CN108303839B - 一种激光投影照明光源及其投影*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及数字投影显示技术领域，公开了一种激光投影照明光源及其投影***。其中，激光投影照明光源包括红色激光光源、蓝色激光光源、可旋转滤光色轮、设有环形扩散层的可旋转荧光色轮、第一滤光镜、第二滤光镜以及多个反射镜。第一滤光镜设置于可旋转滤光色轮和可旋转荧光色轮之间，蓝色激光光源出射的蓝色激光入射至第一滤光镜发生反射，第一滤光镜出射的蓝色激光入射至旋转的荧光色轮的环形荧光层发生透射或者被吸收，环形荧光层吸收蓝色激光以出射受激荧光，受激荧光和透射的蓝色激光传播方向相反，以此荧光光路与蓝色激光光路分离，蓝色激光与红色激光在第二滤光镜合光，第二滤光镜出射的混合激光入射至环形扩散层抑制散斑。
Description
【技术领域】
本发明涉及数字投影显示技术领域，尤其涉及一种激光投影照明光源及其投影***。
【背景技术】
现有的激光投影***大多采用蓝色激光激发荧光粉的方案作为投影光源，其中，***的蓝光由蓝色激光直接提供，***的绿光和红光由蓝色激光分别激发绿色荧光粉和黄色荧光粉出绿色荧光和黄色荧光，荧光再分别通过滤光色轮的绿色透光段和红色透光段作修色处理，滤出绿色荧光和红色荧光的方式提供。
但该方案存在色域不高的问题，主要是由红色荧光的色纯度不高所导致，若强行通过滤光色轮滤除更多的黄色光来提升红色荧光的色纯度，会导致***的红光段效率低下，拖低整机亮度，色域和亮度两者无法兼顾，通常情况下，常常需要保证亮度而牺牲色域。
为了解决色域不足这一问题，在投影***中加入红色激光会是一种有效的手段，在红色荧光的基础之上加入红色激光，可以大大提升投影***红色光的色纯度，同时保证整机的亮度。但激光作为相干光源，投影到屏幕时会产生散斑现象，红色激光尤为明显，严重影响投影图像的质量，因此，如何抑制双色激光***(蓝色激光+红色激光)的散斑现象已成为激光投影领域的重要研究方向。
常规，可以通过偏振多样性、波长多样性或者角度多样性来消除激光光源所产生的散斑；具体的，将激光通过一个转动的扩散片是目前使用较多的抑制激光散斑的手段，随着扩散片的转动，在不同时刻，可以在画面上得到多幅相位随机的独立的散斑图样，通过人眼的积分效应，多幅独立的散斑图样在人眼中叠加，可以有效的减弱散斑效应，提升投影图像的显示质量。根据目前披露的技术手段，红色激光和红色荧光的叠加方式有两种，第一种为时间上叠加，第二种为空间上叠加。时间叠加的方式，红光时刻分为两部分，一部分为红色荧光点亮，另一部分为红色激光点亮，扩散片可以设置在荧光轮或者色轮上。空间叠加的方式，红色荧光和红色激光同时点亮，空间合光方式有两种，第一种，通过二向色性滤光片做合光，此时的扩散片需要设置在色轮红色段上；第二种，将红色激光入射到红色荧光对应的荧光粉，通过荧光粉反射然后进入光学***，此时，荧光粉同时被蓝色激光激发产生***所需的红色荧光，红色荧光与红色激光沿相同光路进入光学***；此时，荧光粉对红色激光有扩散和反射作用，同样起到抑制散斑的效果。一般来说，空间叠加方案效率高于时间叠加；空间叠加里面，通常二向色性合光方案效率高于荧光粉反射方案，而且，荧光粉反射方案对荧光粉加工要求较高，实现起来难度相对较大。空间叠加里面，二向色性滤光片做合光的方案，由于色轮的红色区域设置了扩散片来消除散斑，这样的话，红色荧光也会同时通过该区域，红色荧光通过扩散片后其光展量会增大，导致其光效下降，影响整机亮度。因此，需设计一激光投影光源照明***，所设置的扩散片可以消除红色激光的散斑，而且不对红色荧光光路产生影响，实现抑制激光散斑光路和荧光光路的分离。
【发明内容】
为了解决消除相干激光的散斑效应，同时不提高荧光光路的光学扩展量的技术问题，本发明实施例提供一种激光投影照明光源及其投影***，所述激光投影照明光源使激光光路与受激荧光光路分离，抑制了相干激光的同时，不影响受激荧光光路。
本发明实施例提供以下技术方案：
一方面，提供一种激光照明光源，包括：蓝色激光光源，用于出射蓝色激光；红色激光光源，用于出射红色激光；可旋转荧光色轮，其表面设置有环形荧光层和环形扩散层，所述环形荧光层和所述环形扩散层相邻设置，所述环形荧光层划分有黄色荧光粉区、绿色荧光粉区以及蓝色激光透过区，所述黄色荧光粉区用于吸收蓝色激光以出射黄色受激荧光，所述绿色荧光粉区用于吸收蓝色激光以出射绿色受激荧光，所述蓝色激光透过区用于透射蓝色激光，所述环形扩散层用于透射红色激光和蓝色激光，并且抑制蓝色激光和红色激光的散斑效应；可旋转滤光色轮，其表面设置有环形滤光层，所述环形滤光层划分有红光透过区、蓝光透过区以及绿光透过区；第一滤光镜，设置于所述可旋转荧光色轮和所述可旋转滤光色轮之间，所述第一滤光镜包括相对的第一工作面和第二工作面，所述滤光镜的第一工作面靠近所述蓝色激光光源，所述第一滤光镜的第一工作面用于反射蓝色激光光源出射的蓝色激光，或将黄色荧光粉区出射的黄色受激荧光出射至所述可旋转滤光色轮，或将绿色荧光粉区出射的绿色受激荧光出射至所述可旋转滤光色轮，所述滤光镜的第二工作面用于反射红色激光，并将黄色受激荧光或绿色受激荧光或蓝色激光透射至所述第一滤光镜的第一工作面；环形扩散层，用于透射红色激光和蓝色激光，并且抑制红色激光和蓝色激光的散斑效应；第二滤光镜，用于反射蓝色激光或透射红色激光，并且使蓝色激光和红色激光合光入射至环形扩散层；第一反射镜，用于将所述蓝光透过区透射的蓝色激光反射至第一滤光镜；第二反射镜，用于将所述第二滤光镜出射的蓝色激光和红色激光的混合光射至所述第一滤光镜的第二工作面。
在一些实施例中，所述蓝色激光光源、第一滤光镜以及第二反射镜均依次排列在第一基准线上；所述可旋转滤光色轮、第一滤光镜、可旋转荧光色轮以及第一反射镜均依次排列在第二基准线上；所述第一反射镜和第二滤光镜排列在第三基准线上；所述第二反射镜、可旋转荧光色轮、第二滤光镜以及红色激光光源依次排列在第四基准线上；所述第一基准线、第二基准线、第三基准线以及第四基准线均位于同一平面。
在一些实施例中，所述激光照明光源还包括第三反射镜；所述第三反射镜用于将红色激光光源出射的红色激光射至第二滤光镜；所述红色激光光源的出射方向与所述蓝色激光光源的出射方向相同；所述蓝色激光光源、第一滤光镜以及第二反射镜均依次排列在第一基准线上；所述可旋转滤光色轮、第一滤光镜、可旋转荧光色轮以及第一反射镜均依次排列在第二基准线上；所述第一反射镜和第一滤光镜排列在第三基准线上；所述第二反射镜、可旋转荧光色轮、第二滤光镜以及第三反射镜依次排列在第四基准线上；所述第一基准线、第二基准线、第三基准线以及第四基准线均位于同一平面。
在一些实施例中，所述第一基准线、第二基准线、第三基准线以及第四基准线围成的形状为平行四边形。
在一些实施例中，所述第一基准线、第二基准线、第三基准线以及第四基准线围成的形状为矩形。
在一些实施例中，所述第一滤光镜、第二滤光镜、第一反射镜以及第二反射镜与水平方向的夹角均为45度。
在一些实施例中，所述激光照明光源还包括第一电机和第二电机，所述第一电机用于驱动所述可旋转荧光色轮旋转，所述第二电机用于驱动所述可旋转滤光色轮旋转；所述可旋转荧光色轮和所述可旋转滤光色轮同步转动。
在一些实施例中，所述蓝色激光透过区占所述环形荧光层的比例等于所述蓝光透过区占所述滤光层的比例；所述黄色荧光粉区占所述环形荧光层的比例等于所述红光透过区占所述滤光层的比例；所述绿色荧光粉区占所述环形荧光层的比例等于所述绿色透过区占所述滤光层的比例；当可旋转荧光色轮和可旋转滤光色轮同步转动时，所述第二基准线同时穿过蓝色激光透过区和蓝色透光区，或，所述第二基准线同时穿过黄色荧光粉区和红色透光区，或，所述第二基准线同时穿过绿色荧光粉区和绿色透光区。
在一些实施例中，所述激光照明光源还包括第一中继透镜、第二中继透镜、第三中继透镜、第四中继透镜以及汇聚透镜；所述第一中继透镜设置于所述第一反射镜和所述第二滤光镜之间；所述第二中继透镜设置于所述红色激光光源和所述第一滤光镜之间；所述第三中继透镜设置于所述第二滤光镜和所述可旋转荧光色轮之间；所述第四中继透镜设置于所述第一滤光镜和所述第二反射镜之间；所述汇聚透镜设置于第一滤光镜和所述可旋转滤光色轮之间。
在一些实施例中，所述激光照明光源还包括第一聚焦透镜和第二聚焦透镜；所述第一聚焦透镜设置于所述可旋转荧光色轮和所述可旋转滤光色轮之间，所述第一聚焦透镜的聚焦面朝向所述可旋转荧光色轮；所述第二聚焦透镜设置于所述可旋转荧光色轮和所述第一反射镜之间，所述第二聚焦透镜的聚焦面朝向所述可旋转荧光色轮；所述第一聚焦透镜与所述可旋转荧光色轮之间的距离等于所述第二聚焦透镜与所述可旋转荧光色轮之间的距离。
在一些实施例中，所述蓝色激光源和/或红色激光光源包括多个激光发光芯片和合光装置，所述激光发光芯片用于出射激光光线，所述合光装置用于将所述激光发光芯片出射的激光光线朝一个方向出射。
在一些实施例中，所述蓝色激光源和/或红色激光光源还包括准直透镜，所述准直透镜用于将合光装置出射的各个激光光线汇聚成激光光束。
另一方面，提供一种投影***，其特征在于，包括权利要求如上所述的激光投影照明光源。
与现有技术相比较，在本发明实施方式提供一种激光投影照明光源及其投影***。其中，激光照明光源，包括：蓝色激光光源，用于出射蓝色激光；红色激光光源，用于出射红色激光；可旋转荧光色轮，其表面设置有环形荧光层，所述环形荧光层划分有黄色荧光粉区、绿色荧光粉区以及蓝色激光透过区，所述黄色荧光粉区用于吸收蓝色激光以出射黄色受激荧光，所述绿色荧光粉区用于吸收蓝色激光以出射绿色受激荧光，所述蓝色激光透过区用于透射蓝色激光；可旋转滤光色轮，其表面设置有环形滤光层，所述环形滤光层划分有红光透过区、蓝光透过区以及绿光透过区；第一滤光镜，设置于所述可旋转荧光色轮和所述可旋转滤光色轮之间，所述第一滤光镜包括相对的第一工作面和第二工作面，所述滤光镜的第一工作面靠近所述蓝色激光光源，所述第一滤光镜的第一工作面用于反射蓝色激光光源出射的蓝色激光，或将黄色荧光粉区出射的黄色受激荧光出射至所述可旋转滤光色轮，或将绿色荧光粉区出射的绿色受激荧光出射至所述可旋转滤光色轮，所述滤光镜的第二工作面用于反射红色激光，并将黄色受激荧光或绿色受激荧光或蓝色激光透射至所述第一滤光镜的第一工作面；环形扩散层，用于透射红色激光和蓝色激光，并且抑制红色激光和蓝色激光的散斑效应；第二滤光镜，用于反射蓝色激光或透射红色激光，并且使蓝色激光和红色激光合光入射至环形扩散层；第一反射镜，用于将所述蓝光透过区透射的蓝色激光反射至第一滤光镜；第二反射镜，用于将所述第二滤光镜出射的蓝色激光和红色激光的混合光射至所述第一滤光镜的第二工作面。通过上述方式，激光投影照明光源实现了激光光路与荧光光路分离，抑制了相干激光的同时，不影响荧光光路。
【附图说明】
一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1为本发明其中一实施例提供一种激光投影照明光源的结构示意图；
图2为图1所示的蓝色激光光源和/或红色激光光源的结构示意图；
图3为图1所示的可旋转荧光色轮组件的结构示意图；
图4为图1所示的可旋转荧光色轮组件的另一种形态的结构示意图；
图5为图1所示的可旋转滤光色轮组件的结构示意图；
图6为图1所示的第一滤光镜的第一工作面的波长与透过率的相关性的示意图；
图7为图1所示的第一滤光镜的第二工作面的波长与透过率的相关性的示意图；
图8为本发明实施例的提供另一种激光投影照明光源的结构示意图；
图9为图1所示的激光投影照明光源的一种使用状态示意图；
图10为图1所示的激光投影照明光源的另一种使用状态示意图。
【具体实施方式】
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施方式，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，为本发明实施例提供的一种激光投影照明光源100，该激光投影照明光源100用于投影***。
上述激光投影照明光源100包括蓝色激光光源11、红色激光光源12、可旋转荧光色轮组件21、可旋转滤光色轮组件22、第一滤光镜31、第二滤光镜32、第一反射镜41、第二反射镜42、第三反射镜43、第一聚焦透镜51、第二聚焦透镜52、第一中继透镜61、第二中继透镜62、第三中继透镜63、第四中继透镜64、第五中继透镜65以及汇聚透镜66。其中，蓝色激光光源11、红色激光光源12、可旋转荧光色轮组件21、可旋转滤光色轮组件22、第一滤光镜31、第二滤光镜32、第一反射镜41、第二反射镜42、第三反射镜43、第一聚焦透镜51、第二聚焦透镜52、第一中继透镜61、第二中继透镜62、第三中继透镜63、第四中继透镜64、第五中继透镜65以及汇聚透镜66均设置在同一水平面上。
上述蓝色激光光源11，请参阅图9或图10，其用于出射蓝色激光A。
在本实施例中，请参阅图2，蓝色激光光源11包括多个蓝色激光发光芯片111、第一合光装置(未标示)以及第一准直透镜组112。其中，每个蓝色激光发光芯片111用于向第一合光装置112出射对应的蓝色激光光线A1，第一合光装置用于将多个蓝色激光光线A1朝第一准直透镜组112出射，第一准直透镜组112用于将多个蓝色激光光线A1朝同一个方向出射一束平行的蓝色激光A。上述第一合光装置包括多个蓝色激光反射镜113。其中，每个蓝色激光反射镜113设置于一个对应的蓝色激光发光芯片111的前方，每个蓝色激光反射镜113用于将对应的蓝色激光发光芯片111出射的蓝色激光光线A1射向第一准直透镜组112。
在一些实施例中，蓝色激光光源11为一个蓝色激光发光芯片111。
上述红色激光光源12，请参阅图9或图10，其用于射出红色激光B。
在本实施例中，请复参阅图2，红色激光光源12包括多个红色激光发光芯片121、第二合光装置(未标示)以及第二准直透镜组122。其中，每个红色激光发光芯片121用于向第二合光装置122出射对应的红色激光光线B1，第二合光装置122用于将多个红色激光光线B1朝第二准直透镜组122出射，第二准直透镜组122用于将多个红色激光光线B1朝同一个方向射出一束平行的红色激光B。上述第二合光装置包括多个红色激光反射镜123。其中，每个红色激光反射镜123设置于一个对应的红色激光发光芯片121的前方，每个红色激光反射镜123用于将对应的红色激光发光芯片121出射的红色激光光线B1射向第二准直透镜组122。
在一些实施例中，红色激光光源12为一个红色激光发光芯片121。
上述可旋转荧光色轮组件21，请参阅图3、图9和图10，其包括可旋转荧光色轮211和第一电机212。其中，第一电机212用于驱动可旋转荧光色轮211转动。
可旋转荧光色轮211表面设置有环形荧光层213和环形扩散层214，环形荧光层213和环形扩散层214相邻设置，并且环形荧光层213和环形扩散层214共轴线设置，环形荧光层213沿径向划分有黄色荧光粉区2131、绿色荧光粉区2132以及蓝色激光透过区2133。黄色荧光粉区2131用于吸收蓝色激光A以出射黄色受激荧光C1，绿色荧光粉区2132用于吸收蓝色激光A以出射绿色受激荧光C2，蓝色激光透过区2133用于透射蓝色激光A，环形扩散层214用于透射红色激光A和蓝色激光B，并且抑制蓝色激光A和红色激光B的散斑效应。
在本实施例中，黄色荧光粉区2131的区域面积小于绿色荧光粉区2132的区域面积，蓝色激光透过区2133的区域面积小于黄色荧光区2132的区域面积。
可以理解的是，黄色荧光粉区2131、绿色荧光粉区2132以及蓝色激光透过区2133的区域面积大小关系可以为其他情况。
第一电机212为步进电机或伺服电机，可以通过第一电机驱动器(图未示)控制第一电机212的转动。例如，通过电机驱动器控制第一电机212的转轴的转速为7200转/分钟或者14400转/分钟。
在本实施例中，环形荧光层213位于可旋转荧光色轮211的表面的内环侧，环形扩散层214位于可旋转荧光色轮211的表面的外环侧。
可以理解的是，环形荧光层213和环形扩散层214的位置可以互换，在其它一些实施例中，环形荧光层213位于可旋转荧光色轮211的表面的外环侧，环形扩散层214位于可旋转荧光色轮211的表面的内环侧。
在本实施例中，环形荧光层213与环形扩散层214之间没有间隙。
在其它一些实施例中，请参阅图4，环形荧光层213与环形扩散层214之间存在间隙，可旋转荧光色轮211包括色轮基底2111，色轮基底2111为金属材质，环形荧光层213设置于色轮基底2111的表面，色轮基底2111在间隙处形成不透光的环形金属区2112。
上述可旋转滤光色轮组件22，请参阅图5，其包括可旋转滤光色轮221和第二电机222。其中，第二电机222用于驱动可旋转滤光色轮221转动。
可旋转滤光色轮221的表面设置有环形滤光层223，环形滤光层223沿径向划分有红光透过区2231、蓝光透过区2233以及绿光透过区2232，红色透光区2231用于过滤黄色受激荧光C1以出射红色光C3，并且红色透光区2231还用于透射红色激光B，绿色透光区2232用于透射绿色受激荧光C2，蓝色透光区2233用于透射蓝色激光A。
第二电机222为步进电机或伺服电机，可以通过第二电机驱动器(图未示)控制第二电机222的转动。例如，通过第二电机驱动器控制第二电机222的转轴的转速为7200转/分钟或者14400转/分钟。
上述第一滤光镜31，请复参阅图1、图6以及图7，其为平面半透镜结构。第一滤光镜31包括相对的第一工作面311和第二工作面312。其中，第一工作面用于反射在第一预设波长范围内的光束，并且透射在第二预设波长范围内的光束。第二工作面，其用于反射在第三预设波长范围内的光束，并且透射在第四预设波长范围内的光束。相对应地，本实施例中的蓝色激光A的波长在第一预设波长范围和第四预设波长范围的共同范围内；红色激光B的波长在第三预设波长范围内；黄色受激荧光C1的波长和绿色受激荧光C2的波长均在第二预设波长范围和第四预设波长范围的共同范围内。
在本实施例中，第一预设波长范围为波长小于470纳米，第二预设波长范围为波长大于500纳米；第三预设波长范围为波长大于635纳米，第四预设波长范围为波长在430纳米至605纳米之间。相对应地，本实施例中的蓝色激光A的波长在430纳米至470纳米之间的范围内；红色激光B的波长在大于635纳米的范围内；黄色受激荧光C1的波长和绿色受激荧光C2的波长均在500纳米至605纳米之间的范围内。
上述第二滤光镜32，请参阅图1，其结构类似于第一滤光镜31，此处不再赘述，第二滤光镜32包括相对的第三工作面321和第四工作面322，第三工作面321用于反射蓝色激光A和透射红色激光B，第四工作面322用于透射红色激光B。
上述激光投影照明光源100各组件具***置关系如下，请复参阅图1：
蓝色激光光源11、第一滤光镜31、第四中继透镜64以及第二反射镜42均依次排列在第一基准线S1上。
可旋转滤光色轮22的环形滤光层223、汇聚透镜66、第一滤光镜31、第一聚焦透镜51、可旋转荧光色轮21的环形荧光层213、第二聚焦透镜52以及第一反射镜41依次排列在第二基准线S2上。
第一反射镜41、第一中继透镜61以及第二滤光镜32排列依次在第三基准线S3上；
在本实施例中，第二反射镜42、环形扩散层214、第三中继透镜63、第二滤光镜32、第二中继透镜62以及第三反射镜43依次排列在第四基准线S4上；红色激光光源12、第五中继透镜65以及第三反射镜43依次排列在第五基准线S5上。
在其他一些实施例中，请参阅图8，激光投影照明光源100不包括第二中继透镜62、第五中继透镜65以及第三反射镜43。第二反射镜42、环形扩散层214、第三中继透镜63、第二滤光镜32、第二中继透镜62以及红色激光光源12依次排列在第四基准线S4上。
第一基准线S1、第二基准线S2、第三基准线S3、第四基准线S4以及第五基准线S5均位于同一平面。第一基准线S1、第二基准线S2、第三基准线S3以及第四基准线S4围成的形状为平行四边形，第一滤光镜31、第二滤光镜32、第一反射镜41、第二反射镜42以及第三反射镜43与蓝色激光光源11的出射方向的夹角范围为0至45度。
进一步地，第一基准线S1、第二基准线S2、第三基准线S3以及第四基准线S4围成的形状为矩形，第一滤光镜31、第二滤光镜32、第一反射镜41、第二反射镜42以及第三反射镜43与蓝色激光光源11的出射方向的夹角范围为45度。
可旋转滤光色轮221与可旋转荧光色轮211平行设置。
第一滤光镜31的第一工作面311靠近蓝色激光光源11，第二滤光镜32的第四工作面322靠近第三反射镜43。
第一反射镜41的反射面靠近环形荧光层213，第二反射镜42的反射面靠近环形荧光层213，第三反射镜43的反射面靠近红色激光光源12。
第一聚焦透镜51和第二聚焦透镜52的聚焦面均朝向环形荧光层213，并且第一聚焦透镜51与环形荧光层213之间的距离等于第二聚焦透镜52与环形荧光层213之间的距离。
汇聚透镜66的聚光面朝向环形滤光层223。
上述激光投影照明光源100在使用时，根据蓝色激光A入射至环形荧光层213的不同区域包括以下三种状态：
请参阅图9，当蓝色激光入射至环形荧光层213的蓝色激光透过区2133时。
一方面，蓝色激光光源11出射的蓝色激光A入射至第一滤光镜31的第一工作面311发生反射，第一滤光镜31的第一工作面311出射的蓝色激光A入射至蓝色激光透过区2133发生透射，蓝色激光透过区2133出射的蓝色激光A入射至第一反射镜41发生反射，第一反射镜41出射的蓝色激光A入射至第二滤光镜32的第三工作面321发生反射；另一方面，红色激光光源12出射的红色激光B入射至第三反射镜43发生发射，第三反射镜43出射的红色激光B入射至第二滤光镜32发生透射。蓝色激光A和红色激光B在第二滤光镜32处合光，第二滤光镜32出射的蓝色激光A和红色激光B的混合激光入射至环形扩散层214发生透射，并且环形扩散层214抑制混合激光的散斑效应，环形扩散层214出射的混合激光入射至第二反射镜42发生反射，第二反射镜42出射的混合激光入射至第一滤光镜31的第二工作面312发生反射，第一滤光镜31的第二工作面312出射的混合激光入射至汇聚透镜66进行汇聚，汇聚透镜66出射的混合激光入射至环形滤光层223进行滤色。
请参阅图10，当蓝色激光A入射至环形荧光层213的黄色荧光粉层2131时。
一方面，蓝色激光光源11出射的蓝色激光A入射至第一滤光镜31的第一工作面311发生发射，第一滤光镜31的第一工作面311出射的蓝色激光A入射至黄色荧光粉区2131被吸收，黄色荧光粉区2131吸收蓝色激光A以出射受激黄色荧光C1，黄色荧光粉区2131出射受激黄色荧光C1入射至第一滤光镜31发生透射；另一方面,红色激光光源12出射的红色激光B入射至第三反射镜43发生发射，第三反射镜43出射的红色激光B入射至第二滤光镜32发生透射，第二滤光镜32出射的红色激光B入射至环形扩散层214发生透射，环形扩散层214出射的红色激光B入射至第二反射镜42发生反射，第二反射镜42出射的红色激光B入射至第一滤光镜31的第二工作面312发生反射。黄色受激荧光C1和红色激光B在第一滤镜31处合光，第一滤镜31出射的黄色受激荧光C1和红色激光B入射至汇聚透镜66进行汇聚，汇聚透镜66出射的混合光入射至环形滤光层333进行滤色。
请参阅图10，当蓝色激光A入射至环形荧光层213的绿色荧光粉层2132时与当蓝色激光A入射至环形荧光层313的黄色荧光粉层2131时同理，此处不再赘述。
在本实施例中，可以通过第一电机驱动装置和第二电机驱动装置分别通过第一电机212和第二电机222控制可旋转荧光色轮211和可旋转滤光色轮221同步转动。
进一步地，蓝色激光透过区2133占环形荧光层213的比例等于蓝光透过区2233占环形滤光层223的比例；黄色荧光粉区2131占环形荧光层213的比例等于红光透过区2231占环形滤光层223的比例；绿色荧光粉区2132占环形荧光层213的比例等于绿光透过区2232占环形滤光层223的比例。
当可旋转荧光色轮211和可旋转滤光色轮221同步转动时，第二基准线S2同时穿过蓝色激光透过区2133和蓝色透光区2233，或，第二基准线S2同时穿过黄色荧光粉区2131和红色透光区2231，或，第二基准线S2同时穿过绿色荧光粉区2132和绿色透光区2232。
本发明实施例还提供一种投影***，该投影***包括如上的激光投影照明光源100、外壳、方棒或者复眼透镜、棱镜组或者自由曲面透镜组、DMD显示芯片以及投影镜头。其中，外壳形成容置腔，激光投影照明光源100、外壳、方棒或者复眼透镜、棱镜组或者自由曲面透镜组以及DMD显示芯片安装于外壳的容置腔内，外壳设有一开口，该开口将外壳的容置腔与外壳的外部空间相连通，投影镜头安装于该开口。
与现有技术相比，本发明实施方式提供一种激光投影照明光源及其投影***，其中，激光投影照明光源通过激光光路与荧光光路分离，抑制了相干激光的同时，不影响荧光光路。
另外，激光投影照明光源采用矩形回路，结构紧凑。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (13)
1.一种激光照明光源，其特征在于，包括：
蓝色激光光源，用于出射蓝色激光；
红色激光光源，用于出射红色激光；
可旋转荧光色轮，其表面设置有环形荧光层和环形扩散层，所述环形荧光层和所述环形扩散层相邻设置，所述环形荧光层划分有黄色荧光粉区、绿色荧光粉区以及蓝色激光透过区，所述黄色荧光粉区用于吸收蓝色激光以出射黄色受激荧光，所述绿色荧光粉区用于吸收蓝色激光以出射绿色受激荧光，所述蓝色激光透过区用于透射蓝色激光，所述环形扩散层用于透射红色激光和蓝色激光，并且抑制蓝色激光和红色激光的散斑效应；
可旋转滤光色轮，其表面设置有环形滤光层，所述环形滤光层划分有红光透过区、蓝光透过区以及绿光透过区；
第一滤光镜，设置于所述可旋转荧光色轮和所述可旋转滤光色轮之间，所述第一滤光镜包括相对的第一工作面和第二工作面，所述滤光镜的第一工作面靠近所述蓝色激光光源，所述第一滤光镜的第一工作面用于反射蓝色激光光源出射的蓝色激光，以及将黄色荧光粉区出射的黄色受激荧光出射至所述可旋转滤光色轮，以及将绿色荧光粉区出射的绿色受激荧光出射至所述可旋转滤光色轮，所述滤光镜的第二工作面用于反射红色激光，并将黄色受激荧光或绿色受激荧光或蓝色激光透射至所述第一滤光镜的第一工作面；
第二滤光镜，用于反射蓝色激光以及透射红色激光，并且使蓝色激光和红色激光合光入射至环形扩散层；
第一反射镜，用于将所述蓝光透过区透射的蓝色激光反射至第二滤光镜；
第二反射镜，用于将所述第二滤光镜出射的蓝色激光和红色激光的混合光射至所述第一滤光镜的第二工作面。
2.根据权利要求1所述的激光照明光源，其特征在于，所述蓝色激光光源、第一滤光镜以及第二反射镜均依次排列在第一基准线上；
所述可旋转滤光色轮、第一滤光镜、环形荧光层以及第一反射镜均依次排列在第二基准线上；
所述第一反射镜和第二滤光镜排列在第三基准线上；
所述第二反射镜、环形扩散层、第二滤光镜以及红色激光光源依次排列在第四基准线上；
所述第一基准线、第二基准线、第三基准线以及第四基准线均位于同一平面。
3.根据权利要求1所述的激光照明光源，其特征在于，所述激光照明光源还包括第三反射镜；
所述第三反射镜用于将红色激光光源出射的红色激光射至第二滤光镜；
所述红色激光光源的出射方向与所述蓝色激光光源的出射方向相同；
所述蓝色激光光源、第一滤光镜以及第二反射镜均依次排列在第一基准线上；
所述可旋转滤光色轮、第一滤光镜、环形荧光层以及第一反射镜均依次排列在第二基准线上；
所述第一反射镜和第二滤光镜排列在第三基准线上；
所述第二反射镜、环形扩散层、第二滤光镜以及第三反射镜依次排列在第四基准线上；
所述第一基准线、第二基准线、第三基准线以及第四基准线均位于同一平面。
4.根据权利要求2或3所述的激光照明光源，其特征在于，所述第一基准线、第二基准线、第三基准线以及第四基准线围成的形状为平行四边形。
5.根据权利要求4所述的激光照明光源，其特征在于，所述第一基准线、第二基准线、第三基准线以及第四基准线围成的形状为矩形。
6.根据权利要求5所述的激光照明光源，其特征在于，所述第一滤光镜、第二滤光镜、第一反射镜以及第二反射镜与水平方向的夹角均为45度。
7.根据权利要求2至3任一项所述的激光照明光源，其特征在于，所述激光照明光源还包括第一电机和第二电机，所述第一电机用于驱动所述可旋转荧光色轮旋转，所述第二电机用于驱动所述可旋转滤光色轮旋转；
所述可旋转荧光色轮和所述可旋转滤光色轮同步转动。
8.根据权利要求7所述的激光照明光源，其特征在于，
所述蓝色激光透过区占所述环形荧光层的比例等于所述蓝光透过区占所述滤光层的比例；
所述黄色荧光粉区占所述环形荧光层的比例等于所述红光透过区占所述滤光层的比例；
所述绿色荧光粉区占所述环形荧光层的比例等于所述绿色透过区占所述滤光层的比例；
当可旋转荧光色轮和可旋转滤光色轮同步转动时，所述第二基准线同时穿过蓝色激光透过区和蓝色透光区，或，所述第二基准线同时穿过黄色荧光粉区和红色透光区，或，所述第二基准线同时穿过绿色荧光粉区和绿色透光区。
9.根据权利要求1或2所述的激光照明光源，其特征在于，所述激光照明光源还包括第一中继透镜、第二中继透镜、第三中继透镜、第四中继透镜以及汇聚透镜；
所述第一中继透镜设置于所述第一反射镜和所述第二滤光镜之间；
所述第二中继透镜设置于所述红色激光光源和所述第二滤光镜之间；
所述第三中继透镜设置于所述第二滤光镜和所述可旋转荧光色轮之间；
所述第四中继透镜设置于所述第一滤光镜和所述第二反射镜之间；
所述汇聚透镜设置于第一滤光镜和所述可旋转滤光色轮之间。
10.根据权利要求1至3任一项所述的激光照明光源，其特征在于，所述激光照明光源还包括第一聚焦透镜和第二聚焦透镜；
所述第一聚焦透镜设置于所述可旋转荧光色轮和所述可旋转滤光色轮之间，所述第一聚焦透镜的聚焦面朝向所述可旋转荧光色轮；
所述第二聚焦透镜设置于所述可旋转荧光色轮和所述第一反射镜之间，所述第二聚焦透镜的聚焦面朝向所述可旋转荧光色轮；
所述第一聚焦透镜与所述可旋转荧光色轮之间的距离等于所述第二聚焦透镜与所述可旋转荧光色轮之间的距离。
11.根据权利要求1至3任一项所述的激光照明光源，其特征在于，所述蓝色激光源和/或红色激光光源包括多个激光发光芯片和合光装置，所述激光发光芯片用于出射激光光线，所述合光装置用于将所述激光发光芯片出射的激光光线朝一个方向出射。
12.根据权利要求11所述的激光照明光源，其特征在于，所述蓝色激光源和/或红色激光光源还包括准直透镜，所述准直透镜用于将合光装置出射的各个激光光线汇聚成激光光束。
13.一种投影***，其特征在于，包括权利要求1至12任一项所述的激光投影照明光源。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| PP01 | Preservation of patent right | ||
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Effective date of registration: 20231226 Granted publication date: 20191112 |