投影光源设备及具有其的投影装置、控制光斑运动的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及投影成像技术领域，具体而言，涉及一种投影光源设备及具有其的投影装置、控制光斑运动的方法。
【背景技术】
[0002]投影装置根据工作原理一般可以分为DLP投影装置，IXD投影装置和LCOS投影装置三种，其中，DLP (数字光学处理技术)投影装置从性价比角度来看，更容易被普通消费者接受，其也是当前市场的主流。DLP投影装置通过色轮来分离光源的色彩，并通过DMD (数字微镜芯片)技术控制单一像素颜色的开关，最终形成图像投射到屏幕上。
[0003]此外，投影装置的光源从传统的超高压汞灯、短弧氙灯和金属卤素灯等气体放电光源替换为LED发光二级管或者激光等固态光源。
[0004]DLP投影装置主要有两种实现方式:
[0005]一是使用白色LED光源，白光通过透镜聚焦在色轮上，色轮按区域由不容颜色的滤色片组成，白光透过滤色片后形成周期性变化的单色光序列，被DMD芯片接收。
[0006]二是使用激光或者单色LED作为激发光源(单色光源)，单色光一般为蓝光、紫光等短波长的光，激发光源发出的光线聚焦在色轮上，色轮按区域涂覆或印刷有不同的荧光材料，激发光线激发色轮上的荧光粉发出不同颜色的光线，随着色轮的转动，DMD芯片接收到一个具有周期性变化的单色光序列。
[0007]对于使用白色LED光源的DLP投影装置，色轮上的彩色滤色片会吸收80%左右的光线，因此光效损失非常大，整体能耗就高，并且经过滤色片后得到的单色光的色纯度不高，显示色域低，光颜色显示效果较差。
[0008]而对于使用单色光源的DLP投影装置，色轮上的荧光材料对温度非常敏感，因此该投影装置的亮度随着温度上升会有较大的衰减，同时还会有颜色的偏移。
【发明内容】
[0009]本发明的主要目的在于提供一种投影光源设备及具有其的投影装置、控制光斑运动的方法，以解决现有技术中投影装置的光效损失大的问题。
[0010]为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种投影光源设备，包括单色光源和色轮，色轮包括光色转换单元，光色转换单元上设置有光色转换材料，单色光源和色轮依次设置以使单色光源的光照射至光色转换材料上，投影光源设备还包括:第一电机，单色光源安装在第一电机上，第一电机驱动单色光源做直线往复运动；第二电机，第二电机与色轮驱动连接，第二电机驱动色轮绕其中心轴转动；或者，第二电机与第一电机连接，且第二电机的转轴与第一电机的转轴之间形成夹角，第二电机驱动第一电机绕色轮的中心轴线转动。
[0011]进一步地，光色转换单元为多个，每个光色转换单元上的光色转换材料为量子点或荧光粉或量子点和荧光粉的混合物。
[0012]进一步地，投影光源设备还包括:第一分光镜，第一分光镜设置在单色光源的一侦U，以使单色光源的光照射至第一分光镜上并被第一分光镜分为单色原光和其余色光，第一分光镜设置在色轮的朝向单色光源的一侧，以使单色原光穿过光色转换单元；第二分光镜；第一反光镜，第一反光镜的镜面朝向色轮和第二分光镜，以将穿过光色转换单元的光反射至第二分光镜并由第二分光镜再次反射；第二反光镜，第二反光镜的镜面与第一反光镜的镜面相对设置，以使其余色光从第二反光镜反射至第二分光镜且其余色光穿过第二分光镜后与由第一反光镜反射的光汇合。
[0013]进一步地，投影光源设备还包括第一透镜，第一透镜位于单色光源和第一分光镜之间。
[0014]进一步地，投影光源设备还包括第二透镜，第二透镜位于色轮与第一反光镜之间。
[0015]进一步地，投影光源设备还包括第三透镜，第三透镜位于第一分光镜与第二反光镜之间。
[0016]进一步地，投影光源设备还包括第四透镜，第四透镜位于第二分光镜的下游，以使穿过第二分光镜的光汇合后经第四透镜后照射出去。
[0017]进一步地，投影光源设备还包括:第三反光镜；第四反光镜，第四反光镜的镜面与第三反光镜的镜面具有夹角地设置，以使穿过第二分光镜的光汇合后照射到第三反光镜并由第三反光镜反射至第四反光镜；色轮还包括滤色单元，滤色单元位于光色转换单元的外侧，且第四反光镜将光反射至滤色单元进行滤色。
[0018]进一步地，滤色单元和光色转换单元以色轮的轴心为中心沿色轮的径向方向向外延伸，且滤色单元与光色转换单元相接。
[0019]进一步地，滤色单元为多个。
[0020]进一步地，投影光源设备还包括第四透镜，第四透镜位于滤色单元的下游，以使穿过滤色单元的光经第四透镜后照射出去。
[0021]根据本发明的另一方面，提供了一种投影装置，该投影装置包括投影光源设备，该投影光源设备为前述的投影光源设备；或者，使单色光源同时绕色轮的中心轴线转动。
[0022]根据本发明的又一方面，提供了一种控制光斑运动的方法，该方法应用于投影光源设备，其中，投影光源设备包括单色光源和色轮，色轮包括光色转换单元，光色转换单元上设置有光色转换材料，单色光源和色轮依次设置以使单色光源的光照射至光色转换材料上，该方法包括以下步骤:直线运动步骤:是单色光源做直线往复运动；转动运动步骤:在所述单色光源做直线运动时，使色轮绕其中心轴线转动。
[0023]应用本发明的技术方案，单色光源发出的光照射至色轮上的光色转换单元上的光色转换材料，并且，第一电机驱动单色光源做直线往复运动，同时第二电机驱动色轮绕其中心轴转动；或者第一电机与第二电机连接，以使单色光源在做直线运动的同时单色光源自身也绕色轮的中心轴线转动。当单色光源的光照射在色轮上时，由于单色光源与色轮同时运动，或者单色光源在做直线运动的同时单色光源自身也绕色轮的中心轴线转动，因此，单色光源照射在色轮上的光斑不断地变换位置而不能形成光聚焦，从而稳定了光斑引起的温度变化的范围以保证光色转换的稳定性，使得光效损失减少。
【附图说明】
[0024]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0025]图1示出了根据本发明的投影光源设备的第一实施例的结构示意图；
[0026]图2示出了图1的投影光源设备的色轮的主视结构示意图；
[0027]图3示出了根据本发明的投影光源设备的第二实施例的结构示意图；
[0028]图4示出了图3的投影光源设备的色轮的主视结构示意图；
[0029]图5示出了应用本发明的投影光源设备工作时光斑在色轮上的运动轨迹；
[0030]图6示出了本发明的投影光源设备的色轮应用量子点时的量子点效率与温度变化的曲线图；
[0031]图7示出了应用本发明的投影光源设备得到的三种色光的光谱示意图；
[0032]图8示出了应用本发明的投影光源设备得到的色域示意图。
[0033]其中，上述附图包括以下附图标记:
[0034]10、单色光源；20、色轮；
[0035]21、光色转换单元；22、滤色单元；
[0036]30、第一电机；40、第二电机；
[0037]51、第一分光镜；52、第二分光镜；
[0038]61、第一反光镜；62、第二反光镜；
[0039]63、第三反光镜；64、第四反光镜；
[0040]71、第一透镜；72、第二透镜；
[0041]73、第三透镜；74、第四透镜。
【具体实施方式】
[0042]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0043]如图1和图2所示，本发明提供了一种投影光源设备，该投影光源设备包括单色光源10和色轮20，其中，色轮20包括光色转换单元21，光色转换单元21上设置有光色转换材料，单色光源10和色轮20依次设置以使单色光源10的光照射至光色转换材料上，具体地，投影光源设备还包括第一电机30和第二电机40，单色光源10安装在第一电机30上，在平行于色轮20的表面的平面上，第一电机30驱动单色光源10做直线往复运动，在本实施例中，第一电机30驱动单