生高亮度黄绿光的第二LED206，可将第二LED206产生的黄绿光分解为亮度适宜的绿光及红光的分色镜208，用以分别控制蓝光、红光及绿光的照射量及照射时间的第一液晶光阀210、第二液晶光阀212及第三液晶光阀214，用以结合前述红、绿、蓝三色光的光结合组件216，以及用以将经光结合组件216结合后的光影像投射至适当的投影位置上的投影镜组218。另外，该多光源投影系统还包括第一反射镜220及第二反射镜222分别被设置于第四色光的光路上，用以调适第四色光的光路。

LED控制器202为一种二极管的发光驱动器件，其可控制第一LED204及第二LED206发光，并可驱动第一LED204及第二LED206与第一、第二及第三液晶光阀210、212、214同步作动。第一LED202及第二LED204受驱动后分别产生第一色光(蓝色光)及第二色光(黄绿色光)。第一色光直接传导至第一液晶光阀210。第二色光光路上设有分色镜208。分色镜208将第二色光分解为第三色光(绿色光)及第四色光(红色光)。第三色光由该分色镜208反射进入第二液晶光阀212。第四色光透过分色镜208传导至第一反射镜220，再由第二反射镜222反射进入第三液晶光阀214。液晶光阀上有若干个可各别独立控制光穿透率的独立光阀(未图示)，在前述LED控制器202的控制下，独立光阀可依照最终合成影像所需的光成份与质量将各色光传送至光结合组件216。其中，第二液晶光阀210用以控制第一色光，第二液晶光阀212用以控制第三色光，第三液晶光阀214用以控制第四色光。光结合组件216结合第一色光、第三色光及第四色光以形成最终所欲显示的影像，并将结合后的混合光束投射至投影镜组218以形成光影像。

综上所述，本发明以一亮度较高的光源产生第二色光，再利用分色镜分成第三及第四色光，使第一、第三及第四色光的亮度比值符合最终色光所需的比例，以获得色温更稳定的高辉度白光。与现有技术相比，本发明能以较简单的结构实现较佳的性能，充分利用第二色光的效能，提高了光能利用率，同时，黄绿光分解得到的红光和绿光光谱通道小，能很好地实现色彩鲜艳的要求。

Claims (15)

1.一种多光源投影系统，包括LED控制器，可产生第一、第二色光的第一LED装置以及第二LED装置，用以结合色光以形成光影像的光结合组件；其特征在于：所述多光源投影系统还包括分色镜，所述分色镜设置于第二色光的路径上，可将该第二色光分为第三色光及第四色光。

2.如权利要求1所述的多光源投影系统，其特征在于：所述第一色光为蓝色光。

3.如权利要求1所述的多光源投影系统，其特征在于：所述第二色光为黄绿光，第三色光为绿光、第四色光为红光。

4.如权利要求1所述的多光源投影系统，其特征在于：所述光结合组件为光合棱镜。

5.如权利要求1所述的多光源投影系统，其特征在于：所述多光源投影系统还包含至少一个反射镜，该反射镜被设置在分色镜与光结合组件之间的色光的光路径上，用以调适色光的光路使其投射至光结合组件上。

6.如权利要求1所述的多光源投影系统，其特征在于：所述多光源投影系统还包含第一、第二及第三液晶光阀，分别设置于第一、第三、第四色光的路径上。

7.如权利要求6所述的多光源投影系统，其特征在于：所述第一、二及第三液晶光阀由多个独立光阀组成，该独立光阀可各别地控制其光线的穿透率，以控制其穿透光线的成份及质量。

8.一种光学模块，包括控制器，可分别提供第一色光以及第二色光的第一发光装置以及第二发光装置，用以结合色光以形成光影像的光结合组件，其特征在于：所述光学模块还包括分色镜，所述分色镜设置在第二色光的路径上，可将该第二色光分为第三色光及第四色光。

9.如权利要求8所述的光学模块，其特征在于：所述第一发光装置为蓝光二极管。

10.如权利要求8所述的光学模块，其特征在于：所述第二发光装置为黄绿光二极管。

11.如权利要求10所述的光学模块，其特征在于：所述第二色光经分光镜后分解的第三色光为绿光，第四色光为红光。

12.如权利要求8所述的光学模块，其特征在于：所述光学模块还包含第一、第二及第三液晶光阀，分别设置于第一、第三、第四色光的路径上。

13.如权利要求12所述的光学模块，其特征在于：所述第一、二及第三光阀组件由多个独立光阀组成，各独立光阀可分别的控制其光线的穿透率，以控制所穿透光线的成份及质量。

14.如权利要求13所述的光学模块，其特征在于：所述光结合组件设置在该第一色光、第三色光及第四色光之路径之交会处，结合第一、第三及第四色光形成光影像。

15.如权利要求8所述的光学模块，其特征在于：所述光学模块还包含至少一个反射镜，该反射镜被设置在分色镜与光结合组件之间的色光的光路径上，用以调适色光的光路使其投射至光结合组件上。

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