CN105404087A - 一种荧光转换***及投影光源 - Google Patents

Abstract

本发明公开的荧光转换***，接收激光光束的照射，包括波长转换部件和镜片组件；还包括沿波长转换部件轴心线方向位置可调地的镜片固定基座。上述荧光转换***中，当需要调节镜片组件与波长转换部件之间的相对位置时，直接调节镜片固定基座相对于波长转换部件的位置即可，不需要调整波长转换部件，降低了调整难度，并且各镜片同用一个镜片固定基座，进而能够保证镜片组件中各镜片之间的相对位置的精度，便于实现波长转换部件和镜片组件之间的相对位置的调节，提高了荧光转换***的调整效率。

Description

一种荧光转换***及投影光源

技术领域

本发明涉及投影显示技术领域，特别涉及一种投影光源的荧光转换***及投影光源。

背景技术

在投影显示技术领域，激光光源作为一种固态光源，具有高亮，高效，寿命常，色域佳，环保等一系列优点成为新兴的投影光源的选择。同时，随着投影显示产品从会议室逐渐走向家庭，激光投影类产品也成为一种新的消费电子产品受到消费者欢迎。

现有技术中一种激光投影光源的结构以及光路原理如图1所示，光源包括激光器11、镜片组件12以及波长转换部件13，包括反射部和透射部，其中反射部涂覆有荧光粉，波长转换部件13的正面进行反射处理；根据光路要求，波长转换部件13前面和/或后面通常还要设置镜片组件，用于对入射的激光，以及出射的激光和荧光进行会聚准直等光处理，波长转换部件和其附近的镜片组件组成荧光转换***。在图1示例中，镜片组件包括位于波长转换部件13与激光器阵列11之间的第一镜片组121、位于波长转换部件13背离激光器阵列11一侧的第二镜片组122，其中，上述第一镜片组121包括两个透镜以具有聚焦和准直的双重作用，当激光器阵列11发射的激光透过第一镜片组121后能够使激光光束聚焦成符合荧光粉激发能量密度要求的光斑，当激光光斑照射在波长转换部件13的反射部上时，光斑能够激发反射部上涂覆的荧光粉，进而激发出相应颜色的荧光；而受激的荧光被波长转换部件基板表面反射并透过第一镜片组121时经过第一镜片组121后就进行了准直被转换成平行的光束射出。而当激光光斑照射在波长转换部件13的透射部位置时，允许光斑从波长转换部件13透射过去，且由于光沿直线传播，激光器阵列11发射的光线经过第一镜片组121聚焦后还会发散，但是发散的光线在到达波长转换部件13的背面时还需要再次经过第二镜片组122进行准直，最终以平行的光束传播。

在实际应用中，为了使荧光转换***达到的最佳入光和出光效果，需要调整波长转换部件的前后位置来达到目的，比如，保证波长转换部件正面接收到尽可能小的激光入射光斑，或者，波长转换部件背面的透镜组要避免位于前面透镜组的焦平面附近，减小集尘效应。现有技术方案中，波长转换部件在调整过程中需始终保持竖直状态，不能发生倾斜否则不能保证激光光斑均匀入射在表面，以及波长转换部件体积较大，需要预留较大的调节空间，且波长转换部件周围部件较多，比如传感器、散热器、驱动马达等，波长转换部件的位置移动可能也会带来周围部件位置的改变，可见，现有技术中荧光转换***中光路的调整方式对操作人员要求高，并且调整效率低。

发明内容

本发明提供了一种荧光转换***及投影光源，该荧光转换***能够调整波长转换部件周围的镜片组件而替代对波长转换装置的位置调整，并在对镜片组件在对镜片组件与波长转换部件之间进行调整时保证对镜片组件中各镜片之间的相对位置的精度，降低了调整难度，便于实现对波长转换部件和镜片组件之间的相对位置的调节，提高了荧光转换***的调整效率。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种荧光转换***，接收至少一种颜色的激光光束照射，包括波长转换部件和位于波长转换部件前、后的光学镜片组件；波长转换部件包括荧光转换材料，用于受激发出至少一种颜色的荧光，光学镜片组件包括多个光学镜片；其特征在于，还包括沿波长转换部件轴心线方向、位置可调地镜片固定基座，其中，镜片固定基座设有沿波长转换部件的轴心线延伸方向贯穿镜片固定基座的透光孔，光学镜片组件中的各镜片固定于透光孔内，且镜片固定基座设有插口，波长转换部件的一部分通过插口伸入镜片固定基座；

优选地，镜片固定基座固定于安装板上，其中，镜片固定基座设有多个螺纹孔，安装板上设有与螺纹孔一一对应的长腰孔，且每一个长腰孔的长度方向与波长转换部件的轴心线平行；每一对相互对应的螺纹孔与长腰孔处设有一个紧固螺钉，紧固螺钉的螺杆贯穿长腰孔且与螺纹孔螺纹配合；

优选地，镜片固定基座与安装板配合的表面形成有至少两个定位柱，安装板上设有与定位柱一一对应的定位槽，每一个定位槽的长度方向与波长转换部件的轴心线平行；每一对相互对应的定位柱与定位槽中，定位柱沿定位槽长度方向位置可调地伸入定位槽内；

优选地，长腰孔为两个、且定位槽为两个，长腰孔和定位槽之间的连线呈四边形，且沿四边形的连线方向长腰孔和定位槽交替分布；

优选地，镜片组件包括位于波长转换部件正面的第一镜片组和位于波长转换部件背面的第二镜片组；

优选地，波长转换部件为反射式荧光轮，第一镜片组至少包括第一球面透镜，且第二镜片组包括第二球面透镜和位于第二球面透镜与波长转换部件之间的第二非球面透镜；

优选地，第一镜片组还包括位于第一球面透镜与波长转换部件之间的第一非球面透镜；

优选地，波长转换部件为透射式荧光轮，第一镜片组包括第一球面透镜和第一扩散片，且第二镜片组包括第二球面透镜和位于第二球面透镜与波长转换部件之间的第二非球面透镜；

优选地，第一扩散片为静止或运动状态；

优选地，还包括调节把手，安装板上设有用于调节把手穿过的过孔，调节把手通过过孔沿波长转换部件的轴心线延伸方向可调地贯穿安装板的钣金厚度，且调节把手伸入安装板内侧的一端固定于镜片固定基座，且另一端位于安装板外侧；

本发明还提供了一种投影光源，包括激光器，发出至少一种颜色的激光光束，以及上述任一的荧光转换***，用于接收所述至少一种颜色的激光光束，受激发出荧光。

本发明实施例技术方案至少具有以下有益效果和优点：

本发明实施例提供的荧光转换***和投影光源，通过沿波长转换部件轴心线方向位置可调地镜片固定基座，当需要调节镜片组件与波长转换部件之间的相对位置时，直接调节镜片固定基座相对于波长转换部件的位置即可，不需要调整波长转换部件，降低了调整难度，并且各镜片同用一个镜片固定基座，在调整镜片组件时，各镜片组件之间的相对位置不易发生改变，进而能够保证镜片组件中各镜片之间的相对位置的精度，便于实现波长转换部件和镜片组件之间的相对位置的调节，提高了荧光转换***的调整效率。

附图说明

图1为现有技术中一种激光投影光源的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的荧光转换***结构示意图；

图3为本发明实施例一提供的荧光转换***中固定配合机构示意图；

图4A为本发明实施例提供的荧光转换***中镜片固定基座与镜片组件以及波长转换部件之间的配合结构的剖视图；

图4B为本发明实施例提供的又一荧光转换***中镜片固定基座与镜片组件以及波长转换部件之间的配合结构的剖视图；

图5为本发明实施例提供的荧光转换***中镜片固定基座的一种结构示意图；

图6为本发明实施例提供的荧光转换***中镜片固定基座的另一种结构示意图；

图7为本发明实施例提供的荧光转换***的安装板内部与镜片固定基座配合部位的结构示意图；

图8为本发明提供的荧光转换***中调节把手与安装板之间的配合结构示意图。

图9为发明实施例二中投影光源架构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参考图2和图4A，图4B所示的剖面图，本发明实施例一提供的荧光转换***2，接收至少一种颜色的激光光束的照射，包括波长转换部件13，包括荧光转换材料，能够受激光的激发产生荧光，镜片组件12，镜片组件12包括多个光学镜片，以及，沿波长转换部件13轴心线方向、位置可调地镜片固定基座2。其中，镜片固定基座2设有沿波长转换部件30的轴心线延伸方向、贯穿镜片固定基座2的透光孔22，镜片组件12中的各镜片固定于透光孔22内，且镜片固定基座2设有插口21，波长转换部件13的一部分通过插口21伸入镜片固定基座2的透光孔22内。其中，透光孔22为多个贯穿窗口组成的孔径，多个贯穿窗口分别用于安装多个光学镜片。

具体地，本发明实施例的荧光转换***中，镜片固定基座2固定于一安装板上，该安装板可以是荧光转换***的固定壳体或者支撑板。

参见图3，本发明实施例提供的荧光转换***固定于安装板3上，具体地，镜片固定基座2可沿波长转换部件13轴心线延伸的方向位置可调地安装于安装板3的内侧，并且，沿波长转换部件13轴心线延伸的方向，激光光束进行照射，波长转换部件13的一部分通过镜片固定基座2设置的插口21伸入到透光孔22内与固定在透光孔中的镜片配合，从而激光光束能够照射到到镜片固定基座2的透光孔22内，以及位于插口21内的波长转换部件13的部分表面；当需要调节镜片组件12与波长转换部件13之间的相对位置时，直接调节镜片固定基座2相对于波长转换部件13的位置即可，不需要调整波长转换部件，不需要对镜片组件12中的各镜片进行单独调节，降低了调整难度，并且各镜片同用一个镜片固定基座2，在调整镜片组件时，各镜片组件之间的相对位置不易发生改变，进而能够保证镜片组件2中各镜片之间的相对位置的精度，便于实现波长转换部件13和镜片组件2之间的相对位置的调节，提高了荧光转换***的调整效率。

一种优选实施方式中，上述镜片固定基座2与安装板3之间可以通过紧固螺钉连接，其中，为了使镜片固定基座2能够相对于安装板3沿波长转换部件13轴心线延伸的方向进行位置调节，上述荧光转换***中：

如图5、图6以及图8所示，镜片固定基座2设有多个螺纹孔23，安装板3上设有与螺纹孔23一一对应的长腰孔32，且每一个长腰孔32的长度方向与波长转换部件13的轴心线平行；每一对相互对应的螺纹孔23与长腰孔32处设有一个紧固螺钉321，紧固螺钉321的螺杆贯穿长腰孔32且与螺纹孔23螺纹配合。当需要调节镜片固定基座2的位置时，拧松各紧固螺钉321，然后沿波长转换部件13的轴心线方向调节镜片固定基座2的位置，此时，紧固螺钉321的螺杆可以在长腰孔32内沿长腰孔32的长度方向移动，当镜片固定基座2移动到位时，旋紧紧固螺钉321即可。

当然，为了便于将镜片固定基座2安装到安装板3上、并且提高镜片固定基座2相对于安装板3进行位置调节时对镜片固定基座2相对于安装板3的移动方向进行限定，具体地，如图5、图7所示，镜片固定基座2与安装板3配合的表面形成有至少两个定位柱24，安装板3上设有与定位柱24一一对应的定位槽31，每一个定位槽31的长度方向与波长转换部件13的轴心线平行；每一对相互对应的定位柱24与定位槽31中，定位柱24沿定位槽31长度方向位置可调地伸入定位槽31内。

更具体地，安装板3上设置的长腰孔32为两个、且定位槽31为两个，长腰孔32和定位槽31之间的连线呈四边形，且沿四边形的连线方向长腰孔32和定位槽31交替分布。

上述荧光转换***中，波长转换部件13具体类型可以有多种选择，相应的，镜片组件12中镜片的设置方式也可以根据波长转换部件13的不同类型有不同的设置方式，如：

方式一，上述波长转换部件13为反射式波长转换部件，波长转换部件13包括荧光部和透射部，荧光部包括荧光粉，用于接收激光照射发出荧光，其中，荧光能够被波长转换部件的镜面铝基板部分反射，从而从波长转换部件13的正面出射。透射部用于透射激光光束，如图4剖面图所示，镜片组件12包括位于波长转换部件12正面的第一镜片组和位于波长转换部件背面的第二镜片组。第一镜片组能够对激光光束在照射到波长转换部件13之前进行会聚，形成较小的高能量密度的光斑，并且能够对波长转换部件13上的荧光粉激发产生的荧光进行准直，将呈朗伯体分布的荧光光束变成近似平行的光束出射；第二镜片组能够对透过波长转换部件13透射部的激光光束进行准直。

在上述方式一的基础上，镜片组件12中，第一镜片组可以包括第一球面透镜和位于第一球面透镜与波长转换部件之间的第一非球面透镜，且第二镜片组包括第二球面透镜和位于第二球面透镜与波长转换部件之间的第二非球面透镜。

当然，第一镜片组还可以根据镜片的光处理能力只选择一片非球面透镜，并且，第二镜片组也可以根据镜片的光处理能力只选择一片非球面透镜，这里不再赘述。

方式二，上述波长转换部件13还可以为透射式荧光轮，第一镜片组包括一片球面透镜，用于对入射波长转换部件13表面的激光光束进行会聚，以形成较小的光斑，第二镜片组包括第二球面透镜和位于第二球面透镜与波长转换部件13之间的第二非球面透镜。

在本方式二中，波长转换部件13同样包括荧光部和透射部，与方式一中反射式荧光轮不同的是，荧光能够通过波长转换部件13的透明基板透射，从而能够与透射过透射部的激光光束均沿着波长转换部件13背面出射，从而位于波长转换部件13背面的第二镜片组能够同时对透射的激光和荧光进行准直。

进一步地，为了提高对入射的激光光束的扩散匀化作用，第一镜片组可以包括第一球面透镜和第一扩散片，其中，第一扩散片可以是静止设置的，也可以是运动状态的，运动的扩散片在对激光光束匀化的同时能够提高对激光光束的消散斑效果。如图4B所示，镜片组件12中的一片凸透镜片被一片扩散片所替代。

优选地，当第一镜片组件包括第一球面透镜和第一扩散片时，入射波长转换部件13的激光光束可以是一种颜色，比如蓝色激光，也可以是两种颜色，比如蓝色激光和红色激光。蓝色激光波长较短，作为荧光激励光源，红色激光通过波长转换部件13的透射部透射出去。蓝色激光和红色激光通过时序电亮前端的激光器部件，能够依次通过第一镜片组入射至波长转换部件13的正面。由于人眼对红色激光的散斑敏感程度较高，因此优选第一扩散片为运动的扩散片，能够对红色激光进行消散斑，并对蓝色激光同时提到匀化和消散斑的双重作用。

在上述各实施方式的基础上，为了便于实现对镜片固定基座2的位置进行调节，如图6、图7和图8所示，上述荧光转换***还包括调节把手25，安装板3上设有用于调节把手25穿过的过孔33，调节把手25通过过孔33沿波长转换部件13的轴心线延伸方向可调地贯穿安装板3的钣金厚度，且调节把手25伸入安装板3内侧的一端固定于镜片固定基座2，且另一端位于安装板3外侧，如图6和图8所示。

上述结构的荧光转换***中，操作者可以通过调节把手25直接在安装板3的外侧对镜片固定基座2的位置进行调节，进而实现对镜片组件12位置的调节，无需打开安装板3，更加便于实现对镜片组件12与波长转换部件13之间相对位置的调节。

实施例二

本发明实施例二提供了一种投影光源，包括激光器，用于发出至少一种颜色的激光，以及上述实施例一中多个实施方式的荧光转换***。

具体地，如图9所示为一投影光源的外部结构示意图，投影光源包括激光器41，荧光转换***42。其中，激光器41和荧光转换***42均被激光外壳体43包裹。如实施例一中所示，激光器41可以发出一种颜色，或者两种颜色的激光，荧光转换***可以包括一种颜色的荧光粉或者两种颜色的荧光粉，发出至少一种颜色的荧光，以形成三基色或者四基色光。

在本发明实施例二中，激光器和荧光转换***均位于壳体43内，该壳体为密封壳体，该密封壳体用于对激光器，荧光转换***及光路中的其他镜片进行防尘，从而减轻光源光衰，提高投影光源的使用寿命。具体地，荧光转换***42的镜片固定基座固定于壳体43上，壳体43上开孔，且镜片固定基座的调节把手位于壳体43的开孔处的外侧，从而在不需要拆卸壳体3的情况下，可以对镜片固定基座进行调节，从而调节荧光转换***中波长转换部件和镜片组件之间的相对位置。

本发明实施二提供的投影光源，通过密封壳体将激光器和荧光转换***密封，密封壳体上开孔用于将荧光转换***中镜片固定基座的调节把手露出，当需要调节镜片组件与波长转换部件之间的相对位置时，直接从壳体外部调节镜片固定基座相对于波长转换部件的位置即可，不需要调整波长转换部件，降低了调整难度，并且各镜片同用一个镜片固定基座，在调整镜片组件时，各镜片组件之间的相对位置不易发生改变，进而能够保证镜片组件中各镜片之间的相对位置的精度，便于实现波长转换部件和镜片组件之间的相对位置的调节，提高了荧光转换***的调整效率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种荧光转换***，接收至少一种颜色的激光光束照射，包括波长转换部件和位于所述波长转换部件前、后的光学镜片组件；所述波长转换部件包括荧光转换材料，用于受激发出至少一种颜色的荧光；所述光学镜片组件包括多个光学镜片；其特征在于，还包括沿所述波长转换部件轴心线方向、位置可调地镜片固定基座，其中，所述镜片固定基座设有沿所述波长转换部件的轴心线延伸方向贯穿所述镜片固定基座的透光孔，所述光学镜片组件中的各所述镜片固定于所述透光孔内，且所述镜片固定基座设有插口，所述波长转换部件的一部分通过所述插口伸入所述透光孔内。

2.根据权利要求1所述的荧光转换***，其特征在于，所述镜片固定基座固定于安装板上，其中，所述镜片固定基座设有多个螺纹孔，所述安装板上设有与所述螺纹孔一一对应的长腰孔，且每一个所述长腰孔的长度方向与所述波长转换部件的轴心线平行；每一对相互对应的螺纹孔与长腰孔处设有一个紧固螺钉，所述紧固螺钉的螺杆贯穿所述长腰孔且与所述螺纹孔螺纹配合。

3.根据权利要求2所述的荧光转换***，其特征在于，所述镜片固定基座与所述安装板配合的表面形成有至少两个定位柱，所述安装板上设有与所述定位柱一一对应的定位槽，每一个所述定位槽的长度方向与所述波长转换部件的轴心线平行；每一对相互对应的定位柱与定位槽中，所述定位柱沿所述定位槽长度方向位置可调地伸入所述定位槽内。

4.根据权利要求3所述的荧光转换***，其特征在于，所述长腰孔为两个、且所述定位槽为两个，所述长腰孔和所述定位槽之间的连线呈四边形，且沿所述四边形的连线方向所述长腰孔和所述定位槽交替分布。

5.根据权利要求1所述的荧光转换***，其特征在于，所述镜片组件包括位于所述波长转换部件正面的第一镜片组和位于所述波长转换部件背面的第二镜片组。

6.根据权利要求5所述的荧光转换***，其特征在于，所述波长转换部件为反射式荧光轮，所述第一镜片组至少包括第一球面透镜，且所述第二镜片组包括第二球面透镜和位于所述第二球面透镜与所述波长转换部件之间的第二非球面透镜。

7.根据权利要求6所述的荧光转换***，其特征在于，所述第一镜片组还包括位于所述第一球面透镜与所述波长转换部件之间的第一非球面透镜。

8.根据权利要求5所述的荧光转换***，其特征在于，所述波长转换部件为透射式荧光轮，所述第一镜片组包括第一球面透镜和第一扩散片，且所述第二镜片组包括第二球面透镜和位于所述第二球面透镜与所述波长转换部件之间的第二非球面透镜。

9.根据权利要求8所述的荧光转换***，其特征在于，所述第一扩散片为静止或运动状态。

10.根据权利要求1-9任一项所述的荧光转换***，其特征在于，还包括调节把手，所述安装板上设有用于所述调节把手穿过的过孔，所述调节把手通过所述过孔沿所述波长转换部件的轴心线延伸方向可调地贯穿所述安装板的钣金厚度，且所述调节把手伸入所述安装板内侧的一端固定于所述镜片固定基座，且另一端位于所述安装板外侧。

11.一种投影光源，包括激光器，发出至少一种颜色的激光光束，以及荧光转换***，用于接收所述至少一种颜色的激光光束，发出荧光，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的荧光转换***。