光源及其提供稳定出射光的方法技术

一种光源及其提供稳定出射光的方法，所述光源包括发光源（１）及其驱动模块，带一种或一种以上光波长转换材料的调色装置（２）；尤其是，所述驱动模块包括一个数据存储模块。从而提供稳定出射光的步骤包括：引导来自所述发光源的光投射到所述调色装置上；控制所述调色装置运动，来带动运动面上的预定区域周期性地依序行进经过所述光的投射范围；根据所述预定区域运动的周期，在所述驱动模块中设置至少一个所述周期之长度的补偿数据；利用该补偿数据来同步调整提供给所述发光源的供电源，使光源出射光强度保持稳定。采用本发明专利技术，低成本地解决了现有光源光输出波动幅度较大的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光源，尤其涉及控制光源以提供稳定出射光的光源结构及 方法。
技术介绍
传统用于投影机或特种照明的光源采用UHP(超高性能)灯。其 缺点在于寿命低，一般为2000 3000小时；不能即开即关，控制实时性差；含汞，不环<formula>formula see original document page 4</formula>LED的出现及发展克服了上述缺点。现已有采用蓝光LED及黄色荧光粉来产生白光的光源方案。其不足在于缺乏红色 的光谱部分。为了更适合于投影显示领域的应用要求，光源可以采用红、蓝、绿三色LED作为发 光源；或采用一单色LED，例如蓝光LED作为发光源来照射色轮，从而产生红、蓝、绿序列光 束。这两种方案前者具有显色性好的优点，后者则成本更低。从提高出射光亮度角度出发，在上述现有技术基础上，又出现了采用带荧光粉的 色轮在单色LED发光源下产生多色序列光束的方案。上述采用红、蓝、绿三色LED的方案出 射光亮度与该方案相比，亮度要低30%以上。但相较之下，该方案还是存在有出射光强度不 稳定之不足，分析如下如图1原理示意图所示，光源采用普通色轮时，普通色轮只起到光线的过滤作用， 光线的方向不被改变，因此色轮只要处于来自发光源的光的照射范围(如虚线光束3’)内， 色轮振动造成的色轮位置前后变化(例如由正常A位置偏离到B位置)对出射光强度影响 不大。此外，基于成熟的光学镀膜技术，普通色轮所使用的光学滤光片足以使色轮滤光具有 合乎要求的均勻性。但对于带荧光粉的色轮则情况完全不同首先，荧光粉在色轮上可能分 布不均勻，包括浓度不均勻和厚度不均勻；其次，为了提高光源出射光亮度，要求发光源的 出射光束聚焦并集中照射到荧光粉上(如实线光束3所示意)，这样当色轮因高速旋转发生 抖动时，将造成色轮特定位置(及其所承载的荧光粉)对激发光束3的离焦，进而降低此刻 的光源出射光亮度。所以这种光源的发光强度将随时间快速而微小地抖动。将这种光源用 于投影仪，可使投影在屏幕上的图像因出现灰阶不连续而严重影响显示效果。尤其当投影仪采用TI公司的DLP技术方案时，根据DLP工作原理，图像若想产生 准确的256级灰阶的话，光源光强的抖动幅度不能超过0.2%。这是非常高的要求。目前采 用带荧光粉的色轮的光源尚不能达到该要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足之处，而提出一 种光源及其方法，能提供光强稳定的出射光，以满足图像投影领域或特种照明领域的高稳 定性要求。为解决上述技术问题，本专利技术的基本构思为以LED发光源为例，利用LED控制实 时性好的优点，设法根据色轮的位置来提供不同的LED发光强度补偿，从而使因荧光粉分 布不均及色轮转动偏离等多种因素叠加造成的光源出射光强度不稳定问题一次性得到矫 正解决；具体地说，可以先使LED保持稳定输出的条件下，记录光源出射光光强的变化；存 储并利用该变化信息来反向调制LED的光输出，使得光源光输出随时间的波动可以满足预定要求。作为实现本专利技术构思的技术方案是，提供一种提供稳定出射光的方法，用于包括 发光源和带一种或一种以上光波长转换材料的调色装置的光源，包括步骤引导来自所述发光源的光投射到所述调色装置上；控制所述调色装置运动，来带动运动面上的预定区域周期性地依序行进经过所述 光的投射范围；所述预定区域至少包括一个分布有所述光波长转换材料的子区域；尤其是，还包括步骤根据所述预定区域运动的周期，在所述发光源的驱动模块中设置至少一个所述周 期之长度的补偿数据；利用所述补偿数据来同步调整提供给所述发光源的供电源，从而通过实时改变所 述发光源的光输出强度，来使所述光源的光输出强度波动幅度小于或等于一预定值。上述方案中，所述调色装置包括转动盘、移动盘/带或转动滚筒。上述方案中，所述预定区域包括具有不同透光特性或不同光波长转换特性的两个 或两个以上的子区域；所述不同光波长转换特性通过在各子区域上承载或不承载光波长转 换材料，或承载不同的光波长转换材料来实现。上述方案中，所述预定区域仅包括一个所述子区域。上述方案中，所述同步的实现步骤包括获取_与所述预定区域运动位置相关且 具有相同周期的周期性电信号，用作为同步信号提供给所述发光源的驱动模块；根据所述 同步信号，该驱动模块实时确定所述预定区域的当前位置，并根据该当前位置和所述补偿 数据来确定所述供电源的当前电流或电压输出值，来驱动所述发光源。上述方案中，所述周期性电信号为取自于所述调色装置的伺服装置的一个角度或 位置相关信号。上述方案中，所述补偿数据是以硬件方式被固化在所述发光源的驱动模块中。上述方案中，所述光源监测该光源光输出波动幅度；一旦该波动幅度超出所述预 定值，该光源将进入自补偿模式来重新计算并更新所述补偿数据。上述方案中，所述补偿数据的获得包括步骤使提供给所述发光源的驱动电流或 驱动电压不变，在光源工作状态下测试并采样预定时间长度内的光源出射光强度P(t)，该 p(t)具有周期性；根据所述P(t)，同步调整所述驱动电流或驱动电压为对应的周期性信号 来抵消所述光源出射光强度的波动；所述驱动电流或驱动电压所对应的至少一个周期长度 的数据为所述补偿数据。上述步骤中，所述同步调整是按预定算法经过若干次迭代来完成的，包括步骤① 根据所述p(t)和获得该P(t)时的所述发光源出射光强度E(t)或所述驱动电流或驱动电 压，由所述预定算法来产生新的所述发光源出射光强度E(t)或所述驱动电流或驱动电压， 同步测试并采样预定时间长度内新的光源出射光强度P(t)；②判断该次测试的P(t)的波 动幅度是否超过所述预定值，若超过则以该次测试的P(t)来重复①步骤；否则，结束所述 迭代。作为实现本专利技术构思的技术方案还是，提供一种光源，包括发光源及其驱动模块， 带一种或一种以上光波长转换材料的调色装置；所述驱动模块包括一光源供电模块，该光 源供电模块输出驱动电流或驱动电压往所述发光源；来自所述发光源的光经过第一光导系统投射到所述调色装置上，该调色装置具有一运动面，该运动面上的预定区域随调色装置 的周期性运动依序行进经过所述光的投射范围；所述预定区域至少包括一个分布有所述光 波长转换材料的子区域；尤其是，所述驱动模块还包括一个存放有至少一个周期之长度的 补偿数据的数据存储模块，该数据存储模块输出所述补偿数据往所述光源供电模块；所述 调色装置提供一个与所述预定区域运动位置相关且具有相同周期的周期性电信号给所述 数据存储模块，用作为控制输出所述补偿数据的同步信号。上述方案中，所述调色装置运动面的边缘包括一突起，该突起随调色装置的运动 周期性地触发产生一个光或机电的检测信号，用作为所述同步信号。上述方案中，所述驱动模块还包括一个自补偿控制模块；所述光源还包括一个光 电探测装置，监测来自于所述调色装置的光输出，并输出一个反馈信号给所述自补偿控制 模块；所述调色装置还提供所述周期性电信号给所述自补偿控制模块用作为进行数据处理 的同步信号；所述自补偿模块还连接所述数据存储模块，以读或写所述补偿数据。上述方案中，所述来自于调色装置的光输出经由第二光导系统导往所述光电探测直ο上述方案中，所述发光源为LED。所述光波长转换材料包括荧光粉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提供稳定出射光的方法，用于包括发光源和带一种或一种以上光波长转换材料的调色装置的光源，包括步骤：引导来自所述发光源的光投射到所述调色装置上；控制所述调色装置运动，来带动运动面上的预定区域周期性地依序行进经过所述光的投射范围；所述预定区域至少包括一个分布有所述光波长转换材料的子区域；其特征在于，还包括步骤：根据所述预定区域运动的周期，在所述发光源的驱动模块中设置至少一个所述周期之长度的补偿数据；利用所述补偿数据来同步调整提供给所述发光源的供电源，从而通过实时改变所述发光源的光输出强度，来使所述光源的光输出强度波动幅度小于或等于一预定值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李屹，杨毅，
申请(专利权)人：绎立锐光科技开发深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]