CN218003849U

CN218003849U - 波长转换装置及激光光学系统

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Publication number: CN218003849U
Application number: CN202222254291.XU
Authority: CN
Inventors: 黄文杰; 陈国平
Original assignee: Guangzhou Guanglian Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Guangzhou Guanglian Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2022-08-25
Filing date: 2022-08-25
Publication date: 2022-12-09
Anticipated expiration: 2032-08-25

Abstract

本实用新型涉及一种波长转换装置及激光光学系统，包括：荧光色轮、辅助轮，以及用于驱动所述荧光色轮和所述辅助轮转动的驱动组件；所述荧光色轮上设有荧光层，所述辅助轮上设有至少两种不同扩散度数的扇环区，所述辅助轮与所述荧光色轮沿光路方向顺次设置，且所述扇环区与所述荧光层对应设置。本实用新型的波长转换装置通过在荧光色轮的光路上增设一个辅助轮，并且所述辅助轮设置至少两种不同扩散度数的扇环区，从而使不同扩散度数的扇环区能够在转动过程中分别对应荧光层，使激光光线在荧光色轮上的聚焦点在时间上交替出现小光斑和大光斑，可以减轻由于受激光和激光的发散角度不完全相同导致的光束、光斑边缘发黄的现象。

Description

波长转换装置及激光光学系统

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，更具体地，涉及一种波长转换装置及激光光学系统。

背景技术

荧光色轮为一种用于波长转换的元件，可将一定光谱波形的入射光通过波长转换材料转换为其他光谱波形的光输出，当前在激光投影领域与激光照明领域应用广泛。尤其是黄粉荧光色轮搭配蓝光激光器技术已经较为成熟，蓝激光照射到黄粉后受激产生黄光，未被激发的蓝激光则形成散射的蓝光，黄光和蓝光混合形成的混合光视觉上呈现白光照明效果。但使用荧光色轮进行波长转换时，由于受激光和激光的发散角度不完全相同，导致出射的混合光中蓝光和黄光的分布不一致，从而导致光束、光斑边缘出现发黄的现象。

实用新型内容

本实用新型旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种波长转换装置及激光光学系统，用于解决现有的荧光色轮在进行波长转换后光束、光斑边缘发黄的问题。

本实用新型采取的技术方案如下：

一种波长转换装置，包括：荧光色轮、辅助轮，以及用于驱动所述荧光色轮和所述辅助轮转动的驱动组件；所述荧光色轮上设有荧光层，所述辅助轮上设有至少两种不同扩散度数的扇环区或扇形区，所述辅助轮与所述荧光色轮沿光路方向顺次设置，且所述扇环区或扇形区与所述荧光层对应设置。

在其中一个实施例中，所述扇环区或扇形区包括雾化扩散片结构和/或平板玻璃结构。

在其中一个实施例中，所述荧光色轮和所述辅助轮同轴设置。

在其中一个实施例中，所述荧光色轮和所述辅助轮之间设有间隔金属环。

在其中一个实施例中，所述间隔金属环为铜环。

在其中一个实施例中，所述驱动组件包括第一驱动件和第二驱动件，所述荧光色轮和所述辅助轮分别由第一驱动件和第二驱动件驱动。

在其中一个实施例中，所述驱动组件为旋转马达，所述荧光色轮、辅助轮均套设于所述旋转马达上。

在其中一个实施例中，至少两种不同扩散度数的扇环区或扇形区沿所述辅助轮的圆周方向交替设置或穿插设置。

本技术方案还提供一种激光光学系统，包括发出激光光束的激光器组件，依次设置于激光组件的出光方向上的聚焦组件、波长转换装置、准直收光组件以及出光组件；所述波长转换装置为如上述任一项所述的波长转换装置。

在其中一个实施例中，还包括用于搭载所述激光器组件的基板，以及与所述基板配合，且用于封装所述激光器组件、聚焦组件、波长转换装置、准直收光组件和出光组件的壳体。

在其中一个实施例中，所述壳体上设有散热结构，所述散热结构包括设于所述壳体侧壁的散热鳍片，以及设于所述壳体端部的散热槽。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果至少包括：

本技术方案的波长转换装置通过在荧光色轮的光路上增设一个辅助轮，所述辅助轮与所述荧光色轮沿光路方向顺次设置，即辅助轮设置于激光光源和荧光色轮之间。并且所述辅助轮设置至少两种不同扩散度数的扇环区或扇形区，即既包括较大扩散度数的扇环区或扇形区又包括较小扩散度数的扇环区或扇形区，较大扩散度数的扇环区或扇形区能够使激光光线在荧光色轮上的聚焦点为较大光斑，较小扩散度数的扇环区或扇形区能够使激光光线在荧光色轮上的聚焦点为较小光斑，由于辅助轮随时间转动，从而使不同扩散度数的扇环区能够在转动过程中分别对应荧光层，使激光光线在荧光色轮上的聚焦点在时间上交替出现小光斑和大光斑，可以减轻由于受激光和未被波长转换的激光分布不一致导致的光束、光斑边缘发黄的现象。

附图说明

图1为本实用新型的实施例所述的波长转换装置的爆炸示意图。

图2为本实用新型的实施例所述的激光光学系统的爆炸示意图。

附图标记：100、波长转换装置；10、荧光色轮；11、荧光层；20、辅助轮；21、扇环区；30、驱动组件；40、间隔金属环；200、激光器组件；300、聚焦组件；400、准直收光组件；500、出光组件；600、基板；700、壳体；710、散热鳍片；720、散热槽。

具体实施方式

本实用新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1所示的一种波长转换装置100，包括：荧光色轮10、辅助轮20，以及用于驱动所述荧光色轮10和所述辅助轮20转动的驱动组件30；所述荧光色轮10上设有荧光层11，所述辅助轮20上设有至少两种不同扩散度数的扇环区21，所述辅助轮20与所述荧光色轮10沿光路方向顺次设置，且所述扇环区21与所述荧光层11对应设置。

本实施方式的波长转换装置100通过在荧光色轮10的光路上增设一个辅助轮20，所述辅助轮20与所述荧光色轮10沿光路方向顺次设置，即辅助轮20设置于激光光源和荧光色轮10之间。并且所述辅助轮20设置至少两种不同扩散度数的扇环区21，即既包括较大扩散度数的扇环区21又包括较小扩散度数的扇环区21，较大扩散度数的扇环区21能够使激光光线在荧光色轮10上的聚焦点为较大光斑，较小扩散度数的扇环区21能够使激光光线在荧光色轮10上的聚焦点为较小光斑，由于辅助轮20随时间转动，从而使不同扩散度数的扇环区21能够在转动过程中分别对应荧光层11，使激光光线在荧光色轮10上的聚焦点在时间上交替出现小光斑和大光斑，可以减轻由于受激光和未被波长转换的激光分布不一致导致的光束、光斑边缘发黄的现象。

本实施方式所述扇环区21包括雾化扩散片结构和/或平板玻璃结构。即较小扩散度数扇环区21可选择平板玻璃结构或小度数雾化扩散片结构，而较大扩散度数扇环区21可选择大度数雾化扩散片结构。其中，平板玻璃结构作为较小扩散度数扇环区21时，其不对光线进行扩散，形成的光斑最小，而当小度数雾化扩散片结构作为较小扩散度数扇环区21时，对光线进行较小的扩散，从而形成较小光斑，同理，当大度数雾化扩散片结构作为较大扩散度数扇环区21时，对光线进行较大的扩散，形成较大光斑。三种结构所形成的光斑大小为平板玻璃结构＜小度数雾化扩散片结构＜大度数雾化扩散片结构。

本实施例所述辅助轮的分区是通过扇环区结构，在其他实施例中，分区还可以采用扇形区域结构。

本实施方式中的荧光层11设于荧光色轮10的外圈位置，从而扇环区21设置的位置可对应荧光色轮10的外圈设置于辅助轮20上。

本实施例中，所述驱动组件为旋转马达，所述荧光色轮、辅助轮均套设于所述旋转马达上。为了便于安装，本实施方式所述荧光色轮10和所述辅助轮20同轴设置，此时驱动组件30中旋转马达的数量仅为一个，即通过同一个旋转马达的转轴连接荧光色轮10和辅助轮20，使辅助轮20和荧光色轮10同步转动。

在其他实施例中，荧光色轮10和辅助轮20也可非同轴设置，即荧光色轮10和辅助轮20的转轴不同，荧光层11和扇环区21仅在光路上有所重叠，即荧光色轮10在光路部分的荧光层11与辅助轮20在光路部分的扇环区21对应。此时所述驱动组件30包括第一驱动件和第二驱动件，所述荧光色轮10和所述辅助轮20分别由第一驱动件和第二驱动件驱动，从而辅助轮20和荧光色轮10可单独控制，当有特殊需求时，可使辅助轮20停止于某一特殊位置后停转。

由于本实施方式的荧光色轮10和辅助轮20同轴设置，故为了避免辅助轮20与荧光色轮10在转动时发生干涉、碰撞，本实施方式所述荧光色轮10和所述辅助轮20之间设有间隔金属环40。并且，间隔金属环40本身有一定的重量和面积，可以对荧光色轮10和辅助轮20的旋转起到维稳作用。另一方面，间隔金属环40为金属材料，导热效果好，可提升波长转换装置100的散热性，实现了间隔金属环40的一物多用的功能。

具体地，所述间隔金属环40为铜环，使用铜环的原因在于因铜密度高，相对于铝，同等体积下具有更大的重量，维稳效果更佳。

本实施方式中至少两种不同扩散度数的扇环区21沿所述辅助轮20的圆周方向交替设置或穿插设置，从而使最终呈现的光束、光斑更均匀。本实施方式以两种不同扩散度数的扇环区21为例，较大扩散度数的扇环区21和较小扩散度数的扇环区21的数量可为一个或至少两个，较大扩散度数的扇环区21和较小扩散度数的扇环区21沿辅助轮20的圆周方向交替设置，且各扇环区21所对应的圆心角的度数可设置为相同也可设置为不同，可根据具体需求进行设置。同理，在其他实施方式中，也可设置为两种以上的不同扩散度数的扇环区21沿辅助轮20的圆周方向穿插设置。

如图2所示，本实施方式还提供一种激光光学系统，包括发出激光光束的激光器组件200，依次设置于激光组件的出光方向上的聚焦组件300、波长转换装置100、准直收光组件400以及出光组件500；所述波长转换装置100为如上所述的波长转换装置100。

本实施方式的激光光学系统采用上述波长转换装置100，使激光光线在荧光色轮10上的聚焦点在时间上交替出现小光斑和大光斑，可以减轻由于受激光和未被波长转换的激光分布不一致导致的光束、光斑边缘发黄的现象。

本实施方式还包括用于搭载所述激光器组件200的基板600，以及与所述基板600配合，且用于封装所述激光器组件200、聚焦组件300、波长转换装置100、准直收光组件400和出光组件500的壳体。进一步地，所述基板600为铜基板，所述铜基板和壳体700之间还设有密封硅胶垫，密封硅胶垫起到更牢固地密封整个激光光学系统的作用。

本实施方式所述壳体700上设有散热结构，所述散热结构包括设于所述壳体700侧壁的散热鳍片710，以及设于所述壳体700端部的散热槽720，增加壳体700的散热面积，提升散热效果。显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的具体实施方式的限定。凡在本实用新型权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种波长转换装置，其特征在于，包括：荧光色轮、辅助轮，以及用于驱动所述荧光色轮和所述辅助轮转动的驱动组件；所述荧光色轮上设有荧光层，所述辅助轮上设有至少两种不同扩散度数的扇环区或扇形区，所述辅助轮与所述荧光色轮沿光路方向顺次设置，且所述扇环区或扇形区与所述荧光层对应设置。

2.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述扇环区或扇形区包括雾化扩散片结构和/或平板玻璃结构。

3.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述荧光色轮和所述辅助轮同轴设置。

4.根据权利要求3所述的波长转换装置，其特征在于，所述荧光色轮和所述辅助轮之间设有间隔金属环。

5.根据权利要求4所述的波长转换装置，其特征在于，所述间隔金属环为铜环。

6.根据权利要求1所述波长转换装置，其特征在于，所述驱动组件包括第一驱动件和第二驱动件，所述荧光色轮和所述辅助轮分别由第一驱动件和第二驱动件驱动。

7.根据权利要求1-6任一项所述的波长转换装置，其特征在于，至少两种不同扩散度数的扇环区或扇形区沿所述辅助轮的圆周方向交替设置或穿插设置。

8.一种激光光学系统，其特征在于，包括发出激光光束的激光器组件，依次设置于激光组件的出光方向上的聚焦组件、波长转换装置、准直收光组件以及出光组件；所述波长转换装置为如权利要求1-7任一项所述的波长转换装置。

9.根据权利要求8所述的激光光学系统，其特征在于，还包括用于搭载所述激光器组件的基板，以及与所述基板配合，且用于封装所述激光器组件、聚焦组件、波长转换装置、准直收光组件和出光组件的壳体。

10.根据权利要求9所述的激光光学系统，其特征在于，所述壳体上设有散热结构，所述散热结构包括设于所述壳体侧壁的散热鳍片，以及设于所述壳体端部的散热槽。