CN111381424A - 激光光源及激光投影机 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种激光光源及激光投影机，属于激光投影显示领域。所述激光光源包括：蓝色激光器、聚光装置和荧光装置，所述聚光装置位于所述蓝色激光器和所述荧光装置之间；所述蓝色激光器用于发出蓝色激光；所述聚光装置用于将接收的蓝色激光折射得到非准直的蓝色激光后，传输至所述荧光装置；所述荧光装置为管状结构，所述荧光装置的内表面中至少部分区域为荧光区，所述荧光区用于在蓝色激光的激发下发出荧光，所述荧光装置的管壁用于反射接收的蓝色激光和所述荧光；所述荧光装置用于输出不同颜色的光。本发明提高了荧光粉的实际激发效率。本发明用于激光光源的设计。

Description

激光光源及激光投影机

技术领域

本发明涉及激光投影显示领域，特别涉及一种激光光源及激光投影机。

背景技术

激光光源是一种光亮度高、方向性强、发出单色相干光束的光源，由于激光光源的诸多优点，近年来逐渐被应用于投影显示领域。

目前的激光光源的结构通常至少包括：激光器、光束整形装置、荧光轮、滤色轮和光棒。该激光光源的工作过程包括：激光器发出激光，该激光通过光束整形装置进行径缩处理(也即是将激光的光斑直径压缩)得到径缩后的激光，该径缩后的激光照射在荧光轮上，一部分从荧光轮透射，另一部分激发荧光轮上的荧光粉输出至少一种颜色的荧光，该至少一种颜色的荧光通过滤色轮的过滤处理得到至少一种颜色的光，该透射的激光和该至少一种颜色的光通过光棒的匀光处理后实现激光光源的照明功能。

但是，由于激光经过径缩处理后，其照射到荧光粉上的能量密度较大，且在激发荧光粉的激光的能量密度达到一定密度后，该激发荧光粉的激光对荧光粉的激发效率具有一定的影响，该影响使得荧光粉的实际激发效率与该激光的能量密度负相关，也即是当激发荧光粉的激光的能量密度越大时，实际激发出的荧光较少。因此，目前的激光光源的结构容易导致荧光粉的实际激发效率较低。

发明内容

本发明实施例提供了一种激光光源和激光投影机，能够解决荧光粉实际激发效率较低的问题，采用技术方案如下：

第一方面，提供了一种激光光源，所述激光光源包括：

蓝色激光器、聚光装置和荧光装置，所述聚光装置位于所述蓝色激光器和所述荧光装置之间；

所述蓝色激光器用于发出蓝色激光；

所述聚光装置用于将接收的蓝色激光折射得到非准直的蓝色激光后，传输至所述荧光装置；

所述荧光装置为管状结构，所述荧光装置的内表面中至少部分区域为荧光区，所述荧光区用于在蓝色激光的激发下发出荧光，所述荧光装置的管壁用于反射接收的蓝色激光和所述荧光；

所述荧光装置用于输出不同颜色的光。

第二方面，提供了一种激光投影机，所述激光投影机包括：

光机、投影镜头和激光光源，所述激光光源为第一方面所述的激光光源；

所述光机用于在受到所述激光光源出射的光束的照射时，将所述光束调制生成影像光束；

所述投影镜头用于将所述影像光束投射至投影屏幕上。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明实施例提供的激光光源以及激光投影机，由于激光光源中的荧光装置具有反射作用，保证了荧光装置的有效出光，提高了激光光源对蓝色激光和荧光的收光效率。进一步的，由于聚光装置将蓝色激光折射得到非准直的蓝色激光，而该非准直的蓝色激光照射到荧光粉上的能量密度相较于径缩处理的蓝色激光的照射到荧光粉上的能量密度较小，当该非准直的蓝色激光照射至荧光粉上时，降低了对荧光粉的激发效率的影响，提高了荧光粉的实际激发效率，从而提高了该激光光源的发光效率。因此，该激光光源在保证了蓝色激光和荧光的收光效率的同时，也提高了激光光源的发光效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施例，下面将对实施例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是本发明部分实施例涉及的一种实施环境示意图。

图2是现有的一种激光光源的结构示意图。

图3是发散角的示意图。

图4是本发明一示意性实施例提供的一种激光光源的结构示意图。

图5是本发明一示意性实施例提供的一种荧光装置的截面示意图。

图6是本发明一示意性实施例提供的一种激光光源的结构示意图。

图7是本发明一示意性实施例提供的一种激光光源的结构示意图。

图8是本发明一示意性实施例提供的一种手电的结构示意图。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，其示出了本发明部分实施例所涉及的实施环境的示意图。该实施环境可以包括：激光光源10、光机20和投影镜头30，该激光光源10、光机20和投影镜头30沿光束传输方向依次排列。其中，激光光源10用于出射光束，光机20用于在受到激光光源10出射的光束的照射时，将光束调制得到影像光束，投影镜头30用于将影像光束投射至投影屏幕40上。示例的，上述激光光源10、光机20和投影镜头30可以应用于激光投影机1中。

目前的激光投影机的激光光源有多种，该激光光源可以包括：至少一个激光器，激光光源用于发射至少一种颜色的激光。示例的，该激光光源可以是单色激光光源(即包括一个激光器且该激光器发射一种颜色的激光)，也可以是多色激光光源(即包括多个激光器且激光器共发射多种颜色的激光)。例如，当该激光光源为单色激光光源时，该激光光源包括的一个激光器可以是蓝色激光器、红色激光器或者绿色激光器；当该激光光源为多色激光光源时，该多个激光器可以包括蓝色激光器、红色激光器和/或者绿色激光器。

如图2所示，该激光光源10至少包括荧光轮110、滤色轮120、蓝色激光器130、合光部件140、光束整形部件150和光收集部件160。该蓝色激光器130、光束整形部件150、合光部件140、荧光轮110、滤色轮120和光收集部件160沿蓝色激光的传输方向依次排列。其中，蓝色激光器130用于发出蓝色激光。光束整形部件150用于将蓝色激光器130发出的蓝色激光进行径缩处理得到径缩后的准直的蓝色激光，并将该准直的蓝色激光传输至合光部件140。合光部件140用于将接收的蓝色激光传输至荧光轮110，合光部件140还用于将荧光轮110透射的蓝色激光传输至滤色轮120，该蓝光激光为蓝色激光照射到透射区后，由透射区透射的蓝色激光，合光部件140还用于将荧光轮110发出的荧光传输至滤色轮120，荧光由蓝色激光照射荧光区所产生。滤色轮120用于在转动时，时序性地输出红光、蓝光和绿光，该红光和绿光由滤色轮120对荧光进行过滤处理得到，该蓝光由滤色轮120透射蓝色激光得到。光收集部件160用于对红光、蓝光和绿光进行匀光处理。

该激光光源的出光过程为：蓝色激光器130发出的蓝色激光，由光束整形装置150对蓝色激光束形后，出射至合光部件140，再透射至荧光轮110；荧光轮110时序性地转动，当蓝色激光照射到荧光轮110上的透射区时，蓝色激光从荧光轮110透射，经过蓝色激光的中继回路光路(指图2中蓝色激光从荧光轮110传输至合光部件140的光路回路)后再次透过合光部件140，并经过滤色轮120后进入光收集部件160；当蓝色激光照射到荧光轮110上的荧光区时，激发荧光区上的荧光粉发出至少一种颜色的荧光(例如图2中的黄色荧光和/或绿色荧光)，激发出的荧光反向传输，由合光部件140反射至滤色轮120，然后进入光收集部件160。上述三种颜色的光(简称三色光)经过光收集部件160后，通过光机20的调制生成影像光束，该影像光束传输至投影镜头30，最终实现三色光的图像输出。

但是，由于蓝色激光经过径缩处理后，其照射到荧光粉上的能量密度较大，且在激发荧光粉的激光的能量密度达到一定密度后，该激发荧光粉的激光对荧光粉的激发效率具有一定的影响，该影响使得荧光粉的实际激发效率与该激光的能量密度负相关，也即是当激发荧光粉的激光的能量密度越大时，实际激发出的荧光较少。因此，目前的激光光源的结构容易导致荧光粉的实际激发效率较低。

为了方便读者理解，本发明实施例对下文涉及的一些定义进行解释。

发散角θ：光束发散角为光束半径对远场轴向位置的导数。如图3所示，发散角为光束上相对于光轴L2对称的两点p1、p2分别与焦点的连线的夹角，该焦点为光束光轴所在直线L2和束腰直径L1的焦点。

半发散角1/2θ：光束发散角的一半。如图3所示，半发散角为光束上相对于光轴L2对称的一点p1或p2与焦点的连线的夹角，该焦点为光束光轴所在直线L2和束腰直径L1的焦点。

色温：表示光线中包含颜色成分的一个计量单位。从理论上讲，色温是指绝对黑体从绝对零度(-273℃)开始加温后所呈现的颜色。如果某一光源发出的光，与某一温度下黑体发出的光所含的光谱成分相同，即称该某一光源的色温为该黑体的温度加上273K(开尔文)。例如100W(瓦特)灯泡发出光的颜色与绝对黑体在2527K时的颜色相同，该灯泡发出的光的色温为2527K+273K＝2800K。

光通量：发光体每秒钟所发出的光量的总和，单位为lm(流明)。

激发效率：发光体受到每瓦特能量的激发时发出的光量的总和，单位为lm/W。

准直光：光束中的光线相互平行。

非准直光：也即是发散光，也即是光束中的光线不平行。

光学扩展量：光源和照明系统的匹配参量。

光学扩展量守恒：指的是光源和照明系统的光学扩展量相同，对应本发明实施例，则为激光光源与光机和投影镜头的光学扩展量相同。

本发明实施例提供了一种激光光源，可以解决上述问题。请参考图4，图4是本发明实施例提供的一种激光光源的结构示意图。其中，假设激光光源中的一个激光器为蓝色激光器。则该激光光源10包括：

蓝色激光器101、聚光装置102和荧光装置103，聚光装置102位于蓝色激光器101和荧光装置103之间。

蓝色激光器101用于发出蓝色激光。示例的，该蓝色激光通常为准直的蓝色激光。聚光装置102用于将接收的蓝色激光折射得到非准直的蓝色激光后，传输至荧光装置103。示例的，该聚光装置102可以是一个具有折射功能的透镜，也可以是一个具有折射功能的透镜系统，其由多个透镜组成。实际应用中，该聚光结构102可以是一个凸透镜。该非准直的蓝色激光指的是半发散角为α的蓝色激光，0°<α<90°。

荧光装置103为管状结构，荧光装置103的内表面中至少部分区域为荧光区(图4中以荧光装置103的内表面的黑色区域表示荧光区)，荧光区用于在蓝色激光的激发下发出荧光，荧光装置103的管壁用于反射接收的蓝色激光和荧光。该荧光装置103用于输出不同颜色的光。示例的，该不同颜色的光可以是三基色所需的光。如该不同颜色的光可以包括黄光、蓝光和绿光，或者包括红光、绿光和蓝光，或者包括红光、黄光和蓝光，或者包括黄光、绿光、红光和蓝光。需要说明的是，该荧光区的形状可以为环形，也可以为条形，本申请实施对此不做限定。

其中，为了使荧光区可以在蓝色激光的激发下发出不同颜色的荧光，该荧光区的表面设置有不同颜色的荧光粉，从而使该荧光区在受到蓝色激光的照射时，可以通过激发相应颜色的荧光粉，以发出荧光粉所对应颜色的光。因此，该荧光区可以根据设置的荧光粉的颜色划分为多个对应颜色的子荧光区。示例的，该荧光粉的颜色可以是绿色、黄色、红色和/或橙色，则该多个子荧光区可以包括：与前述颜色一一对应的绿色子荧光区、黄色子荧光区、红色子荧光区和/或橙色子荧光区。

上述激光光源10的出光过程为：蓝色激光器101发出蓝色激光，该蓝色激光经过聚光装置102折射后成为非准直的蓝色激光，该非准直的蓝色激光进入荧光装置103后照射至该荧光装置103的管壁上。其中，照射至管壁内表面上荧光区的部分蓝色激光，激发该荧光区上的荧光粉输出至少一种颜色的荧光(如图4所示的黄色荧光和/或绿色荧光)，该至少一种颜色的荧光和照射至管壁其他区域(即除荧光区之外的区域)的部分蓝色激光，经过管壁的多次漫反射(入光角度为第二角度的光照射至荧光区时，该荧光粉对上述光造成的反射为漫反射)和反射后输出，未照射至荧光装置103内表面的部分蓝色激光直接输出，实现激光光源的照明功能。

综上所述，本发明实施例提供的激光光源中，由于荧光装置具有反射作用，保证了荧光装置的有效出光，提高了激光光源对蓝色激光和荧光的收光效率。进一步的，由于聚光装置将蓝色激光折射得到非准直的蓝色激光，而该非准直的蓝色激光的照射至荧光粉上的能量密度相较于径缩处理的蓝色激光的照烧至荧光粉上的能量密度较小，当该非准直的蓝色激光照射至荧光粉上时，降低了对荧光粉的激发效率的影响，提高了荧光粉的实际激发效率，从而提高了该激光光源的发光效率。因此，该激光光源在保证了蓝色激光和荧光的收光效率的同时，也提高了激光光源的发光效率。

可选的，荧光装置103的内表面中部分区域为荧光区，荧光装置103还具有反射区，该反射区在荧光装置内表面上的正投影覆盖荧光区，该反射区包覆该荧光区。该反射区用于反射该荧光装置中传输的光(蓝色激光和蓝色激光激发的荧光)。例如，该反射区包括第一反射区和第二反射区。其中，该第一反射区在荧光装置内表面上的正投影与荧光区不重叠，该第一反射区通常相较于荧光区远离荧光装置的入口(该荧光装置的入口为荧光装置靠近蓝色激光器一端的开口)布置。该第一反射区通过多次反射荧光装置中传输的光(例如对光进行全反射)，从而使得该光的亮度更加均匀，以达到对荧光装置103中传输的光的匀化。该第二反射区在所述荧光装置内表面上的正投影与荧光区重叠，如外表面区域和管壁区域等，例如，该第二反射区可以通过涂覆在荧光装置内表面的反射膜实现，相应的，该荧光区可以通过涂覆在该反射膜上的荧光粉实现。该第二反射区通过多次反射荧光装置中传输的光，以避免该荧光装置中的光的损耗，从而保证荧光装置的有效出光，提高了激光光源的收光效率，同时，对光的多次反射也使得光线更为均匀。因此，由于该荧光装置中存在反射区，在保证了荧光装置的有效出光的同时，输出的光的亮度更加均匀，从而使得该激光光源不需要光棒即可实现对光的匀光处理。

实际应用中，荧光区通常位于荧光装置103靠近蓝色激光器101的一端，也即是位于荧光装置入口所在端。这样，该荧光区出射的荧光可以经过反射区更多次数的反射，从而使得荧光装置输出的荧光的亮度更加均匀，进而使该荧光装置的匀光作用更强。

可选的，荧光装置103可以为方形管状结构(即荧光装置的横截面的形状为两个嵌套的矩形，该横截面垂直于荧光装置的延伸方向)，也可以为菱形管状结构(即荧光装置的横截面的形状为两个嵌套的菱形，该横截面垂直于荧光装置的延伸方向)。由于方形管状结构和菱形管状结构为轴对称，因此，降低了制造工艺的难度。

为了使荧光装置103的管壁可以反射接收的蓝色激光和荧光，该荧光装置103的管壁可以设置有反射膜层，例如反射率>90％的高反射膜层。示例的，该高反射膜层可以为高反射铝膜或者高反射银膜。或者，该荧光装置103的管壁还可以由高反射的材料制成。

实际应用中，由于该激光光源需要满足光学扩展量守恒，因此，激光光源10还包括：角度滤光片104，角度滤光片104设置在荧光装置103远离蓝色激光器101的一端。该角度滤光片104用于透射入光角度(也即是入射角)处于第一角度范围的光，反射入光角度处于第二角度范围的光，第一角度范围中的角度小于第二角度范围中的角度。其中，第一角度范围与第二角度范围的并集为0-90，两者不存在交集，且该第一角度范围的上限小于指定角度，该第二角度范围的下限大于指定角度。示例的，该角度滤光片可以是具有光学膜层的透光器件。

在确定了激光光源配置中的光机与投影镜头的类型后，根据光学扩展量守恒的原则，该激光光源的光学扩展量为定值，而前述该指定角度与光学扩展量相关，因此当确定了光学扩展量时，可以根据该光学扩展量计算得到指定角度。其中，该光学扩展量U和指定角度的关系，满足：

U＝πA×sin²δ，A为荧光装置被光束照射的面积，也即是荧光装置的横截面的面积，δ为光束照射的面积的法线与光束的立体角的光轴的夹角，也即是指定角度。

在实际的激光光源的设计中，通常要使其出射的光的色温达到某一范围内，因此，需要配比激光光源出射的不同颜色的光的光功率。由于光的颜色与激光器和荧光粉有关，且由于某一颜色的荧光的光功率与该颜色的荧光粉的涂覆(也即是该颜色的子荧光区)的面积、蓝色激光照射至该颜色的子荧光区的能量密度、荧光装置的横截面积、照射至该颜色的子荧光区的蓝色激光的光功率和照射至该颜色的子荧光区的蓝色激光的第一入光角范围(也即是半发散角的范围)有关。因此，在设计荧光装置中各个子荧光区的面积(也即是各个颜色的荧光粉的涂覆的面积)时，应该考虑蓝色激光照射至该颜色的子荧光区的能量密度、第一入光角范围、照射至该颜色的子荧光区的蓝色激光的光功率以及荧光装置的横截面积。其中，该第一入光角范围为蓝色激光通过荧光装置靠近蓝色激光器的一端的开口所在面时，该蓝色激光的传输方向与开口所在面的法向的夹角的角度范围。

示例的，如图4和5所述，假设荧光装置103方形管状结构，其横截面(该横截面垂直于荧光装置的延伸方向)的形状为两个嵌套的矩形，即呈“回”字形，该两个嵌套的矩形中位于内部的矩形(对应该荧光装置的内表面)的面积为a×b平方毫米，其中a为位于内部的矩形的宽度，单位为毫米，b为位于内部的矩形的长度，单位为毫米，该荧光装置103的内表面具有一个荧光区，且位于该荧光装置103靠近蓝色激光器101的一端。该荧光区包括：黄色子荧光区和绿色子荧光区，蓝色激光的半发散角的角度范围为0°-50°，该蓝色激光的光功率为100W，且能量分布均匀，也即是每1°的蓝色激光的光功率为1W，即能量密度为1，各个颜色的荧光粉的激光效率均为300lm/W，根据该激光光源的光学扩展量守恒，计算得到该荧光装置的角度滤光区透射的光的入光角的第一角度范围的最大值为10°，且假设该激光光源所需输出的色温约为7500K。

则，该荧光装置的角度滤光区透射的蓝色激光的入光角的第一角度范围的最大值为10°，也即是蓝色激光中不用于激发荧光粉的蓝色激光(即蓝色激光中除用于激发荧光粉的部分蓝色激光之外的另一部分蓝色激光)的最大半发散角γ的角度为10°，未照射到荧光粉上的蓝色激光的光功率约为10×2×1＝20W(光通量为612lm)，激光光源出射的蓝色激光的光功率约为20W，照射到荧光粉上的蓝色激光的光功率约为100-20＝80W，荧光装置出射的荧光的光功率为80W，荧光的光通量为80W×300lm//W＝24000lm，照射至荧光区的蓝色激光(即蓝色激光中用于激发荧光粉的部分蓝色激光)的最大半发散角β角度为50-10＝40°，根据7500K色温的要求，确定黄光和绿光的光功率的比例为2:1，则黄光和绿光的光通量的比例为2:1，该黄色子荧光区和绿色子荧光区的面积比2:1。荧光区的总面积为2ab×[(tanβ-tanγ)/(tanγ×tanβ)]，黄色子荧光区的面积为2/3×2ab[(tanβ-tanγ)/(tanα×tanγ)]，绿色子荧光区的面积为1/3×2ab[(tanβ-tanγ)/(tanγ×tanβ)]。激光光源输出的黄光、绿光和蓝光的光通量为24000+612＝24612lm。

进一步的，由于该荧光装置需要输出蓝色激光，因此，该荧光装置的长度L满足：L>a×[(tanβ-tanγ)/(tanγ×tanβ)]，且L>b×[(tanβ-tanγ)/(tanγ×tanβ)]。

进一步的，由于荧光装置中荧光区出射的荧光为朗勃体，因此，一部分荧光可能输出至荧光装置入口，进而通过该荧光装置入口射出，并且，上述角度滤光片反射的光也可能从该荧光装置入口射出。这样会造成光的损耗。

基于此，本发明实施例提供的激光光源10还包括：二向色件105，二向色件105设置在荧光装置103靠近蓝色激光器101的一端。该二向色件105用于透射蓝色激光(短波长的光)，并反射荧光(长波长的光)。示例的，该二向色件105可以是具有光学膜层的透光器件，例如滤色片或者二向色片。这样，避免了输出至该荧光装置入口处的一部分荧光和角度滤光片反射的光从荧光装置入口射出，减少光的损耗。

可选的，该激光光源10还包括：滤色轮106，该滤色轮106位于荧光装置103远离蓝色激光器101的一侧，滤色轮106用于时序性地输出不同颜色的光。示例的，该滤色轮106用于时序性地输出红光、蓝光、绿光和黄光；或者，该滤色轮106用于时序性地输出红光、绿光和蓝光。

由于当该荧光装置的荧光区包括多个子荧光区时，该荧光装置在同一时间会输出不同颜色的光，因此，该滤色轮106可以包括红光滤光区、绿光滤光区、黄光滤光区和蓝光滤光区至少三个滤色区(红光滤光区、绿光滤光区、黄光滤光区和蓝光滤光区的统称)，以使得激光光源可以在同一时间仅输出一种颜色的光。其中，该红光滤光区用于将荧光装置输出的不同颜色的光进行过滤处理得到红光，绿光滤光区用于将荧光装置输出的不同颜色的光进行过滤处理得到绿光，黄光滤光区用于将荧光装置输出的不同颜色的光进行过滤处理得到黄光，蓝光滤光区用于将荧光装置输出的不同颜色的光进行过滤处理得到蓝光。根据滤色轮输出的光的颜色的不同，该滤色轮可以包括不同的滤光区。示例的，滤色轮输出的不同颜色的光包括红光、黄光、绿光和蓝光，相应的，滤色轮包括红光滤光区、黄光滤光区、绿光滤光区和蓝光滤光区；滤色轮输出的不同颜色的光包括红光、绿光和蓝光，相应的，滤色轮包括红光滤光区、绿光滤光区和蓝光滤光区。

则，该激光光源10的出光过程包括：蓝色激光器101发出的蓝色激光，该蓝色激光经过聚光装置102折射后成为非准直的蓝色激光，该非准直的蓝色激光进入荧光装置103后照射至该荧光装置103的管壁上。其中，照射至管壁内表面上荧光区的部分蓝色激光，激发该荧光区上的荧光粉输出至少一种颜色的荧光，输出至荧光装置入口的部分荧光经过二向色件105和荧光装置103的管壁反射，传输至角度滤光片104；除却输出至荧光装置入口的部分荧光的另一部分荧光和未照射至管壁内表面上荧光区的部分蓝色激光通过荧光装置103的管壁反射，传输至角度滤光片104；未照射至荧光装置103内表面的部分蓝色激光直接传输至角度滤光片104。该角度滤光片104将入光角度为第一角度的光(蓝色激光和荧光)透射输出，将入光角度为第二角度的光反射至荧光装置103的管壁，经过管壁和二向色件105多次漫反射和反射后，成为第一角度的光通过角度滤光片104输出。最终从荧光装置103输出的不同颜色的光，也即是荧光和蓝色激光，出射至滤色轮106，经过过滤处理后，从该激光光源出射，实现激光光源的照明功能。

可选的，如图6所示，该激光光源10还包括：散热结构107，该散热结构107设置在荧光装置103的管壁外侧。散热结构107用于对荧光装置103进行散热。示例的，该散热结构107可以是连接在管壁外侧的贴片散热器或者环绕在管壁外侧的液冷散热器。由于该荧光装置的管壁外侧上设置有散热结构，因此，可以有效地解决该荧光装置中蓝色激光激发荧光粉时产生的热量的问题，增加激光光源的寿命。

请参考图7，图7是本发明实施例提供的另一种激光光源10的结构示意图。其中，图7以激光光源为双色激光光源为例进行说明，图7假设一个激光器为蓝色激光器，另一个激光器为红色激光器。

在图7中，该激光光源10还包括红色激光器108，该红色激光器108用于发出红色激光。可选的，该激光光源10还包括合光部件109，该合光部件109用于将接收到的蓝色激光和红色激光传输至聚光装置102。图7中的蓝色激光器101、聚光装置102、荧光装置103、角度滤光片104、二向色件105和滤色轮106的结构与原理可以参考前述图4所示的激光光源10，本发明实施例对此不再赘述。

示例的，该激光光源的出光过程包括：蓝色激光器101发出的蓝色激光，红色激光器108发出的红色激光，该激光(为红色激光和蓝色激光的统称)经过聚光装置102折射后成为非准直的激光，该非准直的激光进入荧光装置103后照射至该荧光装置103的管壁上。其中，照射至管壁内表面上荧光区的部分激光，激发该荧光区上的荧光粉输出至少一种颜色的荧光(例如图7中的黄色荧光和/或绿色荧光)，输出至荧光装置入口的部分荧光经过二向色件105和荧光装置103的管壁反射，传输至角度滤光片104输出；未照射至管壁内表面上荧光区的部分激光和除却输出至荧光装置入口的部分荧光的另一部分荧光通过荧光装置103的管壁反射，传输至角度滤光片104输出，未照射至荧光装置103内表面的部分蓝色激光直接传输至角度滤光片104。该角度滤光片104将入光角度为第一角度的光(蓝色激光和荧光)透射输出，将入光角度为第二角度的光反射至荧光装置的管壁，经过管壁和二向色件105多次漫反射和反射后，成为第一角度的光通过角度滤光片104输出。最终从荧光装置103输出的不同颜色的光，也即是荧光和激光，出射至滤色轮106，经过过滤处理后，从该激光光源出射，实现激光光源的照明功能。

需要说明的是，该激光光源出射的红光包括红色激光器发出的红色激光和/或由黄色荧光经过滤色轮的过滤处理后得的红光。

上述图7所示的激光光源中的红色激光光源可以替换成绿色激光器，绿色激光器用于发出绿光激光。此时，该激光光源的出光过程与上述出光过程相同，本发明实施例对此不再赘述。仅需说明的是，该激光光源出射的红光为由黄色荧光经过滤色轮的过滤处理后得的红光，该激光光源出射的绿光包括绿色激光器发出的绿色激光和/或由绿色荧光经过滤色轮的过滤处理后得的绿光。

本发明实施例提供了再一种激光光源，该激光光源可以为三色激光光源，则一个激光器可以为蓝色激光器，另一个激光器可以为红色激光器，再一激光器可以为绿色激光器。该三色激光器和上述双色激光器的出光过程基本相同，本发明实施例对此不做赘述。

综上所述，本发明实施例提供的激光光源中，由于荧光装置具有反射作用，保证了荧光装置的有效出光，提高了激光光源对蓝色激光和荧光的收光效率，同时，该反射作用使得该荧光装置具有匀光作用。进一步的，由于聚光装置将蓝色激光折射得到非准直的蓝色激光，而该非准直的蓝色激光照射到荧光粉上的能量密度，相较于径缩处理的蓝色激光的照射到荧光粉上的能量密度较小，当该非准直的蓝色激光照射至荧光粉上时，降低了对荧光粉的激发效率的影响，提高了荧光粉的实际激发效率，从而提高了该激光光源的发光效率。因此，该激光光源在保证了蓝色激光和荧光的收光效率的同时，也保证了激光光源的发光效率。同时，当该激光光源不包括滤色轮时，该激光光源可以用于手电等照明系统，由于该激光光源可以同时输出多种颜色的光，因此，其总体的发光效率较高。

进一步的，由于该荧光装置的管壁外侧上设置有散热结构，因此，有效地解决了该荧光装置中蓝色激光激发荧光粉时产生的热量的问题，增加了该激光光源的寿命。

如图1所示，本发明实施例提供了一种激光投影机，该激光投影机包括：激光光源10、光机20和投影镜头30，该激光光源10为上述任一的激光光源。光机20位于激光光源10和投影镜头30之间。其中，该光机20用于在受到激光光源10出射的光束的照射时，将光束调制生成影像光束。示例的，该光机包括光阀，该光阀可以是数字微镜器件(英文：DigitalMicro mirror Device，简称：DMD)。投影镜头30用于将影像光束投射至投影屏幕40上。

综上所述，本发明实施例提供的激光投影机，由于激光投影机中激光光源的荧光装置具有反射作用，保证了激光光源对蓝色激光和荧光的收光效率。进一步的，由于聚光装置将蓝色激光折射得到非准直的蓝色激光，而该非准直的蓝色激光照射到荧光粉上的能量密度相较于径缩处理的蓝色激光的照射到荧光粉上能量密度较小，当该非准直的蓝色激光照射至荧光粉上时，降低了对荧光粉的激发效率的影响，提高了荧光粉的实际激发效率，从而提高了该激光光源的发光效率。因此，该激光光源在保证了蓝色激光和荧光的收光效率的同时，也提高了激光光源的发光效率，进而提高了激光投影机的发光效率。

如图8所示，本发明实施例提供了一种手电2，其包括上述任一的激光光源10。进一步的，该手电还可以包括：壳体21，该激光光源10位于该壳体21中，该壳体21可以为管状结构，其一端设置有尾盖(该尾盖和壳体可以为一体结构)，另一端设置有出光结构22，该出光结构22可以为聚光透镜，该壳体21中还可以设置用于给激光光源供电的电池23，该壳体21上还可以设置有控制结构24，如控制按钮等。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种激光光源，其特征在于，所述激光光源包括：

蓝色激光器、聚光装置和荧光装置，所述聚光装置位于所述蓝色激光器和所述荧光装置之间；

所述蓝色激光器用于发出蓝色激光；

所述聚光装置用于将接收的蓝色激光折射得到非准直的蓝色激光后，传输至所述荧光装置；

所述荧光装置为管状结构，所述荧光装置的内表面中至少部分区域为荧光区，所述荧光区用于在蓝色激光的激发下发出荧光，所述荧光装置的管壁用于反射接收的蓝色激光和所述荧光；

所述荧光装置用于输出不同颜色的光。

2.根据权利要求1所述的激光光源，其特征在于，所述激光光源还包括：

角度滤光片，所述角度滤光片设置在所述荧光装置远离所述蓝色激光器的一端，所述角度滤光片用于透射入光角度处于第一角度范围的光，反射入光角度处于第二角度范围的光，所述第一角度范围中的角度小于所述第二角度范围中的角度。

3.根据权利要求1所述的激光光源，其特征在于，所述激光光源还包括：

二向色件，所述二向色件设置在所述荧光装置靠近所述蓝色激光器的一端，所述二向色件用于透射蓝色激光，并反射荧光。

4.根据权利要求1所述的激光光源，其特征在于，

所述荧光装置的内表面中部分区域为所述荧光区，所述荧光装置还具有反射区，所述反射区在所述荧光装置内表面上的正投影覆盖所述荧光区，所述反射区用于反射所述荧光装置中传输的光。

5.根据权利要求4所述的激光光源，其特征在于，

所述荧光区位于所述荧光装置靠近所述蓝色激光器的一端。

6.根据权利要求4所述的激光光源，其特征在于，

所述荧光装置的管壁设置有反射膜层。

7.根据权利要求1所述的激光光源，其特征在于，

所述荧光装置为方形管状结构。

8.根据权利要求1所述的激光光源，其特征在于，所述激光光源还包括：

滤色轮，所述滤色轮位于所述荧光装置远离所述蓝色激光器的一侧，所述滤色轮用于时序性地输出不同颜色的光；

所述滤色轮输出的不同颜色的光包括：红光、黄光、绿光和蓝光，相应的，所述滤色轮包括红光滤光区、黄光滤光区、绿光滤光区和蓝光滤光区；

或者，所述滤色轮输出的不同颜色的光包括：红光、绿光和蓝光，相应的，所述滤色轮包括红光滤光区、绿光滤光区和蓝光滤光区；

其中，所述红光滤光区用于将所述荧光装置输出的不同颜色的光进行过滤处理得到红光；

所述绿光滤光区用于将所述荧光装置输出的不同颜色的光进行过滤处理得到绿光；

所述黄光滤光区用于将所述荧光装置输出的不同颜色的光进行过滤处理得到黄光；

所述蓝光滤光区用于将所述荧光装置输出的不同颜色的光进行过滤处理得到蓝光。

9.根据权利要求8所述的激光光源，其特征在于，所述激光光源还包括：

红色激光器，所述红色激光器用于发出红色激光，所述红色激光经由所述荧光装置入射至所述滤色轮；

和/或，绿色激光器，所述绿色激光器用于发出绿色激光，所述绿色激光经由所述荧光装置入射至所述滤色轮。

10.一种激光投影机，其特征在于，所述激光投影机包括：

光机、投影镜头和激光光源，所述激光光源为权利要求1至9任一所述的激光光源；

所述光机用于在受到所述激光光源出射的光束的照射时，将所述光束调制生成影像光束；

所述投影镜头用于将所述影像光束投射至投影屏幕上。

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