[发明专利]生成具有三原色的图像的方法、光投影系统及其光学组件

说明书

本发明涉及一种用于生成具有三原色图像的光投影系统，每个原色分别由第一波带、第二波带和第三波带限定。该系统包括：发射第四波带的第一光束(5')的第一蓝色激光源(5)，所述第一蓝色激光源(5)具有第一激光驱动器(4)，发射具有中心波长和第五波带的第二光束(2')的第二蓝色激光源(3)，所述第二蓝色激光源(3)具有第二激光驱动器(2)，具有波长转换元件(8)的基板，该波长转换元件(8)用于在吸收第二蓝色激光源(3)的第五波带内的激发波长的光束之后发射多个波长的光(2”)，以及用于组合经组合的第一光束和经转换光束(2”)的光束组合器(11)，该组合得到白光束(14)。通过使用绿色荧光体连同红色激光辅助可以减少双色损耗。通过使用可变绿色波带减少滤光片和/或通过使用多波带色彩传感器(22)以及用于推导出激光源的驱动器的驱动电平的控制器(24)，可以控制白点和原色。

本发明涉及光学子组件、投影仪和操作投影仪的方法、用于控制投影仪的控制器和控制投影仪的方法。

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。