技术领域
[0001] 本
发明涉及激光投影显示领域,特别涉及激光波长转换与滤光装置及激光光源系统。
背景技术
[0002] 激光光源作为投影光源使用具有高
亮度、高效率、长寿命和高
色域等优点,正在被越来越多的应用的投影显示产品中。
[0003] 目前的激光投影显示产品中,激光光源系统大部分采用激
光激发荧光粉发光方式实现投影系统的照明,具体实现方式为:
激光器发出激光,经光学组件的聚光作用,照射到高速旋转的荧光轮上,荧光轮上涂布不同
颜色的荧光粉,在激光照射下发出不同颜色的光,再经过同步旋转的滤色轮滤出红绿蓝三色光,经过合光系统合成白光输出。
[0004]
现有技术方案中,荧光轮
基板多采用
铝板材质,分为透射区和反射区两个区域,激光照射到透射区时,光线可直接透过进入
透射光路系统,激光照射到反射区的荧光粉时,荧光粉发出的光线在基板表面被反射进入反射光路系统,这两个光路系统的存在使光源系统复杂化,使用的元件较多,难以实现投影显示的小型化、微型化。另外,这种技术方案使用两个
马达分别驱动荧光轮和滤色轮,需要在
软件与
电路上设计同步控制,存在同步控制准确度低的缺点,在一定程度上影响激光显示的
色彩表现。
发明内容
[0005] 本发明要解决的技术问题是:提供一种激光波长转换与滤光装置及激光光源系统,简化照明光源系统,提高光利用效率。
[0006] 为解决上述问题,本发明采用的技术方案是:激光波长转换与滤光装置,包括波长转换组件、收光组件、滤光组件、同轴连接组件和旋转驱动装置;
[0007] 所述波长转换组件包括基板;基板的中心开孔;基板表面的区域包括一个直透区,一个或多个波长转换区;
[0008] 所述收光组件为一个透镜组,包含两片及以上透镜;所述收光组件位于波长转换组件与滤光组件之间,且靠近波长转换组件安装;
[0009] 所述滤光组件的中心开孔,包含一个或多个直透区,一个或多个滤光区;
[0010] 所述同轴连接装置为一筒状结构件,一端固定波长转换组件,另一端固定滤光组件;
[0011] 所述旋转驱动装置与同轴连接装置配合,并带动所述波长转换与滤光装置同轴转动。
[0012] 进一步的,所述基板的形状为圆片形。
[0013] 进一步的,所述基板的材质为无色透光材料,且在所述基板的入光面
镀增透膜,出光面镀二向色膜。
[0014] 进一步的,所述基板的直透区表面为漫透射表面。
[0016] 进一步的,所述基板的出光面涂覆一种或多种波长转换材料。
[0017] 进一步的,所述波长转换材料为荧光粉。
[0018] 进一步的,所述滤光组件为圆片形。
[0019] 激光光源系统,包括激光光源阵列、聚光组件、匀光组件以及上述的激光波长转换与滤光装置;所述激光波长转换与滤光装置设置在聚光组件、匀光组件之间。
[0020] 本发明的有益效果是:采用透射方式设计波长转换组件,可简化光源系统结构,提高光利用效率,减小投影系统体积,实现激光投影显示小型化设计;波长转换组件与滤光组件的同轴连接可实现精准化同步控制,提升色彩显示效果。
附图说明
[0021] 图1是激光光源系统图;
[0022] 图2是图1中激光光源系统的波长转换装置的A-A剖面图;
[0023] 图3是波长转换组件正视图;
[0024] 图4是滤光组件正视图;
[0026] 图6是激发光沿光轴方向传播时,荧光粉受激发光图;
[0027] 图7是激发光逆光轴方向传播时,荧光粉受激发光图
[0028] 图中编号:10为激光光源阵列,20为聚光组件,30为波长转换组件,40为收光组件,50为同轴连接装置,60为滤光组件,70为旋转驱动装置,301为增透膜层,302为透光基板,
303为二向色膜,304为波长转换涂层,601为滤光膜层,602为透光基板,603为增透膜层,30a为直透区,30b为波长转换区一,30c为波长转换区二,60a为直透区一,60b为直透区二,60c为滤光区一,60d为滤光区二,70为旋转驱动装置,80为匀光组件,S为
激光束。
具体实施方式
[0029] 下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。
[0030] 如图1所示,本发明的激光光源系统包括:激光光源阵列10、聚光组件20、波长转换组件30,收光组件40、同轴连接装置50、滤光组件60和匀光组件80。
[0031] 激光光源阵列10发出激光光束,聚光组件20将激光光束聚焦到波长转换组件30上,波长转换涂层304,如荧光粉涂层受激发光,收光组件40紧靠波长转换组件30放置,用于收集荧光粉发光并压缩发光
角度,使光束通过滤光组件60,进入匀光组件80。
[0032] 其中,波长转换组件30与滤光组件60通过同轴连接装置50连接,实现同轴转动,同步控制。
[0033] 其中,如图2、图3所示,波长转换组件的技术方案如下:
[0034] 波长转换组件包括透光基板302;透光基板302为圆片形,中心开孔,固定于同轴连接装置50的左端,左侧面为入光面,镀增透膜301,右侧面镀二向色膜303,二向色膜303表面涂覆波长转换材料304。
[0035] 进一步的,波长转换组件分为波长转换区和直透区,且波长转换区可为一个或多个,直透区只有一个,且表面为漫透射表面,如做喷砂处理,其作用在于散射激光光束,扩大激光发光角度。
[0036] 优选的,如图3所示,波长转换组件分为两个波长转换区和一个直透区,直透区30a的角度为62度,可透过蓝色激光;波长转换区一30b的角度为190度,表面涂覆黄色荧光粉;波长转换区二30c的角度为108度,表面涂覆绿色荧光粉。
[0037] 进一步的,二向色膜303的光谱曲线图如图5所示,横轴为波长,纵轴为透过率,波长小于480nm时为高透射,波长在500nm-700nm时高反射,其作用为,当蓝色激光入射到波长转换组件30的直透区30a时,可透射穿过;当蓝色激光入射到波长转换组件30的波长转换区30b、30c时,激发荧光粉发出500nm-700nm波长范围的光。如图6所示,当该激发光沿光轴方向传播时,被收光组件40接收并压缩发光角度;如图7所示,当该激发光逆光轴方向传播时,会被二向色膜反射,重新沿光轴方向传播,被收光组件40接收并压缩发光角度。
[0038] 其中,如图2、图4所示,滤光组件的技术方案如下
[0039] 透光基板602为圆片形,直径大于透光基板302,中心开孔,固定于同轴连接装置50的右端,左侧面为入光面,镀滤光膜601,右侧面镀增透膜603;
[0040] 进一步的,滤光组件分为滤光区和直透区,分区的数量及角度与波长转换组件30相对应;
[0041] 优选的,如图4所示,滤光组件60分为两个直透区和两个滤光区,直透区60a的角度为62度,与波长转换组件的直透区30a对应,可直接透过蓝光;直透区60b的角度为72度,可直透黄色光,滤光区一60c的角度为118度,可透过红色光,二者合计角度190度,与波长转换区一30b对应;滤光区二的角度为108度,可透过绿色光,与波长转换区二30c对应。
[0042] 其中,如图1所示,所述收光组件40位于波长转换组件30与滤光组件60之间,且靠近波长转换涂层304放置,以获得对朗伯型发光体最佳的收光效果,根据结构设计需要,收光组件40可安装在同轴连接装置的上方、下方、左侧或右侧。本例中收光组件40能够对朗伯型发光体进行高效收光,并把光束角度压缩到+/-15°以内。
[0043] 以上描述了本发明的基本原理和主要的特征,
说明书的描述只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。