本實(shí)用新型涉及投影儀器技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種高色域量子點(diǎn)激光投影設(shè)備。
背景技術(shù):
一般的,市場上使用較多的高色域量子點(diǎn)激光投影設(shè)備包括如下三種技術(shù),即三基色純激光技術(shù)、藍(lán)光激光+熒光粉色輪技術(shù)和紅藍(lán)激光+LED混合光源技術(shù)。
三基色純激光技術(shù)設(shè)備的發(fā)光色彩豐富且色飽和度高,可選鏡頭配置,具有穩(wěn)定、可靠、安全、節(jié)能等優(yōu)勢。但由于綠色高功率激光器成本高昂,導(dǎo)致設(shè)備整體成本非常高昂(部分國外設(shè)備單臺三基色純激光投機(jī)設(shè)備都超過百萬級),目前主要應(yīng)用在一些超大屏的電影院及一些展覽展示、舞臺布景等高端場合。
藍(lán)光激光+熒光粉色輪技術(shù)設(shè)備的發(fā)光色域效果極為普通,且亮度衰減速度快。紅藍(lán)激光+LED混合光源技術(shù)設(shè)備的發(fā)光會(huì)影響混合白光的純度,色域窄,LED發(fā)光衰減快且在超高強(qiáng)度下影響壽命,在電影投影設(shè)備上無法大規(guī)模使用。而傳統(tǒng)的超高壓汞燈的投影設(shè)備的色域很不理想,只能應(yīng)用在家用及小型會(huì)議等場合。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
基于此,有必要提供一種成本低且能實(shí)現(xiàn)高色域的高色域量子點(diǎn)激光投影設(shè)備。
一種高色域量子點(diǎn)激光投影設(shè)備,包括沿光線投射方向依次設(shè)置的藍(lán)色激光器、光學(xué)擴(kuò)散組件、紅綠量子點(diǎn)色輪、信號組件和投影組件,所述紅綠量子點(diǎn)色輪包括相對設(shè)置的至少兩層保護(hù)層,以及位于所述保護(hù)層之間的量子點(diǎn)組合層;
其中,當(dāng)所述藍(lán)色激光器發(fā)出的藍(lán)光經(jīng)過所述紅綠量子點(diǎn)色輪時(shí),藍(lán)光和所述量子點(diǎn)組合層被藍(lán)光激發(fā)所發(fā)出的紅光與綠光混合得到投影所需的白光。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述量子點(diǎn)組合層包括若干層紅光量子點(diǎn)層和綠光量子點(diǎn)層,所述紅光量子點(diǎn)層和所述綠光量子點(diǎn)層之間層疊設(shè)置。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述紅光量子點(diǎn)層和/或所述綠光量子點(diǎn)層之間保持設(shè)定間距。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述量子點(diǎn)組合層為由紅光量子點(diǎn)和綠光量子點(diǎn)按設(shè)定比例混合而成的單層結(jié)構(gòu)。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述紅光量子點(diǎn)為硒化鎘與硫化鋅混合物量子點(diǎn);所述綠光量子點(diǎn)為硒化鎘量子點(diǎn)。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述紅綠量子點(diǎn)色輪為圓餅狀。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述紅綠量子點(diǎn)色輪為單根大圓柱形量子管,所述保護(hù)層和所述量子點(diǎn)組合層均與所述大圓柱形量子管的軸線垂直。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述紅綠量子點(diǎn)色輪包括多根小圓柱形量子管,多根所述小圓柱形量子管長度相等且端部相互平齊。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述小圓柱形量子管的數(shù)量為2至10根。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述紅綠量子點(diǎn)色輪與所述藍(lán)色激光器轉(zhuǎn)動(dòng)連接或固定連接。
本實(shí)用新型提供的高色域量子點(diǎn)激光投影設(shè)備,由于紅綠量子點(diǎn)色輪包括相對設(shè)置的至少兩層保護(hù)層,以及位于所述保護(hù)層之間的量子點(diǎn)組合層,藍(lán)色激光器發(fā)出的藍(lán)光經(jīng)過紅綠量子點(diǎn)色輪時(shí),藍(lán)光和量子點(diǎn)組合層被藍(lán)光激發(fā)所發(fā)出的紅光與綠光混合得到投影所需的白光。紅綠量子點(diǎn)色輪的制造成本相對低很多,同時(shí)能滿足光的亮度要求,能實(shí)現(xiàn)較高的色域,在保證投影設(shè)備發(fā)光質(zhì)量的基礎(chǔ)上,大幅降低投影設(shè)備的生產(chǎn)制造成本。
附圖說明
圖1為投影設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為紅綠量子點(diǎn)色輪的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為圓餅狀的紅綠量子點(diǎn)色輪外形結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為包括單根大圓柱形量子管的紅綠量子點(diǎn)色輪外形結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為包括多根小圓柱形量子管的紅綠量子點(diǎn)色輪外形結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了便于理解本實(shí)用新型,下面將參照相關(guān)附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式。但是,本實(shí)用新型可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn),并不限于本文所描述的實(shí)施方式。相反地,提供這些實(shí)施方式的目的是使對本實(shí)用新型的公開內(nèi)容理解的更加透徹全面。
需要說明的是,當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個(gè)元件,它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件,它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本文所使用的術(shù)語“內(nèi)”、“外”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的,并不表示是唯一的實(shí)施方式。
同時(shí)參閱圖1和圖2,一種高色域量子點(diǎn)激光投影設(shè)備,包括沿光線投射方向依次設(shè)置的藍(lán)色激光器200、光學(xué)擴(kuò)散組件300、紅綠量子點(diǎn)色輪100、信號組件400和投影組件500。紅綠量子點(diǎn)色輪100包括至少兩層保護(hù)層113和量子點(diǎn)組合層,保護(hù)層113平行并相對設(shè)置,量子點(diǎn)組合層則夾設(shè)在保護(hù)層113之間。藍(lán)色激光器200發(fā)出藍(lán)光,藍(lán)光經(jīng)過紅綠量子點(diǎn)色輪100時(shí),在藍(lán)光的激發(fā)下,紅綠量子點(diǎn)色輪100將發(fā)出紅光和綠光,藍(lán)光、紅光和綠光三者之間保持設(shè)定的能量比例(例如:一般地,綠光能量約占59%,紅光能量約占29.5%,藍(lán)光能量約占12.5%),從何混合得到投影所需要的純正白光,并能定制色溫目標(biāo)值。
由于投影設(shè)備所發(fā)出的藍(lán)光、紅光和綠光都是純色的,其色域值可達(dá)到NTSC CIE-1976 130%,完全符合HDTV的Rec.709色域標(biāo)準(zhǔn)。色域值可以與三基色純激光投影儀媲美。
參閱圖2,量子點(diǎn)組合層包括多層紅光量子點(diǎn)層112和多層綠光量子點(diǎn)層111,多層紅光量子點(diǎn)層112和多層綠光量子點(diǎn)層111之間相互層疊設(shè)置,紅光量子點(diǎn)層112和綠光量子點(diǎn)層111之間可以交錯(cuò)混合設(shè)置,也可以將全部紅光量子點(diǎn)層112單獨(dú)層疊在一起,而全部綠光量子點(diǎn)層111也單獨(dú)層疊在一起。紅光量子點(diǎn)層112包括不同顆粒直徑的紅光量子點(diǎn),而綠光量子點(diǎn)層111則包括不同顆粒直徑的綠光量子點(diǎn)。多層紅光量子點(diǎn)層112之間或多層綠光量子點(diǎn)層111之間保持設(shè)定間距,紅光量子點(diǎn)層112和綠光量子點(diǎn)層111之間也可以保持設(shè)定間距。當(dāng)然,可以理解,紅光量子點(diǎn)層112和綠光量子點(diǎn)層111之間的間距也可以為零。
在一實(shí)施例中,量子點(diǎn)組合層為單層結(jié)構(gòu)。該單層結(jié)構(gòu)由紅光量子點(diǎn)和綠光量子點(diǎn)按設(shè)定比例混合而成。
紅光量子點(diǎn)和綠光量子點(diǎn)均為量子點(diǎn)納米顆粒,量子點(diǎn)納米顆粒為無機(jī)材料,本身可耐高溫(超過300度),故能在滿足高亮度(光通量在3000-10000流明之間)的情況下確保投影設(shè)備發(fā)光的可靠性,又能實(shí)現(xiàn)高色域(可媲美三基色純高色域量子點(diǎn)激光投影設(shè)備的色域表現(xiàn))。同時(shí),在現(xiàn)有技術(shù)中,紅光和綠光均分別由紅色激光器和綠色激光器發(fā)出,而對于由量子點(diǎn)納米顆粒材料制成的紅綠量子點(diǎn)色輪100,在藍(lán)光的激發(fā)下,同樣能發(fā)出紅光和綠光,但是,藍(lán)色激光器200相對紅色激光器或綠色激光器的成本都比較低,而紅綠量子點(diǎn)色輪100的制造成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于紅色激光器和綠色激光器的制造成本,換言之,保留藍(lán)色激光器200,并用成本相對較低的紅綠量子點(diǎn)色輪100替代價(jià)格昂貴的紅色激光器和綠色激光器,從而使投影設(shè)備的成本得到大幅減少。
具體的,對于紅光量子點(diǎn),通過將硒粉和三辛基膦混合制備出硒的前驅(qū)體溶液。在340~360℃的環(huán)境溫度下將該前驅(qū)體溶液注入到二甲基鎘溶液中以制備出硒化鎘納米顆粒。二乙基鋅和六甲基二硅硫烷可分別作為鋅和硫的驅(qū)體溶液同時(shí)注入到已成型的硒化鎘納米顆粒中,進(jìn)而得到材質(zhì)為硒化鎘與硫化鋅的混合物的核殼結(jié)構(gòu),即得到紅光量子點(diǎn)。由于硒化鎘與硫化鋅的混合物能夠吸收波長范圍為550~600nm的藍(lán)光,而發(fā)出波長為600~640nm的紅光,從而確保紅光量子點(diǎn)能發(fā)出紅光。
對于綠光量子點(diǎn),首先,通過將硒粉溶解于三辛基膦中形成混合液,再將該混合液注入到氧化鎘溶液中,之后再進(jìn)一步將其溶解于十四烷基磷酸中,在190~210℃環(huán)境溫度下反應(yīng)制備出硒化鎘核殼結(jié)構(gòu),即得到綠光量子點(diǎn)。由于硒化鎘材料能夠吸收波長范圍為450~550nm的藍(lán)光,而發(fā)出波長為550~600nm的綠光,從而確保綠光量子點(diǎn)為能發(fā)出綠光。
通過選擇不同顆粒直徑的綠光量子點(diǎn)和紅光量子點(diǎn),再通過選定的光譜波段藍(lán)光激發(fā),則可獲得設(shè)定的綠光量子點(diǎn)和紅光量子點(diǎn)的光譜波段。
參閱圖3,紅綠量子點(diǎn)色輪100可以為圓餅狀。即紅綠量子點(diǎn)色輪100的長度與其底面的比值(長徑比)較小。該紅綠量子點(diǎn)色輪100為扁平狀。
當(dāng)然,參閱圖4,紅綠量子點(diǎn)色輪100可以為單根大圓柱形量子管110,即紅綠量子點(diǎn)色輪100的長度與其底面的比值(長徑比)較大,紅綠量子點(diǎn)色輪100為長條狀。大圓柱形量子管110包括保護(hù)層113和量子點(diǎn)組合層,保護(hù)層113和量子點(diǎn)組合層均與大圓柱形量子管110的中心軸線垂直。
可以理解,參閱圖5,紅綠量子點(diǎn)色輪100還可以包括多根小圓柱形量子管120,多根小圓柱形量子管120長度相等且端部相互平齊。小圓柱形量子管120的結(jié)構(gòu)相同,均包括保護(hù)層113和量子點(diǎn)組合層。具體的,小圓柱形量子管120的數(shù)量為N根。一般為2至10根,多根小圓柱形量子管120可以圍繞紅色量子點(diǎn)色輪的中心軸線均勻設(shè)置,也可以根據(jù)需求不均勻設(shè)置。當(dāng)然,小圓柱形量子管120的橫截面尺寸小于大圓柱形量子管110的橫截面尺寸。
特別值得一提的是,紅綠量子點(diǎn)色輪100與藍(lán)色激光器200可以固定連接,相對傳統(tǒng)的熒光粉色輪,紅綠量子點(diǎn)色輪100無需保持設(shè)定的轉(zhuǎn)動(dòng)速度即可合成所需的白光,當(dāng)然,根據(jù)亮度要求,也可以將紅綠量子點(diǎn)色輪100相對藍(lán)色激光器200轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)的紅綠量子點(diǎn)色輪100具備較高的散熱降溫效果,從而加強(qiáng)了投影設(shè)備的散熱功能及使用壽命。
參閱圖1,投影設(shè)備工作時(shí),藍(lán)色激光器200為點(diǎn)光源,藍(lán)色激光器200所發(fā)出的藍(lán)光經(jīng)光學(xué)擴(kuò)散組件300發(fā)散后,藍(lán)色的點(diǎn)光源將發(fā)散成由平行光線組成的均勻藍(lán)光光場,該藍(lán)光光場將激發(fā)紅綠量子點(diǎn)色輪100發(fā)出紅光和綠光,藍(lán)光和被藍(lán)光激發(fā)而發(fā)出的紅光和綠光三者混合形成純正白光。純正白光經(jīng)過信號組件400處理,最后經(jīng)過投影組件500而投射到大屏幕上。
以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合,為使描述簡潔,未對上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述,然而,只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾,都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。
以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式,其描述較為具體和詳細(xì),但并不能因此而理解為對實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是,對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進(jìn),這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此,本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。