CN117850147B - 一种激光光源系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种激光光源系统，具有优点：（1）根据激光光源方向性好、效率高的特点，采用低成本的蓝激光用来激发分光轮上的绿荧光粉来提供绿荧光，替代高成本的绿激光发射器，可以有效降低系统成本；（2）矩形结构的匀光器件在四个面上分别设置有相同的复眼阵列，并且在对交斜面处镀反蓝透黄膜，使匀光器件不仅可作为红激光、蓝激光的光束整形器件，更可作为整个光源系统的匀光器件使用，能够有效降低成本，减小扩展量损失，提高整个系统的效率；（3）分光轮设置为圆形散射面和沿圆形散射面分段设置的散射区和转换区组成的结构，红激光和蓝激光均两次通过散射面，实现了在散射面处的两次动态散射，能够有效抑制散斑，提高观影效果。
Description
技术领域
本发明属于激光显示技术领域，具体涉及一种激光光源系统。
背景技术
在投影显示领域，现有技术的投影照明光源以灯泡、发光二极管（Light EmittingDiode，LED）、激光、激光荧光光源为主，由于投影仪的光阀一般为时序分光，故现有技术的照明光源存在以下问题：（1）灯泡光源的电光转化效率低，难以满足投影系统的要求；（2）半导体发光二极管受限于单位面积电流密度的影响，其亮度达到瓶颈，很难满足投影要求；（3）采用蓝激光激发荧光粉方案的效率高，但其所激发的红光颜色会出现杂光而出现光不纯的问题；（4）三色激光方案色域高、亮度高、方向性好，但是激光投影散斑严重、成本极高，难以满足消费类投影机的观影效果以及价格需求。
因此，如何设计一种色域高、亮度高、效率高、成本低、结构紧凑、消散斑效果好的一种激光光源系统，是待解决的技术问题。
发明内容
基于此，有必要针对现有的问题，提供色域高、亮度高、效率高、成本低、结构紧凑、消散斑效果好的一种激光光源系统。
本申请实施例提供了一种激光光源系统，包括：
第一光源，用于出射第一波段激光；
第二光源，用于出射第二波段激光；
分光元件，用于透射所述第一波段激光使其沿第一光路出射，并用于反射所述第二波段激光使其沿第二光路出射；
分光轮，所述分光轮包括散射面和分段设置的第一散射区、第二散射区和波长转换区；当分光轮转至所述第一散射区时，所述第一散射区用于透射所述第一波段激光使其沿第一光路出射；当所述分光轮转至所述第二散射区时，所述述第二散射区用于透过所述第二波段激光使其沿第二光路出射；当所述分光轮转至所述波长转换区时，所述波长转换区用于将入射的所述第二波段激光转换为第三波段光使其沿第三光路出射；所述散射面用于将经过分光轮的第一波段激光和第二波段激光进行动态散射使其沿第一光路出射；
反射镜组，用于反射所述第一波段激光使其沿所述第一光路出射，并反射所述第二波段激光使其沿所述第二光路出射；
中继元件，用于对入射的第一波段光激光汇聚并使其沿所述第一光路出射，并用于对入射的所述第二波段激光汇聚使其沿所述第二光路出射；
第一准直透镜组，用于对所述第一波段激光和所述第三波段光进行准直，并用于对所述第二波段激光进行汇聚；
第二准直透镜组，用于对所述第二波段激光进行准直，并用于对所述第一波段激光进行汇聚；
匀光器件，用于对所述第一波段激光、所述第二波段激光和所述第三波段光进行匀光并输出。
优选地，所述第一光源为红色波段的激光发射器；所述第二光源为蓝色波段的激光发射器。
优选地，所述第一散射区为红光散射区，所述第二散射区为蓝光散射区；所述波长转换区包括叠加设置的两个基板层和绿荧光粉层，所述绿荧光粉层设置在两个基板层中间。
优选地，所述反射镜组，包括第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜和第四反射镜。
优选地，所述第一反射镜设置在所述匀光器件的上侧，所述第二反射镜设置在所述匀光器件的下侧，所述第三反射镜设置在所述中继元件的右侧，所述第四反射镜设置在所述第二准直透镜组的右侧。
优选地，所述第一准直透镜组和第二准直透镜组关于所述分光轮呈轴对称设置并设置在靠近所述分光轮下侧的位置。
优选地，所述匀光器件为矩形结构，其四个侧面均设置有相同的复眼阵列。
优选地，在所述匀光器件的一个对角斜面处镀有反蓝透黄膜。
优选地，所述匀光器件将所述第一波段激光、第二波段激光和所述第三波段光进行合光输出。
优选地，所述散射面为圆形散射面，所述第一散射区、第二散射区和波长转换区沿着所述圆形散射面的外围呈圆环状分段设置。
与现有技术相比，本发明公开的技术方案具有以下有益效果：
（1）根据激光光源方向性好、效率高的特点，采用低成本的蓝激光用来激发分光轮上的波长转换物质来提供绿荧光，替代高成本的绿激光反射器，可以有效降低系统成本；
（2）矩形结构的匀光器件在四个面上分别设置有相同的复眼阵列，并且在对交斜面处镀反蓝透黄膜，使匀光器件不仅可作为红激光、蓝激光的光束整形器件，更可作为整个光源系统的匀光器件使用，能够有效降低成本，减小扩展量损失，提高整个系统的效率；
（3）分光轮设置为圆形的散射面和沿圆形的散射面分段设置的散射区和转换区组成的结构，红激光和蓝激光均两次通过散射面，实现了在散射面处的两次动态散射，能够有效抑制散斑，提高观影效果。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
图1为根据本申请一示例性实施例提供的一种激光光源系统的结构示意图；
图2为根据本申请一示例性实施例提供的一种激光光源系统的分光轮的平面结构示意图；
图3示出了本申请一示例性实施例提供的一种激光光源系统的分光轮的结构侧视图；
图4示出了本申请一示例性实施例提供的一种激光光源系统的匀光器件的结构示意图。
附图标记
1-红激光发射器，2-蓝激光发射器，3-分光元件，4-分光轮，51-第一反射镜，52-第二反射镜，53-第三反射镜，54-第四反射镜，6-匀光器件，71-第一准直透镜组，72-第二准直透镜组，8-中继元件，41-第一散射区，42-第二散射区，43-波长转换区，44-散射面，61-反蓝透黄膜，421-散射层，431-基板层，432-绿荧光粉层。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本申请实施例提供一种激光光源系统，下面结合附图进行说明。
参照图1，其示出了本申请的一些实施方式所提供的一种激光光源系统，如图1所示，该系统包括：红激光发射器1、蓝激光发射器2、分光元件3、分光轮4、第一反射镜51、第二反射镜52、第三反射镜53、第四反射镜54、匀光器件6、第一准直透镜组71、第二准直透镜组72和中继元件8。
本实施例中，为了提高系统光的利用率并降低系统成本，采用二色激光的组合方案，将分光轮4设计为特殊结构，通过蓝激光去激发绿色荧光位置以产生绿荧光。
参照图2，分光轮4包括圆形的散射面44和围绕散射面44分段设置的圆环形第一散射区41、第二散射区42和波长转换区43。
参照图3，波长转换区43包括叠加设置的两个基板层431和绿荧光粉层432，绿荧光粉层432设置在两个基板层431中间，而第一散射区41、第二散射区42则包括散射层421，第一散射区为红光散射区，第二散射区为蓝光散射区。
优选地，第一准直透镜组71和第二准直透镜组72组关于分光轮4呈轴对称设置并设置在靠近分光轮4下侧的位置。第一反射镜51设置在匀光器件6的上侧，第二反射镜52设置匀光器件6的下侧，第三反射镜53设置在中继元件8的右侧，第四反射镜54设置在第二准直透镜组72的右侧。
参照图4，匀光器件6为矩形结构，其四个侧面均设置有相同的复眼阵列，在匀光器件6的一个对角斜面处镀有反蓝透黄膜61。如此设置，匀光器件不仅可作为红激光、蓝激光的光束整形器件，更可作为整个光源系统的匀光器件使用，能够有效降低成本，减小扩展量损失，提高整个系统的效率。
本实施例中，具体光路如下：
红激光发射器1发射红激光，蓝激光发射器2发射蓝激光，红激光经分光元件3透射后进入分光轮4，蓝激光经分光元件3反射后进入分光轮4。
（1）当分光轮4转至第一散射区41时，红激光在分光轮4的散射面44上进行动态散射后进入第一反射镜51，经第一反射镜51反射后入射至匀光器件6，匀光器件6将红激光光束整形为矩形角度光束，再将整形后的红激光光束入射至第二反射镜52，经第二反射镜52反射后进图中继元件8后再分别经第三反射镜53和第四反射镜54反射后进入第二准直透镜组72，红激光经过准直透镜的汇聚后再次进入分光轮4，在分光轮4的红光散射区进行动态散射后进入第一准直透镜组71，经第一准直透镜组71准直后的红激光再次进入匀光器件6；以上过程，红激光两次通过散射面（散射面可以是圆形或是其它形状，在此不做具体限定），实现了在散射面处的两次动态散射，能够有效抑制散斑，提高观影效果。
（2）当分光轮转至第二散射区42时，蓝激光在分光轮4的散射面44上进行动态散射后进入第一反射镜51，经第一反射镜51反射后入射至匀光器件6，匀光器件6将蓝激光光束整形为矩形角度光束，整形后的蓝激光光束再经反蓝透黄膜61反射后进入第一准直透镜组71，经第一准直透镜组71会聚后的蓝激光再次入射至分光轮4，在分光轮4的蓝光散射区进行动态散射后进入第二准直透镜组72，准直后的蓝激光依次进入第四反射镜54、第三反射镜53、中继元件8和第二反射镜52后进入匀光器件6；以上过程，蓝激光两次通过散射面，实现了在散射面处的两次动态散射，能够有效抑制散斑，提高观影效果。
（3）当分光轮4转至波长转换区43时，蓝激光在在分光轮4的散射面44上进行动态散射后进入第一反射镜51，经第一反射镜51反射后入射至匀光器件6，匀光器件6将蓝激光光束整形为矩形角度光束，整形后的蓝激光光束再经反蓝透黄膜61反射后进入第一准直透镜组71，汇聚后的蓝激光再次入射至分光轮4，分光轮4的波长转换区吸收蓝激光并转换为绿荧光，绿荧光入射至第一准直透镜组71准直后进入匀光器件6；
在匀光器件6处，红激光、绿荧光和经反蓝透黄膜反射的蓝激光进行合光输出。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：
（1）根据激光光源方向性好、效率高的特点，采用低成本的蓝激光用来激发分光轮上的波长转换物质来提供绿荧光，替代高成本的绿激光反射器，可以有效降低系统成本；
（2）矩形结构的匀光器件在四个面上分别设置有相同的复眼阵列，并且在对交斜面处镀反蓝透黄膜，使匀光器件不仅可作为红激光、蓝激光的光束整形器件，更可作为整个光源系统的匀光器件使用，能够有效降低成本，减小扩展量损失，提高整个系统的效率；
（3）分光轮设置为散射面和沿散射面分段设置的散射区和转换区组成的结构，红激光和蓝激光均两次通过散射面，实现了在散射面处的两次动态散射，能够有效抑制散斑，提高观影效果。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种激光光源系统，其特征在于，包括：
第一光源，用于出射第一波段激光；
第二光源，用于出射第二波段激光；
分光元件，用于透射所述第一波段激光使其沿第一光路出射，并用于反射所述第二波段激光使其沿第二光路出射；
分光轮，所述分光轮包括散射面和分段设置的第一散射区、第二散射区和波长转换区；当分光轮转至所述第一散射区时，所述第一散射区用于透射所述第一波段激光使其沿第一光路出射；当所述分光轮转至所述第二散射区时，所述述第二散射区用于透过所述第二波段激光使其沿第二光路出射；当所述分光轮转至所述波长转换区时，所述波长转换区用于将入射的所述第二波段激光转换为第三波段光使其沿第三光路出射；所述散射面用于将经过分光轮的第一波段激光和第二波段激光进行动态散射使其沿第一光路出射；
反射镜组，用于反射所述第一波段激光使其沿所述第一光路出射，并反射所述第二波段激光使其沿所述第二光路出射；
中继元件，用于对入射的第一波段光激光汇聚并使其沿所述第一光路出射，并用于对入射的所述第二波段激光汇聚使其沿所述第二光路出射；
第一准直透镜组，用于对所述第一波段激光和所述第三波段光进行准直，并用于对所述第二波段激光进行汇聚；
第二准直透镜组，用于对所述第二波段激光进行准直，并用于对所述第一波段激光进行汇聚；
匀光器件，用于对所述第一波段激光、所述第二波段激光和所述第三波段光进行匀光并输出。
2.根据权利要求1所述的一种激光光源系统，其特征在于，所述第一光源为红色波段的激光发射器；所述第二光源为蓝色波段的激光发射器。
3.根据权利要求1所述的一种激光光源系统，其特征在于，所述第一散射区为红光散射区，所述第二散射区为蓝光散射区；所述波长转换区包括叠加设置的两个基板层和绿荧光粉层，所述绿荧光粉层设置在两个基板层中间。
4.根据权利要求1所述的一种激光光源系统，其特征在于，所述反射镜组，包括第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜和第四反射镜。
5.根据权利要求4所述的一种激光光源系统，其特征在于，所述第一反射镜设置在所述匀光器件的上侧，所述第二反射镜设置在所述匀光器件的下侧，所述第三反射镜设置在所述中继元件的右侧，所述第四反射镜设置在所述第二准直透镜组的右侧。
6.根据权利要求4所述的一种激光光源系统，其特征在于，所述第一准直透镜组和第二准直透镜组关于所述分光轮呈轴对称设置并设置在靠近所述分光轮下侧的位置。
7.根据权利要求1所述的一种激光光源系统，其特征在于，所述匀光器件为矩形结构，其四个侧面均设置有相同的复眼阵列。
8.根据权利要求7所述的一种激光光源系统，其特征在于，在所述匀光器件的一个对角斜面处镀有反蓝透黄膜。
9.根据权利要求7所述的一种激光光源系统，其特征在于，所述匀光器件将所述第一波段激光、第二波段激光和所述第三波段光进行合光输出。
10.根据权利要求1所述的一种激光光源系统，其特征在于，所述散射面为圆形散射面，所述第一散射区、第二散射区和波长转换区沿着所述圆形散射面的外围呈圆环状分段设置。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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