[发明专利]照明光源及投影系统

说明书

本申请实施例提供了一种照明光源及投影系统。该照明光源包括色光转换元件、光学控制元件及光引导模组。色光转换元件包括颜色分区；光学控制元件设置于色光转换元件的前端光路中，包括多个控制分区，每一控制分区都存在一颜色分区与其相对应；光引导模组用于将初始光束引导至光学控制元件，并将控制分区的至少部分出射光束引导至其对应的颜色分区上；当一颜色分区出射光束时，该颜色分区对应的控制分区处于开状态，当一颜色分区不出射光束时，该颜色分区对应的控制分区处于关状态；通过时序控制多个控制分区的状态，可以在色光转换元件的出射侧形成空间分离的时序彩色光束。该技术方案可以改善传统机械式方式的成本、体积、稳定性问题。

技术领域

本申请属于照明及显示技术领域，更具体地，涉及一种照明光源及投影系统。

背景技术

随着科技的发展，投影系统技术日益成熟。投影系统即将物体照明后成像于投影屏幕上的光学系统，由于投影面积和身临其境的互动体验，受到越来越多的用户喜爱。

在单板式投影系统中，例如单DLP、单LCD或LCoS系统，普遍是采用发光元件和色轮的结合作为照明光源。无论是白光发光元件加滤光轮的技术方案，还是激发光发光元件加荧光轮的技术方案，发光元件发出的光经色轮作用后，形成时序的彩色照明光，该照明光入射到空间光调制器上，在不同时序被调制形成不同颜色的图像光，而后被投影镜头投射到预定投影面，不同颜色的图像光通过时序叠加形成最终的显示图像。

然而，由于色轮为机械器件，色轮在运行时会存在稳定性的问题，进而导致整个系统运行不稳定。另外，色轮运行需要动力源和与色轮相配套的控制芯片，从而导致系统的电功耗增加。

发明内容

本申请的目的包括，例如，提供了一种照明光源及投影系统，以改善或者至少部分地改善以上现有技术的问题。

本申请的实施例可以这样实现：

第一方面，提供一种照明光源，包括色光转换元件、光学控制元件及光引导模组。色光转换元件包括至少两种颜色分区。光学控制元件设置于色光转换元件的前端光路中，光学控制元件包括多个控制分区，对于每一控制分区，都存在一颜色分区与其相对应。光引导模组用于将初始光束引导至光学控制元件，并将控制分区的至少部分出射光束引导至其对应的颜色分区上。当一颜色分区出射光束时，定义该颜色分区对应的控制分区处于开状态，当一颜色分区不出射光束时，定义该颜色分区对应的控制分区处于关状态；通过时序控制光学控制元件的多个控制分区的状态，可以在色光转换元件的出射侧形成空间分离的时序彩色光束。

该照明光源中的色光转换元件包括至少两种颜色分区，色光转换元件的光路前端设置光学控制元件，光学控制元件包括多个控制分区，且对于每一控制分区，都存在一颜色分区与其相对应。通过光引导模组一方面将照明光源出射的初始光束引导至光学控制元件上，另一方面，将控制分区的至少部分出射光束引导至其对应的颜色分区上。通过调节控制分区处于开状态或关状态，来控制与该控制分区相对应的颜色分区是否出射光束，进而在色光转换元件的出射侧形成空间分离的时序彩色光。该照明光源形成的时序彩色光可以入射到下游的光学元器件(例如，空间光调制器)上，进而在不同时序被调制形成不同颜色的图像光，不同颜色的图像光通过时序叠加形成最终的显示图像。该照明光源可以代替发光元件和色轮结合形成的传统照明光源，不拘泥于要求时序彩色光的不同颜色的光的光路完全重合，而是通过使色光转换元件固定不动，控制不同控制分区的开关状态，使得色光转换元件的不同颜色分区在不同时序出射光，以光分布的空间分离换取无需机械转动器件的优势，有利于改善色轮在运行时出现的稳定性问题和噪音问题。此外，控制该光学控制元件中与颜色分区一一对应的控制分区时具有独立性，不同控制分区之间独立控制，一个控制分区不依赖于另一控制分区的状态，操控简单，调节灵活，可以自由改变各个颜色的光的出射时间比例，从而获得多种模式出光；与之相比，色轮一旦制造出来，各个颜色的角度占比就固定了，无法调节，也无法使得两个颜色同时出光。