一种增加荧光投影显示亮度的方法技术

本发明专利技术揭示了一种增加荧光投影显示亮度的方法，使用至少一个组合光谱光源对包含一类以上荧光发光材料的透明荧光屏进行投射，并由任一组合光谱光源发出的光通过激发相匹配的一类荧光发光材料显色，各组合光谱光源中一个以上单光源经同步光源驱动、利用合色镜参与一级以上合色、通过匀光透镜匀化光强、通过中继镜组引导照射光阀、并由投影镜头向透明荧光屏投射而出；且各个单光源波长介于280nm~650nm，单光源之间中心波长相隔5nm~80nm。应用本发明专利技术方法，通过将多个不同光谱光源分组合成对应不同基色的单路激发光源，共同激发荧光屏产生彩色图像，大幅度提高了显示设备的激发光功率和所显示图像的亮度。不仅设计简单，而且成本较低，同时具有可扩展性。

【技术实现步骤摘要】
一种增加荧光投影显示亮度的方法
本专利技术涉及一种荧光投影显示方法，尤其涉及一种增加显示亮度的荧光投影显示方法，属于光电应用

技术介绍
传统的投影显示系统是将红绿蓝可见光图案投射在白色屏幕上，如白布，白墙，带雾度的扩散膜等。当以透明玻璃屏幕为目标实施投影时，红绿蓝可见光会穿越屏幕，无法在透明玻璃屏幕上留下影像。为解决该问题，现有技术使用能发射短波长蓝紫光的特殊投影设备，而屏幕采用带有荧光颗粒的发光材料制作，投影设备发出的蓝紫光可以激发屏幕中的荧光发光材料发出红绿蓝光，从而形成可见光的图案。透明发光投影显示为了形成彩色图像，可以采用三种不同材料制作层状或体状发光层，分别吸收三种不同波长的激发光，屏幕按照激发光的入射顺序，前面的发光层只吸收激发光中的一部分，并透过剩余部分波长光，前面发光层辐射发出的光不影响后面的发光层，依次类推，直到分别吸收转换入射的激发光，并叠加形成红绿蓝的辐射光图案。该方法成功解决了透明显示问题，但该方法不足是需要使用蓝紫光投影显示图像设备。除了设计复杂光学系统外，还需要投影设备使用特定的光源，投射出特定波长光，不仅要能匹配屏幕发光材料的吸收光谱，而且投射光能量直接决定了透明显示图像的亮度。遗憾的是，目前市场上所需单光源的光功率密度都有限，在所需波段范围内波长选择也分散，特别是光源发光的面角积还需要和投影设备光阀的面角积匹配，才能保证光源发出的光被投影光学系统有效收集。高功率和大尺寸光源不仅成本剧增，而且造成系统设计尺寸增大，面角积匹配度差的光源更是无法利用，因此，透明发光投影显示的图像亮度受到很大制约。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提出一种增加荧光投影显示亮度的方法，解决透明发光投影显示中图像亮度受限的问题。本专利技术实现上述目的的技术解决方案是，一种增加荧光投影显示亮度的方法，其特征在于：使用至少一个组合光谱光源对包含一类以上荧光发光材料的透明荧光屏进行投射，并由任一组合光谱光源发出的光通过激发相匹配的一类荧光发光材料显色，各组合光谱光源中一个以上单光源经同步光源驱动、利用合色镜参与一级以上合色、通过匀光透镜匀化光强、通过中继镜组引导照射光阀、并由投影镜头向透明荧光屏投射而出；且各个单光源波长介于280nm~650nm，单光源之间中心波长相隔5nm~80nm。上述增加荧光投影显示亮度的方法，进一步地，使用光谱分布波段相异的至少两个组合光谱光源进行投射，且相近两个组合光谱光源各自的中心波长相隔10nm~130nm。上述增加荧光投影显示亮度的方法，更进一步地，各个所述组合光谱光源的发射光，先通过一个以上的合色镜合并后，再依次进行匀光、中继、光阀处理后投射；每个组合光谱光源的发射光激发对应吸收光谱范围的一类荧光发光材料发光，形成一种基色，两类以上荧光发光材料发光叠加，形成包含两种以上基色的彩色图像。上述增加荧光投影显示亮度的方法，进一步地，所使用的单光源为发光二极管LED、激光二极管LD或两者的组合复用，对应每个LED设置聚光镜组收集所发出的光，对应每个LD依次设置准直镜、扩散片及聚光镜组收集所发出的光，同一组合光谱光源中所有单光源发出的光通过合色镜合并，组成对应组合光谱光源的发射光。上述增加荧光投影显示亮度的方法，进一步地，所述合色镜选用镀膜的平面二向色镜、带分光面的立体棱镜或X型镀膜平面镜。上述增加荧光投影显示亮度的方法，更进一步地，同一组合光谱光源中各个单光源发出的光，都能被与所在组合光谱光源相匹配的一类荧光发光材料吸收或部分吸收，并显出相同或近似相同的颜色。上述增加荧光投影显示亮度的方法，更进一步地，同一组合光谱光源中各个单光源发出的光，协同且同步地激发与所在组合光谱光源相匹配的一类荧光发光材料发光。上述增加荧光投影显示亮度的方法，再进一步地，任一单光源的发光光谱与所在组合光谱光源相匹配的一类荧光发光材料的吸收光谱范围相错位，利用在合色镜镀滤光膜或在匀光透镜前设置滤光片对单光源发出的光进行光谱裁剪。上述增加荧光投影显示亮度的方法，进一步地，同一组合光谱光源中所有单光源由对应分组的同步驱动控制，电源管理器分别面向各分组的同步驱动及单光源供电，且各分组的同步驱动及电源管理器接入并受控于系统处理器。上述增加荧光投影显示亮度的方法，进一步地，所述光阀接入系统处理器，且系统处理器根据输入的视频图像信号控制光阀的开光状态与任一组合光谱光源中全部单光源的调制状态同步匹配。应用本专利技术方法，具备突出的实质性特点和显著的进步性：充分利用了离散波长的光源和发光材料吸收特性，通过将多个不同光谱光源分组合成对应不同基色的单路激发光源，共同激发荧光屏产生彩色图像，大幅度提高了显示设备的激发光功率和所显示图像的亮度。不仅设计简单，而且成本较低，同时具有可扩展性。附图说明图1是本专利技术利用组合光谱光源及同步控制进行投影荧光显示的系统框图。图2是本专利技术利用三个组合光谱光源及同步控制进行投影荧光显示的系统框图。图3是本专利技术方法中对应两个单光源的光谱示意图。图4是对应图3所示组合光谱光源的发光材料吸收光谱曲线。图5是对应图3所示组合光谱光源增加带通滤光片的透光率曲线。图6是本专利技术多个单光源的同步控制原理图。具体实施方式以下便结合实施例附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步的详述，以使本专利技术技术方案更易于理解、掌握，从而对本专利技术的保护范围做出更为清晰的界定。为了提高透明发光投影显示的图像亮度，单一光源已经无法满足需求，本专利技术结合投影系统设计以及屏幕发光材料特性，提出了使用组合光谱的光源来增加显示图像亮度的技术解决方案，有利于该显示方案的推广应用。该增加荧光投影显示亮度的方法，从技术概述来看，其使用至少一个组合光谱光源对包含一类以上荧光发光材料的透明荧光屏进行投射，并由任一组合光谱光源发出的光通过激发相匹配的一类荧光发光材料显色，各组合光谱光源中一个以上单光源经同步光源驱动、利用合色镜参与一级以上合色、通过匀光透镜匀化光强、通过中继镜组引导照射光阀、并由投影镜头向透明荧光屏投射而出；且各个单光源波长介于280nm~650nm，单光源之间中心波长相隔5nm~80nm，这是对单光源的参数限定。为追求色彩丰富性，也可以使用光谱分布波段相异的两个以上组合光谱光源（以下简称组源）进行投射，且两个组源各自的中心波长相隔10nm~130nm，这是对由单光源组合后的各个组源的参数限定。由于使用了两个以上组源合成发射光，其合色处理将分级展开。即各个组源中的单光源先通过一个合色镜进行组内合并，再通过一个或多个合色镜进组间合并后，再依次进行匀光、中继、光阀处理后投射；每个组源的发射光激发对应吸收光谱范围的一类荧光发光材料发光，形成一种基色。而不同组源的发射光激发两类以上荧光发光材料发光叠加，则可以形成包含两种以上基色的彩色图像。从更进一步细化特征来看，上述所使用的单光源为发光二极管LED、激光二极管LD或两者的组合复用，对应每个LED设置聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增加荧光投影显示亮度的方法，其特征在于：使用至少一个组合光谱光源对包含一类以上荧光发光材料的透明荧光屏进行投射，并由任一组合光谱光源发出的光通过激发相匹配的一类荧光发光材料显色，各组合光谱光源中一个以上单光源经同步光源驱动、利用合色镜参与一级以上合色、通过匀光透镜匀化光强、通过中继镜组引导照射光阀、并由投影镜头向透明荧光屏投射而出；且各个单光源波长介于280nm~650nm，单光源之间中心波长相隔5nm~80nm。/n

【技术特征摘要】
1.一种增加荧光投影显示亮度的方法，其特征在于：使用至少一个组合光谱光源对包含一类以上荧光发光材料的透明荧光屏进行投射，并由任一组合光谱光源发出的光通过激发相匹配的一类荧光发光材料显色，各组合光谱光源中一个以上单光源经同步光源驱动、利用合色镜参与一级以上合色、通过匀光透镜匀化光强、通过中继镜组引导照射光阀、并由投影镜头向透明荧光屏投射而出；且各个单光源波长介于280nm~650nm，单光源之间中心波长相隔5nm~80nm。


2.根据权利要求1所述增加荧光投影显示亮度的方法，其特征在于：使用光谱分布波段相异的至少两个组合光谱光源进行投射，且相近两个组合光谱光源各自的中心波长相隔10nm~130nm。


3.根据权利要求2所述增加荧光投影显示亮度的方法，其特征在于：各个所述组合光谱光源的发射光，先通过一个以上的合色镜合并后，再依次进行匀光、中继、光阀处理后投射；每个组合光谱光源的发射光激发对应吸收光谱范围的一类荧光发光材料发光，形成一种基色，两类以上荧光发光材料发光叠加，形成包含两种以上基色的彩色图像。


4.根据权利要求1所述增加荧光投影显示亮度的方法，其特征在于：所使用的单光源为发光二极管LED、激光二极管LD或两者的组合复用，对应每个LED设置聚光镜组收集所发出的光，对应每个LD依次设置准直镜、扩散片及聚光镜组收集所发出的光，同一组合光谱光源中所有单光源发出的光通过合色镜合并，组成对应组合光谱...

【专利技术属性】
技术研发人员：程波涛，
申请(专利权)人：苏州视奥光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32