CN207780461U - 一种激光转换光源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光转换光源装置，主要包括光源转换器中分散设置在最外层的荧光粉层，半导体制冷片及表面镀有反射层，调制色轮。本实用新型的技术方案采用半导体制冷片以及固定的荧光层转化，实现了不依靠色轮进行激光颜色变化的技术效果，最终向接收单元发射出标准的三色光线，半导体制冷片的使用使得，固定位置的激光转换具有良好的散热效果，保证了激光器件的良好运转。

Description

一种激光转换光源装置

技术领域

本实用新型涉及激光领域，尤其涉及一种激光转换光源装置。

背景技术

随着电影、家庭影院所用的投射型投影仪市场不断扩大，投射型投影仪的运用也越来越广泛。而激光显示具有色域空间大、色彩丰富、色饱和度高、寿命长、可以实现大屏幕显示等有点，因此，激光装置作为投影仪的光源的技术开发正在推进。

现有的激光作为光源的技术中，采用从半导体激光元件直接放射的光的情况、并通过荧光色轮及复杂的光学变化，得到需要的色彩。但是，现有技术完全依靠色轮实现光的色彩变化，对于色轮的稳定性要求较高。同时，现有技术中也忽视了对激光光源的散热和温度控制。激光使用过程中释放的高热量问题也出现了。首先温度的升高直接导致整机的使用寿命下降，色轮、光源和镜片的镀膜都会加速老化。因此有必要开发一种不依靠色轮实现激光变色的效果，且具有较好的温控性能的激光装置。

实用新型内容

针对现有技术中激光领域存在的上述问题，现提供一种激光转换光源装置。

具体技术方案如下：

一种激光转换光源装置，包括光源输入单元、荧光转换单元，色彩调制单元，接收单元；

所述光源输入单元包括：一激光装置；一第一镜片组，所述第一镜片组设置在所述激光装置的上方；

所述荧光转换单元设置在所述光源输入单元的上方，所述荧光转换单元包括一光源转换器和一第二镜片组；

所述光源转换器包括：分散设置在最外层的荧光粉层；设置在所述荧光粉层下的半导体制冷片，所述半导体制冷片的表面镀有反射层；

所述第二镜片组，设置在所述光源转换器的上方及侧边；

所述色彩调制单元设置在所述荧光转换单元的侧边，所述色彩调制单元包括调制色轮和第三镜片组；

所述接收单元设置在所述色彩调制单元的侧边。

优选的，所述半导体制冷片的背面设置有一风冷装置，所述风冷装置包括多个散热肋片和至少一个风扇。

优选的，所述半导体制冷片由多个N型半导体和多个P型半导体颗粒互相排列构成，所述半导体制冷片连接一电源装置。

优选的，所述半导体制冷片还连接一温度传感器，所述温度传感器和所述电源装置均连接一温度控制装置。

优选的，所述第一镜片组从下往上依次为第一双凸面镜和第一平凸透镜，所述第一平凸透镜的凸面向下。

优选的，所述第一双凸面镜为二相色镜。

优选的，所述第二镜片组包括：

第一反射镜，设置在所述光源转换器左侧，所述第一反射镜的反射面与水平面呈45度夹角且向右倾斜；所述光源转换器为表面与水平面呈45度夹角且向左倾斜；

透镜组，设置在所述光源转换器的上方；

第二平凸透镜，所述第二平凸透镜的凸面向下，设置在所述透镜组上方；

反射镜组，设置在所述第二平凸透镜的上方及侧边。

优选的，所述反射镜组包括：

第二反射镜，设置在所述第二平凸透镜的正上方，所述第二反射镜的反射面与水平面呈45度夹角且向左倾斜；

第三反射镜，设置在所述第二反射镜左侧，所述第三反射镜的反射面与水平面呈45度夹角且向右倾斜；

第四反射镜，设置在所述第三反射镜的正下方，所述第三反射镜的反射面与水平面呈45度夹角且向左倾斜。

优选的，所述第三镜片组包括第三平凸透镜和第二双凸面镜；

所述三色光依次通过：所述第三平凸透镜，所述调制色轮，所述第二双凸面镜；

所述第三平凸透镜的凸面朝向所述调制色轮。

优选的，所述激光装置内设置有一蓝色激光二极管矩阵，所述荧光粉层包括绿色荧光粉和黄色荧光粉。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

采用半导体制冷片以及固定的荧光层转化，实现了不依靠色轮进行激光颜色变化的技术效果，半导体制冷片的使用使得，固定位置的激光转换具有良好的散热效果，保证了激光器件的良好运转。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本实用新型的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本实用新型范围的限制。

图1为本实用新型一种激光转换光源装置实施例的示意图；

图2为本实用新型一种激光转换光源装置实施例的光源转换器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

本实用新型一种较佳的实施例中，根据图1和图2所示，一种激光转换光源装置，包括光源输入单元1、荧光转换单元2，色彩调制单元3，接收单元4；

光源输入单元1包括：一激光装置5，用于产生光源；一第一镜片组，设置在激光装置5的上方，用于将光源转换为汇聚的入射光输出至荧光转换单元2；

荧光转换单元2设置在光源输入单元1的上方，荧光转换单元2包括一光源转换器8和一第二镜片组；

光源转换器8包括：分散设置在最外层的荧光粉层9，用于将入射光转换为三色光；设置在荧光粉层9下的半导体制冷片10，半导体制冷片10的表面镀有反射层，用于控制荧光粉层9温度并将三色光反射输出；

第二镜片组，设置在光源转换器8的上方及侧边，用于将光源转换器8输出的三色光投射至色彩调制单元3；

色彩调制单元3设置在荧光转换单元2的侧边，色彩调制单元3包括：调制色轮19，用于将三色光进行调整；第三镜片组，用于调制三色光在色彩调制单元3内的光路，并将三色光投射至接收单元4；

所述接收单元4设置在所述色彩调制单元3的侧边。

具体地，本实施例中，光源从激光装置5中产生，经过第一镜片到达光源转换器8，通过荧光粉层9变为与光源颜色不同的两种光线，由于荧光粉层9为间隔设置，因此通过光源转换器8的反射层反射出来的光线包括两种颜色发生改变的光线以及部分颜色未被改变的光线，从而组成三色光。在此过程中，在反射层下部设置半导体制冷片10。半导体制冷片10，也叫热电制冷片，是一种热泵。利用半导体材料的珀耳帖效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。因此，光线在固定部位进行转化时可以依靠半导体制冷片10实现降温，达到温度控制的效果。

进一步的，通过第二镜片组和第三件镜片组，将三色光在调制色轮19上，进行颜色调制，使得三色光变为RGB等基础色。调制色轮19为现有技术中的色轮装置。最终接收单元4获取到调制好的三色光，再通过后续的投影装置使得三色光最终投射出光线投影。

本实用新型一种较佳的实施例中，根据图1所示，半导体制冷片10的背面设置有一风冷装置11，风冷装置11包括多个散热肋片和至少一个风扇，风冷装置11用于加快半导体制冷片10散热。

具体地，加装风冷装置11可以有效提高半导体制冷片10的散热效果。

本实用新型一种较佳的实施例中，半导体制冷片10由多个N型半导体和多个P型半导体颗粒互相排列构成，半导体制冷片10连接一电源装置(未在图中示出)。

本实用新型一种较佳的实施例中，半导体制冷片10还连接一温度传感器，温度传感器用于获取半导体制冷片10的温度；

温度传感器和电源装置均连接一温度控制装置(未在图中示出)，温度控制装置用于根据温度控制电源装置向半导体制冷片10输出的电流。

具体地，本实施例中，采用温度控制装置实时监控半导体制冷片10的温度，依据色轮的温度变化，控制电源装置改变输出电流，提高散热控制效率，可实现高精度的温度自动化控制。温度控制装置为现有的电控装置，可采用现有的单片机装置。

本实用新型一种较佳的实施例中，根据图1所示，第一镜片组从下往上依次为第一双凸面镜6和第一平凸透镜7，第一平凸透镜7的凸面向下，第一双凸面镜6用于汇聚光源，第一平凸透镜7用于将汇聚后的光源转换为平行向上的入射光。

本实用新型一种较佳的实施例中，第一双凸面镜6为二相色镜，用于过滤光源。

具体的，本实施例中，采用二相色镜对固定波长的光线完全通透的效果，对其他光线通透效果较差，可以实现对固定波长的光源进行过滤。

本实用新型一种较佳的实施例中，根据图1所示，第二镜片组包括：

第一反射镜14，设置在光源转换器8左侧，第一反射镜14的反射面与水平面呈45度夹角且向右倾斜，用于将入射光的方向由垂直向上反射为水平向右；光源转换器8为表面与水平面呈45度夹角且向左倾斜，光源转换器8用于将入射光转换为向上射出的三色光；

透镜组12，设置在光源转换器8的上方，用于汇聚三色光；

第二平凸透镜13，第二平凸透镜13的凸面向下，设置在透镜组12上方，用于将汇聚后的三色光的方向修正为垂直向上；

反射镜组，设置在第二平凸透镜13的上方及侧边，用于使得三色光的方向变为水平方向。

具体地，采用上述第二镜片组及光源转换器8的位置设置，可以实现将入射光变为汇聚的三色光射出。

本实用新型一种较佳的实施例中，根据图1所示，反射镜组包括：

第二反射镜15，设置在第二平凸透镜13的正上方，第二反射镜15的反射面与水平面呈45度夹角且向左倾斜，用于将三色光的方向变为水平向左；

第三反射镜16，设置在第二反射镜15左侧，第三反射镜16的反射面与水平面呈45度夹角且向右倾斜，用于将三色光的方向变为垂直向下；

第四反射镜17，设置在第三反射镜16的正下方，第三反射镜16的反射面与水平面呈45度夹角且向左倾斜，用于将三色光的方向变水平向左，并进入色彩调制单元3。

具体地，采用上述反射镜组，实现了将三色光弯折地反射到色彩调制单元3的效果。

本实用新型一种较佳的实施例中，根据图1所示，第三镜片组包括第三平凸透镜18和第二双凸面镜20；

三色光依次通过：第三平凸透镜18，调制色轮19，第二双凸面镜20；

第三平凸透镜18的凸面朝向调制色轮19，用于将三色光汇聚至调制色轮19；第二双凸面镜20用于将经过调制色轮19调制后的三色光汇聚至接收单元4。

具体地，本实施例中，由于调制色轮19需要将光汇聚后进行调整，采用第三镜片组实现的光线的汇聚，同时将调制后的三色光进行输出。

本实用新型一种较佳的实施例中，根据图1所示，激光装置5内设置有一蓝色激光二极管矩阵，蓝色激光二极管矩阵用于发出蓝色激光，作为光源，荧光粉层9包括绿色荧光粉和黄色荧光粉，用于将部分的入射光转换为黄色光和绿色光。

本实施例中，采用蓝色激光作为入射光，通过荧光粉层9变为绿色、黄色、蓝色的三色光。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种激光转换光源装置，其特征在于，包括光源输入单元、荧光转换单元，色彩调制单元，接收单元；

所述光源输入单元包括：一激光装置；一第一镜片组，所述第一镜片组设置在所述激光装置的上方；

所述荧光转换单元设置在所述光源输入单元的上方，所述荧光转换单元包括一光源转换器和一第二镜片组；

所述光源转换器包括：分散设置在最外层的荧光粉层；设置在所述荧光粉层下的半导体制冷片，所述半导体制冷片的表面镀有反射层；

所述第二镜片组，设置在所述光源转换器的上方及侧边；

所述色彩调制单元设置在所述荧光转换单元的侧边，所述色彩调制单元包括调制色轮和第三镜片组；

所述接收单元设置在所述色彩调制单元的侧边。

2.根据权利要求1所述的一种激光转换光源装置，其特征在于，所述半导体制冷片的背面设置有一风冷装置，所述风冷装置包括多个散热肋片和至少一个风扇。

3.根据权利要求1所述的一种激光转换光源装置，其特征在于，所述半导体制冷片由多个N型半导体和多个P型半导体颗粒互相排列构成，所述半导体制冷片连接一电源装置。

4.根据权利要求3所述的一种激光转换光源装置，其特征在于，所述半导体制冷片还连接一温度传感器，所述温度传感器和所述电源装置均连接一温度控制装置。

5.根据权利要求1所述的一种激光转换光源装置，其特征在于，所述第一镜片组从下往上依次为第一双凸面镜和第一平凸透镜，所述第一平凸透镜的凸面向下。

6.根据权利要求5所述的一种激光转换光源装置，其特征在于，所述第一双凸面镜为二相色镜。

7.根据权利要求1所述的一种激光转换光源装置，其特征在于，所述第二镜片组包括：

第一反射镜，设置在所述光源转换器左侧，所述第一反射镜的反射面与水平面呈45度夹角且向右倾斜；所述光源转换器为表面与水平面呈45度夹角且向左倾斜；

透镜组，设置在所述光源转换器的上方；

第二平凸透镜，所述第二平凸透镜的凸面向下，设置在所述透镜组上方；

反射镜组，设置在所述第二平凸透镜的上方及侧边。

8.根据权利要求7所述的一种激光转换光源装置，其特征在于，所述反射镜组包括：

第二反射镜，设置在所述第二平凸透镜的正上方，所述第二反射镜的反射面与水平面呈45度夹角且向左倾斜；

第三反射镜，设置在所述第二反射镜左侧，所述第三反射镜的反射面与水平面呈45度夹角且向右倾斜；

第四反射镜，设置在所述第三反射镜的正下方，所述第三反射镜的反射面与水平面呈45度夹角且向左倾斜。

9.根据权利要求1所述的一种激光转换光源装置，其特征在于，所述第三镜片组包括第三平凸透镜和第二双凸面镜；

一三色光依次通过：所述第三平凸透镜，所述调制色轮，所述第二双凸面镜；

所述第三平凸透镜的凸面朝向所述调制色轮。

10.根据权利要求1所述的一种激光转换光源装置，其特征在于，所述激光装置内设置有一蓝色激光二极管矩阵，所述荧光粉层包括绿色荧光粉和黄色荧光粉。