CN107861321B - 一种光纤荧光轮混合式激光投影机及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光纤荧光轮混合式激光投影机，包括传导光纤、聚焦透镜、全反射镜、混合式荧光轮；传导光纤包括两部分，一部分将激光导入到光出口，另一部分将激光导入至混合式荧光轮；聚焦透镜用于将混合式荧光轮发出的荧光进行聚焦；全反射镜将聚焦后的荧光全部反射至光出口；其中，导入至混合式荧光轮的激光与混合式荧光轮荧光面的入射角度小于90度。发明提出中光纤荧光轮混合的方式，对蓝光激光直接耦合到激光器，让其在光纤中传播，避免了传播过程中灰尘影响，并且光纤具有良好的稳定的导光性能，大大减少了光束在传播过程的衰减。
Description
技术领域
本发明属于投影机领域，具体涉及一种光纤荧光轮混合式激光投影机及其控制方法。
背景技术
投影机按照光源不同主要分为灯泡、LED和激光三种类型，其中激光投影机是目前最先进的投影技术，而荧光轮方式的激光投影机是性价比最高的机型。传统的荧光轮方式的激光投影机使用多个镜片，对从蓝光激光器中发射的激光进行准直和聚焦，再透射到荧光轮上，此过程需要多个镀膜的透镜，透镜本身的衰减以及由于密封不彻底导致的灰尘进入光机内部，都会造成传输激光的衰减。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种光纤荧光轮混合式激光投影机及其控制方法，解决了现有技术中投影机结构复杂且光衰减严重的问题。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种光纤荧光轮混合式激光投影机，包括传导光纤、聚焦透镜、全反射镜、混合式荧光轮；传导光纤包括两部分，一部分将激光导入到光出口，另一部分将激光导入至混合式荧光轮；聚焦透镜用于将混合式荧光轮发出的荧光进行聚焦；全反射镜将聚焦后的荧光全部反射至光出口；其中，导入至混合式荧光轮的激光与混合式荧光轮荧光面的入射角度小于90度。
混合式荧光轮的正面设置黄色荧光段、绿色荧光段、非荧光段、激光发射感应线、激光关闭感应线；其中，非荧光段与荧光段相交的两个边缘分别设置激光发射感应线和激光关闭感应线。
混合式荧光轮的背面设置激光感应器和控制器，该激光感应器与发射到混合式荧光轮上的激光点之间的连线垂直于该混合式荧光轮的表面，混合式荧光轮旋转过程中，当激光感应器对准激光发射感应线或激光关闭感应线时，控制器控制激光发射器开始工作或停止工作。
所述混合式荧光轮上激发出荧光后经过准直透镜准直后再进行全反射至光出口。
该激光投影机包括两路激光光源，一路通过传导光纤直接导入到光出口，另一路通过传导光纤导入至混合式荧光轮。
一种光纤荧光轮混合式激光投影机的控制方法，所述激光发射器包括第一激光发射器、第二激光发射器，第一激光发射器通过第一传导光纤将激光传输至光出口，第二激光发射器通过第二传导光纤将激光传输至混合式荧光轮处，包括如下步骤：
步骤1、控制混合式荧光轮匀速旋转，判断激光感应器检测到的信号，如果激光感应器检测到激光发射感应线时，执行步骤2，如果激光感应器检测到激光停止感应线时，执行步骤3；
步骤2、控制第二激光发射器开启，第一激光发射器关闭；
步骤3、控制第二激光发射器关闭，第一激光发射器开启。
判断激光感应器检测到的信号具体过程如下：
获取混合式荧光轮上的激光光点经过激光感应线的前一刻和后一刻的位置，如果激光光点依次经过荧光粉段、激光感应线、非荧光粉段，则该激光感应线为激光停止感应线；如果激光光点依次经过非荧光粉段、激光感应线、荧光粉段，则该激光感应线为激光发射感应线。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提出中光纤荧光轮混合的方式，对蓝光激光直接耦合到激光器，让其在光纤中传播，避免了传播过程中灰尘影响，并且光纤具有良好的稳定的导光性能，大大减少了光束在传播过程的衰减。
2、两个激光发射器不同时工作，在一个工作周期内交替工作，提高了激光利用率，避免浪费。
附图说明
图1为本发明混合式荧光轮的结构简图。
图2为本发明投影机的结构简图及光路传播简图。
其中，图中的标识为：
1-黄色荧光段；2-绿色荧光段；3-非荧光段；4-激光发射感应线；5-激光停止感应线6-第二激光发射器；7-第二传导光纤；8-混合式荧光轮；9-第一准直透镜；10-第二准直透镜；11-全反射镜；12-第一激光发射器；13-第一传导光纤。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构及工作过程作进一步说明。
一种光纤荧光轮混合式激光投影机，包括传导光纤、聚焦透镜、全反射镜、混合式荧光轮；传导光纤包括两部分，一部分将激光导入到光出口，另一部分将激光导入至混合式荧光轮；聚焦透镜用于将混合式荧光轮发出的荧光进行聚焦；全反射镜将聚焦后的荧光全部反射至光出口；其中，导入至混合式荧光轮的激光与混合式荧光轮荧光面的入射角度小于90度。
本实施例投影机的具体结构如图2所示，包括混合式荧光轮8、两个激光发射器、两条传导光纤、激光感应器、全反射镜11、准直透镜，第一传导光纤13的一端对准第一激光发射器12的发光端，另一端对准光出口处，第二传导光纤7的一端对准第二激光发射器6的发光端，另一端对准混合式荧光轮13的正面，第二激光发射器6发出的激光通过第二传导光纤7后在混合式荧光轮13的正面形成光点，混合式荧光轮13的背面设置激光感应器，该感应器的位置与光点之间的连线垂直于混合式荧光轮的表面；激光发射至混合式荧光轮13的荧光粉段激发出荧光，经过第一准直透镜9、第二准直透镜10进行整形后，到达全反射镜11，经过全反射镜11全反射至出光口，与第一传导光纤发出的激光合并后发出。
如图1所示，混合式荧光轮的正面设置黄色荧光段1、绿色荧光段2、非荧光段3、激光发射感应线4、激光关闭感应线5；其中，非荧光段与荧光段相交的两个边缘分别设置激光发射感应线和激光关闭感应线。
混合式荧光轮的背面设置激光感应器和控制器，该激光感应器与发射到混合式荧光轮上的激光点之间的连线垂直于该混合式荧光轮的表面，混合式荧光轮旋转过程中，当激光感应器对准激光发射感应线或激光关闭感应线时，控制器控制激光发射器开始工作或停止工作。
所述混合式荧光轮上激发出荧光后经过准直透镜准直后再进行全反射至光出口。
该激光投影机包括两路激光光源，一路通过传导光纤直接导入到光出口，另一路通过传导光纤导入至混合式荧光轮。
一种光纤荧光轮混合式激光投影机的控制方法，所述激光发射器包括第一激光发射器、第二激光发射器，第一激光发射器通过第一传导光纤将激光传输至光出口，第二激光发射器通过第二传导光纤将激光传输至混合式荧光轮处，包括如下步骤：
步骤1、控制混合式荧光轮匀速旋转，判断激光感应器检测到的信号，如果激光感应器检测到激光发射感应线时，执行步骤2，如果激光感应器检测到激光停止感应线时，执行步骤3；
步骤2、控制第二激光发射器开启，第一激光发射器关闭；
步骤3、控制第二激光发射器关闭，第一激光发射器开启。
判断激光感应器检测到的信号具体过程如下：
获取混合式荧光轮上的激光光点经过激光感应线的前一刻和后一刻的位置，如果激光光点依次经过荧光粉段、激光感应线、非荧光粉段，则该激光感应线为激光停止感应线；如果激光光点依次经过非荧光粉段、激光感应线、荧光粉段，则该激光感应线为激光发射感应线。
下面以具体实施例来说明该投影机的工作原理及工作过程：
第二传导光纤将一部分蓝色激光传输到荧光轮的附近，并以一定角度入射到混合式荧光轮的荧光区域，该入射角度小于90度，可选择30度、45度、60度，选择不同入射角得到不同的荧光激发效率，荧光区辐射出黄光和绿光，经过两级准直透镜被准直，再用全反射镜偏转90度，与另一部分通过第一传导光纤传输过来的蓝色激光合束。
对于混合式荧光轮，在荧光轮的背面装有一个传感器，传感器和荧光点相对于荧光轮对称，在荧光轮旋转一周的过程中，当传感器检测到激光发射感应线时，蓝光激光发射器发射，打到荧光轮的黄光荧光段和绿光荧光段，当传感器检测到激光停止感应线时，蓝色激光停止发射。
当荧光轮的感应器检测到激光发射感应器时，第二蓝光激光发射器发射出455nm激光，而此时第一蓝光激光发射器处于关闭状态，在第二传导光纤中传导，入射到混合式荧光轮，荧光出黄绿光，黄绿光经两级准直透镜准直后，经过全反射镜后，黄绿光偏转90度；当传感器感应到激光关闭感应线时，第二蓝光激光器停止发射，而第一蓝光激光器开始发射出455nm激光，在第一传导光纤中传导后，在光纤出口处与黄绿光合束。这样在一个旋转周期内，蓝光、黄光和绿光分别依次产生，并通过光纤沿同一个方向出射。
Claims (5)
1.一种光纤荧光轮混合式激光投影机，其特征在于：包括传导光纤、聚焦透镜、全反射镜、混合式荧光轮；传导光纤包括两部分，一部分将激光导入到光出口，另一部分将激光导入至混合式荧光轮；聚焦透镜用于将混合式荧光轮发出的荧光进行聚焦；全反射镜将聚焦后的荧光全部反射至光出口；其中，导入至混合式荧光轮的激光与混合式荧光轮荧光面的入射角度小于90度；
混合式荧光轮的正面设置黄色荧光段、绿色荧光段、非荧光段、激光发射感应线、激光关闭感应线；其中，非荧光段与荧光段相交的两个边缘分别设置激光发射感应线和激光关闭感应线；混合式荧光轮的背面设置激光感应器和控制器，该激光感应器与发射到混合式荧光轮上的激光点之间的连线垂直于该混合式荧光轮的表面，混合式荧光轮旋转过程中，当激光感应器对准激光发射感应线或激光关闭感应线时，控制器控制激光发射器开始工作或停止工作。
2.根据权利要求1所述的光纤荧光轮混合式激光投影机，其特征在于：所述混合式荧光轮上激发出荧光后经过准直透镜准直后再进行全反射至光出口。
3.根据权利要求1所述的光纤荧光轮混合式激光投影机，其特征在于：该激光投影机包括两路激光光源，一路通过传导光纤直接导入到光出口，另一路通过传导光纤导入至混合式荧光轮。
4.基于权利要求1所述光纤荧光轮混合式激光投影机的控制方法，所述激光发射器包括第一激光发射器、第二激光发射器，第一激光发射器通过第一传导光纤将激光传输至光出口，第二激光发射器通过第二传导光纤将激光传输至混合式荧光轮处，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1、控制混合式荧光轮匀速旋转，判断激光感应器检测到的信号，如果激光感应器检测到激光发射感应线时，执行步骤2，如果激光感应器检测到激光停止感应线时，执行步骤3；
步骤2、控制第二激光发射器开启，第一激光发射器关闭；
步骤3、控制第二激光发射器关闭，第一激光发射器开启。
5.根据权利要求4所述的光纤荧光轮混合式激光投影机的控制方法，其特征在于：判断激光感应器检测到的信号具体过程如下：
获取混合式荧光轮上的激光光点经过激光感应线的前一刻和后一刻的位置，如果激光光点依次经过荧光粉段、激光感应线、非荧光粉段，则该激光感应线为
激光停止感应线；如果激光光点依次经过非荧光粉段、激光感应线、荧光粉段，
则该激光感应线为激光发射感应线。
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