CN112987468A - 荧光滚筒模组、光源及投影机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种荧光滚筒模组、光源及投影机，涉及投影机技术领域，本发明提供的荧光滚筒模组具有光传导工位和波长转换工位；荧光滚筒模组配置为通过旋转以在光传导工位和波长转换工位之间切换；荧光滚筒模组的旋转轴线沿竖直方向延伸。本发明提供的荧光滚筒模组，可以降低光损耗，提高转换效率。

Description

荧光滚筒模组、光源及投影机

技术领域

本发明涉及投影机技术领域，尤其是涉及一种荧光滚筒模组、光源及投影机。

背景技术

激光投影机功率增大，根据其散热需要，其体积也随之增大。以筒状波长转换装置为例，随投影机功率增大，为确保筒状波长转换装置散热性能良好，滚筒模组的径向尺寸也需增大，由此导致投影机高度尺寸增大，进而对投影机的稳定性产生不利影响。此外，激光器发出的单束蓝光无法通过现有荧光滚筒模组，投影机需要增设激光器来提供蓝光，不仅光损耗较高，而且光路复杂，将导致投影机的尺寸进一步增大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种荧光滚筒模组、光源及投影机，可以直接实现蓝光出光，降低光损耗，提高转换效率。

第一方面，本发明提供的荧光滚筒模组具有光传导工位和波长转换工位；所述荧光滚筒模组配置为通过旋转以在所述光传导工位和所述波长转换工位之间切换。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述荧光滚筒模组包括基体；自所述波长转换工位至所述光传导工位，所述基体上逐一设有波长转换部和光透射部。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述基体围设形成容置区，所述容置区内设导光器件；所述基体配置为绕所述容置区旋转，以在所述光传导工位和所述波长转换工位之间切换；在所述光传导工位，射入所述荧光滚筒模组的光线经所述光透射部和所述导光器件射出；在所述波长转换工位，射入所述荧光滚筒模组的光线经所述基体处理并射出。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述导光器件包括导光棒。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述导光棒的延伸方向与所述基体的旋转轴线具有小于90度的夹角；在所述光传导工位，射入所述荧光滚筒模组的光线经所述光透射部射入所述导光棒，经所述导光棒处理的光线射出至所述容置区的外部。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述光透射部包括：第一侧开口和第二侧开口，所述第一侧开口和所述第二侧开口间隔设置，且分别设置于所述基体；在所述光传导工位，所述导光器件自所述第一侧开口向所述第二侧开口延伸。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述基体与驱动器件的转子传动连接，所述导光器件与驱动器件的定子连接，以使所述基体相对于所述导光器件旋转。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述基体与所述导光器件连接，以使所述基体和所述导光器件同步旋转。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述荧光滚筒模组的旋转轴线沿竖直方向延伸。

第二方面，本发明提供的光源，包括第一方面提供的荧光滚筒模组；所述光源具有第一光路和第二光路，所述荧光滚筒模组在所述光传导工位的出射光射入所述第一光路，所述荧光滚筒模组在波长转换工位的出射光射入所述第二光路；所述光源配置为使射入所述第一光路的光线和射入所述第二光路的光线合光，并射出。

结合第二方面，本发明提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述光源包括：合光器件和光路引导器件；所述第一光路和所述第二光路其一的出射光射入所述光路引导器件，并经所述光路引导器件处理射入所述合光器件；所述第一光路和所述第二光路另一的出射光射入所述合光器件；所述合光器件用于合光并将光射出。

第二方面，本发明提供的投影机设有第一方面提供的荧光滚筒模组。

本发明实施例带来了以下有益效果：荧光滚筒模组具有光传导工位和波长转换工位，荧光滚筒模组通过旋转以在光传导工位和波长转换工位之间切换，本发明提供的荧光滚筒模组，应用于蓝光激发时可以在不增设蓝光激光器的条件下，直接实现蓝光出光，有利于降低光损耗，提高转换效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的第一种荧光滚筒模组的剖视图一；

图2为本发明实施例提供的第二种荧光滚筒模组的剖视图；

图3为本发明实施例提供的第一种荧光滚筒模组的剖视图二；

图4为本发明实施例提供的第三种荧光滚筒模组的主视图；

图5为本发明实施例提供的光源的示意图。

图标：100-基体；101-容置区；110-光透射部；111-第一侧开口；112-第二侧开口；120-波长转换部；121-第一转换区；122-第二转换区；200-导光器件；300-驱动器件；400-合光器件；410-分光片；420-第一透镜；430-导光管；500-激发光源；510-激光源；520-第四透镜；530-直准透镜；540-第三扩散片；600-光路引导器件；610-第一反光镜；620-第二反光镜；630-第三反光镜；001-第一光路；002-第二光路；Z-竖直方向。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。公式中的物理量，如无单独标注，应理解为国际单位制基本单位的基本量，或者，由基本量通过乘、除、微分或积分等数学运算导出的导出量。

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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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。

本实施例以蓝光的激发和传导进行描述。事实上，本发明适用于任何波长范围内的光的激发和传导。

实施例一如图1和图2所示，本发明实施例提供的荧光滚筒模组，具有光传导工位和波长转换工位；荧光滚筒模组配置为通过旋转以在光传导工位和波长转换工位之间切换。其中，荧光滚筒模组通过旋转可以在光传导工位和波长转换工位之间切换，在光传导工位实现蓝光出光，在波长转换工位实现波长转换处理，无需增设蓝光激光器，解决了荧光滚筒模组无法直接提供蓝光的技术问题，有助于光路简化，可以降低光损耗，提高转换效率。需要说明的是，荧光滚筒模组通过旋转实现光传导工位和波长转换工位的切换，切换过程运动相比于往复式的平移运动更加平稳，在波长转换工位中，各色段可以在光路中实现平稳切换，在光传导工位，蓝光、红光或黄光可经荧光滚筒模组处理并射出。

进一步的，荧光滚筒模组的旋转轴线沿竖直方向Z延伸。

具体地，荧光滚筒模组的旋转轴线沿竖直方向Z延伸，为提高荧光滚筒模组的散热效率，可以增大荧光滚筒模组的径向尺寸，且不会导致荧光滚筒模组的厚度尺寸增大。荧光滚筒模组的轴向尺寸可以配置为3cm～4.5cm，例如：3.5cm或4cm，从而可将荧光滚筒模组用于制作超薄便携的激光投影机。

在本发明实施例中，荧光滚筒模组包括基体100；自波长转换工位至光传导工位，基体100上逐一设有波长转换部120和光透射部110。

具体的，在光传导工位，光透射部110位于光路中；在波长转换工位，波长转换部120位于光路中。驱动基体100绕沿竖直方向Z延伸的轴线旋转，波长转换部120和光透射部110交替经过光路，当光透射部110设于光路中，蓝光可经荧光滚筒模组传输，从而不需要增加蓝光激光器便可形成蓝光光路。

进一步的，基体100围设形成容置区101，容置区101内设导光器件200；基体100配置为绕容置区101旋转，以在光传导工位和波长转换工位之间切换；在光传导工位，射入荧光滚筒模组的光线经光透射部110和导光器件200射出；在波长转换工位，射入荧光滚筒模组的光线经基体100处理并射出。

具体的，蓝光可经导光器件200处理并传输，基体100绕容置区101旋转，从而切换至光传导工位或波长转换工位。导光器件200可采用蓝光反射镜或者透镜。

本实施例中，导光器件200包括导光棒。经光透射部110射入导光棒的蓝光沿导光棒传输，导光棒可采用实心或空心的玻璃棒。导光棒对蓝光具有匀光作用，不仅可以无损传输蓝光，且无需为设置导光棒而增加荧光滚筒模组的厚度尺寸。

进一步的，导光棒的端面可以涂布荧光波长转换体，从而能够产生部分激发，例如产生激发光为455nm的蓝光。在导光棒的端面涂布青粉，部分激发的455nm蓝光投射进入导光棒，而部分激发荧光体产生的490nm长波蓝光反射，未进入光棒，可以根据荧光体厚度，即青粉的厚度控制部分激发的比例，实现蓝光的多样化，可以增强蓝色的色彩饱和度。

如图1和图3所示，基体100与驱动器件300的转子传动连接，导光器件200与驱动器件300的定子连接，以使基体100相对于导光器件200旋转。

具体的，导光器件200与驱动器件300的定子连接，导光器件200相对于入射光的光路固定，射入导光器件200的蓝光可沿导光器件200传输，导光器件200的延伸方向与蓝光的传输方向平行，可以降低蓝光传输过程中的损失，进而提高蓝光效率。在基体100的旋转过程中，当光透射部110位于导光器件200的光路中时，光线经光透射部110射入导光器件200，并经导光器件200射出。当波长转换部120位于导光器件200的光路中时，波长转换部120遮挡导光器件200，光线波长转换部120处理并反射。

如图2所示，基体100与导光器件200连接，以使基体100和导光器件200同步旋转。

具体的，基体100的侧壁沿径向设有孔位，导光器件200插设于孔位，且沿基体100的径向延伸。基体100和导光器件200同步绕基体100的轴线旋转，以实现在光传导工位和波长转换工位之间切换。

如图2和图3所示，光透射部110包括：第一侧开口111和第二侧开口112，第一侧开口111和第二侧开口112间隔设置，且分别设置于基体100；在光传导工位，导光器件200自第一侧开口111向第二侧开口112延伸。其中，基体100围设形成横截面为圆形的容置区101，导光器件200沿容置区101的径向延伸。在光传导工位，导光器件200自第一侧开口111向第二侧开口112延伸，光线经第一侧开口111和第二侧开口112中的其一射入导光器件200，经导光器件200传输后的蓝光经第一侧开口111和第二侧开口112中的另一射出。在波长转换工位，光线射向波长转换部120，波长转换部120可将激发光转换为受激光并反射。

进一步的，波长转换部120包括：第一转换区121和第二转换区122，第一侧开口111和第二侧开口112沿容置区101的一条直径一一对应地设置在容置区101的两侧，第一转换区121和第二转换区122相对于该直径对称设置。基体100绕容置区101的轴线每旋转180度可由波长转换工位切换至光传导工位一次。通过基体100旋转以实现波长转换工位和光传导工位按一定周期切换，从而可以按时序依次产生并射出受激光和蓝光。

如图3和图4所示，导光棒的延伸方向与基体100的旋转轴线具有小于90度的夹角；在光传导工位，射入荧光滚筒模组的光线经光透射部110射入导光棒，经导光棒处理的光线射出至容置区101的外部。

具体的，在光传导工位，射入荧光滚筒模组的光线经光透射部110射入导光棒的一端，导光棒的另一端向容置区101的外部翘起，经导光棒射出的光线可以直接射出至容置区101外部，进一步降低了光损耗。需要说明的是，在导光棒的延伸方向与基体100的旋转轴线的夹角小于90度的条件下，光透射部110可配置为设置在基体100侧壁上的一个开口，在基体100旋转360度时，仅存在一次光传导工位。波长转换部120具有连续的色段，在处于光传导工位的过程中，各色段的转换区持续进行光处理，并产生相应的受激光，可以使出光亮度及色彩效果更佳。

实施例二

如图2、图3和图5所示，本发明实施例提供的光源，包括实施例一提供的荧光滚筒模组；光源具有第一光路001和第二光路002，荧光滚筒模组在光传导工位的出射光射入第一光路001，荧光滚筒模组在波长转换工位的出射光射入第二光路002；光源配置为使射入第一光路001的光线和射入第二光路002的光线合光，并射出。

一些实施例中，第一光路001与第二光路002重合，经第一光路001射出的蓝光和经第二光路002射出的受激光合光并射出。

本实施例中，第一光路001与第二光路002具有夹角，采用光路引导器件600可引导蓝光或受激光，从而将第一光路001射出的蓝光和第二光路002射出的受激光合光并射出。

在本发明实施例中，光源包括：合光器件400和光路引导器件600；第一光路001和第二光路002其一的出射光射入光路引导器件600，并经光路引导器件600处理射入合光器件400；第一光路001和第二光路002另一的出射光射入合光器件400；合光器件400用于合光并将光射出。

具体的，合光器件400包括分光片410，激发光源500射出的激发光经分光片410处理射入荧光滚筒模组。在波长转换工位，波长转换部120将激发光转换为受激光，并将受激光反射至分光片410，受激光经透射分光片410后射出。在光传导工位，光线射入导光器件200，经导光器件200射出的蓝光射入光路引导器件600，经光路引导器件600引导可将蓝光射入分光片410，经分光片410处理后的蓝光沿受激光的同向射出，从而实现合光。或者，合光器件400设置在导光器件200的出光侧，经导光器件200射出的蓝光射入合光器件400。经波长转换部120处理形成的受激光射入光路引导器件600，经光路引导器件600传输使受激光射入合光器件400，从而实现蓝光与受激光合光。

进一步的，合光器件400还包括第一透镜420，经合光器件400射出的蓝光和受激光射入第一透镜420，通过第一透镜420对蓝光和受激光进行合光处理。

进一步的，合光器件400还包括导光管430，第一透镜420将蓝光和受激光导入导光管430，蓝光和受激光在导光管430进一步合光并向光源外射出。

进一步的，光路引导器件600包括：第一反光镜610、第二反光镜620和第三反光镜630；经荧光滚筒模组射出的蓝光或者受激光射入第一反光镜610，第一反光镜610将光线引导射入第二反光镜620，再由第二反光镜620引导光线射入第三反光镜630，经第三反光镜630处理使光线射入合光器件400。其中，第一反光镜610与第二反光镜620之间设有第二透镜，第二反光镜620与第三反光镜630之间设有第三透镜和第一扩散片，第三反光镜630与合光器件400之间设有第二扩散片。第一透镜420、第二透镜和第三透镜均可采用凸透镜，通过光路引导器件600可以对沿光路引导器件600传输的光线进行匀光处理。需要说明的是，在导光棒的延伸方向与基体100的旋转轴线的夹角小于90度的条件下，第一反光镜610和第二反光镜620应分别进行相应的倾斜，从而将导光器件200直接射出的光线传导至第三反光镜630，并经第三反光镜630反射至合光器件400。

进一步的，激发光源500包括：激光源510、第四透镜520、直准透镜530和第三扩散片540；激光源510发出激发光，并射入第四透镜520，第四透镜520采用凸透镜，经第四透镜520处理后的激发光射入直准透镜530，经直准透镜530处理后的光线射入第三扩散片540，经第三扩散片540射出的激发光射入分光片410，经分光片410处理后射入荧光滚筒模组。

实施例三

如图1所示，本发明实施例提供的投影机设有实施例一提供的荧光滚筒模组。采用荧光滚筒模组，且荧光滚筒模组通过旋转以在光传导工位和波长转换工位之间切换，荧光滚筒模组的旋转轴线沿竖直方向Z延伸，从而可以减小投影机为装配荧光滚筒模组配置的厚度尺寸，进而适用于制作厚度尺寸小于4cm超薄投影机，以满足便携式办公的市场需求。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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)

1.一种荧光滚筒模组，其特征在于，所述荧光滚筒模组具有光传导工位和波长转换工位；

所述荧光滚筒模组配置为通过旋转以在所述光传导工位和所述波长转换工位之间切换。

2.根据权利要求1所述的荧光滚筒模组，其特征在于，所述荧光滚筒模组包括基体(100)；

自所述波长转换工位至所述光传导工位，所述基体(100)上逐一设有波长转换部(120)和光透射部(110)。

3.根据权利要求2所述的荧光滚筒模组，其特征在于，所述基体(100)围设形成容置区(101)，所述容置区(101)内设导光器件(200)；

所述基体(100)配置为绕所述容置区(101)旋转，以在所述光传导工位和所述波长转换工位之间切换；

在所述光传导工位，射入所述荧光滚筒模组的光线经所述光透射部(110)和所述导光器件(200)射出；

在所述波长转换工位，射入所述荧光滚筒模组的光线经所述基体(100)处理并射出。

4.根据权利要求3所述的荧光滚筒模组，其特征在于，所述导光器件(200)包括导光棒。

5.根据权利要求4所述的荧光滚筒模组，其特征在于，所述导光棒的延伸方向与所述基体(100)的旋转轴线具有小于90度的夹角；

在所述光传导工位，射入所述荧光滚筒模组的光线经所述光透射部(110)射入所述导光棒，经所述导光棒处理的光线射出至所述容置区(101)的外部。

6.根据权利要求5所述的荧光滚筒模组，其特征在于，所述光透射部(110)包括设置于所述容置区(101)侧壁上的开口，所述开口数量为一个，并使所述波长转换部(120)形成连续的色段。

7.根据权利要求4所述的荧光滚筒模组，其特征在于，所述光透射部(110)包括：第一侧开口(111)和第二侧开口(112)，所述第一侧开口(111)和所述第二侧开口(112)间隔设置，且分别设置于所述基体(100)；

在所述光传导工位，所述导光棒自所述第一侧开口(111)向所述第二侧开口(112)延伸。

8.根据权利要求5-7任一项所述的荧光滚筒模组，其特征在于，所述基体(100)与驱动器件(300)的转子传动连接，所述导光器件(200)与驱动器件(300)的定子连接，以使所述基体(100)相对于所述导光器件(200)旋转。

9.根据权利要求5-7任一项所述的荧光滚筒模组，其特征在于，所述基体(100)与所述导光器件(200)连接，以使所述基体(100)和所述导光器件(200)同步旋转。

10.根据权利要求1所述的荧光滚筒模组，其特征在于，所述荧光滚筒模组的旋转轴线沿竖直方向延伸。

11.一种光源，其特征在于，包括权利要求1-10任一项所述的荧光滚筒模组；

所述光源具有第一光路(001)和第二光路(002)，所述荧光滚筒模组在所述光传导工位的出射光射入所述第一光路(001)，所述荧光滚筒模组在波长转换工位的出射光射入所述第二光路(002)；

所述光源配置为使射入所述第一光路(001)的光线和射入所述第二光路(002)的光线合光，并射出。

12.根据权利要求11所述的光源，其特征在于，所述光源包括：合光器件(400)和光路引导器件(600)；

所述第一光路(001)和所述第二光路(002)其一的出射光射入所述光路引导器件(600)，并经所述光路引导器件(600)处理射入所述合光器件(400)；

所述第一光路(001)和所述第二光路(002)另一的出射光射入所述合光器件(400)；

所述合光器件(400)用于合光并将光射出。

13.一种投影机，其特征在于，所述投影机设有权利要求1-10任一项所述的荧光滚筒模组。

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