CN107179649A - 激光光源的荧光轮调节结构、激光光源及投影显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光光源的荧光轮调节结构、激光光源及投影显示装置，涉及激光光源技术领域，为解决现有激光光源中透镜组件与荧光轮之间距离调节过程较复杂，而且不容易保证各透镜与激光器阵列之间的相对位置精度的问题而发明。本发明公开的激光光源的荧光轮调节结构，包括光源壳体，所述光源壳体内设有荧光轮基座，所述荧光轮基座上设有荧光轮，沿所述荧光轮的轴线方向，所述荧光轮基座相对于所述光源壳体的位置可调。本发明可用于投影显示装置中。

Description

激光光源的荧光轮调节结构、激光光源及投影显示装置

技术领域

本发明涉及激光光源技术领域，尤其涉及一种激光光源的荧光轮调节结构、激光光源及投影显示装置。

背景技术

激光光源作为一种优良的相干光源(频率相同、振动方向不垂直，且相位差恒定的光可称为相干光)，具有单色性好，方向性强，光通量高等优点。目前，激光光源在工农业生产和科学技术的各领域中得到了广泛应用，例如投影显示领域，随着投影显示产品从会议室逐渐走向家庭，激光投影类产品已成为一种新的消费电子产品而受到消费者的欢迎。

现有的一种激光光源，如图1和图4所示，包括激光器阵列01、荧光轮02、透镜组件03和壳体04，荧光轮02、透镜固定基座05均设置于壳体04内，荧光轮02与壳体04相固定，激光器阵列01用于发出至少一种颜色的激光，荧光轮02包括荧光转换材料，用于受激产生至少一种颜色的荧光；如图2和图3所示，激光光源还包括透镜固定基座05，透镜固定基座05相对于荧光轮02沿荧光轮02轴心线方向位置可调，透镜固定基座05上开设有多个螺纹孔053(如图3所示)，壳体04上设有与螺纹孔053一一相对应的长腰孔041(如图5所示)，且每一长腰孔041的长度方向与荧光轮02轴心线的方向平行，每一个相对应的螺纹孔053与长腰孔041处设有一个紧固螺钉06(如图5所示)，紧固螺钉06的螺杆贯穿长腰孔041并与螺纹孔053螺纹配合；如图3所示，沿荧光轮02的轴心线方向，透镜固定基座05与激光器阵列01相对设置，透镜固定基座05设有沿荧光轮02的轴心线延伸力一向贯穿透镜固定基座05的透光孔051，透镜组件03中的各透镜固定于透光孔051内，且透镜固定基座05设有插口052，荧光轮02的一部分通过插口052伸入透光孔051。当需要调节透镜固定基座05的位置时，拧松各紧固螺钉06，然后沿荧光轮02的轴心线方向调节透镜固定基座05的位置，此时，紧固螺钉06可以在长腰孔041内沿长腰孔041的长度方向移动，当透镜固定基座05移动到位时，旋紧紧固螺钉06即可。

由于光学设计的精密性，激光光源中各个光学部件之间的距离是预先设定的，各光学透镜与激光器阵列01之间以及各个透镜两两之间的相对位置需要精确固定，否则无法保证对光束的正常处理，而在现有的这种激光光源中，荧光轮02与壳体04之间的位置是固定的，而荧光轮02在加工以及装配过程中带来的位置误差，则需要通过调节透镜固定基座05相对于荧光轮02沿荧光轮02轴心线方向的位置来消除，但是调节透镜固定基座05的位置会带来各个透镜与激光器阵列01之间位置的改变，为了消除各个透镜与激光器阵列01位置变化对光束的聚焦或者准直所带来的不利影响，那么在调节透镜固定基座05与荧光轮02相对位置的同时，也需要兼顾透镜固定基座05与激光器阵列01之间相对位置的调节，这样使得整个调节过程变得较复杂，而且不容易保证各透镜与激光器阵列01之间的相对位置精度。

发明内容

本发明实施例提供了一种激光光源的荧光轮调节结构、激光光源及投影显示装置，不但可以保证各透镜与激光器阵列之间的相对位置精度，而且还能够使荧光轮与各个透镜之间的位置调节过程变得简单。

为达到上述目的，本发明的实施例提供了一种激光光源的荧光轮调节结构，包括光源壳体，所述光源壳体内设有荧光轮基座，所述荧光轮基座上设有荧光轮，沿所述荧光轮的轴线方向，所述荧光轮基座相对于所述光源壳体的位置可调。

本发明实施例提供的激光光源的荧光轮调节结构，由于沿荧光轮的轴线方向，荧光轮基座相对于光源壳体的位置可调，当需要调节荧光轮与激光光源中透镜组件之间的距离时，直接调节荧光轮基座相对于透镜组件之间的距离即可，透镜组件相对光源壳体的位置就可以保持固定，这样在调节荧光轮基座相对于透镜组件之间的距离的过程中，透镜组件与激光器阵列之间的距离就可以保持不变，从而可以保证透镜组件中的各个透镜与激光器阵列之间的相对位置精度；由于透镜组件与激光器阵列之间的距离是保持不变的，这样在调节荧光轮基座相对于透镜组件之间的距离的过程中，只需移动荧光轮基座即可，就不用兼顾调节透镜组件与激光器阵列之间的距离，从而使调节过程变得简单、省时。

另一方面，本发明实施例还提供了一种激光光源，包括上述实施例中所述的荧光轮调节结构，所述光源壳体内固定有透镜组件，所述荧光轮的轴线与所述透镜组件的轴线平行，所述荧光轮的至少一部分位于所述透镜组件的光路上，且所述荧光轮基座位于所述透镜组件的光路外。

由于本发明实施例提供的激光光源包括上述实施例中的荧光轮调节结构，荧光轮的轴线与透镜组件的轴线平行，荧光轮的至少一部分位于透镜组件的光路上，且荧光轮基座位于透镜组件的光路外，这样当需要调节荧光轮与激光光源中透镜组件之间的距离时，直接调节荧光轮基座相对于透镜组件之间的距离即可，由于透镜组件是固定在光源壳体上的，那么在荧光轮基座的位置调节过程中，透镜组件的位置是始终不变的，这样透镜组件与激光器阵列之间的距离也始终保持不变，从而保证了透镜组件与激光器阵列之间的位置精度，在调节荧光轮基座位置的过程中就不用兼顾调节透镜组件与激光器阵列之间的距离，从而使调节过程变得简单、省时。

第三方面，本发明实施例还提供了一种投影显示装置，包括上述实施例中所述的激光光源。

由于本发明实施例提供的投影显示装置中包括上述实施例中所述的激光光源，所以也能产生相同的技术效果，解决相同的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的一种激光光源的光路图；

图2为现有的激光光源中透镜固定基座与透镜组件、荧光轮的配合结构示意图；

图3为现有的激光光源中透镜固定基座与透镜组件以及荧光轮之间的配合结构的剖视图；

图4为现有的激光光源中壳体与透镜固定基座配合的示意图；

图5为图4中结构A的局部放大图；

图6为本发明实施例中的激光光源的光路图；

图7为本发明实施例中的激光光源的结构示意图；

图8为本发明实施例中的激光光源的结构***图；

图9为本发明实施例中的激光光源中的荧光轮基座的结构示意图；

图10为本发明实施例中的激光光源中的光源壳体的结构示意图；

图11为本发明实施例中荧光轮基座与光源壳体配合的示意图；

图12为本发明实施例中荧光轮、驱动马达、荧光轮基座连接结构的剖视图；

图13为本发明实施例中荧光轮、驱动马达、荧光轮基座的装配***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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图6和图7，本发明实施例提供了一种激光光源的荧光轮调节结构，包括光源壳体1，光源壳体1内设有荧光轮基座2，荧光轮基座2上设有荧光轮3，沿荧光轮3的轴线方向(图7所示的X方向)，荧光轮基座2相对于光源壳体1的位置可调。

本发明实施例提供的激光光源的荧光轮调节结构，由于沿荧光轮3的轴线方向，荧光轮基座2相对于光源壳体1的位置可调，当需要调节荧光轮3与激光光源中透镜组件200之间的距离时，直接调节荧光轮基座2相对于透镜组件200之间的距离即可，透镜组件200相对光源壳体1的位置就可以保持固定，这样在调节荧光轮基座2相对于透镜组件200之间的距离的过程中，透镜组件200与激光器阵列300(如图6中所示)之间的距离就可以保持不变，从而可以保证透镜组件200中的各透镜与激光器阵列300之间的相对位置精度；由于透镜组件200与激光器阵列300之间的距离是保持不变的，这样在调节荧光轮基座2相对于透镜组件200之间的距离的过程中，只需移动荧光轮基座2即可，就不用兼顾调节透镜组件200与激光器阵列300之间的距离，从而使调节过程变得简单、省时。

下面说明一下激光光源的工作原理：如图6所示，荧光轮3上涂有荧光粉，当激光器阵列300射出的激光经过一系列镜片到达荧光轮3时，激光会聚焦成符合荧光粉激发能力密度要求的光斑，光斑能够激发荧光轮3上的荧光粉发出相应颜色的荧光，荧光从荧光轮3基板透过，并经过荧光轮基座2后面的透镜，透镜对受激的荧光进行准直转换，最终荧光被转换成平行的光束射出。

需要说明的是：荧光轮有两种，一种是反射式荧光轮，另一种是透射式荧光轮。反射式荧光轮的正面有荧光粉，荧光轮能够从正面对荧光粉产生的荧光进行反射处理；透射式荧光轮背面有荧光粉，荧光轮能够从背面对荧光粉产生的荧光进行透射处理。而图6中所示光路图中，荧光轮为透射式荧光轮。

荧光轮3的调节结构并不唯一，比如可以采用以下的调节结构：光源壳体1上支座，支座上可旋转设有丝杠，丝杠的轴线与荧光轮3的轴线平行，丝杠上配合有螺母，螺母与荧光轮基座2相连接，丝杠的一端设有调节转轮。当需要调节荧光轮3与透镜组件之间的距离时，转动调节转轮使丝杠旋转，螺母就会带动荧光轮基座2沿荧光轮3的轴线方向移动，从而实现荧光轮基座2相对于透镜组件的位置可调。

另外，荧光轮3也可以采用以下调节结构：如图8和图9所示，荧光轮基座2与光源壳体1的第一壁通过紧固件(比如螺栓、螺钉等)连接，光源壳体1的第一壁上设有第一腰型孔11，第一腰型孔11的长度方向(即X方向)与荧光轮3的轴线平行，荧光轮基座2上对应第一腰型孔11的位置开设有螺纹孔21，紧固件穿过第一腰型孔11与螺纹孔21配合。当需要调节荧光轮基座2的位置时，拧松紧固件，然后沿荧光轮3的轴心线方向调节荧光轮基座2的位置，此时，紧固件可以在第一腰型孔11内沿第一腰型孔11的长度方向移动，当荧光轮基座2移动到位时，旋紧紧固件即可。相比荧光轮基座2通过螺母与丝杠相配合的方案，图8和图9中所示的方案中，荧光轮基座2位置的调节是通过紧固件与第一腰型孔11的之间的滑动来实现的，其结构比较简单，所用的零件少，有利于降低激光光源的制造和装配成本。

为了使荧光轮基座2在位置调节过程中移动得更加平稳，如图9和图10所示，第一腰型孔11的数目为两个，两个第一腰形孔均开设于光源壳体1的第一壁上，两个第一腰形孔的长度方向均与荧光轮3的轴线平行，螺纹孔21的数目为两个，两个螺纹孔21分别位于荧光轮基座2沿宽度方向中心面(即图9中所示的中心面B)的两侧，并且两个螺纹孔21与两个第一腰形孔一一对应，紧固件的数目为两个，两个紧固件分别穿过相对应的第一腰型孔11与螺纹孔21配合。通过这样设置，在荧光轮基座2位置调节过程，可以使荧光轮基座2在宽度方向上(图9中所示的Y方向)的两侧保持平衡，从而使荧光轮基座2在位置调节过程中移动的更加平稳。

其中，螺纹孔21与第一腰型孔11的位置也可以对调，即：荧光轮基座2与光源壳体1的第一壁通过紧固件连接，光源壳体1的第一壁上设有螺纹孔21，荧光轮基座2上对应螺纹孔21的位置开设有第一腰型孔11，第一腰型孔11的长度方向与荧光轮3的轴线平行，紧固件穿过第一腰型孔11与螺纹孔21配合。螺纹孔21与第一腰型孔11的位置对调前后，荧光轮基座2的位置调节方式与对调前相同，在此不再赘述。

为了便于将荧光轮基座2安装到光源壳体1上，同时在荧光轮基座2相对于光源壳体1进行位置调节时，为了对荧光轮基座2的移动方向进行进一步的限定，如图9和图10所示，光源壳体1的第一壁上开设有第二腰型孔12，第二腰型孔12的长度方向与荧光轮3的轴线平行，荧光轮基座2上对应第二腰型孔12的位置设有定位柱22，定位柱22配合穿设于第二腰型孔12内。在荧光轮基座2安装到光源壳体1上时，定位柱22配合穿设于第二腰型孔12内可以实现荧光轮基座2在光源壳体1上的定位，从而可以方便荧光轮基座2的安装；同时在荧光轮基座2相对于光源壳体1进行位置调节的过程中，定位柱22在第二腰型孔12内沿第二腰型孔12的长度方向滑动可以进一步对荧光轮基座2的移动方向进行限定，从而使荧光轮基座2在位置调节时移动地平稳。

为了更加方便荧光轮基座2安装到光源壳体1上，同时在荧光轮基座2相对于光源壳体1进行位置调节时，为了对荧光轮基座2的移动方向进行更好地限定，如图9和图10所示，第二腰型孔12的数目为两个，两个第二腰型孔12均开设于光源壳体1的第一壁上，两个第二腰型孔12的长度方向均与荧光轮3的轴线平行，定位柱22的数目为两个，两个定位柱22分别设置于荧光轮基座2沿宽度方向中心面的两侧，并且两个定位柱22配合穿设于对应的第二腰型孔12中。通过这样设置，在荧光轮基座2安装到光源壳体1上时，两个定位柱22与两个第二腰型孔12对应配合，可以使两者之间的定位更加准确，从而使荧光轮基座2的安装更加方便；同时，在荧光轮基座2位置调节过程，两个定位柱22与对应的第二腰型孔12滑动配合，可以对荧光轮基座2的移动的方向进行更好地限定，使荧光轮基座2更加却准地沿荧光轮3轴向方向进行移动。

其中，第二腰型孔12与定位柱22的位置也可以对调，即：光源壳体1的第一壁上设有定位柱22，荧光轮基座2上对应定位柱22的位置开设有第二腰型孔12，定位柱22配合穿设于第二腰型孔12内。第二腰型孔12与定位柱22的位置对调后所具有的有益效果与对调前相同，在此不再赘述。

为了方便对荧光轮基座2的位置进行调节，如图9、图10和图11所示，荧光轮基座2上设有调节把手23，光源壳体1的第一壁上对应调节把手23的位置开设有通孔13，调节把手23由通孔13伸出光源壳体1外。当需要对荧光轮基座2进行位置调节时，就可以推动调节把手23带动荧光轮基座2相对透镜移动，从而实现荧光轮基座2的位置调节。由于调节把手23由通孔13伸出光源壳体1外，这样在调节荧光轮基座2时，操作者就不用将手伸入到光源壳体1内，在光源壳体1外就可以方便地对荧光轮基座2的位置进行调节。

参见图6，在激光器阵列300射出的激光经过荧光轮3时，荧光轮3通常是在驱动马达的带动下高速旋转(即荧光轮3与驱动马达4传动连接，驱动马达4可带动荧光轮3绕荧光轮3的轴线自转)，而荧光轮3通常是一部分位于透镜组件200的光路上，荧光轮3在转动的过程中，荧光轮3上的某部分会周期性地位于透镜组件200的光路上，这样旋转的荧光轮3会分时地发出不同颜色的光，不同颜色的光经过透镜准直处理后经过滤色轮，通过滤色处理后产生红绿蓝(RGB)三色光，三色光最后经过光***合成白光输出。

其中，荧光轮3、驱动马达4与荧光轮基座2之间的连接关系并不唯一，比如可以通过以下方式连接：荧光轮3可旋转连接于荧光轮基座2上，驱动马达4设置于荧光轮基座2外的支架上，驱动马达4与荧光轮3之间通过齿轮组传动连接。

另外，荧光轮3、驱动马达4与荧光轮基座2也可以通过图12和图13所示的方式连接：荧光轮3连接有驱动马达4，驱动马达4与荧光轮基座2连接。相比驱动马达4设置于荧光轮基座2外的支架上的方案，图12和图13中所示的方案，结构紧凑，零件少，不但可以提高荧光轮3旋转的可靠性，而且还有利于降低制造和组装成本。

在驱动马达4与荧光轮基座2连接的实施例中，驱动马达4与荧光轮基座2的连接方式也不唯一，比如驱动马达4可以与荧光轮基座2不可拆卸连接，比如驱动马达4的连接耳与荧光轮基座2焊接在一起。另外，如图13所示，驱动马达4与荧光轮基座2也可以通过螺钉(图中未示出)连接。相比驱动马达4与荧光轮基座2不可拆卸连接，驱动马达4与荧光轮基座2通过螺钉连接可以方便两者之间的拆卸，当驱动马达4、荧光轮基座2两者之一发生故障时，可以方便地对其更换，从而有利于降低其维修成本。

另一方面，如图7和图8所示，本发明实施例还提供了一种激光光源，包括上述任一实施例中的荧光轮调节结构100，光源壳体1内固定有透镜组件200，荧光轮3的轴线与透镜组件200的轴线平行，荧光轮3的至少一部分位于透镜组件200的光路上，且荧光轮基座2位于透镜组件200的光路外。

由于本发明实施例提供的激光光源包括上述任一实施例中的荧光轮调节结构100，荧光轮3的轴线与透镜组件200的轴线平行，荧光轮3的至少一部分位于透镜组件200的光路上，且荧光轮基座2位于透镜组件200的光路外，这样当需要调节荧光轮3与透镜组件200之间的距离时，直接调节荧光轮基座2相对于透镜组件200之间的距离即可，由于透镜组件200是固定在光源壳体1上的，那么在荧光轮基座2的位置调节过程中，透镜组件200的位置是始终不变的，这样透镜组件200与激光器阵列300(如图6所示)之间的距离也始终保持不变，从而保证了透镜组件200与激光器阵列300之间的位置精度，在调节荧光轮基座2位置的过程中就不用兼顾调节透镜组件200与激光器阵列300之间的距离，从而使调节过程变得简单、省时。

第三方面，本发明实施例还提供了一种投影显示装置，包括上述任一实施例中的激光光源。

由于本发明实施例提供的投影显示装置中包括上述任一实施例中所述的激光光源，所以也能产生相同的技术效果，解决相同的技术问题。关于投影显示装置的其它结构已为本领域技术人员所公知，在此不再赘述。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种激光光源的荧光轮调节结构，其特征在于，包括光源壳体，所述光源壳体内设有荧光轮基座，所述荧光轮基座上设有荧光轮，沿所述荧光轮的轴线方向，所述荧光轮基座相对于所述光源壳体的位置可调。

2.根据权利要求1所述的荧光轮调节结构，其特征在于，所述荧光轮基座与所述光源壳体的第一壁通过紧固件连接，所述光源壳体的第一壁上设有第一腰型孔，所述第一腰型孔的长度方向与所述荧光轮的轴线平行，所述荧光轮基座上对应所述第一腰型孔的位置开设有螺纹孔，所述紧固件穿过所述第一腰型孔与所述螺纹孔配合。

3.根据权利要求1所述的荧光轮调节结构，其特征在于，所述荧光轮基座与所述光源壳体的第一壁通过紧固件连接，所述光源壳体的第一壁上设有螺纹孔，所述荧光轮基座上对应所述螺纹孔的位置开设有第一腰型孔，所述第一腰型孔的长度方向与所述荧光轮的轴线平行，所述紧固件穿过所述第一腰型孔与所述螺纹孔配合。

4.根据权利要求2或3所述的荧光轮调节结构，其特征在于，所述光源壳体的第一壁上开设有第二腰型孔，所述第二腰型孔的长度方向与所述荧光轮的轴线平行，所述荧光轮基座上对应所述第二腰型孔的位置设有定位柱，所述定位柱配合穿设于所述第二腰型孔内。

5.根据权利要求2或3所述的荧光轮调节结构，其特征在于，所述光源壳体的第一壁上设有定位柱，所述荧光轮基座上对应所述定位柱的位置开设有第二腰型孔，所述第二腰型孔的长度方向与所述荧光轮的轴线平行，所述定位柱配合穿设于所述第二腰型孔内。

6.根据权利要求2或3所述的荧光轮调节结构，其特征在于，所述荧光轮基座上设有调节把手，所述光源壳体的第一壁上对应所述调节把手的位置开设有通孔，所述调节把手由所述通孔伸出所述光源壳体外。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的荧光轮调节结构，其特征在于，所述荧光轮连接有驱动马达，所述驱动马达可带动所述荧光轮绕所述荧光轮的轴线自转，所述驱动马达与所述荧光轮基座连接。

8.根据权利要求7所述的荧光轮调节结构，其特征在于，所述驱动马达与所述荧光轮基座通过螺钉连接。

9.一种激光光源，其特征在于，包括权利要求1～8中任一项所述的荧光轮调节结构，所述光源壳体内固定有透镜组件，所述荧光轮的轴线与所述透镜组件的轴线平行，所述荧光轮的至少一部分位于所述透镜组件的光路上，且所述荧光轮基座位于所述透镜组件的光路外。

10.一种投影显示装置，其特征在于，包括权利要求9中所述的激光光源。