CN102508401B - 光源装置及应用该装置的投影机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种光源装置及应用该装置的投影机，涉及激光显示技术领域，解决了现有光源装置产生的光源色域较低、色彩较差的问题。本发明实施例中，由于光源装置中使用了窄带滤波片，使得由蓝光激发绿色荧光粉产生的绿光中只有指定波长范围的窄带绿光能透过该窄带滤波片，并最终到达出射位置，因此，能将绿光的光谱限定在色彩较好的范围内，从而使获得的光源具有提高的色域和较好的色彩。另外，由于被窄带滤波片反射的绿光能激发红色荧光粉产生红光，因此，可省去红光半导体激光器，从而降低了光源装置的成本。

Description

光源装置及应用该装置的投影机

技术领域

本发明涉及激光显示技术领域，尤其涉及光源装置及应用该装置的投影机。

背景技术

激光显示技术以红色激光、绿色激光、蓝色激光作为光源来再现客观世界丰富色彩的显示技术，其中，每种颜色的激光可由半导体激光器产生。

目前，绿光半导体激光器的技术还未成熟，如果采用绿光半导体激光器作为绿光光源会产生严重的散斑，影响显示画面的质量。利用蓝光半导体激光器激发绿色荧光粉产生绿光的原理，解决了上述散斑问题。

图1为现有的、利用蓝光半导体激光器激发绿色荧光粉产生绿光的原理制成的光源装置的示意图。

光源装置包括：蓝光半导体激光器11、红光半导体激光器12、荧光板13及聚光光学系统。荧光板13包括蓝光透射区及绿色荧光体区，由蓝光半导体激光器11发出的蓝光b能从蓝光透射区透过荧光板13，绿色荧光体区中的绿色荧光粉覆盖在荧光板13基板的反射层上，由蓝光半导体激光器11发出的蓝光b照射到绿色荧光粉上激发出绿光g，该绿光g经反射层的反射，朝着与蓝光b运行方向相反的方向运行。

由蓝光半导体激光器11、红光半导体激光器12发出的光线及由荧光板13透射、反射出的光线经聚光光学系统后合成一束作为光源从出射位置X射出。

聚光光学系统包括：第一二向色镜14、第二二向色镜15、第一反射镜16及第二反射镜17。其中，第一二向色镜14为透过蓝光和红光并反射绿光的透镜，第二二向色镜15为透过蓝光并反射绿光和红光的透镜。

蓝光半导体激光器11发出的蓝光b经第一二向色镜14透过后照射至荧光板13上，激发绿色荧光粉产生绿光g。绿光g经荧光板13上的反射层(图1中未示出)反射，朝着与蓝光运行方向相反的方向运行，经第一二向色镜14反射后，再经第二二向色镜15反射，然后从出射位置X射出。

随着荧光板13旋转到透射区，蓝光半导体激光器11发出的蓝光b透过，经第一反射镜16及第二反射镜17反射后，再经第二二向色镜15透过，然后从出射位置X射出。由红光半导体激光器12发出的红光r经第一二向色镜14透过，再经第二二向色镜15反射，然后从出射位置X射出。这样红光r、绿光g、蓝光b就能合成一束作为光源从出射位置X射出。

上述光源装置利用了蓝色激光激发绿色荧光粉产生绿光的原理，但利用该原理产生的绿光的光谱很宽(500nm～600nm)，导致绿光的色饱和度很低，从而导致该光源装置产生的光源的色域降低。由于人眼对绿光极其敏感，绿光的色饱和度很低会导致光源的色彩较差。

发明内容

本发明的实施例提供一种光源装置及应用该装置的投影机，可使该光源装置产生的光源具有提高的色域和较好的色彩。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种光源装置，包括：蓝光半导体激光器、荧光板、聚光光学系统及位于所述蓝光半导体激光器与所述荧光板之间的窄带滤波片；所述荧光板上形成有：供所述蓝光半导体激光器所产生的蓝光透过的透射区、受所述蓝光激发产生并反射绿光的绿色荧光体区，及受激发光激发产生并反射红光的红色荧光体区；所述窄带滤波片，用于使所述绿光中第一波长范围内的窄带绿光透过，并使所述绿光中除所述第一波长范围以外的绿光反射，所述激发光包括所述被反射的绿光；所述聚光光学系统，用于将所述蓝光、所述窄带绿光及所述红光合成为一束，以形成光源。

一种投影机，包括上述光源装置。

本发明实施例提供的光源装置及应用该装置的投影机中，由于光源装置中使用了窄带滤波片，使得由蓝光激发绿色荧光粉产生的绿光中只有指定波长范围的窄带绿光能透过该窄带滤波片，并最终到达出射位置，因此，能将绿光的光谱限定在色彩较好的范围内，从而使获得的光源具有提高的色域和较好的色彩。另外，由于被窄带滤波片反射的绿光能激发红色荧光粉产生红光，因此，可省去红光半导体激光器，从而降低了光源装置的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为现有光源装置的示意图；

图2为本发明实施例提供的光源装置的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种荧光板的平面示意图；

图4为图3所示荧光板的虚线A-A1部分的截面图；

图5为本发明实施例提供的另一种荧光板的立体示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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作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。

本发明实施例提供一种光源装置，如图2所示，该装置包括：蓝光半导体激光器21、荧光板22、聚光光学系统及位于所述蓝光半导体激光器21与所述荧光板22之间的窄带滤波片23。

其中，所述荧光板22上形成有如图3所示的三个区：供所述蓝光半导体激光器所产生的蓝光透过的透射区31、受所述蓝光激发产生并反射绿光的绿色荧光体区32，及受激发光激发产生并反射红光的红色荧光体区33。当然，荧光板并不限于图3所示的圆形板，可以是方形板，或是本领域技术人员所知的其它形状，各个区也不限于沿圆周方向分布，也可以是本领域技术人员所知的其它分布方式。

如图2所示，所述窄带滤波片23，用于使所述绿光g中第一波长范围的窄带绿光g1透过，并使所述绿光中除所述第一波长范围以外的绿光反射，所述被反射的绿光形成所述激发光g2。激发光g 2照射至荧光板22的红色荧光体区时，该区受激发光g2激发产生并反射红光r。

所述聚光光学系统，用于将所述蓝光b、所述窄带绿光g1及所述红光r合成为一束，以形成光源。

其中，蓝光半导体激光器的数量与该光源装置产生的光源的亮度呈正比，即蓝光半导体激光器的数量越多，光源的亮度越高。

图2示出的聚光光学系统包括使所述蓝光b透射、并使所述窄带绿光g1和所述红光r反射的第一二向色镜24及第二二向色镜25；还包括使所述蓝光b反射的第一反射镜26及第二反射镜27。

其中，所述第一二向色镜24位于所述蓝光半导体激光器21与所述窄带滤波片23之间；在所述窄带滤波片23反射的所述红光r及所述窄带绿光g1的运行方向上设置有所述第二二向色镜25；所述第一反射镜26位于所述荧光板22的、射出所述蓝光b的一侧；在所述第一反射镜26反射的所述蓝光b的运行方向上设置有所述第二反射镜27，以使所述蓝光b被再次反射至所述第二二向色镜25。

当然，聚光光学系统并不限于图2所示的组成及设置方式，可以是任何光学透镜的组合，只要该组合能将所述蓝光、所述窄带绿光及所述红光最终合成为一束，以形成光源，就能用于本发明。

本发明实施例中，蓝光半导体激光器21发出的蓝光b经第一二向色镜24及窄带滤波片23透过，照射在荧光板22上，通过控制荧光板22的位置，能使蓝光b照射在荧光板22的透射区，则蓝光b经荧光板22透过，再经第一反射镜26及第二反射镜27反射，然后经第二二向色镜25透过，从出射位置Y射出。

通过控制荧光板22的位置，能使蓝光b照射在荧光板22的绿色荧光体区32，该区内的绿色荧光粉受到蓝光b激发产生绿光g，且该绿光g受到荧光板22的反射，沿着与蓝光b的运行方向相反的方向运行。绿光g经窄带滤波片23滤波后，只有指定波长范围内的窄带绿光g1可以透过，该指定的波长范围以外的绿光会被窄带滤波片23反射，形成激发光g2。由于波长在532nm附近的绿光的色彩较好，因此，窄带绿光g1的波长范围可为520nm～540nm，也可以是其它包含532nm的波长范围，当通过窄带滤波片23获得波长为532nm的窄带绿光时，绿光的色彩最好。窄带绿光g1经第一二向色镜24反射，再经第二二向色镜25反射后，从出射位置Y射出。

用于使红色荧光体区产生并反射红光r的激发光g2为上述被窄带滤波片23反射的绿光。当然，激发光g2中也可以包括由蓝光半导体激光器21产生的蓝光b。通过控制荧光板22的位置，能使激发光g2照射至荧光板22上的红色荧光体区，该区内的红色荧光粉受到激发光g2激发产生红光r，且该红光r受到荧光板22的反射，沿着与蓝光b的运行方向相反的方向运行。红光r经窄带滤波器23透过，再经第一二向色镜24反射，然后经第二二向色镜25反射后，从出射位置Y射出。由此，蓝光b、窄带绿光g1、红光r在出射位置Y合成一束，作为光源合成一束从出射位置Y射出。

本发明实施例提供的光源装置中，由于使用了窄带滤波片，使得由蓝光激发绿色荧光粉产生的绿光中只有指定波长范围的窄带绿光能透过该窄带滤波片，并最终到达出射位置，因此，能将绿光的光谱限定在色彩较好的范围内，从而使获得的光源具有提高的色域和较好的色彩。另外，由于被窄带滤波片反射的绿光能激发红色荧光粉产生红光，因此，可省去红光半导体激光器，从而降低了光源装置的成本。

上述光源装置中的荧光板可为图3所示的圆形板，圆形板中央的圆孔安装有使圆形板在圆周方向上旋转的驱动部件，图4为该圆形板在图3中虚线A-A1部分的截面图，该圆形板包括由透明材料制成基底41，所述基底41上覆盖有使蓝光透射，并使绿光和红光反射的光学薄膜42；所述绿色荧光体区43的所述光学薄膜表面覆盖有绿色荧光粉44；所述红色荧光体区45的所述光学薄膜表面覆盖有红色荧光粉46。蓝光从该基底41上覆盖有所述绿色荧光粉和所述红色荧光粉的一面入射，透射区47的光学薄膜使得蓝光能透过该圆形板。该圆形板还可包括覆盖在各个区上方的散热板48，用于使圆形板受到激光照射时产生的热量及时地散发。

荧光板还可以具有图5所示的结构，包括由金属材料制成基底51，所述透射区52的基底被去除；所述基底51上覆盖有反射层53；所述绿色荧光体区54的所述反射层表面覆盖有绿色荧光粉55；所述红色荧光体区56的所述反射层表面覆盖有红色荧光粉57。蓝光从该基底51上覆盖有所述绿色荧光粉和所述红色荧光粉的一面入射。该荧光板还可包括覆盖在绿色荧光体区54和红色荧光体区56上方的散热板58，用于使荧光板受到激光照射时产生的热量及时地散发。该荧光板还可在中央位置设置圆孔(图中未示出)，用于安装使该荧光板在圆周方向上旋转的驱动部件。

当然，图3～图5仅示出了荧光板为圆形板的情形，荧光板也可为其它形状。

本发明实施例还提供一种包括上述光源装置的投影机，该光源装置用于为投影机中的显示装置提供光源。

本发明实施例主要应用于电视、微型投影、商业及娱乐系统等场合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种光源装置，包括蓝光半导体激光器、荧光板、聚光光学系统，所述荧光板上形成有供所述蓝光半导体激光器所产生的蓝光透过的透射区，其特征在于，所述光源装置还包括：位于所述蓝光半导体激光器与所述荧光板之间的窄带滤波片；

所述荧光板上还形成有受所述蓝光激发产生并反射绿光的绿色荧光体区，及受激发光激发产生并反射红光的红色荧光体区；

所述窄带滤波片，用于使所述绿光中第一波长范围内的窄带绿光透过，并使所述绿光中除所述第一波长范围以外的绿光反射，所述激发光包括所述被反射的绿光；

所述聚光光学系统，用于将所述蓝光、所述窄带绿光及所述红光合成为一束，以形成光源。

2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述第一波长范围为520nm～540nm。

3.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，所述窄带绿光的波长为532nm。

4.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述荧光板包括由透明材料制成基底，所述基底上覆盖有使所述蓝光透射，并使所述绿光和所述红光反射的光学薄膜；所述绿色荧光体区的所述光学薄膜表面覆盖有绿色荧光粉；所述红色荧光体区的所述光学薄膜表面覆盖有红色荧光粉；所述蓝光从所述基底上覆盖有所述绿色荧光粉和所述红色荧光粉的一面入射。

5.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述荧光板包括由金属材料制成基底，所述透射区的基底被去除；所述基底上覆盖有反射层；所述绿色荧光体区的所述反射层表面覆盖有绿色荧光粉；所述红色荧光体区的所述反射层表面覆盖有红色荧光粉；所述蓝光从所述基底上覆盖有所述绿色荧光粉和所述红色荧光粉的一面入射。

6.根据权利要求4或5所述的光源装置，其特征在于，所述荧光板为圆形板，所述光源装置还包括使所述荧光板在圆周方向上旋转的驱动部件。

7.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述聚光光学系统包括使所述蓝光透射、并使所述窄带绿光和所述红光反射的第一二向色镜及第二二向色镜；还包括使所述蓝光反射的第一反射镜及第二反射镜；

所述第一二向色镜位于所述蓝光半导体激光器与所述窄带滤波片之间；在所述窄带滤波片反射的所述红光及所述窄带绿光的运行方向上设置有所述第二二向色镜；所述第一反射镜位于所述荧光板的、射出所述蓝光的一侧；在所述第一反射镜反射的所述蓝光的运行方向上设置有所述第二反射镜，以使所述蓝光被再次反射至所述第二二向色镜。

8.一种投影机，其特征在于，包括权利要求1～7任一项所述的光源装置。

Images