一种双色激光荧光轮式投影机的制作方法

本实用新型属于荧光式投影机领域，具体涉及一种双色激光荧光轮式投影机。

背景技术：

投影机按照光源不同主要分为灯泡、LED和激光三种类型，其中激光投影机是目前最先进的投影技术，而荧光轮方式的激光投影机是性价比最高的机型。对于传统的荧光光路，用部分蓝色激光照射到荧光粉上，产生黄色和绿色波长的光，再经过滤波产生红光和绿光，与另一部分透射光路产生的蓝色激光组成三基色的光，经过对三基色的配比产生需要的颜色，生成需要的画面，投射到幕布上。

传统的蓝色激光激发荧光粉的方案，由于荧光粉材料本身的局限性，荧光光谱的波长大部分集中在500-600nm之间，只有很少的光波长在600nm以上，经过滤光片后筛选出的红光的占比就非常少，投影出的画面的红色表现并不好。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种双色激光荧光轮式投影机，解决了现有技术中造成投影画面红色表现不好的问题。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种双色激光荧光轮式投影机，包括两个激光发射器和荧光轮，两个激光发射器发出激光照射在荧光轮上形成的光点重合，荧光轮匀速旋转，两个激光发射器交替工作，荧光轮激发出黄色荧光、绿色荧光，与全部透过荧光轮的蓝色激光在出光口进行合束，混合为白色光。

激光发射器与荧光轮之间设置两个分光片、一个聚焦透镜、一个准直透镜，其中，一个激光发射器发出的激光直接通过分光片、聚焦透镜、准直透镜后到达荧光轮，另一个激光发射器发出的激光经全反射镜反射至第一个分光片的背面再反射至第二个分光片，再依次通过聚焦透镜和准直透镜后到达荧光轮，激光打在荧光轮上激发出的黄色、绿色荧光反向通过准直透镜、聚焦透镜到达第二个分光片，经第二个分光片背面全反射至出光口；蓝色激光全部透过荧光轮后，继续通过下一级准直透镜、聚焦透镜，然后再经过三个全反射镜反射后通过第二个分光片到达出光口，与黄色、绿色荧光进行合束，混合为白色光。

所述荧光轮包括圆形散热基板及设置于散热基板边缘的圆环形荧光区，所述荧光区包括蓝光透射区、红光透射区和绿光荧光区。

红光透射区与绿光荧光区之间，以及红光透射区与蓝光透射区之间均设置信号发射装置，荧光轮旋转过程中，当激光光点经过该信号发射装置时发出激光发射器的控制信号。

分光片与入射光方向呈45度角，且镀有黄色、绿色光全反射膜。

两个激光发射器分别为蓝光激光器和红光激光器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型针对于荧光光路红色色彩饱和度不好这一缺陷，在蓝光激光器激发荧光粉光路的基础上加入红光激光器。而荧光轮按照角度配比分为三个区，分别为蓝光和红光透射区和绿光荧光区。激光电源在一个周期内按照一定的占空比，依次分别给蓝光激光器和红光激光器提供驱动电流，红光全部透过荧光轮，而蓝色激光则部分透过荧光轮，另一部分打到荧光粉上荧光产生宽光谱绿光。透过的蓝光和红光被透镜组准直为平行光，而荧光的宽光谱宽角度绿光同样被透镜组收集并整形为一定光斑大小的平行光，经过分光片后，三色光实现合束，并射入投影镜头的微棱镜系统，配色出画面成像在投影幕布上，增加的红光激光器使图像的红色的对比度和色彩饱和度更高。

附图说明

图1为本实用新型投影机的光路走向示意图。

图2为本实用新型荧光轮的结构示意图。

图3为本实用新型激光投影机的结构示意图。

其中，图中的标识为：1-蓝光激光器；2-第二分光片；3-第一聚焦透镜；4-第一准直透镜；5-荧光轮；6-电机；7-第二准直透镜；8-第二聚焦透镜；9-第一全反射镜；10-第二全反射镜；11-第三准直透镜；12-第三全反射镜；13-红光透射区；14-蓝光透射区；15-绿光荧光区；16-第四全反射镜；17-第一分光片；18-红色激光器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构及工作过程作进一步说明。

一种双色激光荧光轮式投影机，包括两个激光发射器和荧光轮，两个激光发射器发出激光照射在荧光轮上形成的光点重合，荧光轮匀速旋转，两个激光发射器交替工作，荧光轮激发出黄色荧光、绿色荧光，与全部透过荧光轮的蓝色激光在出光口进行合束，混合为白色光。

该双色激光荧光轮式投影机的控制方法为，在荧光轮的一个旋转周期内，包括如下步骤：

首先，调节两个激光发射器发出的激光光点重合在荧光轮的荧光区域；

其次，控制荧光轮匀速旋转，并实时获取激光光点经过的荧光区域信息；

然后，等待激光光点经过信号发射装置，触发该装置发出发射信号；

最后，接收到发射信号后，根据激光光点经过发射装置前一时刻和后一时刻的顺序，循环发出两个激光发射器的控制信号。

具体实施例一，

如图1、图2、图3所示，

一种双色激光荧光轮式投影机，包括两个激光发射器、两个分光片、三个准直透镜、两个聚焦透镜、四个全反射镜、荧光轮5，两个激光发射器分别为蓝光激光器1和红光激光器18，两个分光片分别为第一、第二分光片，三个准直透镜分别为第一至第三准直透镜，两个聚焦透镜分别为第一、第二聚焦透镜，四个全反射镜分别为第一至第四全反射镜，蓝色激光器1与荧光轮5之间设置依次设置第一分光片17、第二分光片2、第一聚焦透镜3、第一准直透镜4，蓝光激光器1发出的激光直接通过第一分光片17、第二分光片2、第一聚焦透镜3、第一准直透镜4后到达荧光轮5，红光激光器18发出的激光经过第四全反射镜16反射至第一分光片17的背面进行全反射后，然后，依次经过第二分光片2、第一聚焦透镜3、第一准直透镜4后到达荧光轮5，蓝光激光器1和红光激光器18在荧光轮5上产生的激光光点重合，电机6带动荧光轮5匀速旋转，激光打在荧光轮5上激发出的黄色、绿色荧光反向通过准直透镜、聚焦透镜到达第二个分光片2，经第二个分光片2背面全反射至出光口；蓝色激光全部透过荧光轮后，继续依次经第二准直透镜7、第二聚焦透镜8、第一全反射镜9、第二全反射镜10、第三准直透镜11、第三全反射镜12到达第二分光片2，穿过第二分光片2后到达出光口，与黄色、绿色荧光进行合束，混合为白色光。

两个激光发射器发出激光照射在荧光轮上形成的光点重合，荧光轮匀速旋转，两个激光发射器交替工作，荧光轮激发出黄色荧光、绿色荧光，与全部透过荧光轮的蓝色激光在出光口进行合束，混合为白色光。1-蓝光激光器；2-第二分光片；3-第一聚焦透镜；4-第一准直透镜；5-荧光轮；6-电机；7-第二准直透镜；8-第二聚焦透镜；9-第一全反射镜；10-第二全反射镜；11-第三准直透镜；12-第三全反射镜；13-红光透射区；14-蓝光透射区；15-绿光荧光区；16-第四全反射镜；17-第一分光片；18-红色激光器。

所述荧光轮5包括圆形散热基板及设置于散热基板边缘的圆环形荧光区，所述荧光区包括蓝光透射区14、红光透射区13和绿光荧光区15。

红光透射区13与绿光荧光区15之间，以及红光透射区13与蓝光透射区14之间均设置信号发射装置，荧光轮5旋转过程中，当激光光点经过该信号发射装置时发出激光发射器的控制信号。

分光片与入射光方向呈45度角，且镀有黄色、绿色光全反射膜。

具体实施例二，

一种双色激光荧光轮式投影机的控制方法，在荧光轮的一个旋转周期内，包括如下步骤：

步骤1、调节两个激光发射器发出的激光光点重合在荧光轮的荧光区域；

步骤2、控制荧光轮匀速旋转，并实时获取激光光点经过的荧光区域信息；

步骤3、等待激光光点经过信号发射装置，触发该装置发出发射信号；

步骤4、接收到发射信号后，根据激光光点经过发射装置前一时刻和后一时刻的顺序，循环发出两个激光发射器的控制信号；

两个激光发射器的控制信号根据如下规则发出：

判断激光光点经过信号发射装置的前一时刻和后一时刻经过的荧光区域，

如果前一时刻为红光透射区，后一时刻为绿光荧光区，则发出红色激光器停止、蓝色激光器开启的信号；

如果前一时刻为蓝光透射区，后一时刻为红光透射区，则发出红色激光器开启、蓝色激光器停止的信号；

如果前一时刻为红光透射区，后一时刻为蓝光透射区，则发出红色激光器停止、蓝色激光器开启的信号；

如果前一时刻为绿光荧光区，后一时刻为红光透射区，则发出红色激光器开启、蓝色激光器停止的信号。

本实用新型的工作原理如下：

激光电源在一个周期内按照一定的占空比，依次分别给蓝光激光器和红光激光器提供驱动电流并出光，蓝色和红色激光透过分光片，经过准直系统后，变为平行光，平行光透过聚焦透镜后，蓝色和红色激光束被聚焦为一个光斑，打在荧光轮上，而荧光轮按照角度配比分为三个区，分别为蓝光、红光透射区和绿光荧光区。荧光轮在电机的驱动下旋转，在一个旋转周期内，当红光出射时，打到荧光轮的区域为红光透射区，当蓝光出射时，打到荧光轮上的区域为蓝光透射区和绿光荧光粉区，部分蓝光透过荧光轮，部分蓝光荧光出绿光。而荧光的宽光谱绿光被荧光轮反射出去，反方向透过聚焦透镜组，反方向通过聚焦透镜的宽光谱宽发散角绿光被整形为一定光斑大小的平行光。

如图2所示，荧光轮包括：红光透射区，入射的红色激光全部透射过去；蓝光透射区，入射的蓝色激光全部透射过去；绿光荧光区，入射的蓝色激光在此区域内荧光出宽光谱绿色，且绿光的出射方向呈朗伯体分布。

激光电源在一个周期内按照一定的占空比，依次分别给蓝光激光器和红光激光器提供驱动电流并出光，红色激光45度角射向反射镜被偏转90度出射，45度角经过第一分光片后，被第一分光片偏转90度，向右前方出射。蓝色激光射向第一分光片后与红光激光汇合，汇合后的红光和蓝光透过第二分光片，经过准直系统后，变为平行光，平行光透过聚焦透镜后，蓝色和红色激光束被聚焦为一个光斑，打在荧光轮上，而荧光轮按照角度配比分为三个区，分别为蓝光、红光透射区和绿光荧光区。荧光轮在电机的驱动下旋转，在一个旋转周期内，当红光出射时，打到荧光轮的区域为红光透射区，当蓝光出射时，打到荧光轮上的区域为蓝光透射区和绿光荧光区，部分蓝光透过荧光轮，部分蓝光荧光出绿光。绿光被反射并反向经过聚焦透镜，被第一次准直，以一定发散角度向前传播，反向射向准直透镜后被第二次准直，黄光和绿光经过两次准直后变成平行光。绿色平行光以45度角射向第二分光片，被全反射沿着Y方向出射。透过的蓝光和红光经过准直透明组后，被准直为平行光，平行光以45度角分别射向全反射镜，出射方向变为X负方向传播，经过中继准直透镜(即第三准直透镜)对并行度做修正后，射向全反射镜，出射方向偏转90度，沿着Y正方向传播，以45度角全透过第二分光片后，与绿光汇合，生成混合白光。

本实用新型各部件的规格、功能及作用如下：

蓝光激光器：波长455nm。

红光激光器：波长638nm。

分光片：45度入射的蓝色激光可以全透过，黄色和绿色激光被全反射。

聚焦透镜：将反向入射的平行光整形为一定大小的光斑，将正向入射的发散光整形为平行光。

准直透镜：将正向入射的平行光整形为一定大小的光斑，将反射入射的发散光整形为平行光。

荧光轮：红光全部透过，入射的蓝色激光部分全部透射过去，部分荧光出绿光。

电机：使荧光轮旋转。

全反射镜：420～700nm波段镀45度角全反射膜，将45度入射的光偏转90度出射。

红光透射区：镀增透膜(600～700nm)。

蓝光透射区：镀增透膜(420～500nm)。

绿色荧光区：入射455nm的激光荧光产生绿色光。