CN214474389U - 一种激光光源装置及投影系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种激光光源装置和投影系统，包括激光发生器、微透镜阵列、扩散片、波长转换装置、聚光透镜和调整机构，所述波长转换装置用于将激发光转变为受激光；所述聚光透镜用于将将受激光和未转换的激发光会聚；所述微透镜阵列用于异向改变激发光的角度分布，使入射到波长转换装置上的激发光斑方形化；所述聚光透镜设置在调整机构上，所述调整机构用于调整聚光透镜在XYZ三轴上的位置。设置有微透镜阵列和扩散片，使激发光的光斑面积增大，使得其能与导光棒入口的大小相一致；当同一微透镜阵列时加上不同的扩散片，能实现不同口径导光棒的共用，即与不同大小DMD光机系统的共用，从而能减少更换微透镜阵列的成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光设备技术领域，具体涉及一种激光光源装置及其投影系统。
背景技术
现有技术中，激光光源装置如图1所示，激光发生器1发射的激发光经收束透镜组2到二向分光镜5上，二向分光镜5反射激发光经准直透镜组6 到波长转换装置7进行波长转换得到受激光，受激光透过二向分光镜5；对于未经波长转换装置7进行波长转换的激发光经第一透镜8、第一反射镜9、第二透镜10、第二反射镜11、第三反射镜12，再经二向分光镜5的反射后，与受激光一起经过聚光透镜13后合束。
但是，波长转换装置7的转换大多数采用激光激发荧光粉产生光源，由于荧光粉的激发效率与激发光的功率及功率密度、荧光粉温度有关。现有技术中，激发光会聚于荧光粉表面时，由于激发光的能量密度较大，使得荧光粉的激发效率较低，同时没有被荧光粉转化的光能量大多以热的形式传播，导致激发光光斑照射区域的荧光粉温度上升，进一步降低荧光粉的激发效率。荧光激发光斑与光机系统的导光棒14入口互为物像关系，在常见的光源和光机系统中，由于激发光斑位置与现状的差异，导致光源和光机的耦合效率低。
实用新型内容
本实用新型拟提出一种激光光源装置，能对激发光斑的形状与激发光斑在导光棒入口像的位置调整，使受激发光光斑与导光棒入口的耦合更加准确，从而提高光源系统的效率。
为此，本实用新型所采用的技术方案为：一种激光光源装置，包括激光发生器、微透镜阵列、扩散片、波长转换装置、聚光透镜和调整机构，所述波长转换装置用于将激发光转变为受激光；所述聚光透镜用于将将受激光和未转换的激发光会聚；所述微透镜阵列用于异向改变激发光的角度分布，使入射到波长转换装置上的激发光斑方形化；所述聚光透镜设置在调整机构上，所述调整机构用于调整聚光透镜在XYZ三轴上的位置。
作为上述方案的优选，所述微透镜阵列采用单面或者双面微透镜结构，且其中各个子透镜的形状为方形。
进一步优选为，所述扩散片紧邻微透镜阵列设置且位于微透镜阵列的后面。
进一步优选为，所述调整机构包括镜片固定压片、调节螺钉和光源底座，所述聚光透镜通过四个所述镜片固定压片安装在镜片容置内环内，所述镜片容置内环通过螺纹连接安装在镜片容置外环内，所述镜片容置外环设置在容置环固定支架内，所述容置环固定支架的下端设置有调节弹片，所述容置环固定支架安装在光源底座内，所述调节螺钉设置有三个，其中两个所述调节螺钉穿过容置环固定支架后抵在镜片容置外环上，且分别位于容置环固定支架上方的左右两端，另一个穿过置环固定支架的下端并抵在调节弹片上。
进一步优选为，还包括收束透镜组，所述收束透镜组用于减小激发光的光束直径，被减少直径的激发光束沿着光路射向微透镜阵列。
进一步优选为，还包括二向分光镜，所述二向分光镜用于激发光的反射或者受激光的透射，扩散后的激发光沿光路射向二向分光镜，并被其反射到波长转换装置，所述受激光经二向分光镜透射后射向聚光透镜。
进一步优选为，还包括准直透镜组，被二向分光镜反射的激发光经准直透镜组调整后射向波长转换装置，所述受激光经准直透镜组调整后射向二向分光镜。
进一步优选为，还包括反射镜组，未被波长转换装置转换的激发光依次经反射镜组和二向分光镜反射后，与受激光一起射向聚光透镜。
进一步优选为，所述反射镜组包括第一透镜、第一反射镜、第二透镜、第二反射镜、第三反射镜。
同时，本实用新型还提供一种投影系统，包括光机系统和上述激光光源装置，所述激光光源装置的受激光和未转换的激发光经聚光透镜合束后射入到光机系统的导光棒内。
本实用新型的有益效果：
1)设置有微透镜阵列，通过微透镜阵列的扩散确保激发光的光斑方形化，使其与导光棒入口的长宽比例一致，再经过扩散片的扩散，使激发光的光斑面积增大，使得其能与导光棒入口的大小相一致，另一方面使激发光会聚于荧光粉表面时的能量密度减小，从而降低荧光粉的温度，从而提高荧光粉的激发效率；
2)由于不同的光机系统的大小不一致，使得导光棒的口径也不一致，为了匹配不同口径的导光棒，需要更换不同的微透镜阵列，在本激光光源装置中设置有扩散片，扩散片能将激发光光斑均匀的扩大，使得在使用同一微透镜阵列时加上不同的扩散片，能实现不同口径导光棒的共用，即与不同大小DMD光机系统的共用，从而能减少更换微透镜阵列的成本；
3)聚光透镜设置在调整机构上，且调整机构能带动该镜片在XYZ三轴上移动，确保物距与像距达到最佳匹配，使激发光斑处产生的受激光到导光棒入口的耦合效率更高，从而提高光源系统的效率。
附图说明
图1为现有技术的激光光源装置。
图2为本实用新型的结构示意图。
图3为本实用新型中调整机构的结构示意图。
图4为本实用新型中微透镜阵列的示意图。
图5为本实用新型中有无扩散片后射入到导光棒的示意图(左为无扩散片，右为无扩散片)。
在图1和图2中，实线箭头为激发光的光路，粗点画线为受激光的光路，双点划线为未被转换波长的激发光的光路。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图，对本实用新型作进一步说明：
结合图2-图5所示，一种激光光源装置，主要由激光发生器1、收束透镜组2、微透镜阵列3、扩散片4、二向分光镜5、准直透镜组6、波长转换装置7、第一透镜8、第一反射镜9、第二透镜10、第二反射镜11、第三反射镜 12、聚光透镜13和调整机构组成。其中微透镜阵列3可以采用单面(如图4 中a所示)或者双面微透镜结构(如图4中b所示)，但是微透镜阵列3的各个子透镜的形状均采用方形(如图4中c所示)，聚光透镜13设置在调整机构上。
调整机构主要由镜片固定压片15、镜片容置内环16、镜片容置外环17、调节弹片18、容置环固定支架19、调节螺钉20和光源底座21组成。聚光透镜13通过四个镜片固定压片15安装在镜片容置内环16内，镜片容置内环16 通过螺纹连接安装在镜片容置外环17内，镜片容置外环17设置在容置环固定支架19内，容置环固定支架19的下端设置有调节弹片18，容置环固定支架19安装在光源底座21内，调节螺钉20设置有三个，其中两个调节螺钉20 穿过容置环固定支架19后抵在镜片容置外环17上，且分别位于容置环固定支架19上方的左右两端，另一个穿过置环固定支架19的下端并抵在调节弹片18上。通过旋转镜片容置内环16能实现聚光透镜13的Z轴移动，通过调整三个调节螺钉20能实现聚光透镜13的X和Y轴的移动。
激光发生器1发射的激发光经收束透镜组2收束后，进入到微透镜阵列3 对激发光光斑的整形，由于微透镜阵列3的各个子透镜的形状均采用方形，使得透过微透镜阵列3后的激发光光斑方形化(即改变光斑的长宽比例)，被方形化的激发光进入到扩散片4后，被扩散片4进行角度扩散，同时通过选择合适的扩散角度去调整光斑的尺寸，被调整角度后的激发光射向二向分光镜5，二向分光镜5将激发光反射到波长转换装置7，波长转换装置7将部分激发光转换成受激光，受激光经过准直透镜组6后射向二向分光镜5，二向分光镜5将透过受激光，透过二向分光镜5的受激光射入聚光透镜13；未必转换的激发光经第一透镜8、第一反射镜9、第二透镜10、第二反射镜11、第三反射镜12后射向二向分光镜5，二向分光镜5将未转换的激发光反射到聚光透镜13，让未转换的激发光和受激光合束。
一种投影系统，主要由光机系统和上述激光光源装置组成，在聚光透镜 13合束后的光束射入光机系统的导光棒14后，进入到光机系统中。
Claims (10)
1.一种激光光源装置，包括激光发生器(1)、波长转换装置(7)、聚光透镜(13)和导光棒(14)，所述波长转换装置(7)用于将激发光转变为受激光，所述聚光透镜(13)用于将受激光和未转换的激发光会聚，其特征在于，还包括：
微透镜阵列(3)，所述微透镜阵列(3)用于异向改变激发光的角度分布，使入射到波长转换装置(7)上的激发光斑方形化；
扩散片(4)，所述扩散片(4)置于所述微透镜阵列(3)的前方或者后方，用于改变激发光的角度分布；
调整机构，所述聚光透镜(13)设置在调整机构上，所述调整机构用于调整聚光透镜(13)在XYZ三轴上的位置。
2.根据权利要求1所述的激光光源装置，其特征在于：所述微透镜阵列(3)采用单面或者双面微透镜结构，且其中各个子透镜的形状为方形。
3.根据权利要求1所述的激光光源装置，其特征在于：所述扩散片(4)紧邻微透镜阵列(3)设置且位于微透镜阵列(3)的后面。
4.根据权利要求1所述的激光光源装置，其特征在于：所述调整机构包括镜片固定压片(15)、调节螺钉(20)和光源底座(21)，所述聚光透镜(13)通过四个所述镜片固定压片(15)安装在镜片容置内环(16)内，所述镜片容置内环(16)通过螺纹连接安装在镜片容置外环(17)内，所述镜片容置外环(17)设置在容置环固定支架(19)内，所述容置环固定支架(19)的下端设置有调节弹片(18)，所述容置环固定支架(19)安装在光源底座(21) 内，所述调节螺钉(20)设置有三个，其中两个所述调节螺钉(20)穿过容置环固定支架(19)后抵在镜片容置外环(17)上，且分别位于容置环固定支架(19)上方的左右两端，另一个穿过置环固定支架(19)的下端并抵在调节弹片(18)上。
5.根据权利要求1所述的激光光源装置，其特征在于：还包括收束透镜组(2)，所述收束透镜组(2)用于减小激发光的光束直径，被减小直径的激发光束沿着光路射向微透镜阵列(3)。
6.根据权利要求1所述的激光光源装置，其特征在于：还包括二向分光镜(5)，所述二向分光镜(5)用于激发光的反射或者受激光的透射，扩散后的激发光沿光路射向二向分光镜(5)，并被其反射到波长转换装置(7)，所述受激光经二向分光镜(5)透射后射向聚光透镜(13)。
7.根据权利要求6所述的激光光源装置，其特征在于：还包括准直透镜组(6)，被二向分光镜(5)反射的激发光经准直透镜组(6)调整后射向波长转换装置(7)，所述受激光经准直透镜组(6)调整后射向二向分光镜(5)。
8.根据权利要求1所述的激光光源装置，其特征在于：还包括反射镜组，未被波长转换装置(7)转换的激发光依次经反射镜组和二向分光镜(5)反射后，与受激光一起射向聚光透镜(13)。
9.根据权利要求8所述的激光光源装置，其特征在于：所述反射镜组包括第一透镜(8)、第一反射镜(9)、第二透镜(10)、第二反射镜(11)、第三反射镜(12)组成。
10.一种投影系统，包括光机系统，其特征在于：还包括权利要求1-9中所述的任一激光光源装置，所述激光光源装置的受激光和未转换的激发光经聚光透镜(13)合束后射入到光机系统的导光棒(14)内。
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| CN202120619973.9U CN214474389U (zh) | 2021-03-26 | 2021-03-26 | 一种激光光源装置及投影系统 |
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