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用于投影顯示器的基于磷光體的燈.pdf

摘要
申請專利號:

CN201380046930.4

申請日:

2013.06.19

公開號:

CN104956147A

公開日:

2015.09.30

當前法律狀態:

駁回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的駁回IPC(主分類):F21V 7/04申請公布日:20150930|||專利申請權的轉移IPC(主分類):F21V 7/04登記生效日:20170216變更事項:申請人變更前權利人:維文公司變更后權利人:梅多星企業有限公司變更事項:地址變更前權利人:美國加利福尼亞州變更后權利人:美國紐約州|||實質審查的生效 IPC(主分類):F21V 7/04申請日:20130619|||公開
IPC分類號: F21V7/04 主分類號: F21V7/04
申請人: 維文公司
發明人: K·李; S·因那蘇古
地址: 美國加利福尼亞州
優先權: 61/673,357 2012.07.19 US; 61/834,119 2013.06.12 US
專利代理機構: 北京市中倫律師事務所11410 代理人: 張思悅; 賈媛媛
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201380046930.4

授權公告號:

|||||||||

法律狀態公告日:

2019.01.04|||2017.03.08|||2015.11.04|||2015.09.30

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的駁回|||專利申請權、專利權的轉移|||實質審查的生效|||公開

摘要

一種基于磷光體的燈包括磷光體材料和激發源,其可以是激光或LED,或者兩者。優選地,該燈包括循環圈以反射并循環高角度光以增加亮度。優選地,當激發源為激光時,分束器重新導向激光束以將激光束導向為通過循環圈上的孔至磷光體材料上。磷光體材料發射的從孔射出的光穿過分束器作為該燈的輸出。可替換地,透鏡被用于將循環圈周圍的激光束重新導向為朝向磷光體材料。優選地,在循環圈周圍放置多個激發激光并且對準以將它們的輸出導向至磷光體材料上或朝向相對的壁,其中輸出被反射至磷光體材料上。這種燈可被用作投影系統的一部分。在一個實施方案中,磷光體材料包含在色盤上。

權利要求書

權利要求書
1.  一種基于磷光體的燈,包括涂覆有磷光體材料的LED。

2.  如權利要求1所述的基于磷光體的燈,還包括具有導向為朝向所述磷光體材料的輸出的激發激光源。

3.  如權利要求2所述的基于磷光體的燈,其中所述磷光體材料發射以中心軸為中心的光,并且還包括具有中心孔的循環圈,所述中心軸穿過所述中心孔,其中相對于所述中心軸具有小于預定角度的所發射的光穿過所述中心孔,并且其中具有大于所述預定角度的所發射的光由所述循環圈反射回所述磷光體材料以便循環,其中所述循環圈相對于所述磷光體材料定位。

4.  一種基于磷光體的燈,具有磷光體材料和具有導向為朝向所述磷光體材料的輸出的激發激光。

5.  如權利要求4所述的基于磷光體的燈,其中所述磷光體材料發射以中心軸為中心的光,并且還包括具有中心孔的循環圈,所述中心軸穿過所述中心孔,其中相對于所述中心軸具有小于預定角度的所發射的光穿過所述中心孔,并且其中具有大于所述預定角度的所發射的光由所述循環圈反射回所述磷光體材料以便循環,其中所述循環圈相對于所述磷光體材料定位。

6.  如權利要求5所述的基于磷光體的燈,還包括分束器;其中所述激光的輸出導向為朝向所述分束器;其中所述分束器被定位并定向為以使所述激光的輸出重新導向為穿過所述孔朝向所述磷光體材料;并且其中由所述磷光體材料發射的穿過所述孔的光穿過所述分束器作為輸出光。

7.  如權利要求6所述的基于磷光體的燈,其中所述循環圈是球形的。

8.  如權利要求6所述的基于磷光體的燈,其中所述循環圈具有拋物面形狀。

9.  如權利要求6所述的基于磷光體的燈,還包括位于所述分束器和所述磷光體材料之間的光管。

10.  如權利要求9所述的基于磷光體的燈,其中所述光管具有用于接收由所述磷光體材料發射的光的輸入端以及遠處的輸出端;并且其中所述輸出端的一部分具有用于反射和循環光的反射涂層。

11.  如權利要求5所述的基于磷光體的燈,其中所述激光的輸出對準穿過所述循環圈的外側,并且還包括用于將所述激光的輸出重新導向為朝向 所述磷光體材料的至少一個透鏡。

12.  如權利要求5所述的基于磷光體的燈,包括在所述循環圈周圍間隔開的多個激發激光,每個均具有導向為朝向所述磷光體材料的輸出。

13.  如權利要求12所述的基于磷光體的燈,其中每個激發激光的所述輸出通過所述循環圈中的開口朝向所述磷光體材料而延伸。

14.  如權利要求5所述的基于磷光體的燈,包括在所述循環圈周圍間隔開的多個激發激光,每個均具有導向為朝向所述循環圈的相對表面的輸出,其反過來將所述輸出重新導向為朝向所述磷光體材料。

15.  如權利要求14所述的基于磷光體的燈,其中每個激發激光的所述輸出延伸通過所述循環圈中的開口朝向相對的壁,其中其朝向所述磷光體材料被反射。

16.  如權利要求4所述的基于磷光體的燈,在所述激光的輸出路徑上包括至少一個透鏡,以將所述輸出重新導向為朝向所述磷光體。

17.  一種基于磷光體的燈,包括在液體載體中包含熒光材料的熒光室,用于循環所述液體載體的泵,用于冷卻所述液體載體的散熱器,以及具有導向在所述熒光室的輸出以使所述磷光體材料發射光的激發激光。

18.  如權利要求17所述的基于磷光體的燈,還包括設置在所述熒光室和所述激發激光之間的濾波器,其被設計用來向所述熒光室傳輸激發激光波長并在輸出方向反射由所述磷光體所發射的光。

19.  如權利要求17所述的基于磷光體的燈,其中所述熒光材料發射以中心軸為中心的光,并且還包括具有中心孔的循環圈,所述中心軸穿過所述中心孔,其中相對于所述中心軸具有小于預定角度的所發射的光穿過所述中心孔,并且其中具有大于所述預定角度的所發射的光由所述循環圈反射回所述磷光體材料以便循環,其中所述循環圈相對于所述磷光體材料定位。

20.  如權利要求17所述的基于磷光體的燈,還包括具有設置為接收由所述熒光材料發射的光的輸入端以及相對的輸出端的光管,并且其中所述輸出端的一部分具有用于反射和循環光的反射涂層。

21.  一種投影儀系統,具有如權利要求4所述的基于磷光體的燈、用于接收來自所述燈的光輸出的色盤、用于接收所述色盤的輸出的替續透鏡、用于接收所述替續透鏡的輸出的投影引擎,以及輸出投影透鏡。

22.  一種投影儀系統,具有光源、用于接收來自所述光源的光輸出的色盤、用于接收所述色盤的輸出的替續透鏡、用于接收所述替續透鏡的輸出的投影引擎以及輸出投影透鏡;其中所述色盤涂覆有磷光體材料。

說明書

說明書用于投影顯示器的基于磷光體的燈
本申請相關的交叉引用
本申請要求2012年7月19日提交的美國臨時專利申請第61/673,357號以及2013年6月12日提交的美國臨時專利申請第61/834,119的優先權。
背景技術
現已知用于投影顯示器的不同類型光源。已知光源使用電弧燈、LED,以及磷光體作為光源。LED光源因其壽命長且低能耗而令人滿意。白色LED因其比將紅色、綠色以及藍色LED混合在一起更簡單且更便宜而被特別用于影顯示器。但是,投影儀的輸出受限于該LED的亮度。為了提高亮度,已提出將部分未使用的LED輸出循環回至LED本身以增強投影儀的亮度。
根據功率處理能力,可以將由激光激發的磷光體材料大致分為三類:
-磷光體粉末由通過有機材料如膠、環氧樹脂等結合在一起的磷光體粉末組成,以使得能夠通過將所述材料放在基質例如玻璃、金屬等上面而形成薄層。必須注意為磷光體提供足夠的散熱并且防止激光束燃燒到膠。
-陶瓷磷光體由通過無機材料如玻璃等結合在一起的磷光體粉末組成并且通常為固體形式。陶瓷磷光體可以形成為陶瓷磷光體薄片并且,由于沒有使用膠,而可以在更高激光功率下承受更高溫度。
-液體磷光體由具有懸浮于液體中的磷光體粉末的室(cell)組成。可以使磷光體流動以使熱量迅速消除,提高該系統的功率處理能力。
參考圖1,投影顯示器中使用的另一種光源是基于磷光體的光源。圖1顯示安裝在散熱片12上的磷光體材料10。激光輸出14被導向至磷光體10的表面,以激發磷光體材料并發出光束16。磷光體激發光源也采用循環。
發明內容
基于磷光體的燈包括磷光體材料和激發源,其可能是激光或LED,或是兩者。優選地,這種燈包括循環圈以反射并循環高角度的光以增強亮度。
優選地,當激發源為激光時,激光輸出束被導向為朝向分束器,其將激光 束重新導向為穿過循環圈孔至磷光體材料上。由磷光體材料發出的從孔射出的光穿過分束器作為燈的輸出。可替換地,使用透鏡將循環圈周圍的激光束重新導向為朝向磷光體材料。
優選地,在循環圈周圍設置多個激發激光,并且旨在將它們的輸出導向至磷光體材料上或者朝向相對的壁,其中輸出反射在磷光體材料上。
這樣的燈可以用作投影系統的一部分。在一個實施方案中,作為投影系統的光源。可替換地,投影系統可以使用傳統光源,并且磷光體材料被涂覆于色盤上且由該光源激發。
附圖說明
圖1是現有技術磷光體光源的側面截面示意圖;
圖2是采用磷光體涂覆LED的混合光源的側面截面示意圖;
圖3是采用循環的另一個混合光源的側面截面示意圖;
圖4是采用LED和激光兩者激發磷光體并且具有循環的另一個混合光源的側面截面示意圖;
圖5是混合光源另一個實施方案的側面截面示意圖;
圖6是混合光源另一個實施方案的側面截面示意圖;
圖7是使用根據本發明的光源的投影系統的側面截面示意圖;
圖8是使用根據本發明的光源的另一個投影系統的側面截面示意圖;
圖9是根據本發明的光源的另一個實施方案的側面截面示意圖;
圖10和11是根據本發明的光源的另外兩個實施方案的側面截面示意圖;
圖12是根據本發明的采用光管的光源的另一個實施方案的側面截面示意圖;
圖13-16是根據本發明的采用光管的光源的另外的實施方案的側面截面示意圖;
圖17是根據本發明的光源的另一個實施方案的側面截面示意圖;
圖18是看向循環圈方向時磷光體源的視圖,示明激發激光的陣列;
圖19是根據本發明的光源的另一個實施方案的側面截面示意圖;
圖20是看向循環圈方向時磷光體源的視圖,示明激發激光的另一種陣列;
圖21是根據本發明的光源的另一個實施方案的側面截面示意圖;
圖22是看向磷光體光源方向時循環圈的視圖,顯示激發激光的另一種陣列;
圖23(a)-23(c)是根據本發明的磷光體構造的側視示意圖;
圖24是根據本發明的光源的可替換實施方案的示意圖;
圖25是圖24的光源的可替換實施方案的示意圖;
圖26和27是使用光管的圖24光源的可替換實施方案的示意圖;
圖28是圖24光源的可替換實施方案的示意圖;
圖29和30是還使用光管的圖24光源的可替換實施方案的示意圖;
圖31是使用圖24光源的光投影儀的示意圖;以及
圖32是光源的另一個實施方案的示意圖。
具體實施方式
圖2顯示發白色光的光源的結構。在藍色LED 20上設置一層磷光體材料18,其轉而安裝在散熱器22上。磷光體層18由LED 20產生的藍色光激發并產生紅色和綠色光。調整磷光體,通常通過改變磷光體層的厚度或者磷光體沉積的密度,以使來自LED的藍色光以及來自磷光體材料18的紅色和綠色光的整體輸出,是白色光。
圖3顯示采用圖2的藍色LED 20和磷光體材料18但還包括循環圈24的光源的實施方案。循環圈24具有向內反射的大致為半球形的外表面26和以發射軸30為中心的孔28。以所顯示的方式,從LED 20和磷光體材料18發射的相對于軸30具有低發射角度的光穿過該孔作為光源的輸出。具有比預定角度更大的發射角度的發射光32射向循環圈24的反射面26并且反射回磷光體材料18。在另一個實施方案中,未示出,循環圈24具有雙拋物線形狀。
圖4中,激光34,例如,藍色激光,安裝在循環圈24a上。激光34的輸出36導向為朝向磷光體材料18以進一步激發磷光體層18。激光激發增加光源的光輸出并因此增強系統的亮度。根據所需的輸出、LED的光處理能力、散熱器22的性能以及系統的壽命要求,可以使用多于一個激光以增加亮度。可替換地,激光34可以安裝在循環圈24a的外部,此種情形下輸出36被導向為穿過循環 圈24a上的孔至磷光體材料18上。
作為使用LED和磷光體材料18的可替換方案,圖4的實施方案可以僅采用涂覆在散熱器上的磷光體層。在這樣的可替換實施方案中,該系統將作為純粹的激光激發系統來運行。
在圖4的另一個實施方案中,沒有使用循環圈24a,以降低系統的成本。
圖5也使用涂覆有磷光體材料的藍色LED作為白色光源40。光源輸出與光管44的輸入端42耦合,其可以是直的或者錐形的(如圖所示)。光管44的輸出端46與分束器48耦合。定位激發激光14以使得其輸出50被導向在分束器48上,以相對于光管44中心軸線52大約90度的角度,以使其朝向光源40反射。光源40產生的光54大致以軸52的方向延伸并穿過分束器48,以作為輸出光射出。任意地,分束器48的輸出端56的一部分可以涂覆有反射層58以將輸出光的一部分反射并循環回至光源40以增加輸出的亮度。
作為使用涂覆有磷光體的LED的可替換實施方案,光源40可以由涂覆在散熱器上的磷光體層替代。磷光體層也可以用于產生彩色光。例如,綠色磷光體可以用來產生綠色光。激光激發增加由此產生的綠色光亮度。可替換地,可以使用紅色磷光體。
圖6的實施方案中,使用不同波長的磷光體增加某種顏色的輸出。例如,具有540nm波長的綠色LED 60與透過540nm的光但是吸收紫外和/或藍色光的綠色磷光體層62一起使用,以使光源產生更多綠色光。可替換地,當需要增加紅色輸出的亮度時可以使用紅色磷光體。
通常,可以使用任何顏色的LED,并且可如上所述使用導向至透明磷光體上的激發激光增加亮度。并且,選擇性的彩色亮度增加可用于圖5和圖6兩者的實施方案中。
圖7示意性地示明激光/LED光源64可被使用的典型DLP投影儀系統,其可以是圖2-6所描述的實施方案中的任一個。光源64的輸出在進入投影儀72之前穿過色盤66、光隧道68以及替續透鏡70。投影儀具有傳統投影引擎74、數字光處理成像儀76,以及用于在屏幕(未示出)上投影圖像的輸出投影透鏡78。由于DLP投影系統是眾所周知的,因此它們無需在此處進一步描述。使用3LCD和LCOS的其他投影系統也可以使用。
圖8顯示DLP投影系統的可替換實施方案。來自激光34的光輸出被導向至分束器48上,如圖5所示。激光朝向磷光體材料18反射。透鏡80校準LED 20和磷光體材料18產生的光。校準的輸出穿過分束器48并進入光管82并穿過色盤66。穿過色盤66后,輸出光穿過透鏡陣列70進入投影儀72,其包括引擎74、DLP面板76以及輸出透鏡78。
圖9顯示由激光輸入驅動光源的實施方案。激光14可以是由半導體材料、固體、或者包括氣體激光的其他激光材料產生的UV或者藍色激光。激光14的輸出82穿過透鏡84到達選擇性濾波器86上,以輸出82可以朝向涂覆在散熱器12上的磷光體材料18被反射的角度。磷光體材料18吸收激光輻射并基于所使用的材料發射出各種顏色的光。例如,可以產生白色、紅色、綠色、藍色或者其他顏色。
磷光體材料18被放置在散熱器12的頂部以使磷光體保持低的溫度,這樣可以提高性能。可以獲得具有不同顏色的一種或多種類型的磷光體材料。散熱器12具有面向循環顏色24的反射面,以使激光和磷光體發射的光全部導向為朝向出口孔28。
來自磷光體的輸出通常是Lambertain反射并且包含許多高角度發射。高角度發射通過反射環24反射回至磷光體材料18。該環在形成成像裝置時可以是球形形狀,將高角度磷光體發射成像回至磷光體材料18上。低角度發射通過孔28射出并穿過校準透鏡80。輸出隨后穿過選擇性濾光器86,其傳送由磷光體射出的光并且反射激光的光。還可以使用光學聚焦透鏡88將輸出平行光束87聚焦在一個小點上。
圖10顯示具有拋物線形狀的循環圈24b的可替換構造。大于相對軸向52的預定角度的由磷光體材料18射出的光被循環圈24b以垂直于軸向的方向反射,并且由相對面第二次反射回磷光體材料18上。
圖11顯示具有拋物線形狀的循環圈24c的另一種構造。此種情況下,磷光體材料18被放置在拋物面反射器的焦點上以使光朝向散熱器12反射回去并且垂直于散熱器12。反射器90與散熱器12平行放置或者放置在其頂部,以使平行光束朝向拋物線反射器24c反射并且回至磷光體材料18上聚焦以便循環。
圖12顯示使用錐形光管或者復合拋物面聚光器(CPC)92的實施方案。在選擇性分束器48處,激光輸出82被導向,以使激光束朝向磷光體材料18上的錐形光管或者CPC92反射。磷光體射出的光耦合至光管92內,穿過選擇性分束器48,朝向分束器48的出口端94。選擇性分束器48具有全六邊拋光面以使其起到波導的作用,在形成分束器的棱鏡的三角面發生全內反射。
分束器48的出口端94由具有中心孔98的環形光路反射器96覆蓋,以允 許低角度光射出,同時反射并循環較高角度的光。任選地,可以在輸出孔上放置反射偏振器,未示出,以使未使用的偏振光也可以被循環。
圖13顯示本發明的另一個實施方案,其中選擇性分束器48被選擇性濾波板100代替,以使來自激光14的輸出光束82朝著朝向磷光體材料18的錐形光管或者CPC92反射。來自磷光體材料18的輸出光傳輸通過光管92通過選擇性濾波板100。CPC或錐形光管的輸出端101由具有中心孔104的反射涂層102覆蓋,以便僅使相對于軸具有比的預定角度更小的角度的光通過。
圖14顯示采用多種磷光體材料18a,18b的另一個實施方案。沒有磷光體的區域M1可涂覆有反射面以使循環的光朝向CPC或者錐形光管92的輸出端反射回去。可替換地,光管92的輸入端的一部分輸入可以涂覆有反射面,如M2所示。
圖15顯示另一個實施方案,其中光管104是倒錐形以使來自磷光體材料18的高角度發射將反射回磷光體材料18以便循環。在光管104為倒錐形的情況下,外表面應涂覆有反射涂層以產生全內反射。
圖16顯示圖15的變體,其中倒錐形光管或者CPC104的輸出是至第二錐形光管或CPC 92的輸入。這樣的系統允許調整輸出面維度和光輸出的角度。
圖15和16所使用的錐形光管或者CPC可以是實心或者空心的。如果使用實心CPC,外表面需涂覆有反射涂層。
圖17顯示在散熱器12頂部具有磷光體材料18的層的激光激發磷光體系統。磷光體材料18可以是膠或其他粘合劑結合的磷光體粉末、陶瓷磷光體或者液體磷光體。
放置球形循環圈24a以使曲率中心大致上在磷光體材料18的位置,以使得磷光體發射的不穿過孔28的光會反射回其本身。磷光體發射的光的一部分從循環圈24a的孔28射出形成該系統的輸出。未從孔28射出的光的部分將反射回磷光體材料18以便循環。到達磷光體材料的光的部分將會被重新發射并且通過孔28射出作為系統輸出,并且這樣的光的部分將會由循環圈24a第二次反射回磷光體材料。
圖17的系統包括多個激發激光14,其輸出導向為穿過循環圈24a中的小孔111朝向磷光體材料18,以使激光束無損失的進入。
圖18所示為激光源構造的實施例。在這一實施例中,在循環圈24a周圍在從中心軸“C”的具有特定半徑“r”處均勻設置六個孔111。可以調整激光數目 以提供所需的總激光功率。為高效運行,將激光束的孔制作得比循環圈的尺寸小,以使得最小量的用于循環的表面被移除。
圖19顯示另一種構造,其中循環圈24a是拋物面的,以使得當來自磷光體材料18的光的高角度光束照射至循環圈內表面時發生兩次反射。第一次反射在垂直于輸出軸的方向校準光束,而第二次反射將光束聚焦回磷光體材料18。在此種情況下,激發激光14,其輸出通過孔111進入,可以定向為以使進入的激光光束114在與中心軸52的垂直方向延伸。激光光束114在循環圈24c的相對的內壁上反射,并且導向為朝向磷光體材料18。如圖20所示,設計孔111的位置時,所形成的孔不能彼此相對是很重要的。優選地,反射涂層120圍繞磷光體材料18以改善循環。
圖21顯示使用一個或多個激光源14以激發磷光體材料18的另一種構造。使用多個透鏡122,124收集并校準磷光體材料18發射的光。三個激光源14被放置在來自磷光體材料18的大部分校準光通過的區域之外,以使激光輸出82由反光鏡126朝向磷光體材料18反射。優選地,反光鏡126是小的,以與激光束82的尺寸匹配。從而使阻擋量最小。
圖22顯示圖22所示具有三個激光源14的構造的實施例,三個激光14以及三個小反射鏡126放置在輸出光束邊緣周圍。根據所考慮的準確波長,可以使得反射鏡具有分色涂層,以使其反射激光束并傳輸由磷光體材料18發射的輸出,減少系統的阻擋損失。
圖23顯示磷光體材料的各種構造,具有:(a)散熱器12頂部的磷光體粉末/膠18a或者陶瓷磷光體18b;(b)懸浮于容器18c中的液體中的磷光體;或者(c)由電機132旋轉的盤130上的磷光體18d,以使表面增加,降低有效面積,以及增加總的功率處理能力。
圖24顯示燈系統的實施方案,其使用熒光室140,含有液體和熒光材料,由光源142泵送。光源142優選是選擇以被液體中的熒光材料吸收的波長的激光。室140由玻璃或一些其他類型的透明材料制成。熒光材料可以是各種顏色的磷光體,各種顏色的染料,或其他熒光材料,例如磷光體粉末。磷光體材料可以是可溶于液體的或者可懸浮的或者膠質的。為滿足某種顏色的需求,可以使用幾種熒光材料的混合物。設計濾波器156以傳輸激發激光光波長并將磷光體發射的熒光反射至輸出方向。
在一個實施例中,輸入光源142是藍色激光。液體是帶有懸浮磷光體的乙二醇或者硅油。磷光體室140由兩片平板玻璃構成并形成以在室140的相對端 形成入口144和出口146。可以調整室140的厚度以使得部分激光被吸收并且其部分被傳輸,為特定應用提供所需光譜。
磷光體室140內的液體通過管148和泵150不斷循環。管的第一部分148a將池152與泵150連接。管的第二部分148b將泵連接至室140的入口144。管的第三部分148c將室140的出口146與冷卻器154相連。最后,管的第四部分148d將液體從冷卻器152返回至池150。術語“管”旨在被廣義解釋為在壓力下循環液體的任何合適的管道或者其他通道。
磷光體會因使用而老化,并且發光效率會隨時間而降低。由于這些原因,池152優選通過接頭或者連接器(未示出)連接至管的第一部分148a以及第四部分148d,以使池152可被斷開且更換。池152優選地是包含液體和磷光體懸浮液的暗室,其可以在需要時被更換以將輸出恢復為最初值。當從管的部分148a和148d斷開時,優選地,暗室被構造為以使輸入和輸出端自動關閉以防止液體流出。如果需要,還可以將冷卻器154制為暗室的一部分,此種情況下接頭設置在冷卻器154的輸入和池152的出口。
可將池152的流體容量以及其中所包含的磷光體量設計為以提供理想長度的使用壽命。可將可互換黑室制作為可用的各種尺寸以為用戶提供可選的使用壽命。
圖24的系統也采用具有中心出口孔28的球形的、橢球形的或者其他彎曲的循環圈24,用以發射相對于中心軸具有小于預定值的發射角的光,并且用于反射并循環具有比該值大的發射角的光。
循環圈限制光的輸出發散,從而降低系統的光擴展量。由于部分循環光會從孔28射出,從而增加輸出亮度。根據所用液體和熒光材料的類型,可以在熒光室的前面和/或后面增加任選的光擴散器,以使循環光充分散射而將一些光重新導向為朝向輸出。這些任選的光擴散器也可以與本發明的其他實施方案一起使用。
在另一個實施方案中,除了磷光體材料,被動散射粉末懸浮液,例如,玻璃粉末或玻璃珠,可用于散射藍色激光,以使一些未被吸收的藍色激光與藍色光而非激光束一樣被散射輸出。這一散射藍色激光與來自磷光體的其他顏色光混合用于投影引擎。這使得可以將可控量的藍色激光被用作用于投影引擎的非相干藍色光。
圖25顯示具有入口144a和出口146a的熒光室140的光源的另一個實施方案。在圖25中,室140在散熱器12頂部或者附接于散熱器12,其用于替代或 者擴展圖24中的冷卻器154。反射涂層或者反射鏡156放置在熒光室140的背面,以使熒光輸出導向為朝向循環圈24(如果使用的話)。在圖25中,光源142將光導向至選擇性濾光器158,其可被調整角度以將激光反射回熒光室140。選擇性濾波器150允許熒光室140產生的光160穿過濾波器150。
圖26顯示使用熒光室140的循環系統,其輸出與直光管170耦合。光管的出口端172包括具有以中心軸為中心孔176的反射面174,以使低角度光束180能夠從光管170射出,同時將剩余光循環反射回入口端178用于循環。由于反射的光將被散射并重新導向,因此亮度增加。
圖27與圖26相似,除了使用錐形光管170a(即,從其出口172a至其入口178a逐漸變細的光管)之外。
圖28顯示與圖25相似的使用循環圈24和光源142以及選擇性濾波器158的循環系統。室140安裝在散熱器12上。反射器182放置在室140與散熱器12之間。作為擴散器的替代,反射器可以被設置具有加強循環機制的散射面。輸入光源142放置在室140外側,光通過選擇性濾波器158朝向室140反射。室140產生的從孔28射出的輸出光184穿過選擇性濾波器150作為該系統輸出。
圖29顯示與圖26和27相似的循環構造,其中透射熒光室由反射熒光室140替代。
圖30顯示圖29的變體,其中分束器190,由棱鏡形成,取代選擇性濾波器158。此種情況下,選擇性分束器在固體分束器六面主體(其可能是面具有其他維度的立方體或矩形主體)的內部。所有主體表面均經過光學拋光,以使立方體內的光在某些表面發生全內反射。如圖所示,優選地光管170的各端與室140和分束器190之間分別有槽,光管170如所示的可以是直的或者錐形的。
圖31顯示與圖7相似的投影系統,除了光源是熒光室140之外。選擇熒光室140和循環圈24的尺寸以使循環光源的光擴展量與投影引擎72的光擴展量匹配。熒光室140的原始光擴展量與投影系統的光擴展量的比值將決定循環系統增益。優選地,光源(室140)產生白色光。
圖32顯示具有三種不同顏色的光源,紅色“R”,綠色“G”,以及藍色“B”,使用分色棱鏡192混合為單一輸出。可以將輸出194用作投影引擎或聚光燈應用的光源。
之前描述為本發明的優選實施方案。各種修改對于本領域的技術人員是顯而易見的。所有此類修改或變體均在本發明范圍內,如以下權利要求中所述。

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