激光-荧光体投影仪中的色彩原和白点的控制的制作方法
背景
投影技术增加了对固态光源而不是常规灯的使用，例如，在单芯片dlp投影仪中、三芯片dlp投影仪中或具有3个成像器(lcd、lcos、......)的其他投影仪中使用激光。
基于激光的固态投影仪可被分成两个主要类别：
●全激光投影仪(使用直接红色、绿色和蓝色激光)
●激光荧光体投影仪(使用蓝色激光来激发波长转换器材料生成三原色中的一些原色)
目前，全激光投影仪通常是针对数字影院(dc)的利基市场的超亮投影仪。激光荧光体投影仪主要具有较低的光输出，即，低于12,000流明，并且因此在数字影院以外的市场中销售。然而，荧光体技术的最近改进允许激光荧光体投影仪实现甚至高达20,000流明并且可能更高的亮度水平。
高亮度和色彩性能是重要的，因为数字影院投影仪必须根据dci标准来投影图像，包括例如典型的较宽色域。
在数字影院以外的市场中，可以设置不同的投影仪色域，诸如设置为rec709色域。但需着重指出的是rec709仅是推荐，而不是标准。因此，投影仪的色彩性能例如对于原色的色点、其色彩与白色比率以及白色色点可以广泛变化。dci标准更加严格并且定义了数字影院投影系统的色域和白点。经由在白色色点和原色色点的色图中表达的窄容限区允许一些容差。
图1中给出了rec709色域与dci色域之间的比较。
目前的激光-荧光体3芯片投影仪使用蓝色激光来生成红绿蓝原色，以激发荧光体波长转换器并生成黄光。将直接蓝色激光添加到荧光体黄光以产生白光源。由于激光的较小光展量(étendue)，因此对于荧光体激发优选蓝色激光而不是蓝色led。有时，添加附加的红色激光或红色led以提高红光含量。图2中给出了由直接蓝色激光和黄色荧光体组成的这种白色照明源的典型光谱。
白色激光+荧光体光源的色点由于数种设计选择而会变化。另外，关于蓝原色色点，对于直接蓝色激光，波长可以在区间440nm与470nm中变化，并且在该区间中可以使用一个波长或不同波长的组合。蓝色激光的波长可以对白点具有某种影响，尽管它们的强度或功率电平具有大得多的影响。蓝色激光的选择对蓝原色色点的位置(换言之，色域的左下角)具有影响。
蓝色激光+黄色荧光体架构由于其降低的复杂性以及性能与成本之间的恰当平衡而对于数字影院以外的市场中的投影仪变得非常受欢迎。例如，波长转换器仅是用于产生红色和绿色分量两者的一种类型的荧光体。此外，具有非常良好的性能(例如，高转换效率、在化学上稳定、良好的淬灭性能等等)的黄色荧光体是容易获得的，并且最通行的示例是用于照明和背光应用的白色led中的yag:ce荧光体。然而，众所周知的事实是红色荧光体的应用并不简单，主要是由于红色荧光体具有差的热性能并且它们在比针对良好黄色荧光体所观察到的那些温度低得多的温度下淬灭。此外，红色荧光体的转换效率远低于黄色荧光体的转换效率(例如，30-35％相比于60-65％)。因此，具有大量红光发射的良好性能的黄色荧光体在许多情形中已变成所选择的解决方案。
然而，对于符合dci的投影仪，仅使用蓝色激光和黄色荧光体的这种非常通行的解决方案被证明是相当有限的，并且需要附加改进。
为了具有符合dci的投影仪，在使用这种直接蓝色激光+黄色荧光体的白色光源时需要执行数个步骤。
第一步骤是根据dci规范来实现原生的红、绿和蓝原色。对于大多数3芯片投影仪，在投影仪的成像模块中发生的将由光源生成的光划分成三原色由飞利浦(philips)棱镜完成，如图3中可见。飞利浦棱镜还负责对光的初始滤光。这种滤光是入射光和出射光在飞利浦棱镜涂层上的入射角(aoi)的典型差异的结果。确切受影响的波长范围取决于涂层设计，但典型的情形是例如产生490-500nm附近(图3中较不可见)和575-600nm附近的下陷。
然而，以此方式获得的红原色和绿原色仍然太宽而不符合dci。色点不在对应的dci容限区中。需要利用陷波滤光片在绿光-红光过渡区间中进行附加滤光，其效果在图4中示意性地表示。
成像引擎在红色与绿色之间进行分离的绿色与红色波长(因此黄色波长)之间的波长区间导致大量的光损耗。
图4中所示的陷波滤光片效果仅是示例。实际上，滤光片的特性将必须针对确切的荧光体光谱和棱镜中双色滤光片的确切规格而定制，以便校正原色色点以符合dci。
由于氙灯和黄色荧光体的光谱之间的巨大差异，因此由于与氙灯联用的陷波滤光片引起的光损耗与蓝色激光+黄色荧光体白光源的光损耗非常不同。在氙灯的情况下，这通常为8％(流明)。而在蓝色激光+黄色荧光体白光源的情况下，这大约为18％(流明)。
对于激光荧光体光源的特定情形，除了由于陷波滤光片引起的这种亮度显著降低之外，亮度降低的另一个源是光谱中缺少红光且绿光过量。
作为结果，在将蓝色激光+黄色荧光体架构用于符合dci的投影仪时的主要问题(除了由于陷波滤光片引起的亮度显著降低之外)是在黄色荧光体的典型光谱中缺少红光且绿光过量。虽然对于色彩与白色比不是关键参数的投影仪来说这可能不是问题，但对于符合dci的投影仪(其中在dci标准中非常明确地定义了白色色点(并且因此定义了红色与白色比))来说这是主要问题。
为了解决该问题并将白色色点带至dci目标值，必须以电子方式去除过量绿光(并且可能还有蓝光)。在当前的基于氙灯和水银灯的投影仪中也使用相同的规程。但是，由于在基于激光荧光体的投影仪中的这些电子校正引起的损耗远远高于基于氙灯或水银灯的投影仪的通常情况的损耗。在由于电子校正引起的亮度降低30％的典型值的情况下，具有这种有限红光发射的荧光体证明是非常严重的问题。
为了解决黄色荧光体光谱中缺少红光，已经提出通常被称为“红光辅助激光荧光体光源”的解决方案。在该情形中，使用附加光源(直接红色激光或红色led)来提升所产生的红色。该附加光源被添加到现有的蓝色激光+黄色荧光体解决方案而通常不改变所使用的荧光体的类型。
对于提升红光含量并减少由于色彩校正引起的损耗而言，这是非常好的解决方案，但它仍然没有使达到dci规范或其他宽色域规范或另一标准化白点、或者这些的组合所需要的可能亮度损耗最小化。
发明概述
本发明的目的是提供一种用于投影仪的光学子组件，该光学子组件被设计成例如可任选地利用红色激光和荧光体光源来工作，其具有使损耗减少或最小化的优点。本发明的各实施例使在例如使用黄色荧光体的情况下发生的光损耗减少或最小化。由于电子校正、由于陷波滤光片和/或这些的任何组合或全部，这些损耗可以发生在光路中(诸如飞利浦棱镜中)的不同阶段。对于用于3芯片投影仪、dlp或者还有lcos或lcd的其他色彩分离和重组引擎会发生类似的问题，例如对于分色双色镜和重组x管。
本发明的各实施例提供了对于冷却、特别是对于宽色域性能具有较低需求的更小、更紧凑、更便宜的投影仪的优点。本发明的各实施例特别适合于特定的标准化白色色点，诸如dci白色色点。
本发明的各实施例的优点是在低或最小光损耗的情况下将投影系统的色彩性能与由dci给出的色域目标或更大的色域目标匹配。
本发明的各实施例在被实现为具有连续白光照明器的3芯片投影仪架构时(即，每个投影仪一个照明器，但2个或更多照明器的组合被包括在本发明的范围内)是特别有利的。
在一个方面，本发明提供了一种用于生成具有三原色的图像的光投影系统，所述三原色具体地为蓝色、绿色和红色，每个原色分别由第一波带、第二波带和第三波带限定，所述光投影系统包括：
‐第一蓝色激光源，所述第一蓝色激光源发射第四波带中的第一光束，所述第一蓝色激光源具有第一激光驱动器，
‐第二蓝色激光源，所述第二蓝色激光源发射具有中心波长和第五波带的第二光束，所述第二蓝色激光源具有第二激光驱动器，
‐具有波长转换元件的基板，所述波长转换元件用于在吸收所述第二蓝色激光源的第五波带内的激发波长的光束之后发射多个波长的光，所述基板被放置在所述第二光束的光路中，以使得透射通过所述波长转换元件或从所述波长转换元件反射的光引起发射具有至少包括所述第二波带和所述第三波带的波带的经转换光束，
‐用于组合所述第一光束和所述经转换光束的光束组合器，所述组合得到白光束；
其特征在于，所述波长转换元件具有
‐质心波长<560nm和/或
‐grtzc<16％。
例如，由波长转换元件发射的光优选地具有
‐绿光含量>65％，其中绿光含量被定义为从波长转换元件发射的光的光谱的进入绿色波带的部分，其中绿色波带在范围495-575nm中，
‐以及绿光-红光过渡区含量(grtzc)，其被定义为
该grtzc小于16％。
因此，来自波长转换元件的光可以具有>65％的绿光含量。例如，绿光含量可以<75％，可任选地<80％。
第四波带通常与第一波带相同。第五波带通常为第三波带提供大部分的光。通常，第一波带或第三波带比任何个体激光源的波带更宽。
可以从波长转换元件发射在波带480-500nm中的蓝光或泛蓝光。蓝色激光可以在波带440-470nm波长中发射。
来自投影透镜的光的红光含量优选地<30％并且可任选地>20％，这些百分比值与来自波长转换元件的在特定波长范围中的经转换光相比来自波长转换元件的被取为100％的整个光谱的相对能量贡献相关。
绿光含量是从波长转换元件发射的光的光谱的进入绿色波带的部分。
绿色波带可以在范围495-575nm中。
grtzc是指降低色彩饱和度并使色域更小的光。
第三红色激光源发射第三波带中的第三光束，所述第三红色激光源具有第三激光驱动器。光束中的红光含量是波长转换元件光谱的进入第三波带的相对部分。
第三波带具有来自红色激光的光，以及来自波长转换元件的附加量的红光或泛红光以用于去斑。如果红色色点移动到较小的色域，则达到红光或泛红光的上限。红光或泛红光是范围595-620nm中的橙光。
对于来自波长转换元件的光，蓝光含量+绿光含量+红光含量总计达到100％。
可以提供陷波滤光片以降低波带570-600nm中的波长的光强度。陷波滤光片可以使光强度降低10-15％或10％至20％的范围。
可以在致动器上安装并且在白光束的光路中提供至少一个可变波带减少滤光片，并且其中，所述可变波带减少滤光片在第一位置与第二位置之间的移动引起白光束的透射波带从第一透射强度到第二透射强度的改变，以便调整投影仪白点。
可变波带减少滤光片可以是第一波带减少滤光片、第二波带减少滤光片或第三波带减少滤光片，以使得其被配置成分别改变被包括在第一波带、第二波带或第三波带中的波长的强度。
陷波滤光片和可变波带减少滤光片可以被组合在经组合的可变滤光片中。可变滤光片的第一侧可以涂覆有窄带陷波滤光片，并且滤光片的第二侧可以涂覆有可变波带减少滤光片。可变第二波带减少滤光片可以被配置成降低被包括在范围510-570nm中的波长的强度。致动器优选地由处理单元来控制。致动器可以包括：用于围绕光轴旋转可变第二波带减少滤光片的旋转台或用于在垂直于光轴的方向上移动所述可变第二波带减少滤光片的至少一个平移台。
可变第二波带减少滤光片可以包括涂层，该涂层被提供有具有增加密度的绿光减少图案的图案，密度增加的方向被适配成致动器的移动方向，以使得可以调整第二绿色光谱带的强度。
可变第二波带减少滤光片可以包括以下至少一者：经由平移在涂敷区域内提供线性可调衰减的矩形连续绿光减少涂层，具有矩形步进式减少涂层的滤光片，该滤光片经由平移在涂敷区域内提供步进式可调衰减，经由旋转在涂敷区域内提供线性可调衰减的圆形滤光片，或者经由滤光片的旋转在涂敷区域内提供步进式线性衰减的圆形滤光片。
波长转换元件是荧光体，因为荧光体具有高功率性能。如果期望黄色荧光体，则荧光体是类型yag:ce。如果需要绿色荧光体，荧光体可以是类型luag:ce。
波长转换元件包括量子点，例如用于低功率应用。
可以提供光学监测单元以用于测量白光束的第一波带、第二波带和第三波带的相对强度。光学监测单元可以包括至少一个光传感器。光传感器优选地是被配置成测量被包括在第一波带、第二波带和第三波带中的波长的强度的多波带传感器或若干个个体传感器。多波带传感器优选地被配置成检测激光和经转换光束之间的光谱中的一个或任何差异。光学监测单元可以借助于被放置在白光束的光路中的可折叠镜来接收光，以使得大约0.5％的光被反射到光传感器。
光传感器是光电二极管传感器、光敏电阻器、有机感光器、光谱仪、光电放大器、ccd或cmos传感器中的至少一者，并且可以包括这些的组合。
投影系统可以进一步包括处理单元，该处理单元被配置成与光学监测单元通信。例如，可折叠镜可以被配置成缩进白光束和从白光束缩出。可折叠镜可以被安装在由处理单元控制的致动器上。
本发明的各实施例可以被实现为3芯片投影仪。
处理单元具有本地智能，例如，微处理器或fpga，并且可以被配置成与光学监测单元通信以用于测量白光束的第一波带、第二波带和第三波带的相对强度，所述处理单元被进一步配置成：根据白光光束的第一波带、第二波带和第三波带的相对强度来计算第一至第三激光光束中的至少一者的驱动电平以及至少一个可变波带减少滤光片的驱动电平的变化以调整白点移位，并且第一至第三激光驱动器被独立地控制以便独立于红色激光源的光强度来调整第一和第二蓝色激光源中的每一者的光强度。
光学监测单元可以被适配成监测任何、一些或所有波带中的不同贡献。光学监测单元可以被适配成监测激光和波长转换元件光两者在蓝色波带中的贡献。
可以提供可变蓝光和红光减少滤光片以增加可用的控制范围。可变蓝光和红光减少滤光片可以进一步减少来自波长转换元件的进入红色和蓝色通道的红光或泛红光和蓝光或泛蓝光。蓝光和红光减少滤光片可以包括致动器，以使得可以通过移动所述滤光片的位置来调整被所述滤光片透射的蓝光和红光的量。
每个激光源可以包括个体激光的阵列，每个个体激光的强度由其激光驱动器控制，并且其中，每个激光被配置成由其相关联的激光驱动器脉冲化。
可以提供光束均匀化光学器件。
可以提供去斑装置。
本申请还提供了一种用于光投影系统的光学组件，该光投影系统用于生成具有三原色的图像，所述三原色具体地为蓝色、绿色和红色，每个原色分别由第一波带、第二波带和第三波带限定，所述系统具有：第一蓝色激光源，所述第一蓝色激光源发射第四波带中的第一光束，所述第一蓝色激光源具有第一激光驱动器，以及第二蓝色激光源，所述第二蓝色激光源发射具有中心波长和第五波带的第二光束，所述第二蓝色激光源具有第二激光驱动器，
所述组件包括
‐具有波长转换元件的基板，所述波长转换元件用于在吸收所述第二蓝色激光源的第五波带内的激发波长的光束之后发射多个波长的光，所述基板被放置在所述第二光束的光路中，以使得透射通过所述波长转换元件或从所述波长转换元件反射的光引起发射具有至少包括所述第二和所述第三波带的波带的经转换光束，
‐用于组合所述第一光束和所述经转换光束的光束组合器，所述组合
得到白光束；
其特征在于，所述波长转换元件具有
‐质心波长<560nm和/或
‐grtzc<16％。
例如，来自波长转换元件的光可以具有
‐绿光含量>65％，其中绿光含量被定义为从波长转换元件发射的光的光谱的进入绿色波带的部分，其中绿色波带在范围495-575nm中，
‐以及绿光-红光过渡区含量(grtzc)，其被定义为
该grtzc小于16％。
光学组件可以具有光投影系统的除光源之外的任何特征。
本发明还提供了一种用于利用光投影系统来生成具有三原色的图像的方法，所述三原色具体地为蓝色、绿色和红色，每个原色分别由第一波带、第二波带和第三波带限定，所述方法包括：
‐从第一蓝色激光源生成激光，所述第一蓝色激光源发射第四波带的第一光束，所述第一蓝色激光源具有第一激光驱动器，
‐从第二蓝色激光源生成激光，所述第二蓝色激光源发射具有中心波长和波带的第二光束，所述第二蓝色激光源具有第二激光驱动器，
‐从第三红色激光源生成激光，所述第三红色激光源发射所述第三波带的第三光束，所述第三红色激光源具有第三激光驱动器，
‐从具有波长转换元件的基板生成经转换光，所述波长转换元件用于在吸收所述第二蓝色激光源的波带内的激发波长的光束之后发射多个波长的光，所述基板被放置在所述第二光束的光路中，以使得透射通过所述波长转换元件或从所述波长转换元件反射的光引起发射具有至少包括所述第二波带和所述第三波带的波带的经转换光束，
‐组合经组合的第一光束和所述经转换光束，所述组合得到白光束；
其中所述波长转换元件具有
●质心波长<560nm和/或
●grtzc<16％。
例如，从波长转换元件发射的光可以具有：
‐绿光含量>65％，其中绿光含量被定义为从波长转换元件发射的光的光谱的进入绿色波带的部分，其中绿色波带在范围495-575nm中，
‐以及绿光-红光过渡区含量(grtzc)，其被定义为
该grtzc小于16％。
该方法可以具有进一步的步骤，诸如
‐从第三红色激光源生成激光，所述第三红色激光源发射所述第三波带的第三光束，所述第三红色激光源具有第三激光驱动器，
‐将白光束与所述第三光束组合，所述组合得到白光束。
因此，波长转换元件可以具有>65％的绿光含量，并且绿光含量可以<75％，可任选地<80％。
在一个方面，本发明提供了一种用于生成具有三原色的图像的光投影系统，所述三原色具体地为蓝色、绿色和红色，每个原色分别由第一波带、第二波带和第三波带限定，所述光投影系统包括：
‐第一蓝色激光源，所述第一蓝色激光源发射第四波带中的第一光束，所述第一蓝色激光源具有第一激光驱动器，
‐第二蓝色激光源，所述第二蓝色激光源发射具有中心波长和第五波带的第二光束，所述第二蓝色激光源具有第二激光驱动器，
‐具有波长转换元件的基板，所述波长转换元件用于在吸收所述第二蓝色激光源的第五波带内的激发波长的光束之后发射多个波长的光，所述基板被放置在所述第二光束的光路中，以使得透射通过所述波长转换元件或从所述波长转换元件反射的光引起发射具有至少包括所述第二波带和所述第三波带的波带的经转换光束，
‐用于组合所述第一光束和所述经转换光束的光束组合器，所述组合得到白光束；
其特征在于，所述投影系统进一步包括被安装在致动器上并且在所述白光束的光路中提供的至少一个可变波带减少滤光片，并且其中，所述可变波带减少滤光片在第一位置与第二位置之间的移动引起所述白光束的透射波带从第一透射强度到第二透射强度的变化，以便调整投影仪白点。
可变波带减少滤光片可以是第一波带减少滤光片、第二波带减少滤光片或第三波带减少滤光片，使得其被配置成分别改变被包括在第一波带、第二波带或第三波带中的波长的强度。
可以提供陷波滤光片以用于降低波带570-600nm中的波长的光强度。可以提供陷波滤光片以将光强度降低10-15％或10％至20％的范围。陷波滤光片和可变波带减少滤光片可以被组合在经组合的可变滤光片中。
可变滤光片的第一侧可以涂覆有窄带陷波滤光片，并且滤光片的第二侧可以涂覆有可变波带减少滤光片。可变第二波带减少滤光片被配置成降低被包括在范围510-570nm中的波长的强度。
致动器可以由处理单元来控制，该处理单元提供可以基于模型的本地智能、算术计算能力和控制功能。致动器包括：用于围绕光轴旋转可变第二波带减少滤光片的旋转台或用于在垂直于光轴的方向上移动所述可变第二波带减少滤光片的至少一个平移台。
可变第二波带减少滤光片可以包括涂层，该涂层被提供有具有增加密度的绿光减少图案的图案，密度增加的方向被适配成致动器的移动方向，以使得可以调整第二绿光光谱带的强度。
可变第二波带减少滤光片可以包括以下至少一者：经由平移在涂敷区域内提供线性可调衰减的矩形连续绿光减少涂层，具有矩形步进式减少涂层的滤光片，该滤光片经由平移在涂敷区域内提供步进式可调衰减，经由旋转在涂敷区域内提供线性可调衰减的圆形滤光片，或者经由滤光片的旋转在涂敷区域内提供步进式线性衰减的圆形滤光片。
可以提供发射第三波带中的第三光束的第三红色激光源，所述第三红色激光源具有第三激光驱动器，所述第三光束被光束组合器组合成第一光束和经转换光束。
波长转换元件可以发射光，该光具有
‐质心波长<560nm和/或
‐grtzc<16％。
因此，波长转换元件可以发射绿光含量>65％且<75％，可任选地<80％的光。从波长转换元件发射的光可以具有
‐绿光含量>65％，其中绿光含量被定义为从波长转换元件发射的光的光谱的进入绿色波带的部分，其中绿色波带在范围495-575nm中，
‐以及绿光-红光过渡区含量(grtzc)，其被定义为
该grtzc小于16％。
第一或第三波带通常比任何个体激光源的波带更宽。第四波带可以与第一波带相同，而第五波带可以不同。
可以添加来自波长转换元件的在波带480-500nm中的蓝光或泛蓝光。蓝色激光可以发射在波带440-470nm波长中的光。
光束的红光含量优选地<30％并且可任选地>20％，这些百分比值与来自波长转换元件的在特定波长范围中的经转换光相比来自波长转换元件的被取为100％的整个光谱的相对能量贡献相关。
绿光含量是从波长转换元件发射的光的光谱的进入第二波带的部分。
第二波带可以在范围495-575nm中。
grtzc是指降低色彩饱和度并使色域更小的光。
光束中的红光含量是波长转换元件光谱的进入第三波带的相对部分。
第三波带(红色波带)具有来自红色激光的光，以及来自波长转换元件的添加量的红光或泛红光以用于去斑。如果红色色点移动到较小的色域，则达到红光或泛红光的上限。红光或泛红光可以是在范围595-620nm中的橙光。
对于来自波长转换元件的光，蓝光含量+绿光含量+红光含量总计达到100％。波长转换元件优选地为荧光体，因为荧光体具有高额定功率。当需要黄色荧光体时，荧光体可以是类型yag:ce。当需要绿色荧光体时，荧光体可以是类型luag:ce。
波长转换元件可以包括量子点以用于低功率应用。
可以提供光学监测单元以用于例如利用传感器来测量白光束的第一波带、第二波带和第三波带的相对强度。因此，光学监测单元可包括至少一个光传感器。光传感器是多波带传感器，其被配置成测量被包括在第一波带、第二波带和第三波带中的波长的强度。多波带传感器可以被配置成检测激光与经转换光束之间的光谱中的一个或任何差异。光学监测单元可以借助于被放置在白光束的光路中的可折叠镜来接收光，以使得大约0.5％的光被反射到光传感器。光传感器可以是光电二极管传感器、光敏电阻器、有机感光器、光谱仪、光电放大器、ccd或cmos传感器中的至少一者。
投影系统可以进一步包括处理单元，该处理单元被配置成与光学监测单元通信。处理单元可以包括处理引擎，诸如微处理器或fpga。
可折叠镜可以被配置成缩进白光束和从白光束缩出。可折叠镜可以被安装在由处理单元控制的致动器上。
光投影系统优选地被实现为3芯片投影仪架构。
处理单元可以被配置成与光学监测单元通信以用于测量白光束的第一波带、第二波带和第三波带的相对强度，所述处理单元被进一步配置成：根据所述白光束的所述第一波带、所述第二波带和所述第三波带的相对强度来计算所述第一激光束至所述第三激光束中的至少一者的驱动电平以及所述至少一个可变波带减少滤光片的驱动电平的变化，以调整白点移位，并且所述第一激光驱动器至所述第三激光驱动器被独立地控制以便独立于红色激光源的光强度来调整第一蓝色激光源和第二蓝色激光源中的每一者的光强度。
光学监测单元可以被适配成监视任何、一些或所有波带中的不同贡献。光学监测单元可以被适配成监测激光和波长转换元件光两者在蓝色波带中的贡献。
可以提供可变蓝光和红光减少滤光片以达到更多控制。可变蓝光和红光减少滤光片可以进一步减少来自波长转换元件的进入红色和蓝色通道的泛红光和泛蓝光。蓝光和红光减少滤光片可以包括致动器，以使得可以通过移动所述滤光片的位置来调整被所述滤光片透射的蓝光和红光的量。
每个激光源可以包括个体激光的阵列，每个个体激光的强度由其激光驱动器控制，并且其中，每个激光被配置成由其相关联的激光驱动器脉冲化。
可以提供光束均匀化光学器件。可以提供去斑装置。
在另一方面，本发明提供了一种用于光投影系统的光学组件，所述光投影系统用于生成具有三原色的图像，所述三原色具体地为蓝色、绿色和红色，每个原色分别由第一波带、第二波带和第三波带限定，所述系统具有：第一蓝色激光源，第一蓝色激光源发射第四波带中的第一光束，所述第一蓝色激光源具有第一激光驱动器，以及第二蓝色激光源，所述第二蓝色激光源发射具有中心波长和第五波带的第二光束，所述第二蓝色激光源具有第二激光驱动器，
所述光学组件包括
‐具有波长转换元件的基板，所述波长转换元件用于在吸收所述第二蓝色激光源的第五波带内的激发波长的光束之后发射多个波长的光，所述基板被放置在所述第二光束的光路中，以使得透射通过所述波长转换元件或从所述波长转换元件反射的光引起发射具有至少包括所述第二波带和所述第三波带的波带的经转换光束，
‐用于组合所述第一光束和所述经转换光束的光束组合器，所述组合得到白光束；
其特征在于，所述投影系统进一步包括被安装在致动器上并且在所述白光束的光路中提供的至少一个可变波带减少滤光片，并且其中，所述可变波带减少滤光片在第一位置与第二位置之间的移动引起所述白光束的透射波带从第一透射强度到第二透射强度的变化，以便调整投影仪白点。
在又一方面，本发明提供了一种用于利用光投影系统来生成具有三原色的图像的方法，所述三原色具体地为蓝色、绿色和红色，每个原色分别由第一波带、第二波带和第三波带限定，所述方法包括：
‐从第一蓝色激光源生成激光，所述第一蓝色激光源发射第四波带的第一光束，所述第一蓝色激光源具有第一激光驱动器，
‐从第二蓝色激光源生成激光，所述第二蓝色激光源发射具有中心波长和波带的第二光束，所述第二蓝色激光源具有第二激光驱动器，
‐从具有波长转换元件的基板生成经转换光，所述波长转换元件用于在吸收所述第二蓝色激光源的波带内的激发波长的光束之后发射多个波长的光，所述基板被放置在所述第二光束的光路中，以使得透射通过所述波长转换元件或从所述波长转换元件反射的光引起发射具有至少包括所述第二波带和所述第三波带的波带的经转换光束，
‐组合经组合的第一光束和经转换光束，所述组合得到白光束；
其中所述方法进一步包括以下步骤：
移动被安装在致动器上并且在所述白光束的光路中提供的至少一个可变波带减少滤光片，并且其中，所述可变波带减少滤光片在第一位置与第二位置之间的移动引起所述白光束的透射波带从第一透射强度到第二透射强度的变化，以便调整投影仪白点。
本发明的目的是提供一种用于投影仪的光学子组件，该投影仪被设计成利用红色激光和荧光体光源来工作，其具有使损耗减少或最小化的优点。本发明的各实施例使在例如使用黄色荧光体的情况下发生的光损耗减少或最小化。由于电子校正、由于陷波滤光片和/或这些的任何组合或全部，这些损耗可以发生在光路中的不同阶段，诸如飞利浦棱镜中。对于用于3芯片投影仪、dlp或者还有lcos或lcd的其他色彩分离和重组引擎会发生类似的问题，例如对于分色双色镜和重组x管。
本发明的各实施例提供了对于冷却、特别是对于宽色域色彩性能具有较低需求的更小、更紧凑、更便宜的投影仪的优点。本发明的各实施例特别适合于特定的标准化白色色点，诸如dci白色色点。
本发明的各实施例的优点是在低或最小光损耗的情况下将投影系统的色彩性能与由dci给出的色域目标或更大的色域目标匹配。
本发明的实施例在被实现为具有连续白光照明器的3芯片投影仪架构时(即每个投影仪一个照明器，但是2个或更多照明器的组合被包括在本发明的范围内)是特别有利的。
在第一方面，本发明提供了一种用于生成具有三原色的图像的光投影系统，所述三原色具体地为蓝色、绿色和红色，每个原色分别由第一波带、第二波带和第三波带限定，所述光投影系统包括：
‐第一蓝色激光源，所述第一蓝色激光源发射第四波带中的第一光束，所述第一蓝色激光源具有第一激光驱动器，
‐第二蓝色激光源，所述第二蓝色激光源发射具有中心波长和第五波带的第二光束，所述第二蓝色激光源具有第二激光驱动器，
‐具有波长转换元件的基板，所述波长转换元件用于在吸收所述第二蓝色激光源的第五波带内的激发波长的光束之后发射多个波长的光，所述基板被放置在所述第二光束的光路中，以使得透射通过所述波长转换元件或从所述波长转换元件反射的光引起发射具有至少包括所述第二波带和所述第三波带的波带的经转换光束，
‐用于组合所述第一光束和所述经转换光束的光束组合器，所述组合得到白光束；
其特征在于，所述投影系统进一步包括光学监测单元以用于测量所述白光束的所述第一波带、所述第二波带和所述第三波带的相对强度。
光学监测单元从至少一个光传感器接收值。监测单元具有若干个优点，以便协助设置和调整白点、补偿老化等等。
光传感器优选地是多波带传感器或用于不同波带的多个传感器，该传感器被配置成测量被包括在第一波带、第二波带和第三波带中的波长的强度。多波带传感器优选地被配置成检测激光与经转换光束之间的光谱的一个或任何差异。
光学监测单元可以借助于被放置在白光束的光路中的可折叠镜来接收光，以使得大约0.5％的光被反射到光传感器。低水平的光损耗是优点。光传感器可以是光电二极管传感器、光敏电阻器、有机感光器、光谱仪、光电放大器、ccd或cmos传感器中的至少一者。
投影系统优选地包括处理单元，该处理单元被配置成与光学监测单元通信。处理单元具有处理引擎，诸如微处理器或fpga，并且因此能够进行算术计算。
优选地，可折叠镜被配置成缩进白光束和从白光束缩出，并且优选地，可折叠镜被安装在由处理单元控制的致动器上。
波长转换元件发射如下的光
质心波长<560nm和/或
‐grtzc<16％。
因此，从波长转换元件发射的光可以具有>65％的绿光含量，例如<75％，可任选地<80％。从波长转换元件发射的光可以具有：
‐绿光含量>65％，其中绿光含量被定义为从波长转换元件发射的光的光谱的进入绿色波带的部分，其中绿色波带在495-575nm的范围内，
‐以及绿光-红光过渡区含量(grtzc)，其被定义为
该grtzc小于16％。
具有发射第三波带中的第三光束的第三红色激光源可以是有利的，所述第三红色激光源具有第三激光驱动器，因为这给予对色域的更多控制。
本发明非常适合于3芯片投影仪架构。
第一或第三波带比任何个体激光源的波带更宽，因为激光具有窄带宽。
可以从波长转换元件发射在波带480-500nm中的蓝光或泛蓝光，并且蓝色激光可以在波带440-470nm波长中。
红光含量优选地<30％并且可任选地>20％，这些百分比值与来自波长转换元件的在特定波长范围中的经转换光相比来自波长转换元件的被取为100％的整个光谱的相对能量贡献相关。绿光含量是从波长转换元件发射的光的光谱的进入绿色波带的部分。
第三、绿色波带可以在范围495-575nm中。
grtzc是指降低色彩饱和度并使色域更小的光。
光束中的红光含量是波长转换元件光谱的进入红色波带的相对部分。红色波带具有来自红色激光的光，以及来自波长转换元件的添加量的红光或泛红光以用于去斑，如果红色色点移动到较小的色域，则达到泛红光的上限。
红光或泛红光可以是在范围595-620nm中的橙光。
对于来自波长转换元件的光，蓝光含量+绿光含量+红光含量总计达到100％。
可以提供陷波滤光片以用于降低波带570-600nm中的波长的光强度。陷波滤光片(370)可以被选择成将光强度降低10-15％或10％至20％的范围。
至少一个可变波带减少滤光片可以被安装在致动器上并且在白光束的光路中提供，并且其中，所述可变波带减少滤光片在第一位置与第二位置之间的移动引起白光束的透射波带从第一透射强度到第二透射强度的变化，以便调整投影仪白点。
可变波带减少滤光片可以是第一波带减少滤光片、第二波带减少滤光片或第三波带减少滤光片，以使得其被配置成分别改变被包括在第一波带、第二波带或第三波带中的波长的强度。
所述或任何陷波滤光片和可变波带减少滤光片可以被组合在经组合的可变滤光片中。
可变滤光片的第一侧可以涂覆有窄带陷波滤光片，并且滤光片的第二侧可以涂覆有可变波带减少滤光片。
可变第二波带减少滤光片可以被配置成降低被包括在范围510-570nm中的波长的强度。
致动器可以由处理单元来控制。致动器可以包括：用于围绕光轴旋转可变第二波带减少滤光片的旋转台或用于在垂直于光轴的方向上移动所述可变第二波带减少滤光片的至少一个平移台。
可变第二波带减少滤光片可以包括涂层，该涂层被提供有增加密度的绿光减少图案的图案，密度增加的方向被适配成致动器的移动方向，以使得可以调整第二绿光光谱带的强度。
可变第二波带减少滤光片可以包括以下至少一者：经由平移在涂敷区域内提供线性可调衰减的矩形连续绿光减少涂层，具有矩形步进式减少涂层的滤光片，该滤光片经由平移在涂敷区域内提供步进式可调衰减，经由旋转在涂敷区域内提供线性可调衰减的圆形滤光片，或者经由滤光片的旋转在涂敷区域内提供步进式线性衰减的圆形滤光片。
波长转换元件是荧光体，因为荧光体具有高额定功率，例如，可以在50w/mm2下工作。例如，对于黄色荧光体，荧光体可以是类型yag:ce。替代地，对于绿色荧光体，荧光体可以是类型luag:ce。例如，对于较低的额定功率，量子点可以用于波长转换元件。
处理单元优选地被配置成与光学监测单元通信以用于测量所述白光束的第一波带、第二波带和第三波带的相对强度，所述处理单元进一步被配置成：根据所述白光束的所述第一波带、所述第二波带和所述第三波带的相对强度来计算所述第一激光束至所述第三激光束中的至少一者的驱动电平以及所述至少一个可变波带减少滤光片的驱动电平的变化，以调整白点移位，并且所述第一激光驱动器至所述第三激光驱动器被独立地控制以便独立于红色激光源的光强度来调整第一蓝色激光源和第二蓝色激光源中的每一者的光强度。
光学监测单元可以优选地被适配成监视任何、一些或所有波带中的不同贡献。光学监测单元可以被适配成监测激光和波长转换元件光两者在蓝色波带中的贡献。
可变蓝光和红光减少滤光片可以提供进一步的适应性。可变蓝光和红光减少滤光片进一步减少来自波长转换元件的进入红色和蓝色通道的泛红光和泛蓝光。蓝光和红光减少滤光片可以包括致动器，以使得可以通过移动所述滤光片的位置来调整被所述滤光片透射的蓝光和红光的量。
每个激光源包括个体激光的阵列，每个个体激光的强度由其激光驱动器控制，并且其中，每个激光被配置成由其相关联的激光驱动器脉冲化。
可以提供光束均匀化光学器件，如可以提供去斑装置一样。
本发明还提供了一种用于光投影系统的光学组件，所述光投影系统用于生成具有三原色的图像，所述三原色具体地为蓝色、绿色和红色，每个原色分别由第一波带、第二波带和第三波带限定，所述光学组件用于与第一蓝色激光源和第二蓝色激光源联用，所述第一蓝色激光源发射第四波带中的第一光束，所述第一蓝色激光源具有第一激光驱动器，所述第二蓝色激光源发射具有中心波长和第五波带的第二光束，所述第二蓝色激光源具有第二激光驱动器，所述组件包括：
具有波长转换元件的基板，所述波长转换元件用于在吸收所述第二蓝色激光源的第五波带内的激发波长的光束之后发射多个波长的光，所述基板被放置在所述第二光束的光路中，以使得透射通过所述波长转换元件或从所述波长转换元件反射的光引起发射具有至少包括所述第二波带和所述第三波带的波带的经转换光束，
‐用于组合所述第一光束和所述经转换光束的光束组合器，所述组合得到白光束；
其特征在于，所述光学组件进一步包括用于测量所述白光束的所述第一波带、所述第二波带和所述第三波带的相对强度的光学监测单元。
可以提供来自第三红色激光源的激光以发射所述第三波带的第三光束，所述第三红色激光源具有第三激光驱动器。
本发明提供了一种用于利用光投影系统来生成具有三原色的图像的方法，所述三原色具体地为蓝色、绿色和红色，每个原色分别由第一波带、第二波带和第三波带限定，所述方法包括：
‐从第一蓝色激光源生成激光，所述第一蓝色激光源发射第四波带的第一光束，所述第一蓝色激光源具有第一激光驱动器，
‐从第二蓝色激光源生成激光，所述第二蓝色激光源发射具有中心波长和第五波带的第二光束，所述第二蓝色激光源具有第二激光驱动器，
‐从具有波长转换元件的基板生成经转换光束，所述波长转换元件在吸收所述第二蓝色激光源的第五波带内的激发波长的光束之后发射多个波长的光，所述基板被放置在所述第二光束的光路中，以使得透射通过所述波长转换元件或从所述波长转换元件反射的光引起发射具有至少包括所述第二波带和所述第三波带的波带的经转换光束，
‐组合经组合的第一光束和第三光束与经转换的光束，所述组合得到白光束；
‐其特征在于，测量所述白光束的所述第一波带、所述第二波带和所述第三波带的相对强度。
可以从发射第三波带的第三光束的第三红色激光源生成激光，所述第三红色激光源具有第三激光驱动器。
任何激光源可以是被组合在一起的多个个体激光，并且它们可以由激光驱动器组驱动，以使得例如每个激光驱动器可以驱动若干个激光。
第二蓝色激光源可以是uv或近uv激光源，并且因此在uv或近uv波长范围中。该激光由波长转换元件转换，因此激发光的特定波长范围不是那么重要。目前440-470nm波长的蓝色激光是经济的选择。
附图简述
图1给出了rec709色域与dci色域之间的比较。
图2给出了由直接蓝色激光和黄色荧光体组成的白光照明源的已知光谱。
图3示出了飞利浦棱镜的效果。
图4示意性地示出了利用陷波滤光片完成的在绿光-红光过渡区间中的附加滤光的效果。
图5解说了根据本发明的集成在投影仪中的光学子组件和光源的实施例。
图6解说了根据本发明的集成在投影仪中的光学子组件和光源的实施例。
图7示出了在图5和6中所示的本发明的各实施例中使用的典型绿色荧光体与典型黄色荧光体的光谱之间的比较。
图8示出了根据本发明的实施例的典型黄色荧光体和典型绿色荧光体在575-600nm区间中的光谱特性。
图9示出了用于系统1)(蓝色激光+黄色荧光体+红色激光)的光谱。
图10示出了根据本发明的实施例的用于系统2)(蓝色激光+绿色荧光体+红色激光)的光谱。
图11示出了色彩空间中的dci色域和rec709色域、以及相应的原色容限区，其中绿色荧光体与蓝色和红色激光的色域是根据本发明实施例的。
图12示出了由绿色和黄色荧光体生成的绿原色波带，其中绿色荧光体光谱是根据本发明实施例的。
图13示出了根据本发明的实施例的由黄色和绿色荧光体发射的光的光谱。
图14示出了根据本发明的实施例的由黄色和绿色荧光体生成的红原色波带。
图15示出了投影仪上游的白光束在进入成像器之前的光谱。
图16示出了用于与本发明的实施例联用的已知系统以及基于光束-光展量的方法。
图17示出了传感器和控制器的添加，该传感器和控制器提供了针对图5中所示的实施例的驱动器的反馈控制。
图18示出了根据本发明的实施例的参照图17所描述的多波带传感器的灵敏度范围的示例。
图19a至19e解说了可变波带减少滤光片的不同实施例。
图20示出了根据本发明的实施例的与陷波滤光片组合的绿色可变减少滤光片的透射。
定义
在本描述中，在标准色域(如rec709)和较宽色域(如dci)的原色之间做出了区分。然而，dci仅是较宽色域的一个示例。本发明的各实施例可以用于其他宽色域，例如用于新的和改变的dci色域，或者在另一示例中用于更接近rec2020的色域，其本身在其严格定义中显然是不可达的，因为它需要单色原色，目前仅在具有每个原色中的激光的情况下才可能。
在投影系统中，原色的定义是复杂的，因为它取决于在光路中定义原色的位置，即，在每个色彩通道中、在光调制器设备层级处、在光调制器设备的上游、或者在投影仪的输出端。在投影系统中，三原色通常是红色、绿色和蓝色。
在光学术语中，原色被定义为“在加性成像系统中的三种色彩中的一种色彩元素，其可以按各种比例组合以产生任何其他色彩”。例如，根据标准(例如dci标准)、按照波带范围来进一步确定每个原色。
重要的是要注意，原色在标准中还经由其色彩坐标来定义。某个波带以及该波带内的某个光谱分布可以产生与标准中定义的色彩坐标相等的某个色彩坐标集合。例如，该集合可以包括确定色点的两个色彩坐标，如(x，y)。
然而，存在具有波带和光谱分布的差异的不同解决方案，这些解决方案可以产生相同的色彩坐标，有时被称为“同色异谱”。
在加性成像系统中，白点被定义为“在向系统发送该系统能够接受的最大rgb码值时所产生的色彩(或色度坐标和亮度)”，如在由glennkennel所著的数码相机的色彩和掌控(colorandmasteringfordigitalcinema)，2006，isbn-10:0240808746中所定义的。此外，该教科书指定“屏幕亮度和色度的dci规范和smpte标准，白点被定义为具有色度坐标[0.3140.351]”。然而，白点的这种定义是可任选的，并且所使用的定义进一步取决于所遵循的标准。
白点的定义取决于应用。因此，区分投影仪白点(或原生白点)和目标白点。将投影仪白点(原生白点)定义为当所有三个色彩通道提供其最大电平时的白点。目标白点是投影仪应当达到的标准。
白点随着投影仪白点随时间的漂移或随照明水平的变暗而变化。
以类似方式，将目标原色定义为由标准(即，dci标准)定义的原色，并将投影仪原色(或原生原色)定义为提供给每个色彩通道或光调制器设备的原色。原生原色因此没有电子校正。
很明显，投影仪原色定义了投影仪白点，然而，目标原色不一定定义目标白点。光谱质心是数字信号处理中用于表征光谱的度量。它指示光谱的“质心”在何处。
光谱质心被计算为信号中存在的频率的加权均值，使用傅立叶变换来确定，其中它们的量值作为权重。
质心波长与峰值波长不同，尤其当荧光体光谱在峰值周围通常不对称并且在较高波长中具有较长的尾部时。
质心比峰值更有用，因为绿色波带通道占据荧光体光谱的特定宽区间，因此所实现的确定相关色点(即，针对dci合规性)的“主波长”应当更多地链接到质心波长而不是峰值波长。
荧光体光谱的质心对于预测色点在cie色图上将如何移动以及它是否超出(即，dci点)而言是准确的。并且一般而言，绿色荧光体由于较低的质心波长而比黄色荧光体更好。
以下术语“中心波长”或“中央波长(cwl)”是透射率为指定最小透射率的50％的波长之间的中点，被称为半峰全宽(fwhm)。
“波长转换元件”接收来自光源(诸如蓝色激光)的光并发射不同波长的光。这些元件可以用荧光体、用量子点、或荧光染料制成。量子点板/薄膜可以承受约5w/cm2的激光功率照明。
贯穿本描述所使用的术语“荧光体”是指用作波长转换元件的荧光材料。
量子点优选地例如通过流体(诸如空气或液体)被冷却。量子点可以在比荧光体小得多的波带中发射。这实现例如3d投影仪。例如，可以使用例如具有100％绿光含量的“6p”小波带量子点。然而，即使利用这种量子点，设置或调整白点以及使用具有监视和控制器和/或处理单元的多波带传感器也是重要的。
本发明的各实施例提供了一种激光+波长转换器，该波长转换器是荧光体或某种其他物质，其条件是波长转换器的发射光谱与专利中指定的发射光谱相同。
在本发明的各实施例中，色彩调谐涉及在光进入引擎之前去除由蓝色激光和黄色荧光体照明器生成的过量绿光，以获得更好的冷却、以及对比度和位电平的较少损耗。可能需要黄色陷波滤光片来制作白色色域(如dci色域)。
诸如基于荧光体的绿色波长转换元件通过预见正确的激光功率来即刻提供具有宽色域(如dci)并具有平衡白点(如dci白点)的照明器。这与色彩调谐具有相同的优点，并且它另外更高效。
将这两个概念扩展到多通道投影仪提供了例如可以执行白点的照明器对准的优点。
解说性实施例的描述
本发明的各实施例旨在在低或最小光损耗的情况下将投影系统的色彩性能与由dci给出的色域目标或更大的色域目标匹配。
在一个实施例中，提出了一种用于3芯片投影仪的激光荧光体光源，该3芯片投影仪包含或包括：
●一个或多个直接蓝色激光
●一个或多个蓝色激光，可任选地包括uv或超uv激光以激发绿色波长转换元件，诸如绿色荧光体
●一个或多个可任选的直接红色激光
●一个或多个光束组合器，以将不同色彩贡献组合成提供给成像引擎的白光束。
●可任选地至少一个原色可移动波带减少滤光片，优选地为蓝色或红色。
在根据本发明的另一个实施例中，提出了一种用于3芯片投影仪的激光荧光体，包括：
●一个或多个直接蓝色激光
●一个或多个蓝色激光，可任选地包括uv或超uv激光以激发波长转换元件(诸如荧光体)以用于生成具有包括至少一种原色的波带转换元件的光束，例如黄色荧光体
●可任选地一个或多个直接红色激光
●一个或多个光束组合器，以将不同色彩贡献组合成被提供给成像引擎的白光束
●可任选地，至少一个原色可移动色彩波带减少滤光片，具体地为绿色、蓝色或红色。
在第一实施例的描述之后将描述该第二实施例。
图5和图6解说了根据本发明的集成在投影仪中的光学子组件和光源的两个实施例，其中使用双色镜组件作为照明源中的光束组合器，由此本领域技术人员可以理解类似布置的其他示例。
图5示出了分别为蓝色激光3、蓝色激光5和红色激光7提供的驱动器2、4、6。任何激光可以由一组激光制成，其中激光的光束被组合成一个出射光束。蓝色激光2发射波长范围440至470nm中的光2'，该光2'通过透射(未示出)或反射被入射在波长转换元件8上。对于波长转换元件激发，该范围可以扩展到包括uv波长范围。红色激光可以在范围630至650nm中发射，尽管更长的波长也是合适的。可任选地，提供收集光学器件9以用于收集发射的波长转换元件光，例如，荧光。波长转换元件8可以是如下所述的绿色荧光体。从波长转换元件8发射的经波转换光束2”例如借助于双色镜10和11被引导到均匀化光学器件12，该均匀化光学器件12用于产生具有特定半锥角的均匀矩形白光束，该均匀矩形白光束在成像器引擎中的一个或多个光阀上成像。均匀化光学器件的示例是蝇眼透镜组或者还可以是光棒。蓝色激光5和红色激光7发射光束5'和7'，该光束5'和7'经由双色镜30被引导到去斑光学器件13。经组合的光束5'和7'例如经由双色镜11被引导到均匀化光学器件12。均匀化光学器件12的输出是白光束14，该白光束14入射在包括例如tir棱镜和飞利浦棱镜结构16的成像引擎上，该成像引擎将白光分成三原色，例如红色绿色和蓝色光束，每个光束入射在光阀18a、18b、18c(诸如dmd)上。来自dmd的根据图像(诸如视频)来调制的反射光由tir棱镜和飞利浦棱镜结构16重构，以形成被引导通过投影透镜20的投影光束19。
图6示出了进一步的实施例，其具有分别为蓝色激光3、蓝色激光5和红色激光7提供的驱动器2、4、6。红色激光可以在范围630至650nm中发射，尽管更长的波长也是合适的。蓝色激光2发射波长范围440-470nm中的光2'，该光2'通过透射(未示出)或反射被入射在波长转换元件8上。对于波长转换元件激发，该范围可以扩展到包括uv波长范围。可任选地，提供收集光学器件9以用于收集发射的波长转换元件光，例如，荧光。波长转换元件8可以是如下所述的绿色荧光体。从波长转换元件8发射的经波转换光束2”例如借助于双色镜9和11被引导到均匀化光学器件12，该均匀化光学器件12用于产生具有特定半锥角的均匀矩形白光束，该均匀矩形白光束在成像器引擎中的一个或多个光阀上成像。均匀化光学器件的示例是蝇眼透镜组或者还可以是光棒。波长范围440至470nm中的蓝色激光5和波长范围630至650nm中的红色激光7发射光束5'和7'，该光束5'和7'经由双色镜9被引导到去斑光学器件13。经组合的光束5'和7'例如经由双色镜11被引导到均匀化光学器件12。均匀化光学器件12的输出是白光束14，该白光束14入射在包括例如tir棱镜和飞利浦棱镜结构16的成像引擎上，该成像引擎将白光分成三原色，诸如红色绿色和蓝色光束，每个光束入射在光阀18a、18b、18c(诸如dmd)上。来自dmd的根据图像(诸如视频)来调制的反射光由tir棱镜和飞利浦棱镜结构16重构，以形成被引导通过投影透镜20的投影光束19。
注意，在图5和6中，在成像引擎中或附近没有示出附加的陷波滤光片，因为本发明的各实施例的目的之一是在dci合规性的情况下通过避免陷波滤光片的存在来使损耗最小化。然而，在一些实施例中可以使用陷波滤光片，尽管不太优选。
然而，在甚至更宽的色域要求的情况下，例如在tir和飞利浦棱镜结构的入口处仍然可以引入附加的陷波滤光片，然而再次具有比现有技术情形更低的滤光损耗。
可以与诸如图5和6中所示的本发明的任何实施例联用的第一步骤是使用具有特定光谱(该特定光谱与所谓的黄色荧光体光谱(如来自yag:ce荧光体)不同)的荧光体与直接蓝色激光和直接红色激光组合，以将光损耗降至最小。由荧光体在来自图5或6的蓝色激光2的440-470nm激发下发射的光的光谱功率分布与通常被称为“黄色荧光体”并且参照现有技术所描述的相比具有移至较低波长的峰值波长。由于这种类型的荧光体具有移至较低波长的峰值波长，因此它将被称为“绿色荧光体”。
在本发明的各实施例(诸如上面参照图5或6所描述的照明系统)中用于使损耗减少或最小化的合适“绿色荧光体”在其光谱方面必须达到以下条件：
●质心波长<560nm和/或
●绿光含量>65％和/或
●grtzc<16％
从波长转换元件发射的光可以具有：
‐绿光含量>65％，其中绿光含量被定义为从波长转换元件发射的光的光谱的进入绿色波带的部分，其中绿色波带在范围495-575nm中，
‐以及绿光-红光过渡区含量(grtzc)，其被定义为
该grtzc小于16％。
第一波带可以可任选地比任何个体激光源的波带更宽。此外，本发明的各实施例允许添加来自允许较宽波带的波长转换元件(诸如荧光体或量子点)的泛蓝光。这种波带可以是例如480-500nm。当使用激光的阵列时，可以组合数个激光波长。其次，可以添加480-500nm的泛青色荧光。
满足上述要求的合适绿色荧光体的示例包括：
‐luag:ce类型荧光体，诸如：
‐来自以下论文的lu3al5o12:ce：
http://www.chemistryviews.org/details/ezine/7897011/the_future_of_lighting.html
该文章具有以下参考：doi:10.1002/chemv.201500033，作者：
●来自intematix产品集的gnyag3557
http://www.intematix.com/uploads/phosphor％20family％20sheets/nyagsinglesheet.pdf
以下三个表格示出了截止优先权日期来自上文引用的网页的intematixnyag荧光体产品系列中的各种荧光体。
用于高功率led的大颗粒nyag
表1
用于小封装或共形沉积的小颗粒nyag
表2
用于80cri照明的绿色nyag
表3
第二蓝色激光源也可以在uv或近uv波长范围中。该激光由波长转换元件转换，因此激发光的特定波长范围不是那么重要。目前440-470nm波长的蓝色激光是经济的选择。
红光含量优选地<30％并且可任选地>20％。
这些百分比值与在特定波长范围中的经转换光相比被取为100％的整个荧光体光谱的相对能量贡献相关。
绿光含量是波长转换元件光谱的一部分，例如，用于绿色波带中的荧光体或量子点光谱，因此这优选是相当大百分比，诸如>65％。较大的量表示端点处的较高光输出。作为示例，绿色波带可任选地为495-575nm。该光主要旨在由绿色通道中的光阀来调制。
grtzc是“绿光-红光过渡区含量”，它是在飞利浦棱镜和/或任何附加陷波滤光片中发生大量损耗的波长范围的光。该光既不很好地属于绿色波带也不很好地属于红色波带，因为它通常降低色彩饱和度并使色域更小。本发明的各实施例以使得这种光的量少于现有技术的黄色荧光体的方式来使用绿色波长转换元件(诸如绿色荧光体或绿色量子点)。
红光含量是波长转换元件光谱的进入红色波带的相对部分，诸如绿色荧光体或绿色量子点的光。红色波带主要由直接红色激光提供，并且优选地添加来自波长转换元件(诸如荧光体或量子点)的一定量的泛红光以用于去斑。如果红色色点移动到太小的色域，例如，它主要是600nm左右的橙光，则出现这种类型的泛红光的上限。因此，如果将红光含量保持在这种上限内则是优选的。合适的下限将与去斑相关，但是当使用红色激光去斑过程时可能具有泛小的相关性。因此>20％的条件是可任选的。
应当观察到，对于所使用的波长转换元件(诸如荧光体或量子点)，蓝光含量+绿光含量+红光含量总计达到100％。
因此，波长转换元件的光谱具有主要在绿色通道中的光，并且优选地仅一小部分进入红色和蓝色通道以用于有限的色彩调谐和激光去斑。
另外，特别是当使用基于双色镜的系统来执行照明引擎中的光束组合时(如上面图5和6的实施例中所示)，添加以下标准也是有益的：
●红光含量<30％
其中用于描述绿色荧光体的参数被定义为：
●质心波长是根据以下公式将光谱积分(s(λ)为光谱功率分布)分成两个相等部分的波长：
●绿光含量被定义为
●红光含量被定义为
●蓝光含量被定义为
●绿光-红光过渡区含量(grtzc)被定义为
在上面的描述中，s(λ)表示来自波长转换元件(诸如荧光体)的波长经转换的光的光谱，其在上述积分中的指定边界内被积分。注意，对于grtzc，在积分边界值上指出的光谱积分区间为575-600nm。
前面公式中使用的波长区间基于飞利浦棱镜中的双色涂层的典型半波长值。
峰值波长是光谱的最大强度处的波长。这最经常用作荧光体数据表中的参数，因为它很容易从光谱功率分布中确定。然而，它对于实际目的具有很小的重要性，因为具有完全相同的峰值波长的两个荧光体可能具有完全不同的色彩感知。优选使用质心波长以及蓝色、绿色和红光含量以便更精确地描述荧光体的光谱特性。
在图7中示出了在具有诸如图5和6中所示的3芯片激光-荧光体照明系统的本发明的各实施例中使用的典型绿色荧光体和典型黄色荧光体的光谱之间的比较。
绿色荧光体光谱与黄色荧光体光谱之间的差异不需要非常大(例如，峰值波长和质心波长的19nm移位，但是取决于待比较的实际荧光体，该差异可以更大或更小)。然而，这种差异显著影响投影仪性能，如下面将详细描述的。
当使用特定的绿色荧光体与直接蓝色激光和直接红色激光组合时，本发明的各实施例可以提供降低的亮度损耗。
这些改进出现在投影设计的不同级别：例如，用于将白光分成三原色的飞利浦棱镜或类似的双色系统中的双色损耗较少。
特别用于3芯片dlp投影仪引擎中的入射和出射光在飞利浦棱镜涂层上的入射角(aoi)的典型差异生成490-500nm附近的“下陷”(图3中较不可见)和575-600nm附近的更为突出的下陷(见图3)。下陷的确切位置和形状当然取决于涂层设计，并且这可能影响使用本发明的各实施例的亮度改进的最终值，但是一般结论保持相同。
图8中示出了典型黄色荧光体和典型绿色荧光体在575-600nm区间中的光谱特性，该区间由两条垂直线指示。这些线也是grtzc的上述积分中的边界条件。绿色荧光体将表现得更好，因为它在该特定波长区间中相对于黄色光谱具有较低的能量。因此，损耗将更低，这主要是因为飞利浦棱镜在两条垂直线所示的区域中具有下陷(其在图8中示出)，并且绿色荧光体从该特定波带移向较低波长。
如果评估三个不同位置处的光谱，则该观察变得甚至更加清晰：
系统1)：蓝色激光+黄色荧光体+红色激光(参见图9)
系统2)：蓝色激光+绿色荧光体+红色激光(本发明的实施例，参见图10)：
●位置1-这是紧接在波长转换发生后捕获的没有任何滤光的荧光体光谱；
●位置2-这是在照明部件中色彩光束组合双色之后的光谱，由此该性能和能量损耗可以取决于设计中所使用的光束组合方法(基于双色或基于光展量，如下面所解释的)而有所变化。
●位置3-在投影透镜后测量，并且这示出了菲利普斯棱镜的效果
通过在不同位置处执行功率和亮度测量，可以获得典型值，从而表明，仅仅由于棱镜中的双色损耗，使用黄色荧光体的系统的亮度平均比使用根据本发明的各实施例的绿色荧光体的系统小约9％。
由于陷波滤光片引起的较小损耗
通过测量系统1)和2)两者的原色色点，揭示了黄色荧光体系统的附加问题和损耗源。
使用绿色荧光体加上直接蓝色和红色激光的系统2)可以非常接近绝对dci合规性。首先，关于由原色制成的色域，通过将照明应用于具有适当涂层的飞利浦棱镜，而不使用任何附加的陷波滤光片。其次，关于白点，通过使用如图5和6所示的3种类型的激光源的适当功率电平，而不使用任何–或仅最少使用–经由成像器的色彩校正。
使用黄色荧光体的对比系统1)不符合dci，特别是关于绿原色。为了将一些原色(如主要是绿原色)的色点带入对应的dci容限区中，将需要陷波滤光片。dci容限区表示对例如原色的变化以使得它们仍然“在规范内”。利用现有技术的黄色荧光体解决方案并且不应用陷波滤光片，绿原色通常落在绿色容限区之外。这在图11和12中示出。
并且如前面提到的，如在基于黄色光谱的配置中必需的这种额外陷波滤光片通常负责亮度额外降低18％。
双色系统中的较少损耗以将直接红色激光与来自荧光体的红光组合
在红光辅助激光荧光体光源中，使用附加的红色激光或红色led以改进红色与白色比率，并且在可实现色域中加宽红原色。
可以使用将来自红色激光的红光与来自黄色荧光体的红光分量组合的不同方法：基于光展量以及波长的系统是最常见的。基于偏振的组合也是可能的，但这需要对光学设计的特殊测量并且不太常见。相同的方法可以与使用绿色荧光体的本发明的各实施例联用。
当使用基于波长的重组方法时，使用来自荧光体的一部分光，因为它具有与直接激光相同的波长。
在图13中，一个示例是单个635nm波长的情形。
在绿色荧光体(本发明的各实施例)的情况下，必须过滤的光较少，以便为添加直接红色激光腾出空间。对于在这些计算中所使用的两种不同(“黄色”和“绿色”)荧光体的情况，亮度增益再次约为9％，以有利于本发明的各实施例中所使用的绿色荧光体。
在对红色激光-来自荧光体的红光的波长重组的情况下，优选在红光含量优选低于30％的意义上对绿色荧光体的光谱特性添加附加限制。
由于绿色荧光体的较高效率引起的改进
理论上，当与黄色荧光体相比时，绿色荧光体由于斯托克斯(stokes)位移较低而将具有较高的转换效率。这意味着蓝色激光在绿色或黄色荧光体上的相同激发电平将在绿色荧光体的情况下产生经转换光的较高功率电平，这随后在绿色通道中被利用更多(更高的绿光含量)，并且在发生在成像引擎中的绿光-红光过渡滤光中浪费更少(上面的点1和2)，并且当经由双色(基于波长)的方法(上面的点3)添加附加的红色激光时红色通道中的损耗较少。
一起计入上述三种类型的改进，使用由蓝色激光激发的绿色荧光体以及附加的蓝色激光和红色激光的本发明的各实施例在使用荧光方面比使用黄色荧光体的相同系统的效率高大约32％，如表4中所示：
表4
具有附加改进的实施例
在本发明的第一实施例中，绿色荧光体的特性允许使红光辅助配置中的损耗减少或最小化。对于本发明的第二步骤，描述了具有附加约束的实施例，这些实施例可以带来附加改进：
1.最小蓝光含量>1.5％
如果445或455nm激光用于直接蓝色激光路径而不是更昂贵的465nm激光，则具有一小部分荧光泄漏到蓝色通道中是有利的。利用直接445-455nm激光获得的蓝原色不符合dci。然而，为荧光体添加正确量的青色光将蓝色色点带入dci容限区中。这在使用所描述的绿色荧光体的系统中完成。
通常，对于黄色荧光体，当光谱移至较高波长时，可用的青色光较少，如图13可见。
2.最小红色含量>20％
在上述本发明的第一实施例中，当使用波长重组来将直接红色激光添加到来自绿色的红光时，具有小的红光含量(例如，小于30％)是有利的。然而，出于去斑的原因，优选具有尽可能多的来自荧光体的红色贡献，因为这提供了完全去斑的贡献。因此，在本发明的各实施例中，红光含量最小目标被设置为20％。因此，优选的范围是20％至30％。
本发明的各实施例提供了一种使用来自绿色荧光体的荧光(例如，具有特定的光谱特性)的3芯片投影仪架构，并将其与附加的蓝色和红色激光组合，使得在较宽色域应用(如dci)的情况下投影仪具有较高的光输出效率。
为了将红色激光和进入成像模块的红色通道中的成像器的荧光部分相加，存在2种概念上不同的方法。
-基于双色的组合
-基于光束-光展量的组合。
当在图5或6中所示的实施例中使用时，基于双色的组合方法通常使用双色镜来组合激光和荧光。这意味着，例如，如在图5或6中的镜11上可见，通常具有较高波长的红色激光朝向成像引擎被透射，而荧光的较低波长朝向成像引擎被反射。
这种组合方法包括过渡波长中的一些损耗，并且由于小波带激光波长的较高贡献，优选将过渡波长范围(在光的反射和透射之间)放置在比激光波长稍低的位处，这使得荧光的较高波长贡献被损耗。参见图15。
基于光束–光展量的方法从us2013/0100644已知，参见图16。us2013/0100644通过援引整体包含于此。
us2013/0100644公开了激发光源、补充光源、光组合设备、光收集设备、光反射设备、波长转换设备、反射基板以及光均匀化设备。激发光和补充光由光组合设备进行组合，最后经组合的光入射到光收集设备。在被光收集设备收集和中继之后，经组合的光入射到波长转换设备上。波长转换设备吸收入射的激发光并将其转换成其波长与激发光不同的经转换光。由波长转换设备生成的经转换光是各向同性的，因此经转换的光的一部分将在与激发光相反的方向上传播，而经转换光的其他部分将在前向方向上传播。同时，透射通过波长转换设备的激发光的一部分将被位于波长转换设备的背离激发光源的一侧上的反射基板反射。入射的补充光被波长转换设备进一步散射。散射的补充光的一部分被波长转换设备直接反射并朝向光反射设备传播，而散射的补充光的其他部分穿过波长转换设备并被反射基板反射回波长转换设备并穿过它。大部分经转换光和大部分补充光被收集并引导到光均匀化设备以进行均匀化。
在该情形中，制造光收集光学器件，该光收集光学器件捕获来自激发该荧光体的第一激光源的由荧光体转换的反射光，以及来自另一色彩的附加激光源的反射光。从波长的角度来看，没有损耗。红色激光的光谱将被叠加到荧光的光谱，对于略小于红色激光波长的波长，没有过渡区和光谱下陷。
然而，在该情形中，即使有添加用于荧光的反射滤光片的附加构思(如us2013/0194551中所描述的)，仍将存在来自反射激光的一些基于几何学的损耗，这些损耗可以行进返回到该系统中的入口孔中。基于光束–光展量的组合系统遭受由收集光学器件中的入口开口形成的几何损耗，并且因此一般对于该功能效率较低。
使用具有其特定光谱特性的绿色荧光体的理念关于以下方面将不受该组合方法的影响：
-在飞利浦棱镜和/或附加陷波滤光片中损耗的黄光的量。
-到达3芯片成像器的绿色通道的光的较低主波长。
-来自绿色荧光体的青色光的量。
使用绿色荧光体而不是黄色荧光体对于使用基于双色的组合方法的情况是有利的，并且其中，在绿色荧光体而不是黄色荧光体的情况下远红荧光经转换光损耗的量将更低。
然而，如将在第二实施例中进一步描述的，根据本发明的各实施例不限于绿色荧光体。
第二实施例
根据本发明的第二实施例，图5或图6中所示的波长转换元件8可以是黄色荧光体，在该情形中，由转换元件发射的光具有类似于现有技术投影仪的光谱，如图3中所解说的光谱。
黄色荧光体负责生成原色红色和绿色，然而，在具有过量绿色以及位于原色绿色与原色红色之间的中间波长的情况下，这导致原色饱和度降低，如前所述。然而，相对于现有技术投影仪的重要区别涉及使用两个独立的激光来生成蓝原色并激发波长转换元件，从而增加用于控制投影仪白点的自由度的数量。
由于红原色由波长转换元件提供，因此红色激光变成可任选的。红色激光可用于增加红色贡献，或者可以被去除，在该情形中，红原色将仅借助于波长转换元件来提供。
假设不使用红色激光，在根据本发明的第二实施例中，不能独立于红色波带来减少过量绿色波带。因此期望提供进一步的装置来独立于红色减少绿色波带的贡献。这种装置可以由可变绿色波带减少滤光片来提供。
在进入对应的光调制器之前减少负责产生其贡献过量的原色的任何波带的贡献呈现减少由所述光调制器生成的加热并且由此减少损耗的优点，而且还具有提高对应于光调制器的原色的对比度和位深的优点。
然而，这种装置与红色激光的使用并非不兼容，因为可变波带减少滤光片提供了用于调节白点的附加自由度。
蓝色激光3和蓝色激光5可以发射在波带[380,495]nm中的光。注意，朝向该范围的较短波长，人眼将蓝色视为紫色。由于蓝色激光5产生用于蓝原色(或成像模块的蓝色波带)的光，该光源确定“蓝色图像”的视觉感知，实际上仅465nm附近的小波带区间是合适的，例如450到470nm的激光波长。低于450nm，蓝色变得非常紫。
蓝色激光5专用于激发波长转换元件。理论上，该激发可以由激发荧光体的任何波长(如由荧光体吸收光谱给出的)诱发，即，所提到的380到495nm区间。然而，本领域技术人员将领会，用于激发荧光体的激光不限于对应于蓝光的波带，并且波长低于380nm的激光(即，uv激光)也适合于激发荧光体。
在优选实施例中，每个光源具有大约5nm的半峰全宽(fwhm)。
例如，激光5可以发射具有465nm的中心波长以及±5nm的波带的光束5'，并且激光3可以发射具有445nm的中心波长以及±5nm的波带的光束。
每个激光源可包括激光的阵列。在本发明的实施例中，激光5包括16个激光的阵列，而激光3包括48个激光的阵列。每个激光可以是激光二极管。激光阵列通常使用单个激光二极管类型并提供多个激光束。
在吸收激发波长的光束之后，波长转换元件8通过透射或反射来发射光束，其波带相对于被吸收光束的波长被更改。
波长转换元件8可以是荧光体，其在吸收蓝色光束2'之后发射经转换光束，该经转换光束由于荧光体发射而包括绿光、黄光和红光。荧光体已将以445nm波长为中心的第二光束的蓝色发射转换为在500nm至700nm的波带中发射的光，其具有570nm附近的峰值，因此它同时用于生成绿光和红光。然而，光谱还显示缺少红光且绿光和黄光过量。
如现有技术的投影仪一样，可以借助于陷波滤光片来去除过量黄光。黄色陷波滤光片可以衰减窄波带570-600nm中的光，优选地具有尽可能低的透射率，例如大约10-15％。对于用户，使用这种滤光片得到看起来不太泛黄色的绿色和看起来不太橙色的红色，并且因此得到具有较少黄色的原生白点。
然而，离开所述黄色陷波滤光片370的光束仍然呈现过量绿光。
为了补偿激光的老化和/或波长转换元件8的老化，并且有利地为了进一步减少本文实施例中所描述的激光荧光体系统固有的蓝光和/或绿光的量，本发明的优点是提供用于调整每个波带的相对贡献的装置，以便生成与目标原色尽可能多地匹配的原生原色。结果，即使在激光或其他光学组件正在老化的情况下，馈送到成像模块的每个原生原色也与所需要的(例如在dci系统中定义的)色彩坐标集合匹配，并且由此与目标白点匹配而不损耗对比度或位深。
本发明的各实施例提供了针对上面提到的问题的解决方案。根据本发明的各实施例，绿色波带减少滤光片包括可变绿色波带减少滤光片，以便调整透射通过所述滤光片的绿光的量。有利地，减少对成像模块上游的原色绿色作出贡献的绿光阻碍了由对应的dmd对绿光的减少，从而使dmd的移动范围保持为其最大值，并且由此维持与所述色彩通道相关联的位深。
图19a至19e解说了根据本发明的各实施例的可变绿色波带减少滤光片的不同实施例。
图19a的实施例包括绿色滤光片涂层，该滤光片涂层包括滤光片的一侧上的图案，该图案具有增加密度的绿光减少图案。
在优选实施例中，绿光减少滤光片包括致动器，以使得可以通过移动所述滤光片的位置来调整被所述滤光片透射的绿光的量。致动器可以是用于旋转可调谐滤光片的旋转台，或者用于在垂直于光轴的方向上移动可调谐滤光片的至少一个平移台。涂层图案有利地包括具有增加密度的绿光减少图案的图案，密度增加的方向被适配成机械致动器的移动方向，以使得可以调整绿光光谱带的强度。在优选实施例中，致动器可以由控制器驱动。
本发明的优选实施例将可变绿光减少滤光片与黄色陷波滤光片组合。这种滤光片的示例包括一侧上的绿色图案涂层和另一侧上的黄色陷波滤光片的涂层。因此，投影系统可以因变于系统的性能(激光、荧光体、波长转换元件8的老化)以及期望的光学输出，仅限制黄光进入成像模块或进一步调整绿光的量。
可变绿色波带减少滤光片的其他实施例在图19b至19e中解说。图19b示出了具有矩形连续绿光减少涂层的滤光片，该滤光片经由平移在涂覆区域内提供线性可调衰减，图19c示出了具有矩形步进式减少涂层的滤光片，该滤光片经由平移在涂覆区域内提供步进式可调衰减，图19d示出了经由旋转在涂覆区域内提供线性可调衰减的圆形滤光片，而图19e示出了经由滤光片的旋转在涂覆区域内提供步进式线性衰减的圆形滤光片。图19中所示的滤光片可以有利地与黄色陷波滤光片组合，以减少投影系统中的光学元件的数量。
图20示出了根据本发明的各实施例的可变绿色波带减少滤光片的移动对由滤光片提供的透射的影响。
其他实施例可以包括具有多个绿色波带减少滤光片的滤光片轮，每个滤光片具有不同的透射率，例如针对绿色波带的透射率分别为20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％的8个滤光片。绿色波带减少滤光片可以与黄色陷波滤光片相关联，如上文所讨论的。可变绿色波带减少滤光片可以减少范围510-570nm中的波带，并且其中减少因子在该光谱范围内尽可能恒定。
根据本发明的新滤光特性(其包括黄色陷波滤光片和绿色波带强度减少滤光片的组合)的结果是朝向成像模块380的照明中的过量绿光的减少，从而改进最终对比度、位深和可实现白点。
如图19中所示的可变波带减少滤光片可以适于在dmd上游需要调暗的任何波带。具体而言，可以在白光束的光路中实现可变红光或蓝光波带减少滤光片，或者进一步减少来自波长转换元件的泛红光和泛蓝光(即，在这些实施例中，可变蓝光和红光减少滤光片类似于图19a至e中所示的可变绿光减少滤光片)。可变蓝光减少滤光片可以降低蓝色波长范围中的波长强度，并且可变红光减少滤光片可以降低红色波长范围中的波长强度，并且其中，降低因子在该光谱范围内尽可能恒定。对于可变绿光减少滤光片，致动器优选地由控制器驱动。
感测设备
本发明的各实施例可以利用外部多波带传感器或集成传感器。外部传感器检测从投影透镜发射的照明水平。外部或内部传感器分别检测投影仪的成像部分或从投影透镜发射的光的照明水平，并且传感器值被反馈到监测单元和/或直接到控制器的处理单元。新的驱动电平被选择用于根据所感测的值来驱动(诸)照明组件以便控制光电平(即，较高的驱动电平)，以使得补偿光输出损耗，例如，如用于基于灯的投影仪的us2011/304659中所描述的。
在根据本发明的各实施例的照明系统的情况下，可以添加色彩传感器，该色彩传感器使得有可能在保持白点和色点的情况下控制光电平。为此，色彩传感器优选地装备有多波带感测可能性。参照图17和18描述了本发明的实施例和多波带传感器的位置的示例、以及多波带传感器的灵敏度范围的示例。图17示出了添加传感器22和控制器24，该传感器和控制器提供对驱动器2、4、6的反馈控制，并且在适用的情况下，提供针对图5中所示的实施例的可变波带减少滤光片(未示出)的致动器的驱动器的反馈控制。相同的传感器22和控制器24可以按与图6中所示的实施例完全相同的方式添加，并且被包括作为本发明的实施例。
一个或多个光传感器可以是光电二极管传感器、光敏电阻器、有机感光器、光谱仪、光电放大器、ccd或cmos传感器中的至少一者。
控制器24从色彩传感器22的多波带感测中取得反馈，并从中推导出分别用于不同激光源3、5、7的驱动器2、4、6的正确驱动电平，并且在适用的情况下，推导出可变波带减少滤光片的驱动器的正确驱动电平，以使得在某个期望(且稳定)的白点达到投影仪所期望的亮度水平。并且在第二层级，该办法也可以用于校正来自投影仪的个体原色色点的任何差异，例如举例而言以便补偿红色激光和来自荧光体的红光的变化比率，这将影响由这2个贡献组成的红原色的色点。
本发明提供了一种用于监测荧光和激光的组合的多波带色彩传感器的独立发明。该独立发明提供了一种控制器，该控制器从一个或多个色彩传感器的多波带感测中取得反馈，并从中推导出用于一个或多个激光源的至少一个驱动器的正确驱动电平，并且在适用的情况下，推导出可变波带减少滤光片的正确驱动电平，以便在某个期望的(且稳定的)白点达到所期望的亮度水平。该实施例可以用于校正个体原色色点的任何差异，例如以便补偿红色激光和来自荧光体的红光的变化比率，这将影响由两个红色贡献组成的红原色的色点。该实施例还可以包括控制器的处理单元，所述处理单元被配置成与多波带光学监测单元通信，所述多波带光学监测单元被适配用于测量白光束的第一波带、第二波带和第三波带的相对强度，控制器的所述处理单元进一步根据所述白光束的所述第一波带、所述第二波带和所述第三波带的相对强度来计算所述第一激光束至所述第三激光束的驱动电平的变化以及在适用的情况下所述可变波带减少滤光片的驱动位置的变化，以调整白点移位，并且所述第一激光驱动器至所述第三激光驱动器被独立地控制以便独立于红色激光源的光强度来调整第一蓝色激光源和第二蓝色激光源中的每一者的光强度。
在其他实施例中，多波带传感器可以被放置在屏幕上，并且周期性地测量(例如，在电影院的投影屏幕上的)任何经投影图像的小区域。
在本发明的各实施例中，多波带传感器可以嵌入在投影仪系统内，可以使用可变蓝光和红光减少滤光片来进一步减少泛红，并且由此周期性地校准原色控制装置。周期性地可以是系统启动或关闭时、在投影期间、在对系统的周期性校准期间，例如在每次投影之前、或者在每月基础上等等。也可以在投影之前以预定义的测试图案来执行校准。多波带传感器可以优选地通过被放置在光路中的可折叠镜来接收来自光束的光。可折叠镜被配置成接收例如0.5％的光束。因此，99.5％的光仍然被透射到成像模块。与提供的增益相比，光损耗可以忽略。该系统可以被适配成将可折叠镜移进和移出光束。
激光实施例
在目前描述的本发明的各实施例中，光源320、330有利地是激光光源，包括激光的阵列。激光光源提供的优点在于，激光提供具有小光展量的准直光束。然而，本发明不限于激光光源，并且还可以包括led光源或超发光二极管。
对于在成像模块中为特定波带的光提供直接照明的激光源，没有任何波长转换元件(即，特定波长范围)进入红色和蓝色通道，以获得更好的色彩调谐。
在这些实施例中，蓝光和红光减少滤光片包括致动器，以使得可以通过移动所述滤光片的位置来调整被所述滤光片透射的蓝光和红光的量。致动器可以是用于旋转可调谐滤光片的旋转台或用于在垂直于投影仪系统的光轴的方向上移动可调谐滤光片的至少一个平移台。滤光片可以包括涂层图案。该图案可以具有增加密度的蓝光和红光减少图案，密度增加的方向被适配成机械致动器的移动方向，以使得可以调整蓝光和红光的强度。在光路中，添加去斑装置以减少屏幕上最终图像中(该原色中)的斑点可能是有益的。这种去斑技术可以包括极化分集、波长分集、空间和角度分集，其优点提供了经投影图像中斑点的减少。
由于多波带传感器优选地至少测量与投影系统的原色相对应的波带的相对强度，因此当发生光谱的剧烈变化时全光谱测量可能是有用的，因为无论是光束的辐射度还是一般强度变化，这种变化都会对白点具有严重影响。在这种特定情形中，利用光谱仪来重新校准系统对于白点重置会是有益的。
各种激光驱动器和可变波带减少驱动器在色彩空间内提供新的自由度，并且因此可以由本专利申请中所描述的原色控制装置提供色彩空间内的更宽色域。由于现在对于其他应用也趋向于移动到更宽色域(在rec2020色域的极值内)，因此所描述的本发明也可以比dci更普遍地具有用于这种宽色域活动的应用。
需要例如根据barcoescapetm电影平台来校准三个投影仪以供同时使用。根据本发明的各实施例，处理单元可以经由电缆(例如usb)或通过无线连接来连接到三个或更多个投影仪。处理单元优选地连接到监测单元，该监测单元本身连接到每个投影仪的多波带传感器。监视单元和/或处理单元可以集成在投影仪中或者可以是独立设备。因此，三个或更多(n)个投影仪可以被提供有每个投影仪内部的监测单元，以及被放置在在投影透镜的前面或集成在投影仪内部的多波带传感器。
处理单元可以发起一系列测试图像并记录来自被放置在投影仪透镜前面的传感器的结果。对于内部传感器不需要测试图案，传感器被放置在照明光束中，并且优选利用“相对值”(即，工厂设定值(仅需要工厂中的涉及外部测色计的初始校准)与实际值之间的差异)来工作而不是利用绝对值来工作。传感器的初始测量结果用于与屏幕上的目标色彩性能的工厂对准，并且这些初始测量结果可以存储在投影仪、本地处理引擎(诸如膝上型设备)中、或远程地存储。
可变波带减少滤光片可以被放置在光路中以分别减少蓝色成像器波带中和红色成像器波带中的光，而不影响相应的激光贡献。以此方式，蓝色和红色的色点可以在激光点与激光和来自波长转换装置的光(例如，荧光)的混合光的色点之间进行调谐。
尽管已经开发了电子校正系统来以电子方式设置原色和白点，但是利用本发明的各实施例，避免或减少了电子校正。这可以通过例如使用具有绿色荧光体的方法和组件进行色彩调谐来完成。通过控制激光驱动器和可调强度滤光片(在存在的情况下)以及可变或可移动波带减少滤光片，可以在处理单元上手动调整白色平衡。这是优于现有技术设备的显著改进。
色域数据、色彩坐标和相对亮度值可以通过这种监测方法获得，并且可以存储在投影仪本身中的处理单元中或其他地方，例如，局域网或广域网(诸如internet)中的服务器上。这些值可以在工厂中使用测试图案和良好的测色计来测量，并且存储在投影仪中。
对于现场安装中的对准，可以通过查看数据来设置共同的期望色域和白点。可以在计算机、pda、智能手机等等上运行应用，该应用可任选地经由网络链接来读出所存储的色域值，并找到最佳的内切色域和白点。或者数据链接可以经由网络在投影仪和服务器之间，其中在服务器中完成计算。这会是有利的，因为这种服务器可以具有强大的微处理器。可以更新所存储的值以考虑使用多波带传感器的老化效应，并且可以再次使用测试图案。
具有处理引擎的处理单元(诸如投影仪内部、在投影仪本地或者位于远程的一个或多个微处理器)可以自动执行上述对准规程。这可以通过数个投影仪之间的通信来实现，该通信交换传感器值和设置状态，例如，这在一个设置变得不再可实现的情况下会变得必要。如果必要，可以执行例如对目标的降级。
当使用在结合位置处与经投影图像有交叠的多个投影仪时，可以作出类似的校准规程。在交叠区域中，可以使用电子混合。然而，如果投影仪发射不同的色彩，则混合区域就会变得可见。这对于天象仪、模拟器或其他虚拟现实应用可能是烦扰的。对于例如用于训练的模拟，存在可以利用本发明的各实施例的若干类型的多通道系统，如多面显示器、准直显示器、虚拟现实中心、cave等等。后一种多投影仪应用不需要达到影院标准(诸如dci)，因此色域大小可能没有色彩匹配那么相关。
barcoescapetm是用于影院的多投影仪设置，例如具有中央屏幕和两个侧屏幕。为了获得最佳性能和接受度，投影仪应当符合数字影院规范，例如符合dci色域。使用绿色波长转换元件(诸如绿色荧光体)的各实施例对于dci或其他类似的宽色域是高效的。
图像以不同角度在不同的三个屏幕上，因此假设图像之间匹配的主要困扰将是不同的色点，这比将存在一些亮度变化更加困扰。本发明的各实施例可以应用于escapetm，因为三个投影仪系统可以与dci色域合规性色彩匹配。
对于具有根据本发明的各实施例的绿色波长转换元件的投影仪并且不添加可变波带减少滤光片，n个投影仪中的每个投影仪具有三种不同的调整设置si：直接蓝色激光功率电平、用于激发波长转换元件(诸如荧光体)的蓝色激光功率电平、以及红色激光的功率电平。对于多个投影仪，设置类型i和投影仪j的所有设置si,j都被设置成使得所有经投影白点被设置为作为dci目标点的公共白点。例如，假设投影仪已不同程度地老化，应当使老化情况下的强度与初始值的强度比i老化/i初始对于所有投影仪的所有子波带相等，取该比率的整体最大目标值，以使得任何投影仪的设置si,j都不超过该设置的最大值(即，仅保持相等或更低)。
符合dci的系统的另一种操作方式是仅针对低于投影仪的可能最大值的某个光输出，例如以严格遵照屏幕上的dci亮度规范。在该情形中，需要调整设置si，直至获得初始照明水平。此外，可以经由照明水平和设置si来部分地调整白点，并且部分地经由电子校正来调整白点。对于一些应用仅可以容忍低或较低量的电子校正。
对于具有波带减少滤光片的实施例，可以调整相同的设置si,j以将投影仪固定到白点(没有电子校正)。由此，只要激光贡献与来自波长转换元件(诸如来自荧光体)的贡献在红色和蓝色两者中已变得不同，就还可以使用控制和设置波带减少滤光片的额外能力来减少荧光尾部贡献，以使得色域可以再次变大，而对于白色，这可以通过再次增加激光贡献来补偿。
使用本发明的各实施例可以实现3d投影。首先，具有不同且不交叠波长的红色激光和蓝色激光可以用于左眼和右眼。在一个光学通道(诸如右眼通道)中，可以使用绿色量子点，而对于另一只眼，可以使用黄色量子点，每个量子点由激光激发。观看眼镜被提供有滤光片，该滤光片将在从投影仪发射的左眼和右眼光学信号之间进行滤光。
替代地，投影仪可以包括用于左眼和右眼的具有不同波长的红色和蓝色激光。来自黄色或绿色波长转换元件(诸如荧光体)的光可以在不同方向上偏振。观看者佩戴对相关右眼或左眼波长进行滤波的眼镜，并且在绿色的情况下，眼镜具有正确的极性以接收经调制的绿光。
在本发明的一个独立方面(其也可以与任何其他实施例组合)，描述了一种用于生成具有三原色的图像的光投影系统，所述三原色具体地为蓝色、绿色和红色，每个原色分别由第一波带、第二波带和第三波带限定，所述光投影系统包括：
‐发射第四波带中的第一光束的第一蓝色激光源，所述第一蓝色激光源具有第一激光驱动器，
‐发射具有中心波长和第五波带的第二光束的第二蓝色激光源，所述第二蓝色激光源具有第二激光驱动器，
‐具有波长转换元件的基板，所述波长转换元件用于在吸收所述第二蓝色激光源的第五波带内的激发波长的光束之后发射多个波长的光，所述基板被放置在所述第二光束的光路中，以使得透射通过所述波长转换元件或从所述波长转换元件反射的光引起发射具有至少包括所述第二波带和所述第三波带的波带的经转换光束，
‐用于组合所述第一光束和所述经转换光束的光束组合器，所述组合得到白光束；
其特征在于，所述投影系统进一步包括用于测量所述白光束的所述第一波带、所述第二波带和所述第三波带的相对强度的光学监测单元。
在该光投影系统中，光学监测单元可以包括至少一个光传感器。
在该光投影系统中，光传感器可以是被配置成测量被包括在第一波带、第二波带和第三波带中的波长的强度的多波带传感器。
多波带传感器可以被配置成检测激光与经转换光束之间的光谱中的一个或任何差异。
光传感器可以是光电二极管传感器、光敏电阻器、有机感光器、光谱仪、光电放大器、ccd或cmos传感器中的至少一者。
投影系统可以进一步包括被配置成与光学监测单元通信的处理单元。
在该光投影系统中，光学监测单元可以借助于被放置在白光束的光路中的可折叠镜来接收光，以使得大约0.5％的光被反射到光传感器。可折叠镜可以被配置成缩进白光束和从白光束缩出。可折叠镜可以被安装在由处理单元控制的致动器上。
波长转换元件可以发射例如如下经转换光：
‐质心波长<560nm和/或
‐grtzc<16％。
因此，波长转换元件可以例如发射>65％的绿光含量的光，该绿光含量可以可任选地<75％，可任选地<80％。
例如，从波长转换元件发射的光可以具有：
‐绿光含量>65％，其中绿光含量被定义为从波长转换元件发射的光的光谱的进入绿色波带的部分，其中绿色波带在范围495-575nm中，
‐以及绿光-红光过渡区含量(grtzc)，其被定义为
该grtzc小于16％。
可以提供第三红色激光源，所述第三红色激光源发射第三波带中的第三光束，所述第三红色激光源具有第三激光驱动器。
该光投影系统可以被实现为3芯片投影仪架构。
第一波带或第三波带可以比任何个体激光源的波带更宽。
可以添加来自波长转换元件的在波带480-500nm中的泛蓝光。
蓝色激光可以发射波带440-470nm波长中的光。
在该光投影系统中，红光含量优选地<30％并且可任选地>20％，这些百分比值与来自波长转换元件的在特定波长范围中的经转换光相比来自波长转换元件的被取为100％的整个光谱的相对能量贡献相关。
在该系统中，绿光含量是从波长转换元件发射的光的光谱的进入绿色波带的部分。例如，绿色波带可以在范围495-575nm中。
grtzc是指例如降低色彩饱和度并使色域更小的光。
在该系统中，光束中的红光含量可以是波长转换元件光谱的进入红色波带的相对部分。红色波带可以具有来自红色激光的光，以及来自波长转换元件的添加量的红光以用于去斑，并且可任选地增加来自波长转换元件的光中的绿光。如果红色的色点移动到较小的色域，则达到泛红光的上限。泛红光可以是范围595-620nm中的橙光。
对于来自波长转换元件的光，蓝光含量+绿光含量+红光含量将被理解为总计达到100％。
可以提供陷波滤光片以用于降低波带570-600nm中的波长的光强度。然而，滤光浪费光并且不太优选。陷波滤光片可以被配置成将光强度降低10-15％或10％至20％的范围。
在该光投影系统中，可以提供至少一个可变波带减少滤光片，其被安装在致动器上并且在白光束的光路中提供，并且其中，所述可变波带减少滤光片在第一位置与第二位置之间的移动引起所述白光束的透射波带从第一透射强度到第二透射强度的变化，以便调整投影仪白点。
可变波带减少滤光片可以是第一波带减少滤光片、第二波带减少滤光片或第三波带减少滤光片，以使得其被配置成分别改变被包括在第一波带、第二波带或第三波带中的波长的强度。陷波滤光片和可变波带减少滤光片可以被组合在相同的可变滤光片中。可变滤光片的第一侧可以涂覆有窄带陷波滤光片，而滤光片的第二侧可以涂覆有可变波带减少滤光片。可变第二波带减少滤光片可以被配置成降低被包括在范围510-570nm中的波长的强度。
致动器可以由处理单元来控制。例如，致动器可以包括：用于围绕光轴旋转可变第二波带减少滤光片的旋转台或用于在垂直于光轴的方向上移动所述可变第二波带减少滤光片的至少一个平移台。可变第二波带减少滤光片可以包括涂层，该涂层被提供有具有增加密度的绿光减少图案的图案，密度增加的方向被适配成致动器的移动方向，以使得可以调整第二绿光光谱带的强度。可变第二波带减少滤光片可以包括一下至少一者：经由平移在涂敷区域内提供线性可调衰减的矩形连续绿光减少涂层，具有矩形步进式减少涂层的滤光片，该滤光片经由平移在涂敷区域内提供步进式可调衰减，经由旋转在涂敷区域内提供线性可调衰减的圆形滤光片，或者经由滤光片的旋转在涂敷区域内提供步进式线性衰减的圆形滤光片。
在该光投影系统中，波长转换元件可以是荧光材料(“荧光体”)。荧光体可以是例如类型yag:ce。或者荧光体可以是类型luag:ce。波长转换元件可以包括量子点。
在该系统中，所述处理单元可以被配置成与光学监测单元通信以用于测量白光束的第一波带、第二波带和第三波带的相对强度，所述处理单元被进一步配置成：根据所述白光束的所述第一波带、所述第二波带和所述第三波带的相对强度来计算所述第一激光束至所述第三激光束中的至少一者的驱动电平以及所述至少一个可变波带减少滤光片的驱动电平的变化，以调整白点移位，并且所述第一激光驱动器至所述第三激光驱动器被独立地控制以便独立于红色激光源的光强度来调整第一蓝色激光源和第二蓝色激光源中的每一者的光强度。光学监测单元可以被适配成监视任何、一些或所有波带中的不同贡献。光学监测单元可以被适配成监测激光和波长转换元件光两者在蓝色波带中的贡献。
在该光投影系统中，可以提供可变蓝光和红光减少滤光片。可变蓝光和红光减少滤光片可以进一步减少来自波长转换元件的进入红色和蓝色通道的泛红(红)光和泛蓝(蓝)光。蓝光和红光减少滤光片可以包括致动器，以使得可以通过移动所述滤光片的位置来调整被所述滤光片透射的蓝光和红光的量。
在该光投影系统中，每个激光源可以包括个体激光的阵列，每个个体激光的强度由其激光驱动器控制，并且其中，每个激光被配置成由其相关联的激光驱动器脉冲化。可以提供进一步的光束均匀化光学器件和/或去斑装置。
本发明的一个独立方面(其可以与任何实施例组合)是一种用于光投影系统的光学组件，所述光投影系统用于生成具有三原色的图像，所述三原色具体地为蓝色、绿色和红色，每个原色分别由第一波带、第二波带和第三波带限定，所述光学组件用于与第一蓝色激光源和第二蓝色激光源联用，所述第一蓝色激光源发射第四波带的第一光束，所述第一蓝色激光源具有第一激光驱动器，所述第二蓝色激光源发射具有中心波长和第五波带的第二光束，所述第二蓝色激光源具有第二激光驱动器，所述组件包括：
具有波长转换元件的基板，所述波长转换元件用于在吸收所述第二蓝色激光源的第五波带内的激发波长的光束之后发射多个波长的光，所述基板被放置在所述第二光束的光路中，以使得透射通过所述波长转换元件或从所述波长转换元件反射的光引起发射具有至少包括所述第二波带和所述第三波带的波带的经转换光束，
用于组合所述第一光束和所述经转换光束的光束组合器，所述组合得到白光束；
其特征在于，所述投影系统进一步包括用于测量所述白光束的所述第一波带、所述第二波带和所述第三波带的相对强度的光学监测单元。
该光学组件可以包括从发射第三波带的第三光束的第三红色激光源生成激光，所述第三红色激光源具有第三激光驱动器。
本发明的一个独立方面(其可以与任何实施例组合)是一种用于利用光投影系统来生成具有三原色的图像的方法，所述三原色具体地为蓝色、绿色和红色，每个原色分别由第一波带、第二波带和第三波带限定，所述方法包括：
‐从第一蓝色激光源生成，所述第一蓝色激光源激光发射第四波带的第一光束，所述第一蓝色激光源具有第一激光驱动器，
‐从第二蓝色激光源生成激光，所述第二蓝色激光源发射具有中心波长和第五波带的第二光束，所述第二蓝色激光源具有第二激光驱动器，
‐从具有波长转换元件的基板生成经转换光束，所述波长转换元件在吸收所述第二蓝色激光源的第五波带内的激发波长的光束之后发射多个波长的光，所述基板被放置在所述第二光束的光路中，以使得透射通过所述波长转换元件或从所述波长转换元件反射的光引起发射具有至少包括所述第二波带和所述第三波带的波带的经转换光束，
‐组合经组合的第一光束和第三光束以及所述经转换光束，所述组合得到白光束；
‐其特征在于，测量所述白光束的所述第一波带、所述第二波带和所述第三波带的相对强度。
该方法可以进一步包括从发射第三波带的第三光束的第三红色激光源生成激光，所述第三红色激光源具有第三激光驱动器。
本发明的一个独立方面(其可以与任何实施例组合)是一种用于生成具有三原色的图像的光投影系统，所述三原色具体地为蓝色、绿色和红色，每个原色分别由第一波带、第二波带和第三波带限定，所述光投影系统包括：
‐发射第四波带中的第一光束的第一蓝色激光源，所述第一蓝色激光源具有第一激光驱动器，
‐发射具有中心波长和第五波带的第二光束的第二蓝色激光源，所述第二蓝色激光源具有第二激光驱动器，
‐具有波长转换元件的基板，所述波长转换元件用于在吸收所述第二蓝色激光源的第五波带内的激发波长的光束之后发射多个波长的光，所述基板被放置在所述第二光束的光路中，以使得透射通过所述波长转换元件或从所述波长转换元件反射的光引起发射具有至少包括所述第二波带和所述第三波带的波带的经转换光束，
‐用于组合所述第一光束和所述经转换光束的光束组合器，所述组合得到白光束；
其特征在于，所述光投影系统进一步包括被安装在致动器上并且在所述白光束的光路中提供的至少一个可变波带减少滤光片，并且其中，所述可变波带减少滤光片在第一位置与第二位置之间的移动引起所述白光束的透射波带从第一透射强度到第二透射强度的变化，以便调整投影仪白点。
可变波带减少滤光片可以是第一波带减少滤光片、第二波带减少滤光片或第三波带减少滤光片，以使得其被配置成分别改变被包括在第一波带、第二波带或第三波带中的波长的强度。
可以提供陷波滤光片以用于降低波带570-600nm中的波长的光强度。陷波滤光片可以将光强度降低10-15％或10％至20％的范围。陷波滤光片和可变波带减少滤光片可以被组合在相同的可变滤光片中。可变滤光片的第一侧可以涂覆有窄带陷波滤光片，而滤光片的第二侧可以涂覆有可变波带减少滤光片。
可变第二波带减少滤光片可以被配置成降低被包括在范围510-570nm中的波长的强度。
致动器由处理单元来控制。致动器可以包括：用于围绕光轴旋转可变第二波带减少滤光片的旋转台或用于在垂直于光轴的方向上移动所述可变第二波带减少滤光片的至少一个平移台。
可变第二波带减少滤光片可以包括涂层，该涂层被提供有具有增加密度的绿光减少图案的图案，密度增加的方向被适配成致动器的移动方向，以使得可以调整第二绿光光谱带的强度。
可变第二波带减少滤光片可以包括以下至少一者：经由平移在涂敷区域内提供线性可调衰减的矩形连续绿光减少涂层，具有矩形步进式减少涂层的滤光片，该滤光片经由平移在涂敷区域内提供步进式可调衰减，经由旋转在涂敷区域内提供线性可调衰减的圆形滤光片，或者经由滤光片的旋转在涂敷区域内提供步进式线性衰减的圆形滤光片。
可以提供发射第三波带中的第三光束的第三红色激光源，所述第三红色激光源具有第三激光驱动器，所述第三光束被光束组合器组合到第一光束和经转换光束。
可以选择波长转换元件以发射光，该光具有：
‐质心波长<560nm和/或
‐grtzc<16％。
具体而言，从波长转换元件发射的光可以具有
‐绿光含量>65％，其中绿光含量被定义为从波长转换元件发射的光的光谱的进入绿色波带的部分，其中绿色波带在范围495-575nm中，
‐和绿光-红光过渡区含量(grtzc)，其被定义为
该grtzc小于16％。
绿光含量可以<75％，可任选地<80％。
绿光含量是从波长转换元件发射的光的光谱的进入第二波带的部分。第一波带或第三波带可以比任何个体激光源的波带更宽。第二波带可以在范围495-575nm中。grtzc中的光是指降低色彩饱和度并使色域更小的光。
在该光投影系统中，可以添加来自波长转换元件的在波带480-500nm中的泛蓝光。另一方面，蓝色激光可以在波带440-470nm波长中。
红光含量优选地<30％并且可任选地>20％，这些百分比值与来自波长转换元件的在特定波长范围中的经转换光与来自波长转换元件的被取为100％的整个光谱相比的相对能量贡献相关。
光束中的红光含量是波长转换元件光谱的进入第三波带的相对部分。第三波带可以具有来自红色激光的光，以及来自波长转换元件的添加量的泛红光以用于去斑。如果红色的色点移动到较小的色域，则可以达到泛红光的上限。泛红光可以是范围595-620nm中的橙光。
要理解，对于来自波长转换元件的光，蓝光含量+绿光含量+红光含量总计达到100％。
波长转换元件可以是“荧光体”。荧光体可以是类型yag:ce，或类型luag:ce。其他可能性在本发明的范围内，诸如包括量子点的波长转换元件。
可以提供光学监测单元以用于测量白光束的第一波带、第二波带和第三波带的相对强度。光学监测单元可以包括至少一个光传感器。光传感器可以是被配置成测量被包括在第一波带、第二波带和第三波带中的波长的强度的多波带传感器。多波带传感器可以被配置成检测激光与经转换光束之间的光谱中的一个或任何差异。光传感器可以是光电二极管传感器、光敏电阻器、有机感光器、光谱仪、光电放大器、ccd或cmos传感器中的至少一者。
光学监测单元可以借助于被放置在白光束的光路中的可折叠镜来接收光，以使得大约0.5％的光被反射到光传感器。可折叠镜可以被配置成缩进白光束和从白光束缩出。
该光投影系统可以被实现为3芯片投影仪架构。
投影系统可以进一步包括被配置成与光学监测单元通信的处理单元。可折叠镜可以被安装在由处理单元控制的致动器上。所述处理单元可以被配置成与光学监测单元通信以用于测量白光束的第一波带、第二波带和第三波带的相对强度，所述处理单元被进一步配置成：根据所述白光束的所述第一波带、所述第二波带和所述第三波带的相对强度来计算所述第一激光束至所述第三激光束中的至少一者的驱动电平以及所述至少一个可变波带减少滤光片的驱动电平的变化，以调整白点移位，并且所述第一激光驱动器至所述第三激光驱动器被独立地控制以便独立于红色激光源的光强度来调整第一蓝色激光源和第二蓝色激光源中的每一者的光强度。
光学监测单元可以被适配成监视任何、一些或所有波带中的不同贡献。
光学监测单元可以被适配成监测激光和波长转换元件光两者在蓝色波带中的贡献。
光投影系统可以进一步包括可变蓝光和红光减少滤光片。
可变蓝光和红光减少滤光片可以进一步减少来自波长转换元件的进入红色和蓝色通道的泛红光和泛蓝光。蓝光和红光减少滤光片可以包括致动器，以使得可以通过移动所述滤光片的位置来调整被所述滤光片透射的蓝光和红光的量。
每个激光源可以包括个体激光的阵列，每个个体激光的强度由其激光驱动器控制，并且其中，每个激光被配置成由其相关联的激光驱动器脉冲化。
该光投影系统可以进一步包括光束均匀化光学器件和/或去斑装置。
本发明的一个独立方面(其可以与任何实施例组合)是一种用于光投影系统的光学组件，所述光投影系统用于生成具有三原色的图像，所述三原色具体地为蓝色、绿色和红色，每个原色分别由第一波带、第二波带和第三波带限定，所述系统具有第一蓝色激光源和第二蓝色激光源，所述第一蓝色激光源发射第四波带中的第一光束，所述第一蓝色激光源具有第一激光驱动器，所述第二蓝色激光源发射具有中心波长和第五波带的第二光束，所述第二蓝色激光源具有第二激光驱动器，所述光学组件包括：
‐具有波长转换元件的基板，所述波长转换元件用于在吸收所述第二蓝色激光源的第五波带内的激发波长的光束之后发射多个波长的光，所述基板被放置在所述第二光束的光路中，以使得透射通过所述波长转换元件或从所述波长转换元件反射的光引起发射具有至少包括所述第二波带和所述第三波带的波带的经转换光束，
‐用于组合所述第一光束和所述经转换光束的光束组合器，所述组合得到白光束；
其特征在于，所述投影系统进一步包括被安装在致动器上并且在所述白光束的光路中提供的至少一个可变波带减少滤光片，并且其中，所述可变波带减少滤光片在第一位置与第二位置之间的移动引起所述白光束的透射波带从第一透射强度到第二透射强度的变化，以便调整投影仪白点。
本发明的一个独立方面(其可以与任何实施例组合)是一种用于利用光投影系统来生成具有三原色的图像的方法，所述三原色具体地为蓝色、绿色和红色，每个原色分别由第一波带、第二波带和第三波带限定，所述方法包括：
‐从第一蓝色激光源生成激光，所述第一蓝色激光源发射第四波带的第一光束，所述第一蓝色激光源具有第一激光驱动器，
‐从第二蓝色激光源生成激光，所述第二蓝色激光源发射具有中心波长和波带的第二波束，所述第二蓝色激光源具有第二激光驱动器，
‐从具有波长转换元件的基板生成经转换光束，所述波长转换元件在吸收所述第二蓝色激光源的波带内的激发波长的光束之后发射多个波长的光，所述基板被放置在所述第二光束的光路中，以使得透射通过所述波长转换元件或从所述波长转换元件反射的光引起发射具有至少包括所述第二波带和所述第三波带的波带的经转换光束，
‐组合经组合的第一光束和所述经转换光束，所述组合得到白光束；
其中所述方法进一步包括以下步骤：
移动被安装在致动器上并且在所述白光束的光路中提供的至少一个可变波带减少滤光片，并且其中，所述可变波带减少滤光片在第一位置与第二位置之间的移动引起所述白光束的透射波带从第一透射强度到第二透射强度的变化，以便调整投影仪白点。
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