专利名称：一种激光crt投影系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及ー种投影系统。
背景技术：
随着小型化、便携式电子设备的兴起，现有的投影设备通常采用手持式、低耗电的投影设备，最适合于此类投影设备的光源为激光光源或是发光二级管光源。其中，激光光源是已被广泛认为低耗电、亮度高的高效光源。投影系统利用光调制器把从光源射出的光转换为影像画面。目前此种光调制器通 常是利用液晶的投射型/反射型液晶显示器、硅基液晶，以及DLP技术中的数字微镜器件。为了表现影像画面，需要绿/蓝/红三种原色的激光。另外，CRT是ー种是用阴极射线管的显示器，其主要由玻璃罩、电子枪、偏转线圏、应激面板。应激面板上涂覆有荧光涂层。CRT的工作原理为电子枪阴极发出电子束，经强度控制、聚焦和加速后变成细小的电子流，再经过偏转线圈的作用向正确目标偏离，轰击到涂覆有荧光涂层的应激面板上。这时荧光涂层被启动，就发出光线来。传统的CRT技术被用于电视机、电脑屏幕应用中，另外CRT技术也可被用于投影光机结构中，但往往效率不高，而且受亮度限制。
实用新型内容本实用新型的目的在于，提供一种激光CRT投影系统，解决以上技术问题。本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现—种激光CRT投影系统,包括光源系统、光学棱镜、投影光学系统、其特征在于,所述光源系统包括三个用于产生激光的激光CRT，三个所述激光CRT产生的激光光源颜色分别为三原色中的ー种，三个所述激光CRT产生的激光分别通过光学棱镜形成一束三色合成光;所述激光CRT包括一电子枪,所述电子枪包括一 G2电极,所述G2连接一电子束电流控制系统。本实用新型的每个激光CRT都设有G2电极及电子束电流控制系统，这样每个G2电极都可以单独控制，通过控制G2电极来控制电流強度，进而控制激光光源的強度，以便达到理想的投影图像的色平衡。本实用新型将激光CRT光源作为投影系统的光源，具有能消除激光散斑、功率较大、可控性好等优点。所述激光CRT包括一真空管，所述真空管包括一漏斗形的玻璃罩，所述玻璃罩的广角端设有ー应激面板，所述应激面板采用ー激光面板，所述激光面板加载正电压；所述激光面板包括至少两个激光腔，至少两个所述激光腔沿厚度方向排列成所述激光面板；所述激光腔包括一増益介质层、反射层，所述反射层分别设置在所述增益介质层的前方和后方；所述玻璃罩的另一端设有所述电子枪。[0013]本实用新型的电子枪能发出高速电子束，足够强度的电子束射入激光面板上后，就会产生激光效应，进而产生激光。所述电子枪还包括ー阴极,所述阴极与所述G2电极之间设有一Gl电极；所述阴极加载有正电压，所述Gl电极加载有负电压；还包括一双驱动器调制系统，所述双驱动器调制系统分别连接所述阴极和所述Gl电极。双驱动器调制系统用于调制阴极和Gl电极响应控制信号，双驱动器调制系统通过从高到低调整电压来调制阴极，并通过Gl电极来调节低电压，实现高分辨率。所述阴极采用浸溃式阴极，所述浸溃式阴极连接ー加热器。浸溃式阴极能产生高 密度电子电流，能比传统的阴极承载更高的负荷。另外，浸溃式阴极物理尺寸小、能提供低电容配置。因此浸溃式阴极能提供高带宽的视频和高负载，最終能提供更亮的屏幕亮度。所述Gl电极采用ー低电容电极，所述Gl电极与所述阴极之间的距离为0. 003
0.004英寸。即Gl电极与阴极之间的距离为0. 0762mm 0. 1016mm。所述G2电极优选米用一低电容电极。所述G2电极与所述激光面板之间还设有一 G3电极,所述G3电极前方设有ー磁力聚焦线圏。G3电极也可采用ー低电容电扱。G3电极和磁力聚焦线圈结合运行将电子束进行预聚焦。另外，G3电极还能对真空管起到电弧防护作用。 所述磁力聚焦线圈前方设有ー偏转线圈。以便用于将电子束偏转到外界屏幕的理想位置。还包括一激光面板冷却系统，所述激光面板冷却系统包括设置在所述激光面板周边的歧管、热交换系统、冷却液，所述冷却液设置在所述歧管内，所述热交換系统连接所述歧管的入口和出ロ。冷却液通过歧管流经整个激光面板周边，激光面板被冷却，冷却液温度上升。升温的冷却液从出ロ离开歧管，从而进入热交换系统，进行冷却和冷却液重新循环。所述冷却液采用绝缘、透明的冷却液。以便激光面板冷却系统隔离高电压，省去了其他电隔离系统的设置。所述冷却液可以采用介质冷却液，如3M公司制造的Fluorinert，也可以采用全氟液体或其他非导电流体。所述激光面板周边可以设置至少两条歧管，至少两条所述歧管相互联通，至少两条所述歧管中的至少一条连接所述热交換系统。以便更加有效均匀的冷却激光面板。所述光学棱镜可以采用一 X棱镜，三个所述激光CRT产生的激光分别通过所述X棱镜的合色形成三色合成光。所述投影光学系统还包括一光束整形器，所述光束整形器为ー复眼透镜，所述复眼透镜的表面有以矩阵形式排列的透镜体，所述光束整形器位于投影光源与物镜之间。以使所述光源系统射出的光束发散，并转换成光调制器的有效区域的形状。所述光学棱镜与所述光束整形器之间还设有漫射体，所述漫射体采用振动式漫射体。以便消除激光散斑。有益效果由于采用上述技术方案，本实用新型的投射光源综合了 CRT和激光的优点，具有能消除激光散斑、功率较大、可控性好等优点。本实用新型投射到屏幕的画面，具有高分辨率、高亮度等显著优点。
图I为本实用新型整体结构示意图；图2为本实用新型激光CRT的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。參照图I、图2，一种激光CRT投影系统，包括光源系统、光学棱镜3、投影光学系统 2，光源系统包括三个用于产生激光的激光CRT4，三个激光CRT4分别产生的激光光源颜色分别为三原色中的ー种，三个激光CRT4产生的激光分别通过光学棱镜3形成一束三色合成光。光学棱镜3可以采用X棱镜。将激光CRT4光源作为投影系统的光源，具有能消除激光散斑、功率较大、可控性好等优点。參照图2，激光CRT4包括一真空管，真空管包括漏斗形的玻璃罩10，玻璃罩10的广角端设有应激面板，应激面板采用ー激光面板11，激光面板11加载正电压。激光面板包括至少两个激光腔，至少两个激光腔沿厚度方向排列成激光面板。激光腔包括増益介质层
14、反射层，反射层包括部分反射层16和完全反射层15，分别设置在増益介质层14的前方和后方。玻璃罩10的另一端设有电子枪，电子枪包括一 G2电极19, G2连接ー电子束电流控制系统25。本实用新型的电子枪能发出高速电子束13，足够强度的电子束13射入激光面板11上后，就会产生激光效应，进而产生激光。本实用新型的每个激光CRT4都设有G2电极19及电子束电流控制系统25，这样每个G2电极19都可以单独控制，通过控制G2电极19来控制电流強度，进而控制激光光源的強度，以便达到理想的投影图像的色平衡。电子枪还包括ー阴极17，阴极17与G2电极19之间设有一 Gl电极18，阴极17加载有正电压，Gl电极18加载有负电压。还包括一双驱动器调制系统24，双驱动器调制系统24分别连接阴极17和Gl电极18。双驱动器调制系统24用于调制阴极17和Gl电极18响应控制信号，双驱动器调制系统24通过从高到低调整电压来调制阴极17，并通过Gl电极18来调节低电压，最終达到0值，实现高分辨率。本实用新型设有双驱动器调制系统24后，在相反方向驱动Gl电极18和阴极17，即双驱动配置。双驱动器调制系统24的每个双视频放大器只需要匹配50%的所需总电压，即通过单ー放大器驱动ー个电极，另ー个电极保持固定负电压即可。双驱动模式的速度増加可以转化为更小的激光、更快的读写速度，从而提供更高的屏幕分辨率。阴极17采用浸溃式阴扱，浸溃式阴极连接一加热器23。浸溃式阴极能产生高密度电子电流，能比传统的阴极17承载更高的负荷。另外，浸溃式阴极物理尺寸小、能提供低电容配置。因此浸溃式阴极能提供高带宽的视频和高负载，最終能提供更亮的屏幕亮度。Gl电极18采用ー低电容电极，Gl电极18与阴极17之间的距离为0.003 0.004英寸。即Gl电极18与阴极17之间的距离为0. 0762mm 0. 1016mm。在具体实施时，通过选择Gl电极18与阴极17之间不同的间距就能得到不同的截止电压。G2电极19优选采用一低电容电极。G2电极19与激光面板11之间还设有一 G3电极20，G3电极20前方设有ー磁力聚焦线圈21。G3电极20也可采用ー低电容电极。G3电极20和磁力聚焦线圈21结合运行将电子束13进行预聚焦。另外，G3电极20还能对真空管起到电弧防护作用。磁力聚焦线圈21前方设有ー偏转线圈22。以便用于将电子束13偏转到外界屏幕的理想位置。还包括一激光面板冷却系统，激光面板冷却系统包括设置在激光面板周边的歧管26、热交换系统27、冷却液，冷却液设置在歧管26内，热交换系统27连接歧管26的入口 28和出ロ 28。冷却液通过歧管26流经整个激光面板周边，激光面板被冷却，冷却液温度上升。升温的冷却液从出ロ 28离开歧管26，从而进入热交换系统27，进行冷却和冷却液重新循环。冷却液采用绝缘、透明的冷却液。以便激光面板冷却系统隔离高电压，省去了其他电隔离系统的设置。冷却液可以采用介质冷却液，如3M公司制造的Fluorinert，也可以采 用全氟液体或其他非导电流体。激光面板周边可以设置至少两条歧管26，至少两条歧管26相互联通，至少两条歧管26中的至少一条连接热交换系统27。以便更加有效均匀的冷却激光面板。投影光学系统2还包括一光束整形器，光束整形器为ー复眼透镜，复眼透镜的表面有以矩阵形式排列的透镜体，光束整形器位于投影光源与物镜之间。以使光源系统射出的光束发散，并转换成光调制器的有效区域的形状。光学棱镜3与光束整形器之间还设有漫射体，漫射体采用振动式漫射体。实施方式一參照图1，三个激光CRT4分别提供红色、緑色和蓝色激光光源。每个激光CRT4都有一个电子束电流控制系统25来控制G2电极19，再通过适当的X棱镜将每个激光CRT4产生的激光光源进行耦合整形，经过光学投影系统2再投射到屏幕4上，形成全彩图像。为了达到理想投影图像的色平衡，每个激光CRT4的G2电极19都可以单独通过电子束电流控制系统25进行控制。这种调整可以采用手工完成，如让使用者单独控制每个激光CRT4。也可以通过感应器来自动反馈，以便电子束电流控制系统25自动调节期望的色平衡。实施方式ニ 參照图2，双驱动器调制系统24来调制阴极17的电压从+75v至0v，同时调制Gl电极18的电压从-75v至0v。因此用于视频信号的管中电压波动幅度为150v(-75v 75v)，截止电压也在这个波动范围内。G2电极19的电压设置在IOOOv 2000v范围内。以便决定外界屏幕的亮度。G3电极20的电压设置为5000v的固定电压。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.一种激光CRT投影系统,包括光源系统、光学棱镜、投影光学系统、其特征在于,所述光源系统包括三个用于产生激光的激光CRT，三个所述激光CRT分别产生的激光光源顔色分别为三原色中的ー种，三个所述激光CRT产生的激光分别通过光学棱镜形成一束三色合成光； 所述激光CRT包括一电子枪，所述电子枪包括一 G2电极，所述G2连接ー电子束电流控制系统。
2.根据权利要求I所述的ー种激光CRT投影系统，其特征在于所述激光CRT包括一真空管，所述真空管包括一漏斗形的玻璃罩，所述玻璃罩的广角端设有ー应激面板，所述应激面板采用ー激光面板，所述激光面板加载正电压； 所述激光面板层包括至少两个激光腔，至少两个所述激光腔沿厚度方向排列成所述激光腔层；所述激光腔包括一増益介质层、反射层，所述反射层分别设置在所述增益介质层的前方和后方； 所述玻璃罩的另一端设有所述电子枪。
3.根据权利要求2所述的ー种激光CRT投影系统，其特征在于所述电子枪还包括一阴极，所述阴极与所述G2电极之间设有一 Gl电极；所述阴极加载有正电压，所述Gl电极加载有负电压； 还包括一双驱动器调制系统，所述双驱动器调制系统分别连接所述阴极和所述Gl电扱。
4.根据权利要求3所述的ー种激光CRT投影系统，其特征在干所述Gl电极采用一低电容电极，所述Gl电极与所述阴极之间的距离为0. 0762mm 0. 1016mm。
5.根据权利要求3所述的ー种激光CRT投影系统，其特征在于所述阴极采用浸溃式阴极，所述浸溃式阴极连接一加热器。
6.根据权利要求3所述的ー种激光CRT投影系统，其特征在于所述G2电极与所述激光面板之间还设有一 G3电极,所述G3电极前方设有ー磁力聚焦线圈； 所述磁力聚焦线圈前方设有ー偏转线圏。
7.根据权利要求2至6中任意一项所述的一种激光CRT投影系统，其特征在于还包括一激光面板冷却系统，所述激光面板冷却系统包括设置在所述激光面板周边的歧管、热交换系统、冷却液，所述冷却液设置在所述歧管内，所述热交換系统连接所述歧管的入口和出口。
8.根据权利要求7所述的ー种激光CRT投影系统，其特征在于所述激光面板周边设置至少两条歧管，至少两条所述歧管相互联通，至少两条所述歧管中的至少一条连接所述热交换系统。
9.根据权利要求I或2中任意一项所述的一种激光CRT投影系统，其特征在于所述光学棱镜与所述光束整形器之间还设有漫射体，所述漫射体采用振动式漫射体。
10.根据权利要求I或2中任意一项所述的一种激光CRT投影系统，其特征在于所述投影光学系统还包括一光束整形器，所述光束整形器为ー复眼透镜，所述复眼透镜的表面有以矩阵形式排列的透镜体，所述光束整形器位于投影光源与物镜之间。
专利摘要本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种投影系统。一种激光CRT投影系统，包括光源系统、光学棱镜、投影光学系统，光源系统包括三个用于产生激光的激光CRT，三个激光CRT分别产生的激光光源颜色分别为三原色中的一种，三个激光CRT产生的激光分别通过光学棱镜形成一束三色合成光。由于采用上述技术方案，本实用新型的投射光源综合了CRT和激光的优点，具有能消除激光散斑、功率较大、可控性好等优点。本实用新型投射到屏幕的画面，具有高分辨率、高亮度等显著优点。
文档编号H01J29/98GK202433663SQ201120326589
公开日2012年9月12日 申请日期2011年9月1日 优先权日2011年9月1日
发明者伯纳德.K.凡塞尔, 夏忠平, 张学渊, 赵健, 迈克尔.D.田伯瑞, 钟伟杰 申请人:上海显恒光电科技股份有限公司