[发明专利]投影系统及投影方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种投影系统及投影方法，尤其涉及采用激光作为光源的投影系统及投影方法。

背景技术

随着光学科技及投影显示技术的发展，能够输出高分辨率及大画面的数字投影系统，已成为企业演示文稿、会议活动、教育训练、甚至成为家庭娱乐中，在提供视觉影像上的不可或缺的一环。因此，投影系统从诞生到现在，不断向高影像品质、高亮度、体积轻巧发展。

现有投影系统使用从光源发出的光在显示面板上形成图像，通过投影透镜单元放大图像并将该图像投影在屏幕上以满足观众对于大尺度屏幕的要求。具体如申请号为02802270的中国专利申请中公开的技术内容：如图1所示，投影系统100包括光源102，硅底板液晶(LCOS)显示板104和投影元件106。偏振器110配置在投影系统100上，位于光源102和LCOS显示板104之间的输入光路111上，而偏振器112配置在系统100中，位于LCOS显示板104和投影元件106之间的输出光路113上。投影系统100还包括一组薄膜晶体管(TFT)驱动器114，该驱动器114接收一个或多个从信号源116输入的电信号，并产生用于控制LCOS显示板104的相应信号。

在操作中，在信号源116中处理视频信号，由此产生相应的红、绿和蓝信号。该光源102将光分成红、绿和蓝组分的光，这些组分的光可以在偏振器110中形成适当的偏振光，随后，按照规定的扫描指令经输入光路111顺序作用在LCOS显示板上。使红、绿和蓝组分在整个LCOS显示板104上被扫描，该板上的液晶显示(LCD)元件由视频信号得到的红、绿和蓝信号控制，使得各个组分由其相应的红、绿或蓝信号调制。然后将最后调制的组分经输出光路113和偏振器112引导到投影元件106上，该投影元件106产生原始视频信号的可观看的彩色图像120。

然而，现有投影系统通常采用使用卤素灯作为光源，但是卤素灯的缺点是尺寸较大阻碍了投影系统往小体积的发展、并且制造单位价格昂贵、热辐射强并且平均寿命短。因此逐渐采用发光二极管(LED)代替卤素灯，作为投影系统的光源，但是LED的效率低，热辐射强，颜色不丰富。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种投影系统和投影方法，防止投影光源体积大、寿命短、效率低，热辐射强。

为解决上述问题，本发明提供一种投影系统，包括：绿色激光光源，发射绿色激光束；红色光源，发射红色光束；蓝色光源，发射蓝色光束；反射透射系统，将绿色激光束、红色光束和蓝色光束合为彩色光；扩束准直系统，对反射透射系统发出的彩色光进行扩束准直；匀光系统，将扩束准直后的彩色光进行调节，形成均匀光斑；显示系统，接收匀光系统发出的彩色光进行调制形成彩色图像；投影元件，接收显示系统发出的彩色图像放大并投影至屏幕上，其中投影元件中的投影芯片与匀光系统出射的均匀光斑形状相同。

可选的，所述绿色激光光源为半导体激光器泵浦的固体激光器。

所述绿色激光光源发射的波长为510纳米～540纳米。

可选的，绿色激光光源包括：激光源，发射单色第一激光束；聚焦系统，对激光源发出的第一激光束进行会聚；泵浦系统，对聚焦系统出射的第一激光束进行泵浦，形成第二激光束；倍频系统，将泵浦系统发出的第二激光束进行倍频，形成绿色激光束。

可选的，所述第一激光束的波长为808纳米。所述第二激光束的波长为1020纳米～1080纳米。所述泵浦系统为掺钕钒酸钇激光晶体。所述倍频系统为磷酸钛氧钾晶体。

可选的，所述扩束准直系统包括至少三个透镜组合。所述透镜为平凸透镜或双凸透镜，直径为6mm～12mm。

可选的，所述投影芯片面积为12mm×9mm。

可选的，所述反射透射系统包括：全反射镜，接收第一光源发出的第一光束，进行全反射；第一半反半透镜，接收第二光源发出的第二光束并进行反射，接收全反射镜发出的第一光束并进行透射，且将第一光束与第二光束合并为一束光；第二半反半透镜，接收第三光源发出的第三光束并进行透射，接收第一半反半透镜出射的第一光束和第二光束合并光束并进行反射，且将各光束合并为彩色光。

可选的，投影系统还包括：会聚系统，接收匀光系统发出的彩色光进行会聚，形成与投影芯片大小一致的光斑；偏振分光系统，接收会聚系统发出的彩色光，反射至显示系统；再接收显示系统沿接收方向出射的彩色图像，改变偏振方向后进行透射至投影元件。

可选的，所述显示系统包括：驱动电源，输出电信号；LCOS显示板，接收驱动电源输出的电信号和滤光系统发出的彩色光，经过调制，输出彩色图像。