一种激光投影电视及其激光投影光源
技术领域
本发明涉及激光投影电视技术领域，特别涉及一种激光投影电视及其激光投影光源。
背景技术
激光投影电视属于新兴产品。激光投影电视采用激光作为显示光源，是继数字显示之后的下一代主流显示技术。
目前的激光投影电视产品中，激光光源系统大部分采用激光激发荧光粉发光的方式实现照明，其中一具体的实现方式为：激光光源发出蓝色激光，经光学组件的聚光作用，照射到高速旋转的荧光轮上，荧光轮上涂覆有荧光粉，在激光照射下发出黄绿光，再经过同步旋转的滤色轮滤出红绿光，红绿光与蓝色激光经过光学组件的聚光作用输出红绿蓝三原色。上述实现方式结构复杂，且体积较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、体积较小的激光投影光源及采用该激光投影光源的激光投影电视，以解决现有技术中结构复杂、体积较大的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种激光投影光源，包括：激光光源，用于发出激光光束；激发轮，包括至少一组成组设置的量子点区和透射区，所述量子点区受所述激光光束的激发产生至少一种颜色的光，所述量子点区设置有量子点，所述量子点受所述激光光束的激发产生光，所述透射区透射所述激光光束。
在其中一实施方式中，所述量子点区受所述激光光束的激发产生红色光，产生红色光的所述量子点区的所述量子点的直径为6～8nm；该所述量子点区的受光面镀有透蓝反红膜层，出光面镀有透红反蓝膜层。
在其中一实施方式中，所述量子点区受所述激光光束的激发产生绿色光，产生绿色光的所述量子点区的所述量子点的直径为2～4nm；该所述量子点区的受光面镀有透蓝反绿膜层，出光面镀有透绿反蓝膜层。
在其中一实施方式中，所述量子点的发射光谱的光谱宽度≤50nm。
在其中一实施方式中，所述透射区还设有第一扩散粒子；所述量子点区还设有第二扩散粒子。
在其中一实施方式中，所述激发轮与驱动装置固定连接并配合DMD驱动电路，时序输出红光、绿光、蓝光。
在其中一实施方式中，所述激发轮包括与所述驱动装置固定连接的载体，所述载体呈环形或圆形，且所述载体的圆心与所述转轴的轴心位于同一点，至少一组成组的所述量子点区和所述透射区沿所述玻璃管的周向周期性设置。
在其中一实施方式中，所述量子点区和所述透射区均呈环带形或呈扇形；所述载体为环形或圆形的玻璃管，所述量子点区沿所述载体的周向设置，所述量子点填充于所述载体内而形成所述量子点区。
在其中一实施方式中，所述载体为基板；所述激发轮还包括设于所述基板同一侧的两隔水隔氧层，所述量子点设置于两隔水隔氧层之间而形成所述量子点区。
本发明还提供一种激光投影电视，包括如上所述的激光投影光源。
由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：
本发明的激光投影光源包括激光光源和激发轮，激发轮包括至少一组成组设置的量子点区和透射区，量子点区受激光光束的激发产生至少一种颜色的光，量子点区设置有量子点，量子点受激光光束的激发产生光，透射区透射激光光束。该激光投影光源通过激光光源激发量子点区产生光，通过透射区透射激光光束，进而输出各种颜色的光束。因量子点区采用量子点，量子点的发射光谱的光谱宽度窄，因此无需滤色轮即可满足要求，简化了激光投影光源的结构，缩小了激光投影光源的体积。
进一步地，本发明的激光投影电视采用上述激光投影光源因此可更进一步缩小体积。
附图说明
图1是本发明激光投影电视一实施例的原理图。
图2是本发明激光投影光源一实施例的原理图。
图3是本发明激光投影光源另一实施例的原理图。
图4是本发明激发轮的结构示意图。
图5是本发明激发轮的主视图。
图6是本发明激发轮一实施例中量子点区和透射区的排布示意图。
图7是本发明中不同粒径的量子点受激发后的光谱图。
图8是本发明量子点受激发后的发光示意图。
图9是本发明激发轮一实施例的的剖视图。
图10是本发明激发轮另一实施例中量子点区和透射区的排布示意图。
图11是本发明激发轮又一实施例中量子点区和透射区的排布示意图。
图12是本发明激光投影光源又一实施例的原理图。
附图标记说明如下：1、激光投影光源；11、激光光源；111、蓝色激光器；112、绿色激光器；12、望远系统；121、凸透镜；122、凹透镜；13、扩散片；14、第一聚光器；15、激发轮；151、载体；1511、红色量子点区；1512、绿色量子点区；1513、透射区；1514、黄色量子点区；152、量子点；153、透蓝反红膜层；154、透红反蓝膜层；155、透蓝反绿膜层；156、透绿反蓝膜层；157、隔水隔氧层；16、第二聚光器；17、合光镜；18、光导管；2、投影成像系统；3、电视屏幕；6、蓝光；7、红光；8、绿光。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
请参阅图1，本发明提供一种激光投影电视。激光投影电视包括激光投影光源1、投影成像系统2和电视屏幕3。激光投影光源1提供照明光束，投影成像系统2进行调制后输出至电视屏幕3上而成像。其中，投影成像系统2包括光机21和超短焦投影镜头22。光机21用于根据图像处理信号对照明光束进行调制后形成影像光束，具体地，光机21包括光阀及光阀照明系统，光阀是一种光调制器件，可以是DMD芯片或者是液晶光阀，在DLP投影中，光阀为DMD芯片。光阀将影像光束反射至超短焦投影镜头22，超短焦投影镜头22用于对影像光束校正放大后投射至投影屏幕3成像。
参阅图2，激光投影光源1包括发出激光光束的激光光源11、第一聚光器14、第二聚光器16和激发轮15。激光光源11发出的激光光束被激发轮15发射/透射至投影成像系统2。
激光光源11所发出的激光光束的激发光谱≤500nm，激光光束的光谱宽度≤20nm。具体在本实施方式中，激光光源11为蓝色激光器111。蓝色激光器111发射出蓝色激光光束。多个蓝色激光器111呈阵列排布，形成蓝色激光器111阵列。
激光光源11根据时序进行输出激光光束。具体地，激光光束的输出时序是根据激光投影电视的显示需求设定的，与DMD(数字微镜设备)的驱动电路配合，时序输出红光、绿光和蓝光。
第一聚光器14设置于激光光源11所发出的激光光束的传播路径上，用于接收并会聚激光光束后再向激发轮15输出。
参阅图3，另一实施例中，激光光源11和第一聚光器14之间还依次设有望远系统12和扩散片13。
望远系统12对蓝色激光光束进行缩束。具体在本实施方式中，望远系统12包括凸透镜121、凹透镜122。蓝色激光光束经凸透镜121会聚，再经凹透镜122分散，使蓝色激光光束的光斑减小。
扩散片13用于将缩束后的蓝色激光光束扩散均匀。该扩散片13可以是运动的也可以是静止的，用于对激光光束进行扩散匀化，以免由于缩束后的激光光束光能量密度过于集中而造成激发轮15表面的灼伤，降低荧光转换效率。激发轮15配合激光光束的输出时序进行旋转而使量子点区和透射区1513周期性设置于激光光束的传播路径上而输出白光。
本实施例中，激发轮15为透射式激发轮15。激发轮15包括载体151及设置于载体151上的一组成组设置的量子点区和透射区1513。载体151与驱动装置连接并可受驱动装置的驱动而转动进而配合激光光束的输出时序。
具体在本实施例中，参阅图4和图5，载体151为一密封的环形玻璃管。将该环形玻璃管镶嵌于基板上，再将该基板与驱动装置的转轴固定连接，因此实现载体151的旋转。
参阅图6，本实施例中，量子点区包括红色量子点区1511和绿色量子点区1512。红色量子点区1511指该量子点区接受蓝色激光光束的激发而产生红色的光，进而实现红光7显示。绿色量子点区1512指该量子点区接受蓝色激光光束的激发而产生绿色的光，进而实现绿光8显示。透射区1513透射蓝色激光光束，而实现蓝光6显示。因此，量子点区和透射区1513依次设置于激光光束的传播路径上而输出红色、绿色和蓝色三基色原色。
在其中一实施方式中，红色量子点区1511、绿色量子点区1512和透射区1513均呈环带形，三者组合形成一圆环。红色量子点区1511、绿色量子点区1512和透射区1513的比例根据各量子点区的激发效率而变化。
在实际中，红色量子点区1511、绿色量子点区1512和透射区1513组合形成一圆环时，载体151的外周边缘还存在无效区，该边缘无效区的环宽≤2mm，即载体151所在圆的大半径减去红色量子点区1511、绿色量子点区1512和透射区1513至圆心的半径，以保证激发区及激发轮的稳定性。
具体地，红色量子点区1511设置有接受蓝色激光光束激发而产生红色光的量子点152。相对于传统的使用荧光粉，得到激发光后，，再通过滤色片获得红色光的方式，量子点152的激发效率更高。绿色量子点区1512设置有接受蓝色激光光束激发而产生绿色光的量子点152。参阅图7和图8，不同粒径的量子点152通过蓝色激光光束激发，从而发射不同颜色的光。例如，直径为6～8nm的量子点152受蓝色激光光束激发而发红光7，直径为2-4nm的量子点152受蓝色激光光束激发而发绿光8等。
由于量子点区的红色和绿色通过不同粒径的量子点152实现，再与透射区1513的蓝色实现三基色的输出，因此，各量子点区中量子点152的掺杂量与电视屏幕输出的光通量要求、各量子点区的激发效率要求有关。而各量子点区的激发效率与该区的量子点152的激发效率、溶液及量子点152在激发波段的吸收、溶液及量子点152的折射率以及积分面积等参数有关。
各量子点区的激发效率η＝F(Kr、Ar、As、Ns、Nr、Fs、Fr)
Kr：溶液的量子场效率；
Ar：溶液在激发波段的吸收；
As：量子点152在激发波段的吸收；
Ns：量子点152的折射率；
Nr：溶液的折射率；
Fs：量子点152光致发光谱峰的面积积分；
Fr：溶液光致发光谱峰的面积积分。
上述量子点区的激发效率，列举的是目前量子点152领域研究的关键影响因子，具体需依据量子点152的激发效率为准。
W1＝η×w0
w0为从投影成像系统2出射入射到电视屏幕对应位置的激发波段的能量。
W1为经量子点区激发后从量子点区至电视屏幕出射的能量。
η为对应量子点区的激发效率。
因不同颜色量子点区的激发效率不同，因此需按照出射能量的要求，对不同量子点区进行分别计算，以确定各量子点区中相应量子点152的掺杂比例。
较优地，量子点152受激光光束激发后的发射光谱的光谱宽度≤50nm。因为光谱宽度越窄，色域覆盖率更高，显示效果更真实、更有层次感。具体地，光谱宽度与量子点152的材料及量子点152的激发光谱有关。
本实施例中，红色量子点区1511填充有直径为7nm左右的量子点152，绿色量子点区1512填充有直径为3nm左右的量子点152。量子点152填充于密封的圆环形玻璃管，玻璃管的侧壁即隔水隔氧层157，隔绝了水汽和氧气，保证量子点152不受破坏，进而保证量子点152的激发效率。
较优地，红色量子点区1511还设有第一扩散粒子。因红色量子点区1511内的量子点152具有扩散性，而使得蓝色激光光束照射至该量子点152上时发生折射、散射及反射等现象，第一扩散粒子根据量子点152的扩散性而设置，而进行修正光线以达到光学扩散的效果。同理，绿色量子点区1512还设有第二扩散粒子，第二扩散粒子根据绿色量子点区1512的量子点152的扩散性而设置。透射区1513还设置有第三扩散粒子。第三扩散粒子分别根据红色量子点区1511和绿色量子点区1512经光学扩散后的效果而设置，从而使红色量子点区1511、绿色量子点区1512和透射区1513的红光7、绿光8和蓝光6的扩散效果一致。
参阅图9，载体151上还镀有透蓝反红膜层153、透红反蓝膜层154、透蓝反绿膜层155、透绿反蓝膜层156和增透膜。透蓝反红膜层153和透红反蓝膜层154分别镀于载体151上并位于红色量子点区1511的受光面和出光面。其中，透蓝反红膜层153使蓝光6出射，并将红光7反射。透红反蓝膜层154使红光7出射，并将蓝光6反射。
透蓝反绿膜层155和透绿反蓝膜层156分别镀于载体151上并位于绿色量子点区1512的受光面和出光面。其中，透蓝反绿膜层155使蓝光6出射，并将绿光8反射。透绿反蓝膜层156使绿光8出射，并将蓝光6反射。
增透膜镀于载体151上并位于透射区1513的受光面和出光面，以确保透射区1513在可见光波段的透过率≥98％。
第二聚光器16用于接收并会聚激发轮15所输出的光并向投影成像系统2输出。因激发轮15所输出的光束具有激发角度，所以通过第二聚光器16经会聚后向投影成像系统2输出。
本实施例的激光投影光源1的工作原理如下：激光光源持续发光，激发轮匀速旋转，时序输出RGB或RGBY光。激发轮上的色段数及每个色段的角度是根据系统色域要求确定的。
激光光源11输出蓝色激光光束，蓝色激光光束先经望远系统12缩束，再经扩散片13扩散均匀，然后经第一聚光器14汇聚后发射至激发轮15，根据时序，激发轮15受驱动装置的驱动旋转至红色量子点区1511，该区的量子点152接受蓝光6激光光束的激发而产生红色的光，再经第二聚光器16会聚后发射至投影成像系统2。
下一时序，激发轮15受驱动装置的驱动旋转至绿色量子点区1512，该区的量子点152接受蓝光6激光光束的激发而产生绿色的光，再经第二聚光器16会聚后发射至投影成像系统2。
随后时序，激发轮15受驱动装置的驱动旋转至透射区1513，透射区1513透过蓝色激光光束，再经第二聚光器16会聚后发射至投影成像系统2。
激发轮15旋转一个周期，完成一次红色、绿色和蓝色时序的色光进入投影成像系统2。
与现有投影成像系统2一致，光机对三种时序色光进行调制，输出至电视屏幕。在另一实施方式中，激发轮15为反射式激发轮15。该反射式激发轮15的基板设置反射膜层。
在另一实施方式中，参阅图10，载体151上还可以设置两组成组设置的量子点区和透射区1513，即红色量子点区1511、绿色量子点区1512和透射区1513周期性设置两组。
在该实施方式中，激发轮15旋转一圈，即360°时，激发轮15完成两个周期的蓝色、红色和绿色时序的色光进入投影成像系统2。
在另一实施方式中，载体151为密封的圆形玻璃管，红色量子点区1511、绿色量子点区1512和透射区1513呈扇形，三者组合形成一圆形。
在另一实施方式中，参阅图11，本实施例中还包括黄色量子点区1514。其中，红色量子点区1511、绿色量子点区1512、黄色量子点区1514和透射区1513均呈扇形，并组合形成一圆形，周期性分布于载体151上。
其中，红色量子点区1511内设置有受激发后发射红光7的量子点152，绿色量子点区1512内设置有受激发后发射绿光8的量子点152，黄色量子点区1514内设置有受激发后发射黄光的量子点152。本实施例中，黄色量子点区1514填充有直径为4～6nm的量子点152。
载体151上还镀有透蓝反黄膜层和透黄反蓝膜层。透蓝反黄膜层和透黄反蓝膜层分别镀于载体151上并位于黄色量子点区1514的受光面和出光面。其中，透蓝反黄膜层使蓝光6出射，并将黄光反射。透黄反蓝膜层使黄光出射，并将蓝光6反射。
黄色量子点区1514设置有第四扩散粒子。因黄色量子点区1514内的量子点具有扩散性，而使得蓝色激光光束照射至该量子点上时发生折射、散射及反射等现象，第四扩散粒子根据量子点的扩散性而设置，而进行修正光线以达到光学扩散的效果。在激发轮15上设置有红色量子点区1511、绿色量子点区1512、黄色量子点区1514和透射区1513，此时，激光光源11设有四个时序。激光光源11依次输出各时序的蓝色激光光束，激发轮15受驱动装置的驱动进行旋转，而分别产生红色、绿色和、蓝色、黄色的光，在激发轮15受驱动装置的驱动旋转至黄色量子点区1514，该区的量子点152接受蓝光6激光光束的激发而产生黄色的光。因此，激发轮15旋转一个周期，完成一次红色、绿色、蓝色和黄色时序的色光进入投影成像系统2。
在另一实施方式中，载体151为圆形基板，红色量子点区1511、绿色量子点区1512和透射区1513呈扇形可呈环带形或扇形分布于基板上。激发轮15还包括设置于载体151同一侧面的两层隔水隔氧层157，量子点152设置于两层隔水隔氧层157之间，从而保护量子点152。
在另一实施方式中，激光光源11包括蓝色激光器111和绿色激光器112，相应的,激发轮15上设置有红色量子点区1511和透明区。参阅图12，蓝色激光器111竖直放置，绿色激光器112水平放置，两者之间倾斜设置一合光镜17。合光镜17透过蓝色激光器111的蓝色激光光束使蓝色激光光束照射至第一聚光器14。合光镜17对绿色聚光器所发射的绿色激光光束进行反射而使绿色激光光束照射至第一聚光器14。激发轮按时序输出红光、绿光和蓝光。其中透射区1513包括蓝色透射区1513和绿色透射区1513。蓝色透射区1513用于透射蓝色激光光束，绿色透射区1513用于透射绿色激光光束。量子点区为红色量子点区1511，接受蓝色激光光束的激发而输出红光7。因此，透射区1513与量子点区可输出红色、绿色和蓝色三基色光。激发轮15所输出的光经过光导管18再向外输出。
其他实施方式中，激光光源11还可以由蓝色激光器111和红色激光器共同组成。
由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：
本发明的激光投影光源包括激光光源和激发轮，激发轮包括至少一组成组设置的量子点区和透射区，量子点区受激光光束的激发产生至少一种颜色的光，量子点区设置有量子点，量子点受激光光束的激发产生光，透射区透射激光光束。该激光投影光源通过激光光源激发量子点区产生光，通过透射区透射激光光束，进而输出各种颜色的光束。因量子点区采用量子点，量子点的发射光谱的光谱宽度窄，因此无需滤色轮即可满足要求，简化了激光投影光源的结构，缩小了激光投影光源的体积。
进一步地，本发明的激光投影电视采用上述激光投影光源因此可更进一步缩小体积。
虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
