CN110764172A - 扩散滤光片、激光光源装置及其投影机 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及一种扩散滤光片，包括扩散层、透射层和滤光层，所述透射层位于所述扩散层和所述滤光层之间；所述扩散层能够对激光器发出的激发光进行散射；所述透射层能够被入射至该层的光透射；所述滤光层能够被所述激发光透射、并反射受激光；所述激发光是激光器发出的光，所述受激光是所述激发光激发波长转换材料产生的光。该扩散滤光片具有散射和滤光功能，用于激光光源装置，能够减少光学器件。
Description
技术领域
本发明属于激光设备技术领域，具体涉及一种扩散滤光片、激光光源装置及其投影机。
背景技术
激光具有很好的单色性，使用激光作为显示光源可以获得更广的色域范围，从而具有更加丰富的色彩表现，更高的色饱和度，并且亮度高，寿命长，能耗低。
激光显示设备的激光光源一般可分为三种，一种是以红、绿、蓝三基色激光为光源；一种为激光荧光光源，一般以蓝色激光激发荧光粉产生的红光、绿光及直接透过的蓝光为光源；还有一种混合光源，采用LED光源与激光荧光光源混合使用产生三基色的光源。由于激光是一种相干光，如果对激光不作任何处理，会因干涉产生散斑。
激光设备领域通常利用扩散片进行匀光和消除散斑。参照图1，现有技术中的一种扩散片1包括透射层11和扩散层12，入射光自透射层11一侧入射，经扩散层12散射后，出射散射光。参照图2，示例性的，现有技术中的一种激光光源装置包括激光器10、准直系统20、扩散片1、二向色镜(或滤光片、偏振片)30、会聚系统40、波长转换装置50。激光器10发出的激光光束，经准直系统20准直后，入射扩散片1，经扩散片1的扩散层12出射，会聚系统40对扩散片1出射的光会聚后，照射至波长转换装置50上的荧光材料上，产生所需要的激发光，激发光反射至二向色镜30，再被二向色镜30反射后，进入光路。
在上述现有技术中，扩散片作为一个独立的光学器件布局在激光光源装置中，扩散片对所有通过它的光都产生散射，没有选择性，且扩散片仅具有散射功能。
上述扩散片应用于激光光源装置的缺陷在于，在光路中额外增加一个光学器件进行光散射，需要对该器件进行针对性的结构设计，增大了设计难度；额外增加的光学器件导致成本高，装置的整体透过率低，光路复杂、器件重复，装置体积大。
发明内容
为了解决上述扩散片功能单一的技术问题，本发明实施例提出了一种扩散滤光片；为了解决上述激光光源装置中光学器件数量多、整体透过率低、成本高、光路复杂、装置体积大的技术问题，本发明实施例提出了一种激光光源装置。
本发明实施例提出了一种扩散滤光片，包括扩散层、透射层和滤光层，所述透射层位于所述扩散层和所述滤光层之间；所述扩散层能够对激光器发出的激发光进行散射；所述透射层能够被入射至该层的光透射；所述滤光层能够被所述激发光透射、并反射受激光；所述激发光是激光器发出的光，所述受激光是所述激发光激发波长转换材料产生的光。
本发明实施例还提出了一种扩散滤光片，包括扩散层和滤光层，所述滤光层与所述扩散层邻接；所述扩散层能够对激光器发出的激发光进行散射；所述滤光层能够被所述激发光透射、并反射受激光；所述激发光是激光器发出的光，所述受激光是所述激发光激发波长转换材料产生的光。
本发明实施例还提出了一种激光光源装置，包括，激光器，用于发射激发光；准直系统，用于对所述激光器发出的激发光进行准直；波长转换系统，所述波长转换系统具有波长转换材料，所述波长转换材料在所述激发光的激发下产生受激光；如上所述的扩散滤光片，所述扩散层用于对所述准直系统出射的准直光进行散射，所述扩散层出射的散射光能够透射所述透射层和所述滤光层后出射，所述滤光层能够反射所述受激光；会聚系统，用于会聚透射所述扩散滤光片的激发光，并收集所述受激光。
本发明实施例还提出了一种激光光源装置，其特征在于，包括，激光器，用于发射激发光；准直系统，用于对所述激光器发出的激发光进行准直；波长转换系统，所述波长转换系统具有波长转换材料，所述波长转换材料在所述激发光的激发下产生受激光；如权利要求2所述的扩散滤光片，所述扩散层用于对所述准直系统出射的准直光进行散射，所述扩散层出射的散射光能够透射所述滤光层后出射，所述滤光层能够反射所述受激光；会聚系统，用于会聚透射所述扩散滤光片的激发光，并收集所述受激光。
进一步，所述激光器为蓝光激光器，能够发射蓝光。
进一步，所述受激光为红色受激光、蓝色受激光、绿色受激光、黄色受激光中的一种或多种。
进一步，所述波长转换材料为红色荧光材料、绿色荧光材料、蓝色荧光材料、黄色荧光材料中的一种或多种。
本发明实施例还提出了一种激光投影机，包括如上所述的扩散滤光片。
本发明实施例还提出了一种激光投影机，包括如上所述的激光光源装置。
本发明实施例的有益效果：本发明实施例提出的扩散滤光片具有散射和滤光功能，用于激光光源装置，能够减少光学器件；本发明实施例提出的激光光源装置利用一个光学器件取代现有技术中两个光学器件，仍然具有良好的匀光和消散斑的技术效果，减少了光学器件，提高了装置的整体透过率，光路简单，降低了成本，减小了激光光源装置的体积。
附图说明
图1是现有技术的扩散片示意图；
图2是现有技术的激光光源装置示意图；
图3是本发明实施例的扩散滤光片的一种实施方式结构示意图；
图4是本发明实施例提出的一种激光光源装置示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本发明并不局限于附图和以下实施例。
实施例1扩散滤光片
参照图3，本实施例提出一种扩散滤光片G1，其可以用于激光光源装置，包括扩散层101、透射层102和滤光层103；所述透射层102位于所述扩散层101和所述滤光层103之间；所述扩散层101能够对激光器发出的激发光进行散射；所述透射层102不具有选择性，能够被入射至该层的光透射；所述滤光层103能够被所述激发光透射、并反射受激光。
所述激发光是激光器发出的光，在激光显示领域，例如激光投影机，可以是蓝色激光器发出的蓝色激光。
所述受激光是所述激发光激发波长转换材料产生的光，在激光显示领域，例如激光投影机，可以是红色受激光、蓝色受激光、绿色受激光、黄色受激光等。
在激光显示领域，例如激光投影机，激光器发出的激发光本身和受激光均可以输入激光投影机的光机系统，用于图像显示。
所述波长转换材料能够在激光器发出的激发光的激发下产生受激光，所述波长转换材料可以是荧光材料，例如红色荧光材料、绿色荧光材料、黄色荧光材料、蓝色荧光材料。激光器发出的激发光激发不同的荧光材料，产生受激光，如红光、绿光、黄光以及蓝光等。
具体的，波长转换材料，例如可以为硅酸盐荧光粉、氮化物荧光粉、铝酸盐荧光粉、氧化物荧光粉、氮氧化物荧光粉、氯化物荧光粉、酰氯化物荧光粉、硫化物荧光粉、氧硫化物荧光粉、卤化物荧光粉、硫属化物荧光粉、卤磷酸盐化物荧光粉、石榴石系化合物荧光粉等，本发明的波长转换材料并不限于上述种类。
本实施例中，所述扩散层101，例如，可以通过在被所述激发光透射的基体(例如玻璃等)表面涂布具有散射性能的材料或者镀上合适的膜层获得，或者利用激光蚀刻、化学蚀刻或其他物理方法在被所述激发光透射的基体(例如玻璃等)的表面进行微结构的构造获得。所述滤光层103亦通过常规手段获得，不再赘述。
示例性的，如图3所示，本实施例的扩散滤光片G1作为激光设备的一个元件工作时，激光器发出的激发光L1经扩散层101散射，出射光透过透射层102，再透过滤光层103，激光器发出的激发光激发波长转换装置(图中未示出)上的波长转换材料，产生受激光L2，受激光L2被滤光层103反射后，进入光路。
激光器发出的激发光经扩散层101散射后，能够实现匀场消相干功能。本实施例中的扩散滤光片兼具散射和滤光功能，相比现有技术中的扩散片增加了滤光功能，使其能够取代现有技术中扩散片和二向色镜(或滤光片、偏振片)的组合。
实施例2扩散滤光片
本实施例提出另一种扩散滤光片，用于激光光源装置，包括扩散层和滤光层，所述滤光层与所述扩散层邻接。所述扩散层能够对激光器发出的激发光进行散射；所述滤光层能够被所述激发光透射、并反射受激光。
所述激发光是激光器发出的光，在激光显示领域，例如激光投影机，可以是蓝色激光器发出的蓝色激光。
所述受激光是所述激发光激发波长转换材料产生的光，在激光显示领域，例如激光投影机，可以是红色受激光、蓝色受激光、绿色受激光、黄色受激光等。
在激光显示领域，例如激光投影机，激光器发出的激发光本身和受激光均可以输入激光投影机的光机系统，用于图像显示。
本实施例中，所述波长转换材料与实施例1相同，不再赘述。
本实施例中，所述扩散层，例如，可以通过将具有散射性能的材料、气泡或与基体折射率不同的材料分散到整个基体中获得。所述基体例如可以是玻璃等。所述滤光层亦通过常规手段获得，不再赘述。
示例性的，本实施例的扩散滤光片作为激光显示设备的一个元件工作时，激光器发出的激发光经扩散层散射，再透过滤光层，激光器发出的激发光激发波长转换装置上的波长转换材料，产生受激光，受激光被滤光层反射后，进入光路。
激光器发出的激发光经扩散层散射后，能够实现匀场消相干功能。本实施例中的扩散滤光片兼具散射和滤光功能，相比现有技术中的扩散片增加了滤光功能，使其能够取代现有技术中扩散片和二向色镜(或滤光片、偏振片)的组合。
实施例3激光光源装置
以下，示例性地提出一种激光光源装置的具体实施方式，本领域技术人员能够理解，在本说明书公开的内容的基础上，在激光设备领域，上述扩散滤光片在激光光源装置中的设置方式是本领域技术人员根据其具体特性及系统需求能够灵活设置的，因此，本发明的激光光源装置并不受下述具体实施方式的限制。
参照图4，示例性的，本实施例提出一种激光光源装置，包括激光器100、准直系统200、扩散滤光片G1、会聚系统300和波长转换系统400。
所述激光器100例如为蓝光激光器，发射蓝光，作为激发光；
所述准直系统200为透镜或透镜组，用于对激光器100发射的激发光进行准直；
所述会聚系统300为透镜或透镜组，用于对扩散滤光片G1的出射光进行会聚；
所述波长转换系统400，例如，包括环形基板，在基板的圆周方向设置有反射部，波长转换材料设置于反射部上，波长转换材料在激光器发出的激发光的激发下产生受激光；在激光显示领域，例如激光投影机，激光器发出的激发光本身和受激光均可以输入激光投影机的光机系统，用于图像显示。
激光器100发出的激发光入射至准直系统200，准直系统200出射的准直光入射所述扩散滤光片G1的扩散层101，扩散层101对入射的激发光进行散射，扩散层101的出射光透射透射层102和滤光层103后出射；滤光层103的出射光经会聚系统300会聚后照射至波长转换系统400的波长转换材料上，激发波长转换材料产生受激光，受激光被波长转换系统400的反射部反射，经会聚系统300收集后，再入射至所述滤光层103，被滤光层103反射后，进入光路。
本实施例中，所述波长转换材料与实施例1相同，不再赘述。
显然，本领域技术人员能够理解，本发明实施例2公开的扩散滤光片也能够应用于激光光源装置，其具体光路结构是本领域技术人员在本说明书公开内容的基础上，能够灵活设置的，不再赘述。
本实施例的激光光源装置采用扩散滤光片匀光和消除散斑，利用一个光学器件取代现有技术中的扩散片和二向色镜(或滤光片、偏振片)的组合，减少了光学器件，光路简单，提高了装置的整体透过率，降低了成本，减小了激光光源装置的体积，而仍然具有良好的匀光和消散斑效果。
以上实施例对激光光源装置的具体组成和结构所作的说明是以例举的方式充分公开本发明，以利于本领域技术人员理解和实施，本领域技术人员能够理解，在光学技术领域，为实现相同的目的，可以采用不同的光学器件的组合，因此，本发明的激光光源装置不限于说明书中的具体结构。
实施例4激光投影机
本实施例提出一种激光投影机，该激光投影机包括上述扩散滤光片。
本实施例还提出一种激光投影机，该激光投影机包括上述激光光源装置。
本领域技术人员能够理解，尽管本发明的实施例以激光显示设备为例，对扩散滤光片的应用方式进行了说明，但本发明实施例的扩散滤光片、激光光源装置显然不限于用于激光显示领域，其同样可以用于其他激光设备领域，例如激光照明领域。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种扩散滤光片，其特征在于，包括扩散层、透射层和滤光层，所述透射层位于所述扩散层和所述滤光层之间；所述扩散层能够对激光器发出的激发光进行散射；所述透射层能够被入射至该层的光透射；所述滤光层能够被所述激发光透射、并反射受激光；所述激发光是激光器发出的光，所述受激光是所述激发光激发波长转换材料产生的光。
2.一种扩散滤光片，其特征在于，包括扩散层和滤光层，所述滤光层与所述扩散层邻接；所述扩散层能够对激光器发出的激发光进行散射；所述滤光层能够被所述激发光透射、并反射受激光；所述激发光是激光器发出的光，所述受激光是所述激发光激发波长转换材料产生的光。
3.一种激光光源装置，其特征在于，包括，
激光器，用于发射激发光；
准直系统，用于对所述激光器发出的激发光进行准直；
波长转换系统，所述波长转换系统具有波长转换材料，所述波长转换材料在所述激发光的激发下产生受激光；
如权利要求1所述的扩散滤光片，所述扩散层用于对所述准直系统出射的准直光进行散射，所述扩散层出射的散射光能够透射所述透射层和所述滤光层后出射，所述滤光层能够反射所述受激光；
会聚系统，用于会聚透射所述扩散滤光片的激发光，并收集所述受激光。
4.一种激光光源装置，其特征在于，包括，
激光器，用于发射激发光；
准直系统，用于对所述激光器发出的激发光进行准直；
波长转换系统，所述波长转换系统具有波长转换材料，所述波长转换材料在所述激发光的激发下产生受激光；
如权利要求2所述的扩散滤光片，所述扩散层用于对所述准直系统出射的准直光进行散射，所述扩散层出射的散射光能够透射所述滤光层后出射，所述滤光层能够反射所述受激光；
会聚系统，用于会聚透射所述扩散滤光片的激发光，并收集所述受激光。
5.如权利要求3或4所述的激光光源装置，其特征在于，所述激光器为蓝光激光器，能够发射蓝光。
6.如权利要求3或4所述的激光光源装置，其特征在于，所述受激光为红色受激光、蓝色受激光、绿色受激光、黄色受激光中的一种或多种。
7.如权利要求3或4所述的激光光源装置，其特征在于，所述波长转换材料为红色荧光材料、绿色荧光材料、蓝色荧光材料、黄色荧光材料中的一种或多种。
8.一种激光投影机，其特征在于，包括如权利要求1-2之一所述的扩散滤光片。
9.一种激光投影机，其特征在于，包括如权利要求3-7之一所述的激光光源装置。
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