用于投影装置的光模块的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于具有LARP模块的投影装置的光模块，其中尤其将在黄色的波长范围中发射的发光材料用于发光材料。由发光材料发出的辐射借助于偏振分束器分成s偏振的和p偏振的分量。s偏振的分量借助于二向色分束器又分为绿色的和红色的分量。这些分量分别导向工业用激光光束分析仪的LCD面板。工业用激光光束分析仪的另外的LCD面板借助在蓝色的波长范围中发射的激光装置的辐射来触发。因此，在工业用激光光束分析仪的输出端处提供p偏振的RGB信号。所述信号被引导到偏振分束器处，在那所述辐射与之前穿过LCD面板的在黄色的波长范围中的p偏振的辐射叠加。因此，在输出端处提供RGBY信号，其中在没有集光率损耗的情况下对发光材料的所有输出辐射进行转换。
【专利说明】3引导到第一 1X0面板上。？偏振的光分量的光通量。红色的光通量落到第二 1X0面色的光通量落到第四1X0面板上。落到相堤供的图像数据来调制并且随后借助于两I# 8偏振的光分量随后再次与红色的、绿色后投影到屏幕上。
厂两个偏振分束器以外还需要四个二向色定的应用是不期望的。此外，从提到的文献I不能够用于特定的应用，例如在移动电话
段的光模块进行改进，使得所述光模块能够、激光装置、转换装置和二向色分束器组成的光模块中空间地叠加，而集光率不会变差。因此，所有的由光源产生的光能够在集光率保持不变的情况下使用。此外，在根据本发明的光模块中得出至今未知的灵活性:例如借助过强(仙虹“如社)的黄色连同过强的蓝色能够产生白色的、即无色的或非彩色的光部分以用于提高光流这尤其能够以有益的方式使用在数据投影和视频投影中。
[0008]如已经提到的那样，特别有利的是，第二激光装置是至少一个第一激光装置中的至少一个。至少一个第一激光装置尤其能够是激光装置的矩阵，所述矩阵作为结果放射部分偏振的光。所述激光装置中的一个或多个能够形成第二激光装置，例如通过继续使用在转换装置饱和时穿过所述转换装置的辐射。
[0009]替选地，第二激光装置能够由与第一激光装置不同的激光装置构成。当在选择蓝色通道的光谱时期望更大的自由度时，这尤其是有利的。例如，转换装置能够在440=0的波长下被激发，而第二激光装置提供在46011111的波长下的辐射。优选的是，在穿过第一偏振分束器的辐射的光路中设置有第二转向装置，所述第二转向装置设计为:将穿过第一偏振分束器的辐射转向到第二偏振分束器上。优选地，第一转向装置包括串联接入的第一转向镜和第二转向镜。以这种方式，能够将相应的光流引导到工业用激光光束分析仪的第二输入端上。
[0010]第二转向装置也优选包括串联接入的第一转向镜和第二转向镜。这能够实现将穿过第一偏振分束器的光流导向到第二偏振分束器上。
[0011]在根据本发明的光模块的一个变型形式中，对于不同的光谱部分提供同样长的射束路径。尤其地，从各个1X0面板到设置在射束组合装置的下游的物镜的各个射束路径是同样长的，使得通过所述物镜能够将全部四个色彩分量清晰地投影到屏幕上。这通过下述方式实现:第一转向装置包括第一转向镜，其中在穿过第二二向色分束器的辐射的光路和工业用激光光束分析仪的第一输入端中设置有第三转向装置，所述第三转向装置优选包括转向镜。
[0012]优选地，在该变型形式中，第二转向装置同样包括转向镜。
[0013]那么，全部四个色彩分量通过设置在射束组合装置的下游的物镜的清晰成像的上述优点尤其能够在下述情况下实现:第一二向色分束器、第二二向色分束器、第一转向装置、第二转向装置、第三转向装置和工业用激光光束分析仪相对于彼此设置为，使得下述距离在+/-10%、尤其+/-0%的范围中是相等的:在第一二向色分束器中开始、经由第一输入端射入到工业用激光光束分析仪中、穿过工业用激光光束分析仪并且在其输出端处射出、直至第二偏振分束器的光路的距离；然后，在第一二向色分束器中开始、经由第二输入端射入到工业用激光光束分析仪中、穿过工业用激光光束分析仪并且在其输出端处射出、直至所述第二偏振分束器的光路的距离；以及最后在第一二向色分束器中开始、经由第二转向装置直至第二偏振分束器的光路的距离。
[0014]本发明也能够用于产生30投影。在本文中，第一光学单元由第二二向色分束器、工业用激光光束分析仪、第一转向装置以及第二激光装置构成，其中设有这种类型的第二光学单元，其中在第二输入端的上游接入的1X0面板是第四1X0面板，其中第二光学单元设置在第二转向装置和第二偏振分束器之间的光路中。因此，借助于第一光学单元能够实现限定第一色彩空间，而第二光学单元限定第二色彩空间。因此，通过使用偏光眼镜能够为用户提供30视图。[0015]对于所有的实施例优选的是，转换装置包含具有在黄色的波长范围中的主导波长的发光材料。以这种方式，能够通过借助于在蓝色的波长范围中发射的至少一个激光装置进行激发来产生在红色的、绿色的以及黄色的波长范围中的光谱部分。根据本发明，在黄色的光谱范围中的主导波长包括下述光谱，所述光谱也具有在绿色的和红色的波长范围中的光谱部分。
[0016]因此，在本文中优选地，第一子波长范围在绿色的波长范围中并且第二子波长范围在红色的波长范围中，或反之亦然。对于替选的实施例而言，转换装置也能够包含至少一种发光材料，所述发光材料包括在绿色的和/或红色的波长范围中的主导波长。以这种方式，例如在投影中产生更深色的绿色部分和/或红色部分是可能的。但是通常，也能够是发光材料的混合物的发光材料构成为，使得能够将已转换的辐射分为绿色的和红色的子波长范围。
[0017]在根据本发明的光模块的光源内，第一二向色分束器能够构成为对于由至少一个第一激光装置发出的辐射是透射的或者是反射的并且对于由转换装置发出的辐射是反射的或者是透射的。最后，发光材料能够设置在色轮上，其中色轮具有缝隙或透明的部位，使得能够特别简单地实现:将至少一个第一激光装置用作第二激光装置。在本文中，也能够提出，第一激光装置例如是多个激光装置的矩阵，其中这些激光装置的一个子集代表第一激光装置并且所述矩阵的另一个子集代表第二激光装置。在此，子集也能够重合，甚至是相同的。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]现在，在下文中，参考附图详细描述本发明的实施例。附图示出:
[0019]图1示出根据本发明的光模块的第一实施例的示意图；
[0020]图2示出根据本发明的光模块的第二实施例的示意图；以及
[0021]图3示出根据本发明的光模块的第三实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0022]在不同的实施例中，对相同的或起相同作用的器件使用相同的附图标记。因此，为了概览性，所述附图标记仅被引入一次。同样由于概览性的原因，在附图中没有示出准直装置，尽管如此，如对本领域技术人员显而易见的，所述准直装置存在于多个部位。
[0023]图1示出用于投影装置的根据本发明的光模块10的第一实施例。所述光模块包括光源12，所述光源在此就其而言包括激光装置1?，所述激光装置设计为发出在蓝色的、优选在44011111和46011111之间的波长范围中的辐射。所述辐射经由二向色镜163导向发光材料18，所述二向色镜构成为对于在蓝色的波长范围中的辐射是透射的，所述发光材料在通过在蓝色的波长范围中的辐射进行激发时发射在黄色的、优选在55011111和57011111之间的波长范围中的辐射。[0024]发光材料18构成为是反射的，也就是说设置在作为衬底的镜上。就此而言，由发光材料18发射的辐射又反向射到二向色镜163上，在那里现在所述辐射反射并且转向到偏振分束器203上。在上文的定义的范围中，所述辐射部分偏振。如果对于第一激光装置1?和第二激光装置1仙使用单独的激光装置或激光装置的矩阵，那么特别优选的是，激光装置1?或激光装置1?的矩阵发射在大约440=0的辐射，而激光装置1仙或激光装置1仙的矩阵优选发射在46011111的波长范围中的辐射。
[0025]在二向色镜163和偏振分束器203之间设有用于将由发光材料18发出的辐射均匀化的均化器19。偏振分束器203在其输出端处提供第一偏振分量、在此为8偏振的分量以及第二偏振分量、在此为？偏振的分量。8偏振的分量借助于二向色分束器分成在第一子波长范围中的分量以及在第二子波长范围中的分量。第一子波长范围在此是绿色的波长范围，而第二子波长范围在此是红色的波长范围。
[0026]光模块10包括工业用激光光束分析仪22，所述工业用激光光束分析仪具有第一输入端2?、第二输入端2仙以及第三输入端2?和输出端26。这种工业用激光光束分析仪22通常也称为1X0光引擎在第一输入端2?的上游接入第一 1X0面板28^在第二输入端2仙的上游接入第二 1X0面板2?并且在第三输入端的上游接入第三1X0面板280。要指出的是，偏振通过具有交叉过滤器的1X0面板转动90。。因此，通过在光模块10中使用的1X0面板，由施加在输入端处的8偏振的辐射得出？偏振的辐射并且反之亦然。在此，在绿色的波长范围中的辐射被引导到第一 1X0面板2?上，在红色的波长范围中的辐射在使用两个转向镜30^306的情况下被引导到第二 1X0面板2?上。在蓝色的波长范围中的辐射又被引导到第三1X0面板28(3上，为此能够设有第二激光装置14匕在此，第二激光装置能够是单独的激光装置，即与第一激光装置1?分开的激光装置。然而，第二激光装置1仙也能够通过下述方式实现:当由第一激光装置1?发出的辐射以使得发光材料18饱和、也就是说不再能够对其他的辐射部分进行转换的量来发出时，使用所述辐射。此外，替选地，发光材料18能够安装在发光轮上，其中发光轮能够具有透明的区域、尤其是无材料的缝隙，使得由激光装置1?发出的辐射部分在发光轮的特定的位置中不用于转换进而可供用于触发1X0面板28匕
[0027]在本文中，要指出的是，激光装置1?能够作为多个激光装置的矩阵来实现，其中根据发光轮的位置，所述矩阵的不同的激光装置能够运行。就此而言，能够将矩阵的与用于实现激光装置1?不同的子集用于实现激光装置14匕发光材料18的借助于激光装置1?的激发也以术语激光激发的远程磷光体0611101:6)已知。因此，在工业用激光光束分析仪22的输出端26处提供1--信号。由于每个1X0面板2&1、28^280对通过视频信号提供的图像数据进行调制，因此在工业用激光光束分析仪22的输出端26处提供用于投影的如8图像。
[0028]在此]3偏振的第二偏振分量经由两个另外的转向镜30(^30(1导向第四1X0面板24(1。在本实施例中，所述分量由于发光材料18的选择而提供在黄色的波长范围中的辐射部分。特别适合于此的发光材料以术语钇铝石榴石:铈例如以实施形式(^0.96^0.04)3^13.756^.250:2已知。当在工业用激光光束分析仪22的输出端26处的辐射是？偏振期间，在1X0面板24(1的输出端处的辐射是8偏振的。这能够在没有集光率的损耗的情况下借助于偏振分束器206来实现所述两个辐射部分的叠加。因此，在偏振分束器206的输出端处提供1^81信号，例如为能够经由物镜32投影到屏幕34上的图像信息。
[0029]如对于本领域技术人员显而易见的是，在图1中示出的实施例中，显然也能够正好相反地选择相应的偏振。发光材料18也能够是发光材料的混合物，尤其用于将由激光装置1?发出的辐射转换为绿色的和/或红色的波长范围。[0030]通过选择适合的发光材料18，尤其选择其在转换之后的输出信号的光谱分布，以及选择二向色镜166的波长相关的反射率，在红色、绿色和黄色的通道中的光流和色度坐标能够相互协调。
[0031]在图2中示出的实施例中，红色的辐射分量经由转向镜303转向到1X0面板286上，而绿色的辐射分量经由转向镜306转向到1X0面板2?上。黄色的辐射分量经由转向镜30。转向到1X0面板24(1上。因此,三个福射分量中的每个福射分量从偏振分束器20^1开始直至相应地相关联的1X0面板都经历刚好一次转向。这能够实现将各个分量的射束路径构成为同样长的，尤其将在各个1X0面板和物镜32之间的距离构成为同样长的。尤其，下述光路关于其距离是相等的:在二向色分束器163中起始、经由第一输入端2?射入到工业用激光光束分析仪22中、穿过工业用激光光束分析仪22并且在其输出端26处射出直至偏振分束器206的光路的距离；然后，在二向色分束器163中起始、经由第二输入端2仙射入到工业用激光光束分析仪22中、穿过工业用激光光束分析仪22并且在其输出端26处射出直至偏振分束器206的光路的距离；以及最后在二向色分束器163中起始、经由第二转向装置30^直至偏振分束器206的光路的距离。由此，甚至在使用简单的进而低成本的光学装置32的情况下下就能够在屏幕34上实现清晰的图像。
[0032]在图3中示出的实施例中，第一光学单元36-1由二向色分束器1661、工业用激光光束分析仪22-1、转向镜30^11、30131以及第二激光装置1仙1构成。这种类型的第二光学单元36-2包括二向色分束器1662、工业用激光光束分析仪22-2、转向镜3032、30132以及第二激光装置1仙2。
[0033]在工业用激光光束分析仪22-1的输出端26-1处提供的信号经由转向镜30(1转向到投影分束器206上，而工业用激光光束分析仪22-2的输出信号26-2被直接地引导到偏振分束器206处。输出信号包括两个色彩空间，其中第一色彩空间由第一光学单元36-1限定并且第二色彩空间 由第二光学单元36-2限定。在使用偏光眼镜的情况下能够将投影在屏幕34上的图像感觉为30视图。
【权利要求】
1.一种用于投影装置的光模块(10),所述光模块包括: -至少一个光源(12),所述光源设计为发出部分偏振的辐射；以及 -第一偏振分束器(2()3),所述偏振分束器设置在由至少一个所述光源(12)发出的辐射的光路中，其中所述偏振分束器(20?)设计为:在第一输出端处提供第一偏振(8偏振)的辐射并且在第二输出端处提供第二偏振偏振)的辐射； 其特征在于， 所述光源(12)包括: -至少一个第一激光装置(14》，所述第一激光装置设计为发出在蓝色的波长范围(8)中的辐射； -转换装置(18),所述转换装置设置在由至少一个所述第一激光装置(1?)发出的辐射的光路中，其中所述转换装置(18)包含至少一种发光材料并且设计为:在通过至少一个所述第一激光装置(1?)的辐射激发时，发出在能预设的波长范围(0中的辐射；以及 -第一二向色分束器(163),所述第一二向色分束器设置在至少一个所述第一激光装置(1?)和所述转换装置(18)之间的光路中，其中所述第一二向色分束器(163?构成为用于:将由至少一个所述第一激光装置(1?)发出的辐射与由所述转换装置(18)发出的辐射分开 其中所述光模块(10)还包括: -第一工业用激光光束分析仪(22),所述第一工业用激光光束分析仪具有第一输入端(2?)、第二输入端(246)和第三输入端(2?)以及输出端(26),其中所述工业用激光光束分析仪(22)设置在于所述第一偏振分束器(203)的所述第一输出端处提供的辐射的光路中，其中在所述工业用激光光束分析仪(22)的所述第一输入端(2?)的上游接入第一 1X0面板(2?)，在所述工业用激光光束分析仪(22)的所述第二输入端(246)的上游接入第二1X0面板(2?)并且在所述工业用激光光束分析仪(22)的所述第三输入端(2?)的上游接入第三1X0面板(280)； -第二二向色分束器(166),所述第二二向色分束器设置在所述第一偏振分束器(20?)的所述第一输出端和所述工业用激光光束分析仪(22)的所述第一输入端(2?)之间，其中所述第二二向色分束器(166)构成为对于在所述能预设的波长范围的第一子波长范围((0中的辐射是透射的并且对于在所述能预设的波长范围的第二子波长范围(10中的辐射是反射的； -第一转向装置，所述第一转向装置设计为:将由所述第二二向色分束器(166)反射的辐射转向到所述工业用激光光束分析仪(22)的所述第二输入端(246)处； -第二激光装置(1410,所述第二激光装置设计并且设置为:将在蓝色的波长范围(8)中的线性偏振的辐射发出到所述工业用激光光束分析仪(22)的所述第三输入端(2?)处；以及 -至少一个第四1X0面板(24(1),所述第四1X0面板设置在穿过所述第一偏振分束器(20^)的辐射的光路和第二偏振分束器(206)之内，其中所述第二偏振分束器(206)设置为:将在所述工业用激光光束分析仪(22)的所述输出端(26)处提供的辐射至少和穿过所述第四1X0面板(24(1)的辐射叠加。
2.根据权利要求1所述的光模块(10),其特征在于， 所述第二激光装置(140是至少一个所述第一激光装置(1?)中的至少一个。
3.根据权利要求 其特征在于， 在穿过所述第一偏振分束器(2()8)的辐射的光路中设置有第二转向装置(30(:, 30(0，所述第二转向装置设计为:将穿过所述第一偏振分束器(203)的辐射转向到所述第二偏振分束器(206)上。
4.根据上述权利要求中的任一项所述的光模块(10), 其特征在于， 所述第一转向装置包括串联接入的第一转向镜(303)和第二转向镜(301^)0
5.根据权利要求4所述的光模块(10), 其特征在于， 所述第二转向装置包括串联接入的第一转向镜(300和第二转向镜(30(1)0
6.根据权利要求1至3中的任一项所述的光模块(10), 其特征在于， 所述第一转向装置包括第一转向镜(3(^),其中在穿过所述第二二向色分束器(166)的辐射的光路和所述工业用激光光束分析仪(22)的所述第一输入端(2?)中设置有第三转向装置，所述第三转向装置优选包括转向镜。
7.根据权利要求6所述的光模块(10), 其特征在于， 所述第二转向装置包括转向镜(30(:)0
8.根据权利要求6或7所述的光模块(10), 其特征在于， 所述第一二向色分束器(163),所述第二二向色分束器(1613),所述第一转向装置、所述第二转向装置、所述第三转向装置和所述工业用激光光束分析仪(22)相对于彼此设置为，使得下述距离在—广10%、尤其+/-0%的范围中是相等的: -在所述第一二向色分束器(163)中开始、经由所述第一输入端(2?)射入到所述工业用激光光束分析仪(22)中、穿过所述工业用激光光束分析仪(22)并且在其输出端(26)处射出、直至所述第二偏振分束器(206)的光路的距离； -在所述第一二向色分束器(163)中开始、经由所述第二输入端(246)射入到所述工业用激光光束分析仪(22)中、穿过所述工业用激光光束分析仪(22)并且在其输出端(26)处射出、直至所述第二偏振分束器(206)的光路的距离； -在所述第一二向色分束器(163)中开始、经由所述第二转向装置直至所述第二偏振分束器(206)的光路的距离。
9.根据权利要求1至5中的任一项所述的光模块(10), 其特征在于， 第一光学单元(36-1)由所述第二二向色分束器(…化)、所述工业用激光光束分析仪(22-1^所述第一转向装置(30211, 3061)以及所述第二激光装置(1牝1)构成，其中设有这种类型的第二光学单元(36-2),其中在所述第二输入端的上游接入的1X0面板是所述第四1X0面板，其中所述第二光学单元设置在所述第二转向装置(300和所述第二偏振分束器(206)之间的光路中。
10.根据上述权利要求中的任一项所述的光模块(10), 其特征在于， 所述转换装置(18)包含至少一种发光材料，所述发光材料具有在黄色的波长范围(0中的主导波长。
11.根据上述权利要求中的任一项所述的光模块(10), 其特征在于， 所述转换装置(18)包含至少一种发光材料，所述发光材料包括在绿色的波长范围(0和/或红色的波长范围(10中的主导波长。
12.根据上述权利要求中的任一项所述的光模块(10), 其特征在于， 所述第一子波长范围((6)位于绿色的波长范围中，并且所述第二子波长范围(10位于红色的波长范围中或反之亦然。
13.根据上述权利要求中的任一项所述的光模块(10), 其特征在于， 所述第一二向色分束器(168)构成为对于由至少一个所述第一激光装置(1?)发出的辐射是透射的或者是反射的并且对于由所述转换装置(18)发出的辐射是反射的或者是透射的。
【文档编号】G03B21/20GK103838069SQ201310606774
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2012年11月23日
【发明者】克劳斯·芬斯特布施, 乌尔里希·哈特维希 申请人:欧司朗股份有限公司