一种小体积的新型投影机光源结构的制作方法

本发明涉及投影光源技术领域，更具体的是涉及一种小体积的新型投影机光源结构。

背景技术：

如今，越来越多的家电厂商开始向激光电视产品战线靠拢，随着一系列品牌的深入，也让激光投影逐渐得到了消费群体的重视，投影系统的发光源主要分为三类，分别是灯泡光源、led光源以及激光光源。激光光源是近年最受关注的投影光源，激光光源具有色彩鲜艳和光谱亮度高等特点，可以合成人眼所见自然界颜色90％以上的色域覆盖率，实现完美的色彩还原。同时，激光光源就有超高的亮度和较长的使用寿命，大大降低了后期的维护成本。

现有的投影机光源通常是采用蓝激光源发出的光照射荧光轮产生荧光，并且荧光轮上设置了用于透射蓝激光源发出光的透射区，从透射区透过去的光需要经过多次的反射折转才能与荧光进行合光，光路复杂、镜片部件多，占用体积大，成本高。

技术实现要素：

本发明的目的在于：参考图1，现有投影机光源是在荧光轮上设置透射区，光源发出的蓝激光透射后经过一系列光路折转后再与荧光光路合为一路，导致光源体积较大，镜片部件多，成本高。因此本发明提供了一种小体积的新型投影机光源结构，其在分光组件上设置透射区对光源发出的部分光直接透射，设置反射区对光源发出的部分光(蓝激光或者紫外激光)进行反射，照射到荧光轮上激发荧光。分光组件与光源呈一定夹角，因此透射光与激发得到的荧光呈一定夹角，而非图1光路中完全反向传输，此时再通过反射组件对二者之一进行反射折转光路，使二者合为一条光路，从而实现光路精简，减少光路镜片的数量，同时缩小体积，降低成本。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种小体积的新型投影机光源结构，其包括光源、荧光轮、分光组件和反射组件；所述分光组件相对于所述光源倾斜设置；所述光源向所述分光组件发射激光；所述分光组件包括透射区和反射区；所述激光包括透射区激光和反射区激光，所述透射区激光穿过所述透射区，所述反射区激光经过所述反射区反射至所述荧光轮；所述荧光轮上靠近所述分光组件的一侧上设有荧光粉涂覆层；所述反射区激光激发所述荧光粉涂覆层，产生与所述反射区激光反向的荧光；所述荧光穿过所述分光组件，经过所述反射组件反射后与所述透射区激光同向传输。

在本发明的一种实施例：

所述透射区激光为主波长为450～460nm的蓝激光；所述反射区激光为主波长为440～450nm的蓝激光。

在本发明的一种实施例：

所述反射区激光为紫外光光源。

在本发明的一种实施例：

所述分光组件包括间隔设置的镀膜玻璃；所述镀膜玻璃被构造成对所述反射区激光进行反射，对所述荧光进行透射。

在本发明的一种实施例：

所述镀膜玻璃上的镀膜方式包括竖条等间距排列镀膜、横条等间距镀膜、斜条等间距镀膜或孔状镂空。

在本发明的一种实施例：

所述分光组件包括间隔设置的棱镜；相邻所述棱镜之间的间隙为透射区；所述棱镜为反射区。

在本发明的一种实施例：

所述棱镜为三棱锥型棱镜；所述棱镜靠近所述荧光轮的面被构造成对所述反射区激光进行反射，对其他光线进行透射，所述棱镜上与之呈夹角的面被构造成对光源进行透射同时反射荧光；所述棱镜远离所述光源的面被构造成对光源和荧光进行透射。

在本发明的一种实施例：

所述分光组件包括相互形成夹角的第一镜片和第二镜片；所述第一镜片面向光源的一侧为二色向镜，所述二色向的镜镀膜被构造成反射所述反射区激光并透射荧光；所述第二镜片为反射镜，所述反射镜对光源和荧光进行反射。

在本发明的一种实施例：

所述反射组件为反射镜、反射棱镜或二色向镜的至少一种。

在本发明的一种实施例：

所述小体积的新型投影机光源结构还包括聚焦整形镜片组、滤色色轮和光棒；所述光源和所述荧光合成一路后依次经过所述聚焦整形镜片组和所述滤色色轮进入所述光棒匀光后出射。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本发明提供的一种小体积的新型投影机光源结构，其结构简单、光路折转少，光能损耗小，镜片部件少，占用体积小，制作成本低，使用稳定性好，满足小型化的需求。

2.采用两种主波长不同的蓝激光，提高荧光激发效率从而提高整个光源的光转化效率，输出光通量高，满足高亮的需求，同时降低对人眼的刺激。

3.本发明同时可兼容单色蓝激光、蓝激光和红激光、红绿蓝三种激光器等多种光源方案，利于批量生产时共用模具，降低昂贵的模具成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是现有技术中投影机光源结构的示意图；

图2是本发明实施例1中一种小体积的新型投影机光源结构的结构示意图；

图3是本发明实施例1中一种分光组件的结构示意图；

图4是本发明实施例1中另一种分光组件的结构示意图；

图5是本发明实施例2中一种分光组件的结构示意图；

图6是本发明实施例2中一种分光组件的结构示意图；

图7是本发明实施例3中一种分光组件的结构示意图；

图8是本发明实施例4中一种分光组件的结构示意图。

图中标记为：1-光源；11-透射区激光；12-反射区激光；31-透射区；32-反射区；3-分光组件；4-反射组件；2-第一光束整形装置；5-第二光束整形装置；6-荧光轮；7-聚焦整形镜片组；8-滤色色轮；9-光棒；41-第一反射镜；42-第二反射镜；43-二色向镜。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

实施例1

本实施例提供了一种小体积的新型投影机光源结构，其光路简单，使用部件少，占用体积小，制作成本低，可兼容多种光源1方案，利于批量生产时共用模具。

参考图2至图4，具体的，小体积的新型投影机光源结构包括光源1、荧光轮6、分光组件3和反射组件4；分光组件3相对于光源1倾斜设置；光源1向分光组件3发射激光；分光组件3包括透射区31和反射区32；激光包括透射区激光11和反射区激光12，透射区激光11穿过透射区31，反射区激光12经过反射区32反射至荧光轮6；荧光轮6上靠近分光组件3的一侧上设有荧光粉涂覆层；反射区激光12激发荧光粉涂覆层，产生与反射区激光12反向的荧光；荧光穿过分光组件3，经过反射组件4反射后与透射区激光11同向传输。

在本实施例中，光源1用于提供蓝激光，分为透射区激光11和反射区激光12。两者分时工作，当需要荧光时反射区激光12工作，而当需要光源1的颜色时透射区激光11才工作，降低工作功耗。优选地，透射区激光11为主波长为450～460nm的蓝激光；反射区激光12为主波长为440～450nm的蓝激光，实现对人眼刺激较小。

分光组件3包括间隔设置的棱镜；相邻棱镜之间的间隙为透射区31；棱镜为反射区32。进一步的，棱镜为三棱锥型棱镜abco，棱镜夹角优选为90度。棱镜靠近荧光轮6的面aob被构造成对反射区激光12进行反射，对其他光线进行透射，棱镜上与之呈夹角的面aoc被构造成对光源1进行透射同时反射荧光；棱镜远离光源1的面boc被构造成对光源1和荧光进行透射。即在本实施例中，面朝光源1的aob对反射区激光12进行反射，与之垂直的一面aoc对透射区激光11进行透射对荧光进行反射，与光源1平行的一面boc对全波段进行透射。

反射组件4为反射镜或者反射棱镜，与分光组件3呈斜角放置，优选为90度，对可见光全波段进行反射。

显然，为降低成本，在其他具体实施方式中棱镜也可以用两个与面aob、boc镀膜相同的反射镜替代，其中面朝光源1的第一镜片为二色向镜43，镀膜为反射光源1发出的光透射荧光，第二镜片与第一镜片成一定夹角，为反射镜，对光源1发出的光和荧光进行反射。

在本实施例中，光源1与分光组件3之间设置了第一光束整形装置2，对光源1发出的光束进行整形聚焦，可采用聚焦镜片和扩散片，聚焦镜片将光斑进行整形和压缩，扩散片用于消除散斑，同时使光斑分布均匀，提升荧光轮6上荧光激发效率，在压缩光斑时还可采用反射镜组，折转光路的同时进行光斑压缩；

分光组件3与荧光轮6之间设置有第二光束整形装置5，第二光束整形装置5采用聚焦镜片，可对激发产生的荧光进行聚焦整形。

荧光轮6上的荧光粉区包括红色荧光粉区、绿色荧光粉区、黄色荧光粉区、橘色荧光粉区其中的若干种，在本实施例中，荧光轮6上设置了红色荧光粉区、绿色荧光粉区、黄色荧光粉区。

光源1产生的蓝激光，由分光组件3棱镜的aob面将反射区激光12导向荧光轮6来激发荧光，同时对非蓝激光波段的可见光的荧光进行透射，与之垂直的一面aoc对透射区激光11进行透射对荧光进行反射，反射组件4对荧光进行反射，与经过分光组件3透射的光合成一路进行同向传输，经聚焦整形透镜组后通过滤色色轮8进入光棒9。

透射区激光11和反射区激光12两者可分时工作，降低工作功耗，当光源1对输出光颜色要求不高时，此种方式可省去滤色色轮8；亦或同时工作，则滤色色轮8必须使用。

分时工作的具体过程如下：

反射区激光12发出蓝色激光，经过第一光束整形装置2后照射到分光组件3aob面上由其反射向第二光束整形装置5，反射区激光12穿过第二光束整形装置5后照射到荧光轮6上，荧光轮6高速旋转，从而激发产生各种颜色的荧光。荧光轮6依次旋转至红色荧光粉区、绿色荧光粉区、黄色荧光粉区时，经反射区激光12聚焦照射后依次激发产生红色、绿色和黄色的荧光，荧光从荧光轮6上反射而出进入第二光束整形装置5由其聚焦整形后射向分光组件3，红色荧光从分光组件3aoc面以及反射组件4反射后依次经过光束整形装置、滤色色轮8和光棒9后输出。当需要蓝光输出时，透射区激光11开始工作，发出蓝激光，经过第一光束整形装置2后照射到分光组件3aoc面以及棱镜之间的间隙后透射向光束整形装置，然后通过滤色色轮8和光棒9后输出；红色荧光、绿色荧光、黄色荧光和光源1发出蓝色激光混合成白光进行投影照明。

实施例2

参考图5和图6，本实施例与实施例1相似，不同之处在于：分光组件3采用二色向镜43间隔排布，反射区32为二色向镜43，镀膜要求为反射蓝激光透射荧光，透射区31为二色向镜43排布的间隙。具体实施时二色向镜43可通过结构的上盖和下盖卡槽进行固定。

另外在本实施例中，分光组件3也可采用如图5的间隔镀膜的玻璃，反射区32镀膜要求为对蓝激光进行反射同时对被激发的荧光进行透射，透射区31镀增透膜或者不镀膜，对蓝激光和荧光进行透射。间隔镀膜可以为竖条等间距排列镀膜，或者横条等间距镀膜，或为斜条等间距镀膜，或为孔状镂空。该结构不局限于某种具体方式，只要在分光组件3上可实现部分蓝激光透射，部分蓝激光反射，其余颜色的光透射即可。

实施例3

参考图7，本实施例与实施例2不同之处在于，改变了上述实施例2中的反射组件4的位置，对透射的透射区激光11进行反射，从而与被激发的荧光的传输方向一致。光源1产生的蓝激光，由分光组件3的反射区32将反射区激光12反射向荧光轮6来激发荧光，同时对除蓝激光外的波段进行透射，透射区31对透射区激光11和被激发的荧光进行透射，荧光与透射区激光11与经过分光组件3透射的光合成一路进行同向传输，经聚焦整形透镜组后通过滤色色轮8进入光棒9。

实施例4

如图8所示，与实施例3的不同点在于，反射组件4为两个成一定夹角的第一反射镜41、第二反射镜42和二色向镜43组成。其中第一反射镜41和第二反射镜42之间优选夹角为45度，二色向镜43镀膜要求为反射蓝激光透射其他颜色的光。光源1产生的蓝激光，由分光组件3的反射区32将光源1中的反射区激光12反射向荧光轮6来激发荧光，反向传输的荧光经分光组件3后透射到二色向镜43。透射区激光11经过分光组件3的透射区31照射到反射组件4，分别经第一反射镜41和第二反射和二色向镜43反射，与透射的荧光合成一路进行同向传输，经聚焦整形透镜组后通过滤色色轮8进入光棒9。

实施例5

本发明适用于双色激光方案，结构示意图如实施一、二、三、四所示，仅需替换光源1中蓝激光器为蓝激光器和红激光器，光源1都进行分时控制即可。下面以实施例一种为例，光源1包含蓝激光器和红激光器，经分光组件3的透射区31后透射而出。反射区激光12为蓝激光器，经分光组件3的反射区32后通过第二光束整形装置5聚焦到荧光轮6的荧光粉涂覆区，激发荧光。本实施例中荧光轮6上涂覆黄色荧光粉和绿色荧光粉，用于激发黄光和绿光。荧光轮6为反射式荧光轮6，激发的荧光方向与激发光方向相反。黄光光效高，可提高整体系统光通量，同时扩充色域。黄光和绿光经第二光束整形装置5二后回到分光组件3，因透射区31和反射区32针对蓝光外的波段都为透射，因此黄光和绿光经分光组件3后透射而出，再经过反射组件4后被反射。光源1发射的蓝激光和红激光与激发产生的荧光(黄光和绿光)合成一路，经聚焦整形透镜组后通过滤色色轮8进入光棒9。为降低激光的散斑，滤色色轮8优选设置为第一扩散区域、第二扩散区域、黄光透射区31、绿光过滤区。其中第一扩散区域、第二扩散区域分别对蓝激光和红激光进行散斑消除，黄光透射区31对黄光直接透射，绿光过滤区对绿荧光进行过滤，获得更好的颜色。

显然，红激光器是用来提供光源1所需要的红光，因此本实施例中红激光器也可换为红光led。因红激光器发出的红光效率较低，荧光轮6上也可以涂覆包含有红色波段的荧光粉，对红激光进行补偿。

实施例6

本发明适用于三色激光方案，结构示意图如实施一所示，分光组件3可采用上述各实施例中的各种方案，相应进行调整。与实施例中的不同在于，透射区激光11包含蓝激光器、绿激光器和红激光器，经分光组件3的透射区31后透射而出。反射区激光12为蓝激光器，经分光组件3的反射区32后通过第二光束整形装置5聚焦到荧光轮6的荧光粉涂覆区，激发荧光。本实施例中荧光轮6上仅涂覆黄色荧光粉，用于激发光效高的黄光，可提高整体系统光通量，同时扩充色域。黄光经第二光束整形装置5后回到分光组件3后透射而出，再经过反射组件4后被反射。此时，光源1发射的蓝激光、绿激光和红激光与激发产生的黄荧光合成一路，经聚焦整形透镜组后通过滤色色轮8进入光棒9。

为降低激光的散斑，滤色色轮8优选设置为第一扩散区域、第二扩散区域、黄光透射区31和第三扩散区域。其中为第一扩散区域、第二扩散区域和第三扩散区域分别对蓝激光、绿激光和红激光进行散斑消除，黄光透射区31对黄光直接透射。

因上述激光的效率都较低，本实施例中荧光轮6上也可涂覆绿荧光粉和包含红色波段的荧光粉，同时相应调整滤色色轮8过滤得到需要的颜色，实现对红光和绿光的补偿。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。