一种单荧光轮架构色彩强化方法

技术领域

本发明涉及投影机投影色彩技术领域，具体涉及一种单荧光轮架构色彩强化方法。

背景技术

现阶段用的蓝色激光器激发荧光粉的投影已经是相当普遍的技术，但核心的技术上依旧存在一些问题：色轮的选取，决定纯色色坐标以及效率的高低；荧光轮以及色轮的同步是否准确，影响灰阶顺畅度以及各纯色的鲜艳程度；增加色轮的玻璃导致效率较差。

传统的DLP激光投影机，三原色中的R跟G的产生主要是激光器发出光线打到荧光轮激发出YG或是全Y的颜色的光线搭配上色轮上的滤光片后将RG颜色滤出，虽然这种方式可以有效的将三原色产生，但由于使用两个马达，导致在同步上需要花费较多的心力去做准确的调整，在成本上则需要增加马达、sensor去做同步，在效率上因为增加色轮上玻璃的材料吸收以及穿透率损失，导致亮度降低。

现在使用较为普遍的单轮荧光轮的投影机，因为不使用色轮导致三原色都需要从荧光轮产生，Y黄、R红、G绿都以激光照射荧光粉产生，B蓝色则采用荧光轮挖孔的方式，从荧光轮后方光路产生。

这种方式也有一定的缺陷：使用单轮荧光轮(如图二)的投影机，因为没有色轮的滤光片，三原色都需要从荧光轮产生，G绿色跟Y黄色的荧光粉上敏感性相对较低，在使用不同的瓦特数的激光器去做激发，Gx、Gy也不会有太大的差异(如图三)，但在荧光轮上的红粉相对于其他颜色的粉除了对温度有高敏感性，红粉的选择性太少导致红色的色彩也偏橘，进而客户在使用上若有投影红色相关画面，则与原本的输出图像会有较大的差异，造成画面的失真。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明的目的是提供一种单荧光轮架构色彩强化方法，

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种单荧光轮架构色彩强化方法，包括一使用单荧光轮的投影机，该投影机不具有色轮， 黄色Y、红色R、绿色G均从荧光轮产生，且均以激光照射荧光粉产生，蓝色B采用荧光轮挖孔的方式，从荧光轮后方光路产生；

上述激光照射发生在蓝色激光器激发荧光粉的光路系统中，照射后的红色R荧光粉产生的效果较差，色彩偏橘色，在不改变单荧光轮架构的前提下，通过在红色R荧光粉表面增加玻璃滤光片来改善红色R的色坐标；增加玻璃滤光片后，激光照射区域变大，导致光线达到荧光轮上的光斑变大，代表光斑的交点也向后延伸，结果荧光轮在白色W、绿色G、黄色Y画面上均处在最佳的色坐标和色彩亮度，但此时红色R画面由于焦点向后延伸导致红色亮度及色坐标出现偏移，在不改变原有光学架构下为了让各颜色都有最佳的色彩及亮度，将焦点向后延伸的距离D依照Snell`s Law的n1sinθ1= n2sinθ2以及利用玻璃厚度搭配三角函数来计算出来，并通过改变荧光轮局部区域的厚度来补偿焦点向后延伸的距离D。

进一步地，改变荧光轮局部区域的厚度来补偿焦点向后延伸的距离D，具体在荧光轮局部区域做一些加工，在红色R的区域做加工让荧光轮的局部区域下沉，形成一凹台，这个区域减少的厚度与增加玻璃的厚度与折射率相关，当玻璃的厚度越厚，则焦点往后位移的范围越大，在该凹台位置加上荧光粉的涂布、贴合上滤光片后，让贴合完滤光片的厚度与其他颜色的荧光粉高度接近，如此可以补正由于玻璃的厚度以及折射率焦点向后延伸的距离，进而达到各颜色的最佳亮度在同一个平面上。

本发明的有益效果是：若要改善单轮的荧光轮色彩，则需要在改善颜色的区域增加滤光片，但因为加上滤光片的折射率以及厚度导致原本聚焦的焦点向后移动，以局部加工铝片去补正焦点后移的距离，让各颜色发挥出最佳的色坐标以及效率；另外红色荧光粉因为增加滤光片的关系可以提高Rx，进而拉高REC709的比例，并且在成本上因为缺少色轮，可以大幅的降低成本，效率上也因为其他G、Y颜色没有使用滤光片也就没有玻璃的材料吸收以及镀膜穿透率损失，减少亮度的损失。

附图说明

下面结合附图及实施例，对本发明的结构和特征作进一步描述。

图1是在现有技术下的荧光轮产生黄色Y、红色R、绿色G的示意图。

图2是本发明中描述的将现有技术下的荧光轮红色画面处加上滤光片的示意图。

图3是本发明中将荧光轮红色画面处加工一凹台用于补正滤光片的厚度和焦点向后延伸距离的示意图。

图4是本发明中在凹台处加上带有荧光粉的涂布及贴合上滤光片后与其他颜色的荧光粉高度接近的示意图。

附图1-4中，1.荧光轮，2.绿色G，3.红色R，4.黄色Y，5.滤光片，6.凹台，7.被加工后的荧光轮局部区域厚度，8.红色荧光粉厚度，9.绿色荧光粉厚度，10.未加工的荧光轮局部区域厚度。

具体实施方式

参看附图1-4是本发明的一种实施例，公开了一种单荧光轮架构色彩强化方法，包括一使用单荧光轮的投影机，该投影机不具有色轮， 黄色Y4、红色R3、绿色G2均从荧光轮1产生，且均以激光照射荧光粉产生，蓝色B采用荧光轮挖孔的方式，从荧光轮后方光路产生，参看图1中所示。

上述激光照射发生在蓝色激光器激发荧光粉的光路系统中，照射后的红色R3荧光粉产生的效果较差，色彩偏橘色，在不改变单荧光轮架构的前提下，通过在红色R3荧光粉表面增加玻璃滤光片5来改善红色R的色坐标参看图2所示；但是在增加玻璃滤光片5后，激光照射区域变大，导致光线达到荧光轮1上的光斑变大，代表光斑的交点也向后延伸，结果荧光轮在白色W、绿色G、黄色Y画面上均处在最佳的色坐标和色彩亮度，但此时红色R画面由于焦点向后延伸导致红色亮度及色坐标出现偏移，在不改变原有光学架构下为了让各颜色都有最佳的色彩及亮度，将焦点向后延伸的距离D依照Snell`s Law的n1sinθ1= n2sinθ2以及利用玻璃厚度搭配三角函数来计算，并通过改变荧光轮局部区域的厚度来补偿焦点向后延伸的距离D。

通过改变荧光轮局部区域的厚度来补偿焦点向后延伸的距离D，具体是在荧光轮局部区域做一些加工，在红色R的区域做加工让荧光轮的局部区域下沉，形成一凹台6，参看图3所示，这个区域减少的厚度与增加玻璃的厚度与折射率相关，当玻璃滤光片的厚度越厚，则焦点往后位移的范围越大，在该凹台6位置加上红色荧光粉的涂布、贴合上滤光片后，让贴合完滤光片的厚度与其他颜色的荧光粉高度接近，参看图4所示，被加工后的荧光轮局部区域厚度加上红色荧光粉厚度8再加上滤光片5的厚度，与绿色荧光粉厚度9和未加工的荧光轮局部区域厚度10高度接近。如此可以补正由于玻璃的厚度以及折射率焦点向后延伸的距离，进而达到各颜色的最佳亮度在同一个平面上。