本發(fā)明涉及激光投影顯示領(lǐng)域，特別涉及激光波長轉(zhuǎn)換與濾光裝置及激光光源系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

激光光源作為投影光源使用具有高亮度、高效率、長壽命和高色域等優(yōu)點(diǎn)，正在被越來越多的應(yīng)用的投影顯示產(chǎn)品中。

目前的激光投影顯示產(chǎn)品中，激光光源系統(tǒng)大部分采用激光激發(fā)熒光粉發(fā)光方式實(shí)現(xiàn)投影系統(tǒng)的照明，具體實(shí)現(xiàn)方式為：激光器發(fā)出激光，經(jīng)光學(xué)組件的聚光作用，照射到高速旋轉(zhuǎn)的熒光輪上，熒光輪上涂布不同顏色的熒光粉，在激光照射下發(fā)出不同顏色的光，再經(jīng)過同步旋轉(zhuǎn)的濾色輪濾出紅綠藍(lán)三色光，經(jīng)過合光系統(tǒng)合成白光輸出。

現(xiàn)有技術(shù)方案中，熒光輪基板多采用鋁板材質(zhì)，分為透射區(qū)和反射區(qū)兩個(gè)區(qū)域，激光照射到透射區(qū)時(shí)，光線可直接透過進(jìn)入透射光路系統(tǒng)，激光照射到反射區(qū)的熒光粉時(shí)，熒光粉發(fā)出的光線在基板表面被反射進(jìn)入反射光路系統(tǒng)，這兩個(gè)光路系統(tǒng)的存在使光源系統(tǒng)復(fù)雜化，使用的元件較多，難以實(shí)現(xiàn)投影顯示的小型化、微型化。另外，這種技術(shù)方案使用兩個(gè)馬達(dá)分別驅(qū)動熒光輪和濾色輪，需要在軟件與電路上設(shè)計(jì)同步控制，存在同步控制準(zhǔn)確度低的缺點(diǎn)，在一定程度上影響激光顯示的色彩表現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種激光波長轉(zhuǎn)換與濾光裝置及激光光源系統(tǒng)，簡化照明光源系統(tǒng)，提高光利用效率。

為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：激光波長轉(zhuǎn)換與濾光裝置，包括波長轉(zhuǎn)換組件、收光組件、濾光組件、同軸連接組件和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置；

所述波長轉(zhuǎn)換組件包括基板；基板的中心開孔；基板表面的區(qū)域包括一個(gè)直透區(qū)，一個(gè)或多個(gè)波長轉(zhuǎn)換區(qū)；

所述收光組件為一個(gè)透鏡組，包含兩片及以上透鏡；所述收光組件位于波長轉(zhuǎn)換組件與濾光組件之間，且靠近波長轉(zhuǎn)換組件安裝；

所述濾光組件的中心開孔，包含一個(gè)或多個(gè)直透區(qū)，一個(gè)或多個(gè)濾光區(qū)；

所述同軸連接裝置為一筒狀結(jié)構(gòu)件，一端固定波長轉(zhuǎn)換組件，另一端固定濾光組件；

所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置與同軸連接裝置配合，并帶動所述波長轉(zhuǎn)換與濾光裝置同軸轉(zhuǎn)動。

進(jìn)一步的，所述基板的形狀為圓片形。

進(jìn)一步的，所述基板的材質(zhì)為無色透光材料，且在所述基板的入光面鍍增透膜，出光面鍍二向色膜。

進(jìn)一步的，所述基板的直透區(qū)表面為漫透射表面。

進(jìn)一步的，所述漫透射表面為噴砂面。

進(jìn)一步的，所述基板的出光面涂覆一種或多種波長轉(zhuǎn)換材料。

進(jìn)一步的，所述波長轉(zhuǎn)換材料為熒光粉。

進(jìn)一步的，所述濾光組件為圓片形。

激光光源系統(tǒng)，包括激光光源陣列、聚光組件、勻光組件以及上述的激光波長轉(zhuǎn)換與濾光裝置；所述激光波長轉(zhuǎn)換與濾光裝置設(shè)置在聚光組件、勻光組件之間。

本發(fā)明的有益效果是：采用透射方式設(shè)計(jì)波長轉(zhuǎn)換組件，可簡化光源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高光利用效率，減小投影系統(tǒng)體積，實(shí)現(xiàn)激光投影顯示小型化設(shè)計(jì)；波長轉(zhuǎn)換組件與濾光組件的同軸連接可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化同步控制，提升色彩顯示效果。

附圖說明

圖1是激光光源系統(tǒng)圖；

圖2是圖1中激光光源系統(tǒng)的波長轉(zhuǎn)換裝置的A-A剖面圖；

圖3是波長轉(zhuǎn)換組件正視圖；

圖4是濾光組件正視圖；

圖5是二向色膜的光譜曲線圖；

圖6是激發(fā)光沿光軸方向傳播時(shí)，熒光粉受激發(fā)光圖；

圖7是激發(fā)光逆光軸方向傳播時(shí)，熒光粉受激發(fā)光圖

圖中編號：10為激光光源陣列，20為聚光組件，30為波長轉(zhuǎn)換組件，40為收光組件，50為同軸連接裝置，60為濾光組件，70為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，301為增透膜層，302為透光基板，303為二向色膜，304為波長轉(zhuǎn)換涂層，601為濾光膜層，602為透光基板，603為增透膜層，30a為直透區(qū)，30b為波長轉(zhuǎn)換區(qū)一，30c為波長轉(zhuǎn)換區(qū)二，60a為直透區(qū)一，60b為直透區(qū)二，60c為濾光區(qū)一，60d為濾光區(qū)二，70為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，80為勻光組件，S為激光束。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行說明。

如圖1所示，本發(fā)明的激光光源系統(tǒng)包括：激光光源陣列10、聚光組件20、波長轉(zhuǎn)換組件30，收光組件40、同軸連接裝置50、濾光組件60和勻光組件80。

激光光源陣列10發(fā)出激光光束，聚光組件20將激光光束聚焦到波長轉(zhuǎn)換組件30上，波長轉(zhuǎn)換涂層304，如熒光粉涂層受激發(fā)光，收光組件40緊靠波長轉(zhuǎn)換組件30放置，用于收集熒光粉發(fā)光并壓縮發(fā)光角度，使光束通過濾光組件60，進(jìn)入勻光組件80。

其中，波長轉(zhuǎn)換組件30與濾光組件60通過同軸連接裝置50連接，實(shí)現(xiàn)同軸轉(zhuǎn)動，同步控制。

其中，如圖2、圖3所示，波長轉(zhuǎn)換組件的技術(shù)方案如下：

波長轉(zhuǎn)換組件包括透光基板302；透光基板302為圓片形，中心開孔，固定于同軸連接裝置50的左端，左側(cè)面為入光面，鍍增透膜301，右側(cè)面鍍二向色膜303，二向色膜303表面涂覆波長轉(zhuǎn)換材料304。

進(jìn)一步的，波長轉(zhuǎn)換組件分為波長轉(zhuǎn)換區(qū)和直透區(qū)，且波長轉(zhuǎn)換區(qū)可為一個(gè)或多個(gè)，直透區(qū)只有一個(gè)，且表面為漫透射表面，如做噴砂處理，其作用在于散射激光光束，擴(kuò)大激光發(fā)光角度。

優(yōu)選的，如圖3所示，波長轉(zhuǎn)換組件分為兩個(gè)波長轉(zhuǎn)換區(qū)和一個(gè)直透區(qū)，直透區(qū)30a的角度為62度，可透過藍(lán)色激光；波長轉(zhuǎn)換區(qū)一30b的角度為190度，表面涂覆黃色熒光粉；波長轉(zhuǎn)換區(qū)二30c的角度為108度，表面涂覆綠色熒光粉。

進(jìn)一步的，二向色膜303的光譜曲線圖如圖5所示，橫軸為波長，縱軸為透過率，波長小于480nm時(shí)為高透射，波長在500nm-700nm時(shí)高反射，其作用為，當(dāng)藍(lán)色激光入射到波長轉(zhuǎn)換組件30的直透區(qū)30a時(shí)，可透射穿過；當(dāng)藍(lán)色激光入射到波長轉(zhuǎn)換組件30的波長轉(zhuǎn)換區(qū)30b、30c時(shí)，激發(fā)熒光粉發(fā)出500nm-700nm波長范圍的光。如圖6所示，當(dāng)該激發(fā)光沿光軸方向傳播時(shí)，被收光組件40接收并壓縮發(fā)光角度；如圖7所示，當(dāng)該激發(fā)光逆光軸方向傳播時(shí)，會被二向色膜反射，重新沿光軸方向傳播，被收光組件40接收并壓縮發(fā)光角度。

其中，如圖2、圖4所示，濾光組件的技術(shù)方案如下

透光基板602為圓片形，直徑大于透光基板302，中心開孔，固定于同軸連接裝置50的右端，左側(cè)面為入光面，鍍?yōu)V光膜601，右側(cè)面鍍增透膜603；

進(jìn)一步的，濾光組件分為濾光區(qū)和直透區(qū)，分區(qū)的數(shù)量及角度與波長轉(zhuǎn)換組件30相對應(yīng)；

優(yōu)選的，如圖4所示，濾光組件60分為兩個(gè)直透區(qū)和兩個(gè)濾光區(qū)，直透區(qū)60a的角度為62度，與波長轉(zhuǎn)換組件的直透區(qū)30a對應(yīng)，可直接透過藍(lán)光；直透區(qū)60b的角度為72度，可直透黃色光，濾光區(qū)一60c的角度為118度，可透過紅色光，二者合計(jì)角度190度，與波長轉(zhuǎn)換區(qū)一30b對應(yīng)；濾光區(qū)二的角度為108度，可透過綠色光，與波長轉(zhuǎn)換區(qū)二30c對應(yīng)。

其中，如圖1所示，所述收光組件40位于波長轉(zhuǎn)換組件30與濾光組件60之間，且靠近波長轉(zhuǎn)換涂層304放置，以獲得對朗伯型發(fā)光體最佳的收光效果，根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要，收光組件40可安裝在同軸連接裝置的上方、下方、左側(cè)或右側(cè)。本例中收光組件40能夠?qū)什桶l(fā)光體進(jìn)行高效收光，并把光束角度壓縮到+/-15°以內(nèi)。

以上描述了本發(fā)明的基本原理和主要的特征，說明書的描述只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。