CN110032034A - 一种利用激光诱导荧光的投影照明*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种利用激光诱导荧光的投影照明***,包括透射式荧光粉轮方案或反射式荧光粉轮方案;所述透射式荧光粉轮方案包括若干LPM模组、透射式荧光粉轮、反光杯和反射镜;所述反射式荧光粉轮方案包括若干LPM模组、透射式荧光粉轮、反光杯、分色镜,蓝色激光模组。本***是在使用旋转荧光粉轮的基础上,激光粉片多点激发荧光,增加亮度时也能进一步提升散热能力,解决高亮度荧光技术的荧光粉片积热的问题。
Description
技术领域
本发明属于光电显示行业中投影技术的可控照明技术,尤其涉及一种利用激光诱导荧光的投影照明***。
背景技术
在固定荧光粉的荧光技术中,为了提升转换效率,常采用把强光汇聚在一点照射荧光粉片的方式,但会出现荧光粉片积热继而造成转换效率衰减甚至损坏的问题。旋转荧光粉的荧光技术,即荧光粉轮技术,强光瞬间照射荧光粉后有一定时间冷却,旋转的荧光粉轮带动空气流动增加冷却效果。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种利用激光诱导荧光的投影照明***,本***是在使用旋转荧光粉轮的基础上,激光粉片多点激发荧光,增加亮度时也能进一步提升散热能力,解决高亮度荧光技术的荧光粉片积热的问题。
本发明采用的结构是:一种利用激光诱导荧光的投影照明***,包括透射式荧光粉轮方案或反射式荧光粉轮方案;所述透射式荧光粉轮方案包括若干LPM模组、透射式荧光粉轮、反光杯和反射镜,所述若干LPM模组之间不互相干涉,LPM模组轴线与反光杯轴线平行,LPM 模组在反光杯的有效截面上排布,LPM模组的汇聚点在荧光粉轮的有效截面上排布,所述反光杯和反射镜,反射面为轴对称的自由曲面,反光杯反射面为凹面,反光杯和反射镜在同一轴线上,反射面相对,形成可将准直光束变成收缩光束的具有汇聚作用的反射镜组合;所述反射式荧光粉轮,和反光杯在同一轴线上,反射式荧光粉轮、蓝色激光模组、分色镜、反光杯依次排布;所述反射式荧光粉轮方案包括若干LPM模组、透射式荧光粉轮、反光杯、分色镜,蓝色激光模组,所述若干LPM模组之间不互相干涉,LPM模组在反光杯的有效截面上排布,LPM模组的汇聚点在荧光粉轮的有效截面上排布,所述反光杯和分色镜,反射面为轴对称的自由曲面,反光杯反射面为凹面,反光杯和分色镜在同一轴线上,反射面相对,形成可将准直光束变成收缩光束的具有汇聚作用的反射镜组合,所述反射式荧光粉轮,和反光杯在同一轴线上,反射式荧光粉轮、蓝色激光模组、分色镜、反光杯依次排布。
作为优选,所述透射式荧光粉轮方案的LPM模组,由1个或数个蓝色激光器、聚焦透镜和透镜组组成,当蓝色激光器发出的蓝色激光经过聚焦透镜汇聚在荧光粉轮上的荧光粉片,激发出特殊颜色的荧光,荧光经过透镜组形成准直光束。
作为又一优选,所述反射式荧光粉轮方案的LPM模组,由1个或数个蓝色激光器、分色片和透镜组组成,所述分色片是平面透明材质,表面镀反蓝光、透红光、透绿光的分光膜;所述蓝色激光器光轴和透镜组光轴分别与分色片呈45度,互为镜像方向,其中蓝色激光器发出的蓝色激光为准直光束经过分色片反射经过透镜组汇聚在荧光粉轮上的荧光粉片,激发出特殊颜色的荧光,荧光经过透镜组形成准直光束。
进一步地,所述透射式荧光粉轮方案或反射式荧光粉轮方案还包括滤色色轮,当光束不是红绿蓝三色合适配比的时序光束,需使用滤色色轮。
进一步地,所述透射式荧光粉轮,包括荧光粉片和散射片按一定角度构成360度圆环。
进一步地,所述反射式荧光粉轮,由荧光粉片构成360度圆环。
进一步地,所述透射式荧光粉轮方案的反光杯中心镂空,收缩光束可穿过。
进一步地,所述反射式荧光粉轮方案的反光杯中心镂空,收缩光束可穿过,所述分色镜镀有透蓝光、反红光、绿光的分光膜。
更进一步地,所述透射式荧光粉轮方案的滤色色轮,表面可镀有膜层包括反红光、透绿光、透蓝光的分光膜,反红光、反绿光、透蓝光的分光膜,反红光、透绿光、反蓝光的分光膜,透红光、反绿光、透蓝光的分光膜,透红光、透绿光、反蓝光的分光膜,透红光、反绿光、反蓝光的分光膜和增透膜,所述膜层按一定角度比例构成360度圆环。
更进一步地,所述反射式荧光粉轮方案的滤色色轮,表面可镀有膜层包括反红光、透绿光、透蓝光的分光膜,反红光、反绿光、透蓝光的分光膜,反红光、透绿光、反蓝光的分光膜,透红光、反绿光、透蓝光的分光膜,透红光、透绿光、反蓝光的分光膜,透红光、反绿光、反蓝光的分光膜,其中各膜层和散射片按一定角度比例构成360 度圆环。
进一步地,所述反射式荧光粉轮方案的蓝色激光模组,包括蓝色激光器和聚焦透镜,所述蓝色激光器发出的蓝色激光经过聚焦透镜收缩光束,透过分色镜,经过反射式荧光粉轮方案的滤色色轮形成非相干光。
本发明的有益效果为:
1、本发明在使用旋转荧光粉轮的基础上,激光粉片多点激发荧光,增加亮度时也能进一步提升散热能力,解决高亮度荧光技术的荧光粉片积热的问题;
2、本发明利用光线折射和反射原理,通过数学计算得到初始结构,再利用软件模拟验证的优化设计,得到一款结构精密、亮度高、使用寿命高的投影照明***。
附图说明
图1是本发明透射式荧光粉轮方案的结构示意图;
图2是本发明反射式荧光粉轮方案的结构示意图;
图3是本发明的LPM模组排布的示意图。
具体实施方式
结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明。
实施例1:从图1中本发明采用的结构是:一种利用激光诱导荧光的投影照明***,包括透射式荧光粉轮方案,所述透射式荧光粉轮方案包括若干LPM模组1、透射式荧光粉轮2、反光杯3和反射镜4,所述若干LPM模组之间不互相干涉,LPM模组轴线与反光杯轴线平行,LPM模组在反光杯的有效截面上排布,LPM模组的汇聚点在荧光粉轮的有效截面上排布,所述反光杯和反射镜,反射面为轴对称的自由曲面,反光杯反射面为凹面,反光杯和反射镜在同一轴线上,反射面相对,形成可将准直光束变成收缩光束的具有汇聚作用的反射镜组合,所述透射式荧光粉轮,和反光杯在同一轴线上,透射式荧光粉轮、反射镜、反光杯依次排布。
所述透射式荧光粉轮方案的LPM模组,由1个或数个蓝色激光器 1.1、聚焦透镜1.2和透镜组1.3组成,当蓝色激光器发出的蓝色激光经过聚焦透镜汇聚在荧光粉轮上的荧光粉片,激发出特殊颜色的荧光,荧光经过透镜组形成准直光束。
所述透射式荧光粉轮,包括荧光粉片2.1和散射片2.2按一定角度构成360度圆环。所述反光杯中心镂空,收缩光束可穿过。所述透射式荧光粉轮方案的滤色色轮,当光束不是红绿蓝三色合适配比的时序光束,需使用滤色色轮5。所述透射式荧光粉轮方案的滤色色轮,表面可镀有膜层包括反红光、透绿光、透蓝光的分光膜,反红光、反绿光、透蓝光的分光膜,反红光、透绿光、反蓝光的分光膜,透红光、反绿光、透蓝光的分光膜,透红光、透绿光、反蓝光的分光膜,透红光、反绿光、反蓝光的分光膜和增透膜,膜层按一定角度比例构成360度圆环。
如上述排布之后,先利用软件设计聚焦透镜,目标是使汇聚点尽可能小,提升转换效率和激发荧光的发光面积。再利用软件设计透镜组,目标是使荧光准直出射。接着设计反光杯和反射镜的组合,使若干LPM模组的准直光束变成收缩光束。最后根据若干LPM模组的光源配比设计滤色色轮的滤色片角度占比,形成可用于投影的照明光源。
实施例2:从图2中本发明采用的结构是:一种利用激光诱导荧光的投影照明***,包括反射式荧光粉轮方案,所述反射式荧光粉轮方案包括若干LPM模组1、反射式荧光粉轮6、反光杯3、分色镜7,蓝色激光模组8,所述若干LPM模组之间不互相干涉,LPM模组在反光杯的有效截面上排布,LPM模组的汇聚点在荧光粉轮的有效截面上排布,所述反光杯和分色镜,反射面为轴对称的自由曲面,反光杯反射面为凹面,反光杯和分色镜在同一轴线上,反射面相对,形成可将准直光束变成收缩光束的具有汇聚作用的反射镜组合,所述反射式荧光粉轮,和反光杯在同一轴线上,反射式荧光粉轮、蓝色激光模组、分色镜、反光杯依次排布。
所述反射式荧光粉轮方案的LPM模组,由1个或数个蓝色激光器 1.1、分色片1.4和透镜组1.3组成,所述分色片是平面透明材质,表面镀反蓝光、透红光、透绿光的分光膜;所述蓝色激光器光轴和透镜组光轴分别与分色片呈45度,互为镜像方向,其中蓝色激光器发出的蓝色激光为准直光束经过分色片反射经过透镜组汇聚在荧光粉轮上的荧光粉片,激发出特殊颜色的荧光,荧光经过透镜组形成准直光束。所述反射式荧光粉轮,由荧光粉片构成360度圆环。所述反射式荧光粉轮方案的反光杯中心镂空,收缩光束可穿过,所述分色镜镀有透蓝光、反红光、绿光的分光膜。
当光束不是红绿蓝三色合适配比的时序光束,反射式荧光粉轮方案还包括滤色色轮5。所述反射式荧光粉轮方案的滤色色轮,表面可镀有膜层包括反红光、透绿光、透蓝光的分光膜,反红光、反绿光、透蓝光的分光膜,反红光、透绿光、反蓝光的分光膜,透红光、反绿光、透蓝光的分光膜,透红光、透绿光、反蓝光的分光膜,透红光、反绿光、反蓝光的分光膜,其中各膜层和散射片按一定角度比例构成 360度圆环。
所述反射式荧光粉轮方案的蓝色激光模组,包括蓝色激光器8.1 和聚焦透镜8.2,所述蓝色激光器发出的蓝色激光经过聚焦透镜收缩光束,透过分色镜,经过反射式荧光粉轮方案的滤色色轮形成非相干光。
所述反射式荧光粉轮,由荧光粉片构成360度圆环。
所述反光杯中心镂空,收缩光束可穿过。
如上述排布之后,先利用软件设计透镜组,目标是使汇聚点尽可能小,提升转换效率和激发荧光的发光面积。荧光再次透过透镜组,准直出射。再设计反光杯和分色镜的组合,使若干LPM模组的准直光束变成收缩光束。接着设计聚焦透镜,是蓝色激光聚焦位置与反光杯和分色镜的组合的聚焦位置重合。最后根据若干LPM模组和非相干性的蓝色激光的光源配比设计滤色色轮的滤色片角度占比,形成可用于投影的照明光源。
实施例3,图3是本发明的LPM模组排布的示意图。LPM模组之间不互相干涉,LPM模组在反光杯的有效截面上排布。LPM模组的汇聚点在荧光粉轮的有效截面上排布。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式,不能以此来限定本发明保护的范围,本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (11)
1.一种利用激光诱导荧光的投影照明***,其特征在于:包括透射式荧光粉轮方案或反射式荧光粉轮方案;所述透射式荧光粉轮方案包括若干LPM模组、透射式荧光粉轮、反光杯和反射镜,所述若干LPM模组之间不互相干涉,LPM模组轴线与反光杯轴线平行,LPM模组在反光杯的有效截面上排布,LPM模组的汇聚点在荧光粉轮的有效截面上排布,所述反光杯和反射镜,反射面为轴对称的自由曲面,反光杯反射面为凹面,反光杯和反射镜在同一轴线上,反射面相对,形成可将准直光束变成收缩光束的具有汇聚作用的反射镜组合,所述透射式荧光粉轮,和反光杯在同一轴线上,透射式荧光粉轮、反射镜、反光杯依次排布;所述反射式荧光粉轮方案包括若干LPM模组、透射式荧光粉轮、反光杯、分色镜,蓝色激光模组,所述若干LPM模组之间不互相干涉,LPM模组在反光杯的有效截面上排布,LPM模组的汇聚点在荧光粉轮的有效截面上排布,所述反光杯和分色镜,反射面为轴对称的自由曲面,反光杯反射面为凹面,反光杯和分色镜在同一轴线上,反射面相对,形成可将准直光束变成收缩光束的具有汇聚作用的反射镜组合,所述反射式荧光粉轮,和反光杯在同一轴线上,反射式荧光粉轮、蓝色激光模组、分色镜、反光杯依次排布。
2.根据权利要求1所述的一种利用激光诱导荧光的投影照明***,其特征在于,所述透射式荧光粉轮方案的LPM模组,由1个或数个蓝色激光器、聚焦透镜和透镜组组成,当蓝色激光器发出的蓝色激光经过聚焦透镜汇聚在荧光粉轮上的荧光粉片,激发出特殊颜色的荧光,荧光经过透镜组形成准直光束。
3.根据权利要求1所述的一种利用激光诱导荧光的投影照明***,其特征在于,所述反射式荧光粉轮方案的LPM模组,由1个或数个蓝色激光器、分色片和透镜组组成,所述分色片是平面透明材质,表面镀反蓝光、透红光、透绿光的分光膜;所述蓝色激光器光轴和透镜组光轴分别与分色片呈45度,互为镜像方向,其中蓝色激光器发出的蓝色激光为准直光束经过分色片反射经过透镜组汇聚在荧光粉轮上的荧光粉片,激发出特殊颜色的荧光,荧光经过透镜组形成准直光束。
4.根据权利要求1所述的一种利用激光诱导荧光的投影照明***,其特征在于,所述透射式荧光粉轮方案或反射式荧光粉轮方案还包括滤色色轮。
5.根据权利要求1所述的一种利用激光诱导荧光的投影照明***,其特征在于,所述透射式荧光粉轮,包括荧光粉片和散射片按一定角度构成360度圆环。
6.根据权利要求1所述的一种利用激光诱导荧光的投影照明***,其特征在于,所述反射式荧光粉轮,由荧光粉片构成360度圆环。
7.根据权利要求1所述的一种利用激光诱导荧光的投影照明***,其特征在于,所述透射式荧光粉轮方案的反光杯中心镂空,收缩光束可穿过。
8.根据权利要求1所述的一种利用激光诱导荧光的投影照明***,其特征在于,所述反射式荧光粉轮方案的反光杯中心镂空,收缩光束可穿过,所述分色镜镀有透蓝光、反红光、绿光的分光膜。
9.根据权利要求4所述的一种利用激光诱导荧光的投影照明***,其特征在于,所述透射式荧光粉轮方案的滤色色轮,表面可镀有膜层包括反红光、透绿光、透蓝光的分光膜,反红光、反绿光、透蓝光的分光膜,反红光、透绿光、反蓝光的分光膜,透红光、反绿光、透蓝光的分光膜,透红光、透绿光、反蓝光的分光膜,透红光、反绿光、反蓝光的分光膜和增透膜,所述膜层按一定角度比例构成360度圆环。
10.根据权利要求4所述的一种利用激光诱导荧光的投影照明***,其特征在于,所述反射式荧光粉轮方案的滤色色轮,表面可镀有膜层包括反红光、透绿光、透蓝光的分光膜,反红光、反绿光、透蓝光的分光膜,反红光、透绿光、反蓝光的分光膜,透红光、反绿光、透蓝光的分光膜,透红光、透绿光、反蓝光的分光膜,透红光、反绿光、反蓝光的分光膜,其中各膜层和散射片按一定角度比例构成360度圆环。
11.根据权利要求1所述的一种利用激光诱导荧光的投影照明***,其特征在于,所述反射式荧光粉轮方案的蓝色激光模组,包括蓝色激光器和聚焦透镜,所述蓝色激光器发出的蓝色激光经过聚焦透镜收缩光束,透过分色镜,经过反射式荧光粉轮方案的滤色色轮形成非相干光。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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