一种用于固体光源投影机的彩色调制盘制造技术

本实用新型专利技术公开一种用于固体光源投影机的彩色调制盘，在其中心设有固定孔，且该盘沿其圆周方向划分为蓝光区、绿光区和红光区。绿光区自入射面至出射面依次设有透蓝红光反绿光滤光片、绿荧光粉层、基板和透绿光反蓝红光滤光片；红光区自入射面至出射面依次设有透蓝绿光反红光滤光片、红荧光粉层、基板和透红光反蓝绿光滤光片；蓝光区由基板构成。彩色调制盘的三基色光的色度值在固体光源和绿、红荧光粉层确定以后，通过调节蓝光区、绿光区和红光区所张圆周角的大小进行匹配。彩色调制盘可产生蓝、绿、红三基色光。在使用时彩色调制盘以一定速度旋转，可观察到无闪烁、运动物体无拖尾的彩色图像，且具有光效高、功耗低、寿命长、安全、轻巧等优点。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于固体光源投影机的彩色调制盘，以产生蓝(B)、绿(G)、 红(R)三基色光。
技术介绍
现用数字投影机多采用超高压(UHP)汞灯作为光源，其功耗为100 300瓦，光效为60流明/瓦，因此能产生的亮度大于6000流明，但由于灯泡的最小弧长为1 1. 4mm,因此光能利用率仅20%左右，灯泡的平均寿命约3000小时。显然，由于灯泡功耗大、寿命短， 因此极大地限制了其进入家庭的应用。发光二极管(LED)和激光二极管(LD)作为新一代节能环保的固体光源正在迅速推广应用，它们的优点一是光效高，如LED最新报道的实验室测量结果为208流明/瓦，产业应用已达到160流明/瓦左右，且方向性好；二是功耗低，且使用小于24V的低压电源，十分安全；三是寿命长，使用寿命可达10万小时以上；四是光源体积小，适宜于在数码相机、 手机中作为内置式袖珍投影机或与手提电脑、手机等配套作为外置式便携投影机。目前全球主要投影机生产商都在开发用固体光源取代现用的UHP灯，特别是卡西欧、NEC、Sony和三星都已推出投影图像亮度500 2000流明的固体光源数字投影机。随着固体光源亮度的进一步提高，LED和LD光源逐渐取代现用的UHP灯已是不争的事实。另一方面，LED和 LD还是发展袖珍投影机和便携投影机的唯一可选用的光源。在LED和LD作为光源的数字投影机中，由于单个固体光源还存在着亮度不足的问题，因此蓝、绿、红三基色固体光源都必须采用多个LED或LD构成三组阵列光源才能满足一定的亮度要求，这样就带来一个固体光源散热困难和投影机体积增大、成本提高的问题， 特别是散热问题是迄今使用固体光源碰到的一个难以愈越的技术关键，因此尽量减少使用固体光源的数量，缓解散热的困难，减小投影机的体积和成本，不失为一种明智的选择。本技术提出采用目前技术成熟的发光波长为460 470nm的蓝光固体光源作为数字投影机光源，利用一个彩色调制盘来产生蓝光、绿光、红光三基色光。当彩色调制盘以一定的速度旋转时，由于人眼的视觉残留效应，就可以观察到一幅无闪烁、运动物体无拖尾的彩色图像。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于固体光源投影机的彩色调制盘，该彩色调制盘可产生蓝(B)、绿(G)、红(R)三基色光。本技术的构思是由于固体光源LED和LD相对于现用的数字投影机UHP光源具有节能环保、安全、寿命长等优点，但迄今由于单个固体光源还存在着亮度不够高的问题，因此蓝、绿、红三组三基色固体光源都必须采用多个LED或LD构成阵列才能满足一定的亮度要求，这样就带来一个固体光源散热困难和投影机体积增大、成本提高的问题，为此， 本技术提出采用目前技术最为成熟的发光波长为460 470nm的蓝光固体光源阵列作为数字投影机的光源，利用一个彩色调制盘来产生蓝光、绿光、红光三基色光。彩色调制盘分为蓝光区、绿光区、红光区三部分。在蓝光区，固体光源发出的蓝光直接穿过彩色调制盘后得到所需的蓝光；在绿光区，固体光源发出的蓝光激发镀在基板上的绿荧光粉层，绿荧光粉层发出的绿光穿过彩色调制盘后得到所需的绿光；在红光区，固体光源发出的蓝光激发镀在基板上的红荧光粉层，红荧光粉层发出的红光穿过彩色调制盘后得到所需的红光。这样就得到了蓝(B)、绿(G)、红(R)三基色光。当彩色调制盘旋转时，就可以观察到一幅无闪烁、运动物体无拖尾的彩色图像。为实现上述目的，本技术所采取的具体技术方案是在该用于固体光源投影机的彩色调制盘的中心设有固定孔，以便把彩色调制盘固定在马达的转轴上，且该盘沿其圆周方向划分为蓝光区、绿光区和红光区，所述绿光区自入射面至出射面依次设有透蓝红光反绿光滤光片、绿荧光粉层、基板和透绿光反蓝红光滤光片，所述红光区自入射面至出射面依次设有透蓝绿光反红光滤光片、红荧光粉层、基板和透红光反蓝绿光滤光片，所述蓝光区由基板构成。进一步地，本技术所述绿荧光粉层的成分为Sr3Si05:0. OlSCe3+,0. OlSLi+ ；所述红荧光粉层的成分为0. 35Ba2+共掺Sr3SiO5 = O. 018Ce3+，0. 018Li+。与现有技术相比，本技术的有益效果是(1)现有技术的LED和LD固体光源投影机中，由于单个固体光源还存在着亮度严重不足的问题，因此蓝、绿、红三基色固体光源都必须采用多个LED或LD构成三组阵列光源才能满足一定的亮度要求，这样就带来一个固体光源散热困难和体积增大、成本提高的问题；本技术仅采用目前技术成熟的发光波长为460 470nm的蓝光固体光源作为数字投影机光源，利用一个彩色调制盘来产生蓝光、绿光、红光三基色光，较好地解决了散热困难和体积增大、成本提高的问题。(2)现有技术采用UHP光源作为数字投影机光源，不仅功耗大、寿命短，而且体积大、安全性差；而本技术由于彩色调制盘可产生蓝光、绿光、红光三基色光，因此只需用节能环保的蓝光LED或LD固体光源，使之取代现有技术使用的UHP光源成为现实，不仅如此，LED和LD还是发展袖珍投影机和便携投影机唯一可选用的小型光源。(3)现有技术的LD固体光源投影机中，由于蓝、绿、红三组LD的激光相干性都很好，彩色图像会产生耀眼的散斑，为此需要采取毛玻璃转轮等技术来减轻或消除，因而一部分光能量被损失；本技术由于人眼敏感的绿、红光都用蓝光LED或LD激发荧光粉层来产生，所以观察不到散斑。(4)现有技术的LED和LD固体光源投影机中，根据视觉函数，绿光固体光源的亮度要求远比蓝光、红光高，但目前绿光固体光源的亮度却比较低；而本技术通过采用绿光荧光粉层获得较高亮度，无需使用绿光固体光源。(5)本技术提出的绿荧光粉层(即Sr3Si05:0. OlSCe3+,0. OlSLi+)和红荧光粉层(0. 35Ba2+共掺Sr3Si05:0. OlSCe3+,0. OlSLi+)分别具有很好的绿光和红光增强效果。附图说明图1是本技术的彩色调制盘用于固体光源投影机的示意图；图2是本技术的彩色调制盘的结构示意图；图3是图2的A-A剖视图；图4是本技术的一种实施方式中绿荧光粉层和红荧光粉层的发射光谱示意图。具体实施方式作为本技术的具体实施例子，即固体光源投影机的示意图如图1所示。图1 中，固体光源1 (LED或LD)作为投影机的照明光源，它的发射光波长为460-470nm的蓝光； 本技术的彩色调制盘2用来产生蓝(B)、绿(G)、红(R)三基色光，其中蓝光直接由固体光源1发出的波长为460-470nm的蓝光得到，绿光由固体光源1发出的波长为460-470nm 的蓝光激发绿荧光粉层得到，红光由固体光源1发出的波长为460-470nm的蓝光激发红荧光粉层得到；当彩色调制盘2以每秒120转的速度旋转时，蓝(B)、绿(G)、红(R)三基色光依次通过光学系统3被准直入射在数字微镜器件4 (Digital Micro-mirror Device (简称 DMD))上；蓝(B)、绿(G)、红(R)三基色光经过数字微镜器件4调制后产生蓝(B)、绿(G)、 红(R)图像信息，并由数字微镜器件4反射后投射到投影物镜5;最后，投影物镜5将彩色图像放大投射到屏幕6上。图2是本技术的彩色调制盘的结构示意图。彩色调制本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于固体光源投影机的彩色调制盘，其特征在于：在其中心设有固定孔（２４），且该盘沿其圆周方向划分为蓝光区（２１）、绿光区（２２）和红光区（２３），所述绿光区（２２）自入射面至出射面依次设有透蓝红光反绿光滤光片（２７）、绿荧光粉层（２６）、基板（２５）和透绿光反蓝红光滤光片（２８），所述红光区（２３）自入射面至出射面依次设有透蓝绿光反红光滤光片（２７’）、红荧光粉层（２６’）、基板（２５）和透红光反蓝绿光滤光片（２８’），所述蓝光区（２１）由基板（２５）构成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金波，艾曼灵，张梅骄，王乐，顾培夫，
申请(专利权)人：杭州科汀光学技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：86