CN107861324A - 单荧光轮双荧光点的激光投影装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单荧光轮双荧光点的激光投影装置，包括对称式荧光轮、分光片、准直透镜、聚焦透镜、合束装置。聚焦透镜将两组平行光聚焦到荧光轮上的两点，蓝光打到荧光粉上，辐射出黄光和绿光，透过聚焦透镜和准直透镜后变成平行光，再经过分光片反射后，再用透镜合束进入投影***。本装置将光的能量分为两部分，照射到荧光轮上两个点上，能有效降低荧光点的局部温度，提高荧光效率和激光投影机的整体电光效率，同时能提高光源的功率，实现投影机的高亮度输出。
Description
技术领域
本发明属于投影仪领域，具体涉及一种单荧光轮双荧光点的激光投影装置。
背景技术
投影机按照光源不同主要分为灯泡、LED和激光三种类型，其中激光投影机是目前最先进的投影技术，而荧光轮方式的激光投影机是性价比最高的机型。对于荧光光路，用部分蓝色激光照射到荧光粉上，产生黄色和绿色波长的光，再经过滤波产生红光和绿光，与另一部分透射光路产生的蓝色激光组成三基色的光，经过对三基色的配比产生需要的颜色，生成需要的画面，投射到幕布上。
大功率或者长时间的激光照射到荧光轮上，会使荧光粉局部产生高温，导致荧光效率下降，这也是单个荧光轮难以做出高亮投影机的主要原因。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种单荧光轮双荧光点的激光投影装置，解决了现有技术中单路激光照射产生局部高温的问题。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种单荧光轮双荧光点的激光投影装置，包括对称式荧光轮、分光装置、聚焦装置；其中，对称式荧光轮用于反射两路激光激发出的荧光和透过两路激光，分光装置用于将入射的两路激光进行分光处理，聚焦装置用于对两束激光进行聚焦后发射至对称式荧光轮。
所述对称式荧光轮包括基板、设置于基板上的荧光粉区和激光全透过区，其中，荧光粉区和激光全透过区分别呈中心对称依次设置于基板上，中心对称设置的荧光粉区分别将两路激光激发出的荧光反射出去，激光全透过区分别将两路激光全部透过。
所述荧光粉区包括黄色荧光粉区和绿色荧光粉区。
所述聚焦装置包括两组透镜，两路激光经分光后分别透过一组透镜发射至荧光轮基板上的对称位置。
所述分光装置包括两个分光片，两路激光各对应一个分光片进行发射。
所述激光为蓝色。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、荧光轮基板上对称设置荧光粉，使得两路激光能够同时激发荧光粉，有效提高了激光入射功率以及荧光激发效率。
2、双光路单荧光轮装置，将一个荧光点变成两个，将局部的高温分散化，有效降低高温区的温度，提高了荧光粉的稳定性。
3、有效提高入射激光的功率，从而提高投影机的亮度。
附图说明
图1为本发明的激光投影装置分光部分简图。
图2为本发明结构简图及光路示意图。
图3为本发明对称式荧光轮的结构示意图。
其中图中的标识为：
1-分光装置；2-聚焦装置；3-荧光激发装置；4-蓝色激光器；5-第一分光片；6-第一透镜；7-第二透镜；8-荧光轮；9-第三透镜；10-第四透镜；11-第二风光片；12-聚焦透镜；13-黄色荧光粉区；14-绿色荧光粉区；15-蓝光全透过区。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构及工作过程作进一步说明。
如图1所示，两束平行的蓝色激光透过分光装置1，经过聚焦装置2聚焦后，两束蓝色激光束被聚焦为两个光斑，打在荧光激发装置3上，荧光激发装置3受激辐射出黄光和绿光，黄光和绿光经过聚焦装置2后被准直为平行光，经过分光装置1后，两束黄光和绿光沿着同一个方向反射出去。
激光投影装置的结构简图及光路示意图如图2所示，蓝色激光器4发射两束蓝色激光，其中，
第一束激光经过第一分光片5后，依次透过第一透镜6被第一次聚焦，再透过第二透镜7被第二次聚焦，第二次聚焦后的激光打到荧光轮8上形成一个光点，荧光轮8在该点的荧光粉受激发发射出相应的荧光，依次通过第二透镜7、第一透镜6后到达第一分光片5被反射至聚焦透镜12，形成一路光束；
第二束激光经过第二分光片11后，依次透过第三透镜9被第一次聚焦，再透过第四透镜10被第二次聚焦，第二次聚焦后的激光打到荧光轮8上形成另一个光点，该光点与第一束激光形成的光点在荧光轮8上呈中心对称分布，荧光轮8在该点的荧光粉受激发发射出相应的荧光，依次通过第四透镜10、第三透镜9后到达第二分光片11被反射至聚焦透镜12，形成另一路光束；聚焦透镜12将接收到的两路光束进行合并。
应用于该激光投影装置的对称式荧光轮如图3所示，包括基板，将基板的一面划分为呈中心对称的六个扇形区域，其中，每两个呈中心对称的区域为一组，共分为三组，其中，一组区域为黄色荧光粉区13、一组区域为绿色荧光粉区14、另一组区域为蓝色全透过区15。
该荧光轮的工作原理及工作过程如下：
当两束光打到荧光轮时，随着荧光轮的旋转，在半个周期内，一束光分别照射到荧光轮的黄色荧光粉区域、绿色荧光粉区域和蓝光全透射区域，而另一束光也分别照射到荧光轮的黄色荧光粉区域、绿色荧光粉区域和蓝光全透射区域。
相比于现有技术中的荧光轮，只在基板上设置三个区域，采用一束激光照射，荧光轮旋转一周，同一种荧光粉区集中被激发一次，荧光粉区域容易产生过热现象，而且其激发效率低，本发明的荧光轮采用对称设置的荧光粉区域，采用两束激光激发，当荧光轮旋转一周后，同一种荧光粉的两个区域能够同时被激发，有效的分散了产生的热量，且提高了激发效率。
本实施例的分光片的作用：45度入射的蓝色激光可以全透过，黄色和绿色激光被全反射。
第一、第三透镜选择非球面透镜：将正向入射的光聚焦，将反向入射的发散光整形为平行光。
第二、第四透镜弯月形透镜：将正向入射的光聚焦，将反向入射的发散光的发散角变小。
聚焦透镜选择双凸透镜，其作用为：将孔径较大的平行光聚焦后变为孔径较小的发散光。
下面通过具体实施例来说明该装置的工作原理及过程：
蓝光激光器发出两束455nm蓝色激光，分别射向5、11两个分光片(分光片与入射光方向成45度角，且420-480nm波段镀45度角增透膜，500nm-700nm波段镀45度角全反射膜)，蓝色激光透过分光片后，分别进入非球面透镜，透过非球面透镜后，蓝色激光以一定汇聚角度向前传播，有一定汇聚角度的激光分别进入弯月形透镜，激光束经过弯月形透镜后，被再次聚焦，聚焦后的两束蓝色激光照射到荧光轮上，形成两个直径在46mm大小的光斑，且两个光斑关于荧光轮的圆心对称。荧光轮共分为六段，如图3所示，其中两段黄光荧光段，两段绿光荧光段和蓝光透过段分别相对于荧光轮圆心对称，这样在荧光轮旋转的过程中，两束激光点能同步荧光出黄绿光以及同步透射蓝光。对于荧光过程，荧光轮受到两束蓝光激光的照射后，荧光出黄光和绿光，且荧光的发散角为0-70度，发散的黄绿光分别反向进入弯月形透镜的凹面，透过弯月形透镜后，蓝绿光的发散角变小，小角度的蓝绿光分别反向进入非球面透镜，透过非球面透镜后，蓝绿光被准直为平行光。蓝绿平行光进入分光片(分光片与入射光方向成45度角，且420-480nm波段镀45度角增透膜，500nm-700nm波段镀45度角全反射膜)，蓝绿平行光被全反射并偏转90度，偏转后的蓝绿光进入双凸透镜后，两束平行蓝绿光被聚焦为一个光斑实现合束。
Claims (6)
1.一种单荧光轮双荧光点的激光投影装置，其特征在于：包括对称式荧光轮、分光装置、聚焦装置；其中，对称式荧光轮用于反射两路激光激发出的荧光和透过两路激光，分光装置用于将入射的两路激光进行分光处理，聚焦装置用于对两束激光进行聚焦后发射至对称式荧光轮。
2.根据权利要求1所述的单荧光轮双荧光点的激光投影装置，其特征在于：所述对称式荧光轮包括基板、设置于基板上的荧光粉区和激光全透过区，其中，荧光粉区和激光全透过区分别呈中心对称依次设置于基板上，中心对称设置的荧光粉区分别将两路激光激发出的荧光反射出去，激光全透过区分别将两路激光全部透过。
3.根据权利要求2所述的单荧光轮双荧光点的激光投影装置，其特征在于：所述荧光粉区包括黄色荧光粉区和绿色荧光粉区。
4.根据权利要求1所述的单荧光轮双荧光点的激光投影装置，其特征在于：所述聚焦装置包括两组透镜，两路激光经分光后分别透过一组透镜发射至荧光轮基板上的对称位置。
5.根据权利要求1所述的单荧光轮双荧光点的激光投影装置，其特征在于：所述分光装置包括两个分光片，两路激光各对应一个分光片进行发射。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的单荧光轮双荧光点的激光投影装置，其特征在于：所述激光为蓝色。
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