CN105467738A - 一种激光光源及投影显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及投影显示技术领域，公开一种激光光源及激光投影显示装置，激光光源包括壳体、激光器阵列、荧光轮和透镜组件；还包括透镜固定基座，透镜固定基座相对于荧光轮沿荧光轮轴心线方向位置可调，沿荧光轮的轴心线方向，透镜固定基座与激光器阵列相对设置，透镜固定基座设有沿荧光轮的轴心线延伸方向贯穿透镜固定基座的透光孔，透镜组件中的各透镜固定于透光孔内，且透镜固定基座设有插口，荧光轮的一部分通过插口伸入透光孔。上述激光光源中，当需要调节透镜组件与荧光轮之间的相对位置时，直接调节透镜固定基座相对于荧光轮的位置即可，进而能够保证透镜组件中各透镜之间的相对位置的精度，便于实现对激光光源中荧光轮和透镜组件之间的调节。

Description

一种激光光源及投影显示装置

技术领域

本发明涉及投影显示技术领域，特别涉及一种激光光源及投影显示装置。

背景技术

在投影显示技术领域，激光光源作为一种固态光源，具有高亮，高效，寿命常，色域佳，环保等一系列优点成为新兴的投影光源的选择。同时，随着投影显示产品从会议室逐渐走向家庭，激光投影类产品也成为一种新的消费电子产品受到消费者欢迎。

现有激光光源的结构以及光路原理如图1所示，激光光源包括激光器阵列11、透镜组件12以及荧光轮13，以荧光轮13的轮状表面上具有反射部和透射部时为例：

反射部涂覆有荧光粉，荧光轮13的正面进行反射处理；透镜组件包括位于荧光轮13与激光器阵列11之间的第一透镜组121、位于荧光轮13背离激光器阵列11一侧的第二透镜组122，其中，上述第一透镜组121包括两个透镜以具有聚焦和准直的双重作用，当激光器阵列11发射的激光透过第一透镜组121后能够使激光光束聚焦成符合荧光粉激发能量密度要求的光斑，当光斑照射在荧光轮13的反射部上时，光斑能够激发反射部上涂覆的荧光粉，进而激发出相应颜色的荧光；而受激的荧光被荧光轮基板表面反射并透过第一透镜组121时经过第一透镜组121后就进行了准直被转换成平行的光束射出。而当光斑照射在荧光轮13的透射部位置时，允许光斑从荧光轮13透射过去，且由于光沿直线传播，激光器阵列11发射的光线经过第一透镜组121聚焦后还会发散，但是发散的光线在到达荧光轮13的背面时还需要再次经过第二透镜组122进行准直，最终以平行的光束传播。

由于光学设计的精密性，激光光源中各个光学部件之间的距离是预先设定的，各个透镜组件中各光学透镜的相对位置需要精确固定，否则无法保证对光束的正常处理，尤其对于荧光轮13前后的来说，由于透镜数量多，若其中任一片透镜位置发生移动，就有可能影响光束的聚焦或者准直效果，无法在有效的空间范围内完成对光束的处理，或者可能形成光损。

但是，由于激光光源中荧光轮13部件较大，其外围部件也较多，比如传感器、散热器、驱动马达等，而现有激光光源中对于透镜组件的固定采用的是各透镜独立固定的方式，进而导致在调试荧光轮13与透镜组件12之间的相对位置时需要对透镜组件12中每一个透镜进行单独调整，操作复杂并且不易保证透镜组件12中各透镜之间的相对位置的精度。

发明内容

本发明提供了一种激光光源及投影显示装置，该激光光源能够在对透镜组件与荧光轮之间进行调整时保证对透镜组件中各透镜之间的相对位置的精度，便于实现对激光光源中荧光轮和透镜组件之间的调节。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种激光光源，包括激光器阵列、荧光轮和透镜组件，所述激光器阵列用于发出至少一种颜色的激光，所述荧光轮包括荧光转换材料，用于受激产生至少一种颜色的荧光；还包括透镜固定基座，所述透镜固定基座相对于所述荧光轮沿所述荧光轮轴心线方向位置可调，沿所述荧光轮的轴心线方向，所述透镜固定基座与所述激光器阵列相对设置，所述透镜固定基座设有沿所述荧光轮的轴心线延伸方向贯穿所述透镜固定基座的透光孔，所述透镜组件中的各所述透镜固定于所述透光孔内，且所述透镜固定基座设有插口，所述荧光轮的一部分通过所述插口伸入所述透光孔。

上述激光光源中，透镜组件中的各个透镜均固定于透镜固定基座上，而透镜固定基座相对于荧光轮可沿荧光轮轴心线延伸的方向位置可调，沿荧光轮轴心线延伸的方向，透镜固定基座与激光器阵列之间相对设置，激光器阵列发射的激光能够进入到透镜固定基座的透光孔内，并且，荧光轮的一部分通过透镜固定基座设置的插口伸入到透光孔内与固定在透光孔中的透镜配合；当需要调节透镜组件与荧光轮之间的相对位置时，直接调节透镜固定基座相对于荧光轮的位置即可，不需要对透镜组件中的各透镜进行单独调节，进而能够保证透镜组件中各透镜之间的相对位置的精度，便于实现对激光光源中荧光轮和透镜组件之间的调节。

优选地，还包括壳体，所述荧光轮安装于所述壳体内，且所述透镜固定基座安装于所述壳体内。

优选地，所述透镜固定基座设有多个螺纹孔，所述壳体上设有与所述螺纹孔一一对应的长腰孔，且每一个所述长腰孔的长度方向与所述荧光轮的轴心线平行；每一对相互对应的螺纹孔与长腰孔处设有一个紧固螺钉，所述紧固螺钉的螺杆贯穿所述长腰孔且与所述螺纹孔螺纹配合。

优选地，所述透镜固定基座与所述壳体配合的表面形成有至少两个定位柱，所述壳体上设有与所述定位柱一一对应的定位槽，每一个所述定位槽的长度方向与所述荧光轮的轴心线平行；每一对相互对应的定位柱与定位槽中，所述定位柱沿所述定位槽长度方向位置可调地伸入所述定位槽内。

优选地，所述长腰孔为两个、且所述定位槽为两个，所述长腰孔和所述定位槽之间的连线呈四边形，且沿所述四边形的连线方向所述长腰孔和所述定位槽交替分布。

优选地，还包括调节把手，所述壳体上设有用于所述调节把手穿过的过孔，所述调节把手通过所述过孔沿所述荧光轮的轴心线延伸方向可调地贯穿所述壳体的钣金厚度，且所述调节把手伸入所述壳体内的一端固定于所述透镜固定基座，且另一端位于所述壳体外侧。

优选地，所述荧光轮包括反射部和透射部，所述透镜组件包括：

位于所述荧光轮与所述激光器阵列之间的第一透镜组，用于对所述激光器阵列发射的激光束进行汇聚，且对所述荧光轮上的荧光粉激发产生的光线进行准直；

位于所述荧光轮背离所述激光器阵列一侧的第二透镜组，用于对透过所述荧光轮的光线进行准直。

优选地，所述第一透镜组包括一片球面透镜和位于球面透镜与所述荧光轮之间的一片非球面透镜，或者，所述第一透镜组仅包括一片非球面透镜；

且所述第二透镜组包括一个球面透镜和位于球面透镜与所述荧光轮之间的一片非球面透镜，或者，所述第二透镜组仅包括一片非球面透镜。

优选地，所述荧光轮为透射式荧光轮，所述透镜组件包括位于所述荧光轮背离所述激光器阵列一侧的第三透镜组，用于对透过所述荧光轮的光线进行准直。

优选地，所述第三透镜组包括一片球面透镜和位于球面透镜与所述荧光轮之间的一片非球面透镜，或者，所述第三透镜组仅包括一片非球面透镜。

优选地，所述透镜组件还包括设置于所述荧光轮与所述激光器阵列之间的第四透镜组，用于对激光器阵列发射的光线进行汇聚和均匀化。

优选地，所述第四透镜组包括一片凸透镜和位于所述凸透镜与荧光轮之间的扩散片。

本发明还提供了一种投影显示装置，该投影显示装置包括上述技术方案中提供的任意一种激光光源。

附图说明

图1为一种激光光源的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的激光光源中壳体与透镜固定基座之间的一种配合结构示意图；

图3为图2所示结构中A部位的局部放大图；

图4为本发明实施例提供的激光光源中透镜固定基座与透镜组件以及荧光轮之间的配合机构示意图；

图5为本发明实施例提供的激光光源中透镜固定基座与透镜组件以及荧光轮之间的配合结构的剖视图；

图6为本发明实施例提供的激光光源中透镜固定基座的一种结构示意图；

图7为本发明实施例提供的激光光源中透镜固定基座的另一种结构示意图；

图8为本发明实施例提供的激光光源的壳体内部与透镜固定基座配合部位的结构示意图；

图9为本发明提供的激光光源中调节把手与壳体之间的配合结构示意图。

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。

实施例一

请参考图2、图3、图4以及图5，本实施例提供了一种激光光源，该激光光源包括激光器阵列、荧光轮13和透镜组件12，激光器阵列用于发出至少一种颜色的激光，而荧光轮13包括荧光转换材料，用于用于受激产生至少一种颜色的荧光；透镜组件12包括多个透镜；如图2和图3所示，上述激光光源还包括透镜固定基座2，且透镜固定基座2相对于荧光轮13可沿荧光轮13轴心线方向a位置可调，沿荧光轮13的轴心线方向，透镜固定基座2与激光器阵列相对设置，如图4和图5所示，透镜固定基座2设有沿荧光轮13的轴心线延伸方向贯穿透镜固定基座2的透光孔22，透镜组件12中的各透镜固定于透光孔22内，且透镜固定基座2设有插口21，荧光轮的一部分通过插口21伸入透光孔内。

上述激光光源中，透镜组件12中的各个透镜均固定于透镜固定基座2上，而透镜固定基座2相对于荧光轮13可沿荧光轮13轴心线延伸的方向a位置可调；沿荧光轮13轴心线延伸的方向，透镜固定基座2与激光器阵列之间相对设置，激光器阵列发射的激光能够进入到透镜固定基座2的透光孔22内，并且，荧光轮13的一部分通过透镜固定基座2设置的插口21伸入到透光孔22内与固定在透光孔中的透镜配合；当需要调节透镜组件12与荧光轮13之间的相对位置时，直接调节透镜固定基座2相对于荧光轮13的位置即可，不需要对透镜组件12中的各透镜进行单独调节，进而能够保证透镜组件12中各透镜之间的相对位置的精度，便于实现对激光光源中荧光轮13和透镜组件12之间的调节。

上述激光光源中，荧光轮13的具体类型可以有多种选择，相应的，透镜组件12中透镜的设置方式也可以根据荧光轮13的不同类型有不同的设置方式，如：

方式一，上述荧光轮13为透反式荧光轮，即荧光轮13同时包括反射部和透射部，透镜组件12包括位于荧光轮12与激光器阵列之间的第一透镜组和位于荧光轮背离激光器阵列一侧的第二透镜组，第一透镜组能够对激光器阵列发射的激光束在照射到荧光轮13之前进行汇聚，并且能够对荧光轮13上的荧光粉激发产生的光线进行准直；第二透镜组能够对透过荧光轮13的光线进行准直。

上述方式一中的激光光源中，荧光轮13上的反射部能够对荧光粉等荧光转换材料受激发产生的光线进行反射，进而由荧光轮13的正面(即荧光轮朝向激光器阵列的一面)射出，此时，第一透镜组能够对这部分光线进行准直；而荧光轮13的透射部能够使光线穿过荧光轮13，此时，第二透镜组能够对这部分光线进行准直。

在上述方式一的基础上，透镜组件12中，第一透镜组可以包括一片球面透镜和位于该球面透镜与荧光轮13之间的一片非球面透镜，当然，第一透镜组还可以根据透镜的光处理能力只选择一片非球面透镜；

第二透镜组包括一片球面透镜和位于该球面透镜与荧光轮13之间的一片非球面透镜，当然，第二透镜组也可以根据透镜的光处理能力只选择一片非球面透镜，这里不再赘述。

方式二，上述荧光轮13还可以为透射式荧光轮，此时，透镜组件12包括位于荧光轮13背离激光器阵列一侧的第三透镜组，用于对透光荧光轮13的光线进行准直。

对于透射式荧光轮来说，荧光是透射出荧光轮13的，因此需要在荧光轮13背离激光器阵列的一侧设置第三透镜组对透射出的荧光进行准直。

具体地，上述第三透镜组包括一片球面透镜和位于球面透镜与荧光轮13之间的一片非球面透镜，或者，上述第三透镜组也可以根据透镜的光处理能力仅包括一片非球面透镜。

当然，当荧光轮13为透射式荧光轮时，上述透镜组件12还可以包括设置于荧光轮13与激光器阵列之间的第四透镜组，用于对激光器阵列发射的光线进行汇聚和均匀化。

上述激光光源那种，第四透镜组能够对激光器阵列发射的光束在照射到荧光轮13上之前进行处理，该处理包括汇聚处理和均匀化处理，进而能够使光束照射在荧光轮13上时的光斑足够小、且均匀性足够高。

具体地，上述第四透镜组可以包括一片凸透镜和位于凸透镜与荧光轮13之间的扩散片。

方式三，上述荧光轮13还可以为反射式荧光轮，即荧光轮13的基板表面为镜面，可以反射荧光轮13上的荧光转换材料受激产生的荧光，使荧光从荧光轮13朝向激光器阵列的一面出射，此时，上述透镜组件12仅需要包括一个位于荧光轮13与激光器阵列之间的透镜组即可，用于对激光器阵列发射的激光束进行汇聚，且对荧光轮13上的荧光粉激发产生的光线进行准直。

本实施例提供的激光光源中，透镜组件12中的各透镜均安装于透镜固定基座2上，需要对透镜组件12中各透镜与荧光轮13之间的相对位置进行调节时，仅需要对透镜固定基座2相对于荧光轮13的位置进行调节即可，在调节的过程中，透镜组件12中各透镜之间的相对对位置不会发生改变，进而便于实现对透镜组件12与荧光轮13之间相对位置的调节。

实施例二

在上述实施例一及其各实施方式提供的激光光源的基础上，本实施例提供的激光光源还包括壳体3，且荧光轮13、透镜固定基座2以及激光器阵列等均安装于壳体3内。

壳体3的设置能够防止壳体3外部环境中的灰尘等污染物对荧光轮13上具有的荧光转换材料造成的污染，进而能够提高荧光轮13的工作效率，同时能够提高荧光轮13产生的荧光的色彩饱和度。

一种优选实施方式中，上述透镜固定基座2与壳体3之间可以通过紧固螺钉连接，其中，为了使透镜固定基座2能够相对于壳体3沿荧光轮13轴心线延伸的方向进行位置调节，上述激光光源中：

如图6、图8以及图9所示，透镜固定基座2设有多个螺纹孔23，壳体3上设有与螺纹孔23一一对应的长腰孔32，且每一个长腰孔32的长度方向与荧光轮13的轴心线平行；每一对相互对应的螺纹孔23与长腰孔32处设有一个紧固螺钉321，紧固螺钉321的螺杆贯穿长腰孔32且与螺纹孔23螺纹配合。当需要调节透镜固定基座2的位置时，拧松各紧固螺钉321，然后沿荧光轮13的轴心线方向调节透镜固定基座2的位置，此时，紧固螺钉321的螺杆可以在长腰孔32内沿长腰孔32的长度方向移动，当透镜固定基座2移动到位时，旋紧紧固螺钉321即可。

当然，为了便于将透镜固定基座2安装到壳体3上、并且提高透镜固定基座2相对于壳体3进行位置调节时对透镜固定基座2相对于壳体3的移动方向进行限定，具体地，如图6、图8所示，透镜固定基座2与壳体3配合的表面形成有至少两个定位柱24，壳体3上设有与定位柱24一一对应的定位槽31，每一个定位槽31的长度方向与荧光轮13的轴心线平行；每一对相互对应的定位柱24与定位槽31中，定位柱24沿定位槽31长度方向位置可调地伸入定位槽31内。

更具体地，壳体3上设置的长腰孔32为两个、且定位槽31为两个，长腰孔32和定位槽31之间的连线呈四边形，且沿四边形的连线方向长腰孔32和定位槽31交替分布。

在上述各实施方式的基础上，为了便于实现对透镜固定基座2的位置进行调节，如图7、图8和图9所示，上述激光光源还包括调节把手25，壳体3上设有用于调节把手25穿过的过孔33，调节把手25通过过孔33沿荧光轮13的轴心线延伸方向可调地贯穿壳体3的钣金厚度，且调节把手25伸入壳体3内的一端固定于透镜固定基座2，且另一端位于壳体3外侧，如图7和图9所示。

上述结构的激光光源中，操作者可以通过调节把手25直接在壳体3的外侧对透镜固定基座2的位置进行调节，进而实现对透镜组件12位置的调节，无需打开壳体3，更加便于实现对透镜组件12与荧光轮13之间相对位置的调节。

实施例三

本实施例提供了一种投影显示装置，该投影显示装置包括上述实施例一及其各实施方式、以及实施例二及其各实施方式中提供的激光光源。

由于激光光源的透镜组件12中的各透镜均安装在透镜固定基座2上，在调节透镜组件12与荧光轮13之间的相对位置时仅需要调节透镜固定基座2的位置即可，因此，便于实现对荧光轮13和透镜组件12之间的相对位置，所以，上述投影显示装置也具有与上述激光光源相同的优点，这里不再赘述。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种激光光源，包括激光器阵列、荧光轮和透镜组件，所述激光器阵列用于发出至少一种颜色的激光，所述荧光轮包括荧光转换材料，用于受激产生至少一种颜色的荧光；其特征在于，还包括透镜固定基座，所述透镜固定基座相对于所述荧光轮沿所述荧光轮轴心线方向位置可调，沿所述荧光轮的轴心线方向，所述透镜固定基座与所述激光器阵列相对设置，所述透镜固定基座设有沿所述荧光轮的轴心线延伸方向贯穿所述透镜固定基座的透光孔，所述透镜组件中的各所述透镜固定于所述透光孔内，且所述透镜固定基座设有插口，所述荧光轮的一部分通过所述插口伸入所述透光孔。

2.根据权利要求1所述的激光光源，其特征在于，还包括壳体，所述荧光轮安装于所述壳体内，且所述透镜固定基座安装于所述壳体内。

3.根据权利要求2所述的激光光源，其特征在于，所述透镜固定基座设有多个螺纹孔，所述壳体上设有与所述螺纹孔一一对应的长腰孔，且每一个所述长腰孔的长度方向与所述荧光轮的轴心线平行；每一对相互对应的螺纹孔与长腰孔处设有一个紧固螺钉，所述紧固螺钉的螺杆贯穿所述长腰孔且与所述螺纹孔螺纹配合。

4.根据权利要求3所述的激光光源，其特征在于，所述透镜固定基座与所述壳体配合的表面形成有至少两个定位柱，所述壳体上设有与所述定位柱一一对应的定位槽，每一个所述定位槽的长度方向与所述荧光轮的轴心线平行；每一对相互对应的定位柱与定位槽中，所述定位柱沿所述定位槽长度方向位置可调地伸入所述定位槽内。

5.根据权利要求4所述的激光光源，其特征在于，所述长腰孔为两个、且所述定位槽为两个，所述长腰孔和所述定位槽之间的连线呈四边形，且沿所述四边形的连线方向所述长腰孔和所述定位槽交替分布。

6.根据权利要求2-5任一项所述的激光光源，其特征在于，还包括调节把手，所述壳体上设有用于所述调节把手穿过的过孔，所述调节把手通过所述过孔沿所述荧光轮的轴心线延伸方向可调地贯穿所述壳体的钣金厚度，且所述调节把手伸入所述壳体内的一端固定于所述透镜固定基座，且另一端位于所述壳体外侧。

7.根据权利要求1-5任一项所述的激光光源，其特征在于，所述荧光轮包括反射部和透射部，所述透镜组件包括：

位于所述荧光轮与所述激光器阵列之间的第一透镜组，用于对所述激光器阵列发射的激光束进行汇聚，且对所述荧光轮上的荧光粉激发产生的光线进行准直；

位于所述荧光轮背离所述激光器阵列一侧的第二透镜组，用于对透过所述荧光轮的光线进行准直。

8.根据权利要求7所述的激光光源，其特征在于，所述第一透镜组包括一片球面透镜和位于球面透镜与所述荧光轮之间的一片非球面透镜，或者，所述第一透镜组仅包括一片非球面透镜；

且所述第二透镜组包括一个球面透镜和位于球面透镜与所述荧光轮之间的一片非球面透镜，或者，所述第二透镜组仅包括一片非球面透镜。

9.根据权利要求1-5任一项所述的激光光源，其特征在于，所述荧光轮为透射式荧光轮，所述透镜组件包括位于所述荧光轮背离所述激光器阵列一侧的第三透镜组，用于对透过所述荧光轮的光线进行准直。

10.根据权利要求9所述的激光光源，其特征在于，所述第三透镜组包括一片球面透镜和位于球面透镜与所述荧光轮之间的一片非球面透镜，或者，所述第三透镜组仅包括一片非球面透镜。

11.根据权利要求9所述的激光光源，其特征在于，所述透镜组件还包括设置于所述荧光轮与所述激光器阵列之间的第四透镜组，用于对激光器阵列发射的光线进行汇聚和均匀化。

12.根据权利要求11所述的激光光源，其特征在于，所述第四透镜组包括一片凸透镜和位于所述凸透镜与荧光轮之间的扩散片。

13.一种投影显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-12任一项所述的激光光源。