CN112631054B - 一种激光光源结构、投影光学***及其色温调节方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种激光光源结构、投影光学***及其色温调节方法，激光光源结构包括光源壳体，以及设置于所述光源壳体内的激发光源、分光合光元件、波长转换装置、蓝光换向装置以及光机；所述分光合光元件、所述波长转换装置、所述蓝光换向装置中的至少一个为位置可调结构，以使合光时所述受激光光束、所述换向激发光光束的能量比例可调。通过使得被引导至波长转换装置的激发光光束和被引导至蓝光换向装置的激发光光束比例可调，从而使得产生的受激光光束与换向激发光光束的比例可调，也就是使得进行合光的受激光光束与换向激发光光束的能量比例可调，进而使得光源的色温可调。

Description

一种激光光源结构、投影光学***及其色温调节方法
技术领域
本发明涉及光学技术领域，具体而言，涉及一种激光光源结构、投影光学***及其色温调节方法。
背景技术
3LCD投影技术，因其色彩好，效率高的原因风靡于投影行业。随着激光技术的发展，3LCD投影光源由原来的灯泡光源，已经开发出了多种光源模式，诸如LED光源、激光荧光光源、纯激光光源、 HLD光源等光源技术。其中激光荧光光源因其成本、亮度、色彩等各方面的优势，占据着举足轻重的市场份额。
3LCD投影激光荧光光源一般是采用荧光转换一路将蓝色激光转换成黄光，再加一路蓝色激光做蓝光和被转换的黄光合光成白光，这样形成连续出射光进行3LCD光机***中。
采用两路单独的光源然后实现受激光和蓝光合光成白光的技术，通常对光源的色温进行调节时，需要调整每路光源的驱动电流，从而要求每路光源都需要具有独立的驱动以及独立的散热***，导致激光光源的结构复杂，成本较高。
有鉴于此，提供一种光源光路结构简单的色温可调激光光源结构是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明解决的问题是如何简化色温可调激光光源结构的光路。
为解决上述问题，本发明提供一种激光光源结构，包括光源壳体，以及设置于所述光源壳体内的激发光源、分光合光元件、波长转换装置、蓝光换向装置以及光机，其中，
所述激发光源用于发射激发光光束；
一部分所述激发光光束被所述分光合光元件引导至所述波长转换装置，产生受激光光束；
一部分所述激发光光束被所述分光合光元件引导至所述蓝光换向装置进行换向，产生换向激发光光束；
所述受激光光束、所述换向激发光光束在所述分光合光元件引导下合光，产生合光光束，出射至所述光机；
所述分光合光元件、所述波长转换装置、所述蓝光换向装置中的至少一个为位置可调结构，以使合光时所述受激光光束、所述换向激发光光束的比例可调。
可选地，所述波长转换装置包括第一调节结构，所述波长转换装置通过所述第一调节结构与所述光源壳体移动连接；所述波长转换装置的移动方向与所述受激光光束相垂直。
可选地，所述波长转换装置还包括波长转换材料、基板、第一支架以及电机；所述波长转换材料呈圆环状设置于所述基板上；所述电机与所述基板相连，所述第一支架与所述电机固定连接；所述第一调节结构与所述第一支架相连，且所述第一调节结构与所述光源壳体移动连接。
可选地，所述第一调节结构包括第一调节杆，所述第一调节杆的一端与所述第一支架相连，另一端通过螺纹与所述光源壳体相连。
可选地，所述基板上设置有反射层。
可选地，所述波长转换装置与所述分光合光元件之间设置有第一整形组件，所述波长转换装置与所述第一整形组件之间的距离可调。
可选地，所述蓝光换向装置与所述分光合光元件之间设置有第二整形组件，所述蓝光换向装置与所述第二整形组件之间的距离可调。
可选地，所述分光合光元件安装有第二调节结构，所述分光合光元件通过所述第二调节结构与所述光源壳体移动连接；所述分光合光元件沿其自身分布方向进行移动。
可选地，所述分光合光元件还安装有第二支架，所述分光合光元件与所述第二支架固定连接，所述第二支架与所述第二调节结构相连，且所述第二调节结构与所述光源壳体移动连接。
可选地，所述分光合光元件还安装有弹簧，所述弹簧与所述第二调节结构分别连接于所述第二支架的两端。
可选地，所述蓝光换向装置包括反射结构。
可选地，所述分光合光元件用于对一部分所述激发光光束进行透射，对另一部分所述激发光光束以及所述受激光光束进行反射。
可选地，所述分光合光元件用于对一部分所述激发光光束进行反射，对另一部分所述激发光光束以及所述受激光光束进行透射。
可选地，所述分光合光元件用于对所述激发光光束中具有第一偏振特性的光进行透射，对所述激发光光束中具有第二偏振特性的光以及所述受激光光束进行反射。
可选地，所述分光合光元件用于对所述激发光光束中具有第一偏振特性的光以及所述受激光光束进行透射，对所述激发光光束中具有第二偏振特性的光进行反射。
可选地，所述分光合光元件包括合光区与空白区，所述合光区用于对所述激发光光束中具有第一偏振特性的光进行透射，对所述换向激发光光束中具有第二偏振特性的光以及所述受激光光束进行反射；所述空白区用于对所述激发光光束中具有所述第一偏振特性的光进行反射，对所述换向激发光光束中具有所述第二偏振特性的光以及所述受激光光束进行透射。
可选地，所述蓝光换向装置用于接收所述分光合光元件反射的所述激发光光束，并对所述激发光光束进行换向，得到所述换向激发光光束；所述波长转换装置用于接收所述分光合光元件透射的所述激发光光束，并产生所述受激光光束。
可选地，所述波长转换装置用于接收所述分光合光元件反射的所述激发光光束，并产生所述受激光光束；所述蓝光换向装置用于接收所述分光合光元件透射的所述激发光光束，并对所述激发光光束进行换向，得到所述换向激发光光束。
可选地，所述分光合光元件对所述激发光光束进行反射，并对所述受激发光光束进行透射。
可选地，所述波长转换装置用于接收所述分光合光元件反射的部分所述激发光光束，并产生所述受激光光束；所述波长换向装置用于接收所述分光合光元件反射的另一部分所述激发光光束，并对所述激发光光束进行换向。
可选地，所述蓝光换向装置包括依次设置的第一反光组件、第二反光组件以及第三反光组件，所述第一反光组件用于接受所述分光合光元件本反射的另一部分所述激发光光束，通过所述第一反光组件、所述第二反光组件以及所述第三反光组件依次将所述换向激发光光束引导至所述分光合光元件，使所述换向激发光光束与透过所述分光合光元件的所述受激光光束合光。
本发明的另一目的在于提供一种投影光学***，包括如上所述的激光光源结构以及参数显示结构；所述参数显示结构用于显示激光光源的色温。
本发明的有一目的在于提供一种如上所述的投影光学***的色温调节方法，包括如下步骤：
开启所述投影光学***，获取所述激光光源的色温；
根据所述激光光源的色温，判断是否满足使用需求；
若不满足所述使用需求，则调节所述分光合光元件、所述波长转换装置、所述蓝光换向装置中的至少一个，对所述激光光源的色温进行调节。
与现有技术相比，本发明提供的激光光源结构具有如下优势：
本发明提供的激光光源结构，使分光合光元件、波长转换装置、蓝光换向装置中的至少一个为位置可调结构，通过对分光合光元件、波长转换装置、蓝光换向装置中的至少一个结构进行调节，对合光时换向激发光光束与受激光光束的比例进行调节，从而使得光源的色温可调，结构简单，易于操作，有利于减小色温可调的激光光源结构的体积，同时有利于降低成本。
附图说明
图1为本发明所述的激光光源结构的结构简图一；
图2为本发明所述的波长转换材料与基板的装配简图；
图3为本发明所述的分光合光元件本体的结构简图；
图4为本发明所述的激光光源结构的结构简图二；
图5为本发明所述的激光光源结构的结构简图三；
图6为本发明所述的分光合光元件的结构简图一；
图7为本发明所述的分光合光元件的结构简图二；
图8为本发明所述的分光合光元件整体镀膜的光谱图。
附图标记说明：
1-激发光源；2-分光合光元件；21-第二调节结构；22-分光合光元件本体；22-合光区；23-第二支架；24-弹簧；25-空白区；3-波长转换装置；31-第一调节结构；32-波长转换材料；33-基板；34-第一支架；35-电机；4-蓝光换向装置；41-反射结构；42-第一反光组件；43-第二反光组件；44-第三反光组件；5-光机；6-激发光光束； 61-光斑；7-受激光光束；8-合光光束。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中表示，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的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“第一”、“第二”仅用于简化描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性，或隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定为“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，
“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第一特征之“上”或之“下”，可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征的正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
为简化色温可调激光光源结构的光路，本发明提供一种激光光源结构，参见图1所示，该激光光源结构包括光源壳体(图中未示出)，以及设置于光源壳体内的激发光源1、分光合光元件2、波长转换装置3、蓝光换向装置4以及光机5，其中，激发光源1用于发射激发光光束6，本申请优选激发光光束6为蓝色激发光；一部分激发光光束6被分光合光元件2引导至波长转换装置3，在激发光光束6的激励下，对波长进行转换，产生受激光光束7；其中受激光光束7的波长大于激发光光束6的波长；一部分激发光光束6被分光合光元件2引导至蓝光换向装置4进行换向，产生换向激发光光束；换向激发光光束与激发光光束6的波长相同，仅方向改变；受激光光束7、换向激发光光束在分光合光元件2引导下合光，产生合光光束8，出射至光机5。
为便于对激光光源的色温进行调节，本申请优选分光合光元件 2、波长转换装置3、蓝光换向装置4中的至少一个为位置可调结构，以使合光时受激光光束7、换向激发光光束的能量比例可调。
本申请优选激发光光束6为蓝光光束，受激光光束7的波长范围可根据激光光源的需求而定，本申请优选该受激光光束7的波长为535nm～570nm，以便于通过受激光光束7与换向激发光光束进行合光后，得到的合光光束8为白光。
由于合光光束8通过换向激发光发光光束与受激光光束7合光得到，因此合光光束8的色温，也就是光源的色温，与合光时换向激发光光束与受激光光束7的比例相关，具体的，合光时，换向激发光光束的比例越高，受激光光束7的比例越低，光源的色温越高；相反，换向激发光光束的比例越低，受激光光束7的比例越高，色温越低。
本发明提供的激光光源结构，使分光合光元件2、波长转换装置3、蓝光换向装置4中的至少一个为位置可调结构，通过对分光合光元件2、波长转换装置3、蓝光换向装置4中的至少一个结构进行调节，对合光时换向激发光光束与受激光光束7的能量比例进行调节，从而使得光源的色温可调。
具体的，本申请提供的一种对激光光源的色温进行调节的方法为通过对波长转换装置3的位置进行调节，以便于对进行合光的受激光光束7进行调节，从而实现色温的调节。
本申请优选波长转换装置3与光源壳体活动连接，从而通过改变波长转换装置3的位置，改变入射至波长转换装置3上的激发光光束6的量，进而使得进行合光的受激光光束7与换向激发光光束的比例可调，实现光源的色温可调。
其中波长转换装置3与光源壳体的一种活动连接方式为，本申请中的波长转换装置3包括第一调节结构31，该波长转换装置3通过第一调节结构31与光源壳体移动连接；波长转换装置3的移动方向与受激光光束7相垂直。
当光源出光的色温需要调节时，通过第一调节结构31调节波长转换装置3于光源壳体中的位置，具体的，本申请优选通过第一调节结构31使得波长转换装置3在光源壳体内沿与受激光光束7垂直的方向进行滑动，从而使得用于激励波长转换装置3产生受激光光束7的激发光光束6的量发生改变，进而改变产生的受激光光束 7的量，改变合光时受激光光束7与换向激发光光束的比例，实现改变色温的目的。
本发明提供的色温可调的激光光源结构，将波长转换装置3设置为位置可调节的结构，工作过程中，通过调节波长转换装置3的位置来改变合光时受激光光束7与换向激发光光束的比例，即可实现对光源出光色温的调节，结构简单，易于操作，有利于减小色温可调的激光光源结构的体积，同时有利于降低成本。
具体的，本申请中的波长转换装置3还包括波长转换材料32、基板33以及第一支架34；波长转换材料32呈圆环状设置于基板 33上；第一支架34与基板33固定连接；第一调节结构31与第一支架34相连，且第一调节结构31与光源壳体滑动连接。
本申请中的波长转换装置3还可包括电机35，该电机35与基板33相连，工作过程中通过电机35带动基板33转动，进而带动波长转换材料32转动。
该激光光源结构工作过程中，参见图2所示，激发光光束6入射至波长转换装置3上，光斑61位于波长转换材料32上，在激发光光束6的激励下，进行波长转换，产生波长范围为 535nm～570nm的受激光光束7；其中波长转换材料32的具体成分、组成等根据受激光光束7的波长而定，本申请不对波长转化材料 32进行具体限定。
本申请优选波长转换材料32呈圆环状设置于基板33上，需要对色温进行调节时，通过使第一调节结构31与光源壳体进行相对滑动，带动波长转换装置3与光源壳体进行相对滑动，从而使得激发光光束6入射至波长转换装置3上的位置发生改变，光斑61于波长转换材料32上的位置发生改变，从而使得产生的受激光光束7的量发生改变，合光时激发光光束6与受激光光束7的比例发生改变，从而使得合光后光源的色温发生改变。
譬如，光源的色温偏低时，通过移动第一调节结构31，使得部分光斑61位于波长转换材料32外，部分激发光光束6不参与波长转换，减少产生的受激光光束7，进而使得合光过程中激发光光束 6的比例增加，提高光源的色温。
其中第一调节结构31可以为拉杆等能够对波长转换装置3的位置进行调节的结构；为便于操作，本申请优选该第一调节结构31为具有外螺纹的第一调节杆，该第一调节杆的一端与第一支架34转动连接，以便于使该第一调节杆与第一支架34相连，能够带动第一支架34沿第一调节杆的轴向进行移动，同时，该第一调节杆还能够在第一支架34中进行转动；第一调节杆的另一端与光源壳体相连，光源壳体上设置有与第一调节杆上的外螺纹相适配的内螺纹，从而使得通过旋转第一调节杆，能够改变第一调节杆于光源壳体内的位置，进而带动波长转换装置3进行移动。
进一步的，本申请优选基板33上设置有反射层，以便于在对色温调节过程中，使得部分不参与波长转换的激发光光束6能够被基板33上的反射层反射回光路中，以进一步提高合光时激发光光束 6的含量，提高色温，同时提高对光线的利用率。
进一步的，为便于对光束的方向进行调整，本申请提供的激光光源结构中，激发光源1与分光合光元件2之间、波长转换装置 3与分光合光元件2之间、蓝光换向装置4与分光合光元件2之间均设置有整形组件，通过设置各整形组件对相应的光束进行汇集以及调整；其中各整形组件可以为透镜，也可以为透镜组；本申请不对各整形组件的具体结构进行限定。
具体的，本申请将波长转换装置3与分光合光元件2之间的整形组件记为第一整形组件，并优选波长转换装置3与第一整形组件之间的距离可调，从而将波长转换装置3设置为沿入射至该波长转换装置3上的激发光光束6的分布方向可调的结构，以便于通过将波长转换装置3沿入射至其自身的激发光光束6的方向进行位置改变，改变波长转换装置3与第一整形组件之间的距离，从而改变受激光光束7的被收集效率，进而改变合光时激发光光束6与受激光光束7的比例，改变色温。
同样，本申请将蓝光换向装置4与分光合光元件2之间的整形组件记为第二整形组件，并优选蓝光换向装置4与第二整形组件之间的距离可调，从而将蓝光换向装置4设置为沿入射至该蓝光换向装置4上的激发光光束6的分布方向可调的结构，以便于通过将蓝光换向装置4沿入射至其自身的激发光光束6的方向进行位置改变，改变蓝光换向装置4与第二整形组件之间的距离，从而改变换向后的激发光光束6的被收集效率，进而改变合光时激发光光束6与受激光光束7的比例，改变色温。
此外，本申请进一步优选分光合光元件2为位置可调节结构，以便于通过调节分光合光元件2的位置来对进行合光的激发光光束 6与受激光光束7的比例进行调节，进而实现对色温的调节。
具体的，参见图6、图7所示，本申请中的分光合光元件2安装有第二调节结构21，分光合光元件2通过第二调节结构21与光源壳体移动连接；分光合光元件2沿其自身分布方向进行移动。
本申请中的分光合光元件2还安装有第二支架23，分光合光元件2与第二支架23固定连接，第二支架23与第二调节结构21相连，且第二调节结构21与光源壳体滑动连接。
参见图6、图7所示，第二支架23可以为与分光合光元件2的边框相连的结构形式，也可以为与分光合光元件2的底部相连的结构形式。
与第一调节结构31相同，该第二调节结构21可以为拉杆等能够对分光合光元件2的位置进行调节的结构；为便于操作，本申请优选该第二调节结构21为具有外螺纹的第二调节杆，该第二调节杆的一端与第二支架23转动连接，以便于使该第二调节杆与第二支架23相连，能够带动第二支架23沿第二调节杆的轴向进行移动，同时，该第二调节杆还能够在第二支架23中进行转动；第二调节杆的另一端与光源壳体相连，光源壳体上设置有与第二调节杆上的外螺纹相适配的内螺纹，从而使得通过旋转第二调节杆，能够改变第二调节杆于光源壳体内的位置，进而带动分光合光元件2进行移动，通过分光合光元件2的移动，调节参与波长转换的激发光光束6与不参加波长转换的激发光光束6的比例，进而对合光时激发光光束 6与受激发光光束7的比例进行调节，实现对色温的调节。
进一步的，本申请中的分光合光元件2还可包括弹簧24，该弹簧24与第二调节杆分别连接于第二支架23的两端，以便于通过该弹簧24实现分光合光元件2的复位。
其中蓝光换向装置4可以为任意能够对激发光光束进行换向的装置，本申请优选该蓝光换向装置4包括发射结构41，通过反射结构41的反射作用，实现激发光光束6的换向。
该反射结构41可以为高反射结构或漫反射结构，从而通过该反射结构41可以得到散射或漫反射的换向激发光光束，进而在实现换向的同时，还有利于消散斑。
该蓝光换向装置4通过反射结构41实现换向时，本申请提供的激光光源结构工作过程中，需要通过分光合光元件2来对激发光光束6以及受激光光束7进行引导；其中分光合光元件2的具体结构可以根据具体的光源光路结构而定。
具体的，本申请中的分光合光元件2可以通过整体镀膜的方式来实现；一种整体镀膜的方式为，分光合光元件2用于对一部分激发光光束6进行透射，对另一部分激发光光束6以及受激光光束 7进行反射，其中分光合光元件2进行透射的激发光光束6与进行反射的激发光光束6的比例可以根据需求而定；参见图8所示，本申请优选该分光合光元件2能够对20％的激发光光束6进行反射，同时对80％的激发光光束6进行透射。
参见图1所示，本申请具体说明该整体镀膜方式下光路的一种具体实现方式。该方式中，激发光源1以及蓝光换向装置4位于分光合光元件2的同一侧；波长转换装置3以及光机5位于分光合光元件2的另一侧。
该激光光源结构工作过程中，激发光源1发射的激发光光束 6，经相应的整形组件收集、调整后，入射至分光合光元件2上，80％的激发光光束6通过透射作用穿过分光合光元件2，入射至位于分光合光元件2另一侧的波长转换装置3上，该部分激发光光束6激励波长转换材料32，产生受激光光束7；该受激光光束7经整形组件收集、调整后，入射至分光合光元件2上，通过反射作用，使得该受激光光束7出射至光机5；同时，入射至分光合光元件2上的20％的激发光光束6，通过反射作用，入射至蓝光换向装置4上，经蓝光换向装置4换向后，得到换向激发光光束，经相应的整形组件收集、调整后，入射至分光合光元件2上，80％的换向激发光光束通过透射作用，穿过分光合光元件2，与受激光光束7合并，得到合光光束8，并出射至光机5。
本申请还提供另一种整体镀膜的实现方式，分光合光元件2用于对一部分激发光光束6进行反射，对另一部分激发光光束6以及受激光光束7进行透射；本申请优选该分光合光元件2能够对 80％的激发光光束6进行反射，同时对20％的激发光光束6进行透射；该整体镀膜方式中，镀膜的光谱形状与图8中光谱的形状相反。
参见图4所示，本申请具体说明该整体镀膜方式下光路的一种具体实现方式。该方式中，激发光源1以及波长转换装置3位于分光合光元件2的同一侧；蓝光换向装置4以及光机5位于分光合光元件2的另一侧。
该激光光源结构工作过程中，激发光源1发射的激发光光束 6，经相应的整形组件收集、调整后，入射至分光合光元件2上，20％的激发光光束6通过透射作用穿过分光合光元件2，入射至位于分光合光元件2另一侧的蓝光换向装置4上，经蓝光换向装置4换向后，该部分激发光光束6方向改变，得到换向激发光光束，换向激发光光束经相应的整形组件收集、调整后，入射至分光合光元件2上，其中80％的换向激发光光束通过反射作用，出射至光机5；同时，入射至分光合光元件2上80％的激发光光束6，通过反射作用，入射至波长转换装置3上，激励波长转换材料32，产生受激光光束 7；该受激光光束7经整形组件收集、调整后，入射至分光合光元件 2上，通过透射作用，使得该受激光光束7穿过分光合光元件2，与换向激发光光束合并，得到合光光束8，并出射至光机5。
本申请中的分光合光元件2还可以通过整体偏振特性来实现分光合光功能。一种通过整体偏振特性来实现分光合光的方式为，分光合光元件2用于对激发光光束6中具有第一偏振特性的光进行透射，对激发光光束6中具有第二偏振特性的光以及受激光光束7进行反射；
其中第一偏振特性可以为P偏振、S偏振等任意的偏振形式，第二偏振特性为任意与第一偏振特性不同的偏振形式。
参见图1所示，本申请具体说明该整体偏振特性方式下光路的一种具体实现方式。该方式中，激发光源1以及蓝光换向装置4位于分光合光元件2的同一侧；波长转换装置3以及光机5位于分光合光元件2的另一侧。
该激光光源结构工作过程中，激发光源1发射的激发光光束 6，经相应的整形组件收集、调整后，入射至分光合光元件2上，其中具有第一偏振特性的激发光光束6通过透射作用穿过分光合光元件2，入射至位于分光合光元件2另一侧的波长转换装置3上，该部分激发光光束6激励波长转换材料32，产生受激光光束7；该受激光光束7经整形组件收集、调整后，入射至分光合光元件2上，通过反射作用，使得该受激光光束7出射至光机5；同时，入射至分光合光元件2上具有第二偏振特性的激发光光束6，通过反射作用，入射至蓝光换向装置4上，经蓝光换向装置4换向后，得到换向激发光光束，经相应的整形组件收集、调整后，入射至分光合光元件2上，该换向激发光光束的偏振特性改变，其中具有第一偏振特性的换向激发光光束通过透射作用，穿过分光合光元件2，与受激光光束7合并，得到合光光束8，并出射至光机5。
本申请还提供另一种通过整体偏振特性来实现分光合光的方式，该方式中，分光合光元件2用于对激发光光束6中具有第一偏振特性的光以及受激光光束7进行透射，对激发光光束6中具有第二偏振特性的光进行反射。
参见图4所示，本申请具体说明该整体偏振特性方式下光路的一种具体实现方式。该方式中，激发光源1以及波长转换装置3位于分光合光元件2的同一侧；蓝光换向装置4以及光机5位于分光合光元件2的另一侧。
该激光光源结构工作过程中，激发光源1发射的激发光光束 6，经相应的整形组件收集、调整后，入射至分光合光元件2上，具有第一偏振特性的激发光光束6通过透射作用穿过分光合光元件 2，入射至位于分光合光元件2另一侧的蓝光换向装置4上，经蓝光换向装置4换向后，该部分激发光光束6方向改变，得到换向激发光光束，换向激发光光束经相应的整形组件收集、调整后，入射至分光合光元件2上，其中具有第二偏振特性的换向激发光光束通过反射作用，出射至光机5；同时，入射至分光合光元件2上具有第二偏振特性的激发光光束6，通过反射作用，入射至波长转换装置 3上，激励波长转换材料32，产生受激光光束7；该受激光光束 7经整形组件收集、调整后，入射至分光合光元件2上，通过透射作用，使得该受激光光束7穿过分光合光元件2，与换向激发光光束合并，得到合光光束8，并出射至光机5。
参见图3所示，本申请提供一种分光合光元件2的结构，优选该分光合光元件2具有偏振特性，具体的，该分光合光元件2包括合光区22与空白区25，合光区22用于对激发光光束6中具有第一偏振特性的光进行透射，并对换向激发光光束中具有第二偏振特性的光以及受激光光束7进行反射，其中第一偏振特性可以为P偏振、 S偏振等任意的偏振形式，第二偏振特性为任意与第一偏振特性不同的偏振形式；空白区25用于对激发光光束6中具有第一偏振特性的光进行反射，并对换向激发光光束中具有第二偏振特性的光以及受激光光束7进行透射，通过合光区22以及空白区25将激发光光束6分为两部分，再分别经波长转换装置3对一部分激发光光束 6进行波长转换，蓝光换向装置4对另一部分激发光光束6进行换向后，合光，得到光源。
为便于理解，本申请提供两种通过上述结构的分光合光元件 2来实现合光的激光光源结构。
第一种激光光源结构，蓝光换向装置4用于接收分光合光元件 2反射的激发光光束6，并对激发光光束6进行换向；波长转换装置 3用于接收分光合光元件2透射的激发光光束6，并产生受激光光束 7。
具体的，参见图1所示，本申请提供的激光光源结构，激发光源1以及蓝光换向装置4位于分光合光元件2的同一侧；波长转换装置3以及光机5位于分光合光元件2的另一侧。
该激光光源结构工作过程中，激发光源1发射的激发光光束 6，经相应的整形组件收集、调整后，入射至分光合光元件2上，一部分激发光光束6通过透射作用穿过分光合光元件2，入射至位于分光合光元件2另一侧的波长转换装置3上，该部分激发光光束 6激励波长转换材料32，产生受激光光束7；该受激光光束7经整形组件收集、调整后，入射至分光合光元件2上，位于合光区22处的受激光光束7通过反射作用，使得该受激光光束7出射至光机5；同时，入射至分光合光元件2上的另一部分激发光光束6，通过反射作用，入射至蓝光换向装置4上，经蓝光换向装置4换向后，得到的换向激发光光束的偏振特性发生改变，具有多种偏振特性，该部分激发光光束6经相应的整形组件收集、调整后，入射至分光合光元件2上，其中入射至合光区22处的换向激发光光束中具有第一偏振特性的光通过透射作用，穿过分光合光元件2，同时，其中入射至空白区25处的换向激发光光束中具有第二偏振特性的光通过透射作用，穿过分光合光元件2，与受激光光束7合并，得到合光光束8，并出射至光机5。
第二种激光光源结构，波长转换装置3用于接收分光合光元件 2反射的激发光光束6，并产生受激光光束7；蓝光换向装置4用于接收分光合光元件2透射的激发光光束6，并对激发光光束6进行换向。
具体的，参见图4所示，本申请提供的激光光源结构，激发光源1以及波长转换装置3位于分光合光元件2的同一侧；蓝光换向装置4以及光机5位于分光合光元件2的另一侧。
该激光光源结构工作过程中，激发光源1发射的激发光光束 6，经相应的整形组件收集、调整后，入射至分光合光元件2上，一部分激发光光束6通过透射作用穿过分光合光元件2，入射至位于分光合光元件2另一侧的蓝光换向装置4上，经蓝光换向装置4换向后，该部分激发光光束6方向改变，得到的换向激发光光束的偏振特性发生改变，具有多种偏振特性，换向激发光光束经相应的整形组件收集、调整后，入射至分光合光元件2上，其中入射至合光区22处的换向激发光光束中具有第二偏振特性的光，以及入射至空白区25处的换向激发光光束中具有第一偏振特性的光通过反射作用，出射至光机5；同时，入射至分光合光元件2上的另一部分激发光光束6，通过反射作用，入射至波长转换装置3上，激励波长转换材料32，产生受激光光束7；该受激光光束7经整形组件收集、调整后，入射至分光合光元件2上，位于空白区25处的受激光光束 7通过透射作用，使得该受激光光束7穿过分光合光元件2，与换向激发光光束合并，得到合光光束8，并出射至光机5。
其中分光合光元件本体22的合光区22以及空白区25可以通过区域镀膜的方式实现。
与上述实施方式不同的是，本申请挺提供另一种分光合光元件 2的结构，该分光合光元件2能够对激发光光束6进行反射，并对受激发光光束7进行透射；该结构的分光合光元件2可以为二向色镜，也可以通过镀膜的方式来实现。
为便于理解，本申请提供一种通过上述结构的分光合光元件 2来实现合光的激光光源结构。
具体的，该激光光源结构中，波长转换装置3用于接收分光合光元件2反射的部分激发光光束6，并产生受激光光束7；波长换向装置4用于接收分光合光元件2反射的另一部分激发光光束6，并对激发光光束6进行换向；通过波长转换装置3对一部分激发光光束6进行波长转换，蓝光换向装置4对另一部分激发光光束6进行换向后，合光，得到光源。
该实施方式中，参见图5所示，蓝光换向装置4包括依次设置的第一反光组件42、第二反光组件43以及第三反光组件44，第一反光组件42用于接受分光合光元件本2反射的另一部分激发光光束 6，通过第一反光组件42、第二反光组件43以及第三反光组件 44依次将换向激发光光束引导至分光合光元件2，使换向激发光光束与受激光光束7合光。
具体的，激发光源1、波长转换装置3以及第一反光组件42均设置于分光合光元件2的同一侧，且波长转换装置3位于分光合光元件2与第一反光组件42之间；第三反光组件44以及光机5位于分光合光元件2的另一侧；第二反光组件43位于第一反光组件 42与第三反光组件44之间，第二反光组件43用于将第一反光组件 42反射的激发光光束6引导至第三反光组件44。
此处的分光合光元件本体22能够对激发光光束6进行反射，同时对受激光光束7进行透射；该激光光源结构工作过程中，激发光源1发射的激发光光束6入射至分光合光元件2，经反射作用，入射至波长转换装置3上，一部分的激发光光束6入射至波长转换材料32上，对波长转换材料32进行激励，产生受激光光束7，受激光光束7经相应的整形组件收集、调整后，入射至分光合光元件 2处，经透射作用，穿过分光合光元件2后，入射至光机5；入射至波长转换装置3处位于波长转换材料32外侧的另一部分激发光光束 6，经相应的整形组件收集、调整后，入射至第一反光组件42，并进行反射；反射后的激发光光束6依次经第二反光组件43、第三反光组件44反射后，入射至分光合光元件2上，通过反射作用，使得激发光光束6与穿过分光合光元件2后的受激光光束7进行合光，产生合光光束8，并入射至光机5。
需要对色温进行调节时，通过第一调节结构31调整波长转换装置3的位置，从而对产生的受激光光束7的量进行改变，进而改变进行合光时激发光光束6与受激光光束7的比例，实现对色温的调节。
譬如，色温偏低时，将第一波长转换装置3向偏离激发光光束 6的方向移动，此时光斑向波长转换材料32的外侧移动，从而使得产生的受激光光束7的量减少，同时，用于合光的激发光光束6的量增加，从而提高色温；相反，当色温偏高时，将第一波长转换装置3向靠近蓝光换向装置4的方向移动，使得更多的激发光光束6用于激励波长转换材料32，从而增加产生的受激光光束7的量，同时减少合光时激发光光束6的比例，实现色温的降低。
该实施方式中，为提高对光源的利用率，本申请优选基板33的外边缘设置有倒角，以便于在对波长转换装置3的位置进行调节时，能够避免基板33对激发光光束6进行阻挡，从而减少激发光光束 6的损失。
本发明的另一目的在于提供一种投影光学***，该投影光学***包括如上所述的激光光源结构以及参数显示结构；其中参数显示结构用于显示激光光源的色温。
本发明提供的激光光源结构，通过将多个部件设置为可调节的结构，在提供结构简单的色温可调激光光源结构的同时，还有利于使得本申请提供的激光光源结构能够兼容传统的DLP***光源模具，从而扩大该激光光源结构的使用范围，缩短DLP***与3LCD***切换的周期。
本发明提供的投影光学***，将波长转换装置3设置为位置可调节的结构，工作过程中，通过调节波长转换装置3的位置来改变合光时受激光光束7与激发光光束6的比例，即可实现对光源出光色温的调节，结构简单，易于操作，有利于减小色温可调的激光光源结构的体积，同时有利于降低成本。
本发明的又一目的在于提供一种投影光学***的色温调节方法，该方法包括如下步骤：
开启投影光学***，获取激光光源的色温；
根据激光光源的色温，判断是否满足使用需求；
若不满足使用需求，则调节分光合光元件2、波长转换装置3、蓝光换向装置4中的至少一个，对激光光源的色温进行调节。
其中对色温的具体调节过程，参照上文所描述的内容，本文不再赘述。
为便于理解，本发明提供一种投影光学***的具体色温调节方法。
本申请以图1所示的光路结构为例进行说明。
开启投影光学***，获取激光光源的色温；
根据激光光源的色温，判断是否满足使用需求；
若判定激光光源的色温满足使用需求，则不进行调节；
若判定激光光源的色温偏低，则将波长转换装置3沿与受激光光束7垂直的方向，向远离光机5的一侧移动，使得合光光束8中受激光光束7的比例减小，激发光光束6的比例增加，色温增加，直至激光光源的色温满足使用需求；
若判定激光光源的色温偏高，则将蓝光换向装置4沿与换向激发光光束垂直的方向，向远离波长转换装置3的一侧移动，使得合光光束8中激发光光束6的比例减少，色温降低，直至激光光源的色温满足使用需求。
其他对色温的具体调节过程，参照上文所描述的内容，本文不再赘述。
本发明提供的投影光学***的色温调节方法，能够根据用户的使用需求来对投影光学***的色温进行调节，有利于扩大该投影光学***的使用范围，提高用户使用的舒适度。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (22)

1.一种激光光源结构，其特征在于，包括光源壳体，以及设置于所述光源壳体内的激发光源(1)、分光合光元件(2)、波长转换装置(3)、蓝光换向装置(4)以及光机(5)，其中，
所述激发光源(1)用于发射激发光光束(6)；
一部分所述激发光光束(6)被所述分光合光元件(2)引导至所述波长转换装置(3)，产生受激光光束(7)；
一部分所述激发光光束(6)被所述分光合光元件(2)引导至所述蓝光换向装置(4)进行换向，产生换向激发光光束；
所述受激光光束(7)、所述换向激发光光束在所述分光合光元件(2)引导下合光，产生合光光束(8)，出射至所述光机(5)；
所述分光合光元件(2)、所述波长转换装置(3)、所述蓝光换向装置(4)中的至少一个为位置可调结构，以使合光时所述受激光光束(7)、所述换向激发光光束的能量比例可调；
所述波长转换装置(3)包括第一调节结构(31)，所述波长转换装置(3)通过所述第一调节结构(31)与所述光源壳体移动连接；所述波长转换装置(3)的移动方向与所述受激光光束(7)相垂直。
2.如权利要求1所述的激光光源结构，其特征在于，所述波长转换装置(3)还包括波长转换材料(32)、基板(33)、第一支架(34)以及电机(35)；所述波长转换材料(32)呈圆环状设置于所述基板(33)上；所述电机(35)与所述基板(33)相连，所述第一支架(34)与所述电机(35)固定连接；所述第一调节结构(31)与所述第一支架(34)相连，且所述第一调节结构(31)与所述光源壳体移动连接。
3.如权利要求2所述的激光光源结构，其特征在于，所述第一调节结构(31)包括第一调节杆，所述第一调节杆的一端与所述第一支架(34)相连，另一端通过螺纹与所述光源壳体相连。
4.如权利要求2所述的激光光源结构，其特征在于，所述基板(33)上设置有反射层。
5.如权利要求1所述的激光光源结构，其特征在于，所述波长转换装置(3)与所述分光合光元件(2)之间设置有第一整形组件，所述波长转换装置(3)与所述第一整形组件之间的距离可调。
6.如权利要求1所述的激光光源结构，其特征在于，所述蓝光换向装置(4)与所述分光合光元件(2)之间设置有第二整形组件，所述蓝光换向装置(4)与所述第二整形组件之间的距离可调。
7.如权利要求1所述的激光光源结构，其特征在于，所述分光合光元件(2)安装有第二调节结构(21)，所述分光合光元件(2)通过所述第二调节结构(21)与所述光源壳体移动连接；所述分光合光元件(2)沿其自身分布方向进行移动。
8.如权利要求7所述的激光光源结构，其特征在于，所述分光合光元件(2)还安装有第二支架(23)，所述分光合光元件(2)与所述第二支架(23)固定连接，所述第二支架(23)与所述第二调节结构(21)相连，且所述第二调节结构(21)与所述光源壳体移动连接。
9.如权利要求8所述的激光光源结构，其特征在于，所述分光合光元件(2)还安装有弹簧(24)，所述弹簧(24)与所述第二调节结构(21)分别连接于所述第二支架(23)的两端。
10.如权利要求1所述的激光光源结构，其特征在于，所述蓝光换向装置(4)包括反射结构(41)。
11.如权利要求10所述的激光光源结构，其特征在于，所述分光合光元件(2)用于对一部分所述激发光光束(6)进行透射，对另一部分所述激发光光束(6)以及所述受激光光束(7)进行反射。
12.如权利要求10所述的激光光源结构，其特征在于，所述分光合光元件(2)用于对一部分所述激发光光束(6)进行反射，对另一部分所述激发光光束(6)以及所述受激光光束(7)进行透射。
13.如权利要求10所述的激光光源结构，其特征在于，所述分光合光元件(2)用于对所述激发光光束(6)中具有第一偏振特性的光进行透射，对所述激发光光束(6)中具有第二偏振特性的光以及所述受激光光束(7)进行反射。
14.如权利要求10所述的激光光源结构，其特征在于，所述分光合光元件(2)用于对所述激发光光束(6)中具有第一偏振特性的光以及所述受激光光束(7)进行透射，对所述激发光光束(6)中具有第二偏振特性的光进行反射。
15.如权利要求10所述的激光光源结构，其特征在于，所述分光合光元件(2)包括合光区(22)与空白区(25)，所述合光区(22)用于对所述激发光光束(6)中具有第一偏振特性的光进行透射，对所述换向激发光光束中具有第二偏振特性的光以及所述受激光光束(7)进行反射；所述空白区(25)用于对所述激发光光束(6)中具有所述第一偏振特性的光进行反射，对所述换向激发光光束中具有所述第二偏振特性的光以及所述受激光光束(7)进行透射。
16.如权利要求15所述的激光光源结构，其特征在于，所述蓝光换向装置(4)用于接收所述分光合光元件(2)反射的所述激发光光束(6)，并对所述激发光光束(6)进行换向，得到所述换向激发光光束；所述波长转换装置(3)用于接收所述分光合光元件(2)透射的所述激发光光束(6)，并产生所述受激光光束(7)。
17.如权利要求15所述的激光光源结构，其特征在于，所述波长转换装置(3)用于接收所述分光合光元件(2)反射的所述激发光光束(6)，并产生所述受激光光束(7)；所述蓝光换向装置(4)用于接收所述分光合光元件(2)透射的所述激发光光束(6)，并对所述激发光光束(6)进行换向，得到所述换向激发光光束。
18.如权利要求1所述的激光光源结构，其特征在于，所述分光合光元件(2)对所述激发光光束(6)进行反射，并对所述受激光光束(7)进行透射。
19.如权利要求18所述的激光光源结构，其特征在于，所述波长转换装置(3)用于接收所述分光合光元件(2)反射的部分所述激发光光束(6)，并产生所述受激光光束(7)；所述蓝光换向装置(4)用于接收所述分光合光元件(2)反射的另一部分所述激发光光束(6)，并对所述激发光光束(6)进行换向。
20.如权利要求19所述的激光光源结构，其特征在于，所述蓝光换向装置(4)包括依次设置的第一反光组件(42)、第二反光组件(43)以及第三反光组件(44)，所述第一反光组件(42)用于接受所述分光合光元件(2)反射的另一部分所述激发光光束(6)，通过所述第一反光组件(42)、所述第二反光组件(43)以及所述第三反光组件(44)依次将所述换向激发光光束引导至所述分光合光元件(2)，使所述换向激发光光束与透过所述分光合光元件(2)的所述受激光光束(7)合光。
21.一种投影光学***，其特征在于，包括如权利要求1～20任一项所述的激光光源结构以及参数显示结构；所述参数显示结构用于显示激光光源的色温。
22.一种如权利要求21所述的投影光学***的色温调节方法，其特征在于，包括如下步骤：
开启所述投影光学***，获取所述激光光源的色温；
根据所述激光光源的色温，判断是否满足使用需求；
若不满足所述使用需求，则调节所述分光合光元件(2)、所述波长转换装置(3)、所述蓝光换向装置(4)中的至少一个，对所述激光光源的色温进行调节。
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